Lắp đặt hệ thống điều hoà không khí tại nhà điều hành sản xuất & quản lý đầu tư các dự án điện

Lắp đặt hệ thống điều hoà không khí tại nhà điều hành sản xuất & quản lý đầu tư các dự án điện

Chơng 1 Giới thiệu chung

1.1 Giới thiệu về công trình :

Công trình Nhà điều hành sản xuất và quản lí đầu t các dự án điện là một dự

án do Cty Điện lực III làm chủ đầu t Khởi công vào tháng 8 năm 2005 dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2007 Toàn bộ công trình là một toà nhà 9 tầng do Cty T vấn thiết kế xây dựng Đà Nẵng thiết kế có diện tích 1200 m2 cao 43 m toạ lạc trên phần

đất gần 5000 m2 có mặt tiền hớng ra đờng Nguyễn Văn Trỗi Tp Đà Nẵng.Toà nhà–

là trụ sở làm việc của Cty ĐIện Lực III bao gồm nơi làm việc của các Phòng- Ban,

đồng thời là nơi trng bày và giới thiệu các sản phẩm của công ty

1.2 Mục đích của việc lắp đặt hệ thống Điều Hoà Không khí (ĐHKK) tại Nhà

ĐH sản xuất &QL đầu t các dự án Điện:

Việt Nam là một nớc có dãi khí hậu cận nhiệt đới nóng ẩm cho nên Đà Nẵng vào mùa hè rất oi bức, nhiệt độ có lúc đến 360C cộng với việc lu lợng xe cộ lu thông ngày càng nhiều, thàng phố đang trong thời kì phát triển các nhà máy sản xuất công nghiệp, các công trình cao tầng xây dựng càng nhiều, điều này làm cho môI trờng không khí càng thêm ô nhiễm Việc lắp đặt hệ thống điều hoà không khí cho toà nhà nhằm mục đích cảI thiện môI trờng không khí tạo ra môI trờng nhân tạo có chế độ nhiệt hợp lý, năng cao hiệu quả làm việc cho cán bộ viên choc đồng thời thể hiện với các đối tác là Điện lực III là một công ty có môi trờng làm việc tiện nghi, hiện đại

1.3 ảnh hởng của không khí đối với môi trờng đến con ngời:

Môi trờng không khí có ảnh hởng rất lớn đến con ngời và hoạt động của chúng

ta Môi trờng không khí tác động lên con ngời và các qui trình sản xuất thông qua nhiều nhân tố, trong đó ảnh hởng nhiềug nhất là các nhân tố:

- Nồng độ O2 và CO2 trong không khí (NO2, NCO2) : [%]

- Độ ồn (Lp) : [dB]

1.3.1 ảnh hởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con ngời Cơ thể con ngời có nhiệt độ xấp xỉ 370C Trong quá trình vận động, cơ thể con ngời luôn thải ra môi trờng nhiệt lợng qtoả Lợng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào cờng độ vận động, giới tính, tuổi tác và trọng lợng bản thân Để duy trì thân nhiệt, có thể thờng xuyên trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh dới 2 hình thức:

- Truyền nhiệt : là hình thức thải nhiệt ra môi trờng do chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và môi trờng

- Toả ẩm : khi nhiệt độ môi trờng lớn hơn hoặc bằng thân nhiệt, hình thức truyền nhiệt không đáp ứng đòi hỏi về thải nhiệt thì cơ thể bắt đầu đổ mồ hôi Các giọt

mồ hôi thải ra môi trờng mang theo nhiệt lớn khi ra bề mặt da các giọt nớc bay hơi

và nhận nhiệt lợng trên bề mặt da, góp phần hạ thân nhiệt Ngời ta đã tính đợc rằng cứ thoát 1g mồ hôi thì cơ thể thải đợc một lợng nhiệt xấp xỉ 2500J Nhiệt độ càng cao, độ ẩm môi trờng càng bé thì mức độ thoát mồ hôi càng nhiều

Hai hình thức trao đổi nhiệt với môi trờng trên giúp cho con ngời có thể giúp cho con ngời sống trong phạm vi thay đổi nhiệt độ khá lớn.Tuy nhiên,nhiệt độ và độ ẩm thích hợp nhất đối với con ngời chỉ nằm trong khoảng 18ữ 24OC đối với mùa hè và 22

ữ27OC đối với mùa đông tuỳ theo trạng thái con ngời

1.3.2 ảnh hởng của độ ẩm tơng đối

Độ ẩm tơng đối có ảnh hởng đến khả năng toát mồ hôi vào không khí.Quá trình này chỉ có thể xảy ra khi độ ẩm ϕ 〈 100% Độ ẩm thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng lớn, cơ thể sẽ cảm thấy dễ chịu.Tuy nhiên, độ ẩm quá thấp hay quá cao đều không tốt đối với con ngời

- Khi độ ẩm cao: khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể có cảm giác nặng nề, mệt mỏi và dễ gây cảm cúm

- Khi độ ẩm thấp: mồ hôi sẽ bay hơi nhanh làm da khô làm nứt nẻ tay chân, môi.Đồng thời làm cho đồ vật khô cứng, thực phẩm bị mất nớc và giảm chất l-

ợng.Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con ngời trong khoảng tơng đối rộng ϕ = 60

ữ 75 %

1.3.3 ảnh hởng của tốc độ không khí:

Tốc độ không khí có ảnh hởng đến cờng độ trao đổi nhiệt và ẩm giữa cơ thể với môi trờng xung quanh.Khi tốc độ luân chuyển lớn, cờng độ trao đổi nhiệt-ẩm tăng lên Vì vậy khi đứng trớc gió ta cảm thấy mát và thờng da khô hơn là khi ở nơi yên tĩnh trong cùng một điều kiện về nhiệt độ và độ ẩm

