Tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho “ Khoa Ung Bướu –Bệnh Viện Đa Khoa Đà Nẵng

Tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho “ Khoa Ung Bướu –Bệnh Viện Đa Khoa Đà Nẵng

LỜI NÓI ĐẦUNước ta là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới Do đó điều hoà không khíchiếm một vị trí quan trọng trong đời sống sinh hoạt và cả trong công nghiệp Khi màđời sống kinh tế nâng cao thì nhu cầu về điều hoà càng cao, có thể nói hầu như trongtất cả các cao ốc, văn phòng , khách sạn,bệnh viện, nhà hàng, một số phân xưởng…,

đã và đang xây dựng đều trang bị hệ thống điều hoà không khí Mục đích của việc điềuhoà không khí là tạo ra môi trường vi khí hậu thích hợp cho điều kiện sinh lý của conngười và nâng cao độ tin cậy hoạt động của các trang thiết bị công nghệ

Với đề tài Tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho “ Khoa Ung Bướu–Bệnh Viện Đa Khoa Đà Nẵng” sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, cùng với sựhướng dẫn tận tình hướng dẫn về đề tài này đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích

và kinh nghiệm cho công việc tương lai sau này

Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫntận tình của thầy: TS.Phan Quí Trà cùng các thầy cô khác trong khoa, đến nay đồ áncủa em đã được hoàn thành Trong cuốn thuyết minh này em đã cố gắng trình bày mộtcách trọn vẹn và mạch lạc từ đầu đến cuối tuy nhiên vẫn còn vài sai sót, lại một phần

do kiến thức còn hạn chế và tài liệu không đầy đủ nên không tránh khỏi Vì vậy emmong muốn có được sự chỉ bảo quí báu của thầy Em xin chân thành cảm ơn

Đà Nẵng, tháng 5 năm 2010 Sinh viên thực hiện

Lê Văn Diện

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Ngành : Công Nghệ Nhiệt _ Điện Lạnh

1 Tên đề tài : Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khoa Ung Bệnh Viện Đà Nẵng

Bứu-2 Các số liệu ban đầu :

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán :

- Giới thiệu công trình,phân tích phương án lựa chọn phương án đhkk và chọnthông số tính toán

- Tính cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm và kiểm tra đọng sương

- Thành lập và tính toán sơ đồ điêu hòa không khí

- Chọn máy và thiết bị điều hòa không khí

-Tính toán chọn đường ống ga theo tiêu chuẩn

- Tính toán thiết kế hệ thống thông gió và cấp gió tươi

- Tính chọn các thiết bị phụ : Tiêu âm, Lọc bụi

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý đường ống dẫn gas lạnh

- Bản vẽ sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

5 Cán bộ hướng dẫn :T.S PHAN QUÍ TRÀ

6 Ngày giao nhiệm vụ :02/2010

7 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 04/06/2010

Thông qua bộ mônNgày tháng năm 2010

(Ký, ghi rõ họ tên)

Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH KHOA UNG BƯỚI

BỆNH VIỆN ĐÀ NẴNG

1.1 Giới thiệu sơ về công trình 5

1.2 Ý nghĩa việc lắp đặt điều hòa tại khoa ung bứu 7

1.3 Giới thiệu về hệ thống điều hòa không khí 7

1.4 Lựa chọn phương án điều hòa không khí 16

1.5 Lựa chọn thông số tính toán 17

Chương 2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ,CÂN BẰNG ẨM 2.1 Tính hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che 20

2.2 Tính cân bằng nhiệt 24

2.3 Tính cân bằng ẩm 44

2.4 Tính kiểm tra đọng sương 46

Chương 3 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 3.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 48

3.2 Tính toán năng suất thiết bị 52

3.3 Tổng công suất lạnh của công trình 55

Chương 4 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG 4.1 Lựa chọn hãng sản xuất 56

4.2 Lựa chọn thiết bị chính cho hệ thống điều hòa 61

Chương 5 TÍNH TOÁN THIẾT ĐƯỜNG ỐNG GA ,ĐƯỜNG ỐNG GIÓ,THÔNG GIÓ VÀ CẤP GIÓ TƯƠI 5.1 Tính toán thiết kế đường ống gas 67

5.2 Tính toán thiết kế đường ống gió ,thông gió và cấp gió tươi 76

5.2.1 Mục đích thiết kế 76

5.2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán kênh gió 77

5.2.2 Tính toán thiết đường ống gió cấp 78

Chương 6 TIÊU ÂM VÀ KHỬ KHUẨN CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ I.TIÊU ÂM

6.1 Khái niệm về tiếng ồn 96

6.2 Ảnh hưởng của tiếng ồn đối với sức khoẻ con người 96

6.3 Các nguồn gây ồn 96

6.4 Các biện pháp tiêu âm và thiết bị tiêu âm 97

II LỌC BỤI VÀ KHỬ KHUẨN100 Chương 7 PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 7.1 Phương án lắp đặt dàn nóng 101

7.2 Phương án lắp đặt dàn lạnh 101

7.3 Phương pháp lắp đặt đường ống gas ,đường ống gió 102 KẾT LUẬN 106

TÀI LIỆU THAM KHẢO 107

Chương 1

GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH KHOA UNG BƯỚI

BỆNH VIỆN ĐÀ NẴNG

1.1.GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH:

1.1.1 Giới thiệu sơ về công trình:

Khoa ung bưới bệnh viện Đà Nẵng nằm ở địa chỉ 124 Hải Phòng,quận Hải Châu ,Thành phố Đà Nẵng Toàn bộ công trình là một tòa nhà 4 tầng cao 16,3 m, diện tíchmặt bằng xây dựng là :Tầng (1)+Tầng (2,3,4)=30x66,9+3x67,1x30=8046m2

1.1.2 Bản vẽ mặt bằng của công trình: (xem ở bản vẽ)

1.1.3 Cấu trúc chính của công trình:

Bảng 1.1 Các thông số về di n tích và chi u caoện tích và chiều cao ều cao

Thông số

Diện tíchphòng(m2)

Chiềucao(m)

Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm Vì vậy, ởthành phố Đà Nẵng vào mùa hè rất oi bức lại thêm môi trường không khí không đượctrong sạch Việc lắp đặt hệ thống điều hòa tại bệnh viện là một điều kiện tất yếu khinơi đây tập trung nhiều người cũng như bệnh nhân đến khám bệnh ,họ cần một môitrường trong sạch để hít thở không khí ,cũng như tránh các bệnh lây nhiểm có thể xảy

ra trong bệnh viện

1.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ :

1.3.1 Khái niệm về điều hoà không khí:

Điều hoà không khí là một nghành khoa học nghiên cứu các phương pháp, côngnghệ và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí phù hợp với công nghệ sản xuất,chế biến hoặc tiện nghi đối với con người Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trongkhông gian cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoà không khí còn phải giữ độkhông khí trong không gian đó ổn định ở một mức qui định nào đó Bên cạnh đó, cầnphải chú ý đến vấn đề bảo vệ độ trong sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưuthông hợp lí của dòng không khí

1.3.2 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 trongsạch và nồng độ chất độc hại, độ ồn Các đại lượng trên của không khí sẽ tác động tớicon người và qui trình công nghệ sản xuất

1.3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở 370C Để có được nhiệt độ nàyngười luôn sản sinh ra nhiệt lượng Trong bất kỳ hoàn cảnh nào con người sản sinh ralượng nhiệt nhiều hơn lượng nhiệt cơ thể cần để duy trì ở 370C Vậy lượng nhiệt dưthừa này cần phải thải vào môi trường không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài cơthể 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 môitrường không khí có nhiệt độ tkk = 22 ÷ 270C

1.3.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối:

Độ ẩm tương đối của không khí φ được tính bằng %, không khí chưa bão hoà φ

<100%, không khí bão hoà φ = 100% Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyếtđịnh tới lượng nhiệt ẩn bay hơi qa từ cơ thể người vào không khí Qua nghiên cứu ta

thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩmtương đối φ = 60 ÷ 75%.

1.3.2.3 Ảnh hưởng của tốc độ không khí:

Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt toả ra từ cơ thể bằng đối lưu vàbằng bay hơi đều tăng và ngược lại Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễchịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s

1.3.2.4 Nồng độ các chất độc hại

Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn thì nó sẽ có ảnhhưởng đến sức khỏe con người Mức độ tác hại của mỗi một chất tùy thuộc vào bảnchất chất khí, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của con người, tìnhtrạng sức khỏe vv

Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau: Bụi, khí CO2, SO2, NH3, Clo …

Tuy các chất độc hại có nhiều nhưng trên thực tế trong các công trình dân dụngchất độc hại phổ biến nhất đó là khí CO2 do con người thải ra trong quá trình hô hấp

Vì thế trong kỹ thuật điều hoà người ta chủ yếu quan tâm đến nồng độ CO2

1.3.2.5 Độ ồn:

Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồncao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: stress, bồn chồn và gâycác rối loạn gián tiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh Mặt khác khi độ ồnlớn có thể làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn làgây sự khó chịu cho con người

Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệthống điều hòa không khí

1.3.3 Phân loại hệ thống điều hoà không khí:

Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hoà không khí, ở đây chủ yếu sẽ trình bày 2cách phân loại hay dùng:

- Phân loại theo quá trình truyền nhiệt giữa không khí và môi chất lạnh trong dàn bốchơi của máy lạnh: hệ thống điều hoà làm lạnh trực tiếp (không qua chất tải lạnh nhưnước), hệ thống điều hoà làm lạnh gián tiếp (qua chất tải lạnh trung gian như nước)

- Phân loại theo cách cung cấp không khí lạnh đã qua xử lý cho không gian cầnđiều hoà; hệ thống điều hoà trung tâm, hệ thống điều hoà phân tán, hệ thống điều hòacục bộ.

1.3.3.1 Hệ thống điều hoà không khí trực tiếp:

- Hệ thống điều hoà không khí trực tiếp là hệ trong đó không khí trong phòng đượclàm lạnh trực tiếp bằng dàn bốc hơi (dàn lạnh) của máy lạnh Dàn bốc hơi có thể đặtngay trong phòng cần điều hoà (hệ thống điều hoà cục bộ ) hoặc dàn bốc hơi được đặtngoài phòng điều hoà cùng với đường ống dẫn không khí (hệ thống điều hoà phân tánhoặc trung tâm), ở đây có thể sử dụng các loại máy điều hoà:

- Máy điều hoà cửa sổ: tất cả các bộ phận của máy điều hòa đặt trong vỏ máy Ưuđiểm: gọn, dễ lắp đặt Nhược điểm là phải đục tường đặt máy nên mất mỹ quan, máy

Hình 1.1: Điều hòa 2 mảnh

- Máy điều hoà dạng tủ hai khối: một khối trong nhà (khối lạnh) có thể đặt đứnghoặc treo, môt khối ngoài trời (khối nóng) Loại máy này có năng suất lạnh vừa vànhỏ

- Máy điều hoà hoà VRV: về cấu tạo máy VRV giống như máy loại tách rời nghĩa

bốc hơi và quạt ) Sự khác nhau giữa VRV và dạng tách rời: với VRV chiều dài vàchiều cao giữa khối ngoài trời và trong nhà cho phép rất lớn (100m chiều dài lớn nhấtgiữa dàn nóng và dàn lạnh )

Các loại máy điều hoà kể trên có đặt điểm chung: Không khí trong phòng nhờ quạttrong khối lạnh được hút vào và qua dàn lạnh lại thổi vào phòng Nghĩa là khi cửa củaphòng đóng kín, sẽ không có không khí tươi ở ngoài phòng vào cho nên người ta chỉdùng loại máy điều hoà trong hệ thống trực tiếp này cho không gian cần điều hoàkhông có nhiều người (phòng làm việc, phòng ngủ ).

- Máy điều hoà nguyên cụm: Máy được đặt ngoài phòng cần điều hoà, có loạikhông cần đường dẫn không khí lạnh và các miệng thổi Ưu điểm: Ngoài việc hút

dàn lạnh thổi vào phòng (hệ thống điều hoà phân tán hoặc trung tâm) Nhược đểm làđường ống gió cồng kềnh và có khả năng lan truyền hoả hoạn nhanh Việc làm mátthiết bị ngưng tụ có thể bằng không khí hoặc bằng nước Khi làm mát bằng nước máyphải kết hợp với tháp làm mát bằng nước Loại máy điều hoà nguyên cụm thường cónăng suất lạnh vừa và lớn.

1.3.3.2 Hệ thống điều hoà không khí gián tiếp:

Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụmmáy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7oC Sau đónước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là cácFCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí Như vậy trong hệ thống này nước sửdụng làm chất tải lạnh

Hệ thống gồm các thiết bị chính sau :

- Cụm máy lạnh Chiller

- Tháp giải nhiệt đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước

- Bơm nước giải nhiệt

- Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung

Hình 1 3: Sơ đồ nguyín lý của Water Chiller

Trong hệ thống điều hoă không khí giân tiếp có đường ống dẫn không khí người tahay sử dụng biện phâp thay đổi lưu lượng không khí lạnh để điều chỉnh phụ tải năngsuất lạnh cho phù hợp với yíu cầu sử dụng

+ Ưu điểm của điều hoă giân tiếp kín với AHU: Có đưa một lượng không khí tươi từngoăi trời văo nín không khí trong không gian điều hoă trong sạch hơn Vì vậy hệđiều hoă với AHU năy nín dùng để điều hoă cho phòng đông người hoạt động (phònghọp, phòng ăn, )

