Hệ thống điều hòa không khí

vài thập kỷ qua . đặc biệt ở việt Nam từ khi có chính sách mở cửa , các thết bị điều hoà không khí đã được nhập từ nhiều nước khác nhau với nhu cầu ngày càng tăng và cũng ngày càng hiện đại hơn . Ngày nay điều hào tiện nghi không thể thiếu trong các toà nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hoá, y tế, thể thao mà còn cả trong các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô tô, tau hoả, tàu thuỷ… Điều hoà công nghệ trong những năm qua cũng đã hổ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, viễn thông, máy tính, quang học, cơ khí chính xác, hoá học. Nội dung đồ án gồm này gồm có các chương: Chương I: ảnh hưởng môi trường khí hậu ở Việt Nam. Chương II: Các hệ thống điều hoà không khí. Chương III: Tính toán diện tích cân bằng ẩm thừa, nhiệt. Chương IV: Quá trình xử lý không khí và công suất của hệ thống. Chương V: Chọn máy, bố trí thiết bị, tính toán thuỷ lực. Chương I: ảnh hưởng môi trường khí hậu việt nam -Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điều hòa không khí cũng đã có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất . -Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm . vì vậy điều hoà không khí và thông gió có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với đời sống con người . cùng với sự phát triển như vũ bảo của khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật điều tiết không khí cũng có những bước tiến đáng kể trong một vài thập kỷ qua. Đặc biệt ở việt Nam từ khi có chính sách mở cửa , các thết bị điều hoà không khí đã được nhập từ nhiều nước khác nhau với nhu cầu ngày càng tăng và cũng ngày càng hiện đại hơn . Ngày nay điều hào tiện nghi không thể thiếu trong các toà nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hoá, y tế, thể thao mà còn cả trong các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô tô, tau hoả, tau thuỷ… Điều hoà công nghệ trong những năm qua cũng đã hổ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, viễn thông, máy tính, quang học, cơ khí chính xác, hoá học … 1. ảnh hưởng của môi trường không khí đến con người và sản xuất 1.1. Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người thể hiện qua các chỉ tiêu: Nhiệt độ t, độ ẩm j, tốc độ lưu triển của không khí , nồng độ các chất độc hai trong không khí và độ ồn . Nhiệt độ . Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất với con người cũng như mọi động vật máu nóng khác, con người có thân nhiệt không đổi (370 c ) và luôn luôn trao đổi nhiệt vói môi trường xung quanh dưới hai hình thức : truyền nhiệt và toả ẩm . Truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ từ bề mặt da (nhiệt độ khoảng 360C), cơ thể thải nhiệt vào môi trường bằng truyền nhiệt, nếu mất nhiệt quá mức thì cơ thể sẽ có cảm giác lạnh . khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 360c, cơ thể nhận một phần nhiệt từ môi trường nên có cảm giác nóng . trong một số trường hợp, tuy nhiên nhiẹt độ không khí không cao lắm nhưng bề mặt một số vật thể có nhiệt độ rất cao ( lò luyện kim, lò rèn …), khi đó có một vài bộ phận của cơ thể bị đốt nóng quá mức do bức xạ nhiệt từ các bề mặt có nhiệt độ cao . trường hợp nay con phải xét tới điện tích bề mặt nóng và khoảng cách từ người tới bề mặt nóng . Ngay cả khi nhiệt độ không khí lớn hơn 360c thì cở thể vẫn phải thải nhiệt vào môi trường bằng hình thức toả ẩm (thở, bay hơi, mồ hôi, ..) Cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay ít cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí và tốc độ chuyển động của không khí quanh cơ thể . b> Độ ẩm tương đối j Là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vaò không khí sự bay hơi nước vào không khí chỉ diễn ra khi j<100 % . Nừu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi bay vào không khí được nhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác rễ chịu hơn t0c (khi bay hơi 1g mồ hôi, cơ thể thải được nhiệt lượng khoảng 2500J , nhiệt lượng này tương đương với nhiệt 30lượng của 1m3 không khí giảm nhiệt độ đi 20c ) Nừu độ ẩm j lớn quá, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém hơn (hoặc thậm chí không bay hơi được ), trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp . trênhình 1.7 trình bày giới hạn miền có mồ 15 hôi trên da .có thể thấy ở trỉ số j bé, cơ thể chỉ có mồ hôi trên da ở độ 10 25 15 10 20 30 50 40 90 80 70 60 Miền có mồ hôi j 1 % Miền không có mồ hôi 35 C t k 0 Hình 1.7 Giới hạn miền có mồ hôi trên da khá cao còn khi j , lớn cơ thể có mồ hồi ở cả nhiệt độ thấp : khi j<75%, trên da có mồ hôi ở cả nhiệt độ nhỏ hơn 200c . Cần lưu ý rằng ở trên chưa xét tới cường độ lao động của con người .sự thải nhiệt do "thoát mồ hôi" ( do bay hơi kém ) thường kèm theo sự rối loạn điện dịch trong cơ thể, Nếu tình trạng nghiêm trọng có thể gây ngất, nhẹ cũng làm cơ thể chóng mệt mỏi [TL 5]. Để thấy được vai trò của độ ẩm j có thể tham khảo ở bảng dưới đây tỉ lệ giữa lượng nhiệt cơ thể thải được bằng bay hơi nước (nhiệt ẩm) so với nhiệt thải bằng truyền nhiệt thuần tuý (nhiệt hiện ) T0c 10 26,7 29 36 37,5 40,6 43,3 Tỉ lệ % 18 30 40 100 120 160 200 Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm, tốc độ lưu chuyển của không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trường C> Tốc độ lưu chuyển của không khí( ) sẻ làm tăng cường độ toả nhiệt và cường độ toả chất . Do đó về mùa đông, khi lơn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh ; ngược lại về mùa hè sẽ làm tăng cảm giác mát mẽ ; đặc biệt trong điều kiện độ ẩm j lơn thì tăng nhanh quá trình bay hơi mồ hôi trên da, vì vây mùa hè người ta thường thích sống trong môi trường không khí lưu chuyển mạnh (có gió trời hoặc có quạt ) Đây là thói quen của ngươì việt nam do điều kiện khí hậu nóng ẩm, do đó khi thiết kế thông gió và điều hoà không khí cần phải chú ý đến một cách thích đáng . tuy nhiên tốc độ gió thích hợp chon lớn hay bé cũng tuỳ thuộc nhiệt độ không khí Nếu lớn quá mức cần thiết dễ gây mất nhiệt cục bộ, làm cở thể chóng mệt mỏi. (bảng 1.1) cho các giá trị tốc độ không khí trong phòng theo nhiệt độ .Có nhiều cách đánh giá tác dụng tổng hợp của ba yêu tố trên để tìm ra miền trạng thái vi khí hậu thích hợp với điều kiện sống của con người (gọi là "điều kiện tiện nghi") . tuy nhiên, miền tiện nghi cũng chỉ tương đối, vì nó còn phụ thuộc vào cường độ lao động và thói quen của từng người ; trong điều kiện lao động nhẹ tỉnh tại, có thể đánh giá điều kiện tiện nghi theo nhiệt độ hiệu quả tương đương Nhiệt độ không khí trong phòng oc trong phòng m/s trong phòng 16á20 21á23 24á25 26á27 28á30 >30 <0,25 o,25á0,3 0,4á0,6 0,7á1,0 1,1á1,3 1,3á1,5 Thq=0.5(Tk + Tu) – 1.94 trong đó Tk -nhiệt độ nhiệt kế, 0c Tu -nhiệt độ nhiệt kế ướt,0c -tốc độ không khí, m/s + Biểu thi miền tiện nghi theo nhiệt độ nhiệt kế khô, nhiệt độ bầu ướt và độ nẩm tương đối j theo % Đồ thị được thiết lập trên cơ sở người được thí nghiệm ở trong phòng, lao động nhẹ, mặc bình thường ;từ 15 đến 25fpm (feet per minute ) (tức là từ 0,75 đến 1,25 m/s ). Từ đồ thị cho thấy tồn tại các miền tiện nghi cho mùa hè và mùa đông với độ ẩm từ 30 đến 70 % và nhiệt độ hiệu quả : mùa đông Thq từ 63 đến 710F ( tức là từ 17,2 đến 21,70c và mùa hè từ 66 đến 750c (tức là từ 19 đến 240c ) . từ độ thị cũng có thể thấy : khi độ ẩm cao thì nhiệt độ trong miền tiện nghi giảm . Ví dụ sử dụng đồ thị hình 1.8 nếu muốn duy trì nhiệt độ nhiệt kế khô trong nhà 280c (82,70F ) độ ẩm trong nhà 70%, cần