thiết kế hệ thống gió và điều hòa không khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ NHIỆT- LẠNH - - THIẾT KẾ HỆ THỐNG THƠNG GIĨ VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ĐỀ TÀI: TÍNH TỐN THIẾT KỆ HỆ THỐNG (VRV)CHO KHU CHUNG CƯ CAO CẤP TP.HỒ CHÍ MINH GVHD: Thầy Nguyễn Trung Kiên SVTH: Nguyễn Bá Phi MSSV: 15080531 LỚP: ĐHNL11d TP Hồ Chí Minh, Tháng 8, Năm 2018 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI NĨI MỞ ĐẦU Cơng nghệ kỹ thuật nhiệt – lạnh ngành thiếu hầu hết ngành kinh tế đời sống Từ lĩnh vực sản xuất công nghiệp nặng, cơng nghiệp nhẹ, du lịch đến hàng hóa tiêu dùng có đóng góp Trong điển hình kỹ thuật điều hòa khơng khí Đối với nước ta, điều hòa khơng khí lĩnh vực nhiên với lợi ích mà đem lại trở thành lĩnh vực phát triển mạnh nước Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm nước ta ln tạo cho người có cảm giác khó chịu làm việc nghỉ ngơi đặc biệt vào mùa hè Ngồi số ngành có Cơng nghệ đặc biệt u cầu đòi hỏi có chế độ khơng khí nghiêm ngặt Với u cầu có kỹ thuật điều hòa khơng khí đáp ứng Chính nhu cầu cấp thiết nên em định chọn đề tài điều hòa khơng khí là: “Thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí cho:Khu chung cư cao cấp TP Hồ Chí Minh” Vậy em mong nhận góp ý bảo Thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 3.1 Lịch sử đời phát triển máy điều hòa Máy lạnh (máy điều hòa) sản phẩm điện gia dụng phổ biến khắp nơi giới Đặc biệt nước nhiệt đới Việt Nam, sinh hoạt làm việc môi trường mát mẻ máy lạnh tạo nhu cầu tất người Trong ngày hè nóng nay, máy lạnh sản phẩm thiếu người Chúng sẽ tìm hiểu lịch sử máy lạnh, từ mơ hình cổ xưa tới máy lạnh đại mà bạn sử dụng Lại lần bắt gặp người Ai Cập cổ đại Các nhà khảo cổ học sử học cho mơ hình máy điều hòa khơng khí sơ khai người Ai Cập cổ đại áp dụng cách treo lau sậy cửa sổ phun nước lên Khi gió thổi qua cửa sổ mang theo nước vào làm mát khơng khí bên phòng Ngồi ra, phương pháp giúp người Ai Cập cổ làm ẩm bầu khơng khí nhà, tránh khơ nóng khí hậu sa mạc Sơ đồ hoạt động hệ thống tháp gió làm mát [Type text] Page - - - - - - - Đến kỷ 17 tại, nhà phát minh Cornelis Drebble (1572-1633) giới thiệu mơ hình làm máy khơng khí cách thêm muối vào nước Ông đặt tên cho hệ thống "biến mùa hè thành mùa đông" giới thiệu cho vua nước Anh thời James Vào năm 1758, Benjamin Franklin (1785-1788), thống đốc bang Pennysylvania, John Hadley (1731-1764), giáo sư hóa học Đại học Cambridge tiến hành thử nghiệm khám phá nguyên lý bay Franklin Haldley xác nhận bay chất lỏng chẳng hạn rượu ete dùng để giảm nhiệt độ vật xuống điểm đóng băng nước người tiến hành thử nghiệm dùng bay để hạ nhiệt độ ống nhiệt kế thủy ngân từ 18 độ C xuống -14 độ C Đến năm 1820, nhà hóa học phát minh người Anh, Michael Faraday (17911867) thực thành công thí nghiệm nén hóa lỏng khí amoniac Ơng phát bay hơi, amoniac lỏng làm lạnh khơng khí xung quanh Hơn 20 năm sau đó, vào năm 1842, bác sĩ người Scotland John Gorrie (18031855) dùng kỹ thuật nén khí nhằm tạo băng để làm mát bệnh nhân bệnh viện Apalachicola, Florida Từ thành cơng đó, ơng hy vọng tạo nên cỗ máy tạo băng để làm mát tòa nhà Thậm chí, bác sĩ John hình dung cỗ máy làm mát khơng khí cho thành phố Mặc dù mơ hình ý tưởng chưa thực hiện, vào năm 1851, Gorrie trao sáng chế cho cỗ máy tạo băng Tuy nhiên, người ủng hộ dự án máy làm mát Gorrie qua đời ơng khơng thể có số tiền viện trợ để tiến hành chế tạo Cỗ máy làm nước đá kỹ sư James Harrison chế tạo thức vận hành vào năm 1851 bờ sông Barwon Rocky Point thuộc miền Geelong, nước Úc Sau đó, cỗ máy tạo nước đá Harrison thức thương mại hóa vào năm 1854 năm sau đó, ơng trao sáng chế cho việc phát minh hệ thống tủ lạnh nén khí ete vào năm 1855 Về mặt nguyên lý, hệ thống Harrison sử dụng máy nén để đẩy khí qua bình ngưng tụ Luồng khí qua làm mát hóa lỏng Tiếp theo đó, khí hóa lỏng di chuyển qua hệ thống ống trở lại thể Quá trình làm mát lượng khơng khí xung quanh Cỗ máy vận hành bánh đà có đường kính mét tạo 3000kg nước đá ngày Vào cuối kỷ 19 bắt đầu xuất khái niệm "sản xuất khơng khí" bắt đầu xuất Tuy nhiên, phương pháp kiểm soát độ ẩm nhà máy dệt may để đạt mức suất cao Sau đó, người ta