Nhiệt hiện và ẩn do ngƣời tỏa ra, Q4

Nhiệt hiện do ngƣời tỏa vào phịng chủ yếu bằng đối lƣu và bức xạ, đƣợc xác định theo biểu thức:

Q_4h = n.n_t.n_đ.q_h , W (3.7.1)

Trong đĩ:

n: Số ngƣời ở trong phịng điều hịa.

Với khách sạn này thì tầng 1, tầng 2 là nơi đĩn tiếp khách, nơi ăn uống, và phịng quản lý. Từ tầng 3 đến tầng 11 đều sử dụng cho mục đích phịng ngủ.

q_h: Nhiệt hiện tỏa ra từ 1 ngƣời, W/ngƣời. Theo bảng 4.18.[1].

n_t: Hệ số tác động tức thời (vì khách sạn lƣợng ngƣời ít nên khơng cần kể đến hệ số hấp thụ của kết cấu bao che, do đĩ khơng phải tính hệ số tác động tức thời n_t=1)

nđ: Hệ số tác động khơng đồng thời (đối với các tịa nhà lớn). Theo [1, tr.174] ta chọn n_đ = 0,9

 Tính ví dụ cho tầng 1 khách sạn:

n = 50 ngƣời ở trong phịng điều hịa.

Theo biểu thức (3.7.1),Nhiệt hiện do ngƣời tỏa vào tầng 1: Q_4h = 50 . 1 . 0,9 . 65 = 2925 (W) Các tầng khác tính tƣơng tự và cho kết quả trong phụ lục 9. 3.1.7.2. Nhiệt ẩn do ngƣời tỏa ra, Q_4â

Nhiệt ẩn do ngƣời tỏa ra đƣợc xác định theo biểu thức:

Q_4â = n.q_â , W (3.7.2)

Trong đĩ:

n: Số ngƣời trong phịng điều hịa, (đã xác định ở trên)

q_â: Nhiệt ẩn do 1 ngƣời tỏa ra, W/ngƣời. Theo bảng 4.18.[1]ta chọn đƣợc: q_â = 65 W/ngƣời.

 Tính ví dụ cho tầng 1 tịa nhà:

Số ngƣời ở trong phịng điều hịa: n = 50 (ngƣời)

Theo biểu thức (3.7.2),nhiệt ẩn do ngƣời tỏa vào tầng 1: Q_4â = 50 . 65 = 3250 (W)

Các tầng khác tính tốn tƣơng tự và cho kết quả trong phụ lục 10. 3.1.8. Nhiệt hiện và ẩn do giĩ tƣơi mang vào, QhN và Q_âN

Để đảm bảo nguồn oxi cho con ngƣời bên trong phịng điều hịa thì luơn cĩ một lƣợng giĩ tƣơi đƣợc cấp vào phịng. Khi cấp giĩ tƣơi vào phịng thì giĩ tƣơi sẽ tỏa ra một lƣợng nhiệt hiện Q_hN và một lƣợng nhiệt ẩn Q_âN.

Q_GT = Q_hN + Q_âN, W (3.8)

Q_hN = 1,2.n.l.(t_N - t_T), W (3.8.1)

Q_âN = 3,0.n.l.(d_N – d_T), W (3.8.2)

Trong đĩ:

n: Số ngƣời trong phịng điều hịa (đã xác định ở trên).

l: Lƣu lƣợng khơng khí tƣơi cung cấp cho một ngƣời trong 1 giây, l/s Theo bảng 4.19.[1]chọn l = 7.5 (l/s.ngƣời).

t_N, t_T: Nhiệt độ ngồi và trong phịng điều hịa, t_N = 33,7 ⁰C, t_T = 25 ⁰C. d_N, d_T: Ẩm dung của khơng khí ngồi và trong nhà, dN = 25, d_T = 13 g/kg.

