Thiết kế hệ thống điều hòa không khí sử dụng máy điều hòa lắp mái

... Yêu cầu của công trình là đối với mùa hè, mùa đông phải có nhiệt độ ( 25 ± 2 )0C và độ ẩm là j = 65%: Trung tâm thương mại này được đặt tại thành phố Hải Dương với kiến trúc đẹp nó đã góp phần làm cho cảnh quan của thành phố Hải Dương thêm hiện đại và to đẹp. Góp phần nâng cao văn hoá, văn minh lịch sự của thành phố.Với kiến trúc hướng tây là xây tường gạch để tránh ánh nắng mặt trời và các hướng còn lại được thiết kế bằng kính với độ dày 15 m m , là một kiến trúc khá đẹp và hiện đại. Tầng 1 và tầng 2 của trung tâm có diện tích và kiến trúc giống nhau. Phía trên của tầng 2 một phần được làm mái tôn chống nóng và phần còn lại dùng để máy móc và các thiết bị cho hệ thống điều hoà không khí cho cả toà nhà. Hệ thống điều hoà không khí cần phải phục vụ toàn bộ diện tích tầng 1 và tầng 2 thoả mản các yêu cầu về khí hậu nhưng không làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dượng và trang trí, hàng hoá trong toà nhà, củng như cảnh quan bên ngoài. I.2 vai trò của điều hoà không khí đối với con người Điều kiện khí hậu có có ảnh hưởng nhiều đến sức khoẻ và năng suất lao động của con người lao đông trong quá trình sản xuất,. Như ta đã biết không khí bao gồm những thành phần chính là Nitơ và ôxy, ngoài ra trong không khí còn chứa các loại khí như cácbon nic, ácgon, các loại khí khác và hơi nước, thành phần các chất này ít và luôn luôn thay đổi. Khi lượng ôxy trong không khí giảm xuống chỉ còn 12% thì con người sẽ cảm thấy khó chịu (khó thở), bộ máy hô hấp phải làm việc căng, thở nhiều và sâu, ở tình trạng đó con người chỉ có thể chịu được không quá nửa giờ. Do đó để tránh ảnh hưởng xấu trên thì vùng làm việc cần được thông thoáng, nhiệt độ thích hợp. Có nghĩa là phải tác động làm cho điều kiện khí hậu nơi làm việc thuận lợi (trang bị hệ thống điều hoà không khí và thông gió lọc bụi tốt ), bảo đảm cho không khí luôn được trong sạch, không bị ô nhiễm bởi hơi, bụi độc hại. Không khí còn là môi trường thường xuyên thay đổi nhiệt do cơ thể con người, máy móc thiết bị toả ra và bức xạ mặt trời truyền tới. 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 đổi (370C) và luôn luôn trao đổi nhiệt với môi trường sung 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) hoặc chỉ bằng dẩn 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 36C, có thể thảy nhiệt bằng truyền nhiệt, nếu mất nhiệt lượng quá mức thì cơ thể sẽ có cảm giác lạnh và ngược lại. khi nhiệt độ không khí lớn hơn 36OC thì cơ thể 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. Mỗi ngành kỹ thuật, công nghệ yêu cầu một chế độ vị khí hậu riêng biệt, do đó ảnh hưởng của môi trường không khí là không giống nhau. Nhìn chung các quá trình sản xuất thường kèm theo sự thải nhiệt, thải khí CO2 hơi nước, có khi cả bụi các chất hoá học độc hại, làm cho môi trường không khí sản xuất luôn biến động. Sự biến độ đó đều ảnh hưởng ít nhiều đến sản xuất nhưng ở mỗi lĩnh vực là khác nhau. Một số ngành sản xuất đòi hỏi nhiệt độ không khí quá thấp như: sản xuất bánh kẹo cao cấp (sản xuất kẹo socola cần nhiệt độ 7+80C, kẹo cao su 200C), chế biến thuỷ hải sản. Trong khi đó thì ngành sản xuất sợi dệt cần duy trì ở nhiệt độ ở (20+ 300C, độ ẩm 45+65%), ngành sản xuất và chế biến dược phẩm lại yêu cầu một chê độ nghiêm ngặt hơn nhiệt độ 23+280C, độ ẩm 45+60% đặc biệt là môi trường không khí phải sạch không có nhiều bụi bẩn và không nhiễm các chất độc hại. Với các ngành sản xuất thực phẩm thịt, sửa... nhiệt độ yêu cầu vừa phải (20+280C) nếu nhiệt độ cao quá rể bị ôi, thiu sản phẩm khi chế biến. Tóm lại nhiệt độ và độ ẩm là hai yếu tố quan trọng tác động trực tiếp đến