Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoà không khí còn phải giữ độ ẩm, độ sạch, độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng không khí tr
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Trang 21 Số liệu cho trước:
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller
Vị trí lắp đặt tại Tp Hồ Chí Minh
2 Tiêu chuẩn hệ thống: Hệ thống vận hành tự động theo nhu cầu phụ tải
3 Các nội dung cần giải quyết:
a Giới thiệu tòa nhà và yêu cầu ĐHKK
b Chọn phương án điều hòa Lý giải cho lựa chọn của mình
c Tính phụ tải nhiệt cần thiết cho từng phòng
d Lựa chọn thiết bị (condensing unit, bơm, tháp giải nhiệt )
e Bố trí đặt máy và sơ đồ các đường ống
f Phương án điều khiển tự động cho hệ thống theo phụ tải biến động
g Các bản vẽ: Bản vẽ bố trí thiết bị, sơ đồ đường ống
4 Hình thức trình bày được quy định theo “Quy định trình bày luận văn, đồ án, tiểu luận”
5 Ngày giao nhiệm vụ: 12.09.2014
6 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12.12.2014
7 Giảng viên hướng dẫn: Trương Quang Trúc, quangtructt@yahoo.com
Trương Quang Trúc
Trang 4NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 5
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 6
MỤC LỤC
MỤC LỤC 7
LỜI MỞ ĐẦU 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 10
1.1 Mục đích, ý nghĩa của đề tài 10
1.2 Giới thiệu sơ lược về công trình 10
1.3 Đặc điểm, cấu trúc của công trình 11
1.4 Giới thiệu về mặt bằng tính toán 12
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN BAN ĐẦU 16
2.1 Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người và sản xuất 16
2.2 Lựa chọn cấp điều hòa không khí cho công trình 18
2.3 Lựa chọn các thông số tính toán 18
2.4 Lựa chọn phương án thiết kế 19
2.5 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 21
CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH 26
3.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính q11 26
3.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che 28
3.2.1 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t: Q21 28
3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua tường Q22 29
3.2.3 Nhiệt truyền qua nền Q23: 31
3.3 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc thiết bị điện 32
3.3.1 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sángQ31 32
3.3.2 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 32
3.4 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4 33
3.4.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra 33
3.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra 33
3.5 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5 34
3.6 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Qn 35
3.7 Các nguồn nhiệt khác Q6 36
3.8 Xác định phụ tải lạnh 36
CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 37 4.1 Các quá trình cơ bản trên ẩm đồ 37
Trang 74.2 Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí 39
4.3 Tính toán các thông số trong sơ đồ điều hòa không khí một cấp 39
CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ 44
5.1 Yêu cầu đối với việc chọn máy và thiết bị 44
5.2 Chọn FCU 44
5.3 Chọn CHILLER 45
5.4 Chọn tháp giải nhiệt 46
5.5 Chọn bình giãn nở 47
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TRỞ LỰC ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 48
6.1 Hệ thống đường ống nước lạnh 48
6.1.1 Phương pháp thiết kế 48
6.1.2 Lựa chọn hệ thống đường ống 48
6.1.3 Vật liệu đường ống 48
6.1.4 Thiết kế đường ống 48
6.1.5 Tính trở lực đường ống nước lạnh 52
6.1.6 Chọn bơm nước lạnh 58
6.2 Hệ thống đường ống nước giải nhiệt 59
6.3 Chọn van và các phụ kiện cho đường ống 61
CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ. 64
7.1 Phương pháp thiết kế 64
7.2 Chọn và bố trí miệng gió thổi và hồi 64
7.2.1 Chọn miệng thổi 65
7.2.2 Chọn miệng hồi 66
7.3 Tính toán đường ống cấp gió tươi cho các phòng 67
7.3.1 Thiết kế đường ống gió 67
7.3.2 Tính chọn lover 69
7.3.3 Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió tươi 69
7.3.4 Tính chọn quạt cấp gió tươi 71
CHƯƠNG 8: QUY TRÌNH VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG 72
8.1 Quy trình vận hành 72
8.2 Quy trình bảo dưỡng 74
CHƯƠNG 9: TỔNG KẾT VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 78
9.1 Tổng kết 78
9.2 Hướng phát triển đề tài 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
Trang 8LỜI MỞ ĐẦU
Đồ án học phần một là nhiệm vụ và yêu cầu đầu tiên của mỗi sinh viên để củng cố kiến thức, ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế cụ thể đồng thời kết thúc môn học, cũng như phần nào xác định được công việc mà mình sẽ làm trong tương lai khi ra trường Góp phần cũng cố và tóm tắt tất cả kiến thức liên quan, tạo nền tảng vững chắc cho sinh viên Nước ta là một nước nằm trong vùng khí hậu gió mùa, nóng ẩm quanh năm nên cùng với việc phát triển về nhiều mặt thì điều hòa không khí cũng rất phát triển theo nhu cầu của con người, theo sự phát triển của khoa học kỹ thuật Nó càng ngày đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống
Về nội dung thiết kế “Hệ thống điều hoà không khí cho văn phòng Hoa Sen Group”, sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, cùng với sự hướng dẫn tận tình của
thầy giáo đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc trong tương lai
Đây là một đề tài hay giúp chúng em hệ thống hóa kiến thức đã được học trong
suốt mấy năm vừa qua Trong phần nội dung của bài làm được sự hướng dẫn của TS Trương Quang Trúc, chúng em đã trình bày nội dung của bài làm thành 9 chương
Chương 1: Tổng quan về công trình “Hoa Sen Group”
Chương 2: Lựa chọn phương án thiết kế và thông số tính toán ban đầu
Chương 3: Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho công trình
