Đồ án môn học điều hòa không khí

Thiết kế hệ thống lạnh hệ thống điều hoà không khí trung tâm cho nhà mới xây từ tầng 3 đến tầng 5. Trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện LạnhMỞ ĐẦU Điều hòa không khí là một trong những lĩnh vực quan trọng trong đời sống cũng như trong các ngành công nghiệp khác. Kinh tế và xã hội càng phát triển thì nhu cầu về điều kiện sinh hoạt và làm việc của con người ngày càng cao.Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển với tỉ lệ tăng trưởng đáng kể, bước đầu thực hiện có hiệu quả công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về thiết bị lạnh cũng tăng theo nhanh chóng. Việt nam là một thị trường đầy tiềm năng của rất nhiều hãng sản xuất, kinh doanh máy và thiết bị dùng cho hệ thống điều hòa không khí.Điều hòa không khí có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người và sản xuất. Hệ thống điều hoà không khí tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn, đặc biệt với nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm và độ ẩm tương đối cao. Đối với các ngành kinh tế sản xuất, ngày nay người ta không thể tách rời kỹ thuật điều hoà không khí với các ngành khác như cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử và vi điện tử, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện tử, kỹ thuật quang học... Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, để đảm bảo máy móc, thiết bị làm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số của không khí như thành phần độ ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hại khác.Đối với sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt - lạnh, ngoài việc nắm vững các kiến thức cơ bản, các phương pháp tính toán thiết kế thì việc tìm hiểu các công việc liên quan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa… là rất cần thiết.Dưới sự hướng dẫn của TS. Trần Đại Tiến – Trường Đại Học Nha Trang, em thực hiện đồ án môn học : “Thiết kế hệ thống lạnh hệ thống điều hoà không khí trung tâm cho nhà mới xây KTX từ tầng 3 đến tầng 5. Trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh’’. Đồ án gồm những nội dung chính sau:Chương 1: Tổng quan về điều hòa không khí. Chương 2: Chọn phương án thiết kế Chương 3: Khảo sát công trình & Tính toán cân bằng nhiệt ẩm Chương 4: Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí. Chương 5: Tính chọn máy và thiết bị của hệ thống điều hòa không khí. Chương 6: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và phân phối không khí. Chương 7: Các biện pháp thi công,lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa. Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô cùng bạn đọc.Em xin chân thành cảm ơn.TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ. I: Lịch sử ra đời và phát triển.1.1 Trên thế giới.Từ thời cổ đại, con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông và dùng quạt hoặc tìm vào các hang động mát mẻ vào mùa hè. Họ đã biết bơm không khí xuống giếng mỏ để cung cấp không khí tươi cũng như điều hoà nhiệt đô cho công nhân mỏ vào năm 1555. Nhà bác học thiên tài Leonardo De Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ thống thông gió cho một giếng mỏ.Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy nén khí đầu tiên để điều hoà không khí cho một 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 hoà không khí.Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa ra dự án điều hoà không khí phòng ở bằng máy nén khí.Năm 1860, ở Pháp F.Carré đã đưa những ý tưởng về điều hoà không khí cho các phòng ở và đặc biệt cho nhà hát.Năm 1894, công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hoà không khí bằng máy lạnh Amoniăc dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè, dàn lạnh đặt trên trần nhà, không khí đối lưu tự nhiên, không khí lạnh từ trên đi xuống phía dưới, máy lạnh đặt dưới từng hầm.Vào thời điểm này một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hoà không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung có một bước phát triển rực rỡ đó là Willis H.Carrier. Chính ông là người đã định nghĩa điều hoà không khí kết hợp với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng thái không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.Năm 1911 Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu. Ông đã cống hiến cả đời cho điều hoà không khí và đã trở thành ông tổ vĩ đại nhất của ngành điều hoà không khí.1.2. Tình hình ở Việt Nam.Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Bởi vậy điều hoà không khí có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống con người và sản xuất. Cùng với sự phát triển của kinh tế cả nước trong những năm gần đây thì nhu cầu về kỹ thuật lạnh nói chung và điều hoà không khí noí riêng đang gia tăng mạnh mẽ. Có thể thấy rằng hầu như trong tất cả các nhà cao ốc, văn phòng, bệnh viện, khác sạn, nhiều phân xưởng sản xuất đã được trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm tạo môi trường dễ chịu và tiện nghi cho con người. Đối với nước ta nhu cầu về điều hoà không khí là rất lớn, các thiết bị được nhập từ nhiều nước khác nhau ngày một nhiều và hiện đại.

MỞ ĐẦU

Điều hòa không khí là một trong những lĩnh vực quan trọng trong đời sống cũng

như trong các ngành công nghiệp khác Kinh tế và xã hội càng phát triển thì nhu cầu vềđiều kiện sinh hoạt và làm việc của con người ngày càng cao

Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển với tỉ lệ tăng trưởng đáng kể,bước đầu thực hiện có hiệu quả công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước cùng với sự pháttriển đó thì nhu cầu về thiết bị lạnh cũng tăng theo nhanh chóng Việt nam là một thịtrường đầy tiềm năng của rất nhiều hãng sản xuất, kinh doanh máy và thiết bị dùng cho hệthống điều hòa không khí

Điều hòa không khí có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người và sản xuất

Hệ thống điều hoà không khí tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sốngcao hơn, đặc biệt với nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độtrung bình năm và độ ẩm tương đối cao Đối với các ngành kinh tế sản xuất, ngày nayngười ta không thể tách rời kỹ thuật điều hoà không khí với các ngành khác như cơ khíchính xác, kỹ thuật điện tử và vi điện tử, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện tử, kỹ thuậtquang học Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, để đảm bảo máy móc, thiết bị làmviệc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số củakhông khí như thành phần độ ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hại khác

Đối với sinh viên ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt - lạnh, ngoài việc nắm vững cáckiến thức cơ bản, các phương pháp tính toán thiết kế thì việc tìm hiểu các công việc liênquan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa… là rất cần thiết

Dưới sự hướng dẫn của TS Trần Đại Tiến – Trường Đại Học Nha Trang, em thực

hiện đồ án môn học : “Thiết kế hệ thống lạnh hệ thống điều hoà không khí trung tâm

cho nhà mới xây KTX từ tầng 3 đến tầng 5 Trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh’’ Đồ án gồm những nội dung chính sau:

Chương 1: Tổng quan về điều hòa không khí

Chương 2: Chọn phương án thiết kế

Chương 3: Khảo sát công trình & Tính toán cân bằng nhiệt ẩm

Chương 4: Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Chương 5: Tính chọn máy và thiết bị của hệ thống điều hòa không khí

Chương 6: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển và phân phối không khí.

