Binh ngưng tụ tw 30% C) % Ặ if ie »
Hinh 2.29, Nguyén tắc cấu tạo của tháp giải nhiệt:
a) tháp giải nhiệt, b) bơm nước tuần hồn; c) bình ngưng tụ của máy lạnh; 1 động cơ quạt giĩ; 2 vỏ tháp; 3 chắn bụi nước; 4 dàn phun nước; 5 khối đệm; 6 cửa khơng khí vào; 7 Để nước; 8 đường nước lạnh cấp để làm mát bình ngưng; 9 đường nước nĩng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ khơng khí đi ngược chiểu tir
dưới lên; 10 phin lọc nước; 11 phễu chảy tràn, 12 van xả đáy; 13 đường nước cấp với van phao; PI - áp ké (pressure indicator)
2.5 BANG SO SANH CAC HE THONG DIEU HOA KHONG KHi
Bang 2.19 tĩm tắt những đặc điểm của từng hệ thống điều hồ khơng khí đã giới thiệ
tương đối vì một số loại máy gần như giống nhau hồn tồn về mọi đặc điểm, chỉ khác nhau về năng suất lạnh vi dụ máy điều hồ tách (2 hoặc nhiều cụm) của hệ thống diều hồ cục bộ và hệ thống điều hồ (tổ hợp) gọn chẳng hạn
ở các phần trên Bảng so sánh này thực ra cũng chỉ là
Một ví dụ khác là đối với các máy điều hồ giải nhiệt giĩ, cần phải bố trí cúm đần nĩng sao chớ Khơng bị cản trở đĩ các bức tường chắn ánh nắng 91
Trang 2=
mặt trời hướng giĩ và cần phải đặc biệt tránh giĩ quẩn khi bố trí nhiều cụm nĩng gần nhau, tránh máy này hút Phải khơng khí nĩng của máy kia
Hướng giĩ rất quan trọng thường người ta bố trí quạt vuơng gĩc với hướng
giĩ Nếu bố trí ngược hướng giĩ, cĩ thể giĩ làm mất tác dụng quạt và máy sẽ bị quá tải vì khơng thải được nhiệt,
Đối với máy điều hồ nhiều cụm cục bộ“đùng trong-gia đình rất thuận tiện cho 1 gia đình nhiều phịng nhưng Sử dụng lạnh Khơng đồng thời ví dụ ban ngày chỉ cấp lạnh cho phịng làm việc, phịng khách: ban đêm cấp lạnh cho các phịng ngủ Cụm dàn nĩng Khơng đủ cĩng suất cấp lạnh đồng thời cho tất cả các phịng Nhưng đối với máy điểu hồ nhiều cụm kiểu thương nghiệp hoặc cơng nghệ dàn nĩng lại phải đủ lớn để cấp lạnh đồng thời cho các phân xưởng hoặc cơng sở
2.6 LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HỒ THÍCH HỢP CHO CƠNG TRÌNH Việc lựa chọn hệ thống điều hưà:thích hợp cho cơng trình là hết sức quan trọng, nĩ đảm bảð cho hệ thống đáp ứng được đẩy đủ những yêu cầu
của cơng trình Nĩi chung một hệ thống điều hồ khơng khí thích hợp khi
thoả mãn các yêu cầu do cơng trình đề ra cả về mặt kỹ thuật, mĩ thuật mơi trường sự tiện dụng Về vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa độ an tồn độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế cao
avi dụ, khi thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí cho một tồ nhà hoặc một phân xưởng cĩ năng suất lạnh yêu cầu dưới 100 tấn lanh (350 kW) thi
chỉ nên dùng loại tổ hợp gọn mà khơng đùng trung tâm nước Nhưng đối với một tồ nhà chung cư, dù năng suất lạnh yêu cầu cĩ lớn đến mấy cũng
khơng thể dùng hệ thống trung tâm nước xì ở Việt Nam chưa cĩ thĩi quen tính tiền điều hồ theo kiểu khốn diện tích vì mức s
nữa nhiều gia đình khơng cĩ thĩi quen đùng diều hồ, vì vậy tốt hơn hết là
ng cịn chưa cao, hơn
để gia đình tự trang bị sử dụng và tự chịu tiền điện: Ở các nước phương Tây việc sưởi ấm mùa đơng và điều hồ mùa hè thường được tính khốn ngay vào tiên nhà vì các hệ thống €úng cấp đäng lượng này đều là kiểu trung tâm nhưng chắc ở Việt Nam, chế độ này cồn lâu mới thực hiện được
Do đĩ các chung cư cao vài chục tầng ở các khu Linh Đàm, Định Cơng,
Trang 7f i Ị I OL GA RL R EERE TOT OTT OT TTR
Khi một vùng khí hậu thiếu nước sinh hoạt thì khơng thể chọn máy kiểu giải nhiệt nước mà phải chọn kiểu giải nhiệt giĩ ví dụ như các vùng Trung cận đơng Những vùng khí hậu cĩ độ ẩm khơng khí quá cao cũng
khơng nên chọn phương án giải nhiệt nước bằng nước tuần hồn vì khi đĩ
tháp giải nhiệt làm việc khơng hiệu quả
Khi nĩi đến điều hồ tiện nghỉ thường người ta phải nghĩ ngay đến việc khống chế độ ồn dưới mức cho phép ngồi nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi
mà hệ thống cần đạt được Như vậy phải chọn các loại máy cĩ độ ơn thấp, đĩ là các loại máy kiểu tách, VRV hoặc trung tâm nước Đây là các máy cĩ các cụm dàn lạnh trong nhà với quạt ngang dịng (lồng sĩc) nên rất êm
Khi nĩi đến điều hồ cơng nghệ hoặc thường nghiệp, cĩ nghĩa là ở đây cĩ thể chấp nhận được độ ồn cao hơn, do đĩ cĩ thể chọn các loại máy
nguyên cụm hoặc loại đàn ngưng đặt xa
Nếu vì lý do nào đĩ mà phải chọn các loại máy cĩ độ ồn cao như các
loại máy nguyên cụm hoặc dàn ngưng đặt xa cho điều hồ tiện nghỉ thì
nhất thiết phải bố trí chống ồn, chống rung và tiêu âm đường giĩ cấp, đường giĩ hồi
Nếu sử dụng các loại máy này cho các trường quay, studio, phịng ghi âm, phịng phát thanh, hồ nhạc thì vấn dé tiêu âm, chống ơn, chống rung lại càng phải cĩ yêu cầu đặc biệt hơn
Như bảng 2.19 đã phân tích đặc điểm các hệ thống điều hồ thì hệ
thống điều hồ cục bộ chỉ thích hợp cho các nhà ở, căn hộ, phịng ở hạn chế của một gia đình nhỏ 3 - 5 người Hệ thống điều hồ tổ hợp gọn thì ứng
dụng rộng rãi hơn cho nhiều mục đích cả điều hồ tiện nghi, thương nghiệp
và cơng nghệ, ví dụ các phịng rộng, nhà ở rộng, cửa hàng, quầy hàng thương nghiệp, siêu thị, nhà hàng ăn uống, điểm tâm, giải khát, các phân
xưởng sản xuất, các phịng thí nghiệm, bệnh viện, trạm xá, trường học, văn
phịng, trung tâm thể thao, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bĩng Mỗi cụm máy cĩ thể phục vụ cho một diện tích đến 400 + 500 z? sàn
Riêng hệ VRV thích hợp cho nhiều dạng nhà cao tầng, văn phịng,
