Thiết kế hệ thống điều hòa không khí

du lịch, văn hóa, y tế, thể thao mà còn cả trong các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô tô, tầu hỏa, tầu thủy… Điều hòa công nghệ trong những năm qua cũng đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế phát triển, góp phần 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, cơ khí chính xác, hoá học… Môi trường không khí là một yếu tố vô cùng quan trọng đối với con người. Đó là nơi con người sinh sống, lao động, học tập. Mọi sự thay đổi của môi trường không khí về nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ các chất độc hại… đều ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người cũng như hiệu quả công việc. Là một sinh viên nghành Nhiệt-Lạnh trong đợt thiết kế tốt nghiệp này em được phân công thiết kế hệ thống ĐHKK cho: “Trụ sở Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước”.Nội dung của bản đồ án này gồm các chương: Chương 1: Giới thiệu công trình Chương 2: Phân tích các hệ thống ĐHKK và chọn hệ thống cho công trình Chương 3: Tính cân bằng nhiệt ẩm và kiểm tra đọng sương Chương 4: Tính toán thành lập sơ đồ ĐHKK và năng suất lạnh yêu cầu Chương 5: Chọn máy, thiết bị và tính toán hệ thống nước lạnh, hệ thống nước giải nhiệt Hà Nội, ngày 07/04/2003 Sinh viên thực hiện Vũ Ngọc Hà Lời cảm ơn Lời cảm ơn chân trọng nhất em xin được gửi tới tất cả các thầy, các cô trong Viện Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Nhiệt-Lạnh trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Sau ba năm học tập trong Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh em đã được học tập dưới sự dẫn dắt nhiệt tình và chu đáo của các thầy, các cô. Nay em được giao thực hiện bản đồ án tốt nghiệp về đề tài: Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho “ Trụ sở Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước ”. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù với sự cố gắng nỗ lực của bản thân nhưng do em còn hạn chế về kiến thức, nên bản đồ án này chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy, các cô để em hoàn thiện dần và phát triển thêm về kiến thức. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn các thầy, các cô trong Viện KH&CN Nhiệt-Lạnh đặc biệt là thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đức Lợi đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội, ngày 01/04/2003 Sinh viên thực hiện (ký tên) Vũ Ngọc Hà Lời cam đoan Bản đồ án này do em tự lập tính toán, thiết kế và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo: PGS.TS Nguyễn Đức Lợi. Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu tham khảo đã được ghi trong bảng liệt kê Tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu nào khác mà không được liệt kê ở phần tài liệu tham khảo. Nếu sai, em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Hà Nội, ngày 07/04/2003 Sinh viên thực hiện (ký tên) Vũ Ngọc Hà  Chương 1. Giới thiệu công trình Trụ sở Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước là một công trình xây dựng đặt tại phố Trần Duy Hưng - quận Thanh Xuân – Hà Nội là một trong toà nhà lớn với kiến trúc hiện đại. Tòa nhà gồm 12 tầng chính và một tầng mái với chiều cao tổng thể là 42,9 m, toạ lạc trên mặt bằng rộng 5800 m2. Toà nhà được xây dựng với mặt tiền quay về hướng Nam, nên tránh được ánh nắng gay gắt về mùa hè chiếu vào phòng. Đây là tòa nhà cao tầng hiện đang được xây dựng, dùng làm văn phòng Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước. Đi Hoà Lạc Đường Trần Duy Hưng Đường Nguyễn Chí Thanh Đi Cầu Giấy Đường Láng Trụ sở Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước Đường đi đường 6 Cầu Trung Hoà Tây Hình 1.1. Sơ đồ chỉ dẫn Công trình này cũng góp phần làm cho cảnh quan của thành phố thêm hiện đại và to đẹp, góp phần nâng cao văn hóa, văn minh, lịch sự của thành phố… Tòa nhà được bố trí trên mặt bằng thông thoáng, bằng phẳng và rộng rãi, xung quanh gồm nhiều tòa nhà cao tầng cũng là trụ sở của các Cơ quan Nhà Nước hiện đã và đang tiếp tục xây dựng. Đặc điểm về trang thiết bị nội thất: tòa nhà là nơi làm việc của cơ quan nên trang thiết bị chủ yếu là các thiết bị văn phòng như: máy tính, máy photocopy, máy in… nguồn phát nhiệt chủ yếu là do đèn chiếu sáng và do người tỏa ra, tải nhiệt lớn nhất là vào các giờ hành chính. Đặc điểm của công trình xây dựng: + Tầng 1, tầng 2, tầng 3 và tầng 4 có diện tích giống nhau là 1400 m2. Tầng 1 (tầng trệt) dùng làm gara ôtô, xe máy, phòng nghỉ nhân viên, bếp nấu, phòng ăn lớn và phòng ăn nhỏ, các phòng phục vụ, các hệ thống máy móc cung cấp nước, trạm điện, các hộp cứu hỏa, tổ máy móc của hệ thống điều hoà… Từ phía cửa chính đi vào, bên tay phải là cầu thang bộ từ tầng 1 đến tầng mái và phía tay trái là hệ thống cầu thang máy từ tầng 1 đến tầng mái. Từ tầng 2 đến tầng 12 toàn bộ khu nhà được bố trí một hành lang ở giữa và các phòng được bố trí phía hai bên hành lang. + Tầng 2 cùng diện tích 1400 m2 bao gồm 17 phòng (phòng pháp chế thi đua tuyên truyền, phòng lái xe và bảo vệ, phòng quản trị, phòng quan hệ quốc tế, phòng tổng hợp, văn phòng, phòng kt, phòng khách quốc tế, phòng chánh văn phòng, phòng phó tổng kt, phòng tổng đài, phòng ban quản lý, phòng văn phòng, phòng hành chính văn thư, phòng thanh niên phụ nữ, phòng tài vụ, phòng thanh tra) đặc điểm các phòng này là có diện tích không giống nhau và đều yêu cầu có điều hòa ngoài ra còn có: hai khu vệ sinh, kho tổng hợp và kho hành chính. + Tầng 3 có cùng diện tích 1400 m2 bao gồm 15 phòng (phòng kho hội trường, phòng tổng kt, phòng khách, phòng trưởng tổng kiểm toán, phòng họp giao ban, phòng vụ trưởng vụ tổ chức, phòng vụ tổ chức 1, phòng hồ sơ, phòng vụ phó 1, phòng vụ phó 2, phòng văn phòng Đảng uỷ, phòng tổ chức 2, phòng tổ chức 3, phòng tổ chức 4 và phòng tổ chức 5) các phòng này đều yêu cầu có điều hoà, ngoài ra còn có: hai khu vệ sinh, kho tổng hợp, kho hành chính không cần bố trí điều hoà chỉ cần bố trí quạt thông gió. + Tầng 4 có cùng diện tích 1400 m2 bao gồm 14 phòng ( phòng hội trường, 9 phòng làm việc, phòng họp chung, phòng kiểm toán trưởng, phòng kiểm toán phó, phòng vụ phó 1) Từ tầng 5 đến tầng 12 có cùng diện tích 540 m2, ở giữa có hành lang kích thước 2,1 m (chiều rộng ) và chạy dài suốt khu nhà, các phòng nằm ở hai bên hành lang. + Tầng 5 gồm có 9 phòng (phòng họp chung, phòng giám đốc, phòng công nghệ phần mềm, phòng tích hợp, phòng đào tạo máy tính, phòng giám đốc trung tâm, phòng phó giám đốc trung tâm, phòng kho, phòng kt quản lý mạng) và 1 khu nhà vệ sinh. + Tầng 6 gồm có 9 phòng (phòng vụ phó, phòng vụ trưởng, phòng vụ phó, 6 phòng làm việc) và 1 khu nhà vệ sinh. + Tầng 7 gồm có số phòng giống tầng 6. + Tầng 8, tầng 9 có số phòng và diện tích các phòng giống tầng 7 và tầng 6. + Tầng 10 gồm có 10 phòng(2 phòng giám đốc, phòng đào tạo, phòng tạp chí, phòng hội trường, phòng thư viện, phòng hành chính quản trị, 2 phòng làm việc, phòng giám đốc ) và một khu nhà vệ sinh. + Tầng 12 gồm có 5 phòng (phòng lưu trữ, phòng họp chung, 3 phòng làm việc) và một khu nhà vệ sinh Tất cả các phòng đều được bố trí các cửa sổ và cửa chính, tuỳ thuộc vào diện tích phòng mà số cửa sổ, cửa chính nhiều hay ít, các cửa đều được ký hiệu trên hình vẽ và cửa có 3 loại kích thước: Cửa sổ kích thước 