Chương 7: Các biện pháp thi công,lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đồ án không tránh khỏi nhữngthiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô cùng bạn đọc

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội : Ngày 20 tháng 06 năm 2012

Sinh viên thực hiện

Hoàng Tuấn Trang

Chương I

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.

I: Lịch sử ra đời và phát triển.

1.1 Trên thế giới.

Từ thời cổ đại, con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông và dùng quạt hoặctìm vào các hang động mát mẻ vào mùa hè Họ đã biết bơm không khí xuống giếng mỏ đểcung cấp không khí tươi cũng như điều hoà nhiệt đô cho công nhân mỏ vào năm 1555.Nhà bác học thiên tài Leonardo De Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ thống thông giócho một giếng mỏ

Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy nén khí đầu tiên để điều hoàkhông khí cho một bệnh viện tư của ông Chính sự kiện này đã làm cho ông nổi tiếng thếgiới và đi vào lịch sử của kỹ thuật điều hoà không khí

Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa ra dự ánđiều hoà không khí phòng ở bằng máy nén khí

Năm 1860, ở Pháp F.Carré đã đưa những ý tưởng về điều hoà không khí cho cácphòng ở và đặc biệt cho nhà hát

Năm 1894, công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hoà không khí bằng máylạnh Amoniăc dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè, dàn lạnh đặt trên trần nhà,không khí đối lưu tự nhiên, không khí lạnh từ trên đi xuống phía dưới, máy lạnh đặt dướitừng hầm

Vào thời điểm này một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hoà không khí của

Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung có một bước phát triển rực rỡ đó là WillisH.Carrier Chính ông là người đã định nghĩa điều hoà không khí kết hợp với sưởi ấm, làmlạnh, gia ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng thái không khí không đổi phục

vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ

Năm 1911 Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí và cắt nghĩa tínhchất nhiệt của không khí ẩm và các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu Ông

đã cống hiến cả đời cho điều hoà không khí và đã trở thành ông tổ vĩ đại nhất của ngànhđiều hoà không khí

1.3 Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí.

Hiện nay điều hoà không khí đóng một vai trò quan trọng trong tất cả các lĩnh vực.Điều hoà không khí đã trở thành một ngành khoa học độc lập và phát triển vượt bậc, bổtrợ đắc lực cho các ngành khác như: cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật viễnthông, y học, vũ trụ, công nghệ sinh học Bởi vì các máy móc thiết bị hiện đại chỉ hoạt

động chính xác khi có độ ẩm và nhiệt độ thích hợp Cũng nhờ vào điều hoà không khí màchất lượng sản phẩm được đảm bảo.

Điều hoà tiện nghi tạo cho con người cảm giác thoải mái dễ chịu nhất nhằm nâng caochất lượng cuộc sống, tăng tuổi thọ cũng như tăng năng suất lao động của con người Vìthế điều hòa không khí đóng một vai trò quan trọng và ngày càng trở nên quen thuộc đặcbiệt trong các lĩnh vực như: kinh tế thể thao, văn hoá du lịch, ô tô, máy bay

Hiện nay điều hoà không khí trong trường học đang được chú trọng đặc biệt là cáckhu giảng đường và ký túc xã nhằm tạo một môi trường không khí thoáng mát, sạch sẽ,

dễ chịu, tạo một cảm giác thoải mái cho giảng viên cũng như sinh viên trong sinh hoạt,giảng dạy và học tập

Chương II

CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÊ

I: Chọn cấp điều hòa.

Theo mức độ tin cậy và kinh tế, điều hoà không khí được chia làm 3 cấp như sau:

- Hệ thống cấp 1 duy trì các thông số trong nhà vơí phạm vi ngoài trời từ cực tiểu(mùa lạnh) tới cực đại (mùa nóng)

- Hệ thống cấp 2 duy trì các thông số trong nhà với phạm vi sai lệch cho phép, sai lệchkhông quá 200 giờ trong 1 năm, nghĩa là thông số trong nhà có thể sai lệch với thông sốtính toán khi nhiệt độ ngoài trời đạt cực đại hoặc cực tiểu

- Hệ thống cấp 3 duy trì các thông số nhiệt ẩm trong nhà ở một phạm vi cho phép, vớisai lệch không quá 400 giờ trong một năm

Cấp điều hoà không khí được chọn theo các yêu cầu kỹ thuật chính sau:

- Yêu cầu về sự quan trọng của ĐHKK với công trình

- Yêu cầu của chủ công trình

- Khả năng vốn đầu tư ban đầu

Hệ thống cấp 1 tuy có độ tin cậy cao nhưng đắt tiền nên chỉ sư dụng trong nhữngtrường hợp tối quan trọng, đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm quan trọng và độ tin cậy cao như lăngchủ tịch Hồ Chí Minh, các xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học hay các phânxưởng sản xuất thuốc và dược liệu đặc biệt

Các công trình quan trọng hơn như khách sạn 5 sao, bệnh viện quốc tế thì nên chọnđiều hoà không khí cấp 2

Hệ thống cấp 3 tuy có độ tin cậy không cao nhưng rẻ tiền nên thường được sử dụngtrong các công trình dân dụng, nơi công cộng như rạp hát, thư viện, hội trường hoặc các

xí nghiệp không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm

Qua phân tích đặc điểm của công trình “Thiết kế hệ thống lạnh hệ thống điều hoà

không khí trung tâm cho nhà m ới xây KTX từ tầng 3 đến tầng 5 Trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh” cho thấy :

- Đây là một công trình công cộng, không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm.Các phòng luôn có người ra vào nên việc duy trì chính xác các thông số nhiệt ẩm trongnhà với mọi phạm vi nhiệt độ ngoài trời là rất khó khăn và trở nên lãng phí nếu sử dụng

hệ thống điều hoà cấp 1 và cấp 2

- Hơn nữa, với quy mô của công trình như đã giới thiệu ở trên thì chi phí đầu tư, lắpđặt và vận hành hệ thống ĐHKK ở đây chắc chắn là không nhỏ