 Tính ví dụ cho tầng 1 khách sạn:

- Theo biểu thức (3.8.1), nhiệt hiện do giĩ tƣơi mang vào khơng gian tầng: Q_hN = 1,2 . 50 . 7,5 . (33,7 – 25) = 3915 (W)

- Theo biểu thức (3.8.2), nhiệt ẩn do giĩ tƣơi mang vào khơng gian tầng: Q_âN = 3,0 . 50 . 7,5 . (25 – 13) = 13500 (W)

Vậy theo biểu thức (3.8), tổng lƣợng nhiệt hiện và ẩn do giĩ tƣơi mang vào trong khơng gian tầng 1 là:

Q_GT = 3915 + 13500 = 17415 (W) Các tầng khác tính tƣơng tự và cho kết quả trong phụ lục 11.

3.1.9. Nhiệt hiện và ẩn do giĩ lọt mang vào, Q5h và Q_5â

Thơng thƣờng khơng gian điều hịa phải đƣợc làm kín để chủ động kiểm sốt lƣợng giĩ tƣơi cấp cho phịng nhằm tiết kiệm năng lƣợng tuy nhiên luơn cĩ hiện tƣợng rị lọt khơng khí qua các khe cửa sổ, cửa ra vào và khi mở cửa. Hiện tƣợng này càng xảy ra mạnh khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngồi trời càng lớn. Khí lạnh cĩ xu hƣớng thốt ra ở phía dƣới cửa và khí nĩng ngồi lọt vào phía trên cửa. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do giĩ lọt mang vào đƣợc xác định nhƣ sau:

Q_5h = 0,39.ξ.V.(tN - t_T), W (3.9.1)

Q_5â = 0,84.ξ.V.(d_N - d_T), W (3.9.2)

Trong đĩ :

V: Thể tích của phịng, m3

t_N, t_T: Nhiệt độ ngồi và trong phịng điều hịa.

d_N, d_T: Ẩm dung của khơng khí ngồi và trong nhà, g/kg . ξ: Hệ số kinh nghiệm, xác định theo bảng 4.20.[1].

Nếu số ngƣời ra vào nhiều, cửa đĩng mở nhiều lần, bổ sung thêm nhiệt hiện và nhiệt ẩn. Ở đây phịng ngủ số ngƣời ít nên ta bỏ qua, ta chỉ tính cho các phịng đĩn tiếp khách, phịng trà, phịng quản lý.

Q_bsh = 1,23.L_bs.(t_N - t_T), W (3.9.3) Q_bsâ = 3,00.L_bs.(d_N - d_T), W (3.9.4) Trong đĩ:

L_bs = 0,28.L_c.n, l/s (3.9.5)

n: Số ngƣời qua cửa trong 1 giờ.

L_c: Lƣợng khơng khí lọt mỗi một lần mở cửa, m3/ngƣời, xác định theo bảng 4.21.[1].

 Tính ví dụ cho tầng 1 khách sạn:

- Thể tích của tầng 1:

V = 408,4 . 2,5 = 1021(m³)

- Nhiệt độ ngồi và trong phịng điều hịa:t_N = 30⁰C_, t_T = 25⁰C

- Theo biểu thức (3.9.1), nhiệt hiện do giĩ lọt mang vào:

Q_5h = 0,39 .0,55 .1021 . (30 – 25) = 1095,023 (W) - Theo biểu thức (3.9.2),nhiệt ẩn do giĩ lọt mang vào:

Q_5â = 0,84 . 0,55 . 1021 . (20 – 13) = 3301,92 (W) Do số lần mở cửa nhiều nên cĩ cần bổ sung thêm nguồn nhiệt hiện và ẩn bổ sung:

Theo biểu thức (3.9.3), (3.9.4) và (3.9.5) ta cĩ:

L_bs = 0,28 . 2,75 . 50 = 38,5 (l/s)

Q_bsh = 1,23 . 38,5 . (30 – 25) = 236,775 (W) Q_bsâ = 3 . 38,5 . (20 – 13) = 808,5 (W)

Vậy tổng lƣợng nhiệt hiện và ẩn do giĩ lọt mang vào trong khơng gian tầng: Q_GL = Q_5h + Q_5â + Q_bsh + Q_bsâ

= 5442,2115 (W).

