Vai trò của điều hòa không khí
Hệ thống điều hòa không khí ra đời vào khoảng năm 1920 với mục đích tạo ra môi trường thuận lợi cho hoạt động của con người Nó cũng thiết lập các điều kiện lý tưởng cho công nghệ sản xuất, chế biến và bảo quản máy móc thiết bị.
Trước đây, nhiều người nhầm lẫn rằng hệ thống điều hòa không khí chỉ đơn thuần là thiết bị làm mát không khí Tuy nhiên, chức năng của nó phức tạp hơn nhiều Ngoài việc duy trì nhiệt độ ở mức yêu cầu, hệ thống còn phải ổn định độ ẩm không khí và đảm bảo không khí trong lành Thêm vào đó, việc kiểm soát độ ồn và lưu thông không khí hợp lý cũng là những yếu tố quan trọng cần được chú ý.
Nói chung, có thể chia khái niệm điều hòa không khí thường được mọi người sử dụng thành 3 loại với các nội dung rộng hẹp khác nhau:
Điều tiết không khí là quá trình thiết lập môi trường lý tưởng cho việc bảo quản máy móc và thiết bị, đồng thời đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong sản xuất và chế biến.
- Điều hòa không khí: nhằm tạo ra các môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt của con người.
- Điều hòa nhiệt độ: nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp.
Việc điều chỉnh nhiệt độ trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng giảm so với nhiệt độ môi trường xung quanh, mà phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể khác nhau.
Độ ẩm của không khí có thể được điều chỉnh, không chỉ giảm mà đôi khi còn cần tăng lên so với độ ẩm bên ngoài.
Một hệ thống điều hòa không khí hiệu quả phải duy trì trạng thái không khí trong không gian cần điều hòa, bất chấp sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài và biến động của phụ tải bên trong Điều này cho thấy mối liên hệ chặt chẽ giữa thời tiết bên ngoài và chế độ hoạt động cũng như các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.
Hệ thống điều hòa không khí chủ yếu được sử dụng để cải thiện môi trường sống, đặc biệt trong điều kiện khí hậu Việt Nam, nơi nhiệm vụ chính là giảm nhiệt độ và độ ẩm trong không gian cần điều hòa Điều hòa không khí không chỉ được áp dụng cho các không gian cố định như nhà ở, hội trường, khách sạn, bệnh viện và văn phòng, mà còn cho các không gian di động như ô tô, tàu thủy, xe lửa và máy bay.
1.1.1 Vai trò đối với đời sống:
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ cơ thể con người luôn duy trì ở mức 37°C nhờ vào việc sản sinh nhiệt lượng liên tục Dù trong bất kỳ hoạt động nào, từ làm việc đến nghỉ ngơi, con người luôn tạo ra nhiều nhiệt hơn mức cần thiết để giữ nhiệt độ ổn định Do đó, lượng nhiệt dư thừa này cần được thải ra môi trường xung quanh.
BÀI TẬP LỚN không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài cơ thể người bằng 3 phương thức truyền nhiệt sau: Đối lưu, bức xạ, bay hơi.
Đối lưu là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt cơ thể con người ra không khí, phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của không khí và chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể (khoảng 36°C) và nhiệt độ không khí xung quanh Khi tốc độ không khí lớn và chênh lệch nhiệt độ lớn, cơ thể mất nhiệt nhiều hơn, dẫn đến cảm giác lạnh Ngược lại, khi tốc độ không khí thấp và chênh lệch nhiệt độ nhỏ hoặc âm, cơ thể có thể nhận thêm nhiệt từ không khí, gây ra cảm giác nóng và ra mồ hôi.
Bức xạ là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt cơ thể ra môi trường xung quanh, cụ thể là đến bề mặt tường trong phòng Nhiệt bức xạ không bị ảnh hưởng bởi tốc độ không khí mà chỉ phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và tường Khi nhiệt độ bề mặt tường cao, bức xạ có thể được bỏ qua, trong khi nhiệt đối lưu và nhiệt bức xạ đều phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ Lượng nhiệt này được gọi chung là thành phần nhiệt hiện qh tỏa ra từ con người.
Truyền nhiệt bằng bay hơi xảy ra khi nước từ cơ thể con người bay hơi, thông qua mồ hôi và hơi thở chứa hơi nước Lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩn, đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh nhiệt độ cơ thể.
Khi nhiệt độ không khí xung quanh tăng, lượng nhiệt do đối lưu và bức xạ giảm, khiến cơ thể con người tiết ra mồ hôi để bay hơi nước, từ đó làm tăng nhiệt ẩn Điều này giúp cơ thể duy trì sự thải ra nhiệt lượng tổng hợp vào môi trường, đảm bảo rằng q = qh + qa.
Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoả mái dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có nhiệt độ tkk = 2227C.
Ngoài ra để đảm bảo vệ sinh, nhiệt độ của dòng không khí thổi trực tiếp vào người không được thấp hơn nhiệt độ không khí trong phòng từ 36C.
