Đồ Án Điều Hòa Không Khí Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí Cho Khu Văn Phòng Dùng Máy Điều Hòa Dạng Tủ.pdf

Chương 1 Giới thiệu công trình , chọn thông số tính toán 1 1/ Giới thiệu công trình Công trình mà em cần thiết kế hệ thống điều hòa không khí là 1 tòa nhà 2 tầng đặt tại Tam Đảo được sử dụng làm văn p[.]

Chương 1: Giới thiệu công trình , chọn thông số

tính toán

1.1/ Giới thiệu công trình:

Công trình mà em cần thiết kế hệ thống điều hòa không khí là 1 tòa nhà 2 tầng đặt tại Tam Đảo được sử dụng làm văn phòng Tòa nhà 1 tầng cao 12m với diện tích mặt bằng xây dựng là 40mx28m có mặt chính diện tòa nhà hướng đông Trong tòa nhà chia thành 1 tiền sảnh, 1 hội trường và nhiều phòng nhỏ

1.2/ Phân tích và lựa chọn phương án:

Sau khi nghiên cứu về các loại máy điều hòa em lựa chọn máy điều hòa dạng tủ cho tòa nhà văn phòng này vì những ưu điểm sau:

- lắp đặt và vận hành tương đối dễ dàng

- khử âm và khử bụi tốt nên đối với văn phòng cần cần độ ồn thấp nên rất tốt

- có lưu lượng gió lớn nên rất phù hợp với khu vực tập trung đông người như hội trường, phòng họp…

- giá thành nói chung không cao

1.3/ Chọn thông số tính toán:

1 Nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong nhà:

Nhiệt độ và độ ẩm trong nhà được chọn tùy thuộc vào chức năng của phòng Theo bảng 2.3 Trang 27 tài liệu 1 ta chọn:

Mùa hè:

Độ ẩm tương đối:ϕ T = 50 %

Nhiệt độ: t T =24 ° C

Mùa đông:

ở Tam Đảo nhiệt độ trung bình mùa lạnh là t T =0.7 ° C nên ta không sử dụng tới máy điều hòa

2 Nhiệt độ và độ ẩm của không khí ngoài trời:

Chọn thông số tính toán ngoài trời phụ thuộc vào mùa hè, mùa đông và vào tầm quan trọng của công trình, tức là tùy thuộc vào cấp của hệ thống điều hòa không khí

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 1: hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với mọi phạm vi thông số ngoài trời

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 2: hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 200 giờ trong 1 năm

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 3: hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 400 giờ trong 1 năm

Theo bảng 2.4 trang 28 tài liệu 1 ta chọn hệ thống cấp 3 với các thông số như sau:

Hệ thống cấp 3

Mùa hè

Mùa đông

ttbmax = 26

ttbmin = 9.3

ϕ( ttb

max) = 89

ϕ( ttb

min) = 86

3 Chọn tốc độ không khí tính toán trong phòng:

Tốc độ không khí lưu động được lựa chọn theo nhiệt độ không khí trong phòng Ở đây ta chọn tốc độ tính toán của không khí trong phòng ωk= 0.6

m/s ( Bảng 2.5 trang 29 tài liệu 1)

4 Độ ồn cho phép:

Độ ồn ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung công việc của con người Mức độ ảnh hưởng đó tùy thuộc vào công việc hay nói cách khác chức năng của phòng

ở đây ta thiết kế cho văn phòng làm việc nên ta chọn độ ồn cho phép là 45dB

( Bảng 2.6 trang 29 tài liệu 1)

5 Nồng độ các chất độc hại:

Để đánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí

Ta xác định lưu lượng không khí tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ:

Vk=

a

V CO

− β

2

(2-1) Trong đó: V CO2= 0,03 m3/h.người , là lượng CO2 do 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=25 m3/h.người = 0,007 m3/s.người

Chương 2: Tính toán cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm

2.1/ Tính cân bằng nhiệt:

2.1.1/ Nhiệt do máy móc thiết bị tỏa ra Q 1 :

Do hạn chế về tài liệu và trong mức độ đồ án môn học nên ở đây ta chỉ chọn ước lượng công suất của các thiết bị trong các phòng:

Chọn công suất các máy móc, thiết bị điện là 30kW

⇒ Q 1 = 15 kW

2.1.2/ Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q 2 :