Các tầng khác tính tƣơng tự và cho kết quả trong phụ lục 12. 3.1.10. Các nguồn nhiệt khác, Q₆

Ngồi 6 nguồn nhiệt đã nêu ở trên cịn cĩ các nguồn nhiệt khác ảnh hƣởng tới phụ tải lạnh nhƣ:

- Nhiệt hiện và ẩn tỏa ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt, các đƣờng ống dẫn mơi chất nĩng hoặc lạnh đi qua phịng điều hịa.

- Nhiệt tỏa từ quạt và nhiệt tổn thất qua đƣờng ống giĩ làm cho khơng khí lạnh bên trong nĩng lên…

Tuy nhiên các tổn thất nhiệt trong các trƣờng hợp trên là nhỏ nên ta cĩ thể bỏ qua: Vậy ta coi Q₆ = 0 (W).

3.1.11. Xác định phụ tải lạnh

Sau khi xác định xong các phụ tải lạnh thành phần thì phụ tải lạnh chính là tổng các phụ tải lạnh thành phần:

Q₀ = Q_t = ∑Q_ht + ∑Q_ât

= Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆ + Q_N Phụ tải lạnh tính tốn cho khách sạn là:

Q₀ = Q_t = ∑Q_ht + ∑Q_ât

= Q₁₁ + Q₂₁ + Q₂₂ + Q₂₃ + Q₃₁ + Q₃₂ + Q_4h + Q_4â + Q_hn + Q_ân + Q_5h + Q_5â + Q_bsh + Q_bsâ = 377,121 (KW)

3.2. Thành lập và tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí 3.2.1. Thành lập sơ đồ điều hịa khơng khí 3.2.1. Thành lập sơ đồ điều hịa khơng khí

Sơ đồ điều hịa khơng khí đƣợc thiết lập dựa trên kết quả tính tốn cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời phải thỏa mãn về nhu cầu tiện nghi của con ngƣời và yêu cầu cơng nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu của địa phƣơng nơi cơng trình đƣợc xây dựng.

Nhiệm vụ của việc thành lập sơ đồ điều hịa khơng khí là xác lập quá trình xử lý khơng khí trên đồ thị I-d, lựa chọn các thiết bị của khâu xử lý khơng khí rồi tiến hành tính năng suất lạnh cần cĩ của thiết bị đĩ, tiến hành kiểm tra các điều kiện nhƣ nhiệt độ đọng sƣơng, điều kiện vệ sinh và lƣƣ lƣợng khơng khí qua dàn lạnh…

Việc thành lập và tính tốn sơ đồ Điều hịa khơng khí đƣợc tiến hành đối với mùa hè và mùa đơng cịn các thời gian khác trong năm cĩ nhu cầu về lạnh, sƣởi ấm ít hơn nên nếu thiết bị đã đƣợc chọn đáp ứp đƣợc cho mùa hề và mùa đơng thì đƣơng nhiên thỏa mãn cho các thời gian cịn lại trong năm.

Tùy vào điều kiện cụ thể mà cĩ thể chọn một trong các sơ đồ sau: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp, sơ đồ tuần hồn khơng khí 2 cấp hay sơ đồ cĩ phun ẩm bổ sung. Mỗi sơ đồ đều cĩ ƣu nhƣợc điểm riêng chính vì vậy mà cần phải căn cƣ vào điều kiện thực tế của cơng trình mà lựa chọn sơ đồ sao cho hợp lý nhất, vừa đảm bảo tính kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế.

 Sơ đồ thẳng:

- Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hệ thống này hoạt động theo sơ đồ nguyên lý sau:

Hình 3.3. Sơ đồ điều hịa khơng khí thẳng.

- Sơ đồ thẳng là sơ đồ mà khơng khí ngồi trời sau khi qua xử lí nhiệt ẩm đƣợc cấp vào phịng điều hịa và đƣợc thải thẳng ra ngồi tức là khơng cĩ sự tái tuần hồn khơng khí từ phịng về thiết bị xử lý khơng khí.

- Sơ đồ này thƣờng đƣợc sử dụng trong các khơng gian điều hịa cĩ phát sinh chất độc, các phân xƣởng sản xuất độc hại, phát sinh mùi hơi thối, các cơ sở y tế…

 Sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp:

Để tận dụng nhiệt của khơng khí thải ngƣời ta sử dụng hệ thống tuần hồn khơng khí. Sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp là sơ đồ mà khơng khí thải sẽ đƣợc tuần hồn trở lại hịa trộn với khơng khí tƣơi ngồi trời để cấp vào phịng.