Tốc độ gió thích hợp tuỳ thuộc vào nhiều yếu tố : nhiệt độ gió, cờng độ lao động, độ

ẩm, trạng thái sức khoẻ của mỗi ngời.Trong kĩ thuật Điều hoà không khí, ngời ta chỉ quan tâm tốc độ gió trong vùng làm việc,tức là vùng dới 2 m chiều cao kể từ sàn nhà.Đây là vùng mà một ngời bất kì khi đứng trong trong phòng đều chịu ảnh hởng bởi tốc độ gió.Theo TCVN 5687-1992,tốc độ không khí nhân tạo trong nhà khoảng 0.3 m/s đối với mùa hè và 0.05 m/s đối với mùa đông

1.3.4 ảnh hởng của bụi:

Độ trong sạch của không khí là một trong những tiêu chuẩn quan trọng cần

đ-ợc khống chế trong không gian điều hoà và thông gió

Bụi là những phần tử vật chất có kích thớc nhỏ bé, khuếch tán trong môi trờng không khí Nó có ảnh hởng rất lớn đến sức khoẻ con ngời nh làm tổn thơng hệ hô hấp, thị giác và chất lợng cuộc sống.mức độ tác hại của bụi tuỳ thuộc vào bản chất, kích thớc, nồng độ trong không khí, thời gian tiếp xúc của con ngời, tình trạng sức khoẻ,…

1.3.5 ảnh hởng của các chất độc hại:

Cãc chất độc hại phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hoá học thờng tồn tại trong không khí dới dạng hơi nớc hoặc bụi Mức độ độc hại tuỳ thuộc cấu tạo hoá học và nồng độ từng chất, có loại gây cảm giác khó chịu, có loại gây bệnh nghề nghiệp, có loại gây chết ngời khi nồng độ đủ lớn

1.3.6 ảnh hởng của khí CO2 :

Khí CO2 không phải là khí độc nhng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây cảm giác mệt mỏi Khi nồng độ quá lớn sẽ gây ngạt thở, kích thích thần kinh tăng nhịp tim và các rối loạn khác

Trong các công trình dân dụng nh trụ sở làm việc đang thiết kế thì chất độc hại trong không khí chủ yếu là khí CO2 do con ngời thải ra trong quá trình sinh hoạt Lợng CO2

do con ngời thải ra phụ thuộc vào cờng độ lao động và thông thờng nó chiếm khoảng 0,013 ữ 0,074 (m3/h.ngời)

1.3.7 ảnh hởng của độ ồn :

Khi con ngời làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồn cao thì lâu ngày cơ thể

sẽ suy sụp, có thể gây ra một số bệnh nh : Stress, bồn chồn và gây các rối loạn gián tiếpkhác Độ ồn ngoài việc ảnh hởng đến thần kinh, sức khoẻ con ngời nó còn ảnh h-ởng đến chất lợng công việc, gây mất tập trung, gây cảm giác khó chịu cho con ngời nhất là những ngời lớn tuổi

Vì vậy, độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệ thống ĐHKK cho các đài phát thanh, truyền hình, các phòng stadio, phòng thu âm thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng nhất Đối với công trình là trụ sở làm việc thì độ ồn cho phép : 40 ữ 50 dB

1.4 Thế nào là thông gió và Điều hoà không khí:

1.4.1 Thông gió:

Nếu trong một phòng kín có xảy ra sự tích tụ nhiệt ẩm hoặc các chất độc hại khác thì sau một thời gian nào đó, các thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khí trong phòng sẽ biến động, vợt qua giới hạn cho phép Để ngăn cản sự tích tụ nhiệt, ẩm hoặc các chát độc hại cần tiến hành thay thế liên tục không khí trong phòng đã bị ô nhiễn bằng không khí tơi mát lấy từ bên ngoài Quá trình đó gọi là thông gió Hay nói cách khác thông gió là quá trình thay thế không khí trong nhà bằng không khí tơi mát ngoài trời để đảm bảo thải nhiệt thừa, ẩm và các chất độc hại nhằm giữ cho môi tr… -ờng sống của con ngời và sinh vật trong nhà luôn luôn an toàn

1.4.2 Điều hoà không khí:

Điều hoà không khí là quá trình tạo ra và duy trì ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chơng trình định sẵn, không phụ thuộc vào điều kiện khí hậu bên ngoài

Hay nói cách khác ĐHKK là quá trình tạo ra một môi trờng nhân tạo có các thông số và khí hậu phù hợp với cơ thể con ngời nhất, giúp cho con ngời trong quá trình làm việc hay nghỉ ngơi luôn có cảm giác thoải mái, dễ chịu

1.5 Các loại điều hoà không khí :

Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hoà dựa theo nhiều tiêu chí khác nhau

nh :

+ Theo đặc điểm của thiết bị xử lý nhiệt ẩm ,ta có :

- Hệ thống điều hoà cục bộ

- Hệ thống điều hoà kiểu phân tán

- Hệ thống điều hoàtrung tâm

+ Theo đặc điểm môi chất giải nhiệt dàn ngng, ta có :

- Hệ thống điều hoà giải nhiệt bằng nớc

- Hệ thống điều hoà giải nhiệt bằng không khí

+ Theo khả năng xủ lý nhiệt ẩm, ta có :

