khơng khí.
3.3. KIỂM TRA NHIỆT ĐỘ ĐỌNG SƯƠNG TRÊN VÁCH BAO CHE VÀ VÁCH KÍNH.
Khi nhiệt độ vách tw thấp hơn nhiệt độ đọng sương của khơng khí tiếp xúc với nĩ sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách (hơi nước trong khơng khí ngưng tụ thành nước trên bề mặt vách). Khi xảy ra hiện tượng đọng sương, vách bị ẩm làm giảm khả năng cách nhiệt và tăng tổn thất nhiệt truyền qua vách. Ngồi ra đọng sương làm giảm chất lượng và mỹ quan của vách. Vậy cần tránh khơng để xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách. Tuy nhiên do xác định nhiệt độ vách khĩ ta quy điều kiện đọng sương về dạng sau.
* Về mùa hè: Ta thực hiện chế độ điều hịa (làm lạnh) nhiệt độ bên ngồi lớn hơn nhiệt độ bên trong. Khi đĩ tTw>TT>tTs như vậy vách trong khơng xảy ra hiện tượng đọng sương.
Gọi tNs là nhiệt độ đong sương vách ngồi, ta cĩ điều kiện đọng sương: tNs>tNw
Theo phương trình truyền nhiệt ta cĩ: k(tN-tT)=αN(tN-tNw)
Khi giảm tNw thì k tăng, khi giảm tới tNs thì trên tường đọng sương, khi đĩ ta được giá trị kmax:
Điều kiện đọng sương:
Kmax={ EMBED Equation.3 },W/m2. 0C (3-27) Trong đĩ:
αN = 20 W/m2. 0C – hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên ngồi của tường; tN = 37,20C – nhiệt độ tính tốn bên ngồi;
tT = 24oC – nhiệt độ tính tốn bên trong nhà;
tsN – nhiệt độ đọng sương vách ngồi, được xác định theo tN và ϕN. Với tN = 37,2oC và ϕN = 66% tra đồ thị I – d ta được tsN = 29,4oC
Từ (3-27) => kmax = 20 .{ QUOTE }{ QUOTE
} = 11,8 W/m2.0C
Ta thấy: + Với vách kính: k = 5,89 < kmax + Với vác tường: k = 1,3 < kmax
Kết luận: hiện tượng đọng sương khơng xảy ra ở bề mặt bên ngồi của tường và tường kính.
CHƯƠNG 4
THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
4.1. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
Sơ đồ điều hịa khơng khí được thiết lập dựa trên kết quả tính tốn cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời phải thỏa mãn về nhu cầu tiện nghi của con người và yêu cầu cơng nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu của địa phương nơi cơng trình được 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 như nhiệt độ đọng sương, điều kiện vệ sinh và lưư lượng khơng khí qua dàn lạnh…
Việc thành lập và tính tốn sơ đồ Điều hịa khơng khí được tiến hành đối với mùa hè và mùa đơng cịn các thời gian khác trong năm cĩ nhu cầu về lạnh, sửơi ấm ít hơn nên nếu thiết bị đã được chọn đáp ứng được cho mùa hề và mùa đơng thì đương 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 ưu nhựợc điểm riêng chính vì vậy mà cần phải căn cư 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.
Ở đây ta lập luận theo sơ đồ thực tế như thiết kế cơng trình đã chọn là sơ đồ tuần hồn khơng khí 1 cấp.
4.2. SƠ ĐỒ TUẦN HỒN KHƠNG KHÍ 1 CẤP
Sơ đồ nguyên lý của hệ thống:
Hình4.1. Sơ đồ điều hịa khơng khí 1 cấp
1. Cửa lấy giĩ tươi 5. Quạt hút giĩ 9. Miệng hút 2. Miệng gío 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 được biểu diễn trên đồ thị I – d :
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn .
Khơng khí bên ngồi trời cĩ trạng thái N (tN, φN) được hút qua cửa lấy giĩ tươi 1 đi vào buồng hịa trộn 3. Tại buồng hịa trộn diễn ra quá trình hịa trộn giữa khơng khí ngồi trời với khơng khí tuần hồn lại từ phịng điều hịa cĩ trạng thái T (tT, φT).
