Nhiệt truyền qua kớnh cửa sổ được xỏc định theo biểu thức:
Q22k = ∑kk.Fk.∆t, W. (3.3.2) Trong đú:
Fk: Diện tớch cửa sổ, m2.
∆t: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, ∆t = tN – tT = 33,7 – 25 = 8,7 (0C). kk: Hệ số truyền nhiệt qua cửa kớnh, W/m2K.
Tra bảng 4.13.[1], ta cú:
k = 5,89 (W/m2K).
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 1 của tũa nhà:
Tầng 1 phũng 1 cú tổng diện tớch kớnh cửa sổ: F = 4,5 m2.
Vậy theo biểu thức (3.3.2) tổng lượng nhiệt truyền qua kớnh của tầng 1 là: Q22k = F.k.∆t
= 4,5.5,89.8,7 = 230,59 (W). Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.4. 3.1.3.3. Nhiệt truyền qua cửa ra vào, Q22c:
Nhiệt truyền qua cửa ra vào được xỏc định theo biểu thức:
Q22c = ∑kc.Fc.∆t, W. (3.3.3) Trong đú:
Fc: Diện tớch cửa, m2.
∆t: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài cửa:
∆t = tN – tT = 33,7 – 25 = 8,7 (0C). kc: Hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K.
Toàn bộ cửa ra vào của tũa nhà đều được làm bằng kớnh trong phẳng dày 6 mm. Tra bảng 4.13.[1]cú k = 5,89 (W/m2K).
Tớnh vớ dụ cho tầng 1 phũng 1 tũa nhà:
- Diện tớch cửa ra vào là F = 1,2.2,2 = 2,64 m2. - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài cửa, ∆t = 8,7.
Vậy ta thay vào biểu thức (3.3.3) tớnh được nhiệt truyền qua cửa ra vào là: Q22c = 5,89.2,64.8,7 = 135,28 (W).
Cỏc tầng cũn lại tớnh toỏn tương tự và cho kết quả trong bảng 1.4. 3.1.4. Nhiệt hiện truyền qua nền, Q23:
Nhiệt hiện truyền qua nền được xỏc định theo biểu thức sau:
Q23 = knền.Fnền.∆t, W. (3.4) Trong đú:
∆t: Hiệu nhiệt độ bờn ngoài và bờn trong phũng. knền: Hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền.
Tra bảng 4.15.[1],knền= 2,78 (W/m2K). Ở đõy xảy ra 3 trường hợp:
Sàn ngay trờn mặt đất, lấy k của sàn bờ tụng dày 150 mm, ∆t = tN – tT. Sàn đặt trờn tầng hầm hoặc phũng khụng điều hũa, ∆t = 0,5.(tN – tT). Sàn giữa 2 phũng điều hũa, Q23 = 0.
Như vậy đối với tũa nhà này thỡ tầng trệt cú sàn đặt trờn tầng hầm cũn lại cỏc tầng khỏc đều cú sàn ở giữa 2 phũng điều hũa nờn phần nhiệt này ta chỉ cần tớnh toỏn cho tầng trệt.
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 1 tũa nhà:
-Diện tớch sàn tầng trệt phũng 1: Fnền= 23 (m2).
- Hiệu nhiệt độ bờn ngoài và bờn trong phũng: ∆t = 0,5.(tN – tT)
= 0,5.(33,7 – 25) = 4,35 0C.
Vậy theo biểu thức (3.4) ta cú nhiệt hiện truyền qua nền (sàn) của tầng trệt: Q23= 2,78.23.4,35= 278,139 (W). (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kết quả tớnh toỏn cho ở bảng 1.5.
3.1.5. Nhiệt tỏa ra do đốn chiếu sỏng, Q31:
Q31 = nt. nđ. Q ,W.
nt – hệ số tỏc dụng tức thời của đốn chiếu sỏng; nđ – hệ số tỏc dụng đồng thời;
Q – tổng nhiệt tỏa do đốn chiếu sỏng; W.
Đốn hoạt động 8 – 10 h/ngày, gs < 700 kg/m2 sàn. Tra bảng 4.8 [1, tr.136] ta cú nt = 0,87 Đối với nhà cao tầng, khỏch sạn nđ = 0,5.
Q = 1,25.qđ.F, W.
