Đề tài Nghiên cứu tổng quan về điều hoà không khí

Chương 1 : Tổng quan về điều hoà không khí. 1.1. Đặc điểm chung của môi trường làm việc của con người. Dù làm việc gì trong bất kỳ hoàn cảnh nào con người luôn cần đến và tiếp xúc với điều hoà không khí, tức là ngoài việc cung cấp nhu cầu tối thiểu cho cuộc sống con người không khí còn có tác động tới chất lượng công việc và sức khoẻ của con người. Không khí xung quanh tức là môi trường làm việc của con người luôn luôn có một trạng thái nào đó. Trạng thái ấy được xác định bởi hai đại lượng đặc trưng là nhiệt độ và độ ẩm. Nhiệt độ không khí thay đổi nó phụ thuộc vào khí hậu(đặc điểm địa lý), thời gian trong ngày, trong mùa, trong năm và chế độ làm việc của con người và vào nhiều yếu tố khác xung quanh. Nhiệt độ của không khí gây ra cảm giác nóng, lạnh hoặc khó chịu cho con người, ảnh hưởng tới kết quả công việc. Nhiệt độ cao khiến con người có cảm giác nóng bức và mệt mỏi, nhiệt độ thấp làm con người có cảm giác lạnh và giảm hiệu quả công việc, nhất là đối với công việc chân tay.. Không chỉ có nhiệt độ mà độ ẩm cũng có rất nhiều ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người. Độ ẩm cao gây cảm giác thoáng mát và ngược lại. Độ ẩm là đại lượng đặc trưng cho lượng hơi nước có trong đơn vị không khí(hay nó đặc trưng cho khả năng chứa thêm hơi nước của không khí), giá trị độ ẩm luôn thay đổi nó phụ thuộc vào vị trí địa lý, thời gian trong ngày, trong mùa, trong năm. Và đặc điểm của cơ thể con người là dù ở bất kỳ điều kiện vi khí hậu nào dù làm việc hay không làm việc đều có sự thải nhiệt và thải ẩm vào môi trường xung quanh . Tốc độ của sự thải nhiệt và thải ẩm này phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ lưu thông không khí xung quanh con người. Nếu như hai quá trình này diễn ra khó khăn thì sẽ gây cảm giác nóng bức, ngột ngạt hoặc lạnh buốt. Hệ thống điều hoà không khí là hệ thống mà có một trong những nhiệm vụ của nó là giải quyết vấn đề trên. Nó sẽ tạo ra những vùng khí hậu nhằm làm cho sự thải nhiệt và thải ẩm của con người ra môi trường xung quanh ở mức độ nào đó, đủ để không gây ra cảm giác nóng bức hoặc lạnh giá. Những vùng vi khí hậu đó có thể thay đổi nhiệt độ hoặc độ ẩm tuỳ theo trạng thái làm việc của con người, tuỳ theo số lượng người, đặc điểm nơi làm việc bởi vì con người luôn không ở trạng thái cố định, không chỉ làm việc một mình. Con người luôn làm việc hiệu quả và chất lượng khi mà những điều kiện làm việc hết sức tiện nghi, phù hợp. Hệ thống điều hoà không khí là một trong rất nhiều phương tiện của nhân loại nhằm tạo ra điều kiện tiện nghi đó. Không chỉ riêng với con người mà trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác,việc tạo ra những điều kiện vi khí hậu phù hợp là việc rất cần thiết, những lĩnh vực đó cụ thể là: thực phẩm, công nghệ len sợi, công nghệ giấy…chẳng hạn trong công nghệ thực phẩm không phải bất cứ sản phẩm nào sau khi chế biến được đưa ngay tới người tiêu dùng và như vậy việc bảo quản chúng trong một môi trường phù hợp là rất cần thiết. Trong công nghệ len sợi, sản phẩm chất lượng cao là sản phẩm ngoài việc đạt những yêu cầu về độ bền đẹp thì việc đảm bảo độ ẩm yêu cầu cho sợi len hoặc sợi len cũng khá quan trọng. Ngay cả trong quá trình sản xuất nếu không duy trì sợi len hoặc sợi bông ở một độ ẩm nhất định phù hợp với yêu cầu kỹ thuật thì việc sản xuất gặp rất nhiều khó khăn sợi rất dễ bị đứt, hiệu quả sản xuất sẽ giảm, chất lượng sợi không cao vì có nhiều mối nối, điều này ảnh hưởng không tốt tới rất nhiều vấn đề khác của đơn vị sản xuất. Trong công nghệ giấy ở giai đoạn bán thành phẩm, độ ẩm của giấy (ở dạng cuộn ) phải đạt yêu cầu kỹ thuật nếu không trong quá trình hoặc tất sản phẩm giấy sẽ bị đứt. Trong công nghệ điện tử, thông tin, sự hoạt động của các thiết bị máy móc không đạt được độ chính xác như yêu cầu, chúng làm việc trong môi trường có độ ẩm cao nhất là khi tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã cho ra đời những bộ vi xử lý có tốc độ tính toán tới hàng tỷ phép tính trong một giây. Như vậy độ chính xác yêu cầu rất lớn nên cần có điều hoà không khí cho phù hợp. 1.2. Tầm quan trọng của điều hoà không khí. 1.2.1. Đối với sinh hoạt, đời sống nói chung. Điều hoà không khí là một trong rất nhiều thành tựu khoa học kỹ thuật của nhân loại. Nó được hình thành trước hết từ những yêu cầu vệ sinh, sinh hoạt và chính quá trình làm việc của con người. Từ khi điều hoà không khí ra đời năng suất lao động, hiệu quả công việc tăng lên rất nhiều. Con người không phải mất nhiều sức lực, thời gian như trước mà vẫn đảm bảo tốt công việc. Bên cạnh đó con người có thể làm việc bất kỳ ở địa điểm nào dù cho nơi đó có khí hậu khắc nghiệt đến đâu đi nữa, điều này mở ra cho nhân loại một hướng đi trong khi vấn đề dân số và đất đai đang trở thành vấn đề toàn cầu. Chẳng những với điều hoà không khí, con người có thể làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt mà có thể làm việc trong môi trường độc hại, bụi bặm, như ta đã thấy ở trên. 1.2.2. Đối với Việt Nam nói riêng. Như chúng ta đã biết, Việt Nam nằm trong khu vực có khí hậu nhiệt đới gió mùa, đặc điểm của vùng khí hậu này là nóng ẩm về mùa hè, lạnh khô vào mùa đông. Sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm giữa các mùa hoặc các thời điểm trong năm rất lớn. Thậm chí tại một thời điểm nào đó nhiệt độ và độ ẩm đều tạo ra những cảm giác khó chịu cho con người. Chính vì vậy điều hoà không khí là rất cần thiết với nước ta. Bên cạnh đó, Việt Nam đang trong thời kỳ phát triển, nhiều ngành công nghiệp nhiều văn phòng yêu cầu có hệ thống điều hoà không khí nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, hiệu quả kinh tế, tiết kiệm sức lao động, nhất là trong các ngành công nghiệp độc hại như chúng ta đã biết. Mặc dù điều kiện kinh tế không cho phép tất cả mọi cơ quan, xí nghiệp, văn phòng.. có hệ thống điều hoà không khí, nhưng với sự phát triển nhanh chóng của kinh tế Việt Nam thì điều hoà không khí ngày càng trở nên phổ biến hơn. Tóm lại, điều hoà không khí giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống, đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con người cũng như chất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản xuất, đồng thời nó cũng có những ý nghĩa vô cùng to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa và lịch sử. 1.3. Phân loại các hệ thống điều hoà không khí. Hệ thống điều hoà không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ... để tiến hành các quá trình xử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm... điều chỉnh, khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch và sự tuần hoàn không khí trong phòng nhằm đáp ứng các yêu cầu tiện nghi và công nghệ. Việc phân loại hệ thống điều hoà không khí rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú. Có rất nhiều cách phân loại khác nhau nhưng có thể phân loại theo một số đặc điểm chủ yếu sau: 1.3.1. Theo mục đích sử dụng. Theo mục đích sử dụng có thể chia ra làm hai loại hệ thống điều hoà không khí như sau: 1.3.1.1. Hệ thống điều hoà tiện nghi. Đây là hệ thống chỉ quan tâm đặc biệt tới nhiệt độ trong phòng, còn độ ẩm của không khí cho phép dao động trong phạm vi khá rộng từ 30% đến 70%. Hệ thống này thường dùng trong sinh hoạt dân dụng, do đó hệ thống này không có thiết bị tăng ẩm, các thiết bị điều khiển tự động tương đối đơn giản. 1.3.1.2. Hệ thống điều hoà công nghệ. Hệ thống này đòi hỏi duy trì nghiêm ngặt cả về nhiệt độ và độ ẩm. Điều hoà công nghệ thường gặp trong sản xuất sợi dệt, cơ khí chính xác, các phòng bảo quản... Trong hệ thống thường có thiết bị tăng ẩm và các thiết bị điều khiển phức tạp, hiện đại. 1.3.2. Theo tính chất quan trọng. Theo cách phân loại này có thể phân chia các hệ thống điều hoà theo ba cấp: 1.3.2.1. Hệ thống cấp 1. Đây là hệ thống có độ tin cậy cao, các thiết bị của hệ thống có thể duy trì các thông số không khí trong nhà thoả mãn mọi điều kiện thời tiết ngoài trời từ giá trị thấp nhất đến giá trị cao nhất. 1.3.2.2. Hệ thống cấp 2. Hệ thống này có độ tin cậy thấp hơn hệ thống cấp 2, nó duy trì được các thông số trong nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200h một năm khi nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời đạt các giá trị cực đại hoặc cực tiểu. 1.3.2.3. Hệ thống cấp 3. Hệ thống này duy trì các thông số trong nhà trong một phạm vi cho phép với một sai lệch tới 400h trong một năm. 1.3.3. Theo tính tập trung của hệ thống. 1.3.3.1. Hệ thống điều hoà cục bộ. Hệ thống điều hoà cục bộ là các tổ hợp máy đơn lẻ có công suất bé, tất cả các khâu của hệ thống được lắp ráp sẵn trong các vỏ nên rất tiện cho việc lắp đặt, vận hành. Các máy điều hoà cục bộ rất ít khi dùng cho điều hoà công nghệ. Hệ thống cục bộ có hai loại máy phổ biến là máy điều hoà cửa sổ và máy điều hoà ghép. * Máy điều hoà cửa sổ là loại máy nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Toàn bộ các thiết bị của loại máy này được đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh không quá 7 kw. +) Ưu điểm: Công việc lắp đặt và vận hành máy điều hoà cửa sổ đơn giản, có thể chạy ở chế độ sưởi vào mùa đông, có khả năng lấy gió tươi, mà vốn đầu tư thấp, giá rẻ... +) Nhược điểm: Khả năng làm sạch không khí kém, độ ồn cao, khó bố trí trên tường. * Máy điều hoà ghép : Đây là hệ thống có một dàn nóng đặt ngoài nhà và hai hoặc nhiều hơn hai dàn lạnh đặt trong nhà. +) Ưu điểm: Loại máy này có khả năng giảm được tiếng ồn trong nhà, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đảm bảo tính thẩm mỹ cao. +) Nhược điểm: Không có khả năng lấy gió tươi, đường đi của môi chất dài, dây điện tốn hơn, giá thành đắt hơn. 1.3.3.2. Hệ thống điều hoà tổ hợp ghép. 1.3.3.2.1. Máy điều hoà tách. 1.3.3.2.1.1. Máy điều hoà tách không ống gió. Máy điều hoà tách của hệ thống điều hoà tổ hợp và hệ thống điều hoà cục bộ chỉ khác nhau về kích thước máy và năng suất lạnh. Cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh có nhiều kiểu dáng. Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với ba mặt dàn ; Cụm dàn lạnh treo tường, kiểu treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tường... Dàn lạnh có năng suất lạnh lớn nên có thể lắp thêm ống phân phối gió để phân phối gió cho cả phòng lớn hoặc nhiều phòng khác nhau. Ưu, nhược điểm của loại máy này cũng giống như máy điều hoà cục bộ tách. Nhược điểm chính là không có khả năng lấy gió tươi nên cần có thông gió cho không gian đông người hội họp. 1.3.3.2.1.2. Máy điều hoà tách có ống gió. Máy điều hoà tách có ống gió thường được gọi là máy điều hoà thương nghiệp kiểu tách, năng suất lạnh từ 12.000 BTU/h đến 240.000 BTU/h. Dàn lạnh bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối đến cho các phòng khác. 1.3.3.2.1.3. Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa. Hầu hết các máy điều hoà tách có máy nên bố trí đặt chung với cụm dàn nóng. Nhưng trong một số trường hợp, máy nén lại được bố trí trong cụm dàn lạnh. Trường hợp này người ta gọi là máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa. Ưu nhược điểm của máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng giống như ưu nhược điểm của máy điều hoà tách nói chung. Tuy nhiên do máy nén đặt cùng dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao, vì vậy nó không thích nghi với điều hoà tiện nghi. Nó được sử dụng chủ yếu cho điều hoà công nghệ hoặc thương nghiệp và những nơi không yêu cầu độ ồn thấp. 1.3.3.2.2. Máy điều hoà nguyên cụm. 1.3.3.2.2.1. Máy điều hoà lắp mái. Đây là loại máy nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình và lớn, chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghiệp. Cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất. Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao. Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và ống gió hồi. Máy điều hoà lắp mái có nhiều ưu điểm như: nhỏ gọn, độ rung và độ ồn nhỏ. 1.3.3.2.2.2. Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước. Đây là loại máy mà toàn bộ máy và thiết bị lạnh như máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi và các thiết bị khác được bố trí gọn trong một vỏ dạng tủ. Do bình ngưng làm mát bằng nước nên máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước. Loại máy này có một số ưu điểm cơ bản là: +) Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại các nhà máy nên máy rất gọn nhẹ, giá thành rẻ. +) Dễ dàng trong việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng. +) Có cửa lấy gió tươi, bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, nhà hàng, siêu thị, chấp nhận được độ ồn cao. 1.3.3.2.2.3. Máy điều hoà VRV. Máy điều hoà VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất. Máy VRV có thể có từ 8 đến 16 dàn lạnh đặt trực tiếp trong phòng. Chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh được tăng lên đáp ứng được cho các toà nhà cao tầng như văn phòng, khách sạn, nhà nghỉ... Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hoà tiện nghi và có các đặc điểm sau : +) Cụm dàn ngưng tụ có 2 máy nén, trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu ON-OFF, máy còn lại điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc đảm bảo năng lượng tiết kiệm hiệu quả. +) Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm. +) Các máy VRV có các dây công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 7 KW đến hàng ngàn KW cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng. +) VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dần về máy nén. Vì vậy cụm dàn nóng có thể cao hơn dàn lạnh đến 50 m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m. Đường ống dẫn ga từ dàn nóng đến dàn lạnh có thể xa tới 100m, tạo điều kiện cho việc bố trí máy móc dễ dàng hơn. +) Khả năng bảo dưỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng. +) So với hệ trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng thượng hoặc bên sườn toà nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió. +) Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao. +) Giống như máy điều hoà 2 cụm, máy VRV có nhược điểm là không lấy được gió tươi vì vậy phải có quạt lấy gió tươi từ bên ngoài. 1.3.3.3. Hệ thống điều hoà trung tâm nước. Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yếu bao gồm các bộ phận như: máy làm lạnh nước, hệ thống dẫn nước lạnh, hệ thống nước giải nhiệt, hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí, hệ thống tiêu âm, lọc bụi, thanh trùng và hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi, điều chỉnh năng suất lạnh, báo hiệu và bảo vệ an toàn hệ thống. Hệ thống điều hoà trung tâm nước có các ưu điểm sau: +) Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại. +) Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. +) Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc không phá vỡ cảnh quan. +) ống nước nhỏ gọn hơn so với ống gió vì vậy tiết kiệm được nguyên vật liệu. +) Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch, bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi... +) ít phải bảo dưỡng sửa chữa, năng suất lạnh gần như không bị hạn chế. Một số nhược điểm của hệ thống: +) Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU và AHU. +) Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam khá cao. +) Lắp đặt và vận hành hệ thống tương đối phức tạp Chương 2 : Giới thiệu về công trình 2.1. Giới thiệu về công trình. Công trình tổ hợp văn phòng thương mại Viglacera nằm trong khu có diện tích S=20.240m2. Giới hạn bởi : Phía Bắc giáp đường Láng Hoà Lạc Phía Đông giáp đường Khuất Duy Tiến. Phía Tây&Nam giáp khu dân cư quy hoạch. Các thông số cơ bản: Tổng diện tích khu đất : 20.240 m2 Diện tích xây dựng : 13.888 m2 Tổng diện tích sàn : 18.085 (kể cả tầng hầm) Diện tích chiếm đất : 1400 m2 Mật độ xây dựng : 10,08% Hệ số sử dụng đất : 1,3 lần Số tầng cao : 17 tầng + 1 tầng hầm Chiều cao tối đa : 69,25m Toà nhà tổ hợp văn phòng thương mại Viglacera được bố trí trong tổng thể khu đất có khoảng lùi cho phép, không vi phạm vào dự án mở rộng đường Láng Hoà lạc. Sảnh chính của công trình phục vụ khối văn phòng được bố trí ở tầng 1, tại trung tâm công trình theo hướng giao thông, phục vụ tốt cho nhân viên làm việc tại toà nhà cũng như khách đến liên hệ công việc. Hai sảnh vào không gian trưng bày giới thiệu sản phẩm được bố trí 2 bên, tách khỏi sảnh chính, tạo cho khách đến tham quan có thể tiếp cận dễ dàng mà không làm ảnh hưởng đến sảnh chính(sảnh văn phòng). Ngoài ra còn có 1 sảnh được bố trí phía sau công trình, được sử dụng để làm lối thoát hiểm, nhập hàng hoá phục vụ cho không gian trưng bày sản phẩm cũng như các thiết bị phục vụ cho các tầng văn phòng phía trên. Hệ thống giao thông thang máy và thang bộ trong toà nhà bao gồm: - Bốn hệ thống thang máy trong đó có 1 thang máy thoát hiểm; 3 hệ thống thang bộ -Các tầng được chiếu sáng tự nhiên, thông gió tốt. Tầng hầm(S =1340 m2): Dùng làm gara ô tô, xe máy, xe đạp. Ngoài ra còn có bể nước sinh hoạt và một số phòng kỹ thuật được bố trí tại tầng hầm tạo điều kiện thuận lợi cho các công tác kỹ thuật mà không làm ảnh hưởng đến các hoạt động của các tầng trên. Tầng 1(S =1400 m2): Bố trí sảnh chính cửa khối văn phòng, ngoài ra còn có không gian trưng bày giới thiệu sản phẩm, khách đến tham quan có thể tiếp cận dễ dàng qua sảnh 2 bên. Tầng 2(S = 1300 m2): Toàn bộ tầng 2 được sử dụng làm không gian trưng bày giới thiệu sản phẩm, kết hợp với không gian thông tầng tạo ra một không gian đẹp, thông thoáng phù hợp với không gian công cộng. Ngoài ra còn có các phòng kỹ thuật, phòngvệ sinh, sảnh giải lao… Tầng 3(S = 1600 m2): Được sử dụng làm văn phòng làm việc Tổng công ty thuỷ tinh và gốm xây dựng, ngoài ra còn có 4 phòng hội thảo 100 chỗ, phục vụ cho các cuộc họp, hội thảo… Tầng 4(S = 740 m2): Bao gồm 1 phòng làm việc của chủ tịch HĐQT, 2 phòng làm việc của uỷ viên thường trực HĐQT, phòng họp giao ban, phòng làm việc. Tầng 5(S = 890 m2): Bao gồm 1 phòng làm việc của Tổng giám đốc, 2 phòng làm việc của phó tổng giám đóc với vệ sinh khép kín, và phòng họp giao ban, phòng làm việc. Tầng 6 - 17(S 1tầng = 890 m2): Sử dụng làm văn phòng đại diện cho các công ty thành viên trực thuộc Tổng công ty thuỷ tinh và gốm xây dựng và kết hợp văn phòng cho thuê. Tầng áp mái : 135m2 Số liệu chiều cao: + Chiều cao tối đa công trình : 69,25m + Chiều cao tầng 1 : 4,2 m. + Chiều cao tầng 2 : 4,2 m. + Chiều cao tầng 3 : 4,2 m. + Chiều cao tầng 4 - 17 : 3,5 m. + Chiều cao tầng áp mái : 2,8 m. + Chiều cao tầng mái : 2,4 m. Toà nhà được xây dựng ở Hà Nội, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa, khí hậu nóng ẩm. Vì vậy việc xây dựng hệ thống điều hoà cho công trình này là cần thiết. Hầu hết diện tích của toà nhà được xây dựng làm văn phòng cho thuê nên hệ thống điều hoà không khí ở đây cần đáp ứng điều kiện tiện nghi, đảm bảo các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, và tốc độ không khí trong giới hạn cho phép đồng thời cũng không làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng, trang trí nội thất cũng như cảnh quan kiến trúc bên ngoài toà nhà. 2.1.1. Phân tích đặc điểm của công trình. Việc thiết kế kỹ thuật cho công trình phải được thực hiện dựa trên những cơ sở sau: -Hệ thống điều hoà không khí phải đảm bảo tiện nghi và độ thẩm mỹ, chất lượng.. thoả mãn yêu cầu vi khí hậu nhưng không làm ảnh hưởng tới kết cấu xây dựng và trang trí nội thất bên trong, bên ngoài toà nhà cũng như cảnh quan xung quanh toà nhà. -Các thông số chính xác về vật liệu và kích thước của kết cấu bao che như: mái, tường, trần, nội thất, kết cấu.. -Sơ đồ phân bố và chức năng của các khu vực trong toà nhà. -Đánh giá khả năng cung ứng (hiện tại và tương lai)của nguồn điện, nước của hệ thống điều hoà của công trình. Vì vậy đồ án phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Tính toán tương đối chính xác về nhu cầu năng suất lạnh của các khu vực cần điều hoà, đảm bảo được các thông số kỹ thuật, giảm tới mức tối thiểu chi phí đầu tư ban đầu và chi phỉ vận hành trong tương lai. - Phương án thiết kế phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật (độ ồn, tốc độ không khí..) trong các giới hạn cho phép thích hợp với từng khu vực điều hoà cụ thể. - Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ sạch của không khí theo TCVN. - Lượng khí tươi cần đảm bảo tối thiểu là 20(m3/h) cho mỗi người. - Hệ thống cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh nhằm tiết kiệm chi phí vận hành. - Bố trí miệng hồi gió và miệng thổi gió phù hợp với kiến trúc của toà nhà. - Máy móc thiết bị phải đồng bộ, và đạt được chất lượng theo yêu cầu. - Việc lắp đặt điều hoà không khí phải không ảnh hưởng đến cảnh quan xung quanh, nội ngoại thất của công trình. Ngoài ra những tiêu chí trên khi thiết kế cần phải hỏi ý kiến của nhà đầu tư để tránh những sai xót xẩy ra. 2.2. Chọn các thông số thiết kế. 2.2.1. Chọn cấp điều hoà không khí. Theo mức độ tin cậy và kinh tế điều hoà không khí được chia thành 3 cấp là: cấp I, cấp II và cấp III. Cấp điều hoà không khí được lựa chọn dựa trên các yêu cầu chính như sau: - Chọn theo yêu cầu về sự quan trọng của điều hoà không khí đối với công trình. - Chọn theo yêu cầu của chủ đầu tư. - Dựa vào khả năng vốn đầu tư ban đầu. Hệ thống cấp I có độ tin cậy cao nhưng đặt vốn đầu tư lớn nên chỉ sử dụng trong các trường hợp tối quan trọng, đòi hỏi chế độ nhiệt độ, độ ẩm nghiêm ngặt và độ tin cậy cao. Nó chủ yếu đựoc sử dụng trong điều hoà công nghệ như trong sản xuất thiết bị đo đạc, thiết bị điện tử hay các xưởng sản xuất thuốc và dược liệu đặc biệt. Hệ thống cấp II có độ tin cậy thấp hơn cấp I nhưng thiết bị của hệ thống cũng có giá thành rất cao, nó thích hợp với các công trình hiện đại như: khách sạn, bệnh viện, nhà nghỉ cao cấp... Hệ thống cấp III tuy có độ tin cậy không cao như hai hệ thống trên nhưng giá thành thiết bị vừa phải nên được sử dụng phổ biến trong các công trình xây dựng dân dụng, công trình công cộng như: nhà hát, rạp chiếu phim, hội trường, công sở hoặc các xí nghiệp không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm. Dựa trên những đặc điểm của công trình: "Trung tâm tổ hợp văn phòng thương mại VIGLACERA " ta nhận thấy: +) Đây là một công trình mang tính công cộng, không đòi hỏi nghiêm ngặt về nhiệt độ và độ ẩm, số lượng người trong công trình thường xuyên thay đổi vì vậy việc duy trì chính xác các thông số nhiệt ẩm trong nhà với mọi phạm vi nhiệt độ ngoài trời là rất khó. +) Đặc điểm thứ hai: đây là công trình phục vụ công việc trong giờ hành chính vì vậy nhu cầu dùng điều hoà là không thường xuyên. Nếu lựa chọn hệ thống điều hoà cấp I hoặc cấp II thì chi phí đầu tư, lắp đặt và vận hành hệ thống này là rất lớn, sẽ trở nên rất lãng phí so với mức độ quan trọng của công trình. Dựa vào những đặc điểm trên, ta chọn hệ thống điều hoà không khí cấp III. 2.2.2. Chọn các thông số tính toán trong nhà. Trong điều kiện khí hậu của Việt Nam, mùa nóng khắc nhiệt còn mùa đông không lạnh lắm. Tính toán thực tế cho thấy ở các công trình bình thường về điều hoà cho cuộc sống của con người.. giá trị công suất lạnh Q0 cần cho mùa hè bao giờ cũng lớn hơn công suất sưởi ấm mùa đông Qsưởi ấm cho mùa đông cho nên thông thường ta chỉ tính cho mùa hè tức là xác định năng suất lạnh Q0, còn khi cần sưởi ấm cho mùa đông ta có thể chọn máy hai chiều(bơm nhiệt) hoặc chọn sưởi ấm bằng nước nóng(lấy từ lò hơi - cho hơi nước ngưng tụ dể đốt nóng nước) theo năng suất lạnh Q0 và máy này hoàn toàn đảm bảo cung cấp năng suất sưởi Qsưởi ấm cho mùa đông. Như vậy ở đây ta chỉ tính toán với các thông số của mùa hè. Thông số tính toán trong nhà của không khí được lựa chọn dựa vào điều kiện tiện nghi của con người. Theo TCVN 5687 - 1992 [1] các thông số vi khí hậu tối ưu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của con người được cho trong bảng sau: Bảng 2.1. Điều kiện tiện nghi của con người Trạng thái Lao động Mùa đông Mùa hè t (0C) j (%) w (m/s) t (0C) j (%) w (m/s) Nghỉ ngơi 20 á 24 60 á 75 0,1 á 0,3 24 á 27 60 á 75 0,3 á 0,5 Lao động nhẹ 20 á 24 0,3 á 0,5 24 á 27 0,5 á 0,7 Lao động vừa 20 á 22 0,3 á 0,5 23 á 26 0,7 á 1,0 Lao động nặng 18 á 20 0,3 á 0,5 22 á 25 0,7 á 1,5 +) Lựa chọn nhiệt độ và độ ẩm không khí trong nhà: Theo TCVN 5687-1992 ta có: tT = 24 Giới hạn về nhiệt độ và độ ẩm ở trên khi ta thiết kế hệ thống điều hoà không khí được xác định dựa trên các cơ sở sau: -Qua khảo sát thực tế của khí hậu Hà Nội trong những năm kế gần đây người ta xác định được giới hạn giá trị nhiệt độ trong nhà căn cứ theo giá trị nhiệt độ môi trường . - Mùa nóng ở nước ta có nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời khá cao, đồng thời trong các công trình ở Việt Nam thường ít có không gian đệm(là khoảng không gian có điều hoà không khí chút ít để giảm chênh lệch nhiệt độ đột ngột khi từ ngoài trời vào phòng hoặc ngược lại). Do vậy không nên chọn nhiệt độ tính toán trong nhà chênh lệch quá nhiều so với nhiệt độ ngoài trời. Điều kiện tiện nghi của con người được chọn như sau: - ) Vào mùa hè: +) Nhiệt độ trong nhà tT = 24 (0C) +) Độ ẩm trong nhà = 65 (%) Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm ta tìm được các thông số còn lại của không khí trong nhà: +) Entanpy: IT = 54,392 (kJ/ kg) +) Độ chứa ẩm: dT = 0,012 (kg/ kg) Bảng 2.2. Thông số tính toán trong nhà Không gian Mùa hè Thông số Nhiệt độ (0C) EntanpyI (kJ/kg) Độ chứa ẩm d (kg/kg) Trong nhà 24 54,392 0,012 2.2.3. Chọn các thông số tính toán ngoài trời. Thông số tính toán ngoài trời tN vàđược chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 – 85 và TCVN 5687 – 1992 Đối với hệ thống điều hoà không khí cấp III trạng thái không khí ngoài trời vào mùa hè được chọn như sau : Nhiệt độ ngoài trời được chọn là ttb max chính là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất. Độ ẩm ngoài trời được chọn là chính là độ ẩm lúc 13á15 h của tháng nóng nhất Theo TCVN 1992, với địa điểm công trình tại Hà Nội, các thông số của không khí ngoài trời như sau: tN = ttb mã = 32,8 (0C) = = 66 (%) Bảng 2.3. Thông số tính toán ngoài trời Không gian Mùa Thông số Nhiệt độ t (0C) Độ ẩm (%) Entanpy (kJ/kg) Độ chứa ẩm d (kg/kg) Ngoài trời Mùa hè 32,8 66 86,63 0,021 Chương 3 : Tính cân bằng nhiệt ẩm Hiện nay, người ta sử dụng rất nhiều phương pháp để tính cân bằng nhiệt ẩm trong không gian điều hoà, như phương pháp Carrie, phương pháp truyền thống. Trong thiết kế này em chọn phương án tính cân bằng nhiệt theo phương pháp truyền thống. Trong chương này, ta sẽ tính toán lượng nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT phát sinh từ các nguồn khác nhau trong các không gian điều hoà. 3.1. Tính nhiệt thừa QT. QT = Qtoả + Qtt QT: Nhiiệt thừa trong phòng,W Qtoả: Nhiệt toả ra trong phòng,W Qtt: Nhiệt thẩm thấu từ bên ngoài vào phòng,W 3.1.1. Tính nhiệt toả Qtoả. Qtoả = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 Trong đó: Q1: Nhiệt toả ra từ máy móc,W Q2: Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng,W Q3: Nhiệt toả ra từ người,W Q4: Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm,W Q5: Nhiệt toả ra từ bề mặt trao đỏi nhiệt,W Q6: Nhiệt toả ra từ bức xạ mặt trời,W Q7: Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che,W Q8: Nhiệt toả ra do rò lọt không khí qua cửa,W 3.1.1.1. Nhiệt toả ra từ máy móc Q1. Máy móc trong văn phòng và không gian trưng bày sản phẩm chủ yếu là máy văn phòng (máy tinh, máy in..). Như vậy trong mỗi tầng, mỗi phòng, ta sẽ giả thiết số lượng máy tuỳ theo diện tích, cách bố trí ở từng tầng để tính Q1. Nhiệt toả ra từ máy móc được xác định theo công thức (3.12) [1] Q1 =Nđc.Ktt.Kdt.() ,W Nđc: Công suất động cơ,W Ktt: Hệ số phụ tải Kdt: Hệ số đồng thời Kt: Hệ số thải nhiệt : Hiệu suất làm việc của động cơ Do toàn bộ công trình được sử dụng với mục đích làm văn phòng nên có một số máy móc được sử dụng là máy tính và ti vi. Máy tính có công suất là: Nđc = 400W Ti vi có công suất là: Nđc = 160W (đối với các sảnh trưng bầy sản phẩm) Nđc = 100 W (đối với các phòng làm việc nhỏ) Các hệ số phụ tải, hệ số đồng thời, hệ số thải nhiệt, hiệu suất của máy đều chọn là 1. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.1. Bảng 3.1. Nhiệt toả do máy móc Tầng Không gian Diện tích(m2) Số máy Công suất(W) Q1 (W) Ti vi Máy tính Ti vi Máy tính + TBị khác 1 KGTBSP 1400 5 2 800 1000 1800 2 PN1 30,843 1 100 80 180 PN2 20,345 1 100 80 180 KGTBSP 1248,812 5 2 800 1000 1800 SGL 28,63 1 160 80 240 3 PCB1 42,94 1 100 80 180 PHT2 121,26 2 1 320 500 820 PLV3 162,35 2 5 320 2100 2420 PHT4 126 2 1 320 500 820 PLV5 230,22 2 6 320 2500 2820 PHT6 126 2 1 320 500 820 PLV7 162,35 2 5 320 2100 2420 PN8 30,843 1 100 80 180 SGL9 28,63 1 160 80 240 4 PK1 34,08 1 1 100 480 580 PLV2 33,51 1 1 100 480 580 PN3 32.23 1 100 80 180 PN4 32.23 1 100 80 180 PLV5 33.51 1 1 100 480 580 PLV6 34.08 1 2 160 900 1060 PH7 60.3 1 160 80 240 PLV8 111.2 1 4 160 1700 1860 PLV9 26.95 1 1 100 480 580 PN10 21.21 1 100 80 180 5 PLV1 148,9 1 4 160 1700 1860 PHGB2 71.78 1 160 80 240 PLV3 50.1 1 1 100 480 580 PN4 50.1 1 100 80 180 PLV5 33.82 1 1 100 480 580 PLV6 33.82 1 1 100 480 580 PN7 49.74 1 100 80 180 PK8 49.74 1 100 80 180 PLV9 32.5 1 1 100 480 580 PN10 26.83 1 100 80 180 6 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 7 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 8 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 9 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 10 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 11 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 12 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 13 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 14 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 15 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 16 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 17 KGTBSP 890 8 4 960 1700 2660 3.1.1.2. Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng. Trong các phòng làm việc do yêu cầu làm việc, các phòng đều được thắp sáng nguồn sáng nhân tạo.. Công suất thắp sáng trên 1 đơn vị diện tích phòng NS, theo tiêu chuẩn chiếu sáng thường lấy NS = 12 (W/ m2) [1]. Nhiệt năng do đèn điện toả ra : Q2 = NS.nđ ( W) [2] Trong đó: nđ: Hệ số tác dụng không đồng thời của việc sử dụng đèn do không phải tất cả các loại đèn đều được chiếu sáng cùng một lúc. Theo bảng1-15 [2] ta chọn nđ = 0,8(với công sở); nđ = 0,5(với nhà ở) Vậy Q2 = 12.AT.nđ ( W), với AT: diện tích sàn được chiếu sáng(m2). Kết quả tính toán được cho trình bày trong bảng 3.2. Bảng 3.2. Nhiệt toả ra do dèn chiếu sáng Tầng Không gian Diện tích (m2) Hệ số tác dụng không đồng thời nđ Công suất chiếu sáng (W/ m2) Nhiệt toả Q2 (W) 1 KGTBSP 1400 0,8 12 13440 2 PN1 30,843 0,5 12 185,058 PN2 20,345 0,5 12 122,07 KGTBSP 1248,812 0,8 12 11988,6 SGL 28,63 0,8 12 274,85 3 PCB1 42,94 0,8 12 412,23 PHT2 121,26 0,8 12 1164,1 PLV3 162,35 0,8 12 1558,56 PHT4 126 0,8 12 1209,6 PLV5 230,22 0,8 12 2210,11 PHT6 126 0,8 12 1209,6 PLV7 162,35 0,8 12 1558,56 PN8 30,843 0,5 12 185,058 SGL9 28,63 0,8 12 274,85 4 PK1 34,08 0,8 12 327,168 PLV2 33,51 0,8 12 321,696 PN3 32.23 0,5 12 193,38 PN4 32,23 0,5 12 193,38 PLV5 33,51 0,8 12 321,696 PLV6 34,08 0,8 12 327,168 PH7 60,3 0,8 12 578,88 PLV8 111,2 0,8 12 1067,52 PLV9 26,95 0,8 12 258,72 PN10 21,21 0,5 12 127,44 5 PLV1 148,9 0,8 12 1429,44 PHGB2 71,78 0,8 12 689,09 PLV3 50,1 0,8 12 480,96 PN4 50,1 0,5 12 300,6 PLV5 33,82 0,8 12 324,672 PLV6 33,82 0,8 12 324,672 PN7 49,74 0,5 12 300,6 PK8 49,74 0,8 12 480,96 PLV9 32,5 0,8 12 312 PN10 26,83 0,5 12 160,98 6 KGTBSP 890 0,8 12 8544 7 KGTBSP 890 0,8 12 8544 8 KGTBSP 890 0,8 12 8544 9 KGTBSP 890 0,8 12 8544 10 KGTBSP 890 0,8 12 8544 11 KGTBSP 890 0,8 12 8544 12 KGTBSP 890 0,8 12 8544 13 KGTBSP 890 0,8 12 8544 14 KGTBSP 890 0,8 12 8544 15 KGTBSP 890 0,8 12 8544 16 KGTBSP 890 0,8 12 8544 17 KGTBSP 890 0,8 12 8544 3.1.1.3. Nhiệt toả ra do người. Như ta đã biết con người dù nghỉ ngơi hay vận động cũng đều luôn thải nhiệt vào không khí để giữ thân nhiệt luôn ổn định. Mức độ thải nhiệt của mỗi người tuỳ thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ của không khí. Nhiệt toả ra từ người vào không khí xung quanh gồm 2 thành phần: nhiệt hiện qh (do truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ) và nhiệt ẩm qâ do bay hơi nước. Như vậy nhiệt toàn phần toả ra từ mỗi người là: q = qh + qâ. Khi tính toán sự thay đổi trạng thái của không khí cả về nhiệt độ và độ ẩm thì tính Q3 theo nhiệt toả toàn phần của H2O. Nhiệt toả ra do người được xác định theo công thức (3.14) [1] Q3 = n.q (W) q: Nhiệt toả ra từ 1 người , (W) n: Số người trong phòng cần tính Nhiệt toả ra từ 1 người được xác định theo bảng (3.1) [1]. Giá trị của q được tính cả cho đàn ông, phụ nữ, trẻ em, nhưng ở đây ta chỉ tính 100% là đàn ông để bù vào sai số và có dự trữ. Với nhiệt độ trong phòng là 24 (0C) thì ở phòng họp, phòng giám đốc, phòng làm việc, khu trưng bày sản phẩm ta chọn q = 125 (W/người), ở phòng nghỉ chọn q = 84(W/ngườ)i. Số người làm việc trong mỗi phòng được xác định theo bảng (3.2) [1]. Do ta chưa biết được chính xác số lượng người trong không gian cần điều hoà nên ta lấy theo mật độ số m2 sàn cho mỗi người [1] là: 10 (m2/ người cần điều hoà) Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 3.3. Bảng 3.3. Nhiệt toả ra do người Tầng Không gian Diện tích (m2) Số người Nhiệt do 1 người toả ra (W) Q3 (W) 1 KGTBSP 1400 140 125 17500 2 PN1 30,843 2 84 186 PN2 20,345 2 84 186 KGTBSP 1248,812 125 125 15625 SGL 28,63 5 125 625 3 PCB1 42,94 5 125 625 PHT2 121,26 100 125 12500 PLV3 162,35 16 125 2000 PHT4 126 100 125 12500 PLV5 230,22 23 125 2875 PHT6 126 100 125 12500 PLV7 162,35 16 125 2000 PN8 30,843 2 84 186 SGL9 28,63 5 125 625 4 PK1 34,08 3 125 375 PLV2 33,51 3 125 375 PN3 32.23 1 84 84 PN4 32.23 1 84 84 PLV5 33.51 3 125 375 PLV6 34.08 3 125 375 PH7 60.3 6 125 750 PLV8 111.2 11 125 1375 PLV9 26.95 1 125 125 PN10 21.21 1 84 84 5 PLV1 148,9 15 125 1875 PHGB2 71.78 7 125 875 PLV3 50.1 5 125 625 PN4 50.1 1 84 84 PLV5 33.82 2 125 250 PLV6 33.82 2 125 250 PN7 49.74 1 84 84 PK8 49.74 5 125 625 PLV9 32.5 2 125 250 PN10 26.83 1 84 84 6 KGTBSP 890 89 125 11125 7 KGTBSP 890 89 125 11125 8 KGTBSP 890 89 125 11125 9 KGTBSP 890 89 125 11125 10 KGTBSP 890 89 125 11125 11 KGTBSP 890 89 125 11125 12 KGTBSP 890 89 125 11125 13 KGTBSP 890 89 125 11125 14 KGTBSP 890 89 125 11125 15 KGTBSP 890 89 125 11125 16 KGTBSP 890 89 125 11125 17 KGTBSP 890 89 125 11125 3.1.1.4. Nhiệt tỏa ra từ bán thành phẩm. Nhiệt tỏa ra từ bán thành phẩm được xác định theo công thức (3.15) [1] Q4 = G4.Cp.(t2 – t1) + w4.r (W) Trong đó: G4: Khối lượng bán thành phẩm đưa vào không gian điều hoà (kg/s) Cp: Nhiệt dung riêng khối lượng của bán thành phẩm (kj/kg.K) t1, t2: Nhiệt độ vào và ra của bán thành phẩm (0K) w4: Lượng toả ẩm của bán thành phẩm r: Nhiệt ẩn hoả hơi của nước Do công trình chủ yếu phục vụ mục đích là văn phòng, làm việc trên máy tính nên lượng bán thành phẩm đưa vào là không đáng kể. Vì vậy ta có thể coi lượng toả nhiệt do bán thành phẩm ở các phòng là bằng không. Q4 = 0 (W) 3.1.1.5. Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt. Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt được xác định theo công thức (3.17) [1] Q5 = Dtb.Ftb.(ttb – tT) (W) Dtb: Hệ số toả nhiệt do đối lưu và bức xạ từ thiết bị trao đổi nhiệt (W/m2.K) Ftb: Diện tích bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt (m2) (ttb – tT): Hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt và nhiệt độ trong phòng (0K) Do công trình được sử dụng làm văn phòng làm việc là chủ yếu vì vậy ít có các thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng, nếu có chỉ là các thiết bị đun nước, hoặc tủ lạnh ở các phòng nghỉ của công trình. Do các thiết bị này đều là các thiết bị nhỏ, sử dụng cũng không thừơng xuyên, để tính lượng nhiệt do nó toả ra là rất khó vì vậy ta sẽ tính bổ sung cho các phòng nghỉ này một lượng nhiệt sau. 3.1.1.6. Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua cửa kính. Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua cửa kính được xác định theo công thức (3.18) [1] Q6 = Isd.Fk. ﺡ1. ﺡ2. ﺡ3. ﺡ4 (W) Trong đó : Isd: Cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng phụ thuộc vào hướng địa lý (W/m2) Fk: Diện tích kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán (m2) ﺡ 1: hệ số trong suốt của kính ; ﺡ 2: hệ số bám bẩn ﺡ 3: hệ số khúc xạ ﺡ ; 4: hệ số tán xạ do che nắng Các giá trị của Isd được tra theo bảng (3.3) [1] cho khu vực Hà Nội như sau: Bảng 3.4. Giá trị của Isd Phương hướng Giá trị của Isd (W/m2) Mặt thẳng đứng Đông Bắc, Tây Bắc 450 Đông Nam, Tây Nam 328 Bắc 122 Nam 0 Đông, Tây 569 Mặt nằm ngang 928 Do toàn bộ công trình đều được bao che bởi kính vì vậy lượng nhiệt do bức xạ qua kính cũng chính là lượng nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che theo phương đứng cuả công trình. Kính được sử dụng cho công trình là loại kính an toàn chịu lực chiều dày là 12 mm từ tầng 1 đến tầng 4 và kính an toàn chịu lực chiều dày là 8 mm từ tầng 5 đến tầng 17, bên trong đều sơn trắng cửa. Các hệ số ﺡ1, ﺡ 2, ﺡ3, ﺡ4 được chọn như sau: (theo [1]) Kính 1 lớp ta có ﺡ1 = 0,9 Kính 1 lớp đặt đứng ta có ﺡ2 = 0,8 Kính 1 lớp khung kim loại ta có ﺡ3 = 0,77 Sơn trắng trên kính có ﺡ4 = 0,35 Phương pháp tính cho tầng 1: +) Hướng Tây: Với vách kính V1: Vách bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 02. Fk = 1,677.2,9 + 1,55.2.9 + 2,12.2,9 = 13,7 (m2) Isđ = 569 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9,;ﺡ2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV1 = 13,7.569.0,9.0,8.0,77.0,35 = 1513.22 (W). Vì có 2 vách V1 như nhau nên 2QV1 = 2.1513,22 = 3026,43(W). Với vách kính Đ1: Cửa bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 5,6.3,1 = 17,36 (m2) Isđ = 569 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9; ﺡ2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QĐ1 =17,36.569.0,9.0,8.0,77.0,35 =1916,69 (W). Vậy tổng nhiệt theo hướng Tây: QTây = QV1 + QĐ1 = 3026,43 + 1916,69 = 4943,12 (W). +)Hướng TâyNam: Với vách kính V2: Vách bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 8,8.2,5 = 22(m2) Isđ = 328 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9; ﺡ2 = 0,8; ﺡ 3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV2 = 22.328.0,9.0,8.0,77.0,35 = 1400,19 (W). Vậy QTâyNam = QV2 = 1400,19 (W). +)Hướng Nam: Với vách kính V3: Vách bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 2,65.2,5 = 6,625 (m2) Isđ = 0 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9; ﺡ2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV1 = 6,625.0.0,9.0,8.0,77.0,35 = 0 (W). Với vách kính Đ2: Tương tự ta có QĐ2 = 0 Vậy tổng nhiệt theo hướng Nam: QNam = 0(W). +)Hướng Đông Nam: Với vách kính V5: Vách bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 8.2,5 = 20 (m2) Isđ = 328 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9; ﺡ2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV2 = 20.328.0,9.0,8.0,77.0,35 = 1272,9 (W). Vậy QĐông Nam = QV5 = 1272,9 (W). +)Hướng Đông: Với cửa đi Đ2: Cửa bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 4,8.3,1 = 14,88 (m2) Isđ = 569 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9;ﺡ 2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV2 = 14,88.569.0,9.0,8.0,77.0,35 = 1642,89 (W). Vậy QĐông = QĐ2 = 1642,89 (W). +)Hướng Đông Bắc: Với cửa sổ S W: Cửa bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 02. Fk = 1,2.0,8 = 0,96 (m2) Isđ = 450 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9; ﺡ2 =0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QSW = 0,96.450.0,9.0,8.0,77.0,35 = 68,1 (W). Do có 2 cửa nên 2QSW = 2.68,1 = 136,2(W) Với vách kính V4: Cửa bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 5,87.2,5 = 14,675 (m2) Isđ = 450 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9;ﺡ 2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV4 = 14,675.450.0,9.0,8.0,77.0,35 = 1281,39 (W). Vậy QĐôngBắc = QSW + QV4 = 36,2+1281,39 = 1417,59 (W). +)Hướng Bắc: Với cửa đi Đ2: Cửa bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 4,81.3,1 = 14,911 (m2) Isđ = 122 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9; ﺡ2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QĐ2 = 14,911.122.0,9.0,8.0,77.0,35 = 352,98 (W). Với vách kính V3: Cửa bằng kính chịu lực, kính khung nhôm, số lượng 01. Fk = 2,65.2,5 = 6,625 (m2) Isđ = 122 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9;ﺡ 2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV4 = 6,625.122.0,9.0,8.0,77.0,35 = 156,83 (W). Vậy QBắc = QĐ2 + QV3 = 352,98 + 156,83 = 509,81 (W). +)Hướng Tây Bắc: Với vách kính V2: Vách bằng kính chịu lực, kính khung nhôm số lượng 01 Fk = 8,8.2,5 = 22 (m2) Isđ = 450 (W/m2) ﺡ 1 = 0,9;ﺡ 2 = 0,8; ﺡ3 = 0,77; ﺡ4 = 0,35. Vậy QV2 = 22.450.0,9.0,8.0,77.0,35 = 1920,996 (W). Vậy QTâyBắc = QV2 = 1920,996 (W) Vậy nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính : Q6 = QTây + QTâyNam + QNam + QĐông Nam + QĐông + QĐông Bắc + QBắc + QTây Bắc = 13107,5(W) Tính tương tự cho các phòng còn lại, kết quả được cho trong bảng sau: Bảng 3.5. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kính Tầng Hướng xây dựng ﺡ1. ﺡ2. ﺡ3. ﺡ4 Q6 (W) Bắc Đông Tây Isd W/m2 ĐN TN Isd W/m2 ĐB TB Isd W/m2 Fk m2 Isd W/m2 Fk m2 Fk m2 Fk M2 Fk m2 Fk m2 Fk m2 1 21,536 122 14,88 31,06 569 20 22 328 16,596 22 450 0,194 13107,5 2 10,56 450 0,194 922,08 1,036 450 0,194 90,46 46,42 122 26,6 26,8 569 16,94 3,72 328 6,38 14,88 450 0,194 11863,9 18,35 569 0,194 2025,78 3 3,84 569 0,194 424 16,94 328 0,194 1078,15 14,88 328 0,194 946,84 37,62 569 0.194 4153,58 14,88 450 0,194 769,47 46,42 122 0,194 1098,9 10,56 450 0,194 922,08 18,35 569 0,194 2025,78 4 8,03 450 0,194 701,16 8,03 450 0,194 701,16 9,02 450 0,194 787,6 9,02 450 0,194 787,6 8,03 450 0,194 701,16 8,03 328 0,194 511,07 18,04 328 0,194 1148,16 26,07 328 0,194 1659,23 9,02 450 0,194 787,6 9,02 450 0,194 787,6 5 54,025 3,3 328 0,194 4832,17 28,7 328 0,194 1826,6 14,17 569 20,77 328 0,194 2886,4 14,17 569 20,77 450 0,194 3378,09 14,35 450 0,194 1253 14,35 450 0,194 1253 15,35 122 21,95 450 0,194 2279,73 15,35 122 21,95 450 0,194 2279,73 14,35 450 0,194 1253 14,35 450 0,194 1253 6 30,73 122 4,56 28,35 569 18,9 83,35 328 64,52 83,35 450 0,194 26799 7 30,73 122 4,56 28,35 569 18,9 83,35 328 64,52 83,35 450 0,194 26799 8 30,73 122 4,56 28,35 569 18,9 83,35 328 64,52 83,35 450 0,194 26799 9 28,35 122 9,12 30,73 569 57,175 74,2 328 57,175 74,2 450 0,194 24903,8 10 28,35 122 9,12 30,73 569 57,175 74,2 328 57,175 74,2 450 0,194 24903,8 11 28,35 122 9,12 30,73 569 57,175 74,2 328 57,175 74,2 450 0,194 24903,8 12 28,35 122 9,12 30,73 569 57,175 74,2 328 57,175 74,2 450 0,194 24903,8 13 46,45 122 9,12 44,1 569 58,45 79,35 328 56,65 69,45 450 0,194 26252,3 14 46,45 122 9,12 44,1 569 58,45 79,35 328 56,65 69,45 450 0,194 26252.3 15 62,195 122 9,12 58,85 569 63,69 88,5 328 61,88 88,5 450 0,194 30522 16 62,195 122 9,12 58,85 569 63,69 88,5 328 61,88 88,5 450 0,194 30522 17 62,195 122 9,12 59,85 569 58,875 83,69 328 58,875 83,69 450 0,194 30609,3 3.1.1.7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che. Do kết cấu bao che của công trình theo phương thẳng đứng toàn bộ là kính vì vậy lượng nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che theo phương thẳng đứng chính là lượng nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua cửa kính đã tính ở phần 6. Do đó ta chỉ tính nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che theo phương nằm ngang mà thôi. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che được xác định theo công thức (3.19) [1] Q7 = Cs.Ks.sinh.cosq.F.es.k/aN.sin(h+as) (W) Trong đó: Cs = 1360 (W/m2): Là hằng số bức xạ mặt trời Ks: Là hệ số phụ thuộc vào mùa trong năm, mùa hè Ks = 0,97, mùa đông Ks = 1 h, q: Tương ứng là góc phương vị mặt trời, độ F: Diện tích bề mặt nhận bức xạ, m2 es: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt nhận bức xạ k: Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che tính với Dt bao che bình thường, W/m2.K aN: Hệ số toả nhiệt từ bề mặt bao che tới không khí ngoài trời, W/m2.K Khu vực Hà Nội góc cao mặt trời lúc 12 giờ trưa là khoảng 91027’, góc phương vị đối vơi mặt ngang là q = 00, đối với mặt đứng q = 900 ; hệ số as = 0,3 á 0,54, trị số aN = 20 W/m2.K, có thể sử dụng công thức gần đúng sau để tính Q7 : Q7 = 0,055.k.F. es.Is (W) (công thức (3.20) [1]) Trong đó: Is: Là cường độ bức xạ mặt trời theo phương ngang, tra bảng 3.3 [1] ta có Is = 928 (W/m2.K) k = aT = 10 (W/m2.K): hệ số toả nhiệt phía trong nhà ,: Là bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng kết cấu bao che. Do tầng 1 có diện tích 1400 (m2), tầng 2 có diện tích 1300 (m2) nên diện tích bề mặt nhận được bức xạ mặt trời theo phương ngang của tầng 1 là: F = 1400 - 1300 = 100 (m2) Do tầng 4 có diện tích 740 (m2), tầng 3 có diện tích 1600 (m2) nên diện tích bề mặt nhận được bức xạ mặt trời theo phương ngang của trần tầng 3 là: F = 1600 - 740 = 860 (m2) Do kết cấu trần của toà nhà là như nhau nên ta chỉ cần tính toán cho 1 tầng là được từ đó ta suy ra cho các tầng còn lại. +) Tính toán cho trần tầng 3: Trần gồm 3 lớp: 1 lớp bê tông dày 0,3 (m); 1 lớp không khí tĩnh dày1 (m); 1 lớp trần giả bằng thạch cao dày 0,1 (m). Hệ số dẫn nhiệt tương ứng với chiều dày tương ứng là: Với lớp bê tông dày 0,3m 1 = 11.12 = 0,87.1,55 (W/mK) Trong đó : 11 = 0,87 (W/mK): Là hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa (bảng 4.11 [1]) 12 = 1,55 (W/mK): Là hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông (bảng 4.11 [1]) Với lớp không khí tĩnh dày 1 (m) 2 = 0,573 (W/mK)( bảng 4.11 [1]) Với lớp thạch cao dày 0,1 (m) 3 = 31.32 = 0,23.0,87 (W/mK) Trong đó : 31 = 0,23 (W/mK): Là hệ số dẫn nhiệt của lớp thạch cao (bảng 4.11 [1]) 32 = 0,87 (W/mK): Là hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa (bảng 4.11 [1]) Nhận xét: Nếu ta muốn biết hệ số dẫn nhiệt của lớp không khí tĩnh thì ta phải biết được nhiệt độ của lớp không khí tĩnh này. Ta sẽ đi tính toán nhiệt độ của lớp không khí tĩnh này. Giẩ sử tw1 = 30,5 (0C) q = (tN-tw1)/ = (32,8-30,5)/() = 8,44 (W/m2) Và tw2 = tT+q() = 24+8,44() = 29,06 (0C) Có tf = = (30,5+29,06) = 29,78(0C) Tra bảng PL9 [3] ta có: g = 9,81 (m2/s) kk = 2,668.10-2 (W/mK) (Nội suy theo bảng) = 15,98.10-6 (m2/s) (Nội suy theo bảng) Pr = 0,701 và ta có chiều dài của lớp không khí tĩnh là l = 1 (m) Ta tính tiêu chuẩn đồng dạng: Gr = .= 182,7051398.106>106, nên theo công thức5.21 [4] ta có: =16,73 Vậy = (W/m2K). Vậy theo công thức truyền nhiệt ta có: k = (W/m2K) Kiểm tra lại ta có: q = = 0,34(32,8-24) = 2,999 (W/m2) Ta thấy q = 2,999<8,44 Trường hợp này không hợp lý. Ta chọn lại tw1 = 31,5 (0C) q = (tN-tw1)/ = (32,8-31,5)/( ) = 3,67 (W/m2) Và tw2 = tT+q() = 24+3,67() = 26,2 (0C) Có tf = = (31,5+26,2) = 28,85 (0C) Tra bảng PL9 [3] ta có: g = 9,81 (m2/s) kk = 2,6608.10-2 (W/mK) (Nội suy theo bảng) = 15,8919.10-6 (m2/s) (Nội suy theo bảng) Pr = 0,70123 và ta có chiều dài của lớp không khí tĩnh là l = 1 (m) Ta tính tiêu chuẩn đồng dạng: Gr=.= 682,0277567.106>106, nên theo công thức5.21 [4] ta có: = 21,7767 Vậy = (W/mK) .Vậy theo công thức truyền nhiệt ta có: k = = 0,429 (W/m2K) Kiểm tra lại ta có: q = = 0,429.(32,8-24) = 3,7752 (W/m2) So sánh Như vậy ta chấp nhận được tw1 = 31,5 (0C); k = 0,429(W/m2K) Từ đó ta tính được nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che Q7 cho các phòng của tầng 3: Nhận xét: Từ tính toán ở trên ta có tw1 = 31,5 (0C); k = 0,429 (W/m2K), Như vậy Q7 = 0,055.0,429.F. es.Is = 0,055.0,429.0,6.928.F = 13,138.F (W) theo công thức (3.20) [1] Phương pháp tính cho phòng 1của tầng3: F1 = 42,94 (m2) Q71 = 13,138.42,94 = 564,145 (W) Tính toán tương tự cho các phòng khác ta có bảng sau: Bảng 3.6. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời TT P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 F(m2) 42,94 83,52 107,52 86,4 175,4 86,4 107,68 30,84 0 Q7 564,145 1097,3 1412,6 1135,1 2304,4 1135,1 1414,7 405,2 0 Tương tự ta tính được cho 100 (m2) cho tầng 1: Q7 = 100.13,138 =1313,8 (W). Các tầng còn lại đều tiếp xúc với không gian điều hoà của tầng trên nên Q7 = 0. 3.1.1.8. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa. Khi có chênh lệch nhiệt độ không khí trong nhà và ngoài trời sẽ có dòng không khí lọt vào hoặc ra khỏi phòng do chênh lệch mật độ gây ra. Sự lọt không khí quá mức(do phòng không đủ độ kín cần thiết)sẽ làm trạng thái tính toán của không khí bị sai lệch. Không khí lọt sẽ mang theo nhiệt lượng Q8 dưới dạng : Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được xác định theo công thức (3.22) [1] Q8 = L8.(IN - IT) , W IN, IT : Entanpy của không khí ngoài nhà và trong nhà, kJ/kg Mùa hè : IN = 86,63 (kJ/kg) IT = 54,392 (kJ/kg) L8: Lưu lượng không khí rò lọt qua cửa hoặc khe cửa ( kg/s), được chọn theo kinh nghiệm như sau: L8 = 1,5 .V (m3/h) hoặc L8 = 1,21,5 .V/3600 (kg/s) Phương pháp tính cho tầng 1 Tính cho mùa hè Tầng 1 có diện tích là 1400 (m2), chiều cao 4,2 (m), khoảng cách giữa trần thật và trần giả của tầng là 1 (m) vậy chiều cao của không gian điều hoà là 3,2 (m), thể tích của các không gian này là: V = 3,2.1400 = 4480 (m3) Lượng không khí rò lọt là: L8 = 1,2.1,5 .4480/3600 = 2,24 (kg/s) Nhiệt toả do rò lọt không khí là: Q8 = L8.