Độ ẩm tương đối của không khí, được tính bằng tỷ lệ phần trăm, ảnh hưởng lớn đến lượng nhiệt ẩn bay hơi từ cơ thể Khi độ ẩm thấp, hơi nước từ mồ hôi dễ dàng bay vào không khí, giúp cơ thể mát mẻ hơn Ngược lại, khi độ ẩm cao, chỉ một lượng nhỏ hơi nước trong mồ hôi có thể bay hơi, dẫn đến giá trị bay hơi thấp Điều này càng trở nên nghiêm trọng hơn khi nhiệt độ môi trường cao, khiến cơ thể tiết ra nhiều mồ hôi hơn để điều chỉnh nhiệt độ.
Sự ra mồ hôi trên da người phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí tĩnh
Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩm tương đối P70.
Ảnh hưởng của tốc độ không khí
Khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể qua đối lưu và bay hơi cũng tăng theo, và ngược lại Nghiên cứu cho thấy con người cảm thấy thoải mái nhất khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s Trong lĩnh vực điều hòa không khí, tốc độ gió trong vùng làm việc, tức là khu vực dưới 2m từ sàn nhà trở lên, là yếu tố quan trọng, vì đây là nơi diễn ra mọi hoạt động của con người.
Nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ không khí xung quanh đều ảnh hưởng đồng thời đến quá trình tỏa nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường.
Ảnh hưởng của nồng độ các chất độc hại
Các hệ thống ĐHKK
- Hệ thống điều hoà cục bộ: Máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà hai mảnh, kiểu ghép, kiểu rời thổi tự do.
- Hệ thống điều hoà phân tán: Máy điều hoà VRV, máy điều hoà làm lạnh bằng nước (water chiller).
- Hệ thống điều hoà trung tâm: Máy điều hoà dạng tủ cấp gió bằng hệ thống kênh gió.
1.2.1 Hệ thống điều hoà cục bộ:
Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ chỉ điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm trong một không gian hạn chế, thường là một phòng riêng lẻ hoặc một vài phòng nhỏ.
Trên thực tế loại máy điều hòa kiểu này gồm 4 loại phổ biến sau:
- Máy điều hòa dạng cửa sổ (window type).
- Máy điều hòa kiểu rời (split type).
- Máy điều hòa kiểu ghép (multi-split type).
- Máy điều hòa đặt nền thổi tự do (free blow floor standing split type).
1.2.1.1 Máy điều hòa không khí dạng cửa sổ (Window Type):
Máy điều hòa không khí dạng cửa sổ thường được lắp đặt trên tường và có hình dáng giống như cửa sổ, do đó được gọi là máy điều hòa dạng cửa sổ.
Máy điều hòa cửa sổ có công suất nhỏ từ 7.000 đến 24.000 Btu/h, với các model phổ biến như 7.000, 9.000, 12.000, 18.000 và 24.000 Btu/h Số lượng model có thể khác nhau tùy thuộc vào từng hãng sản xuất.
Máy điều hòa dạng cửa sổ là một thiết bị lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh dưới dạng khối chữ nhật tại nhà máy, bao gồm đầy đủ các bộ phận như dàn nóng, dàn lạnh, máy nén lạnh, hệ thống đường ống ga và hệ thống điện đã được nạp sẵn Người lắp đặt chỉ cần kết nối điện là máy có thể hoạt động và tạo ra lạnh.
Hình 1: cấu tạo máy điều hoà không khí dạng của sổ
Chú thích: 1 - Dàn nóng; 2 - Máy nén ; 3- Động cơ quạt; 4 - Quạt dàn lạnh
5 - Dàn lạnh; 6 - Lưới lọc; 7 - cửa hút gió lạnh; 8 - Cửa thổi gió; 9 - Tường nhà.
Máy điều hòa dạng cửa sổ có cấu tạo bao gồm dàn lạnh đặt bên trong phòng và dàn nóng bên ngoài Quạt của cả hai dàn được thiết kế đồng trục và sử dụng chung một động cơ Quạt dàn lạnh là loại ly tâm kiểu lồng sóc, giúp tạo ra lưu lượng và áp lực lớn để thổi gió xa hơn, trong khi quạt dàn nóng là kiểu hướng trục Giữa máy có vách ngăn phân chia khoang dàn lạnh và khoang dàn nóng.
Gió trong phòng được hút vào từ cửa hút ở giữa phía trước máy, sau đó được làm mát qua dàn lạnh và thổi ra từ cửa gió ở trên hoặc bên cạnh Cửa thổi gió có cánh hướng gió linh hoạt, cho phép điều chỉnh hướng gió tới nhiều vị trí khác nhau trong phòng.
Máy điều hòa cửa sổ hoạt động bằng cách lấy không khí giải nhiệt từ hai bên hông, với quạt tạo ra gió tuần hoàn vào bên trong, thổi qua dàn nóng và thoát ra ngoài Khi lắp đặt, cần đảm bảo các cửa lấy gió nhô ra khỏi tường một khoảng cách nhất định và không bị che lấp.
- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng.
- Giá thành tính trung bình cho đơn một đơn vị công suất lạnh thấp.
- Đối với công sở có nhiều phòng riêng biệt, sử dụng máy điều hòa cửa sổ rất kinh tế, chi phí đầu tư và vận hành đều thấp.
- Công suất thấp, tối đa là 24.000 Btu/h.
Khi lắp đặt máy điều hòa dạng cửa sổ cho các tòa nhà lớn, việc này có thể gây ra sự phá vỡ kiến trúc và làm giảm mỹ quan của công trình.