Do vậy ở đây ta thấy hệ ĐHKK cấp 3 là hợp lý nhất

II: Chọn phương án thiết kế

2.1 Hệ thống điều hòa cục bộ.

2.1.1 Máy điều hòa cửa sổ (Window-type room air conditioner)

Định nghĩa: Máy điều hòa cửa sổ là thiết bị gọn trọn bộ lắp trong một vỏ dùng để điều

hòa không khí cho một phòng, năng suất lạnh nhỏ đến 7kw (24.000 BTU/h) một chiềuhoặc hai chiều, thường được bố trí qua cửa sổ hoặc qua vách

Ưu điểm:

- Chỉ cần cắm phích điện là chạy không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao

- Có sưởi màu động bằng bơm nhiệt

- Có khẳ năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi

- Nhiệt độ phòng được điều chỉnh với độ dao động khá lơn

- Vốn đầu tư thấp và thích hợp cho các phòng nhỏ

Nhược điểm:

- Khả năng làm sạch không khí kém

- Độ ồn cao

- Khó bố trí trong hơn so với 2 cụm

- Phải đục một khoảng tường hoặc phải cắt cửa sổ để bố trí máy Không có khả nănglắp cho phòng không có tường trực tiếp ngoài trời

2.1.2 Máy điều hòa tách

+ Máy điều hòa hai cụm (split air conditioner).

Định nghĩa: Máy điều hòa 2 cụm là máy điều hòa gồm 2 cụm dàn nóng và dàn lạnh Cụm

dàn nóng bao gồm máy nén và dàn ngưng quạt, cụm dàn lạnh gồm dàn lạnh và quạt

- Không lấy được gió tươi nên phải có quạt lấy gió tươi

- Ống gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn, giá thành đắt hơn

-Ồn phía ngoài nhà, có thể làm ồn các nhà bên cạnh

+ Máy điều hòa nhiều cụm (multi-system split air conditioner).

Định nghĩa: Máy điều hòa nhiều cụm là máy điều hòa có 1 cụm dàn nóng với nhiều

cụm dàn lạnh bố trí cho các phòng khác nhau

Ưu - nhược điểm: Tương tự như máy điều hòa hai cụm nhưng có thêm ưu điểm là máy

điều hòa nhiều cụm có thể dùng cho một hộ gia đình có nhiều phòng và có thể điều chỉnhriêng cho từng phòng

2.2 Hệ thống điều hòa tổ hợp.

2.2.1 Máy điều hòa nguyên cụm.

Định nghĩa: Máy điều hòa nguyên cụm (seft-contained packaged air conditioner) là máy

điều hòa mà các thiết bị được lắp gọn thành một tổ hợp duy nhất

Ưu điểm:

- Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ

và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, gọn nhẹ

- Lắp đặt nhanh chóng không cần thợ chuyên ngành lạnh,vận hành bảo dưỡng vậnchuyển dễ dàng

- Có cửa lấy gió tươi

- Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất

Nhược điểm:

- Độ ồn cao, nếu dùng cho điều hoà tiện nghi phải có buồng máy cách âm và bố trí tiêu

âm cho cả ống gió cấp và gió hồi

2.2.2 Máy điều hoà VRV (Variable Air Volume).

Định nghĩa : Do các hệ thống ống gió CAV (Constant Air Volume) và VAV (Variable

Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng quá cồng kềnh tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống nên hãng Daikin của Nhật Bản đưa ra giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất

Như vậy máy điều hòa VRV là máy điều hoà gồm 1 cụm dàn nóng và nhiều cụm dànlạnh (8 hoặc lớn nhất là 16) của hãng Daikin với các đặc điểm là chiều dài đường ống gaslên tới 150m, độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh lên tới 50m và độ cao giữa các dàn lạnhtới 15m, điều chỉnh năng suất lạnh bằng máy biến tần với 21 bước điều chỉnh

Ưu điểm:

- Tổ ngưng tụ có 2 máy nén trong đó 1 máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểuon-off còn 1 máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100%gồm 21 bậc, đảm bảo năng lượng tiết kiệm rất hiệu quả

- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nốitrong mạng điều khiển trung tâm

-Các máy VRV có dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứngnhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ nhỏ đến lớn cho các toà nhà cao hàng trăm mét vớihàng phòng đa chức năng

- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có thể đặt caohơn dàn lạnh tới 50m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m, đường ống dẫnmôi chất lạnh xa nhất tới 100m tạo điều kiện cho việc bố trí máy dể dàng trong các nhàcao tầng, văn phòng khách sạn mà trước đây chỉ có trung tâm nước đảm nhiệm

- Điều chỉnh năng suất lạnh bằng cách dùng máy biến tần, làm cho hệ số lạnh khôngnhững được cải thiện mà còn vượt nhiều so với hệ máy thông dụng

- Độ tin cậy cao do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượngcao

- Khả năng bảo dưỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ vào các thiết bịphát hiện hư hỏng chuyên dùng

- So với hệ trung tâm nước thì hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầngthượng hoặc bên sườn toà nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơnnhiều so với đường ống dẫn nước lạnh và đường ống dẫn gió.

- Có thể kết hợp làm lạnh hoặc sưởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu bơmnhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao

- Hệ VRV có 9 kiểu dàn lạnh khác nhau với tối đa có 6 cấp năng suất lạnh Và có 3kiểu dàn nóng một chiều, hai chiều bơm nhiệt và thu hồi nhiệt

Nhược điểm:

-Không lấy được gió tươi nên cần phải thiết kế cửa lấy gió tươi hoặc thiết kế thiết bị

hồi nhiệt lấy gió tươi

- Vận hành khó, đòi hỏi người vận hành có tay nghề

- Giá thành đắt hơn 1.3 ÷ 1.5 lần so với các máy cùng công suất

2.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước

Khái niệm chung: Hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh 7oC để làm lạnh không khíqua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU Hệ điều hoà trung tâm nước chủ yếu gồm:

- Máy làm lạnh nước hay máy sản xuất nước lạnh thừơng từ 12oC xuống 7oC

- Hệ thống ống dẫn nước lạnh

- Hệ thống nước dẫn nhiệt

- Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông

- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh và sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU hoặcAHU

- Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

- Hệ thống tiêu âm và giảm âm

- Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và triệt khuẩn cho không khí

- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạchbụi bẩn, tạp hoá chất và mùi.

- Ít phải bảo dưỡng và sửa chữa

- Năng suất lạnh hầu như không bị hạn chế

Nhược điểm:

-Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động thì tổn thất exergy lớn hơn

- Cần bố trí cho hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp đặcbiệt do độ ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam khá cao

- Lắp đặt khó khăn

- Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề

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

Kết luận:

Qua đây ta thấy hệ thống điều hoà VRV là phù hợp với công trình KTX Trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh.