(IĐ - IT) = 2,24 (86,63 - 54,392).1000 = 72128 (W) Tính tương tự cho các phòng còn lại, kết quả được cho trong bảng sau: Bảng 3.7. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa Tầng Không gian Diên tích (m2) Chiều cao (m) IĐ-IT (kJ/kg) Q8 (W) 1 KGTBSP 1400 3,2 32,2 72128 2 PN1 30,843 3,2 32,2 1590 PN2 20,345 3,2 32,2 1048 KGTBSP 1248,812 3,2 32,2 64340 SGL 28,63 3,2 32,2 1475 3 PCB1 42,94 3,2 32,2 2210 PHT2 121,26 3,2 32,2 194 PLV3 162,35 3,2 32,2 8364 PHT4 126 3,2 32,2 6492 PLV5 230,22 3,2 32,2 11861 PHT6 126 3,2 32,2 6492 PLV7 162,35 3,2 32,2 8364 PN8 30,843 3,2 32,2 1578 SGL9 28,63 3,2 32,2 1475 4 PK1 34,08 3,2 32,2 1642.2 PLV2 33,51 3,2 32,2 1618 PN3 32.23 3,2 32,2 1546 PN4 32.23 3,2 32,2 1546 PLV5 33.51 3,2 32,2 1618 PLV6 34.08 3,2 32,2 1646 PH7 60.3 3,2 32,2 2912 PLV8 111.2 3,2 32,2 5370 PLV9 26.95 3,2 32,2 1300 PN10 21.21 3,2 32,2 1026 5 PLV1 148,9 3,2 32,2 7192 PHGB2 71.78 3,2 32,2 3478 PLV3 50.1 3,2 32,2 2420 PN4 50.1 3,2 32,2 2420 PLV5 33.82 3,2 32,2 1634 PLV6 33.82 3,2 32,2 1634 PN7 49.74 3,2 32,2 2402 PK8 49.74 3,2 32,2 2402 PLV9 32.5 3,2 32,2 1570 PN10 26.83 3,2 32,2 1080 6 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 7 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 8 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 9 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 10 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 11 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 12 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 13 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 14 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 15 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 16 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 17 KGTBSP 890 3,2 32,2 42987 3.1.2. Tính nhiệt thẩm thấu từ bên ngoài vào phòng. Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà được xác định theo công thức (3.23) [1] Qtt = S ki.Fi.Dti (W) Trong đó: ki: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che thứ i (W/m2.K) ki = aN = 20 (W/m2.K): Hệ số toả nhiệt từ bề mặt bao che tới không khí ngoài trời aT = 10 (W/m2.K): Hệ số toả nhiệt phía trong nhà ,: Là bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng kết cấu bao che Fi: Diện tích bề mặt bao che thứ i (m2) Dti: Hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà Khi mặt ngoài nhà tiếp xúc với không khí ngoài trời thì : Dti = tN - tT Mùa hè: Dti = 32,8 - 24 = 8,8 (K) Khi mặt ngoài nhà tiếp xúc trực tiếp với không gian có điều hoà thì : Dti = 0 3.1.2.1. Nhiệt thẩm thấu qua vách. +) Tính tổn thất qua vách kính. Kính được sử dụng cho công trình là loại kính an toàn chịu lực, chiều dày là 12 (mm)(với tầng 1, 2, 3, 4)và chiều dày 8 (mm)(với tầng 5 dến 17), theo bảng 4.11 [1] ta có hệ số dẫn nhiệt của kính = 0,76 (W/mK). Hệ số truyền nhiệt của kính là: Với kính dày 12 (mm) k = = 6,03 (W/m2.K) Với kính dày 8 (mm) k = = 6,23 (W/m2.K) Phương pháp tính cho tầng 1: Tính cho mùa hè -) Hướng Tây: Với vách kính V1 FK = (1,677.2,9 + 2,12.2,9 + 1,55.2,9) = 15,5063 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) QV1 = 15,5063.8,8.6,03 = 635,82 (W) Do có 2 vách V1 nên QTây = 2.635,82 = 1271,64 (W) -) Hướng Tây Nam: Với vách kính V2 FK = (8,8.2,5) = 22 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) QV2 = 22.8,8.6,03 = 1167,4 (W) Vậy QTâyNam = 1167,4 (W) -) Hướng Nam: Với vách kính V3 FK = (2,65.2,5) = 6,625 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) QV3 = 6,625.8,8.6,03 = 351,55 (W) Vậy QNam  = 351,55 (W) -) Hướng Đông Nam: Với vách kính V5 FK = (8.2,5) = 20 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) QV5 = 20.8,8.6,03 = 964,8 (W) Vậy QĐôngNam = 964,8 (W) -) Hướng Đông Bắc: Với vách kính V4 FK = (5,87.2,5) = 14,675 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) Vậy QĐôngBắc = 778,7 1(W) -) Hướng Bắc: Với vách kính V3 FK = (2,65.2,5) = 6,625 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) Vậy QBắc = 351,55(W) -)Hướng Tây Bắc: Với vách kính V2 FK = (8,8.2,5) = 22 (m2) 32,8 - 24 = 8,8 (0C) k = 6,03 (W/m2K) QV2 = 22.8,8.6,03 = 1167,4(W) Vậy QTâyBắc  = 1167,4(W) -) Hướng Đông: Do không co vách kính nên Q = 0 Vậy tổng nhiệt thẩm tháu qua vách kính bằng: Qvách kính = QTâyBắc + QBắc + QĐôngBắc + QĐôngNam + QTâyNam + QNam + QTây = 6053,05 (W) Tính toán tương tự cho các tầng khác ta có bảng sau(cho các tầng từ 1đến 4): Bảng 3.8. Nhiệt thẩm thấu qua vách kính Tầng FKính(m2) (0C) k(W/m2K) QVáchKính(W) 1 114,07 8,8 6,03 6053,05 2 184,79 8,8 6,03 9805,69 3 189,74 8,8 6,03 10068,36 4 231,2 8,8 6,03 12268,39 Tính toán hoàn toàn tương tự như tầng 1 nhưng chỉ khác k = 6,23 (W/m2K) đối với các tầng 5 đến 17. Ta cũng có bảng sau: Bảng 3.9. Nhiệt thẩm thấu qua vách kính Tầng FKính (m2) (0C) k (W/m2K) QVáchKính(W) 5 204,52 8,8 6,23 11212,6 6 204,61 8,8 6,23 11217,54 7 204,61 8,8 6,23 11217,54 8 204,61 8,8 6,23 11217,54 9 143,43 8,8 6,23 7863,4 10 143,43 8,8 6,23 7863,4 11 143,43 8,8 6,23 7863,4 12 143,43 8,8 6,23 7863,4 13 188,8 8,8 6,23 10350,59 14 188,8 8,8 6,23 10350,59 15 236,04 8,8 6,23 12940,66 16 236,04 8,8 6,23 12940,66 17 184,24 8,8 6,23 10100,78 +) Nhiệt thẩm tháu qua vách bê tông cốt thép. Vách bằng bê tông được xây dựng từ 3 lớp: lớp ngoài là lớp vữa xi măng dày 0,025 (m), lớp giữa là lớp bê tông cốt thép dày 0,3(m), lớp bên trong là lớp vữa xi măng dày 0,025 (m). Kết cấu vách bê tông cốt thép: Vậy: k = Với lớp vữa xi măng tra bảng 4.11 [1] ta có hệ số dẫn nhiệt tương ứng= 0,93(W/mK) Với lớp bê tông cốt thép tra bảng 4.11 [1] ta có hệ số dẫn nhiệt tương ứng =1,55 (W/mK) Thay ngược lại ta được k = 2,517 (W/m2K). Tính toán cho tầng 1 ta có: Fbê tông = 367,48 (m2), k = 2,517 (W/m2K), = 8,8 (0C) Q = 367,48.2,517.8,8 = 8139,47 (W) Kết quả tính toán cho tất cả các tầng được trình bày ở bảng dưới đây: Bảng 3.10. Nhiệt thẩm thấu qua vách bêtông cốt thép Tầng FBêtông (m2) (0C) k (W/m2K) QBêtông(W) 1 367,48 8,8 2,517 8139,47 2 294,96 8,8 2,517 6533,32 3 323,91 8,8 2,517 7174,51 4 233,12 8,8 2,517 5163,51 5 102,55 8,8 2,517 2271,55 6 129,25 8,8 2,517 2862,92 7 129,25 8,8 2,517 2862,92 8 129,25 8,8 2,517 2862,92 9 146,46 8,8 2,517 3244 10 146,46 8,8 2,517 3244 11 146,46 8,8 2,517 3244 12 146,46 8,8 2,517 3244 13 156,59 8,8 2,517 3468,5 14 156,59 8,8 2,517 3468,5 15 122,27 8,8 2,517 2708,2 16 122,27 8,8 2,517 2708,2 17 125,46 8,8 2,517 2778,86 Vậy tổng tổn thất nhiệt qua vách bằng tổng tổn thất nhiệt qua vách kính + tổng tổn thất nhiệt qua vách bê tôn cốt thép. 3.1.2.2. Nhiệt thẩm thấu qua trần. Nhiệt thẩm thấu qua trần cũng được tính như nhiệt thẩm thấu qua vách Q10 = S ktr.Ftr.Dti (W) Ftr : Diện tích trần (m2) Dti : Hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà (K) Khi trần nhà tiếp xúc với không khí ngoài trời thì : Dti = tN - tT Khi trần nhà tiếp xúc với phòng đệm thì: Dti = 0,7.(tN - tT) Khi trần nhà tiếp xúc trực tiếp với không gian có điều hoà thì : Dti = 0 ktr: hệ số truyền nhiệt của trần , ktr = 1,88 (W/m2.K) bảng 3.4[1] Dòng nhiệt này chỉ tính cho: 100 (m2) trần của tầng 1; 860 (m2) trần của tầng 3, của tầng 17, vì trong các tầng còn lại không gian giữa trần giả và trần thật được coi như không gian điều hoà trong phòng do lựơng nhiệt thừa của các không gian này đã được tính vào lượng nhiệt thừa của không gian cần điều hoà, do vậy trần của các tầng còn lại đều được coi như tiếp xúc vói không gian điều hoà nên có Dti = 0. Tính nhiệt thẩm thấu qua trần cho 100 (m2) trần của tầng 1: k = 1,88 (W/m2K); = 8,8(0C); F = 100 (m2) Q = 1,88.8,8.100 = 1645,4 (W) Tính nhiệt thẩm thấu qua trần cho 860m2 trần của tầng 3: k = 1,88 (W/m2K); = 8,8(0C); F = 860 (m2) Q =1,88.8,8.860 = 14227,84 (W) Tính nhiệt thẩm thấu qua trần cho trần của tầng 17: k = 1,88 (W/m2K); = 8,8(0C); F = 890 (m2)Q = 1,88.0,7.8,8.890 = 10306,9 (W) (do phía trên của tầng là không gian đệm) 3.1.2.3. Nhiệt thẩm thấu qua nền. Nền của tầng 1 tiếp xúc với tầng hầm vì vậy nó được coi như tiếp xúc với một không gian đệm nên có Dti = 0,7.(tN - tT ), nền phòng 5 của tầng 3 có diện tích 166,072 (m2) không tiếp xúc với không gian điều hoà, 1 phần nền các phòng tầng 5 cũng không tiếp xúc với không gian điều hoà. Nền của các tầng còn lại tiếp xúc với không gian điều hoà của tầng khác nên có Dti = 0. Trong phần này chỉ có nhiệt thẩm thấu qua nền ở tầng 1; phòng 5 của tầng 3; các phòng của tầng 5. Tính nhiệt thẩm thấu qua nền cũng được tính như nhiệt thẩm thấu qua trần. Q11 = Skn.Fn.Dti Fn : Diện tích nền (m2) kn : Hệ số truyền nhiệt của nền (W/m2.K) kn = aN = 20 (W/m2.K): Hệ số toả nhiệt từ bề mặt bao che tới không khí ngoài trời aT = 10 (W/m2.K): Hệ số toả nhiệt phía trong nhà ,: Là bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu làm nền Kết cấu của nền gồm 3 lớp, một lớp bê tông cốt thép có = 0,3 (m), = 1,55 (W/m.K), 2 lớp vữa xi măng có bề dày mỗi lớp = 0,025 m, = 0,93 (W/m.K), hệ số truyền nhiệt của nền là: kn = = 2,517 (W/m2.K) +Tính nhiệt thẩm thấu qua nền của tầng 1: Do không gian phía dưới sàn là không gian đệm nên có Dti = 0,7.(tN - tT ) Vậy Q = 0,7.(32,8 - 24).2,517.1400 = 18541,6(W) + Tính nhiệt thẩm thấu qua nền phòng 5 tầng 3: Do nền của phòng 5 này không tiếp xúc với không gian điều hoà phía trên mà chỉ tiếp xúc với không gian ngoài trời nê ta coi nhiệt thẩm thấu qua nền tương đương nhiệt thẩm thấu qua vách bê tông nàm ngang có chiều dày là 0,35(m) mà thôi. Ta có F = 166,072m2 ;k = 2,157(W/m2K); = 8,8(0C). Vậy Q = 166,072.2,517.8,8 = 3678,43(W) + Tính nhiệt thẩm thấu qua nền cho các phòng tầng 5: Tính toán hoàn toàn tương tự như trên ta có bảng sau. Bảng 3.11. Nhiệt thẩm thấu qua nền phòng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (0C) 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 8,8 k (W/m2K) 2,517 2,517 2,517 2,517 2,517 2,517 2,517 2,517 2,517 2,517 F (m2) 41,395 9,84 16,2 16,2 4,92 4,92 18,253 18,253 4,92 4,92 Q (W) 916,88 217,95 358,8 358,8 109 109 409,3 409,3 109 109 3.1.3. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách. Khi tính tổn thất nhiệt qua vách Q9 chưa tính đến ảnh hưởng của gió do công trình có độ cao lớn hơn 4 (m), vì ở trên cao aN tăng làm cho k tăng và Q9 tăng. Để bổ sung tổn thất do gió, cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất Q9 tăng thêm từ 1 đến 2% nhưng toàn bộ không quá 15%. Bổ xung khác cho vách Q9 là đối với vách hướng Đông và Tây, nếu khi tính Q7 mới chỉ tính cho mái mà không tính cho vách đứng thì cần tính bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời cho vách đứng hướng Đông và hướng Tây. Nhưng do đặc điểm của công trình này là toàn bộ vách đứng của công trình đều là kính và ta đã tính nhiệt bức xạ do mặt trời qua toàn bộ diện tích kính này nên trong phần này ta chỉ tính nhiệt bổ sung do gió. Lượng nhiệt tổn thất bổ sung được xác định theo công thức (3.25) [1] Qbs = 1 á 2%.(H - 4).Q9 (W) H: Chiều cao của không gian điều hoà (m2) Do công trình này đươc xây dựng trong khu vực mà xung quanh rất thoáng đãng không có các công trình khác che khuất, chịu tác động lớn của gió vì vậy lượng nhiệt bổ sung do gió được xác định như sau : Qbs = 1%.