1.500x1.500 (dài x rộng) Cửa chính phòng nhỏ 2.100x1.200 (dài x rộng) Cửa chính phòng lớn 2.400 x 1.500 (dài x rộng) Diện tích tổng thể của tất cả các cửa sổ, cửa chính và thể tích tất cả các phòng sẽ được tính toán cụ thể ở phần tính toán nhiệt ẩm + Tầng mái toàn bộ diện tích được dùng làm buồng điều khiển cầu thang máy, bể chứa nước, dùng để lắp đặt tháp giải nhiệt cho hệ thống điều hoà không khí, ăng ten parabol và các thiết bị thông tin liên lạc viễn thông… Hệ thống điều hoà không khí cần phải phục vụ cho toàn bộ diện tích từ tầng 1 đến tâng 12 trừ các phòng kho, bếp và nhà vệ sinh. Các nhà bếp cần bố trí các hệ thống thông gió cách nhiệt bằng các vật liệu không cháy, có van gió chặn lửa, có các phin lọc gió mỡ (gió bếp). Các khu vệ sinh có đường thông thải gió lên mái. Các cầu thang cần bố trí hệ thống quạt áp dương đề phòng trường hợp hỏa hoạn có thể thoát nạn dễ dàng. Hệ thống điều hòa không khí phải đảm bảo tiện nghi, thoả mãn yêu cầu vi khí hậu nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất bên trong tòa nhà cũng như cảnh quan bên ngoài. Lý do toà nhà là trụ sở làm việc của các cán bộ nhà nước và có các phòng khách đón các khách là cán bộ cao cấp và khách nước ngoài do đó hệ thống điều hòa không khí cần đáp ứng chỉ tiêu cơ bản sau của điều hòa tiện nghi: - Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch không khí theo tiêu chuẩn tiện nghi của Việt Nam nhưng cần chú ý mở rộng khoảng nhiệt độ và độ ẩm ở các phòng đặc biệt dành cho khách quốc tế - Lượng khí tươi cần đảm bảo tối thiểu là 20 m3/h cho một người. - Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng hợp lý và phải có quạt thải trên tum, tránh hiện tượng không khí từ các khu nhà vệ sinh lan truyền vào hành lang và vào phòng. Tránh hiện tượng không khí ẩm từ ngoài vào gây đọng sương trong phòng và trên bề mặt thiết bị. - Thiết kế các vùng đệm như sảnh và hành lang để tránh sốc nhiệt do chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa trong và ngoài nhà. - Hệ thống điều hoà không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh tự động nhằm tiết kiệm chi phí vận hành. - Bố trí hợp lý các các hệ thống phụ như lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ các FCU. - Do tính chất quan trọng của công trình là trung bình nên không cần thiết kế hệ thống sưởi mùa đông. - Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, đảm bảo mỹ quan công trình. Chương 2. Phân tích các hệ thống ĐHKK và chọn hệ thống cho công trình 2.1. ảnh hưởng của môi trường không khí đến con người và sản xuất 2.1.1. Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người. Yêu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người thể hiện qua các chỉ tiêu: nhiệt độ t, độ ẩm j, tốc độ lưu chuyển của không khí wk, nồng độ các chất độc hại trong không khí và độ ồn. 2.1.1.1. Nhiệt độ. Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con người. Cũng như mọi động vật máu nóng khác, con người có thân nhiệt không ổn định (370C) và luôn luôn trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh dưới hai hình thức: truyền nhiệt và tỏa ẩm. Truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ từ bề mặt da (nhiệt độ khoảng 360C) hoặc chỉ bằng dẫn nhiệt qua lớp quần áo được diễn ra khi có chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và bề mặt da. Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn 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 nhiệt 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 này còn phải xét tới diện tích bề mặt nóng và khoảng cách từ người tới bề mặt nóng. Ngay cả khi nhiệt độ không khí lớn hơn 360C thì cơ thể vẫn phải thải nhiệt vào môi trường bằng hình thức tỏa 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. 2.1.1.2. Độ ẩm tương đối j. Là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí. Sự bay hơi nước vào không khí chỉ diễn ra khi j < 100%. Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay vào không khí được nhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn (khi bay hơi 1g mồ hôi, cơ thể thải được nhiệt lượng khoảng 2.500J, nhiệt lượng này tương đương với nhiệt lượng của 1 m3 không khí giảm nhiệt độ đi 20C). Nếu độ ẩm j lớn quá, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém (hoặc thậm chí không bay hơi được), trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp. 2.1.1.3. Tốc độ lưu chuyển của không khí wk. Khi tăng tốc độ chuyển động của không khí (wk) sẽ làm tăng cường độ tỏa nhiệt và cường độ tỏa chất. Do đó về mùa đông, khi wk lớn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh; ngược lại về mùa hè sẽ tăng cảm giác mát mẻ; đặc biệt, trong điều kiện độ ẩm j lớn thì wk tăng sẽ làm tăng nhanh quá trình bay hơi mồ hôi trên da, vì vậy về mùa hè người ta thường thích sống trong môi trường không khí lưu chuyển mạch (có gió trời hoặc có quạt). Đó là thói quen của người Việt Nam do điều kiện khí hậu nóng ẩm, do đó khi thiết kế hệ thống gió và điều hòa không khí cần phải chú ý đến một cách thích đáng. Tuy nhiên, tốc độ gió thích hợp chọn lớn hay bé cũng tùy thuộc vào nhiệt độ không khí. Nếu wk lớn quá mức cần thiết dễ gây mất nhiệt cục bộ, làm cơ thể chóng mệt mỏi. Có nhiều cách đánh giá tác dụng tổng hợp của ba yếu 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 có tính tương đối, vì nó còn phụ thuộc vào cường độ lao động và thói quen của từng người. Trong điều kiện lao động nhẹ hoặc tĩnh tại, có thể đánh giá điều kiện tiện nghi theo nhiệt độ hiệu quả tương đương. thq = 0,5(tk + tư) - 1,94 Trong đó tk - nhiệt độ nhiệt kế khô, 0C tư - nhiệt độ nhiệt kế ướt, 0C wk - tốc độ không khí, m/s 2.1.1.4. Nồng độ các chất độc hại. Ngoài ba yếu tố t, j, wk đã nói ở trên, môi trường không khí còn phải bảo đảm độ trong sạch nhất định, đặc trưng bằng nồng độ các chất độc, ký 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 thích nhỏ có thể xâm nhập vào đường thở. - Khí CO2 và hơi nước không có độc tính nhưng nồng độ lớn sẽ làm giảm lượng O2 trong 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 hóa học khác. - Các hóa chất độc dạng khí, hơi (hoặc một số dạng bụi) phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hóa học. Mức độ độc hại tuỳ thuộc vào cấu tạo hóa 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. 2.1.2. ảnh hưởng của môi trường không khí đối với sản xuất Trước hết phải thấy rằng, con người là một trong những yếu tố quyết định năng suất 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 suất lao động và chất lượng sản phẩm. Mặt khác, mỗi ngành kỹ thuật lại 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 CO2 và hơi nước, có khi cả bụi và chất độc hóa 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 nhưng mức độ ảnh hưởng không giống nhau. a. 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 7 á 80C, kẹo cao su: 200C), nhiệt độ cao sẽ 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 (20 á 220C), nhiệt độ không khí cao sẽ làm máy móc, dụng cụ kém chính xác hoặc giảm độ bền lâu. Trong khi đó sản xuất sợi dệt lại cần duy trì nhiệt không thấp quá 200C, mà cũng không cao quá 320C. Với nhiều ngành sản xuất thực phẩm thịt, sữa... nhiệt độ cao dễ làm ôi, thiu sản phẩm khi chế biến. b. 