Sau khi hịa trộn khơng khí cĩ trạng thái H (tH, φH) sẽ được đưa đến thiết bị xử lý khơng khí 4 để cĩ trạng thái mới là O ≡ V rồi tiếp đĩ sẽ được quạt 5 hút và thổi vào kênh dẫn giĩ 6, thổi vào phịng 8 qua miệng thổi 7. Khơng khí trong phịng cĩ trạng thái T (tT, φT) một phần sẽ được quạt 11 hút qua miệng hút giĩ hồi 9 qua thiết bị lọc bụi 10 rồi thổi vào buồng hịa trộn 3 qua miệng cấp giĩ hồi 2, một phần sẽ được thải ra ngồi qua miệng hút giĩ thải 12.
4.3. TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
Sau khi chọn được 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.
Trước khi đi vào tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí ta cần tìm hiểu các hệ số và phương pháp sử dụng chúng vào việc xây dựng và tính tốn sơ đồ như:
- 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 sương của thiết bị.
4.3.1. Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (εh)
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.
4.3.2. Hệ số nhiệt hiện phịng RSHF (εhf)
Hệ số nhiệt hiện phịng RSHF (εhf) là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng thành phần nhiệt hiện và ẩn của phịng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do giĩ tươi và giĩ lọt mang vào khơng gian điều hịa.
{ EMBED Equation.3 }
(4.1) Trong đĩ:
Qhf: Tổng nhiệt hiện của phịng (khơng cĩ nhiệt hiện của giĩ tươi), W. Qâf: Tổng nhiệt ẩn của phịng (khơng cĩ nhiệt ẩn của giĩ tươi), W.
Hệ số nhiệt hiện phịng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi khơng khí trong buồng lạnh V – T. Như vậy so sánh với đồ thị I – d thì εhf hồn tồn tương tự như tia quá trình trên đồ thị I – d. Sau khi xác định được εhf kẻ đường G- εhf rồi từ T kẻ đường song song với đường G- εhf gặp đường 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 khu TTTM tầng 1 tịa nhà:
Từ kết quả tính tốn tải nhiệt ở mục 3.1 ta cĩ tổng các thành phần nhiệt hiện, nhiệt ẩn xâm nhập vào từng tầng.
Đối với tầng 1 ta cĩ:
-Tổng nhiệt hiện phịng khu TTTM tầng 1 ( khơng cĩ nhiệt hiện của giĩ tươi, giĩ lọt ) là:
Qhf = Qh – ( QhN + Q5h ) = 222,41 – ( 38,92 + 12,03 ) = 171,46 (kW).
-Tổng nhiệt ẩn phịng khu TTTM tầng 1 (khơng cĩ nhiệt ẩn của giĩ tươi,giĩ lọt) là:
Qâf = Qâ – ( QâN + Q5â ) = 156,82 – ( 103,93 + 27,68 ) = 25,21 (kW). Vậy hệ số nhiệt hiện phịng RSHF (εhf) là:
{ EMBED Equation.3 }{ EMBED Equation.3 }
Các tầng khác tính tương tự.
Hệ số nhiệt hiện phịng GSHF (εht) 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 tươi và giĩ lọt mang vào khơng gian điều hịa.
{ EMBED Equation.3 }
(4.2) Trong đĩ:
- Qh: Thành phần nhiệt hiện cĩ kể đến phần nhiệt hiện do giĩ tươi và do giĩ lọt đem vào, W.
- Qt: Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn cĩ kể đến phần nhiệt do giĩ tươi và giĩ lọt đem vào, hay chính là tổng nhiệt thừa: Qt = 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 được εht bằng tính tốn, đánh dấu trên thang chia hệ số nhiệt hiện rồi nối tia G - εht. Từ điểm H kẻ đường song song với G - εht cắt đường φ = 100% tại S thì S chính là điểm đọng sương của thiết bị. Cịn điểm thổi vào V chính là giao điểm của HS và CT.
