Đồ án điều hòa không khí

Đồ án điều hòa không khí đồ án điều hòa không khí vrvdownload đồ án điều hòa không khíđồ án điều hòa không khí chillerđồ án điều hòa không khísơ đồ máy điều hòa không khísơ đồ điện điều hòa không khíđồ án hệ thống điều hòa không khí trên ôtôđồ án thiết kế hệ thống điều hòa không khí

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

1.1.1 Lịch sử phát triển điều hoà không khí

Từ lâu, con người đã biết nhiều phương thức để đối phó với sự khắc nghiệt

của thời tiết để bảo vệ cơ thể và đồ ăn thức uống, như đốt lửa sưởi ấm vào mùa

đông, vào các hang động mát mẻ để tránh nóng vào mùa hè Cách đây khoảng

5000 năm, con người đã biết bảo quản lương thực và thực phẩm trong các hang

động và nhiệt độ thấp do các mạch nước ngầm nhiệt độ thấp chảy qua

Các tranh vẽ trên tường trong các kim tự tháp Ai Cập cách đây 2500 ÷ 3000

năm đã mô tả cảnh nô lệ quạt các bình gốm xốp cho nước bay hơi làm mát

không khí

Cách đây 2000 năm người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết trộn muối vào nước

đá để tạo ra nhiệt độ thấp hơn Trải dài trong suốt quá trình hình thành và phát

triển điều hòa không khí, trên thế giới đã có những dấu mốc nổi bật như:

Năm 1834, Perkins đã đăng kí bằng phát minh về máy lạnh nén hơi chạy

bằng ete đầu tiên trên thế giới

Năm 1845, bác sĩ người mỹ John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu

tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông Chính sự kiện này đã làm

cho ông nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của kỹ thuật điều hòa không khí

Năm 1859, Carré phát minh ra máy lạnh hấp thụ NH3/ H2O đầu tiên Bắt đầu

từ những năm 1860 ở Pháp F.Carré đã đưa ra những ý tưởng về điều hòa không

khí cho các phòng ở và đặc biệt cho các nhà hát

Năm 1884, tầu hỏa sử dụng điều hòa không khí đầu tiên khánh thành chạy

trên tuyến đường Baltimore-Ohio

Năm 1894, công ty Line đã xây dựng một hệ thống điều hòa không khí bằng

máy lạnh ammoniac dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí trong mùa hè Dàn

lạnh đặt trên trần nhà, không khí lạnh đối lưu tự nhiên từ trên đi xuống phía dưới

do mật độ lớn hơn, máy lạnh đặt dưới tầng hầm Và đến năm 1895 thì Line đã

chế tạo được máy hóa lỏng không khí đầu tiên

Năm 1901, một công trình khống chế nhiệt độ dưới 28oC với độ ẩm thích

hợp cho phòng hòa nhạc ở Monte Carlo được khánh thành Không khí được đưa

qua buồng phun nước với nhiệt độ 10oC rồi cấp vào phòng Năm 1904, trạm điện

thoại ở Hamburg được duy trì nhiệt độ mùa hè dưới 23oC và độ ẩm 70% Năm

1910 công ty Borsing xây dựng các hệ thống điều hòa không khí ở Koeln và Rio

de Janeiro Các công trình này chủ yếu mới là các chế độ nhiệt, chưa đạt được sự

hoàn thiện và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết Nhưng cũng từ lúc

này bắt đầu hình thành hai xu hướng cơ bản là điều hòa tiện nghi cho các phòng

ở và điều hòa công nghệ phục vụ các nhu cầu sản xuất

Năm 1911, Carrier đã đặt nền móng đầu tiên cho kỹ thuật điều hòa không

khí Ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí là sự kết hợp sưởi

ấm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì khống chế trạng thái không khí

không đổi phục vụ cho mọi yêu cầu tiện nghi và công nghệ Ông đã lần đầu tiên

xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm

và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái không khí yêu cầu Ông là

người đi đầu trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sáng

chế, thiết kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hòa không khí

Có thể thấy lịch sử phát triển điều hòa không khí đã bắt đầu từ rất sớm, và

không ngừng tạo ra những bước tiến vượt trội Ngày nay, lĩnh vực điều hòa

không khí, ngoài việc điều hòa tiện nghi cho các phòng có người như nhà ở, nhà

hàng, hội trường, khách sạn, văn phòng mà điều hòa công nghệ còn đóng vai trò

rất quan trọng trong việc phát triển các nghành kinh tế khác Điều hòa công nghệ

bao gồm nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau trong đó có sợi dệt, thuốc lá, in ấn,

phim ảnh, dược liệu, đồ da và hàng loạt các phòng thí nghiệm khác Như vậy,

điều hòa không khí là nhu cầu thiết yếu đối với đời sống con người, cũng như

đối với bất kì nghành công nghiệp nào

1.1.2 Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người và sản xuất

1.1.2.1 Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người

a Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con người, do

đây là yếu tố quyết định sự truyền nhiệt giữa bề mặt da và môi trường không khí

xung quanh Khi lao động (hoạt động) con người đều sản sinh ra nhiệt lượng mà

nhiệt lượng sản sinh lại nhiều hơn lượng nhiệt cần duy trì ở 370C Do đó cần

phải giải phóng lượng nhiệt dư thừa vào môi trường không khí xung quanh từ bề

mặt bên ngoài con người theo 3 phương thức truyền nhiệt sau: đối lưu, bức xạ,

bay hơi

Truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ từ mặt da hoặc chỉ bằng dẫn nhiệt qua

lớp quần áo được diễn ra khi có chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và bề mặt

da Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn 360C, cơ thể thải một lượng nhiệt ra môi

trường nên có cảm giác lạnh Còn nhiệt độ môi trường lớn hơn 360C, cơ thể

nhận một lượng nhiệt nên có cảm giác nóng Tuỳ vào cường độ lao động và môi

trường làm việc xung quanh mà gây cảm giác nóng lạnh đối với con người

Ngoài việc truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ, cơ thể người còn truyền

nhiệt bằng bay hơi là nhiệt toả ra do có sự bay hơi nước trên cơ thể người (do mồ

