Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho nhà ở gia đình tại đà nẵng

TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Khái niệm điều hòa không khí

Điều hoà không khí: là quá trình tạo ra và duy trì ổn định các thông số khí hậu, sự lưu thông và tuần hoàn không khí, bụi bẩn và các thành phần độc hại Trong đó chủ yếu là nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng theo một chương trình đã được định sẵn mà không phụ thuộc vào các kiểu môi trường bên ngoài Điều tiết không khí: thường sử dụng cho công nghệ sản suất, điều hòa không khí cho đời sống tiện nghi phù hợp với sức khỏe con người, còn điều hòa nhiệt độ với mục đích hẹp hơn,mục đích chính là tạo ra nhiệt độ thích hợp.

Thông gió: là quá trình đưa một lượng không khí bên ngoài vào phòng nhưng chưa được sử lí nhiệt độ và độ ẩm Vì vậy, điều hòa không khí đạt hiệu quả cao hơn thông gió, tất nhiên giá thành đầu tư ban đầu và điện năng tiêu thụ lớn hơn.

Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới con người

Trạng thái không khí được biểu thị bởi nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ, độ trong sạch và nồng độ chất độc hại, độ ồn Các đại lượng trên của không khí sẽ tác động tới con người và qui trình công nghệ sản xuất.

1.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở 37 0 C Để có được nhiệt độ này người luôn sản sinh ra nhiệt lượng Trong bất kỳ hoàn cảnh nào con người sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn lượng nhiệt cơ thể cần để duy trì ở 37 0 C Vậy lượng nhiệt dư thừa này cần phải thải vào môi trường không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài cơ thể người bằng 2 phương thức truyền nhiệt: đối lưu, bức xạ.

Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoả mái dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có nhiệt độ tkk = 22 ÷ 27 0 C.

1.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối: Độ ẩm tương đối của không khí φ được tính bằng %, không khí chưa bão hoà φ

36 o C tT = 24 ÷ 27 o C, khi nhiệt độ ngoài trời tN < 36 o C

- Độ ẩm: T = 60 ÷ 75%. Đối với khu công cộng hạng bình thường ta chọn:

Nhiệt độ: tT = 25 0 C Độ ẩm: T = 65 %

Tra đồ thị i-d ta có: iT = 13,02 kJ/kg dT = 58,25 g/kg kkk.

- Chọn tốc độ không khí trong phòng:

Chọn theo nhiệt độ không khí tính toán trong phòng Nếu nhiệt độ trong phòng thấp cần chọn tốc độ gió nhỏ tránh cơ thể mất nhiều nhiệt, theo bảng 2.5[2] ứng với nhiệt độ trong phòng tT = 25 0 C ta chọn ωk = 0,6 m/s.

2.4.3 Lượng không khí tươi cần cấp: Ở đây là nhà ở nên để đánh giá mức độ ô nhiễm ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí (không có chất độc hại và không có người hút thuốc)

Lưu lượng không khí tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ VK được xác định:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO GIA ĐÌNH NHÀ Ở ĐÀ NẴNG

VK = VCO2/(β-a) , m 3 /h.người Trong đó:

+ VCO2 : lượng CO2 do con người thải ra tính theo m 3 /h.người Ở đây ta chọn cường độ vận động là nhẹ theo bảng 2.7 [2] ta được VCO2=0,030 m 3 /h.người.