- Máy điều hoà một chiều lạnh

- Máy điều hoà hai chiều nóng-lạnh

Tuy nhiên, hiện nay ngời ta phân loại máy điều hoà theo đặc điểm của thiết bị xử

lý nhiệt - ẩm đồng thời trong từng loại máy trong cách phân loại này, ngời ta kết hợp phân loại theo hai cách kia Để tiếp cận công trình đang thiết kế, ta chỉ phân tích các

hệ thống điều hoà với các tầng máy có kết cấu phù hợp với kết cấu công trình, có khả năng lắp đặt đợc tại công trình đang khảo sát nh :

1.5.1 Hệ thống kiểu cục bộ : Có các dòng máy nh :

+ Máy ĐHKK dạng cửa sổ :

Đây là một tổ máy lạnh đợc lắp đặt hoàn chỉnh thành một khối chữnhật tại nhà máy sản xuất, hệ thống điện và gas đã đợc nạp sẵn Ngời lắp đặt chỉ việc đấu nới

điện nguồn là máy có thể hoạt động và sinh lạnh Máy điều hoà dạng cửa sổ

thờng đợc lắp đặt trên các tờng trông giống nh các cửa sổ nên gọi là máy ĐHKK dạng cửa sổ Loại này thờng có công suất nhỏ, trong khoảng 7000-24.000 Btu/h

+ Máy ĐHKK kiểu rời (2 mảnh) :

Máy ĐHKK kiểu rời 2 mảnh gồm hai cụm :dàn nóng và dàn lạnh đợc bố trí tách rời nhau Liên kết giữa hai cụm là các ống đồng dẫn môi chất và các dây điện

điều khiển.Máy nén thờng đặt bên trong cụm dàn nóng Quá trình điều khiển sự làm việc của máy đợc thực hiện từ dàn lạnh thông qua bộ điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa

Loại này có u điểm mà máy điều hoà cửa sổ không có là có thể lắp đặt ở các phòng nằm sâu trong công trình hoặc các phòng nằm giữa hai phòng hoặc có thể lắp đặt trên trần Tuy nhiên, cũng giống nh máy ĐHKK cửa sổ loại này có nhợc điểm là:

- Công suất nhỏ khoảng 7000 ữ 60000 Btu/h

- Khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh bị hạn chế Chiều dài tối đa cho phép giữa dàn nóng và dàn lạnh là 15m, chiều cao tối đa là 8 ữ 10m

+ Máy ĐHKK kiểu ghép :

Máy ĐHKK kiểu ghép là máy có 1 dàn nóng và 2 ữ 4 dàn lạnh Mỗi cụm máy

là một hệ thống Thờng các hệ thống hoạt động độc lập, mỗi dàn lạnh hoạt động không phụ thuộc vào dàn lạnh khác và có thể lắp với nhiều chủng loại dàn khác nhau

Loại này có u điểm hơn so với hai loại trên là :

- Tiết kiệm không gian lắp đặt dàn nóng

- Chung điện nguồn

- Giảm chi phí đầu t và lắp đặt

Tóm lại, các dòng máy điều hoà kể trên chỉ điều hoà không khí trong phạm vi nhỏ

nh một phòng riêng hoặc một vài phòng nhỏ Đối với công trình đang khảo sát, các loại trên ta có thể lắp đặt đợc nhng số lợng máy nhiều, việc bố trí nhiều dàn nóng bên ngoài toà nhà sẽ làm mất mĩ quan của kiến trúc đồng thời rất khó khăn trong việc vệ sinh, sửa chữa dàn nóng vì vậy đây cha phải là phơng án tối u

1.5.2 Hệ thống kiểu phân tán :

Máy Điều hoà kiểu phân tán là máy điều hoà ở đó khâu xử lí không khí phân tán tại nhiều nơi, nghĩa là hệ thống có nhiều dàn lạnh Trên thực tế, Điều hoà kiểu phân tán có 2 dạng phổ biến nh sau :

+ Máy ĐHKK kiểu VRV:

Đây là loại máy điều hoà có thể thay đổi công suất bằng cách điều chỉnh lu ợng môi chất tuần hoàn trong hệ thống Để thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài ngời tat hay đổi tốc độ quay của máy nén bằng cách sử dụng bộ biến tần (Inverter)

l-để thay đổi tần số nguồn điện và qua đó thay đỏi tốc độ quay của máy nén một cách

tỉ lệ

Hệ thống bao gồm các thiết bị chính nh : Dàn nóng, Dàn lạnh, hệ thống đờng ống dẫn Gas và các phụ kiện

- Dàn nóng: là dàn trao đổi nhiệt lớn hoặc tổ hợp vài dàn nóng Cấu tạo gồm dàn trao đổi nhiệt có cánh, bên trong bố trí quạt hớng trục thổi gió lên trên Động cơ của máy nén và các thiết bị phụ của hệ thống làm lạnh đặt ở dàn nóng Máy nén thờng là loại kín, li tâm dạng xoắn

- Dàn lạnh : có cấu tạo giống dàn lạnh máy điều hoà rời và có nhiều chủng loại, mẫu mã khác nhau Một dàn nóng không qui định số lợng dàn lạnh nh loại điều hoà ghép miễn là tổng công suất dàn lạnh dao động trong khoảng 50 ữ 130 % công suất dàn nóng Thông thờng hệ VRV có số dàn lạnh từ 4 ữ 16 dàn

- Nối dàn nóng và dàn lạnh là hệ thống ống đoòng và dây điện điều khiển Hệ thống ống đồng đợc nối với nhau bằng các chi tiết ghép nối chuyên dụng gọi là các REFNET rất tiện lợi

- Hệ thống có trang bị bộ điều khiển tích vi (PID) để điều khiển nhiệt độ phòng

+ Máy ĐHKK làm lạnh bằng nớc (Water chiller)

