TIỂU LUẬN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Với công trình tầng 4, nhà B, Trường Đại học Công Ngiệp TPHCM, để tạo không gian thoải mái học tập, chúng em được nhận đề tài “tính toán tổn thất nhiệt,từ đó xác định công suất lạnh cần

DANH SÁCH NHÓM TIỂU LUẬN

  

LỜI MỞ ĐẦU

 

Trước tình hình khí hậu có nhiều biến đổi và chuyển biến phức tạp như ngày nay, việc tạo ra một môi trường sống, học tập, làm việc ổn định là một yêu cầu cần thiết nó là điều kiện dẫn đến làm việc có năng suất cao, cảm giác thoải mái dễ chịu nâng cao chất lượng cuộc sống con người việc lắp đặt các hệ thống điều hòa không khí trong các công trình hiện nay là một giải pháp tối ưu Có thể nói điều hòa không khí đã trở thành một thiết bị quan trọng hàng ngày mà mọi người tiếp xúc và sử dụng

Với công trình tầng 4, nhà B, Trường Đại học Công Ngiệp TPHCM, để tạo không gian thoải mái học tập, chúng em được nhận đề tài “tính toán tổn thất nhiệt,từ đó xác định công suất lạnh cần thiết cho các phòng và chọn máy”

Qua đây chúng em được làm quen với việc thiết kế và thêm phần hiểu biết về các thiết

bị điều hòa không khí

Với sự hướng dẫn tận tình của giáo viên : Ths Nguyễn Thị Tâm Thanh cùng sự nổ lực của các thành viên trong nhóm, chúng em đã hoàn thành đề tài này Do kiến thức còn hàn

hạn chế, không tránh mắc phải nhưng sai sót, kính mong được sự góp ý của quý thầy cô

và các bạn

Chúng em chân thành cảm ơn

Nhóm 9

MỤC LỤC

 

LỜI MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG I:TÌM HIỂU ĐỀ TÀI 4

1.1 Yêu cầu của đề tài 4

1.2 Tìm hiểu máy điều hòa không khí VRV 4

1.2.1 Giới thiệu về máy điều hòa không khí VRV 4

1.2.2 Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo 5

1.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý 5

1.2.2.2 Cấu tạo 5

1.3 Phân tích ưu nhược điểm của máy điều hòa không khí VRV 7

1.3.1 Ưu điểm 7

1.3.2 Nhược điểm 7

1.4 Tìm hiểu kết cấu công trình 7

CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG 9

2.1 Tính toán công suất và chọn dàn lạnh cho công trình 9

2.2 Chạy phần mềm 11

Chương 1

TÍNH TOÁN TỔN THẤT NHIỆT



1.Xác định lượng nhiệt thừa Q T.

1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q 1

Q1 = Q11 + Q12

Trong đó: Q11: Tổn thất do các động cơ điện gây ra (W)

Q12: Tổn thất nhiệt do các thiết bị điện (W)

• Tổn thất nhiệt do các động cơ điện gây ra Q 11

- Tổn thất nhiệt do các động cơ điện trong các phòng học chủ yếu là do quạt gây ra được xác định theo công thức:

với η =1 (đối với quạt)

- Công suất mỗi quạt là 45W

• Tổn thất do các thiết bị điện Q 12

- Gồm laptop có công suất 150W và projector có công suất 240W, được xác định theo công thức

- Với Ktt = 1: Hệ số tính toán bằng tỷ số giữa công suất làm việc với công suất định mức

- Với Kdt = 1: Hệ số đồng thời, tính đến mức độ hoạt động đồng thời

 Bảng kết quả tính toán.

(W)

SL Quạt Q 11 (W) SL Laptop SL Projector Q 12 (W)

1.2 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q 2

Nguồn sáng nhân tạo đề cập ở đây là nguồn sáng từ các nguồn điện Có 2 loại đèn điện là đèn dây tóc và đèn huỳnh quang Đối với công trình tầng 4 nhà B thì sử dụng đèn huỳnh quang để chiếu sáng

- Nhiệt do các nguồn sáng nhân tạo tỏa ra chỉ ở dạng nhiệt hiện

- Tổn thất nhiệt trong trường hợp này được tính theo công thức:

Q2 = qs F 10-3 (KW) Với: F - Diện tích sàn nhà , m2

qs - Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1 m2 diện tích sàn nhà ( W/m2) Theo tiêu chuẩn chiếu sáng phòng học ta chọn qs = 20 W/m2 là công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1 m2 diện tích sàn

 Bảng kết quả tính toán:

STT Phòng Diện tích ( m 2 ) Q2 (KW)