kiểm tra xem có phù hợp điều kiện tiện nghi không ? cần chọn chế độ nhiệt ẩm thế nào nếu khách sạn của bạn muốn thoả mãn sở thích của 70% số khách ? trên đồ thị, theo đường nhiệt độ bầu khô 82,50F gặp đường j=70% tại điểm nằm ngoài miền tiện nghi, như vậy là chon chưa hợp lí . Nừu nhiệt độ 280c thì độ ẩm phải là 40 % mới nằm trong miền tiện nghi, nhưng chế độ nhiệt ẩm này chỉ có 50 % số người ưu thích . theo đường 70% số người ưu thích, bạn chọn các cặp thông số : (25,30cá70%); (25,80cá60%);(26,70cá50%); (27,5á40%). d> nồng độ các chất độc hại Ngoài ba yếu tố t, j, đã nói ở trên, môi trừơng không khí còn phải đảm bảo độ trong sạch nhất định, đặc trưng bằng nồng độ các chất độc hại, ki hiệu z . các chất độc hại có trong không khí thường gặp có thể phân thành ba loại : - Bụi là các hạt vật chất kích thước nhỏ có thể thâm nhập vao đường thở ; - Khí C02 và hơi tuy không có độc tính nhưng nồng độ lớn sẽ làm giảm lương 02 rong không khí .chúng phát sinh do hô hấp của động, thực vật hoặc do đốt cháy các chất hữu cơ hoặc trong các phản ứng hoá học khác; - Các hoá chất độc dạng khí, hơi (hoăc một số dạng bụi ) phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hoá học . mức độ độc hại tuỳ thuộc vào cấu tạo hoá học và nồng độ của từng chất có loại chỉ gây cảm giác khó chịu (do có mùi hôi thối ) có loại gây bệnh nghề nghiệp, có loại gây chết người khi nồng độ đủ lớn - Nồng độ cho phép trong không khí đối với bụi khí C02 hoặc các chất độc có thể tham khảo trong phụ lục . Tiếng ồn củng là một yếu tố ảnh hưởng tới cảm giac dể chịu của con người. Chất lượng của không khí trong nhà không chỉ được đánh giá qua các thông số nhiệt, ẩm của không khí mà còn quá mức độ trong sạch và mức ồn của không khí nữa . vì vậy lọc bụi và tiêu âm trong hệ thống ĐHKK và thông gió cũng là một trong những nhiệm vụ của khâu xử lí không khí . 2 ảnh hưởng cửa môi trường không khi đối với sản xuất. Trước hết phải thấy rằng con người là một trong những yếu tố quyết định năng xuất lao động và chất lượng sản phẩm . như vậy môi trường không khí trong sạch, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng chính là yếu tố gián tiếp nâng cao năng xuất lao động và chất lựơng sản phẩm . Mặt khác, mổi ngành kỷ thuật là yêu cầu một chế độ vi khí hậu riêng biệt, do đó ảnh hưởng của môi trường không khí đối với sản xuất không giống nhau nhìn chung, các quá trình sản xuất thường kèm theo sự thải nhiệt, thải C02 và hơi H20 có cả bụi và chất độc hoá học, vào môi trường không khí ngay bên trong gian máy, làm cho nhiệt độ, độ ẩm không khí và độ trong sạch nữa luôn bị biến động, Sự biến động nhiệt độ, độ ẩm không khí trong phòng tuy đều ảnh hưởng đến sản xuất những mức độ ảnh hưởng không giống nhau . Nhiệt độ : Một số ngành sản xuất như bánh kẹo cao cấp đòi hỏi nhiệt độ không khí khá thấp ( ví dụ, ngành chế biến sôcôla cần nhiệt độ 7á80C, kẹo cao su :200C ), nhiệt độ cao xẽ làm hư hỏng sản phẩm .Một số ngành sản xuất và các trung tâm điều khiển tự động trung tâm đo lường chính xác cũng cần duy trì nhiệt độ ổn định và khá thấp (20á220C ), Nhiệt độ không khí cao sẽ làm máy móc, dụng cụ kém chính xác hoặc giảm độ bền lâu . -Trong khí đó sản xuất sợi dệt lai cần duy trì nhiệt không thấp quá 200C, mà cũng không cao quá 320C .với nhiều ngành sản xuất thực phẩm thịt, sữa, …nhiệt đô cao dễ làm ôi thiu sản phẩm khi chế biến . Độ ẩm tương đối j : là yếu tố ảnh hưởng đến sản xuất nhiều hơn nhiệt độ hầu hết các quá trình sản xuất thực phẩm đều cần duy trì độ ẩm vừa phải . Đô ẩm j thấp quá làm tăng nhanh sự thoát hơi nước trên mặt sản phẩm, do đó tăng hao trọng, có khi làm giảm chất lượng sản phẩm (gây nứt nẽ, gây v do sản phẩm bi giòn qua khi khô ) . Nhưng nếu j quá 50 á60% trong