chất lượng sản phẩm khi chế biến, sản xuất,. Nhưng độ trong sạch của không khí cũng là yếu tố quan trọng không kém, không cho phép có bụi bẩn bám trên bề mặt và độ vô trùng là tuyệt đối. ở đây xin đề cập đến điều hoà không khí cho những siêu thị, đây là một trong những trung tâm dịch vụ, loại hình kinh doanh phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ sản phẩm, từ loai cần được bảo quản hơn cho khách hàng và tạo nên một môi trường dể chịu thoải mái cho khách hàng khi đến siêu thị. Nên yêu cầu về điều hoà về không khí là không thể thiếu, việc tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí đối với siêu thị đòi hỏi một kiến thức tổng hợp và độ chính xác trong việc lựa chọn máy móc tương đối cao, nếu không sẽ ảnh hưởng đến kinh tế (doanh thu) của siêu thị. Một siêu thị có một kiến trúc, mặt bằng khác nhau, nên việc thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho mỗi công trình không thể giống nhau. Với nhu cầu mức sống càng cao và với tốc độ phát triển kinh tế như hiện nay, loại hình kinh doanh kiểu này rất đáng được đầu tư phát triển, do vậy cần tránh tình trạng thi công theo kinh nghiệm không có tính toán cụ thể chính xác về điều hoà không khí, cũng từ đó nói lên tầm quan trọng của việc tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí. Chương II khái lược điều hoà không khí và lựa chọn điều hoà không khí cho công trình II.1 khái lược hệ thống điều hoà không khí Hệ thống điều hoà không khí là tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ để tiến hành các quá trình xử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm ... điều chỉnh và khống chế các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi và sự tuần hoàn không khí trong nhà đáp ứng nhu cầu tiện nghi hoặc công nghệ. Việc phân loại hệ thống điều hoà không khí là rất phức tạp vì chúng đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên theo tài liệu [2] có thể phân loại các hệ thống điều hoà không khí như sau: - Theo mục đích ứng dụng có thể phân ra điều hoà tiện nghi và công nghệ. -Theo tính chất quan trọng có thể phân ra điều hoà cấp 1, cấp 2, cấp 3. - Theo tính tập trung phân ra hệ thống điều hoà không khí cục bộ, hệ thống điều hoà tổ hợp gọn và trung tâm nước. - Theo cách làm lạnh không khí phân ra hệ thống trực tiếp ( lạm lạnh không khí bằng dàn bay hơi), gián tiếp (gián tiếp qua nước lạnh bằng FCU hoặc AHU). Loại gián tiếp có thể phân ra loại khô và loại ướt. loại khô là loại có dàn ống xoắn trao đổi nhiệt có cánh, nước lạnh đi trong ống còn không khí đi ngoài ống. Loại ướt còn gọi dàn phun là loại buồng đều không có dàn phun trực tiếp nước lạnh và không khí cần làm lạnh. Loại khô được gọi là hệ thống kín, loại ướt gọi là hệ thống hở. - Theo cách phân phối không khí có thể phân ra hệ thống cục bộ hoặc trung tâp xử lý gió. Kiểu cục bộ xử lý không khí có tính cụ bộ cho từng không gian điều hoà riêng lẻ còn kiểu trung tâm là không khí được xử lý tại một trung tâm và phân phối không khí tới không gian điều hoà bằng ống gió. - Theo năng suất lạnh có thể phân gia loại nhỏ (tới 2 tấn lạnh Mỹ hay 24.000 Btu/h hoặc 7 kW), loại trung tâm từ 3 đến 100 tấn và loại lớn từ 100 tấn lạnh Mỹ trở lên. - Theo chúc năng có loại một chiều hoặc hai chiều. Máy điều hoà một chiều là loại máy chỉ một chức năng làm lạnh. Máy điều hoà hai chiều là loại có khả năng làm lạnh vào màu hè và sưởi ấm vào mùa đông. - Căn cứ kết cấu máy chia ra máy điều hoà một cụm, hai cụm và nhiều cụm. Loại máy một cụm còn được gọi là máy điều hoà nguyên cụm như máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà lắp trên mái, máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước. Máy hai và nhiều cụm