hôi, do hơi thở có chứa hơi nước), lượng nhiệt ấy gọi là nhiệt ẩn Khi đó độ ẩm

tương đối của không khí đóng vai trò rất quan trọng

b Độ ẩm tương đối 

Là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí Sự bay hơi

nước vào không khí chỉ diễn ra khi  < 100% Nếu không khí có độ ẩm vừa phải

thì khi cơ thể đổ mồ hôi, mồ hôi sẽ bay vào không khí được nhiều sẽ gây cho cơ

thể cảm giác dễ chịu hơn Nếu độ ẩm  lớn quá, mồ hôi thoát ra ngoài da bay

hơi kém (hoặc thậm chí không bay hơi được), trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp

gây cảm giác khó chịu cho cơ thể

Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm thì tốc độ không khí cũng đóng vai trò

quan trọng trong trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trường

c Tốc độ không khí k

Khi tăng tốc độ chuyển động của không khí sẽ làm tăng cường độ tỏa nhiệt

và cường độ tỏa chất, khi đó lượng nhiệt toả ra từ người bằng đối lưu và bằng

bay hơi đều tăng và ngược lại Trong điều kiện độ ẩm  lớn thì k tăng sẽ làm

tăng nhanh quá trình bay mồ hôi trên da, sẽ gây cảm giác dễ chịu về mùa hè Về

mùa đông khi k lớn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh Để

đảm bảo về chất lượng không khí cung cấp cho con người chúng ta không thể bỏ

qua nồng độ các chất độc hại

d Nồng độ khí độc hại

Ngoài ba yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió đã nói ở trên, không khí còn cần

đảm bảo có độ trong sạch nhất định, đặc trưng bằng nồng độ các chất độc hại

Độ sạch thể hiện nồng độ bụi bẩn, nồng độ khí độc hại như CO2, hơi nước và

các hóa chất độc hại khác phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng

hoá học Tất cả các chất độc hại trên khi lẫn trong không khí phải ở mức độ cho

phép để đảm bảo an toàn cho con người

Tiếng ồn cũng là một yếu tố ảnh hưởng tới cảm giác dễ chịu của con người

Trong quá trình sản xuất, hay sự hoạt động của máy móc sẽ phát ra những tiếng

ồn, ta phải đảm bào tiếng ồn đó không gây ảnh hưởng đến công nhân vận hành

và nhứng người xung quanh

1.1.2.2 Ảnh hưởng của môi trường không khí đối với sản xuất

a Nhiệt độ

Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng đối với nhiều nghành sàn xuất, vì nó quyết

định đến chất lượng và mẫu mã của sản phẩm Ví dụ như trong sấy nóng, sấy

đậu nành, sấy thuốc lá, sấy coffee, sấy chè, nếu nhiệt độ cao quá sẽ làm sản

phẩm bị chín, làm sản phẩm bị hỏng Đối với sấy lạnh, khi sấy ở nhiệt độ thấp sẽ

đảm bảo được chất lượng và mẫu mã sản phẩm Một số ngành sản xuất như bánh

kẹo cao cấp đòi hỏi nhiệt độ không khí khá thấp (Ví dụ: ngành chế biến sôcôla

cần nhiệt độ 7  8oC, kẹo cao su 20oC), nếu nhiệt độ caọ sẽ làm hư hỏng sản

phẩm Một số ngành sản xuất và các trung tâm điều khiển tự động trung tâm đo

lường chính xác cũng cần duy trì nhiệt độ ổn định và khá thấp (20oC  22oC),

nhiệt độ không khí cao sẽ làm máy móc, dụng cụ kém chính xác và giảm tuổi thọ

của thiết bị

b Độ ẩm tương đối

Ngoài yếu tố về nhiệt độ thì độ ẩm cũng ảnh hưởng đến sản xuất rất nhiều

Hầu hết các quá trình sản xuất thực phẩm đều cần duy trì độ ẩm vừa phải Độ ẩm

 quá thấp làm tăng nhanh sự thoát hơi nước trên mặt sản phẩm, do đó tăng hao

trọng lượng, có khi làm giảm chất lượng sản phẩm (gây nứt nẻ, vỡ do sản phẩm

bị giòn quá khi khô) Nhưng nếu  lớn quá cũng làm môi trường phát sinh nấm

mốc Ví dụ như trong nghành công nghiệp sợi dệt thì luôn phải duy trì độ ẩm vừa

phải Nếu độ ẩm cao quá, sợi bị bón lại với nhau và sẽ không xe được sợi Nếu

độ ẩm nhỏ quá, sợi sẽ giòn và dễ bị đứt khi xe

c Độ trong sạch của không khí

Trong môi trường sản xuất thì độ trong sạch của không khí không chỉ tác

động đến con người mà tác động trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là

các nghành chế biến thực phẩm Bụi bẩn bám trên sản phẩm không chỉ làm giảm

vẻ đẹp mà còn làm hỏng sản phẩm Các ngành sản xuất thực phẩm không chỉ yêu

cầu không khí trong sạch, không có bụi bẩn mà còn đòi hỏi vô trùng nữa, một số

công đoạn chế biến có kèm sự lên men gây mùi hôi thối

d Tốc độ không khí

Tốc độ không khí đối với sản xuất chủ yếu liên quan đến tiết kiệm năng

lượng quạt gió Tốc độ lớn quá mức cần thiết ngoài việc gây cảm giác khó chịu

đối với con người còn làm tăng tiêu hao công suất động cơ kéo quạt Riêng đối

với một số ngành sản xuất, không cho phép tốc độ gió ở vùng làm việc lớn quá

như ngành sợi dệt, nếu tốc độ lớn quá sẽ làm rối sợi

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao cho các quá trình sản xuất và yêu cầu

cải thiện điều kiện lao động của con người trong nhiều ngành công nghiệp như:

dệt, thực phẩm, giấy, in, máy chính xác, tin học, điện tử, kỹ thuật điều hòa không

khí ngày càng được áp dụng để tạo ra môi trường không khí có nhiệt độ, độ ẩm,

tốc độ và độ trong sạch và độ ồn thích hợp

Như vậy, con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí với các

thông số thích hợp Môi trường không khí tự nhiên không thể đáp ứng được

những đòi hỏi đó Vì vậy, phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo

bằng thông gió hoặc điều tiết không khí

1.1.3 Phân loại hệ thống điều hoà không khí

Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ

để tiến hành các quá trình xử lý không khí nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và