Chương 4: Thiết lập và tính toán sơ đồ điều hòa
Chương 5: Tính toán chọn máy và thiết bị
Chương 6: Thiết kế và tính toán trở lực đường ống nước
Chương 7: Tính toán và thiết kế đường ống gió
Chương 8: Quy trình vận hành, bảo dưỡng
Chương 9: Tổng kết và hướng phát triển đề tài
Trang 9CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
1.1 Mục đích, ý nghĩa của đề tài
1.1.1 Mục đích của đề tài
Thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí cho văn phòng “Hoa Sen GROUP”
1.1.2 Ý nghĩa của đề tài
Nhằm củng cố lại kiến thức đồng thời vận dụng những kiến thức đã học để áp dụng tính toán cho một công trình cụ thể trong thực tế Từ đó giúp sinh viên có cái nhìn tổng quan hơn giữa lý thuyết và thực nghiệm, giúp sinh viên trau dồi, hoàn thiện những kiến thức đã học để áp dụng vào công việc sau này
1.1.3 Ý nghĩa việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí tại văn phòng “Hoa Sen Group”
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng và ẩm Nên tại TP Hồ Chí Minh hầu như nắng quanh năm, môi trường không khí bụi bặm Nhu cầu lắp đặt
hệ thống điều hòa tại văn phòng “Hoa Sen Group” là không thể thiếu để tạo ra môi
trường làm việc thoải mái, tiện nghi cho văn phòng làm việc Vì thế, điều hòa không khí và thông gió là một phần rất quan trọng không thể thiếu trong vai trò tạo ra môi trường khí hậu trong lành và dễ chịu trong tòa nhà
1.2 Giới thiệu sơ lược về công trình
Văn phòng “Hoa Sen Group” đặt tại TP Hồ Chí Minh, là một trong những trung
tâm văn hóa, kinh tế, chính trị của Việt Nam, với vị thế vô cùng quan trọng đó kết hợp với thời kỳ kinh tế hội nhập hiện nay, thành phố đang ngày càng phát triển mạnh mẽ, đời sống người dân được nâng cao, và theo đà đó các trung tâm thương mại, nhà hàng, khách sạn, chung cư cao cấp ngày càng được xây dựng nhiều hơn và hiện đại hơn, nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của thành phố
Vị trí địa lí của văn phòng “Hoa Sen GROUP” được xây dựng tại số 183 Nguyễn
Văn Trỗi, Phường 8, Quận Phú Nhuận, TP Hồ Chí Minh
Cao ốc văn phòng “Hoa Sen GROUP” được thiết kế với kiến trúc hài hòa, hợp lý
tạo ra sự thoải mái và tiện lợi Với tổng diện tích mặt bằng hơn 5.000 m2, với chiều cao tòa nhà là 51,3m với quy mô 1 tầng hầm, 1 tầng trệt, 1 tầng lửng, 11 tầng và sân thượng
Bảng 1-1: Thống kê công năng của các tầng
Trang 10Hình 1-1 Hình phối cảnh của công trinh
1.3 Đặc điểm, cấu trúc của công trình
1.3.1 Tường bao
Được bố trí bao quanh các phòng, dùng ngăn cách và cô lập các không gian điều hòa với môi trường bên ngoài Cấu trúc tường bao được phân thành 4 lớp được cho dưới bảng sau:
Hình 1-2 Mặt cắt của tường bao công trình
Hệ số dẫn nhiệt [W/m.K] tra ở bảng 3.1 [3, 81] Ta được bảng sau:
Bảng 1-2: Cấu trúc của tường bao
[m]
Hệ số dẫn nhiệt [W/m.K]
Trang 111.3.2 Kính bao che
Sử dụng kính Calorex, màu xanh, 6mm, có hệ số hấp thụ αk = 0,75 hệ số phản xạ
ρk = 0,05 hệ số xuyên qua τk = 0,2 [3, 61]
1.4 Giới thiệu về mặt bằng tính toán
Công trình cần lắp đặt hệ thống điều hòa không khí, tương ứng với mỗi khu vực cần điều hòa ta có bảng số liệu dưới đây Riêng các khu vực như phòng máy, nhà vệ
sinh… chỉ tiến hành lắp đặt hệ thống thông gió Theo bảng 3.2 [1, 104] dự kiến mật độ
người như sau: Văn phòng: 6 ÷ 20 [m2/người]
Bảng 1-3: Bảng thống kê diện tích sử dụng điều hòa
F [m 2 ]
Chiều cao [m]
Mật độ [m 2 /người]
Số người [n]
Trang 12Hình 1-3: Mặt bằng tầng trệt
Trang 13Hình 1-4: Mặt bằng tầng lửng
Trang 14Hình 1-5: Mặt bằng tầng 1 đến 11
Trang 15CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ VÀ THÔNG SỐ TÍNH
TOÁN BAN ĐẦU
2.1 Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người và sản xuất
2.1.1 Khái niệm về điều hòa không khí
Điều hoà không khí là một nghành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ 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 trong không gian cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoà không khí còn phải giữ độ ẩm, độ sạch, độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng không khí trong không gian điều hòa theo từng trường hợp cụ thể
Nói chung, có thể chia khái niệm điều hoà không khí thường được mọi người sử dụng thành 3 loại với các nội dung rộng hẹp khác nhau:
- Điều tiết không khí: Thường dùng để thiết lập môi trường thích hợp với việc bảo quản máy móc, thiết bị và đáp ứng yêu cầu của những công nghệ sản xuất, chế biến cụ thể
- Điều hoà không khí: Tạo ra các môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt của con người
- Điều hoà nhiệt độ: Nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp
Trạng thái không khí được biểu thị bởi nhiệt độ t, độ ẩm tương đối , tốc độ , độ trong sạch và nồng độ chất độc hại cùng độ ồn Các đại lượng trên của không khí sẽ tác động tới con người và qui trình công nghệ sản xuất
2.1.2 Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới con người
2.1.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở 37C Để có được nhiệt độ này người luôn sản sinh ra nhiệt lượng Trong bất kỳ hoàn cảnh nào (hoạt động, ngủ nghỉ ngơi ) con người sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn lượng nhiệt cơ thể cần để duy trì
ở 37C 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 3 phương thức truyền nhiệt sau: đối lưu, bức xạ, bay hơi
Khi nhiệt độ không khí xung quanh tkk tăng lên, nhiệt hiện qh toả ra do đối lưu và bức xạ giảm, cơ thể con người tự động tiết ra mồ hôi để bay hơi nước vào môi trường, thành phần nhiệt ẩn qa tăng lên để bảo đảm luôn thải ra một lượng q = qh + qa vào môi trường
Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoải mái dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có nhiệt độ tkk = 22 27oC
2.1.2.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối
Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩm tương đối = (50 70)
2.1.2.3 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 và
Trang 16bằng bay hơi đều tăng và ngược lại Tốc độ phù hợp là 0,5 [m/s] cho con người cảm giác thoải mái Trong lĩnh vực điều hoà không khí, người ta chỉ quan tâm tới tốc độ gió
ở trong vùng làm việc, tức là vùng dưới 2 mét kể từ sàn nhà trở lên Đây là vùng mà
mọi hoạt động của con người đều xảy ra trong đó
2.1.2.4 Ảnh hưởng của nồng độ các chất độc hại
Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau:
- Bụi: Ảnh hưởng đến hệ hô hấp, tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất của bụi, nồng độ và kích thước của bụi Bụi có hai nguồn gốc: Hữu cơ và vô cơ
- Khí SO2, CO2: Các khí này có nồng độ thấp thì không độc nhưng khi có nồng độ cao thì làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi Khi nồng độ quá lớn có thể gây ngạt thở Nồng độ SO2 ở tp Hồ Chí Minh khoảng 30 [µg/m3]
- Các chất độc hại khác: Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt, trong không khí có thể lẫn các chất độc hại như: NH3, Cl, C6H6… Là những chất có hại đến sức khoẻ của con người Nồng độ của C6H6 là 35 - 40 [µg/m3] lớn hơn rất nhiều so với tiêu chuẩn là
Để đánh giá mức độ ảnh hưởng người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí:
Bảng 2-2: Ảnh hưởng của nồng độ CO 2 trong không khí
0,07 - Chấp nhận được ngay khi có nhiều người trong phòng
0,1 - Nồng độ cho phép trong trường hợp thông thường
0,15 - Nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió
0,20 - 0,50 - Tương đối nguy hiểm
4 - 5 - Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng
Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài có thể gây nguy hiểm
8 - Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút mặt đỏ bừng và
đau đầu
>=18 - Hết sức nguy hiểm, có thể gây tử vong
2.1.2.5 Ảnh hưởng của độ ồn
Nếu con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồn cao thì lâu ngày tinh thần
sẽ suy sụp và có thể gây ra một số bệnh như: stress, bồn chồn và các rối loạn gián tiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh, làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu cho con người Vì vậy, độ ồn là tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế hệ thống không khí điều hoà hiện đại
Trang 17Đặc biệt là các hệ thống không khí điều hoà cho các đài phát thanh, truyền hình, các
phòng studio, thu âm, văn phòng làm việc thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng nhất
2.1.3 Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới sản xuất
2.1.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ của tới sản xuất
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến nhiều loại sản phẩm Một số quá trình đòi hỏi nhiệt độ phải nằm trong một giới hạn nhất định
2.1.3.2 Ảnh hưởng độ ẩm tương đối của tới sản xuất
Độ ẩm cũng có ảnh hưởng đến một số sản phẩm, cụ thể như sau:
- Khi độ ẩm cao có thể gây nấm mốc cho sản phẩm nông nghiệp và công nghiệp nhẹ
- Khi độ ẩm thấp sản phẩm sẽ khô, giòn không tốt hoặc bay hơi làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc hao hụt trọng lượng sản phẩm
2.1.3.3 Ảnh hưởng vận tốc không khí của tới sản xuất
Tốc độ không khí cũng ảnh hưởng đến sản xuất nhưng ở một khía cạnh khác Khi tốc độ lớn, trong nhà máy dệt, nhà máy sản xuất giấy… sản phẩm nhẹ sẽ bay khắp phòng hoặc làm rối sợi Trong một số trường hợp sản phẩm bay hơi nhanh làm giảm chất lượng
2.1.3.4 Ảnh hưởng độ trong sạch của không khí
Một số ngành sản xuất đòi hỏi bắt buộc phải thực hiện không khí trong phòng cực
kì trong sạch như sản xuất hàng điện tử bán dẫn, tráng phim, quang học, y học… một
số ngành thực phẩm cũng đòi hỏi cao về độ trong sạch của không khí, tránh làm bẩn thực phẩm
2.2 Lựa chọn cấp điều hòa không khí cho công trình
Cấp điều hoà được phân loại theo mức độ quan trọng của hệ thống đối với công trình: - Hệ thống điều hoà không khí cấp I: Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với mọi phạm vi thông số ngoài trời
- Hệ thống điều hoà không khí cấp II: Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 200 giờ trong một năm
- Hệ thống điều hoà không khí cấp III: Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 400 giờ trong một năm
Khái niệm về mức độ quan trọng chỉ mang tính tương đối và không rõ ràng Chọn mức độ quan trọng là theo yêu cầu của khách hàng và điều kiện thực tế của công trình Tuy nhiên người ta thường chọn hệ thống điều hoà không khí cấp III cho hầu hết các
hệ thống điều hoà trên thực tế
Đây là công trình văn phòng làm việc nên đòi hỏi không quá khắt khe về nhiệt độ,
độ ẩm Do đó, ta chọn hệ thống điều hoà không khí cấp III để thiết kế, lắp đặt cho công trình
2.3 Lựa chọn các thông số tính toán
2.3.1 Chọn thông số khí hậu
Do tính chất khu vực địa lý ở TP HCM không có mùa đông nên ở trong đồ án này
ta chỉ tính thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho mùa hè
Trang 182.3.1.1 Chọn thông số tính toán không khí trong nhà
Theo tiêu chuẩn TCVN 5687 - 2010 nhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng thích hợp cho con người vào mùa hè là:
Mùa hè: tT = (23 ± 26)oC, T = (60 ± 70)%
Chọn thông số để tính toán là:
- Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 25oC
- Độ ẩm tương đối trong nhà: T = 60%
2.3.1.2 Chọn thông số tính toán không khí ngoài nhà
Thông số nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời được chọn theo TCVN 5687 -
2010 Chọn thông số tính toán ngoài trời cho khu vực TP Hồ Chí Minh với sai số khoảng 350h/năm tương đương 15 ngày
- Nhiệt độ không khí ngoài trời: tN = 35,7oC
- Độ ẩm tương đối ngoài trời: N = 49,7 %
Từ các thông số trên, ta tính được các thông số khí hậu ban đầu như bảng 2.1