Dàn nóng của máy điều hòa chỉ có thể lắp đặt trên tường ngoài, do đó không phù hợp với các phòng nằm sâu trong công trình Việc sử dụng máy điều hòa dạng này cho những phòng đó đòi hỏi phải có ống thoát gió nóng ra ngoài, điều này khá phức tạp Ngoài ra, tuyệt đối không được xả gió nóng ra hành lang, vì điều này sẽ tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa không khí trong phòng và hành lang, gây nguy hiểm cho người sử dụng.
Việc lựa chọn máy móc trở nên khó khăn do số lượng kiểu loại không phong phú Hầu hết các máy đều có bề mặt trong tương tự nhau, dẫn đến việc người sử dụng không có nhiều lựa chọn về mặt thẩm mỹ.
1.2.1.2 Máy điều hòa không khí kiểu rời: Để khắc phục nhược điểm của máy điều hòa cửa sổ là không thể lắp đặt cho các phòng nằm sâu trong công trình và sự hạn chế về kiểu mẫu, người ta chế tạo ra máy điều hòa kiểu rời, ở đó dàn lạnh và dàn nóng được tách thành hai khối Vì vậy, máy điều hòa dạng này còn có tên là máy điều hòa kiểu rời hay máy điều hòa hai mảnh.
Máy điều hòa rời bao gồm hai phần chính: dàn nóng và dàn lạnh, được lắp đặt tách biệt Hai phần này được kết nối với nhau bằng các ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển Máy nén thường nằm trong dàn nóng và được điều khiển từ dàn lạnh thông qua bộ điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa.
Máy điều hòa kiểu rời có công suất nhỏ từ 9.000 Btu/h đến 69.000 Btu/h bao gồm chủ yếu các model sau: 9.000, 12.000, 18.000, 24.000, 36.000, 48.000 và
60.000 Btu/h Tùy theo từng hãng chế tạo máy mà số model mỗi chủng loại có khác nhau.
Theo chế độ làm việc người ta phân ra thành hai loại: Máy một chiều và máy hai chiều.
Theo đặc điểm của dàn lạnh có thể chia ra: Máy điều hòa gắn tường, đặt nền, áp trần, dấu trần, cassette, máy điều hòa kiểu vệ tinh.
Hình 2: Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà kiểu rời
Sơ đồ nguyên lý của máy điều hòa kiểu rời bao gồm các thiết bị chính, trong đó dàn lạnh (indoor unit) được đặt bên trong phòng và là dàn trao đổi nhiệt kiểu ống đồng cánh nhôm Dàn lạnh được trang bị quạt kiểu ly tâm (lồng sóc) và có nhiều dạng khác nhau, giúp người sử dụng lựa chọn kiểu phù hợp với kết cấu tòa nhà và không gian lắp đặt.
- Loại đặt sàn (Floor Standing).
DÂY ĐỘNG LỰC ỐNG DỊCH ĐI ỐNG GA VỀ
DÀN LẠNH ỐNG XẢ NƯỚC NGƯNG ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÃY ĐÈN ĐIỀU KHIỂN
- Loại treo tường (Wall Mounted).
- Loại áp trần (Ceiling Suspended).
- Loại giấu trần (Concealed Type).
Vệ tinh kiểu treo trần (Ceiling Mounted Built-in) có dàn nóng (đơn vị ngoài trời) được thiết kế với hệ thống trao đổi nhiệt bằng ống đồng và cánh nhôm, cùng với quạt kiểu hướng trục, cho phép lắp đặt ngoài trời mà không cần che chắn Tuy nhiên, cần tránh lắp đặt ở nơi có ánh nắng gắt và bức xạ trực tiếp để không làm giảm hiệu quả làm việc Dàn nóng và dàn lạnh được kết nối qua một cặp ống dẫn gas, trong đó ống dịch nhỏ hơn ống gas, và cần được kẹp lại để tăng hiệu suất Ngoài ra, còn có các dây điện điều khiển, với số lượng từ 3 đến 6 sợi, kích cỡ từ 0,75 đến 2,5 mm² Dây điện động lực thường nối với dàn nóng, có thể là 1 pha hoặc 3 pha tùy thuộc vào công suất máy, với công suất từ 36.000 Btu/h trở lên thường sử dụng điện 3 pha.
- So với máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa rời cho phép lắp đặt ở nhiều không gian khác nhau.
- Có nhiều kiểu loại dàn lạnh cho phép người sử dụng có thể lựa chọn loại thích hợp nhất cho công trình cũng như sở thích cá nhân.
- Do chỉ có hai cụm nên việc lắp đặt tương đối dễ dàng.
- Rất tiện lợi cho các không gian nhỏ hẹp và các hộ gia đình.
- Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa.
- Công suất hạn chế, tối đa là 60.000 Btu/h.
- Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế.
- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao, đặc biệt những ngày trời nóng.
Trong các công trình lớn, việc sử dụng máy điều hòa rời có thể làm hỏng kiến trúc và giảm mỹ quan do các dàn nóng được lắp đặt bên ngoài Điều này đôi khi gây khó khăn trong việc bố trí dàn nóng một cách hợp lý.