công nghệ

Việc phân loại các hệ thống điều hòa không khí là rất phức tạp vì chúng quá

đa dạng và phong phú đáp ứng mọi nhu cầu của đời sống và sản xuất Có thể

phân loại theo mục đích ứng dụng, theo tính chất quan trọng hay theo tính tập

trung Dưới đây đồ án sẽ giới thiệu một số loại điều hòa không khí điển hình

1.1.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ

a Máy điều hoà cửa sổ

Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng

suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng Toàn bộ các thiết bị chính như

máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều

khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết

bị phụ khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh dưới 24000 Btu/h

và thường chia ra 5 loại 6, 9, 12, 18 và 24 ngàn Btu/h Máy được lắp đặt ngay

trên tường ngăn cách giữa không gian cần điều hòa và bên ngoài Máy điều hòa

cửa sổ thường được chế tạo có hình dạng như hình 1.1

Hình 1.1 Máy điều hòa cửa sổ

b Máy điều hoà tách

* Máy điều hoà hai cụm

Máy điều hoà hai cụm là loại máy có một dàn nóng và một dàn lạnh Cụm

dàn lạnh được đặt ở trong nhà bao gồm dàn lạnh, bảng mạch điều khiển và quạt

Cụm dàn nóng được đặt ở ngoài trời bao gồm máy nén, và quạt giải nhiệt Hai

cụm được nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về Máy điều hòa hai cụm

được thể hiện trên hình 1.2

Hình 1.2 Máy điều hòa 2 cụm

* Máy điều hoà nhiều cụm

Máy điều hoà nhiều cụm là máy điều hoà có một dàn nóng với nhiều dàn

lạnh bố trí cho các phòng khác nhau Các loại dàn lạnh cho máy điều hoà nhiều

cụm rất đa dạng, từ loại treo tường truyền thống đến loại treo trần, treo trên sàn,

giấu trần có hoặc không có ống gió, năng suất lạnh của các dàn lạnh thông

thường từ 2,5 đến 6 thậm chí 7 kW Hệ thống điều hòa nhiều cụm được thể hiện

trên hình 1.3

Hình 1.3 Máy điều hòa nhiều cụm

1.1.3.2 Hệ thống điều hoà (tổ hợp) gọn

a Máy điều hoà hai cụm không ống gió

Máy điều hoà hai cụm không ống gió là máy điều hoà không khí không

được phép lắp thêm ống gió vì quạt dàn bay hơi có cột áp nhỏ Có thể nói, nhiều

máy điều hoà hai cụm của hệ thống điều hoà gọn và của hệ thống điều hoà cục

bộ chỉ khác nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh, do đó kết cấu của cụm dàn nóng

và dàn lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng hơn

Máy điều hoà kiểu tủ thường sử dụng cho các hội trường, nhà khách, nhà

hàng, văn phòng tương đối rộng Dàn bay hơi với quạt gió thổi tự do, không có

ống gió, năng suất lạnh đến 14 kW hay 48000 Btu/h

b Máy điều hoà hai cụm có ống gió

Máy điều hoà hai cụm có ống gió thường được gọi là máy điều hoà hai cụm

thương nghiệp, năng suất lạnh từ 36000 đến 240000 Btu/h Dàn lạnh được bố trí

quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong

phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau

c Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa

Đại bộ phận các máy điều hoà tách có máy nén bố trí chung với cụm dàn

nóng Nhưng trong một số trường hợp, máy nén lại nằm trong cụm dàn lạnh

Trường hợp này người ta gọi là máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa

Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng có chung các ưu nhược điểm của máy

điều hoà tách Tuy nhiên do đặc điểm máy nén bố trí ở cụm dàn lạnh nên độ ồn

trong nhà cao Chính vì lý do đó, máy điều hoà dàn ngưng đặt xa không thích

hợp cho điều hoà tiện nghi Chỉ nên sử dụng loại máy này cho điều hoà công

nghệ hoặc thương nghiệp trong các phân xưởng hoặc cửa hàng, những nơi chấp

nhận được tiếng ồn của nó

d Máy điều hoà lắp mái

Máy điều hoà lắp mái là máy điều hoà nguyên cụm có năng suất lạnh trung

bình và lớn, chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghiệp Cụm dàn nóng

và dàn lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất

Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao, máy được bố trí ống phân phối

gió lạnh và ống gió hồi có thể dẫn gió đi xa Ngoài khả năng lắp đặt máy trên

mái bằng của phòng điều hoà còn có khả năng lắp máy ở ban công hoặc mái hiên

hoặc giá chìa sau đó bố trí đường ống gió cấp và gió hồi hợp lý và đúng kỹ thuật,

mỹ thuật là được

Các máy điều hoà lắp mái có giá thành thấp, vận hành đơn giản, độ bền cao,

nhưng chạy hơi ồn Các đoạn ống gió lộ thiên cần được bọc kim loại chống mưa

nắng để giảm tổn thất nhiệt và bảo đảm tuổi thọ của máy

e Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước

Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể

tích lắp đặt lớn như bình ngưng giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng với

máy nén và dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh dạng tủ Phía trên dàn bay

hơi là quạt ly tâm, do bình ngưng làm mát bằng nước nên máy thường đi kèm

tháp giải nhiệt và bơm nước

Một số ưu điểm:

- Độ tin cậy cao, giá thành rẻ, gọn nhẹ, tuổi thọ và mức độ tự động cao

- Lắp đặt nhanh chóng, vận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi

- Có cửa lấy gió tươi, bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, các nhà

hàng, siêu thị nơi chấp nhận độ ồn cao

f Máy điều hoà VRV

Máy điều hòa VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều

chỉnh lưu lượng môi chất nhờ vào việc sư dụng máy nén biến tần, làm cho hệ số

lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ máy thông dụng Đây là

loại máy thích hợp cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn Một

số đặc điểm nổi bật của hệ VRV được nêu ra dưới đây:

- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng,

kết nối trong mạng điều khiển

- Các máy VRV có dải công suất rộng và hợp lý lắp ghép với nhau thành các

mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 5HP đến 54HP

- Không cần thiết phải có máy dự trữ hệ vẫn tiếp tục vận hành trong trường

hợp một trong các cụm máy hư hỏng do đó giảm chi phí đầu tư, hệ làm việc ở

khoảng nhiệt độ rất rộng

- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén, điều đó được thể hiện là:

Cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 90 m, chiều dài đường ống tương

đương tối đa lên đến 190 m, tổng chiều dài đường ống tối đa là 1000 m Chênh

lệch chiều cao giữa các dàn lạnh tối đa là 15 m

1.1.3.3 Hệ thống điều hoà trung tâm nước

Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh từ máy

lạnh trung tâm để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU

Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản sau:

- Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do

rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài vì nước hoàn toàn không độc hại

- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng

riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất

- Thích hợp cho các toà nhà như các khách sạn, văn phòng với mọi chiều

cao và mọi kiểu kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan

- Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật

liệu xây dựng

- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về

độ sạch bụi bẩn, tạp chất hoá chất và mùi, …

- Ít phải bảo dưỡng, sửa chữa, …

- Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế

- So với hệ thống điều hoà VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản

hơn nhiều nên rất dễ kiểm soát

- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức

tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao

- Lắp đặt khó khăn

- Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề

- Cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU

Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà trung tâm nước là máy làm

lạnh nước

a Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (Water Cooled Water Chiller)

Máy là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm, căn cứ vào chu trình lạnh có

thể phân ra máy làm lạnh nước dùng máy nén cơ, dùng máy nén ejectơ hoặc máy

lạnh hấp thụ Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần hoàn với

bơm và tháp giải nhiệt

Việc lắp nhiều máy nén trong một cụm máy có ưu điểm:

- Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo nhiều bậc

- Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho máy khác hoạt động trong khi

tiến hành sửa chữa máy hỏng

- Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động quá lớn

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí

phía dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng

b Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió (Air Cooled Water Chiller)

Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt

nước ở dàn ngưng làm mát bằng không khí Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn

ngưng giải nhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh làm cho năng suất

lạnh của một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước Máy nén thường là loại

pittông, môi chất là R22, R134a, R407C

Kiểu giải nhiệt gió có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được

toàn bộ hệ thống nước làm mát như bơm, đường ống và tháp giải nhiệt

Máy đặt trên mái cũng đỡ tốn diện tích sử dụng nhưng vì trao đổi nhiệt ở

dàn ngưng kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện

năng tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nước Máy

điều hòa Air Cooled Water Chiller được thể hiện trên hình 1.4

Hình 1.4 Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió của hãng HITACHI

1.1.4 Phương pháp tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí

Có nhiều cách khác nhau để tính toán nhiệt thừa và ẩm thừa, trong đó khái

niệm nhiệt thừa và ẩm thừa cũng không giống nhau khi sử dụng các phương

pháp khác nhau Phương pháp hệ số nhiệt hiện (còn được gọi là phương pháp

Carrier) coi toàn bộ nhiệt (gồm nhiệt hiện và nhiệt ẩn) đưa trực tiếp vào phòng

(do lọt hoặc do cấp chủ động trực tiếp vào phòng hoặc qua buồng hoà trộn), đều

là nhiệt thừa (hoặc ẩm thừa) Trong khi ở phương pháp hệ số nhiệt ẩm thừa (còn

được gọi là phương pháp truyền thống) người ta không tính thành phần do cấp

gió tươi vào buồng hoà trộn nằm trong nhiệt thừa và ẩm thừa, thành phần này sẽ

được tính vào cho điểm hoà trộn Tuy cách tính có khác nhau nhưng về cơ bản,

các kết quả tính được về năng suất gió, năng suất lạnh yêu cầu cũng không khác

nhau là mấy

Nhiều phương pháp tính toán điều hoà không khí khác nhau để xác định

năng suất lạnh cần thiết cho toà nhà, có phương pháp đã được lập trình sẵn chỉ

cần đưa số liệu vào là có kết quả chính xác Nhưng có hai phương pháp tính vẫn

được dùng phổ biến hiện nay là:

Phương pháp hệ số nhiệt hiện: phương pháp này coi toàn bộ nhiệt (bao gồm

nhiệt hiện và nhiệt ẩn) đưa trực tiếp vào phòng đều là nhiệt thừa (còn gọi là

phương pháp Carrier)

Phương pháp hệ số nhiệt ẩm thừa: phương pháp này người ta không tính

thành phần do cấp gió tươi vào buồng hoà trộn nằm trong nhiệt thừa và ẩm thừa

(còn được gọi là phương pháp truyền thống)

Trong đồ án sẽ chọn phương pháp hệ số nhiệt ẩm thừa để tính cân bằng

nhiệt cho toà nhà vì phương pháp này đơn giản, dễ hiểu, nó là phương pháp hay

được dùng để tính ở nước ta

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

1.2.1 Giới thiệu về công trình

Hà Nội trung tâm văn hóa, kinh tế, chính tri, với vị thế vô cùng quan trọng

cùng thời kỳ kinh tế hội nhâp hiện nay, thành phố ngày càng phát triển toàn diên,

đời sống người dân được nâng cao, và theo đà đó các trung tâm thương mại, nhà

hàng, khách sạn, chung cư cao cấp ngày càng được xây dựng nhiều hơn và hiện

đại hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của thành phố

Công trình trung tâm thương mại chợ Mơ được xây dựng tại số 459C đường

Bạch Mai, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội Đây là tòa nhà cao tầng được tổ chức

không gian kiến trúc hài hòa, hợp lý tạo ra sự hấp dẫn và tiện lợi tối đa Khối đế

