Tính toán phụ tải lạnh

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 11 Hiện nay khoa học kỹ thuật phát triển, công việc tính phụ tải lạnh cho các công trình điều hòa không khí rất đa dạng về phương pháp, thuật toán tính toán và các phần mềm hỗ trợ tính toán phụ tải lạnh cũng phát triển mạnh, hỗ trợ cho công việc tính toán phụ tải ngày một tốt hơn, nhanh hơn và chính xác hơn. Thông qua đó chúng ta có một số phương pháp thường ứng dụng như: Phương pháp truyền thống, phương pháp CARRIER, phương pháp ứng dụng phần mềm tính tải TRACE 700 của hãng TRANE,… Các phương pháp và các phần mềm đều cho kết quả tương tự nhau, có thể ứng dụng tốt cho việc tính toán phụ tải lạnh cho các công trình. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm, nhược điểm riêng, do đó tùy theo người sử dụng mà có được sự chọn phương pháp tính toán phụ tải thích hợp. Trong khuôn khổ luận văn trình bày phương pháp tính toán phụ tải bằng tay là phương pháp CARRIER và kiểm nghiệm lại kết quả tính toán bằng phần mềm TRACE 700 của hãng TRANE. 2.1. Tính toán phụ tải lạnh theo phương pháp CARRIER. 2.1.1. Lý thuyết về phương pháp Carrier. Năng suất lạnh Q0 của máy làm lạnh chính là phụ tải lạnh Q0 trong không gian cần điều hòa và của gió tươi lấy từ bên ngoài. Theo tài liệu [3, trang 141] thì phương pháp tính tải lạnh Carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q0 mùa hè và năng suất sưởi Q0 mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt tỏa ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa: Q0 = Qt = 𝑄ℎ𝑡 + 𝑄â𝑡 (2.0) TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH Chương II Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 12 Nguồn nhiệt tổn thất do bức xạ Qt , bao che Q2 , và nhiệt tỏa Q3 chỉ có nhiệt hiện. Riêng nhiệt tỏa do người Q4, gió tươi QN và gió rò lọt Q5 gồm hai thành phần hiện và ẩn. Theo tài liệu [3, trang 142] thì các phương pháp lập sơ đồ điều hòa mùa hè, mùa đông cũng như các sơ đồ thẳng, tuần hoàn 1 cấp, 2 cấp và phun ẩm bổ sung trong gian máy đều giống như phương pháp truyền thống. khác biệt duy nhất là tất cả tiến hành trên đồ thị t – d (đồ ẩm) của không khí theo Carrier. Đối với việc tính toán phụ tải lạnh cho công trình này thì chúng ta sẽ tính phụ tải cho hai mùa trong năm là mùa mưa và mùa khô. Trong mỗi mùa đó thì chúng ta chỉ tính chi tiết Q11 theo các tháng trong năm. Nhưng vì mùa khô và mùa mưa ở thành phố Hồ Chí Minh thì cũng không khác nhau bao nhiêu, do đó ta có thể bỏ qua mùa mưa, mà chỉ cần tính toán phụ tải cho mùa khô thì mùa mưa sẽ luôn thỏa mãn. Vì đối với phương pháp Carrier này thì trong các Q thành phần thì chỉ có Q11 biến thiên theo thời gian, nó phụ thuộc vào R,W/m2, tuy Q21 có phụ thuộc vào R nhưng không biến thiên đáng kể nên chúng ta có thể tra bảng kết quả Rnằm ngang sau khi phân tích và xác định được tháng, ngày, giờ mà có lượng Rmax. Hình 2.1 thể hiện các thành phần nhiệt tác động vào không gian cần điều hòa. Hình 2.1 Dùng phần mềm TRACE 700 để kiểm tra kết quả tính tay và nhận xét chọn phương pháp tính tải cho hệ thống. Sau khi tính và chọn được tổng phụ tải lạnh cho hệ thống thì tiếp tục dùng TRACE 700 để phân tích năng lượng (theo hình thức tham khảo) và kết hợp với Excel để vẽ đồ thị phụ tải lạnh phân bố theo các giờ trong ngày cho hệ thống. 2.1.2. Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 Q11 = nt.Q ’ 11 (2.1) Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 13 Q ’ 11 = Sk.RT.𝜀c. 𝜀ds. 𝜀mm. 𝜀kh. 𝜀m. 𝜀r ,W (2.2) Trong đó: nt – hệ số tác dụng tức thời. Do chung cư hoạt động 24/24, tường xây bằng gạch + vữa trét hai lớp nên theo [3, bảng 4.11, trang 166] chọn 𝜌s = 1350kg/m 3 , trần nhà và sàn nhà là bê tông cót thép nên 𝜌s = 2400kg/m 3 , kính cửa sổ có 𝜌s = 2500kg/m 3 , mà do công trình đang khảo sát đại đa số là không có vách tường xây bằng gạch + vữa mà chủ yếu là kính nên ta tính khối lượng bình quân trên 1m2 như sau: [(khối lượng của vách quay ra ngoài + 0,5(khối lượng của cách vách khác như: sàn, trần, vách không qquay ra ngoài)]/diện tích sàn. gs = (G’ + 0,5G’’)/SN Với: G’ – khối lượng vách quay ra ngoài (tiếp xúc với mặt trời hoặc của sàn nằm trên mặt đất), kg G’’ - khối lượng của cách vách khác như: sàn, trần, vách không quay ra ngoài,kg SN – diện tích sàn,m 2 . Lấy ngẫu nhiên số liệu của một kiểu phòng B5: Kiểu căn hộ Số lượng Diện tích phòng cần điều hòa (m2) Diện tích kính cửa sổ (m2) Diện tích tường bị hắt nắng (m2) B5 16 9,84.12 = 118 10.3,8 = 38 7,5 Suy ra diện tích nền là 118m2 ; diện tích trần nhà là 118m2 và chọn ; diện tích 2 mặt xung quanh (có một cạnh có kính) là 12.3,8 = 45,5m2, trong đó có một mặt có cạnh tường bị hắt nắng có diện tích là 7,5m2 và kính còn lại là 38m2; diện tích 2 mặt xung quanh còn lại là 37,4m2. Được biết tường, trần và sàn dày 200mm, kính dày 