Đồ án Thiết kế hệ thống điều hòa không khí trong công nghiệp

Ngày nay điều tiết không khí nhằm tạo ra vi khí hậu nhân tạo, không khí có các trạng thái phù hợp với yêu cầu công nghệ đã trở thành bộ phận quan trọng trong ngành kỹ thuật sản xuất, kỹ thuật ứng dụng. khí hậu ảnh hưởng lớn đến đời sống con người và các quá trình sản xuất thể hiện qua các chỉ tiêu sau : nhiệt độ (◦c), độ ẩm (%), tốc độ lưu chuyển không khí ( Ws), nồng độ chất độc hại trong không khí, độ ồn…..nhiệt độ là chủ yếu gây cảm dác nóng lạnh rõ rệt nhất với con người nên khi nhiệt độ môi trường sung quanh thay đổi cao hay thấp hơn nhiệt độ thân nhiệt đều gây ra cảm giác nóng lạnh . Độ ẩm là yếu tốt quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí, nếu không khí có độ ẩm không thích hợp thì cơ thể đổ mồ hôi. Tốc độ lưu chuyển không khí là yếu tố tăng khả năng toả nhiệtvà toả chất, nếu tốc độ lưu chuyển không khí không thích hợp sẻ gây ra cho con người cảm giác mệt mỏi, khó chịu, nồng độ chất độc hại và độ ồn cũng ảnh hưởng rất lớn đến sức khoẻ đời sống con người. Con người là yếu tố quyết định năng suất lao động và chất lượng sản phẩm của xã hội đây là nhữnh yếu tố dán tiếp ảnh hưởng đến sản xuất .

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH VÀ Ý NHGĨA CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

1.1 Nhu cầu điều hoà không khí

1.2 Ảnh hưởng của môi trường đối với con người

1.2.1 Nhiệt độ1.2.2 Độ ẩm tương đối1.2.3 Tốc độ lưu chuyển không khí1.2.4 Nồng độ các chất độc hại1.2.5 Tiếng ồn

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

1.3.1 Nhiệt độ1.3.2 Độ ẩm tương đối1.3.3 Độ trong sạch của không khí1.3.4 Tốc độ không khí

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu về công trình thiết kế

2.1.1 Vị trí địa lí của công trình2.1.2 Kết cấu bao che

2.1.3 Phân tích đặc điểm công trình và định hướng thiết kế2.2 Chọn hệ thống điều hoà cho công trình

2.2.1 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà 2.2.2 Chọn các thông số thiết kế trong nhà

1 Chông số tính toán trong nhà

2 Gió tươi và hệ thống thay đổi không khí

3 Độ ồn cho phépCHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT CHO CÔNG TRÌNH 3.1 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa về mùa hè

3.2 Nhiệt toả ra do bức xạ : Q1

3.2.1 Bức xạ qua kính : Q11

3.2.2 Bức xạ qua mái : Q12

3.3 Nhiệt hiện truyền qua vách : Q2

3.4 Nhiệt truyền qua nền : Q3

3.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng : Q4

3.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc :Q5

3.7 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người tỏa ra : Q6

3.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào : QN

3.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt : Q7

3.10 Các nguồn nhiệt khác

3.10.1 Lượng nhiệt không khí hấp thụ khi đi qua quạt

3.10.2 Nhiệt tổn thất qua ống gió

3.10.3 Nhiệt tổn thất bổ xung do gió lọt và hướng vách

3.11 Xác định phụ tải lạnh

3.12 Kiểm tra sự đọng sương trên vách

CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẠNH,NĂNG SUẤT GIÓ

4.1 Thành lập sơ đồ điều hòa không khí

4.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

4.2.1 Nguyên lí làm việc của sơ đồ tuần hoàn một cấp

4.2.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp về mùa hè

CHƯƠNG 5: CHỌN MÁY VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ CHO CÔNG TRÌNH