+ Nhược điểm: Cần thím đường ống dẫn không khí, một phòng đặt AHU, hệ thốngống gió cồng kềnh

Khi cần sưởi ấm về mùa đông, ta cho mây lạnh ngưng hoạt động vă thiết bị cungcấp nước nóng hoặc hơi nước sẽ đi văo AHU để đốt nóng không khí Hoặc khi sửdụng mây lạnh hai chiều lúc năy nước nóng sẽ cung cấp cho AHU, FCU

Trong hệ thống điều hoă không khí giân tiếp kín với việc sử dụng FCU (gồm dănống có cânh vă quạt) ta thấy vì FCU đặt ngay trong phòng nín không có hệ thống ốngdẫn không khí, đó lă ưu điểm Nhưng ngược lại lă không chủ động được đưa mộtlượng không khí tươi từ ngoăi trời văo phòng nín độ trong sạch không khí trong phònggiảm Vì lý do năy chỉ nín dùng FCU cho phòng điều hoă có ít người hoạt động(phòng ngủ, phòng lăm việc ) Nếu một công trình cần điều hoă cho cả phòng đôngngười vă phòng ít người thì nín sử dụng hệ thống điều hoă không khí giân tiếp kín với

cả AHU vă FCU

FCU AHU

WATER CHILLER Nước lạ nh

Văn phòng Không khí hồ i

Không khí cấ p Nước lạ nh

Tháp giải nhiệ t

Bình giãn nở và cấ p nước bổ sung Không khí tươi

b Hệ thống ống nước:

+ Ưu điểm của việc sử dụng ống nước so với việc dùng ống dẫn không khí: Đạt được

mỹ quan của công trình vì ống nước nhỏ Hơn nửa hệ thống điều hoà với ống nướclạnh không bị lây lan, hoả hoạn như trong đường ống có dẫn không khí khi có hoảhoạn xảy ra

+ Nhược điểm của hệ thống ống nước: Trở lực trên các đường ống dẫn tới các FCUlớn, để khắc phục người ta dùng một hệ thống nước cấp nhưng với hai ống nước hồi,với cách này trở lực của nước qua các FCU sẽ đồng đều vì chiều dài đường nước đi từmáy lạnh qua các FCU và về máy lạnh sẽ tương đối bằng nhau nên lượng nước cungcấp cho các FCU cũng đồng đều

2 Hệ thống điều hoà gián tiếp hở:

Ở đây nước lạnh được làm lạnh trong bình bốc hơi của máy lạnh (WC-waterchiller) rồi phun trong buồng phun để làm lạnh không khí rồi được bơm hút về máylạnh Như vậy nước lạnh thực hiện vòng tuần hoàn hở có tiếp xúc với không khí nên ởđây gọi là hệ điều hoà không khí gián tiếp hở Không khí lạnh tạo ra nhờ quạt đưa vàokhông gian cần điều hoà, không khí hồi từ không gian điều hoà nhờ quạt hồi đưa vàobuồng hỗn hợp với không khí tươi lấy từ ngoài trời

+ Ưu điểm: Có khả năng tạo ra không khí lạnh hoặc nóng có độ chứa hơi cao, vì vậyloại này thường dùng cho các phân xưởng sản xuất

+ Nhược điểm: Cấu tạo buồng phun phức tạp hơn AHU, FCU

1.3.3.3 Hệ thống điều hoà không khí trung tâm, phân tán, cục bộ:

1 Hệ thống điều hoà trung tâm:

Hệ thống điều hoà trung tâm là hệ thống trong đó chỉ có một bộ phận xử lý khôngkhí để tạo ra một dòng không khí lạnh chung cung cấp cho nhiều không gian cần điềuhoà Hình 1.4: không khí tươi từ ngoài trời hút vào 1 cùng với không khí tái tuần hoànđược hoà trộn trong buồng hoà trộn sau đó không khí được xử lý trong xử lý 3 tạo rakhông khí lạnh rồi nhờ quạt 4 cùng hệ thống ống dẫn không khí 5 thổi vào phòng 7qua các miệng thổi 6 Không khí trong phòng điều hoà nhờ quạt hồi 11 hút qua miệngthải 8 và đường ống hồi 9, phin lọc bụi 10 một phần thải ra ngoài qua cửa thải 12,phần còn lại vào buồng hoà trộn 2

+ Ưu điểm của hệ trung tâm: Chỉ cần một bộ phận xử lý không khí cho nhiều phòngđiều hoà nên giá thành thiết bị giảm, tiết kiệm được mặt bằng bố trí máy.