(H - 4).Q9 (W) Phương pháp tính toán cho tầng 1: Tầng 1 của công trình có chiều cao là 4,2 (m) vì vậy có lượng nhiệt bổ sung Qbs1 = 1%(H - 4).Q9 = 0,2.14,19 = 0,028 (kW) Hoàn toàn tương tự ta tính được QBx cho các tầng còn lại : Tầng 2: Phòng 1 2 3 QBx(kW) 0,0616 0,031 0,626 Tầng 3: Phòng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 QBx(kW) 0,1 0,114 0,153 0,123 0,249 0,123 0,153 0,1204 0,044 Tầng 4: Phòng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 QBx(kW) 0,102 0,102 0,107 0,107 0,138 0,132 0,455 0,672 0,128 0,019 Tầng 5: Phòng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 QBx(kW) 0,612 0,245 0,183 0,183 0,123 0,123 0,195 0,195 0,123 0,123 Các tầng từ tầng 6 đến 11 ta có bảng sau: Tầng 6 7 8 9 10 11 QBx(kW) 2,689 3,18 3,674 3,286 3,674 4,0626 Các tầng từ tầng 12 đến 17 ta cũng có bảng sau: Tầng i 12 13 14 15 16 17 QBx(kW) 4,451 6,025 6,509 7,918 8,466 7,418 Tổng nhiệt thừa của các tầng khi đã tính thêm nhiệt bổ xung do gió sẽ là: Q1 + Q2 + Q3 + Q4 +Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 + QBx Vậy ta có bảng sau: Bảng3.12. Tổng nhiệt thừa khi tính thêm nhiệt bổ xung Tầng Không gian Diện tích (m2) Chiều cao (m) (kW) 1 KGTBSP 1400 4,2 158,316 2 PN1 30,843 4,2 4,4646 PN2 20,345 4,2 2,3 KGTBSP 1248,812 4,2 125,221 SGL 28,63 4,2 3,759 3 PCB1 42,94 4,2 6,492 PHT2 121,26 4,2 29,702 PLV3 162,35 4,2 20,617 PHT4 126 4,2 28,963 PLV5 230,22 4,2 34,859 PHT6 126 4,2 28,963 PLV7 162,35 4,2 21,459 PN8 30,843 4,2 5,4262 SGL9 28,63 4,2 3,759 4 PK1 34,08 3,5 4,357 PLV2 33,51 3,5 4,357 PN3 32.23 3,5 3,933 PN4 32,23 3,5 3,933 PLV5 33,51 3,5 4,659 PLV6 34,08 3,5 4,385 PH7 60,3 3,5 10,063 PLV8 111,2 3,5 16,499 PLV9 26,95 3,5 3,949 PN10 21,21 3,5 3,323 5 PLV1 148,9 3,5 22,184 PHGB2 71,78 3,5 9,57 PLV3 50,1 3,5 9,083 PN4 50,1 3,5 8,318 PLV5 33,82 3,5 4,875 PLV6 33,82 3,5 4,875 PN7 49,74 3,5 7,399 PK8 49,74 3,5 8,205 PLV9 32,5 3,5 4,797 PN10 26,83 3,5 2,834 6 KGTBSP 890 3,5 111,513 7 KGTBSP 890 3,5 112,004 8 KGTBSP 890 3,5 112,498 9 KGTBSP 890 3,5 107,213 10 KGTBSP 890 3,5 107,619 11 KGTBSP 890 3,5 108,008 12 KGTBSP 890 3,5 108,396 13 KGTBSP 890 3,5 114,039 14 KGTBSP 890 3,5 114,523 15 KGTBSP 890 3,5 122,031 16 KGTBSP 890 3,5 122,579 17 KGTBSP 890 3,5 118,851 3.1.4. Tính dự phòng tổn thất nhiệt cho công trình Do trong thực tế lượng nhiệt thừa trong mỗi phòng luôn thay đổi rất khó xác định chính xác lượng nhiệt thừa này, có những thời điểm mà lượng nhiệt thừa trong mỗi phòng sẽ lớn hơn lượng nhiệt thừa mà ta tính toán, sẽ xảy ra hiện tượng quá nhiệt, nếu hệ thống không đủ năng suất lạnh sẽ dẫn đến hiện tượng cháy động cơ máy nén, quạt … mặt khác do có những phần nhiệt ta bỏ qua như Q4, Q5..Vì vậy cần phải tính dự phòng tổn thất nhiệt cho công trình. Ta sẽ tính dự phòng tổn thất nhiệt cho công trình bằng cách nhân tổng nhiệt thừa của toàn bộ công trình với hệ số an toàn là kat = 1,2 đến 1,5. Ta chọn hệ số an toàn kat =1,2. Vậy tổng nhiệt thừa của các phòng khi đã nhân hệ số an toàn được cho trong bảng dưới đây. Bảng 3.13. Tổng nhiệt thừa trong từng phòng đã tính tới hệ số an toàn Tầng Không gian Diện tích (m2) Chiều cao (m) (kW) 1 KGTBSP 1400 4,2 189,957 2 PN1 30,843 4,2 5,537 PN2 20,345 4,2 2,76 KGTBSP 1248,812 4,2 150,265 SGL 28,63 4,2 4,51 3 PCB1 42,94 4,2 7,79 PHT2 121,26 4,2 35,64 PLV3 162,35 4,2 24,74 PHT4 126 4,2 34,756 PLV5 230,22 4,2 41,83 PHT6 126 4,2 34,756 PLV7 162,35 4,2 25,75 PN8 30,843 4,2 6,51 SGL9 28,63 4,2 4,51 4 PK1 34,08 3,5 5,228 PLV2 33,51 3,5 5,228 PN3 32.23 3,5 4,719 PN4 32,23 3,5 4,719 PLV5 33,51 3,5 5,59 PLV6 34,08 3,5 5,26 PH7 60,3 3,5 12,076 PLV8 111,2 3,5 19,79 PLV9 26,95 3,5 4,74 PN10 21,21 3,5 3,988 5 PLV1 148,9 3,5 26,62 PHGB2 71,78 3,5 11,48 PLV3 50,1 3,5 10,89 PN4 50,1 3,5 9,98 PLV5 33,82 3,5 5,85 PLV6 33,82 3,5 5,85 PN7 49,74 3,5 8,88 PK8 49,74 3,5 9,846 PLV9 32,5 3,5 5,76 PN10 26,83 3,5 3,4 6 KGTBSP 890 3,5 133,279 7 KGTBSP 890 3,5 133,77 8 KGTBSP 890 3,5 134,264 9 KGTBSP 890 3,5 128,016 10 KGTBSP 890 3,5 128,404 11 KGTBSP 890 3,5 128,79 12 KGTBSP 890 3,5 129,181 13 KGTBSP 890 3,5 135,635 14 KGTBSP 890 3,5 136,119 15 KGTBSP 890 3,5 144,848 16 KGTBSP 890 3,5 145,396 17 KGTBSP 890 3,5 141,138 Tổng nhiệt thừa của toàn bộ công trình là : Mùa hè: = 2220 (kW) 3.2. Tính kiểm tra đọng sương trên vách. Khi nhiệt độ trên bề mặt vách phía nóng bằng hoặc nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương thì xuất hiện hiện tượng đọng sương trên vách. Hiện tượng đọng sương làm cho tổn thất nhiệt lớn lên, năng suất lạnh yêu cầu tăng, mất mĩ quan do ẩm ướt gây nấm mốc. Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính như sau: Mùa hè: kmax = aN . (W/m2.K) : Nhiệt độ đọng sương bên ngoài, xác định theo jN, tN mùa hè Theo phụ lục 2b [1] với tN = 32,8 (0C) , jN = 66 (%) ta có = 25,8 (0C) , với tT = 24 (0C), jT = 65 (%) Vậy trị số của hệ số truyền nhiệt cực đại là: Mùa hè: kmax = aN . = 20. = 15,9 (W/m2.K) Trong quá trình tính toán ta đã tính được kkính = 6,03 (W/m2.K) với vách kính chịu lực dày 12 (mm) kkính = 6,23 (W/m2.K) với vách kính chịu lực dày 8 (mm) kbê tông = 2,517 (W/m2.K) Ta nhận thấy các hệ số truyền nhiệt thực tế đều nhỏ hơn các giá trị kmax cả mùa hè. Vậy điều kiện đọng sương được đảm bảo. 3.3. Tính toán lượng ẩm thừa. Lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà được xác định theo công thức (3.29) [1] : WT = W1 + W2 + W3 + W4 (kg/s) W1: Lượng ẩm thừa do người toả ra W2: Lượng ẩm thừa do bay hơi từ bán thành phẩm W3: Lượng ẩm thừa do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W4: Lượng ẩm thừa do bay hơi nước nóng mang vào 3.3.1. Tính lượng ẩm thừa do người toả ra. Lượng ẩm thừa do người toả ra được xác định theo công thức (3.30) [1] như sau: W1 = n.qn (kg/s) n: Số người trong phòng điều hoà qn: Lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian (kg/s) Lượng toả ẩm ở mỗi người phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm môi trường, cường độ lao động, lứa tuổi … căn cứ vào bảng 3.5 [1] ta có: + Mùa hè tT = 24 (0C) ở các phòng làm việc, phòng giám đốc và phòng họp qn = 112 (g/h), ở các phòng nghỉ qn = 48 (g/h). Phương pháp tính cho tầng 1 + Trung tâm trưng bày sản phẩm có trung bình là 140 người vì vậy lượng ẩm toả ra là: W1 = n.qn = 140.112 = 15680 (g/h) Tính tương tự cho các phòng còn lại,kết quả được cho trong bảng sau: Bảng 3.14. Lượng ẩm thừa do người toả ra Tầng Không gian Số người n qn W1 (g/h) 1 KGTBSP 140 112 15680 2 PN1 2 48 96 PN2 2 48 96 KGTBSP 125 112 14000 SGL 5 112 560 3 PCB1 5 112 560 PHT2 100 112 11200 PLV3 16 112 1792 PHT4 100 112 11200 PLV5 23 112 2576 PHT6 100 112 11200 PLV7 16 112 1792 PN8 2 48 96 SGL9 5 112 560 4 PK1 3 112 336 PLV2 3 112 336 PN3 1 48 48 PN4 1 48 48 PLV5 3 112 336 PLV6 3 112 336 PH7 6 112 672 PLV8 11 112 1232 PLV9 1 112 48 PN10 1 48 48 5 PLV1 15 112 1680 PHGB2 7 112 784 PLV3 5 112 560 PN4 1 48 48 PLV5 2 112 224 PLV6 2 112 224 PN7 1 48 48 PK8 5 112 560 PLV9 2 112 224 PN10 1 48 48 6 KGTBSP 89 112 9968 7 KGTBSP 89 112 9968 8 KGTBSP 89 112 9968 9 KGTBSP 89 112 9968 10 KGTBSP 89 112 9968 11 KGTBSP 89 112 9968 12 KGTBSP 89 112 9968 13 KGTBSP 89 112 9968 14 KGTBSP 89 112 9968 15 KGTBSP 89 112 9968 16 KGTBSP 89 112 9968 17 KGTBSP 89 112 9968 3.3.2. Tính lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm. Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm được xác định theo công thức (3.31) [1] W2 = G2. (y1 - y2) (kg/s) G2: Khối lượng bán thành phẩm đưa vào phòng điều hoà trong một đơn vị thời gian, (kg/s) y1, y2: Thuỷ phần của bán thành phẩm khi vào và khi ra khỏi phòng điều hoà(kg H2O/kg bán thành phẩm) Do công trình chỉ dùng làm văn phòng làm việc và gian trưng bày sản phẩm vì vậy lượng bán thành phẩm đưa vào công trình là rất nhỏ và thuỷ phần của các loại bán thành phẩm cũng là tương đối nhỏ nên lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm của công trình được coi là bằng không. W2 = 0 Ta sẽ tính bổ xung W2 sau khi tính được W. 3.3.3. Tính lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm. Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm được xác định theo công thức (3.32) [1]. W3 = 0,006.Fs.(tT - tư) (kg/h) Fs: Diện tích sàn bị ướt (m2) tT: Nhiệt độ không khí trong phòng (0C) tư: Nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ứng với tT, jT (0C) Vì trong công trình này không có phòng nào có sàn ẩm vì vậy W3 = 0 3.3.4. Tính lượng ẩm do bay hơi nước nóng mang vào. Lượng ẩm do bay hơi nước nóng mang vào chủ yếu là từ các thiết bị đun nước nóng vì vậy nó chỉ có ở làm việc, phòng nghỉ... Lượng ẩm này rất khó xác định nó phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể của từng phòng vì vậy ở đây ta không tính mà sẽ tính bổ xung W4 sau khi tính được W. Khi có dò lọt không khí qua của vào nhà, dòng không khí nóng cũng mang theo lượng ẩm nhất định vì độ chứa hơi của không khí nóng cao hơn nhưng lượng ẩm này cũng coi như bỏ qua, ta sẽ bổ xung nó khi tính ra W cuối cùng. Vậy W = W1 + W2 + W3 + W4 = W1. Ta cũng có bảng sau: Bảng 3.15. Lượng ẩm thừa tổng Tầng Không gian Số người n qn W (g/h) 1 KGTBSP 140 112 15680 2 PN1 2 48 96 PN2 2 48 96 KGTBSP 125 112 14000 SGL 5 112 560 3 PCB1 5 112 560 PHT2 100 112 11200 PLV3 16 112 1792 PHT4 100 112 11200 PLV5 23 112 2576 PHT6 100 112 11200 PLV7 16 112 1792 PN8 2 48 96 SGL9 5 112 560 4 PK1 3 112 336 PLV2 3 112 336 PN3 1 48 48 PN4 1 48 48 PLV5 3 112 336 PLV6 3 112 336 PH7 6 112 672 PLV8 11 112 1232 PLV9 1 112 48 PN10 1 48 48 5 PLV1 15 112 1680 PHGB2 7 112 784 PLV3 5 112 560 PN4 1 48 48 PLV5 2 112 224 PLV6 2 112 224 PN7 1 48 48 PK8 5 112 560 PLV9 2 112 224 PN10 1 48 48 6 KGTBSP 89 112 9968 7 KGTBSP 89 112 9968 8 KGTBSP 89 112 9968 9 KGTBSP 89 112 9968 10 KGTBSP 89 112 9968 11 KGTBSP 89 112 9968 12 KGTBSP 89 112 9968 13 KGTBSP 89 112 9968 14 KGTBSP 89 112 9968 15 KGTBSP 89 112 9968 16 KGTBSP 89 112 9968 17 KGTBSP 89 112 9968 3.3.5. Tính bổ sung lượng ẩm thừa cho công trình. Do trong quá trình tính toán ẩm thừa cho công trình ta đã bỏ qua lượng ẩm thừa do bay hơi từ bán thành phẩm, do bay hơi từ sàn ẩm và không tính toán chính xác được lượng ẩm do bay hơi nước nóng mang vào, ngoài ra còn rất nhiều yếu tố làm cho lượng ẩm trong phòng luôn luôn thay đổi mà ta không thể tính toán chính xác được vì vậy ta cần tính bổ sung cho cho mỗi phòng một lượng ẩm thừa nhất định bằng cách nhân lượng ẩm thừa đã tính toán được ở mỗi phòng với hệ số an toàn là kat = 1,2 đến 1,5, ở đây ta chọn k = 1,5. Sau khi nhân với hệ số an toàn ta có bảng ẩm thừa sau: Bảng 3.16. Tổng lượng ẩm thừa của các phòng đã tính tới hệ số an toàn Tầng Không gian Số người n qn W (g/h) 1 KGTBSP 140 112 23520 2 PN1 2 48 144 PN2 2 48 144 KGTBSP 125 112 21000 SGL 5 112 840 3 PCB1 5 112 840 PHT2 100 112 16800 PLV3 16 112 2688 PHT4 100 112 16800 PLV5 23 112 3864 PHT6 100 112 16800 PLV7 16 112 2688 PN8 2 48 144 SGL9 5 112 840 4 PK1 3 112 504 PLV2 3 112 504 PN3 1 48 72 PN4 1 48 72 PLV5 3 112 504 PLV6 3 112 504 PH7 6 112 1008 PLV8 11 112 1848 PLV9 1 112 72 PN10 1 48 72 5 PLV1 15 112 2520 PHGB2 7 112 1176 PLV3 5 112 840 PN4 1 48 72 PLV5 2 112 336 PLV6 2 112 336 PN7 1 48 72 PK8 5 112 840 PLV9 2 112 336 PN10 1 48 72 6 KGTBSP 89 112 14952 7 KGTBSP 89 112 14952 8 KGTBSP 89 112 14952 9 KGTBSP 89 112 14952 10 KGTBSP 89 112 14952 11 KGTBSP 89 112 14952 12 KGTBSP 89 112 14952 13 KGTBSP 89 112 14952 14 KGTBSP 89 112 14952 15 KGTBSP 89 112 14952 16 KGTBSP 89 112 14952 17 KGTBSP 89 112 14952 Tổng lượng ẩm thừa của công trình là : Mùa hè: WT = 297456 (g/h) Chương 4 : thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí 4.1. Thành lập sơ đồ điều hoà không khí. Lập sơ đồ điều hoà không khí là quá trình lựa chọn sơ đồ điều hoà phù hợp với công trình mà ta đang tính toán. Căn cứ vào sơ đồ điều hoà không khí, đồ thị nhiệt ẩm I - d và các yếu tố nhiệt thừa, ẩm thừa, hệ số góc tia quá trình, nhiệt độ trong phòng và ngoài trời … để tính toán năng suất lạnh cần thiết của các thiết bị lạnh. Trong thực tế có một số sơ đồ điều hoà không khí được sử dụng phổ biến là : +) Sơ đồ thẳng: Là sơ đồ mà không khí ngoài trời sau khi qua xử lý nhiệt ẩm được cấp vào phòng điều hoà rồi được thải thẳng ra ngoài. Sơ đồ thẳng được sử dụng chủ yếu cho các không gian có nguồn phát sinh các chất độc hại, có nhiều bụi, có mùi hôi hám … +) Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp: Là sơ đồ mà không khí sau khi xử lý được thổi vào phòng sau đó một phần được thải ra ngoài và một phần được đưa trở lại thiết bị xử lý không khí. Sơ đồ này dùng cho cả điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ như điều hoà cho hội trường, rạp hát, phòng họp, phân xưởng sản xuất, nhà ăn, siêu thị … + Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp: Sơ đồ này được sử dụng trong các xí nghiệp công nghiệp lớn nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế, tiết kiệm năng lượng … + Sơ đồ phun ẩm bổ sung: Đây là sơ đồ có hệ thống phun ẩm bổ sung ngay trong không gian máy hoặc không gian điều hoà bằng các máy phun ẩm, loại này được sử dụng cho cả 3 sơ đồ thẳng, một cấp và hai cấp . Dựa vào đặc điểm của công trình “trung tâm thương mại VIglACERA“ đây là công trình được sử dụng với mục đích làm văn phòng làm việc, các trung tâm trưng bày sản phẩm, không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, không có các nguồn phát sinh chất độc hại vì vậy vấn đề tiết kiệm được đặt lên hàng đầu. Dựa vào các phân tích trên ta thấy việc sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp cho công trình là hợp lý nhất vì vậy ta lựa chọn sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp . Hình 4.1. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 1 - Cửa lấy gió trời. 6 - Gian điều hoà(gian máy). 2 - Buồng hoà trộn 8 - Miệng hút gió hồi. 3 - Thiết bị xử lí nhiệt ẩm. 9 - Đường ống gió hồi. 4 - Quạt gió. 10 - Thiết bị lọc bụi. 5 - Đường ống gió cấp. 11 - Đường tự thải. 7 - Miệng thổi gió. 12 - Cửa thải gió . Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau: Không khí ngoài trời (lưu lượng LN, trạng thái N(tN; jN)) qua cửa lấy gió trời (1) đi vào buồng hoà trộn (2). Tại đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời với không khí tuần hoàn (trạng thái T(tT; jT), lưu lượng LT). Không khí sau khi hoà trộn (có trạng thái H) được xử lí nhiệt ẩm trong thiết bị xử lí (3) đến trạng thái O rồi được quạt gió (4) vận chuyển theo đường ống (5) tới gian điều hoà (6) và được thổi vào phòng qua các miệng thổi gió (7). Trạng thái không khí thổi vào ký hiệu là V. Do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng nên không khí tự thay đổi trạng thái từ V đến T theo tia VT có hệ số góc eT = QT/WT. Sau đó không khí trong phòng có trạng thái T được hút qua các miệng hút (7) đi vào đường ống gió hồi (9), lọc bụi (10) và qua quạt gió (11), một phần được đưa vào buồng hoà trộn (2), một phần không khí trong phòng được thải ra ngoài qua cửa thải gió (12) . 4.2. Tính toán sơ đồ điều hoà không khí. 4.2.1. Tính toán sơ đồ điều hoà không khí một cấp mùa hè. Quá trình thay đổi trạng thái không khí trong hệ thống điều hoà có tuần hoàn một cấp mùa hè trên đồ thị I – d được trình bày trong hình dưới đây: Hình 4.2. Sơ đồ quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I – d . Ban đầu ta xác định được các điểm T và N dựa vào các thông số đã chọn từ trước. Sau đó xác định được điểm O bằng cách kẻ tia quá trình eT đi qua điểm T, điểm O chính là giao điểm của eT và đường j = 90%. Do trong hệ thống điều hoà đã chọn không khí sẽ được xử lý và thổi vào phòng nhờ chính các FCU đặt trực tiếp trong phòng điểm thổi vào V trùng với điểm cuối của quá trình sử lý nhiệt ẩm O trên đồ thị I – d. Lưu lượng không khí cần thiết để triệt tiêu hoàn toàn nhiệt thừa và ẩm thừa là: G = (kg/s) G = GN + GT = GH Với: GN: Lưu lượng gió tươi(kg/s), để đảm bảo oxi cần thiết cho người, đảm bảo điều kiện vệ sinh GT: Lưu lượng gió tái tuần hoàn (kg/s) GH: Lượng gió điểm hoà trộn (kg/s) Để tính toán GN lấy các giá trị cho trong bảng 1.4 . GN phải đạt ít nhất 10% lượng gió tuần hoàn. Nếu không đạt thì phải lấy GN = 10% G Xác định điểm hoà trộn H qua IH hoặc qua dH như công thức (3.41)và (3.42): IH = dH = Năng suất lạnh yêu cầu: Q0 = G(IH-I0) (kW) +) Tính năng suất lạnh tầng 1: Hệ số góc tia quá trình eT biểu diễn hướng tự thay đổi trạng thái không khí do nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, nó được xác định theo công thức : eT = QT / WT (kJ/kg) Trong đó : QT: Tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà (W) . WT: Tổng lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà ( kg/h) . Tổng lượng nhiệt thừa: QT = 189,957 (kW) Tổng lượng ẩm thừa : WT = 23520(g/h) = 6,533.10-3(kg/s) eT = QT / WT = 189,957/ 6,533.10-3 = 29,077.103 (kJ/kg) Theo đồ thị I-d [1] ta có thông số của các điểm T; N như sau: T(tT = 24 (0C); = 65 (%); dT = 0,012 (kg/kg); IT = 54,392 (kJ/kg)) N(tT = 24 (0C); = 66 (%); dT = 0,021 (kg/kg); IT = 86,63 (kJ/kg)) Từ điểm T kẻ đường thẳng song song với tia eT = 29,077.103 (kJ/kg), cắt ta được điểm OV. Vậy ta có giá trị điểm OV như sau: O V (tV = 17,8 (0C); = 90 (%); dV = 0,0115 (kg/kg); IV = 47 (kJ/kg)) +) Lưu lượng không khí tuần hoàn là: G = GH = = 26,4 (kg/s) +)Lưu lượng không khí tái tuần hoàn là: GT = G - GN Với GN: Lượng không khí tươi cần cấp cho phòng. Theo TCVN 5687-1992, lượng gió tươi phải đáp ứng đủ 2 điều kiện : Đạt tối thiểu 20 (m3/h.người) Bằng 10% GH tối thiểu Tương đương : - GN = 20.140 = 2800 (kg/h) = 0,778 (kg/s) - GN = 10%.26,4 = 2,64 (kg/s) Như vậy để thoả mãn cả 2 điều kiện thì GN = 2,64 (kg/s) GT = G - GN = 26,4 - 2,64 = 23,77 (kg/s) Từ phương trình entanpi của điểm hoà trộn: GT.IT + GN.IN = GH.IH IH = (kJ/kg) Năng suất lạnh yêu cầu là: Q0 = GH(IH - IV) = 256,5 (kW) Tính tương tự cho các tầng, các phòng còn lại, kết quả được cho trong bảng sau: Bảng 4.1 . Bảng nhiệt độ,độ ẩm, entanpi của điểm OV của tầng 2 Phòng Nhiệt độ (t0C) Độ ẩm d (kg/kg) Entanpi I(kJ/kg) 1 18,2 0,012 48,3 2 18,2 0,012 48,3 3 18 0,0128 48 4 18 0,0128 47,8 Bảng 4.2 . Bảng nhiệt độ,độ ẩm, entanpi của điểm OV của tầng 3 Phòng Nhiệt độ (t0C) Độ ẩm d (kg/kg) Entanpi I(kJ/kg) 1 18,2 0,012 48,3 2 16,2 0,012 42 3 18,2 0,0128 48,3 4 16,3 0,0095 42,2 5 18,3 0,012 48,3 6 16,3 0,0095 42,2 7 18,3 0,012 48,3 8 18,3 0,012 48,3 9 18 0,0128 47,8 Bảng 4.3 . Bảng nhiệt độ,độ ẩm, entanpi của điểm OV của tầng 3 ( Có giá trị giống nhau vì có T>30.000) Phòng Nhiệt độ (t0C) Độ ẩm d (kg/kg) Entanpi I(kJ/kg) 1 18,2 0,012 48,3 2 18,2 0,012 48,3 3 18,2 0,012 48,3 4 18,2 0,012 48,3 5 18,2 0,012 48,3 6 18,2 0,012 48,3 7 18,2 0,012 48,3 8 18,2 0,012 48,3 9 18,2 0,012 48,3 10 18,2 0,012 48,3 Bảng 4.4 . Bảng nhiệt độ,độ ẩm, entanpi của điểm OV của tầng 4 ( Có giá trị giống nhau vì có T>30.000) Phòng Nhiệt độ (t0C) Độ ẩm d (kg/kg) Entanpi I(kJ/kg) 1 18,2 0,012 48,3 2 18,2 0,012 48,3 3 18,2 0,012 48,3 4 18,2 0,012 48,3 5 18,2 0,012 48,3 6 18,2 0,012 48,3 7 18,2 0,012 48,3 8 18,2 0,012 48,3 9 18,2 0,012 48,3 10 18,2 0,012 48,3 Bảng 4.5 . Bảng nhiệt độ,độ ẩm, entanpi của điểm OV của các tầng còn lại Tầng Nhiệt độ (t0C) Độ ẩm d (kg/kg) Entanpi I(kJ/kg) 6 18,3 0,012 48 7 18,3 0,012 48 8 18,3 0,012 48 9 18 0,0118 48 10 18 0,0116 47,6 11 18 0,0117 47,8 12 18 0,0116 47,7 13 18,2 0,012 48,3 14 18,2 0,012 48,3 15 18,2 0,012 48,3 16 18,2 0,012 48,3 17 18,2 0,012 48,3 Bảng tính lưu lượng không khí tuần hoàn GH; lưu lượng không khí tái tuần hoàn GT; lưu lượng khí tươi GN; entanpi của điểm hoà trộn IH; năng suất lạnh yêu cầu Q0. Bảng 4.6. Bảng tính GH; GT; GN; IH; Q0 của tầng 2 Phòng GH (kg/s) GN (kg/s) GT (kg/s) IH (kJ/kg) Q0 (kW) 1 0,879 0,0879 0,791 57,63 8,207 2 0,453 0,0453 0,408 57,62 4,22 3 23,508 2,3508 21,157 57,616 224,064 4 0,684 0,0684 0,615 57,62 6,723 Bảng 4.7. Bảng tính GH; GT; GN; IH; Q0 của tầng 3 Phòng GH (kg/s) GN (kg/s) GT (kg/s) IH (kJ/kg) Q0 (kW) 1 1,279 0,1279 1,15 57,607 11,9 2 2,876 0,2876 2,588 57,59 44,8 3 4,06 0,406 3,655 57,63 37,88 4 2,85 0,285 2,566 57,62 43,974 5 6,866 0,6866 6,179 57,618 63,983 6 4,06 0,406 3,655 57,63 37,88 7 4,227 0,4227 3,804 57,61 39,361 8 1,068 0,1068 0,9618 57,647 9,982 9 0,684 0,0684 0,615 57,62 6,723 Bảng 4.8. Bảng tính GH; GT; GN; IH; Q0 của tầng 4 Phòng GH (kg/s) GN (kg/s) GT (kg/s) IH (kJ/kg) Q0 (kW) 1 0,858 0,0858 0,772 57,62 8,002 2 0,858 0,0858 0,772 57,62 8,002 3 0,775 0,0775 0,697 57,59 7,199 4 0,775 0,0775 0,697 57,59 7,199 5 0,917 0,0917 0,826 57,65 8,575 6 0,863 0,0863 0,777 57,64 8,063 7 1,982 0,1982 1,784 57,62 18,475 8 3,248 0,3248 2,924 57,62 30,286 9 0,778 0,0778 0,7 57,62 7,25 10 0,655 0,0655 0,589 57,58 6,08 Bảng 4.9. Bảng tính GH; GT; GN; IH; Q0 của tầng 5. Phòng GH (kg/s) GN (kg/s) GT (kg/s) IH (kJ/kg) Q0 (kW) 1 4,369 0,4369 3,933 57,62 40,719 2 1,884 0,1884 1,696 57,62 17,575 3 1,787 0,1787 1,608 57,63 16,68 4 1,638 0,1638 1,474 57,62 15,2 5 0,96 0,096 0,864 57,63 8,958 6 0,96 0,096 0,864 57,63 8,958 7 1,457 0,1457 1,312 57,64 13,6 8 1,616 0,1616 1,45 57,62 15,066 9 0,9455 0,09455 0,85 57,61 8,808 10 0,558 0,0558 0,502 57,59 5,187 Bảng 4.10. Bảng tính GH; GT; GN; IH; Q0 của các tầng còn lại Tầng GH (kg/s) GN (kg/s) GT (kg/s) IH (kJ/kg) Q0 (kW) 6 20,846 2,0846 18,766 57,62 200,698 7 21 2,1 18,9 57,61 201,93 8 20,027 2,0027 18,024 57,61 192,576 9 20,923 2,0923 18,845 57,65 201,992 10 18,905 1,8905 17,015 57,615 189,343 11 19,537 1,9537 17,58 57,616 191,788 12 19,304 1,9304 17,373 57,615 191,403 13 22,264 2,2264 20,038 57,616 207,431 14 22,343 2,2343 20,109 57,61 208,013 15 23,776 2,3776 21,399 57,716 221,514 16 23,866 2,3866 21,48 57,61 222,369 17 23,168 2,3168 20,85 57,61 215,694 Tổng năng suất lạnh của toàn bộ công trình là : Q0 = 3494,107 (kW) 4.2.2. Lựa chọn hệ thống điều hoà không khí: Lựa chọn hệ thống điều hoà không khí phải dựa trên các cơ sở sau: - Kinh tế: căn cứ vào mức vốn đầu tư mà chủ đầu tư cho phép, trên cơ sở đó để lựa chọn hệ thống điều hoà phù hợp cho công trình. - Kỹ thuật: Phải đảm bảo các thông số điều hoà như đã tính toán không được vượt quá giới hạn cho phép. - Kết cấu xây dựng: Nơi đặt máy phải có kết cấu xây dựng vững chắc, đảm bảo không ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng chung của công trình. - Tính chất sử dụng hệ thống điều hoà không khí: căn cứ vào đây ta có thể chọn 1 hoặc nhiều tổ máy chung cho cả công trình, để giảm được các chi phí vận hành có thể. Từ các cơ sở trên sau khi nghiên cứu và xem xét kỹ lưỡng từng điều kiện cụ thể của công trình,công trình ở đây là tổ hợp văn phòng thương mại loại bình thường nên để đảm bảo mỹ quan của công trình ta chọn hệ điều hoà giàn tiếp qua nước lạnh(hệ nước lạnh) với máy Water Chiller),vì toà nhà có mái nên máy điều hoà có thể đặt trên nóc nhà nên ta chọn phương án làm mát dàn ngưng bằng không khí. Thiết bị trao đổi nhiệt ở đây sử dụng là FCU cho các phòng. Tóm lại đây là hệ nước lạnh kín với bình giãn nở hở (có lỗ thông với khí quyển)để cho không khí lọt trong nước sẽ thoát ra và là nơicung cấp nước bổ xung cho hệ thống. Bình giãn nở hở được đặt trên nóc của toà nhà cao hơn vị trí đặt máy điều hoà và trên đường ống hồi. Trong thiết kế này ta chọn hệ hồi ngược để đảm bảo cân bằng áp suất tự nhiên trong toan bộ các dàn vì tổng chiều dài của đường ống qua các dàn là như nhau. +)Lựa chọn FCU cho các tầng và các phòng cần điều hoà: Việc lựa chọn các FCU phải dựa trên năng suất lạnh Q0, lưu lượng nước (l/ph), lưu lượng gió (l/s) để đảm bảo các FCU vận hành tốt. Trên cơ sở đó ta sẽ lựa chọn các FCU như sau: Phương pháp chọn FCU cho tầng 1: Tầng1: Như tính toán phần trên ta có tổng năng suất lạnh của tầng 1 là: Q0 = 256,5 (kW); lưu lượng gió G = 26,4 (kg/s) = 22000 (l/s). Như vậy để thoả mãn cả 2 điều kiện trên ta cần lựa chọn 17 FCU loại 40LM090. Mỗi máy có lưu lượng gió: 1300 (l/s), có công suất lạnh Q0=17,5 (kW); có lưu lượng nước:35 (l/ph); tổn thất áp suất: = 16 (kPa). Các tầng còn lại chọn tương tự như tầng 1 ta có bảng sau: Bảng 4.11. Thông số của FCU tầng 2 Phòng FCU Số lượng Lưulượng gió (l/s) Lưulượng nước (l/ph) Tổn thất áp suất(kPa) Công suất lạnh Q0(kW) 1 40LM060 1 750 22 5 11,1 2 40LM070 20 1050 26 35 13,2 3 40LM040 1 660 13 20 7 4 40LM040 1 660 13 20 7 Bảng 4.12. Thông số của FCU tầng 3 Phòng FCU Số lượng Lưulượng gió (l/s) Lưulượng nước (l/ph) Tổn thất áp suất(kPa) Công suất lạnh Q0(kW) 1 40LM070 1 1050 26 35 13,2 2 40LM050 4 640 50 35 11,2 3 40LM070 4 800 26 35 11,8 4 40LM060 4 600 44 30 11,8 5 40LM100 5 1300 35 16 17,5 6 40LM070 4 800 26 25 11,8 7 40LM070 4 800 26 25 11,8 8 40LM070 1 800 26 25 11,8 9 40LM040 1 660 13 20 7 Bảng 4.13. Thông số của FCU tầng 4 Phòng FCU Số lượng Lưulượng gió (l/s) Lưulượng nước (l/ph) Tổn thất áp suất(kPa) Công suất lạnh Q0(kW) 1 40LM060 1 750 22 7 11,1 2 40LM060 1 750 22 7 11,1 3 40LM040 1 660 26 45 8,4 4 40LM040 1 660 26 45 8,4 5 40LM070 1 800 26 45 11,8 6 40LM060 1 750 22 7 11,1 7 40LM070 2 1050 26 35 13,2 8 40LM070 3 1050 26 35 13,2 9 40LM090 1 1300 35 16 17,5 Bảng 4.14. Thông số của FCU tầng 5 Phòng FCU Số lượng Lưulượng gió (l/s) Lưulượng nước (l/ph) Tổn thất áp suất(kPa) Công suất lạnh Q0(kW) 1 40LM090 3 1300 35 16 17,5 2 40LM070 2 800 26 35 11,8 3 40LM100 1 1500 35 16 18,6 4 40LM100 1 1500 35 16 18,6 5 40LM070 1 800 26 45 11,8 6 40LM070 1 800 26 45 11,8 7 40LM090 1 1300 35 16 17,5 8 40LM100 1 1500 35 16 18,6 9 40LM090 1 1300 35 16 17,5 Bảng 4.15. Thông số của FCU tầng 6 đến tầng 12 Tầng FCU Số lượng Lưulượng gió(l/s) Lưulượng nước(l/ph) Tổn thất áp suất(kPa) Công suất lạnh Q0(kW) 6 40LM090 14 1300 35 16 17,5 7 40LM090 14 1300 35 16 17,5 8 40LM090 14 1300 35 16 17,5 9 40LM090 14 1300 35 16 17,5 10 40LM090 14 1300 35 16 17,5 11 40LM090 14 1300 35 16 17,5 12 40LM090 14 1300 35 16 17,5 Bảng 4.16. Thông số của FCU tầng 13 đến 17 Tầng FCU Số lượng Lưulượng gió (l/s) Lưulượng nước (l/ph) Tổn thất áp suất(kPa) Công suất lạnh Q0(kW) 13 40LM100 14 1500 35 16 17,5 14 40LM100 14 1500 35 16 17,5 15 40LM100 14 1500 35 16 17,5 16 40LM100 14 1500 35 16 17,5 17 40LM100 14 1500 35 16 17,5 Thông số của các FCU được tra trong catalog của hãng CARRIER) Diễn giải Đơn vị Model 30GH220 30GH245 Số lượng Chiếc 01 04 Công suất lạnh KW 727,1 816,5 Môi chất lạnh R22 Nước lạnh vào BBH 0C 12 Nước lạnh ra BBH 7 Tổn thất áp suất ở BBH kPa 50 Lưu lượng nước lạnh l/s 29 32,5 Kích thước máy Dài mm 8982 8982 Rộng 2328 2328 Cao 2471 2471 Đường kính ống Vào inch 6 Ra inch 6 Ngưng inch 0,5 V-Ph- Hz 400-3-50 Thông số của các chiller được tra trong catalog của hãng CARRIER Chương 5 : tính toán đường ống nước lạnh và chọn bơm Việc tính toán đường ống nước lạnh phải quan tâm đến 2 vấn đề kỹ thuật và kinh tế. Về mặt kỹ thuật: đảm bảo được công suất bơm, tốc độ nước đi trong ống nhỏ hơn giới hạn cho phép để không gây tiếng ồn … Về mặt kinh tế giảm được chi phí đầu tư ban đầu, chi phí vận hành và chi phí bảo dưỡng sửa chữa … Các thông số tính toán phải đảm bảo không vượt quá giới hạn cho phép, tốc độ nước đi trong ống Ê 4,5 (m/s), tổn thất áp suất ứng với 1 m chiều dài ống Ê 1000 (Pa/m). Các thông số của đường ống được xác định như sau: + Lưu lượng nước lạnh đi trong ống đước xác định theo công thức : (kg/s) Trong đó : - Q năng suất lạnh (kW) - Chọn độ giảm nhiệt độ nước qua FCU Dtn = 5 (0C) - Chọn tổn thất áp suất ứng với 1 m chiều dài ống Dpl= 900 (Pa/m) - Nhiệt dung riêng của nước Cn = 4,18 (kJ/kg.K) + Đường kính ống được xác định theo bảng 1.30.