sản xuất bánh kẹo cao cấp dễ làm bánh kẹo bi chảy nước . còn với các may móc vi điện tử , bán dẫn, độ ẩm cao làm giảm cách điện, gây nám mốc lầm máy móc dễ hư hỏng . Độ trong sạch của không khí không chỉ tác động trực tiếp đến chấ lượng sản phẩm . bụi bẩn bám trên bề mặt sản phẩm không chỉ làm giảm vẽ đẹp mà còn làm hỏng sản phẩm . các ngành sản xuất thực phẩm không chỉ yêu cầu không khí sạch, không có bụi mà còn đòi hỏi vô trùng nữa ; một số công đoạn chế biến có kèm theo sự lên men gây mùi hôi thối, đó cũng là điều không thể chấp nhận được Đặc biệt, các ngành sản xuất dụng cụ quang học, in trong phim ảnh, .. đòi hỏi không khí tuyệt đối không có bụi. Tốc độ: không khí wk đối với sản xuất chủ yếu liên quan đến tiềm năng lượng quạt gió . Tốc độ lớn quá mức cần thiết ngoài việc gây cảm giác khó chịu với người còn làm tăng tiêu hao công xuất động cơ keó quạt . riêng đối với một số ngành sản xuất, không cho phép tốc độ ở vùng làm việc lớn quá, ví dụ, trong ngành dệt, nếu tốc độ không khí lớn quá sẽ làm rối sợi Nhiệt độ và độ ẩm tương đối j đối với sản xuất sợi dệt có liên quan mật thiết với nhau . Đối với sợi bông thì độ ẩm ảnh hưởng nhiều hơn nbhiệt độ . độ ẩm j đối với vật liệu sợi bbông ảnh hưởng tới hai yếu tố sau : trọng lượng : nếu áp xuất trong không khí lớn hơn áp xuất hơi của thành phần nước tự do trong sợi bông thì sơi bông sẽ hút ẩm làm tăng thuỷ phân của vật liệu tức là tăng trọng. Quan hệ ngiữa thuỷ phần (w%)và độ ẩm không khí j tăng . -Ngược với quá trình hút ẩm là quá trình thoát ẩm : thụy phần w giảm khi giảm độ ẩm, nhưng ở cùng nhiệt độ, thụy phần khi hút ẩm và khi thoát ẩm không giống nhau ví dụ : để có thuy phần w=6% thi sợi bông hút ẩm ở j=50% trong khi thoát ẩm j=35% . hiện tượng sai lệch giữa đường cong hút ẩm và đường cong thoát ẩm được ngọi là hiện tượng trễ b> tính năng vật lí : khi vật liệu sợi bông hút ẩm thì độ căng, tính đàn hồi, tính dính bết đều tăng lên . sợi trỡ nền mềm mại, dễ kéo giãn ; tính dẫn điện cũng tăng lên dễ dàng khử các điện tích tỉnh điện xuất hiện trong qua sản xuất do đó sơi sẽ nở phình bề ngang con độ dài ít thay đổi . ảnh hưởng của độ ẩm không khí trong mỗi công đoạn của sản xuất sợi dệt cũng khác nhau và có thể tham khảo ở bảng 1.2 Bảng 1.2 Tên công đoạn j lớn quá j bé quá - cung bông - trải sợi - xe sợi - đánh ống - hô sợi - dệt vải -Dính bệt, khó làm sạch -Bết sợi ;xệ cuí Khó làm sạch cát bụi -sợi dính vào suốt -gỉ làm bẩn sợi, bui bông dễ bám -lâu khô, mốc sợi -gỉ ;bụi bông dễ bám tren vải -sợi bông dòn, dễ đứt, sù lông do tĩnh điện -sợiu dòn khó xe ;sú lông, bay bông -giảm độ dài, xù lông độ dài giảm -dễ đứt sơil - ảnh hưởng của nhiệt độ tới sợi chủ yếu tác động lên lớp sáp mỏng bọc ngoài sợi bông . lớp sáp mỏng này có tán dụng làm trơn sợi, có lợi cho các quá trình kéo, quấn khi nhiệt độ cao quá lớp sáp mỏng này bị chảy tan mất ; khi nhiệt độ quá thấp chúng lại hoá rẵn, cả hai trường hợp đều ngây tác hại đến chất lượng sợi bông . nhiệt độ thích hợp từ 200cá300C CHƯƠNG II: Các hệ thống điều hoà không khí 2.1. hệ thống kiểu trung tâm. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống được trình bay trên (hình 2.2 ). đây là sơ đồ thông dụng của hệ thống trung tâm và có tên gọi là sơ đồ kín (do có tuần hoàn không khí ) nguyên lý làm việc của hệ thống như sau Không khí ngoài trơi qua cửa lấy gióp có vấn điều chỉnh 1 đi vào buồng hoà chộn 2 đặt trong buồng điều không ;tại đây được hoà chộn với không khí tuần hoàn sau đó qua thiết bi sử lí nhiệt ẩm 3 (bộ phận chính của buồng đều không ) .không khí sau khi được sử lí nhiệt ẩm đến trạng thái định trước sẽ được quạt cấp gió 4 vận truyển theo đường ống dẫn gió chính 5 rồi chia đi các đường ống chính 6 tới từng gian điều