TÍNH TOÁN THIẾT kế hệ THỐNG điều hòa KHÔNG KH1 1

TÍNH TỐN THI ẾT K ẾH ỆTH Ố NG ĐI ỀU HỊA KHƠNG KHÍ SCIENCE AND TECHNOLOGY B ức x m ặt tr ời qua kính th ực t ế Tác giả:Võ Chí Chính Bức xạ mặt trời qua kính thực tế Nhiệt xạ mặt trời xạ qua kính có phần tác động tức thời tới khơng khí phòng, phần lại tác động lên kết cấu bao che bị hấp thụ phần, sau khoảng thời gian định tác động tới khơng khí Vì thành phần nhiệt thừa tia xạ xâm nhập qua cửa kính gây tác động tức thời đến phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí (3-26) R’xn - Lượng xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính gây tác động tức thời đến phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí, W/m2 Rmax - Lượng xạ mặt trời lớn xâm nhập qua cửa kính, W/m (Tham khảo bảng 3-8a) nt - Hệ số tác dụng tức thời (Tham khảo bảng 3-8b, 3-8c) k - Tích số hệ số xét tới ảnh hưởng yếu tố sương mù, độ cao, nhiệt động động sương, loại khung cửa che Hệ số tác động tức thời cho bảng 3-8b 3-8c Cần lưu ý để xác định hệ số tác dụng tức thời phải vào khối lượng tính cho 1m diện tích Thật khối lượng riêng vật lớn, khả hấp thụ tia xạ lớn, mức độ chậm trễ điểm cực đại nhiệt xạ phụ tải lạnh lớn Bảng 3-8a : Lượng nhiệt lớn xâm nhập qua cửa kính loại R max , W/m Bảng 3-8b : Hệ số tác dụng tức thời n t lượng xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính có che bên (Hoạt động 24giờ/24, nhiệt độ khơng khí khơng đổi) Bảng 3-8c : Hệ số tác dụng tức thời n t lượng xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính khơng có che râm (Hoạt động 24giờ/24, nhiệt độ khơng khí khơng đổi) Ví dụ 1: Xác định lượng nhiệt xạ lớn vào qua cửa sổ kính bản, rộng 5m Cho biết địa phương nới lắp đặt cơng trình vĩ độ 20 o Bắc, kính quay hướng Đơng, khung cửa sắt, nhiệt độ đọng sương trung bình 25 oC, trời không sương mù, độ cao so với mặt nước biển 100m -Ứng với 20o Bắc , hướng Đông , theo bảng 3-8 , tra R max = 520 W/m2 vào tháng tháng - Hệ số - Hệ số - Trời không mây nên epxilonmm = - Khung cửa kính khung sắt nên epxilonkh = 1,17 - Kính kính khơng có rèm che nên epxilon k = epxilonm =1 Theo cơng thức (3-21) ta có : Ví dụ : Xác định lượng nhiệt xạ xâm nhập khơng gian điều hồ qua 10m kính chống nắng màu xám dày 6mm, đặt hướng Tây Nam, TP Hồ Chí Minh, bên có che kiểu Hà Lan Vị trí lắp đặt có độ cao so với mặt nước biển không đáng kể, nhiệt độ động sương trung bình 24 oC, trời khơng mây, khung cửa gổ - Lượng nhiệt xạ qua kính xác định theo công thức : - Các hệ - Hệ số - Lượng nhiệt xâm nhập : - Giá trị R tra theo bảng 3-7 với 10 o vĩ Bắc, hướng Tây Nam : Rmax = 508 W/m2 vào lúc 15 tháng 11 Nhiệt lượng xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q 62 Khác với cửa kính chế xạ mặt trời qua kết cấu bao che thực sau - Dưới tác dụng tia xạ mặt trời, bề mặt bên kết cấu bao che nóng lên hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt toả môi trường phần, phần lại dẫn nhiệt vào bên truyền cho khơng khí phòng đối lưu xạ Q trình truyền có độ chậm trễ định Mức độ chậm trễ phụ thuộc chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng Thông thường người ta bỏ qua lượng nhiệt xạ qua tường Lượng nhiệt truyền qua mái xạ độ chênh nhiệt độ phòng ngồi trời xác định theo cơng thức: (3-26) F - Diện tích mái (hoặc tường), m2 k - Hệ số truyền nhiệt qua mái (hoặc tường), W/m2.oC deltat = tTD - tT độ chênh nhiệt độ tương đương (3-27) epxilons - Hệ số hấp thụ mái tường alfaN = 20 W/m2.K - Hệ số toả nhiệt đối lưu khơng khí bên Rnx = R/0,88 - Nhiệt xạ đập vào mái tường, W/m2 R - Nhiệt xạ qua kính vào phòng (tra theo bảng 3-7), W/m phim - Hệ số màu mái hay tường + Màu thẩm : phim = + Màu trung bình : phim = 0,87 + Màu sáng : phim = 0,78 epxilons - Hệ số hấp thụ tường mái phụ thuộc màu sắc, tính chất vật liệu, trạng thái bề mặt tra theo bảng Bảng 3.9 : Độ đen bề mặt kết cấu bao che Nhiệt lọt khơng khí vào phòng Q7 Khi có độ chênh áp suất nhà bên ngồi có tượng rò rỉ khơng khí Việc ln ln kèm theo tổn thất nhiệt Nói chung việc tính tổn thất nhiệt rò rỉ thường phức tạp khó xác định xác lưu lượng khơng khí rò rỉ Mặt khác phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín Phần khơng khí rò rỉ coi phần khí tươi cung cấp cho hệ thống L7 - Lưu lượng khơng khí rò rỉ, kg/s IN, IT - Entanpi khơng khí bên ngồi bên phòng, kJ/kg tT, tN - Nhiệt độ khơng khí tính tốn nhà ngồi trời, oC dT, dN - Dung ẩm khơng khí tính tốn nhà ngồi trời, g/kg.kk Tuy nhiên, lưu lượng khơng khí rò rỉ Lrr thường khơng theo quy luật khó xác định Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất, vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể, số lần đóng mở cửa vv Vì trường hợp xác định theo kinh nghiệm Bảng 3.10 : Hệ số kinh nghiệm C Tổng lượng nhiệt rò rỉ khơng khí: (3-31) Trong trường hợp cửa vào số lượt người qua lại tương đối nhiều , cần bổ sung thêm lượng khơng khí (3-32) Gc - Lượng khơng khí lọt qua cửa, kg/giờ Lc - Lượng khơng khí lọt qua cửa 01 người qua, m3/người n - Số lượt người qua lại cửa P - Khối lượng riêng khơng khí, kg/m3 Như trường hợp cần bổ sung thêm Bảng 3-11 dẫn lượng khơ khí lọt qua cửa 01 người qua Bảng 3-11 : Lượng khơng khí lọt qua L c , m /người Nhiệt truy ền qua kết c ấu bao che Q8 Người ta chia làm tổn thất - Tổn thất truyền nhiệt qua trần mái, tường sàn (tầng trên) : Q 81 - Tổn thất truyền nhiệt qua : Q82 Tổng tổn thất truyền nhiệt (3-35) Nhiệt truyền qua tường, trần sàn t ầng Q81 Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che tính theo cơng thức sau : (3-36) k -Hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che, W/m2.oC F - Diện tích bê mặt kết cấu bao che deltat - Độ chênh nhiệt độ tính tốn, oC Xác định độ chênh nhiệt độ tính tốn - Mùa hè : (3-37) - Mùa Đông : (3-38) tT - Nhiệt độ tính tốn phòng, oC tN - Nhiệt độ tính tốn bên ngồi, oC phi - Hệ số tính đến vị trí kết cấu bao che khơng khí bên ngồi Đối với tường bao Đối với tường bao trực tiếp xúc với môi trường khơng khí bên ngồi phi = Trường hợp tường ngăn nằm bên cơng trình khơng trực tiếp tiếp xúc với khơng khí bên ngồi trời hệ số phi chọn tuỳ trường hợp cụ thể Đối với trần có mái - Mái tơn, ngói, fibrơ xi măng với kết cấu khơng kín phi = 0,9 - Mái tơn, ngói, fibrơ xi măng với kết cấu kín phi = 0,8 - Mái nhà lợp giấy dầu phi = 0,75 Tường ngăn với phòng khơng có điều hồ (phòng đệm) - Nếu phòng đệm tiếp xúc với khơng khí bên ngồi phi = 0,7 - Nếu phòng đệm khơng tiếp xúc với khơng khí bên ngồi phi = 0,4 Đối với sàn tầng hầm - Tầng hầm có cửa sổ phi = 0,6 - Tầng hầm khơng có cửa sổ phi = 0,4 Đối với tường ngăn với phòng có điều hồ Trong trường hợp ta khơng tính phi = Xác định hệ số truyền nhiệt qua tường trần (3-39) alfaT - Hệ số toả nhiệt bề mặt bên kết cấu bao che, W/m 2, oC alfaT - Hệ số toả nhiệt bề mặt bên kết cấu bao che, W/m 2, oC sichmai, - Chiều dày lớp thứ i , m lamdai - Hệ số dẫn nhiệt lớp thứ i, W/m.oC Hệ số trao đổi nhiệt bên ngồi bên phòng Bảng 3.12 : Hệ số trao đổi nhiệt bên bên Nhiệt trở lớp khơng khí Nếu kết cấu bao che có lớp đệm khơng khí tổng nhiệt trở dẫn nhiệt phải cộng thêm nhiệt trở lớp khơng khí Thường lớp đệm làm trần để chống nóng Bảng 3.13 : Trị số nhiệt trở khơng khí R kk Ghi chú: Trị số Rkk cho bảng ứng với độ chênh nhiệt độ bề mặt lớp khơng khí deltat = 10oC Nếu deltat khac 10oC ta cần nhân trị số cho bảng 3-14 Bảng 3.14: Hệ số hiệu chỉnh nhiệt trở không khí Hệ số dẫn nhiệt vật liệu xây dựng Hệ số dẫn nhiệt lamda vật liệu thay đổi phụ thuộc vào độ rỗng, độ ẩm nhiệt độ vật liệu - Độ rỗng lớn lamda bé, lổ khí vật liệu có hệ số dẫn nhiệt thấp - Độ ẩm tăng hệ số dẫn nhiệt tăng nước chiếm chổ lổ khí vật liệu, hệ số dẫn nhiệt nước cao nhiều so với hệ số dẫn nhiệt khơng khí - Nhiệt độ tăng, hệ số dẫn vật liệu tăng Sự thay đổi hệ số dẫn nhiệt lamda nhiệt độ thay đổi theo quy luật bậc : (3-40) đó: lamdao - Hệ số dẫn nhiệt vật liệu 0oC, kCal/m.h.oC t - Nhiệt độ vật liệu, oC b - Hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào tính chất vật liệu, có giá trị nằm khoảng 0,0001 đến 0,001 Tuy nhiên, phụ thuộc vào nhiệt độ vật liệu khơng đáng kể nên tính tốn thường coi hệ số dẫn nhiệt vật liệu không đổi lấy theo bảng Bảng 3.15 : Hệ số dẫn nhiệt c vật liệu Nhiệt truy ền qua n ền đất Q82 Để tính nhiệt truyền qua người ta chia thành dãi, dãi có bề rộng 2m hình vẽ 3-1 Theo cách phân chia Khi tính diện tích dải, dải I góc tính lần góc nhiệt truyền bên ngồi theo hướng - Khi diện tích phòng nhỏ 48m2 coi tồn dải I - Khi chia phân dải không đủ cho dải ưu tiên từ đến Ví dụ chia dải coi dải dải I, dải II III Tổn thất nhiệt qua truyền nhiệt Tổng lượng nhiệt thừa QT (3-42) Tổng nhiệt thừa phòng : Nhiệt thừa QT sử dụng để xác định suất lạnh xử lý khơng khí chương Không nên nhầm lẫn cho nhiệt thừa QT suất lạnh xử lý khơng khí Tổng nhiệt thừa phòng QT gồm nhiệt Qhf nhiệt ẩn Qwf phòng - Tổng nhiệt phòng : - Tổng nhiệt ẩn phòng : Như trình bày , trường hợp không gian khảo sát nhà hàng bình quân người cộng thêm 20W thức ăn toả , 10W nhiệt 10w nhiệt ẩn XÁC ĐỊ NH L ƯỢNG ẨM TH ỪA WT L ượng ẩm ng ười t ỏa W1 Lượng ẩm người tỏa xác định theo công thức sau : (3-43) n - Số người phòng gn - Lượng ẩm 01 người tỏa phòng đơn vị thời gian, kg/s Lượng ẩm 01 người toả gn phụ thuộc vào cường độ lao động nhiệt độ phòng Trị số g n tra cứu theo bảng 3.16 : Bảng 3.16 : Lượng ẩm người tỏa ra, g/giờ,người Lượng ẩm bay từ s ản ph ẩm W2 Khi đưa sản phẩm ướt vào phòng có lượng nước bốc vào phòng Ngược lại đưa sản phẩm khơ hút lượng ẩm (3-44) y1, y2 - Lần lượt thủy phần sản phẩm đưa vào g2 - Lưu lượng sản phẩm , kg/s Thành phần ẩm thừa có cơng nghệp Lượng ẩm bay đo ạn nhiệt t sàn ẩm W3 Khi sàn bị ướt lượng ẩm từ bốc vào khơng khí làm tăng độ ẩm Lượng ẩm tính sau : (3-45) Fs - Diện tích sàn bị ướt, m2 Tư - Nhiệt độ nhiệt kế ướt ứng với trạng thái phòng Lượng ẩm bay đoạn nhiệt tính cho nơi thường xuyên nhà bị ướt khu nhà giặt, nhà bếp, nhà vệ sinh Riêng ướt lau nhà thường thời khơng liên tục, nên tính lưu ý đến điểm Lượng ẩm nước nóng mang vào W4 Khi phòng có rò rỉ nóng , ví dụ từ nồi nấu, cần phải tính thêm lượng ẩm từ thiết bị W4 = Gh (3-46) Lượng ẩm thừa W T (3-47) Tổng tất nguồn ẩm toả phòng gọi lượng ẩm thừa Nhiệt thừa WT sử dụng để xác định suất làm khô thiết bị xử lý khơng khí chương KI ỂM TRA ĐỌ NG S ƯƠNG TRÊN VÁCH Như biết nhiệt độ vách t W thấp nhiệt độ đọng sương khơng khí tiếp xúc với xãy tượng đọng sương vách Tuy nhiên xác định nhiệt độ vách khó nên người ta quy điều kiện đọng sương dạng khác * Về mùa hè : Mùa hè ta thực chế độ điều hòa (làm lạnh), nhiệt độ bên lớn nhiệt độ bên trong: Khi , vậyvách xãy tượng đọng sương Gọi tNs nhiệt độ đọng sương vách ta có điều kiện đọng sương: Theo phương trình truyền nhiệt ta có hay: k = alfa N.(tN - tNW)/ (tN - tT) Khi giảm tNW k tăng, giảm tới tNs tường đọng sương, ta giá trị kmax Điều kiện đọng sương viết lại: * Về mùa đông : Về mùa đông lý luận tương tự ta thấy xãy động sương xãy vách tường Khi điều kiện để khơng đọng sương vách là: ... mặt lớp khơng khí deltat = 10 oC Nếu deltat khac 10 oC ta cần nhân trị số cho bảng 3 -14 Bảng 3 .14 : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt trở không khí Hệ số dẫn nhiệt vật liệu xây dựng Hệ số dẫn nhiệt lamda vật... ầng Q 81 Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che tính theo cơng thức sau : (3-36) k -Hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che, W/m2.oC F - Diện tích bê mặt kết cấu bao che deltat - Độ chênh nhiệt độ tính. .. trị nằm khoảng 0,00 01 đến 0,0 01 Tuy nhiên, phụ thuộc vào nhiệt độ vật liệu khơng đáng kể nên tính tốn thường coi hệ số dẫn nhiệt vật liệu không đổi lấy theo bảng Bảng 3 .15 : Hệ số dẫn nhiệt c vật