3.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kớnh Q11
Nhiệt bức xạ qua kớnh:
Q11 = nt . Q’11 , W (3.1)
nt - hệ số tỏc dụng tức thời. Tra bảng 4.6[1].
Q’11 - lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kớnh vào phũng.
Chọn kớnh khỏc cơ bản, cú rốm che bờn trong nờn lượng nhiệt bức xạ tức thời được tớnh theo cụng thức (với hệ số mặt trời εr = 1):
Q’
11 = F.RK. εc..εds..εmm..εkh. εm , W (3.2)
F - diện tớch kớnh, m2.
RK - bức xạ mặt trời qua kớnh vào trong phũng, W/m2.
RK = [0,4.αk + τk.( αm + τm + ρk.ρk + 0,4.αk.αm)].RN (3.3) RN - bức xạ mặt trời đến bờn ngoài kớnh, W/m2. T N R R = 0,88 (3.4)
RT - bức xạ mặt trời qua kớnh vào trong phũng. Với hệ thống điều hũa
hoạt động từ 24/24h cú thể lấy RT theo RTmax trong bảng 4.2[1] với 30 vĩ độ Bắc.
αk, τk, ρk, - hệ số hấp thụ, xuyờn qua, phản xạ của kớnh.
Đõy là một cụng trỡnh siờu thị ở cỏc mặt của cụng trỡnh cú sử dụng những tấm ỏp phớch quảng cỏo rất lớn. Do đú em coi chỳng như là những tấm màn che. αk, τk, ρk, - hệ số hấp thụ, xuyờn qua, phản xạ của màn che.
Tra bảng 4.3[1] với kớnh trong, phẳng, dày 6mm: αk = 0,15; ρk = 0,08; τk = 0,77.
Tra bảng 4.4[1] ta được αm = 0,37; ρm = 0,51; τm = 0,12.
εc - hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển. Độ cao của Thỏi
Nguyờn so với mặt nước biển là H= 100 m. 1 .0,023
1000
c H
ε = + (3.5)
⇒εc = 1,0023
εds - hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chờnh nhiệt độ đọng sương của
khụng khớ quan sỏt so với nhiệt độ đọng sương của khụng khớ ở trờn mặt nước biển là 200C. ( 20) 1 .0,13 10 S ds t ε = − − (3.6) Tra đồ thị I - d, với tN = 32,8 0C, ϕN= 64% ⇒ts = 25,090C.
⇒ (25,09 20) 1 .0,13 10 ds ε − = − = 0,93
εmm - hệ số kể đến ảnh hưởng mõy mự, khi trời cú mõy εmm= 0,85. εkh - hệ số kể đến ảnh hưởng của khung, khung kim loại εkh= 1,17.
εm - hệ số kớnh, tra bảng 4.3[1] với kớnh trong, phẳng, dày 6mm εm= 0,94. Kết quả tớnh toỏn nhiệt bức xạ qua kớnh của tầng 1và tầng 2 được thể hiện trong bảng 3.1 và bảng 3.2..
Bảng 3.1. Nhiệt bức xạ qua kớnh Q11 theo diện tớch kớnh của tầng 1
Bảng 3.2. Nhiệt bức xạ qua kớnh Q11 theo diện tớch kớnh của tầng 2 Kết quả tớnh toỏn nhiệt bức xạ qua kớnh của cỏc tầng được thể hiện trong bảng 3.3.
Bảng 3.3. Nhiệt bức xạ qua kớnh Q11 theo diện tớch kớnh của cỏc tầng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mỏi bằng bức xạ và do ∆t, Q21
Dũng nhiệt đi vào khụng gian điều hũa do sự tớch nhiệt của kết cấu mỏi và do độ chờnh nhiệt độ của khụng khớ giữa bờn ngoài và bờn trong. Lượng nhiệt này được xỏc định gần đỳng theo biểu thức:
k - hệ số truyền nhiệt qua mỏi. ∆t - hiệu nhiệt độ tương đương. F - diện tớch trần, m2.