III Chọn các thông số tính toán không khí trong nhà:

3.1 Nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi:

Thông số tính toán trong nhà của không khí được chọn theo yêu cầu tiện nghi củacon người Yêu cầu tiện nghi được chọn theo TCVN 5678-1992, theo bảng 1.1 [1,11] tađược như sau:

Trạng thái lao

3.2 Gió tươi và hệ số thay đổi không khí:

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5678 – 1992 (7), lượng gió tươi cho một người

một giờ đối với phần lớn các công trình là 20 m 3 /người h Tuy nhiên lượng gió tươi này

không thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn Như vậy việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp

ứng 2 yêu cầu sau:

- Đạt tối thiểu 20 m 3 /h.người.

- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn.

Theo bảng 1.4[18] ta được như sau:

m3/h (m3 phòng)

3.3 Độ ồn cho phép:

Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần đượckhống chế, đặc biệt với điều hoà tiện nghi và một số công trình điều hoà như các phòngstudio, trường quay, ghi âm Bộ xây dựng Việt Nam đã ban bố tiêu chuẩn ngành vềtiếng ồn 20 TCN 175 – 90 quy định về mức độ cho phép Theo bảng 1.5[1,19] ta được:

3.4 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà:

Theo bảng 1.6 [21] thông số tính toán ngoài nhà cho các cấp điều hoà không khí khácnhau theo phụ lục 3 TCVN 5687 – 1992

Cấp điều hoà

không khí Nhiệt độ, Mùa nóng0C Độ ẩm, % Nhiệt độ, 0Mùa lạnhC Độ ẩm, %

(của thángnóng nhất)

tmin 13÷15

(của thánglạnh nhất)

tmax – nhiệt độ tối cao tuyệt đối;

tmin – nhiệt độ tối thấp tuyệt đối;

ttbmax – nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất;

ttb min – nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất;

13÷15 – độ ẩm lúc 13 15 h của tháng nóng nhất và lạnh nhất ghi nhận đượctheo TCVN 4088 – 1985

Theo bảng 1.7[22] ta xác định được thông số tính ngoài trời cho khu vực Hà Nội

nh sau:ư sau:

Cấp điều hoà

KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH & TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT

I Khảo sát công trình.

Khu KTX trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh là một tòa nhà tương đối lớn gồm

6 tầng, toà nhà nằm phía nam khuân viên của trường Tòa nhà nằm trên mặt bằng rộng

năm 2011, một mặt trước hướng bắc giáp giảng đường G, phía đông giáp khu nhà D ,phía Nam giáp khu dân cư, và phía tây giáp khu nhà văn phòng trung tâm KTX gồm có

40 phòng ở giành cho sinh viên, ngoài ra còn có một phòng máy bơm, nhà để xe, nhà ănchính hướng đông nam

 Hệ thống điều hoà không khí cần đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản sau của điều hoà tiệnnghi:

- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo tiêu chuẩntiện nghi của tiêu chuẩn Việt Nam nhưng cần chú ý khoảng rộng điều chỉnh nhiệt độ và

độ ẩm

- Lượng không khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20m 3 /h cho một người.

- Không khí tuần hoàn trong toà nhà phải được thông thoáng hợp lý và có quạt thảitránh hiện tượng không khí ẩm vào gây đọng sương trong phòng và trên bề mặt của thiếtbị

- Hệ thống điều hoà không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh nhằm tiếtkiệm chi phí vận hành

II Tính toán cân bằng nhiệt

2.1 Đại cương:

Sau khi xác định được thông số tính toán trong nhà và ngoài trời, cần xác lập cânbằng nhiệt cho công trình, vì đó là cơ sở quan trọng nhất quyết định chọn phương án điềuhoà không khí (tức chọn hệ thống kiểu gì, công suất máy bao nhiêu và cách bố trí cácthiết bị) Nhiệm vụ tính toán cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp CARRIER là xác địnhtổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt toả và thẩm thấu tácđộng vào phòng điều hoà:

Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât

Do số lượng phòng tương đối lớn, vì vậy không thể trình bày toàn bộ các bước tính

toán cân bằng nhiệt ẩm cho từng phòng Mặt khác Khu KTX trường Cao Đẳng Điện Tử Điện Lạnh có các phòng kích thước giống nhau và cùng mục đích làm phòng ở cho sinhviên nên ở đây chỉ trình bày phương pháp, công thức tính toán đồng thời giải thích chi tiếttừng phần, cách tra số liệu ở bảng nào, sách tham khảo nào và tính toán chi tiết phòng

-301 Các phòng còn lại được tính toán tương tự Theo khảo sát công trình phòng có chiềucao 3,5 m, phòng có 1 cửa sổ lắp kính khung bằng thép có diện tích 1.5 x 1.5 = 2,25 m2 và

1 cửa chính có diện tích 1,8 x 1 = 1,8 m2 trong đó diện tích lắp kính là: 1.5 x 1 =1,5 m2

Ta có thể tính toán sơ đồ nhiệt như sau:

2.2 Nhiệt hiện bức xạ qua kính:

Khu KTX trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh đươc làm một dãy nhà.

+ Dãy nhà mặt chính hướng bắc thì có cửa ra vào và cửa sổ quay hướng đông nam ítchịu bức xạ mặt trời

+ Ta thực hiện các phép tính toán dưới đây chọn phòng 301 để tính toán, làm ví dụ cở

sở để tính các phòng còn lại tương tự

Ký túc xá có cửa ra vào một nửa cửa được bọc sắt và một nửa trên được ghép kính.Riêng phòng máy bơm, nhà để xe và căn tin ta không tính toán nhiệt cho các phòng này.Các cửa ra vào và cửa sổ đều được dán đềcan màu xanh

Qua

kính

Q11

Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qaât

Nhiệt hiện thừa Q

:

B c x ức xạ ạ

Q1

Δt qua t qua bao che

Q2

Nhiệt tỏa

Q3 NgườiQ4 Gió tươi QN Gió lọtQ5

Nguồn khác Q6

Q4h

Người ẩn

Q4a

Gió tươi hiện

QhN

Gió tươi ẩn

QaN

Gió lọt

ẩn

Q5A

Gió lọt hiện

Q5Hkhác

Q6

Phần lớn cửa sổ ở tòa nhà đều là cửa sổ đứng, mặt trời mọc ở hướng đông, lặn ở hướngtây và cửa sổ quay hướng đông sẽ nhận bức xạ cực đại vào 8-9h sáng và kết thúc lúc 12htrưa Theo kinh nghiệm nhiệt bức xạ được tính qua công thức :

mm: hệ số ảnh hưởng của mây mù, trời quang mây lấy bằng 1

kh : hệ số ảnh hưởng của khung cửa, khung kim loại lấy bằng 1.17

m : hệ số kính , theo bảng 4.3[1, 153]: hệ số kính phụ thuộc vào mầu sắc và loạikính, KTX dùng kính stopray màu vàng 6mm : m =0,44

r : Hệ số mặt trời ,kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong

Do tất cả các phòng đều có cửa kính được dán đêcan mầu vàng nên theo bảng 4.4 [1,153](Màn che loại Brella trắng kiểu Hà Lan) có r = 0,33

RK = {0,4.k + k.( m + m + k.m + 0,4 k m )}.RN , W/m2;

RN : Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính, RN = 0R,88T ;

RT : Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hoà, W/m2;

k , k , m , m , m : Lần lượt là hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính vàmàn che

Cửa kính trong được sử dụng đều là cửa kính trong suốt dán đêcan màu vàng và dày 6

mm (khác kính cơ bản), khung sắt Tra bảng 4.3[1,153] Đặc tính bức xạ và hệ số của cácloại kính m, ta được :

k = 0,36 k = 0,25 k = 0,39 m = 0,44

RT: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng Vị trí lắp đặt ở Hà Nội khoảng 21 vĩ

độ bắc ,nhưng để dễ tính toán ta lấy luôn số liệu 20 vĩ độ bắc Mặt khác tòa nhà chỉ có lắpcửa kính ở mặt trước nên ta xét hướng chính của hai dãy

Tra bảng 4.1, [148] được tháng nóng nhất là:

Dãy nhà mặt trước hướng đông bắc : R= 454 W/m2 vào tháng 6 lúc 7h

Ta chọn lượng nhiệt bức xạ vào trong phòng là lớn nhất RT= 454 W/m2 cho các phòng

có cửa kính quay hướng Đông Bắc

Từ đó : RN Đông-Bắc = 0R,88T = 

88 , 0

Khả năng hấp thụ nhiệt của các vật liệu kết cấu bề mặt phụ thuộc vào khối lượngriêng theo bề mặt kết cấu của vật liệu đó (kg/m2sàn)

Ta có nt = f(gs) , trong đó gs là mật độ diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu,vách, trần, sàn, kg/m2 Xác định gs sau đó tra bảng ta sẽ xác định được giá trị của nt

gs xác định như sau:

S s

F

G G

g  '0,5 ''Trong đó: G’ – khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và củasàn nằm trên mặt đất, kg

G” – khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sànkhông nằm trên mặt đất, kg

Fs - diện tích sàn, m2

Diện tích sàn của phòng ở 301 là : Fs = 6 x 4 +1.5 x 2,5 = 27,75 m2

-Khối lượng 1m2 tường 300 kg/m2

-Khối lượng 1m2 sàn bêtông 350 kg/m2

-Diện tích tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời tính như sau:

+ Khối lượng tường có cửa tiếp xúc với bức xạ mặt trời: G’ = 300.F

G’ = 300 x (Ftường tiếp xúc - Fcửa ra vào – Fcửa sổ )

29100 5

0 7185





Do hệ thống điều hoà hoạt động liên tục, chọn gs = 700 kg/m2 sàn

Tra bảng 4.6[1,156] ta tìm được hệ số tác động tức thời nt lớn nhất là:

Dãy phòng 301 mặt trước phía đông-bắc có các phòng có cửa chính và cửa sổ quay hướngđông-nam, điều này đồng nghĩa với việc dãy nhà sẽ chịu bức xạ lớn nhất vào lúc 7h sáng.Nhiệt bức xạ qua kính của phòng 301 theo hướng Đông - Bắc là: nt = 0,58

Vậy ta có:

Q11 = nt x Q11’ = nt x k x F x RK Đông- Bắc

Q11 = 0,58 x 0,16 x 3,75 x 254,7 = 88,64 (w)

Bảng Nhiệt hiện bức xạ qua kính

2.1 Nhiệt xâm nhâp qua kết cấu bao che.

a Nhiệt bức xạ qua mái do chênh lệch nhiệt độ Δt qua ttd: Q 21

Q21 = k.F Δt qua ttd

Do ta tính từ tầng 3 – 5 nên phòng điều hòa nằm giữa tầng trong một tòa nhà điều hòanghĩa là bên trong cũng là phòng điều hòa khi đó : Δt qua t = 0 , Q 21 = 0

b Nhiệt tổn thất qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách Q22 gồm hai thành phần:

- Thành phần tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và không gian điềuhòa

- Thành phần do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên thành phần nhiệt này coibằng không khi tính toán

Thành phần nhiệt truyền qua vách bao gồm: nhiệt truyền qua tường, nhiệt truyềnqua cửa ra vào và nhiệt truyền qua kính cửa sổ

Q22 = ∑ Q2i = ki Fi t = Q22t + Q22c + Q22k

Trong đó

Q22t – nhiệt truyền qua tường

Q22c – nhiệt truyền qua cửa ra vào

Q22k – nhiệt truyền qua kính cửa sổ

ki – hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ

Fi – diện tích của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ

t – chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong không gian điều hòa

c Nhiệt truyền qua tường Q 22T

Nhiệt truyền qua tường tính theo biểu thức sau:

1

i i T

i N

Tường gồm 2 lớp :

- Lớp gạch có 1 = 0,2m , 1 = 0,58W/mK

- Lớp vữa ximăng trát ngoài có 2= 0,02m, 2 = 0,93W/mK

- Lớp sơn nước có thể bỏ qua

N – hệ số tỏa nhiệt phía ngoài trời, khi tường tiếp xúc trực tiếp với không

khí bên ngoài N = 20W/m2K

T – hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, T = 10W/m2K

Hệ số truyền nhiệt của tường khi tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài:

10

1 93 , 0

02 , 0 58 , 0

2 , 0 20 1

Nhiệt truyền qua cửa ra vào tính bằng biểu thức sau:

Q22C = kc.Fc.t

Fc - diện tích cửa ra vào là 1 x 1,8 = 1,8 m2 Phòng có 1 cửa ra vào

kc - hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K

t – hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà t= tN – tT =32,8 – 24 = 8,80C