Hệ thống ĐHKK làm lạnh bằng nớc là hệ thống trong đó cụm máy không trực tiếp xử lí không khí mà làm lạnh nớc đến đến 7OC Sau đó nớc đợc dẫn theo các đ-ờng ống có bọc bảo ôn đén các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU & AHU để xử lí nhiệt ẩm trong không khí

Hệ thống ĐHKK làm lạnh bằng nớc có cấu tạo gồm các thiết bị chính nh sau:

- Cụm làm lạnh nớc Chiller: đợc sử dụng để làm lạnh nớc đến nhiệt độ yêu cầu,

nó đợc lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy sản xuất với các thiết bị nh:

• Máy nén : thực hiện chu trình làm lạnh Có nhiều loại nhng phổ biến là

loại trục vít,máy nén kín, máy nén piston nữa kín.Hiện nay hãng Copeland(Mĩ) đã sản xuất ra loại máy nén xoắn ốc Digital Scroll tiên tiến nhất thế giới với hiệu suất hoạt động tối u và tiết kiệm điện năng lớn

• Thiết bị ngng tụ: dùng để ngng tụ hơi môi chất thành dạng lỏng sau khi

đ-ợc máy nén nén ra Có 2 loại thờng đđ-ợc sử dụng là bình ngng và dàn

ng-ng, hai loại này có thể giải nhiệt bằng nớc hoặc gió Đối với hệ điều hoà Water chiller, ngời ta thờng sử dụng bình ngng giải nhiệt bằng nớc vì ít phụ thuộc thời tiết Tuy nhiên loại này phải kèm theo bơm và tháp giải nhiệt

• Bình bay hơi: thờng sử dụng là bình bay hơi ống đồng có cánh đợc bọc cách nhiệt và duy trì nhiệt độ không nhỏ hơn 7OC để tránh hiện tợng

đóng băng gây nổ bình

• Tủ điện điều khiển: khi lắp đặt ,ngời ta thiết kế thêm 1 tủ điện gắn trên

cụm Chiller là tủ nguồn cho cụm Chiller, các bơm tháp giải nhiệt và

điều khiển sự hoạt động giữa chúng

• Hệ thống đờng ống gas :đã đợc lắp đặt hoàn chỉnh và nạp gas đầy đủ

- Dàn lạnh FCU : là dàn trao đổi nhiệt bằng ống đồng cánh nhôm và quạt

gió.N-ớc chuyển động trong ống, khôngkhí chuyển động ngoài ống trao đổi nhiệt - ẩm sau đó thổi trực tiếp hoặc qua kênh dẫn gió thổi vào phòng Quạt FCU có dạng lồng sóc dẫn động trực tiếp

- Dàn lạnh AHU: thờng đợc lắp ráp từ nhiều cụm nh sau : buồng hoà trộn, bộ lọc bụi, dàn trao đổi nhiệt ( giống FCU ) và hộp quạt Quạt AHU thờng là quạt li tâm

dẫn động bằng đai AHU có hai dạng: loại đặt nằm ngang dùng lắp trên trần và loại thảng đứng dùng đặt trên sàn nhà.

- Bơm nớc lạnh và bơm giải nhiệt : vận chuyển nớc lu động trong đờng ống

- Bình giãn nỡ : thờng sử dụng với ba mục đích:

• Chống hiện tợng giãn nỡ của nớc gây ra do nhiệt độ thay đổi

• Chống hiện tợng lọt khí vào đờng ống làm tăng áp suất nớc và tạo dòng

chảy không ổn định

• Tạo thêm một lợng nớc dự trữ để bổ sung cho hệ thống khi nớc bị rò rĩ

- Hệ thống đờng nớc lạnh : dẫn nớc lạnh từ bình bay hơi đến các AHU,FCU ờng là ống thép đen áp lực bên ngoài bọc cách nhiệt

Th Hệ thống đờng ống nớc giải nhiệt là ống thép tráng kẽm dùng giải nhiệt làm mát bình ngng

∗ Ưu điểm:

- Công suất lớn từ 5 Ton lạnh đến hàng ngàn Ton lạnh

- Hệ thống nớc lạnh không bị hạn chế về chiều dài cũng nh chênh áp miễn bơm

đáp ứng đợc vì vậy hệ thống phù hợp với công trình lớn, cao tầng

- Hệ thống hoạt động ổn định, không phụ thuộc nhiều vào thời tiết, bền, tuổi thọ cao

- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải cho phép điều chỉnh công suất theophụ tải bên ngoài,tiết kiệm điện năng khi non tải

- Công việc bảo trì, sửa chữa tiện lợi

- Giá thành đầu t thiết bị thấp hơn hệ VRV nếu công suất yêu cầu lớn

∗ Nhợc điểm:

- Hệ thống cồng kềnh, đòi hỏi phải có phòng máy riêng

- Do vận hành phức tạp nên đòi hỏi ngời chuyên trách vận hành

- Lắp đặt,vận chuyển, sửa chữa, bảo dỡng hệ thống tơng đối phức tạp

- Tiêu thụ điện năng cho một đơn vị công suất lạnh cao hơn so với VRV

- Hệ thống điều chỉnh công suất theo cấp nên tiêu tốn điện năng lớn khi non tải

- Chi phí đầu t cao so với hệ thống điều hoà cục bộ

Nh vậy, với công trình đang thiết kế ta có thể chọn hệ VRV hoặc Water chiller để

lắp đặt tuy nhiên do công trình cao ,có diện tích lớn và để giảm bớt chi phí đầu t ban

đầu nên ta chọn hệ Water chiller để lắp đặt Quá trình tính toán nhiệt và lựa chọn cấp

Chơng 2 Tính toán nhiệt cho toà nhà

2.1 Lựa chọn cấp điều hoà cho hệ thống

Khi tính toán thiết kế hệ thống điều hoà, việc đầu tiên là lựa chọn cấp điều hoà cho hệ thống.Cấp điều hoà thể hiện độ chính xác trạng thái không khí cần điều hoà của công trình Có 3 cấp điều hoà, đó là:

- Cấp 1 : hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà theo yêu cầu bất kể sự thay đổi bên ngoài ngay cả những thời điểm khắc nghệt nhất trong năm về mùa hè lẫn mùa đông.