Trong cụng trỡnh do em khụng làm điều hũa khụng khớ cho tầng 3 nờn chỉ cú tầng 2 là cú trần tiếp xỳc trực tiếp với bức xạ mặt trời.
Diện tớch trần được cỏc gian hàng tầng 3 bao che khụng tiếp xỳc trực tiếp
với bức xạ mặt trời cú F= 1632 m2 và cú k tra theo bảng 4.15[1] với trần
bờtụng dày 100 mm lớp vữa ở trờn dày 25 mm, k = 3,07. ∆t - hiệu nhiệt độ tương đương.
0,5.( N T)
t t t
∆ = − (3.8)
⇒∆t = 0,5.(32,8 – 24) = 4,4 K
Diện tớch trần tiếp xỳc trực tiếp với bức xạ mặt trời cú F= 2219 m2 thỡ k tra theo bảng 4.9[1] trần bờtụng dày 100 mm lớp vữa ở trờn dày 25 mm, k = 1,77. . ( ) S N N N T R t t t ε α ∆ = − + (3.9) 0.88 T N R
R = - bức xạ mặt trời đến mỏi nhà, tra bảng 4.2[1] với 30 vĩ độ
Bắc, mặt nằm ngang, cú giỏ trị lớn nhất là vào thỏng 6 : RT = 789 W/m2.
εs - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời, tra bảng 4.10[1], chọn mặt bờtụng nhẵn phẳng εs = 0,65.
αN - hệ số tỏa nhiệt phớa ngoài tường khi tiếp xỳc trực tiếp khụng khớ bờn ngoài, αN = 20 W/m2K.
⇒∆t = 37,94 K
Nhiệt truyền qua mỏi của tầng 2 là:
Q21 = 3,07.1632.4,4 + 1,77.2219.37,94 = 171059 W
Nhiệt hiện truyền qua mỏi được tớnh ở bảng 3.4.
3.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vỏch Q22
Nhiệt hiện truyền qua vỏch gồm 2 thành phần:
- Do bức xạ mặt trời vào tường, phần nhiệt này coi bằng khụng khi tớnh toỏn.
- Do chờnh lệch giữa nhiệt độ trong nhà và ngoài trời : ∆t = tN - tT
Q22 = ∑Q22i = ki.Fi.∆t = Q22t + Q22c + Q22k , W (3.10) Q22i - nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa sổ, W.
ki - hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, W/m2K. Fi - diện tớch tường, cửa tương ứng, m2.
Q22 - nhiệt truyền qua vỏch được tớnh ở bảng 3.9.
a) Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t
Q22t , W = kt . Ft . ∆t , W (3.11)
∆t - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. ∆t = tN - tT = 32,8- 24 = 8,8 K (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
kt - hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, W/m2K. 1 1 i 1 i N T k δ α λ α = + + , W/m2K (3.12)
αN - hệ số tỏa nhiệt phớa ngoài tường, αN = 20 W/m2K. αT - hệ số tỏa nhiệt phớa trong tũa nhà, αT = 10 W/m2K. δi - độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trỳc tường, m.
λi - hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trỳc tường, W/mK.
Tra bảng 4.11[1], gạch thụng thường xõy với vữa nặng: λ= 0,81 W/mK, vữa xi măng và vữa trỏt xi măng: λ= 0,93W/m2 K, đỏ granite: λ= 1,7 W/m2 K.
+ Đối với tường dày 220 mm, trỏt vữa dày 10 mm, k=2,39 W/m2 K.
+ Đối với tường dày 300 mm, trỏt vữa dày 10 mm, ốp đỏ bờn ngoài dày
30 mm, k=2 W/m2 K.
+ Đối với tường dày 330 mm, trỏt vữa dày 10 mm, ốp đỏ bờn ngoài dày
30 mm, k=1,87 W/m2 K.