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. Độ 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 nẻ, gây vỡ do sản phẩm bị giòn quá khi khô). Nhưng nếu j lớn quá cũng làm môi trường dễ phát sinh nấm mốc. Độ ẩm j lớn hơn quá 50 á 60% trong sản xuất bánh kẹo cao cấp dễ làm kẹo bánh bị chảy nước. Còn với các máy móc vi điện tử, bán dẫn, độ ẩm cao làm giảm cách điện, gây nấm mốc làm máy móc dễ hư hỏng. c. Độ trong sạch của không khí không chỉ tác động đến con người mà cũng tác động trực tiếp đến chất lượng sản phẩm: Bụi bẩn bám trên bề mặt sản phẩm không chỉ làm giảm vẻ đẹp mà còn làm hỏng sản phẩm. Các ngành sản xuất thực phẩm không chỉ yêu cầu không khí trong sạch, không có bụi mà còn đòi hỏi vô trùng nữa, một số công đoạn chế biến có kèm sự lên men gây mùi hôi thối, đó cũng là điều không chấp nhận được. Đặc biệt, các ngành sản xuất dụng cụ quang học, in tráng phim ảnh, ... đòi hỏi không khí tuyệt đối không có bụi. d. Tốc độ không khí wk đối với sản xuất chủ yếu liên quan đến tiết kiệm năng lượng, tạo gió. Tốc độ lớn quá mức cần thiết ngoài việc gây cảm giác khó chịu với con người còn làm tăng tiêu hao công suất động cơ kéo quạt. Riêng đối với một số ngành sản xuất, không cho phép tốc độ ở vùng làm việc quá lớn, ví du: trong ngành dệt, nếu tốc độ không khí quá lớn sẽ làm rối sợi. Tóm lại, con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí với các thông số thích hợp. Môi trường không khí tự nhiên thường không thể đáp ứng được những đòi hỏi đó. Vì vậy phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo (bằng thông gió hoặc điều hòa không khí). 2.2.1. Phân tích và lựa chọn các hệ thống điều hòa Việc chọn hệ thống điều hòa không khí thích hợp cho công trình là hết sức quan trọng, nó đảm bảo cho hệ thống cho hệ thống đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu đề ra của công trình. Nói chung, một hệ thống điều hòa không khí thích hợp với công trình khi nó thỏa mãn các yêu cầu do công trình đề ra cả về mặt kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường vi khí hậu tốt nhất, sự tiện dụng về mặt vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, độ an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế cao. Trong thực tế các hệ thống điều hòa không khí hiện được sử dụng rộng rãi gồm: 2.1. Hệ thống điều hòa cục bộ Hệ thống điều hòa cục bộ gồm máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa tách (2 và nhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ dưới 7 KW (24.000BTU/h). Đây là các loại máy nhỏ hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, rất thích hợp đối với các phòng và các căn hộ nhỏ và tiền điện thanh toán riêng biệt theo từng máy. Tuy nhiên hệ thống điều hoà cục bộ có nhược điểm là khó áp dụng cho các phòng lớn như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, cửa hàng, các toà nhà như khách sạn, văn phòng vì khi bố trí ở đây các cụm dàn nóng bố trí phía ngoài nhà sẽ làm mất mỹ quan và phá vỡ kết cấu xây dựng của toà nhà. Nhưng với kiến trúc xây dựng, phải đảm bảo không làm ảnh hưởng tới mỹ quan công trình, do vậy phương án dùng hệ thống điều hoà cục bộ cho toà nhà “Trụ sở Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước” là không thích hợp. 2.2.2. Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn Là một hệ thống có năng suất lạnh trung bình và lớn (lớn hơn 7 KW), làm lạnh không khí trực tiếp ở dàn bay hơi, có ống gió hoặc không có ống gió, thường dùng quạt ly tâm. Nếu có lắp thêm ống gió thì thường dùng quạt cao áp với áp suất khá lớn. Dàn ngưng giải nhiệt gió hoặc bình ngưng giải nhiệt nước. Hệ thống thiết bị được bố trí trong cùng một vỏ rất gọn nhẹ. Hệ thống điều hoà (tổ hợp) gọn hiện nay đang sử dụng rộng rãi gồm có các loại máy sau: 2.2.2.1. Máy điều hòa tách Máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn cũng giống như máy điều hòa tách của hệ thống điều hoà cục bộ nhưng vì nó có công suất lớn hơn do vậy kết cấu của cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh sẽ có những biến đổi phù hợp với kiến trúc của những công trình xây dựng và thoả mãn thị hiếu của khách hàng. Máy điều hòa tách thường có công suất lạnh trung bình (đến 48000BTU/h) tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà người ta đã chế tạo ra máy điều hòa tách có ống gió và không có ống gió. Nếu muốn phân phối đều gió cho một không gian rộng hoặc cho nhiều phòng thì người ta lắp quạt cao áp và lắp thêm ống gió. 2.2.2.2. Máy điều hòa nguyên cụm Gồm có hai loại là máy điều hoà lắp mái và máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước, máy điều hoà nguyên cụm là loại máy có năng suất lạnh trung bình và lớn. Dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, và quạt dàn bay hơi là quạt ly tâm cột áp cao. Máy được bố trí ống phân phối gió và ống gió hồi. Đặc điểm của máy điều hoà lắp mái là máy được đặt trên mái nhà cao, thông thoáng nên dàn ngưng làm mát bằng gió và cụm dàn lạnh, cụm dàn nóng được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất. Đặc điểm của máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước là bình ngưng rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên bình ngưng, máy nén và dàn bay hơi được bố trí thành một tổ hợp hoàn chỉnh. Loại máy này có công suất lớn tới 370 KW và chủ yếu dùng cho điều hòa công nghiệp và thương nghiệp. Máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ chỉ cần lắp đặt nối với hệ thống ống gió (nếu cần) và hệ thống nước làm mát là máy sẵn sàng hoạt động được. Qua cách phân tích hệ thống cấu tạo, cách lắp đặt và vận hành ta thấy máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước thích hợp với các phân xưởng sản xuất (sợi, dệt ..) và các nhà hàng, siêu thị, hội trường. Máy điều hoà lắp mái có độ ồn thấp nên được sử dụng cho điều hoà tiện nghi, còn máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước thì có độ ồn do vậy chỉ sử dụng rỗng rãi cho điều hoà công nghệ. Nếu sử dụng cho điều hòa tiện nghi thì phải có buồng máy cách âm và bố trí tiêu âm cho cả ống cấp gió và ống hồi gió. Đối với nhà cao tầng máy điều hoà nguyên cụm không thích hợp và rất ít khi được sử dụng là vì đường ống gió kích thước lớn nếu bố trí đường ống gió đi xa thì tổn thất trên đường ống lớn, tốn vật liệu làm đường ống, tốn diện tích bố trí đường ống. . . 2.2.2.3. Máy điều hòa VRV Do các hệ thống ống gió CAV( Constant Air Volume) và VAV ( Variable Air Volume ) ( hệ thống ống gió lưu lượng thay đổi và hệ thống ống gió lưu lượng không đổi ) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng quá kồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống. Nên người ta đã đưa ra giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng xuất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất . Thực chất là phát triển máy điều hòa tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng lên đến 8 thậm chí lên đến 16 cụm giàn lạnh, tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm giàn nóng và cụm giàn lạnh để có thể ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn, mà từ trước hầu như chỉ có hệ thống điều hòa trung tâm nước lạnh đảm nhiệm, vì so với ống gió ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều. Máy điều hoà VRV chủ yếu sử dụng cho điều hòa tiện nghi, sau đây là đặc điểm của máy điều hòa VRV để so sánh với các hệ thống khác. Tổ ngưng tụ có 2 máy nén trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on - off còn một máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc, đảm bảo tiết kiệm năng lượng, hiệu quả kinh tế cao . Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu từng vùng , kết nối trong mạng điều khiển trung tâm . Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau nhỏ từ 7 kW đến hàng ngàn kW, thích hợp cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng . VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm giàn nóng có thể đặt cao hơn giàn lạnh đến 50 m và các giàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15 m, đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm giàn nóng đến cụm giàn lạnh xa nhất tới 100 m tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng trong các tòa nhà cao tầng, văn phòng, khác sạn mà trước đây chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm. Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên người ta đã dùng máy biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh, làm cho hệ số lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều máy thông dụng . Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng cao . Khả năng sửa chữa và bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng. Cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại trung tâm qua internet. So với hệ thống trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm giàn nóng bố trí trên tầng thượng hoặc bên sườn tòa nhà, còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió . Hệ VRV có 9 kiểu giàn lạnh khác nhau với tối đa 6 cấp năng suất lạnh ( loại đặt sàn, tủ tường, treo tầng, giấu tường, giấu trần cassette, giấu trần cassette một, hai và nhiều cửa thổi giấu trần có ống gió) rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với các kiểu kiến trúc khác nhau, đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khác hàng . Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao . Máy đièu hòa VRV có 3 kiểu giàn nóng: Một chiều, hai chiều (bơm nhiệt) và thu hồi nhiệt. Máy điều hòa VRV chủ yếu phục vụ cho điều hòa tiện nghi chất lượng cao. Riêng hệ thu hồi nhiệt có khả năng điều chỉnh ở các chế độ khác nhau : chế độ mùa hè làm lạnh 100 % (thải nhiệt 100 %), mùa đông sưởi 100 % ( thu nhiệt 100 % ), nhưng ở các mùa chuyển tiếp có thể là 75 % lạnh + 25 % sưởi ( thải nhiệt 50 %), 25 % lạnh + 75 % sưởi ( thu nhiệt 50 % ), 50 % lạnh + 50 % sưởi ( cụm ngoài không thu và không thải nhiệt ) . Giống như máy điều hòa 2 cụm, máy VRV có nhược điểm là không lấy được gió tươi nên người ta đã thiết kế thiết bị hồi nhiệt lấy gió tươi đi kèm rất hiệu quả. Thiết bị hồi nhiệt này không những hạ nhiệt độ mà còn hạ được độ ẩm của gió tươi đưa vào phòng . Qua những điều phân tích ở trên ta thấy hệ thống điều hoà VRV có đầy đủ những điều kiện tiện nghi, sang trọng và hiện đại đáp ứng được nhu cầu điều hòa của các tòa nhà cao tầng. 2.2.3. Hệ thống điều hòa trung tâm nước Phần trên đã giới thiệu sơ qua hệ thống điều hòa cục bộ và điều hoà tổ hợp gọn , phần này tìm hiểu về hệ thống điều hòa trung tâm nước và so sánh với các hệ thống trên từ đó chọn được hệ thống điều hoà thích hợp cho công trình. Hệ thống điều hòa trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí gián tiếp qua các giàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ thống điều hòa trung tâm nước chủ yếu gồm : Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản suất nước lạnh thường từ 120C xuống 70C . Hệ thống ống dẫn nước lạnh Hệ thống nước giải nhiệt Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở ở các FCU cung cấp . Các giàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU (Fan Coil Unit ) hoặc AHU ( Air Handling Unit ) Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí Hệ thống tiêu âm và giảm âm Hệ thống lọc bụi , thanh trùng và triệt khuẩn cho không khí Bộ xử lý không khí Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân, phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí ở dưới tầng hầm hặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng. Trái lại, máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng. Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7 0C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng trong phòng nóng lên đến 120C và lại được bơm trở đẩy về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 70C khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh. Đối với hệ thống lạnh kín(không có giàn phun) cần phải có thêm bình giãn nở để bù nước trong hệ thống giãn nở khi thay đổi nhiệt độ. Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnh nước giải nhiệt nước tốn thêm một diện tích lắp đặt ở tầng dưới cùng. Nếu dùng hệ thống với máy làm lạnh nước giải nhiệt gió hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng diện tích đó vào mục đích khác như làm gara ô tô chẳng hạn. Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hòa trung tâm nước là máy làm lạnh nước. Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm. Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy chế tạo nên chất lượng rất cao. Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệ thống nước lạnh là máy có thể vận hành được ngay. Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần hoàn với bơm và tháp giải nhiệt nước. Trong một tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc lắp nhiều máy nén trong một cụm máy có ưu điểm: + Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo từng bậc. +Trường hợp hỏng 1 máy vẫn có thể cho các máy khác hoạt động trong khi tiến hành sửa chữa may hỏng. + Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động quá lớn. Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt nước ở giàn ngưng làm mát bằng không khí. Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng giải nhiệt gió kém nên diện tích của giàn lớn, kồng kềnh làm cho năng suất lạnh của một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước. Nhưng nó lại có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được toàn bộ hệ thống làm mát như bơm, đường ống và tháp giải nhiệt. Máy đặt trên mái cũng đỡ tốn diện tích sử dụng nhưng vì trao đổi nhiệt ở dàn ngưng kém, nên dàn ngưng kồng kềnh và nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện năng tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nước. Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với người thiết kế khi chọn máy. Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau: + Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại. + Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. + Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan. + ống nước so ví ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu làm ống. + Có khả năng xử l._.