7 B4.7 39.6 0.792

8 B4.8 39.6 0.792

9 B4.9 39.6 0.792

Tổng 634.8 12.696

1.3 Nhiệt do người tỏa ra Q 3

Nhiệt do người tỏa ra gồm hai thành phần:

- Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, bức

xạ và dẫn nhiệt: qh

- Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm ( mồ hôi và hơi nước mang theo): qa

Tổn thất nhiệt do người tỏa được xác định theo công thức:

 Nhiệt hiện: Q3h = n qh 10-3 Kđt (KW)

 Nhiệt ẩn: Q3a = n qa 10-3 Kđt (KW)

 Nhiệt toàn phần: Q3 = Q3h + Q3a (KW)

Với n: Số người trong mỗi phòng

Kđt : Hệ số không đồng thời (hệ số xét đến số sinh viên không phải lúc nào cũng đông đủ trong mỗi phòng), lấy Kđt = 0,8

Theo bảng 3.5 nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người tỏa ra,sách “ Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính” Đối với mức độ hoạt động : ngồi, hoạt động nhẹ tương ứng loại không gian trường học, nhiệt độ phòng 240C, ta có :

• qh = 70 W/người

• qa = 50 W/người

• Kđt = hệ số không đồng thời lấy Kđt = 0,8

 Bảng kết quả tính toán

STT Phòng Số người Q 3h (KW) Q 3a (KW) Q 3 (KW)

1 B4.1 66 3.696 2.64 6.336

2 B4.2 66 3.696 2.64 6.336

3 B4.3 66 3.696 2.64 6.336

4 B4.4 66 3.696 2.64 6.336

5 B4.5 117 6.552 4.68 11.232

6 B4.6 117 6.552 4.68 11.232

7 B4.7 54 3.024 2.16 5.184

8 B4.8 54 3.024 2.16 5.184

9 B4.9 54 3.024 2.16 5.184

Tổng 660 36.96 26.4 63.36

1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4

Do công trình tầng 4 nhà B chủ yếu là các phòng phục vụ cho mục đích học tập của sinh viên nên không có thành phần nhiệt mang vào nên Q4 = 0

1.5.Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q 5

Do các phòng học không có thiết bị nhiệt nên Q5 = 0

1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng.

Nhiệt bức xạ được chia ra làm ba thành phần:

- Thành phần trực xạ : nhận nhiệt trực tiếp từ mặt trời

- Thành phần tán xạ : nhiệt bức xạ chiếu lên các đối tượng xung quanh làm nóng chúng và các vật đó bức xạ gián tiếp lên kết cấu bao che

- Thành phần phản chiếu từ mặt đất

Do nhiệt bức xạ mặt trời phụ thuộc vào thời điểm trong ngày nên trong các tính toán chúng ta chấp nhận tính theo thời điểm mà bức xạ mặt trời lên kết cấu là lớn nhất Giá trị đó phụ thuộc vào kết cấu bao che

• Nhiệt bức xạ qua cửa kính : Q 61

Theo yêu cầu của công trình kính được sử dụng trong các phòng học là kính thường, có rèm che Do đó Q61 được xác định theo công thức :

Q61 = Fk Rxn εc εds εmm εkh (W) Trong đó: Fk: diện tích cửa kính , m2

Rxn = [ 0,4 αk + τk ( αm + τm + ρk ρm+ 0,4 αk ρm )] Rn

Rn – nhiệt bức xạ đến ngoài bề mặt kính , ( W/m2)

Theo vị trí các phòng của tầng 4 nhà B , cửa kính tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời qua 2 hướng chính: Hướng Tây Bắc và Hướng Đông Bắc

Bằng cách tra bảng 3.7 Đặc tính bức xạ của các loại kính sách “ Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính”, ứng với loại kính cơ bản ta có:

• Hệ số hấp thụ αk = 0,06

• Hệ số phản xạ ρk = 0,08

• Hệ số xuyên qua τk = 0,86

• Hệ số kính εk =1,00

Đối với kính có rèm che ta tra bảng 3.8 đặc tính bức xạ của màn che sách “ Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính” ,ứng với màn che loại metalon, ta có:

• Hệ số hấp thụ αm = 0,29

• Hệ số phản xạ ρm = 0,48

• Hệ số xuyên qua τm = 0,23

• Hệ số Mặt Trời εm = 0,58

• Các hệ số:

• εc=1 : Hệ số tính đến độ cao H (m) nơi đặt cửa kính so với mực nước biển

• εds: hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ dộng sương so với 200C

tđs=180C : nhiệt độ đọng sương (tra đồ thị I-d ứng với t = 240C,φ = 60 %)

