1. T ng quan v ổ ề các phương pháp xây dựng mô hình nhi t trong tòa nhà ệ
H u hầ ết các phương pháp điều khiển đều d a trên mô hình cự ủa đối tượng. Mô hình này có th là mô hình lý thuy t ho c mô hình th c nghiể ế ặ ự ệm. Các quá trình công nghiệp thường r t ph c t p, vì v y hấ ứ ạ ậ ầu như không thể xây dựng được m t mô hình ộ cho phép mô t ả đầy đủ ết đặ h c tính c a h th ng. Do v y, mô hình c n phủ ệ ố ậ ầ ải đảm b o ả đơn giản nhƣng vẫ đản m bảo độ chính xác cho phép. Vi c xác đ nh mô hình ph thu c ệ ị ụ ộ vào ba y u t ế ố sau:
Yêu cầu và mục đích sử ụ d ng c th c a mô hụ ể ủ ình
Công sức và chi phí ti n hành mô hình hóa ế
Độ tin c y cậ ủa thông tin có đƣợc về quá trình
V nguyên tề ắc có ba phương pháp xây dựng mô hình toán h c cho quá trình: ọ - Mô hình hóa lý thuy t (hay còn g i là mô hình hóa vế ọ ật lý): hương pháp này đi P
t ừ các định luật cơ bản c a v t lý và hóa h c k t h p v i các thông s k ủ ậ ọ ế ợ ớ ố ỹ thuật c a thi t b ủ ế ị (bồn ch a, tháp phứ ản ứng, kích thước đường ống...) để xác định giá trị ủ c a các tham s . Mô hình này là m t h ố ộ ệ các phương trình vi phân và phương trinh đại số.
- Mô hình hóa th c nghi m (còn gự ệ ọi là phương pháp hộp đen hay nhận d ng quá ạ trình): Phương pháp này dựa trên thông tin ban đầu v quá trình, quan sát tín ề hi u vào ra và phân tích s ệ ố liệu thu đƣợc để xây d ng mô hình. ự
- Mô hình h p xám phi tộ uyến (k t h p mô hình hóa và nh n d ng h ế ợ ậ ạ ệ thống): mọi h ệ thống th c t nự ế ằm ở kho ng gi a c 2 lo i trên, không hoàn toàn là hả ữ ả ạ ộp đen mà cũng không hoàn toàn là hộp tr ng. gi a hai mô hình này là mô hình hộp ắ Ở ữ xám, ngườ ử ụng đã biếi s d t m t ph n thông tin cộ ầ ủa đối tượng hay thông tin v ề mô t toán hả ọc của mô hình đối tƣợng.
Phương pháp lý thuyết có ưu điểm giúp ta hiểu sâu hơn về các quan h v t lý ệ ậ giữa các đại lƣợng bên trong quá trình, t ừ đó ta xác định đƣợc c u trúc mô hình. Tuy ấ
nhiên, vi c xây d ng mô hình lý thuyệ ự ết đòi hỏi ngườ ậi l p mô hình ph i có nhi u kinh ả ề nghi m và có ki n th c sâu r ng v ệ ế ứ ộ ề các lĩnh vực v t lý. Bên cậ ạnh đó, mô hình lý thuyết thu đƣợc ch phỉ ản ánh đƣợc đặ ính độc t ng h c c a quá tọ ủ rình công ngh mà b ệ ỏ qua đi đặc tính của thi t b ế ị đo và cơ ấc u ch p hấ ành. Việc xác định chính xác các tham s d a vào thông tin c a thi t b là khó th c hi n. ố ự ủ ế ị ự ệ Điều này làm giảm đi tính chính xác và tính đầy đủ ủ c a mô hình lý thuy t. Do v y, mô hình lý thuy t r t có ích trong vi c ế ậ ế ấ ệ khảo sát đặc tính động học, xác định c u trúc mô hình, thi t k ấ ế ế sách lƣợc điều khi n ể nhƣng ít phù hợp cho vi c xác đ nh các tham s c a b ệ ị ố ủ ộ điều khi n. ể
Tuy nhiên, m t mô hình lý thuy t tuyộ ế ệt đối không th áp d ng vào trong bài ể ụ toán nh n d ng mô hình nhi t c a tòa nhà, vì các tham s u vàậ ạ ệ ủ ố đầ o không có đƣợc đầy đủ thông tin, đồng th i h th ng ch y theo th i gian th c nên có r t nhi u nhi u x y ra ờ ệ ố ạ ờ ự ấ ề ễ ả trong quá trình chạy. Nhƣ vậy, n u ch áp d ng lý thuyế ỉ ụ ết thì không th ể đƣa ra một mô hình chính xác.