Cửa ra vào ở đây được làm bằng kính

Theo bảng 4.12[169] có kc = 2.23 W/m2K

Q22c = kc.Fc.t = 2.23 x 1,8 x 8,8 = 35,32 (W)

Có tất cả 24 phòng cần điều hòa, mỗi phòng chỉ có 1 cửa ra vào Vậy tổng

lượng nhiệt truyền qua cửa của tất cả các phòng là:

Q 22C = 24 x 35,32 = 847,68 (W)

e Tính nhiệt truyền qua kính cửa sổ:Q22k

Nhiệt truyền qua kính cửa sổ tính bằng biểu thức sau:

FN = 6 x 4 +1,5 x 2,5 = 27,75 m2

t : hiệu nhiệt độ giữa trong và ngoài phòng

K : hệ số truyền nhiệt nền W/m2K

Các phòng tầng 3-5 có sàn nằm giữa 2 phòng điều hoà nên Q21N = 0

2.3.1 Tính nhiệt tỏa Q 3 :

Nhiệt tỏa Q3 gồm hai thành phần là nhiệt tỏa do đền chiếu sáng và nhiệt tỏa dochiếu máy móc

a Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q 31

Trong chiếu sáng người ta thường sử dụng hai loại đèn: Đèn dây tóc và đèn huỳnhquang

- Với đèn dây tóc, nhiệt tỏa được tính như sau Q31 = N

- Với đèn huỳnh quang cũng tương tự như vậy nhưng nhân thêm hệ số 1,25 vớicông suất ghi trên bóng đèn Q31= 1,25xN

Với N là công suất của đèn

Toàn bộ hệ thống đèn chiếu sáng cho toàn bộ các phòng ở của ký túc xá là đènhuỳnh quang

Nhiệt tỏa do chiếu sáng cũng gồm hai thành phần: bức xạ và đối lưu, phần bức xạcũng bị kết cấu bao che hấp thụ nên tác động nhiệt lên tải lạnh cũng nhỏ hơn giá trị tínhtoán được Vì vậy phải nhân thêm hệ số tác dụng tức thời và hệ số tác dụng đồng thời

b Nhiệt tỏa do máy móc: Q 32

Là thành phần nhiệt tỏa do sử dụng các loại máy và các dụng cụ dùng điện như mànhình lớn, loa, quạt, các thiết bị phát thanh,… đây là các loại thiết bị không dùng động cơđiện nên có thể tính nhiệt tỏa như của đèn chiếu sáng Các thiết bị dùng trong phòngKTX : 2 máy vi tính công suất 500 w Ở khu KTX này có 40 phòng được sử dụng làmphòng ở cho sinh viên nhưng ta chỉ tính 24 phòng là máy chiếu và máy vi tính nênnguồn nhiệt được tính như sau:

Q32 = Ni

Ni là công suất ghi trên dụng cụ dùng điện

Ta có nguồn nhiệt toả ra như sau:

Q32 = 2 × 500 = 1000(W)

 Q 32 = 24 × 1000 = 24000 (W)

Vậy :

Q 3 = Q31 +Q32 = 1684 + 24000 = 25684 (W)

2.3.2 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người tỏa ra: Q 4

a Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng: Q 4h

Nhiệt hiện do người tỏa vào không gian điều hòa chủ yếu bằng hai phương thức làđối lưu và bức xạ, được xác định bằng biểu thức sau:

Q4h = nt..n.qh

Trong đó : n : số người trong không gian điều hòa

qn : nhiệt hiện tỏa ra từ một người : chọn q = 10 w/người

nt : Hệ số tác dụng không đồng thời; Chọn nd = 0,8

Tổng số người có trong phòng học là n = 8 người

Tra bảng 4.18 [175] có nhiệt hiện tỏa ra từ một người qh = 70W/1người.1h

 Q4h = 0.8 x 8 x 70 = 448 (W)

Vậy với tất cả các phòng của tòa nhà ta có:

Q4h = 24 x 448 = 10752 (W)

b Nhiệt ẩn do người tỏa vào phòng: Q 4a

Nhiệt ẩn do người tỏa ra được xác định theo biểu thức sau:

Q4â = n.qâ

Trong đó : n: số người trong không gian điều hòa, n = 8 người

qâ: nhiệt ẩn tỏa ra từ một người Tra bảng 4.18 [175] có nhiệt ẩn tỏa ra từ một người qâ = 50W/1người.1h

Q4â = 8 x 50 = 400(W) Q4â = 400x 24 = 9600(W)

Khi đó nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa tính cho 1 phòng là:

Q4 = Q4h + Q4â = 448 + 400 = 848 (W)

Vậy: Q 4 = Q4h+ Q4â = 10752 +9600 = 20352 (W).

2.3.3 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do gió tươi mang vào Q hN và Q âN

Trong điều hòa không khí, không gian điều hòa luôn luôn phải cung cấp một lượnggió tươi để đảm bảo đủ oxy cần thiết cho hoạt động hô hấp của con người ở trong khônggian đó Ký hiệu gió tươi ở trạng thái ngoài trời là N, do gió tươi ở trạng thái ngoài trờivới nhiệt độ tN, ẩm dung dN và entanpy IN lớn hơn trạng thái không khí ở trong nhà vớinhiệt độ tT, ẩm dung dT và entanpy IT, vì vậy khi đưa gió tươi vào phòng nó sẽ tỏa ra mộtlượng nhiệt, bao gồm nhiệt ẩn QâN và nhiệt hiện QhN, chúng được tính bằng các biểu thứcsau:

QN = QhN + QâN

QhN = 1,2 x n x l x (tN – tT) ,W

QâN = 3 x n x l x (dN – dT) ,WTrong đó :

dN – ẩm dung của trạng thái không khí ngoài trời

dT – ẩm dung của trạng thái không khí trong không gian điều hòa

tN , tT – nhiệt độ của trạng thái không khí ở ngoài và trong không gian điều hòa

n – số người trong không gian điều hòa, n = 8 người

l – lượng không khí tươi cần cho một người trong một giây

2.3.4 Nhiệt tổn thất do gió lọt Q 5h và Q 5a

Không gian điều hòa cần được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươicấp cho phòng điều hòa nhằm tiết kiệm năng lượng, nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt khôngkhí không mong muốn qua khe cửa sổ, cửa ra vào và cửa mở do người ra vào Hiện tượngnày xảy ra càng mạnh khi chênh lệch nhiệt độ giữa trong và ngoài không gian điều hòacàng lớn Không khí lạnh thoát ra ở phía dưới cửa và không khí ngoài trời lọt vào từ phíatrên cửa