Sơ đồ này đƣợc sử dụng rộng rãi vì hệ thống tƣơng đối đơn giản, đảm bảo đƣợc yêu cầu vệ sinh vận hành khơng phức tạp lại cĩ tính kinh tế cao. Nĩ đƣợc sử dụng cả trong lĩnh vực điều hịa tiện nghi và điều hịa cơng nghệ nhƣ khách sạn, nhà hàng, hội trƣờng, phịng họp…

 Sơ đồ tuần hồn khơng khí 2 cấp:

+ Sơ đồ tuần hồn 2 cấp nĩ cĩ thể khắc phục đƣợc những nhƣợc điểm của sơ đồ tuần hồn 1 cấp. Nĩ cũng thƣờng đƣợc sử dụng cho điều hịa tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, khơng đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. Ngồi ra nĩ cịn đƣợc sử

dụng rộng rãi trong các phân xƣởng sản xuất nhƣ: nhà máy dệt, thuốc lá…Tuy vậy so với sơ đồ tuần hồn 1 cấp thì chi phí đầu tƣ lớn hơn nhiều.

+ Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hình 3.4. Sơ đồ điều hịa khơng khí 2 cấp.

 Sơ đồ cĩ phun ẩm bổ sung:

Sơ đồ này đƣợc sử dụng nhằm tiết kiệm năng lƣợng trong trƣờng hợp cần tăng độ ẩm khơng khí trong phịng.

Việc phun ẩm bổ sung cĩ thể áp dụng cho bất cứ dạng sơ đồ nào và đem lại hiệu quả nhiệt cao hơn năng suất lạnh và giĩ đều giảm. Tuy nhiên phải bố trí thêm thiết bị phun ẩm bổ sung ở trong phịng nên sẽ phải cĩ thêm chi phí bổ sung cho thiết bị phun ẩm. Chính vì vậy trong thực tế nĩ chỉ đƣợc áp dụng cho các phịng nhỏ và các phịng cĩ nhu cầu đặc biệt về độ ẩm.

 Kết luận:

Qua phân tích đặc điểm của cơng trình: “Khách Sạn Nhị Phi” ta thấy “sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp” là phù hợp nhất. Nĩ vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo tính kinh tế cho cơng trình. Chính vì vậy mà ta chọn sơ đồ này để tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí cho cơng trình này.

3.2.2. Sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp

 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:

Hình 3.5. Sơ đồ điều hịa khơng khí 1 cấp.

1. Cửa lấy giĩ tƣơi 5. Quạt hút giĩ 9. Miệng hút

2. Miệng giĩ hồi 6. Kênh dẫn giĩ 10. Lọc bụi

3. Buồng hịa trộn 7. Miệng thổi 11. Quạt hút giĩ

4. TB Xử lí khơng khí 8. Phịng điều hịa 12. Miệng hút giĩ thải

 Nguyên lý của hệ thống đƣợc biểu diễn trên đồ thị I – d :

24 G =100% h d 1,00 T N ESHF S H GSHF 0 V RSHF t, Co

Hình 3.6. Sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp biểu diễn trên ẩm đồ.

N: Khơng khí ngồi nhà T: Khơng khí trong nhà

H: Khơng khí sau khi hịa trộn O ≡ V: Điểm thổi vào

3.2.3. Tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí

Sau khi chọn đƣợc sơ đồ điều hịa khơng khí ta tiến hành tính tốn cho sơ đồ điều hịa khơng khí vừa chọn dựa trên ẩm đồ hay chính là đi xác định các điểm nút N, T, H, O.

Trƣớc khi đi vào tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí ta cần tìm hiểu các hệ số và phƣơng pháp sử dụng chúng vào việc xây dựng và tính tốn sơ đồ nhƣ:

- Hệ số nhiệt hiện, gồm 3 loại: Hệ số nhiệt hiện phịng, hệ số nhiệt hiện tổng và hệ số nhiệt hiện hiệu dụng.