• εmm=1: Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù ( trời không mây)

• εkh = 1,17: Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính (khung kim loại)

• εm=0,58 ; εk=1

 Đối với các phòng B4.1 ; B4.2 ; B4.3 ; B4.4 phía sau mỗi phòng có 1 cửa sổ với diện tích cửa kiến S=3,3925m2, hướng Tây Bắc

Tương ứng với vĩ độ 100 Bắc, hướng Tây Bắc , theo bảng 3-10 sách “ Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính”, tra được Rmax= 483 W/m2 vào lúc 16 giờ tháng 6

 Lượng nhiệt xâm nhập:

 Đối với các phòng B4.7 ; B4.8 ; B4.9 phía sau mỗi phòng có 1 cửa sổ với diện tích cửa kiến S = 3,3925 m2, hướng Đông Bắc

Tương ứng với vĩ độ 100 Bắc, theo bảng 3.10 sách “Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính” tra được Rmax = 483 W/m2 vào lúc 8h tháng 6

Lượng nhiệt xâm nhập là: Rxn =280,04(W/m2)

 Đối với phòng B4.5 phía sau có 3 cửa sổ với mỗi cửa có diện tích S = 3,3925 m2 ,

hướng Tây Bắc Rxn = 280,04 (W/m2)

 Đối với phòng B4.6 :

• Có 2 cửa sổ mỗi cửa có diện tích S = 3,68 m2 theo hướng Đông Bắc

• Có 3 cửa sổ mỗi cửa có diện tích S = 3,3925 m2 theo hướng Tây Bắc

Vì Rmax theo 2 hướng đều giống nhau nhưng diện tích cửa kính , theo hướng Đông Bắc lớn hơn diện tích cửa kính theo hướng Tây Bắc Do đó ta sẽ chọn hướng Đông Bắc để tính toán

Theo hướng Đông Bắc như ở trên ta có Rmax =483 (W/m2),Rxn1 = 280,04

(W/m2)

Theo hướng Tây Bắc lúc 8h tháng 6 có R =25 (W/m2)

Do đó RXN = RXN1 + RXN2 = 280,04 +14,49 = 294,53 (W/m2)

• Nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che : Q 62

- Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời,bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao che sẽ dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu và bức xạ

- Thông thường người ta bỏ qua lượng nhiệt bức xạ qua tường Lượng nhiệt truyền qua mái do bức xạ và độ chênh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời được xác định theo công thức:

 Trong đó F- Diện tích mái ,m2

k - Hệ số truyền nhiệt qua mái,W/m2.K

độ chênh nhiệt độ tương đương,với

 - Hệ số hấp thụ của mái (tôn màu sáng)

 - Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài

 - Nhiệt bức xạ đập vào mái, W/m2

 R- Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng (tra theo bảng 3.10),W/m2

 - Hệ số màu của mái hay tường

• Đối với các phòng B4.1 ; B4.2 ; B4.3 ; B4.4;B4.5; B4.7;B4.8;B4.9 theo tính

toán ở trên ta có

Đối với phòng B4.6

 Bảng kết quả tính toán.

STT Nhiệt bức xạ qua cửa kính Nhiệt bức xa qua kết cấu bao che Q 6 (W)

Phòng F k (m 2 ) Rxn(W/m 2 ) Q 61 (W) F mái (m 2 ) Δt (K) Q 62 (W)

1 B4.1 3.3925 280.04 1140.44 54 21.95 8700.10 9840.54

2 B4.2 3.3925 280.04 1140.44 54 21.95 8700.10 9840.54

3 B4.3 3.3925 280.04 1140.44 54 21.95 8700.10 9840.54

4 B4.4 3.3925 280.04 1140.44 54 21.95 8700.10 9840.54

5 B4.5 10.1775 280.04 3421.33 150 21.95 24166.95 27588.28

6 B4.6 17.538 294.53 6200.55 150 23.25 25598.25 31798.80

7 B4.7 3.3925 280.04 1140.44 39.6 21.95 6380.07 7520.52

8 B4.8 3.3925 280.04 1140.44 39.6 21.95 6380.07 7520.52

9 B4.9 3.3925 280.04 1140.44 39.6 21.95 6380.07 7520.52

Tổng 51.4625 2,534.85 17,604.97 634.80 103,705.83 121,310.8

0

1.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng : Q 7

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò rỉ không

khí , việc này luôn luôn kèm theo tổn thất nhiệt

- Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7 được tính theo công thức:

Q7 = G7i ( IN – IT ) (K W) Với : G7 lưu lượng không khí rò rỉ ở phòng thứ i (Kg/s)