5.1 Yêu cầu đối với một hệ thống điều hoà không khí

5.2 Phân loại hệ thống điều hòa không khí

5.2.1 Hệ thống điều hoà không khí cục bộ

5.2.2 Máy điều cửa sổ 5.2.3 Máy điều hòa tách

5.2.4 Máy điều hòa nguyên cụm 5.2.5 Máy làm lạnh nước (water chiller)

5.2.6 Hệ thống nước lạnh, FCU và AHU

5.2.7 Hệ thống nước giải nhiệt

5.3 Chọn máy và thiế t bị

5.3.1 Sơ lược về hệ thống điều hòa không khí5.3.2 Chọn dàn lạnh

5.3.3 Chọn cụm dàn nóng CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ

6.1 Khái quát chung

6.2 Hệ thống phân phối không khí

6.3 Hệ thống cung cấp gió tươi

6.3.1 Lựa chọn tốc độ gió đi trong ống 6.3.2 Đường kính tương đương

6.3.3 Chọn HRV

6.3.4 Tính kiểm tra tổn thất áp suất đường ống gió

CHƯƠNG 7: HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN

7.1 Hệ thống điện động lực

7.1 Hệ thống điện điều khiển

CHƯƠNG 8: LẬP DỰ TOÁN LẮP ĐẶT CHO CÔNG TRÌNH

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành đồ án này, bên cạnh cố gắng, nổ lực của bản than trong ngiên cứu và tính toán thiết kế là sự đóng góp giúc đơ vô cùng quý báu của các thầy cô giáo trong bộ môn KỸ THUẬT LẠNH & ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ, VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo VŨ HUY KHUÊ , người trực tiếp hướngdẫn em hoàn thành bản đồ án này Thầy đã dành rất nhiều thời gian quý báu của mình để ân cần chỉ bảo, hướng dẫn góp ý sâu sắc cho em bằng cả tình cảm của một người thầy với kiến thức chuyên môn sâu rộng, kinh nghiệm phong phú của mình

Thông qua đồ án này cho phép em gưởi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo trong bộ môn, Viện đã hết lòng dạy dỗ, chỉ bảo em trong những năm tháng theo học tại viện Các thầy cô giáo đã tryền đạt cho em những kiếnthức chuyên môn, kinh nhiệm ngề nghiệp, giúc em có một tầm hiểu biết mới

để có thể làm việc sau này

Em xin gưởi đến các thầy cô lòng kính trọng và biết ơn với những tình cảm sâu sắc nhất của mình

Sinh Viên :

Phan Thành Sơn

LỜI CAM ĐOAN

1 Bản đồ án tốt nghiệp này do tôi nghiên cứu , tính toán và tự thiết kế dới

sự hướng dẫn của thầy giáo TS VŨ HUY KHUÊ

2 Để hoàn thành bản đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã được ghi trong bảng các tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được ghi

SINH VIÊN THỰC HIỆN :

PHAN THÀNH SƠN

CHƯƠNG 1: MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Nhu cầu điều hòa không khí

Tư xưa con người luôn cố gắng tạo điều kiện tiện nghi xung quanh mình ngành khảo cổ đã phát hiện ra những hang động có mạch nước ngầm, họ đã dùng để bảo quản thực phẩm và lương thực

Điều kiện khí hậu là nhân tố quan trọng ảnh hưởng trục tiếp đến đời sống con người do đó con người thời kì cổ đại đã sử dụng những điều kiện tự nhiên sẵn co để bảo vệ cơ thể tránh khỏi tác động của môi trường

Nhưng thực sự con người chỉ biết đến kỹ thuật điều hoà không khí từ khi cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật nổ ra ở đầu thế kỷ XX Cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật điều hòa không khí đã dần được hoàn thiện và trở thành một bộ phận không thể tách rời của một xã hội văn minh hiện đại

Ngày nay điều tiết không khí nhằm tạo ra vi khí hậu nhân tạo, không khí

có các trạng thái phù hợp với yêu cầu công nghệ đã trở thành bộ phận quan trọng trong ngành kỹ thuật sản xuất, kỹ thuật ứng dụng khí hậu ảnh hưởng lớn đến đời sống con người và các quá trình sản xuất thể hiện qua các chỉ tiêu sau : nhiệt độ (◦c), độ ẩm (%), tốc độ lưu chuyển không khí ( W/s), nồng độ chất độc hại trong không khí, độ ồn… nhiệt độ là chủ yếu gây cảm dác nóng lạnh rõ rệt nhất với con người nên khi nhiệt độ môi trường sung quanh thay đổi cao hay thấp hơn nhiệt độ thân nhiệt đều gây ra cảm giác nóng lạnh

Độ ẩm là yếu tốt quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí, nếu không khí có độ ẩm không thích hợp thì cơ thể đổ mồ hôi Tốc độ lưu chuyển không khí là yếu tố tăng khả năng toả nhiệtvà toả chất, nếu tốc độ lưu chuyển không khí không thích hợp sẻ gây ra cho con người cảm giác mệt mỏi,khó chịu, nồng độ chất độc hại và độ ồn cũng ảnh hưởng rất lớn

đến sức khoẻ đời sống con người Con người là yếu tố quyết định năng suất lao động và chất lượng sản phẩm của xã hội đây là nhữnh yếu tố dán tiếp ảnh hưởng đến sản xuất

Ngoài việc điều hoà tiện nghi cho các phòng có người như nhà ở, nhà hàng, nhà hát….thì việc điều hoà công nghệcũng được áp dung trong nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau như sợi dệt, thuốc lá, in ấn phim ảnh dược liệu,