+ Nhược điểm: Chỉ tạo ra một dòng không khí có cùng trạng thái nên không đáp ứngđược nhiều yêu cầu khác nhau của các phòng cần điều hoà, hệ thống có đường ống dẫnkhông khí dài và liên thông với nhau, nên tiêu phí nhiều vật liệu chế tạo ống cùng nănglượng cho quạt và có nguy cơ lây lan hoả hoạn cao

Không khí

tươi 1 Không khí lạnh

7 8

12 11

4 5

6 7 8

10 không khí hồi 9

Hình 1 4: Hệ thống điều hoà không khí trung tâm

1 Cửa lấy gió 2 Buồng hòa trộn 3 thiết bị xử lý không khí 4 quạt cấp gió lạnh

5 Đường ống gió lạnh cấp vào phòng 6 Miệng thổi 7 phòng ở

8 Miệng hút 9.Đường gió hồi 10 Thiết bị lọc bụi 11 Quạt hút 12.Cửa thải gió

2 Hệ thống điều hoà phân tán:

Hệ thống điều hoà phân tán: Trong đó chỉ có một bộ phận xử lý không khí (nóng,lạnh) tạo ra một dòng không khí cho không một gian cần điều hoà

+ Ưu điểm: không khí xử lý đúng yêu cầu của từng không gian cần điều hoà, hệ thốngđường ống không khí riêng biệt cho mỗi không gian điều hoà, nên ít có nguy cơ lâylan hoả hoạn

+ Nhược điểm: mỗi nơi điều hoà cần một hệ thống riêng nên chi phí đầu tư lớn, cầnmặt bằng đặt và nhiều thiết bị

3 Hệ thống điều hoà cục bộ:

Hệ thống điều hoà cục bộ: Hệ thống chỉ có tác dụng trong một không gian hẹp vàkhông được làm lạnh trực tiếp ngay tại không gian cần điều hoà

1.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐIỀU HÒA CHO CÔNG TRÌNH:

Qua việc phân tích đặc điểm của từng loại hệ thống điều hòa không khí, ta nhậnthấy rằng hệ thống điều hòa không khí VRV đáp ứng được những yêu cầu của côngtrính nên ta chọn hệ thống VRV cho khoa Ung Bướu –Bệnh Viện Đà Nẵng

Cơ sở chọn:

- Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều công suất khác nhau

- Tổng năng suất lạnh của các dàn lạnh (Indoor Unit) cho phép thay đổi trong khoảnglớn ( 50 ÷ 130) % công suất lạnh của các dàn nóng (Outdoor Unit)

- Thay đổi công suất lạnh dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệthống thông qua thay đổi tốc độ quay của bộ biến tần

- Công trình là tòa nhà có nhiều phòng nên mỗi phòng hoạt động độc lập nhau, nênviệc lắp đặt VRV là rất phù hợp cho việc trả tiền điện cũng như tiết kiệm tối đa chocông trình khi các văn phòng không hoạt động cùng một lúc

- Mặt khác nhờ hệ thống đường ống gas có kích thước nhỏ nên phù hợp cho công trìnhcao tầng, đồng thời có hệ thống nối RefNet nên dễ dàng lắp đặt đường ống

Với những ưu điểm trên,chúng ta chọn VRV là hợp lý nhất.

1.5 CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN:

Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trongphòng cần điều hoà và ngoài trời

1.5.1 Chọn thông số tính toán bên ngoài trời:

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời ký hiệu là tN, φN Trạng thái của không khíngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm Chọn thông số tínhtoán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hoà Lấy theo TCVN5687-1992 như sau:

Bảng 1.2 Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời

0,5[(tmax) + (ttb max)]0,5[(tmin) + (ttb min)]

Hệ thống cấp III:

Mùa hè

Mùa đông

ttb max

ttb min

( ttb max)

( ttb min)

Trong đó:

tmax , tmin là nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm, đo lúc 13÷15h

(tmax), (tmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm

Tuy nhiên, do hiện nay các số liệu này ở Việt Nam chưa có nên có thể lấy bằng

( ttb max) và ( t tb min)

ttb max , t tb min là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm.

( ttb max) và ( t tb min) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ trung bình của tháng nóngnhất và lạnh nhất trong năm.

Hệ thống điều hoà không khí tại Bệnh Viện ta chọn hệ thống cấp III nên các thông

số tính toán ta chọn như sau:

Mùa hè: tN = ttb max , φN = (t tb max).