từ tầng 1 đến tầng 5 với tổng diện tích mặt bằng hơn 15.000 m2, chiều cao mỗi

tầng là 3,4 m được sử dụng làm trung tâm thưng mại Phía trên được xây lên như

2 tòa tháp Tòa tháp bên trái là khu căn hộ cao cấp, cao 15 tầng Tòa tháp bên

phải là khu văn phòng cho thuê, cao 25 tầng

Khu vực tầng hầm gồm có 2 tầng hầm và một tầng bán hầm cùng diên tích

4545 m2 Tầng hầm 1 và tầng hầm 2 được dùng làm gara ô tô, xe máy, riêng tầng

hầm 2 được chừa ra một khu để làm gian máy bố trí máy lạnh Chiller của hạng

mục điều hòa không khí Tầng bán hầm là khu vực dành cho các gian hàng tái

định cư của chợ Mơ cũ và các kho chứa hàng

Tầng 1: Được thiết kế với diện tích 4545 m2, không gian mở với phía ngoài

là không gian cây xanh tạo cảnh quan cho khu vực sử dụng chung Sảnh văn

phòng được bố trí hướng nam, phía đường Minh Khai sang trọng và thoáng

đãng Không gian của sảnh được ngăn cách với khu trung tâm thương mại bởi hệ

thống thang máy, các phòng kỹ thuật và tường kính, do đó tạo ra sự thoải mái,

tiện lợi riêng cho khu văn phòng Hai sảnh của trung tâm thương mại được bố trí

đối xứng, sảnh phía tây tiếp giáp với đường Bạch Mai thoáng đãng, lịch sự, đối

xứng với nó là sảnh phía đông tiếp giáp với ngõ số 9 Minh Khai, hai lối phụ vào

trung tâm thương mại bố trí từ tiếp cận phía đường Minh Khai tạo ra sự lưu động

tiện lợi cho khách hàng khi đến mua sắm Phần sảnh khu căn hộ cao cấp ở phía

bắc tòa nhà cũng được bố trí tách biệt với khu trung tâm thương mại bởi hệ

thống thang máy, thang bộ và các phòng kỹ thuật, điều đó tạo ra không gian

riêng, yên tĩnh cho khu căn hộ Ngoài diện tích dành cho các sảnh thì diện tích

còn lại dùng để bày bán các gian hàng

Tầng 2 đến tầng 5: Toàn bộ dành cho trung tâm thương mại, các gian hàng

được bày bán trên toàn bộ diện tích mặt bằng, chỉ trừ hành lang đi lại và một số

phòng chức năng khác Ngoài diện tích dành cho các gian hàng thì mỗi tầng còn

bố trí các phòng chức năng như sau: 1 phòng kỹ thuật điện và dây báo cháy, 1

phòng kỹ thuật và hai hộp kỹ thuật điều hòa không khí, 1 phòng công nghệ thông

tin, 1 phòng kỹ thuật phòng cháy chữa cháy, 2 phòng chứa rác thải trong ngày, 2

phòng kỹ thuật nước, khu vệ sinh và hệ thống thang máy, thang bộ thoát hiểm

Tất cả các phòng chức năng trên tuy chiếm tỉ lệ về diện tích rất nhỏ so với tổng

diện tích mặt sàn nhưng có nhiệm vụ rất quan trọng đó là giám sát, quản lý và

duy trì sự hoạt động cho trung tâm thương mại Phía giữa bố trí một giếng trời

thông suốt từ tầng 1 đến tầng 5 nhằm tạo ra không gian mở và tầm nhìn thoáng

đãng cho khu vực cửa hàng ở các tầng trên, đồng thời tạo sự di chuyển thuận tiện

cho khách hàng

1.2.2 Bố trí công năng của toà nhà

Với mục đích thiết kế 5 tầng đế làm trung tâm thương mại phục vụ cho nhu

cầu mua sắm, vui chơi giải trí của tất cả mọi người, nên yêu cầu về sự thoải mái

và tiện lợi luôn phải được đáp ứng một cách tốt nhất để phục vụ khách hàng

Trong đó, điều hòa không khí là một phần rất quan trọng và không thể thiếu

trong vai trò tạo ra môi trường khí hậu trong lành và dễ chịu trong tòa nhà

Tầng 1: Với tổng diện tích mặt bằng là 4545 m2 Trong đó, diện tích thông

gió điều hòa là 3764 m2, diện tích này bao gồm khu trung tâm thương mại, các

sảnh của tòa nhà, cửa hàng 1 và cửa hàng 2

Tầng 2 đến tầng 4: Với diện tích thông gió điều hòa các tầng là: Tầng 2 có

diện tích 4292 m2, tầng 3 và 4 có diện tích 4617 m2 Toàn bộ khu vực từ tầng 2

đến tầng 4 giành cho trung tâm thương mại

Tầng 5 có diện tích thông gió điều hòa không khí là 4635 m2, bao gồm khu

trung tâm thương mại và một nhà hàng

Hai tòa tháp phía trên do được sử dụng làm văn phòng cho thuê và nhà ở

cao cấp, nên được bố trí tách biệt với trung tâm thương mại phía dưới Hình thức

sử dụng và những yêu cầu phụ thuộc vào khách hàng sau này

Ta có bảng thống kê diện tích sử dụng điều hòa, số người trong các tầng

trong khu trung tâm thương mại, cửa hàng, nhà hàng và các sảnh và diện tích

tường, kính của các phòng được trình bày trong bảng 1.1 và 1.2

Bảng 1.1 Bảng thống kê diện tích sử dung điều hòa

Theo [1] dự kiến mật độ người như sau:

-Văn phòng: 6 ÷ 20 m2/người -Cửa hàng: 2 m2/người

-Cửa hàng: 2 m2/người -Trung tâm thương mại: 2 ÷ 3 m2/người

1.2.3 Một số chi tiết kế cấu của toà nhà

Điều hoà ở đây ta chỉ bố trí cho mùa hè nên các thông số tính toán cho các

kết cấu ta lấy theo thông số của mùa hè:

Căn cứ vào kết cấu của tòa nhà và đặc tính của các loại vật liệu xây dựng,

hệ số truyên nhiệt của một số loại vật liệu dùng cho tòa nhà được trình bày trong

bảng 1.3

Bảng 1.3 Hệ số truyền nhiệt của các loại vật liệu xây dựng

k, W/m2K

1 Tường gạch dày 220 mm, tiếp xúc trực tiếp

2 Tường gạch dày 220 mm, không tiếp xúc

3 Tường gạch dày 110 mm, tiếp xúc trực tiếp

4 Tường gạch dày 110 mm, không tiếp xúc

5 Cửa gỗ, không tiếp xúc trực tiếp với không

6 Cửa kính một lớp, tiếp xúc trực tiếp với

7 Cửa kính một lớp, không tiếp xúc trực tiếp

8 Sàn bê tông dày 100 mm, không tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài 2,79

1.2.4 Chọn cấp điều hoà đối với công trình và chọn thông số tính toán

1.2.4.1 Chọn cấp điều hoà không khí cho công trình

Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia làm

3 cấp như sau:

- Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 duy trì được các thông số trong nhà ở

một phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả về mùa hè (cực đại) và mùa đông

(cực tiểu)

