Đồ án điều hòa không khí mặt bằng công ty Hanel

Ngoài nhiệm vụ duytrì nhiệt độ trong không gian cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoàkhông khí còn phải giữ độ không khí trong không gian đó ổn định ở một mứcqui định nào đó.. Vậ

LỜI NÓI ĐẦU

Trong đời sống hằng ngày nhu cầu sinh hoạt cũng như lao động sản xuấtđóng vai trò hết sức quan trọng.vì vậy nhằm đảm bảo cho hoạt động sinh hoạtcũng như lao động được tốt hơn,chúng ta cần cải thiện môi trường làm việcnhằm đảm bảo nhiệt độ và không khí trong môi trường làm việc luôn trong lành

Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2016

Sinh viên thực hiện

MAI VĂN TRUNG

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 1.1 Vai trò của ĐHKK

Điều hoà không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp,công nghệ và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí phù hợp với côngnghệ sản xuất, chế biến hoặc tiện nghi đối với con người Ngoài nhiệm vụ duytrì nhiệt độ trong không gian cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoàkhông khí còn phải giữ độ không khí trong không gian đó ổn định ở một mứcqui định nào đó Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến vấn đề bảo vệ độ trong sạchcủa không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng không khí

1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở 370C Để có được nhiệt độnày người luôn sản sinh ra nhiệt lượng Trong bất kỳ hoàn cảnh nào con ngườisản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn lượng nhiệt cơ thể cần để duy trì ở 370C Vậylượng nhiệt dư thừa này cần phải thải vào môi trường không khí xung quanh từ

bề mặt bên ngoài cơ thể người bằng 2 phương thức truyền nhiệt: đối lưu, bứcxạ

Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoả mái dễ chịu khi sống trongmôi trường không khí có nhiệt độ tkk = 22 ÷ 270C

1.1.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối:

Độ ẩm tương đối của không khí φ được tính bằng %, không khí chưa bãohoà φ <100%, không khí bão hoà φ = 100% Độ ẩm tương đối của không khí làyếu tố quyết định tới lượng nhiệt ẩn bay hơi qa từ cơ thể người vào không khí.Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi

1.1.3 Ảnh hưởng của tốc độ không khí:

Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt toả ra từ cơ thể bằng đốilưu và bằng bay hơi đều tăng và ngược lại Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽcảm thấy dễ chịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s

1.1.4 Nồng độ các chất độc hại.

Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn thì nó sẽ cóảnh hưởng đến sức khỏe con người Mức độ tác hại của mỗi một chất tùythuộc vào bản chất chất khí, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếpxúc của con người, tình trạng sức khỏe vv

Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau: Bụi, khí CO2, SO2, NH3, Clo … Tuy các chất độc hại có nhiều nhưng trên thực tế trong các công trình dândụng chất độc hại phổ biến nhất đó là khí CO2 do con người thải ra trong quátrình hô hấp Vì thế trong kỹ thuật điều hoà người ta chủ yếu quan tâm đến nồng

độ CO2

1.1.5 Độ ồn:

Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có

độ ồn cao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: stress, bồnchồn và gây các rối loạn gián tiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh.Mặt khác khi độ ồn lớn có thể làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào côngviệc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu cho con người

Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một

hệ thống điều hòa không khí

1.2 Các hệ thống ĐHKK

1.2.1 Máy điều hoà cục bộ

- Máy điều hoà cửa sổ: tất cả các bộ phận của máy điều hòa đặt trong vỏmáy Ưu điểm: gọn, dễ lắp đặt Nhược điểm là phải đục tường đặt máy nên mất

mỹ quan, máy có năng suất lạnh nhỏ

- Máy điều hoà tách rời: máy được phân thành 2 mảng: mảng trong nhà(indoor unit), mảng ngoài trời (outdoor unit) Mảng trong nhà gồm một hay

nhiều khối trong có chứa dàn bốc hơi (dàn lạnh) nên còn gọi là khối lạnh; mảngngoài trời chỉ gồm một khối trong có chứa dàn ngưng (dàn nóng) nên gọi làkhối nóng Máy điều hoà loại này thường có năng suất lạnh nhỏ

- Máy điều hoà dạng tủ hai khối: một khối trong nhà (khối lạnh) có thể đặtđứng hoặc treo, môt khối ngoài trời (khối nóng) Loại máy này có năng suấtlạnh vừa và nhỏ

