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 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. 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, bổ trợ đắc lực cho các ngành khác như: cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật viễn thông, 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 mà chất lượng sản phẩm được đảm bảo. Điều hoà tiện nghi tạo cho con người cảm giác thoải mái dễ chịu nhất nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống, tăng tuổi thọ cũng như tăng năng suất lao động của con người. Vì thế điều hòa không khí đóng một vai trò quan trọng và ngày càng trở nên quen thuộc đặc biệt 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 các khu 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.
GVHD : Đỗ Trọng Hiển Chương I CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KÊ I Chọn thơng số tính tốn khơng khí nhà: 1.1 Nhiệt độ độ ẩm tiện nghi: Thơng số tính tốn nhà khơng khí chọn theo yêu cầu tiện nghi người Yêu cầu tiện nghi chọn theo TCVN 5678-1992, theo bảng 1.1 [1,11] ta sau: Trạng thái lao động Lao động nhẹ Mùa đông Mùa hè t, 0C ϕ, % ω , m/s t, 0C ϕ, % ω , m/s 24 75 0.5 27 75 0.7 1.2 Gió tươi hệ số thay đổi khơng khí: Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5678 – 1992 (7), lượng gió tươi cho người phần lớn cơng trình 20 m3/người h Tuy nhiên lượng gió tươi khơng thấp 10% lượng gió tuần hồn Như việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp ứng yêu cầu sau: - Đạt tối thiểu 20 m3/h.người - Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hồn Theo bảng 1.4[18] ta sau: Tên phịng Gió tươi, m3/h.người Hệ số thay đổi khơng khí, m3/h (m3 phịng) Trường học 20 1.3 Độ ồn cho phép: Độ ồn coi yếu tố quan trọng gây nhiễm mơi trường nên cần khống chế, đặc biệt với điều hoà tiện nghi số cơng trình điều hồ phòng studio, trường quay, ghi âm Bộ xây dựng Việt Nam ban bố tiêu chuẩn ngành tiếng ồn 20 TCN 175 – 90 quy định mức độ cho phép Theo bảng 1.5[1,19] ta được: Tên phòng Giờ ngày Độ ồn cực đại cho phép, dB Cho phép Các phòng họp khác, hội nghị 6h-22h, 22h-6h Nên chọn 55 50 1.4 Chọn thơng số thiết kế ngồi nhà: SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển Theo bảng 1.6 [21] thơng số tính tốn ngồi nhà cho cấp điều hồ khơng khí khác theo phụ lục TCVN 5687 – 1992 Cấp điều hồ khơng khí Cấp Cấp Cấp Mùa nóng Nhiệt độ, 0C Độ ẩm, % tmax ϕ13÷15 t max + t tb max (của tháng nóng nhất) ttbmax Mùa lạnh Nhiệt độ, C Độ ẩm, % tmin ϕ13÷15 t + t tb (của tháng lạnh nhất) ttbmin Trong đó: tmax – nhiệt độ tối cao tuyệt đối; tmin – nhiệt độ tối thấp tuyệt đối; ttbmax – nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất; ttb – nhiệt độ trung bình tháng lạnh nhất; ϕ13÷15 – độ ẩm lúc 13 15 h tháng nóng lạnh ghi nhận theo TCVN 4088 – 1985 Theo bảng 1.7[22] ta xác định thơng số tính ngồi trời cho khu vực Hà Nội sau: Cấp điều hoà Mùa nóng Mùa lạnh khơng khí Nhiệt độ, 0C Độ ẩm, % Nhiệt độ, 0C Độ ẩm, % Cấp 41,6 0C 3,1 0C Cấp Cấp 37,2 0C 32,8 C 66% 8,5 0C 64% 13,8 C SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển Chương II KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH & TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT I Khảo sát cơng trình Khu nhà hội trường,trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh tòa nhà tương đối lớn gồm tầng, tồ nhà nằm phía nam khn viên trường Tịa nhà nằm mặt rộng 300m2 Hội trường nhà C, trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh sây dựng vào năm 2007, mặt sau hướng bắc giáp giảng đường H, phía đơng giáp khu nhà D , phía Nam khoảng sân trường, phía tây giáp khu nhà văn phòng trung tâm - Phòng có diện tích : 20 x 7,5 x 3,3 (m) - Phịng có vào, có cửa to có khích thước cửa : 2,5 x2,5 (m), cửa nhỏ có kích thước : 1,2 x 2,5 (m) - Phịng có cửa sổ mặt sau rộng: 2,1 x 2,1 (m) cửa sổ nhỏ mặt trước rộng: 1,6 x 2,1 (m) - Có hành lang rộng : (m) - Nhà có tường xây dầy: 20(cm) - Phịng có dầm,mỗi dầm rơng: 50(cm) - Phịng có máy chiếu có cơng suất: 190(w) - Phịng có loa có cơng: 250w, dàn vi tính có cơng suất: 150(w) - Phịng có 16 hàng ghế, hàng ghế có 12 ghế - Phịng có 16 đen đơi huỳnh quang, bóng có cơng suất: 40(w) , có quạt treo tường quạt có cơng suất: 150(w) Hệ thống điều hồ khơng khí cần đáp ứng tiêu sau điều hoà tiện nghi: - Đảm bảo thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ khơng khí theo tiêu chuẩn tiện nghi tiêu chuẩn Việt Nam cần ý khoảng rộng điều chỉnh nhiệt độ độ ẩm - Lượng khơng khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu 20m3/h cho người - Khơng khí tuần hồn tồ nhà phải thơng thống hợp lý có quạt thải tránh tượng khơng khí ẩm vào gây đọng sương phòng bề mặt thiết bị - Hệ thống điều hồ khơng khí cần có khả điều chỉnh suất lạnh nhằm tiết kiệm chi phí vận hành II Tính toán cân bằng nhiệt 2.1 Đại cương: Sau xác định thơng số tính tốn nhà ngồi trời, cần xác lập cân nhiệt cho cơng trình, sở quan trọng định chọn phương án điều hoà khơng khí (tức chọn hệ thống kiểu gì, cơng suất máy cách bố trí thiết bị) Nhiệm vụ tính tốn cân nhiệt ẩm theo phương pháp CARRIER xác định tổng nhiệt thừa Qht nhiệt ẩn thừa Qât nguồn nhiệt toả thẩm thấu tác động vào phịng điều hồ: Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển Do hội trường nên ta tính cho tồn phịng Theo khảo sát công trình phòng có chiều cao 3,3 m, có diên tích 150m , phòng có cửa sổ lắp kính khung bằng gỗ có diện tích (2,1 x 2,1) x = 17,64 m ,một cửa sổ nhỏ trước có diện tích 1,6 x 2,1 = 3,36 m2 và cửa chính có diện tích (2,5 x 2,5)x = 18,75 m , cửa nhỏ dể lên sân khấu 1,2 x 2,5 = m2 đó diện tích lắp kính là: (2 + 4) x 1,6 x (2 +3) x 1,2 = 21,21m2 Ta tính tốn sơ đồ nhiệt sau: Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qaât Nhiệt ẩn thừa Qat do: Nhiệt hiện thừa Qht : Bức xạ Q1 Qua kính Q11 Trần Q21 vách Q22 Δt qua bao che Q2 Nền Q23 Nhiệt tỏa Q3 Đèn Q31 máy Q32 Người Q4 Người Hiện Q4h Gió tươi QN Người ẩn Q4a Gió tươi QhN Gió lọt Q5 Gió tươi ẩn QaN Nguồn khác Q6 Gió lọt ẩn Q5A Gió lọt Q5H khác Q6 2.2 Nhiệt xạ qua kính: Nhà hội trường nhà C, trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh đươc làm dãy nhà + Dãy nhà mặt chính hướng nam thì có cửa vào cửa sổ quay hướng bắc chịu xạ mặt trời + Ta thực phép tính tốn cho tồn hội trường SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển Hội trường có cửa vào nửa cửa bọc gỗ nửa ghép kính Các cửa vào cửa sổ sơn mầu nâu Phần lớn cửa sổ tòa nhà cửa sổ đứng, mặt trời mọc hướng đông, lặn hướng tây cửa sổ quay hướng đông sẽ nhận xạ cực đại vào 8-9h sáng kết thúc lúc 12h trưa Theo kinh nghiệm nhiệt xạ tính qua công thức : Q11= nt Q’11 Q’11= F.RT εc.εđs.εmm.εkh.εm.εr Trong : nt : hệ số tác dụng tức thời F : diện tích bề mặt kính cửa sổ, kính cửa vào có khung gỗ → F = 21,21 m2 εc : hệ số ảnh hưởng độ cao so với mực nước biển, tòa nhà cao mực nước biển, nên chọn Độ cao Hà Nội so với mực nước biển 15 (m) giả thiết phòng nằm tầng nên cao mực nước biển khoảng 15 (m) εc = + H 15 0,023 = + 0,023 = 1,000345 1000 1000 εđs: hệ số kể đến ảnh hưởng độ chênh nhiệt đọng sương khơng khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương khơng khí mặt nước biển 200C Do ta lấy nhiệt độ nhà tN = 32,8và ϕN = 66% → ts = 25,5 °C εđs = − ( 25,5 − 20) 0,13 10 = 0,93 εmm: hệ số ảnh hưởng mây mù, trời quang mây lấy εkh : hệ số ảnh hưởng khung cửa, khung kim loại lấy 1.17 εm : hệ số kính , theo bảng 4.3[1, 153] : hệ số kính phụ thuộc kính tráng màng phản xạ RS20, kính dầy 6mm : εm =0,34 εr : Hệ số mặt trời ,kể đến ảnh hưởng kính có che bên Do tất phịng có cửa kính dán đêcan mầu vàng nên theo bảng 4.4 [1,153] (Màn che loại Brella trắng kiểu Hà Lan) có εr = 0,33 RK = {0,4.αk + τk.( αm + τm + ρk.ρm + 0,4 αk αm )}.RN , W/m2; RN : Bức xạ mặt trời đến bên ngồi mặt kính, RN = RT ; 0,88 RT : Bức xạ mặt trời qua kính vào khơng gian điều hoà, W/m2; αk , τk , αm , τm , ρm : Lần lượt hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ kính che Cửa kính sử dụng cửa kính tráng màng phản xa RS20 dày mm , khung gỗ Tra bảng 4.3[1,153] Đặc tính xạ hệ số loại kính εm, ta : αk = 0,44 τk = 0,12 ρk = 0,44 εm = 0,34 SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển αm = 0,09 τm = 0,14 ρm = 0,77 εr = 0,33 RT: nhiệt xạ mặt trời qua cửa kính vào phịng Vị trí lắp đặt Hà Nội khoảng 21 vĩ độ bắc ,nhưng để dễ tính tốn ta lấy ln số liệu 20 vĩ độ bắc Mặt khác tòa nhà chỉ có lắp cửa kính ở mặt trước nên ta xét hướng chính của hai dãy Tra bảng 4.1, [148] tháng nóng là: Dãy nhà mặt trước hướng nam : R= 44 W/m2 vào tháng lúc 14h Ta chọn lượng nhiệt xạ vào phòng lớn RT= 44 W/m2 cho phịng hội trường có cửa kính quay hướng nam Từ : RN Tây- Nam = RT 44 = 50 W/m2 = 0,88 0,88 RK Nam = {0,4 x 0,44 + 0,12 x( 0.09 + 0.14 + 0.44 x 0.77 + 0.4 x 0.44 x 0.09 )}.50 = 12,3 W/m2 Hệ số hiệu chỉnh phịng có rèm che : k = εc εđs εmm εkh εm εr k = 1,000345 x 0,93 x x 1,17 x 0,34 x 0,33 = 0,122 - Xác định hệ số tức thời nt : Lượng nhiệt xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính tác động lúc đến phụ tải hệ thống mà tác động khơng đồng thời thể độ trễ nhiệt Do kết cấu dạng bề mặt khơng gian điều hịa như: tường, sàn, trần đồ đạc nhà có khả tích nhiệt, điều tạo lượng trễ nhiệt, lượng nhiệt sau thời gian xạ vào không khí phịng Như thể tác động không đồng thời làm giảm bớt phụ tải lạnh hệ thống thời điểm khảo sát, có khả làm giảm bớt phụ tải tổng hệ thống Khả hấp thụ nhiệt vật liệu kết cấu bề mặt phụ thuộc vào khối lượng riêng theo bề mặt kết cấu vật liệu (kg/m 2sàn) Ta có nt = f(gs) , gs mật độ diện tích trung bình tồn kết cấu, vách, trần, sàn, kg/m2 Xác định gs sau tra bảng ta xác định giá trị nt gs xác định sau: g s = G '+0,5G ' ' FS Trong đó: G’ – khối lượng tường có mặt ngồi tiếp xúc với xạ mặt trời sàn nằm mặt đất, kg G” – khối lượng tường có mặt ngồi không tiếp xúc với xạ mặt trời sàn không nằm mặt đất, kg Fs - diện tích sàn, m2 Diện tích sàn phịng hội trường :⇒ Fs = 20 x 7,5 = 150 m2 -Khối lượng 1m2 tường 300 kg/m2 -Khối lượng 1m2 sàn bêtơng 350 kg/m2 SVTH : Hồng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển -Diện tích tường có mặt ngồi tiếp xúc với xạ mặt trời tính sau: + Khối lượng tường có cửa tiếp xúc với xạ mặt trời: G’ = 300.F G’ = 300 x (Ftường tiếp xúc - Fcửa vào – Fcửa sổ ) = 300 x (20 x x 3.3 – 21,75 – 21) = 27075(kg) + Khối lượng tường không tiếp xúc với xạ mặt trời sàn khơng nằm mặt đất(cả sàn trần) Phịng hội trường nằm tầng G” = 300 x (Ftường ) + 350( Fsàn + trần ) = 300 x (7,5 x 3,3 x 2) + 350 x (20 x 7,5 x 2) = 119850(kg) + Vậy: g s = 27075 + 0.5 × 119850 = 580 (Kg/m2sàn) 150 Do hệ thống điều hoà hoạt động liên tục, chọn gs = 700 kg/m2 sàn Tra bảng 4.6[1,156] ta tìm hệ số tác động tức thời nt lớn là: Dãy phịng hội trường mặt trước phía Tây-Nam có phịng có cửa chính và cửa sở quay hướng tây-nam, điều đồng nghĩa với việc dãy nhà chịu xạ lớn vào lúc 16h sáng Nhiệt xạ qua kính phịng hội trường theo hướng tây nam là: n t = 0,61 Vậy ta có: Q11 = nt x Q11’ = nt x k x F x RK Nam Q11 = 0,61 x 0,122 x 21,21 x 12,3 = 19,41 (w) 2.3 2.1 Nhiệt xâm nhâp qua kết cấu bao che a Nhiệt xạ qua mái chênh lệch nhiệt độ Δt td: Q21 Q21 = k.F Δt td Do phòng hội trường nằm tầng phòng điều hòa nằm tầng tòa nhà điều hòa nghĩa bên phịng điều hịa : Δt = , Q21 = b Nhiệt tổn thất qua vách Q22 Nhiệt truyền qua vách Q22 gồm hai thành phần: - Thành phần tổn thất chênh lệch nhiệt độ ngồi trời khơng gian điều hịa - Thành phần xạ mặt trời vào tường, nhiên thành phần nhiệt coi khơng tính tốn Thành phần nhiệt truyền qua vách bao gồm: nhiệt truyền qua tường, nhiệt truyền qua cửa vào nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q22 = ∑ Q2i = ki Fi ∆t = Q22t + Q22c + Q22k Trong Q22t – nhiệt truyền qua tường Q22c – nhiệt truyền qua cửa vào Q22k – nhiệt truyền qua kính cửa sổ ki – hệ số truyền nhiệt tường, cửa vào, kính cửa sổ Fi – diện tích tường, cửa vào, kính cửa sổ SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển ∆t – chênh lệch nhiệt độ ngồi khơng gian điều hịa c Nhiệt truyền qua tường Q22T Nhiệt truyền qua tường tính theo biểu thức sau: Q22t = kt Ft ∆t Khi tường tiếp xúc trực tiếp với khơng khí bên ngồi: ∆t = (tN – tT) = 32.8 – 24 = 8,80C Hệ số truyền nhiệt qua tường tính sau: k= δ 1 +∑ i + α N i =1 λi α T 2 1,3 - Lớp vữa trát - Lớp gạch xây dựng Tường gồm lớp : - Lớp gạch có δ1 = 0,2m , λ1 = 0,58W/mK - Lớp vữa ximăng trát ngồi có δ2= 0,02m, λ2 = 0,93W/mK - Lớp sơn nước bỏ qua αN – hệ số tỏa nhiệt phía ngồi trời, tường tiếp xúc trực tiếp với khơng khí bên ngồi αN = 20W/m2K αT – hệ số tỏa nhiệt phía nhà, αT = 10W/m2K Hệ số truyền nhiệt tường tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài: k= 1 0,2 0,02 + + + 20 0,58 0,93 10 = 1,94(W / m K ) Khi tính tốn phịng hội trường có bức tường tiếp xúc trực tiếp với không khí, nhiệt truyền qua tường tính sau: Q22t = 1,94 x ( 3,3 x 7,5 + 20 x 3,3 x 2) x 8,8 = 2676,036 (W) d Nhiệt truyền qua cửa vào Nhiệt truyền qua cửa vào tính biểu thức sau: Q22C = kc.Fc.∆t SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển Fc - diện tích cửa vào 2,5 x 2,5 x + 1,2 x 2,5 = 21,75 m Phịng có cửa vào kc - hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K ∆t – hiệu nhiệt độ nhà ngoài nhà ∆t= tN – tT = 32,8 – 24 = 8,80C Cửa vào làm bằng gỗ chiều dầy gỗ 30 mm Theo bảng 4.12[169] có kc = 2.65 W/m2K Q22c = kc.Fc.∆t = 2,65 x 21,75 x 8,8 = 507,21 (W) e Tính nhiệt truyền qua kính cửa sổ:Q22k Nhiệt truyền qua kính cửa sổ tính biểu thức sau: Q22k = kk.Fk.∆t Kk – hệ số truyền nhiệt qua kính, tra bảng 4.13[1,169] có kk = 5,89W/m2K Fk – diện tích kính cửa sổ, Fk = 21m2 ∆t – hiệu nhiệt nhà ngoài nhà ∆t = tN – tT = 8,80C ⇒ Q21k = 5,89 x 21 x 8,8 = 1088,47 (W) f Nhiệt truyền qua (sàn): Q22N Q22N =KNFN∆t , W Trong đó: FN : diện tích nền, FN = 20 x 7,5 = 150 m2 ∆t : hiệu nhiệt độ phòng ∆t = tN – tT = 8,80C K : hệ số truyền nhiệt tra bẳng 4.15 (170) sàn bê tông dầy 150 mm cà lát gạnh vinyl3mm K = 2,78 W/m2K Các phịng hội trường có sàn nằm mặt đất Q21N = 2,78 x 150 x 8,8 = 3669,6 W Q22 = ∑ Q2i = Q22t + Q22c + Q22k = 2676,036 +507,21 +1088,47 + 3669,6= 7941,32 W 2.3.1 Tính nhiệt tỏa Q3: Nhiệt tỏa Q3 gồm hai thành phần nhiệt tỏa đền chiếu sáng nhiệt tỏa chiếu máy móc a Nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Q31 Trong chiếu sáng người ta thường sử dụng hai loại đèn: Đèn dây tóc đèn huỳnh quang - Với đèn dây tóc, nhiệt tỏa tính sau Q31 = ΣN - Với đèn huỳnh quang tương tự nhân thêm hệ số 1,25 với cơng suất ghi bóng đèn Q31= Σ1,25xN Với N công suất đèn Toàn hệ thống đèn chiếu sáng cho toàn phòng ở ký túc xá đèn huỳnh quang Nhiệt tỏa chiếu sáng gồm hai thành phần: xạ đối lưu, phần xạ bị kết cấu bao che hấp thụ nên tác động nhiệt lên tải lạnh nhỏ giá trị tính tốn Vì phải nhân thêm hệ số tác dụng tức thời hệ số tác dụng đồng thời Q31= nt nđ Σ1,25.N nt : hệ số tác dụng tức thời, giả sử đèn bật tiếng/1 ngày ,theo bảng 4.8[1,158], với gs = 783 kg/m2, có nt = 0,86 nđ: hệ số tác dụng đồng thời, dùng cho tịa nhà cơng trình điều hịa khơng khí lớn, với cơng sở: nđ= 0,7 ÷0,85 Lấy nđ = 0,85 SVTH : Hồng Tuấn Trang Page GVHD : Đỗ Trọng Hiển - Tòa nhà hội trường có 16 đèn đơi huỳnh quang, bóng có cơng suất 40w Tính tốn nhiệt tỏa chiếu sáng cụ thể cho phòng hội trường sau: Q31 = 0,86 × 0.85 x 1,25 x 32 x 40 = 1169,6 W) b Nhiệt tỏa máy móc: Q32 Là thành phần nhiệt tỏa sử dụng loại máy dụng cụ dùng điện hình lớn, loa, quạt, thiết bị phát thanh,… loại thiết bị không dùng động điện nên tính nhiệt tỏa đèn chiếu sáng Các thiết bị dùng phòng hội trường : máy vi tính cơng suất 250 w, quạt tường công suất quạt 150w, máy chiếu cơng suất 190w, 1loa 2kg có cơng suất 250w Q32 = ∑Ni Ni công suất ghi dụng cụ dùng điện Ta có nguồn nhiệt toả sau: Q32 = 250 + x 150 +190 + 250 = 1890 (W) Vậy : ΣQ3 = ΣQ31 +ΣQ32 = 1169,9 + 1890 = 3059,6 (W) 2.3.2 Nhiệt ẩn nhiệt người tỏa ra: Q4 a Nhiệt người tỏa vào phòng: Q4h Nhiệt người tỏa vào khơng gian điều hịa chủ yếu hai phương thức đối lưu xạ, xác định biểu thức sau: Q4h = nt n.qh Trong : n : số người khơng gian điều hòa qn : nhiệt tỏa từ người : chọn q = 10 w/người nt : Hệ số tác dụng không đồng thời; Chọn nd = 0,8 Tổng số người có phịng hội trường có 16 hàng ghế hàng có 12 ghế n = 195 người Tra bảng 4.18 [175] có nhiệt tỏa từ người qh = 70W/1người.1h ⇒ Q4h = 0.8 x 195 x 70 = 10920 (W) b Nhiệt ẩn người tỏa vào phòng: Q4a Nhiệt ẩn người tỏa xác định theo biểu thức sau: Q4â = n.qâ Trong : n: số người khơng gian điều hịa, n = 195 người qâ: nhiệt ẩn tỏa từ người Tra bảng 4.18 [175] có nhiệt ẩn tỏa từ người qâ = 50W/1người.1h Q4â = 195 x 50 = 9750 (W) Khi nhiệt nhiệt ẩn người tỏa tính cho phịng là: Vậy: ΣQ4 = ΣQ4h+ ΣQ4â = 10920 +9750 = 20670 (W) 2.3.3 Nhiệt ẩn nhiệt gió tươi mang vào QhN QâN Trong điều hịa khơng khí, khơng gian điều hịa ln ln phải cung cấp lượng gió tươi để đảm bảo đủ oxy cần thiết cho hoạt động hơ hấp người khơng gian Ký hiệu gió tươi trạng thái ngồi trời N, gió tươi trạng thái ngồi trời với nhiệt độ tN, ẩm dung dN entanpy IN lớn trạng thái khơng khí nhà với nhiệt độ tT, ẩm dung dT entanpy IT, đưa gió tươi vào phịng tỏa lượng nhiệt, bao gồm nhiệt ẩn Q âN nhiệt QhN, chúng tính biểu thức sau: SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 10 GVHD : Đỗ Trọng Hiển QN = QhN + QâN QhN = 1,2 x n x l x (tN – tT) ,W QâN = x n x l x (dN – dT) ,W Trong : dN – ẩm dung trạng thái khơng khí ngồi trời dT – ẩm dung trạng thái khơng khí khơng gian điều hịa tN , tT – nhiệt độ trạng thái khơng khí ngồi khơng gian điều hịa n – số người khơng gian điều hịa, n = 195 người l – lượng khơng khí tươi cần cho người giây Theo bảng 4-19[176] ta có: l = 7.5 l/s Từ thơng số: tN = 32,80C , ϕN = 66%, tT = 240C , ϕT = 70% , tra ẩm đồ I– d ta có dN = 21,2 g/kg , dT = 13,2 g/kg Tính cho phịng hội trường : QhN = 1,2 x 195 x 7,5 x (32,8 – 24) = 15444 (W) QâN = x 195 x 7,5 x (21,2 - 13,2) = 35100 (W) QN = 15444 + 35100 = 50544 (W) 2.3.4 Nhiệt tổn thất gió lọt Q5h Q5a Khơng gian điều hịa cần làm kín để chủ động kiểm sốt lượng gió tươi cấp cho phòng điều hòa nhằm tiết kiệm lượng, có tượng rị lọt khơng khí không mong muốn qua khe cửa sổ, cửa vào cửa mở người vào Hiện tượng xảy mạnh chênh lệch nhiệt độ ngồi khơng gian điều hịa lớn Khơng khí lạnh phía cửa khơng khí ngồi trời lọt vào từ phía cửa Nguồn nhiệt gió lọt gồm hai thành phần nhiệt ẩn nhiệt hiện, tính biểu thức sau: Q5h = 0,39.ξ.V(tN – tT),W Q5â = 0,84.ξ.V(dN – dT),W Với – V : thể tích phịng, ta có: V= 20 × 7,5 × 3,3 = 495 (m 3) ξ : hệ số kinh nghiệm, xác định theo thể tích phịng Theo bảng 4-20[177] ta có: ξ=0.7 Q5h= 0,39 × 0,7 × 495 × (32,8 - 24) = 1189,19(W) Q5â= 0.84 × 0.7 × 495 × (21,2 – 13,2) = 2328,48(W) Do số lượng người vào nhiều nên cửa phải đóng mở nhiều lần nên phải bổ sung thêm nhiệt nhiệt ẩn sau: Q5bsh = 1,23 × Lbs × (tN – tT) , w Q5bsâ = × Lbs × (dN - dT), w Trong đó: Lbs = 0,28 × Lc × n, l/s n: số người qua cửa Chọn n = 20 người/giờ Lc: lượng khơng khí lọt qua lần mở cửa, m3/người Tra bảng 4.21[178] (ở n Q6 = 2.4 Xác định phụ tải lạnh Qo = Qt = ∑ Qht + ∑ Qât = Q11 + Q21 + Q22 + Q3 + Q4 +Q5 + Q6 + QN Qo = 19,41+ + 7941,32 + 3059,6 + 20670 + 4102,68 + + 50544 = 86337,01 W = 86,33701 ≈ 87 KW Vậy Qo = 87 KW III: Tính tốn sơ đồ điều hồ khơng khí: 3.1 Hệ số nhiệt phòng: RSHF, ε hf: Hệ số nhiệt phòng ký hiệu ε hf tỷ số thành phần nhiệt tổng nhiệt nhiệt ẩn phịng chưa tính đến thành phần nhiệt nhiệt ẩn gió tươi mang vào khơng gian điều hồ Hệ số nhiệt phịng tính theo biêu thức sau: ε hf = Q hf Q hf + Qâf Trong đó: Qhf –Tổng nhiệt phịng(khơng có nhiệt gió tươi gió lọt),W Qhf = Q11 + Q21 + Q22 + Q3 + Q4h = 118,5 + + 7941,32 + 3059,6 + 10920 = 22039,42 W Qâf –Tổng nhiệt ẩn phịng (khơng có nhiệt ẩn gió tươi gió lọt),W Qâf = Q4a = 9750 W Vậy: ε hf = 22039,42 = 0,73 22039,42 + 9750 3.2 Hệ số nhiệt tổng: GSHF, ε ht: Hệ số nhiệt tổng độ nghiêng tia q trình từ điểm hoà trộn thổi vào Hệ số nhiệt tổng tính theo biểu thức sau: SVTH : Hồng Tuấn Trang Page 12 GVHD : Đỗ Trọng Hiển ε ht = Qh Qh + Qâ Trong đó: Qh –thành phần nhiệt kể phần nhiệt gió tươi đem vào Q hN có trạng thái N Qh = Qhf + Q5h + Q5hbs + QhN = 22039,42+ 1189,19 + 181,84 + 15444 = 38854,45 (w) Qâ – thành phần nhiệt ẩn kể phần nhiệt ẩn gió tươi mang vào phịng Q âN có trạng thái trời N Qâ = Qâf + QâN + Q5â + Q5âbs = 9750 + 35100 + 2328,48 + 403,2 = 47581,68 (w) ε ht = Vậy: 38854,45 = 0.45 38854,45 + 47581,68 3.3 Hệ số vòng: ε βF: Hệ số vòng phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng bề mặt trao đổi nhiệt dàn,cách xắp xếp bố trí bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống, tốc độ không khí ε BF = Được xác định sau: GH G H + GO Trong đó: GH –Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh khơng trao đổi nhiệt ẩm với dàn lạnh , kg/s, nên có trạng thái điểm hịa trộn H G0 – Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh có tao đổi với dàn lạnh, kg/s, đạt trạng thái O Do ta chọn điều hịa khơng khí thơng thường dể lắp đặt cho nhà hội trường Tra bảng 4-22[191] ta được:εBF = 0.1- 0.2 chọn: εBF = 0.2 ta hệ số vòng 3.4 Hệ số nhiệt hiệu dụng: ESHF, ε hef: Là tỷ số nhiệt hiệu dụng phịng nhiệt tổng hiệu dụng phịng: tính sau: ε hef = Qhef Qhef + Qaef Trong đó: Qhef : Nhiệt hiệu dụng phịng ERSH Qhef = Qhf + εBF × QhN = 22039,42 + 0,2 × 15444 = 37483,62 (w) Qhf : Nhiệt gió tươi mang vào ( Có nhiệt gió lọt) Qâef – Nhiệt ẩn hiệu dụng phịng ERSH Qâef = Qâf + εBF × QâN = 9750 + 0,2 × 35100 = 44850,2 w Vậy: ε hef = Qhef Qhef + Qâef = 37483,62 = 0,46 37483,62 + 44850,2 SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 13 GVHD : Đỗ Trọng Hiển 3.5 Xác định lượng không khí qua dàn lạnh: L(l/s) Lưu lượng khơng khí L cần thiết để dập nhiệt thừa ẩn phịng điều hồ, lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh (hoặc AHU) sau hoà trộn Lưu lượng khơng khí xác định sau: L= Qhef 1,2 × (tT − t S ) × (1 − ε BF ) = 37483,62 1,2 × (24 − 15,2) × (1 - 0.2) = 4437 l/s tT : nhiệt độ phòng, tT = 240C tS : nhiệt độ đọng sương thiết bị Qhef: nhiệt hiệu dụng, W εBF: hệ số vịng Chương III TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ I Chọn hệ thống điều hồ khơng khí Qua sư tính tốn, cơng trình nhỏ vừa nên ta chọn hệ thơng diều hịa âm trần hãng DAIKIN, hãng có danh tiếng máy chạy ổn dinh công suất làm lạnh đạt yêu cầu Với Qo = 87 kw ta chọn máy điều hòa âm trần chiều hãng DAIKIN với máy 35300 BTU Có moden máy RY100F Dàn lạnh thổi hướng Có trần giả cách trần 500 mm, sát với dầm, dàn ngưng tụ ta láp mặt sau hội trường SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 14 GVHD : Đỗ Trọng Hiển Sơ đố mặt trước phòng hội trường M? T TRU? C PHỊNG H? I TRU? NG SVTH : Hồng Tuấn Trang Page 15 GVHD : Đỗ Trọng Hiển Ðu? ng ?ng gas SO Ð? ÐU? NG ? NG VÀ V? TRÍ L? P Ð? T DÀN L? NH DAN NGUNG T? SƠ ĐỒ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 16 GVHD : Đỗ Trọng Hiển Chương IV CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG, VẬN HÀNH LẮP ĐẶT, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA I: Lắp đặt - vận hành - bảo dưỡng - sửa chữa hệ thống 1.1 Thi công lắp đặt Việc thi công lắp đặt hệ thống điều hịa khơng khí cần phải tn thủ tiêu chuẩn nước số tiêu chuẩn khác có liên quan 1.2 Lắp đặt hệ thống điện - Các thông số nguồn điện cần đáp ứng đúng: phase 380-415V 50Hz phase 220-240V 50Hz - Các dây điện cấp điện cho dàn nóng, dàn lạnh, dây điều khiển cần phải thông số ghi thiết kế - Tủ điện cấp nguồn bắt buộc phải trang bị đầy đủ: Aptomat, rơle, thiết bị đo lường, bảo vệ báo hiệu cố…và phải lắp đặt kỹ thuật vị trí an tồn dễ thao tác - Cáp điện, dây điện phải chạy ống PVC để đảm bảo an tồn Hình Treo dây điện - Hệ thống máng điện, hộp điện, hệ thống ống luồn dây điện treo giá đỡ bảo vệ cáp phải trang bị - Phải đảm bảo việc nối đất cho dàn nóng dàn lạnh yêu cầu kỹ thuật thiết kế đề SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 17 GVHD : Đỗ Trọng Hiển - Sau kết nối song mạch điện cần kiểm tra lại thông mạch, điện trở cách điện dây II: Lắp đặt dàn nóng, dàn lạnh Cụm dàn nóng dàn lạnh phải lắp đặt theo yêu cầu thiết kế vẽ yêu cầu nhà chế tạo đặt 2.1 Lắp đặt cụm dàn nóng - Dùng cần cẩu, thang máy dụng cụ chuyên dùng khác để vận chuyển cụm dàn nóng đến vị trí lắp máy tầng Do trọng lượng cụm dàn nóng tương đối lớn nên yêu cầu đặt vận chuyên phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người máy móc thiết bị Cần phải chuẩn bị kiểm tra kỹ lưỡng khâu trước vận chuyển - Chuẩn bị bệ đỡ tiêu chuẩn đề nhà chế tạo đặc biệt cần ý đến hướng gió, khoảng cách dàn nóng, khoảng cách tường…sao cho hệ thống hoạt động đạt hiệu cao - Đo đạc lấy dấu xác, khoan, đục… vị trí để đường ống dẫn mơi chất, ống dẫn điện hay vị trí để cố định máy - Gắn chi tiết giảm rung tiến hành đặt máy vào vị trí lắp đặt - Cố định máy lại tiến hành kết nối đường ống Gas, đường dây điện động lực, điện điều khiển theo yêu cầu kỹ thuật đề 2.2 Lắp đặt cụm dàn lạnh Dàn lạnh lắp đặt khơng gian điều hịa vị trí trần giả nên ngồi việc địi hỏi phải đảm bảo kỹ thuật cịn phải đảm bảo tính thẩm mỹ tịa nhà - Các dàn lạnh treo ty treo gắn trần, với dàn lạnh FDURA âm trần toàn dàn lạnh nằm phía khơng gian trần giả có mặt hút thổi gió hở nên trước lắp đặt cần phải đo đạc đánh dấu vị trí cách xác để đảm bảo kỹ thuật mỹ thuật - Sau treo dàn lạnh vào vị trí theo vẽ thiết kế cần kiểm tra lại độ vững chắc, cân chỉnh độ thăng máy, tính thẩm mỹ tiến hành kết nối đường ống dẫn môi chất, đường nước ngưng dây điện nguồn điện điều khiển SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 18 GVHD : Đỗ Trọng Hiển Hình Chi tiết lắp đặt dàn lạnh III: Lắp đặt hệ thống đường ống thải nước ngưng Sau xác định vị trí hợp lý để treo đường ống dẫn nước ngưng, Tiến hành đo kích thước đoạn ống (PVC) tiến hành treo ống kết nối đường ống lại với - Khi kết nối đường ống cần ý độ dốc đường ống để lợi dụng chênh lệch áp suất thủy tĩnh giúp nươc thoát dễ dàng SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 19 GVHD : Đỗ Trọng Hiển - Tại cửa nước ngồi mơi trường (hệ thống nước thải tòa nhà) cần trang bị bẫy chắn trùng Hình Chi tiết treo Ống dẫn nước ngưng SVTH : Hoàng Tuấn Trang Page 20 ... hội trường, trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh tòa nhà tương đối lớn gồm tầng, tồ nhà nằm phía nam khn viên trường Tòa nhà nằm mặt rộng 30 0m2 Hội trường nhà C, trường Cao Đẳng Điện Tử - Điện Lạnh. .. thuật vị trí an tồn dễ thao tác - Cáp điện, dây điện phải chạy ống PVC để đảm bảo an tồn Hình Treo dây điện - Hệ thống máng điện, hộp điện, hệ thống ống luồn dây điện treo giá đỡ bảo vệ cáp phải... Phòng hội trường nằm tầng G” = 30 0 x (Ftường ) + 35 0( Fsàn + trần ) = 30 0 x (7,5 x 3, 3 x 2) + 35 0 x (20 x 7,5 x 2) = 119850(kg) + Vậy: g s = 27075 + 0.5 × 119850 = 580 (Kg/m2sàn) 150 Do hệ thống