ý không khí với độ sạnh cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi. + ít phải bảo dưỡng, sửa chữa. + Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế. + So với hệ thống điều hoà VRV vòng tuần hoàn nước lạnh đơn giản hơn nhiều nên rất dễ kiểm soát. Nhược điểm: + Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động tổn thất Exergy rất lớn. + Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU. + Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Vệt Nam quá cao. + Lắp đặt khó khăn. + Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề. + Cần định kỳ sửa chữa, bảo dưỡng máy lạnh và các giàn FCU. Kết luận: Đối với các toà nhà cao tầng như khách sạn, văn phòng. . . thì chỉ có hai hệ thống điều hoà hay dùng đó là hệ thống mái VRV và hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh. Đối với hệ thống điều hòa VRV do đường ống gas rất gọn nhẹ nên hệ thống gọn nhẹ hơn hệ thống trung tâm nước, hệ thống điều hòa VRV hiện đại hơn, sang trọng hơn nhưng cũng đắt tiền hơn. Thường sử dụng cho các điều hòa tiện nghi sang trọng như khách sạn 4 đến 5 sao, bệnh viện quốc tế . . . còn hệ thống trung tâm nước lạnh cũng tiện nghi, nhưng rẻ tiền hơn máy VRV, có vòng tuần hoàn nước lạnh an toàn. Do vậy, hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh cũng được dùng phổ biến ở những toà nhà cao tầng mà đòi hỏi tiện nghi, nhiệt độ và độ ẩm không khắt khe lắm. Với công trình “Trụ sở Cơ quan Kiểm toán Nhà Nước” như đã mô tả về công trình ở phần trên. Công trình là văn phòng làm việc và lại là nơi có nguồn nước dồi dào, nên ta chọn hệ thống điều hoà cho công trình là “hệ thống điều hòa trung tâm nước” vừa tiện nghi, vừa rẻ tiền và vận hành an toàn. 2.2.4. Các sơ đồ điều hòa không khí thông dụng. 2.2.4.1. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Hình 2.1. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Nguyên lí làm việc của hệ thống như sau: Không khí ngoài trời (lưu lượng LN, trạng thái N) qua cửa lấy gió trời 1 đi vào buồng hoà trộn 2. Tại đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời với không khí tuần hoàn (trạng thái T, lưu lượng LT). Không khí sau khi hoà trộn (có trạng thái C) được xử lí nhiệt ẩm trong thiết bị xử lí 3 đến trạng thái O rồi được quạt gió 4 vận chuyển theo đường ống 5 tới gian máy 6 và được thổi vào phòng qua các miệng thổi gió 7. Trạng thái không khí thổi vào kí hiệu là V. Do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong gian máy nên không khí tự thay đổi trạng thái từ V đến T theo tia VT có hệ số góc eT = QT/WT. Sau đó không khí trong phòng có trạng thái T được hút qua các miệng hút 8 đi vào đường ống gió hồi 9, lọc bụi 10 và quạt gió hồi 11 tuần hoàn về buồng hoà trộn 2. Cửa lấy gió 1 và cửa thải gió 12 thường được đồng chỉnh (để bảo đảm cho qua cùng lượng gió). Nhận xét: Sơ đồ này được sử dụng rỗng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao. Sơ đồ này được sử dụng rỗng rãi cả ở lĩnh vực điều hoà tiện nghi và công nghệ yêu cầu xử lý không khí kiểu trung tâm như hội trường, rạp hát, nhà ăn, tiền sảnh, phòng họp, nhà thể thao, trung tâm y tế, phân xưởng sản xuất, nhà hàng ăn uống, siêu thị, cửa hàng ... 2.2.4.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Hình 2.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp 1. Cửa lấy gió ngoài; 2. buồng hoà trộn cấp 1; 3. Buồng xử lí nhiệt ẩm; 4. Buồng hoà trộn cấp II (buồng trung gian); 5. Quạt gió cấp; 6. Lọc bụi; 7. Quạt gió hồi; 8. Cửa gió hồi; 9. Cửa điều chỉnh đi tắt. Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp được sử dụng khá rộng rãi trong các xí nghiệp công nghiệp nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả kinh tế, tiết kiệm năng lượng. Sử dụng tuần hoàn không khí hai cấp có thể giảm năng lượng sấy cấp II hoặc loại bỏ thiết bị phun ẩm bổ sung trong hệ thống. Trên hình 2.2 trình bày sơ đồ nguyên lí : Không khí tuần hoàn (trạng thái T, lưu lượng LT1) qua cửa điều chỉnh 8 đi vào buồng hoà trộn 2, tại đây được hoà trộn với không khí bổ sung (trạng thái N, lưu lượng LN) để đạt trạng thái C1 rồi qua thiết bị xử lí nhiệt ẩm 3 đạt tới trạng thái O. Phần còn lại của không khí tuần hoàn cấp I (lưu lượng LT2) được theo đường đi tắt qua cửa điều chỉnh 9 vào buồng trung gian 4, tại đây được hoà trộn với lượng không khí đã được xử lý (lưu lượng bằng LN + LT1) đạt trạng thái C2 rồi quạt gió 5 vận chuyển vào gian máy như ở sơ đồ trước (hình 2.1). Điểm C2 có nhiệt độ cao hơn điểm O nên không cần sử dụng sấy cấp II (coi C2 = V). Chương 3. Tính CÂN BằNG nhiệt ẩm và kiểm TRA đọng sương. 3.1. Các số liệu ban đầu. Sơ đồ cấu trúc của công trình đuực trình bày trên hình 3.1 và các bảng thống kê số liệu diện tích các phòng điều hoà được trình bày trong phụ lục 1 3.2. Chọn cấp điều hòa cho công trình. Trước khi chọn các thông số tính toán để tính toán nhiệt ẩm và năng suất lạnh yêu cầu của hệ thống thì ta phải chon cấp điều hòa, ở chương 1 đã giới thiệu về công trình và ở chương 2 đã đưa ra các phương án điều hòa cho công trình. Mặt khác, cấp điều hòa thể hiện trạng thái khống khí điều hoà như nhiệt độ, độ ẩm... của công trình, có 3 cấp điều hòa: Cấp I có độ chính xác cao nhất và tiện nghi nhất. Cấp II có độ chính xác trung bình, sai số cho phép 200 h/năm Cấp III có độ chính xác vừa phải, sai só cho phép 400 h/năm. Đối với công trình “ Trụ sở Cơ quan Kiểm Toán Nhà Nước” là văn phòng làm việc, do yêu cầu không ngiêm ngặt về nhiệt độ và độ ẩm do đó ta chọn hệ thống điều hòa cấp III. Hệ thống điều hòa cấp III có ưu điểm so với hệ thống điều hòa cấp I và cấp II là: Giá thành lắp đặt rẻ, vốn đầu tư vừa phải và có năng suất lạnh nhỏ phù hợp với điều kiện nước ta hiện nay. 3.3. Chọn thông số tính toán. Do yêu cầu của công trình, không chạy điều hòa về mùa đông do đó ta chỉ chọn nhiệt độ và độ ẩm tính toán cho mùa hè. Thông số nhiệt độ và độ ẩm tính toán trong nhà và ngoài trời được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 - 1985 và 5687-1992 đã được trình bày trong tài liệu [3]. Theo bảng 1.8 tài liệu [3] chọn thông số tính toán ngoài trời cho khu vực Hà Nội là: tN = ttbmax = 32,80C jN = j13á15 = 66% Thông số tính toán trong nhà, theo bảng 1.1 tài liệu [3], chọn thông số tính toán trong nhà cho khu vực ở Hà Nội là: tT = (25 ± 2)0C jT = (60 á 75)% Chọn thông số để tính toán là: tT = 250C jT = 65% Kết hợp với đồ thị I-d ta có các thông số tính toán: Thông số Nhiệt độ t(0C) Độ ẩm j (%) Entanpi(I) Dung ẩm (d) Kcal/kg KJ/kg g/kg kg/kg Ngoài trời N 32,8 66 20,5 88 21,3 0,0213 Trong nhà T 25 65 13,8 59 13,1 0,0131 Độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán. Độ chênh nhiệt độ giữa không khí trong phòng điều hoà với không khí ở ngoài trời Dt1 = tN - tT = 32,8 - 25 = 7,80C Độ chênh nhiệt độ giữa không khí trong không gian có điều hoà với không khí ở vùng đệm (hành lang ) chọn theo hướng dẫn ở tài liệu [3] Dt2 = 0,7 . Dt1 = 0,7 . 7,8 = 5,460C 3.4. Tính cân bằng nhiệt Sau đây là các công thức tổng quát để tính cân bằng nhiệt cho tất cả các phòng của tòa nhà cần lắp điều hòa theo phương pháp truyền thống. Mục 3.3 là một ví dụ tính toán cân bằng nhiệt cụ thể cho phòng “ Khách Quốc Tế ”, các kết quả của tất cả các phòng còn lại được thống kê trong trong phụ lục 2 3.4.1. Nhiệt tỏa từ máy móc: Q1,W Đối với văn phòng thì nhiệt toả ra là ở các thiết bị máy móc như: máy vi tính, máy in, điện thoại, ti vi.. vì chưa biết chính xác được số lượng máy móc của các phòng do vậy khi tính toán ta có thể giả định các thiết bị máy móc cho từng phòng hoặc gần đúng ta giả định lượng nhiệt do máy móc tỏa ra là: 8W/ m2. Vậy Q1 =8.Fs’ W (1) Trong đó Fs - diện tích sàn, m2 3.4.2. Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng: Q2,W Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng gần đúng được tính theo công thức sau đây: Q2=N.Fs,W Trong đó: N- là lượng nhiệt do đèn chiếu sáng toả ra trên 1m2 diện tích sàn, theo tiêu chuẩn chiếu sáng của việt nam ta chọn N=10 W/m2 Fs- diện tích sàn điều hoà được chiếu sáng, m2. Vậy :Q2=10 Fs, W (2) 3.4.3. Nhiệt tỏa ra từ người: Q3,W nhiệt tỏa ra từ người được tính theo công thức:Q3 = n . qn, W Trong đó: n - là số người trong phòng điều hoà Qn - nhiệt toả ra từ một người ,W/người đối với văn phòng và với cường độ lao động nhẹ ở 25oc ta chọn theo bảng 3.1[3], qn=125 W/1người và vì chưa biết được cụ thể số lượng người trong phòng điều hoà, do vậy theo bảng 3.2 tài liệu [3] đối với văn phòng ta có thể chọn mật độ người là 5 m2/1người vậy ta có : Q3 = .1,25 = 25.FS, W (3) FS- diện tích sàn, m2 3.4.4. Nhiệt tỏa ra do bức xạ mặt trời qua các cửa kính: Q4 , W Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính được tính gần đúng theo công thức sau đây: Q4 = IS.Fk.t1.t2.t3.t4, W IS - cường độ bức xạ mặt trời lên cửa kính, tại thời điểm tính toán 13 á15 giờ theo bảng 3.3 tài liệu [3] ta chọn IS (W/m2) như sau: - Hướng tây IS = 569 W/m2 - Hướng tây nam IS = 328 W/m2 - Hướng tây bắc IS = 450 W/m2 - Hướng bắc IS = 122 W/m2 Các hướng còn lại ở tại thời điểm này IS coi là bằng 0. Fk - diện tích cửa kính chịu bức xạ mặt trời tại thời điểm tính toán, m2. Vì cửa kính chịu bức xạ mặt trời chỉ có cửa sổ ở xung quanh, đối với cửa sổ kính một lớp ta chọn: t1- hệ số trong suốt của kính là 0,9 t2- hệ số bám bẩn, với cửa kính 1 lớp đặt đứng ta chọn là 0,65 t3- hệ số khúc xạ, với cửa kính 1 lớp khung gỗ ta chọn là 0,62 t4- hệ số tán xạ do che nắng, với cửa kính có rèm che trong ta chọn là 0,6 Vậy: Q4 = IS.Fk. t1.t2.t3.t4 = IS.Fk. 0,9.0,65.0,62.0,6 = 0,22.IS.Fk Hay Q4 = 0,22.IS. Fk, W (4) 3.4.5 . Nhiệt do bức xạ mặt trời qua bao che: Q5 , W Sử dụng công thức gần đúng sau để tính nhiệt toả ra do bức xạ mặ trời qua kết cấu bao che: Q5 = 0,055.K.F.eS.IS, W Trong đó: k - là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che chịu bức xạ mặt trời tại thời điểm tính toán. Vì vách buồng điều hòa không phức tạp như vách buồng lạnh nên ta có thể chọn k định hướng theo bảng 3.4 [3] như sau: Đối với trần bằng bê tông trát xi măng phẳng chọn gần đúng k = 1,9 W/m2K Đối với tường bao che bằng gạch xây dày 200 mm có vữa trát chọn k = 1,5 W/m2K eS - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che, đối với vật liệu là xi măng cát theo bảng [3] phụ lục 6 ta chọn eS = 0,8 IS - Cường độ bức xạ mặt trời, W/m2 tại thời điểm tính toán 13 á 15 giờ theo bảng 3.3 [3] ta chọn như sau: Mặt nằm ngang IS = 928 W/m2 - Hướng tây IS = 569 W/m2 - Hướng bắc IS = 122 W/m2 - Hướng tây nam IS = 328 W/m2 - Hướng tây bắc IS = 450 W/m2 Các hướng còn lại tại thời điểm này IS = 0. F - diện tích bao che chịu bức xạ mặt trời tại thời điểm tính toán, m2 Vậy: Q5 = 0,055.k.F.0,8.IS = 0,044.k.F.IS, W (5) 3.4.6. Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa: Q6, W Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa được tính theo công thức sau; Q6 = GL.(IN - IT) = rn.LL.(IN - IT), W Trong đó: GL- lượng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa, kg/s LL- lưu lượng thể tích của không khí lọt, m3/h rk- khối lượng riêng của không khí (rk = 1,2 kg/m3) IN và IT: là entapy của không khí ngoài trời và không khí trong nhà. Lưu lượng thể tích gió lọt được tính theo công thức sau đây LL = (1,5 á 2) VF, m3/h đối với văn phòng cửa mở ít ta chọn hệ số là 1,6 Vậy LL = 1,6.VF Trong đó VF: thể tích phòng điều hòa, m3 Suy ra: GL = VF , kg/s Với các thông số đã chọn IN = 20,5 kcal/kg; IT = 13,8 kcal/kg ị IN - IT = 20,5 - 13,8 = 6,7 kcal/kg = 6,7.4,18.103 = 28006 J/kg. Vậy Q6 = 0,0056.28006.VF = 14 VF, W (6) 3.4.7. Nhiệt thẩm thấu qua vách: Q7, W Nhiệt thẩm thấu qua vách tính theo công thức : Q7 = ồ ki.Fi. Dti, W (7) Trong đó: ki - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2K Fi - diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2 Dti - hiệu nhiệt độ trong và kết cấu bao che thứ i, K Theo mục 3.2.5 đối với tường gạch ta chọn định hướng theo bảng 3.1 [3] được: k = 1,5 W/ m2K Dti gồm có: Dt1 = tN - tT = 32,8 -25 = 7,8 oC: Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong phòng điều hoà và không khí ngoài trời. Dt2 = tHL – tN = 0,7 Dt1: đối với vách tiếp xúc với không gian đệm (hành lang), hay Dt2 = 0,7.7,8 = 5,46oC. 3.4.8. Nhiệt thẩm thấu qua trần: Q8, W Q8 = kT.FT. DtT,W Trong đó: kT - hệ số dẫn nhiệt của trần bê tông, kT = 1,9 W/m2K FT - diện tích trần, m2 DtT - độ chênh nhiệt độ giữa không gian điều hoà và không khí ngoài trời , Dt = Dt1 =7,8oC Vậy Q8 = 1,9.FT.7,8 = 14,2.Ft, W (8) 3.4.9. Nhiệt thẩm thấu qua nền: Q9 ,W Vì tầng 1 chủ yếu là các phòng phụ như: bếp nấu, phòng ăn, gara ôtô, gara xe máy, trạm điện, phòng máy điều hòa... nên chỉ dùng quạt thông gió và không yêu cầu lắp đặt điều hòa, nên nhiệt thẩm thấu qua nền bằng 0. Cũng vì lý do tầng 1 không lắp đặt điều hòa nên sàn tầng 2 có một lượng nhiệt thừa cũng chính là nhiệt thẩm thấu qua vách, cách tính như ở mục 3.2.7. 3. 4.10. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách được tính theo công thức: Nhiệt tổn thất bổ sung có 2 thành phần: Nhiệt tổn thất bổ sung do gió Qbs1 = (1-2%).(H - 4).Q7: vì ở trên cao thì hệ số trao dổi nhiệt (a) tăng làm cho (k) tăng và dẫn đến Q7 tăng, do vậy cứ từ mét thứ 5 trở lên lấy tổn thất Q7 tăng thêm (1 á2%) nhưng toàn bộ không quá 15%. Bổ sung khác cho Q7 là đối với vách hướng đông và vách hướng tây cũng chịu bức xạ mặt trời nhưng tổn thất này đã tính gộp vào thành phần Q5 (trần và vách). Vậy nhiệt tổn thất bổ sung chỉ còn là: Qbs = Qbs1 = .(H- 4)Q7, W (9) 3.4.11. Nhiệt thẩm thấu qua kính. Nhiệt thẩm thấu do dẫn nhiệt qua kính được tính theo công thức sau đây: Q10 = k.F. Dt (10) Trong đó: k - hệ số dẫn nhiệt qua kính, W/m2K Vì kính cửa ra vào và cửa sổ được làm cùng một loại kính có chiều dày 10 mm và hệ số dẫn nhiệt l = 0,76 W/m2K và là kính một lớp. Vậy , W/m2K Với cửa tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời chọn aN = 20 , W/m2K aT = 10 W/m2K ị W/m2K Vách tiếp xúc với không gian đệm chọn aN = 10 W/m2K, aT = 10 W/m2K ị W/m2K F - diện tích cửa kính, m2 Dt - độ chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài kết cấu cửa kính, K 3.5. áp dụng với các số liệu cụ thể của phòng " Khách quốc tế " là phòng điển hình của tầng 2 ta có: 3.5.1. Số liệu tính toán của phòng. Diện tích sàn (m2) Thể tích phòng (m3) Diện tích cửa sổ và cửa ra vào (m2) Diện tích tường bao che (m2) HĐ HT HN HB HĐ HT HN HB 72 216 _ _ 10,8 7,5 _ 21,6 24,9 24,9 Ghi chú: dấu “ - ’’ biểu thị: hướng không có vách vách không bố trí cửa hoặc tường giữa hai phòng có điều hoà ( không cần liệt kê) 3.5.2. Nhiệt tỏa ra từ máy móc Thay số vào (1) ta có: Q1 = 8.FS = 8.72 = 576 W 3.5.3. Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Thay số vào (2) ta có: Q2 = 10.FS = 10.72 = 720 W 3.5.4. Nhiệt tỏa ra từ người Thay số vào (3) ta có: Q3 = 25.FS = 25.72 = 1800 W 3.5.5. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua kính Theo công thức (4) ta có: Q4 = 0,22.FS.Fk Tại thời điểm này chỉ có cửa kính hướng bắc chịu bức xạ mặt trời, tất cả các hướng còn lại đều tiếp xúc với vùng đệm và vách mà tại thời điểm này IS = 0 của hướng bắc Fk = 7,5 m2; IS = 122 W/m2 Vậy Q4 = 0,22.7,5.122 = 201,3 W 3.5.6. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời bao che. Theo công thức (5) ta có: Q5 = 0,044 k.F.IS, W Tại thời điểm tính toán chỉ có vách hướng bắc chịu bức xạ mặt trời còn vách ở các hướng khác và trần không chịu bức xạ của mặt trời. Vách hướng bắc: k = 1,5 W/m2K, F = 24,9 m2, IS = 122 W/m2 Vậy Q5 = 0,044.1,5.24,9.122 = 200 W 3.5.7. Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa. Thay số vào (6) ta có: Q6 = 14.VF = 14.216 = 2808 W 3.5.8. Nhiệt thẩm thấu qua vách. Thay số vào (7) ta có: Q7 = k.F. Dt, W Vách hướng tây k1 = 1,5 W/m2K; F1 = 21,6 m2; Dt1 = 5,46 (vách vùng đệm) Vách hướng nam k2 = 1,5 W/m2K; F2 = 21,6 m2; Dt2 = 5,46 (vách vùng đệm) Vách hướng bắc k3 = 1,5 W/m2K; F3 = 24,9 ; Dt3 = 7,8 (vách ngoài trời) Vách hướng đông tiếp xúc với phòng cũng được điều hoà Dt = 0 Vậy Q7 = k1.F1. Dt1 + k2.F2. Dt2 + k3.F3. Dt3 = 1,5.21,6.5,46 + 1,5.21,6 + 5,46 + 1,5.24,9.7,8 = 602 W 3.5.9. Nhiệt thẩm thấu qua trần. Theo công thức (8) ta có: Q8 = kT.FT. DtT, W Vì trần tiếp xúc với không gian có điều hòa, nên Dt = 0 ị Q8 = 0 3.5.10. Nhiệt thẩm thấu qua nền Vì tầng 1 có một số phòng phụ không bố trí điều hòa, do vậy nền tầng 2 ta tính tổn thất nhiệt là nhiệt thừa do thẩm thấu nhiệt từ vùng đệm vào không gian đều hòa: vậy Q9 = k.F. Dt, W Với k = 1,9 W/m2K, F = 72 m2, Dt = 5,46oC ị Q9 = 1,9.72.5,46 = 713 W 3.5.11. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách . Qbs = Vì tầng 2 có chiều cao H = 6 m vậy Qbs = 0,015 (6-4).602 = 18 W 3.5.12. Nhiệt do thẩm thấu qua kính. Theo công thức (10) ta có: Q10 = k.F. Dt, W Cửa kính hướng bắc: k1= 6,25 W/m2K, F1 = 7,5 m2, Dt = 7,8oC Cửa kính hướng nam: k2 = 4,7 W/m2K; F2 = 10,8 m2, Dt = 5,46oC Vậy Q10 = k1.F1.Dt1 + k2.F2.Dt2 = 6,25.7,5.7,8 + 4,7.10,8.5,46 = 518 W 3.5.13. Tổng nhiệt thừa của phòng: Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Qbs+ Q10 = = 576 + 720 + 1800 + 201,3 + 198 + 2808 + 602 + 0 + 713 + 18 + 518 = 8154 W 3.6. Ghi chú: Hành lang được coi là vùng đệm của các phòng điều hoà, do kết cấu của toà nhà, hành lang được bố trí ở giữa còn hai bên hành lang là các phòng làm việc và vì hành lang có kích thước hẹp, hai bên lại được bao bọc bởi các phòng có điều hòa do vậy không cần lắp đặt điều hòa cho hành lang. Mặt khác hành lang không bị ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và hành lang luôn có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời vì cửa phòng điều hoà mở sẽ có tổn thất lạnh ra ngoài hành lang và lượng gió thải ra ngoài hành lang càng làm cho nhiệt độ hành lang thấp hơn nhiệt độ ngoài trời. Khi tính toán tổn thất nhiệt ta có thể lấy độ chênh nhiệt độ giữa phòng điều hoà và không gian đệm theo hướng dẫn của tài liệu [3] là: Dt = 0,7 . (tN - tT), oC Còn hệ số truyền nhiệt k giữa vách tiếp xúc với vùng đệm và vách tiếp xúc với không khí ngoài trời thay đổi không đáng kể theo (a) và được chọn định hướng theo bảng 3.4 [3] vì nhiệt độ ở vùng đệm cũng không quá thấp. Trong trường hợp này vừa giảm được chi phí đầu tư mà vẫn đảm bảo điều kiện vệ sinh là không bị “ sốc nhiệt ’’ cho người sử dụng. Đối với các công trình quan trọng và các công trình đòi hỏi nghiêm ngặt thì ta phải tính toán nhiệt thừa chi tiết và phải lắp đặt điều hoà cho hành lang. 3.7. Tính kiểm tra đọng sương trên vách. Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế của vách kt phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cưc đại kmax theo các biểu thức sau đây: Mùa hè: Mùa đông: aN - Hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà, aN = 20 W/m2K nếu bền mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời và aN =10 W/m2K nếu có không gian đệm aT - Hệ số toả nhiệt phía trong nhà, aT = 10 W/m2k - Nhiệt độ điểm sương bên ngoài, xác định theo tN, jN mùa hè - Nhiệt độ điểm sương trong nhà, xác định theo tT, jT mùa đông Với các số liệu đã chọn: Thông số tính toán trong nhà: tT = 250, jT = 65% ị =180C Thông số tính toán ngoài trời: tN = 32,80, jN = 66% ị = 25,50C 3.7.1. Kiểm tra đọng sương đối với tường bao che. Tường bao che tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời có hệ số truyền nhiệt k lớn hơn hệ số truyền nhiệt của vách với vùng đệm. Vậy nguy cơ đọng sương ở vách tiếp xúc với không khí ngoài trời là cao hơn. Do vậy ta chỉ cần kiểm tra đọng sương với vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời. Như phần tính toán nhiệt thừa (ở chương 3) ta chọn hệ số truyền nhiệt của vách định hướng theo bảng 3.4[3], k = 1,5 W/m2K. Để chính xác ta giả định vách xây bằng gạch có trát vữa: Lớp gạch dày 220 mm, hệ số dẫn nhiệt 1,3 (d2 = 0,22 m, l2 = 1,3 W/mK) Lớp vữa xi măng dày mỗi lớp 15 mm, hệ số dẫn nhiệt 0,093 (d1 = d3 = 0,015 m, l1 = l3 = 0,093 W/mK) Vậy hệ số truyền nhiệt thực tế của vách là: Hệ số truyền cực đại: Ta luôn có kt < kmax: chứng tỏ vách không xảy ra đọng sương 3.7.2. Kiểm tra đọng sương đối với cửa kính. Theo mục ( 3.2.11 ở chương 3 ) Ta đã biết kính cửa ra vào và kính cửa sổ làm cùng một loại có bề dày 10 mm hệ số dẫn nhiệt l = 0,76 W/mK và kính một lớp. Tính được hệ số truyền nhiệt thực tế là kt= 6,25 W/m2K Ta thấy kt < kmax = 18,7 W/m2K: Vậy không xảy ra đọng sương đối với cửa kính 3.7.3. Kiểm tra đọng sương đối với trần và nền Trong thực tế đối với trần và nền làm bằng bê tông cốt thép và một số lớp như: Lớp vữa trát, lớp gạch lát (ốp)... Do điều kiện chưa biết được chi tiết nhưng theo tài liệu [3], hệ số truyền nhiệt của trần và nền chỉ nằm trong khoảng (1,7á2,8) W/m2k. Nên trong điều kiện này thì trần và nền cũng không xảy ra hiện tượng đọng sương . 3.8. Tính toán lượng ẩm thừa. Sau đây là các công thức tổng quát để tính lượng ẩm thừa cho tất cả các phòng điều hoà theo phương pháp truyền thống. Mục 3.6 là một ví dụ tính toán lượng ẩm thừa cụ thể đối với phòng “ Khách Quốc Tế ”, các kết quả tính toán ẩm thừa của tất cả các phòng còn lại được thống kê trong phụ lục 3 3.8.1. Lượng ẩm thừa do người tỏa ra. Lượng ẩm thừa do người tỏa ra được xác định theo biểu thức: W1 = n.qn , kg/s Trong đó: n - số người trong phòng điều hòa qn- lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/s n - số người được chọn : đối với phòng làm việc chọn 5 m2/1 người. đối với phòng hội trường chọn 3 m2/1 người. qn - lượng ẩm tỏa ra của một người, đối với văn phòng ta coi là lao động nhẹ chọn theo bảng 3.5[3], ứng với nhiệt độ 25oC là: qn=115 g/h.người ị qn= người Vậy W1= n.3,2. 15-5 , kg/s (11) 3.8.2. Lượng ẩm do lọt không khí mang vào. Lượng ẩm do lọt không khí mang vào được tính theo biểu thức W2= G. (dN- dt) = rk.L(dN- dt), kg/s G - lượng không khí lọt, kg/s Trong đó: L = (1,5á2)VF, m3/h (lưu lượng thể tích gió lọt theo tài liệu [3] ) VF - thể tích phòng, m3 Đối với văn phòng cửa kín và ít mở ta chọn hệ số là 1,6 ị L = 1,6 VF, m3/h Mặt khác đã có dN = 21,3 g/kg; dT =13,1 g/kg ị W2 = 0,053.10-2.(21,3 - 13,1).10-3.VF = 0,3975.10-5VF , kg/s (12) Tổng lượng ẩm thừa là WT = W1+ W2 3.9. Xét với số lượng cụ thể của phòng "Khách Quốc Tế " nằm ở tầng hai với các số liệu cụ thể của phòng như sau: Diện tích sàn (m2) Thể tích phòng (m3) Diện tích cửa sổ và cửa chính (m2) Diện tích tường bao che (m2) HĐ HT HN HB HĐ HT HN HB 72 216 - - 10,8 7,5 - 21,6 21,6 24,9 3.9.1. Lượng ẩm do người tỏa ra: W1, kg/s Theo công thức (11) ta có: W1 = 3,2.10-5.n, kg/s n - số người trong phòng chọn mật độ số người là 5 m2/1 người ị n = người Vậy W1 = 3,2.10-5.15 = 48.10-5 kg/s 3.9.2. Lượng ẩm do lọt không khí mang vào W2, kg/s Thay số vào (12) ta có: W2 = 0,3975.VF = 0,3975. 