[2] + Tốc độ nước đi trong ống tra theo đồ thị hình 1.13 [2] Tính toán dường kính và vận tốc của đường ống nước của các tầng: 5.1. Tính đường ống nước lạnh tầng 17 đến tầng 6. Do các tầng từ 17 xuống tầng 6 đều chọn mỗi tầng 14 máy, mỗi máy có lưu lượng nước là: G = 35 (l/phút) (tuy nhiên lưu lương gió và năng suất lạnh lại khác nhau) Lưu lượng nước qua mỗi tầng là G = 14.35 = 490 (l/phút) = 8,18 (l/s): Sơ đồ đường ống: +) Xét nhánh C17 - 11 - 12 - 13 - 14 - 15 - 15’ - 16 - 16’ - 17 - 17’ - 18 - 18’ - 19. Lưu lượng qua đoạn 1 - 11: Lưu lượng qua đoạn 1 - 11 bằng tổng lưu lượng qua 7 FCU 40LM100 : G1-11 = 7.35 = 245 (l/phút) = 4,08 (l/s), chọn Dpl = 900 (Pa/m). Từ đồ thị 1.13 [2] và bảng 1.30 [2] ta chọn đường kính trong thực tế dt = 52,5 (mm), dy = 50,8 (mm) , tra lại đồ thị 1.13 [2] được tổn thất áp suất thực tế Dplt = 550 (Pa/m); tốc độ thực tế wt = 1,52 (m/s). Tính toán hoàn toàn tương tự như đoạn 1 - 11, các đoạn ống còn lại có giá trị được đưa ra trong bảng sau : Bảng 5.1. Thông số đường ống nước lạnh tầng 17 đến tầng 6 Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) 11 - 12 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 11 - 13 3,4972 52,5 50,8 450 1,4 13 - 14 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 13 - 15 2,9144 52,5 50,8 300 1,32 15 - 15’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 15 - 16 2,3316 40,98 38,1 600 1,24 16 - 16’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 16 - 17 1,7488 40,98 38,1 700 1,21 17 - 17’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 17 - 18 1,166 35,05 31,75 400 0,98 18 - 18’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 18 - 19 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 +) Xét nhánh 1 - 2 - 3 - 3’ - 4 - 5 - 5’ - 6 - 6’ - 7 - 7’ - 8 - 9 - 10. Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) 1 - 2 4,08 52,5 50,8 550 1,52 2 - 3 1,1656 35,05 31,75 400 0,98 3 - 3’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 3 - 4 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 2 - 5 2,9144 52,5 50,8 300 1,32 5 - 5’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 5 - 6 2,3312 40,98 38,1 600 1,24 6 - 6’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 6 - 7 1,7484 40,98 38,1 700 1,21 7 - 7’ 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 7 - 8 1,1656 35,05 31,75 400 0,98 8 - 9 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 9 - 10 0,5828 26,64 25,4 500 0,9 5.2. Tính đường ống nước lạnh tầng 5. Sơ đồ đường ống nước tầng 5. Bảng 5.2. Thông số đường ống nước lạnh tầng 5 Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) C5 - 1 6,25 52,5 50,8 800 1,94 1 - 1’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 1 - 2 5,667 52,5 50,8 600 1,71 2 - 3 1,017 35,05 31,75 300 0,94 3 - 3’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 3 - 3” 0,43 26,64 25,4 400 0,84 2 - 4 4,65 52,5 50,8 570 1,57 4 - 4’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 4 - 5 4,22 52,5 50,8 520 1,5 5 - 5’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 5 - 6 3,79 52,5 50,8 490 1,43 6 - 6’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 6 - 7 3,207 52,5 50,8 290 1,21 7 - 7’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 7 - 8 2,624 40,98 38,1 800 1,55 8 - 8’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 8 - 9 2,194 40,98 38,1 600 1,4 9 - 9’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 9 - 10 1,764 35,05 31,75 480 1,31 10 - 10’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 10 - 11 1,181 35,05 31,75 480 1,31 11 - 11’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 11 - 12 0,583 26,64 25,4 500 0,92 5.3. Tính đường ống nước lạnh tầng 4. Sơ đồ đường ống nước lạnh : Bảng 5.3. Thông số đường ống nước lạnh tầng 4 Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) C4 - 1 5,15 52,5 50,8 600 1,62 1 - 1’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 1 - 2 4,567 52,5 50,8 580 1,85 2 - 3 0,733 26,64 25,4 700 1,25 3 - 3’ 0,367 20,93 19,05 670 0,91 3 - 3” 0,367 20,93 19,05 670 0,91 2 - 4 3,835 52,5 50,8 500 1,44 4 - 4’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 4 - 5 3,404 52,5 50,8 450 1,4 5 - 5’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 5 - 6 2,974 52,5 50,8 300 1,22 6 - 6’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 6 - 7 2,544 40,98 38,1 800 1,56 7 - 7’ 0,367 20,93 19,05 670 0,91 7 - 8 2,177 40,98 38,1 600 1,4 8 - 8’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 8 - 9 1,747 35,05 31,75 480 1,31 9 - 9’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 9 - 10 1,317 35,05 31,75 500 1,2 10 - 10’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 10 - 11 0,86 35,05 31,75 300 0,89 11 - 11’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 11 - 12 0,43 26,64 25,4 400 0,84 5.4. Tính đường ống nước lạnh tầng 3. Sơ đồ đường ống nước lạnh : Bảng 5.4. Thông số đường ống nước lạnh tầng 3 Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) C3 - 1 6,82 62,71 63,5 600 1,8 1 - 2 1,3 35,05 31,75 500 1,2 2 - 2’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 2 - 3 0,87 35,05 31,75 300 0,88 3 - 3’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 3 - 4 0,43 26,64 25,4 400 0,84 1 - 5 5,52 52,5 50,8 600 1,7 5 - 6 0,87 35,05 31,75 300 0,88 6 - 6’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 6 - 7 0,43 26,64 25,4 400 0,84 5 - 8 4,65 52,5 50,8 600 1,68 8 - 9 1,733 35,05 31,75 600 1,38 9 - 9’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 9 - 9” 0,87 35,05 31,75 300 0,88 9 - 10 0,87 35,05 31,75 300 0,88 10 - 10’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 10 - 10” 0,43 26,64 25,4 400 0,84 8 - 11 2,917 52,5 50,8 300 1,28 11 - 12 1,17 35,05 31,75 450 1,08 12 - 12’ 0,583 26,64 25,4 500 0,9 12 - 13 0,583 26,64 25,4 500 0,9 11 - 14 1,75 40,98 38,1 500 1,25 14 - 15 0,583 26,64 25,4 500 0,9 14 - 16 1,17 35,05 31,75 450 1,08 16 - 16’ 0,583 26,64 25,4 500 0,9 16 - 17 0,583 26,64 25,4 500 0,9 C3 - 18 8,65 77,93 76,2 450 1,7 18 - 19 0,217 20,93 19,05 280 0,6 18 - 20 8,43 77,93 76,2 440 1,68 20 - 21 3,77 52,5 50,8 500 1,46 21 - 22 0,43 26,64 25,4 400 0,84 21 - 23 3,34 52,5 50,8 450 1,32 23 - 23’ 0,84 26,64 25,4 700 1,25 23 - 23” 0,84 26,64 25,4 700 1,25 23 - 24 1,67 35,05 31,75 500 1,3 24 - 24’ 0,84 26,64 25,4 700 1,25 24 - 24” 0,84 26,64 25,4 700 1,25 20 - 25 4,66 52,5 50,8 550 1,55 25 - 26 0,87 35,05 31,75 300 0,89 26 - 26’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 26 - 27 0,43 26,64 25,4 400 0,84 25 - 28 3,79 52,5 50,8 500 1,45 28 - 29 0,43 26,64 25,4 400 0,84 28 - 30 3,36 52,5 50,8 440 1,33 30 - 30’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 30 - 31 2,93 52,5 50,8 300 1,22 31 - 31’ 0,7325 26,64 25,4 600 1,09 31 - 31” 0,7325 26,64 25,4 600 1,09 31 - 32 1,465 35,05 31,75 450 1,2 32 - 32’ 0,7325 26,64 25,4 600 1,09 32 - 32” 0,7325 26,64 25,4 600 1,09 5.5. Tính đường ống nước lạnh tầng 2. Sơ đồ đường ống nước lạnh : Bảng 5.5. Thông số đường ống nước lạnh tầng 2 Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) C2 - 1 9,47 77,93 76,2 580 1,85 1 - 2 3,47 52,5 50,8 450 1,4 2 - 2’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 2 - 3 3,04 52,5 50,8 300 1,21 3 - 3’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 3 - 4 2,61 52,5 50,8 280 1,18 4 - 4’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 4 - 5 2,18 40,98 38,1 700 1,4 5 - 5’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 5 - 6 1,75 35,05 31,75 480 1,31 6 - 6’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 6 - 7 1,32 35,05 31,75 500 1,2 7 - 7’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 7 - 8 0,87 35,05 31,75 300 0,88 8 - 8’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 8 – 9 - 9’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 C2 - 1 9,47 77,93 76,2 580 1,85 1 - 10 6 52,5 50,8 800 1,82 10 - 10’ 0,367 20,93 19,05 300 0,72 10 - 11 5,633 52,5 50,8 600 1,71 11 - 11’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 11 - 12 5,23 52,5 50,8 610 1,65 12 - 13 2,166 40,98 38,1 700 1,4 13 - 13’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 13 - a 1,736 35,05 31,75 480 1,31 a - b 0,217 20,93 19,05 260 0,62 a - 14 1,519 35,05 31,75 450 1,2 14 - 14’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 14 - 15 1,089 35,05 31,75 400 1,1 15 - 15’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 15 - 16 0,659 26,64 25,4 510 0,95 16 - 16’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 16 - 17 0,217 20,93 19,05 260 0,62 12 - 18 3,034 52,5 50,8 300 1,45 18 - 19 1,29 35,05 31,75 460 1,15 19 - 19’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 19 - 20 0,87 35,05 31,75 300 0,89 20 - 20’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 20 - 21 0,43 26,64 25,4 400 0,84 18 - 22 1,744 35,05 31,75 480 1,31 22 - 23 0,43 26,64 25,4 400 0,84 22 - 24 1,314 35,05 31,75 460 1,15 24 - 24’ 0,43 26,64 25,4 400 0,84 24 - 25 0,43 26,64 25,4 400 0,84 5.6. Tính đường ống nước lạnh tầng 1. Sơ đồ đường ống nước lạnh : Bảng 5.6. Thông số đường ống nước lạnh tầng 1 Đoạn ống Lưu lượng nước (l/s) Đường kính trong dt (mm) Đường kính danh nghĩa dy (mm) Tổn thất áp suấtDplt (Pa/m) Tốc độ nước wt (m/s) C1 - 2 9,917 77,93 76,2 510 1,85 2 - 3 1,75 35,05 31,75 700 1,5 3 - 3’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 3 - 4 1,167 35,05 31,75 400 0,95 4 - 4’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 4 - 5 0,583 26,64 25,4 500 0,92 2 - 6 8,167 77,93 76,2 410 1,5 6 - 6’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 6 - a 7,584 77,93 76,2 300 1,4 a - b 0,583 26,64 25,4 500 0,92 a - 7 7,001 62,71 63,5 600 1,7 7 - 8 1,75 35,05 31,75 700 1,5 8 - 8’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 8 - 9 1,167 35,05 31,75 400 0,95 9 - 9’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 9 - 10 0,583 26,64 25,4 500 0,92 7 - 11 5,251 52,5 50,8 600 1,65 11 - 12 1,167 35,05 31,75 400 0,95 12 - 12’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 12 - 13 0,583 26,64 25,4 500 0,92 11 - 14 4,085 52,5 50,8 515 1,5 14 - 15 2,33 40,98 38,1 600 1,43 15 - 15’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 15 - 15” 0,583 26,64 25,4 500 0,92 15 - 16 1,166 35,05 31,75 400 0,95 16 - 16’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 16 - 16” 0,583 26,64 25,4 500 0,92 14 - 17 1,75 35,05 31,75 700 1,5 17 - 17’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 17 - 18 1,166 35,05 31,75 400 0,95 18 - 18’ 0,583 26,64 25,4 500 0,92 18 - 19 0,583 26,64 25,4 500 0,92 5.7. Xét đường ống chính bắt đầu xuất phát từ Chiller đi qua tầng 17, tầng 16, tầng 15.. xuống đến tầng 1: A - B - C17 - C16 - C15 - C14 - C13 - C12 - C11 - C10 - C9 - C8 - C7 - C6 - C5 - C4 - C3 - C2 - C1. Lưu lượng qua đoạn C