khách sạn giếng như hệ thống trung tâm nước với mọi kích cỡ về bề rộng,
Trang 8cũng phù hợp cho các xưởng sản xuất lớn như nhà máy sợi, đệt, in ấn, chè, thuốc lá nơi mà độ ẩm cần khống chế tương đối nghiêm ngặt
Khi cần độ trong sạch của khơng khí cao thường người ta cũng phải sử
dụng hệ thống điều hồ trung tâm nước vì ở đây cĩ thể bố trí dễ dàng tất cả
các loại thiết bị lọc khí, lọc tạp chất bụi, hố chất và khử mùi hiệu quả cao Một căn cứ quan trọng khác cần lưu ý là vốn đầu tư cho cơng trình Đơi khi vốn đầu tư khơng phù hợp nên khơng chọn được hệ thống phù hợp
nhất cho cơng trình Ví dụ hệ VRV hiện nay rất dat, thường đất gấp 1,3 lần hệ thống trung tâm nước Dù biết rằng VRV khơng cân cơng nhãn vận hành, đỡ phức tạp hon rất nhiều trong việc vận hành và lắp đặt và cịn cĩ
khả năng tiết kiệm điện cao nhưng do khơng đủ vốn nên vẫn phải chọn hệ thống trung tâm nước mà thơi
Tĩm lại, cần phải chọn được hệ thống điều hồ phù hợp với cơng trình,
phát huy được các ưu điểm và khắc phục được các nhược điểm của hệ
thống làm cho hệ thống vận hành đạt được hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao nhất
Trang 9
Chuong 3
TINH CAN BANG NHIET AM
BANG PHUONG PHAP TRUYEN THONG
Cĩ rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác
định năng suất lạnh yêu câu khác nhau Ở đây giới thiệu 2 phương pháp là phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier Nhiều phương pháp đã được lập trình và chỉ cần đưa số liệu vào là cĩ các kết quả mong muốn Chương này giới thiệu tính cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp truyền thống
3.1 ĐẠI CƯƠNG
Các bước chủ yếu của phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm truyền
thống gồm bảy bước chủ yếu từ a đến ø như sau:
4 Xác định các nguồn nhiệt toa vào phịng từ các nguồn khác nhau như
do người máy mĩc, chiếu sáng, rị lọt khơng kh, bức xạ mặt trời, thẩm
thấu qua kết cấu bao che
Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát cĩ đạng:
Q.= Quụ + Q, (3.1)
~ Q, - nhiệt thừa trong phong, W;
Q¡¿¿ - nhiệt toả ra trong phịng, W;
:Q - nhiệt thẩm thấu từ ngồi vào"qua kết cấu bao che do chênh
lệch nhiệt độ, 1W:
Trang 10Quis = Qi + Q + Q5 + QL4+ O54 Q4+Q + Qe (3.2) Q,)- nhiệt toả từ máy mĩc:
- nhiệt toa từ đèn chiếu sáng:
y- nhiệt toa từ người:
nhiệt toa từ bán thành phâm:
Q: - nhiệt tố từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt:
© nhiệt toa đo bức xạ mặt trời qua cửa kính:
Qk - nhiệt toả do bức xa mặt trời qua bao che;
- nhiệt tố do lị rọt khơng khí qua cửa:
Qu = Qs + Qu + Qi + Qn, W (3.3) Q, nhiệt thẩm thấu qua vách:
On - nhiét tham thấu qua trần (mái): Q;, - nhiệt thâm thấu qua nên:
Q,„ - nhiệt tồn thất bố sung do giĩ và hướng vách b Xác định các nguồn ẩm thừa trong phịng điều hồ W
W¿=W,+W,+W,+W,, kg (3.4)
(wW,\ lượng ẩm do người toả vào phịng, kg/3; W; - lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm k#/s:
W, - lượng ẩm do bay hơi tir san am, kg/s:
W, - lugng ẩm do hơi nước nĩng toả vào phịng, kg/s c Xác định tia quá trình e (cịn gọi là hệ số gĩc tỉa quá trình):
a= phe hike (3.5)
d Xác định sơ đồ điều hồ khơng khí với các thơng số trạng thái khơng khí trong nhà T, ngồi nhà N hồ trộn H và thổi vào V như entanpi
lý, Ix, lụ lv nhiệt độ tị, tý, tị, tý lưu lượng khong khi Gy, Gy.’ Gy
Trang 11Gy kgls, Ly, Ly, Ly, Ley m/s, khoi lượng riếng khơng khí Py, px Py Pv ẩm dung của khơng khí d,, dy, d., dụ,
e Xác định năng suất giĩ của hệ thống
Trang 123.2 TINH CAN BANG NHIET 102 3.2.1 Nhiệt toả từ máy mĩc Q¡ ` ‡ Qi = BN KK P 1K, „.W (3.12) " J :
Nụ, - cơng suất động cơ lắp đặt của máy, W;
K, - hệ số phụ tải, bằng tỉ số giữa cơng suất thực (hiệu dụng) của may trên cơng suất động cơ lắp đặt, K,= N./ĐNụ,;
K, - hệ số đồng thời, K„ = ÈN,t/SN,t trong đĩ N,, t, là cơng suất động cơ thứ ¡ làm việc trong thời gian t, và r là tổng thời gian
hoạt động của hệ thống điểu hồ khơng khí trong ngày
K; - hệ số thải nhiệt Hầu hết cac động cơ làm việc ở chế độ biến điện năng thành cơ năng đều lấy Ky = | Trường hợp động cơ quạt giĩ mà động cơ trong phịng, ống giĩ bên ngồi lấy
K; = 0,1; bom c6 dong cơ trong phịng, ống nước bên ngồi
lấy K, = 0,2;
yn - hiéu suất làm việc thực của động cơ, r\ = rị, K, trong đĩ nụ, - hiệu suất động cơ cho trong catalog và K, - hệ số hiệu
chỉnh theo phụ tải:
Hệ số c 080 0/70 0,60 0,50 0,40 0,30
phu tai K,, Hệ số
¡ plana hiệu chỉnh Ky: 0,99 0,98 0,97 0,95, 0,92
Trường hợp khơng cĩ catalog động cơ cĩ thé lay gan ding nu
Trang 133.2.2 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q;
Q;=N,, W @.13)
N,, - tổng cơng suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W
Đối với nhà hát, sân khấu, hội trường ta phải tính tổng cơng suất của đèn chiếu sáng Đối với phịng làm việc, phân xưởng sản xuất, khách sạn, văn phịng cĩ thể tính cơng suất chiếu sáng theo m? san Binh thường, theo tiêu chuẩn chiếu sáng lấy 10 + 12 W/m” diện tích sàn cho văn phịng, khách sạn, cơng xưởng
3.2.3 Nhiệt toả từ người Q;
Nhiệt toả từ người thay đổi theo điều kiện vi khí hậu, cường độ lao động và thể trạng cũng như giới tính Nhiệt độ khơng khí chung quanh càng thấp, nhiệt toả càng nhiều Người càng to béo vạm vỡ, nhiệt toả càng nhiêu và nĩi chung nhiệt toả của nam giới lớn hơn của nữ giới: Nhiệt toả từ người gồm 3 phân là đối lưu trực tiếp với khơng khí, bức xạ vào khơng khí và bay hơi nước từ phổi và bể mặt da (mồ hơi) vào khơng khí Người ta tính gop đối lưu vào bức xạ thành thành phần nhiệt hiện q, cịn nhiệt toả bằng bay hơi nước gọi là thành phần nhiệt ẩn q¿: q=G +d W (3.14) Nhiệt toả từ người được tính theo biểu thức sau: Q;=naq, W @.15) q - nhiệt toả từ một người, W/người; n - số người
Bảng 3.1 giới thiệu nhiệt toả từ một người đàn ơng trưởng thành, cân nặng khoảng 68 kg với cả thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn ở nhiệt độ khơng khí trong phịng điều hồ từ 20 đến 28”C Nếu tính cho phụ nữ cĩ thể nhân thêm với hệ số 0,85 và đối với trẻ em nhan với hệ số 0,75 vì phụ nữ và trẻ em toả nhiệt ít hơn Đối với nhà hàng cần nhân với 1,20 vì tính đến thức ăn toả nhiệt
Trường hợp khơng thể xác định chính xác được số lượng người trong khơng gian điều hồ thì cĩ thể lấy giá trị định hướng theo bảng 3.2
Trang 14Bang 3.1 Nhiệt toả từ người đàn ơng trưởng thành (phụ nữ nhân với
hệ số 0,85; trẻ em nhân với hệ số 0,75), W/người | Nhiệt độ phịng, °C | 15 20 25 30 35 Tinh tai 125 400 80 80 80 Lao động nhẹ 135 430 125 425 125 Lãư động trung bình 1480 175 170 170 170 Lao động nặng 250 250 250 250 250 | Phịng ăn khách sạn 175 145 425 125 125 Vũ trường 235 200 190 230 300 Bảng 3.2 Mật độ định hướng số mét vuơng sàn cho một người [ Loạikhêng gian điều hồ |: Văn phịng | -Nhà hàng | Cita hang’ | Vũ trưởng | Mật độ; /i7/người 6+20 2 l8 05 3.2.4 Nhiệt toả từ bán thành phẩm Q,
Trong các phân xưởng sản xuất hoặc chế biến như chè, thuốc lá, sợi dệt, nơng lâm hải sản khi các bán thành phẩm này cĩ nhiệt độ khác với nhiệt độ điều hồ thì sẽ cĩ một lượng nhiệt toả ra hoặc thu vào tuỳ theo
nhiệt độ bán thành phẩm cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ phịng Nhiệt
lượng này cũng cĩ 2 thành phần hiện và ẩn khi cĩ thành phần nước bay hơi hoặc ngưng tụ:
HQ IG, Ot Vitor Wyir , Ww (3.16)
'G, - khối lượng bán thành phẩm đưa vào, kg/s;'
C, - nhiệt dung riêng khối lượng của bán thành phẩm, kJ/kgK; tị, t; - nhiệt độ vào và ra của bán thành phẩm;
W, - lượng ẩm toả ra (hoặc ngưng tụ vào) bán thành phẩm;
Trang 15| | | Ỉ |
3.2.5 Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt Q;
Nếu trong phịng cĩ đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống dẫn
mơi chất cĩ nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ khơng gian điều hồ thì
lượng nhiệt toả ra hoặc thu vào từ khơng gian điều hồ được xác định theo biểu thức:
Qs = Oy -Fin(tiy tr) W (3.17)
œ,, - hệ số toả nhiệt do đối lưu và bức xạ từ vách thiết bị trao đổi nhiệt, Wzm°K, lấy gần đúng bằng 10 W/m'K;
E„ - diện tích bể mặt thiết bị trao đổi nhiệt, m”;
tụ - tr: hiệu nhiệt độ bể mặt thiết bị và nhiệt độ phịng, K
3.2.6 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q;
Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu
tố khác nhau như:
- trực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi khĩi và mây; - cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương;
- thời gian quan sát để tính tốn (gĩc làm bởi trực xạ và mặt kính); - kiểu cửa sổ, vật liệu làm cửa sổ, trạng thái đĩng hoặc mở;
- vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng;
- diện tích kính, độ dầy kính và các tính chất khác của kính; - Ovang che nang
Trang 161, - hệ số trong suốt của kính: cửa mở tị =1 kính 1 lớp t, =.0,9 kính 1 lớp t, =0,81 +; - hệ số bám bẩn: cửa mở t1; = 1 cửa kính 1 lớp đặt đứng t; = 0,8 cửa kính 1 lớp đặt nghiêng t; = 0,65 cửa kính hai lớp đặt đứng t; = 0,7 +; - hệ số khúc xạ: i cửa mở khơng kính t; = 1 cửa kính 1 lớp khung gỗ t;= 0,61 + 0,64 ˆ cửa kính 2 lớp khung gỗ t; = 0,30 = 0,55
oo eta kinh 1)16p khung kim loai 1; = 0,75 + 0,79 +, - hệ số tan xa do che nang
Trang 17
3.2.7 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che Q;
Thành phần nhiệt này toả vào phịng do bức xạ mặt trời làm cho kết
cấu bao che nĩng lên hơn mức bình thường, ở đây chủ yếu tính cho mái Nhiệt toả do chênh lệch nhiệt độ khơng khí trong và ngồi nhà tính theo
Qu
Nhiệt truyền qua mái do bức xạ mặt trời tính theo biểu thức:
Q; = C K,.sinh.cos9.F.e,.k/œy.sin(h + a,) (3.19)
C, = 1360 W/m? - hang s6 bite xa mat trời;
K, - hệ số phụ thuộc mùa trong năm, mùa hè K, = 0,97, mùa động
Ki=1;
h và 9 - tương ứng là gĩc phương vị mặt trời, độ;
E - diện tích bể mặt nhận bức xạ (theo phương nằm ngang), 0z”; e, - hệ số hấp thu bức xạ mặt trời của bề mặt nhận bức xa;
- hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che tính với At bao che bình thường, W/mK (xem biểu thức tính 3.21);
- hệ số toả nhiệt từ bề mặt bao che tới khơng khí ngồi trời,
W!m°K
Ở 21° vĩ bắc (Hà Nội Hải Dương, Hải Phịng, Hà Đơng, Sơn La .),
gĩc cao mặt trời vào lúc 12 giờ trưa là khoảng 91°27', gĩc phương vị đối
với mặt ngang là 9 = 09, đối với mặt đứng 0 = 90”; hệ số a, = 0,30 + 0, 54,
trị số œ¿ = 20 WZm°K, cĩ thể sử dụng biểu thức gần đúng sau đây để tính
Trang 18Oy = 20 Win?K = hé số toả nhiệt phía ngồi nhà;
ỗ,, À, - bề dầy và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng bao che;
E - diện tích nhận bức xạ của bao che, 0”;
e, - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che
(xem bảng 4.10 trang 164);
I, - cudng do bức xạ mat trdi (xem bang 3.3), W/m’
Bang 3.3 Cường độ bức xa mat troi |,, W/m? trén mặt nằm ngang lúc 12 giờ và đứng của một số địa phương lúc 8 đến 9 giờ và 15 đến 16 giờ tháng 6 hoặc tháng 7 (lấy trị số cực đại) theo TCVN 40788-85
trở Mặt nằm Mat thang ding, W/m?
phương | "27'S | pangTay | Nam Bắc Pay Nan nee Lai Chau , 858 608 3 133 321 447 Sơn La 903 558 0 147 356 499 Sapa 994 600 10 ˆ164 359 537 Cao Bằng 935 730 10 108 370 516 Mĩng Cái 897 512 0 122 324 457 Phủ Liễu 935 600 0 140 342 485 Phú Hộ 935 576 0 122 335 481 Hà Nội 928 569 0 122 328 450 Vinh 942 590, 0 143 321 513
3.2.8 Nhiệt toả do rị lọt khơng khí qua cửa Q,
Khi cĩ chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngồi trời thì
xuất hiện một dịng khơng khí rị lọt qua cửa mở hoặc qua khe cửa Mùa hè,
khơng khí lạnh đi ra ở phía dưới, khơng khí nĩng ẩm đi vào phịng phía trên Mùa đơng ngược lại, khơng khí lạnh vào phịng ở phía dưới và ra ở phía trên Sự rị lọt này luơn mạng theo tổn thất nhiệt mùa đơng và lạnh vào
mùa hè Đối với các buồng điều hồ khơng cĩ quạt thơng giĩ, sự rị'lọt này
với mức độ nào đĩ là cần thiết vì nĩ cung cấp dưỡng khí cho những người
Trang 19
trong phịng Đối với các buồng cĩ cưng cấp giĩ tươi thì cần phải hạn chế kiểm sốt nĩ đến mức thấp nhất để tránh tổn thất nhiệt và lạnh:
Nhiệt toa do rd lot khơng khí qua cửa được tính theo biểu thức:
Qs = Gy(Iy - Ir), W (3.22)
G¿ - lượng khơng khí rị lọt qua cửa mở hoặc khe cửa, k§/s; Iy, I; - entanpy khơng khí ngồi nhà và trong nhà, J/kg
Bình thường thường khĩ xác định được lượng khơng khí rị lọt Tuỳ trường hợp cĩ thể lấy Lạ = (1,5 + 2).V, m’/h, trong đĩ V là thể tích phịng, mử Khi cửa ít mở và kín khít lấy 1,5, đối với các phịng cơng cộng như nhà hàng, câu lạc bộ, phịng họp lấy 2 Khi đĩ G¿ = p.L¿ = 1,2.(1,5 + 2).V, kg/h
3.2.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q,
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngồi và bên trong nhà được tính theo biểu thức tổng quát:
Q¿; = Sk/F;At; (3.23)
k; - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che tht i, W/mK; F, - điện tích bể mặt kết cấu bao che thứ ¡, 7”;
At, - hiệu nhiệt độ trong và ngồi nhà của kết cấu bao che thứ ï, K Bình thường At; = ty - ty nhưng khi buồng điểu hồ cĩ buồng đệm hoặc hành lang thì chọn At, nhỏ hơn Ví dụ với điều hồ cấp 3 ở Hà Nội At, = 32,8°C - 25°C = 1,8 K Cơng thức tính Q,: Q¿ = kạF,At, 1 TT can : 1 od ; áo stat bonne tr ay Ay an
Trang 20buồng điều hồ khơng phức tạp như vách buơng lạnh nên cĩ.thể lấy k định hướng theo bảng 3.4 như sau: Bảng 3.4 i Giá trị định hướng hệ số truyền nhiệt k qua kết cấu bao che ì
Kết cấu bao che k, W/m?K i
Tường bao bằng gạch xây 200 mm khơng trát vữa 222
Tường bao bằng gạch xây 200 mm cĩ trát vữa z1⁄48—
Tường bao bằng gạch xây 300 mm cĩ trát vữa + hee
Tường bao bằng bêtơng 150 mm khơng trát vita 3,30 i
Tường bao bằng bêtơng 300 mm cé trat vita 234
Tường gạch rỗng 250 mm khơng trát vữa 1,42
Tudng gach réng 250 mm cé trat vita 1,12
Vach ngan bang kinh 5 mm 1 lớp 6,12 Vách ngăn bằng kính 5 mm 2 lớp 2/84 Vách ngăn bằng gạch xây 100 mm cĩ trát vữa 2,10 Vách ngăn bằng gỗ dầy 25 mm 3,93 Vách ngăn bằng gỗ dầy 40 mm 2,95 Vách ngăn bằng gỗ dầy 50 mm 2,62 Sàn hoặc trần bằng gỗ 1,59 Sàn hoặc trần bằng ximăng, bêtơng 1,88 Sàn hoặc trần bằng gỗ 1,12 Sàn hoặc trần trát ximăng phẳng 1,90 Sàn hoặc trần trát vơi cát 2,44
At, duge chon nhu sau:
- vách tiếp xúc trực tiếp với khơng khí ngồi trời: At = ty - tr
- cĩ một khơng gian dém: At = 0,7(ty - ty)
- vách tiếp xúc trực tiếp với khơng gian cĩ điều hồ khơng khí: At = 0
3.2.10 Nhiệt thẩm thấu qua trần Q;
Nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định giống như vách:
Qiý= kio:FioAtio
Trang 21
k,) - xem bang 3.4;
F,u - diện tích bề mặt trần hoặc mái, 2w”;
Ati, được xác định giống như At,:
- khi trần tiếp xúc trực tiếp với khơng khí ngồi trời lấy bằng ty - tạ ~ khi trần cĩ khơng gian đệm lấy bằng 0,7(t¿:- tr)
~ khi trần tiếp xúc trực tiếp với khơng gian điều hồ của tầng trên lấy
bang 0
3.2.11 Nhiét thẩm thấu qua nền Q,„ Biểu thức tính Q,; giống như Q, và Q¡¿:
Q), = TK FAt,,
Hiệu nhiệt độ At,, ở đây cũng cĩ 3 trường hợp:
- nếu là sàn, phía dưới là phịng điều hồ lấy bằng 0 và Q,, = 0;
- nếu là sàn, phía dưới chỉ là khơng gian đệm lấy At,, = 0.7(Ly - ty) và tính kị giống như qua trần hoặc vách của biểu thức (3.24) và F,„ là diện tích sàn quan sat;
- nếu là nền đặt trực tiếp trên nền đất lấy At,, = ty - t; nhung 4p dung
phương pháp tính theo dải nền rộng 2 tính từ ngồi vào trong phịng với
hệ số truyền nhiệt quy ước cho từng dải, cụ thể:
Dải 1 rộng 2 m theo chu vi buồng với k = 0,47 W/m°K;
Dải 2 rộng 2 im tiếp theo với k = 0,23 W/m°K; Dải 3 rộng 2 im tiếp theo k = 0,12 W/m°K;
Dải 4 là phần cịn lại của buồng với k = 0,07 W/m°K
Riêng điện tích gĩc 2 m x 2 m của dải I được tính 2 lần cho 2 chiều
rộng và dài vì dịng nhiệt được coi là đi vào từ hai phía
Diện tích các dải nên được xác định như sau (xem hình 3.1):
F, z 2(2a + 2b) = 4(a + b) trong đĩ a là chiêu rộng, b là chiều dài:
Trang 22F, = 2[2(a- 4) + 2(b - 8)] = 4(a+ b) - 48 =F, - 48
ở đây lấy b - 8 vì gĩc khơng cịn được tính gấp đơi nữa F: = 2[2@ - 8) + 2(b - 12)] = 4(a + b)- 80 = E, - 80
F¿=(a - 12).(b~12)
Như vậy nếu phịng nhỏ hơn 48 ø sẽ khơng cĩ F;, nhỏ hơn 80 m” sẽ
khơng cĩ F; và nếu một cạnh nhỏ hơn hoặc bằng 12 z sẽ khơng cĩ Ƒ, Nĩi khác đi khi đĩ phịng chỉ cĩ | dai, 2 dải hoặc 3 dải nền 2.2.8 Perey EEC«-a——3 k—ca-tay Hình 3.1 Cách tính các dải nền Le AB E6 cokg àedl
Ví dụ 3.1 Hãy xác định dồng nhiệt thẩm thấu qua nên buồng điều hồ khơng khí tại Hà Nội với diện tích 24 m x 24 m = 576 m°, điều hồ cấp 3
Giải
Với điều hồ cấp 3 tại Hà Nội, ta cĩ At,, = ty - tr = 32,8 - 25 = 7.8 K
Trang 23
Ví dụ 3.2 Hãy xác định dịng nhiệt thẩm thấu qua sàn buồng điều hồ
như ví dụ 3.1 với điều kiện phía dưới sàn là tầng hầm
Giải
Trong trường hợp phía dưới là một khơng gian đệm kiểu tầng hầm khơng cĩ điều hồ, xác định Q,, theo biểu thức: Q/¡ =kiFđAti; Giả thiết sàn cĩ lớp bêtơng dây 200 ;mm cĩ trát và lát, theo bảng 3.4 cĩ k định hướng bằng 1,88 W/m°K : F,, = a.b = 24 x 245 576 m? At, = 0,7(ty - ty) = 0,7.7,8 = 5.46 K Vay: Qi = 1,88.576.5,46 W Q = 5912 W
Qua hai ví dụ trên ta thấy tổn thất nhiệt qua sàn khi cĩ khơng gian
phía dưới lớn gấp hơn 5 lần so với nền trực tiếp trên nên đất
3.2.12 Nhiệt tổn thất bổ sung do giĩ và hướng vách Q,
- Các tính tốn tổn thất nhiệt qua vách Q„ ở mục 3.2.9 chưa tính đến ảnh hưởng của giĩ khi cơng trình cĩ độ cao lớn hơn 4 m, vi 6 trên cao đụ
táng làm cho k tăng và Q¿ tăng Để bổ sung tồn thất do giĩ, cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất Q, tăng thêm từ 1 dén 2% nhưng tồn bộ khơng quá 15%
- B6 sung khác cho Q, là đối với các vách hướng Đơng và Tây Nếu trong mục 3.2.7 khi tính Q; mới chỉ tính cho mái (trần) mà khơng tính cho vách đứng thì can tính bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời chọ vách đứng hương Đơng và Tây Ở vách hướng Đơng, bức xạ mặt trời lên vách mạnh nhất vào lúc 8 đến 9 giờ và ở vách hướng Tây từ 16 đến 17 giờ Tuy
khơng đồng thời nhưng vẫn tính bổ sung từ 5 đến 10% tuỳ theo vách dây Như vậy tổn thất nhiệt qua vách Q¿¿ sẽ là:
Trang 24
Fy +E
Oy, SE 38) GT OME B's 10%) POA FR OS” G5)
H - chiéu cao toa nha (khong gian diéu hoa), m:
Fy, Fy - diémtich bé mat vach hướng Đơng và Tây của khơng gian điều hồ, m*;
F - điện tích tổng vách bao của khơng gian điều hồ, m” Tổng nhiệt thừa của cơng trình sẽ là:
@=Q,+Q;+Q;+ Q¿+ Q;+ Q¿ +
+Q;+Q¿ + Qs + Qu + Qi + Qu W
Mot so luu ý
Việc tinh tốn nhiệt thừa ở trên nhằm tìm ra nhiệt thừa tối cao cĩ thể xuất hiện tác dụng vào tải lạnh hoặc tải nhiệt của hệ thống điều hồ khơng
khí mùa hè hoặc mùa đơng
Như tả biết, lượng nhiệt thừa tối cao (max) đĩ khơng phải là tổng của các lượng nhiệt thừa tối cao thành phần mà là tối cao tại cùng một thời điểm khi cộng các nhiệt thừa thành phần lại
Ví dụ, khi tính đến ảnh hưởng của bức xá mặt trời từ § đến 9 giờ thì
vách phía đơng nhận nhiệt bức xạ cao nhất, 12 giờ trưa mái nhận bức xạ
cao nhất và 16 đến 17 giờ chiều vách phía tây nhận nhiệt bức xạ cao nhất Vậy tác động lên năng suất lạnh của hệ thống điều hồ như thế nào? Nếu bức xạ trực tiếp vào buồng ta chỉ cần tính với l nguồn bức xạ lớn nhất là đủ vì rõ ràng khi vách phía động nhận nhiệt cao nhất thì mái và phía tây
gần như bằng khơng Khi mái nhận bức xạ lớn nhất thì vách phía đơng và tây bằng khơng
Hơn nữa kết cấu bao che (vách, mái và nền) luơn cĩ quán tính nhiệt
Sự truyền nhiệt từ ngồi vào trong lại khong phải là sự truyền nhiệt ổn định nên lượng nhiệt toả vào buồng điều hồ sẽ bị lệch pha về thời gian nên Tất khĩ đánh giá về kết quả tính tốn chính xác đến mức nào, ví dụ bức xạ mặt trời lên mái bằng đạt cực đại vào 12 giờ trưa, nếu mái mỏng, chỉ sau Ï giờ" bức xạ cực đại đĩ vào được trong phịng nhưng nếu mái đây thì cĩ thể đến
114
Trang 25
2 giờ thậm chí 3 giờ sau cực đại đĩ mới vào được phịng và đỉnh của cực
đại đã giảm đi rất nhiều
Trong tính tốn, ta lấy độ chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngồi
nhà là khơng đổi theo nhiệt độ vi khí hậu trong nhà đã chọn và cấp điều
hồ khơng khí, tuy nhiên nhiệt độ bên ngồi biến thiên rất mạnh cĩ tính chu kỳ, theo ngày, tháng, mùa và năm
Chính vì các thực tế đĩ, người thiết kế hệ thống điều hịa khơng khi khơng thể xác định nhiệt thừa một cách cứng nhắc mà phải linh hoạt và mềm đẻo trong việc tính tốn cố xem xét và cân nhắc tới mọi yếu tố ảnh hưởng đến cơng trình để đảm bảo những yêu cầu của cơng trình mà khơng
gây lãng phí vì đầu tư thiết bị quá lớn
3.2.13 Tính kiểm tra đọng sương trên vách
Khi cĩ độ “chênh nhiệt độ giữa trong nhà và ngồi trời xuất hiện một trường nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa kính: Nhiệt độ trên bể mặt
vách phía nĩng khơng được thấp hơn nhiệt độ đọng sương Nếu bằng và nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương trên vách Hiện tượng đọng sương trên vách
làm cho tổn thất nhiệt lớn lên, tải lạnh yêu cầu tăng mà cịn làm mất mỹ
quan do ẩm ướt, nấm mốc gây ra
Hiện tượng đọng sương chỉ xảy ra ở bề mặt vách phía nĩng nghĩa là về
mùa hè là bể mặt ngồi nhà Và mùa đơng là bề mặt phía trong nhà
Để khơng xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế k, của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại k„„„ tính theo các biểu thức sau đây:
Điều kiện đọng sương:
k,< Kỹ, (3.26)
Mùa hè: koa = GIÊN TM „ WWmBK c th Bị (327)
Mùa đơng: Ku„ =0 TT, W/n°K (3.28)
Trang 26Gy - hé sO toa nhiệt phía ngồi nhà, œ, = 20 W/m”K nếu bể mặt ngồi tiếp xúc trực tiếp với khơng khí ngồi trời va ay = 10 Wim?K nếu cĩ khơng gian đêm:
œ, - hệ số toả nhiệt phía trong nhà, a = 10 W/m°K;
t„ - nhiêt độ động sương bên ngồi, xác định theo ty, ọx mùa hè; t - nhiêt độ động sương trong nhà, xác định theo tr, ; mùa đơng Nếu khơng đảm bảo k, < k„„„ cân phải tăng cường cách nhiệt cho bao che
3.3 TÍNH TỐN LƯỢNG ẨM THỪA
Ẩm thừa trong khơng gian điều hồ gồm thành phần chính: :
W=W,+W;+W¿+ Wu, kgís (3.29)
W,- luong am thira do ngudi toa'ra, kg/s;
W; - lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm &g/s; W, - lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, kg/s; W, - lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s
Khi phịng điều hồ cĩ nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngồi trời, ngồi địng nhiệt cịn cĩ một địng ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che vào phịng nhưng được coi là khơng đáng kể
Khi cĩ rị lọt khơng khí qua cửa vào nhà, địng khơng khí nĩng cũng mang theo lượng ẩm nhất định vì độ chứa hơi của khơng khí nĩng cao hơn nhưng lượng ẩm này cũng coi như bỏ qua hoặc tính vào phần cung cấp khí tươi
3.3.1 Lượng ẩm do người toả
Lượng ẩm đo người toả ra được xác định theo biểu thức:
W,=nq,:; ke/s (3.30)
trong đĩ:
Trang 27n - số người trong phịng điều hồ;
q› - lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/s
Giống như toả nhiệt, lượng ẩm toả ra từ con người cũng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm mơi trường, cường độ lao động, lứa tuổi
giới tính Bảng 3.5 giới thiệu lượng ẩm toả g, của mỗi người đàn ơng trung niên cân nặng khoảng 68 kg Bảng 3.5 Lượng ẩm toa q, của một người, g/h.người Trạng thái 15 20 25 30 35 Tinh tại 40 40 50 T5 115 Lao động nhẹ 55 75 115 150 200 Lao động trung bình 110 140 185 230 280 Lao động nặng 185 240 295 355 415 Nhà ăn 90 90 171 165 250 Vũ trường 160 160 ` 200 305 465
3.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm
Trong các phân xưởng chế biến chè, thuốc lá, sợi dệt, ïn ấn, các bán thành phẩm đưa vào phịng điều hồ cĩ thể thay đổi thuỷ phần Nếu thuỷ phần lớn, nước từ bán thành phẩm cĩ thể bay hơi vào khơng khí, sản phẩm khơ đi Ngược lại, với bán thành phẩm cĩ thuỷ phần nhỏ, độ ẩm khơng khí lại cao hơn độ ẩm cân bằng, khi đĩ sản phẩm hút ẩm, thuỷ phần tăng và sản phẩm bị ẩm thêm Như vậy lượng ẩm toả vào phịng cĩ thể mang dấu dương
hoặc âm:
W;=G;(y,-Y;), kg/s (3.31)
G; - khối lượng bán thành phẩm đưa vào phịng điều hồ trong một đơn vị thời gian, kg/s;
y y› - thuỷ phần của bán thành phẩm khi vào và khi ra khỏi phịng điều hồ, ke H;O/kg bán thành phẩm
Trang 283.3.3 Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm
Trong các phân xưởng điều hồ như xưởng chế biến thịt, cá, rau quả cĩ thể cĩ các mặt sàn ướt Tang ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sần ướt Nà
tính theo biểu thức: :
W, = 0,006.Fu(ty - ty), kg/h (3.32)
F, - dién tich bé mat san bi ust, mẺ;
- nhiệt độ khơng khí trong phịng, °C;
t„ - nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ting ty va Or, °C:
3.3.4 Lượng ẩm do hơi nước nĩng toa ra
Trong các phân xưởng cĩ nồi hơi, nồi nấu, nồi cơ đặc hoặc trong phịng làm việc như ấm đun nước, bình pha cà phê đều cĩ lượng ẩm toả ra từ các thiết bị này Ở đây phải tính tốn riêng cho từng thiết bị theo su
| cấp nhiệt hoặc phát nhiệt dưới dạng nhiệt ẩn Ví dụ trong cửa hàng an tống
| phải tính được sự phát ẩm của nồi lẩu, các đĩa thức ăn nĩng, tách cà phê
Ở đây khơng đi sâu giới thiệu trig dnéri! nèd or 3.4 CAC QUA TRINH CO BAN TREN ĐỒ THỊ I - D 3,4.1 Các thống số cơ bản của khơng khí ẩm 1 Độ ẩm tương đối @ p=-h_.,% Phmắc (3/33):
Pr * oom ap suất của hơi nước trong khơng khí ẩm chưa bão hồ;
phân áp suất của hơi nước trong khơng khí ẩm bao hồ Phmax ~
: 2 Am dụng d là lượng hơi nước chứa trong khơng khí ẩm ứng với 1 kg
khơng khí khơ, cịn gọi là dung ẩm hoặc độ chứa hơi:
Trang 29d= 0,622 P*— | kg hoilkg khong khí khơ (3.34) P-Py 4228 8/62⁄ 61s
Đì gBpaas , kg hơilkg khơng khí khơ — (3.35)
3.:Entanpy của khơng khí ẩm I là entanpy của 1 kẹ khơng khí khơ và d kg hoi nudéc:
T=t+ d.(2500 + 1,93.t) , kJ/kg khéng khi kho (3.36)
t - nhiét do cua khong khi 4m, °C
4 Nhiệt độ đọng sương t, là nhiệt độ mà tại đĩ khơng khí chưa bão hồ
trở thành khơng khí bão hồ với điều kiện phân áp suất của hơi nước khơng đổi p, = const Cĩ thể tìm t, ở bảng nước và hơi nước bão hồ t, chính là nhiệt độ sơi của nước ở áp suất p, = const Xác định trên đồ thị nhờ điểm
cắt của py = const (hoặc đ = const) và ọ = 100%
5 Nhiệt độ nhiệt ké bau ưới tụ là nhiệt độ đo được bằng nhiệt kế ướt, cĩ bầu thuỷ ngân hoặc rượu cĩ bọc bấc thấm nước bên ngồi Hình 3.2 biểu diễn các thơng số đĩ trên đồ thị I-d - ` ` %4 „ 0P, 4 a /
% Z Hình 3.2 Biểu diễn các thơng số cơ bản
v4 % Comox của khơng khí trên đồ thị I-d:
L#-“-$ 3 ths by br bs Gy, ©» Poa VB Phar Ị 1 L 2 Am dung a 3.4.2 Quá trình hồ trộn
Quá trình hồ trộn thường xảy ra ở phần đầu bộ xử lý khơng khí AHU giữa dịng khí tươi và đồng khí tái tuần hồn (xem hình 2.26) Điểm hồ
Trang 30Gis 24 8
Đ 8 (3.37)
trong đĩ: Gy - luu lugng khong khi tuoi (c6 thong sé ngoai nha), kg/s; G¡ - lưu lượng khơng khí hồi (cĩ thơng s6 trong nha), kg/s
Trang 31
3.4.3 Qua trinh sudi 4m khéng khi
Sưởi ấm khơng khí trong AHU nhờ dàn calorife hoặc dàn đây điện trở
Khi sưởi ấm, khơng khí cĩ ẩm dung khơng đổi, độ ẩm tưởng đối giảm cịn entanpy tăng (hình 3.4) 3#: Hình 3.4 Quá trình sưởi ấm khơng khí 1-2 24:24 TỶ xơ
Vi dụ, khơng khí được làm nĩng từ trạng thái I đến trạng thái 2 Nhiệt
độ tang từ 4”C lên 15C Ẩm dung khơng đổi, độ ẩm tương đối giảm từ
80% xuống 38% Entanpy tăng từ 14 kJ/&g lên 25 kJ/kg, mỗi ks khơng khí được cung cấp một nhiệt lượng L1 k}/kz
3.4.4 Quá trình làm lạnh và khử ẩm
Hình 3.5 biểu diễn quá trình làm lạnh và khử ẩm trên đồ thị I-d của
khơng khí ẩm Quá trình làm lạnh ở trong dàn lạnh (dàn Bay hơi, đàn nước
lạnh FCU, AHU hoặc dàn phun AHU) luơn luơn gắn liền với việc khử ẩm
Ví dụ cĩ khơng khí ở điểm hịa trộn H với t=.27C, ọ = 75% và cĩ dàn
lạnh là dàn bay hơi, nhiệt độ bề mặt dàn là 7C Về lý thuyết nếu bề mat dàn lớn vơ cùng thì khơng khí sẽ cĩ trạng thái ở điểm ra là 7°C và độ ẩm là
100% (điểm O)
Nhưng trên thực tế, bề mặt dàn là hữu hạn, nên tuỳ theo dàn lạnh cĩ
diện tích trao đổi nhiệt nhiều hay ít (1,2 và nhiều hàng ống) mà điểm O' là điểm ra thực của khơng khí nằm:gần:hay xa điểm O lý thuyết nằm trên đường thẳng nối H và O Thường với dàn bay hơi và dàn nước lạnh kín lấy 121
Trang 32
diém O nam trén dudng 9 = 90 + 95% VÀ đần nước lánh 'phùn lấy @ = 95%
Như vậy khi H cĩ ọ.= 75% t = 27C,,qua: dàn lạnh 7C tuỳ theo bể mặt dàn ta cĩ thể cĩ nhiệt độ khơng khí ra khoảng từ 14 đến 19C, "I 3 Hình 3.5 Quá trình làm lạnh và khử ẩm khơng khí trong dàn lạnh 1 t i ‡ | oo 7
3.4.5 Quá trình tăng ẩm bằng nước và hơi
Hình 3.6 giới thiệu quá trình tăng ẩm bằng nước Người ta phun nước
trực tiếp vào khơng gian điều hồ và cho nước bay hơi đoạn nhiệt out
+
Hình 3:6 Quá tình tăng ẩm ˆ
bằng phun nước trực tiếp vào © khơng gian điều hồ và cho
nước bay hơi đoạn nhiệt
Z 1
'Ví dụ nếu phun ẩm vào khơng khí ở trạng thai I (@ = 20%; t, = 25°C),
về lý thuyết, khơng Khí cĩ thể đạt được trạng thấi 2 đi theo đường 1, = const (gần đúng) với = 100% và t; ~ 12,8°C Tuy nhiên theo yêu cầu
Trang 33
Ỉ
tiện nghi Và cống nghệ,'ta cĩ thể đừng quá trình phun ẩm ở bất cứ điểm nào (2) trên đoạn 1-2 Ở trên nĩi khơng khí biến đổi trạng thái gần đúng theo
đường I¡ = const vi nước phun cĩ nhiệt độ gần với nhiệt độ nhiệt kế ướt
Nếu muốn chính xác cần phải tính tia quá trình e = Al/Ad Giả sử nước phun vào cĩ nhiệt độ 0C, AI = 0 kJ/kz (theo giả thiết thành lập đồ thị I-d) thì ø =0 Nếu phun nước cĩ nhiệt độ 100C ta cĩ,e = 418,6 kJ/kg/1 kg, đường này hơi chếch lên và làm với e của nước 0”C một gĩc chừng 6,7’ và nhiệt độ điểm 2 khoảng-13,1”C Vì chênh lệch đĩ khơng đáng kể nên thường lấy quá trình tăng ẩm bằng phun nước đi theo đường ]¡ = const
Hình 3.7 giới thiệu quá trình tăng ẩm bằng hơi nước Ví dụ, khơng khí
ở trạng thái I cốt, = I8°C, ọ, = 30% được hồ trộn với hơi nước quá nhiệt cĩ I= 3350 kJ/kg Tia quá trình e = Al/Ad = 3350 kJ/kg H:O Từ điểm I (18°C, 30%) kẻ đường song song với tia quá trình e = 3350 Ví dụ ta muốn cĩ ọ = 60% thì nhiệt độ trong phịng đạt được sẽ là 23”C Quá trình này rất phù hợp với tăng ẩm vào mùa đơng Khí nhiệt độ ngồi trời thấp hơn nhiệt
độ trong nhà F
Hình 3.7 Tăng ẩm bằng hơi nước quá nhiệt | = 3350 kJ/kg
Nếu sử dụng hơi nước bão hồ ở 10C, ta cĩ e = 2675 kJ/kg, đường £ sẽ
Trang 343.5 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
3.5.1 Sơ đồ thẳng
Sơ đồ thẳng cịn gọi sơ đồ khơng tuần hồn là sơ đồ mà khơng khí
ngồi trời sau khi qua xử lý nhiệt ẩm được cấp vào phịng điều hồ rồi được thải thẳng ra ngồi Hình 3.8 biểu điễn nguyên lý cấu tạo thiết bị và lầm việc của sơ đồ thẳng ae T1 AHU 0 4 Ay gf Gav Se ae ay 6 7
Hình 3.8 Nguyên lý làm việc của sơ đồ thẳng:
Trạng thái khơng khí: N - ngồi trời; O - sau khi xử lý nhiệt ẩm; V - điểm thổi vào (nếu bỏ qua tổn thất nhiệt qua quạt và ống giĩ cấp O =V); T - trong nhà; AHU - bộ xử lý khơng khí (Air Hađdling Unit); 1 cửa lấy giĩ tươi, 2 bộ lọc khơng khí; 3 dàn lạnh ¡ 4 dàn sưởi (calorife); 5 dàn phun ẩm bổ sung;
6 quat ly tam; 1 miệng thổi; 8 khơng gian điều hồ; 9 quạt thổi giĩ
cu
N 1
Nguyên lý lầm việc như sau: 100% giĩ ngồi được lấy qua cửa lấy giĩ 1, qua phin lọc giĩ 2 vào đàn lạnh (mùa hè), qua quạt 6 vào phịng điều hồ và được quạt 9 xả ra ngồi Mùa đơng dàn lạnh khơng làm việc, giĩ được lấy qua cửa I qua phin lọc 2 vào calorife 4, qua dàn phun ẩm bổ sung 5 rồi
qua quạt 6 để vào phịng điều hồ Mùa hè là quá trình làm lạnh và khử ẩm, mùa đơng là quá trình sưởi ấm và tăng ẩm (hoặc gia ẩm)
Ưu điểm: 1 - đơn giản;
Trang 35
Nhược điểm:
- yêu cầu năng suất lạnh và nhiệt rất lớn;
- muốn tiết kiệm năng lượng lạnh và nhiệt phải dùng hồi nhiệt nhưng thiết bị hồi nhiệt khơng khí/khơng khí hiệu quả thấp, rất cồng kênh và đắt tiền Ứng dụng: - cho các phân xưởng độc hại hầm ngdm, các giếng mỏ, các cơ sở quân sự đặc biệt - các cơ sở y tế như phịng mổ, phịng lây nhiễm a) Sơ đồ thẳng mùa hè
Hình 3.9 giới thiệu sơ đồ mùa hè biểu diễn trên đồ thị I-d Ví dụ nhiệt
độ ngồi trời ty = 33C, độ ẩm ọ = 66%, ẩm dung dy.= 0,0215 kg/ks, được làm lạnh xuống điểm O = V cé ty = 15°C, @ = 99%, dy = 0,0105 kg/kg
(nhiệt độ bề mặt đàn 10”C), sau đĩ được thổi vào phịng điều hồ và tự biến
đổi theo tia quá trình e đặc trưng cho cân bằng nhiệt ẩm của phịng là T với
tị = 25C, ọ: = 60% (yêu cầu của vi khí hậu trong nhà), sau đĩ được thải
thẳng ra ngồi
z
Hình 3.9 Sơ đồ thẳng mùa hè trên đồ thị I-d:
N~ ngồi nhà; O = V' điểm thổi vào; T - trong nhà; S - sưởi; NO - quá trình làm lạnh và khử