- Cấp 2 : hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà với sai số không quá 200 h/năm ( khoảng 8 ngày).Nghĩa là trong một năm

ở những ngày khắc nghiệt nhất về mùa hề hay mùa đông hệ thống có những sai số nhất định nhng không quá 4 ngày trong một mùa

- Cấp 3 : hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà với sai số không quá 400 h/năm (khoảng 17 ngày)

Với công trình là Nhà Điều hành sản xuất & Quản lí đầu t các dự án điện ta có thể lựa chọn cấp độ nào cũng đợc tuy nhiên vì đây chỉ là một trụ sở làm việc của Điện lực III nên để giảm bớt chi phí đầu t ban đầu ta chỉ cần chọn hệ thống Điều hoà cấp 3 là đ-

ợc

2.2 Chọn thông số tính toán

Điều kiện khí hậu ở Việt Nam nói chung và ở Đà Nẵng nói riêng mùa hè khắc nghiệt còn mùa đông không lạnh lắm( thấp nhất là khoảng 13oC) cho nên thực tế khi tính toán nhiệt cho hệ thống công suất lạnh Qo cần cho mùa hè bao giờ cũng lớn hơn công suất sởi ấm Qs mùa đông, do đó khi tính toán chỉ cần xác định năng suất lạnh

Qo.Tuy nhiên đối với công trình này ta chỉ thiết kế hệ thống điều hoà một chiều lạnh

2.2.1- Chọn nhiệt độ và độ ẩm trong phòng:

Tại Đà Nẵng khí hậu thờng phân hai mùa nóng lạnh,mùa hạ kéo dài còn mùa

đông ngắn.Vào mùa nóng nhiệt độ và độ ẩm trong không khí khá cao mà kiến trúc xây dựng ở Việt Nam thờng không có hành lang đệm để làm giảm độ chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời.Vì vậy không nên chọn nhiệt độ tính toán trong phòng quá thấp,thờng chọn:

2.2.2- Chọn nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời:

Thông số ngoài trời đợc sử dụng để tính toán tải nhiệt căn cứ vào tầm quan trọng của công trình.Theo TCVN 5687-1992, đối với hệ thống Điều hoà Cấp 3 thi công tại Đà Nẵng,ta sẽ chọn các thông số nh sau:

- Nhiệt độ trung bình lớn nhất các ngày trong tháng: tN = ttb

max = 34.5 oC

- Độ ẩm đo lúc 13h tháng nóng nhất ( tháng 6) : ϕN = ϕ13-15

max = 76.5 % [Lấy theo phụ lục 3 & 4 TL1]

2.3 Chọn sơ đồ Điều hoà không khí

Với công trình đang khảo sát, ta chọn sơ đồ tuần hoàn một cấp Ưu điểm của sơ

đồ này là tiết kiệm năng lợng cung cấp cho hệ thống, do không thải toàn bộ lợng không khí trong phòng (đã làm lạnh) ra ngoài trời mà chỉ thải một phần, phần còn lại hoà trộn với khí tơi lấy từ bên ngoài để làm giảm nhiệt độ lợng không khí này

Sơ đồ tuần hoàn một cấp:

9- MiÖng th¶i giã

Tầng 3:

- Phòng giới thiệu sản phẩm- Trung tâm thí nghiệm : F31

- Phòng giới thiệu sản phẩm- Trung tâm thiết kế điện : F32

- Phòng giới thiệu sản phẩm- XN vật t, vận tải : F33

- Phòng làm việc ban quản lí dự án lới điện 1 : F34

- Phòng làm việc ban quản lí dự án lới điện 2 : F35

- Phòng giới thiệu sản phẩm- XN cơ điện : F36

- Sảnh tầng : Fs3

Tầng 4:

- VP đại diện của các liên doanh đầu t và khai thác thuỷ điện: F41

- Phòng điều độ sản xuất điện :F42

Ta nhận thấy rằng, các phòng từ tầng 4 đến tầng 7 có diện tích và đặc tính trao

đổi nhiệt giống nhau khi tính toán sẽ có năng suất lạnh giống nhau nên phân chúng thành từng nhóm nh sau:

- Nhóm I , là các phòng : Fs4; Fs5; Fs6; Fs7

- Nhóm II , là các phòng : F42; F52; F42; F72

Với các phòng còn lại, ta tính toán theo từng phòng riêng biệt

2.4.1- Tổng nhiệt hiện diện của phòng:

Ta có : Q hf = Q 1 + Q 2 + Q 3 [ W ]

+ Q 1 : nhiệt bức xạ của Mặt trời vào phòng (qua kính, mái nhà, trần)

+ Q 2 : nhiệt truyền qua kết cấu bao che phòng (tờng, trần,vách kính)

+ Q 3 : nhiệt toả ra từ nguồn nhiệt trong phòng (ngời,máy móc,đèn)

[ trang 17 TL 3 ]

2.4.1.1- Nhiệt do bức xạ Mặt trời:

Q 1 = Q 11 + Q 12 [ W ] Với :