Đối với hệ thống điều hòa không khí cấp III, tại Đà Nẵng tháng nóng nhất là tháng

6 khi đó tra theo PL-2 [1] ta có các thông số khí hậu:

+ Nhiệt độ: tT = 28 ÷ 30oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN > 36 oC

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

Độ ồn có ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung vào công việc củacon người Mức độ ảnh hưởng đó tuỳ thuộc vào công việc tham gia hay tuỳ thuộc vàochức năng của phòng

Theo tiêu chuẩn điều kiện tiện nghi của con người:

- Lưu lượng không khí sạch trong 1 giờ cho mỗi người: Lyc = 30 50m3/h.người

- Độ ồn trong các phòng và khu vực đặt máy:

+ Khu phục vụ công cộng: 40  50 dB

+ Phòng làm việc: 45  50 dB

+ Tại khu vực đặt máy: 50  60dB

-Các khu vực bếp, khu WC, các phòng kỹ thuật phải được hút thải không khí vớibội số trao đổi không khí n = 5  10 lần

Tra bảng 2.6[2] ứng với chức năng của phòng là bệnh viện ta được độ ồn cực đại chophép 60 dB, nên chọn 50 dB

1.5.2.4 Lượng không khí tươi cần cấp:

Ở đây là khách sạn nên để đánh giá mức độ ô nhiễm ta dựa vào nồng độ CO2 cótrong 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:

Trong đó:

+ VCO2 : lượng CO2 do con người thải ra tính theo m3/h.người Ở đây ta chọncường độ vận động là nhẹ theo bảng 2.7 [2] ta được VCO2=0,030 m3/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%

Chương 2

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT, CÂN BẰNG ẨM

(* ).Tính toán Kiểm tra Nhiệt thừa:

Qth = Qtoả + Qthu + Qtt (Kcak/h)

Trong đó:

Qtoả: Lượng nhiệt toả ra do người, ánh sáng, thiết bị (Kcal/h)

Qthu: Lượng nhiệt truyền vào nhà do bức xạ mặt trời (Kcal/h)

Qtt: Lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che (Kcal/h).Trong đó :

- Qtoả = Qtoả.người + Qtoả.cs + Qtoả.tb

+ Qtoả.người: Lượng nhiệt toả ra do người (Kcal/h)+ Qtoả.CS: Lượng nhiệt toả ra do chiếu sáng (Kcal/h)+ Qtoả.tb: Lượng nhiệt toả ra do thiết bị (Kcal/h)

- Qthu=Qbx = Qbx.mai + Qbx.cửa kính (Kcal/h)

+ Qbx.mai : lượng nhiệt bức xạ qua mái (Kcal/h)+ Qbx.cửa kính : lượng nhiệt bức xạ qua cửa kính (Kcal/h)

2.1 TÍNH HỆ SỐ TRUYỀN NHIỆT CỦA KẾT CẤU BAO CHE:

2.1.1 Cấu trúc của kết cấu bao che:

Khoa Ung Bướu được xây dựng với cấu trúc của kết cấu bao che như sau:

- Sàn nhà cấu trúc chủ yếu là bê tông cốt thép có lát gạch nền

+ Trường hợp đối với tầng trệt:

 Nền lát gạch ceremic dày 5 mm

+ Trường hợp đối với sàn và trần:

 Ở giữa có lớp bê tông sỏi dày 150 mm, phía trên có lớp vữa 20 mm có látgạch vinyl dày 3 mm

 Phía dưới có một lớp vữa xi măng và được sơn vôi trắng

- Tường bao che: Phần tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài xây bằng gạchdày 200 mm có trát vữa còn tường không tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trờidày 100 mm có trát vữa đều được sơn vôi trắng

- Kính lắp khung cửa sổ là kính chống nắng, màu nâu đồng, dày 6 mm với khung lànhôm, phía bên trong có màn che màu nhạt.

2.1.2 Xác định hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che:

a Giả sử rằng các phòng được xây gạch đến sát trần và cùng được điều hoà khôngkhí, các phòng tầng dưới được ngăn cách với các phòng ở tầng trên nên không có tổnthất nhiệt giữa các phòng với nhau Do vậy khi tính tổn thất nhiệt cho các phòng thìchỉ có các phòng ở tầng dưới cùng

b Xác định hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che tường và trần :

Công thức :

k =  

T i

1

1

i T

(2.1)

Trong đó:

- ki : Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che thứ i, W/m2.K

- RN = 1/N: Nhiệt trở toả từ bề mặt vách đến không khí ngoài trời, m2.K/W N: Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của kết cấu bao che, W/m2.K

RN: Phụ thuộc vào sự tiếp xúc giữa vách với không khí ngoài trời

+ Nếu vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:

- Ri = i/i: Nhiệt trở lớp vật liệu thứ i, m2.K/W

i: Bề dày của lớp vật liệu thứ i trong kết cấu bao che, m

i: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK

Vì nhiệt trở toả nhiệt RN và RT ít phụ thuộc vào kết cấu vật liệu nên ta có thể tínhgộp: RN + RT = R1 gọi chung là nhiệt trở toả nhiệt Khi tính toán ta lấy:

R1 = 0,1291 m2.K/W với vách tiếp xúc trực tiếp và lấy R1 = 0,1724 m2.K/W khivách tiếp xúc gián tiếp.