216 = 55,86. 10-5 kg/s Vậy tổng lượng ẩm thừa tỏa ra trong phòng là: W = W1 + W2 = 48.10-5+ 85,86.10-5= 103,86.10-5kg/s Chương 4: Tính toán thành lập sơ đồ điều hoà không khí và năng suất lạnh yêu cầu. 4.1. Thành lập sơ đồ điều hoà không khí mùa hè. Như đã giới thiệu ở chương 3 mục 3.1.2, trạng thái không khí trong nhà và ngoài trời được chọn cho hệ thống điều hòa cấp III. Yêu cầu chủ yếu của tòa nhà này là điều hòa không khí về mùa hè, do đó ta chọn sơ đồ tính toán điều hòa không khí mùa hè có tuần hoàn không khí một cấp để tính toán. 4.2. Xét ví dụ tính toán cụ thể đối với phòng " khách quốc tế " là một phòng điển hình của tầng hai. - Các thông số tính toán của phòng: + Nhiệt thừa QT = 8154 W = 8,154 kW + ẩm thừa WT = 103,9.10-5 kg/s + Tia quá trình kJ/kg +Trạng thái không khí trong nhà (T) và ngoài trời (N). T (tT = 25°C, jT = 65%, dT = 0,0131 kg/kg, IT = 59 kJ/kg) N(tN = 32,8oC, jN = 66%, dN = 0,0123 kg/kg, IN = 88 kJ/kg) Sơ đồ điều hoà không khí cấp III, tuần hoàn không khí 1 cấp của phòng được thể hiện ở hình vẽ 4.1 Thành lập và tính toán: Kẻ eT qua T cắt j = 95% tại 0 º V (coi tổn thất ở đường ống gió và ở quạt bằng 0) với 0 º V(tV = 18oC, jV = 95%, dV = 0,0123 kg/kg, IV = 49 kJ/kg) Lưu lượng không khí tuần hoàn: G = GH = kg/s = 2935 kg/h Bội số tuần hoàn: B = .3600 = 11 phù hợp với yêu cầu sinh. (Ghi chú: rK = 1,2 kg/m3: khối lượng của riêng không khí VF = 216 m3: thể tích phòng diều hòa) Mặt khác: GH = GN + GT GN- lưu lượng không khí bổ xung (khí tươi) Theo hướng dẫn trong tài liệu [3] ta lấy GN = , kg/s Chọn hệ số là 32 n - số người trong phòng (tính theo mật độ 5m2/1người), n = 15 Vậy GN = , kg/s nhưng phải thoả mãn điều kiện GN ³10% GH nếu không ta lấy GN = 0,1 GH Trường hợp này GN = = 0,13 kg/s = 468 kg/h (ở đây GN = 0,13 kg/s > 0,1.GH = 0,08154 kg/s) Lưu lượng không khí tái tuần hoàn GT = GH - GN = 0,8154 - 0,13 = 0,6854 kg/s = 2467 kg/h Xác định điểm hoà trộn H (điểm cắt của TN và IH) Với IH = kJ/kg Vậy điểm H (tH = 26,3oC, jH = 68,6oC, dH = 0,0145 kg/kg, IH = 63,6 kJ/kg) Năng suất lạnh yêu cầu: Qo = GH (IH - IV) = 0,8154(63,6 - 49) = 13 kW Năng suất khử ẩm: w = GH(dH - dV) = 0,8154(0,0146 - 0,0123) = 1,214.10-3 kg/s = 4,832 kg/h Hình 4.1 Tất cả các phòng còn lại, ta lập hồ sơ điều hoà không khí và tính toán tương tự như “ Phòng Khách Quốc Tế ”. kết quả tính toán năng suất lạnh yêu cầu được tổng kết lại ở các bảng sau: Năng suất lạnh yêu cầu của các phòng điều hoà tầng 2 (bảng 4.1) Số liệu Tên phòng tv (0C) SF (m2) GH (kg/h) GN (kg/h) GT (kg/h) W (kg/h) Q0 KW BTU/h P.Pháp chế thi đua tuyên truyền 18 53 2050 340 1710 3,49 10 34130 P. Tổng hợp 18 68 2768 436 2332 4,48 12,5 42000 P.Lái xe và bảo vệ 18 53 2091 340 1751 3,49 10,2 34800 P. Quản trị 21 21 819 135 684 1,38 4,2 14000 P.Quan hệ quốc tế 18 42 1404 269 1135 2,76 9,2 32600 P. Văn phòng 21 21 858 135 723 1,38 4,4 15000 P. Tổng KT 18 42 1950 269 1681 2,76 10 34000 P. Khách quốc tế 18 72 2935 468 2467 4,83 13 44000 P.Chánh văn phòng 18 24 1131 154 977 1,58 5,8 20000 P. Phó tổng KT 18 42 1950 269 1681 2,76 10 34000 P. H.Chính văn thư 18 56 2340 359 1981 3,69 12 41200 P. Tổng đài 21 18 858 116 742 1,18 4,4 15000 P. Ban quản lý 21 18 760,5 116 645 1,18 3,9 13300 P. Văn phòng 21 18 838,5 116 723 1,22 4,3 14700 P. T.Niên phụ nữ 21 20 877,5 128 750 1,22 4,5 15400 P. Tài vụ 20 40 1404 256 1148 2,6 7,2 24600 P. Thanh tra 20 40 1423 256 1168 2,6 7,3 25000 Ghi chú: SF: diện tích phòng. Các đơn vị quy đổi: GH: lưu lượng gió tuần hoàn. 1 KCal = 4,187 KW GN: lưu lượng gió tươi. 1 KCal/h = 4 BTU/h GT : lưu lượng gió tái tuần hoàn. 1 KW = 860 KCal/h W: năng suất khử ẩm = 3414 BTU/h Q0: năng suất lạnh yêu cầu. Năng suất lạnh yêu cầu của các phòng điều hoà tầng 3 (bảng 4.2) Số liệu Tên phòng tv (0C) SF (m2) GH (kg/h) GN (kg/h) GT (kg/h) W (kg/h) Q0 KW BTU/h P.Kho hội trường 21 21 858 135 727 1,38 4,4 15000 P.Tổng KT 19 42 1989 269 1720 2,76 10,2 34800 Phòng khách 19 49 2340 314 2026 3,21 12 41000 P.Trưởng T .K.T 19 49 2340 314 2026 3,21 12 41000 P.Vụ tổ chức 1 21 21 936 135 801 1,38 4,8 16400 P.Vụ trưởng vụ tổ 21 21 916,5 135 782 1,38 4,7 16000 P.Họp giao ban 18 56 2359,5 359 2000,5 1,69 12,1 41300 P.Hồ sơ 21 18 877,5 116 761,5 1,22 4,5 15400 P.Vụ phó 1 21 18 838,5 116 722,5 1,22 4,3 14700 P.Vụ phó 2 21 18 858 116 742 1,22 4,4 15000 P.V.P đảng uỷ 21 20 936 128 808 1,31 4,8 16400 P.Vụ tổ chức 5 21 20 858 128 730 1,31 4,4 15000 P.Vụ tổ chức 4 21 20 858 128 730 1,31 4,4 15000 P.Vụ tổ chức 3 21 20 858 128 730 1,31 4,4 15000 P.Vụ tổ chức 2 21 20 877,5 128 749,5 1,31 4,5 15300 Năng suất lạnh yêu cầu của các phòng điều hoà tầng 4 (bảng 4.3) Số liệu Tên phòng tv (0C) SF (m2) GH (kg/h) GN (kg/h) Gt (kg/h) W (kg/h) Q0 KW BTU/h Phòng hội trường 18 210 9832 1270 8562 14,1 44,8 153600 P.Vụ Phó 1 21 21 916 135 781 1,38 4,7 16000 P.Làm việc 18 56 2067 359 1708 2,93 10,6 36000 P.Làm việc 20 24 995 154 841 2,94 5,1 17100 P.Họp chung 18 98 3978 628 3350 6,4 20,4 69700 P.Làm việc 18 50 1988 320 1688 1,58 10,2 34800 P.Kiểm toán trưởng 21 21 1130 135 995 1,38 5,8 19800 P.Kiểm toán phó 21 21 1131 135 996 1,38 5,8 19800 P.Làm việc 18 56 2067 359 1708 2,88 10,6 36000 P.Làm việc 20 20 878 128 750 2,14 4,5 15400 P.Làm việc 20 20 858 128 750 1,31 4,4 15000 P.Làm việc 20 20 858 128 750 1,31 4,4 15000 P.Làm việc 20 20 858 128 750 1,31 4,4 15000 P.Làm việc 20 20 858 128 750 1,31 4,4 15000 Năng suất lạnh yêu cầu của các phòng điều hoà tầng 5 (bảng 4.4) Số liệu Tên phòng tv (0C) SF (m2) GH (kg/h) GN (kg/h) GT (kg/h) W (kg/h) Q0 KW BTU/h Phòng họp chung 18 72 3218 461 2757 4,7 16,5 56400 Phòng đào tạo máy tính 18 98 4528 628 3900 6,4 23,2 79000 GĐ trung tâm 21 21 1110 135 975 1,38 5,7 19500 PGĐ trung tâm 21 21 1130 135 995 1,38 5,8 20000 P.Giám đốc 21 18 858 116 742 1,22 4,4 15000 P.Công nghệ phần mềm 19 36 1755 231 1524 2,3 9 30700 P.Tích hợp 20 24 995 154 841 1,58 5,1 18000 P.Kho 21 18 858 116 742 1,22 4,4 15000 P.KT quản lý mạng 19 36 1619 231 1388 2,3 8,3 28400 Năng suất lạnh yêu cầu của các phòng điều hoà tầng 6(7,8,9) (bảng 4.5) Số liệu Tên phòng tv (0C) SF (m2) GH (kg/h) GN (kg/h) GT (kg/h) W (kg/h) Q0 KW BTU/h P.Vụ phó 21 21 936 135 801 1,38 4,8 16400 P.Làm việc 18 50 2340 320 2020 3,29 12 41000 P.Làm việc 18 49 2243 314 1929 3,22 11,5 39300 P.Làm việc 18 49 2243 314 1929 3,22 11,5 39300 P.Vụ trưởng 21 21 1132 135 997 1,38 5,8 20000 P.Vụ phó 21 21 1033 135 898 1,38 5,3 18200 P.Làm việc 18 54 2535 346 2189 3,55 13 44000 P.Làm việc 20 24 994 154 840 1,58 5,1 18000 P.Làm việc 18 54 995 346 649 3,55 12 41000 Năng suất lạnh yêu cầu của các phòng điều hoà tầng 10 (bảng 4.6) Số liệu Tên phòng tv (0C) SF (m2) GH (kg/h) GN (kg/h) GT (kg/h) W (kg/h) Q0 KW BTU/h P.Giám đốc 21 21 1170 135 1035 1,38 6 20000 P.Đào tạo 21 21 1130 135 995 1,38 5,8 19800 P.Tạp chí 21 21 1150 135 1015 1,9 5,9 20000 P.Hội trường 18 98 4485 628 3857 6,46 23 79000 P.Giám đốc 21 21 1132 135 997 1,38 5,8 20000 P.Phó giám đốc 21 21 1151 135._.