- Hệ số đi vịng.

- Điểm đọng sƣơng của thiết bị.

3.2.3.1. Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (ε_h)

Điểm gốc G xác định trên ẩm đồ là điểm cĩ trạng thái (t=240C,φ=50 %). Thang chia hệ số nhiệt hiện (εh) đặt ở bên phải ẩm đồ.

Hình 3.7. Ẩm đồ điều hịa khơng khí.

t d 24 SHF 1 0.8 0.6 G φ=100% φ=50%

3.2.3.2. Hệ số nhiệt hiện phịng RSHF (ε_hf)

Hệ số nhiệt hiện phịng RSHF (ε_hf) là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng thành phần nhiệt hiện và ẩn của phịng chƣa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do giĩ tƣơi và giĩ lọt mang vào khơng gian điều hịa.

âf hf hf hf Q Q Q (3.10) Trong đĩ:

Q_hf: Tổng nhiệt hiện của phịng (khơng cĩ nhiệt hiện của giĩ tƣơi), W. Q_âf: Tổng nhiệt ẩn của phịng (khơng cĩ nhiệt ẩn của giĩ tƣơi), W.

Hệ số nhiệt hiện phịng biểu diễn tia qua trình tự biến đổi khơng khí trong buồng lạnh V – T. Nhƣ vậy so sánh với đồ thị I – d thì ε_hf hồn tồn tƣơng tự nhƣ tia quá trình trên đồ thị I – d. Sau khi xác định đƣợc εhf kẻ đƣờng G- ε_hf rồi từ T kẻ đƣờng song song với đƣờng G- ε_hf gặp đƣờng φ = 100% thì điểm V sẽ nằm trên đoạn CT với φ ≈ 90 ÷ 100% tùy theo diện tích và hiệu quả trao đổi nhiệt ẩm của dàn lạnh.

 Tính ví dụ cho tầng 1 khách sạn:

Từ kết quả tính tốn tải nhiệt ở mục 3.1 ta cĩ:

- Tổng nhiệt hiện của phịng (khơng cĩ nhiệt hiện của giĩ tƣơi) là: Q_hf = Q_h – (Q_hN + Q_5h + Q_bsh)

=26237-(3915+1095,023+236,775)=20990 (W) - Tổng nhiệt ẩn của phịng (khơng cĩ nhiệt ẩn của giĩ tƣơi là:

Q_âf = Q_â – (Q_âN + Q_5â + Q_bsâ)

= 20860–(13500+3301,9+808,5) = 3250 (W) Vậy theo cơng thức (3.10), hệ số nhiệt hiện phịng RSHF (ε_hf) là:

âf hf hf hf Q Q Q 0,87 3250 20990 20990

3.2.3.3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ε_ht)

Hệ số nhiệt hiện phịng GSHF (ε_ht) là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng thành phần nhiệt hiện và ẩn của phịng cĩ tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do giĩ tƣơi và giĩ lọt mang vào khơng gian điều hịa.

t h â h h ht Q Q Q Q Q (3.11) Trong đĩ:

Q_h: Thành phần nhiệt hiện cĩ kể đến phần nhiệt hiện do giĩ tƣơi và do giĩ lọt đem vào, W

Q_t: Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn cĩ kể đến phần nhiệt do giĩ tƣơi và giĩ lọt đem vào, hay chính là tổng nhiệt thừa: Q_t = Q₀ , W.

Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hịa trộn H đến điểm thổi vào V. Sau khi xác định đƣợc ε_ht bằng tính tốn, đánh dấu trên thang chia hệ số nhiệt hiện rồi nối tia G - ε_ht. Từ điểm S kẻ đƣờng song song với G - εht cắt đƣờng NT tại H thì H chính là điểm hịa trộn. Cịn điểm thổi vào V chính là giao điểm của HS và CT.

 Tính ví dụ cho tầng 1 khách sạn:

Từ kết quả tính tốn tải nhiệt ở mục 3.1 ta cĩ:

- Thành phần nhiệt hiện cĩ kể đến phần nhiệt hiện do giĩ tƣơi và do giĩ lọt đem vào:

Q_h = 26237 (W)