IN , IT : entanpi của không khí bên ngoài và bên trong phòng ( KJ/Kg )

- Lượng không khí rò rỉ ở các phòng được xác định theo công thức

G = F vk ρk

Trong đó F: diện tích khe hẹp rò rỉ (m2)

vk = 2 m/s :Vận tốc gió

ρk = 1,2 kg/m3 : Khối lượng riêng của không khí

• Thông số ngoài trời :

tN = 350C , φN = 80 % PbhN = 0,05622 bar

- Dung ẩm :

IN = 1,005 tN + dN ( 2500 + 1,84 tN )

= 1,005.35 + 0,029.(2500+ 1,84.35)

= 109,5 ( KJ/Kg )

• Thông số trong nhà :

tT = 240C , φT = 60 % PbhN = 0,03 bar

- Dung ẩm :

IN = 1,005 tT + dT ( 2500 + 1,84 tT )

= 1,005.24 + 0,0114.(2500+ 1,84.24)

= 53,1234 ( KJ/Kg ) 0

 Đối với các phòng B4.1, B4.2, B4.3, B4.4, B4.7, B4.8,B4.9 đều được thiết kế cửa chính và các cửa sổ giống nhau về hình thức lẫn kích thước nên tổn thất nhiệt do lọt không khí vào phòng của chúng đều như nhau

Trong đó:

• Cửa chính: Fc = 0,002 1,4 = 2,8.10-3 (m2)

• Cửa sổ trước: Ft = 0,002 1,46 3 = 8,76.10-3 (m2)

• Cửa sổ sau: Fs = 0,002 1,15 3 = 6,9.10-3 (m2)

F71= Fc + Ft + Fs = 2,8.10-3 + 8,76.10-3 + 6,9.10-3 = 0,0185 (m2)

 Đối với phòng B4.5.

Đây là phòng có diện tích lớn gồm : 2 cửa chính ,2 cửa sổ phía sau và 3 cửa sổ phía trước

Trong đó:

• Cửa chính: Fc = 0,002 1,4 2 = 5,6.10-3 (m2)

• Cửa sổ trước: Ft = 0,002 1,46 9 = 26,28.10-3 (m2)

• Cửa sổ sau: Fs = 0,002 1,15 6 = 13,8.10-3 (m2)

F72= Fc + Ft + Fs = 5,6.10-3 + 26,28.10-3 + 13,810-3 = 0,0457 (m2)

 Đối với phòng B4.6:

Kết cấu giống như phòng B4.5, nhưng phòng B4.6 là phòng ngoài cùng của dãy, nên ở bên hông được thiết kế thêm 2 cửa sổ nhằm tạo sự mĩ quan và tận dụng ánh sáng của bên ngoài Do đó ngoài diện tích bị rò rỉ không khí như phòng B4.5 thì phòng B4.6 còn bị rò rỉ không khí ở 2 cửa sổ bên hông

Trong đó:

• Cửa chính: Fc = 0,002 1,4 2 = 5,6.10-3 (m2)

• Cửa sổ trước: Ft = 0,002 1,46 9 = 26,28.10-3 (m2)

• Cửa sổ sau: Fs = 0,002 1,15 6 = 13,8.10-3 (m2)

• Fh = 0,002 1,15 6 = 13,8.10-3 (m2)

F7.3 = F7.2 + Fh = 0,04568 + 13,8.10-3 = 0,0595 (m2

 Bảng kết quả tính toán.

STT Phòng F rò rỉ (m 2 ) G (kg/s) Q 7 (KW)

1 B4.1 0.0185 0.04440 2.503

2 B4.2 0.0185 0.04440 2.503

3 B4.3 0.0185 0.04440 2.503

4 B4.4 0.0185 0.04440 2.503

5 B4.5 0.0457 0.10968 6.183

6 B4.6 0.0595 0.14280 8.051

7 B4.7 0.0185 0.04440 2.503

8 B4.8 0.0185 0.04440 2.503

9 B4.9 0.0185 0.04440 2.503

Tổng 0.2347 0.56328 31.756

1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 8

Người ta chia ra lam hai tổn thất

• Tổn thất do truyền nhiệt qua trần, mái,tường và sàn (tầng trên ) Q81

• Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8 = Q81+ Q82

1.8.1 Nhiệt truyên qua tường; trần và sàn tầng trên Q 81

Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che dược tính theo công thức:

Với: k : hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che W/m2.K

F : là diện tích bề mặt kết cấu bao che m2

: độ chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong phòng oC

Mùa hè : mùa đông

: hệ số xét đến vị trí của vách

• Đối với tường bao : tiếp xúc trực tiếp với môi trường không khí bên ngoài thì

• Đối với trần có mái bằng tôn, ngói, firô, xi măng với kết cấu kín,

 Hệ số truyền nhiệt qua tường và trần :

Với : hệ số tỏa nhiệt bên trong của kết cấu bao che , W/m2.K

: hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che, W/m2.K

: chiều dày của lớp thứ i, m

: hệ số dẫn nhiệt lớp thứ i, W/m.K

• Xác định hệ số truyền nhiệt qua tường.