+ Đối với tường dày 350 mm, trỏt vữa dày 10 mm, ốp đỏ bờn ngoài dày
30 mm, k=1,78 W/m2 K.
Bảng 3.5 Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t của tầng 1 Nhiệt hiện truyền qua tường của tầng 2 được tớnh ở bảng 3.6.
Bảng 3.6 Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t của tầng 2 Nhiệt hiện truyền qua tường của cỏc tầng được tớnh ở bảng 3.7.
Bảng 3.7 Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t cho cỏc tầng
b) Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào Q22c
Q22c = kc . Fc . ∆t , W (3.13)
∆t - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. ∆t = tN - tT = 32,8- 24 = 8,8 K
kc - hệ số truyền nhiệt của cửa kớnh, tra bảng 4.13[1] kớnh hai lớp, khoảng cỏch giữa hai lớp kớnh là 5 mm, k = 3,35 W/m2K.
Nhiệt hiện truyền qua cửa kớnh được tớnh ở bảng 3.8.
Bảng 3.9 Nhiệt truyền qua vỏch Q22 cho cỏc tầng
3.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23
Nhiệt truyền qua nền cũng được tớnh theo biểu thức :
Q23 = k . F . ∆t , W (3.14)
F - diện tớch sàn, m2
∆t - hiệu nhiệt độ bờn ngoài và bờn trong,sàn đặt trờn mắt đất. ∆t = tN - tT = 32,8- 24 = 8,8 K
k - hệ số truyền nhiệt qua sàn, lấy k của sàn bờ tụng 300mm cú lỏt gạch vinyl dày 3mm, tra bảng 4.15[1]: k = 2,15 W/m2K.
Nhiệt hiện truyền qua nền được tớnh theo bảng 3.10.
Bảng 3.10 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 cho cỏc tầng.
3.2.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đốn chiếu sỏng Q31
Q31 = nt.nđ.Q , W (3.15) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
nt - hệ số tỏc dụng tức thời của đốn chiếu sỏng, tra bảng 4.8[1], chọn gs ≥ 700 kg/m2sàn, số giờ sau khi bật đốn là 10h: nt = 0,87.
nđ - hệ số tỏc dụng đồng thời, chỉ ỏp dụng cho cỏc tũa nhà và cụng trỡnh điều hũa khụng khớ lớn. Đối với siờu thị nđ = 1.
Q - tổng nhiệt tỏa ra do chiếu sỏng, ta sử dụng đốn dõy túc, chọn định hướng theo tiờu chuẩn là 10 ữ 12 W/m2 sàn.
Nhiệt hiện tỏa do đốn chiếu sỏng được tớnh theo bảng 3.11.
3.2.6 Nhiệt hiện tỏa do mỏy múc Q32
Nhiệt hiện tỏa do mỏy và dụng cụ dựng điện như tivi, radio, mỏy tớnh, mỏy sấy, ... trong phũng.
Ni - cụng suất điện ghi trờn dụng cụ, W. Do cụng trỡnh bao gồm cỏc gian
hàng buụn bỏn sản phẩm nờn chọn định hướng khoảng 20W/m2.
Nhiệt hiện tỏa do mỏy múc Q32 ở cỏc tầng được tớnh ở bảng 3.11.
Bảng 3.11 Nhiệt hiện tỏa do mỏy múc Q32 và tỏa do đốn chiếu sỏng ở cỏc tầng
3.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do con người tạo ra Q4
a) Nhiệt hiện do người tỏa Q4h
Q4h = n . qh , W (3.17)
n - số người trong phũng điều hũa.
qh - nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người, W/người. Tra bảng 4.18[1], nơi hoạt động là siờu thị, nhiệt độ phũng là 240C, qh = 70 W/người.
Nhiệt hiện tỏa ra do người được tớnh theo bảng 3.12.
b) Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4a
Q4a = n . qa , W (3.18)
n - số người trong phũng điều hoà.
qa - nhiệt ẩn do 1 người toả ra, tra bảng 4.18[1], qa = 60 W/người. Nhiệt ẩn do người tỏa ra được tớnh theo bảng 3.12.