đồ da và rất nhiều lĩnh vực khác nhau

Riêng ở việt nam, những năm gần đây với việc hàng loat khách sạn, nhà cao tầng được sây dựng trên khắp cả nước ta là hệ thống điều hòa kiểu mới hiện đại có mặt trên thị trường VIỆT NAM Đời sốnh nhân dân đã không ngừng cải thiện kể từ ngayg mở cửa và đổi mới, do đó nhu câu về cuôc sống tiện nghi, trong đó có nhu cầu về điều hoà không khí ngày càng cao Đối với một đất nước khí hậu gió mùa, mùa hè nóng nực con mùa đông thì rét buốt như nước ta thì nhu cầu về điều hòa là rất lớn Đặc biệt ở các thành phố lớn thì nhu cầu về lắp đặt điều hoà ở các hộ gia đình phát triển nhanh

1.2 Ảnh của môi trường đối với con người 1.2.1 Nhiệt độ

Trong tất cả các hoạt động con người đều sản sinh ra nhiệt lượng để duy trì cơ thể ở nhiệt độ khoảng 37◦C , do đó cần phải giải phóng nhiệt lượng

dư thừa vào môi trường không khí sung quanh, từ bề mặt bên ngoài con ngườithường theo ba phương thức truyền nhiệt sau :đối lưu , bức xạ, bay hơi

Phương thức truyền đối lưu và bức xạ đều phụ thuộc vào hiệu số nhiệt

độ (∆t), nhiệt độ bề mặt cơ thể nhiệt độ của không khí xung quanh Lượng nhiệt năng goi chung là thành phần nhiệt(Qh) toả ra từ con người Do đó nhiệt

độ khôngkhí xung quanh là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con người

Truyền nhiệt băng bay hơi là nhiệt toả ra khi có sự bay hơi nước từ conngười (do mồ hôi, do hơi thở chúa hơi nước) lượng nhiệt bay hơi gọi là nhiệt

ẩm (Qẩ) toả ra từ người ta biết rằng con người có thể ví như cái máy tự động, khi nhiệt độ môi trường xung quanh tăng (Tk) nhiệt lượng (Qh) toả ra

do đối lưu và bức xạ giảm, cơ thể con người tự động tiết ra mồ hôi để bay hơi nước vào môi trường, nghĩa là thành phần nhiệt ẩm tăng lên đảm bảo thải mộtlượng nhiệt q = qa + qh vào môi trường

1.2.2 Độ ẩm tương đối

Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyết định tơi lượng nhiệt ẩmbay hơi (qh)từ cơ thể con người vào không khí Khi không khí co độ(ψ) lớn, ) lớn, chỉ có một lượng nhỏ hơi nước trong mồ hôi cơ thể bay hơi nên giá trị (qa) nhỏ Lúc này nếu nhiệt độ môi trường không khí lại cao thì mồ hôi được tiết

ra càng nhiều

Qua nghiên cứu ta thấy con người sẻ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trườngcó độ ẩm không khí tương đối :( ψ) lớn, = 40 – 70% )

1.2.3 Tốc độ lưu chuyển không khí

Khi tốc độ không khí tăng , lượng nhiệt toả ra từ cơ thể con người bằngđối lưu, bằng bay hơi tăng và ngược lại Qua nghiên cứu ta thấy con người cảm thấy dễ chịu khi tốc độ, độ ẩm và tốc độ của không khí xung quanh tác động đồng thời tới quá trình toả nhiệt từ cơ thể con người tới không khí(tác động tới cảm giác dể chịu của con người)

1.2.4 Nồng độ các chất độc hại

Ngoài 3 yếu tố trên không khí cần đảm bảo có độ trong sạch nhất định

Độ trong sạch thể hiện ở độ bụi bẩn ,nồng độ khí độc hại như CO2 và các khí độc hại khác Độ trong sạch phải đảm bảo ở mức độ cho phép để con người cảm thấy thoải mái, năng suất công việc tăng cao…

1.2.5 Tiếng ồn

Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ôi nhiễm môi trường nên

nó cần được khống chế, đặc biệt đối với điều hòa tiện nghi và một số công trình điều hoà như các phòng studio, trường quay,phòng phát thanh truyền hình, ghi âm

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

Trước hết phải thấy rằng con người là một trong những yếu tố quyết định năng sất lao động và chất lượng công việc Như vậy môi trường không khí trong sạch, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng chính là yêú tố gián tiếp nâng cao năng suất lao động