còn gọi là máy điều hoà tách. Các loại máy này có tên chung là máy điều hoà tổ hợp gọn (theo các đơn nguyên) –(unitary packaged air canditioner) hay gọi tắt là máy điều hoà gọn. - Theo cách bố trí làm lạnh chia ra loại cửa sổ, treo tường, treo trần, giấu trần (âm trần), hộp tường, kiểu tủ hành lang... - Theo cách làm mát thiết bị ngưng tụ có loại giàn ngưng giải nhiệt gío (làm mát bằng không khí kiểu giàn quạt) hoặc giải nhiệt nước (làm mát bằng nước) hoặc loại kết hợp gió nước. Làm mát bằng nước có thể dùng nguồn nước thành phố, nước giếng khoan và sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt (Cooling Tower). Làm mát bằng nước kết hợp với gió là loại dàn ngưng tưới hoặc tháp ngưng. -Theo chu trình lạnh chia ra máy lạnh nén hơi, hấp thụ, êjectơ hoặc nén khí. - Theo môi chất lạnh chia ra máy lạnh dùng amôniac, frêôn R22, R134A, R404A, B hoặc R123... - Theo kiểu máy nén chia ra máy nén pittông, trục vít, rôto, xoắn ốc hoặc turbin. Theo kết cấu máy nén chia ra máy nén kín, hở hoặc nửa kín... - Theo cách bố trí ống nước lạnh của hệ thống trung tâm nước phân ra hệ thống hai ống nước, hệ thống ba ống và hệ thống bốn ống nước. - Theo hệ thống phân phối gió chia ra loại một ống gió, hai ống gió hoặc không ống gió. - Theo cách điều chỉnh lưu lượng gió phân ra hệ thống lưu lượng gió áp cao và ống gió áp thấp. - Theo cách điều chỉnh lưu lượng gió phân ra hệ thống lưu lượng gió không thay đổi (CAV – Constant Air Voluume) hệ thống lưu lượng gió thay đổi (VAV – Variable Air Voluume). - Theo điều chỉnh lưu lượng môi chất phân ra hệ thống lưu lượng môi chất không đổi và lưu lượng môi chất thay đổi (VRV – Variable Refrigerant Voluume). VRV là hệ thống lạnh đặc biệt của hãng DAIKIN sử dụng máy biến tần điều chỉnh năng suất lạnh. Với cách phân loại như trên ta có thể định nghĩa một số thuật ngữ như sau: 1. Máy điều hoà không khí cục bộ (individual room air conditioning system) là các loại máy điều hoà nhỏ năng suất lạnh đến 24.00 Btu/h (có khi đến 48.00 But/h) có dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp và dàn ngưng tụ giải nhiệt gió kiểu một cụm hoặc tách (hai hoặc nhiều cụm), một chiều hoặc hai chiều nóng lạnh. 2. Hệ thống điều hoà không khí tổ hợp gọn (Unitary packeged air conditioning system) là các loại máy hoặc hệ thống điều hoà không khí cỡ trung bình bố trí gọn thành các tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh từ 3 đến 220 tấn lạnh Mỹ, dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió hoặc nước, một chiều hoặc hai chiều, dùng cho điều hoà tiện nghi hoặc công nghệ, kiểu một cụm (máy điều hoà đặt trên mái), máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước...) hoặc kiểu tách hai hoặc nhiều cụm . 3. Hệ thống điều hoà không khí trung tâm nước (hydraulic central air conditioning system) là các loại hệ thống điều hoà không khí gián tiếp sử dụng làm lạnh nước (Water Chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nước lạnh FCU (Fan Coil Unit) hoặc AHU (Air Handling Unit) khô hoặc ướt dàn ống xoắn hoặc dàn phun, đôi khi còn gọi hệ kín và hệ hở), thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước. Hệ thống ống dẫn nước lạnh có thể là loại hai ống, hệ hồi ngược, hệ ba ống hoặc hệ bốn ống. 4. Hệ thống hai ống nước (two pipe system ) là hệ thống ống nước cấp cho các dàn FCU, AHU với một ống cấp chung và một ống hồi chung cho cả nước nóng và nước lạnh các FCU và AHU. 5. Hệ thống hồi ngược (reverse return system) là hệ thống 2 ống nhưng có thêm ống hồi ngược để cân bằng áp suất tự nhiên giữa các FCU và AHU. 6. Hệ thống 3 ống (Three pipe system) hệ thống nước nóng và lạnh cho các FCU và AHU với hai ống cấp riêng rẽ cho nước nóng và nước lạnh nhưng chỉ có một ống hồi chung. 