+ β: nồng độ CO2 cho phép, % thể tích theo bảng 2.7 [2] chọn: b=0,15%

+ a: nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh, % thể tích, chọn a 0,03%

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ ẨM

Tính cân bằng nhiệt

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

Nhiệt này được tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại Vì đây là nhà ở gia đình nên các thiết bị máy móc ở đây chủ yếu là máy vi tính, quạt, tivi, …

P : Là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W. kđt: Hệ số tác động đồng thời Chọn kđt = 0,8

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

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

Hiệu quả thắp sáng của đèn huỳnh quang:

- 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng

- 25% được phát ra dưới dạng nhiệt

- 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt

qs (kw) η đt : Hệ số tác động không đồng thời Tra bảng 3.3[2], η đt = 0,5

Yêu cầu công suất chiếu sáng cho 1m 2 diện tích sàn đối với nhà ở là qs = 12*10 -3 kW/ m 2

3.1.3 Nhiệt do người tỏa ra Q3:

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng nhiệt do người toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí xung quanh,lứa tuổi Nhiệt do người toả ra gồm 2 phần: một phần toả trực tiếp vào không khí, gọi

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO GIA ĐÌNH NHÀ Ở ĐÀ NẴNG là nhiệt hiện; một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da, lượng nhiệt này toả vào môi trường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độ của không khí gọi là lượng nhiệt ẩn, tổng 2 lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toàn phần do người toả ra.

Khi đó lượng nhiệt toả ra do người là :

Trong đó : n: Là số nguời trong phòng, n F i Với i : là phân bố người, tra theo bảng 3.2[2]

F: diện tích của không gian điều hòa m 2 q = qw + qh: Là nhiệt lượng toàn phần do mỗi người toả ra Ta bảng 3.4[2] η đt : Hệ số tác động không đồng thời Tra bảng 3.3[2], η đt = 0,5

3.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :

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

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

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

3.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6 : a Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính Q61:

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

Q61= 10 -3 Fk.R.c.ds.mm.kh.K.m , kW

Fk: Diện tích bề mặt kính, m 2

R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, W/m 2

c.ds.mm.kh.K.m: Lần lượt là các hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao nơi đặt kính, độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương, ảnh hưởng của mây mù, của khung kính, hệ số kính và hệ số mặt trời.

+ Hệ số kể đến độ cao nơi đặt kính c so với mực nước biển: c=1+0,023 H

1000=1,002185 Độ cao không đáng kể nên c =1.

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương ds : ds=1−0,13.ts−20

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù mm Khi trời không mây lấy mm = 1, trời có mây mm = 0,85 Do khí hậu ở Đà Nẵng ít có mây mù nên ta chọn mm = 1.

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính kh Ở đây ta chọn khung kính là khung nhôm nên kh = 1,17

+ Hệ số kính K: Phụ thuộc vào màu sắc và loại kính khác kính cơ bản và lấy theo bảng 3.5[2] Chọn kính chống nắng, màu xám, dày 6 mm: K = 0,73

+ Hệ số mặt trời m Xét đến ảnh hưởng của màn che tới bức xạ mặt trời và lấy theo Bảng 3.6[2] Chọn loại cửa chớp màu nhạt : m = 0,56

+ R: Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, W/m 2

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

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

Theo bảng 3.5 và 3.6[2]tr44 ta có các thông số của kính và màn che như sau: τ K : Hệ số xuyên qua của kính = 0,44 ρ K : Hệ số phản xạ của kính = 0,05 α K : Hệ số hấp thụ của kính = 0,51 τ m : Hệ số xuyên qua của màn che = 0,12

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO GIA ĐÌNH NHÀ Ở ĐÀ NẴNG ρ m : Hệ số phản xạ của màn che = 0,51 α m : Hệ số hấp thụ của màn che = 0,37

Bảng 3.1: Bảng nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính cơ bản vào phòng

Vĩ độ: 20 0 Bắc Thời gian Hướng % Kính so với tường bao

Q61 = 10 -3 Fk.Rxn.c.ds.mm.kh.K.m = 1.0,857.1.1,17.0,73.0,56 10 -3 Fk.Rxn

= 0,41.10 -3 Fk.Rxn , kW b Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che Q62 :

Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao che sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu và bức xạ Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định Mức độ chậm trễ phụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng Do lượng nhiệt bức xạ qua tường không đáng kể nên có thể bỏ qua ,ta chỉ tính lượng nhiệt bức xạ qua mái cho tầng trên cùng.

