Đề tài Tính kiểm tra hệ thống điều hoà không khí Trung tâm Học liệu Đà Nẵng

Lời Nói Đầu Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và yêu cầu của sinh viên để kết thúc khoá học trước khi tốt nghiệp ra trường, đồng thời nó cũng giúp cho sinh viên tổng kết được những kiến thức đã học trong suốt quá trình học tập, cũng như phần nào xác định được công việc mà mình sẽ làm trong tương lai khi tốt nghiệp ra trường. Với đề tài “Tính kiểm tra hệ thống điều hoà không khí Trung tâm Học liệu Đà Nẵng” sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo chịu trách nhiệm hướng dẫn về đề tài này đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc tương lai sau này. Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy: GS- TSKH: PHAN QUANG XƯNG cùng các thầy cô khác trong khoa đến nay đồ án của em đã đượchoàn thành. Trong cuốn thuyết minh này em đã cố gắng trình bày một cách trọn vẹn và mạch lạc từ đầu đến cuối tuy nhiên vẫn còn vài sai sót , lại một phần do kiến thức còn hạn chế và tài liệu không đầy đủ nên không tránh khỏi.Vì vậy em mong muốn có được sự chỉ bảo quí báu của thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn. Đà Nẵng, tháng 5 năm 2006 Sinh viên thực hiện Đào Minh Sơn CHƯƠNG1 VAI TRÒ CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Môi trường không khí có ảnh hưởng rất lớn đến con người và các hoạt động của chúng ta. Môi trường không khí tác động lên con người của và các quá trình sản xuất thông qua nhiều nhân tố, trong đó các nhân tố sau đây ảnh hưởng nhiều nhất: *Nhiệt độ không khí t,oC *Độ ẩm tương đối,% *Tốc độ lưa chuyên của không khí , m/s *Nồng độ bụi trong không khí Nbụi *Nồng độ bụi của các chất độc hại *Nồng độ ôxi và khí CO2 trong không khí *Độ ồn Lp, dB Ảnh hưởng của môi trường đến con người 1.1.1Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Cơ thể con người có nhiệt độ là tct=37oC. Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn tỏa ra nhiệt lượng qtỏa. Lượng nhiệt do cơ thể tỏa ra phụ thuộc vào cường độ vận động. Để duy trì thân nhiệt, cơ thể luôn trao đổi nhiệt với môi trường theo hai hình thức sau *Truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường xung quanh theo ba cách: dẫn nhiệt, đối lưa và bức xạ. Nói chung nhiệt lượng trao đổi theo hình thức truyền nhiệt phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường xung quanh. Lượng nhiệt trao đổi này gọi là nhiệt hiện, kỹ hiệu qh *Tỏa ẩm: Tỏa ẩm có thể xãy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độ môi trường càng cao thì cường độ tỏa ẩm càng lớn. Nhiệt năng của cơ thể được thải ra ngoàicùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ẩm, nên lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩm, ký hiệy qw Tổng nhiệt lượng truyền nhiệt và tỏa ẩm phải đảm bảo luôn bằng lượng nhiệt do cơ thể sản sinh ra qtỏa =qh+ qw Nhiệt độ thích hợp nhất đối với con người nằm trong khoảng 220C¸270C 1.1.2 Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng quyết định tới khả năng thoát mồ hôi vào trong môi trường không khí xung quanh. Quá trình này chỉ có thể xãy ra khi j<100%. Độ ẩm thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao, cơ thể cảm thấy dễ chịu Độ ẩm thích hợp nhất đối với cơ thể con người nằm trong khoảng tương đối rộng j=50¸70% 1.1.3 Tốc độ không khí Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và trao đổi chất giữa cơ thể với môi trường xung quanh. Khi tốc độ lớn cường độ trao đổi nhiệt tăng lên Trong kỹ thuật ĐHKK người ta chỉ quan tâm tới tốc độ gió trong vùng làm việc(từ sàn lên 2 m) 1.1.4 Nồng độ các chất độc hại Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người: Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau: *Bụi: Bụi ảnh hưởng đến hệ hô hấp. *KhíCO2,SO2: Khi nồng độ lớn gây nên cảm giác mệt mỏi. Khi nồng độ quá lớn có thể dẫn đến ngạt thở *Các chất độc hại khác:Trong không khí có thể có lẫn các chất độc hại như NH3, CL2………Là những chất rất có hại đến sức khỏe của con người 1.1.5 Độ ồn Độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí. Do đặc điểm của công trình (Thư Viện) nên theo [TL1 tr29] ta chọn dộ ồn cho phép 50dB 1.2 Phân loại Có nhiều cách phân loại hệ thống ĐHKK vì chúng rất đa dạng và phong phú nhằm đáp ứng nhiều ứng dụng của các ngành kinh tế. Tuy nhiên, có thể phân loại theo một số đặc điểm sau: 1.2.1. Theo mức độ quang trọng: được chia làm 3 loại như sau *Hệ thống điều hòa không khí cấp I: là hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán với mọi phạm vi thông số bên ngoài trời. *Hệ thống điều hòa không khí cấp II: hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 200 giờ trong một năm. *Hệ thống điều hòa không khí cấp III: hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 400 giờ trong một năm. 1.2.2. Theo chức năng: cũng được chia làm 3 loại như sau *Hệ thống điều hòa cục bộ: là hệ thống điều hòa nhỏ chỉ sử dụng cho một không gian hẹp (phòng nhỏ), như: máy hai mảnh, cửa sổ,… *Hệ thống điều hòa phân tán: là hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý nhiệt ẩm phân tán nhiều nơi, như: máy điều hòa VRV,… *Hệ thống điều hòa trung tâm: là hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý không khí được thực hiện ở một trung tâm, sau đó không khí được dẫn theo hệ thống kênh gió vào phòng (máy điều hòa sạng tủ). 1.2.3. Theo đặc điểm của chất tải lạnh: có các loại như sau *Hệ thống điều hòa không khí dùng trực tiếp tác nhân lạnh làm chất tải lạnh. *Hệ thống điều hòa không khí dùng không khí làm chất tải lạnh *Hệ thống điều hòa không khí dùng nước làm chất tải lạnh *Hệ thống điều hòa không khí dùng không khí và nước làm chất tải lạnh 1.2.4. Một số cách khác *Theo tốc độ chuyển động của không khí : nếu tốc độ chuyển động của không khí trong các kênh dẫn lớn hơn 12,7 m/s gọi là hệ thống tốc độ cao, nếu nhỏ hơn 12,7 m/s gọi là hệ thống tốc độ nhỏ. *Theo số ống dẫn không khí: tùy theo số ống dẫn vào phòng mà có loại 1 ống, 2 ống và loại không có ống dẫn. *Theo dạng máy lạnh và dạng năng lượng sử dụng:có các loại máy như sau may nén hơi, Ẹjectơ, hấp thụ,… 1.3.Đặc điểm và phạm vi sử dụng các loại hệ thống ĐHKK 1.3.1. Hệ thống kiểu cục bộ Đây là hệ thống chỉ điều hòa không khí trong một phạm vi hẹp, thường chỉ một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ. *Máy điều hòa cửa sổ: được lắp đặt trên tường, nó là một tổ máy lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh thành một khối tại nhà máy sản xuất. Trong khối này có đầy đủ dàn nóng, dàn lạnh, máy nén, hệ thống đường ống gas, hệ thống điện. Máy loại này có công suất nhỏ từ 7000 ÷ 24000 Btu/h. Máy này có ưu điểm là: nhỏ gọn, dễ lắp đặt, giá thành tính cho một đơn vị năng suất lạnh thấp, chi phí đầu tư và vận hành thấp. Nhược điểm: công suất thấp, không thích hợp cho các công trình lớn, không sử dụng được cho các phòng nằm sâu trong công trình. *Máy điều hòa kiểu rời: gồm hai cụm dàn nóng và dàn lạnh tách rời nhau. Dàn lạnh có nhiều kiểu khác nhau: đặt sàn, treo tường, áp trần, giấu trần, cassette. Ưu điểm: giá thành rẻ, dễ lắp đặt, thích hợp cho các phòng có không gian nhỏ hẹp. Nhược điểm: công suất hạn chế (từ 9 ÷ 60 KBtu/h), độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế, không thích hợp cho các công trình lớn. *Máy điều hòa ghép: thực chất là máy điều hòa kiểu rời nhưng ở đây một dàn nóng được sử dụng với từ 2 đến 4 dàn lạnh. Máy điều hòa kiểu hai mảnh thổi tự do: đây là loại máy có công suất trung bình từ 36 ÷ 100 KBtu/h. Ưu điểm: gió lạnh tuần hoàn được thổi trực tiếp vào không gian điều hòa nên tổn thất nhiệt thấp, chi phí không cao, độ ồn thấp. Loại này thích hợp cho các nhà hàng và sảnh của các cơ quan. 1.3.2. Hệ thống kiểu phân tán *Máy điều hòa phân tán là máy điều hòa mà khâu xử lý không khí phân tán nhiều nơi. Máy điều hòa không khí VRV: về cấu tạo cũng giống như máy hai mãnh nhưng ở đây một dàn nóng được lắp với nhiều dàn lạnh khác nhau (từ 4 ÷ 16 dàn) và chênh lệch độ cao giữa các dàn cũng như độ dài đường ống lớn hơn. Ưu điểm: tổng công suất của các dàn lạnh thay đổi trong phạm vi từ 50 ÷ 130% công suất của dàn nóng, chiều dài cho phép lớn (100m), độ cao chênh lệch giữa các OU và IU là 50m còn giữa các IU là 15m, thích hợp cho các tòa nhà cao tầng. Nhược điểm: giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả làm việc chưa cao, số lượng dàn lạnh bị hạn chế nên chỉ thích hợp cho các hệ thống có công suất vừa, giá thành đắt nhất trong tất cả các hệ thống ĐHKK. *Máy ĐHKK làm lạnh bằng nước ( water chiller ): là hệ thống ĐHKK trong đó cụm máy lạnh không trực tiếp làm lạnh không khí mà làm lạnh nước, sau đó nước theo hệ thống kênh dẫn đi đến các FCU và AHU đặt ở trong phòng để xử lý không khí. Ưu điểm: công suất dao động lớn; hệ thống hoạt động ổn định, bền và tuổi thọ cao; hệ thống có nhiều cấp giảm tải; thích hợp cho các tòa nhà lớn và cao tầng. Nhược điểm: phải có phòng máy riêng; phải có người chuyên trách phục vụ; vận hành, bảo dưỡng tương đối phức tạp; tiêu thụ điện năng tính cho một đơn vị năng suất lạnh cao. 1.3.3. Hệ thống kiểu tập trung Đây là hệ thống ĐHKK mà nhiệt ẩm được xử lý ở một trung tâm rồi được các kênh gió dẫn đến các phòng. Loại này lắp đặt và vận hành dễ dàng, khử ẩm và khử bụi tốt thích hợp cho các công trình có đông người, giá thành nói chung không cao. Nhược điểm: hệ thống kênh gió quá lớn, không thích hợp cho các công trình có nhiều phòng, hệ thống thường xuyên hoạt động 100% tải nên trong nhiều trường hợp một số phòng đóng cửa vẫn được làm lạnh. CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH, CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 2.1.GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Trung tâm Thông tin Học liệu- Đại học Đà Nẵng là một trong những Trung tâm Thông tin hiện đại tại Việt Nam, trực thuộc Đại học Đà Nẵng. Được xây dựng tại trường Đại học Bách Khoa. Toàn bộ công trình là một tòa nhà 4 tầng cao 23m, diện tích mặt bằng xây dựng 45m´35m, hướng tòa nhà quay về hướng nam Trung tâm có nhiệm vụ tổ chức các dịch vụ thông tin tư liệu phục vụ công tác giảng dạy,học tập và nghiên cứa khoa học cho cán bộ, giảng viên và sinh viên ĐHĐN, liên kết nối mạng các thư viện của các trường thành viên trong và ngoài nước Với dáng vẻ hiện đại bên ngoài,trung tâm có nguồn tài nguyên thông tin phong phú:kho tư liệu in giấy hơn 100.000 bản tiếng Việt và tiếng nước ngoài,các tài liệu điện tử, cơ sở dữ liệu, băng, đĩa từ, CD-ROM, luận án, luận văn sau đại học, các công trình nghiên cứu khoa học của cán bộ công chức Đại học Đà Nẵng………. Hiện nay trung tâm có nhiều máy tính kết nối internet giúp cho cán bộ, giảng viên và sinh viên thực hành các trình ứng dụng khoa học công nghệ thông tin đồng thời cập nhập thường xuyên thông tin trên mạng thông tin toàn cầu. Trung tâm có 5 phòng chức năng: Tài nguyên Thông tin, Công nghệ Thông tin, Công tác bạn đọc, Dịch vụ Thông tin với nhiều cán bộ có trình độ chuyên môn nghiệp vụ cao Các dịch vụ thông tin được tổ chức và phổ biến tại trung tâm thông tin – học liệu *Dịch vụ internet: Cung cấp truy cập internet qua nhiều máy tính có tốc độ cao đặt tại trung tâm *Dịch vụ cung cấp thông tin có chọn lọc (SDI): Cung cấp thông tin theo chủ đề được chọn lọc từ sách, báo, tạp chí, đĩa từ, CD-rom, thông tin trực tuyến theo yêu cầu của từng người dùng tin. *Dịch vụ cung cấp thông tin các bài trích báo, tạp chí: Cung cấp thông tin mới được trích từ báo, tạp chí hiện có tại trung tâm. *Dịch vụ cho mượn sách về nhà. *Dịch vụ dịch thuật: Dịch thuật tài liệu và cung cấp thông tin theo nhiều chủ đề nhiều ngôn ngữ khác nhau sang tiếng việt và ngược lại *Dịch vụ sao chép và in ấn tài liệu. Cung cấp thông tin theo yêu cầu sao chụp, in ấn từ các nguồn tài liệu khác nhau. *Dịch vụ thông báo sách mới. *Dịch vụ hướng dẫn nguời dùng tin *Dịch vụ xử lý văn bản và số hóa tài liệu. *Các dịch vụ khác: Ngoài dịch vụ cung cấp thông tin, Trung tâm còn có nhiều dịch vụ khác như hợp tác tổ chức các hội nghị, hội thảo, hổ trợ cơ sở vật chất cho các lớp chuyên đề, học nhóm. Tổ chức tài nguyên thông tin tại Trung tâm Học liệu: Tầng 1: Tài liệu tham khảo, tài liệu đặc biệt và tài liệu biếu tặng của các tổ chức, cá nhân. Tầng 2: Tài liệu chuyên khảo, tài liệu nghe nhìn