hoà 7 tai đó qua hệ thông các miêng rthổi 8, không khí cấp khí trao đổi với không khí trong phòng sẽ nhận ẩm, âm và bụi từ các nguồn trong phòng thải ra, tự thay đổi trạng thái ; sau đó được hút qua các miệng hút gió 9 rồi theo các đường ống gió hồi 10 đến thiết bị khử bui 11 . sau khi được Làm sạch bụi, không khí tuần hoàn được quạt gió hồi 12 đưa trở lại một 11 10 12 13 1 2 3 4 5 6 7 14 9 8 6 7 14 9 8 10 10 Hình 2.1 làm sạch bụi, không khí tuần hoàn được quạt gió hồi 12 đưa trở lại một phần vào hệ thống tại buồng hoà chộn 2 ; còn một phần được thải ra ngoài trời qua cửa thổi gío có lá điều chỉnh 13 Với sơ đồ hở, cấu trúc của hệ thống trung tâm đơn giản hơn nhiều : hệ thống gồm các thiết bị ( chi tiết ) 1,2,3,4,5,6,8, và cửa thải trực tiếp 14 : không khí sau khi trao đổi trong phòng được thải toàn bộ ra ngoài trời mà không có tuần hoàn. Như vậy, hệ thống ĐTKK kiểu trung tâm có đặc điểm là : nhiều gian điều hoà có chung một buồng điều khiển, do đó tiết kiệm thiết bị và mặt bằng, giảm được chi phí đầu tư . tuy vậy hệ thống này có nhiều nhược điểm -Mỗi gian điều hoa có những yêu cầu riêng về nhiệt độ và độ ẩm nhưng lại được cung cấp cùng một loại không khí đã được sử lí như nhau, do đó thường phải đặt thêm thiết bị phụ trợ cho các nơi có yêu cầu riêng ( ví dụ, thiết bị phun ẩm bổ xung cho nơi cần độ ẩm lớn hơn hoặc máy điều hoà nhiệt độ cục bộ cho nơi cần nhiệt độ thấp hơn ); -Hệ thống có đường ống gió dài, trở lực lớn, chi phí nhiều điện năng dẫn động quạt và vật liệu làm ống dẫn ; -Do đường ống gió nối thông các gian điều hoà với nhau nên có nguy cơ lây lan hoả hoạn khi một nơi bi cháy ; -Hệ thống rất khó lắp đặt các thiết bi khống chế, điều chỉnh tự động do các gian điều hoà có đặc điểm thải nhiệt, thải ẩm khác nhau và yêu cầu chế độ nhiệt độ nhiệt độ, độ ẩm trong phòng cũng không giống nhau . -Hệ thống kiểu trung tâm thường hay lắp đặt cho các công trình công cộng ( nhà văn hoá, rạp hát, thư viện, khách sạn, ..) hoặc cho các xí nghiệp kiểu cũ cải tạo lại nay lắp thêm hệ thống ĐHKK 2.2. hệ thống kiểu phân tán - Hệ thống kiểu phân tán cũng có thể kín hoặc hở (Hình 2.3) trình bay sơ đồ nguyên lí của hệ thống (kín) .Các thiết bị chính tương tự như ở hình 2.2 và hoạt động gần giống ở sơ đồ điều khiển trung tâm - Điểm khác nhau căn bản giưa hệ thống phân tán với hệ thống trung tâm là : được trang bị một buồng điều không cùng với hệ thống vận chuyển và phân phối không khí riêng, hoạt động độc lập với nhau . vì vậy hệ thống kiểu phân tán có nhiều nhược điểm : -không khí được sư lí theo đúng yêu cầu của từng nơi, do đó thường không cần thiết bị phụ trợ ; -Dễ dàng tự động hoá khâu điều chỉnh, khống chế ; -Hệ thống ống dẫn ngắn, trở lực nhỏ cho phép sử dụng các quạt dọc trục có năng xuất gió lớn, cột áp bé, kích thước gọn, dễ lắp đặt ; -Hệ thống đường ống độc lập nên ít có nguy cơ lây lan hoả hoạn . Tuy nhiên hệ thống đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, mặt bằng cần rộng rãi, vận hành phúc tạp và tốn kém hơn hệ thống trung tâm . Ngay nay các xí nghiệp hiện đại đều được lắp đặt hệ thống kiểu này (ví dụ nhà máy sợi Hà Nội). 7 5 10 8 9 4 2 3 1 12 11 7 5 10 8 9 4 2 3 1 12 11 Hình 2.3 2.3. Hệ thống kiểu cục bộ. Đặc điểm của hệ thống kiểu cục bộ là chỉ có tác dụng trong phạm vi hẹp của không gian . Thông thường, hệ thống cục bộ được chế tạo dưới dạng, trong đó có bố trí đủ cả bốn khâu hệ thống (thường không có hệ thống ống dẫn gió ;các cửa phân phối gió đặt ngay trên mặt trước của võ máy ). Các máy ĐHKK cục bộ chỉ có chức năng làm lạnh (hoặc có cả thiết bi sưởi ấm )mà không có chức năng tăng ẩm ( ví dụ các máy BK 1500,BK 2500 của liên xô ). Các máy điều hoà cửa sổ thường có năng xuất lạnh, năng xuất gió bé, lắp đặt