Q62 = 10 -3 Fm.k.φm.Δt, kWt, kW (2.7 ) Trong đó : ϕ m : hệ số màu của tường hay mái

Rxn: nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m 2

0.88 R: nhiệt bức xạ qua kính vào phòng,theo 3.8a[2] ta có R = 536 W/m 2

Fm: diện tích mái, m 2 k :hệ số truyền nhiệt qua mái , k = 3,245 W/m 2 o C Δtt=t td −t tt - độ chênh nhiệt độ tương đương: t td =t N +ε s R xn α N 4,5+0,8 609

23,3 60,8 O C Δt t = 60,8 – 25 = 35,8 O C ε s : Hệ số hấp thụ của mái Tra theo bảng 3.9[2] ta có ε s = 0,8 α N = 23,3 W/m 2K – hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài.

Vậy ta có: Q62 = 10 -3 3,245.35,8.0,78.Fm = 0,0906.Fm , kW

3.1.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q 7 :

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉ không khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt.

Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác định 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.

: Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.10[2].Ta được  = 0,7 tN = 34,5C : Nhiệt độ không khí bên ngoài tT = 25C : Nhiệt độ không khí bên trong dN = 27,8 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời dT = 11 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà.

3.1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 8 :

Người ta chia ra làm hai tổn thất:

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

- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82.

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO GIA ĐÌNH NHÀ Ở ĐÀ NẴNG a Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn tầng trên Q81:

Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ, ta có thể xác định được lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của công trình (tường, cửa ,mái ) từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằng công thức sau:

Trong đó: k: Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m 2 O C

F: Là diện tích của kết cấu bao che, m 2 Δt, kWt: Là hiệu số nhiệt độ tính toán, o C. Δt, kWt = (tN - tT)

Với: tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, tT = 25 o C tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tN = 34,5 o C.

: Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bên ngoài. + Đối với trần có mái:

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

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

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

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

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

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

- Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì: Δt, kWt = 1.(34,5 - 25) = 9,5 C

- Khi không gian điều hoà tiếp xúc với phòng đệm tiếp xúc không khí bên ngoài: Δt, kWt = 0,7.(34,5 - 25) = 6,65 C

- Khi trần có mái bằng tôn với kết cấu kín: Δt, kWt = 0,8.(34,5 - 25) = 7,6 C.

+ Đối với tường bao, dày 200 mm:

- Khi tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:

- Khi tiếp xúc với phòng không được điều hòa:

= 0,0123.Ft , kW + Đối với sàn bê tông tầng trên cùng (tầng áp mái) khi tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài:

= 0,025.Fs , kW + Đối với sàn bê tông trên tầng hầm :

= 0,011.Fn , kW Vậy ta có :

- Đối với kết cấu bao che tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài:

- Đối với kết cấu bao che tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời:

Ta có tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào phòng :

Q81 = Q81t + Q81g , kW b Nhiệt truyền qua nền Q82:

Theo phương pháp này người ta coi nền như một vách phẳng, trong đó nhiệt truyền theo bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau Nền được chia làm bốn dải, mỗi dải có bề rộng 2m riêng dải thứ tư là phần còn lại của nền.

Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dải nền có trị số như sau:

Dải 1 có hệ số truyền nhiệt k1 = 0,5 W/m 2 K;

Hình 2.3: Cấu trúc dải nền

Diện tích các dải nền được xác định như sau:

Ta thấy khi F1 < 48m 2 thì chỉ có một dải nền.

