Y tế cao cấp
4.1.Thiết lập sơ đồ điều hoà không khí – Tính toán năng suất lạnh, năng suất sởi cần
lạnh, năng suất sởi cần thiết
Lập sơ đồ điều hoà không khí là xác lập quá trình xử lý không khí trên đồ thị I-d sau khi tính toán đợc nhiệt thừa, ẩm thừa, hệ số góc tia quá trình tự thay đổi trạng thái không khí trong phòng để đảm bảo các thông số nhiệt ẩm trong và ngoài nhà đã chọn, từ đó tiến hành tính toán năng suất cần thiết của các thiết bị xử lý không khí, tạo cơ sở cho việc lựa chọn và bố trí thiết bị.
Việc thành lập sơ đồ điều hoà không khí ở đây chỉ tiến hành cho mùa đông và mùa hè, các thời gian khác trong năm có nhu cầu sử dụng thấp hơn nên thiết bị đợc chọn hoạt động thích hợp với mùa đông và mùa hè thì cũng đảm bảo các điều kiện tiện nghi cho các thời gian chuyển tiếp còn lại.
Trong từng điều kiện cụ thể có thể chọn một trong các sơ đồ: thẳng, tuần hoàn không khí 1 cấp, tuần hoàn không khí 2 cấp, có phun ẩm bổ xung.
Sơ đồ thẳng đợc sử dụng khi trong không gian điều hoà có nguồn phát sinh các chất độc, các chất có mùi khó ngửi hoặc khi hiệu quả của việc lắp đặt đờng ống gió hôi không bù lại đợc chi phí đầu t lắp đặt chúng.
Sơ đồ có tuần hoàn không khí 1 cấp là sơ đồ thờng đợc ứng dụng rộng rãi hơn cả do nó tiết kiệm đợc một năng lợng rất lớn so với sơ đồ thẳng và chi phí đầu t ban đầu đôi khi không lớn hơn. So với sơ đồ có tuần hoàn không khí hai cấp sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp tiêu tốn năng lợng nhiều hơn song lại đơn giản hơn trong việc lắp đặt vận hành và có chi phí đầu t ban đầu nhỏ hơn. Chính vì vậy, trong thực tế, ngời ta thờng sử dụng sơ đồ có tuần hoàn không khí một cấp. Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp thờng chỉ đợc sử dụng trong các xởng sản xuất lớn nh nhà máy dệt, nhà máy sản xuất dợc phẩm.
Trong thực tế, khi sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp đối với mùa đông ta thờng gặp trờng hợp cần có phun ẩm bổ sung trong không gian điều hoà. Tuy nhiên, do tính chất của công trình không đòi hỏi phải khống chế nghiêm ngặt về độ ẩm nh các phòng thí nghiệm, đồng thời việc bố trí các thiết bị phun ẩm bổ sung toàn bộ hệ thống là rất phức tạp trong khi hệ số sử dụng của các thiết bị này không cao, giá thành lớn nên ta không chọn thiết bị phun ẩm bổ sung chung cho cả hệ thống. Nếu có phòng đặc biệt cần thiết sẽ trang bị thêm máy phun ẩm bổ sung cục bộ. Nh vậy, việc chọn thiết bị chính cho hệ thống chỉ tập trung vào thiết bị làm lạnh và sởi ấm.
Đối với công trình “Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp” ta thấy: các phòng hậu phẫu yêu cầu độ sạch tuyệt đối để tránh việc lây nhiễm giữa các bệnh nhân, phòng mổ ngoài yêu cầu sạch khuẩn do còn có nguồn phát sinh chất độc từ thuốc gây mê.
Vì vậy, với các phòng mổ cần thiết sử dụng sơ đồ thẳng (sơ đồ một chiều, không tuần hoàn), các phòng còn lại để tiết kiệm năng lợng ta sử dụng sơ đồ điều hoà không khí kiểu tuần hoàn một cấp.
4.1.1. Thiết lập lập sơ đồ thẳng
Sơ đồ nguyên lý đợc trình bày trên hình 4.1[5] Nguyên lý làm việc của hệ thống nh sau:
Không khí ngoài trời có trạng thái N đợc đa vào qua cửa cấp gió tơi có lọc bụi, đi qua thiết bị xử lý nhiệt ẩm 2, trạng thái không khí biến đổi đến trạng thái O. Sau khi đi qua quạt, đờng ống, không khí có trạng thái V sẽ đợc cấp vào không gian điều hoà 5 qua các cửa cấp 4. Tại đây, không khí trao đổi nhiệt ẩm để trở thành trạng thái T và đợc đa ra ngoài qua cửa gió 6.
a) Thiết lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí kiểu thẳng (một chiều) về mùa hè:
Trạng thái không khí trong và ngoài nhà đã đợc chọn trớc N (tN, ϕN) và T (tT,, ϕT) (hình 4.2). Từ trạng thái N, sau khi qua thiết bị xử lý nhiệt ẩm, không khí có trạng thái O có độ ẩm ϕ O= 95%. Sau khi đi qua quạt và đờng ống gió, không khí có trạng thái V do có tổn thất nhiệt (ε OV= ∞). Tuy nhiên do đờng ống gió rất ngắn nên có thể coi O≡ V.
Điểm V chính là trạng thái không khí thổi vào phòng, tất nhiên V phải nẳm trên tia TV có ε T đã biết.
Theo cách phân tích trên, thông thờng ngời ta lập sơ đồ điều hoà không khí theo các bớc sau:
- Xác định điểm N, T.
- Vẽ tia Tx đi qua T và có hệ số góc ε T.
- Xác định điểm V (là giao điểm của tia Tx và ϕ O= 95%).
- Kiểm tra điều kiện vệ sinh sao cho trạng thái không khí thổi vào V có nhiệt độ chênh lệch so với nhiệt độ không khí trong phòng không quá 10O.
- Nếu điểm V không thoả mãn điều kiện vệ sinh, cần sử dụng bộ sấy không khí cấp 2.
Tuy nhiên, việc bố trí thiết bị sấy không khí cấp 2 hết sức phiền phức và làm tăng chi phí đầu t. Mặt khác, trạng thái không khí trong nhà không đòi hỏi nghiêm ngặt về độ ẩm nên ta lập sơ đồ điều hoà không khí theo các bớc sau:
- Chọn trớc thông số điểm thổi vào đảm bảo điều kiện vệ sinh, tức là chọn tr- ớc điểm V có:
ϕV= 95% t V= t T – 7 OC
Do chiều cao của các không gian điều hoà không lớn (3,5m) nên ta chọn độ chênh lệch nhiệt độ giữa trạng thái không khí trong nhà và điểm thổi vào là 7 OC .
- Qua V kẻ tia VX có hệ số góc là ε T.
- Xác định điểm T ( là giao điểm của tia VX và đờng t= 25O).
Sau khi xác định đợc các điểm trên đồ thị i-d ta tiến hành tính toán năng suất cần thiết của thiết bị.
- Năng suất gió cần thiết [5]:
3 ( / ) 3600 3600 ( / ) 1, 2 1, 2 H H H T T T V T V H H T T T V T V Q W L kg s I I d d Q W x x m h I I d d = = − − = = − −
-Năng suất lạnh cần thiết [5]: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
QO= LH x (IN – IO) - Năng suất làm khô:
WH= LHx (dN- dO)
Trong các công thức trên, đơn vị của nhiệt thừa QT [kW], ẩm thừa WT [kg/s], entanpi I [ kJ/kg], dung ẩm d [kg/kg].
b) Thiết lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí kiểu thẳng về mùa đông
Đối với mùa đông ta có thể gặp hai trờng hợp ε T> 0 (Hình 4.3a) và ε T<0 (hình 4.3b). Tuy nhiên về nguyên lý lập sơ đồ điều hoà không khí thì cũng tơng tự nh nhau.
Sử dụng các quá trình:
- Sấy nóng cấp 1 (sấy đẳng dung ẩm) từ trạng thái ngoài trời N đến trạng thái S.
- Làm ẩm đoạn nhiệt từ trạng thái S tới trạng thái V.
-Quá trình tự biến đổi trạng thái từ V tới T.
Khi ε T>0, việc lập sơ đồ điều hoà không khí tơng tự nh mùa hè.
Khi ε T<0, do không xác định trớc điểm V do không biết ϕO nên ta tiên hành theo cách thông thờng tức là chọn trớc các điểm N, T. Xác định điểm V là giao của tia TX có hệ số góc bằng ε T với đờng tV= const (tV=tT+7OC). Xác định điểm S là giao điểm của đờng dN và iV.
Sau khi thiết lập sơ đồ điều hoà không khí, ta tính toán năng suất cần thiết của thiết bị cho mùa đông:
- Năng suất gió cần thiết [5]:
3 ( / ) 3600 3600 * * ( / ) 1, 2 1, 2 D D D T T T V T V D D T T T V T V Q W L kg s I I d d Q W m h I I d d = = − − = = − −
QS = LĐx (IS – IN) ( kW) - Năng suất làm ẩm [5]:
WĐ = LĐx (dO- dS) = LĐx (dO- dN) kg/s
Trong các công thức trên, đơn vị của nhiệt thừa QT là kW, của ẩm thừa WT là kg/s, của entapi là kJ/kg, của dung ẩm d là kg/kg.
Tổng hợp sơ đổ thẳng
Để có thể lựa chọn đợc các thiết bị một cách phù hợp nhất, ta cần lựa chọn các thiết bị đáp ứng đợc cả mùa hè và mùa đông, tức là đảm bảo chế độ nhiệt ẩm trong cả năm. Theo đó, thiết bị đợc lựa chọn phải đảm bảo đáp ứng đợc năng suất gió cả mùa đông và mùa hè, đáp ứng năng suất lạnh, năng suất hút ẩm cho mùa hè, đáp ứng năng suất sấy, năng suất làm ẩm cho mùa đông. Nh vậy, năng suất gió của hệ thống cần chọn theo trị số lớn hơn [3].
L= max (LH, LĐ)
Theo cách tính trên, ta tính đợc năng suất lạnh, năng suất sởi, năng suất gió cần thiết cho các phòng sử dụng sơ đồ điều hoà không khí không có tuần hoàn không khí (phòng mổ). Kết quả cho trong bảng 4.1 và bảng 4.2.
Ngoài việc xử lý nhiệt ẩm độ trong phòng, để bảo đảm môi trờng không khí yêu cầu trong các phòng mổ (các phòng sạch), cần có các giải pháp làm sạch đặc biệt. Việc kết hợp các giải pháp, các thiết bị xử lý nhiệt ẩm và lọc sạch để bảo đảm môi trờng không khí yêu cầu, đặc biệt trong các phòng này, đợc trình bày trong phần 5.4.