Tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Tính ví dụ cho phòng tiểu phẫu 2 tầng 3

a. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) εhf

Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong buồng lạnh V-T.

Hệ số nhiệt hiện phòng εhf được tính theo công thức:

𝜀hf = 𝑄hf 𝑄hf + 𝑄af Trong đó:

Qhf – Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi), W

Qaf – Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi), W Dựa theo kết quả đã tính ở trên ta có:

Qhf = Q11 + Q21 + Q22 + Q23 + Q31 + Q32 + Q4h

=190.8 + 0 + 212.8 + 0 + 345.55 + 848 + 194 = 1791.15 W Qaf = Q4a = 180 W

Suy ra:

𝜀hf = 𝑄hf

𝑄hf + 𝑄af = 1791.15

1791.15+180= 0,91

b. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Room Sensible Heat Factor) εhf

Không khí đã được xử lý tại PAU được đưa đến buồng hòa trộn, tại đây không khí từ PAU sẽ được hòa trộn với giớ hồi từ phòng điều hòa và đạt trạng thái C. Sau đó không khí ở trạng thái C được làm lạnh đến trạng thái V là điểm thổi vào phòng.

Hệ số GSHF biểu diễn cho quá trình từ điểm hòa trộn trạng thái C đến trạng thái V.

Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (𝜀ℎ𝑡) là tỷ số giữa nhiệt hiện tổng và tổng nhiệt và kể cả nhiệt hiện (𝑄ℎ𝑁) và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (𝑄â𝑁).

εht = 𝑄ℎ

𝑄ℎ+𝑄𝑎 = 𝑄ℎ𝑓 + 𝑄ℎ𝑁

(𝑄ℎ𝑓 +𝑄 ℎ𝑁)+(𝑄â𝑓 + 𝑄𝑎𝑁) = 𝑄ℎ

𝑄𝑡

Trong đó:

Qh – Nhiệt hiện của công trình tính cả lượng nhiệt hiện do gió tươi mang vào và gió

lọt. “

Qa – Nhiệt ẩn của công trình tính cả nhiệt ẩn của gió tươi mang vào và gió lọt.

Qt – tổng nhiệt thừa dùng để tính công suất lạnh Qo = Qt, W.

Nhiệt hiện và nhiệt ẩn của gió tươi mang vào theo tài liệu [1], được xác định bằng biểu thức:

𝑄ℎ𝑁 = 1,2. 𝑛. 𝑙. (𝑡𝑁 − 𝑡𝑇) 𝑄𝑎𝑁 = 3. 𝑛. 𝑙. (𝑑𝑁− 𝑑𝑇) Trong đó:

n – số người có trong không gian điều hòa, số người ở phòng tiểu phẫu 2 tầng 3 là 3, n = 3.

l = 13.8 l/s– lượng khí tươi cần cung cấp cho 1 người (tiêu chuẩn Ashrae).

dN = 19,3 g/kgkkk - dung ẩm của không khí bên ngoài.

dT = 12,04 g/kgkkk - dung ẩm của không khí trong phòng

Từ đó ta xác định được nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt mang vào QaN = 3,0.n.l.(dN – dT) = 3 . 3 . 13.8 . (19,3 – 12,04) = 901.692 (W) QhN = 1,2.n.l.(tN –tT) = 1,2 . 3 . 13.8 . (36 – 25) = 546.48 (W) Hệ số nhiệt hiện tổng:

𝜀ℎ𝑡 = 𝑄ℎ

𝑄ℎ+𝑄â = 𝑄ℎ𝑓+𝑄ℎ𝑁

(𝑄ℎ𝑓+𝑄ℎ𝑁)+(𝑄â𝑓+𝑄â𝑁) = 𝑄ℎ

𝑄𝑡 = 1791+667.442

3713 = 0.66 c. Hệ số đi vòng εBF (Bypass Factor)

Hệ số đi vòng ɛbf là tỷ số giữa lượng không khí khi đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn với tổng lượng không khí thổi qua dàn.

Hệ số đi vòng ɛbf phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là bề

mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống, tốc độ không khí. Dựa vào bảng 4.22 trang 185 TL1, ta có thể chọn hệ số ɛbf = 0,1.

d. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) εhef

Là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng:

𝜀hef = 𝑄hef 𝑄hef + 𝑄aef Trong đó:

Qhef – nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH (Effective Room Sensible Heat) Qhef = Qhf + εbf.QhN

Qaef – nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH (Effective Room Latent Heat) Qaef = Qaf + εbf.QaN

Ta có:

Qhef = Qhf + εbf.QhN = 1791.15 + 0,1 . 667.442 = 1857.89 (W) Qaef = Qaf + εbf.QaN = 180 + 0,1 . 1075 = 287.5 (W)

Suy ra:

𝜀hef = 𝑄hef

𝑄hef + 𝑄aef = 1857.89

1857.89 + 287.5 = 0.87 2.6.3. Vẽ sơ đồ điều hòa không khí

Ta cần xác định các thông số sau:

- Xác định điểm gốc G: tG = 24℃, φG = 50%.