Mặt khác ,mỗi ngành kỹ thuật lại yêu cầumột chế độ khí hậu riêng biệt, do

đó môi trườngkhông khí đối với sản xuất không giống nhau

1.3.1 Nhiệt độ

Một số ngành sản xuất như làm kẹo thì lao công đòi hỏi nhiệt độ khôngkhí khá thấp (ngành chế biến socola cần nhiệt độ (7- 8°C) kẹo cao su (20°C) nếu nhiệt độ cao sẽ làm hư hỏng sản phẩm một sô ngành sản xuất và các ngành trung tâm điều khiển tự động, trung tâm đo lường chính xác cũng cần duy trì nhiệt độ ổn định vá khá thấp (20 - 22°C) nhiệt độ không khí cao sẽ làmmáy móc thiếu chính xác và giảm độ bền

1.3.2 Độ ẩm tương đối :(ψ)ψ))

Là yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất nhiều hơn nhiệt độ Hầu hết các quá trình sản xuất đều duy trì nhiiệt độ vừa phải ,độ ẩm (ψ) lớn, ) quá thấp, làm tăng nhanh sự thoát hơi nước trên mặt sản phẩm, do đó tăng hao trọng có khi làm giảm chấtlượng sản phẩm ( gây nứt nẻ vỡ do sản phẩm bị giản quá khi quá khô ) Nhưng nếu (ψ) lớn, )lớn quá cũng làm môi trường phát sinh nấm mốc

1.3.3 Độ trong sạch của không khí

Độ trong sạch của không khí tác độ đến con người và tác động trực tiếpđến chất lượng sản phẩm bụi bẩn bám trên sản phẩm không chỉ làm

giảm vẻ đẹp mà con làm hong sản phẩm các ngành sản xuất thực phẩm

không chỉ yêu cầu không khí trong sạch, không có bụi bẩn mà còn cần phải

vô trùng, một số công đoạn chế biến còn kèm sự lên men và gây men hôi

1.3.4 Tốc độ không khí

Tốc độ không khí đối với sản xuất chủ yếu liên quan đến tiết kiệm nănglượng , quạt gió Tốc độ lớn quá mức cần thiết gây cảm giác khó chịu với conngười và làm tăng tiêu hao năng suất động cơ kéo quạt

Riêng đối với một số ngành sản xuất không cho phép tốc độ gió ở vùng làm việc quá lớn như nghành sợi , dệt nếu tốc độ cao quá sẽ làm rối sợi

Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao cho các quá trình sản xuất và yêucầu cải thiện điều kiện lao động của con người trong nhiều nghành công nghệ như: dệt , thực phẩm , tin học , điện tử … kỹ thuật điều hoà không khí ngày càng được áp dụng để tạo ra môi trường không khí có nhiệt độ cao , độ ẩm , tốc độ và độ trong sạch cùng độ ồn thích hợp

Tóm lại con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí và 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 biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng thông gió hoặc điều tiết không khí

CHƯƠNG 2:

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu về công trình thiết kế

2.1.1 Vị trí địa lí của công trình

״toà nhà trụ sở làm việc viễn thông THÁI BÌNH ״ tại thành phố THÁIBÌNH là một toà nhà lớn có kiến trúc hiện đại , gồm 9 tầng cao 33 (m) tọa lạc trên mặt bằng rộng 7379 (m2), diện tích chiếm đất xây dựng 875

(m2),

hướng bắc giáp đường LONG HƯNG , phía nam giáp đường 10 cũ , hướng đông giáp ngã 3 HOÀNG DIỆU , hướng tây gồm đường nội bộ và bố trí cây xanh công viên Đây là toà nhà cao tầng mới xây dựng với nhiệm vụ chính là nơi làm việc của viễn thông THÁI BÌNH

Công trình này cũng góp phần làm cho cảnh quan của thành phố THÁI BÌNH them hiện đại và to đẹp, góp một phần tạo nên văn minh , lịch sựcho thành phố

2.1.2 kết cấu bao che

Công trình được xây dựng theo phương pháp thông thường hiện nay, kết cấu chịu lực là khung dầm bê tông, tường ngăn giữa các phòng xây dựng một lớp gạch đỏ, các tường ngăn cách toà nhà với bên ngoài cũng được xây gạch đỏ hai lớp, hai bên được trát vữa bê tông Toàn bộ tường bao tường ngănkhông phải chịu lực Các cửa sổ được bố trí cửa kính

2.1.3 đặc điểm công trình và định hướng thiết kế

1 đặc điểm công trình

Trụ sở làm việc viễn thông THÁI BÌNH là một công trình có kiến trúc hiện đại 8 tầng cao 33 (m) toạ lạc trên một mặt bằng rộng 7379 (m²) các tường bao được lắp rất nhiều kính đặc biệt dành cho các nhà cao tầng để lấy ánh sang tự nhiên và không khí tươi Đây là toà nhà cao tầng với nhiệm vụ chính là đặt các phòng làm việc và hội họp