Nhiệt truyền qua nền được tính như sau:

Bảng kết quả tính toán (chỉ tính cho các phòng lắp điều hòa )

Bảng 3.2: Kết quả tính nhiệt Q1:

Số lượng các thiết bị điện Q1 = 0,8.Δt, kWP

Tivi Quạt Tủ lạnh Loa

Phòng khách và Đại sảnh

Tổng lượng nhiệt thừa Q1, W 1836 1.836 (kw)

Bảng 3.3: kết quả tính nhiệt Q2:

Tổng lượng nhiệt thừa tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2, kW 2,533

Bảng 3.4: Nhiệt do người tỏa ra Q3:

Chức năng phòng thông số n Ở 25 O C q

Tổng lượng nhiệt thừa do người tỏa ra Q3 , kW 1,794

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO GIA ĐÌNH NHÀ Ở ĐÀ NẴNG Bảng 3.5: Kết quả tính nhiệt Q6:

Tổng lượng nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6 , kW

Tầng Chức năng phòng Fs

(kW) Tầng 1 Phòng khách và Đại sảnh

Tầng 3 Phòng thờ + Hành lang

Tổng lượng nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7, kW 10.26

Bảng 3.7: Kết quả tính nhiệt Q81t:

Tầng Chức năng phòng Diện tích tiếp xúc kk

Q81t = 0,0192.Ft Đông Tây Nam Bắc (kW)

Tần 1 Phòng khách và Đại sảnh

Tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào phòng Q81t

(Khi kết cấu bao che tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài), kW

Bảng 3.8: Kết quả tính nhiệt Q81g:

Tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào phòng Q81g

(Khi kết cấu bao che tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài), kW

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO GIA ĐÌNH NHÀ Ở ĐÀ NẴNG Thông số

Tổng lượng nhiệt thừa truyền qua nền đất Q82 , kW 0.619

Tính cân bằng ẩm

3.3.1 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1 :

+ n: số người trong phòng; n F s i , người.

Fs: Diện tích sàn i: Diện tích phòng dành cho 1 người

+ gn: lượng ẩm do1 người toả ra trong phòng trong 1 đơn vị thời gian, phụ thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ không khí trong phòng, được xác định theo bảng bảng 3.16[2] Ở nhiệt độ không khí trong phòng 25 C ở trong nhà ởthì ta chọn gn = 171 g/h.người. Vậy W1 = 171.10 -3 n = 0,171.n, kg/h

3.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W 2 :

Khi đưa các sản phẩm ướt vào phòng thì có một lượng hơi nước bốc hơi vào phòng. Ngược lại nếu đưa sản phẩm khô thì nó sẽ hút một lượng ẩm Thành phần ẩm này chỉ có trong công nghiệp, W2 = 0.

3.3.3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W 3 :

Khi sản phẩm bị ướt thì một lượng hơi ẩm từ đó có thể bốc hơi vào không khí làm tăng độ ẩm của nó Lượng ẩm này chỉ có ở khu nhà tắm, nhà bếp, nhà vệ sinh, W3 = 0.

3.2.4 Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W 4 :

Khi trong phòng có rò rỉ hơi nóng, ví dụ như hơi từ các nồi nấu, thì cần tính thêm lượng hơi ẩm thoát ra từ các thiết bị này, W4 = 0.

Bảng 3.10: kết quả tính toán:

Tổng tất cả các nguồn ẩm tỏa ra trong phòng gọi là ẩm thừa:

Tính kiểm tra động 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 người ta quy điều kiện đọng sương về dạng khác.

- Về mùa hè: Ta thực hiện chế độ làm lạnh, nhiệt độ bên ngoài lớn hơn nhiệt độ bên trong Khi đó t T w> tT > t T s như vậy vách trong không thể xảy ra hiện tượng đọng sương. Gọi t N s là nhiệt độ đọng sương vách ngoài, ta có điều kiện xảy ra đọng sương: t N s > t N w

Theo phuơng trình truyền nhiệt ta có: k(tN - tT) = α N (t

N - t N w) / (tN - tT) Khi giảm t N w thì k tăng, khi giảm tới t N s thì trên tường bị đọng sương, khi đó ta được giá trị kmax: kmax = α N (t

N - t N s) / (tN - tT Điều kiện không đọng sương được viết lại: kmax= α N (t

N - t N s) / (tN - tT) > k Ở đây nhiệt độ đọng sương t N s= 31 0 C là nhiệt độ đọng sương của trạng thái có tN 34,5 0 C, ϕ N = 76,5% Đối với tường bên là: kmax = α N (t