2.1.2.1 Tính hệ số truyền nhiệt của tường bao:

líp g¹ch dµy 200mm

líp v÷a t« dµy 10mm

Hình 2.1 Kết cấu tường bao

- Khi tường bao xây bằng gạch dày 200mm

01 , 0 2 581 , 0

2 , 0 2

vt

vt g

2.1.2.2 Xác định hệ số truyền nhiệt của kính:

Đối với các nhà cao tầng thì ta chọn kính dày 6 mm

Ta có: R1 = 0,1291 m2.K/W

2.1.2.3 Hệ số truyền nhiệt của trần:

Mái bê tông dày 0,15 m, trần bằng thạch cao dày 0,012 m, lớp gạch lót dày 0,01 m

012 , 0 279 , 1

15 , 0 93 , 0

01 , 0

tc

tc bt

bt vt

Nhiệt này được tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại Vì đây làmột bệnh viện nên các thiết bị máy móc ở đây chủ yếu là máy vi tính,máy fax, photocopy,máy chiếu ,máy chụp phim X-quang,máy dùng để mổ…

2.2.1.2 Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2:

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

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng nhiệt do ngườitoả 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

là nhiệt hiện; một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da, lượng nhiệt này toả vào môitrường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độ củakhông 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 :

F: diện tích của không gian điều hòa m2

q = qw + qh: Là nhiệt lượng toàn phần do mỗi người toả ra Ta bảng 3.4[2]

đt: Hệ số tác động không đồng thời Tra bảng 3.3[2], đt= 0,6

Vậy : Q3 = 0,6.10-3.n.q , kW

2.2.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4:

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

2.2.1.5 Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhệt Q5:

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 Trênthực tế ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường ngừng hoạt động Do vậytrong trường hợp này Q5 = 0

2.2.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6:

Đối với các vùng nhiệt đới như nước ta, quanh năm có mặt trời, nhất là về mùa hèánh nắng càng gay gắt, do đó nhiệt lượng do bức xạ mặt trời truyền qua kết cấu baoche vào nhà rất lớn Lượng nhiệt này phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời trên mặt

phẳng kết cấu bao che và khả năng cản nhiệt bức xạ của bản thân kết cấu bao che.Trong các điều kiện như nhau nhưng kết cấu bao che mỏng, khả năng cản nhiệt kémthì nhiệt lượng bức xạ truyền vào nhà càng lớn và do đó nhiệt độ trong nhà càng cao Khi nắng chiếu trên bề mặt một kết cấu bao che nào đó với cường độ bức xạ nhấtđịnh thì ứng với cường độ ấy lượng nhiệt truyền vào nhà nhiều hay ít là tuỳ thuộc vàotính chất của kết cấu bao che Nếu kết cấu bao che là cửa kính thì do cửa kính trongsuốt nên năng lượng của tia nắng xuyên qua được và đi trực tiếp vào phòng, trongphòng tia nắng bị phản xạ nhiều lần qua lại trên các bề mặt bên trong phòng và cuốicùng chúng bị hấp thụ hoàn toàn Kết quả là năng lượng của tia nắng biến thành nhiệt

và làm nhiệt trong phòng tăng lên cao Trường hợp kết cấu bao che không trong suốtnhư tường, mái thì tia nắng một phần bị phản chiếu lại, một phần bị bề mặt kết cấuhấp thụ Phần năng lượng bị hấp thụ lại có một bộ phận có tác dụng nung nóng kết cấubao che, làm cho nhiệt độ bề mặt của nó tăng cao gây nên hiện tượng trao đổi nhiệt đốilưu với môi trường xung quanh Bộ phận còn lại mới xuyên được vào phòng

Như vậy, để tính toán bức xạ nhiệt, trước tiên ta cần phải biết cường độ bức xạmặt trời và khả năng cản nhiệt bức xạ của kết cấu bao che

1 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 thứcsau :

Q61= 10-3.Fk.R.c.ds.mm.kh.K.m , kW (2.6)