Tầng 3: báo và tạp chí hằng ngày Tầng 4: Khu vực sinh hoạt& giải trí 2.2. Ý nghĩa của việt lắp điều hòa không khí tại Trung tâm Học liệu Đà Nẵng Do Việt Nam là một nước nằm trong vùng nhiệt đới nóng ẩm, nên khí hậu tại thành phố Đà Nẵng vào những ngày hè rất oi bức, nóng nực.Lại thêm môi trường không khí không được trong sạch nếu không nói là ô nhiễm. Việc xây dựng Trung tâm Học liệu nhằm phục vụ công tác nghiên cứa và học tập của cán bộ giảng viên và sinh viên ĐHĐN.Vì vậy việc lắp đặt điều hoà không khí tại đây là rất cần thiết, nhằm tạo ra môi trường không khí trong sạch có chế độ nhiệt ẩm thích hợp. Đây cũng chính là yếu tố gián tiếp nhằm năng cao chất lượng nghiên cứu và học tập tại đây. 2.3. Chọn thông số tính toán bên ngoài trời 2.3.1. Chọn nhiệt độ và độ ẩm trong nhà: Đây là công trình dân dụng có các phòng học, phòng làm việc, phòng nghiên cứa,…dựa vào bảng 2.1 [TL1] chọn nhiệt độ và độ ẩm tính toán trong phòng như sau: 2.3.2. Chọn nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời: đây là công trình dân dụng, không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt độ và độ ẩm nên em chọn thiết kế hệ thống ĐHKK cấp III Với hệ thống điều hòa cấp III, dựa vào [TL1] nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời được chọn như sau: Với: ttbmax – nhiệt độ của tháng nóng nhất trong năm tại địa phương có công trình đang khảo sát j(ttbmax) – độ ẩm trung bình ứng với tháng nóng nhất của địa phương có công trình đang khảo sát. Theo phụ lục-2 và phụ lục 4[TL1] thị tại Đà Nẵng tháng nóng nhất là tháng 6 khi đó tra bảng ta 2.3.3. Nồng độ các chất độc hại Ở đây là Thư viện chủ yếu là khí CO2 do con người làm việc trong tòa nhà thải ra . Lưu lượng không khí tươi cần cung cấp cho một người trong một giờ được xác định như sau: Vk = VCO2/ (b - a) , [m3/h.người] Trong đó: VCO2 – lượng CO2 do con người thải ra trong 1 giờ, m3/h.người b - nồng độ CO2 cho phép, % thể tích a – nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh, % thể tích. Vk – lượng không khí tươi cần cung cấp, m3/h.người Theo [1,2] thường chọn a = 0,03% và b = 0,15%, với các cường độ vận động khác nhau ta xác định được Vk như sau: 2.3.4. Chọn tốc độ không khí tính toán trong không gian điều hòa Tốc độ không khí lưa động được chọn theo nhiệt độ không khí trong phòng. Khi nhiệt độ phòng thấp cần chọn tốc độ gió nhỏ, nếu tốc độ quá lớn cơ thể mất nhiều nhiệt sẽ ảnh hưởng sức khỏe con người.Để có được tốc độ hợp lý cần chọn loại miệng thổi phù hợp và bố trí hợp lý. Dựa vào bảng 2.5 [TL1 tr29] ta chọn tốc độ wK=0,8m/s. 2.4.Các thông số khảo sát được tại công trình Phòng số Đơn vị 1 2 3 4 5 Chức năng Khu vục học photocopy Kho sách1 Kho sách2 Để đồ Số lượng bóng đèn Cái 180 9 9 9 6 Máy photocopy Cái 0 2 0 0 0 Máy vi tính Cái 30 0 0 0 0 Số lượng người Người 180 2 2 2 8 Diện tích cửa kính theo các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 38,4 0 62,5 74,4 0 0 0 0 0 15,6 24 0 9,6 0 0 0 0 0 21,6 0 Loại kính +Có hay không có màn che Kính cơ bản, dày3mm 0 Kính cơ bản, dày3mm 0 Kính cơ bản, dày3mm 0 Kính cơ bản, dày3mm 0 Kính cơ bản, dày3mm 0 Diện tích tường các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 101,6 66,65 50 105,6 10,8 25,2 21,6 21,6 32,7 24,4 21 28,4 15,4 18 19,6 21,6 7,5 25,4 23,4 32,4 Diện tích nền m2 1134 49 70 30 35 Tầng 1: Tầng 2: Phòng số Đơn vị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Chức năng Phòng học nhóm2.1 Phòng học nhóm2.2 Phòng học nhóm2.3 Phòng học nhóm2.4 Phòng học nhóm2.5 Phòng học nhóm2.6 Phòng học nhóm2.7 Phòng nghe nhìn Khu vục học Số lượng bóng đèn Cái 9 9 12 9 9 12 12 15 150 Máy photocopy Cái 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Máy vi tính Cái 0 0 0 0 0 0 0 10 30 Số lượng người Người 6 6 8 6 6 8 8 12 120 Diện tích cửa kính theo các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 0 0 0 7,8 0 0 0 0 7,8 0 0 5,6 0 0 0 0 0 0 7,8 0 7,8 0 5,2 0 0 7,8 0 0 15,6 0 0 0 7,6 7,6 59,8 46,8 Loại kính +Có hay không có màn che cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm 0 Cơ bản, 3mm Diện tích tường các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 18,3 16,2 18 17,2 14,4 12,4 18 18 27,2 25,2 12,4 14,4 14,4 12,4 18 18 18,3 14,2 17,2 18 27,2 25,2 14,8 12,6 23,2 27,2 36 36 54,4 48,4 32,4 30,4 27,2 44,7 120,2 88,2 Diện tích nền m2 22,5 20 28 20 22,5 28 63 105 1008 Phòng số Đ. vị 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Chức năng h.thảo hnhóm1 hnhóm2 T.Ng1 T.Ng2 gđốc pg.đốc h.chính m.chủ m.tính mạng đọc Số lượng bóng đèn Cái 12 18 18 12 12 6 6 18 6 18 18 96 Máy photocopy Cái 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Máy vi tính Cái 0 0 0 6 6 1 1 0 4 6 6 0 S.lượng người Người 20 50 50 6 6 1 1 2 4 6 6 150 Diện tích cửa kính theo các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 0 7,8 0 0 0 0 15,6 0 11,7 0 13 0 0 7,8 13 0 0 0 15,6 0 0 0 9,3 0 0 0 9,3 0 0 0 0 0 3,9 0 0 0 7,8 0 0 0 15,6 0 0 13 0 0 0 49,8 Loại kính +Có hay không có màn m C.bản, 3mm 0 C.bản, 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 C.bản 3mm 0 Diện tích tường các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 22,2 27,2 36d 36d 37,8 37,8 29,4 41 38,3 37,8 32 29,4 27,2 27,2 32 28,4 25,2 25,2 29,4 30,4 18 18 13,2 14,2 18 18 13,2 14,2 19,8 19,8 32,4 30,4 16,1 9,6 21,6 21,6 37,2 25,2 21,6 32,4 51,9 46,4 32,4 32 0 82 0 85,2 Diện tích nền m2 70 90 90 63 63 22,5 22,5 49,5 21 60 110 630 Tầng 3 Tầng 4: Phòng số Đơn vị Chức năng Khu vục căn tin& giải trí Số lượng bóng đèn Cái 96 Máy photocopy Cái 0 Tủ lạnh Cái 0 Máy vi tính Cái 0 Số lượng người Người 60 Diện tích cửa kính theo các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 6 6 12,4 9 Loại kính +Có hay không có màn che m Kính cơ bản, dày 3mm Không có màn che Diện tích tường các hướng +Đông +Tây +Nam +Bắc m2 55,9(39,6 m2 tiếp xúc phòng phòng đệm, 16,3m2 tiếp xúc mặt trời) 55,9(39,6 m2 tiếp xúc phòng phòng đệm, 16,3m2 tiếp xúc mặt trời) 24,4 (41.8)mặt troi(20,6) Diện tích mái m2 390 2.5. Giới thiệu hệ thống điều hòa không khí WATERCHILLER ở Trung tâm học liệu ĐHBKĐN Từ những phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống ĐHKK như trên, với đặc điểm của Trung tâm Học liệu này là bao gồm nhiều phòng nhỏ và các khu vực học lớn nên ở đây sử dụng hệ thống ĐHKK làm lạnh bằng nước, tức hệ thống Water Chiller. Vì Trung tâm học liệu ĐHBKĐN này đặt tại Thành phố Đà Nẵng, mà thời tiết ở Đà Nẵng về mùa hè rất nóng, còn về mùa đông không lạnh lắm nên ở đây chỉ thiết kế hệ thống ĐHKK về mùa hè. 2.5.1 Sơ đồ nguyên lý 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1.Đường gió thải 2. Quạt đường gió hồi và thải 3.Đường gió hồi 4. Không gian cần điều hòa 5. FCU( Fan Coil Unit) 6. Cụm máy lạnh( Water Chiller) 7. Đường hút gió tươi 8. Điều chỉnh gió tươi 9. Bộ lọc( Filter) 10. Coil lạnh 11. Quạt cấp 12. Đường gió hồi 2.5.2. Nguyên lý làm việc Hệ thống ĐHKK làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7oC. Rồi nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt là các FCU và AHU để xử lý không khí, ở đây nước đóng vai trò làm chất tải lạnh. Các thiết bị chính của hệ thống water chiller như sau: *Cụm máy lạnh chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nơi chế tạo, nó gồm có các thiết sau: máy nén, thiết bị ngưng tụ, bình bay hơi, tủ điện điều khiển. Đây là thiết bị quang trọng nhất của hệ thống điều hòa làm lạnh bằng nước. *Dàn lạnh FCU ( Fan Coil Unit ): là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm và quạt gió. Nước chuyển động bên trong ống trao đổi nhiệt với không khí chuyển động ngang bên ngoài cụm ống. Không khí sau khi đã được xử lý được quạt (quạt lồng sóc dẫn động trực tiếp) thổi vào phòng cần điều hòa. *Dàn lạnh AHU ( Air Handling Unit ): nó tương tự như FCU, cũng là một dàn trao đổi nhiệt. Nước chuyển động bên trong ống, còn không khí chuyển động ngang bên ngoài ống và được làm lạnh sau đó được quạt thổi vào phòng. Quạt AHU thường là quạt ly tâm được dẫn động bằng dây đai. AHU thường có 2 loại: loại đặt nằm ngang và loại đặt thẳng đứng. *Bơm nước lạnh: Dựa vào công suất và cột áp mà chọn bơm nước giải nhiệt và bơm nước lạnh cho hệ thống. *Các thiết bị khác: bình giãn nở và cấp nước bổ sung để bù giãn nở khi nhiệt độ nước thay đổi và bổ sung thêm nước khi cần thiết; hệ thống đường nước lạnh để đưa nước lạnh từ bình bay hơi đến các FCU và AHU; hệ thống xử lý nước. 2.5.3. Các thông số máy lắp đặt ở Trung tâm học liệu ĐHBKĐN - 2 Cụm máy Chiller: + Hãng Carrier + Công suất:299KW + Mã hiệu: 30GH095 -Bơm nước lạnh: + Hãng: Ebara,Ý + Công suất: 7,5 KW + Mã hiệu: MD50-160/5,5 - AHU&FCU Tầng 1 Tên phòng FCU(KW) AHU(KW) Khu vực học 74,56/80,2 Photocopy 9 Kho sách1 14,5 Kho sách2 8 Để đồ 7,9 Tầng 2 Tên phòng FCU(KW) AHU(KW) Phòng học nhóm2.1 5,8 Phòng học nhóm2.2 4 Phòng học nhóm2.3 7 Phòng học nhóm2.4 4,2 Phòng học nhóm2.5 5,2 Phòng học nhóm2.6 7 Phòng học nhóm2.7 9,8 Phòng nghe nhìn 16,2 45,9/46/3 Tầng 3: Tên phòng FCU(KW) AHU(KW) Hội thảo 11,8 Học nhóm 1 14,9 Học nhóm 2 16,9 Tài Nguyên 1 10,2 TN2+GĐ+PGĐ+HC 19 Máy chủ+ Máy tính 14 Khu vực học Mạng 18,6 Khu vục đọc 57 Tầng 4: Tên phòng AHU(KW) Giải trí 70,9 Tất cả các AHU&FCU đều của hãng Carrier -Quạt cấp gió tươi * Hãng sản xuất: Fantech * Nước sản xuất Úc * Kiểu quạt ly tâm *Mã hiệu PME504 –IDD *Lưa lượng làm việc 5300l/s CHƯƠNG 3 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT, CÂN BẰNG ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG 3.1. Tính cân bằng nhiệt Tồng nhiệt thừa trong phòng cần ĐHKK được tính như sau: QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 , kW Trong đó: QT – tổng nhiệt thừa trong phòng cần điều hòa, kW; Q1 – nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra, kW; Q2 – nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo, kW; Q3 – nhiệt do con người tỏa ra, kW; Q4 – nhiệt do sản phẩm mang vào, kW; Q5 – nhiệt do các thiết bị nhiệt tỏa ra, kW; Q6 – nhiệt do bức xạ Mặt trời vào phòng, kW; Q7 – nhiệt do lọt không khí vào phòng, kW; Q8 – nhiệt truyền qua kết cấu bao che, kW; 3.1.1. Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1 3.1.1.1. Nhiệt tỏa ra từ thiết bị dẫn động bằng động cơ điện Q11. Trong tất cả các phòng ở tòa nhà này đều không có các thiết bị dẫn động bằng động cơ điện nên Q11 = 0 3.1.1.2. Nhiệt tỏa ra từ các thiết bị điện Q12 Trong một số phòng có một số máy móc như: máy vi tính, máy thu ghi tín hiệu, đầu phát để xem băng, máy quay phim,…Công suất của các máy này đã khảo sát được ở các bảng ở chương 2. Nhiệt do các máy này tỏa ra chủ yếu ở dạng nhiệt hiện và bằng chính công suất (N) của các thiết bị đó. Khi đó nhiệt tỏa ra từ các thiết bị này được tính như sau: Q12 = SNi , kW (3-1) Trong đó: Ni – công suất của thiết bị thứ i, kW Vậy nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra là: Q1 = Q12 , kW Với Máy vi tính: 200W = 0,2kW Tủ lạnh: 1000W = 1kW Bảng 3.1 kết quả tính toán tổn thất nhiệt tỏa ra từ các thiết bị điện Q1 Tầng1: Tên phòng Máy vi tính,cái Máy photocopy,cái Q1,kW Khu vục học 30 0 6 photocopy 0 2 2 Kho sách1 0 0 0 Kho sách2 0 0 0 Để đồ 0 0 0 å 8 Tầng2: Phòng số Máy vi tính,cái Máy photocopy,cái Q1,kW Phòng học nhóm2.1 0 0 0 Phòng học nhóm2.2 0 0 0 Phòng học nhóm2.3 0 0 0 Phòng học nhóm2.4 0 0 0 Phòng học nhóm2.5 0 0 0 Phòng học nhóm2.6 0 0 0 Phòng học nhóm2.7 0 0 0 Phòng nghe nhìn 10 0 2 Khu vục học 30 0 6 å 8 Tầng3: Phòng số Máy vi tính,cái Máy photocopy,cái Q1,kW Hội thảo 0 0 0 Học nhóm 1 0 0 0 Học nhóm 2 0 0 0 Tài Nguyên 1 3 0 0,6 Tài Nguyên 2 3 0 0,6 Giám đốc 1 0 0,2 Phó giám đốc 1 0 0,2 Hành chính 0 0 0 Máy .chủ 4 0 0,8 Máy .tính 6 0 1,2 Mạng 6 0 1,2 Đọc 0 0 0 å 4,8 Tầng4 Phòng số Máy vi tính,cái Máy photocopy,cái Q1, kW căn tin& giải trí 0 0 0 å 0 Vậy tổng tổn thất nhiệt tỏa ra từ các thiết bị điện Q1 Q1 = Q11+Q12+Q13+Q14 = 8+8+4,8+0 =20,8 kW 3.1.2. Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2 Lượng nhiệt tỏa ra do thắp sáng trong nhiều trường hợp chiếm một phần đáng kể khi thắp sáng các loại đèn điện thông thường đèn dây tóc cũng như đèn huỳnh quang thì hầu hết năng lượng điện sẽ biến thành nhiệt, do đó lượng nhiệt tỏa ra được xác định theo công thức: a)Đối với đèn huỳnh quang: Khoảng 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng, 25% được phát ra dưới dạng bức xạ nhiệt, 50% dưới dạng đối lưa và dẫn nhiệt. Tuy nhiên đối với đèn huỳnh quang phải trang bị thêm bộ chỉnh lưa, công suất bộ chỉnh lưa khoảng 25% công suất đèn. Vì vậy tổn thất nhiệt trong trường hợp này: Q21=1,25.10-3åNhq, kW (3-2) Nhq –Tổng công suất các đèn hùynh quang, kW Một đèn Neon có công suất là 40W b)Đối với đèn dây tóc: Toàn bộ năng lượng đầu vào đều biến thành nhiệt năng và được không khí trong phòng hấp thụ hết. Vì vậy tổn thất nhiệt trong trường hợp này: Q22=NS,kW (3-3) NS – Tổng công suất các dây tóc bóng đèn,kW * Đối với toàn bộ công trình nay người ta đều sử dụng đèn huỳnh quang. Vì vậy trong trường hợp này ta áp dụng công thức (3-2) để tính tổn thất nhiệt tỏa ra từ thiết bị điện chiếu sáng ở các tầng. Q21=1,25.10-3åNhq (3-2) Bảng 3.2. kết quả tính toán tổn thất nhiệt tỏa ra từ thiết bị điện chiếu sáng ở các tầng Tầng 1: a) Tên phòng åNhq, kW Q21, kW Khu vục học 7,2 9 photocopy 0,36 0,45 Kho sách1 0,36 0,45 Kho sách2 0,36 0,45 Để đồ 0,24 0,3 å 10,65 Tầng 2: b) Phòng số åNhq, kW Q22, kW Phòng học nhóm2.1 0,36 0,45 Phòng học nhóm2.2 0,36 0,45 Phòng học nhóm2.3 0,48 0,6 Phòng học nhóm2.4 0,36 0,45 Phòng học nhóm2.5 0,36 0,45 Phòng học nhóm2.6 0,48 0,6 Phòng học nhóm2.7 0,48 0,6 Phòng nghe nhìn 0,6 0,75 Khu vục học 6 7,5 å 11,85 Tầng 3: c) Phòng số åNhq, kW Q23,kW Hội thảo 0,48 0,6 Học nhóm 1 0,72 0,9 Học nhóm 2 0,72 0,9 Tài Nguyên 1 0,48 0,6 Tài Nguyên 2 0,48 0,6 Giám đốc 0,24 0,3 Phó giám đốc 0,24 0,3 Hành chính 0,72 0,9 Máy .chủ 0,24 0,3 Máy .tính 0,72 0,9 Mạng 0,72 0,9 Đọc 3,84 4,8 å 12 Tầng 4: d) Phòng åNhq, kW Q24, kW căn tin& giải trí 3,84 4,8 å 4,8 Vậy tổng công suất đèn tỏa ra trong không gian điều hòa là SQ3=Q21+Q22+Q23+Q24 =10,85+11,65+12+4,8 = 39,3kW 3.1.3. Nhiệt do người tỏa ra Q3 Nhiệt do người tỏa gồm hai thành phần: -Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường thông qua đối lưa, bức xạ và dẫn nhiệt qh -Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm qw -Nhiệt toàn phần: Nhiệt toàn phần bằng tổng nhiệt ẩn và nhiệt hiện: q= qh+qw Tổn thất do một người tỏa ra được xác định theo công thức: -Nhiệt hiện: Q3h=n.qh.10-3, kW -Nhiệt ẩn: Q3w=n.qw.10-3, kW -Nhiệt toàn phần Q3=n.q.10-3, kW n: tổng số người trong phòng qh, qw, q,W/người: nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần do một người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, được xác định theo bảng 3.4[TL1-tr40]. Ở nhiệt độ môi trường xung quanh là 260C và đối với các hoạt dộng như phòng làm việc, , lớp học, thư viện thì q=120W/người Khi đó lượng nhiệt tỏa ra do người được xác định là: Q3= n.0,12 kW (3-4) Bảng 3.3. Kết quả tính toán tổn thất nhiệt do người tỏa ra ở các tầng Tầng 1: Tên phòng n(Số người) Q31, kW Khu vục học 180 21,6 photocopy 2 0,24 Kho sách1 2 0,24 Kho sách2 2 0,24 Để đồ 8 0,96 å 23,28 Tầng 2: Phòng số n(Số người) Q32, kW Phòng học nhóm2.1 6 0,72 Phòng học nhóm2.2 6 0,72 Phòng học nhóm2.3 8 0,96 Phòng học nhóm2.4 6 0,72 Phòng học nhóm2.5 6 0,72 Phòng học nhóm2.6 8 0,96 Phòng học nhóm2.7 8 0,96 Phòng nghe nhìn 12 1,44 Khu vục học 120 14,4 å 21,6 Tầng 3 Phòng số N (Số người) Q33, kW Hội thảo 15 1,8 Học nhóm 1 25 3 Học nhóm 2 25 3 Tài Nguyên 1 4 0,48 Tài Nguyên 2 4 0,48 Giám đốc 1 0,12 Phó giám đốc 1 0,12 Hành chính 2 0,24 Máy .chủ 2 0,24 Máy .tính 3 0,36 Mạng 2 0,24 Đọc 80 9,6 å 19,68 Tầng 4: Phòng n (Số người) Q34, kW căn tin& giải trí 60 7,2 å 7,2 Vậy tổng lượng nhiệt do người tỏa ra trong không gian điều hòa là SQ3=Q31+Q32+Q33+Q34 = 23,28+21,6+19,68+7,2 =71,76 kW 3.1.4. Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4 Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy, ở đó trong không gian điều hòa thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độ cao hơn trong phòng. * Đối với công trình này nhiệt do sản phẩm mang vào Q4=0(do đặc điểm công trình) 3.1.5. Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5 Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, Chẳng hạn như lò sưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi……thì có thêm tổn thất nhiệt từ bề mặt nóng vào phòng. Tuy nhiên trong thực tế ít xãy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường phải ngừng hoạt động * Đối với công trình này nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5=0(do đặc điểm công trình) 3.1.6. Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6 3.1.6.1. Nhiệt bức xạ mặt trời Có thể coi mặt trời là một quả cầu khổng lửa khổng lồ với đường kính trung bình 1,39.106 km và cách xa quả đất 150.106 km. Nhiệt độ bề mặt của mặt trời khoảng 6000K trong khi ở tâm đạt 8÷40.106 K. Tùy thuộc vào thời điểm trong năm mà khoảng cách từ mặt trời đến trái đất thay đổi, mức độ xê dịch trong khoảng +1,7% so với khoảng cách trung bình nói trên. Do ảnh hưởng của bầu khí quyển lượng bức xạ mặt trời giảm đi khá nhiều. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới bức xạ mặt trời như mức độ nhiễm bụi, mây mù, thời điểm trong ngày và trong năm, địa điểm nơi lắp đặt công trình, độ cao của công trình so với mặt nước biển, nhiệt độ đọng sương của không khí xung quanh và hướng của bề mặt nhận bức xạ. Nhiệt bức xạ được chia làm ba phần: -Thành phần trực xạ: Nhận nhiệt trực tiếp từ mặt trời. -Thành phần tán xạ: Nhiệt bức xạ chiếu lên các đối tượng thành phần xung quanh làm nóng chúng và các vật đó bức xạ gián tiếp lên kết cấu. -Thành phần phản chiếu từ mặt đất. 3.1.6.2. Xác định nhiệt bức xạ mặt trời Nhiệt bức xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc kết cấu bao che và được chia ra làm hai dạng: -Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61; -Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái Q62; Q6=Q61+Q62, W a) Nhiệt bức xạ qua kính Q61 * Trường hợp sử dụng kính cơ bản. Kính cơ bản là loại kính trong suốt, dày 3mm, có hệ số hấp thụ αm=6%, hệ số phản xạ rm=8%( ứng với góc tới của tia bức xạ là 300). Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính được tính theo công thức. Q61=Fk.R.ec.eds.emm.ekh.ek.em, W (3-5) Trong đó: Fk: Diện tích bề mặt kính, m2. Nếu khung gỗ Fk=0,85F’(F’ diện tích phần kính và khung), khung sắt Fk=F’. R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính cơ bản vào phòng. Nó phụ thuộc vào vĩ độ của địa phương nơi đặt công trình, tháng và hướng của tường chịu bức xạ. Đà nẵng nằm ở vĩ độ 16o10’ Bắc, ở vĩ độ này trong các tài liệu không có cường độ bức xạ Mặt Trời nên có thể lấy giá trị trung bình lớn nhất giữa vĩ độ 10o và 20o Bắc. Giá trị R được xác định ở bảng 3.7[TL1.tr45] ec: Hệ số tính đến độ cao H(m) nơi dặt cửa kính so với mặt nước biển. ec=1+0,023 (3-6) với: H (m) là độ cao của kính so với mặt nước biển. Đà Nẵng nằm ở độ cao so với mặt nước biển là 7m eds: Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương eds=1-0,13. (3-7) emm: Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù. Trời không mây lấy emm=1, trời có mây emm=0,85 ekh: Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính. Kết cấu khung khác nhau thì mức độ che khuất một phần kính dưới các tia bức xạ khác nhau. Với khung gỗ ekh=1, khung kim loại ekh=1,17 ek: Hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và loại kính khác kính cơ bản và được xác định theo bảng 3.5[TL1. tr44] em: Hệ số mặt trời. Hệ số này xét tới ảnh hưởng của màn che tới bức xạ mặt trời. Khi không có màn che em=1, khi có màn em được chọn theo bảng 3.6[TL1. tr44] *Công thức trên chỉ tính cho các trường hợp sau: -Kính là kính cơ bản (ek=1) có hoặc không có rèm che: -Cửa sổ được lắp bằng một loại kính khác[Không phải kính cơ bản (ek≠1)] và không có rèm che (em=1) hay màn che: lượng bức xạ R bằng số liệu tra theo bảng 3.7 [TL1.tr45] nhân với hệ số của kính được xác định theo bảng 3.5 [TL1.tr44] *Trường hợp không phải là kính cơ bản (ek≠1) và có rèm che (ek≠1), người ta tính theo công thức dưới đây. Q61= Fk.Rxn.ec.eds.emm.ekh.ek,W (3-8) Trong đó: Fk: Diện tích cửa kính, m2; Rxn: Lượng nhiệt bức xạ xâm nhập vào không gian điều hòa; Rxn=,W/m2 (3-9) Trị số Rxn lấy theo bảng 3.7[TL1. tr45], các giá trị ak, tk, rk lấy theo bảng 3.5[TL1. tr44], am, tm, rm, lấy theo bảng 3.6[TL1. tr44]. Các hệ số khác vẫn tính giống như các hệ số ở công thức (3-6)&(3-7) Vì mặt trời mọc ở hướng đông, năng lượng mặt trời qua kính sẽ rất cao trong khoảng 8 giờ sáng và giảm dần vào buổi trưa và buổi chiều, còn ở phía nam bức xạ mặt trời lớn nhất vào lúc trưa, còn ở phía tây nhiệt bức xạ mặt trời sẽ ngược lại với phía đông nó đạt được cực đại vào lúc 4 giờ chiều, còn hướng bắc sẽ nhận được ít năng lượng mặt trời hơn, ngoài ra đây là năng lượng tán xạ chứ không phải là năng lượng trực xạ. Nếu phòng hướng về hướng đông hoặc đông nam thì nhiệt bức xạ mặt trời sẽ giảm 25%, còn nếu hướng về hướng bắc hoặc nằm trong bóng râm thì bức xạ nhiệt có thể giảm 1/10 lần giá trị bức xạ nhiệt cực đại so với hướng đông hoặc hướng tây và 1/7 lần so với cửa hướng nam tấm bạt che bên ngoài có thể làm giảm 75% năng lượng mặt trời, trong khi đó mái che hoặc cửa chớp bên trong chỉ làm giảm được 35% năng lượng qua chúng. Thành phố Đà Nẵng nằm ở vị trí 16010’ bắc, có số giờ nắng khoảng 2000 giờ/năm, độ cao mặt trời cực đại vào tháng 5 và 8 khoảng 8702’ lượng bức xạ trung bình hằng năm 135÷150kcal/cm2, độ cao của thành phố so với mặt nước biển là 7m *Ở đây ta tính kính cho trung tâm Học liệu là kính cơ bản, trong suốt, dày 3mm Bảng 3.4. Kết quả tính toán tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Tầng1 Phòng số Diện tích cửa kính theo các hướng,(m2) Kết quả tính toán Q611, W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc Khu vục học 38,4 0 62,5 74,4 6782,5 0 3388,5 3272,6 13443,6 Photocopy 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Kho sách1 0 15,6 24 0 0 2755,4 1301,2 0 4056,6 Kho sách2 9,6 0 0 0 1695,6 0 0 0 1695,6 Để đồ 0 0 21,6 0 0 0 1171,06 0 1171,06 S Q611 20366,86 Tầng 2 Phòng số Diện tích cửa kính theo các hướng, (m2) Kết quả tính toán Q612, W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc Phòng học nhóm2.1 0 0 0 7,8 0 0 0 343,1 343,1 Phòng học nhóm2.2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Phòng học nhóm2.3 7,8 0 0 5,6 1377,7 0 0 246,3 1624 Phòng học nhóm2.4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Phòng học nhóm2.5 0 0 7,8 0 0 0 422,8 0 422,8 Phòng học nhóm2.6 7,8 0 5,2 0 1377,7 0 281,9 0 1659,6 Phòng học nhóm2.7 0 7,8 0 0 0 1377,7 0 0 1377,7 Phòng nghe nhìn 15,6 0 0 0 2755,4 0 0 0 2755,4 Khu vục học 7,6 5,6 59,8 46,8 1342,4 1342,4 3242,1 2058,5 7985,4 S Q612 16168 Tầng 3: Phòng số Diện tích cửa kính theo các hướng,(m2) Kết quả tính toán Q613,W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc Hội thảo 0 7,8 0 0 0 1377,7 0 0 1377,7 Học nhóm 1 0 0 15,6 0 0 0 845,8 0 845,8 Học nhóm 2 11,7 0 13 0 2066,5 0 704,8 0 2771,3 Tài Nguyên 1 0 7,8 13 0 0 1377,7 704,8 0 2082,5 Tài Nguyên 2 0 0 15,6 0 0 0 845,8 0 845,8 Giám đốc 0 0 9,3 0 0 0 504,2 0 504,2 Phó giám đốc 0 0 9,3 0 0 0 504,2 0 504,2 Hành chính 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Máy .chủ 3,9 0 0 0 688,8 0 0 0 688,8 Máy .tính 7,8 0 0 0 1377,7 0 0 0 1377,7 Mạng 15,6 0 0 13 2755,4 0 0 571,8 3327,2 Đọc 0 0 0 49,8 0 0 0 2190,5 2190,5 å Q623 16515,7 Tầng 4 Phòng số Diện tích cửa kính theo các hướng, m2 Kết quả tính toán Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc căn tin& giải trí 6 6 12,4 9 1059,8 1059,8 672,3 395,9 S Q624 3188,7 Tổng tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q61 = Q611 + Q612 + Q613 + Q614 =20366,86+16168+16515,7+3188,7=56239,26W=56,23926kW b) Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Khác với cửa kính cơ chế bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che được thực hiện như sau: -Dưới tác dụng của tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao che sẽ dần nóng lên do hấp thụ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưa và bức xạ. Quá trình truyền này sẽ có độ chậm chễ nhất định. Mức độ chậm chễ này phu thuộc vào bản chất kết cấu tường, độ dày mỏng. Thông thường người ta bỏ qua lượng nhiêt bức xạ qua tường. Lượng nhiệt bức xạ truyền qua mái do bức xạ và do độ chênh nhiêt độ trong phòng và ngoài trời được xác định theo công thức : Q62=F.k.jmDt, W (3-10) Trong đó: - F: Diện tích mái(hoặc tường), m2. - k: Hệ số truyền nhiệt qua mái(hoặc tường), W/m2.0C Tra bảng 7.13b-2[TL2, tr260] ta được k=1,89 W/m2.0C (mái tôle) - Dt=ttd-ttt-Độ chênh nhiệt độ tương đương. ttd=tN+es.Rxn/aN,0C (3-11) -es:Hệ số hấp thụ của mái và tường.Phụ thuộc màu sắc,tính chất vật liệu, trạng thái bề mặt; Tra theo bảng 3.9[TL1. tr60] ta được es=0,8 (tôn màu sẫm) - aN=23,3W/m2.K: Hệ số tỏa nhiệt của không khí đối lưa của không khí bên ngoài, tra theo bảng 3.12[TL1, tr64] - Rnx=R/0,88: Nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2; - R: W/m2: Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng; Tra theo bảng 3.7[TL1. tr45] ta được R=760: W/m2 Þ Rxn=W/m2 - jm: Hệ số màu của mái hay tường: Màu thẫm: jm=1. Màu trung bình: jm=0,87. Mùa sáng: jm=0,78 Chọn jm=0,87 Þ ttd = tN+es.34,5+0,8 64,1 Þ Dt = ttd-ttt = 64,1 – 26= 38,10C Nhiệt lượng bức xạ qua mái chỉ tính cho tầng 4 Q62 = F.k.jm.Dt = 390.1,89.0,87.38,1 = 24432,7 W = 24,4327 kW Tổng bức xạ nhiệt qua kết cấu bao che Q6 = Q61+Q62 = 56,2386+24,4327 = 80,6713 kW 3.1.7. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7 Khi có độ chênh áp suất trong và bên ngoài nhà sẽ có hiện tượng rò rỉ không khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt. Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác lưa lượng không khí rò rỉ. Mặt khác các phòng điều hòa có điều hòa thường đòi hỏi rất kín. Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống: Q7=L7.(IN-IT)=L7.Cp(tN-tT)+L7.ro(dN-dT),W Trong đó: L7: Lưa lượng không khí do rò rỉ, kg/s; IN, IT: Entanpi của không khí bên ngoài và bên trong phòng, kJ/kg; tN, tT: nhiệt độ của không khí tính toán bên trong nhà và ngoài trời, 0C; dN, dT: Dung ẩm của không khí tính toán bên trong và ngoài trời, g/kg.kk; Tuy nhiên, lưa lượng không khí do rò rỉ L7 thường không theo quy luật và rất khó xác định. Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất, vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể , số lần đóng mở cửa…….. Vì vậy trong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm: Q7h=0,335(tN-tT).V.z, W (3-12) Q7w=0,84(dN-dT).V.z, W (3-13) Trong đó: V: Thể tích phòng, m2; z: hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.4 dưới đây. tN=34,50C; tT=260C: nhiệt độ bên ngoài và bên trong phòng dN=27,8g/kg; dT=13,2g/kg độ ẩm bên ngoài và bên trong phòng Bảng 3.5. Hệ số kinh nghiệm z Thể tích,m3 <500 500 1000 1500 2000 2500 >3000 z 0,7 0,6 0,55 0,5 0,42 0,4 0,35 Þ Q7w = 0,335.8,5.V. z , W (3-13) Þ Q7h =0,84.14,6.V. z, W (3-14) Tổng lượng nhiệt do rò rỉ không khí: Q7=Q7h + Q7w, W (3-15) Trường hợp ở các cửa ra vào có số lượt người qua lại tương đối nhiều, cần bổ sung thêm lượng không khí: Gc=Lc.n.r,kg/giờ (3-16) Trong đó: Gc: Lượng không khí lọt qua cửa, kg/giờ; Lc: Lượng không khí lọt qua của khi có một người đi qua, m3/người; n: số lượng người qua lại trong một giờ; r: khối lượng riêng của không khí, kg/m3; Như vậy trong trường hợp này cần bổ sung thêm: Q’7h=0,335(tN-tT)Lc.n, W (3-17) Q’7w=0,84(dN-dT).Lc.n, W (3-18) Bảng 3.6. Lượng không khí lọt qua cửa Lc, m3/người. n, người/giời Lưa lượng Lc, m3/người Cửa thường Cửa xoay <100 3 0,8 100÷700 3 0,7 700÷1400 3 0,7 1400÷2100 2,75 0,3 Chỉ tính cho những không gian tiếp xúc với khí trời. Còn những không gian không tiếp xúc với khí trời thì không tính. Bảng 3.7. kết quả tính toán nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7 Tầng1: Tên phòng Thể tích phòng, m3 Q7w,W Q7h,W Q’7w,W Q’7h,W Q71,W Khu vục học 4039,2 4025,5 17337 136,68 588,67 22088,15 Kho sách1 252 502,2 2162,1 0 0 2664,3 Kho sách2 108 215,2 1846 0 0 2061,2 Để đồ 126 251,1 2154 0 0 2405,1 S 29218,75 Tầng2: Phòng số Thể tích phòng,m3 Q7w,W Q7h, W Q72,W Phòng học nhóm2.1 81 161,1 694,98 856,08 Phòng học nhóm2.2 72 143,28 617 760,28 Phòng học nhóm2.3 100,8 200,59 864 1064,59 Phòng học nhóm2.4 72 143,28 1229,3 1372,58 Phòng học nhóm2.5 81 161,1 694,98 856,08 Phòng học nhóm2.6 100,8 200 864 1064 Phòng học nhóm2.7 226,8 451,332 1945,9 2397,232 Phòng nghe nhìn 378 752,22 3243 3995,22 Khu vục học 3628 3616 15772,6 19388,6 å 31753,58 Tầng 3 Phòng số Thể tích phòng, m3 Q7w,W Q7h,W Q73,W Hội thảo 264,62 526,5 2270 2796,6 Học nhóm 1 324 644,76 2779,9 3424,66 Học nhóm 2 324 644,76 277,9 3424,66 Tài Nguyên 1 451 451 1945,9 2396,9 Tài Nguyên 2 451 451 1945,9 2396,9 Giám đốc 81 161 694,98 855,98 Phó giám đốc 81 161 694,98 855,98 Máy .chủ 86,4 171,9 741 912,9 Máy .tính 216 429 1853 2282 Mạng 415,8 827 3567 4394 Đọc 2268 2583,2 11682 14265,2 å 38004,78 Tầng 4: Phòng Thể tích phòng, m3 Q7w,W Q7h, W Q74,W căn tin& giải trí 1151 1737 7481,4 9218,4 å 9218,4 Vậy tổng tổn thất nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7 Q7 = Q71+Q72+Q73+Q74 = 29218,75+31753,58+38004,78+9218,4 = 108195,51W = 108,19551kW 3.1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che được chia ra làm hai loại tổn thất. -Tổn thất do truyền nhiệt qua trần mái, tường và sàn( tầng trên) Q81. - Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82. Tổng tổn thất truyền nhiệt: Q8=Q81+Q82, W (3-19) 3.1.8.1 Nhiệt truyền qua tường, trần và sàn tầng trên Q81 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che được tính theo công thức Q81=k.F.Dt,W (3-20) Trong đó: k: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2.0C; F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che, m2; Dt: Độ chênh nhiệt độ tính toán.0C; 1. Xác định độ chênh nhiệt độ tính toán. Đối với mùa hè. Dth=j(tN-tT),0C (3-21) Trong đó: với:tN = 34,5oC – nhiệt độ tính toán bên ngoài trời; tT = 26oC – nhiệt độ tính toán bên trong phòng; j - hệ số tính đến vị trí của tường đối với không khí bên ngoài; a) Đối với tường bao. + Đối với tường bao tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài thì j = 1 b)Tường ngăn với phòng không có điều hòa(phòng đệm) - Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài j=0,7 - Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài j=0,4 c) Đối với tường ngăn với phòng không khí có điều hòa.Trong trường hợp này ta không tính, j=0 2) Xác định hệ số truyền nhiệt qua tường ,W/m2 .0C (3-22) Trong đó: aT = 11,6 W/m2 .0C: Hệ số tỏa nhiệt của bề mặt bên trong của kết cấu bao che; aN = 23,3 W/m2 .0C: Hệ số tỏa nhiệt của bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che; dt=0,22 m : Chiều dày của tường; lt: Hệ số dẫn nhiệt của tường, [W/m0C].Với vật liệu xây tường là gạch nhiều lỗ xây vữa nặng, tra theo bảng 3.15[TL1, tr 66] được lt = 0,523 W/m0C Từ(3-22)=> k = = = 1,81 W/m2.0C -Đối với tường bao tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời từ ÞQ81=15,385.F -Đối với tường ngăn tiếp xúc với phòng đệm(tiếp xúc với không khí bên ngoài ) Từ(3-20)ÞQ81=10,7695.F,W -Đối với tường ngăn tiếp xúc với phòng đệm(không tiếp xúc với không khí bên ngoài ) Từ(3-20)ÞQ81=6,154.F,W -Đối với tường ngăn tiếp xúc với phòng có điều hòa ÞQ81=0 Bảng 3.8. Kết quả tính toán tổn thất nhiệt qua tường ở các tầng Tầng 1: Tên phòng Diện tích tường các hướng(m2) Kết quả tính Q811, W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc Khu vục học 101,6 66,6 50 105,6 1554,48 705,96 765 1615,68 4641,12 photocopy 10,8 25,2 21,6 21,6 0 385,56 267,12 267,12 919,8 Kho sách1 32,7 24,4 21 28,4 0 258,57 321,3 0 579,87 Kho sách2 15,4 18 19,6 21,6 235,62 0 0 0 235,62 Để đồ 7,5 25,4 23,4 32,4 0 0 229,5 0 229,5 S Q811 6605,91 Tầng 2: Tên phòng Diện tích tường các hướng,m2 Kết quả tính Q812, W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc Phòng học nhóm2.1 18,3 16,2 18 17,2 0 0 0 263,16 263,16 Phòng học nhóm2.2 14,4 12,4 18 18 0 0 0 0 0 Phòng học nhóm2.3 27,2 25,2 12,4 14,4 416,16 0 0 110,32 636,48 Phòng học nhóm2.4 14,4 12,4 18 18 0 0 0 0 0 Phòng học nhóm2.5 18,3 14,2 17,2 18 0 0 263,16 0 263,16 Phòng học nhóm2.6 27,2 25,2 14,8 12,6 416,16 0 226,44 0 642,6 Phòng học nhóm2.7 23,2 27,2 36 36 0 416,16 381,6 381,6 1179,36 Phòng nghe nhìn 54,4 48,4 32,4 30,4 832,32 0 0 0 832,32 Khu vục 27,2 44,7 120,2 88,2 416,16 683,91 1839,06 1349,46 4288,59 S Q812 8105,67 Tầng 3: Tên phòng Diện tích tường các hướng,m2 Kết quả tính Q813, W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc Hội thảo 22,2 27,2 36 36 0 413,44 381,6 381,6 1176,64 Học nhóm 1 37,8 37,8 29,4 41 0 0 446,88 0 446,88 Học nhóm 2 38,3 37,8 32 29,4 582,16 0 0 0 582,16 Tài Nguyên1 27,2 27,2 32 28,4 0 413,44 486,4 301,04 1200,88 Tài Nguyên2 25,2 25,2 29,4 30,4 0 0 446,88 0 446,88 Giám đốc 18 18 13,2 14,2 0 0 200,64 0 200,64 Phó g đốc 18 18 13,2 14,2 0 0 200,64 0 200,64 Hành chính 19,8 19,8 32,4 30,4 0 0 0 0 0 Máy .chủ 16,1 9,6 21,6 21,6 244,72 0 0 0 244,72 Máy .tính 37,2 25,2 21,6 32,4 565,44 0 0 0 565,44 Mạng 51,9 46,4 32,4 32 788,88 0 0 486,4 1275,28 Đọc 0 82 0 85,2 0 869,2 0 1295,04 2164,24 S Q813 8504,4 Tầng 4: Tên phòng Diện tích tường các hướng,m2 Kết quả tính Q814, W Đông Tây Nam Bắc Đông Tây Nam Bắc căn tin & giải trí 55,9 55,9 24,4 62,4 669,15 669,15 373,32 758,26 2469,88 å Q814 2469,88 Vậy tổng tổn thất nhiệt truyền qua tường Q81=Q811+Q812+Q813+Q814 =6605,91+8105,67+8504,4+2469,88 =25685,86W = 25,68586kW 3.1.8.2) Nhiệt truyền qua nền đất Q82 Nhiệt truyền qua nền chỉ tính đối với tầng 1. Để tính nhiệt truyền qua nền, áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2m tính từ ngoài vào trong nền được chia thành 4 dải, khi đó hệ số truyền nhiệt ở mỗi dải được quy ước như sau: (hình 3.1) Theo cách phân chia này: -Dải I: k1=0,5W/m2.0C, F1=4(a+b), m2 -Dải II: k2=0,2W/m2.0C, F2=4(a+b)-48, m2 -Dải III: k3=0,1W/m2.0C, F3=4(a+b)-80, m2 -Dải IV: k4=0,07W/m2.0C, F4=(a-12)(b-12), m2 Khi tính diện tích các dải, dải I ở các góc được tính 2 lần vì các góc nhiệt có thể truyền ra bên ngoài theo 2 hướng -Khi diện tích phòng nhỏ hơn 48 m2 sẽ không có F2, nhỏ hơn 80m2 sẽ không có F3 và nếu có một cạnh nhỏ hơn hoặc bằng 12m sẽ không có F4.Cách phân chia dải nền được thể hiện như hình sau: Hình 3.2 Cách phân chia dải nền tN=34,50C: Nhiệt độ môi trường bên ngoài; tT=260C: Nhiệt độ môi trường bên trong; Tổng tổn thất nhiệt qua nền do truyền nhiệt; Q82=(tN-tT)(k1.F1+k2.F2+k3.F3+k4.F4) (3-23) =(34,5-26).(k1.F1+k2.F2+k3.F3+k4.F4) =8,5.(k1.F1+k2.F2+k3.F3+k4.F4),W Bảng 3.9. kết quả tính toán tổn thất nhiệt qua nền Tên phòng Diện tích nền, m2 Hệ số truyền nhiệt, W/m2 0C Diện tích mỗi dải, m2 Q82, W k1 k2 k3 k4 F1 F2 F3 F4 Khu vục học Photocopy Kho sách1 Kho sách2 Để đồ 34´33,3 7´7 10´7 6´5 7´5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,2 0,2 0,2 - - 0,1 - - - - 0,07 - - - - 4536 196 280 120 140 4488 148 232 4456 - - - - 468 - - - - 30973,66 1084,6 1584,4 510 595 S 34747,66 Vậy tổng tổn thất nhiệt Q8 Q8=Q81+Q82 =25,68586+34,74766 =60,43352kW 3.1.9 Tổng lượng nhiệt thừa QT QT=, kW (3-24) Tổng nhiệt thừa của phòng được sử dụng để xác định năng suất lạnh của bộ xử lý không khí. Tổng lượng nhiệt thừa của toàn bộ công trình - Tổng lượng nhiệt thừa của toàn bộ công trình Qt=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7h+Q8 = 20,8+39,3+71,76+0+0+80,6713+108,19551+60,43352 = 381,16kW 3.2 Xác định lượng ẩm thừa WT Ẩm thừa trong không gian điều hòa gồm các thành phần chính như sau: WT = W1+W2+W3+W4 ,kg/s (3-25) Trong đó: W1 – lượng ẩm do người tỏa ra, kg/s; W2 – lượng ẩm do bay hơi từ các sản phẩm, kg/s; W3 – lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn, kg/s; W4 – lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào, kg/s; 3.2.1. Lượng ẩm thừa do người tỏa ra W1 Lượng ẩm do người tỏa ra được xác định W1=n.gn.10-3, kg/h (3-26) Trong đó: n: số người trong phòng; gn: lượng ẩm do một người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s; Lượng ẩm do một người tỏa ra gn phụ thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ phòng. Trị số gn được xác định theo bảng 3.16 [TL1, tr70] Ở nhiệt độ môi trường là 260C trong văn phòng làm việc, trường học, thư viện…….thì ta chọn gn=105g/h.người Từ(3-26)ÞW1=n.105.10-3, kg/h Bảng 3.10. Kết quả tính toán tổn thất ẩm do người tỏa ra ở các tầng Tầng 1: Tên phòng n(người) Lượng ẩm do người tỏa ra W11 = n.105.10-3 ,kg/h Khu vục học 180 18,9 photocopy 2 0,21 Kho sách1 2 0,21 Kho sách2 2 0,21 Để đồ 8 0,84 å 20,37 Phòng số n(người) Lượng ẩm do người tỏa ra W12 = n.105.10-3 ,kg/h Phòng học nhóm2.1 6 0,63 Phòng học nhóm2.2 6 0,63 Phòng học nhóm2.3 8 0,84 Phòng học nhóm2.4 6 0,63 Phòng học nhóm2.5 6 0,63 Phòng học nhóm2.6 8 0,84 Phòng học nhóm2.7 8 0,84 Phòng nghe nhìn 12 1,26 Khu vục học 120 12,6 å 18,9 Tầng 2 Tầng 3 Phòng số n(người) Lượng ẩm do người tỏa ra W13 = n.105.10-3 ,kg/h Hội thảo 15 1,575 Học nhóm 1 25 2,62 Học nhóm 2 25 2,62 Tài Nguyên 1 4 0,42 Tài Nguyên 2 4 0,42 Giám đốc 1 0,105 Phó giám đốc 1 0,105 Hành chính 2 0,21 Máy .chủ 2 0,21 Máy .tính 3 0,315 Mạng 2 0,21 Đọc 80 8,4 å 17,21 Tầng 4: Phòng n(người) Lượng ẩm do người tỏa ra W14 = n.105.10-3 ,kg/h căn tin& giải trí 60 6,3 å 6,3 Tổng tổn thất ẩm do người tỏa ra ở các tầng W1 = W11 + W12 + W13 + W14 = 20,37+18,9+17,21+6,3 =62,78 kg/h=0,017kg/s 3.2.2. Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W2 Thành phần này chỉ có trong công nghiệp nên ở đây W2=0 3.2.3. Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sản phẩm W3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sản phẩm W3=0 3.2.4. Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W4 Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W4=0 3.2.5. Lượng ẩm thừa WT Tổng tất cả các nguồn ẩm tỏa ra trong phòng gọi là lượng ẩm thừa. WT=, kg/s (3-27) Vậy tổng ẩm thừa tỏa ra ở các tầng là: WT = W1+W2+W3+W4 = 0,017+0+0+0 = 0,017kg/s Ẩm thừa WT được dung đẻ xác định năng suất làm khô của thiết bị xử lý không khí 3.3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương trên vách Khi nhiệt độ vách tw thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc với nó sẽ xãy ra hiện tượng đọng sương trên vách (hơi nước trong không khí ngưng tụ thành nước trên bề mặt vách). Khi xãy ra hiện tượng đọng sương, vách bị ẩm làm giảm khả năng cách nhiệt và tăng tổn thất nhiệt truyền qua vách. Ngoài ra đọng sương làm giảm chất lượng và mỹ quan của vách. Vậy cần tránh không để xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách. Tuy nhiên do xác định nhiệt độ vách khó ta quy điều kiện đọng sương về dạng sau. * Về mùa hè: Ta thực hiện chế độ điều hòa (làm lạnh) nhiệt độ bên ngoài lớn hơn nhiệt độ bên trong. Khi đó tTw>TT>tTs như vậy vách trong không xảy ra hiện tượng đọng sương. Gọi tNs là nhiệt độ đong sương vách ngoài, ta có điều kiện đọng sương: tNs>tNw Theo phương trình truyền nhiệt ta có: k(tN-tT)=aN(tN-tNw) Hay k= Khi giảm tNw thì k tăng, khi giảm tới tNs thì trên tường đọng sương, khi đó ta được giá trị kmax: Điều kiện đọng sương: Kmax=,W/m2. 0C (3-28) Trong đó: aN = 23,3 W/m2. 0C – hệ số tỏa nhiệt bề mặt bên ngoài của tường; tN = 34,50C – nhiệt độ tính toán bên ngoài; tT = 26oC – nhiệt độ tính toán bên trong nhà; tsN – nhiệt độ đọng sương vách ngoài, được xác định theo tN và jN. Với tN = 34,5oC và jN = 73,6 % tra đồ thị I – d ta được tsN = 29oC Từ(3-28)=> kmax = 23,3. = 15,07 W/m2.0C Ta thấy: kmax=15,07 W/m2.0C > k=1,81 W/m2.0C: Vậy hiện tượng đọng sương không xãy ra ở bề mặt bên ngoài của tường CHƯƠNG 4 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Lập sơ đồ điều hòa không khí là ta xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I-d, nhằm mục đích xác định các khâu càn xử lý và năng suất của nó để đạt được trạng thái không khí cần thiết trước khi cho thổi vào phòng. Sơ đồ điều hòa không khí được lập dựa trên cơ sở: a) Điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp đặt công trình: tN, jN. b)Yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ:tT, jT. c) Các kết quả tính cân bằng nhiệt: QT,WT. d) Thỏa mãn điều kiện vệ sinh. 1. Nhiệt độ không khí trước khi thổi vào phòng không được thấp quá so với nhiệt độ trong phòng nhằm tránh gây cảm lạnh cho người sử dụng, cụ thể là: tV≥ tT-a - Đối với hệ thống điều hòa không khí thổi từ dưới lên( miệng thổi đặt trong vùng làm việc ) : a=70C. - Đối với hệ thống điều hòa không khí thổi từ trên xuống: a=100C. Nếu điều kiện không thỏa mãn thì phải tiến hành sấy nóng không khí tới nhiệt độ tV=tT-a thỏa mãn điều kiện vệ sinh rồi cho thổi vào phòng. 2. Lượng khí tươi cấp vào phòng phải đảm bảo đủ cho người trong phòng: LN=n.mk=n.rk.Vk,kg/h Trong đó: N: Số người trong phòng. nk. Khối lượng gió tươi cần thiết cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian, kg/người.h. Vk: Lượng không khí tươicần cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian, tra theo bảng 2.7[TL1, tr30], m3/người.h r: Khối lượng riêng của không khí, r=1,2 kg/m3 Tuy nhiên lưa lượng gió bổ sung không được nhỏ hơn 10% tổng lượng gió cung cấp cho phòng. 4.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí Trong mỗi hệ thống điều hòa không khí cơ bản gồm có 4 khâu, trong một khâu lại có nhiều thiết bị hoặc chi tiết. Số lượng các thiết bị và năng suất của chúng được lựa chọn cho phù hợp với tình hình thực tế nghĩa là khi thiết kế người ta chọn chúng theo sơ dồ điều hòa không khí. Sơ đồ điều hòa không khí được thiết lập dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời thỏa mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công nghệ phù hợp với điều kiện khí hậu. Nói cách khác khi lập sơ đồ điều hòa không khí các thông số tính toán của không khí ngoài trời tN, jN và trong nhà tT, jT đã được chọn trước, nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT cũng như hệ số góc tia quá trình tự thay đổi trạng thái không khí trong phòng eI=QT/WT dã biết . Nhiệm vụ là xác định quá trình xử lý không khí trên đồ thị I – d, lựa chọn các thiết bị của khâu xử lý không khí rồi tiến hành tính năng suất cần có của các loại thiết bị đó, tiến hành kiểm tra các điều kiện vệ sinh…… Việc thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí được tiến hành đối với mùa hè và mùa đông nhưng ở Việt Nam ta mùa đông không lạnh lắm nên không cần lập sơ đồ mùa đông, như vậy ta chỉ cần lập sơ đồ cho mùa hè. Tùy điều kiện cụ thể, mà ta có thể chọn một trong các loại sơ đồ sau đây: thẳng, tuần hoàn một cấp, tuần hoàn hai cấp có phun ẩm bổ sung. Do tính chất và yêu cầu tại trung tâm học liệu Đại Học Đà Nẵng ta chọn loại sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp cho mùa hè. 4.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Hình 4.1 sơ đồ tuần hoàn một cấp a) Nguyên lý làm việc. Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN, jN) với lưa lượng LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1, được đưa vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T(tT, jT) với lưa lượng là LT từ các miệng hồi gió 2. Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý 4, tại đây nó được xử lý theo một chương trình định sẵn đến trạng thái O và được quạt 5 vận chuyển theo kênh gió 6 thổi vào phòng 8. Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT rồi tự thay đổi trạng thái từ V đến T(tT, jT). Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài và một phần lớn được quạt hồi gió 11 hút về qua các miệng hút 9 theo kênh 10 Hình 4.2. Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị I-d b)Xác định các điểm nút trên đồ thị I-d. -Trạng thái C là trạng thái hòa trộn của dòng không khí tươi có lưa lượng LN và trạng thái N(tN, jN) với dòng không khí tái tuần hoàn với lưa lượng LT và trạng thái T(tT, jT). - Quá trình VT là quá trình không khí tự thay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa nên có hệ số góc tia e=eT=QT/WT. Điểm O ≡ V có j0 ≈ 95% Từ phân tích trên ta xách định được các điểm nút như sau: -Xác định các điểm N, T theo các thông số tính toán ban đầu. - Xác định điểm hòa trộn C theo tỷ lệ hòa trộn: Ta có: Trong đó: LN: Lưa lượng gió tươi cần cung cấp được xác định theo điều kiện vệ sinh, kg/s; L: Lưa lượng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí, kg/s; - Điểm O ≡ V là giao nhau của đường e=eT=QT/WT đi qua điểm T với đường j0 ≈ 95%. Nối CO ta có quá trình xử lý không khí Nếu nhiệt độ điểm O không phù hợp điều kiện vệ sinh thì phải tiến hành sấy không khí đến điểm V thỏa mãn điều kiện vệ sinh, tức là t=tT-a. Khi đó các điểm O và V xác định như sau: - Từ T kể đường e=eT=QT/WTcắt t=tT-a tại V - Từ V kẻ đường thẳng đứng cắt j0 ≈ 95% tại O - Các điểm còn lại thì vẫn giữ nguyên vị trí Hình 4.3 Sơ đồ tuần hoàn một cấp khi nhiệt độ tV thấp c) Các thiết bị chính Để thực hiện sơ đồ điều hòa không khí một cấp cần có các thiết bị chính sau: - Quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, thiết bị sấy cấp II, hệ thống kênh cấp gió, hồi gió miệng thổi và miệng hút. d)Xác định năng suất của các thiết bị -Năng suất gió: L = , kg/s (4-1) - Lưa lượng không khí bổ sung LN được xác định căn cứ vào số lượng người và lượng gió tươi cần cung cấp cho một người trong một đơn vị thời gian. LN=n.r.Vk, kg/s (4-2) - Lưa lượng gió hồi: LT= L – LN,kg/s (4-3) - Công suất lạnh của thiết bị xử lý không khí QO = L(IC-IO) = QT.,kW (4-4) - Năng suất làm khô của thiết bị xử lý QSII = L(IV-IO) = QT.,kW (4-5) WO = L(dC-dO) = WT.,kg/s (4-6) 4.3 Xác định các thông số tại các điểm của sơ đồ Tất cả các điểm đều tra trên đồ thị I-d của không khí ẩm [ TL1-tr12] Điểm N: tN=34,50C jN=76,5% dN=27,8g/kgkkkhô IN=24Kcal/kgkkhí=100,48KJ/kgkkkhô Điểm T: tT=260C jT=60% dT=13,2g/kgkkkhô IT=13,7Kcal/kgkkhí=57,36KJ/kgkkkhô Điểm hòa trộn C: Ic=IT(LT/L)+IN(LN/L) =57,36(LT/L)+100,48(LN/L) , KJ/kgkkhí dc=dT(LT/L)+dN(LN/L) =13,2(LT/L)+27,8(LN/L) ,g/kgkkkhô Trong đó : L = kg/s (4-7) LNyc=n.rk.Vk=n.1,2.25=30n,kg/h=0,0083n,kg/s (4-8) Nếu LN≥10%L thì lấy LN=LNyc Nếu nhỏ hơn 10%L thì lấy LN=0,1L LT=L-LN, kg/s (4-9) Năng suất làm lạnh: Q0=0,85L(IC-I0), KW (4-10) Năng suất làm khô của thiết bị xử lý: W0 = 0,85L(dC-d0), kg/s (4-11) 0,85 là hệ số sử dụng không đồng thời. Bởi vì theo sự nghiên cứu của hãng máy điều hòa Carrier thì đối với các tòa nhà cao tầng sẽ xãy ra hiện tượng không phải lúc nào toàn bộ số người tính toán cũng có mặt, sẽ có một số người rời khỏi phòng trong một thời gian nhất định của ngày và khi rời khỏi phòng, đèn thắp sáng, vi tính, tivi…..cũng không sử dụng vì vậy khi chọn máy mà không kể đến hệ số tác dụng không đồng thời thì tổng năng suất lạng khi đó quá lớn dẫn đến dư thừa. Tia quá trình: eT=860,Kcal/kg (4-12) Sau đây là bảng xác định các thông số của điểm C, lưa lượng không khí cần thiết trong phòng L, năng suất lạnh Q0, và tia quá trình eT. Bảng 4.1 Xác định các thông số của sơ đồ Tên phòng Số người QT, kW WT, kg/h L, kg/s LNYC, kg/s LN,kg/s LT=L- LN kg/s eT kcal/kg Iv, kJ/kg Ic KJ/kg dc, g/kg W0, kg/s Q0, kW LN=LNYC 0,1Lkg/s (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) Tầng 1 Khu vục học 180 107,7 18,9 14,37 1,494 1,494 1,4376 12,882 4907,7 49,867 61,69 14,71 0,021 144,56 photocopy 2 4,694 0,21 0,652 0,017 0,017 0,0652 0,5868 19224,7 50,16 61,52 14,66 0,001 6,3 Kho sách1 2 9,575 0,21 1,447 0,017 0,017 0,1447 1,3023 39212,5 50,746 61,52 14,66 0,002 13,2 Kho sách2 2 5,192 0,21 0,775 0,017 0,017 0,0775 0,6975 21264,3 50,662 61,52 14,66 0,001 7,15 Để đồ 8 5,66 0,84 0,76 0,066 0,066 0,076 0,684 5795,4 49,909 61,52 14,66 0,001 7,5 åQ01 178,71 Tầng 2 Phòng học nhóm2.1 6 2,632 0,63 0,351 0,05 0,05 0,0351 0,301 3593,3 49,657 63,36 15,28 0,0007 4,08 Phòng học nhóm2.2 6 1,93 0,63 0,144 0,05 0,05 0,0144 0,094 2635 43,963 72,22 18,27 0,00076 3,45 Phòng học nhóm2.3 8 4,885 0,84 0,65 0,07 0,07 0,065 0,58 5001,4 49,867 61,86 14,77 0,001 6,62 Phòng học nhóm2.4 6 2,542 0,63 0,328 0,05 0,05 0,0328 0,278 3470,8 49,615 63,79 15,42 0,001 3,95 Phòng học nhóm2.5 6 2,711 0,63 0,352 0,05 0,05 0,0358 0,302 3700,8 49,678 63,34 15,27 0,0007 4,08 Phòng học nhóm2.6 8 4,926 0,84 0,657 0,07 0,07 0,0657 0,587 5043,5 49,871 61,81 14,76 0,001 6,66 Phòng học nhóm2.7 8 6,514 0,84 0,876 0,07 0,07 0,0876 0,7884 6669,4 49,929 61,52 14,66 0,001 8,63 Phòng nghe nhìn 12 11,773 1,26 1,592 0,1 0,1 0,1592 1,4328 8035,5 49,967 61,2 14,66 0,0023 15,2 Khu vục học 120 59,562 12,6 7,85 1 1 0,785 6,85 4065,4 49,783 62,71 15,06 0,014 85,27 åQ02 137,94 Tầng 3 Hội thảo 15 7,75 2,1 0,99 0,125 0,125 0,099 0,865 4232,3 49,574 62,66 15,06 0,0017 11,01 Học nhóm1 25 8,626 2,62 0,68 0,208 0,208 0,068 0,472 2822,9 44,8 70,43 17,67 0,0027 14,81 Học nhóm2 25 10,678 2,62 1,37 0,208 0,208 0,137 1,162 3498,4 49,615 63,77 15,41 0,004 16,48 Tài Nguyên1 4 7,36 0,42 1 0,033 0,033 0,1 0,9 15071,1 50,034 61,52 14,66 0,0014 9,769 Tài Nguyên2 4 5,369 0,42 0,72 0,033 0,033 0,072 0,648 10994,8 49,992 61,52 14,66 0,001 7,059 Giám đốc 1 2,18 0,105 0,29 0,008 0,008 0,029 0,261 17862 50,076 61,52 14,66 0,0004 2,822 Phó g.