N - t N s)/(tN - tT) = 23,3(34,5 - 31) / (34,5 - 25) = 9,06 W/m 2 K. + Xét điều kiện không bị đọng sương đối với tường bên phần không có kính: k 1 1 α N +∑ δ γ i i

Vậy: kmax = 9,06 > k = 2,02 nên vách ngoài phần tường bên không kính không bị đọng sương

+ Đối với phần kính ở tuờng bên ta có : k 1 1 α N +∑ δ γ i i

Ta thấy: kmax > k nên vách ngoài kính không bị đọng sương.

+ Đối với mái ta có: k 1 1 α N +∑ δ γ i i

Ta thấy: kmax > k nên vách ngoài mái không bị đọng sương.

LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ

Sơ đồ và nguyên lý làm việc

Hình 4.1 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

1 Cửa lấy gió có van điều chỉnh; 7 Miệng thổi;

2 Miệng hồi gió; 8 Phòng điều hoà;

3 Buồng hoà trộn; 9 Miệng lấy gió hồi;

4 thiết bị xử lý; 10 Kênh gió hồi;

5 Quạt cấp gió; 11 Quạt gió hồi;

6 Kênh cấp gió; 12 Cửa thải gió.

Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN, N) với lưu lượng GN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1, được đưa vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T(tT, T) với lưu lượng GT từ các miệng hồi gió 2 Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý 4 Tại đây, hỗn hợp không khí sẽ được xử lý theo

1 chương trình định sẵn đến trạng thái O và được quạt 5 vận chuyển theo kênh gió 6 vào phòng 8 Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi 7 có trạng thái V vào nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT rồi tự thay đổi trạng thái từ V đến T(tT, T) Sau đó, một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải gió 12 và một phần lớn được quạt gió 11 hút về qua miệng hút 9 theo kênh gió hồi 10.

Xác định các điểm nút trên đồ thị I – d

Hình 4.2 Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị I – d Trạng thái C là trạng thái hòa trộn của dòng không khí tươi có lưu lượng GN và trạng thái N(tN, N) với dòng không khí tái tuần hoàn có lưu lượng GT và trạng thái T(tT, T).

Quá trình VT là quá trình không khí tự thay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa nên có hệ số góc tia  = T = QT/WT Điểm O  V có 0  95%.

Xác định các điểm N, T theo các thông số tính toán ban đầu. Điểm N: tN = 34,5 o C

IN = 105 kJ/kgkkhí Điểm T: tT = 25 o C

IT = 55 kJ/kgkkhí Xác định điểm hòa trộn C theo tỉ lệ hòa trộn

Hoặc xác định C qua IC, dC :

IC = IT.(GT/G) + IN.(GN/G), [kJ/kg]; dC = dT.(GT/G) + dN.(GN/G), [g/kg].

GN là lưu lượng gió tươi cần cung cấp, xác định theo điều kiện vệ sinh, kg/s;

G là lưu lượng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí, kg/s. Điểm V  O là giao điểm của đường song song T = QT/WT đi qua điểm T với đường 0 = 95% Nối CO, sẽ có quá trình xử lý không khí Khi đó, các thông số của điểm V là: Điểm V: tV = 15 o C.

Nếu nhiệt độ điểm O không phù hợp điều kiện vệ sinh thì phải tiến hành sấy không khí đến điểm V thỏa mãn điều kiện vệ sinh, tức là tV = tT – a Khi đó, các điểm

- Điểm V là giao của đường song song với T = QT/WT đi qua điểm T và đường tV = tT – a.

- Điểm O là giao của đường thẳng đứng (d=const) qua điểm V và đường 0 0,95.

Các điểm còn lại vẫn giữ nguyên vị trí.

Hình 4.3 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp khi có nhiệt độ tV thấp

Các thiết bị chính

Để thực hiện sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp, hệ thống cần trang bị các thiết bị: quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, hệ thống kênh cấp gió, hồi gió, miệng thổi và miệng hút.