- Q’ 11 : nhiệt bức xạ tức thời lớn nhất qua kính vào phòng [ W] -

- n : hệ số tác dụng tức thời do tích nhiệt của kết cấu bao che

Giả sử khối lợng tờng nhà tơng ứng gs > 700 kg / m2 ,ta có hệ số nt lớn nhất tơng ứng thời gian nh sau:

*Mặt chính-hớng Đông nam : nt = 0.4 ( lúc 10h)

*Mặt sau- hớng Tây bắc : nt = 0.47 (lúc 16h)

*Mặt phải công trình h– ớng Tây nam : nt = 0.39 (lúc 18h)

*Mặt trái công trình- hớng Đông bắc: nt = 0.51 (lúc 14h) [ Lấy theo bảng 3.12 trang 71 TL1]

- εc : hệ sốkể đến ảnh hởng độ cao của công trình so với mặt nớc biển

Hệ số này tơng đơng 1 , để đơn giản ta lấy εc = 1 [ trang 61 TL1]

- εds : hệ sốkể đếnảnh hởng nhiệt độ đọng sơng ts đang tính khác với nhiệt độ

đọng sơng của không khí ở mặt biển (lấy 20oC)

εds = 1- [(ts -20)/10].0.13Với tN = 34.5 oC ; ϕN = 76,5 % tra đồ thị t-d không khí ẩm ta đợc ts= 30 oCSuy ra εds = 0.87

- εmm : hệ số ảnh hởng mây mù.Giả sử tính cho trờng hợp không có mây mù thì

- εkh : hệ số ảnh hởng của vật liệu làm khung cửa kính Toàn bộ vách và cửa kính của toà nhà có khung bằng nhôm và sắt, vì vậy lấy εkh = 1.17 [trang 18 TL 3]

- εm : hệ số kính, phụ thuộc mầu sắc và độ dầy khác kính cơ bản

Giả sử toà nhà sử dụng kính Calorex, màu xanh, dầy 6mm để lắp cho toàn bộ vách và cửa mặt ngoài thì ta có : εm = 0.73

- εr : hệ số mặt trời kể đến ảnh hởng của kính cơ bản có rèm che bên trong Giả sử tính cho trờng hợp kính không có rèm che bên trong ta có : εr = 1

Nh vậy, ta có nhiệt bức xạ qua kính Q 11 là :

Diện tích kính

Nhiệt bức xạ lớn nhất

Nhiệt bức xạ qua kính

36 F65 tây bắc 0.57 0.47 10.5 485 1388.7

38 F68

b, Nhiệt bức xạ và truyền qua mái ( Q 12):

Nhiệt bức xạ không chỉ truyền qua kính vào phòng mà còn qua kết cấu bao che nh mái, tờng Dới tác dụng của các tia bức xạ Mặt trời, bề mặt bao che bên ngoài

sẽ hấp thụ nhiệt và nóng dần lên Lợng nhiệt sẽ toả ra môi trờng một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lu , bức xạ Tuy nhiên, ảnh hởng bức xạ trong tờng nhỏ có thể bỏ qua nên ta chỉ tính nhiệt bứcc xạ truyền qua mái là :

- U : hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu của mái

Mái của toà nhà có kết cấu theo lớp từ trên xuống nh sau:

Lát gạch Đại Hiệp cách nhiệt dày 100 mmLát 1 lớp gạch lá nem dày 20mm

Láng vữa ximăng mác 75 dày 20mmLát 1 lớp DUO chống thấm dày 4mmBêtông cốt thép dày 100mm dốc 1%

Láng vữa ximăng mác 50 dày 20mm

Từ các thông số trên, giả sử trần làm bằng thạch cao dày 12mm ta chọn

U = 1,67 [ bảng 1-8 trang 27 TL 3 ]

- ∆tef : hiệu nhiệt độ hiệu dụng - ∆tef = tNef - tT

Mà : tNef = tN+ (εs.R”/ αN)

* tT : nhiệt độ trong phòng điều hoà , tT = 26 oC

* tNef: nhiệt độ không khí trên mái

* tN : nhiệt độ ngoài trời , tN = 34,5 oC

* αN : hệ số toả nhiệt không khí ngoài trời, αN = 20 W/m2K

* R”: nhiệt bức xạ đập vào mái, R” = R / 0.8 (W/m2)

- R : nhiệt bức xạ qua kính đập vào phòng.Lấy giá trị R lớn

nhất theo các hớng của toà nhà ở 16o13 vĩ Bắc :’

Đông nam : R = 460 ( tháng 12, lúc 8h) - R” = 522.7 W/m2

Tây bắc : R = 468 ( tháng 6, lúc 16h) - R = 531,8 W/m” 2

Tây nam : R = 521 ( tháng 12, lúc 15h) - R” = 592 W/m2

Đông bắc : R = 430 ( tháng 6, lúc 8h) - R” = 488.6 W/m2

* εs : hệ số hấp thụ của mái

Trần có kết cấu nh đã nêu trên, giả sử lớp gạch chống nhiệt màu

đỏ thì : εs = 0.74 [ bảng 3-13 trang 75 TL 1 ]Suy ra, hiệu nhiệt độ hiệu nhiệt độ hiệu dụng :

∆tef = tN + (εs.R”/ αN) - tT = 34.5 + (0.74R”/ 20)- 26

= 8.5+0.037R”

Nh vậy, nh vậy công thức truyền nhiệt qua mái sẽ là:

Q12 = A.U.∆tef. ϕm = 1.67(8.5+0.037R”).A

Từ các thông số đã chọn, ta lập bảng tính cho 4 phòng của tầng 8 nh sau :

Nhóm-

Phòng Hớng bức xạ Nhiệt bức xạ đập vào mái Diện tích mái Nhiệt bức xạ truyền qua mái

F81a tây nam 592 46 2341.6

2.4.1.2 - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che ( Q 2 )

Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm hai thành phần

- Nhiệt truyền qua trần, tờng,vách kính ( … Q21 )

- Nhiệt truyền qua nền đất (Q22)

Nh vậy, tổng tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che là : Q 2 = Q21 + Q22

a, Nhiệt truyền qua trần,tờng,vách kính ( Q21 )

*αN: hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài kết cấu

Vách kính, tờng tiếp xúc không khí bên ngoài - αN =23.3 [ W/m2K]Sàn trên tầng hầm,trần có lớp đệm không khí phía trên - αN =11.6 [ W/m2K] [Bảng 3-16 trang 78 TL1]

*δi : chiều dầy lớp vật liệu

*λi : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu

Tại toà nhà đang khảo sát, giữa tầng 2 và tầng 3 là tầng kĩ thuật không có điều hoà nên có sự truyền nhiệt bên ngoài qua trần tầng 2 và sàn tầng 3.Do vậy với mỗi lớp

vậy liệu của sàn, trần ta có các giá trị δi , λi lấy theo bảng 3-19 trang 88 TL1 nh sau:

Tờng có kết cấu : Gạch nhiều lỗ - δg= 160mm ; λg = 0.45 [ W/mK]

2 lớp vữa ximăng mác 50 - δv=40 mm;λv= 0.8 [ W/mK]Trần nhà có kết cấu : 2 lớp vữa ximăng mác 50 - δv=40 mm;λv= 0.8 [ W/mK]

Bêtông cốt thép - δbt= 100 mm;λbt= 1.33 [ W/mK]Sàn nhà có kết cấu : Sàn lát gạch Ceramic - δgn= 5mm;λgn= 0.6 [ W/mK]

2 lớp vữa ximăng mác 50: - δv=40 mm;λv= 0.8 [ W/mK]

Bêtông cốt thép - δbt= 100 mm;λbt= 1.33 [ W/mK]Kính của vách và cửa : - δk= 5 mm;λk= 0.65 [ W/mK]

Từ các giá trị đã chọn, ta suy ra hệ số truyền nhiệt k qua các vật liệu nh sau :

Tờng gạch tô vữa ximăng mác 50 bên ngoài(không khí tiếp xúc bên ngoài):

Tờng ngăn với phòng có điều hoà ϕ = 0Sàn trên tầng hầm không có cửa sổ ϕ = 0.6Sàn trên tầng hầm có cửa sổ ϕ= 0.4

- ∆t :độ chênh nhiệt độ bên ngoài và bên trong phòng qua tờng, sàn, trần, vách kính

tt Nhãm -

Phßng

Líp vËt liÖu bao che

DiÖn tÝch

bÒ mÆt truyÒn nhiÖt

HÖ

sè vÞ trÝ

HÖ sè truyÒn nhiÖt

NhiÖt lîng truyÒn qua kÕt cÊu bao che

Tæng nhiÖt l- îng

b, Nhiệt truyền qua nền đất (Q22 ) :

Do toà nhà có tầng hầm để ôtô phía dới không có điều hoà nên chỉ có lợng nhiệt truyền qua sàn, còn nhiệt lợng truyền qua nền đất Q22 = 0

c ,Kiểm tra hiện tợng đọng sơng trên bề mặt vách:

Hiện tọng đọng sơng có thể xảy ra trên bề mặt vách khi phòng bật điều hoà.Hiện tợng đọng sơng ngoài việc làm tăng tổn thất nhiệt truyền qua vách còn làm giảm chất lợng và mát mĩ quan công trình.Do đó để vach không xảy

ra hiện tợng đọng sơng thì các hệ số truyền nhiệt ( ki ) của các vật liệu ( kính, tờng, trần, sàn ) không lớn hơn hệ số truyền nhiệt kmax ,tức là ki < kmax

Để kiểm tra hiện tợng đọng sơng công trình, ta tiếm hành xác định giá trị

kmax và so sánh với hệ số truyền nhiệt qua các lớp vật liệu

Hệ số truyền nhiệt kmax đợc xác định theo công thức :

kmax= αN \ [(tN - ts) \ ( tN - tT)]

[ công thức 3.53 trang 87 TL 1 ] Với:

- αN : hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài kết cấu

Vách, trần, sàn tiếp xúc không khí bên ngoài - αN = 23.3 [ W/m2K]Vách, trần, sàn tiếp xúc không gian không điều hoà - αN = 11.6 [ W/m2K]

- ts: Nhiệt độ đọng sơng của không khí ngoài trời

So sánh ta thấy: ko

max > ko

k > ko

T nên thoả mãn điều kiện đọng sơng

2.4.1.3 – Nhiệt toả ra từ nguồn nhiệt trong phòng (Q 3 )

Các nguồn nhiệt toả ra trong phòng bao gồm : Nhiệt do ngời toả ra

Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sángNhiệt toả ra từ dụng cụ điện

a, Nhiệt hiện do ngời toả ra (Q31)

Tổn thất nhiệt hiện do ngời toả ra đợc xác định :

Q31 = n.qh [ W ]

- n : tổng số ngời trong phòng

- qh : nhiệt hiện do một ngời toả ra trong một đơn vị thời gian

Đặc trng của toà nhà là một văn phòng làm việc nên ta có nhiệt hiện của ngời : qh = 60 W/ngời [ bảng 3-5 trang 57 TL 1]

Tuy nhiên trong thực tế, số lợng ngời trong phòng không phảI bao giờ cũng đầy đủ nh tính toán Do vậy, khi tính ta nhân thêm hệ số không đồng thời Kđt

b, Nhiệt hiện do đèn chiếu sáng (Q32)