Tầng trệt cao 3,3 (m), tổng diện tích sàn 1000(m²), diện tích sử dụng 931 (m²), diện tích giao thông + vệ sinh 69 (m²), dùng làm nhà để xe

Tầng 1 gồm phòng giao dịch + khai thác có tổng diện tích sàn 660 (m²), diện tích sử dụng 571 (m²), diện tích giao thông + vệ sinh 89 (m²) có sảng hành lang tổng diện tích 218,8 (m²), diện tích sử dụng 218,8 (m²)

Tầng 2 gồm có các phòng làm việc có tổng diện tích sàn là

86(m²), diện tích sử dụng 632 (m²), diện tích giao thông + vệ sinh 228 (m²)

Tầng 3 gồm các phòng đầu tư và quản lí dự án có tổng diện tích sàn 640 (m²), diện tích sử dụng 412 (m²), diện tích giao thông và vệ sinh 228 (m²), tầng này có ban công , cây xanh cho nhân viên nghĩ nghơi với tổng diện tích sàn là 198 (m²)……còn từ tầng 4 đến tầng 7 nói chung là các tầng chỉ đơn thuần là các phòng làm văn phòng bình thường, riêng tầng 8 có một

phòng họp lớn có tổng diện tích sàn là 640 (m²), diện tích sử dụng 340 (m²), diện tích giao thông + vệ sinh 300 (m²)

Tầng trệt chỉ lắp hệ thống thông gió,còn hệ thống điều hòa không khí phải phục vụ toàn bộ diện tích từ tầng 1 đến tầng 8 các nhà vệ sinhphải có đường thải gió ra ngoài khu vực cầu thang phải bố trí them các quạt tạo áp phòng ngừa hoả hoạn

THÔNG SỐ KẾT CẤU CHI TIẾT CÁC TẦNG XEM Ở BẢN VẼ

2 định hướng thiết kế

Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cần phải phục vụ toàn bộ diện tích từ tầng 1 đến tầng 8 trừ các phòng kho và nhà vệ sinh Các khu vệ sinh phải được bố trí hệ thống thông gió lên mái và tầng hầm cũng được bố tríthông gió

Hệ thống điều hoà không khí đảm bảo tiện nghi, thoải mái yêu cầu vi khí hậu nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất bên trong toà nhà, cũng như khung cảnh bên ngoài toà nhà

Hệ thống điều hoà không khí cần đáp ứng những chỉ tiêu cơ bản sau của điều hoà tiện nghi :

- đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí

theo tiêu chuẩn VIỆT NAM

- lượng khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20 (m3/h) cho một người

- không khí trong nhà thông thoáng hợp lí, không để hiện tượng

không khí từ khu vệ sinh lan vào hành lang vào phòng và tráng hiện tượng không khí ẩm từ ngoài vào gây đọng sương trong phòng và trên

bề mặt thiết bị

- các vùng đệm sảnh và hành lang tránh hiện tượng sốc nhiệt do chênh lệch nhiệt độ quá lớn

- hệ thống có khả năng điều chỉnh nâng suất lạnh tự động tiết kiệm

chi phí

- các thiết bị hệ thống có độ tin cậy cao , vận hành đơn giản và đảm bảo mĩ quan công trình

2.2 Chọn hệ thống điều hoà cho công trình

Toà nhà 9 tầng phục vụ công việc văn phòng là chính Theo chức năng của toà nhà thì hệ thống điều hoà không khí được chọn là câp 3

2.2.1 chọn thông số thiết kế ngoài nhà

Thông số nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời tN,ψ) lớn, N được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992(cho điều hòa cấp 3) cụ thể như sau :

Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực đại trung bình của tháng nóng nhất, độ ẩm tính toán ngoài trời là độ ẩm tương đối lúc 13 ÷15 giờ của tháng nóng nhất :

2.2.2 chọn thông số thiết kế trong nhà

1 thông số tính toán trong nhà

Theo đồ thị miền tiện nghi, ta chọn các thông số tính toán trong nhà như sau : Đối với phòng làm việc, thông thường chọn thông số trạng thái không khí trong nhà là :

2 Gió tươi và hệ thống thay đổi không khí

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992 lượng gió tươi phải đáp ứng điều kiện sau

- đạt tối thiểu 20 m3/h.người

- đat tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn

Trong khi lưu lượng gió tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân hệ số thay đổi không khí

3 Độ ồn cho phép

Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường Theo quy định về mức ồn cho phép theo tiêu chuẩn của đức đối với phòng làm việc trí óc là 45 dB