sử dụng hệ thống làm lạnh thiết lập từ đường ống dẫn khơng khí ẩm vòng quanh tòa nhà để bảo quản thực phẩm, làm mát bia, thức uống để bảo vệ tài liệu quan trọng [Type text] Page 3.2 Lịch sử phát triển điều hòa khơng khí việt nam - Đối với Việt Nam đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Điều hòa khơng khí có ý nghĩa vô lớn việc phát triển kinh tế nước ta Điều hòa khơng khí xâm nhập vào hầu hết nghành kinh tế , nghành công nghiệp nhẹ, nghành xây dựng - Nhược điểm chủ yếu nghành lạnh nước ta nhỏ , non yếu lạc hậu chưa chế tạo máy nén thiết bị cỡ lớn Ngành lạnh nước ta chưa quan tâm đầu tư phát triển mức dẫn đến việc đơn vị , xí nghiệp sử dụng lạnh chưa hợp lý gây thiệt hại lãng phí vốn Ở Việt Nam , việc tính tốn thiết kế hệ thống điều hòa khơng khí cho cơng trình điều tính tốn phận riêng lẻ lựa chọn thiết bị nước giới để lắp ráp thành cụm máy , ta chưa thể chế tạo thiết bị cụ thể chế tạo chất lượng -Cùng với phát triển kinh tế nước ta năm gần thành phố lớn phát triển lên hàng loạt cao ốc, nhà hàng, khách sạn , rạp chiếu phim, biệt thự sang trọng , nhu cầu tiện nghi người tăng cao , ngành điều hòa khơng khí bắt đầu có vị trí quang trọng có nhiều hứa hẹ tương lai - Trong điều sống người tăng cao đực cải thiện đáng kể mặt việc tào nhà , nhà hàng , khách sạn , siêu thị , trung tâm thương mại …sử dụng hệ thống điều hòa khơng khí điều hợp lý cần thiết điều kiện khí hậu ngày nóng lên tồn giới hiệu ứng nhà kính mà Việt Nam phải chịu ảnh hưởng lớn từ tượng Việc hệ thống điều hòa trung tâm chiếm lĩnh tất cao ốc văn phòng , khách sạn , trung tâm mua sắm … chứng minh thực tế rõ ràng vị trí quan trọng ngành điều hào khơng khí sinh hoạt hoạt động sản xuất Việc cho ta thấy ngành lạnh nước ta ngày phát triển mạnh mẽ phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng 3.3 - VAI TRỊ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ĐỐI VỚI CON NGƯỜI Sức khỏe người yếu tố quan trọng định đến suất lao động Một nội dung nâng cao sức khỏe người tạo cho người điều kiện vi khí hậu thích hợp Bởi nhiệt độ bên thể người giữ mức khoảng 37 độ C ( người bình thường) Do để tri ổn định nhiệt độ phần bên thể, người thải lượng nhiệt mơi trường xung quanh Q trình thải nhiệt thơng qua hình thức đối lưu, xạ bay Đế q trình thải nhiệt diễn phải tạo khơng gian có nhiệt độ độ ẩm phù hợp với thể người Hệ thống điều hồ khơng để tạo môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng sống cao [Type text] Page - - - 3.4 - - - - Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm độ ẩm tương đối cao Với nhiệt độ độ ẩm cao cộng vào xạ mặt trời qua cửa kính, tồ nhà có kiến trúc đại có diện tích kinh lớn, thiết bị chiếu sản g, thiết bị điện - điện làm cho nhiệt độ khơng phòng tăng cao, vượt xa giới hạn tiện nghi nhiệt đổi với người Để đảm bảo cho người có mơi trường sống thoả có điều hồ không giải vấn đề nêu Kinh tế nước ta có bước phát triển đáng kể, đời sống nhân dân ngày cải thiện, điều hồ khơng dân dụng phát triển mạnh mẽ Do mà điều hồ khơng khí khơng xa lạ với người dân thành thị Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện trang bị hệ thống điều hồ khơng phòng điều trị bệnh nhân để tạo mơi tường khí hậu tối ưu giúp người bệnh nhanh chóng phục hồi sức khoẻ Điều hồ khơng khí tạo phòng vi khí hậu nhân tạo với độ tuyệt đối không nhiệt độ, độ ẩm khống chế mức tối ưu để tiến hành q trình y học quan trọng VAI TRỊ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ĐỐI VỚI SẢN XUẤT Trong cơng nghiệp ngành điều hồ khơng có bước tiền nhanh chóng Ngày người ta khơng thể tách rời kỹ thuật điều hồ khơng với ngành khác xác, kỹ thuật điện từ Vi điện từ, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện từ, kỹ thuật quang học Để đảm bảo chất lượng sản phẩm để đảm bảo máy móc thiết bị làm việc bình thường cần có u cầu nghiêm ngặt điều kiện thông số khơng khí thành phần độ ẩm nhiệt độ độ chứa bụi loại hoá chất độc hại khác Trong cơng nghiệp chế biến thực phấm, nhiều q trình cơng nghệ đòi hỏi có mơi trường khơng thích hợp Nếu độ ẩm thấp làm cho sản phẩm khô hanh, giám khối lượng chất lượng sản phẩm Ngược lại độ ẩm cao công với nhiệt độ cao mơi trường tốt cho vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng sản phẩm phân huỷ sản phẩm Bên cạnh lượng nhiệt ấm tỏa bên phân xưởng tương đối lớn, thường xảy tượng đọng sương bề mặt kết cấu bao che bề mật thiết bị, máy móc gây vệ sinh tạo điều kiện cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển Tất vấn đề bất lợi đến giải điều hồ khơng Trong cơng nghiệp chế biến sản xuất chè, trình vo chè, ủ lên men có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng chè tiếp xúc với khơng khí oxy hố kết hợp với q trình biến đổi sinh hoá khác tạo axit amin, giữ màu sắc hương vị thơm ngon chè Các trình đòi hỏi phải tiến hành điều kiện mát mẻ độ ẩm thích hợp Điều hồ khơng tác động mạnh mẽ đến Sự phát triển bơm nhiệt, loại máy lạnh dùng để sưởi ấm vào mùa đông Bơm nhiệt thực máy lạnh [Type text] Page - 3.5 - với khác biệt Ở mục đích sử dụng Gọi máy lạnh người ta sử dụng hiệu ứng lạnh Ở thiết bị bay gọi bơm nhiệt sử dụng nguồn nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ Ở nước tiên tiến, chuồng trại chăn nuôi công nghiệp sản xuất thit sữa điều hồ khơng đề đạt tốc độ tăng trọng cao nhất, gia súc gia cầm cần có khoảng nhiệt đỏ, độ ẩm thích hợp để tăng phát triển Ngoài khoảng nhiệt độ độ ẩm đó, q trình phát triển tăng giảm xuống vượt qua giới bạn đình chúng bị sút cân bệnh tật Còn nhiều q trình cơng nghệ khác cần đến hệ thống điều hồ khơng đề đảm bảo trì thông số nhiệt độ, độ ẩm không thích hợp đem lại hiệu sản xuất cao Giới thiệu cơng trình Cơng trình nhà cao cấp thành phố Hồ Chí Minh Cơng trình thuộc loại chung cư cao cấp gồm tầng hầm dành cho giữ xe , tầng khu mua sắm dịch vụ ,tầng hai ba dành cho công tác quản lý tòa nhà , dịch vụ thương mại, văn phòng Từ tầng thứ tư tới tầng 19 khu vực hộ dành cho gia đình Tòa nhà gồm 19 tầng tầng hầm tầng công tác quản lý tầng áp mái 16 tầng dành cho hộ Diện tích nhà 42000 x 21000 Tầng Tầng hầm Tàng hầm Tầng Tầng lững Tầng Tầng Tầng Tầng KT Tầng Tầng Tầng Tầng [Type text] Độ cao Độ cao sử dụng Tầng Độ cao -3.2 -6 -0.75 3.6 6.9 10.2 13.5 16.9 19.6 22.8 26 29.2 2.4 2.8 3.6 3.3 3.3 3.3 3.3 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 Tầng Tầng 10 Tầng 11 Tầng 12 Tầng 13 Tầng 14 Tầng 15 Tầng 16 Tầng 17 Tầng 18 Tầng 19 Tầng áp 34.6 38.8 42 45.2 48.4 51.6 54.8 58 61.2 64.4 68 71 Page Độ cao sử dụng 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 2.8 4.7 4.1 mái Tầng 32,4 3.2 Độ cao tòa nhà ( độ cao mái) 75.1  Chi tiết tầng Tầng hầm :Được sử dụng cho mục đích để xe  phòng kĩ thuật điện  kho  phòng máy bơm  bể phốt  bể nước  có hệ thống thơng gió bơm nước Tầng hầm 2: Được dùng cho mục đích để xe  bể phốt  gara ô tơ xe máy  Các hệ thống thơng gió bơm nước Tầng : Dùng cho đích sinh hoạt chung  Ban quản lý  quầy lễ tân  sảnh hộ  sảnh văn phòng  sảnh đợi  thang máy  nhà vệ sinh  siêu thị khu múa sắm  kho Tầng 1,2 ,3 : Dành cho ban quản lý  Các văn phòng làm việc  Phòng kỹ thuật  Tầng -17 Các hộ Từ tầng đến 17 tầng có hộ với diện tích giống 3.6 Các hệ thống điều hòa khơng khí dùng thực tế 3.3.1 Máy điều hòa VRV Do hệ thống ống gió CAV (Constant Air Volume) VAV (Variable Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng cồng kềnh, tốn nhiều khơng gian diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống nêu hãng [Type text] Page Daikin Nhật Bản đưa giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) điều chỉnh suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất Thực chất phát triển máy điều hoà tách suất lạnh số dàn lạnh trực tiếp đặt phòng, tăng chiều cao lắp đặt chiều dài đường ống cụm dàn nóng dàn lạnh để ứng dụng cho nhà cao tầng văn phòng, khách sạn Vì tồ nhà cao tầng từ trước đến chi có hệ thống điều hồ trung tâm nước lạnh ống gió đảm nhận, so với hệ thống ống gió hệ thống dẫn môi chất lạnh nhỏ nhiều -Sơ đồ hệ thống điều hòa trung tâm Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hoà tiện nghi có đặc điểm sau: + Tố ngưng tự có hai máy nén máy nén điều suất lạnh theo on-off, máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều từ đến 100% gồm nhiều bậc điều chỉnh, đảm bảo tiết kiệm lượng hiệu + Các thơng số vi khí hậu khống chế phù hợp với nhu cầu vùng kết nối mạng điều khiển trung tâm + Các máy VRV có công suất hợp lý lắp ghép với thành mạng đáp ứng nhu cầu suất lạnh khác từ kW đếu hàng ngàn kW cho nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức + VRV giải tốt vấn để hồi đầu máy nén cụm dàn nóng đặt cao đầu lạnh đến 50m dân lạnh cách cao tới 15m Đường ống dẫn mơi chất lạnh từ cụm dàn nóng tới cụm dân lạnh xa tới 150m tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng tồ nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn mà trước có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm + Do đường ống dẫn gas dài suất lạnh giảm nên Daikin dùng máy biến tấu điều suất lạnh, làm cho hệ thống lạnh cải thiện mà vượt nhiều hệ thống máy thông dụng + Bộ tin cậy cao chi tiết lắp ráp chế tạo toàn nhà máy với chất lượng cao + Khả bảo dưỡng sửa chữa tất động nhanh chóng nhờ thiết bị tư phát hư hỏng chuyên dùng sư kết nối để phát hư hỏng trung tâm qua internet [Type text] Page 10 Cấp điều hòa khơng khí Cấp Cấp Cấp Mùa nóng Nhiệt độ tmax ttb max Mùa lạnh Độ ẩm (của tháng nóng nhất) Nhiệt độ tmin ttbmin Độ ẩm (của tháng lạnh Trong : tmax nhiệt độ tối cao tuyệt đối tmin nhiệt độ tối thấp tuyệt đối ttb max nhiệt độ trung bình tháng nóng ttbmin nhiệt độ trung bình tháng lạnh độ ẩm lúc h tháng nóng tháng lạnh ghi nhận theo TCVN 4088 - 1985 Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 GIỚI THIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG NHIỆT Có nhiều phương pháp tính cân nhiệt ẩm khác để xác định suất lạnh theo yêu cầu khác ta có phương pháp phương pháp truyền thống phương pháp carier 2.2 Phương pháp truyền thống Các bước chủ yếu phương pháp tính cân nhiệt ẩm truyền thống gồm bảy bước chủ yếu sau Xác định nguồn nhiệt tỏa vào phòng từ nguồn khác người ,máy móc chiếu sáng ,bức xạ mặt trời , thẩm thấu qua kết cấu bao che Xác định nguồn ẩm thừa Xác định sơ đồ điều hòa khơng khí với thơng số trạng thái khơng khí 2.2 Phương pháp carrier Phương pháp tính tải lạnh carier khác phương pháp truyền thống cách xác định suất lạnh Q0 mùa hè suất sưởi Q5 mùa đông cách tính riêng tổng nhiệt thừa Qh1 nhiệt ẩm thừa Qai nguồn nhiệt tỏa thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa Nhiệt tổn thất xạ ,bao che nhiệt tỏa có nhiệt Riêng nhiệt tỏa người , gió tươi gồm thành phần ẩn [Type text] Page 16 Các phương pháp lập sơ đồ mùa hè mùa đơn sơ đồ tẳng ,tuần hồn cấp cấp phun ẩm bổ sung giống phương pháp truyền thống ,khác biệt tiến hành đồ thị t-d khơng khí ẩm theo carrier  Từ phương pháp em 2.2 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT Theo [1] nhiệt thừa xác định Qt = Qtỏa + Qtt , W (2.1) Qt – Nhiệt thừa phong, W Qtỏa – Nhiệt tảo phòng, W Qtt – Nhiệt thẩm thấu từ vào qua kết cấu bao che chênh lệch nhiệt độ, W Qtỏa = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 , W (2.2) Q1 – Nhiệt tỏa từ máy móc Q2 – Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q3 – Nhiệt tỏa từ người Q4 – Nhiệt tòa từ bán thành phẩm Q5 – Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q6 – Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua cửa kính Q7 – Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua bao che Q8 – Nhiệt tỏa lọt khơng khí qua cửa Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs , W (2.3) Q9 – Nhiệt thẩm thấu qua vách Q10 – Nhiệt thẩm thấy qua trần mái Q11 – Nhiệt thẩm thấu qua Qbs – Nhiệt tổn thất bổ sung gió hướng vách Theo [1] ẩm thừa xác định sau: Wt = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 , kg/s (2.4) W1 – Lượng ẩm người tỏa vào phòng, kg/s W2 – Lượng ẩm bay từ bán thành phẩm, kg/s W3 – Lượng ẩm bay từ sàn ẩm, kg/s W4 – Lượng ẩm nước nóng tỏa vào phòng, kg/s W5 – Lượng ẩm khơng khí lọt mang vào, kg/s 1.7.2 Thơng số tính tốn nhà Thơng số tính tốn nhà điều hồ tiện nghi cấp tp.Hồ Chí Minh chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN5687-2010 Mùa hè : - Nhiệt độ khơng khí tT = 25 ± 1oC - Độ ẩm khơng khí φT = 65 ± 5% 1.7.3 Thơng số tính tốn ngồi trời Thơng số nhiệt độ khơng khí ngồi trời, độ ẩm ngồi trời theo TCVN5687-1992 [Type text] Page 17 ϕN với điều hoà cấp chọn Mùa hè : t N = ttb max : nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất; ϕ N = ϕ13÷15 ÷ : độ ẩm lúc 13 15 giời tháng nóng nhất; Cơng trình dựng Hồ Chí Minh, theo [1] ta có: - tN = ttbmax = 380C; ϕ N = ϕ13÷15 = 66% ; Tra đồ thị I - d, thơng số tính tốn trình bày bảng 1.4 Bảng 1.4 Thơng số tính tốn nhà ngồi trời Điểm t , oC N T 38 25 ϕ ,% 66 60 I, kJ/kg d, g/kg 112 58,10 25 12,63 2.3 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT 2.2 Nhiệt toả từ máy móc Theo [1] nhiệt toả từ máy móc tính sau: 1  ∑ N dc Ktt K dt  η − + KT  Q1 = , W (2.5) Nđc Công suất đặt động cơ, W; Ktt Hệ số phụ tải, tỉ số công suất làm việc thực tế với công suất đặt động cơ, ktt = NLV/Nđc kđt Hệ số đồng thời, kđt = ∑Ni.τi/∑Ni với Ni công suất động thứ i làm việc τi τ thời gian tương ứng , kT Hệ số tải nhiệt, động làm việc chế độ biến điện thành lấy KT = η Hiệu suất làm việc thực tế động cơ, η = ηđ.khc Ở ηđ hiệu suất động theo catalog, Khc - hệ số hiệu chỉnh theo phụ tải Theo [1], với máy móc, thiết bị thông dụng, thông số thể bảng 2.1 Bảng 2.1 Nhiệt loại máy phòng Các thơng số máy [Type text] Máytính Quạt Page 18 Tivi Thiết bị khác Nđc, W Ktt Kđt KT η 450 0,8 1 0,75 48 0,8 0,3 0,84 200 0,8 0,5 0,75 400 0,8 0,8 0,75 2.2.2 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Theo [1] nhiệt toả từ đèn chiếu sáng xác định sau: Q2 = Ncs = q.F , W (2.6) Ncs — Tổng công suất tất đèn chiếu sáng, W; F — diện tích sàn, m2 Theo tiêu chuẩn chiếu sáng, lấy m2 A = 13 W/m2 2.2.3 Nhiệt tỏa từ người Theo [1] nhiệt toả từ người xác định sau: Q3 = n.q, W (2.7) q Nhiệt tỏa từ người, W/người; n Số người Theo [1] nhiệt toả từ người trưởng thành, với nhiệt độ phòng khoảng t = 250C, hộ nên ta chọn, q = 120 W/người 2.2.4 Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm Khi bán thành phẩm có nhiệt độ khác với nhiệt độ điều hồ có lượng nhiệt toả thu vào tuỳ theo nhiệt độ bán thành phẩm cao thấp nhiệt độ phòng Nhiệt lượng có thành phần ẩn có thành phần nước bay ngưng tụ Theo [1] nhiệt toả từ bán thành phẩm xác định sau: G4 C p ( t − t1 ) + W4 r Q4= ,W (2.8) G4 — khối lượng bán thành phẩm đưa vào, kg/s; Cp — nhiệt dung riêng khối lượng bán thành phẩm, kJ/kgK; t1 ,t — nhiệt độ vào bán thành phẩm; W4 — lượng ẩm toả (hoặc ngưng tụ) bán thành phẩm; r — nhiệt ẩn hoá nước, r = 2442 kJ/kg (ở 25oC) Cơng trình trung tâm thương mại phục vụ cho mua sắm, với mặt hàng may mặc, gia dụng, nội thất…đối với mặt hàng thực phẩm để quầy bảo quản riêng không phục vụ sản xuất nên lượng bán thành phẩm Q4 = nhiệt đối lưu xạ từ vách thiết bị trao đổi nhiệt, W/ W/m2K; Ftb — diện tích bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, [Type text] m2 ; Page 19 m2 K , lấy gần 10 ttb tt hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị nhiệt độ phòng, K; Do phòng ta không đặt thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống đặt trần giả bọc cách nhiệt nên Q5 = 2.2.6 Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua cửa kính Nhiệt toả xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau, trực xạ tán xạ bầu trời, sương mù, bụi khói mây, cường độ xạ mặt trời địa phương, thời gian quan sát, vật liệu, diện tích, độ dày kính Nói chung, xác định xác nhiệt toả xạ khó khăn Theo [1] giới thiệu cách xác định gần sau: Q6 = Isđ.Fk.τ1 τ2 τ3.τ4, W I sd (2.10) Cường độ xạ mặt trời lên mặt phẳng đứng, W/m Giá trị tra theo [1], lấy theo số liệu tp.Hồ Chí Minh; Fk Diện tích cửa kính, m2 τ1 Hệ số suốt kính Đối với kính lớp τ1 = 0,81; τ2 Hệ số bám bẩn Kính lớp đặt đứng τ2 = 0,7; τ3 Hệ số khúc xạ Đối với cửa kính lớp khung kim loại τ3 = 0,5; τ4 Hệ số tán xạ che nắng, cửa chớp τ4 = 0,6 2.2.7 Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua bao che Thành phần nhiệt tỏa vào phòng xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên mức bình thường , chủ yếu tính cho mái Nhiệt tỏa chênh lệch nhiệt độ khơng khí ngồi nhà tính số xạ mặt trời hệ số phụ thuộc mùa năm ,mùa hè 0,97 , mùa đơng h � - tương ứng góc phương vị mặt trời , độ F - diện tích bề mặt nhận xạ ( theo phương ngang) m2 số hấp thụ xạ mặt troiwff bề mặt K – hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao chê tính với ∆t bao che bình thường W/m2K số tỏa nhiệt từ bề mặt bao che tới khơng khí ngồi trời W/m2K 2.8 Nhiệt tỏa rò lọt khơng khí qua cửa Khi có chênh nhiệt độ áp suất nhà ngồi trời xuất dòng khơng khí rò lọt qua cửa mở qua khe cửa Đối với buồng điều hồ khơng có quạt thơng gió, rò lọt với mức độ cần thiết cung cấp khí cho người phòng Đối với buồng có cung cấp gió tươi cần phải hạn chế [Type text] Page 20 kiểm sốt đến mức thấp để tránh tổn thất nhiệt lạnh Theo [1] nhiệt toả rò lọt khơng khí qua cửa xác định sau: Q8 = G8.(IN - IT), W (2.11) G8 — Lượng khơng khí rò lọt qua cửa mở khe cửa, kg/s; G8 = ρ L8 , kg/s Bình thường khó xác định lượng khơng khí rò lọt Tùy trường hợp ta lấy L8 = ( 1,5 ÷ ).V m3/h Theo kết cấu xây dựng, tường lắp vách kính kín khít điều hòa có cung cấp gió tươi nên ta chọn L8 = 1,5 V, m3/h; IN,IT entanpy khơng khí ngồi nhà nhà, J/kg ; 2.2.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che chênh lệch nhiệt độ bên bên nhà xác định sau: ∑ ki Fi ∆ti Q9 = ,W ki Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2K; Fi Diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2; (2.12) ∆t i Hiệu nhiệt độ nhà kết cấu bao che thứ i, K; Đối với tường cửa kính bao quanh khơng có khơng gian đệm ∆ti = tn - tt ∆t i Vách tiếp xúc trực tiếp với khơng gian có điều hồ chọn ∆t i =0K Có khơng gian đệm = 0,7(tn - tt) 2.2.10 Nhiệt thẩm thấu qua trần Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua trần xác định sau: ∆t10 Q10 = k10.F10 , W (2.13) k10 Hệ số truyền nhiệt trần, theo [1] có k = 1,67 W/m K; F10 Diện tích bề mặt trần, m2; - Đối với mái có lớp khơng gian đệm trần giả mái ∆t10 = 0,7(tn - tt) - Khi trần tiếp xúc trực tiếp với lớp khơng khí ngồi trời lấy ∆t = (tn - tt) = 7,8 K - Khi trần tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hồ tầng ∆t 10 = Ở tính có tầng 6-7 tầng khác sử dụng điều hòa nên nhiệt thẩm thấu qua trần tính hộ ta bỏ qua, Q10 = 2.2 11 Nhiệt thẩm thấu qua Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua xác định sau: [Type text] Page 21 ∑k i ∆t11 Q11 = Fi , W (2.14) ki Hệ số truyền nhiệt nền, theo [1] có k = 2,78 W/m K; Fi Diện tích bề mặt nền, m2; - Nếu sàn phía khơng gian đệm thì: ∆t11 = 0,7(tn - tt) = K - Nếu sàn đặt trực tiếp đất thì: ∆t11 = (tn - tt) = K Ở tính tốn tầng 6-7 tầng khác sử dụng điều hòa nên nhiệt thẩm thấu qua trần tính hộ ta bỏ qua, Q11 = 2.2.12 Nhiệt tổn thất bổ sung gió hướng vách Các cách tính tốn chưa tính đến ảnh hưởng gió cơng trình có độ cao lớn αN m, cao tăng làm cho k tăng Q9 tăng Để bổ sung tổn thất gió, từ mét thứ lấy tổn thất Q9 tăng thêm đến 2% toàn không 15% Bổ sung khác cho Q9 vách hướng Đơng Tây, phần tính nhiệt Q7 tính cho mái (trần) mà chưa tính cho vách đứng cần tính bổ sung nhiệt tổn thất xạ mặt trời cho vách đứng hướng Đông Tây Theo [1] xác định sau: FD + FT Q9 F Qbs = 1%.(H - 4).Q9 + 5% , [W] (2.15) H - Chiều cao tồ nhà (khơng gian điều hồ), m; FĐ, FT - Diện tích bề mặt vách hướng Đơng Tây khơng gian điều hồ, m2; F - Diện tích tổng vách bao khơng gian điều hồ, m2; Vì số vách có khơng gian đệm khơng tiếp xúc trực tiếp với mơi trường bên ngồi nên khơng ảnh hưởng gió 2.4 TÍNH TỐN LƯỢNG ẨM THỪA 2.3.1 Lượng ẩm người tỏa Theo [1] lượng ẩm người toả xác định sau: W1 = n.qn, kg/s (2.16) n - Số người phòng điều hồ; qn - Lượng ẩm người tỏa đơn vị thời gian, kg/s Theo [1] với cường độ lao động làm việc hộ 25 oC ta có q = 115 g/h.người 2.3.2 Lượng ẩm bay từ bán thành phẩm Theo [1] lượng ẩm bay từ bán thành phẩm xác định sau: W2 = G2.(y1 - y2), kg/s (2.17) [Type text] Page 22 Trong đó: G2 khối lượng bán thành phẩm đưa vào phòng điều hồ đơn vị thời gian, kg/s; y1 , y thuỷ phần bán thành phẩm vào khỏi phòng điều hồ, kg H2O/kg bán thành phẩm Vì cơng trình khơng có bán thành phẩm nên W2=0 2.3.3 Lượng ẩm bay từ sàn ẩm Nếu phân xưởng chế biến thịt, cá, rau quả… mà có khơng gian điều hồ theo [1] lượng ẩm bay từ mặt sàn ướt tính theo cơng thức sau: W3 = 0,006.FS.(tt - tư), kg/h (2.18) FS - diện tích bề mặt sàn bị ướt, m ; tT - nhiệt độ khơng khí phòng, oC; tƯ - nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ứng, oC Với cơng trình khơng có khơng gian điều hồ có lượng ẩm bay từ sàn nên W3 = 2.3.4 Lượng ẩm nước nóng tỏa Nếu khơng gian có nồi hơi, xơng hơi,… có lượng nhiệt toả cơng trình hộ tiện nghi phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt giải trí nên khơng tồn lượng nhiệt W4 = 2.4 TÍNH KIỂM TRA ĐỘNG SƯƠNG TRÊN VÁCH Khi có độ chênh nhiệt độ nhà trời xuất trường nhiệt độ vách bao che, kể cửa kính Nhiệt độ bề mặt vách phía nóng khơng thấp nhiệt độ đọng sương Hiện tượng đọng sương vách làm cho tổn thất nhiệt lớn lên, tải lạnh yêu cầu tăng mà làm mỹ quan ẩm ướt, nấm mốc gây Hiện tượng đọng sương xảy bề mặt vách phía nóng Để không xảy tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt vách phải nhỏ hệ số truyền nhiệt cực đại kmax, theo [1] ta có biểu thức sau đây: Điều kiện đọng sương: Kt < kmax (2.19) αN Mùa hè: kmax = tsN tsT [Type text] t N − tsN , t N − tT t −t αT T sT , t N − tT W/m2K Mùa đông: kmax = W/m2K Nhiệt độ đọng sương bên ngoài, tsN = 30,75oC; Nhiệt độ đọng sương nhà, tsT = 15,6oC; Page 23 (2.20) (2.21) α N Hệ số tỏa nhiệt phía ngồi nhà, α N = 20 W/m2K, có khơng gian đệm αN = 10 W/m2K; αT Hệ số tỏa nhiệt phía nhà, αT = 10 W/m2K Mùa hè: kmax = 20 = 11,15 W/m K Như vậy, so sánh với giá trị kt bảng 1.3 ta thấy kt < kmax không xảy tượng đọng sương vách 2.3 TÍNH KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG TRÊN VÁCH Khi có độ chênh nhiệt độ nhà trời xuất trường nhiệt độ vách bao che, kể cửa kính Nhiệt độ bề mặt vách phía nóng khơng thấp nhiệt độ đọng sương Hiện tượng đọng sương vách làm cho tổn thất nhiệt lớn lên, tải lạnh yêu cầu tăng mà làm mỹ quan ẩm ướt, nấm mốc gây Hiện tượng đọng sương xảy bề mặt vách phía nóng Để không xảy tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt vách phải nhỏ hệ số truyền nhiệt cực đại kmax, theo [1] ta có biểu thức sau đây: Điều kiện đọng sương: Kt < kmax αN Mùa hè: kmax = t N − tsN , t N − tT αT tT − tsT , t N − tT (2.19) W/m2K (2.20) Mùa đông: kmax = W/m2K (2.21) tsN Nhiệt độ đọng sương bên ngoài, tsN = 30,75oC; tsT Nhiệt độ đọng sương nhà, tsT = 15,6oC; α N Hệ số tỏa nhiệt phía ngồi nhà, α N = 20 W/m2K, có khơng gian đệm αN = 10 W/m2K; αT Hệ số tỏa nhiệt phía nhà, αT = 10 W/m2K Mùa hè: kmax = 20 = 11,15 W/m K Như vậy, so sánh với giá trị kt bảng 1.3 ta thấy kt < kmax không xảy tượng đọng sương vách [Type text] Page 24 CHƯƠNG TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT 3.1 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT 3.3.1 Nhiệt toả từ máy móc - Căn hộ số Có diện tích 110 m 2, hộ có khoảng máy tính, ti vi, thiết bị khác, quạt Q1= (2.450 + 2.200.0,5 + 3.400.0,8 + 4.48.0,3)0,8 = 2258W Áp dụng công thức (2.5) với máy móc phòng điều hòa, kết tính nhiệt tỏa từ máy móc thể bảng 3.1 Bảng 3.1 Nhiệt toả từ máy móc Thiết bị phòng Căn hộ Máy tính Quạt Tivi Thiết bị khác Q1, W 2488 2 2488 2488 2488 4 1992 3 1885 3 1763 3 1763 TỔNG 12 34 27 24 17355 3.3.2 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Bảng 3.2 Bảng kết tính nhiệt toả đèn chiếu sáng tầng 6-7 [Type text] Căn hộ F, m3 q,W/m2 Q2 , W 110 13 1430 127 13 1651 Page 25 3.3.3 150 13 1950 120 13 1560 110 13 1430 147 13 1911 147 13 1911 110 13 1430 Tổng 1011 13 13273 Nhiệt tỏa từ người Căn hộ Căn hộ có diện tích 110 m2, số người hộ người Q3 = 5.120 = 600 W Áp dụng công thức (2.7) kết tính nhiệt tỏa từ người thể bảng 2.4 Bảng 3.2 Bảng kết tính nhiệt toả từ người tầng 6-7 3.3.3 Căn hộ F, m2 Số người, n q, W/người Q3, W 110 120 600 127 120 600 150 120 720 110 120 600 110 120 600 147 120 600 147 120 720 110 120 600 Tổng 1011 43 120 Nhiệt tỏa xạ mặt trời qua cửa kính - Căn hộ [Type text] Page 26 5160 Căn hộ có diện tích vách kính 23,4 m2 quay hướng Tây 33,8 m2 hướng Nam cường độ xạ mặt trời hướng Tây Isđ = 514 W/m2 , hướng Nam Isđ = 44 W/m2 Hướng Tây Q6T = 23,4.514.0,81.0,7.0,5.0,6= 2046 W Hướng Nam Q6N = 33,8.44.0,81.0,7.0,5.0,6 = 253 W Áp tính nhiệt thể bảng 3.3 áp dụng công thức (2.10) Bảng 3.3 Bảng kết tính nhiệt tỏa xạ mặt trời qua cửa kính tầng 6-7 Căn hộ Hướng Tây Nam Đơng Nam Đông Nam Đông Bắc Đông Bắc Đông Bắc Bắc Bắc Tổng F k m2 23,4 33,8 23,4 33,8 33.8 23,4 33,8 23,4 24,18 24,18 26 20,8 13,52 13,52 Isd W/m2 514 44 514 44 514 44 514 50 514 50 514 50 50 50 τ1 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 0,81 τ2 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 τ3 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 τ4 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6 Q6h W 2046 253 2046 253 2955 175 2955 199 2114 206 2273 177 115 115 Q6 W 2299 2299 3030 3154 2320 2450 115 115 15782 3.3.4 Nhiệt tỏa rò lọt khơng khí qua cửa Căn hộ Căn hộ có diện tích 110 m2, cao 2,6 m, thể tích phòng V = 110.2,6 = 286 m3 G8 = ρL8 = kg/s Bảng 2.6 Bảng kết tính nhiệt rò lọt Q = 0,143.(112 – 58,1) = 7.7077kW = 7077.7 W Áp dụng công thức (2.11) với khơng gian điều hòa, kết tính nhiệt tỏa đèn chiếu sáng thể Bảng 2.6 khơng khí qua cửa tầng 6-7 Phòng F, m2 H, m 110 2,6 [Type text] V, m 312 Page 27 ∆I kJ/kg G8, kg/s Q8, W 53,9 0,156 7077.7 127 2,6 312 53,9 0,156 8408,4 150 2,6 312 53,9 0,156 8408,4 110 2,6 312 53,9 0,156 8408,4 110 2,6 249,6 53,9 0,1248 6726,72 147 2,6 160,7 53,9 0,08035 4330,865 147 2,6 109,2 53,9 0,0546 2942,94 110 2,6 109,2 53,9 0,0546 2942,94 2.6 1876.7 53,9 0.93835 1011 Tổng 49246.36 3.3.5 Nhiệt thẩm thấu qua vách Căn hộ Căn hộ có diện tích kính tiếp xúc với khơng khí bên ngồi 57,2 m 2, tiếp xúc với khơng gian điều hòa khơng khí 57.2 m2 Q9 = 1,02.57,2.13= 758,5 W Áp dụng công thức (2.12) ta kết tính nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che thể bảng 2.7 Bảng 2.7 Bảng kết tính nhiệt thẩm thấu kết cấu bao che tầng 6-7 Căn hộ Hướng FĐệm, m2 FK.Đệm, m2 k, W/m2.K ∆ti, K Qh, W Tường Kính Tường Kính Tường Kính Đệm K.Đ Đơng 23.4 0 1,67 1,02 9,1 13 Bắc 33.8 0 1,67 1,02 9,1 13 Tây 0 23.4 1,67 1,02 9,1 13 310 Nam 0 33.8 1,67 1,02 9,1 13 448 Đông 0 23.4 1,67 1,02 9,1 13 310 Bắc 33.8 0 1,67 1,02 9,1 13 Tây 23.4 0 1,67 1,02 9,1 13 Nam 0 33.8 1,67 1,02 9,1 13 448 Đông 0 33.8 1,67 1,02 9,1 13 448 Bắc 23.4 0 1,67 1,02 9,1 13 [Type text] Page 28 Q9 , W 758 758 758 Tây 33.8 0 1,67 1,02 9,1 13 Nam 0 23.4 1,67 1,02 9,1 13 310 Đông 0 33.8 1,67 1,02 9,1 13 448 Bắc 0 23.4 1,67 1,02 9,1 13 310 Tây 33.8 0 1,67 1,02 9,1 13 Nam 23.4 0 1,67 1,02 9,1 13 Đông 0 24.18 1,67 1,02 9,1 13 320 Bắc 0 24.18 1,67 1,02 9,1 13 320 Tây 24.18 0 1,67 1,02 9,1 13 Nam 24.18 0 1,67 1,02 9,1 13 Đông 0 26 1,67 1,02 9,1 13 345 Bắc 0 20.28 1,67 1,02 9,1 13 269 Tây 26 0 1,67 1,02 9,1 13 Nam 20.28 0 1,67 1,02 9,1 13 Đông 23.66 0 1,67 1,02 9,1 13 Bắc 0 13.52 1,67 1,02 9,1 13 179 Tây 23.66 0 1,67 1,02 9,1 13 Nam 13.52 0 1,67 1,02 9,1 13 Đông 23.66 0 1,67 1,02 9,1 13 Bắc 0 13.52 1,67 1,02 9,1 13 179 Tây 23.66 0 1,67 1,02 9,1 13 Tổng 758 640 614 179 179 7482  Với nguồn nhiệt tính tốn ta có bảng thống kê tổng nhiệt thừa cơng trình trình bày bảng Bảng 2.8 Bảng kết tính nhiệt thừa tầng 6-7 [Type text] Page 29 Phòng Căn hộ Căn hộ Q1 W 2488 2488 Q2 W 1560 1560 Q3 W 720 720 Q6 W 2299 2299 Q7 W 0 Q8 W 7077.7 8408,4 Q9 W 758 758 Q10 W 0 Q11 W 0 Qbs W 0 Qt W 16233,4 16233,4 Căn hộ 2488 1560 720 3030 8408,4 758 0 16964,4 Căn hộ Căn hộ 2488 1992 1560 1248 720 600 3154 2320 0 8408,4 6726,72 758 640 0 0 0 17088,4 13526,72 Căn hộ 1885 903,5 360 2450 614 0 10543,365 Căn hộ 1763 546 240 115 4330,86 2942,94 179 0 5785,94 Căn hộ 1763 546 240 115 2942,94 179 0 5785,94 3.2 TÍNH TOÁN LƯỢNG ẨM THỪA Lượng ẩm người tỏa Theo [1] lượng ẩm người toả xác định sau: W1 = n.qn, kg/s (2.16) n - Số người phòng điều hồ; qn - Lượng ẩm người tỏa đơn vị thời gian, kg/s Theo [1] với cường độ lao động làm việc hộ 25 oC ta có q = 115 g/h.người - Tầng 6-7 Tầng có số người dự kiến , lượng ẩm người tỏa 1h 115 g/h.người W1 = 112.115 = 12880 g/h = 3,577 g/s Áp dụng công thức (2.16) với khơng gian điều hòa, kết tính lượng ẩm người tỏa thể bảng 2.9 [Type text] Page 30 ... có hệ thống điều hồ trung tâm nước lạnh ống gió đảm nhận, so với hệ thống ống gió hệ thống dẫn mơi chất lạnh nhỏ nhiều -Sơ đồ hệ thống điều hòa trung tâm Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều. .. …sử dụng hệ thống điều hòa khơng khí điều hợp lý cần thiết điều kiện khí hậu ngày nóng lên tồn giới hiệu ứng nhà kính mà Việt Nam phải chịu ảnh hưởng lớn từ tượng Việc hệ thống điều hòa trung... suất cao + Có thể kết hợp làm lạnh sưởi ấm phòng hệ thống kiểu bơm nhiệt thu hồi nhiệt hiệu suất cao 3.3.2 Hệ thống điều hòa Chiller Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller hệ thống sử dụng nước