Nguồn sáng nhân tạo ở đây là các đèn điện Có thể chia đèn điện ra làm 2 loại: đèn dây tóc và đèn huỳnh quang

Nhiệt do các nguồn sáng nhân tọ tỏa ra chỉ ở dạng nhiệt hiện

Do khi thiết kế không biết bố trí đèn cụ thể nên ta chọn điều kiện đủ chiếu sáng cho ở bảng 3.2 trang 37 tài liệu 1

Tổn thất do nguồn sáng nhân tạo:

Q2 = qS.F, W F: Diện tích sàn nhà, m2 F = 1120 m2

qS : Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m2 diện tích sàn, W/m2

ở đây chọn qS = 12 W/m2 theo bảng 3.2 trang 37 tài liệu 1

⇒ Q 2 = 12.1120 W = 13440 W = 13.44kW 2.1.3/ Nhiệt do người tỏa ra Q 3 :

Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 phần:

o Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, dẫn nhiệt và bức xạ qh :

o Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm ( mồ hôi và hơi nước mang theo ) qw

Nhiệt toàn phần: q = qh + qw

Tổng tổn thất do người tỏa ra:

o Nhiệt hiện: Q3h=n qh.10-3, kW

o Nhiệt ẩn : Q3w=n qw.10-3, kW

Trong đó:

n: Tổng số người có trong phân xưởng

Do không có điều kiện khảo sát nên theo bảng 3.2 trang 37 tài liệu 1

ta tính được:

n = 1120/5 = 224 người

qh , qw : được chọn theo bảng 3.4 ( tài liệu 1)

qh = 70 W/ người

qw= 60 W/người

Q 3h = 224*70*10 -3 = 15.68 kW.

Q 3w = 224*60*10 -3 = 13.44 kW

Nhiệt toàn phần: Q 3 = Q 3h + Q 3w = 29.12 kW.

2.1.4/ Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :

Chọn Q4 = 0

2.1.5/ Nhiệt tỏa ra từ các bề mặt thiết bị nhiệt Q 5 :

Chọn Q5 = 0

2.1.6/ Nhiệt do bức xạ năng lượng mặt trời vào phòng Q 6 :

Nhiệt bức xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc vào kết cấu bao che và được chia thành 2 dạng:

o Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61

o Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái Q62

Q6 = Q61 + Q62

1/ Nhiệt bức xạ qua cửa kính:

Trong thiết kế này ta tính toán cho loại kính Calorex, màu xanh,

6 mm, có hệ số hấp thụ αk= 0.75 , hệ số phản xạ ρk= 0.05 , hệ số xuyên

qua τk = 0.20 , hệ số kính εk = 0.57( ứng với góc tới của tia bức xạ là

300 ) Chọn tính nhiệt bức xạ của mặt trời vào thời điểm nóng nhất trong ngày, từ 8h -9h & từ 15h – 16h:

Ở đây công trình sử dụng loại kính thường có rèm che nên :

Q61=Fk R’’.εc.εds.εmm.εkh ,W ( Công thức 3-24 tài liệu 1) Trong đó :

Fk -Diện tích bề mặt kính , m2 Kính có khung sắt Theo yêu cầu thiết kế ta có tỷ lệ kính/tường các hướng = 30%

Ta nhận thấy rằng diện tích lắp đặt kính của hướng Đông và Tây là chủ yếu, ta bỏ qua bức xạ nhiệt ở hướng Nam và hướng Bắc vì diện tích kính ít , nên ta chỉ tính cho các hướng Đông và Tây Ta có diện tích kính từng hướng:

Fk = Ft 30% , m2

R’’= [0,4.αk + τk ( αm + τm + ρk.ρm + 0,4.αkρm)].Rn

Rn – Nhiệt bức xạ đến ngoài bề mặt kính , W/m2

88 , 0

R

Rn =

R- Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng Giá trị R lấy theo tương ứng với giá trị Rmax của hướng đó trong năm, tra bảng 3-8a tài liệu 1

Ta lấy giá trị Rmax ứng với tháng 4&8 là các tháng mà hướng Đông và Tây có Rmax lớn nhất ( Ta chọn hướng Đông & Tây là vì diện tích lắp đặt kính của 2 hướng này là lớn nhất ) ở vĩ độ 20° Bắc:

Tra bảng 3-8a tài liệu 1:

4&8

Đông Tây Nam Bắc Mặt ngang

520 520 82 35 779

o Với loại kính là kính Calorex , màu xanh , 6 mm Tra bảng 3.5 tài liệu 1 :

thụ αk Hệ số phản xạ ρk Hệ số xuyên quaτk Hệ số kínhεk

kính Calorex,

o Đặc tính bức xạ của màn che tra bảng 3.6 (TL 1) ta chọn loại màn che cửa chớp màu trung bình:

Loại màn che,

rèm che

Hệ số hấp thụ αm

Hệ số phản

xạ ρm

Hệ số xuyên qua τm

Hệ số mặt trời εm -Cửa chớp màu

ε - hệ số tính đến độ cao H ( m ) nơi đặt cửa kính so với mực nước

biển> Ở Tam Đảo ta lấy H = 900m

1000 023 , 0

c = +

1000

900

=1.0207

ds

ε -hệ số xét đến độ chênh lệch của nhiệt độ đọng sương:

Tra đồ thị I-d với ttbmax = 26 , ϕN = 89 % ta được ts= 240C

=

−

−

10

20 13

, 0

ds

t

10

20 24 13 , 0

mm

ε -Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù , trời không mây lấy εmm = 1

kh

ε -Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính , với khung kính kim loại

lấy εkh= 1 , 17

Nhiệt bức xạ đến ngoài

Nhiệt bức xạ qua kính

Bức xạ qua kính Q61 ,

kW

2/ Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che:

Cơ chế bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che được thực hiện như sau:

o Dưới tác dụng của tia bức xạ mặt trời , bề mặt ngoài cùng của kết cấu bao che sẽ nóng dần 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 trong phòng bằng đối lưu và bức

o Thông thường người ta bỏ qua nhiệt lượng bức xạ qua tường Lượng nhiệt truyền cho mái do bức xạ và độ chênh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời được xác định theo công thức:

Q62=F.k.φm.Δt ,W

Trong đó:

F – Diện tích mái, F = 536 m2 k- hệ số truyền nhiệt qua mái

Trong thiết kế này ta bố trí mái tôn, có trần bằng gỗ , tra bảng 3-4 trang 110 sách Hướng Dẫn Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí ta

có k =1.59 W/m2 0C

ϕm – hệ màu mái tường, ta chọn tường màu trung bình

lấy ϕm = 0,87

Δt = tTĐ – tT độ chênh nhiệt độ tương đương

tT nhiệt độ trong phòng , tT = 240C

ttd= tN+

N

xn

s R

α

ε *

, K Với εs- hệ số hấp thụ của mái , ta chọn tôn quét sơn màu xanh da trời có s

ε = 0,64

N

α = 20 W/m2 0K – Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài

88 0

520 88

.

0

R

591 – Nhiệt bức xạ qua mái , W/m2

tN = 26 0C

⇒tTĐ = 26 +

20

591

* 64 0

= 26 + 18.91 = 44.91 OC Vậy: ∆t = 44.91 – 24 = 20.91 0C

⇒Q 62=1.59*536*0,87*20.91 = 15504 W = 15.504 [kW ]

Nhiệt bức xạ mặt trời:

Q 6 = Q 61 + Q 62 = 5.617 + 15.504 = 21.121 [ kW]

2.1.7/ Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q 7 :

Khi có độ chênh áp suất trong nhà và bên ngoài thì sẽ có hiện tượng

rò rỉ không khí Việc này luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Nói chung việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác lưu lượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều

hòa thường đòi hỏi phải kín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống

Q7 = L7 * (IN - IT) = L7 * CP(tN - tt) + L7*ro(dN - dT) Tuy nhiên do lưu lượng không khí rò rỉ không theo quy luật và rất khó xác định Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất vận tốc gió, kết cấu khe

hở cụ thể, số lần đóng mở cửa … Vì vậy trong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm :

Q7h = 0,335(tN-tt)*V*ζ , W

Q7W =0,84(dN-dT) *V*ζ , W

Trong đó:

V – Thể tích phòng , V = 40*26*4.5 = 4680 m3

dN , dT – dung ẩm của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời

Tra đồ thị I-d ứng với các giá trị nhiệt độ và độ ẩm ta được:

tN = 26 °C ,ϕN = 89%, dN = 19.5 g/kg không khí khô

tT = 24 °C ,ϕT = 50%, dT = 9.3 g/kg không khí khô

tN , tT – Nhiệt độ tính toán trong nhà và ngoài trời

tN = 26 0C

tT = 240 C

ζ - Hệ số kinh nghiệm , với V = 4680 m3 > 3000 m3 Tra theo bảng 3.10 Tài Liệu 1 ta có ζ = 0.35

