CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN KIỂM TRA PHỤ TẢI CÔNG TRÌNH
2. Phương pháp tính toán
2.2. Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
2.2.2. Tính toán sơ đồ điều hòa không khí
• Các bước thực hiện tính toán cho một sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp:
+ Trước tiên cần phải xác định giá trị của các hệ số εhf, εht, εhef, εBF.
+ Các điểm nút N, T, G và thông số của chúng sẽ được xác định trên ẩm đồ t-d.
+ Nhờ các tia song song với tia kẻ từ các hệ số nhiệt hiện qua điểm G trên ẩm đồ t-d sẽ được thông số các điểm nút S, H, V, C.
▪ Qua T kẻ đường thẳng // với đường G - εhef, cắt φ = 100% ở tại S, được tS.
▪ Từ S kẻ đường thẳng // với đường G - εht, cắt N-T tại H, được trạng thái tại H.
▪ Từ T kẻ đường thẳng // với đường G - εhf cắt S-H tại O. Trạng thái O ≡ V khi ta bỏ qua tổn thất nhiệt từ ống gió, quạt. Từ V tra được trạng thái điểm thổi vào.
▪ Kiểm tra điều kiện vệ sinh, tính lưu lượng không khí qua dàn lạnh và tính toán năng suất lạnh.
Tính toán sơ đồ điều hòa không khí dùng FCU, AHU.
a) Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF, 𝜺𝒉𝒇:
Hệ số nhiệt hiện phòng tính theo biểu thức bên dưới:
εhf = Qhf
Qhf+ Qâf (2.30)
Gồm:
- Qhf, Qâf: Lần lượt là tổng lượng nhiệt hiện, ẩn của phòng khi không có nhiệt hiện, ẩn của gió tươi, (W).
41 b) Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF, 𝜺𝒉𝒕:
Quá trình biến đổi trạng thái không khí khi qua thiết bị xử lý không khí. Đây chính là quá trình khử ẩm, làm lạnh của không khí ở trong thiết bị xử lý không khí sau khi thực hiện hòa trộn giữa không khí ngoài trời với gió hồi.
εht = Qh
Qh+ Qâ = Qhf+ QhN
(Qhf + QhN) + (Qâf + QâN)=Qh
Qt (2.31)
Bao gồm:
- Qh, Qâ: Lần lượt là lượng nhiệt hiện, nhiệt ẩn kể cả phần nhiệt hiện, nhiệt ẩn do gió tươi đem vào.
- Qt: Là tổng nhiệt thừa được sử dụng để tính năng suất lạnh Q𝑡 = Q0 , (W).
c) Hệ số đi vòng 𝜺𝑩𝑭 (Bypass Factor)
Trị số BF được tra theo Bảng 4.22 của Tài liệu [10].
d) Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF, 𝜺𝒉𝒆𝒇:
Hệ số εhef được tính theo biểu thức dưới đây:
εhef= Qhef
Qhef+ Qâef =Qhef
Qef (2.32)
Trong đó:
- Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng phòng ERSH được tính theo biểu thức sau:
Qhef= Qhf+ εBF. QhN , (W) (2.33) - Qâef: Nhiệt ẩn hiệu dụng phòng ERLH được tính theo biểu thức sau:
Qâef = Qâf+ εBF. QâN , (W) (2.34) Trong đó:
- εBF: Là giá trị hệ số đi vòng.
- QhN, QâN: Lần lượt là lượng nhiệt hiện, nhiệt ẩn mang vào bởi gió tươi, (W).
TH1: Tính các hệ số nhiệt hiện cho những phòng có cấp gió tươi.
Ví dụ: Tính cho Trung tâm thương mại tại tầng 1:
❖ Hệ số RSHF:
Tổng nhiệt hiện không có gió tươi, gió lọt là dùng theo công thức bên dưới:
Qhf = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h
Qhf−TTTM−T1 = 44,5 + 0 + 2,7 + 21,9 + 15,5 + 29,7 + 30,5 = 144,8 (kW) Tổng nhiệt ẩn không có gió tươi và gió lọt là:
Qâf = Q4â = 29,1 kW Giá trị εhf là:
42 εhf = Qhf
Qhf+ Qâf = 144,8
144,8 + 29,1= 0,83
➢ Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF các khu vực khác được nhóm em tính toán và liệt kê chi tiết tại Bảng 6.2.2.1.