thích hợp cho các phòng hẹp . Một số máy được tách riêng khâu năng lượng khỏi khâu sử lí, gọi là máy hai cục ; Máy lạnh, dàn nóng và quạt thải nhiệt đặt trong cùng một vỏ ; dàn lạnh quạt cấp gió cửa thổi gió và hút gió, .. đặt trong một vỏ khác hình 2.4 trình bày cấu trúc một máy ĐHKK cửa sổ (mặt chiếu bằng ). + Hệ thống làm lạnh được đặt bên trong vỏ máy gồm máy nén 1(dạng bloc kín), tác nhân lạnh (là freon) từ máy nén được làm mát trong gian ngưng tụ 2 (còn gọi là dàn nóng ), sau đó được qua lọc ẩm nhờ pin lọc 10 nồi tiết lưu tới áp suát bảo hoà nhờ ống mao 9. + Nhiệt thải ra từ giàn ngưng đựơc quạt gió nóng 3 thải ra ngoài trời ở mặt sau vỏ máy D, không khí lấy vào làm mát dàn nóng và máy nén lấy từ các khe ở thành bên. Trong giàn bay hơi 7, tác nhân lạnh bay hơi, lấy nhiệt của không khí, sau đó qua ống hút vào bầu giãn nở và ống tiêu âm về máy nén 1 tiếp tục chu kỳ sau. Không khí đẵ đựoc làm lạnh nhờ quạt li tâm 6 thổi qua các cửa cấp gió đặt ở phía trên, trứoc vỏ máy; không khí tuần hoàn được hút vào quạt qua tấm lọc bụi 8 và giàn lạnh 7. Không khí được bổ sung được lấy từ cửa gió 5 có thể điều chỉnh độ mở bằng tay tuỳ số lượng người trong phòng. Việc đóng mở máy, điều chỉnh lưu lượng quạt gió, đóng mở cửa gió được thay đổi bằng cách thay đổi cách đấu dây của động cơ 4.Động cơ được nối đồng trục với các quạt 3 và 6. Như vậy, trong máy ĐHKK cửa sổ ở trên các thiết bị thuộc về khâu năng lượng 1,2,3,4,9,10. Khâu xử lý không khí gồm 7.8; khâu vận chuyện và phân phối gồm cửa 5, quạt 6 và các cửa cấp gió, lấy gió ở mặt chích (không thể hiện trong hình vẽ). Hình 2.4 Các máy ĐHKK cục bộ tuy chỉ có tác dụng trong phạm vi hẹp của không gian, nhưng do gọn, làm việc chắc chắn, dễ lắp đặt, dễ vận hành,sửa chữa,… nên đựoc dùng rất rộng rãi, đặc biệt thích hợp cho các phòng hẹp, các nơi không có yêu cầu duy trì độ ẩm nghiêm ngặt. Cần phân biệt máy điều hoà khong khí cục bộ với tủ điều hoà có năng suất khá lớn (cỡ hàng chục ngàn tới hàng trăm ngàn kilocalo trong một thời giờ, và do đó chúng hoạt động như một hệ thống kiểu trung tâm hoặc phân tán) Chương III : Tính toán diện tích và cân bằng ẩn thừa nhiệt 3.1. Giới thiệu về công trình. Tại Hà Nội làm là một toà nhà lớn kiến trúc hiện đại 17 tầng cao trên 68 mét. Theo bản vẽ thiết kế của toà nhà ta thấy mỗi tầng có các diện tích như nhau. KT- O2 có diện tích là F = (53,4.72,8) =38887,52 m2 KT – O4 có diện tích là F = (53,4.72,8) =38887,52 m2 Còn diện tích của KT11 ớ KT15 có diện tích giống nhau: F = (31,8.72,8) = 2315.04 m2 3.2. Chọn cấp điều hoà cho công trình. Khi thiết kế hệ thống đièu hoà không khí việc đầu tiên là đưa ra các phương án chọn hệ thóng điều hoà nào cho phù hợp với mục đích sử dụng. Cấp điều hoà cuả không khí cần điều hoà (nhiệt độ, độ ẩm…) của công trình, có 3 cấp điều hoà: Cấp I. Có độ chính xác cao nhất. Cấp II. Có độ chính xác trung bình. Cấp III. Có độ chính xác vừa phải. Đối với công trình do yêu cầu không nghiêm ngặt về nhiệt độ và độ ẩm do đó ta chọn hệ thống điều hoà cấp III hệ thống này có điểm hơn so với hệ thông cấp I và cấp II là giá thành lắp đặt rẻ, vốn đầu tư vừa phải phù hợp với điều kiện nước ta hiện nay. 3.3. Chọn thông số tính toán. Thông số tính toán ngoài trời chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992 và 4088 – 85 và được trình bày trong PL 17 [1], trong đó độ ẩm ngoài trời tính toán lấy ở thời điểm (13ớ15) giờ trong ngày tương ứng với tháng tính toán kí hiệu j12- 15. -Do yêu cầu của công trình không chạy điều hoà về muà đông do đó ta chỉ xác định nhiệt độ và độ ẩm tính toán cho mùa hè. Trong TCVN 4088 – 85 không cho chỉ số j12- 15. nên TCVN 5687 – 92 hướng xác định số j13 – 15 như sau: Từ bảng N2 [1] tia tử số ttbmax của