6mm. Coi như mỗi phòng có tính hai vách ngăn chia phòng ngủ, phòng khách, phòng tắm,…và chúng có diện tích bằng diện tích cạnh bên là 2.37,4 = 74,8m2. Đối với phòng có hai bề mặt tường hoặc hai bề mặt kính bị hắt nắng thì sẽ tự thỏa mãn. Vậy ta có: gs = (G’ + 0,5G’’)/SN =[7,5.0,2.1350 + 38.0,006.2500 + 0,5(45,6.0,2.1350 + + 118.2.0,2.2400+37,4.0,2.2.1350 + 2.37,4.1350.0,2)]/118 = 725,3 kg/m 2 > 700 kg/m 2 . Tra [3, bảng 4.6, 156] và lập các giá trị nt thành một bảng trong phần mềm excel để sau đó chúng ta dùng hàm dò để tìm ra nt phù hợp tương ứng với giờ, tháng có cường độ bức xạ lớn nhất trong năm mà phần mềm excel đã phân tích được. Tại bảng 2.7 là giá trị nt ứng với thời điểm có bức xạ lớn nhất trong ngày. - Q’11 – lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 14 - Sk – diện tích bề mặt kính cửa sổ, m 2 . - RT – nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng, W/m 2 . Công trình CR3.1 – A ở TP.Hồ Chí Minh nên vĩ độ Bắc là 100 Bắc. - 𝜀c – hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức: 𝜀c = 1 + 𝐻 1000 . 0,023. Công trình CR3.1 – A ở TP.Hồ Chí Minh coi như là cao bằng mực nước biển, nên 𝜀c = 1. - 𝜀ds – hệ số kể đến sự chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển là 200C, xác định theo công thức: 𝜀ds = 1 – 𝑡−20 10 . 0,13 Công trình CR3.1 – A thì nhiệt độ đọng sương trung bình là 240C . => 𝜀ds = 1 – (24−20) 10 . 0,13 = 1 – 0,052. - 𝜀mm – hê số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây 𝜀mm = 1, khi trời có mây 𝜀mm = 0,85. Công trình CR3.1 – A được xem là trời không mây mù nên chọn 𝜀mm = 1. - 𝜀kh – hê số ảnh hưởng của khung, khung gổ lấy 𝜀kh = 1, khung kim loại lấy 𝜀kh = 1/0,85 = 1,17. Công trình CR3.1 – A sử dụng khung kim loại nên chọn 𝜀kh = 1,17. - 𝜀m – hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản. Kính cơ bản là loại kính trong suốt, dầy 3 mm, có hệ số hấp thụ 𝛼 = 6%, hệ số phản xạ 𝜌 = 8% ứng với góc tới của tia phản xạ là 300. - 𝜀r – hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính, khi không có màn che bên trong thì 𝜀r = 1. Nếu khác kính cơ bản và có rèm (màn) che bên trong, nhiệt bức xạ mặt trời vẫn được tính theo công thức (2.2) nhưng 𝜀r = 1, 𝜀m = 1 và RT được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản RK: Q ’ 11 = Sk.RK.𝜀c. 𝜀ds. 𝜀mm. 𝜀kh. 𝜀m. 𝜀r , W (2.3) Với: RK = [0,4𝛼k + 𝜏k(𝛼m + 𝜏m + 𝜌k. 𝜌m + 0,4 𝛼k. 𝛼m)].RN = = [0,4.0,75 + 0,2(0,37 + 0,12 + 0,05.0,51 + 0,4.0,75.0,37)]. RN = 0,4253.RN = (0,4253.RT).0,88 -1 ,W/m 2 . Với RN = 𝑅𝑇 0,88 - bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính, W. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 15 Với 𝛼k, 𝜏k, 𝜌k, 𝛼m, 𝜏m, 𝜌m – hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che. Tra tài liệu [3, bảng 4.3 và bảng 4.4, trang 153], ta được với kính loại Calorex, màu xanh, dày 6mm thì 𝛼k, 𝜌k, 𝜏k, lần lượt là 0,75; 0,05 ; 0,2 và với màn che cửa chớp màu nhạt thì 𝛼m, 𝜌m , 𝜏m lần lượt là 0,37 ; 0,51 ; 0,12 . Từ công trình CR3.1 – A ta có bảng 2.1 thể hiện hướng mặt trời chiếu vào các kiểu không gian. Bảng 2.1 Hướng Rmax (W/m 2 ) Kiểu phòng Giờ Công thức Đông Bắc (45 0 ) 483 B5, B6, C8, Office 2, phòng máy tính; Office 1, Office 3, Nhà hàng 1, Nhà hàng 2, P.T.Dục, 8 (4); (5) Đông Nam (135 0 ) 514 B3, B4, C4, C5, Coffee 2, Sảnh 2, Shop 5 9 (2) Tây Bắc (315 0 ) 483 B1, B7, B8-1, B8-2, B11, C1, C6, C7, Sảnh 1, Shop 1, Shop 2, 16 (3) Tây Nam (215 0 ) 514 C2, C3, B2, B9-1, B9-2, B10, K.T.Mại, Coffee 1, Shop 3, Shop 4 ; Office 1, Office 3, Nhà hàng 1, Nhà hàng 2, P.T.Dục, 15 (1); (5) Từ phần mềm excel ta nhập dữ liệu và xây dựng các bảng sau: Điều kiện tự nhiên của công trình CR3.1 –A: Điều kiện tự nhiên Nhiệt độ đọng sương, oC 24 Độ cao so với mặt biển, m2 0 Sương mù: không Điều kiện kỹ thuật của các hướng: Hướng Đông Bắc Diện tích cửa sổ 1335,6 (m2) Loại khung cửa Số 2 Loại Kính Số 6 Hs của kính 0,57 Hs hấp thụ 0,8 Hs phản xạ 0.1 Hs xuyên qua 0,2 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 16 Loại màn, cửa xếp Số 1 Hs mặt trời 0,56 Hs hấp thụ 0,4 Hs phản xạ 0.5 Hs xuyên qua 0,12 Hướng Đông Nam Diện tích cửa sổ 1103,6 (m2) Loại khung cửa Số 2 Loại Kính Số 6 Hs của kính 0,57 Hs hấp thụ 0,75 Hs phản xạ 0,05 Hs xuyên qua 0,2 Loại màn, cửa xếp Số 1 Hs mặt trời 0,56 Hs hấp thụ 0,37 Hs phản xạ 0,51 Hs xuyên qua 0,12 Hướng Tây Bắc Diện tích cửa sổ 1763,2 (m2) Loại khung cửa Số 2 Loại Kính Số 6 Hs của kính 0,57 Hs hấp thụ 0,8 Hs phản xạ 0,1 Hs xuyên qua 0,2 Loại màn, cửa xếp Số 1 Hs mặt trời 0,56 Hs hấp thụ 0,4 Hs phản xạ 0,5 Hs xuyên qua 0,12 Hướng Tây Nam Diện tích cửa sổ 3207,6 (m2) Loại khung cửa Số 2 Loại Kính Số 6 Hs của kính 0,57 Hs hấp thụ 0,75 Hs phản xạ 0,05 Hs xuyên qua 0,2 Loại màn, cửa xếp Số 1 Hs mặt trời 0,56 Hs hấp thụ 0,37 Hs phản xạ 0,51 Hs xuyên qua 0,12 Với bảng 2.2 nêu lên hệ số ảnh hưởng của khung 𝜀𝑘ℎ . Bảng 2.2 Số Loại khung 𝜺𝒌𝒉 1 Khung gỗ 1 2 Khung kim loại 1,17 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 17 Loại kính, liệt kê tính bức xạ và hệ số kính của các loại kính 𝜀𝑚 được tra từ tài liệu [3, bảng 4.3, trang 153] Loại màn, cửa xếp, đặc tính bức xạ của màn che và hệ số mặt trời 𝜀𝑟 được tra từ tài liệu [3, bảng 4.3, trang 153]) Qua tính toán của phần mềm Excel cho ta kết quả Q11 lớn nhất trong năm như sau: Q11 lớn nhất trong năm là : Q11 = 1140645,5W Suy ra vào lúc 15 giờ một ngày nào đó tháng 11 và cũng là vào lúc 15 giờ một ngày nào đó tháng 1 là lúc Q11 đạt giá trị lớn nhất. Từ đó ta tra tài liệu [3, bảng 4.1, trang 146 – 148] và [3, bảng 4.6, trang 156] ta có bảng 2.3 là tổng diện tích kiếng, Rmax và nt vào lúc 15giờ một ngày bất kỳ tháng 11 (và tháng 1) của công trình theo các hướng: Bảng 2.3 Hướng Diện tích kính (m 2 ) Rmax (W/m 2 ) Hs tác động tức thời nt Đông Bắc (đb) 1335,6 38 0,17 Đông Nam (đb) 1103,6 38 0,24 Tây Bắc (tb) 1763,2 54 0,33 Tây Nam (tn) 3207,6 508 0,66 Trong bảng 2.1 các loại không gian: Office 1, Office 3, Nhà hàng 1, Nhà hàng 2, Phòng thể dục đều có hai hướng mặt trời chiếu vào là hướng Tây Nam và hướng Đông Bắc. Còn các loại không gian khác đều có một hướng mặt trời chiếu. Từ công thức (2.2) và (2.3) và bảng 2.1, bảng 2.3 suy ra: Tính với RT = RMax (W/m 2 ). Hướng Tây Nam: Q11 = nt .1.( 1 – 0,052).1.1,17.1.1.(0,4253.RTtn).0,88 -1 .Sktn ,W (1) Hướng Đông Nam: Q11 = nt .1.( 1 – 0,052).1.1,17.1.1.( 0,4253.RTđn).0,88 -1 . Skđn ,W (2) Hướng Tây Bắc: Q11 = nt .1.( 1 – 0,052).1.1,17.1.1.( 0,4253.RTtb).0,88 -1 . Sktb ,W (3) Hướng Đông Bắc: Q11 = nt .1.( 1 – 0,052).1.1,17.1.1.( 0,4253.RTđb).0,88 -1 . Skđb,W (4) Riêng loại không gian có hai hướng mặt trời chiếu và vì các phòng loại này đều có diện tích kính phân bố đều ở hai hướng nên ta xem như chúng có diện tích ở mỗi hướng là bằng nhau và bằng Sk/2 nên ta sử dụng công thức: Q11 = [nt.1.(1 – 0,052).1.1,17.1.1.( 0,4253.RTtn).0,88 -1 .( Sktn/2)]+[ nt.1.(1 – Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 18 - 0,052).1.1,17.1.1.( 0,4253.RTđb).0,88 -1 .( Skđb/2)] ,W (5). Trong đó : RTđb, Skđb ; RTtn , Sktn ; RTtb , Sktb và RTđn , Skđn lần lượt là nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m2) và diện tích bề mặt kính cửa sổ (m2) của hướng Đông Bắc, Tây Nam, Tây Bắc và Đông Nam. 2.1.3. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t - Q21 Theo tài liệu [3, trang 161] thì mái bằng của phòng điều hòa có ba dạng: a. Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nghĩa là bên trong là phòng điều hòa khi đó ∆t = 0 và Q21 = 0. b. Phí trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa, khi đó lấy k ở [3, bảng 4.15] và ∆t = 0,5(tN - tT). c. Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, đối với tòa nhà nhiều tầng, đây là mái bắng tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm hai thành phần, do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và do sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà. Ta nhận thấy chung cư CR3.1 – A là chỉ có lầu 7 (lầu thượng) là chịu nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ mặt trời và do ∆t. Do đó ta khảo sát trường hợp (c.) cho lầu 7. Ta có : Q21 = k.S. ∆ttd ,W (2.4) Trong đó: - K – hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu và vật liệu làm mái,W/m2K. Tra tài liệu [3, bảng 4.9, trang 163] với mái trần bằng trần bê tông dầy 300 mm với lớp vữa xi măng cát dầy 25 mm, trên có lớp bitum, gs = 797kg/m 2 , trần giả bằng thạch cao dày 12 mm, tra được k = 1,42W/m2K. - ∆ttd – hiệu nhiệt độ tương đương giữa nhiệt độ bên ngoài và bên trong không gian cần điều hòa, 0C. ∆ttd = tN – tT + 𝜀𝑠 .𝑅𝑁 𝛼𝑁 với RN = RT/0,88 - 𝜀𝑠 - là hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của một dạng bề mặt mái giới thiệu trong [3, bảng 4.10, trang 164]. Tra bảng với bề mặt trát vữa, màu vàng, trắng ta được 𝜀𝑠 = 0,42. - RT - là nhiệt bức xạ mặt trời qua mái bằng phẳng vào trong phòng,W/m 2 . Tra [3, bảng 4.1, trang 145] ứng với tháng 11 và tháng 1 ta được RT = 662W/m 2 . 𝛼𝑁 = 20W/m 2 – hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài. Từ công thức (2.4) suy ra: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 19 Q21 = k.S. ∆ttd = 1,42.( 34,6 – 24 + 0,42.662 0,88.20 ).SN = 37,49.SN ,W 2.1.4. Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 . Theo tài liệu [3, trang 165] thì nhiệt truyền qua vách Q22 cũng gồm hai thành phần:  Do chênh lệch giữa nhiệt độ ngoài trời và trong nhà ∆t = tN – tT , 0 C  Do bức xạ mặt trời vào tường, ví dụ hướng đông, tây, … tuy nhiên phần nhiệt này được coi bằng không khi tính toán. Ở đây tạm định nghĩa: Vách là toàn bộ bao che tường, của ra vào, của sổ,…Tường là bao che xây bằng gạch, vữa, ximăng, bê tông nặng,… Q22 = Q22t + Q22c + Q22k ,W a. Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t. Q22t = kt.St. ∆t ,W (2.5) kt – hệ số truyền nhiệt của tường,W/m 2 K, xác định bằng biểu thức: kt = 1 1 𝛼𝑁 + 2.𝛿1 𝜆1 + 𝛿2 𝜆2 + 1 𝛼𝑇 = 1 1 20 + 2.0,01 0,93 + 0,18 0,81 + 1 10 = 2,54 với : - 𝛼𝑁 = 20W/m 2 K – hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp. - 𝛼𝑇 = 10W/m 2 K – hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà. - 𝛿𝑖 – độ dày vật liệu lớp thứ 1, thứ 2 của cấu trúc tường,m. Từ số liệu của công trình CR3.1 – A ở chương 2 ta có 𝛿1 = 0,01m, 𝛿2 = 0,18m - 𝜆𝑖 – hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ 1, thứ 2 của cấu trúc tường,W/mK. - St2 – diện tích tường phía bị hắt nắng mặt trời,m 2 . - Tra tài liệu [3, bảng 4.11, trang 166] với 𝛿1 và 𝛿2 ta được 𝜆1 = 0,93W/mK và 𝜆2 = 0,8W/mK. St2 – Diện tích tường của hai bề mặt phòng giáp với hành lang đi lại giữa các phòng, giáp với thang máy, nhà kho,…của tổng từ lầu 3 tới lầu 7 là: St2 = 7000m 2 . Vì do chung cư này ko có điều hòa không khí cho hành lang đi lại giữa các phòng, các tầng hay cầu thang bộ nên chúng ta phải tính toán nhiệt hiện truyền qua tường cho các bức tường đó cộng thêm các bức tường phía hắt nắng mặt trời. Theo công thức (2.5) suy ra: - Đối với lầu 3 đến lầu 7: Q22t1 = kt.St1. ∆t = 2,54.St1.(34,6 - 24) ,W Q22t2 = kt.St2. ∆t = 2,54.7000.(34,6 - 24) = 188464 ,W  Q22t = Q22t1 + Q22t2 = 2,54.St1.(34,6 - 24) + 188464,W - Đối với lầu trệt và lầu 2: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 20 Q22t = 0 Ở lầu trệt và lầu 2 xem Q22t = 0 vì coi như hai lầu này không có tường gạch, tường toàn là kiếng và sẽ được tính ở Q22k . b. Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào Q22c . Q22c = kc.Sc. ∆t ,W (2.6) Trong đó:  Sc – diện tích cửa,m 2 . Mỗi kiểu phòng từ lầu 3 tới lầu 7 đều xài một cửa chính cho mỗi phòng. Cửa có Sc = 1,3.2,3 = 2,99m 2 . Còn lầu trệt và lầu 2 thì xem cửa và tường là một vì chúng đều được cấu tạo là một loại kiếng nên nó có trong thành phần tính nhiệt tuyền qua kính cửa sổ Q22k và xem như Q22c = 0.  kc – hệ số truyền nhiệt qua cửa,W/m 2 K. Tra [3, bảng 4.12, trang 169] với của bằng gỗ dầy 40mm , kc = 2,23W/m 2 K, Từ công thức (2.6) suy ra: - Đối với lầu 3 tới lầu 7: Q22c = kc.Sc. ∆t = 2,23.2,99.(34,6 - 24) = 70,7W - Đối với lầu trệt và lầu 2: Q22c = 0. c. Nhiệt hiện truyền qua kính cửa sổ Q22k . Q22k = kk.Sk. ∆t ,W (2.7) Trong đó: - kk – hệ số truyền nhiệt qua kính,W/m 2 K. - Sk – diện tích kính cửa sổ,m 2 . Tra [3, bảng 4.13, trang 169] thì đối với lầu trệt + lầu hai thì kính là một lớp, chọn kk = 5,89. Còn đối với từ lầu 3 đến lầu 7 thì chủ yếu là xài kính hai lớp cách nhau 5mm nên chọn kk = 3,35. Từ công thức (2.7) suy ra: - Đối với lầu 3 tơi lầu 7: Q22k = kk.Sk. ∆t = 3,35. Sk.(34,6 – 24) ,W - Đối với lầu trệt và lầu 2: Q22k = kk.Sk. ∆t = 5.89.Sk. (34,6 - 21) ,W 2.1.5. Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 . Q23 = k.SN. ∆t ,W (2.8) Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 21 Trong đó:  k – hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc qua nền, W/m2K. Tra [3, bảng 4.15, trang 170] với sàn bê tông dầy 200mm có lớp vữa ở trên 25mm, vào mùa hè, phía trêncó lót gạch Vinyl 3mm thì ta được k = 2,15.  SN – diện tích sàn (nền), m 2 . Ở đây cũng sảy ra ba trường hợp tương tự :  Sàn đặt ngay trên mặt đất: lấy k của sàn bê tông dầy 200mm, ∆t = tN – tT.  Sàn đặt trên tầng hầm hoặc phòng không điều hòa: lấy ∆t = 0,5(tN – tT ) nghĩa là tầng hầm hoặc phòng không điều hòa có nhiệt độ bằng nhiệt độ trung bình giữa bên ngoài và bên trong.  Sàn giữa hai phòng điều hòa: Q23 = 0. Do đó ta chỉ tính Q23 cho lầu trệt có sàn đặt trên tầng hầm, suy ra: ∆t = 0,5(tN – tT). Từ công thức (2.8) suy ra: Q23 = k.SN. ∆t = 2,15.SN. 0,5(tN – tT) = 2,15. SN. 0,5(34,6 – 21 ), W 2.1.6. Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31 . Có hai loại đén dùng cho chiếu sáng là đèn dây tóc và đèn huỳnh quang.  Với đèn dây tóc: Q = 𝑁, W  Với đèn huỳnh quang: Q = 1,25.𝑁 , W Nhưng do ở chung cư CR3.1 – A chưa xác định rõ được tổng công suất đèn nên có thể chọn theo tiêu chuẩn theo tài liệu [3, trang 171] là Q = 10 ÷ 12 W/m2 sàn. Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng cũng gồm hai thành phần: bức xạ và đối lưu. Phần bức xạ cũng bị kết cấu bao che hấp thụ nên nhiệt tác động lên tải lạnh cũng nhỏ hơn trị số tính toán được: Q31 = nt .nd.Q (2.9) Trong đó:  nt – hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng. Tra [3, bảng 4.8, trang 158] với thời gian sử dụng đèn là 10giờ nên nt = 0,87  nd – hệ số tác dụng đồng thời, chỉ dùng cho các tòa nhà và các công trình điều hòa không khí lớn, các công trình khác nd = 1. Do đó ở lầu trệt và lầu 2 ta chọn nd = 0,9 vì cho công sở, còn từ lầu 3 đến lầu 7 thì chọn nd = 0,5 vì cho khách sạn, nhà cao tầng.  Q – tổng nhiệt tỏa ra do chiếu sáng, W. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 22 Theo tài liệu [3, trang 171], đối với lầu trệt và lầu 2 thì chọn Q = 12W/m2, còn đối với từ lầu 3 đến lầu 7 thì chọn Q = 10W/m2. Từ công thức (2.9) suy ra: - Đối với rừ lầu 3 đến lầu 7: Q31 = nt .nd.Q = 0,87.0,5.10.SN ,W - Đối với từ lầu trệt đến lầu 2: Q31 = nt .nd.Q = 0,87.0,9.12.SN ,W Trong đó: SN – diện tích sàn của không gian cần điều hòa, m 2 . 2.1.7. Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 . Trong mỗi văn phòng làm việc, căn hộ cho thuê đều trang bị máy tính, máy photocopy, máy in,… thì mỗi máy tỏa ra lượng nhiệt hiện và làm không khí trong phòng nóng lên. Nhiệt hiện tỏa ra do máy và dụng cụ điện như Tivi, DVD, Amply, máy vi tính, máy sấy tóc, bàn là, lò vi sóng, tủ lạnh, …trong gia đình hoặc văn phòng là các loại không dùng động cơ điện thì có thể tính như nguồn nhiệt tỏa của đèn sáng: Q32 = 𝑁𝑖 , W Nhiệt tỏa ra do máy móc dùng động cơ điện như quạt gió trong hệ thống ống gió hoặc trong các phân xưởng như máy dệt, máy kéo sợi, máy in, máy cuốn thuốc lá,…sẽ được chia thành 3 trường hợp để tính toán như sau: o Động cơ điện và máy móc đều nằm trong phòng điều hòa với công suất định mức N, W và hiệu suất động cơ 𝜂 đầy tải thì : Q32 = 𝑁 𝜂 , W o Động cơ điện nằm bên ngoài còn máy động cơ dẫn động nằm phía trong điều hòa nên nhiệt tỏa ra trong phòng chính bằng công suất định mức: Q32 = N , W o Động cơ điện nằm bên trong phòng điều hòa còn máy được dẫn động nằm ở ngoài nên nhiệt tỏa trong phòng nên phát nhiệt trong chỉ là: Q32 = 𝑁 𝜂 - N = N. 1−𝜂 𝜂 ,W Hiệu suất động cơ η phụ thuộc vào công suất định mức đầu ra được giới thiệu trong tài liệu [3, bảng 4.16, trang 173]. Các biểu thức Q32 ở trên là dùng cho động cơ hoạt động liên tục, tuy nhiên là trong các văn phòng hay các căn hộ có rất nhiều mày móc thiết bị điện nhưng chúng hoạt động hầu như là không liên tục với nhau. Do đó chúng ta phải xác định thời gian làm Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 23 việc của từng thiết bị đó. Dòng nhiệt tỏa ra có thể lấy bằng Q32 đã tính ở trên nhân với thời gian làm việc của động cơ và chia cho tổng thời gian điều hòa trong ngày. Nhưng ở chung cư CR3.1 – A chúng ta chưa xác định rõ được trong các văn phòng, các căn hộ đó có bao nhiêu máy móc thiết bị với công suất ghi trên nhãn là bao nhiêu. Do đó chúng ta có thể chọn theo tiêu chuẩn của ASHREA tài liệu [7] và từ tài liệu [3, trang 171]. Bảng 2.4 thể hiện hệ số nhiệt chiếu sáng và nhiệt máy móc, thiết bị của từng loại không gian, (W/m2). Bảng 2.4 Loại không gian Hs chiếu sáng (W/m2) Hs nhiệt máy móc, thiết bị (W/m2) Căn hộ 10 5,4 Office 12 10,8 Coffee 10 5,4 Nhà hàng 12 5,4 Sảnh – T.Tân 12 5,4 Shop,Retail 12 2,7 P.T.Dục 11 5,4 Khu thương mại 12 5,4 Phòng máy tính 12 215 Hệ số nhiệt máy móc thiết bị đối với phòng máy tính là rất lớn vì trung bình thì cứ khoảng (1 ÷ 2) m2/máy vi tính. Mà mỗi máy vi tính có công suất tiêu thụ trung bình khoảng 300 ÷ 500 W, tra tài liệu [3, bảng 4.16, trang 173] ta được 𝜂 =0,7. Vậy suy ra Q32 đối với một máy tính là: Q32 = 300/0,7 = 430W Vậy nên ta có: Q32 = n.SN ,W Trong đó: n – hệ số nhiệt máy móc thiết bị, W/m2 SN – diện tích sàn của không gian cần điều hòa, m 2 . 2.1.8. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4 . a. Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được xác định theo biểu thức: Q4h = n.qh , W (2.10) Trong đó: n – số người ở trong phòng điều hòa. Nếu không biết chính xác lấy các giá trị định hướng theo [3, bảng 4.17, trang 174] Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 24 qh – nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người, W/người, lấy định hướng theo [3, bảng 4.18, trang 175]. Ngoài trường hợp quá đông đúc như vũ trường, hội trường, rạp hát, rạp chiếu phim, phòng thi đấu thể thao,…cần kể đến sự hấp thụ của kết cấu bao che, do đó phải tính đến hệ số tác động tức thời nt tra theo [3, bảng 4.8, trang 158]: hệ số tác dụng tức thời của nhiệt chiếu sáng và nhiệt hiện của người. Bảng 2.5 liệt kê mật độ người định hướng trong phòng điều hòa. Từ [3, bảng 4.17, trang 174] Bảng 2.5 Phòng điều hòa Văn phòng Cửa hàng Nhà hàng Vũ trường Mật độ, m2/người 6 – 20 2 1 – 1,5 0,5 Và ta suy ra bảng bảng 2.6 nhằm thể hiện mật độ người và hệ số nhiệt ẩn, nhiệt hiện (của người) định hướng theo các kiểu phòng cần điều hòa. Bảng 2.6 Loại không gian Mật độ người, kng (m 2 /người) Hs nhiệt hiện (qh) - nhiệt ẩn (qa) (W/người) Căn hộ 15,38 70/60 Office 11,76 81/39 Coffee 2 94/66 Nhà hàng 1,5 94/66 Sảnh 15,38 70/45 Shop,Retail 1,5 75/70 P.T.Dục 6,97 117/133 Khu thương mại 6 82/48 Phòng máy tính 12 87/63 Như vậy Q4h sẽ là: Q4h = nt.n.qh , W Đối với nhà hàng ăn uống, công thêm vào qh = 10W/người và qâ = 10 W/người do thức ăn tỏa ra. Đối với các tòa nhà lớn cần nhân thêm hệ số tác dụng không đồng thời nđ . - Nhà cao tầng công sở: nđ = 0,75 – 0,9 - Nhà cao tầng khách sạn: nđ = 0,8 – 0,9 - Của hàng bách hóa: nđ = 0,8 – 0,9 Từ đây ta chọn nđ = 0,9 cho chung cư CR3.1 – A. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 25 Do hệ thống điều hòa không khí của chung cư này hoạt động 24/24 nên theo [3, bảng 4.8, trang 158] ta chọn nt = 1. Như vậy công thức (2.10) sẽ là: Q4h = nđ.nt.n.qh , W Q4h = 0,9.1.(SN/kng). qh , W Trong đó: SN – diện tích sàn của không gian cần điều hòa, m 2 . b. Nhiệt ẩn do người tỏa ra: Nhiệt ẩn do người tỏa ra được xác định theo công thức: Q4â = n.qa = (SN/kng). qa , W (2.11) n – số người trong phòng điều hòa. Qâ – nhiệt ẩn do một người tỏa ra, W/người, xác định theo bảng 2.6 Vậy từ a.) và b.) ta suy ra: Q4 = Q4h + Q4â = 0,9.1.(SN/kng). qh + (SN/kng).qa = (SN/kng). (0,9. qh + qa), W 2.1.9. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN . Phòng điều hòa luôn luôn được cấp một lượng gió tươi để đảm bảo đủ oxi cần thiết cho con người ở trong phòng. Do gió tươi ở ngoài trời có trạng thái entanpy IN , nhiệt độ tN, độ chứa hơi dN lớn hơn không khí trong nhà, do đó khi đưa vào phòng, gió tươi sẽ tỏa ra một lượng nhiệt hiện QhN và nhiệt ẩn QâN (ký hiệu N để chỉ trạng thái gió tươi đưa vào có tN, dN, 𝜑𝑁 và tiện tính toán hệ số truyền nhiệt sau này). Với biểu thức tính toán QhN = L.𝜌.Cp.(tN - tT) , W và QâN = L. 𝜌.r.(dN - dT) và với L là lưu lượng gió tươi, 𝜌 = 1,2 …1,23 kg/m 3 , Cp = 1,01 KJ/kgK, r = 2500 KJ/kg. QhN = 1,2.n.l.(tN - tT) ,W (2.12) QâN = 3,0.n.l.(dN - dT) ,W (2.13) Tron đó: dN, dT – độ chứa hơi của không khí, g/kgkkk n – số người trong phòng điều hòa. L = n.l = lưu lượng không khí cần cung cấp, l/s l – lượng không khí tươi cần cung cấp cho 1 người trong 1 giây, l/s, lấy theo giá trị định hướng trong [3, bảng 4.19, trang 176] của Carrier, hoặc theo tiêu chuẩn ASHRAE tài liệu [7]. Ngoài ra đối với người hút thuốc l = 12 – 19l/s, còn người không hút thuốc thì l = 2,5 – 3,5l/s. Ở đây chúng ta theo tài liệu [3, bảng 4.19], ta tra và lập ra bảng 2.7 nhằm thể hiện lượng không khí tươi l cần cho 1 người, l/s. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 26 Bảng 2.7 Loại không gian Lượng khí tươi cần cấp cho 1 người ((l/s) (m 3 /h)) Căn hộ 7,5 (27) Office 7,5 (27) Coffee 7,5 (27) Nhà hàng 7,5 (27) Sảnh 7,5 (27) Shop,Retail 5 (18) P.T.Dục 7,5 (27) Vậy từ công thức (2.12) và (2.13) ta có: - Đối với từ lầu 3 đến lầu 7: QhN = 1,2.n.l.(tN - tT) = 1,2. (SN/kng).l.(34,6 – 24 ),W QâN = 3.n.l.(dN - dT) = 3. (SN/kng).l.(26 – 10,4 ),W => QN = QhN + QâN = (SN/kng).l (1,2.10,6 + 3.15,6) , W - Đối với từ lầu trệt đến lầu 2: QhN = 1,2.n.l.(tN - tT) = 1,2. (SN/kng).l.(34,6 – 21 ),W QâN = 3.n.l.(dN - dT) = 3. (SN/kng).l.(26 – 8,5 ) ,W => QN = QhN + QâN = (SN/kng).l (1,2.13,6 + 3.15,6) , W 2.1.10. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5h và Q5â . Không gian điều hòa được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp cho phòng nhằm tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí qua khe cửa sổ, cữa ra vào, và khi mỡ cửa do người ra vào. Hiện tượng này sảy ra càng mạnh khi có sự chênh lệch nhiệt độ càng lớn giữa bên trong và bên ngoài môi trường cần điều hòa hoặc số lần mở cữa phòng trong ngày nhiều. Gió lạnh có xu hướng thoát ra ngoài theo đường phía dưới cửa và gió nóng có xu hướng thoát ra ngoài theo đường phía trên cửa. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt được xác định như sau: Q5 = Q5h + Q5â (2.14) Q5h = 0,39.𝜉.V.(tN – tT) , W (2.15) Q5â = 0,84 . 𝜉.V.(dN – dT) , W (2.16) Trong đó: V – thể tích phòng, m3 Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 27 𝜉 – hệ số kinh nghiệm. Được xác định theo tài liệu [3, bảng 4.20, trang 177] và bảng 2.8 liệt kê hệ số kinh nghiệm 𝜉. Bảng 2.8 Thể tích phòng V, m3 3000 Hệ số 𝜉 0,7 0,6 0,55 0,5 0,42 0,4 0,35 Công trình CR3.1 – A có các kiểu phòng đều nhỏ hơn 500m3, do đó chung ta chọn 𝜉 = 0,7 cho tất cả các phòng cho công trình này. Nếu không gian cần điều hòa có số người ra vào nhiều, cửa đóng mở nhiều lần, thì phải bồ sung thêm nhiệt hiện và ẩn như sau: Qbsh = 1,23.Lbs.(tN – tT) , W Qbsâ = 3.Lbs.(dN – dT) , W Trong đó: Lbs = 0,28.Lc.n , l/s Với: n – số người qua cửa trong một giờ, Lc – lượng không khí lọt một lần mở cửa, m 3/người, được tra theo tài liệu [3, bảng 4.21, trang 178]. Theo tài liệu [3, trang 178] thì có hai phương án tính Q5â và Q5h như sau: - Ở lầu trệt và lầu 2, gió tươi được cấp vào phòng chính nhờ vào việc mở cửa phòng và các khe cửa nên chúng ta coi gió lọt là một thành phần của gió tươi nên Q5â và Q5h đã có trong thành phần gió tươi QâN và QhN nên không tính tải cho hệ thống điều hòa không khí nữa. - Ở lầu 3 đến lầu 7 thì việc cấp gió tươi chính bằng đường ống gió lấy từ ngoài trời và có bộ xử lý không khí sơ bộ nên coi Q5â và Q5h là thành phần bổ sung mà không phụ thuộc vào việc cấp gió tươi chủ động cho phòng thì cộng thêm Q5â và Q5h vào nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào để tính các hệ số nhiệt hiện sau này. - Từ lầu 3 đến lầu 7 đều chủ yếu và các căn hộ cho các gia đình thuê để ở sinh hoạt. Do đó việc đi lại, mở cửa của họ trên giờ cũng rất ít và không cần phải tính đến việc bổ sung thêm nhiệt hiện và ẩn. Vậy từ công thức (2.14), (2.15) và (2.16) ta có: Q5h = 0,39.0,7.V.