- Hệ thống điều không khí cấp 2 duy trì được các thông số trong nhà ở một

phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200 h một năm khi có biến thiên

nhiệt ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu

- Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong phạm

vi cho phép với độ sai lệch không quá 400 h một năm

Đây là công trình phục vụ cho nhu cầu mua sắm và giải trí cho tất cả mọi

người là chính nên đòi hỏi không quá khắt khe về nhiệt độ, độ ẩm nên ta chọn hệ

thống điều hoà không khí cấp 3 để bố trí, lắp đặt cho công trình

1.2.4.2 Thông số tính toán trong nhà

Thông số tính toán trong nhà của điều hoà tiện nghi cấp 3 ở Hà Nội được

chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5687-1992

Mùa hè :

- Nhiệt độ không khí tT = 25 ± 1oC

- Độ ẩm không khí φT = 65 ± 5%

1.2.4.3 Thông số tính toán ngoài trời

Thông số nhiệt độ không khí ngoài trời t N, độ ẩm ngoài trời N với điều

Tra đồ thị I - d, thông số tính toán được trình bày trong bảng 1.4

Bảng 1.4 Thông số tính toán trong nhà và ngoài trời

Điểm t , oC  ,% I, kJ/kg d, g/kg

CHƯƠNG II TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH

Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định

năng suất lạnh yêu cầu khác nhau nhưng trên thực tế thường dùng theo hai

phương pháp sau:

- Tính theo phương pháp truyền thống (hệ số nhiệt ẩm thừa)

- Tính theo phương pháp Carrier

Hai phương pháp này chỉ khác nhau ở cách xác định năng suất lạnh Qo mùa

hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht

và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt toả ra và thẩm thấu tác động vào phòng

điều hoà Ở đây, đồ án chọn phương pháp truyền thống để tính cân bằng nhiệt

ẩm cho công trình

2.1 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT

Theo [1] nhiệt thừa được xác định như sau:

Qt = Qtoả + Qtt , W (2.1)

Qt — Nhiệt thừa trong phòng, W;

Qtoả — Nhiệt toả ra trong phòng, W;

Qtt — Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ,

W

Qtoả = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 +Q7 +Q8 , W (2.2)

Q1 — Nhiệt toả từ máy móc;

Q2 — Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng;

Q3 — Nhiệt toả từ người;

Q 4 — Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm;

Q5 — Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt;

Q6 — Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính;

Q7 — Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che;

Q8 — Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa;

Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs , W (2.3)

Q9 — Nhiệt thẩm thấu qua vách;

Q10 — Nhiệt thẩm thấu qua trần mái;

Q11 — Nhiệt thẩm thấu qua nền;

Qbs — Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách;

Theo [1] ẩm thừa được xác định như sau:

Wt = W1 + W2 + W3 + W4 +W5 , kg/s (2.4)

W1 ‒ Lượng ẩm do người toả vào phòng, kg/s;

W2 ‒ Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s;

W3 ‒ Lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm, kg/s;

W4 ‒ Lượng ẩm do hơi nước nóng toả vào phòng, kg/s;

W5 ‒ Lượng ẩm do không khí lọt mang vào, kg/s

2.2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT

2.2.1 Nhiệt toả từ máy móc

Theo [1] nhiệt toả từ máy móc được tính như sau:

Q1 = N dc.K tt.K dt 1 1K T

 , W (2.5)

Nđc ‒ Công suất đặt của động cơ, W;

Ktt ‒ Hệ số phụ tải, bằng tỉ số giữa công suất làm việc thực tế với công suất

đặt của động cơ, ktt = NLV/Nđc

kđt ‒ Hệ số đồng thời, kđt = ∑Ni.τi/∑Ni với Ni là công suất của động cơ thứ i

làm việc trong thời gian tương ứng i, 

kT ‒ Hệ số tải nhiệt, động cơ làm việc ở chế độ biến điện năng thành cơ

năng đều lấy KT = 1

η ‒ Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ, η= ηđ.khc Ở đây ηđ là hiệu suất

của động cơ theo catalog, Khc - là hệ số hiệu chỉnh theo phụ tải

Theo [1], với các máy móc, thiết bị thông dụng, các thông số được thể hiện

trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Nhiệt của từng loại máy trong phòng

Các thông số của máy Máy tính Máy in Tivi Thiết bị khác

0, 75

Áp dụng công thức (2.5) với các máy móc trong phòng điều hòa, kết quả

tính nhiệt tỏa từ máy móc được thể hiện trong bảng 2.2

Bảng 2.2 Bảng kết quả tính nhiệt toả ra từ máy móc cho các phòng

Thiết bị trong phòng

Q1, W Máy tính Máy in Tivi Thiết bị khác

2.2.2 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng

Theo [1] nhiệt toả từ đèn chiếu sáng được xác định như sau:

Q2 = Ncs = q.F , W (2.6)

Ncs — Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W;

Áp dụng công thức (2.6) với các thiết bị chiếu sáng, kết quả tính nhiệt tỏa

do đèn chiếu sáng được thể hiện trong bảng 2.3

Bảng 2.3 Bảng kết quả tính nhiệt toả do đèn chiếu sáng

2.2.3 Nhiệt tỏa từ người

Theo [1] nhiệt toả từ người được xác định như sau:

Q3 = n.q, W (2.7)

q ‒ Nhiệt tỏa từ một người, W/người; n ‒ Số người

Theo [1] nhiệt toả ra từ một người trưởng thành, với nhiệt độ trong phòng

khoảng t = 25oC, ở đây là trung tâm thương mại phục vụ cho nhu cầu mua sắm

của mọi người, chủ yếu là khách hàng đến mua sắm nên ta chọn định hướng theo

[1], q = 198 W/người Ở đây, số người ta lấy theo [1] Với cửa hàng ta chọn 2

m2/người, các sảnh chọn 4 m2/người, các gian hàng chọn 3 m2/người và nhà hàng

Khi các bán thành phẩm này có nhiệt độ khác với nhiệt độ điều hoà thì sẽ

có một lượng nhiệt toả ra hoặc thu vào tuỳ theo nhiệt độ bán thành phẩm cao hơn

hoặc thấp hơn nhiệt độ phòng Nhiệt lượng này cũng có 2 thành phần hiện và ẩn

khi có thành phần nước bay hơi hoặc ngưng tụ Theo [1] nhiệt toả từ bán thành

phẩm được xác định như sau:

Q4 = G4.C p.t2 t1W4.r, W (2.8)

G4 — khối lượng bán thành phẩm đưa vào, kg/s;

Cp — nhiệt dung riêng khối lượng của bán thành phẩm, kJ/kgK;

t1, t2 — nhiệt độ vào và ra của bán thành phẩm;