Tính ví dụ cho khu TTTM tầng 1 tịa nhà:
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 tươi và do giĩ lọt đem vào:
Qh = 222,41 (kW)
- Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn cĩ kể đến phần nhiệt do giĩ tươi giĩ lọt đem vào: Qt = Qo = 379,23 (kW)
Vậy theo cơng thức (3.11), Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) là:
{ EMBED Equation.3 }
{ EMBED Equation.3 }
Các tầng khác tính tương tự.
Hệ số đi vịng bypass εBF: là tỷ số giữa lượng khơng khí đi qua dàn lạnh nhưng khơng trao đổi nhiệt ẩm với dàn với tổng lượng khơng khí thổi qua dàn lạnh. Hệ số này cĩ thể chọn theo kinh nghiệm, theo bảng 4.22.[1] ta chọn εBF = 0,05.
4.3.5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef)
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef): Là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phịng và nhiệt hiện tổng hiệu dụng của phịng:
{ EMBED Equation.3 }
(4.3) Trong đĩ:
Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phịng ERSH
Qhef = Qhf + εBF. QhN (4.4) Qâef: Nhiệt ẩn hiệu dụng của phịng ERLH
Qâef = Qâf + εBF. QâN (4.5) QhN: Nhiệt hiện giĩ tươi mang vào, W.
QâN: Nhiệt ẩn giĩ tươi mang vào, W.
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng dùng để xác định điểm đọng sương S khi kẻ đường song song với G-εhef qua điểm T thì S chính là giao điểm của nĩ với đường φ = 100%.
Tính ví dụ cho khu TTTM tầng 1 tịa nhà:
- Nhiệt hiện hiệu dụng của phịng ERSH, Qhef: Qhef = Qhf + εBF. QhN
= 171,46 + 0,05 . 38,92 = 173,4 (kW). - Nhiệt ẩn hiệu dụng của phịng ERLH, Qâef:
Qâef = Qâf + εBF. QâN
= 25,21 + 0,05 . 103,93 = 30,4 (kW) Vậy theo cơng thức (3.12), hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef) là:
{ EMBED Equation.3 }{ EMBED Equation.3 }
Các tầng khác tính tương tự.
Sau đây ta sẽ biểu diễn sơ đồ tuần hồn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện hệ số đi vịng và cách xác định các điểm nút của sơ đồ trên đồ thị t-d: Sau khi tính tốn
được các các hệ số đặc trưng của sơ đồ điều hịa khơng khí: εhf , εt , εhef , εBF , ta cĩ thể xác định được các điểm nút N, T, H, O, V, S của sơ đồ điều hịa khơng khí một cấp được chọn bằng cách biểu diễn chúng trên đồ thị t – d. Qua đồ thị ta cĩ thể thấy được mối quan hệ giũa các điểm nút cũng như quá trình biến đổi của khơng khí trong hệ thống điều hịa khơng khí.
Hình 4.4: Sơ đồ tuần hồn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vịng và quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S,N.
Xác định các điểm nút trên sơ đồ:
- Xác định điểm T ( tT, { QUOTE }T ), N ( tN, { QUOTE }N ), và G ( 24oC, 50% ). - Qua T kẻ đường song song với G - εhef , cắt { QUOTE } = 100% ở S, ta xác định được nhiệt độ đọng sương tS.
- Qua S kẻ đường song song với G - εht , cắt NT tại H, ta xác định được điểm hịa trộn H.
- Qua T kẻ đường song song với G - εhf , cắt SH tại O. Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt giĩ và từ đường ống giĩ ta cĩ thể coi O = V là điểm thổi vào.
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi ta tiếp tục làm lạnh hỗn hợp khơng khí tái tuần hồn và khơng khí tươi (cĩ trạng thái hịa trộn H) qua điểm V theo đường εht thì khơng khí đạt trạng thái bão hịa φ = 100% tại điểm S. Điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ tại điểm đĩ ts chính là nhiệt độ đọng sương của thiết bị.
Để xác định được nhiệt độ đọng sương của thiết bị ta cĩ thể sử dụng sơ đồ trên đồ thị t-d như đã trình bày ở trên. Ngồi ra ta cĩ thể căn cứ vào mối quan hệ giữa nhiệt độ đọng sương của thiết bị với hệ số nhiệt hiện hiệu dụng εhef theo bảng 4.24 .[TL1].
Tính ví dụ cho khu TTTM tầng 1 tịa nhà:
- Xác định các điểm trạng thái khơng khí trên ẩm đồ: Điểm T: t = 24oC, φ = 60%, dT = 12,3g/kg. Điểm N: t = 37,2oC, φ = 66%, dT = 26,4g/kg. Điểm G: t = 24oC, φ = 50%.
- Đánh dấu trên trục SHF các giá trị vừa tìm được: εhf, εht, εhef
- Qua T kẻ đường song song với G-εhef cắt φ = 100% ở S xác định được nhiệt độ đọng sương của thiết bị: ts = 18 0C
Qua S kẻ đường song song với G-εht cắt đường NT tại H, xác định được điểm hịa trộn H cĩ tH = 25,8oC, IH = 64 kJ/kg.
Các tầng khác tính tương tự.
4.3.7. Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh
Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh tO ≡ tV cĩ thể xác định được theo biểu thức: tO ≡ tV = tS + εBF.(tH – tS). (4.6) Trong đĩ:
- tH: Nhiệt độ điểm hịa trộn tH cĩ thể xác định bằng biểu thức: tH =
{ EMBED Equation.3 }
- tN, tT: Nhiệt độ khơng khí ngồi và trong nhà, oC.
- GN, GT, G: Lưu lượng khơng khí tươi, khơng khí tái tuần hồn và tổng, kg/s. G = GN + GT
Hoặc cĩ thể sử dụng ẩm đồ để tra sau khi đã xác định được các điểm nút và các hệ số nhiệt hiện.
Tính ví dụ cho khu TTTM tầng 1 tịa nhà:
Ta sử dụng phương pháp tra ẩm đồ:
Qua T kẻ đường song song với G -εhf cắt đường SH tại O. Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt giĩ và đường ống giĩ ta cĩ O = V là điểm thổi vào. Xác định được điểm thổi vào: O =V cĩ tV = 19 oC, IV = 52 kJ/kg.
Các tầng khác xác định tương tự.
4.1. Xác định lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh
Sau khi tính tốn và xác định được các thơng số trên ta cần phải kiểm tra lại hiệu nhiệt độ phịng và nhiệt độ thổi vào:
∆tVT = tT - tV
- Nếu ∆tVT ≤ 10 K thì đạt tiêu chuẩn vệ sinh và ta tiến hành tính tốn lưu lượng giĩ. - Nếu ∆tVT > 10 K thì khơng đạt tiêu chuẩn vệ sinh cần phải sử dụng các biện pháp khác để giảm hiệu nhiệt độ thổi vào vì nhiệt độ thổi vào quá thấp sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Sau đĩ kiểm tra lại rồi mới tiến hành tính lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh.
Xác định lưu lượng khơng khí:
Để xác đinh được lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh ta sử dụng biểu thức: L =
{ EMBED Equation.3 }
(4.7) Trong đĩ:
- L: Lưu lượng khơng khí, l/s.
- Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phịng, W
- tT, ts: Nhiệt độ trong phịng và nhiệt độ đọng sương, oC
Lưu lượng khơng khí L là lượng khơng khí cần thiết để dập nhiệt thừa và ẩn thừa của phịng điều hịa, đĩ cũng chính là lưu lượng khơng khí đi qua dàn lạnh sau khi hịa trộn. Ngồi ra căn cứ vào nĩ ta cĩ thể tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống điều hịa khơng khí:
Trong đĩ:
- G: Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh:
G = ρ .L ,kg/s. (4.9) - ρ: Khối lượng riêng của khơng khí, ρ= 1,2 kg/m3.
- L: Lưu lượng thể tích của khơng khí:
L = LN + LT , m3/s (4.10) + LN: Lượng khí tươi cấp vào.
+ LT: Lượng khơng khí tái tuần hịan.
- IH: entanpy khơng khí tại điểm hịa trộn (khơng khí vào dàn lạnh), kj/kg - IV: entanpy khơng khí tại điểm thổi vào khơng gian điều hịa (khơng khí ra khỏi dàn lạnh), kj/kg.