tháng tính toán. Từ bảng N3 [1] tra tử số ttbmin của tháng tính toán. - Tính chỉ số nhiệt độ điện A: tA = 0.5(ttbmax + ttbmin) - Từ trạng thái nhiệt độ Ttbmin và độ ẩm j (tra theo N4[1] của tháng tương ứng, mùa hè theo tháng t dòng theo đường d = Const đến gặp đường đẳng nhiệt ttbmin đẵ được ở trên, xác định tỷ số j13- 15 - hệ thống ĐHKK cấp III Công trình được xây dựng tại Hà Nội theo bảng N2 và N3-TCVN 4088-85 [1] tmax=41.6o C (bảng N4) ; ttbmax=32,80C (tháng 6) ; ttbmin=25,50C (tháng 6) là j=38% (bảng N4) [1] Trỉ số nhiệt độ tA = 0.5(ttbmax + ttbmin)=0,5 (32,8+25,5)=29,20C Từ điểm có nhiệt độ ttbmin=25,50C cuả tháng 6 và độ ẩm 83% dóng theo đường d= const lên gặp đường ta=29,20C tại điểm j=65% đó là độ ẩm ngoài trời tính toán Vậy thông số tính toán ngoài không khí ngoài trời Hà Nội đối với hệ thống ĐHKK cấp III: Nhiệt độ tính toán ttt=32,80C độ ẩm tính toán j=65% Chọn thông số tính toán không khí cho hành lang tt=280C, jt=65% Đối với công trình các thông số được chọn để tính toán và nhiệt độ, độ ẩm cho các giàn điều hoà về mùa hè . phòng thư viện, phòng ăn và phòng làm việc chọn cùng chế độ ĐHKK tn=32,80C, jn=65%, tt=250C, jt=65% Đối với hành lang xem như một không gian đệm tn=32,80C, jn=65%, tt=280C, jt=65% Với việc chọn như vậy ta xác định được độ chênh lệch độ trung bình tính toán giữa không khí trong không gian điều hoà và nhiệt độ ngoài trời . -Bề mặt bao che tiếp xúc trực tiếp với không khí . Độ chênh lệch nhiệt độ giữa phòng thư viện, phòng ăn và phòng làm việc và không khí ngoài trời : rt1 = tN-tT =32,8-25=7,80C. Độ chênh lệch nhiệt độ giữa hành lang và không khí ngoài trời rt2 = tN - tT =32,8-28=4,80C. -Bề mặt bao chè không tiềp súc trực tiếp với không khí (không gian đệm) rt3 = tN - tT =28-25=30C 3.4 Nhận xét kết cấu xây dựng của công trình . Theo thiết kế xây dựng của công trình tầng trệt được bố trí phòng đặt máy, phòng buồng kỷ thuật, khu vệ sinh, ga ra để xe, tâng 2, 9, 10, 11, 12, 13, được trang bị điều hoà, kết cấu tầng, 9, 10, 11, 12, 13 là hoàn toàn giống nhau do vậy khi tính toán nhiệt ẩm thừa sau này chỉ cần tính toán cho một tầng . tầng 2 và tầng 13 có kết cấu khác nhau do đó việc tính toán hoàn toàn độc lập cho từng tầng. 3.5. tính diện tích sàn, tường kính, tường không có kính, của sổ kính của toàn bộ công trình theo các hướng địa lý -kính trước của kính lớn ( cửa ra vào ). Chiều rộng a1=2,8 m. Chiều cao h1=2,5 m. +Diện tích : F1= a1. h1=2,8.2,5=7,16. - Kích thước của kính nhỏ (cửa ra vào ), 2 loại. Chiều rộng a2=1,2 m a2’=1,8m. Chiều cao h2=2,2 m a2’=2,2m. Diện tích F2=1,2.2,2=2,64 m2, F2=1,8.2,2=3,96 m2. Kích thước cửa sổ kính lớn. Chiều rộng a3=1 m. Chiều cao h3=1,8 m. Diện tích F3=1.1,8=1,8m2. -Của sổ nhỏ. chiều rộng a4=0,8 m. chiều cao h4=1,2 m. Diện tích F4=0,8.1,2=0,96 m2. Chiều cao thực cửa trần 3,6m. Chiều cao thực tính toán 2,8 m. Độ cao của trần giả 0,8 m. tính cho phòng thư viện tầng 2. Diện tích sàn F5=a.b m2với a là chiều rộng, b là chiều dài. a = 14,4m. b= 14,4 m. F=14,4.14,4=207,36m2, Diện tích của phòng thư viện tàng 2 gồm có cửa sổ vào lớn, 1 cửa nhỏ và cửa sổ . Do đó diện tích của kính được xác định theo các hướng. Diện tích tường Ft:=Diện tích toàn bộ –Diện tích tường –Diện tích cửa. Diện tích tường kính Ftk :=Diện tích toàn bộ kính tường –Diện tích cửa sổ với cách lập như trên, kết hợp với thông số trực tiếp trên bản vẽ của công trình ta đưa ra bảng số sau. Tên phòng cần ĐHKK Diện tich sàn nhà F,m Diện tích tường không có kính :m2 HĐ HT HN HB Diện tích cửa kính cửa sổ kính m2 HĐ HT HN HB Diện tích tường có kính m2 HĐ HT HN HB Phòng thư viện tầng 2 207,36 14,28 28,8 14,68 14,28 14 0 0 0 28,8 28,8 28,8 28,8 Phòng làm viêc A2F7tầng2 51,84 8,64 14,4 4,68 8,68 0 0 3,96 0 14,4 0 