Bảng 3.12 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q4 ở cỏc tầng
3.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do giú tươi mang vào QhN và QõN
a) Nhiệt hiện do giú tươi mang vào QhN
QhN = 1,2 . n . l . (tN - tT) , W (3.19)
n - số người trong phũng điều hũa.
l - lượng khụng khớ tươi cần cho 1 người trong 1giõy, l/s. Tra bảng 4.19[1], l =7,5 l/s cho siờu thị.
b) Nhiệt ẩn do giú tươi mang vào QaN
QõN = 3 . n . l (dN - dT ), W (3.20)
dN, dT - ẩm dung khụng khớ ngoài trời và trong phũng.
Tra đồ thị : dN = 21,28 g/kg ; dT = 12,39 g/kg ⇒∆d= 8,89 g/kg. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do giú tươi mang vào QN được tớnh ở bảng 3.13.
Bảng 3.13 Nhiệt hiện và ẩn do giú tươi QN ở cỏc tầng
3.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do giú lọt Q5h và Q5õ
a) Nhiệt hiện do giú lọt mang vào Q5h
Q5h = 0,39.ξ.V.( tN - tT) , W (3.21)
b) Nhiệt ẩn do giú lọt mang vào Q5a
Q5a = 0,84 . ξ. V (dN - dT) , W (3.22)
V- thể tớch phũng, m3. Thể tớch phũng để tớnh nhiệt là thể tớch từ mặt nền đến trần giả, trần giả cú chiều cao là 1m nờn : V = (h - 1) . Fsàn.
ξ - hệ số kinh nghiệm, phụ thuộc thể tớch phũng, tra bảng 4.20[1]. Nhiệt hiện và ẩn do giú lọt vào Q5 ở cỏc tầng được tớnh ở bảng 3.14.
Bảng 3.14 Tớnh nhiệt hiện và ẩn do giú lọt ở cỏc tầng
3.2.10 Xỏc định năng suất lạnh Q0
Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qõt
= Q11 + Q21 + Q22 + Q23 + Q31 + Q32 + Q4 + Q5 + QN (3.23) Q0 - Phụ tải lạnh, kW.
∑Qht - Tổng cỏc nguồn nhiệt hiện thừa, kW.
Bảng 3.15 Tớnh phụ tải lạnh Q0 của cỏc tầng
CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN & THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐHKK
Do điều kiện khớ hậu tại Việt Nam là nắng núng về mựa hố, lạnh giỏ về mựa đụng kết hợp với thúi quen của người Việt Nam luụn luụn mặc ỏo ấm trong nhà vào mựa đụng và do yờu cầu của chủ đầu tư, nờn ở đõy em chỉ thành lập và tớnh toỏn sơ đồ ĐHKK cho mựa hố.
Theo mục đớch sử dụng của cụng trỡnh cần thiết kế ĐHKK nờn em chọn hệ thống điều hũa tiện nghi và chọn tớnh toỏn theo sơ đồ tuần hoàn 1 cấp vỡ đõy là sơ đồ tương đối đơn giản, đảm bảo được yờu cầu vệ sinh, vận hành khụng phức tạp. Nú rất phự hợp và được sử dung phổ biến với điều hũa tiện
nghi cho siờu thị, nhà hàng… Ngoài ra sơ đồ tuần hoàn một cấp cũn cú ưu
điểm là tiết kiệm năng lượng và chi phớ đầu tư thiết bị, từ đú đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa tuần hoàn một cấp
1 Cửa lấy gió t ơi 5 é ờng gió cấp 9 é ờng gió hồi 2 Buồng hòa trộn 6 Miệng thổi 10 Lọc bụi 3 Thiết bị xử lý nhiệt ẩm 7 Không gian cần điều hòa 11 Quạt gió hồi 4 Quạt gió cấp 8 Miệng gió hồi 12 Cửa thải gió hồi
4.1 XÁC ĐỊNH CÁC THễNG SỐ TÍNH TOÁN4.1.1 Hệ số nhiệt hiện phũng RSHF, εhf 4.1.1 Hệ số nhiệt hiện phũng RSHF, εhf hf hf hf õf Q ε = Q +Q (4.1)
Qhf - tổng nhiệt hiện của phũng (khụng cú nhiệt hiện của giú tươi), W. Qhf = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h (4.2)
Qõf, W- tổng nhiệt ẩn của phũng (khụng cú nhiệt ẩn của giú tươi), W.