- Xác định các điểm T và N trên đồ thị dựa theo các thông số ban đầu đã có:

T: Trạng thái không khí trong phòng: tT = 25℃, φT = 60%

N: Trạng thái không khí ngoài trời: tN = 36 ℃, φN = 49,9 % P: Trạng thái không khí sau PAU: tP= 21℃, φP = 95%

- Trên thang chia hệ số nhiệt hiện đặt bên phải ẩm đồ, vẽ các đường ɛhf (RSHF)= 0,91;

ɛht (GSHF)= 0,66; ɛhef (ESHF) = 0,87 đi qua điểm G.

- Không khí ngoài trời được thiết bị xử lý không khí sơ bộ PAU xử lý và cấp vào không gian điều hòa là quá trình N-P.

- Từ điểm T, ta vẽ đường thẳng song song với đường thẳng ɛhef – G, cắt đường φ=100% ta được điểm S là điểm đọng sương của thiết bị

- Từ điểm S, ta vẽ đường thẳng song song với đường thẳng ɛht – G, cắt đoạn P-T ta được điểm C là trạng thái không khi sau buồng hòa trộn

- Từ điểm T, ta vẽ đường thẳng song song với đường thẳng ɛhf – G, cắt đoạn S-C ta được điểm O là trạng thái không khí sau dàn lạnh. Do trạng thái tại O đã thỏa điều khiện vệ sinh, nên điểm O trùng với điểm V là trạng thái không khí thổi vào phòng.

Hình 2.4: Sơ đồ điều hòa không khí vẽ trên đồ thị t-d 2.6.4. Tính kiểm tra lưu lượng PAU cấp cho phòng tiểu phẫu 2

PAU là thiết bị xử lý không khí sơ bộ trước khi cấp vào buồng hòa trộn của FCU sau đó cấp vào không gian điều hòa. Công trình sử dụng 1 PAU cho toàn bộ hệ thống ĐHKK của tòa nhà.

Hình 2.24 : Sơ đồ bố trí PAU Công suất lạnh của PAU được xác định bằng biểu thức :

𝑄𝑃𝐴𝑈 = 𝐺. (𝐼𝑁 − 𝐼𝑃), kW Với:

QPAU – Công suất lạnh của PAU, kW

IN, IP – Lần lượt là Enthalpy của không khí trước và sau khi được PAU xử lý, kJ/kg G – Lưu lượng khối lượng không khí cần cấp vào không gian điều hòa, kg/s

Với 𝐺 = 𝑛. 𝜌. 𝑙 ,kg/m3

n – số người có trong không gian điều hòa, n=3 người (phòng tiểu phẫu 2)

l – lưu lượng thể tích không khí cần cho một người trong không gian phòng tiểu phẫu, tra phụ lục F tài liệu [3] l = 50m3/h.người = 13.89x10-3 m3/s.người

𝐺 = 3 × 1,2 × 13,89 × 10−3 = 0.05 (𝑘𝑔/𝑠) Theo biểu thức:

𝑄𝑃𝐴𝑈 = 𝐺. (𝐼𝑁 − 𝐼𝑃) = 0.05 × (84,5 − 59) = 1,275 𝑘𝑊

2.6.5. Tính toán công suất FCU

Từ sơ đồ hình 2.4 trên ta có thể xác định được các giá trị enthalpy của các điểm.

Bảng 2.6: Thông số các điểm nút

Trạng Thái Nhiệt độ Độ ẩm Dung ẩm Enthalpy

(℃) (%) (g/kgkkk) (kJ/kg)

N 36 49,9 19,3 84,5

P 21 95 14,9 59

C 23,6 70 12,8 57,5

T 25 60 12 55,5

S 15,85 100 11,4 45

O=V 16,8 95 11,7 46,5

*Kiểm tra điều kiện vê ̣ sinh:

∆tVT = tT – tV = 25 – 16,8 = 8,2 < 10 => thỏa điều kiện vệ sinh.

*Công suất FCU

Q0 = G . (IN – IV), (kW) Trong đó:

G – lưu lượng khối lượng không khí đi qua dàn lạnh, kg/s;

G = ρ . L, (kg/s)

ρ – Khối lượng riêng không khí, ρ = 1,2 kg/m3; L – Lưu lượng thể tích của không khí, m3/s.

𝐿 = 𝑄ℎ𝑒𝑓

1,2.(𝑡𝑇−𝑡𝑠).(1−𝜀𝑏𝑓) , (l/s) [4.39b, Trang 193,TL1]

Trong đó:

L – Lưu lượng không khí, l/s;

Qhef – Nhiệt hiện hiệu dụng phòng, W;

tT và tS – Nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương, ℃;

Suy ra:

𝐿 = 𝑄ℎ𝑒𝑓

1,2.(𝑡𝑇−𝑡𝑠).(1−𝜀𝑏𝑓) = 1857.89

1,2.(25−15,85).(1−0,1) = 248,007 (l/s) = 0,248 (m3/s) Suy ra, Công suất của FCU là:

Q0 = G . (IC – IV) = ρ . L . (IC – IV) = 1,2 . 0,248 . (57,5 – 46,5) = 3,3 kW , So với tải công trình thì có sự chênh lệch, ta có Qcông trình: = 3,6 (kW)

Kết quả tính toán các khu vực khác thực hiện tương tự và được trình bày ở phụ lục 11.

Tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23