Nguồn nhiệt do gió lọt cũng gồm hai thành phần là nhiệt ẩn và nhiệt hiện, đượctính bằng biểu thức sau:

Q5h = 0,39..V(tN – tT),W

Q5â = 0,84..V(dN – dT),WVới – V : thể tích phòng, ta có: V= 6 × 4 × 3,5= 84 (m3)

 : hệ số kinh nghiệm, xác định theo thể tích phòng

n: số người qua cửa trong 1 giờ Chọn n = 10 người/giờ

Lc: lượng không khí lọt qua mỗi 1 lần mở cửa, m3/người

Tra bảng 4.21[178] (ở n<100 và cửa bản lề) ta có Lc = 3 m3/người

2.3.5 Nhiệt tổn thất do các nguồn khác: Q 6

Ngoài những nguồn nhiệt đã tính toán được ở trên còn có các nguồn nhiệt khác ảnhhưởng tới phụ tải lạnh Có thể là nhiệt ẩn, nhiệt hiện tỏa ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt, từcác đường ống dẫn môi chất nóng đi qua phòng điều hòa hoặc nhiệt tỏa từ quạt, nhiệt tổnthất qua đường ống dẫn gió vào làm cho không khí lạnh trong phòng điều hòa nóng lên

Trong đó nhiệt tổn thất do nhiệt tỏa từ quạt, và nhiệt tổn thất qua đường ống dẫngió là các nguồn nhiệt ảnh hưởng chủ yếu tới phụ tải lạnh Còn các nguồn khác như từ cácthiết bị trao đổi nhiệt.v.v… là không đáng kể

Tuy nhiên do hệ thống điều hòa dùng môi chất lạnh làm chất tải lạnh ,do đây lànhà ở ký túc xã nên bố trí các miệng gió thổi từ trên xuống, vì vậy nhiệt do chúng tỏa rakhông đáng kể có thể bỏ qua => Q 6 = 0

I Thành lập sơ đồ điều hoà không khí:

Lập sơ đồ điều hoà không khí là xác lập quá trình xử lý không khí trên đồ thị I – dsau khi tính toán được nhiệt thừa, ẩm thừa, hệ số góc tia quá trình tự thay đổi trạng tháikhông khí trong phòng để đảm bảo các thông số nhiệt ẩm trong theo các thông số ngoài

đã lựa chọn, từ đó tiến hành tính năng suất cần thiết của các thiết bị sử lý không khí, tạo

cơ sở cho việc lựa chọn loại hệ thống, các thiết bị và cách bố trí thiết bị của hệ thống

Việc thành lập sơ đồ điều hoà không khí ở đây chỉ tiến hành cho mùa hè các thờigian khác có nhu cầu sử dụng thấp hơn nên nếu thiết bị được chọn hoạt động thích hợpvào mùa hè thì cũng đảm bảo các điều kiện tiện nghi cho các thời gian còn lại

Tuỳ theo nhu cầu thực tế mà người ta sử dụng các sơ đồ như: thẳng, tuần hoànkhông khí một cấp, tuần hoàn không khí hai cấp, có phun ẩm bổ sung

Sơ đồ thẳng được sử dụng khi không gian điều hoà có nguồn phát sinh các chấtđộc, các chất có mùi hôi hám hoặc khi hiệu quả của việc lắp đặt đường ống gió hồi không

bù lại chi phí lắp đặt chúng

Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp thường sử dụng trong xưởng sản xuất lớn nhưnhà máy dệt, nhà máy sản xuất dược phẩm

Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là sơ đồ thường được sử dụng rộng rãi hơn cả

do nó tiết kiệm được năng lượng rất lớn so với sơ đồ thẳng và chi phí đầu tư ban đầukhông cao So với sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp sơ đồ tuần hoàn không khí một cấptiêu tốn năng lượng hơn song lại đơn giản trong việc lắp đặt vận hành và chi phí đầu tưban đầu nhỏ hơn Chính vì vậy, sơ đồ tuần hoàn một cấp thường được sử dụng nhiều hơn

Qua phân tích đặc điểm công trình “Khu KTX trường Cao Đẳng Điện Tử

-Điện Lạnh” ta thấy:

- Đây là toà nhà sinh hoạt, trường học, không đòi hỏi nghiêm ngặt chế độ nhiệt ẩm

- Để giảm kinh tế và tiêt kiêm điện năng nên ta chon hệ thống ĐHKK một cấp.Trong tòa nhà lại không có các chất độc hại

Ta có sơ đồ tuần hoàn của ĐHKK một cấp

Hình Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp.

Sơ đồ nguyên lý của hệ thống ĐHHKK có tuần hoàn không khí một cấp được trìnhbày trên hình 4.1 Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau:

Không khí ngoài trời (lưu lượng LN, trạng thái N (tN;N) qua cửa lấy gió trời đi vàobuồng hoà trộn 2 Tại đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời với khôngkhí tuần hoàn (trạng thái T (tN;N), lưu lượng LT) Không khí sau khi hoà trộn (có trạngthái H) được xử lý nhiệt ẩm trong thiết bị xử lý 3 đến trạng thái O rồi được quạt gió 4 vậnchuyển theo đường ống 5 đến không gian điều hoà 7 qua các miệng thổi 6 Trạng tháikhông khí thổi vào ký hiệu là V Do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng nên khôngkhí tự thay đổi trạng thái từ V đến T theo tia quá trình VT có hệ số góc T = QT/WT Sau

đó không khí trong phòng có trạng thái T được hút với lưu lượng LT qua các miệng hút 8

đi vào đường ống gió hồi 9 nhờ quạt hút 11, qua lọc bụi 10, vào buồng hoà trộn 2, mộtphần không khí trong phòng được thải ra ngoài qua cửa tự thải 12 với lưu lượng LN

Hình Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp.