Qõf = Q4õ (4.3) Bảng 4.1 Hệ số nhiệt hiện phũng εhf 4.1.2 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF, εht h 0 h ht õ h Q Q Q ε = Q +Q = (4.4)
Qh - tổng nhiệt hiện của phũng (cú kể đến nhiệt hiện của giú tươi), W. Qh = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h +Q5h+QhN (4.5)
Qõ - tổng nhiệt ẩn của phũng (cú kể đến nhiệt hiện của giú tươi), W. Qõ = Q4õ +Q5õ+QõN (4.6) Bảng 4.2 Hệ số nhiệt hiện tổng εht 4.1.3 Hệ số đi vũng εBF H H BF H O G G G ε = = G +G (4.7)
GH - lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh nhưng khụng trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s.
GO - lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh cú trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
G - lưu lượng khụng khớ đi qua dàn lạnh, kg/s. Tra bảng 4.22[1], ta được εBF = 0,14.
4.1.4 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF, εhef
hef hef hef hef aef ef Q Q Q ε = = Q +Q (4.8)
Qhef - nhiệt hiện hiệu dụng của phũng, W.
Qhef = Qhf + εBF .(Q5h+QhN) (4.9)
Qõef - nhiệt ẩn hiệu dụng của phũng, W.
Qõef = Qõf +εBF.(Q5õ+QõN) (4.10)
4.2 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN 1 CẤP
Dựa vào đồ thị d - t của Carrier, ta xỏc định cỏc điểm nỳt trờn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp:
T(240C; 65%), N(32,80C; 64%), G(240C; 50%).
Qua T kẻ đường song song với G - εhef cắt đường φ =100% tại S, ta xỏc định được nhiệt độ đọng sương tS.
Qua S kẻ đường song song với G – εht cắt đường NT tại H, ta xỏc định được điểm hũa trộn H.
Qua T kẻ đường song song với G - εhf cắt đường SH tại O. Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt giú và từ đường ống giú ta cú O trựng với V là điểm thổi vào.
Bảng 4.4 Thụng số cỏc điểm nỳt của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp cho cỏc tầng Lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh được xỏc định bằng biểu thức:
hef T S BF Q 1,2.(t - t ).(1-e ) L = , l/s (4.11) tH - nhiệt độ khụng khớ trong phũng, 0C. tS - nhiệt độ đọng sương, 0C.
Qhef - nhiệt hiện hiệu dụng của phũng, W.
Năng suất lạnh của hệ thống điều hũa khụng khớ tớnh theo biểu thức:
Q0 = ρ.L.(IH - IV), kW (4.12)
ρ- khối lượng riờng khụng khớ, ρ = 1,2 m3/kg. IH - entanpy khụng khớ điểm hũa trộn H, IH, kJ/kg. IV - entanpy khụng khớ điểm thổi vào phũng V, kJ/kg.
Ta cú bảng lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh và năng suất lạnh tại cỏc tầng.
Bảng 4.5 Lưu lượng khụng khớ qua dàn lạnh và năng suất lạnh tại cỏc tầng.
4.3 TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM TRACE 700
Cỏc thụng số nhập vào phần mềm Trace 700 bao gồm diện tớch tường, diện tớch kớnh bao quanh, diện tớch sàn (Cỏc thụng số này đó cho ở mục 1.2