1.2.1.3 Máy điều hòa kiểu ghép (Multi-SPLIT):
Phân tích và lựa chọn phương án ĐHKK
Hệ thống điều hoà không khí VRV dạng cassette cấp gió tươi gián tiếp được lựa chọn cho công trình nhà điều hành ban quản lý dự án thuỷ điện nhờ vào những ưu điểm vượt trội Hệ thống này khắc phục nhược điểm của máy điều hoà dạng rời, cho phép chiều dài ống dẫn gas lên đến 100m và chênh lệch độ cao giữa dàn lạnh và dàn nóng đạt 50m Đồng thời, công suất máy điều hoà VRV cũng đạt giá trị công suất trung bình, mang lại hiệu quả sử dụng cao cho công trình.
Dàn nóng có khả năng lắp đặt nhiều dàn lạnh với các công suất và kiểu dáng đa dạng Tổng công suất lạnh của các dàn lạnh (IU) có thể điều chỉnh linh hoạt, dao động từ 50% đến 130% công suất lạnh của dàn nóng (OU).
Thay đổi công suất lạnh của máy trở nên dễ dàng hơn nhờ vào việc điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống Điều này được thực hiện thông qua việc thay đổi tốc độ quay của máy nhờ vào bộ biến tần.
- Hệ thống vẫn có thể vận hành khi có 1 số dàn lạnh hỏng hóc hay đang sửa chửa Phạm vi nhiệt độ làm việc nằm trong giới hạn rộng.
Hình 1.5- Sơ đồ nguyên lý máy điều hòa VRV
Giới thiệu công trình
2.1.1 Giới thiệu công trình: tr Ư ở ng phò ng hành c hính đố i ng o ạ i phò n g vă n thƯ đá nh má y phò ng vă n thƯ đá nh má y phò ng tr uyền thố ng phò ng phó ban phụ tr á c h hành c hính tr ở ng phò ng tổ c hức
& thanh tr a bảo vệ phò ng tổ c hức phò ng HàNH CHíNH phò ng đố i ng o ạ i
I ii iii iv iii ii
Nhà điều hành ban quản lý dự án thuỷ điện
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ 64,12 m 2
Phòng phó ban phụ trách hành chính 32,06 m 2
Phòng văn thu đánh máy 32,06 m 2
Phòng văn thư đánh máy 32,06 m 2
Trưởng phòng hành chính đối ngoại 32,06 m 2
Lựa chọn thông số bên trong t T % 0 C ϕ` % ω=0,8(m/s)
Gió tươi : 30 – 50 m 3 /h.người Độ ồn : cho phép (40 – 50) dB nên chọn (30 – 40) dB.
Lựa chọn thông số bên ngoài
Nhiệt độ tháng nóng nhất ở Cao Bằng là : 31,9 o C Độ ẩm là : 84%
2.1.2 Các thông số tính toán và khảo sát:
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ
Phòng phó ban phụ trách hành chính
Phòng văn thư đánh máy 2 32,06 m 2 8 36 2 4
Phòng văn thu đánh máy 2 32,06 m 2 8 36 2 4
Trưởng phòng hành chính đối ngoại
Tính Phụ tải nhiệt
2.2.1 Các cơ sở lý thuyết tính phụ tải nhiệt:
1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1
, W Với : Nđc : công suất động cơ lắp đặt của máy , lấy Nđc = 5000 (W)
Ktt : hệ số phụ tải , chọn Ktt = 0,6
KT : hệ số thải nhiệt , lấy KT = 0,1 η : hiệu suất làm việc thực của động cơ , lấy η=0,85
Ta xem nhiệt tỏa ra từ máy móc của các phòng như nhau
2.Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q 2
Ncs : tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng , W
Q 3 =n× q , W Với : q : nhiệt tỏa từ một người , W/người n : số người
4 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q 4
Nói chung, xác định chính xác nhiệt tỏa do bức xạ là rất khó khăn Ở đây giới thiệu cách xác định gần đúng như sau :
Với : Isd : cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng , phụ thuộc hướng địa lý ,
Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán được ký hiệu là Fk (m²) Các hệ số quan trọng bao gồm: τ1 là hệ số trong suốt của kính, τ2 là hệ số bám bẩn, τ3 là hệ số khúc xạ, và τ4 là hệ số toán xạ do che nắng.
5.Nhiệt tỏa do rò lột không khí qua cửa Q 5
Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa được tính theo công thức :
Với : L5 : lượng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa , kg/s
Trong lĩnh vực HVAC, entanpy không khí ngoài trời và trong nhà được đo bằng kJ/kg Việc xác định lượng không khí rò rỉ thường gặp khó khăn Tùy vào từng trường hợp, có thể tính lượng không khí rò rỉ theo công thức L5 = (1,5÷2)×V, trong đó V là thể tích của phòng tính bằng m³/h.
Không khí ngoài trời có : t N =3 1,9 o C , ϕ %
Không khí trong phòng có : t T % o C , ϕ` %
6.Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 6
Với : F 6 : diện tích bề mặt kết cấu , m 2 Δt 6 1 , 9 o C−25 o C=6,9 o C
7.Nhiệt thẩm thấu qua trần Q 7
Nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định giống như vách : k 6 = 1
Q 7 =k 7 × F 7 × Δt 7 , (W) Với : k7 : hệ số truyền nhiệt qua kết cấu , ( W/m 2 K)
Trần được xây bằng bê tông có trát vữa : k 7 =2 , 34(W /m 2 K )
F7 : diện tích bề mặt trần , (m 2 ) Δt 7 : hiệu nhiệt độ trong và ngoài phòng của kết cấu bao che Khi trần có không gian đệm lấy bằng 0,7×( t N −t T ) Δt 7 =0,7×( 31 , 9− 25)=4 , 83 0 C
8 Nhiệt thẩm thấu qua nền Q 8
Nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định giống như vách và trần :
Khi nền được đặt trực tiếp trên đất, ta có thể tính Δt 8 = t N − t T Tuy nhiên, nếu áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2 m từ ngoài vào trong phòng, cần sử dụng hệ số truyền nhiệt quy ước cho từng dải để có kết quả chính xác hơn.