14,4 14,4 Hành lang tầng 2 648 7,2 10,8 3,6 3,6 0 0 2,64 2,64 12 18 6 6 Phòng làm việc A3F14tầng 9,10,11,12,13 51,84 14,4 8,64 8,64 8,64 0 0 0 7,92 0 14,4 14,4 14,4 Hành lang tầng 9,10,11,12,13 367,2 7,2 7,2 3,6 3,6 0 0 2,64 2,64 12 12 6 6 Bảng 1 : Bảng tính Diện tích 3.6. Tính nhiệt, ẩm thừa của công trình 3.6.1 Xác định nguồn nhiệt thừa Trước hết phải xác định lượng nhiệt thừa phải thải ra khỏi phòng lượng nhiệt thừa là tổng các nguồn nhiệt thành phần. QT=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5, W. Trong đó: Q1 –nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che, W Q2– nhiệt toả ra các thiết bị máy móc dùng điện, W Q3 – Nhiệt toả ra từ các thiết bị chiếu sáng, W Q4– Nhiệt do người toả ra, W Q5– Nhiệt do bức xạ mặt trời, W Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che ; Q1, W Q1 được xác định theo công thức tổng quát sau Q1=ồkiFi. rT, W Trong đó : Ki-Hệ số truyền nhiệt qua bao che ứng với bề mặt thứ i,W/m2k Fi- Diện tích bề mặt bao che ứng với bề mặt thứ i, m2 rTi - độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán, 0C ki được xá định : Ki=, w/m2k Trong đó RN= Nhiệt trở toả nhiệt từ bề mặt của vách tới không khí ngoài trời, m2k/w aN Hệ số toả nhiệt vách bên ngoài, m2k/w RT=,m 2k/w. nhiệt trở toả giữa vách trong không khí trong nhà . aT Hệ số toả nhiệt vách trong nhà m 2k/w. Ri= m 2k/w . nhiệt trở của lớp vật liệu có bề dày Si (m) và hệ số dẫn nhiệt li, (m k/w) b, nhiệt tảo ra từ các thiết bi máy móc dùng điện (Q2), W . Cách xác định khi dụng cụ điện phát nhiệt hiện thì nhiệt toả ra bằng công suất ghi trên dụng cụ do đó ta tra theo công suất thực tế các thiết bị . C, Nhiệt toả ra từ thiết bị chiếu sáng (Q3), w Q3 xác định theo công thức tổng quát sau . Q3=NS,w(NS-tổng công suất của tất cả các thiết bị chiếu sáng, W). d>Nhiệt do người toả ra (Q4),W Q4 xác định theo công thức tổng quát sau . Q4=n.q, W . Trong đó: n –số người trong phòng, người q- nhiệt toàn phần toả ra từ mỗi người xác định theo bảng 3.1 tài liệu [2], w e. Nhiệt do bức xạ mặt trời Q5,W . Q5 xác định theo công thức sau . Q5bx =Q5T+Q5k, W Q5=0.055.ki.Fi..IS , w Trong đó : ki hệ số truyền nhiệt của lớp thứ i ứng với diện tích bao che thứ i, đã được xác định ở phần (a). : hệ số bức xạ mặt trời của bề mặt bao che IS cường độ bức xạ .w/m2 Nhiệt bức xạ qua kính Q5k, w Q5k =IS.Fk.T1.T2.T3.T4, W. Trong đó : IS : cường độ bức xạ mặt trời, w/m2 Fk :Diện tích kính nhận bức xạ, m2 T1:Hệ số trong xuất của kính . T2: Hệ số bám bẩn T3:Hệ số khúc xạ . T4 : Hệ số tán xạ do che chắn. 3.6.2. áp dụng tính toán cho công trình Kết cấu bao che của toàn công trình bao gồm tường xây bằng gạch đỏ, vửa trát xi măng, tường kính, cửa nhôm kính, các vi trí của kết cấu bao che phụ thuộc vào địa lý . Kết cấu bao che đươc trình bày trên hình vẽ S1 2 S1 k Hình 1.3a kết cấu tường gạch hình1.3bkết cấu tường kính 1) lớp vữa trát có chiều dài 1(1=0,01m) 1 tường kính có chiều dày (k =0,01). 2)Lớp gạnh xây dân dụng 2(2=0,2m). Hệ số dẫn nhiệt của lớp vừa trát xi măng TL 3 : l1=0,93 w/mk. Hệ số dẫn nhiệt của lớp kính phổ thông : lk=0,76 w/mk. Hệ số dẫn nhiệt của lớp tường gạch : lk=0,82 w/mk. Kính tường và kính cửa sổ được làm bằng mộ loại. Theo bố trí địa lý mà kết cấu bao che (tường, kính tường, cửa sổ )tiếp xúc trực tiếp với không khí hoặc tiếp xúc gián tiếp với không khí do đo hệ số truyền dẩn của kết cấu bao che được xác định như sau. -tường gạch : Hệ số truyền nhiệt được xác định. K=, w/m2k. Tường tiếp xúc trực tiếp với không khí aN=20 w/m2k, aT=10 w/m2k. = 2,4, w/m2k tường tiếp xúc gián tiếp với không khí (không gian đệm ) aN=10 w/m2k, aT=10 w/m2k K2= = = 2,74, w/m2k . - Kính tường và kính cửa sổ . Kính tiếp xúc với không khí . K1= == 6,25, w/m2k ._.