Xác định năng suất các thiết bị

- Lượng không khí tươi GN:

Tuy nhiên, lưu lượng gió bổ sung không được nhỏ hơn 10% lưu lượng gió tổng

G Vì thế, khi tính GN theo công thức trên mà nhỏ hơn 10% G thì lấy GN = 0,1.G.

- Lưu lượng gió hồi GT:

- Công suất lạnh của thiết bị xử lí không khí:

- Năng suất làm khô của thiết bị xử lý không khí:

Bảng 4.1 :Bảng thông số tính toán được chọn như sau:

Chức năng phòng QT, kW

IC kJ/kg dC kg/ kgkk

Phòng thư giản 1.45 0.1 0.016 0.08 63.3 14.5 2.3 0.432Bảng 4.2: Bảng kết quả tính toán sơ đồ:

CHỌN MÁY CHO HỆ THỒNG ĐIỀU HÒA

Chọn dàn lạnh

Căn cứ vào năng suất lạnh Q0 của từng phòng, tra catalog máy điều hòa kiểu ghép ( MULTI SPLIT ) của hãng Daikin, chọn được các dàn lạnh như sau:

Bảng 5.1 tra các dàn lạnh:

Năng suất lạnh tính toán, [kW]

Năng suất dàn lạnh, [kW]

Số lượng dàn lạnh, [dàn]

2 Loại giấu trần nối ống gió Phòng ngủ khách 2.61 FDBNQ09MV1V 2.7

1 Loại giấu trần nối ống gió

Phòng sinh hoạt chung 6.6 FBA71BVMA 7.1

Phòng ngủ khách 2.5 FDBNQ09MV1V 2.7 1

Loại giấu trần nối ống gió

Phòng giải trí 5.4 FDBNQ18MV1 5.2

Phòng thư giản 2.3 FDBNQ09MV1V 2.7

Với công trình là nhà ở gia đình tại Đà Nẵng thì hệ thống điều hòa không khí được sử dụng Dàn nóng được đặt trên tầng thượng và bố trí các đường dẫn môi chất đi đến từng phòng.

Hệ thống điều hòa do tập đoàn Daikin sản xuất và do công ty seatech thiết kế và lắp đặt

Bảng 5.2 Thông số công suất các dàn lạnh:

Công suất lạnh Cooling capacity (Btu/h)

Công suất điện power input (KW)

Ghi chú Đại sảnh 24.200 2.15 Loại giấu trần nối ống gió

9.000 0.86 Loại giấu trần nối ống gió

Phòng ngủ 2 13000 1.28 Loại giấu trần nối ống gió

Phòng ngủ 3 13000 1.28 Loại giấu trần nối ống gió

18000 2.06 Loại giấu trần nối ống gió

Kiểm tra công suất lạnh

Để cho nhiệt độ trong phòng đạt nhiệt độ yêu cầu thì công suất lạnh của mỗi dàn lạnh phải lớn năng suất lạnh yêu cầu cho từng phòng Trong thực tế thì công suất lạnh của mỗi dàn lạnh lớn hơn từ 1,5 đến 2 lần năng suất lạnh yêu cầu.

Bảng 5.3 Bảng quy đổi năng suất lạnh tính toán Q0 từ KW sang Btu/h:

Năng suất lạnh tính toán, [kW]

Năng suất lạnh tính toán, [Btu/ h]

Công suất dàn lạnh thực tế của công trình [Btu/h]

Chọn dàn nóng

Ta chọn: 4 Dàn nóng (Outdoor Unit):

Việc lựa chọn dàn nóng theo nguyên tắc: Năng suất lạnh danh định của dàn nóng bằng tổng năng suất lạnh danh định của các dàn lạnh phục vụ và với tỷ lệ kết nối: φ ∑ Q 0 i

Trong đó: ΣQQ0i là tổng năng suất lạnh danh định của các dàn lạnh ΣQQ0DN là năng suất lạnh danh định của dàn nóng, ở đây ta chọn loại dàn nóng chỉ phục vụ cho quá trình làm lạnh

Theo catalogue của hãng TOSHIBA thì tổng công suất của các dàn lạnh có thể đạt đến 150% công suất dàn nóng.