7. Hệ thống 4 ống (Four pipe system) hệ thống ống nước nóng và lạnh cấp cho các FCU và AHU với hai ống cấp và hai ống hồi riêng cho nước nóng và nước lạnh. 8. Hệ thống ống gió (non ducted air conditioning system) các hệ thống hoặc máy điều hoà không khí có quạt dàn bay hơi với cột áp nhỏ không được phép lắp thêm ống gió. 9. Hệ thống có ống gió (ducted air conditioning system) là các hệ thống hoặc máy điều hoà không khí có quạt dàn bay hơi với cột áp lớn được phép lắp thêm ống gió phân phối. 10. Hệ thống một ống gió (single ducted system) là hệ thống điều hoà không khí trong đó gió được xử lý và đưa đến phòng điều hoà bằng một ống gió duy nhất. 11. Hệ thống hai ống gió (dual ducted system) là hệ thống điều hoà không khí trong đó gió được xử lý ở trạm trung tâm thành hai dòng riêng biệt với hai giá trị nhiệt độ và độ ẩm khác nhau rồi được cấp vào phòng điều hoà qua hai hệ thống ống độc lập. Để đạt được các thông số nhiệt độ và độ ẩm yêu cầu riêng rẽ của từng buồng điều hoà chúng được hoà trộn theo một tỷ lệ nhất định. Hệ thống này do cồng kềnh phức tạp nên rất ít được sử dụng trong thực tế. 12. Máy điều hoà cửa sổ (window – type room air conditionir) thiết bị trọn bộ lắp trong một vỏ dùng để điều hoà không khí cho một phòng, năng suất lạnh đến 7 kW, một chiều hoặc hai chiều thường được bố trí qua cửa sổ hoặc qua vách, còn gọi là máy điều hoà một cụm hoặc máy điều hoà phòng. 13. Máy điều hoà đặt trên mái (roof – top commercial air conditioner) máy điều hoà nguyên cụm thiết kế để lắp trên mái bằng mái hiên hoặc ban công, thường có ống phân phối gió và ống hồi, hay dùng cho thương nghiệp, năng suất lạnh tới 100kW, một chiều hoặc hai chiều nóng lạnh. 14. Máy điều hoà giải nhiệt gió (air – cooled air conditioner) máy điều hoà có dàn ngưng làm mát bằng không khí. 15. Máy điều hoà giải nhiệt nước (water – cooled air conditioner) máy điều hoà có dàn ngưng làm mát bằng nước. 16. Máy điều hoà gọn (unitary packaged air conditioner) máy điều hoà được chế tạo theo các tổ hợp gọn hoặc các đơn nguyên kiểu một cụm hoặc nhiều cụm. 17. Máy điều hoà nguyên cụm (self – contained packed air conditioner) máy điều hoà mà tất cả các thiết bị được lắp gọn thành một tổ hợp duy nhất như máy điều hoà cửa sổ hoặc máy điều hoà lắp trên mái, máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước. 18. Máy điều hoà tách (split air conditioner ) máy điều hoà hai cụm và máy điều hoà nhiều cụm. 19. Máy điều hoà hai cụm (split air conditioner) máy điều hoà gồm hai cụm dàn nóng và dàn lạnh. Cụm dàn nóng bao gồm máy nén dàn ngưng quạt, cụm dàn lạnh bao gồm dàn lạnh và quạt. 20. Máy điều hoà hai chiều (heat pump air conditioner, all year air conditioner) máy điều hoà có khả năng làm lạnh về mùa hè và sưởi ấm về mùa đông bằng chu trình lạnh và bơm nhiệt. 21. Máy điều hoà nhiều cụm (multi – system split air conditioner) máy điều hoà có một cụm dàn nóng và nhiều cụm dàn lạnh. 22. Máy điều hoà không ống gió (non ducted air conditioner, free – blow air conditioner) máy điều hoà gọn hoặc nhiều cụm mà dàn bay hơi không lắp thêm ống gió. 23. Máy điều hoà có ống gió (ducted air conditioner) máy điều hoà gọn kiểu nguyên cụm hoặc nhiều cụm, năng suất lạnh lớn, dàn bay hơi có quạt li tâm áp suất cao, được ghép lắp thêm ống gió để phân phối gió đi xa. 24. Máy điều hoà tủ tường (slim packaged hoặc free blow packaged air conditioner) máy điều hoà tách, cụm dàn lạnh có dạng một tủ tường năng suất lạnh đến 14kW (48000 Btu/h). 25. Máy điều hoà VRV (VRV air conditioner) máy điều hoà gồm một cụm dàn nóng và nhiều cụm dàn lạnh (8 hoặc lớn nhất là 16) của hãng DAIKIN với các đặc điểm chiều dài đường ống lên tới 150m, độ cao giữa dàn nóng và lạnh lên tới 50m và độ cao giữa các dàn lạnh tới 15m, điều chỉnh năng suất lạnh máy biến tần với 21 nấc điều chỉnh. 26. Máy điều hoà thương nghiệp (commercical air conditioner)máy điều hoà dùng trong thương nghiệp, loại gọn một hoặc nhiều cụm giải nhiệt gió hoặc nhiều nước, một chiều hoặc hai chiều, năng suất lạnh trung bình, thích hợp cho các cửa hàng siêu thị. II.2 lựa chọn hệ thống cho công trình Từ các phân tích trên đây, trước khi thiết kế cần xây dựng một số yêu cầu chung cho toàn bộ hệ thống để từ đó đưa ra phương án thiết kế tổng thể có khả năng đáp ứng tối đa các yêu cầu đề ra. Từ nhận thức trên, hệ thống điều hoà không khí sẽ được thiết kế theo những quan điểm hay định hướng thiết kế chủ đạo sau: 1. Đảm bảo cung cấp khí tươi đúng yêu cầu 2. Đảm bảo các chế độ nhiệt ẩm cho các không gian điều hoà. 3. Nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí có thể đặt và duy trì ở các mức độ khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử dụng. 4. Tổ chức phân phối không khí, thông gió một cách hợp lý. 5. Do sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí nên hệ thống điều hoà không khí được thiết kế phải có độ tin cậy cao, đảm bảo hoạt động liên tục. 6. Để giảm chi phí vân hành, tiết kiệm năng lượng, hệ thống điều hoà không khí phải có khả năng điều chỉnh công suất lạnh theo phụ tải nhiệt thực tế của toà nhà. 7. Như đã nêu, toà nhà siêu thị là một công trình có kiến trúc và nội thất đẹp, lịch sự, vì vậy hệ thống điều hoà không khí cần được thiết kế đảm bảo không ảnh hưởng tới nội thất và phá vỡ cảnh quan kiến trúc của công trình. Qua các phân tích trên đây, theo bản vẽ thiết kế toà nhà, theo yêu cầu của chủ đầu tư và mục đích sử dụng của toà nhà. Toà nhà gồm 2 tầng, độ cao của toà nhà là nhỏ hơn 50m, trần nhà được đổ bê tông có chiều cao 4,3m trong đó có 600 mm là trần giả. Trên cơ sở đó ta thấy hệ thống điều hoà không khí kiểu trung tâm giải nhiệt bằng không khí là hợp lý. II.3 chọn các thông số thiết kế. Qua phân tích đặc điểm của công trình siêu thị, đã cho thấy toà nhà không có những phòng đòi hởi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm. Hơn nữa, trong điều kiện kinh tế nước ta hiện nay, việc đầu tư lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí cho một công trình công cộng lớn như một siêu thị, khách sạn… là một khản đầu tư không nhỏ. Vì vậy, trong thực tế khi tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho những toà nhà này người ta thường chọn thông số trạng thái không khí đối với hệ thống điều hoà không khí cấp 3. Hệ thống này duy trì thông số trạng thái không khí trong nhà trong phạm vi sai lệch cho phép tới 400 giờ trong một năm. II.3.1. Thông số trạng thái không khí tính toán trong nhà. Thông thường chọn thông số trạng thái không khí tính toán trong nhà là: - Nhiệt độ trong nhà: tT = 25 ± 20C - Độ ẩm trong nhà: T = 65% Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm ta tìm được: - Entanpi: IT = 57,78 - Độ chứa hơi : dT = 13 II.3.2 Thông số trạng thái không KHí tính toán ngoài trời. Thông số trạng thái không khí tính toán ngoài trời đối với hệ thống điều hòa không khí cấp 3 được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 5687 – 92 và TCVN 4088 – 89 được xác định như sau: Về mùa hè: Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực đại trung bình tháng nóng nhất, độ ẩm tính toán ngoài trời là độ ẩm tương đối lúc 13 15 giờ tháng nóng nhất. tN = tTb max = 32,20C N = (1315)h = 69% Dựa vào đồ thị I- d của không khí ẩm, ta tìm được các thông số còn lại: - Entanpi: IN = 90,4 . - Độ chứa hơi: dN = 22,5 . Về mùa đông: Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực tiểu trung bình của tháng lạnh nhất, độ ẩm tính toán ngoài trời là độ ẩm tương đối lúc 13 15 giờ của tháng lạnh nhất. tN = tTb min = 13,80C. N = (1315)h = 64%. Dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm, ta tìm được các thông số còn lại. - Entanpi: IN = 30,1 . - Độ chứa hơi: dN = 6,4 . chương III tính toán cân bằng nhiệt – ẩm Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu khác nhau. Có thể tính toán theo một số phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm như: Tính theo phương pháp truyền thống. Tính theo phương pháp Carrier. ở đây em tiến hành tính theo phương pháp truyền thống: III.1. tính toán nhiệt thừa. Lượng nhiệt thừa được xác định bằng tổng lượng nhiệt tỏa, nhiệt bức xạ và nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che, bao gồm : QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (W). Q1 – Nhiệt tỏa do người (W). Q2 – Nhiệt tỏa từ các thiết bị (W). Q3 – Nhiệt tỏa từ các đèn chiếu sáng (W). Q4 – Nhiệt do các bức xạ mặt trời (W). Q5 – Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che (W). Q6 – Các nguồn nhiệt khác( Từ bán thành phẩm các thiết bị trao đổi nhiệt... ).(W). III.1.1. Nhiệt tỏa do người. Theo công thức (3.13 ) tài liệu cơ sở kỹ thuật điều tiết không khí .[1]. Q1 = n q (W). n – Số người có mặt trong phòng. q – Nhiệt tỏa toàn phần tỏa ra từ mỗi người (W). Lượng nhiệt tỏa ra tù mỗi người phụ thuộc vào điều kiện làm việc và nhiệt độ, độ ẩm của môi trường sung quanh. Đối với công trình là một trung tâm thương mại thì chúng ta tính toán điều kiện làm việc của nhân viên và khách hàng là lao động nhẹ. q = 125 ( W/ người. h ). Q11 = 125 200 = 25000 (W). Q22 = 125 200= 25000 (W). Q1 =Q11 + Q22 = 50000 (W). III.1.2 Nhiệt tỏa tù các thiết bị: Theo công thức ( 3.11 ) tài liệu [1]. Q2 = Nđ . kft . kđt ( - 1+ Kt ) (W). Nđ - Công suất động cơ điện ( W ). kft – Hệ số phụ tải. Được xác định theo mức độ dự trữ động cơ. kđt – Hệ số làm việc đồng thời của các thiết bị. - Hiệu suất động cơ điện = đ . k. k- Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào hệ số phụ tải. đ - Hiệu suất động cơ. kt – Hệ số tải nhiệt, lấy kt = 1. Tại các tầng chỉ có máy tính tiền và máy nghe nhạc, các số liệu do chủ đầu tư cung cấp: Q12 = 1000 ( W ) ; Q22 = 1000 ( W ). Q2 = Q12 + Q22 = 1000 + 1000 = 2000 ( W ). III.1.3 Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng. Theo công thức (3.12 ) tài liệu [1]. Q3 = NS ( W ). NS – Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng (W). Công suất suất chiếu sáng định mức tính trên mỗi mét vuông sàn là: Nđm = 10 () NS = F.Nđm. F – Diện tích sàn F1 = F2 = 622 ( m2 ). Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng ở mùa đông và mùa hè được tính như sau: Q13 = 622 . 10 = 6220 (W). Q23 = 622 . 10 = 6220 (W). Q3 = Q13 + Q23 = 12440 (W). III.1.4 Nhiệt độ bức xạ mặt trời. Nhiệt độ bức xạ mặt trời là tổng lượng đo nhiệt do mặt trời bức xạ qua kính (QK) qua kết cấu bao che, chủ yếu là qua mái (Qbc) vào phòng. ở đây ta tính nhiệt bức xạ vào phòng như một nguồn nhiệt tỏa. Theo công thức (3.16 ). Tài liệu [1]. Q4 = Qk + Qbc . (W). II.1.4.1 Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng Qk Qk = IS . Fk . τ1. τ2 . τ3 . τ4 (W). IS – Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng phụ thuộc vào hướng địa lý . Fk – Diện tích kính m2. τ1 – Hệ số trong suốt của kính.Với kính một lớp τ1 = 0,9. τ2 – Hệ số khúc xạ. Với kính đặt chống τ2 = 0,8. τ3 – Hệ số khúc xạ. Với kính một lớp khung kim loại τ3 = 0,75. τ4 – Hệ số tán xạ do che chắn. Với kính tán xạ τ4 = 0,7. τ = τ1. τ2 . τ3 . τ4 = 0,9 . 0,8 . 0,75 . 