Ta có :

Q 7h = 0.335(26 – 24)*4680*0.35 = 1097 W = 1.097 kW

Tổng lượng nhiệt do rò rỉ không khí:

Q7 = Q7h + Q7W

⇒ Q 7 = Q 7h + Q 7W =1.097 + 14.034 = 15.131 kW

2.1.8/ Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 8 :

Người ta chia ra làm 2 loại tổn thất:

o Nhiệt tổn thất do truyền qua trần, mái, tường : Q 81

o Nhiệt tổn thất do truyền qua nền: Q 82

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8 = Q81+Q82

2.1.8.1/ Nhiệt truyền qua tường và trần: Q 81

Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che được tính theo công thức sau:

Q81 = k*F*∆t k- Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2 0C

F – diện tích tường bao che , m2

Ftường = Fbc - Fk = 180 – 54 = 126 m2

Fmái = 1073 m2

∆t – độ chênh nhiệt độ tính toán , 0C

1 Xác định độ chênh nhiệt độ tính toán:

Ta chỉ xác định cho mùa hè:

∆t = ϕ(tN-tT)

Trong đó ϕ là hệ số tính đến vị trí của kết cấu bao che

a) Đối với tường bao trực tiếp tiếp xúc với môi trường không khí bên ngoài nên ϕ = 1

∆t = 26 – 24 = 2 0C ok b) Đối với trần có mái với kết cấu kín ta chọn ϕ = 0.8

∆t = 0.8*(26 – 24) = 1.6 0C

2 Xác định hệ số truyền nhiệt qua tường và trần:

K = +∑ +

=

N i

i T

R

α λ

δ α

1 1

1 1

0

Trong đó:

-αT -Hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên trong của kết cấu bao che ,W/m2 0C

-αN- Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của kết cấu bao che ,W/m2 0C

-δi-chiều dày của lớp thứ i,m

-λi -Hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ i , W/m0C

Tường của công trình được xây dựng với kết cấu gồm 3 lớp: lớp vữa, lớp bê tông gạch vỡ, lớp vữa

Đối với tường bao:

Tra bảng 3.12 tài liệu 1

Với bề mặt tường nhẵn ta chọn αT = 11,6 W/m2 0C

Tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài ta chọn αN = 23,3

W/m2 0C

Tra bảng 3-15 tài liệu 1

Với vữa xi măng và vữa trát xi măng ta chọn λ 1 = λ 3 = 0.93W/m0C Với bê tông gạch vỡ ta chọn λ 2 = 0.872 W/m0C

δ 1 = δ 3 = 0.01 m

δ 2 = 0.2 m ;

⇒ ktường =

3 23

1 93 0

01 0 872 0

2 0 93 0

011 0 6 11 1

1 1

+ +

+ +

=

o

+ Đối với trần:

K – hệ số truyền nhiệt qua mái , ta bố trí mái tôn có trần gỗ Theo bảng 3-4 tài liệu 2 ta có k = 1.59 W/m2 0C

Vậy nhiệt truyền qua tường là:

Qt

81 = 2.6*126*8.5 = 2785 W = 2.78 [ kW]

Nhiệt truyền qua trần:

Qtr

81 = 1.59*1073*6.8 = 11601 W = 11.6 [ kW]

Nhiệt truyền qua tường và trần là :

Q 81 = Q t

81 + Q tr

81 = 2.78 + 11.6 = 14.38 [kW]

2.1.6.2/ Nhiệt truyền qua nền:

Để tính nhiệt truyền qua nền đất người ta chia nền thành 4 dải, mỗi dải có bề rộng là 2m

Theo cách chia này ta có các dải từ ngoài vào: I÷IV

Dãi I : k1 = 0,5 W/m2 0C ; F1 = 4*(a + b) = 4*(26 + 40) = 264 m2

Dãi II: k2 = 0,2 W/m2 0C ; F2 = 4*(a + b) - 48 = 264 – 48 = 216 m2

Dãi III: k3 = 0,1 W/m2 0C ; F3 = 4*(a + b) - 80 = 216 – 80 = 136 m2

Dãi IV: k4 = 0,07 W/m2 0C ; F4 = (a - 12)*( b - 12) = ( 26 – 12)*(40 – 12)