(34,6 – 24) , W Q5â = 0,84.0,7.V.(26 – 10,4) , W Q5 = Q5h + Q5â = 0,7.V.(4,134+13,104) , W Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 28 2.1.11. Các nguồn nhiệt khác Q 6 . Ngoài 6 nguồn nhiệt đã nêu ở trên, các nguồn nhiệt khác ảnh hưởng tới phụ tải có thể là: - Nhiệt hiện và ẩn tòa từ thành phẩm, đặc biệt khi tính toán cho các phân xưởng sản xuất chế tạo chế biến nông, lâm, thủy sản, thực phẩm như chè, thuốc là, sợi dệt, in ấn,… - Nhiệt hiện và ẩn tỏa ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống dẫn môi chất nóng hoặc lạnh đi qua phòng điều hòa, các thùng chứa chất lỏng nóng ở các phân xưởng sản xuất. - Nhiệt tỏa ra từ quạt và nhiệt tổn thất qua đường ống gió vào làm cho không khí lạnh bên trong nóng lên nếu có,… Ở đây chúng ta chỉ tính nhiệt tác động do quạt gió và tổn thất do độ chênh nhiệt độ của đường ống gió. a. Lượng nhiệt không khí hấp thụ khi đi qua quạt. Khi đi qua quạt không khí bị nóng lên do hấp thụ lượng nhiệt tỏa ra từ quạt. Lượng nhiệt này chính là một phần năng lượng điện cung cấp cho quạt biến đổi thành. Độ tăng nhiệt độ của các dòng khí được xác định gần đúng theo biểu thức: ∆t = 0,0078.H. 1−𝜂 𝜂 , k Trong đó: H – cột áp của quạt gió bằng mm cột nước (mmH2O) 𝜂 – hiệu suất của quạt. Tra ở tài liệu [3, trang 179] ta được H = 30 mmH2O, 𝜂 = 0,7 Từ đó suy ra: ∆t = 0,0078.30. 1−0,7 0,7 = 0,1k Đó là kết quả tính toán, kết quả này nhỏ hơn so với thực tế rất nhiều lần. Trên thực tế thì ∆t có thể tăng cao hơn nhưng cũng không đáng kể, vì trong quá trình tính toán chúng ta đã sử dụng hệ số không đồng thời, hệ số tức thời nên sự chênh lệch này có thể bỏ qua không cần phải cộng vào trong tổng phụ tải. b. Nhiệt tổn thất qua ống gió. Ống gió được cách nhiệt, cách ẩm, tuy nhiên do chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài ống gió nên phải có tổn thất nhiệt. Lượng nhiệt tổn thất Q được tính toán theo biểu thức quen thuộc: Q = k.F.Δt ,W (2.17) Trong đó: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 29 k = 1 1 𝛼𝑁 + 𝛿𝑖 𝜆𝑖 + 1 𝛼𝑇 - hệ số tỏa nhiệt, W/m2K. 𝛼𝑁 – hệ số tỏa nhiệt phía ngoài ống, 𝛼𝑁 = 10 W/m 2 K. 𝛼𝑇 – hệ số tỏa nhiệt phía trong ống, phụ thuộc tốc độ chuyển động của không khí, chọn 𝛼𝑇= 32 – 45 W/m 2 K. 𝛿𝑖 , 𝜆𝑖 – bề dày, m và hệ số dẫn nhiệt, W/m 2 K của các vật liệu kết cấu ống gió, chủ yếu là lớp cách nhiệt, có thể bỏ qua các lớp khác như tôn, kẽm, cách âm,… F – diện tích trao đổi nhiệt, bằng chu vi ngoài ống gió nhân với chiều dài, m2. Δt – độ chênh lệch nhiệt độ không khí giữa bên ngoài và bên trong ống gió: Δt = tN - tT , tT là giá trị trung bình bên trong vì coi là tổn thất nhiệt nên nhiệt độ đầu và cuối của dòng không khí là khác nhau nên tT = 0,5(tT1 + tT2). Nhưng do công trình ống gió chủ yếu được đặt trong không gian điều hòa nên không cần phải tính toán lượng nhiệt này vì tN và tT được coi là bằng nhau. 2.1.12. Xác định phụ tải Đối với công trình điều hòa lớn, có nhiều loại không gian điều hòa khác nhau, ví dụ một toàn nhà nhiều tầng, khách sạn, văn phòng, office, café, restaurant,…(tựa như CR3.1 - A) cần lưu ý thêm về: - Sự tác động tức thời của các nguồn nhiệt tác động lên phụ tải lạnh; - Mức độ trễ của các nguồn nhiệt tác động; - Mức độ không đồng thời của các nguồn tác động. Phần tính toán cho chung cư CR3.1 – A chúng ta đã sử dụng các hệ số như: hệ số tác động tức thời, hệ số chậm trể, hệ số không đồng thời để tính cho các Qi rồi do đó chúng ta có 𝑄0 như sau: Qo = Qt = 𝑄ℎ𝑡 + 𝑄â𝑡 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + QN , W Như phần lý thuyết đã giới thiệu trên đây, chúng ta chọn thông số cần thiết, nhập công thức đã lập được lập vào phần mềm Excel và cho ra kết quả: Qo = 3354264 (W) = 3354,264 (kW) = 954 (tấn lạnh) . Và ta có bảng 2.9 liệt kê tính toán phụ tải chi tiết sau: 2.2. Kiểm tra tính tải bằng phần mềm TRACE 700. 2.1.1. Phần mềm Trace 700. Trace 700 là phần mềm tính tải thuộc quyền sở hữu của hãng sản xuất máy điều hòa không khí nỗi tiếng Trane. Trace 700 là phần mềm hoàn chỉnh về các công cụ tính toán tải lạnh, điện năng tiêu thụ và phân tích so sánh tính kinh tế của hệ thống. Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 30 Trace 700 xây dựng các thuật toán rất mạnh dùng để tính toán tải lạnh (tải nóng) cho các công trình nhiệt lạnh và điều hòa không khí với các dữ liệu và thông số tính toán theo tiêu chuẩn ASHRAE. Hơn nữa Trace 700 còn cho phép người dùng tự định nghĩa các tham số hoặc hiệu chỉnh các thông số cho phù hợp với từng trường hợp cụ thể. Giao diện Trace 700 đơn giản, trực quan và dễ sử dụng. Bằng việc tạo các bảng mẫu thông số (các template), Trace 700 còn giúp chúng ta tiết kiệm thời gian và công sức cho người dùng khi tính toán cho các công trình lớn, phức tạp. Trace 700 cho phép người dùng xác định năng lượng tiêu hao cho hệ thống trong thời gian sử dụng với lịch làm việc được xác lập theo điều kiện hoạt động cụ thể của công trình. Trace 700 cho phép người dùng nhập các chi phí năng lượng ( điện năng, dầu,…) cũng như các chi phí đầu tư khác (thuế, bảo trì,…) để tính toán chi phí đầu tư, vận hành và thời gian hoàn vốn của hệ thống. Trace 700 chạy trên nền Windows, có thể tính toán suốt 8760 giờ trong năm hay rút gọn lại, có nhiều hệ thống phân phối gió, hệ thống thiết bị chính đã được xây dựng trước và có thể hiệu chỉnh lại theo yêu cầu người sử dụng, các thiết bị này có thể áp dụng cho mọi nhà sản xuất. Công ty Trane tin rằng với chức năng của một nhà sản xuất chuyên dùng trong công nghiệp. Công ty Trane có nhiệm vụ cập nhật, thu thập và phổ biến rộng rãi các thông tin từ các phòng thí nghiệm, chương trình thử nghiệm, từ thực tế và các kinh nghiệm đúc kết được. Từ đó áp dụng phần mềm Trace 700 để tính tải cho công trình, ta được kết quả như sau: Hệ thống chỉ gắn FCU (lầu trệt và lầu 2): QT1 = 1955,16kW. Hệ thống gắn FCU kèm theo cả PAU (lầu 3 đến lầu 7): QT2 = 2113,56kW. Suy ra: Tổng phụ tải của công trình CR3.1 – A mà phần mềm Trace 700 tính được là: QT =1955,16 + 2113,56 = 4073,4kW. Phương pháp sử dụng phần mềm Trace 700 để tính toán phụ tải cho công trình CR3.1 – A nói riêng và cho các công trình điều hòa không khí nói chung được tham khảo ở tài liệu [14]. Kết quả phần mềm Trace 700 export sẽ được trình bày ở phần phụ lục 2. 2.1.2. Phương pháp Carrier. Như theo kết quả tính toán được ở chương 3 ta có : Tổng phụ tải của công trình CR3.1 – A mà phương pháp Carrier tính được là: Q = 954tấn lạnh = 954.3,516 = 3354,3kW. 2.3. Đánh giá và chọn lựa kết quả. Ta có độ chênh lệch kết quả của hai phương pháp: Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP SVTH: Hồ Sỹ Nam 31 ∆Q = 4073,4 - 3354,3 = 719,1kW. Phần trăm chênh lệch nhau so với kết quả tính Carrier: ∆Q/ Q = (719,1/3354,3).100% = 21,4% Nhìn chung là tải của hai phương pháp là khác nhau, điều này là do: Trong quá trình tính toán các nguồn nhiệt tác động, ta còn nhân với hệ số không đồng thời của các nguồn nhiệt tác động. Trong khi đó phương pháp tính tải bằng phần mềm Trace 700 không có nhân với hệ số này. Nhiệt do bức xạ mặt trời ở phương pháp tính bằng tay (phương pháp Carrier) ta có nhân với hệ số đồng thời. Còn phương pháp tính tải bằng phần mềm Trace 700 không có nhân với hệ số đồng thời. Do khi tính toán bằng phần mềm Trace 700 có sử dụng một số thư viện có sẵn trong phần mềm. Các thông số này khác và ít được cập nhật nên nó sẽ có sự khác so với các thông số tính tay do đó dẫn đến sự chênh lệch kết quả tính toán cuối cùng như vậy. Phần mềm Trace 700 chủ yếu viết để sử dụng phục vụ chính cho nhu cầu của công ty Trane tại Mỹ. Do đó trong các công thức, phương pháp tính toán, thư viện thời tiết, thư viện bảng tra có thể sẽ khác với các công thức, phương pháp, thư viện, bảng tra ở vùng Châu Á nói chung cũng như Việt Nam nói riêng, mặc dù chúng ta đã có update dữ liệu thời tiết cho các thành phố lớn của Việt Nam. Do đó giá trị tính toán bằng tay theo phương pháp Carrier được ở đây chỉ là giá trị tối thiểu mà hệ thống Chiller Water phải đáp ứng được cho công trình. Trong thực tế thì giá trị này sẽ có thể lớn hơn nhiều (như phần mềm Trace 700 đã tính toán) nhưng do thực tế rất phức tạp nên chúng ta không thể tính toán theo thực tế mà chỉ bằng tay được. Khi mà một công ty nào đó viết bất kỳ một chương trình tính toán phụ tải nào đó thì vấn đề dự trù tải là rất cần thiết, đó là công việc rất cần thiết cho một nhà thiết kế để đề phòng thiếu hụt tải nếu có, thường thì mức dự phòng tải mặc định là khoảng 15% đến 25%, ngoài ra chúng ta có thể tăng thêm hay bớt đi mức dự phòng tải tùy theo nhu cầu và mục đích của người sử dụng. Trong luận văn nếu lấy giá trị của phần mềm Trace 700 để tính chọn thiết bị là hoàn toàn hợp lý nhưng trong luận văn này đã lấy giá trị tính tay để sử dụng cho vấn đề tính chọn các thiết bị từ trước khi sử dụng phần mềm Trace 700 nên việc thay đổi lại các thông số tính chọn thiết bị theo kết quả của Trace 700 là rất tốn thời gian. Do đó phần mềm Trace 700 được sử dụng trong luận văn này chỉ nhằm mang chức năng kiểm tra quá trình tính phụ tải lạnh cho hệ thống và đánh giá mức độ tin cậy của một phần mềm khi ứng dụng nó vào đề tính toán phụ tải cho một công trình.