1.2.2 Máy điều hoà VRV

- Máy điều hoà hoà VRV: về cấu tạo máy VRV giống như máy loại tách rờinghĩa là gồm hai mảng: mảng ngoài trời và mảng trong nhà ( gồm nhiều khốitrong có dàn bốc hơi và quạt ) Sự khác nhau giữa VRV và dạng tách rời: vớiVRV chiều dài và chiều cao giữa khối ngoài trời và trong nhà cho phép rất lớn(90 m chiều dài lớn nhất giữa dàn nóng và dàn lạnh )

Hình 1.2: Sơ đồ mguyên lý VRV

Vì vậy khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm khônggian và điều kiện làm mát giàn ngưng bằng không khí tốt hơn Ngoài ra máyđiều hoà VRV có ưu việt là khả năng lớn trong việc thay đổi công suất lạnhbằng việc thay đổi tần số điện cấp cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén

thay đổi và lưu lượng môi chất lạnh cũng thay đổi Nhược điểm là ống dẫn môichất dài nên khó kiểm tra rò rỉ và cần lượng môi chất lạnh nạp vào máy nhiềuhơn.

1.2.3 Máy điều hoà water chiller

Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đócụm máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng

7oC Sau đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn traođổi nhiệt gọi là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí Như vậy trong

hệ thống này nước sử dụng làm chất tải lạnh

Hệ thống gồm các thiết bị chính sau :

- Cụm máy lạnh Chiller

- Tháp giải nhiệt đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước

- Bơm nước giải nhiệt

- Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung

- Hệ thống xử lý nước

- Các dàn lạnh FCU và AHU

1.2.4 Hệ thống điều hoà trung tâm

Hệ thống điều hoà trung tâm là hệ thống trong đó chỉ có một bộ phận xử lýkhông khí để tạo ra một dòng không khí lạnh chung cung cấp cho nhiều khônggian cần điều hoà

+ Ưu điểm của hệ trung tâm: Chỉ cần một bộ phận xử lý không khí cho nhiềuphòng điều hoà nên giá thành thiết bị giảm, tiết kiệm được mặt bằng bố trí máy

+ Nhược điểm: Chỉ tạo ra một dòng không khí có cùng trạng thái nên khôngđáp ứng được nhiều yêu cầu khác nhau của các phòng cần điều hoà, hệ thống cóđường ống dẫn không khí dài và liên thông với nhau, nên tiêu phí nhiều vật liệuchế tạo ống cùng năng lượng cho quạt và có nguy cơ lây lan hoả hoạn cao.

1.3 Phân tích lựa chọn hệ thống ĐHKK

Qua việc phân tích đặc điểm của từng loại hệ thống điều hòa không khí, tanhận thấy rằng hệ thống điều hòa không khí VRV đáp ứng được những yêu cầucủa công trính nên ta chọn hệ thống VRV

đa cho công trình khi các văn phòng không hoạt động cùng một lúc

- Mặt khác nhờ hệ thống đường ống gas có kích thước nhỏ nên phù hợp chocông trình cao tầng, đồng thời có hệ thống nối RefNet nên dễ dàng lắp đặtđường ống

Với những ưu điểm trên,chúng ta chọn VRV là hợp lý nhất

CHƯƠNG 2

TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT ẨM

2.1 Giới thiệu công trình

A-A

A

Lập bảng thông số các phòng

(Cái x 36W)

Máy tính(Chiếc x200W)

2.1.2 CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ KHẢO SÁT

Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trongphòng cần điều hoà và ngoài trời

2.1.2.1 Chọn thông số tính toán bên ngoài trời:

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời ký hiệu là tN, φN Trạng thái củakhông khí ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm Chọnthông số tính toán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điềuhoà Lấy theo TCVN 5687-1992 như sau:

Bảng 1.2 Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời

0,5[ϕ(tmax) + ϕ(ttb max)]0,5[ϕ(tmin) + ϕ(ttb min)]

Hệ thống cấp III:

Mùa hè

Mùa đông

ttb max

ttb min

ϕ( ttb max)

ϕ( ttb min)

Trong đó:

tmax , tmin là nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm, đo lúc 13÷15h

ϕ(tmax), ϕ(tmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm

Tuy nhiên, do hiện nay các số liệu này ở Việt Nam chưa có nên có thể lấy bằng

ϕ( ttb max) và ϕ( ttb min)

ttb max , t tb min là nhiệt độ trung bình của tháng nĩng nhất và lạnh nhất trong năm.