CHƯƠNG :3 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT CHO CÔNG TRÌNH

3.1 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa về mùa hè : Q0

Cách xác định năng suất lạnh Q0 mùa hè và năng suất sưởi Qs về mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qẩt của mọi nguồn nhiệt toả và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa :

Q0 = Qt = ΣQQht + ΣQQẩt = Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ QN+ Q7

Đặc điểm của công trình này là một toà nhà cao tầng Trong đó có một số tầng thiết kế giống nhau Vì vậy , để tính toán nhiệt ẩm cho cả toà nhàem xin được tính toán nhiệt ẩm cho một số phòng cụ thể đặc trưng Các phòng khác được tính toán tương tự Kết quả tính toán được tập hợp trong các phụ lục

F – diện tích bề mặt kính có khung thép (m2), nếu khung gỗ lấy bằng o,85F

RT – nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính không có màn che

Rk – nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che

ξc – hệ số ảnh hưởng độ cao so với mực nước biển

ξđs – hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương

ξmm – hệ số ảnh hưởng của mây mù

ξkh – hệ số ảnh hưởng của khung

- Ta có : Rk = [ 0,4.&k + τk.(&m+ τm+ pk.pm+ 0,4.&k.&m)].RN

Thay số vào ta được :

- Từ các thông số thiết kế ngoài nhà Nhiệt độ : tN = 35,1 °C

- khi bức xạ lớn nhất có nghĩa là trời không mây : ξmm= 1

-khung bằng kim loại nên : ξkh=1,17

- Ta có : Rk= [ 0,4.&k + τk.(&m+ τm+ pk.pm+ 0,4.&k.&m)].RN

Thay số vào ta được:

- khi bức xạ lớn nhất có nghĩa là trời không mây : ξmm= 1

-khung bằng kim loại nên : ξkh=1,17

Vậy : Q11 = F Rk ξc ξđs ξmm ξkh.ξm.ξr

=18.269,09.1,00038.0,9415.1.1,17.0,57.0,62= 1886,3(w)

Vì phòng 101 ở tầng 1 nên Q12 = 0 (bức xạ qua mái)

* tính cho phòng 302( kho lưu trữ) có Fk= 9 m2

- Vì công trình sử dụng kính CALOREX, màu xanh, 6 (mm), có màn che màu trung bình

- Tra bảng :(4.3) kính CALOREX ,màu xanh,6(mm) được : &k = 0,75 , pk = 0,05, τk = 0,20 và hệ số kính ξm = 0,57

- Tra bảng :(4.4) cho màn che màu trung bình ta có : &m = 0,58, pm = 0,39, τm

= 0,03 và hệ số mặt trời :ξr = 0,62

Vì cửa kính hướng bắc lấy : RT= 259(W)

RN= 0R,88T

= 0259,88 = 294,3 (W)

- Ta có : Rk= [ 0,4.&k + τk.(&m+ τm+ pk.pm+ 0,4.&k.&m)].RN

Thay số vào ta được:

Rk= [0,4.0,75 + 0,2.(0,58 + 0,03 + 0,05.0,39 + 0,4.0,75.0,58)] 294,3 =

=135,84W/m2k

- ξc là hệ số ảnh hưởng độ cao so với mặt nước biển

THÁI BÌNH cao hơn mực nước biển 13(m) nhưng đang tính phòng ở tầng 3 nên cao hơn mực nước biển 23,8 (m),ta có hệ số hiệu chỉnh như sau :

ξc = 1 + 1000H 0,023 = 1 + 100023,8 0,023 = 1,00054

ξđs= 0,9415

- khi bức xạ lớn nhất có nghĩa là trời không mây : ξmm= 1

-khung bằng kim loại nên : ξkh=1,17

Vậy : Q11 = F Rk ξc ξđs ξmm ξkh.ξm.ξr

=9.135,84.1,00054.0,9415.1.1,17.0,57.0,62= 476,18(w)

Vì phòng 303 ở tầng 3 nên Q12 = 0 (bức xạ qua mái)

Q12 = 0,055.F.K. s.Is , (w)

Trong đó : Kết cấu mái :

- T =10 W/m2k- hệ số toả nhiệt phía trong nhà

- N= 20 W/m2k- hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà

- ii - bề dày và hệ số dẩn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng bao che

*Tính cho phòng 801 tầng 8 :

 K =

20

1 9 , 0

01 , 0 2 , 1

5 , 0 9 , 0

1 , 0 10

F – Diện tích nhận bức xạ bao che : F = 235 (m2

 s – Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che chọn 

tb = 0,7

Is – Cường độ bức xạ măt trời : Is =942 (W/m2)

- Q12 ( phòng 801)