Bảng 2-3: Thông số tính toán trong nhà và ngoài trời
[ o C]
Độ ẩm [%]
Entanpy [kJ/kgkk]
Dung ẩm [kg/kgkk]
2.3.2 Các thông số phục vụ cho quá trình tính nhiệt thừa, ẩm thừa
Các hệ số tính toán ktt và hệ số sử dụng không đồng thời của thành phần động cơ, thiết bị điện, phụ tải của đèn và nhiệt do con người tỏa ra
Bảng 2-4: Hệ số tính toán và hệ số không đồng thời
2.4 Lựa chọn phương án thiết kế
Văn phòng “Hoa Sen Group” có kích thước và các thông số đã cho như trên, ta có
thể sử dụng các phương án chọn máy điều hoà sau:
2.4.1 Máy điều hoà tách rời
Máy được phân thành hai mảng:
- Mảng trong nhà (indoor unit): gồm một hay nhiều khối trong có chứa dàn bay hơi (dàn lạnh) nên còn gọi là khối lạnh
- Mảng ngoài trời (outdoor unit): gồm một khối trong có chứa dàn ngưng (dàn nóng)
- Ưu điểm:
+ Máy điều hòa rời cho phép lắp đặt ở nhiều không gian khác nhau
+ Giá thành rẻ, đơn giản, dễ sử dụng, vận hành, lắp đặt
Trang 19+ Tiện lợi cho các công trình nhỏ hẹp và hộ gia đình
+ Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng và sửa chữa
- Nhược điểm:
+ Khoảng cách dàn nóng và dàn lạnh hạn chế (không quá 20 m)
+ Công suất máy hạn chế (tối đa là 60.000BTU/h)
+ Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao
+ Đối với công trình lớn, dùng máy này dễ phá vỡ kiến trúc công trình, mất mỹ quan
2.4.2 Máy điều hoà dạng tủ hai khối
Một khối trong nhà (khối lạnh) có thể đặt đứng hoặc treo, một khối ngoài trời (khối nóng) Loại này có năng suất lạnh vừa và nhỏ Nó có đặc điểm của máy điều hòa 2
mảnh, ngoài ra còn có các ưu điểm khác như:
- Tiết kiệm không gian lắp đặt giàn nóng
- Chung điện nguồn, giảm chi phí lắp đặt
2.4.3 Máy điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume)
Về cấu tạo máy VRV giống như máy loại tách rời nghĩa là gồm hai mảng: mảng ngoài trời và mảng trong nhà gồm nhiều khối trong có dàn bay hơi và quạt Sự khác nhau giữa máy điều hòa dạng VRV và máy điều hòa dạng tách rời là với VRV chiều dài và chiều cao giữa khối ngoài trời và trong nhà cho phép rất lớn (100 m chiều dài và
50 m chiều cao), chiều cao giữa các khối trong nhà có thể tới 15m Vì vậy khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và điều kiện làm mát dàn ngưng bằng không khí tốt hơn
- Ưu điểm:
+ Có khả năng thay đổi công suất lạnh bằng cách thay đổi tần số điện cấp cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén thay đổi và lưu lượng môi chất lạnh cũng thay đổi + Tiết kiệm được hệ thống đường ống nước lạnh, nước giải nhiệt, có thể tiết kiệm được rất nhiều nguyên vật liệu cho hệ thống điều hoà
+ Tiết kiệm được nhân lực và thời gian thi công lắp đặt vì hệ VRV đơn giản hơn nhiều so với hệ điều hòa trung tâm
+ Khả năng tiết kiệm năng lượng cao vì được trang bị máy nén biến tầng và khả năng điều chỉnh năng suất lạnh gần như vô cấp
+ Tiết kiệm chi phí vận hành: Hệ VRV không cần nhân công vận hành trong khi
hệ chiller cần đội ngũ vận hành chuyên nghiệp
+ Khả năng tự động hoá cao vì thiết bị đơn giản
+ Khả năng sửa chữa bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ thiết bị chuẩn đoán đã được lập trình và cài đặt sẵn trong máy
- Nhược điểm:
+ Không dùng cho tòa nhà quá cao vì giới hạn về khoảng cách dàn nóng và dàn lạnh
+ Số lượng dàn lạnh bị giới hạn (65 dàn đối với VRV III)
+ Công suất thấp hơn so với hệ thống điều hoà Water Chiller (chỉ khoảng 60 HP) + Vị trí đặt dàn nóng cần phải được tính toán hợp lý, khả năng linh động kém
Trang 202.4.4 Hệ thống điều hoà Water Chiller:
Là hệ thống điều hoà không khí gián tiếp, môi chất lạnh trong bình bay hơi của máy lạnh làm lạnh nước (chất tải lạnh) sau đó nước sẽ làm lạnh không khí trong phòng
cần điều hoà bằng thiết bị trao đổi nhiệt như FCU, AHU hoặc buồng phun
- Ưu điểm:
+ Công suất dao động lớn lên đến hàng ngàn ton lạnh
+ Hệ thống đường ống nước lạnh có thể dài tuỳ ý, đáp ứng được mọi yêu cầu thực
tế
+ Có nhiều cấp giảm tải 3 ÷ 5 cấp/cụm Đối với hệ thống lớn người ta thường sử dụng nhiều máy nên số cấp giảm tải lớn hơn nhiều
+ Thường giải nhiệt bằng nước nên hoạt động bền, hiệu quả, ổn định
+ Thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn
- Nhược điểm:
+ Phải có phòng máy riêng cho cụm Chiller
+ Phải có người chuyên trách phục vụ
+ Hệ thống lắp đặt, vận hành, sử dụng tương đối phức tạp
+ Phí vận hành cao, đầu tư cao
2.4.5 Lựa chọn máy điều hòa cho công trình
Sau quá trình phân tích mặt bằng kiến trúc tổng thể cho văn phòng “Hoa Sen Group” Nhóm chúng em nhận thấy rằng văn phòng này có kiến trúc khá phúc tạp, đòi
hỏi công suất lạnh tương đối lớn Bên cạnh đó với việc đi phân tích những ưu, nhược điểm của các hệ thống điều hòa không khí hiện nay, nhóm chúng em quyết định chọn:
Máy điều hòa không khí làm lạnh bằng nước (Water Chiller) để làm hệ thống điều hòa
không khí cho công trình văn phòng “Hoa Sen Group”
2.5 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí
2.5.1 Mục đích lập sơ đồ điều hoà không khí
Lập sơ đồ điều hoà không khí là xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I - d, nhằm mục đích xác định các khâu cần xử lý và năng suất
của nó để đạt được trạng thái không khí cần thiết trước khi cho thổi vào phòng
Sơ đồ điều hoà không khí được lập trên cơ sở:
- Điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp công trình: tN và N
- Yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ: tT và T
- Các kết quả tính cân bằng nhiệt: QT và WT
- Thoả mãn các điều kiện vệ sinh an toan
- Nhiệt độ không khí trước khi thổi vào phòng không dược quá thấp so với nhiệt
độ trong phòng nhằm tránh gây cảm lạnh cho người sử dụng, cụ thể như sau:
Trang 21Với hệ thống điều hoà không khí thổi từ dưới lên (có miệng thổi đặt trong vùng làm việc): a = 7oC [2]