Vậy nên, ta chọn 4 dàn nóng điều hòa loại Daikin Multi có mã 5MKM100RVMV có cùng công suất 34.000Btu/h.

Bảng 5.4: chọn dàn nóng theo bảng dưới :

TỔNG CÔNG SUẤT TỐI ĐA (KW)

ĐƯỜNG ỐNG GAS, ĐƯỜNG ỐNG GIÓ, THÔNG GIÓ VÀ CẤP GIÓ TƯƠI

Đường ống Gas

Tính đường kính ống gas theo nguyên tắc sau:

- Đường kính đoạn ống nối vào mỗi dàn lạnh lấy theo đường kính vào/ra của lỏng và gas của catalogue dàn lạnh ta chọn.

- Đoạn ống chính được tính theo nguyên tắc: d 3 =√ d 12+d

Hình 5.1: Sơ đồ nối ống gas bằng Refnet

6.1.2 Tính toán kích thước các đoạn đường ống góp:

*Phương pháp tính toán đường ống.

Giả sử hệ gồm 1 dàn nóng kết nối với 4 dàn lạnh theo sơ đồ sau:

Trong đó: d1 : Đường kính ống dẫn môi chất chính. d2, d3, d4: Đường kính dẫn môi chất tại các điểm phân nhánh, (d4 = dD). dA, dB, dC, dD: Đường kính dẫn môi chất của dàn lạnh A, B, C, D Giá trị của chúng tra trong catalog thương mại máy.

Nhiệm vụ của chúng ta là xác định đường kính d1, d2, d3,

Tóm lại: Đường kính của ống dẫn môi chất chính có n nhánh là: dn Việc tính toán kích thước sẽ được đường ống tiến hành từ các IU xa nhất đến các IU gần OU nhất (tức là từ các ống nhỏ nhất đến các ống lớn nhất). Đường kính ống dẫn được chọn theo tiêu chuẩn gần với giá trị tính toán nhất.

6.1.3 Chọn đường kính ống gas:

Từ số liệu máy lạnh đã chọn ở trên ta có được ống dịch máy lạnh tương ứng theo bảng dưới:

Bảng 6.1: kích thước đường ống gas

Lạnh (Btu/h) Ống Gas Ống Lỏng

Bảng 6.2: Kích thước miệng gió:

Kích thước miệng gió ( mm) n

6.1.5 Chọn kích thước ống gió:

Bảng 6.3: kích thước ống gió:

Chức năng phòng Kích thước ống gió

Thiết kế hệ thống cấp gió tươi

6.2.1 Thiết kế, lắp đặt hệ thống gió tươi: a) 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 là cửa lấy gió tươi từ ngoài hoặc thải gió xả ra ngoài trời Chớp gió thường có các cánh chớp nằm ngang có độ nghiêng phù hợp tránh mưa hắt vào ảnh hưởng đến đường ống gió và có lưới bảo vệ chuột bọ hoặc chim chóc lọt vào đường ống gió từ bên ngoài Cánh chớp thường là loại cố định không điều chỉnh được Do phải chịu mưa gió ngoài trời nên các chớp gió thường làm bằng vật liệu chịu ảnh hưởng của thời tiết.

Phin lọc gió còn gọi là phin lọc bụi hoặc bộ lọc bụi sử dụng để lọc bụi cho phòng điều hoà không khí Trong phòng điều hoà tiện nghi thông thường, phin lọc bụi là các loại tấm lưới lọc Phin gồm 1 khung kim loại với các túi vải xếp song song Túi vải có thể tháo ra vệ sinh được.