Thông thờng loại đèn chiếu sáng cho văn phòng làm việc (nh toà nhà

đang tính toán) là đèn huỳnh quang công suất 60 W và ta có nhiệt hiện do

đèn toả ra bằng tổng công suất các đèn trong phòng Tuy nhiên, do không xác

định chính xác mỗi phòng sử dụng bao nhiêu đèn.Vì vậy, để xác định lợng nhiệt toả ra trong phòng ta dùng công thức:

Nh vậy, nhiệt hiện do đèn toả ra sẽ là: Q32 = 0.75qs.F [W]

Ta lập bảng tính nh sau

Bảng 4 - Tính toán nhiệt hiện toả ra do ngời và đèn

tt Nhóm -Phòng Đặc trng Diện tích sàn Số ngời Công suất đèn

yêu cầu

Nhiệt hiện toả ra

Do ngời Do đèn

c, Nhiệt hiện toả ra từ dụng cụ điện ( Q33 ):

Nhiệt hiện của dụng cụ điện chính bằng công suất ghi trên dụng cụ đó Các dụng cụ điểntang bị trong phòng nh là: tivi, máy tính, máy sấy, máy photocopy, máy DVD.Tuy nhiên ở những văn phòng làm việc các dụng cụ điện thờng sử dụng là:

* Máy vi tính : công suất Nv = 220 W

* Máy in : công suất Ni= 50 W

* Máy photocopy : công suất Np= 1000 W

Riêng hội trờng chỉ sử dụng Amply, loa nhng do số lợng ít và công suất nhỏ nên bỏ qua.

Trong thực tế khảo sát và tính toán, ta không xác định số lợng dụng cụ điện trong phòng nên để tiện cho việc tính toán ta giả sử :

Mật độ phân bố máy vi tính là 3 ngời/máy

Mật độ phân bố máy in là 1 phòng/máyMật độ phân bố máy photocopy 1tầng/máy , đặt tại sảnh( trừ tầng 2 )Tuy nhiên, sẽ có trờng hợp không phải tất cả đều hoạt động cùng một lúc vì vậy cần phải kể đến hệ số không đồng đều mđt Chọn mđt = 0.8

Nh vậy, công thức tính nhiệt hiện toả ra từ dụng cụ điện sẽ là:

Nh vậy, tổng nhiệt hiện trong phòng sẽ đợc trình bày ở bảng sau:

Bảng 7 - Tổng nhiệt hiện trong phòng

2.4.2 - Tổng nhiệt hiện của không khí ngoài trời đa vào phòng:

Đây là tổn thất nhiệt do không khí bên ngoài mang vào Lợng nhiệt do không khí mang vào ngoài yêu cầu thông gió cho văn phòng còn do hiện tợng rò rĩ qua khe cửa Đồng thời, việc đóng mở cửa khi ra vào cũng mang theo vào phòng một lợng nhiệt đáng kể

QhN = QhN1+ QhN2 + QhN3

+ QhN1 : nhiệt hiện do không khí mang vào theo yêu cầu thông gió

+ QhN2: nhiệt hiện do lợng không khí bên ngoài lọt qua khe cửa

+ QhN3 : nhiệt hiện do không khí mang vào khi đóng mở cửa

2.4.2.1 - Nhiệt hiện do không khí mang vào theo yêu cầu thông gió (QhN1)

Ěn : tổng số ngời làm việc trong phòng

-tN : nhiệt độ không khí ngoài trời

- ξ: hệ số không khí lọt,phụ thuộc vào thể tích phòng

[ tra theo bảng 1-17 trang 36 TL1 ]

Suy ra , nhiệt hiện do không khí lọt là:

QhN2 = 0.39V. ξ .( tN-tT) = 3.315V.ξ [ W ]

2.4.2.3 - Nhiệt hiện do không khí mang vào khi đóng mở cửa (QhN3)

Đây là lợng nhiệt do không khí mang vào do đóng mở cửa khi qua lại Do toàn

bộ khối văn phòng đều có điều hoà tại sảnh đồng thời việc đi lại giã các tầng bằng thang máy nên tổn thất không đáng kể Tổn thất này chủ yếu chỉ xảy ra ở cửa ra vào của sảnh tầng 1 nhng do số lợng ngời qua lại không nhiều (khoảng 10 ngời/giờ)

§ång thêi t¹i cöa cã bè trÝ rÌm c¶n nhiÖt b»ng giã nªn tæn thÊt nhiÖt rÊt nhá nªn cã thÓ bá qua

VËy, ta lËp b¶ng tÝnh nhiÖt tæn thÊt do th«ng giã vµ kh«ng khÝ lät qua cöa nh sau :

tt Nhãm - Phßng ThÓ tÝch

phßng

HÖ sè kh«ng khÝ lät

Sè ngêi trong phßng

NhiÖt hiÖn cña kh.khÝ th«ng giã

NhiÖt hiÖn

do kh.khÝ lät qua cöa

Tæng nhiÖt hiÖn

Khi trong phòng không có nguồn gây ẩm nào khác thì nhiệt ản toả ra chủ yếu

do ngời làm việc trong phòng

Qaf = n.qa [ W ]

- n : số ngời trong phòng

- qa : nhiệt ẩn toả ra từ một ngời Tra bảng 1-14 , TL1 ta có qa = 70 [W]

Tuy nhiên, sẽ có trờng hợp số lợng ngời làm việc trong phòng không hoàn toàn

đầy đủ nh tính toán.Vì vậy khi tính ta nhân thêm hệ số không đồng thời kđt

Theo bảng 3-4 trang 56 TL1,ta chọn kđt = 0.9

Suy ra, nhiệt ẩn toả ra từ phòng sẽ là :