ϕ( ttb max) và ϕ( ttb min) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ trung bình của tháng nĩng nhất và lạnh nhất trong năm

Hệ thống điều hồ khơng khí tại Cơng Ty ta chọn hệ thống cấp III nên cácthơng số tính tốn ta chọn như sau:

Mùa hè: tN = ttb max , φN = ϕ(ttb max).

mã

t ,ϕ (t mã): Là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nĩng nhất trong nămtheo phụ lục 2 và phụ lục 4 (Sách TTTKHTĐHKK Hiện Đại) thì tại QUẢNGNGÃI tháng nĩng nhất là tháng 6 khi đĩ tra bảng ta cĩ

+ Nhiệt độ: tT = 28 ÷ 30oC, khi nhiệt độ ngồi trời tN > 36 oC

tT = 24 ÷ 27oC, khi nhiệt độ ngồi trời tN < 36 oC

- Độ ồn cho phép trong phòng

Độ ồn có ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung vào công việc của con người Mức độ ảnh hưởng dó tuỳ thuộc vào công việc hay nói cách khác là tuỳ thuộc vào chức năng của phòng Tra bảng 2.6 ứng với khu vực sản xuất chọn

2

Trong đó :V CO2= 0,03 m3/h.người là lượng khí CO2 do con người thải ra

β = 0,15 % là nồng độ CO2 cho phép,

a = 0,03 % là nồng độ khí CO2 trong môi trường không khí xung quanh

⇒ VK = 0,43 m3/h.người

2.2 TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT

2.2.1 Cơ sở lý thuyết

2.2.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q 1 :

Nhiệt này được tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại

Vì đây là một công ty điện tử nên các thiết bị máy móc ở đây chủ yếu là máy vitính,máy fax, photocopy, máy chiếu …

Q1 = kđt ∑P , kW (2.2)

P : Là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W

kđt: Hệ số tác động đồng thời Chọn kđt = 0,8

Vậy: Q1 = 0,8∑P , kW

2.2.1.2 Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q 2 :

Lượng nhiệt toả ra do thắp sáng trong nhiều trường hợp chiếm một phầnđáng kể khi thắp sáng các loại đèn điện thông thường đèn dây tóc cũng như đènhuỳnh quang thì hầu hết năng lượng điện sẽ biến thành nhiệt Ở đây ta chỉ dùngbóng đèn huỳnh quang, trong quá trình phát sáng sẽ trao đổi nhiệt bức xạ, đốilưu và dẫn nhiệt với môi trường xung quanh

Hiệu quả thắp sáng của đèn huỳnh quang:

- 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng

- 25% được phát ra dưới dạng nhiệt

- 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt

Q2 = ηđt.qs.Fs , KW (2.3)

Yêu cầu công suất chiếu sáng cho 1m2 diện tích sàn đối với công ty là qs =12*10-3 kW/m2

FS: Diện tích sàn nhà, m2

ηđt: Hệ số tác động không đồng thời Tra bảng 3.3/[2]/tr39 ta có ηđt= 0,85.

Vậy: Q2 = 0,85.12.10-3.Fs = 10,2.10-3.Fs , kW

2.2.1.3 Nhiệt do người toả ra Q 3 :

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng nhiệt dongười toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khíxung quanh, lứa tuổi Nhiệt do người toả ra gồm 2 phần: một phần toả trực tiếpvào không khí, gọi là nhiệt hiện; một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da,lượng nhiệt này toả vào môi trường không khí làm tăng entanpi của không khí

mà không làm tăng nhiệt độ của không khí gọi là lượng nhiệt ẩn, tổng 2 lượngnhiệt này gọi là lượng nhiệt toàn phần do người toả ra

Khi đó lượng nhiệt toả ra do người là :

Q3 = ηđt.10-3.n.q , kW (2.4)Trong đó :

2.2.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy Ở đó, trongkhông gian điều hòa thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sảnphẩm có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ trong phòng Chính vì thế trong trường hợpnày ta có thể bỏ qua tổn thất nhiệt này Q4 = 0

2.2.1.5 Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhệt Q 5 :

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lòsưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi thì có thêm tổn thất nhiệt từ bề mặt nóng vàophòng Trên thực tế ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường ngừnghoạt động Do vậy trong trường hợp này Q5 = 0.