❖ Hệ số GSHF:
Qh = Qhf + QhN+ Q5h = 144,8 + 28,7 + 11,6 = 185,1 (kW) Qâ = Qâf + QâN+ Q5â = 29,1 + 45,5 + 15,9 = 90,5 (kW)
Qt = Qh + Qâ = 185,1 + 90,5 = 275,6 (kW) εht =Qh
Qt =185,1
275,5 = 0,67
➢ Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF các khu vực khác được nhóm em tính toán và liệt kê chi tiết tại Bảng 6.2.2.2.
❖ Hệ số đi vòng BF:
Tra Bảng 4.22 Tài liệu [10], không gian của hàng, văn phòng làm việc, chọn BF εBF = 0,1.
❖ Hệ số ESHF:
Qhef= Qhf+ εBF. QhN = 144,8 + 0,1 . 28,7 = 147,6 (kW) Qâef = Qâf + εBF. QâN = 29,1 + 0,1 . 45,5 = 33,65 (kW)
εhef = Qhef
Qhef+ Qâef = 144,8
144,8 + 33,65= 0,81
➢ Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF các khu vực khác được nhóm em tính toán và liệt kê chi tiết tại Bảng 6.2.2.3.
TH2: Tính các hệ số nhiệt hiện cho những phòng không có cấp gió tươi.
Ví dụ: Tính các hệ số nhiệt hiện cho phòng kỹ thuật và phòng kho tại tầng 5.
❖ Hệ số RSHF:
Tổng nhiệt hiện không có gió tươi dùng theo công thức bên dưới:
Qhf = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h+ Q5h
Qhf−KT−T5 = 5,1 + 0 + 0 + 0,4 + 0,3 + 10,88 + 0,2 + 0,4 = 17,3 (kW) Tổng nhiệt ẩn không có gió tươi là:
Qâf = Q4â + Q5â = 0,8 (kW)
43 εhf = Qhf
Qhf + Qâf = 17,3
17,3 + 0,8= 0,96
❖ Hệ số GSHF:
Qh = Qhf+ QhN = 17,3 + 0 = 17,3 (kW) Qâ = Qâf + QâN = 0,8 + 0 = 0,8 (kW)
εht =Qh
Qt = 17,3
17,3 + 0,8 = 0,96
❖ Hệ số ESHF:
Qhef = Qhf + εBF. QhN = 17,3 + 0,1 . 0 = 17,4 (kW) Qâef = Qâf + εBF. QâN = 0,8 + 0,1 . 0 = 0,9 (kW)
εhef = Qhef
Qhef+ Qâef = 17,4
17,4 + 0,9= 0,96
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF các khu vực khác được nhóm em tính toán và liệt kê tại Bảng 6.2.2.3.
e) Thông số của các điểm nút trên ẩm đồ t-d:
Bảng 2.8: Điểm ngoài trời N Thông số m
(h/năm)
𝐈𝐍 (kJ/kg)
𝐭𝐍 (℃)
𝛗𝐍 (%)
𝐝𝐍 (g/kg kkk)
𝐭𝐬𝐍 (℃)
Giá trị 200 84,5 36 49,9 18,77 23,9
❖ Điểm gốc G
Điểm gốc G với tG = 24℃ , độ ẩm gốc φG = 50%.
Hình 2.6: Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện trên ẩm đồ t-d.
44 Bảng 2.9: Điểm trong không gian điều hòa T
Thông số 𝐈𝐓 (kJ/kg) 𝐭𝐓 (℃) 𝛗𝐓 (%) 𝐝𝐓 (g/kg kkk)
Giá trị 49,9 23 60 10,52
Hình 2.7: Biểu diễn các điểm nút trên ẩm đồ cho TTTM – Tầng 1
❖ Các quá trình trên đồ thị
+ N - T Là quá trình hòa trộn không khí có trạng thái N (ngoài trời) và T (gió hồi) tạo thành trạng thái H (sau hòa trộn).
+ H - S: Là quá trình không khí sau khi hòa trộn trạng thái H được làm lạnh đạt tới trạng thái bão hòa S (φ = 100%) . Khi không khí đạt được trạng thái V (φ = 90 ÷ 95 %) sẽ được cấp vào phòng.