II Các quá trình cơ bản trên ẩm đồ:

2.1 Quá trình sưởi nóng không khí ẩm.

Không khí ẩm nhận nhiệt, nhiệt độ của nó tăng lên từ t1 đến t2

d1 = d2 = const Độ ẩm giảm 2 < 1;

q12 = I2 – I1 kj/kg

2.2 Quá trình làm lạnh và khử ẩm.

Không khí được làm lạnh nhờ bề mặt lạnh của dàn bay hơi (khô hoặc ướt), và biến đổi

từ trạng thái 1 sang trạng thái 2

2.3 Quá trình hòa trộn không khí ẩm.

Dòng không khí (1) ngoài trời có lưu lượng G1 (kg/h) được hòa trộn với không khítuần hoàn (2) lưu lượng G2 thì ta có điểm hòa trộn (3) nằm trên đoạn 1-2 và chiều dài a, b

có tỷ lệ nghịch với lưu lượng:

G G b a

T

N

 với a + b = 1Các thông số điểm (3):

Độ ẩm

H

T T N N H

T T N N

L

I L I L G

G I G I

I3        

Độ chứa hơi

H

T T N N H

T T N N

L

d L d L G

G d G d

d3        Lưu lượng dòng hòa trộn GG H G N G T kg/s

LL H L N L T m 3 /s

2.4 Các vấn đề môi trường trong điều hòa không khí:

2.4.1 Sự ô nhiễm không khí và vẫn đề thông gió

Một trong những vấn đề cơ bản là hệ thống điều hòa không khí cần chú ý tới việcthông gió cho không gian điều hòa

Không gian điều hòa không khí là tương đối kín, trong không gian có sự hiện diệncủa con người và có sự tồn tại của đủ loại vật dụng khác nhau Bên cạnh đó còn có sự ảnhhưởng của bụi và các vật thể nhỏ li ty có sẵn trong không khí, chính con người và vậtdụng là nguyên nhân gây ra sự ô nhiễm không khí như:

- Do hít thở

- Do hút thuốc lá

- Do các loại mùi khác thoát ra từ cơ thể

2.4.2 Các tiêu chuẩn môi trường trong điều hòa không khí

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong sinh hoạt, trong hoạt động sản xuất giacông, chế biến Với mục tiêu nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm phục vụ yêu cầucông nghệ, cải thiện điều kiện lao động, người ta đã đưa ra các tiêu chuẩn về điều hòakhông khí và thông gió (TCVN), về:

- Nhiệt độ

- Độ ẩm

- Tiếng ồn

2.5 Ảnh hưởng của môi trường đối với con người:

2.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Khi nhiệt độ xung quanh giảm xuống, cường độ trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thểngười với môi trường sẽ tăng Cường độ này càng tăng lên khi độ chênh lệch nhiệt độgiữa bề mặt cơ thể và nhiệt độ môi trường không khí càng tăng Khi độ chênh lệch khálớn thì cơ thể mất nhiệt càng lớn, đến một mức nào đó thì sẽ cảm thấy khó chịu và ớnlạnh

2.5.2 Ảnh hưởng của độ ẩm:

Độ ẩm không khí sẽ quyết định đến độ bay hơi nước từ cơ thể ra môi trường nếu

độ ẩm tương đối giảm xuống, lượng ẩm bốc ra từ cơ thể càng tăng điều đó có nghĩa là cơthể thải nhiệt ra môi trường càng nhiều

2.5.3 Ảnh hưởng của tốc độ dòng không khí:

Tuỳ vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm bay hơi từ cơ thểnhiều hay ít Tốc độ chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng đến độ bayhơi ẩm mà còn ảnh hưởng đến sự trao đổi nhiệt bằng đối lưu Quá trình đối lưu càngmạnh khi dòng không khí chuyển động càng lớn

Có nhiều cách đánh giá tác dụng tổng hợp của cả ba yếu tố trên để tìm ra trạng thái vikhí hậu thích hợp với điều kiện sống của con người Vì nó còn phụ thuộc vào cường độlao động và thói quen của từng người Trong điều kiện lao động nhẹ hoặc tĩnh tại có thểđánh giá điều kiện tiện nghi theo nhiệt độ hiêụ quả tương đương:

 te = 0,5(tk + tư) –1,94  k (công thức 1.9[12])

Trong đó:

tk : nhiệt độ nhiệt kế khô, 0C

tư : nhiệt độ nhiệt kế ướt, 0C

k : tốc độ không khí, m/s

III Tính toán sơ đồ điều hoà không khí:

(Tính toán cho 1 phòng cụ thể, ví dụ phòng 301)

3.1 Hệ số nhiệt hiện phòng: RSHF,  hf :

Hệ số nhiệt hiện phòng được ký hiệu là hf là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên

tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn dogió tươi mang vào không gian điều hoà

Hệ số nhiệt hiện phòng được tính theo biêu thức sau:

hf hf

Được xác định như sau: H

Do ta chọn điều hòa không khí thông thường dể lắp đặt cho khu KTX

 Tra bảng 4-22[191] ta được:BF = 0.1- 0.2 chọn: BF = 0.2 ta được hệ số đi vòng

3.4 Hệ số nhiệt hiệu dụng: ESHF,  hef :

Là tỷ số giữa nhiệt hiệu dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng: đượctính như sau:

aef hef

hef hef

Q Q

Q



 εTrong đó:

Qhef : Nhiệt hiệu dụng của phòng ERSH

Qhef = Qhf + BF × QhN = 3124,52 + 0,2 × 633,6 = 3341,24 (w)

Qhf : Nhiệt hiện do gió tươi mang vào ( Có cả nhiệt hiện do gió lọt)

Qâef – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERSH

Qâef = Qâf + BF × QâN = 400 + 0,2 ×1440 = 688 w

Vậy:

688 24 , 3341

24 , 3341

hef hef

Q Q Q

3.5 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị:

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi tiếp tục làm lạnh hỗn hợpkhông khí tái tuần hoàn và không khí tươi (có trạng thái hoà trộn H) qua điểm V theođường ht thì không khí đạt trạng thái bão hoà  =100% tại điểm S Điểm S chính là điểm

đọng sương và nhiệt độ tS là nhiệt độ đọng sương của thiết bị

được điểm hoà trộn H ta có tH = 26,4oc

- Qua T kẻ đường song song với G- HF cắt đường SH tại O

- Với phòng KTX 301 thi εhef = 0.83 tra bảng ta có ts = 17,2oC

Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió, ta có O  V là điểm thổi vào

Bảng Nhiệt độ đọng sương của thiết bị.

Lưu lượng không khí L cần thiết để dập nhiệt thừa hiện và ẩn của phòng điều hoà,

đó cũng chính lưu lượng không khí qua dàn lạnh (hoặc AHU) sau khi được hoà trộn Lưulượng không khí được xác định như sau:

) 1 )(

( 2 ,

hef t t

Q L

tS : nhiệt độ đọng sương của thiết bị

Qhef: nhiệt hiệu dụng, W