đốc 1 2,18 0,105 0,29 0,008 0,008 0,029 0,261 17862 50,076 61,52 14,66 0,0004 2,822 Hành chính 2 1,14 0,21 0,15 0,017 0,017 0,015 0,133 4668,6 49,825 62,1 14,85 0,0002 1,56 Máy.chủ 2 3,186 0,21 0,43 0,017 0,017 0,043 0,387 13049,4 50,026 61,52 14,66 0,0006 4,2 Máy.tính 3 6,685 0,315 0,92 0,025 0,025 0,092 0,828 18251,5 50,11 61,52 14,66 0,0013 8,9 Mạng 2 11,33 0,21 1,72 0,017 0,017 0,172 1,548 46425,7 50,788 61,52 14,66 0,0024 15,7 Đọc 80 33,02 8,4 4,25 0,664 0,664 0,425 3,586 3380,7 49,599 63,96 15,48 0,009 51 åQ03 146,13 Tầng 4 căn tin& giải trí 60 51,3 6,3 6,88 0,498 0,498 0,688 6,192 7004 49,909 61,61 14,66 0,001 68 åQ04 Vậy tổng công suất lạnh toàn bộ là Q0=Q01+Q02+Q03+Q04= =178,71+137,94+146,132+68=530,782,kW CHƯƠNG 5 TÍNH CHỌN MÁY& KIỂM TRA TRẠM LẠNH ĐANG SỬ DỤNG 5.1.Tính chọn máy cho hệ thống điều hòa không khí Hệ thống điều hòa không khí lắp đặt tại Trung tâm Học liệu là hệ thống điều hòa không khí gián tiếp kín với chất tải lạnh là nước cụm máy để làm lạnh nước là máy Water Chiller 5.1.1. Tính chọn máy Water Chiller cho hệ thống: Căn cứ vào bảng năng suất lạnh trên tính được tổng công suất lạnh sẽ là: Q0=178,71+137,94+146,132+68=530,782kW Tra catalog máy điều hòa không khí của hãng Carrier ta chọn 2 máy loại 30GH085 với năng suất lạnh của mỗi máy là 280,5KW. Đây là loại máy nén pittông với môi chất lạnh là R22. Thỏa mãn với máy đã giới thiệu ở chương mở đầu 1.Xác định chu trình máy lạnh Chu trình làm việc của máy lạnh là loại một cấp có hồi nhiệt Các quá trình: 1-2:Quá trình nén đoạn nhiệt; 2-3:Quá trình ngưng tụ đẳng áp; 3-3’: Quá lạnh lỏng ngưng trong thiết bị hồi nhiệt ở pk=const; 3’-4: Tiết lưa; 4-1: Quá trình bay hơi đẳng áp; 1-1’: Quá nhiệt hồi trong hồi nhiệt ở p0=const; 2. Xác định các điểm nút. a) Nhiệt độ sôi t0:Ở đây ngoài việc xác định nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong dàn bốc hơi của máy điều hòa nhiệt độ t0 ta còn cần xác định nhiệt độ của không khí được làm lạnh khi thổi qua dàn bốc hơi hoặc qua dàn nước lạnh t”k. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong máy điều hòa nhiệt độ được chọn. t0 = 2 ÷ 100C [TL3 tr46] Ở đây ta chọn t0=40C Sở dĩ ta chọn nhiệt độ sôi trong máy điều hòa nhiệt độ phải lớn hơn 00C để nếu làm lạnh nước( trong máy sản xuất nước lạnh – Water Chiller) thì nhiệt độ nước lạnh đạt được sẽ lớn hơn 00C và tránh được hiện tượng nước lạnh đóng băng trong ống gây vỡ ống Với máy điều hòa làm lạnh nước, gọi nhiệt độ nước vào bình bốc hơi là t’n nhiệt độ nước ra khỏi bình bốc hơi t”n do độ chênh nhiệt độ giữa nước ra và nhiệt độ bốc hơi Dt”n=t”n-t0>30C như vậy mới đảm bảo tốt cho quá trình truyền nhiệt giữa nước và mặt ngoài của dàn lạnh ta chọn Dt”n= 30C. Nước lạnh ra khỏi bình bốc hơi của máy điều hòa nhờ bơm sẽ chuyển động trong ống dẫn tới thiết bị trao đổi nhiệt – TBTĐN-( thực tế hoặc là FCU hay AHU), ở đây nước lạnh chảy trong các ống thường có cánh ở bên ngoài để làm lạnh không khí thổi vào phòng cần điều hòa. Khi kể đến tổn thất lạnh trên đường ống, giả thiết nhiệt độ nước lạnh vào TBTĐN t’nT cao hơn nhiệt độ nước ra khỏi bình khoảng 0,5 ÷ 10C t’nT=t”n+(0,5 ÷ 10C) Tương tự nhiệt độ nước lạnh ra khỏi TBTĐN t”nTthấp hơn nhiệt độ nước vào trong bình bay hơi khoảng 0,5 ÷ 10C. t’n=t”nT+(0,5 ÷ 10C) Ngoài ra Dt”k=t”kT-t’nT≥50C Và hiệu nhiệt độ giữa nước lạnh vào và nước lạnh ra khỏi TBTĐN thường chọn. dtn=t”nT-t’nT=(3 ÷ 5)0C Vậy khi ta chọn to=40C, Dt”n=30C, Dt”k=60C, dtn=40C thì ta có thể xác định được các nhiệt độ của nước lạnh và không khí: Nhiệt độ của nước ra khỏi bình bay hơi: t”n=t0+Dt”n=4+3=70C Nhiệt độ của nước vào TBTĐN: t’nT=t”n+1=7+0,5=7,50C Nhiệt độ nước ra TBTĐN: t”nT=t’nT+dtn=7,5+4=11,50C Nhiệt độ ước vào bình bốc hơ: t’n=t”nT+1=11,5+0,5=120C: Hiệu nhiệt độ nước lạnh trong bình bốc hơi: dtnh=t’n-t”n=12-7=50C Nhiệt độ nứớc lạnh ra khỏi TBTĐN: t”kt=t’nT+Dt”k=9+6=150C b) Nhiệt độ ngưng tụ môi chất lạnh tN Việc chọn nhiệt độ ngưng tụ của môi chất trong máy điều hòa không khí phụ thuộc vào chất( nước hay không khí) dùng để làm mát bình ngưng.Ở đây ta chỉ tính cho dàn ngưng làm mát bằng không khí.( dàn ngưng ở TTHLĐN giải nhiệt bằng khôngkhí) Ký hiệu nhiệt độ không khí vào dàn ngưng t’k, ra khỏi dàn ngưng là t”k. Để đảm bảo truyền nhiệt tốt giữa bề mặt ngoài ống( thường có cánh) dàn ngưng với không khí thổi ngang qua, nên chọn độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ lỏng ngưng tụ tN và nhiệt độ không khí ra khỏi dàn ngưng t”k Dt”k=tN-t”k≥50C Hiệu nhiệt độ giữa khôngkhí vào và ra khỏi dàn ngưng dtk của máy điều hòa nhiệt độ có thể chọn dtk lớn vì nhiệt độ ngưng tụ có thể lớn; dtk=t”k-t’k(5÷ 10)0C Ở đây ta chọn dtk=60C t”k=t’k+6=34,5+6=40,50C tN=t”k+5=45,50C c) Chọn nhiệt độ quá lạnh tql, nhiệt độ quá nhiệt tqn Máy điều hòa nhiệt độ sử dụng môi chất lạnh frêon( R12, R22, R134a….) sử dụng chu trình lạnh một cấp có hồi nhiệt. Trong bình hồi nhiệt kiểu ngược dòng lỏng ngưng frêon từ bình ngưng BN đi vào có nhiệt độ t’1=tN, sau khi tỏa nhiệt và được làm mát đi ra có nhiệt độ t”1=tql(gọi là nhiệt độ quá lạnh) đi vào bộ phận tiết lưa (TL), mặt khác hơi frêon lạnh từ bình bốc hơi có nhiệt độ t’h=t0 đi vào bình hồi nhiệt (HN), sau khi nhận nhiệt, nhiệt độ tăng đến t”h=tqn(gọi là nhiệt độ quá nhiệt) và được hút vào máy nén (MN) Để đảm bảo truyền nhiệt tốt giữa lỏng ngưng chảy trong ống với hơi ở bên ngoài ống ở đầu ra của bình hồi nhiệt ta chọn độ chênh nhiệt độ Dt”h Dt”h=t’1-t”h=tN-tqn≥50C Chọn độ chênh nhiệt độ của hơi dth: dth=t”h-t’h=tqn-t0≤250C Khi bỏ qua tổn thất nhiệt trong bình hồi nhiệt ta có phương trình cân bằng nhiệt với dt’1=t’1-t”1=tN-tqn Cpldt1=Cphdth; tql=tk-; Ta có tqn=25+t0=25+4=290C Với nhiệt độ trung bình của hơi th=0,5(tqn+to) =0,5(29+4) =16,50C Tra bảng môi chất R22[TL4.tr160] ta tìm được Cph=1,2kJ/kg.K Với nhiệt độ của lỏng ngưng t’1=tN=45,50C và ước tính t”1=35,50C, ta tính được nhiệt độ trung bình của lỏng R22 t1=0,5(t’1+t”1) =0,5(35,5+45,5) =40,50C Tra bảng môi chất R22[TL4.tr160] ta tìm được Cpl=1,31kJ/kg.K tql=tn-=45,5-=29,80C Vậy ta có: Nhiệt độ môi chất bay hơi t0=40C; Nhiệt độ môi chất ngưng tụ tN=45,50C; Nhiệt độ quá lạnh tql=29,80C; Nhiệt độ quá nhiệt tqn=290C; Bảng 5.1. Thông số của các điểm chu trình Thông số Điểm 1’ 1 2 3 3’ 4 t0C 4 29 90 45,5 29,8 4 P,bar 5,65 5,65 17,3 17,3 17,3 5,65 I,kJ/kg 706,99 728 760 560 538,99 538,99 Xác định chu trình hồi nhiệt. - Năng suất lạnh riêng khối lượng: q0= I1’-I4=706,99-539,35=168kJ/kg - Năng suất nhiệt riêng khối lượng: qk= I2-I3=760-560=200kJ/kg - Tỷ số nén: p=qk/q0=200/168=1,19 -Công nén riêng: l= I2-I1=760-728=32kJ/kg -Hệ số lạnh e=q0/l=168/32=5,25 - Lưa lượng khối lượng tác nhân tuần hoàn: G=Q0/q0=561/168=3,33kg/s -Năng suất ngưng tụ: Qk=G(I2-I3)=3,33(760-560)=666kW 5.2 Tính toán kiểm tra FCU cho từng phòng Dựa vào năng suất gió và năng suất lạnh của từng phòng ta chọn các FCU cho từng phòng, nghĩa là dựa vào L,Q0. Tên phòng Q0, kW Chọn loại FCU Số lượng (cái) Q0FCU, kW LFCU, l/s (1) (2) (2) (4) (5) (6) photocopy 6,3 42BHC08 1 6,45 0,38 Kho sách1 13,2 42BHC16 1 13,76 0,82 Kho sách2 7,15 42BHC10 1 7,56 0,45 Để đồ 7,5 42BHC10 1 7,56 0,45 Tầng 2 Phòng học nhóm2.1 4,08 42BHC06 1 4,68 0,28 Phòng học nhóm2.2 3,45 42BHC06 1 4,2 0,25 Phòng học nhóm2.3 6,62 42BHC08 1 6,85 0,4 Phòng học nhóm2.4 3,95 42BHC06 1 4,2 0,25 Phòng học nhóm2.5 4,08 42BHC06 1 4,68 0,28 Phòng học nhóm2.6 6,66 42BHC08 1 6,85 0,4 Phòng học nhóm2.7 8,63 42BHC012 1 8,88 0,53 Phòng nghe nhìn 15,2 42BHC030 1 16,02 0,95 Tầng 3 Hội thảo 11,01 42BHC16 1 11,89 0,7 Học nhóm 1 14,81 42BHC20 1 15,26 0,91 Học nhóm 2 16,48 42BHC20 1 17,2 1,02 Tài Nguyên 1 9,769 42BHC16 1 10,18 0,6 TN2+GĐ+PGĐ+HC 14,263 42BHC20 1 15,26 0,91 Máy chủ+ Máy tính 13,1 42BHC16 1 13,76 0,82 Mạng 15,7 42BHC30 1 16,02 0,95 5.3. Tính toán kiểm tra AHU cho từng tầng Tầng 1& tầng 2 ta chọn mỗi tầng là 2 AHU, còn tầng 3& 4 mỗi tầng là 1AHU Tên phòng Q0,kW Loại AHU Số lượng, (cái) Q0FCU, kW LnFCU, l/s (1) (2) (2) (4) (5) (6) Tầng 1 Khu vực học 144,56 40RM28&034 2 72,13/76,7 4,31/4,58 Tầng 2 Khu vực học 85,27 40RM14&16 2 43,85/43,67 2,62/2,6 Tầng 3: Khu vực đọc 51 40RM16 1 52,89 3,16 Tầng 4: Giải trí 68 40RM24 1 70,92 4,24 Tất cả các FCU&AHU ở các tầng sau khi tính toán lại đều thỏa mãn với FCU&AHU đã giới thiệu ở chương đầu CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ỐNG NƯỚC LẠNH 6.1 .Tính toán thiết kế ống dẫn nước lạnh Mục đích của việc thiết kế đường ống dẫn nước là trên cơ sở biết lưa lượng nước chảy trong ống ta tính đường kính ống, tốc độ nước và tổng trở kháng thủy lực của đường ống. khi biết lưa lượng nước và tổng trở kháng có thể tính được công suất của bơm và tính chọn bơm cho hệ thống. 6.1.1. Ống dẫn nước Nước lạnh từ bình bốc hơi của máy lạnh có nhiệt độ từ 4 đến 100C sau khi đi qua FCU, AHU, nước quay về bình bốc hơi có nhiệt độ từ 6 đến 160C. Nhiệt độ nước lạnh không được thấp hơn 40C vì có thể xãy ra hiện tượng nước đóng băng làm vỡ ống. Khi cần nhiệt độ nước lạnh thấp hơn 40C ngườ ta cho thêm vào nước lạnh các chất phụ gia như etylen, glycol…..để giảm nhiệt độ đóng băng của nước. Trong hệ thống điều hòa không khí ta thường hay sử dụng các loại ống sau: -Ống thép đen cho nước lạnh -Ống đồng cứng cho nước nóng -Ống thép đen, ống tráng kẽm,ống nhựa PVC cho nước làm mát Tốc độ nước trong ống lớn nhất cho phép là 4,5m/s để tránh gây ồn và tổn thất áp suất lớn. Khi tính toán tổn thất áp suất không nên vượt quá giá trị 0,1mH20/1m chiều dài ống tức là Dp1£1000pa/m 6.1.2. Phương pháp xác định tổn thất áp suất trực tiếp từ đồ thị Để đơn giảm và nhanh chóng cho việc tính toán tổn thất áp suất( trở kháng thủy lực) do ma sát hay do cục bộ, ngườ ta đã tính toán và lập ra các bảng( tra theo đường kính và tốc độ) hoặc đồ thị để xác định trực tiếp tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống. Phương pháp xác định tổn thất áp suất bằng đồ thị 4-90[TL3 tr417]. Ở đây trục tung là lưa lượng nước V(l/s) trục hoành là tổn thất áp suất ứng với 1m chiều dài ống Dp1(pa/m), ngoài ra còn có các đường thẳng biểu diễn đường kính trong của ống d(mm), tốc độ nước w(m/s). Từ đồ thị này nếu biết lưa lượng nước và tốc độ nước thì ta tìm được tổn thất áp suất trên 1m ống Dp1. Vậy tổn thất áp suất do ma sát ứng với chiều dài ống l(m) là: Dpm=l*Dp1, Pa (6-1) Để tính trở kháng cục bộ bằng bằng phương pháp trực tiếp thì người ta quy đổi mức độ tổn thất áp suất của các chi tiết nơi xãy ra tổn thất cục bộ như van cút khớp nối…….thàn đoạn chiều dài tương đương ltđ để tính như đối với trở kháng ma sát. Nghĩa là tổn thất ma sát cục bộ Dpc: Dpc=ltđ*Dp1,Pa (6-2) Với ltđ: Chiều dài tương đương, m Dp1: Tổn thất áp suất cho 1m chiều dài ống, pa/m Vậy tổn thất áp suất trên đoạn ống là: Dp=Dpm+Dpc, Pa (6-3) Sơ đồ tuyến ống nước lạnh Trên sơ đồ nước lạnh ta thấy tổn thất áp suất lớn nhất là tổn thất của đường đi dài nhất, đó là đường O-A-B-C-D-E-F-G-H-I-K-L qua FCU,AHU và quay về máy lạnh. Để tính tổn thất áp suất( cho việc chọn bơm)ta cần xác định đường kính cũng như tốc độ trên đoạn ống đó. Biết lưa lượng nước qua FCU cuối cùng là L=0,89l/s từ đó ta tính được lưa lượng nước qua các đoạn tiếp theo như sau( dựa vào bảng chọn FCU, AHU, mà ta biết được lưa lượng nước qua từng FCU, AHU) - Đoạn LK: L = 0,95l/s - Đoạn KI: L = 1,77l/s - Đoạn IH: L = 2,79l/s - Đoạn HG: L = 3,7l/s - Đoạn GF: L = 4,61l/s - Đoạn FE: L = 5,21l/s - Đoạn ED: L = 9,45l/s - Đoạn DC: L = 12,61l/s - Đoạn CB: L = 13,31l/s - Đoạn BA: L = 21,87l/s - Đoạn AO: L = 32,86l/s a) Tính tổn thất áp suất ma sát Theo catalog máy ta có đường kính của ống nước lạnh vào và ra tại bình bay hơi là d=125mm để có lợi ta chọn đường kính này để lắp đoạn OA.Khi đó tốc độ nước lạnh là w = 4L/Pd2 = 4.32,86.10-3/3,14.0,1252.106 =2,68m/s Tra đồ thị hình 4-90[TL3- tr417] ta tìm được tổn thất áp suất Dp1=520pa/m -Đoạn AB: Biết lưa lượng L =21,87l/s chọn Dp1 =900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống 97,5mm, w = 3,07m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 102,3mm, để đảm bảo lưa lượng 21,87l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 2,48m/s, Dp1 = 513pa/m -Đoạn BC: Biết lưa lượng L = 