0,7 = 0,378. a> Tầng 1. Tra các thông số theo bảng 3.3.Tài liệu [2]. Đối với hướng Nam thì: IS = 0 (). Q1KN = 0 (W). Đối với hướng Đông thì: IS = 569 (). Q1KĐ = 569 .( 21,6 . 3,7 ). 0,378 = 17189,350 (W). Đối với hướng Bắc thì: IS = 122 (). Q1KB = 122 .( 28,7 . 3,7 ). 0,378 = 4914,12 (W). Còn lại hướng Tây không có bức xạ qua kính: QK = Q1KN + Q1KĐ + Q1KB = 17189,35 + 4914,12 + 0 = 22103,47 (W). b> Tầng 2. Do tầng 2 giống tầng 1 nên: Q2k = Q1k = 22103,47 (W). Qk = Q2k + Q1k = 44206,94 (W). III.1.4.2 Nhiệt bức xạ mặt trời qua mái vào phòng QBC. Do bức xạ qua vách đứng là nhỏ nên có thể bỏ qua. Đối với tầng 1 trần là sàn của tầng 2 thì sẽ không có bức xạ qua mái. Nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che chủ yếu là qua mái, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. QBC = 0,055 . k . IS . F . es (W). Trong đó: k – Hệ số truyền nhiệt (). IS – Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt nằm ngang (). F - Diện tích bề mặt nhận bức xạ theo phương ngang ( m2 ). es - Hệ số bức xạ mặt trời của bề mặt bao che. ở đây ta chỉ tính cho tầng 2 mái kết cấu gồm có ( 7,2 . 21,6 m ) là mái bằng và ( 21,6 . 21,6 m )là mái tôn. a> Hệ số truyền nhiệt qua mái bằng. Từ bản vẽ thiết kế, ta xác định được kết cấu mái như hình vẽ gồm: TT Vật liệu d (m) l () 1 2 3 4 5 6 Vữa trát tổng hợp. Bê tông chống thấm. Bê tông cốt thép. Lớp vữa trát trong. Lớp không khí tĩnh. Lớp gỗ trần giả 0,01 0,05 0,1 0,05 0,6 0,01 0,93 1,0 1,55 0,93 0,0259 0,35 Với kết cấu mái như trên, theo tài liệu [1] ta chọn e = 0,65 đồng thời tính được hệ số truyền nhiệt K theo công thức: k = (). , - Hệ số tỏa nhiệt bên trong và bên ngoài vách (). = 10 (). Nếu là vách trơn. = 8 (). Nếu là vách có trọng âm. = 20 (). Nếu là vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời. = 10 (). Nếu là vách có tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài trời. - Chiều dầy của lớp vật liệu thứ i (m) có hệ số dẫn nhiệt (). k = = 0,043 (). Qmb = 0,055 . 0,043 .( 7,2 . 21,6 ). 0,65 . 928 = 221,85 (W). ....................................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................................... . 1 – Lớp vữa trát. 2 – Lớp bê tông chống thấm. 3 – Lớp bê tông cốt thép. 4 – Lớp vữa trát. 5 – Lớp không khí tĩnh. 6 – Lớp trần bằng gỗ ép. b> Hệ số truyền nhiệt qua mái lợp. k = lN = 20 (). Hệ số tỏa nhiệt từ phía ngoài mái của không khí. lT = 10 (). Hệ số tỏa nhiệt của không khí phía trong. d1 = 50 (m m) = 0,05 m. Chiều dầy lớp chống lót bằng bông thủy tinh. l1 = 0,16 (). Hệ số dẫn nhiệt của lớp tấm lót bằng bông thủy tinh. d2 = 1,5 (m). Chiều dày của lớp không khí tĩnh. l2 = 0,0259 (). Hệ số dẫn nhiệt của lớp không khí tĩnh. d3 = 100 (m m) = 0,1 (m). Bề dày của lớp trần bê tông cốt thép. l3 = 1,55 (). Hệ số dẫn nhiệt của lớp trần bê tông cốt thép. d4 = 0,6 (m). Chiều dày của lớp không khí tĩnh. l4 = 0,0259 (). Hệ số dẫn nhiệt của lớp không khí tĩnh. d5 = 100 (m m) = 0,01 (m). Hệ số dẫn nhiệt của lớp gỗ làm trần giả. . = 0,012 (). Qml = 0,055 . 0,012 .( 21,6 . 21,6 ). 928 . 0,63 = 180 (W). Qm = Qmb + Qml (W). Qm = 221,85 + 180 = 401,85 (W). Q4 = Q1k + Q2k + Qm (W). Q4 = 44608,79 (W). III.1.5 Lượng nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che. 2 1 1 – Lớp vữa tổng hợp. = 0,015 (m). = 0,77 (). 2 – Lớp gạch đỏ. = 0,015 (m). = 0,77 (). 3 – Lớp vữa tổng hợp. = 0,015 (m). = 0,77 (). Do bức xạ mặt trời đã được tính như một nguồn nhiệt tỏa nên lượng nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che được tính trong điều kiện không có nắng và được tính theo công thức: k= (). Vách tiếp xúc trực tiệp với không khí. k = = 1,475 (). Hệ số truyền nhiệt qua kính. k = (). Vách tiếp xúc trực tiếp với không khí : lN = 20 (). Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà : = 10 (). Độ dày vật liệu : di = 0,015 (m). Hệ số dẫn nhiệt : li = 0,16 (). . * Lượng nhiệt thẩm thấu qua nền ( ở đây chỉ tính cho tầng 1). Lượng nhiệt này được tính theo phương pháp dải nền. Ta coi nền như một vách phẳng trong đó truyền nhiệt, theo bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau. Nền được chia làm 4 dải mỗi dải có bề rộng 2 m. Dãi thứ 4 là phần còn lại của nền như hình vẽ: Theo tài liệu [1] hệ số truyền nhiệt ki và diện tích của nền như sau: 2 m F1 F2 F3 21,6 F4 28,8 Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dãi nên có trị số như sau: Dãi 1. Có hệ số truyền nhiệt :k i = 0,5 (). Dãi 2. Có hệ số truyền nhiệt : k2 = 0,2 (). Dãi 3. Có hệ số truyền nhiệt : k3 = 0,1 (). Dãi 4. Có hệ số truyền nhiệt : k4 = 0,07 (). Diện tích các dãi nền là : F1 = 201,61 m2. F2 = 153,6 m2. F3 = 121,6 m2. F4 = 145,2 m2. Đối với mùa hè: Tầng 1: QHTường = 1,475 . 21,6 . 4,3 .( 32,2 – 25 ) = 986 (W). QHCửa = 2 . 0,24 . ( 2 . 3 ) . ( 32,2 – 25 ) = 20,736 (W). QHKính = 0,24 . 68,3 . 3,7 .( 32,2 – 25 ) = 436,68 (W). QHNền = ( F1 . k1 + F2 . k2 + F3 . k3 + F4 . k4) . (kN - tT ) = ( 201,6 . 0,5 + 153,6 . 0,2 + 121,6 . 0,1 + 145,2 . 0,07 ).( 32,2 – 25 ) = 1107,67 (W). Q15 = QHTường + QHCửa + QHKính + QHNền = 2551,086 (W). Tầng 2: QHTường = 986 (W). QHCửa = 0 (W). QHKính = 436,68 (W). QHNền = 0 (W). Q25 = QHTường + QHCửa + QHKính + QHNền = 1422,68 (W). QH5 = Q15 + Q25 = 3973,76 (W). Đối với mùa đông: QĐTường = 1,475 . 21,6 . 4,3 .( 13,8 – 25 ) = - 1534,37 (W). QĐCửa = 2 . 0,24 .( 2 . 3 ).(13,8 – 25 ) = - 32,256 (W). QĐKính = 0,24 . 68,3 . 3,7 .( 13,8 – 25 ) = - 679,28 (W). QĐNền = ( F1 . k1 + F2 . k2 + F3 . k3 + F4 . k4) . (tN - tT ) = ( 201,6 . 0,5 + 153,6 . 0,2 + 121,6 . 0,1 + 145,2 . 0,07 ).( 13,8 – 25 ) = - 1723,05 (W). Q15 = QĐTường + QĐCửa + QĐKính + QĐNền = - 3968,95 (W). Tầng 2: QĐTường = - 1534,37 (W). QĐCửa = 0 (W). QĐKính = - 679,28 (W). QĐNền = 0 (W). Q25 = QĐTường + QĐCửa + QĐKính + QĐNền = - 2213,65 (W). QĐ5 = - 6182,6 (W). III.1.6 Lượng nhiệt tỏa từ các nguồn nhiệt khác: Ta chỉ tính đến lượng nhiệt do không khí lọt từ ngoài mang vào xác định theo công thức: Q6 = G .(IN – IT ) = 103 . G .(IN – IT ) (W). G – Lượng không khí lọt qua cửa trong một đơn vị thời gian () Theo tài liệu [1] ta tính G theo công thức kinh nghiệm sau: G = ( 1,5 2).V = ( 1,5 2).V.. V = Thể tích của phòng: - Khối lượng riêng của không khí Lấy = 1,2 . IN, IT – Entanpi của trạng thái không khí ngoài trời và trong nhà. . Theo đồ thị I – d ta xác định được Entanpi của trạng thái không khí ngoài trời và trong nhà đối với điều kiện mùa đông và mùa hè: Mùa hè: IN = 90,4 , dN = 22,5 . Mùa đông: IN = 30,1 , dN = 6,4 . Trong nhà: IN = 57,78 , dN = 13 . Đối với mùa hè: Tầng 1. Q16 = = 42018,95 (W). Q16 = 42018,95 (W). Tầng 2: Q26 = = 42018,95 (W). Q6 = Q16 + Q26 = 84037,91 (W). Đối với mùa đông: Tầng 1: Q16 = = - 36094,72 (W). Tầng 2: Q26 = = - 36094,72 (W). Q6 = Q16 + Q26 = - 72189,44 (W). Vậy: Tầng 1. QHT1 = Q11 + Q12 + Q13 + Q14+ Q15 = 76373,5 (W). QĐT1 = Q11 + Q12 + Q13 + Q14+ Q15 = - 6504,9 (W). Tầng 2. QHT2 = Q21 + Q22 + Q23 + Q24+ Q25 = 75245,1 (W). QĐT2 = Q21 + Q22 + Q23 + Q24+ Q25 = - 6504,9 (W). QHT = QHT1 + QHT2 = 151618,6 (W). QĐT = QĐT1 + QĐT2 = - 14765,1 (W). II.2 Tính toán ẩm thừa. Lượng ẩm thừa được tính theo công thức: WT = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 (). W1 – Lượng ẩm thừa do người tỏa ra (). W2 - Lượng ẩm thừa do bay hơi từ bán thành phẩm (). W3 - Lượng ẩm thừa do bay hơi đoạn nhiệt từ sân ẩm (). W4 - Lượng ẩm thừa do hơi nước nóng mang vào (). W5 - Lượng ẩm thừa do không khí lọt từ ngoài mang vào (). Do hầu như không có bán thành phẩm nào m._.