Trong đó:

Fk: Diện tích bề mặt kính, m2

R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, W/m2

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

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương ds :

3 

= 0,857

Với ts = 31 oC

+ 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 làkhung nhôm nên kh = 1,17

+ Hệ số kính K: Phụ thuộc vào màu sắc và loại kính khác kính cơ bản và lấytheo 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 lấytheo 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 tínhtoán, W/m2

* 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:

Rxn = 0,4.k k(m0m,88k.m0,4.k.m)

.RTheo bảng 3.5 và 3.6[2]tr44 ta có các thông số của kính và màn che như sau:

K : Hệ số xuyên qua của kính = 0,44

Theo bảng 3.7[2], ta có lượng nhiệt bức xạ mặt trời lớn nhất qua kính cơ bản (Rcb)

và lượng nhiệt bức xạ thực tế xâm nhập vào phòng qua kính của tòa nhà (Rxn)

Vĩ độ: 200 Bắc

% Kính so vớitường bao

Rcb (W/

2)

9h vàotháng 12

2 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 baoche sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phầncòn 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 trễphụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng Do lượng nhiệt bức xạ quatường không đáng kể nên có thể bỏ qua ,ta chỉ tính lượng nhiệt bức xạ qua mái chotầng trên cùng

609 8 , 0 5 , 34

N

xn s N td

R t

t





60,8 OC t = 60,8 – 25 = 35,8 OC

s: Hệ số hấp thụ của mái Tra theo bảng 3.9[2] ta có s= 0,8

N = 23,3 W/m2K – 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

2.2.1.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7:

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉkhông 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 xácđịnh lưu lượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phảikín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống

Q7h = 0,335.V..(tN-tT) , W (2.8)

Q7w = 0,84.V..(dN-dT) , W (2.9)

Trong đó:

V: Thể tích phòng, m3

: Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.10[2].Ta được  = 0.6

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

 Q7h = 0,335.0,6.10-3.(34,5 - 25).V = 1,91.10-3.V, kW

Q7w = 0,84.0,6.10-3.( 29,97 – 10,02) V = 8,06.10-3.V, kW

Vậy :

Q7 = Qh 7 + Q w = 9,97.10-3.V, kW (2.10)

2.2.1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8:

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:

Q8 = Q81 + Q82 (2.11)

1 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 thểxác 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: Q81 = 10-3.k.F.Δt, kWt, kW (2.12)

Trong đó:

k: Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2.OC

F: Là diện tích của kết cấu bao che, m2

Δt, kWt: Là hiệu số nhiệt độ tính toán, oC

a Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán:

Δt, kWt = (tN - tT)

Với: tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, tT = 25 oC

tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tN = 34,5oC

: 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 độđó:

- Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì:

+ Đối với tường bao, dày 220 mm:

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

Qmgt 81 = 10 -3.3,245.7,6.Fs (2.15) = 0,025.Fs , kW

+ Đối với sàn bê tông trên tầng hầm :

Qsgt 81 = 10 -3.2,845.3,8.Fn (2.16)

= 0,011.Fn , kW Vậy ta có :

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

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

Q81 = Q81t + Q81g , kW (2.19)

2 Nhiệt truyền qua nền Q82:

Theo phương pháp này người ta coi nền như một vách phẳng, trong đó nhiệt truyềntheo 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/m2K;

Dải 2 có k2 = 0,2 W/m2K;

Dải 3 có k3 = 0,1 W/m2K;

Dải 4 có k4 = 0,07 W/m2K

Ta thấy khi F1 < 48m2 thì chỉ có một dải nền.

Nhiệt truyền qua nền được tính như sau:

Q82 = (k1F1 + k2F2 + k3F3 + k4F4)(tN - tT).10-3 , kW ( 2.20 )

2m

Daíi 1 2m

a

b

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

2.2.2.1 Kết quả tính nhiệt Q1:

Số lượng các thiết bị điện

Q1 =0,8.Δt, kWP(kW) Máy

vi tính

Máyfax

Máy

Máy chụpphim

Máy mổ

Phòng pet 28.1 3 9.37 65 65 130 0.73086Phòng bệnh nội trú x 2

Q61(kW)

Q62(kW)

ĐôngNam

TâyBắc

ĐôngBắc

TâyNam

Phòng Hotcell 0 0 0 0 0 0 0Hành lang khu điều trị xạ

(m2)

V(m3)

Q7 = 9,97.10-3.V(kW)

TâyBắc

ĐôngBắc

TâyNam

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 1.8046

2 Kết quả tính nhiệt Q81g:

Qtgt 81

Qmgt 81