= 392 m2

2m

2m

b

D·y 4 D·y 3

D·y 2 D·y 1

Tổn thất nhiệt qua nền do truyền nhiệt:

Q82= (k1F1+k2F2+k3F3+k4F4)(tN-tT)

Q 82 = 0.414 kW

Như vậy tổng tổn thất nhiệt do truyền nhiệt:

Q 8 = Q 81 + Q 82 = 14.38 + 0.414 = 14.794 kW

2.1.9/ Tổng lượng nhiệt thừa:

QT = ∑

=

8

1

i

Q

Nhiệt thừa QT được sử dụng để xác định năng suất lạnh của bộ xửa lý không khí Nhưng nhiệt thừa QT không phải là năng suất lạnh của bộ xửa lý không khí

QT = Q hf + Qwf Tổng nhiệt hiện của tòa nhà: Q hf

Q hf = Q1 + Q2 + Q3h + Q4h + Q5 + Q6 + Q7h + Q8

= 75.515 kW Tổng nhiệt ẩn của tòa nhà : Qwf

Qwf = Q3w + Q7w

Vậy Q T = 75.515 + 27.474 = 102.989 kW

2.2/ Xác định lượng ẩm thừa W T :

2.2.1/ Lượng ẩm do người tỏa ra W 1 :

Lượng ẩm do người tỏa ra được tính theo công thức:

W1 = n*gn , kg/s Trong đó:

n = 224 – số người trong phòng theo nhiệm vụ thiết kế

gn = 105 g/giờ lượng ẩm do 1 người tỏa ra trong 1 đơn vị thời gian được xác định theo bảng 3-16 tài liệu 1

⇒W1 = 224*0.105= 23.52 kg/h

Vậy W T = W 1 = 23.52 kg/h

2.3 Tính kiểm tra đọng sương:

Như đã biết, khi nhiệt độ vách tW thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc với nó sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách đó Tuy nhiên do xác định nhiệt độ vách khó nên ta quy điều kiện đọng sương

về dạng khác

Về mùa hè: mùa hè ta thực hiện chế độ điều hòa( làm lạnh) , nhiệt độ bên ngoài lớn hơn bên trong Khi đó tT

W>tT>tT

s , như vậy vách trong không xảy

ra hiện tượng đọng sương

Gọi tN

s là nhiệt độ đọng sương vách ngoài, ta có điều kiện đọng sương:

tN

s>tN W Theo phương trình truyền nhiệt ta có:

k(tN-tT) = αN(tN-tN

W)

T N

N w N

t t

t

−

− N

t

α

Khi giảm tN

w thì k tăng, khi giảm tới tN

s thì trên tường có hiện tượng đọng sương Khi đó ta có được giá trị kmax :

T N

N s N

t t

t

−

− N

t

α

Trong các công thức trên:

- αN ; α T : hệ số truyền nhiệt vách ngoài và vách trong , W/m2 0C

tN , tT :nhiệt độ vách ngoài và vách trong, 0C

tN

s , tT

s :nhiệt độ đọng sương tính theo nhiệt độ , độ ẩm bên ngoài

và bên trong, 0C

Mùa hè:

Ta có:

tN = 26 OC

tT = 24 0C

ϕN = 89%

Với tN = 26OC & ϕN = 89% tra đồ thị I-d ta được tN

s = 24.5 0C

` Kiểm tra đọng sương:

Đối với tường:

α N = 23,3 W/m2 0C

⇒kmax= ( )

T N

N s N

t t

t

−

− N

t

α

−

−

24 26

) 5 24 26 ( 3 23

17.47[W/ m2 0C] >ktường=2.6[W/ m2 0C] Đối với mái:

α N = 20 W/m2 0C

⇒ kmax= ( )

T N

N s N

t t

t

−

− N

t

α

−

−

24 26

) 5 24 26 ( 20

15[W/ m2 0C] >kmái =1.59[W/ m2 0C ]

⇒ vào mủa hè không có hiện tượng đọng sương ở vách và mái của tòa

nhà

Tải bản FULL (34 trang): https://bit.ly/2ZGLuGw

Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net