2.2.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6

1 Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính Q 61 :

Lượng nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính vào nhà có thể xác định theo côngthức sau :

) 4 , 0 (

4 ,

0 αk+ τk αm+ τm+ ρk ρm+ αk ρm

, W/m2

εc.εds.εmm.εkh: Lần lượt là các hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao nơi đặtkính, độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương, ảnh hưởng của mây mù, của khungkính

+ R: Lượng nhiệt lớn nhất xâm nhập qua kính , trang bảng 3.10 TL1trang 69, lấy thông số ở vĩ độ 10 tháng 12 hướng Nam R= 378 W/m2

* Kính được sử dụng không phải là kính cơ bản nên R = Rxn

Với Rxn : lượng nhiệt bức xạ xâm nhập vào không gian điều hòa:

88 , 0

) 4 , 0 (

4 ,

0 αk + τk αm+ τm+ ρk ρm+ αk ρm

.R Theo bảng 3.5 và 3.6[2]tr44 ta có các thông số của kính và màn che như sau:

τK: Hệ số xuyên qua của kính = 0,44

Do độ cao H không đáng kể nên εc = 1

- εds: Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương so với

- εmm : hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù

- Trời không mây: εmm =1

- Trời có mây: εmm = 0,85

Bầu trời Quảng Ngãi vào mùa hè hầu như không có sương mù nên εmm = 1

- εkh : Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính

+ Khung gỗ: εkh =1

+ Khung kim loại: εkh = 1,17

Khung cửa sổ trong công trình thiết kế làm bằng kim loại εkh = 1.17

Q61 = 10-3.Fk.Rxn.εc.εds.εmm.εkh.εK.εm = 1.0,93.1.1,17.0,73.0,56 10 -3.Fk.Rxn

= 0,448.10-3.13,5.204,12 = 1,23 kW

2 Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che Q 62 :

Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấubao che sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một

phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trongphòng bằng đối lưu và bức xạ Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhấtđịnh Mức độ chậm trễ phụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dàymỏng Do lượng nhiệt bức xạ qua tường không đáng kể nên có thể bỏ qua ,ta chỉtính lượng nhiệt bức xạ qua mái cho tầng trên cùng.

Q62 = 10-3.Fm.k.φm.Δt, kW (2.7 )Trong đó :

ϕm: hệ số màu của tường hay mái

+ Mái màu sáng: ϕm= 0,78

Rxn: nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2

Rxn=

88 0

Lm= 9 2 + 2 2 =9, 22m Chiều dài mỗi phòng là 7,5m suy ra diện tích mái che cầntính là: Fm=9,22×7,5= 69,2 m2

K : hệ số truyền nhiệt qua mái, W/m2.0C; k = 3,25 W/m2.oC

εs: Hệ số hấp thụ của mái Tra theo bảng 3.13[1] ta có εs= 0,8

αN= 23,3 W/m2K – hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài

Vậy ta có: Q62 = 10-3.3,25.29,2.0,78.Fm = 0,067.Fm = 5,1 , kW

2.2.1.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q 7 :

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò

rỉ không khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chínhxác định lưu lượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòihỏi phải kín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho

tN = 35°C : Nhiệt độ không khí bên ngoài

tT = 22°C : Nhiệt độ không khí bên trong

dN = 29,23 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời

dT = 10 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà

⇒ Q7h = 0,335.0,7.10-3.(35 - 22).V = 3,04.10-3.V, kW

Q7w = 0,84.0,7.10-3.( 29,23 – 10) V = 11,3.10-3.V, kW

Vậy :

Q7 = Qh 7 + Q w 7 = 14,34.10 -3.V, kW

2.2.1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 8 :

Người ta chia ra làm hai tổn thất:

- Tổn thất do truyền nhiệt qua trần, mái, tường, và sàn Q81

- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8 = Q81 + Q82 (2.11)

1 Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn tầng trên Q 81 :

Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ, ta

có thể xác định được lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của côngtrình (tường, cửa ,mái ) từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằngcông thức sau:

Q81 = 10-3.k.F.Δt, kW (2.12)

Trong đó:

k: Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2.OC

F: Là diện tích của kết cấu bao che, m2

Δt: Là hiệu số nhiệt độ tính toán, oC.

* Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán:

Δt = ϕ(tN - tT)

Với: tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, tT = 22 oC

tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tN = 35oC

ϕ: Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bênngoài

+ Đối với trần có mái:

Mái nhà bằng tôn với kết cấu kín thì ϕ = 0,8

+ Đối với tường ngăn cách giữa phòng có điều hoà với phòng không được điềuhoà (phòng đệm):

- Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 0,7

- Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 0,4

+ Đối với tường hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 1

Vậy khi đã biết được vị trí không gian điều hoà thì ta tính được độ chênh nhiệt độ đó:

- Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì: