Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho hệ thống điều hoà không khí Trung tâm kỹ thuật y tếc ao cấp

Website: http://www.docs.vn Email : lienhe@docs.vn Tel (: 0918.775.368 Lêi nãi đầu Thông gió điều hoà không khí đời vào năm cuối kỷ 19 đợc phát triển mạnh từ năm 30 kỷ 20 Ngày nay, thông gió điều hoà không khí đà ®ãng gãp mét vai trß quan träng ®êi sèng dân sinh, kỹ thuật nhiều nghành công nghiệp quốc gia giới Đặc biệt đối víi ViƯt Nam lµ mét níc cã khÝ hËu nhiƯt ®íi nãng Èm, v× vËy, øng dơng kü tht ®iỊu hoà không khí có ý nghĩa vô to lớn đời sống ngời sản xuất Việt Nam Trớc đây, điều kiện kinh tế cha cho phép nên việc ứng dụng kỹ thuật điều hoà không khí phục vụ lĩnh vực hạn chế Trong thời gian gần đây, đôi với phát triển kinh tế đất nớc nhờ sách đổi Đảng Nhà nớc với mục tiêu công nghiệp hoá, đại hoá, nhu cầu kỹ thuật điều hoà không khí gia tăng mạnh mẽ Các thiết bị điều hoà không khí đà đợc nhập từ nhiều nớc khác với nhiều chủng loại đa dạng, đại số loại đà bắt đầu đợc tiến hành sản xuất lắp ráp nớc Có thể nói, hầu nh tất cao ốc văn phòng, khách sạn, nhà hàng, rạp chiếu bóng, nhà văn hoá, số phân xởng, bệnh viện đà xây dựng đợc trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm tạo môi trêng khÝ hËu thÝch nghi cho ngêi sư dơng HiƯn nay, ngời dân việt nam chi phí cho nhu cầu ngành lạnh điều hoà không khí thÊp so víi c¸c níc khu vùc nh Th¸i Lan, Singapo, điều chứng tỏ ngành có tiềm phát triển mạnh mẽ tơng lai Cïng víi sù ph¸t triĨn cđa khoa häc kü tht, Thông gió điều hoà không khí đà trở nên cấp thiết, đặc biệt ngành công nghệ cao, công trình đặc biệt, đại Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, tác giả đợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống điều hoà không khí bảo vệ môi trờng không khí cho phòng Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cÊp víi néi dung thĨ sau: Vai trß điều hoà không khí công trình Trung t©m kü thuËt y tÕ cao cÊp Ph©n tÝch lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống điều hoà không khí 3.Tính toán cân nhiệt ẩm cho hệ thống điều hoà không khí 4.Thành lập tính toán sơ đồ điều hoà không khí Chọn máy thiết bị Bố trí lắp đặt hệ thống Tính thuỷ lực hệ thống đờng ống dẫn Chơng vai trò điều hoà không khí công trình Trung tâm y tế cao cấp 1.1 ảnh hởng thông số môi trờng phòng đối víi ngêi C¸c u tè vi khÝ hËu cđa môi trờng không khí ảnh hởng đến đời sống ngời nh sau 1.1.1 Nhiệt độ t Nhiệt độ yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt ®èi víi ngêi C¬ thĨ ngêi cã thĨ xem nh máy nhiệt Đối với bình thờng, nhiệt độ thân nhiệt khoảng 370C Trong trình vận động thể luôn sản sinh lợng nhiệt nhiều cần để trì đợc nhiệt độ này, ngời có trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh Tuy nhiên, lợng nhiệt ngời thải môi trờng nhiều hay phụ thuộc vào cờng độ vận động thể, ngời ta chia cờng độ vận động thành dạng: tĩnh tại, nhẹ , trung bình, nặng Cơ thể ngời trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh qua hình thức: Đối lu, xạ, bay mồ hôi - Trao ®ỉi nhiƯt ®èi lu Khi nhiƯt ®é cđa môi trờng không khí lạnh thể ngời, lớp không khí tiếp xúc với thể ngời nóng dần lên có xu hớng chuyển động phía Khi đó, lớp không khí lạnh tiến đến chỗ, từ hình thành chuyển động tự nhiên lớp không khí bao quanh thể ngời Chính di chuyển đà lấy phần nhiệt lợng thể thải môi trờng - Trao đổi nhiệt xạ Nhiệt nhiệt độ thể ngời xạ tới bề mặt có nhiệt độ nhỏ nhiệt độ thể Hình thức trao đổi nhiệt hoàn toàn độc lập với tợng đối lu đà nêu không phụ thuộc vào nhiệt ®é kh«ng khÝ xung quanh Cêng ®é trao ®ỉi nhiƯt hình thức xạ phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ thể ngời bề mặt xung quanh - Trao đổi nhiệt bay mồ hôi Nếu điều kiện môi trờng thích ứng với hình thức trao đổi nhiệt thể ngời cảm thấy dễ chịu, ngợc lại cảm thấy khó chịu, chí nghiêm trọng nguy hại đến sức khoẻ Khi nhiệt độ môi trờng nhỏ 360C, thể thải nhiệt vào môi trờng hình thức đối lu xạ, độ chênh lệch nhiệt độ lớn làm cho nhiệt lợng thể nhiều, tới mức độ thể có cảm giác ớn lạnh Ngợc lại, nhiệt độ môi trờng lớn 360C, thể lại nhận nhiệt từ môi trờng nên có cảm giác nóng Khi nhiệt độ môi trờng lớn 360C thể thải nhiệt vào môi trờng hình thức toả ẩm (hơi thở, bay mồ hôi) Tuy nhiên, thể đổ mồ hôi nhiều hay phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm tơng đối tốc độ lu chuyển không khí xung quanh thểTrong số trờng hợp nhiệt độ môi trờng không cao lắm, nhng bề mặt số vật thể có nhiệt độ cao (lò luyện kim, lò rèn) có vài phận thể nóng mức xạ nhiệt từ bề mặt có nhiệt độ cao Trong truờng hợp diện tích bề mặt nóng lớn, khoảng cách từ bề mặt nóng đến ngời nhỏ ngời chịu tác động cao Từ đó, rút kết luận việc giảm nhiệt độ bề mặt xung quanh làm gia tăng cờng độ trao đổi nhiệt thể ngời xạ ngợc lại nhiệt độ bề mặt xung quanh tiến dần đến nhiệt độ thể việc trao đổi nhiệt xạ giảm nhanh Qua công trình nghiên cứu kết hợp với kinh nghiệm, nhà nghiên cứu đà rút kết luận phần lớn trờng hợp nghiên cứu, thể cảm thấy dễ chịu vùng nhiệt độ từ 220 C đến 270C 1.1.2 Độ ẩm tơng đối Độ ẩm tơng đối yếu tố định điều kiện nớc từ thể ngời bay vào không khí Sự bay mồ hôi vào không khí diễn độ ẩm tơng đối < 100% Nếu không khí có độ ẩm vừa phải có nghĩa khả bay hơi nớc vào không khí nhiều nên không khí có nhiệt độ cao, thể đổ mồ hôi, lợng mồ hôi bay vào không khí đợc nhiều, dạng thải nhiệt dới hình thức toả ẩm, làm thể có cảm giác dễ chịu Ngợc lại, độ ẩm lớn, mồ hôi thoát bay không bay đợc, da có lớp mồ hôi nhớp nháp khó chịu [5] t C Miền có mồ h«i 30 25 20 15 MiỊn kh«ng cã må h«i 10 40 50 60 70 80 90 ϕ H×nh 1.1 Mô tả giới hạn miền có mồ hôi da [5] Từ hình 1.1 thấy: trị số bé, thể có mồ hôi da nhiệt độ cao, trị số lớn thể có mồ hôi da nhiệt độ thấp Khi 75% da có mồ hôi với nhiệt độ t 200C Sự thải nhiệt độ tháo mồ hôi (do bay kém) thờng kèm theo rối loạn điện dịch thể, đến mức độ gây choáng ngất, nhẹ làm thể mệt mỏi Để thấy đợc vai trò độ ẩm tơng đối ϕ , cã thĨ tham kh¶o b¶ng 1.1 vỊ tØ lệ % nhiệt thể thải dới hình thức bay nớc (nhiệt ẩn) với nhiệt thải dới hình thức truyền nhiệt túy (nhiệt ) [5] Bảng 1.1: Quan hệ nhiệt độ với tỉ lệ phần trăm nhiệt thể thải dới hình thức bay nớc (nhiệt ẩn) với nhiệt thải dới hình thức truyền nhiệt túy (nhiệt ) t0 C Tû lÖ % 10 18 26,7 30 29 40 36 100 37,8 120 40,6 160 43,3 200 Theo kinh nghiệm cho thấy, nhiệt độ không khí 27 0C, để có cảm giác dễ chịu độ ẩm tơng đối không khí nên vào khoảng 50% Một môi trờng không khí sạch, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp yếu tố gián tiếp nâng cao đợc suất lao động chất lợng sản phẩm Để đáp ứng yêu cầu ngày cao chất lợng không khí công sở, trờng học, bệnh viện ngời ta đà ứng dụng ngày nhiều kỹ thuật điều hoà không khí nhằm tạo môi trờng có nhiệt độ, ẩm độ thích hợp cho ngời Để minh hoạ, bảng 1.2 rõ thông số nhiệt độ độ ẩm cho loại công trình [4] Bảng 1.2: Các thông số nhiệt độ độ ẩm cho loại công trình Thông số nhiệt Thông số độ ẩm STT Loại công trình độ t ( C) (%) Kỹ thuật điện, điện tử 20 ữ 22 50 ữ 60 Cơ khí xác 20 ữ 24 35 ữ 50 Đồ hộp, bảo quản chế 22 ÷ 24 65 ÷ 75 biÕn thùc phÈm Dợc phẩm 20 ữ 24 30 ữ 60 Phim ¶nh 20 ÷ 24 40 ÷ 65 In 22 ÷ 26 45 ÷ 60 DƯt (kÐo sỵi) 22 ÷ 25 55 ÷ 65 Phßng mỉ 20 ÷ 25 50 ữ 65 Phòng bệnh viện 22 ữ 26 35 ữ 60 1.1.3 Tốc độ lu chuyển không khí Wk Ngoài hai yếu tố nhiệt độ t độ ảm tơng đối không khí nh ®· nªu ë trªn ra, tèc ®é lu chun cđa không khí Wk yếu tố đóng vai trò quan trọng trình trao đổi nhiệt ẩm thể môi trờng Khi tốc độ lu chuyển không khí Wk tăng làm tăng cờng độ toả nhiệt cờng độ toả chất Do dó, mùa đông, Wk lớn làm tăng nhiệt thể gây cảm giác lạnh Ngợc lại, mùa hè gây cảm giác mát mẻ Trong điều kiện độ ẩm tơng đối cao, Wk tăng làm trình bay mồ hôi bề mặt da diễn nhanh khiến thể dễ chịu nhiều Chính vậy, vào mùa hè, ngời muốn sống điều kiện môi trờng không khí có lu chuyển mạnh (nh có quạt hay gió trời), đặc biệt ngời Việt Nam nớc ta nớc có điều kiện khí hậu nóng ẩm, thiết kế hệ thống thông gió điều hoà không khí cần phải ý quan tâm thích đáng đến đặc điểm Tuy nhiên, tốc độ gió lớn hay bé tuỳ thuộc vào nhiệt độ không khí, W k lớn mức cần thiết gây nhiêt cục bộ, khiến thể mệt mỏi Điểm cần ý nhiệt độ bên thể trì 37 0C nhng nhiệt độ bề mặt lớp da bao quanh thể không hoàn toàn ổn định Tuỳ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm không khí xung quanh mà nhiệt độ lớp da dao động từ 4,40C ữ 400C Ngoài ra, cần ý đến chênh lệch nhiệt độ không khí bên không gian cần điều hoà dòng không khí thổi trực tiếp vào thể Để đảm bảo sức khoẻ cho ngời độ chênh lệch nhiệt độ không nên vợt từ 30C ữ 60C Bảng 1.3: Các điểm tơng thích với cảm giác dễ chịu ngời [5] Nhiệt độ không khí phòng (0C) 16 ữ 20 21 ữ 23 24 ÷ 25 26 ÷ 27 28 ÷ 30 >30 Tốc độ không