Q21 – Nhiệt truyền qua tường bao

Q22 – Nhiệt truyền qua cửa sổ

Q23 – Nhiệt truyền qua cửa chính vào

Ki – hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ I, (w/m2k)

 - Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng bao che

Fi – diện tích bề mặt kết cấu cho bao che thứ i, m2

i

t

 - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ I,k

Các phòng của toà nhà cần tính nhiệt độ truyền qua vách tiếp xúc với không khí bên ngoài và tổn thất giữa vách phòng vói hành lang ( tHL = 28°C) Các vách còn lại của các phòng do tiếp xúc với không gian điều hòa của phòng kế bên nên không cần tính đối với các phòng nằm ở góc của toà nhà thì cần tính toả nhiệt qua 2 vách tiếp xúc với không khí bên ngoài

Ngoài ra , mọt số diện tích của các tầng không dung điều hoà không khí , nên ta coinhư không gian đệm đối với sàn của tầng trên Do vậy tính them tổn thất nhiệt giữa sàn cho các phòng ở tầng trên

- Theo thiết kế phòng 201,có 1 cửa ra vào và 2 cửa sổ

- Nhiệt truyền qua cửa sổ : Q 22

- Diện tích theo thiết kế : Frv = 5 (m2) kích thước cửa (200*250mm)

- cửa ra vào bằng gỗ : krv= 2,23 theo bảng (4.12)

- Tiếp xúc với hành lang : Q 212

- Theo thiết kế phòng 201,có 2 cửa ra vào và 2 cửa sổ

- Nhiệt truyền qua cửa sổ : Q 22

- Diện tích theo thiết kế : Frv = 7,5 (m2) kích thước cửa (200*250mm)

- cửa ra vào bằng gỗ : krv= 2,23 theo bảng (4.12)

- t2=3°C

Q23 = 2,23 7,5.3 = 50,175 (W)

Vậy : Q2 = Q21+ Q22+ Q23 = Q211+ Q212+ Q22+ Q23 =

= 40,723 + 362,88 + 160,62 + 50,175 = 614,4(W)

* tính cho phòng 302 (ψ)kho lưu trữ)

- Tiếp xúc với không khí bên ngoài : Q 211

- Tiếp xúc với hành lang : Q 212

- Theo thiết kế phòng 201,có 2 cửa ra vào và 0 cửa sổ

- Nhiệt truyền qua cửa sổ : Q 22 = 0

- Nhiệt truyền qua cửa ra vào : Q 23

Q23 = krv Frv t2(W)

- Diện tích theo thiết kế : Frv = 5 (m2) kích thước cửa (200*250mm)

- cửa ra vào bằng gỗ : krv= 2,23 theo bảng (4.12)

Q212 = k2.F2 t2= 1,12.162.3 = 544,32 (W)

- Theo thiết kế phòng 201,có 8 cửa ra vào và 0 cửa sổ

- Nhiệt truyền qua cửa sổ : Q 22 = 0

- Nhiệt truyền qua cửa ra vào : Q 23

Q23 = krv Frv t2(W)

- Diện tích theo thiết kế : Frv = 5 (m2) kích thước cửa (200*250mm)

- cửa ra vào bằng gỗ : krv= 2,23 theo bảng (4.12)

- t2=3°C

Q23 = 2,23 5.8.3 = 267,6 (W)

Vậy : Q2 = Q21+ Q22+ Q23 = Q211+ Q212+ Q22+ Q23 =

= 488,678 + 544,32 + 0 + 267,6 = 1300,6(W

3.4 Nhiệt truyền qua nền : Q 3

Nhiệt truyền qua nền Q3 chỉ tính cho tầng 1 gồm 3 phòng P1A1,P1A2,P1A3,có lắp điều hoà.còn diện tích còn lại gồm sảnh dao dịch, sảnh khai thác, sảnh nhân viên, sảnh tầng, sảnh khai thác, sảnh thoát hiểm, sảnh phụ, va khu vực

vệ sinh ,thang máy, không lắp điều hòa

Vậy hệ số truyền nhiệt qua sàn :

 K 3 =

20

1 9 , 0

01 , 0 2 , 1

5 , 0 9 , 0

1 , 0 77 , 0

005 , 0 10

3.5 Nhiệt hiện toả do đèn chiếu sáng : Q 4

Trong toà nhà này phần lớn đều là phòng làm việc , vì vậy đèn chiếu sáng cần đảm bảo cung cấp lượng ánh sáng đầy đủ dể đảm bảo theo yêu cầu tiêu chuẩn 10W/m2 sàn Tất cảc các đèn chiếu sáng cho các phòng bình thường đều sử dụng loại bóng đèn neon do có các ưu điểm như : chất lượng tốt ,giá thành rẻ…