13,31/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d=75,7mm, w = 2,48m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d=77,93mm, để đảm bảo lưa lượng 13,87l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 2,43m/s, Dp1 = 850pa/m -Đoạn CD: Biết lưa lượng L =12,61l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 74mm, w = 2,43m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 77,93mm, để đảm bảo lưa lượng 12,61l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 2,29m/s, Dp1 = 600pa/m -Đoạn DE: Biết lưa lượng L = 9,45l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 69,2mm, w = 2,32m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 77,93mm, để đảm bảo lưa lượng 9,45l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 1,88m/s, Dp1 = 500pa/m -Đoạn EF: Biết lưa lượng L = 5,21/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 50mm, w = 2,25m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 52,5mm, để đảm bảo lưa lượng 5,21l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 1,85m/s, Dp1 = 700pa/m -Đoạn FG: Biết lưa lượng L = 4,61l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 48,125mm, w = 1,945m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 52,5mm, để đảm bảo lưa lượng 4,61l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 1,57m/s, Dp1 = 500pa/m -Đoạn GH: Biết lưa lượng L = 3,7l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 45,7mm, w = 1,876m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 52,5mm, để đảm bảo lưa lượng 3,7l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 1,36m/s, Dp1 = 450pa/m -Đoạn HI: Biết lưa lượng L = 2,79l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 42mm, w = 1,73m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 52,5mm, để đảm bảo lưa lượng 2,79l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 1,2m/s, Dp1 = 300pa/m -Đoạn IK: Biết lưa lượng L = 1,77l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 33mm, w = 1,54m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 40,98mm, để đảm bảo lưa lượng 1,77l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 1,17m/s, Dp1 = 420pa/m -Đoạn KL: Biết lưa lượng L = 0,95l/s chọn Dp1 = 900pa/m từ đồ thị hình 4-90[TL1- tr417] ta tìm được đường kính trong của ống d = 27,3mm, w = 1,39m/s tra bảng 4-49[TL3- tr412] chọn ống thép đen loại 40ST có d = 35,05mm, để đảm bảo lưa lượng 0,95l/s từ đó tìm được tốc độ nước thực là w = 0,91m/s, Dp1 = 320pa/m Bảng 6.1. Tính tổn thất áp suất cho các đoạn A-B-C-D-E-F-G-H-I-K-L Đoạn ống Chiều dài Lưa lượng d1(dk trong) Tốc độ w, m/s Dp1, pa/m Dpm, pa/m O-A 70 32,86 125 2,68 520 36400 A-B 6 21,87 102,3 2,48 513 3078 B-C 6 13,31 77,93 2,43 850 5100 C-D 11,95 12,61 77,93 2,29 600 7170 D-E 1,024 9,45 77,93 1,88 500 512 E-F 5,875 5,21 52,5 1,85 700 4112,5 F-G 9,75 4,61 52,5 1,57 500 4875 G-H 18,867 3,7 52,5 1,36 450 8490,15 H-I 1,093 2,79 52,5 1,2 300 327,9 I-K 12,95 1,77 40,98 1,17 420 5439 K-L 8,65 0,95 35,05 0,91 320 2768 Tổng cộng= 78272,55 b) Tính tổn thất cục bộ: Tổn thất áp suất cục bộ được xác định Dpc = ltđ*Dp1 - Trên đoạn O-A: Gồm có 5 cút 900C, 1 chữ T, 2 van chặn Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 5 cút 900, ltđ = 3,692*5=18,46m 2 van cửa, ltđ = 1,829*2=3,658m 1 chữ T, ltđ = 2,5m Tổng chiều dài tương đương của 5 cút, 2 van cửa, 1 chữ T là: ltđ = 18,46+3,658+2,5 = 24,618m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống O-A: DpcbOA = 520*24,618 = 12801,36 Pa - Trên đoạn ống A-B: Gồm có 2 cút 900, 1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 2 cút 900, ltđ = 2*3,048 = 6,096m 1 chữ T, ltđ = 2,743m Tổng chiều dài tương đương của 2 cút, 1 chữ T là: ltđ = 6,096+2,743 = 8,839m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống A-B: DpcbAB = 8,839*513=4534,4 Pa - Trên đoạn ống B-C: Gồm có 1 cút 900, 1 chữ rẽ nhánh T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1 cút 900, ltđ = 2,286m 1 chữ T, ltđ = 4,575m Tổng chiều dài tương đương của 1 cút, 1 chữ rẽ nhánh T ltđ = 2,286+4,575 = 6,858m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống B-C: DpcbBC = 6,858*850 = 5829,3 Pa - Trên đoạn ống C-D: Gồm có 1 cút 900, 1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1 chữ T, ltđ = 1,524m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống C-D: DpcbCD = 1,524*600 = 914,4 Pa - Trên đoạn ống D-E: Gồm 1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1 chữ T, ltđ = 2,133m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống D-E: DpcbDE = 2,133*500 = 1066,5 Pa - Trên đoạn ống E-F: Gồm 1cút,1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1cút ltđ=1,524m 1 chữ T, ltđ = 1,006m Tổng chiều dài tương đương của 1 cút, 1 T ltđ = 1,524+1,006=2,53m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống E-F: DpcbEF = 2,53*700 = 1771 Pa - Trên đoạn ống F-G: Gồm 1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1 chữ T, ltđ = 1,006m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống F-G: DpcbFG = 1,006*500= 503 Pa - Trên đoạn ống G-H: Gồm 2cút,1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 2cút ltđ = 2*1,524 = 2,438m 1 chữ T, ltđ = 1,006m Tổng chiều dài tương đương của 2 cút,1 T ltđ = 2,438+1,006 = 3,444m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống G-H: DpcbGH = 3,444*450 = 1548,8 Pa - Trên đoạn ống H-I: Gồm 1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1 chữ T, ltđ = 1,432m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống H-I: DpcbHI = 1,432*300= 429,6 Pa - Trên đoạn ống I-K: Gồm 1 chữ T Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 1 chữ T, ltđ = 1,128m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống I-K: DpcbIK = 1,128*420= 473,76 Pa - Trên đoạn ống K-L: Gồm 2 cút, 1 van cửa, 1 phin lọc Tra bảng 4-51[TL3- tr423], ta tìm được chiều dài tương đươngltđ 2 cút ltđ = 2*1,006=2,012m 1 van cửa ltđ = 0,457m 1 phin lọc ltđ = 2,743m Tổng chiều dài tương đương của 2 cút, 1 van cửa, 1 phin lọc ltđ = 2,012+0,457+2,743=5,212m Tổn thất áp suất cục bộ trên đoạn ống K-L: DpcbKL = 5,212*320= 1667,84 Pa Vậy tổng tổn thất áp suất cục bộ của đoạn ống O-A-B-C-D-E-F-G-H-I-K-L: Dpcb = DpcbOA+Dpcb.AB+DpcbBC+DpcbCD+DpcbDE+DpcbEF+DpcbFG+DpcbGH+DpcbHI+DpcbIK+DpcbKL = 12801,36+4534,4+5829,3+914,4+1066,5+1771+503+1548,8+429,6+473,76+1667,84 = 31540,02 pa Tổn thất áp suất cục bộ qua 1 FCU là DpFCU=35870 Pa Tổng tổn thất áp suất trên đoạn ống là: Dp = Dpm+Dpcb+DpFCU =2*78272,25+2*31504,02+35870 =255423,14 Pa Vậy công suất của bơm nước với lưa lượng qua bơm V = 35,23l/s =35,23.10-3m3/s( chọn hiệu suất của bơm là h = 0,85 N==9874,3W = 9,8743KW Ta chọn 2 bơm loại MD50-160/5,5 của hãng EBARA(nhật), Công suất mỗi bơm là 5,5KW. Hai bơm đang sử dụng ở trung tâm học liệu có công suất mỗi bơm là 7,5 KW. Sau khi tiến hành tính toán kiểm tra lại và chọn bơm. So sánh với hai bơm đang sử dụng tại công trình, thỏa mãn với điều kiện làm việc 6.2. Tính toán kiểm tra đường ống cấp gió tươi cho các FCU&AHU 6.2. 1.Tính toán đường ống Để cấp gió tươi cho các FCU (AHU) ta lấy gió từ phía trên tầng 3 được quạt cấp thổi vào thông qua hệ thống đường ống dẫn. Gió tươi được đưa vào các hộp hòa trộn ở mỗi FCU để hòa trộn với không khí hồi từ phòng về trước khi thổi vào phòng. Các AHU được đặt ở một phòng riêng, để cấp gió tươi cho các AHU này ta phải chọn phương án thiết kế đường ống cấp gió tươi sao cho hợp lý và kinh tế nhất. Đối với các FCU lắp ở các phòng của tầng 1 do không cấp khí tươi nên không có đường ống gió tươi. Sơ đồ tuyến đường ống cấp khí tươi cho các FCU&AHU ở các tầng: Quạt Từ sơ đồ trên ta thấy đoạn ống từ quạt đến FCU 2.2 là đoạn ống dài nhất và có tổn thất lớn nhất, do đó ta chỉ tiến hành tính tổn thất của đoạn ống chính (O-B) và đoạn ống phụ (B–7) Ta sử dụng phương pháp ma sát đồng đều để tính: Phương pháp ma sát đồng đều dựa trên cơ sở: giữ giá trị tổn thất áp suất ma sát trên 1m ống không đổi Dp1=const trong toàn bộ hệ thống đường ống dẫn không khí. 1) Xác định kích thước đường ống: Tính toán đường ống chính O-B: Trên đường ống chính này ta chọn đoạn A-B làm tiết diện điển hình: -Lưa lượng gió qua đoạn ống O-A: L1 = 4502,06 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 800 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=799mm, w=9m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 900´600 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống A-B: L1 = 2487,26 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 640 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=643mm, w=7,9m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 900´400 mm. Tính toán đường nhánh B-7: Trên đường ống chính này ta chọn đoạn B-1 làm tiết diện điển hình: -Lưa lượng gió qua đoạn ống B-1: L1 = 1322,26 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 500 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=506mm, w=6,2m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 750´300 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống 1-2: L1 = 488,96 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 360 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=360mm, w=5,4m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 500´225 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống 2-3: L1 = 415,96 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 320 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=321mm, w=5,1m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 450´200 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống 3-4: L1 = 274,31 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 280 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=286mm, w=4,6m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 350´200 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống 4-5: L1 = 141,65 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 240 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=244mm, w=4,2m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 250´200 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống 5-6: L1 = 99,99 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 165 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=177mm, w=4/s và kênh chữ nhật có kích thước là 175´150 mm. -Lưa lượng gió qua đoạn ống 6-7: L1 = 41,66 l/s -Chọn Dp1=1Pa/m Tra trên đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta được: Ở đây dA = 132 mm là đường kính tròn, để tìm ống dẫn chữ nhật có đường kính tương đương như vậy ta tra bảng 4-31[TL3-tr342] ta có:dtđ=137mm, w=6,2m/s và kênh chữ nhật có kích thước là 125´125 mm. Bảng 6.2. kết quả tính toán: Đoạn ống V,l/s w,m/s dA,mm dtđ,mm Kích thước kênh chữ nhật O-A 4502,06 9 800 799 900´600 A-B 2487,26 7,9 640 643 900´400 B-1 1322,26 6,7 500 506 750´300 1-2 488,96 5,4 360 378 500´225 2-3 415,96 5 320 321 450´200 3-4 274,31 4,6 280 286 350´200 4-5 141,65 4,2 240 244 250´200 5-6 99,99 4 165 177 175´150 6-7 41,66 2,7 132 137 125´125 2) Xác định tổn thất áp suất Dp Dp= Dpm + DpC,pa (6-4) a) Tổn thất áp suất ma sát: Tổn thất áp suất ma sát Dpm được tính cho từng đoạn ống: Tính đoạn ống O-A: Ở đây V=4502,06l/s, dtđ=799mm( khác so với giá trịd=800mm nên ta phải tính lại tốc độ w và Dpi). Từ đồ thị hình 4-50[TL3-tr346] ta xác định được Tương tự như vậy cho các đoạn ống tiếp theo. Ta có được bảng kết quả tính toán như dưới đây: Bảng 6.3.kết quả tính toán Đoạn ống V,l/s l,m dtđ,mm w,m/s Dpi,Pa/m Dp=l*Dpi O-A 4502,06 4 799 9 1 4 A-B 2487,26 5 643 7,87 0,94 4,7 B-1 1322,26 3 506 6,64 0,94 2,82 1-2 488,96 17 378 5 0,8 13,6 2-3 415,96 16 321 4,8 1 16 3-4 274,31 15 286 4,2 0,92 13,8 4-5 141,65 3 244 4,17 0,94 2,82 5-6 99,99 2,5 177 3 0,78 1,95 6-7 41,66 2,3 137 2,4 0,68 1,564 SDpm, Pa 61,25 b)Tổn thất áp suất cục bộ Tổn thất áp suất cục bộ được tính cho từng đoạn: -Đoạn O-A: Gồm 1 cút 900 tiết diện chữ nhật, kích thước d= 600mm, W=900. Ta có Tra bảng 4-33[TL3- tr350] ta có a=7 Vậy chiều dài tương đương của cút 900 là: dtđ = a.d = 7.600 = 4200mm = 4,2m Vậy tổn thất áp suất cục bộ của 1 cút là: DpC.OA= ltđ.Dp1 = 4,2.1 = 4,2 Pa - Đoạn A-B: Tại B có trở lực của dòng rẽ nhánh cút T w1= wAB=7,87 m/s w2= wBC=6,6 m/s Lập tỷ số : Từ bảng 4-34[TL3- tr351] ta có n =1,91 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 26,2 Pa Vậy tổn thất áp suất của cút T tại B là: DpC.B=n.pđ.