ẩm, VT - quá trình tự biến đổi trạng thái theo s„; OS - sưởi bổ sung
Trang 36Tính tốn sơ đồ mùa hè như sau: ib - Năng suất giĩ cần thiết: - Năng suất lạnh cần nến ‘Oye ne <1), kW
với quá trình V- ` là tức “trình sưởi bổ $ ene ST 1a qua trinh sưới ¡ bồ sn
Khi đĩ, năng suất sưởi bổ sung sẽ lã: 161 =6 5 ly)» kW Lượng ẩm thải ra ‹ i t W = G(dy 4 dụ); k£/S css
G - lưu lượng giĩ theo khối luong, keg/s; :
L - lưu lượng giĩ theo thé tich, m’/s: p-mat độ khơng khi, kg/m’;
Q - năng suất sưởi; MP %
ie los te entanpy khong lầù ngồi trời, điểm O sau dàn lạnh và điểm S sa din sưởi;
b) Sơ đơ thẳng mùa đơng" —
Hình 3.10 giới thiệu sơ đồ TM: mùa đơng Khong, khí ngồi trời (khu
vực Hà Nội) cĩ thơng s: = 8u S06 @= ¡66/8 past đưa vào TL sưởi
Trang 37
am lên dén 22°C theo quá trình đẳng ẩm dung, do đĩ độ ẩm giảm xuống đến 2§% Qua dàn phun ẩm bổ sung, độ ẩm được đưa lên 90%, nhiệt độ giảm xuống 13C, khi thổi vào phịng khơng khí tự biến đổi theo tia qua
trình e; để đạt nhiệt độ t; = 20°C và = 60% theo yêu cầu về vi khí hậu
của khơng gian điều hồ : à Rie es
% %4 ø
Hình 3.10 Sơ đồ thẳng mùa đơng trên đồ thị I-d:
N- ngồi nhà; S - sưởi ấm; V.- tăng ẩm bổ sung; T - trong nhà; NS quá trình sưởi ấm khơng khí.đẳng ấm dung; SV quá trình tăng ẩm đoạn nhiệt bằng nước phun; 'VT - quá trình tự biến đổi trạng thái trong phịng điều hồ
Lưu ý: Nếu dùng hơi nước quá nhiệt để tăng ẩm, ta cĩ thể thực hiện
được quá trình NV mà khơng cần phải qua quá trình sưởi NS và tăng ẩm
đoạn nhiệt SV
Tính tốn sơ đồ mùa đơng: - Năng suất giĩ:
- Năng suất sưởi: ˆ
Qs = GUg7 Ix) kW,
Trang 38- Năng suất tăng ẩm cho khơng khí:
W=G(dy- dy) , kg/s
3.5.2 Sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp
Hình 3.11 mơ tả nguyên lý cấu tạo thiết bị và làm việc của sơ đồ tuần hồn khơng khí một cấp ttt xa 12 Nee AH 113 2 3.8 ES ¥ KL
Hình 3.11 Nguyên lý làm việc của sơ đồ tuần hồn khơng khí một cấp:
AHU - bộ xử lý khơng khí (Air Handling Unit); N - khơng khí ngồi trời;
T - khơng khí trong nhà; Hồi - dịng khơng Khi cửa chớp (van) lấy giĩ tươi (giĩ trời); 2 phin lọc khơng khí; 3: dàn lạnh (đàn bay hơi hoặc dàn ống xoắn nước lạnh}; 4 dàn sưởi (calorife); 5 đàn phun tăng ẩm; 6: quạt giĩ lí tâm;
7 miệng thổi vào phịng điều hồ; hơng gian điều hồ; 10: quạt giĩ xả và hồi (cĩ thể khơng cĩ); 11 ống giĩ hồi và van điều chỉnh lưu lượng giĩ hồi;
12 ống giĩ xả và van điều chỉnh lưu lượng giĩ thải; 13 buồng hồ trộn
Nguyên 1ý làm việc của hệ thống như sau: khơng khí ngồi trời (giĩ
tươi) với lưu lượng Gx, &ø/s, trạng thái N được quạt hút vào qua cửa chớp (van giĩ tươi) vào phịng hồ trộn 13 Ở đây diễn ra quá trình hồ trộn với giĩ hồi cĩ trạng thái T và lưu lượng G¡ Sau khi hồ trộn, hỗn hợp cĩ trạng thái khơng khí H và lưu lượng G¿ + G; được đưa qua các thiết bị xử lý khơng khí nhu phin loc 2, dan 1am lạnh 3, calorife 4; dàn phun ẩm dé tang ẩm 5 để đạt được trạng thái khơng khí O sau đĩ được quạt đưa vào phịng điều hồ qua các miệng thổi phân phối 7 Trạng thái khơng khí thổi vào là Ne Trong phịng điều hồ khơng khí sẽ tự biến đổi trạng thái từ V đến T đo nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong khơng gian điều hồ theo hệ số gĩc của
Trang 39
tia qua trinh ¢, = Q,/W, đã xác định trước Sau đĩ khơng khí ở trạng thái T được quạt 10 hút qua các miệng hút, thải một phần ra ngưài theo đường xa và đưa một phần về phịng hồ trộn theo đường hồi,
Sơ đồ này được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh vận hành khơng phức tap lại cĩ tính kinh tế cao Sơ đổ này được sử dụng cả ở lĩnh vực điều hồ tiện nghi và cơng nghệ yêu cầu xử lý khơng khí kiểu trung tâm nhử hội trường, rạp hát, nhà ăn tiền sảnh, phịng họp, nhà thể thao trung tâm y tế, phân xưởng sản xuất, nhà hàng ăn uống, siêu thị, cửa hàng
a) Sơ đồ tuân hồn một cấp mùa hè
Hình 3.12 biểu diễn các quá trình của sơ đồ tuần hồn khơng khí một cấp mùa hè trên đồ thị I-d Trước hết cĩ thể xác định ngay điểm T va N theo các thơng số đã cho Ví dụ điều hồ tiện nghi:cấp 3 ở Hà Nội lấy T với tị = 25°C + 2°C, O7 = 65% + S%iva NivGicty =32,8°C VA OK = 66%
Sau đĩ xác định điểm V bằng cách kẻ tia quá trình e, = Q/W, đi qua điểm T Điểm V là điểm cắt giữa e, và đường ọ = 98W
Hình 3.12 Sơ đồ tuần hồn
một cấp mùa hè:
TH và NH - quá trình hồ trộn của khơng khí tái tuần
hồn cĩ trạng thái T và giĩ
Trang 40
Gy - lưu lượng giĩ tươi, &gís để đảm bảo:ơxi cần thiết cho người, đảm bảo điều kiện vệ sinh;
G¡r - lưu lượng giĩ tái tuần hồn, k¿/s;
G„ - lượng giĩ điểm hồ trộn (lượng giĩ tuần hồn), kg/s
Để tính tốn G„ lấy các giá trị cho ở bảng 1.4: G¿ phải đạt ít nhất 10% lượng giĩ tuần hồn G Nếu khơng đạt, lay Gy bang 10% G
Thể tích giĩ tuần hồn: ˆ
+ = mls,
ø
p= 1,2 kg/m’ - mat độ khơng khí,
Đại lượng L cần thiết để chọn quạt giĩ tuần hồn khơng khí Số lần thay đổi khơng khí (hay bội số tuần hồn):
ga
Ve 3
phải thoả mãn điều kiện cho ở bảng 1.4 trong đĩ V, 1a thé tich phong, m’ Xác định điểm hồ trộn H qua l¿ hoặc dụ như cơng thức (3.41) và (3.42): h : G G lị= Ho tivi Ct G G diet eng PG ~ Nang suat lanh yéu cau: Qo Gdn ole) AW Nước ngưng tụ lại ở ai lạnh: W = G.(dy - đọ) kgís
Trường hợp tia quá trình e, khơng cắt @ = 75% hoặc cắt ở nhiệt độ quá thấp khơng hợp với yêu cầu vệ sinh, cần cĩ quá trình sưởi bổ sung trước