- Dải 1 rộng 2m theo chu vi buồng với k = 0,47 W/m 2 K
- Dải 2 rộng 2m tiếp theo với k = 0,23W/m 2 K
- Dải 4 là phần còn lại của buồng với k = 0,07 W/m 2 K
Riêng diện tính góc 2 m×2 m của dải 1 được tính 2 lần cho 2 chiều rộng và chiều dài vì dòng nhiệt được coi là từ 2 phía.
Diện tích các dải nền được xác định như sau :
F 1 =2×(2 a +2 b )=4 (a +b ) , trong đó : a là chiều rộng , b là chiều dài
2.2.2 Tính phụ tải ẩm W T : Ẩm thừa trong không gian điều hòa gồm thành phần chính :
W = W1 + W2 + W3 + W4 , kg/s Trong đó : W1 : lượng ẩm thừa do người tỏa ra , kg/s
W2 : lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm , kg/s
W3 : lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm , kg/s
W4 : lượng ẩm bay hơi từ thiết bị , kg/s
1 Lượng ẩm do người tỏa ra , W 1
Lượng ẩm do người tỏa ra được xác định theo biểu thức :
( kg/s ) Với : n : số người trong phòng điều hòa g n : lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong 1 đơn vị thời gian , g/h
2 Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm W 2
Lượng ẩm bay hơi từ sàn ướt được tính theo công thức ƯW 3 = 0,006 × FS × (tT - tu), với FS là diện tích bề mặt sàn ướt tính bằng mét vuông (m²) Trong đó, tT là nhiệt độ không khí trong phòng tính bằng độ Celsius (°C), và tu là nhiệt độ của nhiệt kế ướt tương ứng với tT và độ ẩm tương đối ϕT, với giá trị tu là 19°C.
Các thông số tính toán và khảo sát
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ 12 64,12 m 2 22 36 3x2 2x4
Phòng phó ban phụ trách hành chính 2 32,06 m 2 8 36 2 4
Phòng văn thư đánh máy 2 32,06 m 2 8 36 2 4
Phòng văn thu đánh máy 2 32,06 m 2 8 36 2 4
Trưởng phòng hành chính đối ngoại 2 32,06 m 2 8 36 2 4
KẾT QUẢ TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT Q T
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ 829,4 792 1560 1337,5 37959 828 798,2 638,6 75630,7
Phòng phó ban phụ trách hành chính 829,4 288 280 652,7 18980 414 399,1 259 36579,2
Phòng truyền thống 829,4 792 560 1958,1 37959 828 798,2 638,6 75015,3 Phòng hành chính 829,4 288 560 445,84 18980 414 399,1 259 36677,3
Phòng văn thư đánh máy 829,4 288 280 652,7 18980 414 399,1 259 36579,2
Phòng văn thư đánh máy 829,4 288 280 652,7 18980 414 399,1 259 36579,2
Trưởng phòng hành chính đối ngoại 829,4 288
KẾT QUẢ TÍNH PHỤ TẢI ẨM W T
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ 3,5×10 −4 2,308 2,30835
Phòng phó ban phụ trách hành chính 5,8×10 −4 1,154 1,15458
Phòng văn thu đánh máy 5,8×10 −4 1,154 1,15458
Phòng văn thư đánh máy 5,8×10 −4 1,154 1,15458
Trưởng phòng hành chính đối ngoại 5,8×10 −4 1,154 1,15458
Lựa chọn sơ đồ ĐHKK
SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ 1 CẤP
Nguyên lý hoạt động của hệ thống bắt đầu bằng việc không khí bên ngoài có trạng thái N (t N, ϕ N) với lưu lượng GN được đưa vào qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1 Không khí này sau đó được hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T với lưu lượng GT qua cửa hồi gió 2 Hỗn hợp không khí hòa trộn có trạng thái C sẽ tiếp tục được đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm để xử lý.
Không khí được xử lý theo chương trình cài sẵn đến trạng thái O và được quạt 5 vận chuyển vào phòng 8 qua kênh gió 6 Sau khi ra khỏi miệng thổi 7, không khí có trạng thái V và nhận nhiệt thừa QT cùng ẩm thừa WT, tự thay đổi trạng thái từ V đến T Một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải 12, trong khi phần lớn được quạt hồi gió 11 hút về qua các miệng hút 9 theo kênh hồi gió 10.
BÀI TẬP LỚN Đồ thị :
- Xác định các điểm nút trên đồ thị I-d
+ Các điểm N ( t N ,ϕ N ) ,T ( t T ,ϕ T ) xác định theo các thông số tính toán ban đầu.
+Điểm hòa trộn C nằm trên đoạn NT và vị trí được xác định theo tỷ lệ hòa trộn như sau :
+GN : lưu lượng gió tươi cần cung cấp được xác định theo điều kiện vệ sinh , kg/s.