Với hệ thống điều hoà không khí thổi từ trên xuống: a = 10oC [2]
Nếu điều kiện vệ sinh không bảo đảm thì ta tiến hành sấy nóng không khí tới nhiệt
độ tV = tT – a thoả mãn điều kiện vệ sinh rồi mới cho thổi vào phòng
- Lương khí tươi cấp vào phòng phải đảm bảo đủ cho người phòng:
LN = n.mk = n.k.Vk [kg/h] [2, 109] (2 - 2) Trong đó: - n: Số người trong phòng
- mk: Khối lượng gió tươi cần thiết cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian [kg/người.h]
- Vk: Lượng gió tươi cần thiết cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian [m3/người.h]
- k: Khối lượng riêng của không khí, k = 1,2 [kg/m3]
Tuy nhiên, lượng gió bổ sung phải từ 10% tổng lượng gió cung cấp cho phòng trở lên
Việc thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí được tiến hành đối với mùa
hè và mùa đông nhưng ở Việt Nam, mùa đông không lạnh lắm nên không cần lập sơ
đồ mùa đông Như vậy, ta chỉ cần lập sơ đồ cho mùa hè cho công trình “Hoa Sen Group”
2.5.2 Các sơ đồ điều hoà không khí mùa hè
2.5.2.1 Sơ đồ thẳng
Sơ đồ thẳng là sơ đồ không có tái tuần hoàn không khí từ phòng về thiết bị xử lý không khí Trong sơ đồ này toàn bộ không khí đưa vào thiết bị xử lý không khí là không khí tươi
a.Sơ đồ nguyên lý và đồ thị
Hình 2-1 Sơ đồ điều hoà thẳng
b Nguyên lý làm việc
Không khí bên ngoài trời có trạng thái N (tN, N) qua cửa lấy gió có van điều chỉnh
l, được đưa vào buồng xử lý nhiệt ẩm (2), tại đây không khí được xử lý theo chương trình định sẵn đến một trạng thái O nhất định nào đó và được quạt (3) vận chuyển theo đường ống gió (4) vào phòng (6) qua các miệng thổi (5) Không khí tại miệng thổi (5)
có trạng thái V sau khi vào phòng nhận nhiệt thừa và ẩm thừa rồi tự thay đổi đến trạng thái T (tT,T) theo tia quá trình T = QT/WT Sau đó không khí được thải ra ngoài qua các của thải (7)
=
95
=100
Trang 22Sơ đồ thẳng được sử dụng trong các trường hợp sau:
- Khi kênh gió hồi quá lớn, việc thực hiện hồi gió quá tốn kém hoặc không thực hiện được do không gian nhỏ hẹp
- Khi không gian điều hoà có sinh nhiều chất độc hại, việc hồi gió không có lợi
- Vào mùa hè, ở nước ta có nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài phòng thường cao hơn nhiệt độ và độ ẩm trong phòng Vì thế, điểm N thường nằm bên trên phải của điểm T
c Các thiết bị chính
Thiết bị xử lý không khí, quạt cấp gió, hệ thông kênh cấp gió, miệng thổi
d Kết luận
- Sơ đồ thẳng có ưu điểm là đơn giản, gọn nhẹ, dễ lắp đặt
- Không tận dụng nhiệt từ không khí thải nên hiệu quả thấp
- Thường được sử dụng trong các hệ thống nơi có phát sinh các chất độc, hôi hoặc đường ống quá xa, cồng kềnh không kinh tế hoặc không thể thực hiện được
2.5.2.2 Sơ đồ điều hòa tuần hoàn không khí một cấp
Để tận dụng nhiệt của không khí thải người ta sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp
về qua các miệng hút (9) theo kênh gió (10)
c Các thiết bị chính
Quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, thiết bị sấy không khí cấp II,
hệ thống kênh cấp gió, hồi gió, miệng thổi và miệng hút
Trang 23d Kết luận
- Do có tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng
- Sơ đồ có tái tuần hoàn không khí nên chi phí đầu tư tăng
- Hệ thống đòi hỏi phải có thiết bị sấy không khí cấp II để sấy nóng không khí khi không thoả mãn điều kiện vệ sinh và do đó không kinh tế
2.5.2.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp
Để khắc phục nhược điểm của sơ đồ một cấp do phải có thiết bị sấy không khí cấp
II khi trạng thái V không thoả mãn điều kiện vệ sinh, người ta sử dụng sơ đồ hai cấp
có thể điều chỉnh nhiệt độ không khí thổi vào phòng mà không cần có thiết bị sấy
2.5.2.4 Sơ đồ điều chỉnh nhiệt độ thổi vào
tự thay đổi trạng thái đến T (tT, T) Cuối cùng một lượng được thải ra ngoài qua cửa thải (14), phần còn lại được hồi về theo kênh gió hồi (12) để tiếp tục xử lý
sơ đồ hai cấp có điều chỉnh nhiệt độ không cần trang bị thiết bị sấy cấp II
+ Năng suất lạnh và năng suất làm khô yêu cầu của thiết bị xử lý giảm:
Công suất lạnh giảm: Q0 = LT2.(IC1 - I0) [2, 113]
Trang 24Lưu lượng gió giảm: L = LT2.(dC1 - d0) [2, 113]
Như vậy, ta không phải đầu tư hệ thống xử lý không khí quá lớn, cồng kềnh
- Nhược điểm: Phải có thêm buồng hoà trộn thứ hai và hệ thống trích gió đến
buồng hoà trộn này nên chi phí đầu tư, vận hành tăng
=> Do tính chất và yêu cầu tại văn phòng “Hoa Sen Group” số 183 Nguyễn Văn Trỗi, Phường 8, Quận Phú Nhuận, TP.HCM, ta chọn loại sơ đồ một cấp có hồi lưu dùng cho mùa hè
Trang 25CHƯƠNG 3 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH
Để tính cân bằng nhiệt ở đây áp dụng phương pháp Carier theo sơ đồ sau:
Hình 3-1 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier
3.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11
n t: Hệ số tác dụng tức thời qua kính vào phòng:
Q’ 11 = F.R T c ds mm kh m r [W] [1, 143] (3 - 2)
- Q’ 11 :lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng [W]
- F: diện tích kính của cửa sổ có khung thép [m2]
- R T: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng [W/m2]
Vì hệ thống điều hòa hoạt động từ 6 giờ sáng đến 4 giờ chiều (trong các giờ có nắng) ta chọn RT = RTmax
- c: hệ số ảnh hưởng của độ cao công trình so với mặt nước biển, tính theo công thức:
1 0, 023 1000
c
H
H: chiều cao TP Hồ Chí Minh so với mặt nước biển [m]
Do ảnh hưởng của độ cao công trình so với mặt nước biển nhỏ, nên ta có:c =1
- ds: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương tsoC và nhiệt độ đọng sương của không khí ở mực nước biển là 20oC
20
1 0,13
10
s ds
t
Trang 26ts: nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời [oC] với tN = 35,7oC và N = 49,7% tra đồ thị t - d ta có ts = 23,68oC