Van gió dùng để điều chỉnh lượng gió kể cả đóng mở ON-OFF đường gió Van gió có nhiều loại khác nhau Theo hình dáng có dạng vuông, chữ nhật hoặc tròn Theo số lượng lá gió điều chỉnh có thể là một lá (tấm),2 hoặc nhiều lá Theo cách vận hành có thể điều chỉnh bằng tay, có loại điều chỉnh bằng động cơ điện hoặc thuỷ lực, khí nén.

Van chặn lửa là thiết bị có cấu tạo gần giống van gió nhưng khả năng tự động đóng chặt đường gió vào và ra, cô lập phòng có hoả hoạn ra khỏi hệ thống đường ống gió Van chặn lửa gồm một khung kim loại và có các cánh xếp cũng bằng kim loại Các cánh xếp được giữ căng nhờ lò xo và xếp gọn ở phía trên khung Lò xo được giữ bằng một cầu chảy Khi nhiệt độ đạt 72 0 C cầu chảy chảy ra, các cánh xếp ập xuống nhờ trọng lực và lực lò xo đóng kín cửa thông gió, cô lập phòng có hoả hoạn.

Miệng thổi là thiết bị cuối cùng trên đường ống gió có nhiệm vụ cung cấp và khuếch tán gió vào phòng, phân phối đều không khí điều hoà trong phòng, sau đó không khí được đưa qua miệng hút tái tuần hoàn về thiết bị xử lý không khí.

Miệng thổi và miệng hút cũng được phân ra nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc hình dáng, vị trí lắp đặt, công dụng và tác dụng phân bố không khí, tốc độ không khí,… b) 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 c) 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 sử dụng cho đường ống là tôn tráng kẽm, với kết cấu hình chữ nhật, do kết cấu phù hợp với kết cấu nhà, dễ treo đỡ, chế tạo , bọc cách nhiệt và đặc biệt là các chi tiết cút, tê, chạc 3, chạc 4,… dễ chế tạo hơn các kiểu tiết diện khác.

Cách nhiệt : để tránh tổn thất nhiệt, đường ống được bọc một lớp cách nhiệt bằng bông thuỷ tinh, bên ngoài bọc lớp giấy bạc chống cháy và phản xạ nhiệt Để chống chuột làm hỏng ta bọc lưới bảo vệ Đường ống đi ngoài trời được bọc thêm lớp tôn ngoài cùng để bảo vệ tránh mưa nắng.

Ghép nối ống : để tiện cho việc lắp ráp, chế tạo, vận chuyển đường ống được gia công từng đoạn ngắn theo kích cỡ của các tấm tôn Việc lắp ráp thực hiện bằng bích làm bằng sắt V hoặc bích tôn.

Treo đỡ : ta bố trí giá treo trên trần, khi nối kênh gió với thiết bị chuyển động như quạt, miệng thổi thì ta nối qua ống mềm để khử chấn động theo kênh gió Với phần ống có kích thước lớn thì làm gân gia cường trên bề mặt ống gió, đường ống sau khi được gia công và lắp ráp xong được làm kín bằng silon.

6.2.2 Chọn quạt cấp gió tươi:

Chọn quạt cho hệ thống cấp gió tươi:Trước tiên tiến hành lựa chọn quạt, cần lưu ý xác định rõ các vấn đề sau:

- Nơi đặt và nhiệm vụ kỹ thuật mà quạt phải thực hiện

- Các đặc điểm của hệ thống dẫn đi kèm

- Yêu cầu về độ ồn

- Các đặt điểm về vận hành.

- Ta chọn loại quạt hướng trục FAF-160CMH-160PA.

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí Cho Nhà Ở Gia Đình Tại Đà Nẵng
Tác giả	Nguyễn Xuân Dương
Người hướng dẫn	ThS. Nguyễn Công Vinh
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Công nghệ kỹ thuật nhiệt
Thể loại	Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Đà Nẵng

Định dạng
Số trang	60
Dung lượng	698,94 KB