Cụng suất đốn qđ = 12 W/m2 sàn. F - diện tớch sàn, m2.
Tớnh vớ dụ cho phũng 2 tầng 1 : F = 23 m2.
Q31 = 0,87.0,5.1,25.12.23 = 120,6 W.
Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.6.
3.1.6. Nhiệt hiện tỏa ra do mỏy múc, Q32:
Khi trong phũng được trang bị cỏc mỏy múc thiết bị dụng cụ điện như: Ti vi, mỏy tớnh, radio, mỏy sấy, bàn là, mỏy in, mỏy photo, mỏy chiếu…Cỏc loại mỏy múc thiết bị này khi hoạt động sẽ tỏa ra một nguồn nhiệt. Nguồn nhiệt này được xỏc định như sau:
Theo [1, tr.172] thỡ cú 3 trường hợp xảy ra. Ở đõy ta tớnh toỏn đối với trường hợp “động cơ điện và mỏy múc đều nằm trong phũng điều hũa”.
N
Q32 , W. (3.6)
Trong đú:
N: Cụng suất điện ghi trờn dụng cụ điện, W. η: Hiệu suất động cơ đầy tải tra bảng 4.16.[1]
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 2 tũa nhà: 1 tivi, 1 mỏy vi tớnh, 1 mỏy in
- Cụng suất điện ghi trờn dụng cụ điện: N = 1.90 + 1.200+ 1.400 = 690(W). - Hiệu suất động cơ đầy tải tra bảng 4.16.[1], η = 0,7. Vậy theo biểu thức (3.6), nhiệt hiện tỏa ra do mỏy múc:
Q32 = 857,14 7 , 0 690 (W). Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.7.
3.1.7. Nhiệt hiện và ẩn do ngƣời tỏa ra, Q4:
3.1.7.1. Nhiệt hiện do ngƣời tỏa vào phũng, Q4h:
Với tũa nhà này thỡ từ tầng trệt đến tầng 10 đều sử dụng cho mục đớch làm phũng trưng bày và phũng thương mại nờn đối với khu vực này cú thể chọn định hướng n = 6 (m2/người).
Nhiệt hiện do người tỏa vào phũng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ và được xỏc định theo biểu thức:
Trong đú:
n: Số người ở trong phũng điều hũa, tra theo bảng 4.17.[1].
qh: Nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người, W/người. Theo bảng 4.18.[1]. Ta chọn qh = 65 W/người.
nđ: Hệ số tỏc động khụng đồng thời (đối với cỏc tũa nhà lớn). Theo [1, tr.174] ta chọn nđ = 0,8.
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 2 tũa nhà: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Số người ở trong phũng điều hũa: n = 3,83
6 23
(người) lấy n = 4 (người). Theo biểu thức (3.7.1),Nhiệt hiện do người tỏa vào tầng 1 phũng 1:
Q4h = 4.0,8.65 = 33,28 (W). Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.8. 3.1.7.2. Nhiệt ẩn do ngƣời tỏa ra, Q4õ:
Nhiệt ẩn do người tỏa ra được xỏc định theo biểu thức:
Q4õ = n.qõ , W. (3.7.2)
Trong đú:
n: Số người trong phũng điều hũa, (đó xỏc định ở trờn).
qõ: Nhiệt ẩn do 1 người tỏa ra, W/người. Theo bảng 4.18.[1]ta chọn qõ = 65 W/người.
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 2 tũa nhà:
Số người ở trong phũng điều hũa: n = 4 (người).
Theo biểu thức (3.7.2),nhiệt ẩn do người tỏa vào tầng 1: Q4õ = 4.65 =260 (W).
3.1.8. Nhiệt hiện và ẩn do giú tƣơi mang vào, QhN và QõN:
Để đảm bảo nguồn oxi cho con người bờn trong phũng điều hũa thỡ luụn cú một lượng giú tươi được cấp vào phũng. Khi cấp giú tươi vào phũng thỡ giú tươi sẽ tỏa ra một lượng nhiệt hiện QhN và một lượng nhiệt ẩn QõN.