- mm : hệ số kể đến ảnh hưởng mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là lúc
trời không có mây mù: mm = 1 [1, 144]
- kh: hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, do khung kim loại lấy: kh = 1,17 [1, 144]
- m: hệ số ảnh hưởng của kính: Kính Calorex, màu xanh, 6mm, có hệ số kinh: m =
0,57 bảng 4.3 [1, 153]
- r: hệ số mặt trời, khi không có màn che bên trong: r = 1 [1, 144]
Tp Hồ Chí Minh: nằm ở 10o10’ – 10o38’ vĩ độ bắc Tra phụ lục 5 [1, 466], ta được
tháng nóng nhất tại Tp Hồ Chí Minh là tháng 1 và 11 (nhiệt độ 39,9oC)
Tra bảng 4.1 [1, 148] ở 10ovới tháng 1 và 11 ta có RTmax trong bảng sau:
Bảng 3-1: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng
Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
- Phía Đông bắc, diện tích kính: F = 12,91 [m2]
- Phía Đông nam, diện tích kính: F = 22,49 [m2]
- Phía Tây nam, diện tích kính: F = 0 [m2]
- Phía Tây bắc, diện tích kính: F = 0 [m2]
Nhiệt truyền vào không gian văn phòng cho thuê:
Q 11 = 0,63488.F.R T n t = 0,63488.(12,91.117.0,57 + 22,49.508.0,35
+ 0.508.0,19 + 0.0.117.0,5) = 3085,32 [W]
Trang 27Tương tự ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-3: Nhiệt bức xạ qua kính
Tần
Đông Bắc
Đông Nam
Tây Nam
3.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che
3.2.1 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t: Q 21
Vì trên mái nhận nhiều bức xạ mặt trời, đối với tòa nhà nhiều tầng đây là mái bằng tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần, do ảnh hưởng của bức
xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà
Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, mái dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt Một phần lượng nhiệt tỏa ngay vào không khí ngoài trời bằng đối lưu bức xạ Một phần truyền qua kết cấu mái vào trong phòng điều hòa và tỏa vào lớp không khí trong phòng cũng bằng đối lưu và dẫn nhiệt
- Q21: dòng nhiệt đi vào không gian cần điều hòa do sự tích nhiệt của các kết cấu mái và do độ chênh nhiệt độ của không khí giữa bên ngoài và bên trong
- k: Hệ số truyền nhiệt qua mái [W/m2K] Tra bảng 4.9 [1, 163] theo trần bê tông
dầy 300 mm lớp vữa xi măng cát dày 25 [mm] trên có lớp bitum 797 [kg/m2]và trần giả bằng thạch cao 12 mm ta được: k = 1,42
Trang 28- εs: hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời bề mặt mái Tra bảng 4.10 [1, 164] Fibrô ximăng,
sau 6 năm sử dụng ta có: εs = 0,71
- αN: hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài: αN = 20 [W/m2K] [1, 166]
Tính cho tầng 11: Vì chỉ có tầng 11 tiếp giáp với mái che
3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua tường Q 22
Nhiệt truyền qua vách Q22 bao gồm hai thành phần:
- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà ∆t = tN - tT
- Do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên lượng nhiệt này được coi như bằng không
Ở đây tạm định nghĩa để tính toán: vách là toàn bộ bao che gồm tường, cửa ra vào,
cửa sổ… Tường bao che xây bằng gạch, vữa, xi măng, bêtông nặng
Vách bao che chung quanh cũng có nhiều dạng: tường, cửa ra vào và cửa sổ Tuy nhiên công thức chung tính nhiệt truyền qua vách vẫn được tính bằng biểu thức:
Trong đó:
Q2i: nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa sổ…
ki: hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính [W/m2K]
Fi: diện tích tường, cửa, kính tương ứng [m2]
3.2.2.1 Tính nhiệt truyền qua tường Q 22t
- N = 20 [W/m2K]: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với
không khí ngoài trời [1, 166]
- T = 10 [W/m2K]: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà [1, 166]
- ∆t: độ chênh lệch nhiệt độ [K] Đối với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời:
35, 7 25 10, 7 o
- i: Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường [m]
- i: Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường [W/mK]
- Ft: Diện tích bao quanh [m2]
Trang 29Kết cấu xây dựng của tường bao:
Hình 3-2 Kết cấu tường bao đá granite, gạch và vữa
Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
Hệ số truyền nhiệt của tường được xác định:
Tương tự như vậy ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-4: Bảng nhiệt truyền qua tường
3.2.2.2 Tính nhiệt truyền qua cửa ra vào Q 22c
Nhiệt truyền qua cửa ra vào được xác định như sau:
22c c c
Q k F t [W] [1, 166] (3 - 11) Trong đó: - Fc: Diện tích cửa [m2]
- ∆t: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà.Đối với cửa tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài trời thì: ∆t = tN – tT = 35,7 – 25 = 10,7 [oC]
- Kc: Hệ số truyền nhiệt qua cửa [W/m2K]
Tra bảng 4.12 [1, 169] chiều dày cửa gỗ 40mm vào mùa hè: Kc = 2,23 [W/m2K]
Tính cho văn phòng tầng lửng:
Q22c= kc.Fc.∆t = 2,23.1,76.10,7= 42,00 [W]
Tương tự như vậy ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-5: Nhiệt truyền qua cửa ra vào
Trang 30Văn phòng cho thuê 2,23 1,76 10,7 42,00
3.2.2.3 Nhiệt truyền qua cửa sổ Q 22k
Nhiệt truyền qua kính cửa sổ tính bằng biểu thức sau:
22k k k
Q k F t [W] [1, 166] (3 - 12) Trong đó:
- Phía Đông bắc, diện tích kính: F = 6,16 [m2]
- Phía Đông nam, diện tích kính: F = 9,07 [m2]
- Phía Tây nam, diện tích kính: F = 0 [m2]
- Phía Tây bắc, diện tích kính: F =0 [m2]
Q22k = kk.Fk.∆t = 5,89.(6,16 + 9,07 + 0 + 0).10,7 = 959,84 [W]
Tương tự như vậy ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-6: Nhiệt truyền qua kính
Bắc Đông Nam
Tây Nam
Tây Bắc
3.2.3 Nhiệt truyền qua nền Q 23 :
Đối với nhiệt truyền qua nền cũng được tính theo biểu thức:
Q k F t [W] [1, 166] (3 - 13) Trong đó:
- kn: Hệ số truyền nhiệt qua sàn [W/m2.K] Tra bảng 4.15 [1, 170] đối với sàn
bê tông dày 300 mm có lát gạch ở trên thì k = 2,15 [W/m2.K]
Tính cho tầng trệt:
Diện tích nền tầng trệt: F = 13,3 [m2]
Trang 31=>Q23 k Fn n t 2,15 13,3 5,35 131,13 [W].