Các đèn được lắp theo đôi, một bóng đèn có công suất 40W,điện áp 220 (V)Nhiệt toả ra từ đèn được tính theo công thức 3.13[1]

3.6 Nhiệt toả từ máy móc : Q 5

Toà nhà này chủ yếu là các văn phòng làm việc nên có rất ít các máy móc sinh nhiệt lớn ngoài trừ tầng hầm là nơi để xe còn hầu hết ở đây chỉ có các loại thiết bị văn phòng như : máy tính, ti vi, máy chiếu, photocopy…… Nhiệt toả từ ra máy tính được tính theo công thức:

Q5 = n5N5, (W)

Trong đó :

- n1 làsố máy tính có trong không gian điều hoà

- N1là công suất của một máy tính Với máy thường thì công suất

Các phòng khác tính tương tự kết quả xem PL

3.7 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người tỏa ra : Q 6

Nhiệt toả từ người thay đổi theo điều kiện khí hậu, cường độ lao động thể trạng cũng như giới tính

Nhiệt toả ra từ người tính theo công thức 3.15[1]

Q6h = n.qh , (W) và Q6ẩ = n.qẩ ,(W)

- n số người trong không gian điều hoà

- qh,qẩ nhiệt toả ra từ một người, q phụ thuộc vào giới tính và xác định theo bảng 4.18

Hoạt động văn phòng : qh = 50 (W), qẩ = 80 (W)

Số nhân viên có trong phòng được xác định ước lượng dựa trên tính chất công viêc phòng đó

Các phòng khác tính tương tự xem khết quả ở PL

3.8 Nhiệt hiện nhiệt ẩn do gió tươi mang vào : Q N

Phòng điều hòa luôn phải được cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo

đủ OXI cần thiết cho người ở trong phòng do gió tươi có trạng thái ngoài trời N với entanpy IN, nhiệt độ tN và ẩm dung dN lớn hơn không khí trong nhà

do đó khi đưa vào phòng, gió tươi sẽ toả ra một lượng nhiệt hiện QHn và nhiệt

ẩn QẩN

Từ công thức : 4.21 và 4.22

QN = QhN + QẩN = 1,2.n.l.(tN + tT) + 3,0.n.l.(dN + dT) (W)

- dN,dT ẩm dung , g/kg

- n số người trong phòng điều hòa :

- l lượng không khí tươi cần cho một người trong 1 giây, l/s: l = 7,5 (l/s) theobảng 4.19

3.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt : Q 7

Không gian điều hòa được lam kín đẻ chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp cho phòng nhằm tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng

rò lọt không khí qua khe cửa sổ, cửa ra vào khi mở cửa do người ra vào Hiệntượng này xảy ra càng mạnh khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn khí lạnh có xu hướng thoát ra ở phía giới cửa và khí nóng ngoài trời lọt vào phía trên cửa nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt dược xác định như sau:

3.10.1 Lượng nhiệt không khí hấp thụ khi đi qua quạt

Khi đi qua quạt, không khí bị nóng lên do hấp thụ lượng nhiệt toả ra từ quạt lượng nhiệt này chính là một phần năng lượng điện cung cấp cho quạt

biến đổi thành Độ tăng nhiệt độ tcủa dòng không khí được xác định gần đúng theo biểu thức :

t

 = 0,0078.H.1  ,k

H – cột áp của quạt gió bằng mm cột nước (mmH2O)

 - Hiệu suất của quạt

3.10.2 nhiệt tổ thất qua ống gió

Ống gió được cách nhiệt, cách ẩm, tuy nhiên do chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài ống gió nên phải có tổn thất nhiệt

Lượng nhiệt tổn thất Q được tính toán theo biểu thức quen thuộc :

Q = K.F t

Trong đó : K- hệ số truyền nhiệt,W/m2k

K =

N i

 , - bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các vật liệu kết cấu ống gió

F – Diện tích trao đổi nhiệt, bằng chu vi ngoài ống gió

t

 - độ chênh nhiệt độ giữa bên ngoài và không khí bên trong ông gió : t

= tN – tT

3.10.3 nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Qbs

Trong phần 3.1.9 ta tính nhiệt truyền qua vách một cách thuần tuý theo

sự truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ cao sang không gian điều hoà có nhiệt độ thấp qua vách mà chưa xét đến ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên như

gió,nắng……

Như ta biết càng lên cao tốc độ gió càng lớn vậy N làm cho k tăng dần dẫn đến Q tăng Vì vậy, để bổ xung tổn thất do gió, cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất, Q2 tăng từ 1% ÷ 2% nhưng toàn bộ không quá 15%