+G : lưu lượng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí , kg/s
+Điểm O≡V là giao của đường song song ε T =
W T đi qua điểm T với đường ϕ%
- Xác định các quá trình
+Quá trình OC : quá trình xử lý ở dàn lạnh
+Quá trình OT : quá trình xử lý nhiệt ẩm trong phòng
- Lưu lượng không khí cần thiết để triệt tiêu toàn bộ nhiệt thừa và ẩm thừa là
IT : entanpi không khí trong phòng , IT = 54 (kj/kg)
IV = 39 ( kj/kg ), với t o C ,ϕ % dT = 19,36 ( g/ kg kk ) , dV = 16,46 ( g/kg kk )
Trong đó : GN : lưu lượng gió tươi: , kg/s
GT : lưu lượng gió tái tuần hoàn , kg/s
Để tính toán GN, cần xác định lượng gió điểm hòa trộn (GC) theo đơn vị kg/s GN phải đạt tối thiểu 10% lượng gió tuần hoàn (G) Nếu GN không đạt yêu cầu này, giá trị GN sẽ được điều chỉnh bằng 10% G.
Trong đó : n : số người trong phòng
Vk : lượng không khí tươi cần cung cấp cho 1 người trong 1 đơn vị thời gian,ta chọn 30 – 50 m 3 /h.người ρ=1,2( kg/ m 3 )
- Thể tích gió tuần hoàn :
L=G ρ , m 3 /s ρ=1,2kg/m 3 - mật độ không khí Đại lượng L cần thiết để chọn quạt gió tuần hoàn không khí Số lần thay đổi không khí ( hay bội số tuần hoàn ) :
V F phải thoải mãn điều kiện cho ở 1.4 trong đó VF là thể tích phòng, m 3
- Xác định điểm hòa trộn C qua I C hoặc d C :
Năng suất lạnh yêu cầu
Năng suất làm khô của thiết bị xử lý
Kết quả tính toán Q o được cụ thể với bảng dưới đây
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ
Trưởng phòng tổ chức 36445,3 1,15412 39 0,05 0,95 0,9 43,1 19,7 13289 3,078 Phòng phó ban phụ trách hành chính
Phòng truyền thống 75015,3 2,30812 39 0,05 2,04 1,99 43,8 19,5 33416 6,202 Phòng hành chính 36677,3 1,15412 39 0,05 0,97 0,92 45 19,7 19857 3,143 Phòng đối ngoại 75015,3 2,30829 39 0,13 2,06 1,93 45,5 19,8 45687 6,884
Phòng văn thu đánh máy 36579,2 1,15458 39 0,03 0,97 0,94 45,2 19,6 20519 3,046 Phòng văn thư đánh máy 36579,2 1,15458 39 0,03 0,97 0,94 45,2 19,6 20519 3,046 Trưởng phòng hành chính đối
Lựa chọn dàn lạnh cho phòng
Dựa vào bảng tính công suất nhiệt Q0 và diện tích thiết kế của từng phòng, chúng ta có thể lựa chọn dàn lạnh VRV kiểu cassette phù hợp cho từng không gian Việc chọn dàn lạnh đúng cách sẽ đảm bảo hiệu quả làm lạnh và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống.
Máy lạnh DAIKIN âm trần (cassette) 25000Btu/h
- Màu mặt nạ : Mạ Kẽm
- Lưu lượng gió(cao) : 16,5/13 (m 3 /phút)
- Kích thước(cao x rộngx dài) :
+ Thiết bị : 305x1175x600 (mm) + Mặt nạ : 53×1430×680
+ Thiết bị : 35 (kg) + Mặt nạ : 9,5 (kg)
- Dải hoạt động : 19,5 đến 27 ( o CWB)
Ta bố trí dàn lạnh cho từng phòng như sau:
Tên phòng Diện tích Số lượng
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ 64,12 m 2 2 25000 Cassette
Trưởng phòng tổ chức 32,06 m 2 1 25000 Cassette
Phòng phó ban phụ trách hành chính 32,06 m 2 1 25000 Cassette
Phòng văn thu đánh máy 32,06 m 2 1 25000 Cassette Phòng văn thư đánh máy 32,06 m 2 1 25000 Cassette Trưởng phòng hành chính đối ngoại 32,06 m 2 1 25000 Cassette
Ta có tổng công suất tất cả các dàn lạnh là : 227278 (Btu/h) nên ta có thể chọn 1 cụm dàn nóng với các thông số sau :
Máy lạnh RMV REETECH 30HP (286700 Btu/h)
- Thông số điện : Điện thế/Pha/Tần số : 380/3/50 (V/Ph/Hz)
+ Máy(rộng*cao*sâu) : 2987*1820*880 (mm)
+ Bao gói(rộng*cao*sâu) : 3105*2020*1034 (mm)
+ Chiều dài ống tối đa : 150 (m)
+ Chênh lệch độ cao tối đa giữa các dàn lạnh : 15 (m)
+ Giữa dàn lạnh và dàn nóng : 50 (m)
+ Số lượng dàn lạnh có thể kết nối : 32
Bố trí lắp đặt
4.1.1 Bố trí lắp đặt dàn lạnh:
Ta chọn máy ĐHKK của hãng DAIKIN nên việc lắp đặt phải tuân thủ đúng các qui tắt của hãng để đảm bảo kỹ thuật.