Tầng lửng, tầng 1÷11: có sàn nằm giữa 2 phòng điều hoà nên: Q23 = 0 [1, 171]
3.3 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc thiết bị điện
3.3.1 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sángQ 31
- Với đèn dây tóc, nhiệt tỏa được tính như sau: QN[W]
- Với đèn huỳnh quang cũng tương tự như vậy nhưng nhân thêm hệ số 1,25 với
Trong đó: N là công suất của đèn
Toàn bộ hệ thống đèn chiếu sáng cho toàn bộ các phòng là đèn huỳnh quang công suất định hướng 10 ÷ 12 [W/m2sàn] [1, 171].Do chưa biết cụ thể tổng công suất của
hệ thống đèn chiếu sáng cả phòng nên có thể lấy công suất là 12 [W/m2 sàn]
Nhiệt tỏa do chiếu sáng cũng gồm hai thành phần: Bức xạ và đối lưu, phần bức xạ cũng bị kết cấu bao che hấp thụ, nên tác động nhiệt lên tải lạnh cũng lớn hơn giá trị tính toán được Vì vậy phải nhân thêm hệ số tác dụng tức thời và hệ số tác dụng đồng thời
- nđ: Hệ số tác dụng không đồng thời Đối với công sở: nđ = 0,8 [1, 171]
Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
3.3.2 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q 32
Nhiệt tỏa ra do máy và dụng cụ dùng điện như tivi, radio, máy tính, máy sấy tóc, bàn là,… trong gia đình hoặc văn phòng là các loại không dùng động cơ điện và được tính bằng công thức:Q32 N i [W] [1, 172] VớiNi: công suất điện ghi trên dụng cụ
Trang 32Đối với tòa nhà này được dùng chủ yếu là văn phòng cho thuê nên máy móc sử dụng ở đây chủ yếu là máy vi tính và máy in, một số tầng có sử dụng thêm máy photocopy Tuy nhiên, thời gian sử dụng máy photocopy là rất ít nên ta có thể bỏ qua Chọn 1 người/1máy tính và 1 văn phòng cho thuê có 6 máy in (ứng với 6 văn phòng nhỏ trong mỗi tầng) Mỗi máy vi tính có công suất là 250 [W] Mỗi máy in có công suất là 200 [W]
Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
- Tầng lửng: Sảnh không có máy móc nên: Q32 = 0 [W]
- Văn phòng tầng lửng, theo bảng 1-3, ta có 33 người chia làm 6 văn phòng nhỏ giả sử mỗi văn phòng có 1 máy in nên ta có tổng cộng là 6 máy in
=>Q = 33.250 + 6.200 = 9450 [W].32
Tương tự ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-8: Nhiệt do máy móc, thiết bị
3.4 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4
Con người đề cập ở đây chính là những người hiện diện và hoạt động bên trong không gian điều hòa Lượng nhiệt phát ra từ cơ thể phụ thuộc vào cường độ hoạt động
của con người được thể hiện qua hai hình thức là nhiệt hiện và nhiệt ẩn
Q4 = Q4h + Q4â [W]
3.4.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra
Nhiệt hiện do con người tỏa ra chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được xác định theo biểu thức:
Trong đó:
- n: Số người trong phòng điều hòa
- nđt: Hệ số tác dụng không đồng thời, đối với tòa nhà này ta chọn nđt = 0,8 [1]
- qh: Nhiệt hiện tỏa ra từ một người [W/người] Theo bảng 4.18 [1, 175] ta có qh
cho người hoạt động văn phòng là qh = 65 [W/người]
3.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra
Nhiệt ẩn do người tỏa ra được xác định như sau:
Trong đó:
- n: Số người trong phòng điều hòa
- qâ: Nhiệt ẩn do mộtngười tỏa ra [W/người] Theo bảng 4.18 [1, 175] ta có qâ
cho người hoạt động văn phòng là qâ = 65 [W/người]
Trang 33Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
- Sảnh có 2 người: Giả sử sảnh có 1 nam và 1 nữ
Tương tự ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-9: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q 4
3.5 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5
Không gian điều hòa cần được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp cho phòng điều hòa nhằm tiết kiệm năng lượng, nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí không mong muốn qua khe cửa sổ, cửa ra vào và cửa mở do người ra vào Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi chênh lệch nhiệt độ giữa trong và ngoài không gian điều hòa càng lớn Không khí lạnh thoát ra ở phía dưới cửa và không khí ngoài trời lọt vào từ phía trên cửa Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt được xác định như sau:
Q5h = 0,39..V.(tN– tT) [W] [1,177] (3 - 19)
Q5â = 0,84..V.(dN– dT) [W] [1,177] (3 - 20) Trong đó: - V: thể tích phòng[m3]
- : hệ số kinh nghiệm.Được xác định theo bảng 4.20 [1,177]
- tN, tT: nhiệt độ ngoài và trong phòng, (tN– tT) = 35,7 – 25 = 10,7oC
- dN: dung ẩm của trạng thái không khí ngoài trời
- dT: dung ẩm của trạng thái không khí trong không gian điều hòa
Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
Trang 34Tương tự ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
3.6 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QN.