QGT = QhN + QõN, W. (3.8)
QhN = 1,2.n.l.(tN - tT), W. (3.8.1) QõN = 3,0.n.l.(dN – dT), W. (3.8.2) Trong đú:
n: Số người trong phũng điều hũa (đó xỏc định ở trờn).
l: Lưu lượng khụng khớ tươi cung cấp cho một người trong 1 giõy, l/s. Theo bảng 4.19.[1]chọn l = 7,5 (l/s.người).
tN, tT: Nhiệt độ ngoài và trong phũng điều hũa, tN = 33,70C, tT = 25 0C (theo bảng 2.7).
dN, dT: Ẩm dung của khụng khớ ngoài và trong nhà, dN = 23, dT = 14 g/kg (theo bảng 2.7).
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 2 tũa nhà:
- Theo biểu thức (3.8.1), nhiệt hiện do giú tươi mang vào khụng gian tầng: QhN = 1,2.4.7,5.(33,7 – 25) = 313,2 (W).
- Theo biểu thức (3.8.2), nhiệt ẩn do giú tươi mang vào khụng gian tầng: QõN = 3,0.4.7,5.(23 – 14) = 810 (W).
Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.9. 3.1.9. Nhiệt hiện và ẩn do giú lọt mang vào, Q5h và Q5õ:
Thụng thường khụng gian điều hũa phải được làm kớn để chủ động kiểm soỏt lượng giú tươi cấp cho phũng nhằm tiết kiệm năng lượng tuy nhiờn luụn cú hiện tượng rũ lọt khụng khớ qua cỏc khe cửa sổ, cửa ra vào và khi mở cửa. Hiện tượng này càng xảy ra mạnh khi chờnh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn. Khớ lạnh cú xu hướng thoỏt ra ở phớa dưới cửa và khớ núng ngoài trời lọt vào phớa trờn cửa. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do giú lọt mang vào được xỏc định như sau:
Q5h = 0,39.ξ.V.(tN - tT), W. (3.9.1) Q5õ = 0,84.ξ.V.(dN - dT), W. (3.9.2) Trong đú :
V: Thể tớch của phũng, m3.
tN, tT: Nhiệt độ ngoài và trong phũng điều hũa.
dN, dT: Ẩm dung của khụng khớ ngoài và trong nhà, g/kg. ξ: Hệ số kinh nghiệm, xỏc định theo bảng 4.20.[1].
Cỏc tầng của tũa nhà đều cú thể tớch nhỏ hơn 500 m3 nờn ta chọn ξ = 0,7. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 2 tũa nhà:
- Thể tớch của phũng:
V = 23.3,9 = 89,7 (m3).
- Nhiệt độ ngoài và trong phũng điều hũa: tN = 33,70C, tT = 250C. - Ẩm dung của khụng khớ ngoài và trong nhà: dN = 23, dT = 14 g/kg. - Theo biểu thức (3.9.1), nhiệt hiện do giú lọt mang vào:
Q5h = 0,39.0,7.89,7.(33,7 – 25) = 213,05 (W). - Theo biểu thức (3.9.2),nhiệt ẩn do giú lọt mang vào:
Q5õ = 0,84.0,7.89,7.(23 – 14) = 474,69 (W).
Vậy tổng lượng nhiệt hiện và ẩn do giú lọt mang vào trong khụng gian phũng: QGL = Q5h + Q5õ
= 687,72 (W).
Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.10.
3.1.10. Cỏc nguồn nhiệt khỏc, Q6:
Ngoài 6 nguồn nhiệt đó nờu ở trờn cũn cú cỏc nguồn nhiệt khỏc ảnh hưởng tới phụ tải lạnh như:
- Nhiệt hiện và ẩn tỏa ra từ cỏc thiết bị trao đổi nhiệt, cỏc đường ống dẫn mụi chất núng hoặc lạnh đi qua phũng điều hũa.
- Nhiệt tỏa từ quạt và nhiệt tổn thất qua đường ống giú làm cho khụng khớ lạnh bờn trong núng lờn…
Vậy ta coi Q6 = 0 (W).
3.1.11. Xỏc định phụ tải lạnh:
Sau khi xỏc định xong cỏc phụ tải lạnh thành phần thỡ phụ tải lạnh chớnh là tổng cỏc phụ tải lạnh thành phần như hỡnh 3.1 đó giới thiệu:
Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qõt
= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + QN.
Tớnh vớ dụ cho tầng trệt phũng 2 tũa nhà:
Phụ tải lạnh tớnh toỏn cho tầng trệt phũng 1 là: Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qõt
= Q11 + Q21 + Q22 + Q23 + Q31 + Q32 + Q4h + Q4õ + Qhn + Qõn + Q5h + Q5õ
= 5107,72 (W).
Cỏc tầng khỏc tớnh tương tự và cho kết quả trong bảng 1.11. 3.2. Thành lập và tớnh toỏn sơ đồ điều hũa khụng khớ: 3.2.1. Thành lập sơ đồ điều hũa khụng khớ:
Sơ đồ điều hũa khụng khớ được thiết lập dựa trờn kết quả tớnh toỏn cõn bằng nhiệt ẩm, đồng thời phải thỏa món về nhu cầu tiện nghi của con người và yờu cầu cụng nghệ, phự hợp với điều kiện khớ hậu của địa phương nơi cụng trỡnh được xõy dựng.
Nhiệm vụ của việc thành lập sơ đồ điều hũa khụng khớ là xỏc lập quỏ trỡnh xử lý khụng khớ trờn đồ thị I-d, lựa chọn cỏc thiết bị của khõu xử lý khụng khớ rồi tiến hành tớnh năng suất lạnh cần cú của thiết bị đú, tiến hành kiểm tra cỏc điều kiện như nhiệt độ đọng sương, điều kiện vệ sinh và lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh…
Việc thành lập và tớnh toỏn sơ đồ Điều hũa khụng khớ được tiến hành đối với mựa hố và mựa đụng cũn cỏc thời gian khỏc trong năm cú nhu cầu về lạnh, sửơi ấm ớt hơn nờn nếu thiết bị đó được chọn đỏp ứng được cho mựa hố và mựa đụng thỡ đương nhiờn thỏa món cho cỏc thời gian cũn lại trong năm.
Tựy vào điều kiện cụ thể mà cú thể chọn một trong cỏc sơ đồ sau: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn khụng khớ 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn khụng khớ 2 cấp hay sơ đồ cú phun ẩm bổ sung. Mỗi sơ đồ đều cú ưu nhựợc điểm riờng chớnh vỡ vậy mà cần phải căn cư vào điều
kiện thực tế của cụng trỡnh mà lựa chọn sơ đồ sao cho hợp lý nhất, vừa đảm bảo tớnh kỹ thuật vừa đảm bảo tớnh kinh tế.
Sơ đồ thẳng:
Sơ đồ thẳng là sơ đồ trong đú sử dụng toàn bộ khụng khớ tươi từ bờn ngoài. Nghĩa là ta lấy toàn bộ khụng khớ từ ngoài vào phũng rồi lại thải toàn bộ khụng khớ đú ra ngoài trời sau khi sử dụng. Sơ đồ thẳng được sử dụng khi trong phũng cú nguồn phỏt sinh chất độc hại, cỏc chất cú mựi hụi hỏm như phũng mổ của bệnh viện, phũng thớ nghiệm húa chất độc hại… (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Sơ đồ tuần hoàn khụng khớ 1 cấp:
Sơ đồ tuần hoàn khụng khớ một cấp là sơ đồ trong đú ta khụng thải toàn bộ lượng khụng khớ đưa từ ngoài vào phũng mà ta chỉ thải một phần, phần cũn lại lấy
từ khụng khớ trong phũng tuần hoàn trở lại hỗn hợp với khụng khớ ngoài trời để giảm nhiệt độ khụng khớ từ ngoài trời xuống từ tN đến tH ( nhiệt độ khụng khớ sau khi hũa trộn ). Làm như vậy sẽ tiết kiệm được năng lượng cung cấp cho hệ thống.
5 O H V 4 3 2 1 6 7 Khụng khớ thải Khụng khớ lạnh 1 Buồng hũa trộn 2 Phin lọc
3 Dàn trao đổi nhiệt 4 Quạt giú cấp
5 Khụng gian điều hũa 6 Van tiết lưu
7 Cửa lấy giú tươi
Sơ đồ tuần hoàn khụng khớ 2 cấp:
Khi tớnh toỏn mà xảy ra hiện tượng khụng thỏa món nhiệt độ thổi vào
( tN – tv 100C ), nghĩa là nhiệt độ thổi vào quỏ thấp thỡ một trong những biện phỏp xử lý kinh tế là dựng sơ đồ điều hũa khụng khớ tuần hoàn hai cấp.