(w2) = 1,91.26,2 = 50,04 Pa - Tại 1 có trở lực cục bộ của dòng đi thẳng ( do có rẽ nhánh ) w1=wB-1=6,64m/s w2=w1-2=5m/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-35[TL1- tr353] ta có n=0,17 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 15,1 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 1 là: DpC.1=n.pđ.(w2) = 0,17.15,1 = 2,567 Pa - Tại 2 có trở lực cục bộ của dòng đi thẳng ( do có rẽ nhánh ) w1=w1-2=5m/s w2=w2-3=4,8m/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-35[TL1- tr353] ta có n=0,05 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 13,9 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 1 là: DpC.2=n.pđ.(w2) = 0,05.13,9 = 0,69 Pa - Tại 3 có trở lực cục bộ của dòng rẽ nhánh: Khi rẽ nhánh DpC=n.pđ(wi) Với n: Giá trị của dòng rẽ nhánh wi=4,2m/s: Tốc độ của đoạn 3-4 V1=274,31l/s: Lưa lượng của đoạn 2-3 V2=415,96l/s: Lưa lượng của đoạn 3-4 V1=V2-3=415,96 l/s V2=V3-4=274,31 l/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-36[TL1- tr353] ta có n=0,26 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 10,6 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 3 là: DpC.3=n.pđ.(w2) = 0,26.10,6 = 2,756 Pa - Tại 4 có trở lực cục bộ của dòng đi thẳng ( do có rẽ nhánh ) w1=w3-4=4,2m/s w2=w4-5=4,17m/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-35[TL1- tr353] ta có n=0,05 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 10,45 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 4 là: DpC.4=n.pđ.(w2) = 0,05.10,45 = 0,52 Pa - Tại 5 có trở lực cục bộ của dòng đi thẳng ( do có rẽ nhánh ) w1=w4-5=4,17m/s w2=w5-6=3m/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-35[TL1- tr353] ta có n=0,2 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 5,4 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 5 là: DpC.5=n.pđ.(w2) = 0,2.5,4 = 1,08 Pa - Tại 6 có trở lực cục bộ của dòng đi thẳng ( do có rẽ nhánh ) w1=w5-6=3m/s w2=w6-7=2,4m/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-34[TL1- tr353] ta có n=0,16 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 3,5 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 6 là: DpC.6=n.pđ.(w2) = 0,16.3,5 = 0,.56 Pa - Tại 7 có trở lực cục bộ của dòng rẽ nhánh cút T,900 w1=2,4m/s w2=w6-7=2,4m/s Lập tỷ số : Tra bảng 4-34[TL1- tr353] ta có n=1,75 Áp suất động pđ được xác định theo w2. Từ bảng 4-38[TL1- tr355]. Ta có pđ = 3,5 Pa Vậy tổn thất áp suất cục bộ tại 7 là: DpC.7=n.pđ.(w2) = 1,75.3,5 = 6,125 Pa Vậy tổng áp suất cục bộ của đoạn ống O-7 là: DpC.O-7=DpC.O-A+DpC.B+DpC.1+DpC.2+DpC.3+DpC.4+DpC.5+DpC.6+DpC.7 = 4,2+50,04+2,567+0,69+2,576+0,52+1,08+0,56+6,125 = 68,358 Pa Tổng tổn thất áp suất do ma sát và cục bộ của đoạn ống O-7 là: Dp=Dpm+DpC =61,25+68,358 =129,6 Pa Công suất của Quạt: N= Trong đó: V: lưa lượng quạt m3/s Dp:tổng trở kháng thủy lực trên đường ống,N/m2 h:hiệu suất quạt N= Tổng tổn thất ở đầu đẩy của quạt: Dp = 91,89 + 43,05 =129,6 Pa Dựa vào tổng lưu lượng L = 14580,9 m3/h và tổng tổn thất áp suất Dp = 129,6 Pa, theo[3] ta chọn quạt li tâm kí hiệu 4 – 70 (của Nga) số hiệu No8 có các thông số như sau: + Lưu lượng: L = 18000 m3/h + Cột áp: 294 Pa + Hiệu suất h = 60% Chương 7 MỘT SỐ VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT VÀ KHẮC PHỤC Sau khi tiến hành khảo sát thực tế công trình tại và tính toán kiểm tra lại hệ thống điều hòa không khí ở TTHLĐHĐN. Hệ thông có một vài nhược điểm sau đây cần phải được khắc phục để tiết kiếm được công suất lạnh, tiết kiệm được điện năng -Nhược điểm: - Toàn bộ công trình không có rèm che - Có một số phòng thiết kế chưa hợp lý Biện pháp khắc phục: - Cần phải có rèm che cửa kính cho tất cả các phòng để tránh ảnh hưởng của bức xạ nhiệt mặt trời vào không gian điều hòa, nhằm hạn chế tổn thất nhiệt. Bảng7.1.kết quả so sánh tổn thất nhiệt Q61 khi chưa có rèm che và sau khi có rèm: Phòng số khi chưa có rèm che khi có rèm che Q61,W Q61,W Tầng 1 Khu vục học 13443,6 4075 Photocopy 0 0 Kho sách1 4056,6 1229,9 Kho sách2 1695,6 514,1 Để đồ 1171,06 355 Tầng 2 Phòng học nhóm2.1 343,1 104 Phòng học nhóm2.2 0 0 Phòng học nhóm2.3 1624 492,4 Phòng học nhóm2.4 0 0 Phòng học nhóm2.5 422,8 128,2 Phòng học nhóm2.6 1659,6 503,2 Phòng học nhóm2.7 1377,7 417,7 Phòng nghe nhìn 2755,4 835,4 Khu vục học 7985,4 244 Tầng 3 Hội thảo 1377,7 417,7 Học nhóm 1 845,8 256,4 Học nhóm 2 2771,3 840,2 Tài Nguyên 1 2082,5 631,4 Tài Nguyên 2 845,8 256,4 Giám đốc 504,2 152,9 Phó giám đốc 504,2 152,9 Hành chính 0 0 Máy .chủ 688,8 208 Máy .tính 1377,7 417,7 Mạng 3327,2 1008,7 Đọc 2190,5 664,1 Tầng 4 căn tin& giải trí 3188,7 966,4 SQ61, W 56239,26 17050,2 Loại màn che được tính chọn ở trên là loại màn che cửa chớp màu trung bình. Với các hệ số được chọn theo bảng 3.6[TL1- tr44] Vậy sau khi tính toán lại tổn thất nhiệt Q61( trong điều kiện là có rèm che) ta tiết kiệm được một lượng nhiệt là 39189,16 W=39,18916KW - Đối với tầng ba người ta đã gộp cả 4 phòng: Tài nguyên 2, Giám đốc, P.giám đốc, Hành chính lại. Chỉ lắp1 FCU dùng chung cho cả 4 phòng đó là không hợp lý. thực tế cả 4 phòng đó không bao giờ làm việc cùng một lúc, có khi phòng này có người nhưng phòng khác lại không có, đặc biệt là hai phòng Giám đốc và P.giám đốc thường xuyên vắng mặt. Vậy để năng cao hiêụ quả sử dụng ta tách riêng 4 phòng này ra. Khắc phục bằng cách ta có thể chọn máy điều hòa hai mảnh kiểu ghép gồm 1 dàn nóng và 4 dàn lạnh. Nó có ưa điểm là tiết kiệm được không gian lắp đặt dàn nóng, chung nguồn điện, giảm chi phí lắp đặt. Mỗi dàn lạnh hoạt động không phụ thuộc vào các dàn lạnh khác. Phòng máy chủ và phòng máy tính cũng vậy. Do phòng máy chủ làm việc thường xuyên hơn phòng máy tính. Vì vậy để đề phòng trường hợp chỉ có một phòng máy chủ làm việc ta trang bị thêm cho phòng máy chủ 1 máy điều hòa hai mảnh của hãng trane. Các đặc tính kỹ thuật của máy điều hòa hai mảnh cho ở bảng dưới đây Đặc tính Đơn vị Model Công suất lạnh Btu/h 18000 Lưa lượng gió CFM 450 Mã hiệu dàn lạnh MCD518DB Mã hiệu dàn nóng TTK518LB Điện nguồn V/Hz 220/50 Dòng điện - Dàn lạnh - Dàn nóng A A 0,5 7,9 Môi chất lạnh R22 Dạng máy nén Kiểu kín Vị trí lắp đặt Dấu trần Các đặc tính kỹ thuật của máy điều hòa hai mảnh cho phòng tài nguyên 2: Đặc tính Đơn vị Model Công suất lạnh Btu/h 24000 Lưa lượng gió CFM 600 Mã hiệu dàn lạnh MCD524DB Mã hiệu dàn nóng TTK524LB Điện nguồn V/Hz 220/50 Dòng điện - Dàn lạnh - Dàn nóng A A 0,9 11,5 Môi chất lạnh R22 Dạng máy nén Kiểu kín Vị trí lắp đặt Dấu trần Các đặc tính kỹ thuật của máy điều hòa kiểu ghép cho phòng tài nguyên phòng: Giám đốc, P.giám Đốc, Hành chính: Đặc tính Đơn vị Model Công suất lạnh Btu/h 24000 Mã hiệu dàn lạnh MCW518DB Mã hiệu dàn nóng MTK536DB Điện nguồn V/Hz 220/50 Môi chất lạnh R22 Dòng điện IU 0,2/0,2 Dòng điện OU 8,05/8,05 Các ký hiệu dùng trong thuyết minh t- nhiệt độ j- độ ẩm tương đối; hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che w- tốc độ Dt- hiệu nhiệt độ wk- tốc độ không khí tkk- nhiệt độ không khí tw- nhiệt độ bề mặt tường qa- nhiệt ẩn bay hơi qh- nhiệt hiện Q- lưu lượng không khí tươi; nhiệt lượng k- lượng khí CO2 do con người thải ra thông qua hoạt động hít thở b- nồng độ CO2 cho phép trong không gian cần điều hòa nồng độ CO2 trong không khí ở ngoài trời tT, jT- nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng tN, jN- nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí ở ngoài trời tÑÑÑ|max, j( t|max)- Là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm ki- hệ số truyền nhiệt của lớp thứ i Fi- diện tích lớp thứ i RN- nhiệt trở tỏa nhiệt từ bề mặt vách đến không khí ngoài trời aN- hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che RT- nhiệt trở tỏa nhiệt giữa vách trong với không khí trong nhà aT- hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của kết cấu bao che Ri- nhiệt trở của lớp vật liệu thứ i di- bề dày của lớp vật liệu thứ i li- hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i Ri- nhiệt trở tỏa nhiệt Vn- lưu lượng nước làm mát qua tháp giải nhiệt Qtỏa- nhiệt do các nguồn nhiệt có trong không gian điều hòa tỏa ra QDt- nhiệt truyền qua kết cấu bao che do chênh nhiệt độ Qbx- nhiệt truyền qua kết cấu bao che do bức xạ QT- nhiệt thừa trong không gian điều hòa; nhiệt lượng tháp giải nhiệt t1, t2, t3, t4- hệ số kể đến độ trong suốt của kính, độ bẩn của kính, độ che khuất của cửa và của hệ thống che nắng qbx- cường độ bức xạ mặt trời e- hệ số hấp thụ của kết cấu bao che Q1, Q2, Q3- nhiệt do đèn, người, máy tỏa ra Qbs- nhiệt bổ sung S- diện tích sàn N, P- công suất Lrò- lượng gió rò Vphòng- thể tích phòng gN- khối lượng riêng của không khí bên ngoài trời WT- lượng ẩm thừa n- số người g- lượng ẩm do một người tỏa ra q- lượng nhiệt do một người tỏa ra tNS- nhiệt độ đọng sương xác định theo tN, jN tTS- nhiệt độ đọng sương xác định theo tT, jT L, V- lưu lượng tV- nhiệt độ không khí thổi vào phòng I- entanpi d- độ chứa hơi QO- năng suất làm lạnh W- năng suất làm khô tk, tO- nhiệt độ ngưng tụ và bay hơi của môi chất lạnh pk, po- áp suất ngưng tụ và bay hơi của môi chất lạnh t’n, t”n- nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình bốc hơi Dt”n- độ chênh nhiệt độ của nước vào và ra khỏi bình bốc hơi t’nT, t’nT- nhiệt độ nước vào và ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt dtn- hiệu nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt t’kT, t”kT- nhiệt độ không khí lạnh vào và ra khỏi thiết bị trao đổi nhiệt Dt”k- độ chênh nhiệt độ của không khí lạnh vào và ra khỏi thiết bị trao nhiệt t’nB, t”nB- nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình ngưng dtnB- hiệu nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình ngưng tư- nhiệt độ nhiệt kế ướt tql, tqn- nhiệt độ quá lạnh, quá nhiệt Cph, Cpl- nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi và lỏng môi chất lạnh p- áp suất qO- năng suất lạnh riêng G- lưu lượng khối lượng tác nhân tuần hoàn Qk- năng suất ngưng tụ Dp1- tổn thất áp suất trên một mét chiều dài l- chiều dài Dpms- tổn thất áp suất do ma sát ltđ- chiều dài tương đương Dpc- tổn thất áp suất do cục bộ Dp- tổn thất áp suất d- đường kính Re- tiêu chuẩn Reynolds n- độ nhớt của nước x- hệ số ma sát z- hệ số cục bộ h- hiệu suất r- khối lượng riêng h- trở kháng H- cột áp ĐHKK- Điều hòa không khí TTHL- Trung tâm học liệu Tài liệu tham khảo: 1.Võ Chí Chính:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí hiện đại nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 2003 2.Lê Chí Hiệp: kỹ thuật điều hòa không khí nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 1998 3.Bùi Hải, Hà Mạnh Thư, Vũ Xuân Hùng: Hệ thống điều hòa không khí và thông gió nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 2001 4.Nguyễn Bốn,Hoàng Ngọc Đồng: Nhiệt Kỹ thuật nhà xuất bản giáo dục-1999 5. nguyễn Đức lợi, Phạm Văn Tùy: Tủ lạnh, máy kem, máy đá, máy điều hòa nhiệt độ, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 1996 6. nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy: Kỹ thuật lạnh cơ sở, nhà xuất bản giáo dục- 1999 7. Phạm Lê Dần, Bùi Hải: Nhiệt động kỹ thuật, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật-1997 8. Hà Đăng Trung, Nguyễn Quân: Cở sở kỹ thuật điều tiết không khí, nhà xuất bản khoa học kỹ thuật- 1997 9. Catalog hãng Sinko- Singapor 10.Catalog hãng Monoflo- Australia 11.Catalog hãng Carrier- Mỹ MỤC LỤC Trang Lời nói đầu 1 Chương 1. Vai trò của điều hòa không khí 2 Ảnh hưởng của môi trường đến con người 2 1.1.1.Nhiệt độ 2 1.1.2. Độ ẩm tương đối 2 1.1.3.Tốc độ không khí 3 1.1.4. Nồng độ của các chất độc hại 3 1.1.5. Độ ồn 3 Phân loại 3 1.2.1. Theo mức độ quan trọng 3 1.2.2. Theo chức năng 4 1.2.3. Theo đặc điểm của chất tải lạnh 4 1.2.4. Một số cách khác 4 1.3.Đặc điểm và phạm vi sử dụng các loại ĐHKK 4 1.3.1. Hệ thống kiểu cục bộ 4 1.3.2. Hệ thống kiểu phân tán 5 1.3.3. Hệ thống kiểu tập 6 Chương 2.Giới thiệu công trình, chọn thông số tính toán 7 2.1. Giới thiệu công trình 7 *Vị trí địa điểm *Chức năng *Các thông tin khác 2.2. Ý nghĩa của việc lắp đặt điều hòa không khí tại Trung tâm Học liệu Đà Nẵng 8 2.3. Chọn thông số tính toán 8 2.3.1.Thông số tính toán bên ngoài nhà 8 2.3.2.Thông số tính toán bên tr