Chiều cao tối thiểu giữa trần giả và trần thật là 335mm Để đảm bảo cho việc lắp đặt thiết bị, đường ống và bảo trì.
Hình 4.1: Lắp đặt dàn lạnh
Hình 4.2 : Lắp đặt ống thoát nước
Dàn nóng của hệ thống điều hòa không khí có công suất lớn, bao gồm ba máy, với tổng công suất lạnh đạt 387 kW cho ba cụm máy được lắp đặt Theo thiết kế, dàn nóng được bố trí ở mặt sau của công trình Dưới đây là sơ đồ lắp đặt một cụm máy theo đúng catalog của hãng DAIKIN.
Hìn h 4.3 : Chi tiết đầu nối ống lỏng và hơi
Hình 4.4 : Chi tiết nối ống gas vào máy
Tính toán đường ống gas
So với sơ đồ trên ta tính được : d 2 = √ d 1 2 +d 1 2
Tính toán lưu lượng gió tươi
Phòng tổ chức và thanh tra bảo vệ 0,28 2,8 2,52
Phòng phó ban phụ trách hành chính 0,13 1,3 1,17
Phòng văn thu đánh máy 0,13 1,3 1,17
Phòng văn thư đánh máy 0,13 1,3 1,17
Trưởng phòng hành chính đối ngoại 0,13 1,3 1,17
Các thiết bị phụ của đường ống gió
Một số thiệt bị phụ lắp đặt trên đường ống gió mà một hệ thống điều hoà không khí hiện đại có thể áp dụng.
Chớp gió (louvre) là thiết bị lấy gió tươi từ bên ngoài hoặc thải gió ra ngoài trời Với các cánh chớp nằm ngang có độ nghiêng hợp lý, chớp gió ngăn nước mưa xâm nhập và bảo vệ hệ thống ống gió khỏi sự xâm nhập của chuột, bọ hoặc chim Thông thường, cánh chớp là loại cố định, không điều chỉnh được, và được chế tạo từ vật liệu bền bỉ, chịu được tác động của thời tiết.
Phin lọc gió, hay còn gọi là phin lọc bụi, là thiết bị quan trọng dùng để lọc bụi trong phòng điều hòa không khí Trong các hệ thống điều hòa tiện nghi, phin lọc bụi thường được thiết kế dưới dạng các tấm lưới lọc Cấu trúc của phin bao gồm một khung kim loại và các túi vải xếp song song, cho phép dễ dàng tháo ra để vệ sinh.
Van gió (damper) là thiết bị quan trọng dùng để điều chỉnh lượng gió, bao gồm cả chức năng mở và đóng ON-OFF đường gió Có nhiều loại van gió khác nhau, với hình dạng đa dạng như vuông, chữ nhật hoặc tròn Số lượng lá gió điều chỉnh có thể từ một lá (tấm) đến hai hoặc nhiều lá Ngoài ra, van gió còn được phân loại theo cách vận hành, bao gồm loại điều chỉnh bằng tay, loại điều chỉnh bằng động cơ điện, và loại sử dụng thủy lực hoặc khí nén.
Van chặn lửa là thiết bị tương tự như van gió nhưng có khả năng tự động đóng kín đường gió, giúp cô lập phòng cháy khỏi hệ thống ống gió Cấu tạo của van chặn lửa bao gồm một khung kim loại và các cánh xếp bằng kim loại, được giữ căng bởi lò xo và xếp gọn ở phía trên khung.
Lò xo được giữ chặt bằng cầu chảy, và khi nhiệt độ lên đến 72 độ C, cầu chảy sẽ tan chảy Kết quả là các cánh xếp sẽ rơi xuống dưới tác động của trọng lực, cùng với lực của lò xo, giúp đóng kín cửa thông gió và cô lập khu vực có nguy cơ hỏa hoạn.
Miệng thổi là thiết bị quan trọng trong hệ thống thông gió, có chức năng cung cấp và khuếch tán không khí vào phòng Nó đảm bảo sự phân phối đồng đều không khí điều hòa, sau đó không khí sẽ được hút trở lại để tái tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí.
Miệng thổi và miệng hút được phân loại đa dạng dựa trên hình dáng, vị trí lắp đặt, công dụng và khả năng phân bố cũng như tốc độ không khí.
5.3 Thiết kế hệ thống kênh gió:
Trong hệ thống điều hoà không khí, hệ thống kênh gió có chức năng dẫn và phân phối gió tới các nơi khác nhau tuỳ theo yêu cầu.
Nhiệm vụ của người thiết kế hệ thống kênh gió là phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau :
- Trở lực đường ống bé
- Đường ống gọn, đẹp và không làm ảnh hưởng mỹ quan công trình
- Chi phí đầu tư và vận hành thấp
- Tiện lợi cho người sử dụng
- Phân phối đều cho hộ tiêu thụ
1 Yêu cầu của hệ thống kênh gió:
Có 2 loại kênh gió chủ yếu là kênh gió treo và kênh gió ngầm Trong hệ thống này ta bố trí hệ thống kênh gió treo trên các giá đỡ đặt ở trên cao Yêu cầu của kênh gió treo cần phải đảm bảo :
- Dẫn gió hiệu quả, thi công nhanh chóng
Vật liệu cho đường ống được sử dụng là tôn tráng kẽm với kết cấu hình chữ nhật, mang lại nhiều lợi ích như dễ dàng treo đỡ và chế tạo Kết cấu này cũng thuận tiện cho việc bọc cách nhiệt, đồng thời các chi tiết như cút, tê, chạc 3, chạc 4 dễ dàng chế tạo hơn so với các kiểu tiết diện khác.