H1, H2: Buồng hũa trộn khụng khớ trước và sau khi làm lạnh. Ln: Lượng giú tươi cấp vào.
Quạt giú thải
5 O H V 4 3 2 1 6 7 8 Khụng khớ thải Khụng khớ lạnh 1 Buồng hũa trộn 2 Phin lọc 3 Dàn trao đổi nhiệt 4 Quạt giú cấp
5 Khụng gian điều hũa 6 Van tiết lưu
7 Quạt giú tươi 8 Cửa giú thổi
Hỡnh 3-5: Sơ đồ tuần hoàn khụng khớ một cấp.
Phũng điều hũa Dàn lạnh H2 H1 Ln Giú thải Giú tươi Lt1 Lt2 Quạt giú cấp Hỡnh 3-6: Sơ đồ tuần hoàn khụng khớ hai cấp.
Lt1, Lt2: Lưu lượng giú tuần hoàn trước và sau dàn lạnh.
Khụng khớ LT1 hỗn hợp với khụng khớ ngoài trời LN ở buồng hũa trộn H1 ( trước dàn lạnh ) tạo ra khụng khớ ở trạng thỏi điểm H. Khụng khớ LT2 hỗn hợp với khụng khớ qua dàn lạnh ( LN + LT2 ) ở trạng thỏi điểm O ( cú nhiệt độ quỏ thấp so với nhiệt độ trong phũng ) trong buồng hũa trộn H2 ( sau dàn lạnh ) để làm giảm nhiệt độ khụng khớ tới nhiệt độ thổi vào tv ( thỏa món điều kiện tN – tV 100C ).
Kết luận:
Qua phõn tớch đặc điểm của cụng trỡnh: “Tũa nhà VNPT” ta thấy “sơ đồ tuần
hoàn khụng khớ 1 cấp” là phự hợp nhất. Nú vừa đảm bảo yờu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo
tớnh kinh tế cho cụng trỡnh. Chớnh vỡ vậy mà ta chọn sơ đồ này để tớnh toỏn thiết kế hệ thống điều hũa khụng khớ cho cụng trỡnh này.
3.2.2. Sơ đồ tuần hoàn khụng khớ 1 cấp:
Sơ đồ nguyờn lý của hệ thống:
Hỡnh 3.6. Sơ đồ điều hũa khụng khớ 1 cấp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Cửa lấy giú tươi 5. Quạt hỳt giú 9. Miệng hỳt 2. Miệng gớo hồi 6. Kờnh dẫn giú 10. Lọc bụi 3. Buồng hũa trộn 7. Miệng thổi 11. Quạt hỳt giú 4. TB Xử lớ khụng khớ 8. Phũng điều hũa 12. Miệng hỳt giú thải
Nguyờn lý của hệ thống đƣợc biểu diễn trờn đồ thị I – d :
Khụng khớ bờn ngoài trời cú trạng thỏi N (tN, φN) được hỳt qua cửa lấy giú tươi 1 đi vào buồng hũa trộn 3. Tại buồng hũa trộn diễn ra quỏ trỡnh hũa trộn giữa khụng khớ ngoài trời với khụng khớ tuần hoàn lại từ phũng điều hũa cú trạng thỏi T (tT, φT). Sau khi hũa trộn khụng khớ cú trạng thỏi H (tH, φH) sẽ được đưa đến thiết bị xử lý khụng khớ 4 để cú trạng thỏi mới là O ≡ V rồi tiếp đú sẽ được quạt 5 hỳt và thổi vào kờnh dẫn giú 6, thổi vào phũng 8 qua miệng thổi 7. Khụng khớ trong phũng cú trạng thỏi T (tT, φT) một phần sẽ được quạt 11 hỳt qua miệng hỳt giú hồi 9 qua thiết bị lọc bụi 10 rồi thổi vào buồng hũa trộn 3 qua miệng cấp giú hồi 2, một phần sẽ được thải ra ngoài qua miệng hỳt giú thải 12.
3.2.3. Tớnh toỏn sơ đồ điều hũa khụng khớ:
Sau khi chọn được sơ đồ điều hũa khụng khớ ta tiến hành tớnh toỏn cho sơ đồ điều hũa khụng khớ vừa chọn dựa trờn ẩm đồ hay chớnh là đi xỏc định cỏc điểm nỳt N, T, H, O.