W4 — lượng ẩm toả ra (hoặc ngưng tụ) bán thành phẩm;

r — nhiệt ẩn hoá hơi của nước, r = 2442 kJ/kg (ở 25oC)

Công trình trung tâm thương mại phục vụ cho mua sắm, với các mặt hàng

may mặc, gia dụng, nội thất…đối với các mặt hàng thực phẩm đã được để trong

quầy bảo quản riêng và cũng không phục vụ sản xuất nên không có lượng bán

thành phẩm nào Q4 = 0

2.2.5 Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt

Nếu trong phòng có đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống dẫn môi

chất có nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ không gian điều hoà thì lượng nhiệt

toả ra hoặc thu vào từ không gian điều hoà cần xác định theo [1] nhiệt toả từ thiết

bị trao đổi nhiệt được xác định như sau:

ttb ‒ tt hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị và nhiệt độ phòng, K;

Do các phòng của ta không đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống

được đặt trên trần giả và bọc cách nhiệt nên Q5 = 0

2.2.6 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính

Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố

khác nhau, trực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi khói và mây, cường độ

bức xạ mặt trời tại địa phương, thời gian quan sát, vật liệu, diện tích, độ dày

kính Nói chung, xác định được chính xác nhiệt toả do bức xạ là rất khó khăn

Theo [1] ở đây giới thiệu cách xác định gần đúng như sau:

Q6 = Isđ.Fk.τ1 τ2 τ3.τ4, W (2.10)

I sd‒ Cường độ bức xạ mặt trời lên mặt phẳng đứng, W/m2 Giá trị tra theo

[1], lấy theo số liệu ở Hà Nội;

Cửa hàng có diện tích vách kính 53,72 m2 quay về hướng tây, cường độ bức

xạ mặt trời hướng tây là Isđ = 569 W/m2

Q6 = 53,72.569.0,9.0,8.0,75.0,3 = 4950 W

Áp dụng công thức (2.10) kết quả tính nhiệt thể hiện trong bảng 2.5

Bảng 2.5 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính

2.2.7 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che

Thành phần này toả vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che

nóng lên hơn mức bình thường, hành phần nhiệt này chủ yếu tính cho mái Với

đặc điểm kiến trúc của tòa nhà thì việc tính nhiệt cho khu trung tâm thương mại

từ tầng 1 đến tầng 5 ta không tính đến thành phần nhiệt bức xạ qua mái, do mái

nằm ở trên các tầng tiếp theo nên Q7 = 0

2.2.8 Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa

Khi có chênh nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì xuất hiện

một dòng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc qua khe cửa Đối với các buồng điều

hoà không có quạt thông gió, sự rò lọt này với mức độ nào đó là cần thiết vì nó

cung cấp khí cho những người trong phòng Đối với các buồng có cung cấp gió

tươi thì cần phải hạn chế kiểm soát nó đến mức thấp nhất để tránh tổn thất nhiệt

và lạnh Theo [1] nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được xác định như sau:

8

V L

Bình thường khó xác định được lượng không khí rò lọt Tùy trường hợp ta

lấy

L8 = ( 1,5 ÷ 2 ).V m3/h Theo kết cấu xây dựng, tường được lắp vách kính kín

khít và điều hòa có cung cấp gió tươi nên ta chọn L8 = 1,5 V, m3/h;

G L 3600.V

5 , 1 2 , 1 8

Áp dụng công thức (2.12) với các không gian điều hòa, kết quả tính nhiệt

tỏa do đèn chiếu sáng được thể hiện trong bảng 2.6

Bảng 2.6 Bảng kết quả tính nhiệt do rò lọt không khí qua cửa

2.2.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách

Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên

ngoài và bên trong nhà được xác định như sau:

Q9 = k i.F i t i, W (2.13)

ki ‒ Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2K;

Fi ‒ Diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2;

t i‒ Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K;

Đối với tường và cửa kính bao quanh không có không gian đệm thì

∆ti = tn ̶ tt= 32,8 ̶ 25 = 7,8 K

Vách tiếp xúc trực tiếp với không gian có điều hoà chọn t i = 0 K

Có không gian đệm t i = 0,7(tn ‒tt) = 0,7.7,8 = 5,46 K

- Cửa hàng 1 tầng 1

Cửa hàng có diện tích tường tiếp xúc với không gian đệm là 51,4 m2, không

đệm là 100,98 m2 diện tích vách kính tiếp xúc với không gian không đệm là 53,7

Q9 = 51,4.1,12.5,46 + 100,98.1,12.7,8 + 53,7.6,12.7,8 = 3759 W

Áp dụng công thức (2.13) ta được kết quả tính nhiệt thẩm thấu qua kết cấu

bao che được thể hiện trong bảng 2.7

Bảng 2.7 Bảng kết quả tính nhiệt thẩm thấu do kết cấu bao che

Tầng Phòng Hướng FĐệm, m2 FK.Đệm, m2 k, W/m2.K ∆ti, K

Qh, W Q9, W Tường Kính Tường Kính Tường Kính Đệm K.Đ

Bảng 2.7 (tiếp) Bảng kết quả tính nhiệt thẩm thấu do kết cấu bao che

Tầng Phòng Hướng FĐệm, m2 FK.Đệm, m2 k, W/m2.K ∆ti, K

Qh, W Q9, W Tường Kính Tường Kính Tường Kính Đệm K.Đ

2.2.10 Nhiệt thẩm thấu qua trần

Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định như sau:

- Khi trần tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hoà của tầng trên thì ∆t10 = 0

Ở đây do khối trung tâm thương mại bao gồm 5 tầng đầu và trên đó còn các

tầng khác nữa cũng được sử dụng điều hòa nên nhiệt thẩm thấu qua trần tính cho

trung tâm thương mại ta bỏ qua, Q10 = 0

2.2.11 Nhiệt thẩm thấu qua nền

Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định như sau:

Dải 4: F4 = (a-12).(b-12) m2 với k4 = 0,07 W/m2K

- Nếu là sàn phía dưới là không gian đệm thì ∆t11 = 0,7(tn ‒tt) = 0,7.7,8 = 5,46 K

- Nếu là sàn đặt trực tiếp trên nền đất thì ∆t11 = (tn ‒tt) = 7,8 K

Ta tính nhiệt thẩm thấu qua nền cho tầng 1, với sàn có lớp bê tông dầy 250

mm có trát và lát, theo [1] có hệ số truyền nhiệt định hướng k = 1,88 W/m2K

- Cửa hàng 1 tầng 1

Cửa hàng có diện tích 308 m2, phía dưới nền là không gian đệm (tầng bán

hầm)