Phương pháp mô hình hóa thực nghi m (Mô hình hệ ộp đen – black box) có ưu điểm giúp ta xác định được tương đối chính xác các tham s c a mô hình nố ủ ếu như ta bi t c u trúc c a mô hình. Tuy nhiên, vì viế ấ ủ ệc xác định mô hình d a vào các d u ự ữ liệ vào ra (thu đƣợ ừ thực t c nghi m) nên chệ ất lƣợng mô hình thu đƣợc ph ụ thuộc nhiều vào độ chính xác c a các thi t b ủ ế ị đo. Mặt khác, nhi u tác d ng lên quá trình và thi t b ễ ụ ế ị đo cũng gây ảnh hưởng đáng kể lên d li u thu thữ ệ ập được. Vi c thu th p d li u vào ra ệ ậ ữ ệ không d dàng vì nhiễ ều lý do nhƣ các ràng buộc v ề điều ki n công ngh khi th c hiệ ệ ự ện thu thập d ệu, tương tác giữa các biếữli n quá trình, chi phí v n hành trong quá trình thu ậ thập d ệu... ữli
Trong phương pháp mô hình hóa thực nghi m này, có r t nhi u nhệ ấ ề ững phương pháp nh ỏ đƣợc th c hi n do bài toán nh n d ng mô hình nhi t c a tòa nhà, chúng ta có ự ệ ậ ạ ệ ủ thể tìm hiểu sâu hơn vềmô hình nhận d ng hạ ộp đen ARX.
T phân tích trên, ta nh n th y m t s ừ ở ậ ấ ộ ố ưu điểm của phương pháp lý thuyết là nhược điểm của phương pháp thực nghiệm và ngược l i, m t s ạ ộ ố nhược điểm c a ủ phương pháp lý thuyế ại là ưu điểt l m của phương pháp thực nghiệm. Do đó sự ế ợ k t h p giữa phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghi m có th ệ ể loại b b t nhỏ ớ ững
nhược điểm của hai phương pháp, làm cho việc mô hình hóa có chất lượng tốt hơn so v i vi c th c hi n tớ ệ ự ệ ừng bước riêng rẽ. Phương pháp lý thuyế ẽt s cung c p cho ta c u ấ ấ trúc của mô hình, cơ sở để thiế t k ế sách lƣợc điều khi n và l a ch n b ể ự ọ ộ điều khi n. ể Bước nh n d ng th c nghi m s cung c p mô hình ng h c cho toàn b h th ng quá ậ ạ ự ệ ẽ ấ độ ọ ộ ệ ố trình bao gồm đặc tính c a các quá trình công ngh , các thi t b công ngh và c các ủ ệ ế ị ệ ả thiế ị đo lường điềt b u khiển. Đây chính là cơ sở ủa phương c pháp Mô hình hóa hộp xám phi tuyến.
So với các phương pháp nhận d ng b ng cách s d ng mô hình hạ ằ ử ụ ộp đen, mô hình h p xám có m t s l i ích c ộ ộ ố ợ ụ thể ố th. S am s ố đã biế ủt c a mô hình h p xám có th ộ ể ít hơn nhƣng vẫn có th nh n d ng gể ậ ạ ần đúng mộ ệ ốt h th ng th c. ự
2. Nhận dạng hộp đen: ARX, ARMAX
M t s ộ ố mô hình đã đƣợc gi i thi u trong các tài li u khoa hớ ệ ệ ọc đặc trƣng cho sự thay đổi nhiệt độ ở các tòa nhà: Mô hình h i quy tuy n tính ARX (Auto Regressive ồ ế model with exogenous inputs), có th ể so sánh được với phương pháp ậnh n d ng ạ theo thời gian th c và ARMA (Auto Regressive Moving Average): Mô hình phự X ục v m c ụ ụ đích phát hiệ ỗn l i. Chúng ta s ẽ đi sâu vào phương pháp mô hình h i quy tuy n tính này ồ ế để đưa ra một phương án cho bài toán mô hình nhiệ ủt c a tòa nhà d a trên nh ng tài ự ữ liệu cho s n. ẵ
Một mô hình ARX cơ bản là m t mô hình thu th p d u vào ra, s d ng ộ ậ ữ liệ – ử ụ m t hàm chuyộ ển đổi được mô t b ng mả ằ ột phương trình hồi quy. Trên th c tự ế, đã có nh ng thí nghi m vữ ệ ật lý liên quan đến việc nghiên c u xây d ng mô hình phù h p cho ứ ự ợ tòa nhà (Paul Malisani, Francois Chaplais, Dominique Feldman, 2010). Đối v i mớ ục đích nhận d ng, mô hình nghiên cạ ứu trên đã phải thu th p d li u l n v i kho ng ậ ữ ệ đủ ớ ớ ả thời gian l y m u là 1 gi . Mô hình ấ ẫ ờ thu đƣợc có độ chính xác cao khi thu thập d ệu ữ li đầu vào – đầu ra, tuy nhiên, để nh n d ng, mô phậ ạ ỏng và điều khi n mô hình này gần ể như là việc b t kh thi. K t qu ấ ả ế ả đạt được sau khi th c hiự ện phương án phân tích mô hình này là chúng ta có th s d ng m t h ể ử ụ ộ ệ thống tuy n tính b c cao (b c 47) cho phép ế ậ ậ đáp ứng độ chính xác mối tương quan giữ đầa u vào u ra c a h th ng nhi t này. – đầ ủ ệ ố ệ
Tuy nhiên, để th c hi n cho chính xác, ta v n s áp dự ệ ẫ ẽ ụng vào bài toán trên để tính toán các giá tr cho h ị ệ ốth ng cho phù h p. Mô hình ARX (Auto Regressive with ợ eXogenous input) được mô t bả ởi phương trình hồi quy (2.1).
1 p
t i t i t
i
X c X
(2.1)
Trong đó: các giá tr φị i là các tham s , c là h ng s và ố ằ ố εt là nhi u phát sinh cễ ủa h ệ thống.
Ta có th s d ng công c System Identification Toolbox cể ử ụ ụ ủa MATLAB để áp dụng phương pháp này. V i công c trên, ta ch c n có m t b d ớ ụ ỉ ầ ộ ộ ữ liệu đủ ố lượng đầu s ra, đầu vào nh viờ ệc đo lường trong th c tự ế, sau đó công cụ trên s th c hi n viẽ ự ệ ệc ước lƣợng các giá tr tham s c a h thị ố ủ ệ ống và đƣa ra một mô hình ƣớc tính phù h p. Công ợ c này áp d ng khi chúng ta không có m t thông tin nào v ụ ụ ộ ề thiết k c a h ế ủ ệ thống mà chỉ có giá tr tín hiị ệu đầu vào và đầu ra. Để ế bi t chính xác k t qu , ta s th c hi n gi i ế ả ẽ ự ệ ả bài toán này qua công c MATLAB trên: ụ
>>U=[Tvide,Phichauf,Phiusag,Phielec,PhisolairelTeprech,Tshed,T bureaux,Tcouloir,Text];
>>Y=[Tint];
>>ident
Trong đó, U là ma trận giá tr u vào và Y là giá tr nhiị đầ ị ệt độ trong phòng đo lường đượ đầc ( u ra). S d ng công c ử ụ ụident của MATLAB Toolbox v i t p d li u ớ ậ ữ ệ t 23 28/03/2012 cho ra kừ – ết quả đầ u ra c a mô hình c u trúc ARX (ủ ấ 4, 4, 1) nhƣ sau :
A(q)*y(t) = B(q)*u(t) + e(t)
Kết quả thu đƣợc thể ệ trong ả hi n b ng (2.1)
Bảng 2.1. Kết quả tính toán tham số dựa trên mô hình ARX A(q) 1 - 1.242 q^-1 + 0.3463 q^-2 + 0.03427 q^-3 -
0.003376 q^-4
B1(q) 0.08401 q^-1 - 0.2299 q^-2 + 0.2487 q^-3 - 0.0946 q^-4
B2(q) -2.859e-016 q^-1 - 7.638e-016 q^-2 - 1.558e-015 q^- 3- 7.862e-016 q^-4
B3(q) -1.267e-015 q^-1 - 2.001e-015 q^-2 + 7.825e-016 q^- 3+ 1.465e-015 q^-4
B4(q) -1.785e-016 q^-1 - 2.962e-016 q^-2 - 1.273e-016 q^- 3- 2.795e-017 q^-4
B5(q) 3.003e-016 q^-1 - 4.322e-017 q^-2 + 4.98e-017 q^-3+
3.988e-017 q^-4
B6(q) -0.168 q^-1 + 0.4501 q^-2 + 0.02694 q^-3 - 0.263 q^- 4
B7(q) 0.02562 q^-1 - 0.2004 q^-2 + 0.287 q^-3 - 0.2036 q^- 4
B8(q) 0.1308 q^-1 - 0.3234 q^-2 + 0.1609 q^-3 + 0.06884 q^-4
B9(q) 0.1089 q^-1 - 0.1625 q^-2 + 0.1391 q^-3 + 0.04973 q^-4
B10(q) 0.03053 q^-1 - 0.0004993 q^-2 + 0.01289 q^-3 - 0.02655 q^-4
Kết quả so sánh gi a mô hình tính toán và thữ ực tế đƣợc mô t trong hình sau: ả
n xét:
Nhậ Có th ể thấy r ng, k t qu c a quá trình nằ ế ả ủ ội suy này là tương đố ối t t v i sai s ớ ố chấp nhận đƣợc. Tuy nhiên, do c u trúc c a các mô hình hấ ủ ộp đen thu đƣợc r t ph c t p nên không th ấ ứ ạ ể đƣa ra các mô hình tổng quát gi a các giá tr và không có ữ ị s k t n i t n t i gi a các tham s d a trên các y u t v t lý. ự ế ố ồ ạ ữ ố ự ế ố ậ Nó gây khó khăn cho vi c ngoệ ại suy ra các trường h p khác. Ví dợ ụ: ệvi c xây d ng mô hình mô ph ng cho ự ỏ m t vùng nhi t c a mộ ệ ủ ột đối tượng c ụ thể là d ễ dàng khi lưu thông khí là cố đị nh, tuy nhiên, khi s dử ụng mô hình thu được này để suy r ng ộ ra các trường h p khác cợ ủa lượng khí lưu thông là không thể ở b i vì tham s vố ật lý này đã được phân ph i vào m t ố ộ vài tham s khác. Các mô hình xây d ng s dố ự ử ụng phương pháp này có th s d ng ể ử ụ trong th i gian th c cho mờ ự ột trường h p c ợ ụ thể, khi không c n s d ng thông tin nào ầ ử ụ khác ngoài d u vào ra và ch xem xét các h ữ liệ – ỉ ệ thống nhƣ là mộ ộp đen đểt h nh n ậ thông tin. Rõ ràng, v i yêu cớ ầu đƣa ra một mô hình chung áp d ng vào th c t cho rụ ự ế ất nhiều tòa nhà, phương án này cũng không phải là một phương án khả thi .
3. Mô hình tương tự gi a dòng nhiữ ệt và dòng điện (Mô hình mạch điện tương đương)
Sau khi đưa ra phương án sử ụng phương pháp lý thuyế d t hay th c nghi m ự ệ tuyệt đối, ta có th ể thấy r ng trong mằ ỗi phương pháp đều có nh ng ữ ưu nhược điểm khác nhau khi áp d ng vào h ụ ệ thống giám sát và điều khi n trong th c t . Vì v y, ta ể ự ế ậ c n nghiên cầ ứu xây dưng ộ m t mô hình phù hợp, đảm bảo tương đối chính xác v mề ặt mô hình mô phỏng nhƣng dễ dàng cho việc tính toán và phân tích mô hình cũng nhƣ điều khi n h th ng. ể ệ ố
Mô hình tương tự trong v t lý gi a dòng nhiậ ữ ệt và dòng điện đã được gi i thi u ớ ệ trong nhi u tài li u khoa h c. H u h t các mô hình xây dề ệ ọ ầ ế ựng đƣợc d a trên các ự phương trình cân ằ b ng nhi t. Đ i v i m t hiệ ố ớ ộ ện tượng nhiệt, cơ chế ch ủ đạo để xác định nhiệt độ ủ ừ c a t ng khu v c là ự cơ chế truy n nhi Tính ch t truy n nhi t và truyề ệt. ấ ề ệ ền điện luôn t n t i m t s ồ ạ ộ ự tương đồng. Các dòng nhiệt được mô phỏng như một dòng điện, s ự truy n nhi x y ra do chênh l ch v nhiề ệt ả ệ ề ệt độ ống nhƣ chênh lệch điệ gi n áp c a dòng ủ điện. Tương tự như định lu t Ohm c a các hiậ ủ ện tượng điện, các khu v c kháng nhi t ự ệ (nhiệt tr ) c n tr s truy n nhi t giở ả ở ự ề ệ ống nhƣ điện tr ở ngăn cản dòng điện, đồng th i ờ
giúp đỡ tính toán giá tr c a dòng nhi t t i m t thị ủ ệ ạ ộ ời điểm. Tuy nhiên, trạng thái động c a dòng nhi trong quá trình truyủ ệt ền nhiệt cũng là rất quan tr ng, nh m tính toán giá ọ ằ trị này, ta có th ể đƣa vào thêm vào mô hình một ầ ử điệph n t n dung. Có th hi u ng ể ể ụ ý của ầ ửph n t này nhằm đƣa ra một độ trễ trong s ự thay đổi nhiệt độ ố gi ng v i th c tớ ự ế, dù nhiệt độ có s chênh l ch thự ệ ì quá trình trao đổi nhiệt đến tr ng thái cân bạ ằng cũng không di n ra ngay l p t c. Các nhi t tr và nhi t dung cùng nhau tễ ậ ứ ệ ở ệ ạo ra độ trễ đặc trƣng bở ằi h ng s th i gian ố ờ RC giống nhƣ mô hình điện tr ở và điện dung.
Bằng phương pháp này, vi c xây d ng các tham s nhiệ ự ố ệt như nhiệt dung và nhiệt độ trong nhà, ngoài tr i và các vùng lân c n, nhi t tiêu ờ ậ ệ thụ ủ c a các thi t b ế ị điện có thể đƣợc mô hình hóa thành các thành ph n mầ ạch điện nhƣ điện tr , t ở ụ điện, điện áp và nguồn điện. Nh ng mô hình này có th ữ ể dùng để ƣớc tính nhiệt độ bên trong và nhu cầu năng lƣợng giúp làm m/làm mát c a tòa nhà. ấ ủ
Theo tài li u (M. M. Gouda, S. Danaher, 2002) ệ đã chứng minh r ng, m t m ng ằ ộ ạ lưới điện tr - t đi n (RC) g m 3 ở ụ ệ ồ điện tr 2 t ở – ụ điện (3R2C) là đủ để ắ n m b t s ắ ự tương tác giữa 2 không gian k t n i b i m t bế ố ở ộ ức tường nh m ph c v nhu c u mô ằ ụ ụ ầ ph ng. (Deng, K., Barooah, P., Mehta, P., and Meyn, S., 2010) ỏ đã đƣa ra một mô hình thu g n tham s ọ ố 1R1C, trong đó mô hình nhiệt xây d ng dự ựa trên mô hình tương tự nhiệt – điện. Để đƣa ra những k t lu n chính xác v mô hình s d ng, chúng ta s n ế ậ ề ử ụ ẽ tiế hành quá trình l y mấ ẫu, sau đó thực hi n phân tích t ệ để ừ đó rút ra một k t qu ế ả tương đối chính xác c a các tham s . ủ ố
3.1. Xây d ng mô hình nhiự ệt của đối tƣợng nghiên c u ứ
Nhƣ đã ớgi i thi u ph n trên, mô hình thí nghi m c a chúng ta là m t phòng ệ ở ầ ệ ủ ộ h c mọ ẫu PREDIS/MHI đƣợc bao quanh b i: ở văn phòng, không gian bên trên, hành lang, ngoài tr i, không gian t ng ờ ầ dướ . Như vậi y, s có s ẽ ự trao đổi nhi t gi a phòng ệ ữ nghiên c u v i nh ng phòng này qua trung gian là bứ ớ ữ ức tường. Đồng thời, cũng có sự trao đổi nhi t v i không khí bên ngoài, v i ánh n ng m t trệ ớ ớ ắ ặ ời và điều hòa lắp đặt trong phòng. Ta có th coi mô hình nhi t cể ệ ủa các đối tƣợng xung quanh tác động lên khu v c nhà mự ẫu là đồng thời, cũng nhƣ trong vật lý, đó là các mạch điện m c song song ắ
Vì v y, m t mô hình trậ ộ ạng thái tương đương đã được ch n giọ ống như mô hình dưới đây:
Hình 2.2. Mô hình mạch điện tương đương của tòa nhà Áp dụng định lu Kật irchoff cho mô hình điện trên, ta có k t qu ế ả nhƣ sau:
w(t)
(t) BU(t)`
T (t) CT (t) DU(t) U
1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1
w
in w
void b u e s ep shed offices cor out
v
w w w v w void ep shed offices cor
v v v v
w void w v w v w v w v ep sh
dT AT
dt
T T T T T T
A R
C R R R R R R R R R
R R R R
B C R R R R R R R R R R R
1 1 1
, 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1
ed offices cor w v
v w v
w v w v v
R R R R
R R R
C D
R R R R R
Trong đó:
Tw : nhiệ ột đ trung bình c a tƣ ng bao xung quanh SP. ủ ờ
Cw: điện dung tương đương của tư ng bao xung quanh SP. ờ
Tint: nhiệ ột đ bên trong phòng.
Rvoif, Rep, Rshed, Roffices, Rcortương ứng v i nhi t tr cớ ệ ở ủa tường bao xung quanh n m gi a nhà m u và các vùng nhi t khác. ằ ữ ẫ ệ
Rv mô t nhi t tr ả ệ ở cho quá trình trao đổi nhi t trong h ệ ệ thống thông gió của tòa nhà.
Các đại lượng còn l i Tạ void, Tep, Tshed, Toffice, Tcortương đương với nhiệt độ trung bình của 5 khu v c xung quanh nhà m u ự ẫ
φe: Năng lƣợng tiêu th b i nhiệt tỏụ ở a ra c a các thi t bị ệủ ế đi n
φb: Năng lượng tiêu th cụ ủa máy sưởi không khí trong nhà.
φs: Hằng s rò r b i ánh sáng m t tr i và dòng khí c nh ố ỉ ở ặ ờ ố đị
φu: Năng lượng nhiệt tương đương đại di n cho nhiệ ệt độ trao đổi v i ớ không khí bên ngoài do ngườ ử ụi s d ng
Thời gian l y m u r i r c là Tấ ẫ ờ ạ s= 60s, được đưa ra bởi phương trình ở ạ r i r c hóa tín hiệu sau (2.2) :
. .
( 1) A Ts ( ) A Ts 1 . . ( )
w w
T k e T k e A B u k (2.2)
Nhƣ vậy, v i bài toán này, các giá tr tham s c n ớ ị ố ầ tính toán và đánh giá ở đây là các giá tr và c a phị R C ủ ần ngăn cách giữa phòng nghiên c u v i các y u t p xúc ứ ớ ế ố tiế khác.
3.2. Tính toán các giá trị cơ bản của mô hình
3.2.1. Tính toán các giá tr c a mô hình d a trên c tính vị ủ ự đặ ật lý
Các tham s c a mô hình tr ng thái trên (nhi t tr , nhi t dung, b c x nhiố ủ ạ ệ ở ệ ứ ạ ệt đầu vào) đƣợc xác định t k t c u các v t liừ ế ấ ậ ệu ngăn cách với các không gian nhi t xung ệ quanh nhƣ sau:
w . R e
S
với Rw(W/°K) là nhi t tr cệ ở ủa tường v i m t không gian nhi t n ớ ộ ệ liề k , ề e (m) là độ dày của tường, là hệ ố ẫ s d n nhiệt của tường (W/m.°K)
Cw . . .e S Cp với Cw (J/°K) là nhi t dung cệ ủa tường, mật độ ủa tườ c ng (kg/m3), S diện tích tường (m2) và Cp là nhiệt dung riêng của tường (J/kg.°K) [Các h s v t lý c a các v t liệ ố ậ ủ ậ ệu được s d ng theo b ng tra trình bày trong ử ụ ả ph n ph lầ ụ ục của luận văn]
Để tính toán đƣợc các giá tr v t lý trong bài toán, ta phị ậ ải xác định đƣợc 5 b m t ề ặ chung của phòng h c v i các khu v c khác và m i b mọ ớ ự ỗ ề ặt chung đó đƣợc phân tích thành các ph n nh ầ ỏ hơn. Độ ẫ d n nhi t, s ệ ự đối lưu nhiệt và s t a nhiự ỏ ệt đã được xem xét đến, nhưng tạm th i gi a các l p c a các b m t cờ ữ ớ ủ ề ặ hung (tường, cửa…), việc chênh lệch nhiệt có th ể coi nhƣ là không xảy ra.
- Nhiệt trở tương đương của lớp ti p giáp v i phòng nghiên c u có k t c u: ế ớ ứ ế ấ + Phần tường th ch cao 3 l p: thạ ớ ạch cao-không khí-thạch cao
+ Ph n kính 3 l p: kính-không khí-kính ầ ớ
4 6
8,0276.10 K/W 1,5908.10 J/K
office office
R C
- Nhiệt trở tương đương của lớp ti p giáp v i hành lang có kế ớ ết cấu:
+ 2 cửa ra vào bằng g ỗ + 1 cửa sổ ỗ g
+ Tường g ch dày 10cm ạ
5
0,0248 K/W 4,8303.10 J/K
cor cor
R C
- Nhiệt tr ở tương đương củ ớa l p ti p giáp v i trung tâm nghiên c u EP có kế ớ ứ ết c u: ấ
+ Sàn bê tông dày 10cm
+ L p cách nhi t bông th y tinh 20 cm ớ ệ ủ
6
0,039 K/W 7,7291.10 J/K
ep ep
R C
- Nhiệt trở tương đương của lớp ti p giáp v i không gian bên ngoài có kế ớ ết cấu:
+ 06 cửa sổ kính khung nhôm + Tường g ch dày 20cm ạ
5
0,0218 K/W 3,7798.10 J/K
space
space
R C
- Nhiệt trở tương đương ủa lớ c p ti p giáp vế ới trần (shed) có kết cấu:
+ Vật liệu cách nhi t dày 20cm ệ + Cửa sổ kính khung nhôm
6
0,0128 K/W 2,1139.10 J/K
shed
shed
R C
3.2.2. H ệ thống trao đổi nhiệt thông qua CMV kháng
Trở Rv thể hiện cơ chế trao đổi nhi trong và ngoài tòa nhà thông qua ệt CMV. Vì vậy, tr kháng này ph thu c vào ch ở ụ ộ ế độ điều khi n thông gió c a HVAC ể ủ
Chế độ cách ly với môi trường bên ngoài: Rv
Chế độ trao đổ i thu h i nhi t: ồ ệ
air air air
1
v 1
R c Q
Chế độ thông gió
air air air
1 Rv
c Q
Trong đó:
0.5, hi u suệ ất trao đổi nhiệt giữa 2 luồng khí thông qua CMV.
cair 1006 J/kg.K
air 1.204 kg/m3
Qairlưu lượng khí trao đổ ới v i bên ngoài [m3/S]