• Xác định hệ số dẫn nhiệt

 Kết cấu của tường gồm 5 lớp:

Trong đó

- 2 lớp sơn có , hệ số dẫn nhiệt

- 2 lớp vữa có , hệ số dẫn nhiệt

- 1 lớp gạch có ,hệ số dẫn nhiệt

Bằng cách bảng 3.16 - Hệ số trao đổi bên ngoài và bên trong sách “Điều hòa không khí của PGS.TS Võ Chí Chính” ta có

- Phía trong : ứng với bề mặt tường, trần, sàn nhẵn

- Phía ngoài : ứng với tường ngoài sàn, mái tiếp xúc trực tiếp không khí bên

ngoài

• Xác định hệ số truyền nhiệt qua trần

- Do kết cấu công trình tầng 4 nhà B là tầng trên cùng, phía trên có mái che tôn màu đỏ nên sẽ có 1 lượng nhiệt truyền qua trần nhà và mái nhà

 Kết cấu truyền nhiệt như sau:

- Lớp tôn dày δ1 = 1mm có

- Lớp không khí dày δ 2 = 1500 mm có

- Lớp trần là lớp thạch cao dày δ 3 = 10 mm có

- αT = 11,6 ( W/m2.K )

- αN = 23,3( W/m2.K)

Khi tính truyền nhiệt qua trần nhà và mái nhà ta xem đây là truyền nhiệt qua vách phẳng gồm 3 lớp

 hệ số truyền nhiệt qua trần:

Với công trình tầng 4 nhà B, phía trước hành lang có lớp kính bao quanh mặt trước các phòng nên khoảng không gian hành lang có nhiệt độ vào khoảng 340C ,nhỏ hơn nhiệt độ ngoài trời 10C và có độ ẩm 80%

- Độ chênh lệch nhiệt độ phía trước và phía sau :

• Mặt trước :

• Mặt sau:

- F1: Diện tích tường tiếp xúc với nhiệt độ ngoài là 340C

- F2: Diện tích tường tiếp xúc với nhiệt độ ngoài là 350C

- Fm : Diện tích mái

- Q81(T): Lượng nhiệt truyền qua tường

- Q81(M): Lượng nhiệt truyền qua mái

 Bảng kết quả tính toán.

STT Phòng Nhiệt truyền qua tường

Nhiệt truyền qua

kính

Nhiệt truyền

)

F1 F2 Q1 F1 F2 Q2 F Q3

1 B4.1 3.28 36.21 1055.87 7.52 3.39 662.63 54 142.56 1861.06

2 B4.2 3.28 14.19 462.71 7.52 3.39 662.63 54 142.56 1267.90

3 B4.3 3.28 14.19 462.71 7.52 3.39 662.63 54 142.56 1267.90

4 B4.4 3.28 14.19 462.71 7.52 3.39 662.63 54 142.56 1267.90 5

B4.5 9.63 26.61 952.75

20.3 7

10.1 8

1859.2

2 150 396.00 3207.97 6

B4.6 9.63 48.05 1530.42

20.3 7

17.5 4

2336.2

7 150 396.00 4262.69

7 B4.7 26.18 6.21 808.38 6.65 3.39 611.03 39.6 104.54 1523.96

8 B4.8 2.96 6.21 239.63 6.65 3.39 611.03 39.6 104.54 955.20

9 B4.9 26.18 6.21 808.38 6.65 3.39 611.03 39.6 104.54 1523.96 tong 87.68 172.06 6783.58 90.76 51.45 8679.07 634.80 1675.87 17138.52

2.Xác định lượng ẩm thừa W T

2.1.Lượng ẩm do người tỏa ra W 1

Lượng ẩm do người tỏa ra được tính theo công thức sau

Trong đó: n- Số người trong phòng, người

gn- lượng ẩm do 1 người tỏa ra trong 1 đơn vị thời gian (g/s), độ phòng

Khi nhiệt độ càng lớn và cường độ vận động càng mạnh cơ thể thải mồ hôi nhiều gn càng

lớn

Trị số gn được tính theo bảng sau:

Trạng thái lao động Nhiệt độ không khí trong phòng,

0 C

10 15 20 25 30 35