+ V - T: Là quá trình không khí trạng thái V đạt được trạng thái T sau khi trao đổi nhiệt ẩm thừa trong phòng.
45 Bảng 2.10: Bảng thông số các điểm nút
Điểm nút
Nhiệt độ bầu khô (oC)
Độ ẩm tương đối (%)
Dung ẩm (g/kgkkk)
Enthalpy (kJ/kg)
G 24 50 9,30 47,80
N 36 49,9 18,77 84,38
T 23 60 10,53 49,90
H 25 59,9 11,88 56,10
S 13,1 100 9,4 36,9
V 15,2 90 9,9 40,10
➢ Bảng thống kê thông số điểm nút tại các khu vực khác được nhóm em tính toán và liệt kê chi tiết tại Bảng 6.2.2.4.
f). Kiểm tra điều kiện an toàn vệ sinh, xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh và tính năng suất lạnh:
- Hiệu nhiệt độ thổi vào và trong phòng: ∆tVT = tT− tV. Trong trường hợp này miệng gió từ trên thổi xuống nếu đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thì (∆tVT ≤ 10 K). Nếu đạt điều kiện thì sẽ tính theo biểu thức dưới đây:
L = Qhef
1,2 . (tT− tS). (1 − εBF) , (L/s) (2.35) Trong đó:
- L: Là lượng không khí qua dàn lạnh, (L/s).
- tT, tS: Lần lượt là nhiệt độ trong phòng, đọng sương, (℃).
L = LN+ LT , (L/s) (2.36)
Năng suất lạnh được tính theo biểu thức dưới đây:
Q0 = G . (IH− IV) , (kW) (2.37) - G: Là lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh, (kg/s).
G = ρ . L , kg/s (2.38)
- ρ: Là khối lượng riêng của không khí, ρ = 1,2 kg/m3 - L: Là lưu lượng thể tích của không khí, (m3/s)
46 Ví dụ: Xét trung tâm thương mại tại tầng 1:
Trên đồ thị ta xác định được nhiệt độ thổi vào tV1 = 15,2 ℃.
➢ Vậy: ∆tV1T = tT− tV1 = 23 − 15,2 = 7,8 ≤ 10 => Đạt điều kiện an toàn vệ sinh.
❖ Lưu lượng không khí hòa trộn khi đi qua dàn lạnh là:
Dùng biểu thức (2.35).
L(TTTM−T1) = Qhef
1,2 . (tT− tS). (1 − εBF) L(TTTM−T1) = 147,6 . 1000
1,2 . (23 − 13,1) . (1 − 0,1) = 13803,8 (L/s)
❖ Lưu lượng gió tươi cấp vào là:
Theo Bảng 6.1 Tài liệu [12]. Ta chọn được:
• Mật độ (m2/người) của trung tâm thương mại là: 2,5 (m2/người).
• Lưu lượng gió tươi yêu cầu cho TTTM là: 3,8 L/s => 13,7 (m3/h. người).
Trung tâm thương mại tầng 1 có diện tích sàn Fs = 1212 m2. Với 2,5 (m2/người), vậy số người tính được là 485 người.
• Vậy lưu lượng gió tươi cấp cho TTTM 1:
LN = 13,7 . 485 = 6644,5 m3/h = 1847,2 (L/s)
• Lưu lượng gió hồi tái tuần hoàn:
LT = L − LN = 13803,8 − 1847,2 = 11956,6 (L/s)
• Tra điểm nút trên ẩm đồ t-d ta có:
IH1 = 56,1 (kJ/kg)
IV1 = 40,1 (kJ/kg)
• Lưu lượng khối lượng của không khí qua dàn lạnh trong TTTM 1:
G = ρ. L = 1,2 .13803,8
1000 = 16,565 (kg/s)
• Vậy năng suất lạnh TTTM 1:
QO = 𝐺. (IH1− IV1) = 16,565 . (56,1 − 40,1) = 265,03 (kW)
➢ Bảng thống kê kết quả của các phòng khác được nhóm tính toán và thể hiện chi tiết tại Bảng 6.2.2.5.