Để giảm thiểu tổn thất nhiệt, đường ống được bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh, bên ngoài là lớp giấy bạc chống cháy và phản xạ nhiệt Để bảo vệ khỏi sự tấn công của chuột, lưới bảo vệ được sử dụng Đối với đường ống lắp đặt ngoài trời, lớp tôn bên ngoài được thêm vào để bảo vệ khỏi mưa nắng.
Ghép nối ống là phương pháp lắp ráp, chế tạo và vận chuyển đường ống bằng cách sử dụng các đoạn ống ngắn được gia công theo kích cỡ của tấm tôn Việc lắp ráp này được thực hiện thông qua bích làm bằng sắt V hoặc bích tôn, nhằm đảm bảo tính tiện lợi và hiệu quả trong quá trình thi công.
Để giảm chấn động trong hệ thống thông gió, chúng ta cần bố trí giá treo trên trần, kết nối kênh gió với thiết bị như quạt hoặc miệng thổi qua ống mềm Đối với ống có kích thước lớn, cần gia công gân gia cường trên bề mặt ống gió Cuối cùng, sau khi lắp ráp xong, đường ống được làm kín bằng silon để đảm bảo hiệu suất hoạt động.
2 Tính toán thiết kế đường ống gió:
Nhiệm vụ thiết kế hệ thống kênh gió là đảm bảo phân bố lưu lượng gió đồng đều cho các miệng thổi có kích thước bằng nhau Để đạt được điều này, cần khống chế tốc độ gió trung bình tại các miệng thổi Trong quá trình thiết kế, tổn thất đường ống dẫn không khí được tính toán bằng phương pháp ma sát đồng đều, nhằm đảm bảo tổn thất áp suất trên mỗi mét chiều dài đường ống là như nhau trên toàn bộ hệ thống.
Bài tập lớn pháp này phù hợp cho hệ thống tốc độ thấp, thường được áp dụng trong thiết kế đường ống cấp, ống hồi và ống thải gió.
Với lưu lượng yêu cầu của không gian điều hoà Vì ta chia làm 2 phần bằng nhau để bố trí thong gió nên
- Chọn đoạn AB làm tiết diện điển hình Lưu lượng gió qua tiết diện đầu là:
- Chọn tốc độ đoạn đầu là : ω 1 =8m / s
- Diện tích tiết diện đoạn ống đầu là : f 1 =
- Chọn kích thước đoạn đầu : a×bE0×200(mm)
- Tra bảng ta có đường kính tương đương của đoạn ống AB là : dtđ = 232 (mm)
- Dựa vào lưu lượng V1 = 675 l/s và dtđ = 232 mm tra đồ thị ta được tổn thất áp suất 1 m ống là : Δp 1 =1,3 pa /m
- Tính toán các kích thước đoạn ống còn lại Đoạn Lưu lượng Tiết diện Tốc độ
- Tính tổng trở lực Đoạn Chi tiết ddđ (mm) Chiều dài (m)
- Ta có tổng chiều dài tương đương của cả các đường ống chính là
- Tổn thất ma sát trên đường ống Δp ms =L× Δp 1 , 8×1,3 ,24 N /m 2
- Tổn thất cục bộ tại các cút trên đường ống Δp cb = ξ ×ρ×ω 2
2 Trong đó : ξ : là hệ số tổn thất cục bộ, chọn ξ=0,25 ρ : khối lượng riêng của không khí, chọn ρ=1,2 kg / m 3 Δp cb = 0 , 25×1,2×8 2
Vậy tổng trở lực đường ống chính của máy là :
Do không đảm bảo áp suất tĩnh đồng đều trên từng đoạn ống nên cần bố trí van gió để điều chỉnh lưu lượng các nhánh.
Chúng ta chia phần thông gió thành hai bên khác nhau, vì vậy cần sử dụng hai quạt để cung cấp gió cho mỗi bên Phía còn lại cũng sẽ cấp gió tương tự nhưng ngược chiều với hướng đã được tính toán.
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2
1.1 Vai trò của điều hòa không khí: 2
1.1.1 Vai trò đối với đời sống: 3
1.1.2 Vai trò đối với kỹ thuật và công nghiệp: 8
1.2.1 Hệ thống điều hoà cục bộ: 11
1.2.3 Hệ thống kiểu phân tán: 20
1.2.4 Hệ thống kiểu trung tâm: 28
1.3 Phân tích và lựa chọn phương án ĐHKK: 30
TÍNH NHIỆT PHỤ TẢI ẨM 32
2.1.2 Các thông số tính toán và khảo sát: 33
2.2.1 Các cơ sở lý thuyết tính phụ tải nhiệt: 34
2.2.2 Tính phụ tải ẩm WT : 38
THÀNH LẬP, TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐHKK 43
3.1 Lựa chọn sơ đồ ĐHKK: 43
3.2 Kết quả tính toán Q o được cụ thể với bảng dưới đây : 47
3.3 Lựa chọn dàn lạnh cho phòng: 48
BỐ TRÍ LẮP ĐẶT VÀ TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG VRV 51
4.1.1 Bố trí lắp đặt dàn lạnh: 51