Trong điều hòa không khí, không gian điều hòa luôn luôn phải cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo đủ ôxy cần thiết cho hoạt động hô hấp của con người ởtrong phòng
Ký hiệu gió tươi ở trạng thái ngoài trời là N, do gió tươi ở trạng thái ngoài trời với nhiệt độ tN, ẩm dung dN và entanpy IN lớn hơn trạng thái không khí ở trong nhà với nhiệt độ tT, ẩm dung dT và entanpy IT, vì vậy khi đưa gió tươi vào phòng nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt, bao gồm nhiệt hiện QhN và nhiệt ẩn QâN, chúng được tính bằng các biểu thức:
QhN = 1,2.n.l.(tN– tT) [W] [1,176] (3 - 21)
QâN = 3,0.n.l.(dN– dT) [W] [1,176] (3 - 22) Trong đó:
- dN, dT: Dung ẩm của trạng thái không khí ngoài trời và trong phòng [g/kg]
- tN, tT: Nhiệt độ của trạng thái không khí ở ngoài trời và trong phòng [oC]
- n: Số người trong không gian điều hòa
- l: Lượng không khí tươi cần cho một người một giây [l/s] Từ bảng 4.19 [1, 176],
ta có: l = 7,5 [l/s]
Tính cho văn phòng cho thuê tầng lửng:
Văn phòng có 33 người:
QhN = 1,2.n.l.(tN – tT) = 1,2.33.7,5.(35,7 - 25) = 1271,16 [W]
QâN = 3,0.n.l.(dN – dT) = 3,0.33.7,5.(18,4 - 12) = 1900,8 [W]
QN = QhN + QâN = 1271,16 +1900,8 = 3171,96 [W]
Tương tự ta có kết quả các tầng trong bảng sau:
Bảng 3-11: Nhiệt do gió tươi mang vào
người
l [l/s.người]
Trang 35Văn phòng cho thuê 40 7,5 1540,8 2304 3844,8
Trong đó nhiệt tổn thất do nhiệt tỏa từ quạt và nhiệt tổn thất qua đường ống dẫn gió là các nguồn nhiệt ảnh hưởng chủ yếu tới phụ tải lạnh Còn các nguồn khác như từ các thiết bị trao đổi nhiệt…là không đáng kể Tuy nhiên thì trong không gian điều hòa quạt gió làm tăng nhiệt độ nhưng nhỏ và đường ống được bọc cách nhiệt và đường gas
đi và về được quấn sát với nhau nên nhiệt xâm nhập vào không gian điều hòa là không đáng kể nên ta có thể bỏ qua Q6. Vậy: Q6 = 0 [W]
Trang 36CHƯƠNG 4 THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
4.1 Các quá trình cơ bản trên ẩm đồ
4.1.1 Quá trình hòa trộn
Điểm N là trạng thái không khí ngoài trời với GN, IN, tN, dN
Điểm T là trạng thái không khí trong nhà với GT, IT, tT, dT
Điểm H là trạng thái không khí sau khi hòa trộn với GH, IH, tH, dH
Hình 4-1 Quá trình hòa trộn không khí
Các công thức được sử dụng theo [1, 183]
Tỷ lệ hòa trộn:
N T
4.1.2 Quá trình sưởi ấm không khí đẳng dung ẩm
Sau khi được sưởi ấm trong Calorife hoặc dàn nóng, nhiệt độ không khí tăng từ t1
tới t2, độ ẩm giảm từ 1 tới 2 còn dung ẩm không đổi d1 = d2 = const
Trang 37Hình 4-2 Quá trình sưởi ấm không khí đẳng ẩm dung
4.1.3 Quá trình làm lạnh và khử ẩm
Không khí sau đi qua dàn lạnh để làm lạnh và khử ẩm có d < dH, t0 < tH, φ ≈ 95 %
< φH và I0 < IH:
Hình 4-3 Quá trình làm lạnh và khử ẩm
4.1.4 Quá trình tăng ẩm bằng nước và hơi
Khi phun nước có nhiệt độ bằng nhiệt độ của không khí, quá trình tăng ẩm theo đường A - 1, gần như trùng với đường IA = const Thực tế người ta thường coi quá trình
tăng ẩm lấy theo đường I = const
Hình 4-4 Quá trình tăng ẩm bằng cách phun nước hoặc hơi nước vào không khí
Trang 38Khi phun hơi để tăng ẩm, ta có thể thực hiện được quá trình tăng ẩm đẳng nhiệt tA
= t2 hoặc thậm chí tăng nhiệt độ t3 > tA
4.2 Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí
Yêu cầu chủ yếu của tòa nhà là: Điều hoà không khí về mùa hè, do đó ta chọn sơ
đồ điều hòa không khí tuần hoàn không khí một cấp để tính toán cho công trình về mùa
hè
Hình 4-5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tuần hoàn không khí một cấp
1- Cửa lấy gió trời, 2- Buồng hòa trộn, 3- Thiết bị xử lý nhiệt ẩm, 4- Quạt cấp gió, 5- Đường gió chính, 6- Miệng gió thổi, 7- Không gian điều hòa, 8- Miệng hút, 9- Ống gió thổi, 10- Thiết bị khử bụi, 11- Quạt gió hồi, 12- Van gió, 13- Cửa gió thải
Không khí ngoài trời có trạng thái N (tN, N) qua cửa lấy gió (1) đi vào buồng hoà trộn (2) Ở đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời và không khí tuần hoàn có trạng thái T (tT, T) Không khí sau khi hoà trộn có trạng thái H (tH, H) được
xử lí trong thiết bị cho đến trạng thái O trùng V và được quạt thổi không khí vào trong phòng (7) Không khí ở trong phòng có trạng thái T được quạt hút qua thiết bị lọc bụi (10), một phần không khí được tái tuần hoàn trở lại, phần còn lại được thải ra ngoài
4.3 Tính toán các thông số trong sơ đồ điều hòa không khí một cấp
4.3.1 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor): hf
Hệ số nhiệt hiện phòng được ký hiệu làhf là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn
do gió tươi và gió lọt QhN và QâN đem vào không gian điều hoà Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong phòng điều hòa V - T
Hệ số nhiệt hiện phòng được tính theo biểu thức:
hf hf
Q E
Q Q
Qhf: Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi) [W]
Qâf: Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi) [W]
Trang 39Hình 4-6 Hệ số nhiệt hiện phòng ε hf và cách xác định quá trình biến đổi V-T
Q h: Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào [W]
Q â: Thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào [W]
Q t: Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh Qo = Qt [W]
Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hoà trộn đến điểm thổi vào Đây chính là quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi hoà trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn
Hình 4-7 Hệ số nhiệt hiện tổng ht và biến đổi không khí trong dàn lạnh