Q11 = 308.1,88.5,46 = 3161 W

Áp dụng công thức (2.15) với các không gian điều hòa, kết quả tính nhiệt

thẩm thấu qua nền được thể hiện trong bảng 2.8

Bảng 2.8 Bảng kết quả tính nhiệt thẩm thấu qua nền

2.2.12 Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách

Các cách tính toán trên chưa tính đến ảnh hưởng của gió khi công trình có

độ cao lớn hơn 4 m, vì ở trên cao N tăng làm cho k tăng và Q9 tăng Để bổ sung

tổn thất do gió, cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất Q9 tăng thêm 1 đến 2% nhưng toàn

bộ không quá 15%

Bổ sung khác cho Q9 là đối với các vách hướng Đông và Tây, trong phần

tính nhiệt Q7 mới chỉ tính cho mái (trần) mà chưa tính cho vách đứng thì cần tính

bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời cho vách đứng hướng Đông và Tây

Theo [1] được xác định như sau:

FĐ, FT ‒ Diện tích bề mặt vách hướng Đông và Tây của không gian

điều hoà, m2;

F ‒ Diện tích tổng vách bao của không gian điều hoà, m2;

Vì một số vách có không gian đệm không tiếp xúc trực tiếp với môi trường

bên ngoài nên không ảnh hưởng của gió

- Khu trung tâm thương mại tầng 2

Cao độ tính đến sàn tầng 2 là 4,2 m, vậy từ tầng 2 ta phải tính tổn thất bổ

sung do gió và hướng vách Tầng 2 có diện tích tường hướng đông 344,46 m2,

Áp dụng công thức (2.16) kết quả tính nhiệt tổn thất bổ xung do gió và

hướng vách được thể hiện trong bảng 2.9

Bảng 2.9 Bảng kết quả tính nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách

3,4 Các gian

hàng

Đông 344,46 0 966,62 12,6

27882 3391 Tây 0 344,46 966,62 12,6

Với những nguồn nhiệt đã tính toán ở trên ta có bảng thống kê tổng nhiệt

thừa của công trình được trình bày trong bảng 2.10

Bảng 2.10 Bảng kết quả tính nhiệt thừa của công trình

2.3 TÍNH TOÁN LƯỢNG ẨM THỪA

2.3.1 Lượng ẩm do người tỏa

Theo [1] lượng ẩm do người toả ra được xác định như sau:

W1 = n.qn, kg/s (2.17)

n ‒ Số người trong phòng điều hoà;

qn ‒ Lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s

Theo [1] với cường độ lao động và làm việc ở 25oC ta có q = 115 g/h.người

- Cửa hàng 1 tầng 1

Cửa hàng có số người dự kiến là 154, lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong 1h

là 115 g/h.người

W1 = 154.115 = 17710 g/h = 4,91 g/s

Áp dụng công thức (2.17) với các không gian điều hòa, kết quả tính lượng

ẩm do người tỏa ra được thể hiện trong bảng 2.11

Bảng 2.11 Bảng kết quả tính lượng ẩm do người toả

2.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm

Theo [1] lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm được xác định như sau:

Trong đó:

G2 ‒ khối lượng bán thành phẩm đưa vào phòng điều hoà trong một đơn vị

thời gian, kg/s; y1, y2 ‒ thuỷ phần của bán thành phẩm khi vào và ra khỏi phòng

điều hoà, kg H2O/kg bán thành phẩm

Vì công trình không có bán thành phẩm nên W2=0

2.3.3 Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm

Nếu trong các phân xưởng chế biến thịt, cá, rau quả… mà có không gian

điều hoà thì theo [1] lượng ẩm bay hơi từ mặt sàn ướt được tính theo công thức

như sau:

W3 = 0,006.FS.(tt ‒ tư), kg/h (2.19)

Fs ‒ diện tích bề mặt sàn bị ướt, m2;

tT ‒ nhiệt độ không khí trong phòng, oC;

tƯ ‒ nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ứng, oC

Với công trình này không có một không gian điều hoà nào có lượng ẩm bay

hơi từ sàn nên W3 = 0

2.3.4 Lượng ẩm do hơi nước nóng tỏa ra

Nếu trong không gian có nồi hơi, nồi nấu, có ấm đun nước, bình pha cà

phê… thì sẽ có một lượng nhiệt được toả ra nhưng ở đây công trình trung tâm

thương mại phục vụ cho nhu cầu mua sắm giải trí nên không tồn tại lượng nhiệt

này W4 = 0

2.3.5 Lượng ẩm do không khí lọt mang vào

Theo [2] lượng ẩm do không khí lọt mang vào được xác định như sau:

1 V , kg/s;

V — thể tích phòng, m3;

ζ — hệ số lọt không khí vào phòng mỗi giờ, tra theo [2];

dN, dT ‒ dung ẩm của không khí ngoài và trong nhà, g/kg

- Cửa hàng 1 tầng 1

Cửa hàng có V = 1047,2 m3, ζ = 0,55

L7 = 1,2.0,55.1047,2/3600 = 0,19 kg/s

W5 = 0,19.(20,78 —12,63) = 1,54 g/s

Áp dụng công thức (2.20) kết quả tính lượng ẩm do không khí lọt mang vào

được thể hiện trong bảng 2.12

Bảng 2.12 Bảng kết quả tính lượng ẩm do không khí lọt mang vào

Với những lượng ẩm thừa đã tính toán ở trên ta có bảng kết quả tính lượng

ẩm thừa của công trình được trình bày trong bảng 2.13

Bảng 2.13 Bảng kết quả tính ẩm thừa trong công trình

2.4 TÍNH KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG TRÊN VÁCH

Khi có độ chênh nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường

nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa kính Nhiệt độ trên bề mặt vách phía nóng

không được thấp hơn nhiệt độ đọng sương Hiện tượng đọng sương trên vách

làm cho tổn thất nhiệt lớn lên, tải lạnh yêu cầu tăng mà còn làm mất mỹ quan do

ẩm ướt, nấm mốc gây ra Hiện tượng đọng sương chỉ xảy ra ở bề mặt vách phía

nóng Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt của

vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax, theo [1] ta có các biểu thức sau