Đại cương về kỹ thuật nhiệt

ào hoặc làm lạnh thì hơi nước sẽ ngưng tụ lại thành nước. - Không khí ẩm quá bão hòa: là không khí ẩm đã chứa hơi nước tới mức tối đa còn có thêm cả nước ngưng tụ. 2. Các thông số đặc trưng cơ bản của không khí ẩm. a. Độ ẩm tuyệt đối Là lượng hơi nước chứa trong 1m3 không khí ẩm. Độ ẩm tuyệt đối ký hiệu Gb là lượng hơi nước chứa trong không khí ẩm V là thể tích không khí ẩm b. Độ ẩm tương đối Là tỷ số giữa độ ẩm tuyệt đối của không khí ẩm với độ ẩm tuyệt đối của không khí ẩm đó ở trạng thái bão hòa. Độ ẩm tương đói ký hiệu Độ ẩm tương đối đo bằng %. Nếu z = 0% là không khí khô, z = 100% là không khí ẩm bão hòa. Độ ẩm tương đối có thể đo được bằng dụng cụ gọi là ẩm kế. Độ ẩm tương đối đặc trưng cho mức độ bão hòa của không khí ẩm. c. Độ chứa hơi Độ chứa hơi của không khí ẩm là lượng hơi nước chứa trong 1Kg không khí khô. Độ chứa hơi ký hiệu Kg hơi/Kg K/K khô Ví dụ: Trong phòng thể tích 100m3 chứa không khí ẩm. Lượng không khí là GK = 96Kg, lượng hơi nước là 6 Kg, độ chứa hơi là Kg hơi/ Kg không khí khô hay 62,5 g/Kg không khí khô. Như vậy lượng không khí ẩm là G = Gh + GK = dGK + GK = GK (d+1) Biết độ ẩm tương đối có thể xác định độ chứa hơi theo công thức. g/kg Không khí khô. Trong đó pS là áp suất bão hòa của nước ứng với nhiệt độ không khí ẩm tra trong bảng sau: t0C 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 psbar 0,00872 0,012277 0,01704 0,02337 0,03166 0,04241 0,05622 0,07375 0,09584 0,12335 0,01574 0,1992 0,2501 d) Entanpi của không khí ẩm. Đối với không khí ẩm chưa bão hòa và bão hòa ta có entanpi là: I = Cpkt + d(r + Cpht) KJ/kg k/k khô. Trong đó: Cpk: nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí khô. Cpk ằ 1 KJ/kg K Cph: nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi nước Cph ằ 1,89 KJ/kgK. r: nhiệt ẩm hóa hơi của nước r ằ 2500 KJ/kg. e) Nhiệt độ đọng sương của không khí ẩm. Nhiệt độ đọng sương là nhiệt độ của không khí ẩm bão hòa khi ta làm lạnh không khí ẩm trong điều kiện độ chứa hơi không đổi. Ví dụ: Phòng kín bên trong không có nguồn nước nào bay hơi vào không khí (tức là d = const) nếu làm lạnh không khí ẩm đến khi bão hòa thì nhiệt độ của không khí ẩm bão hòa lúc đó ts là nhiệt độ đọng sương. Nếu làm lạnh tiếp thì hơi nước sẽ ngưng tụ. 3. Đồ thị I - d của không khí ẩm. * Đặc điểm của đồ thị. Đồ thị I - d thành lập với 1 áp suất nhất định của không khí ẩm. Thường thành lập với áp suất khí quyển p = 745 mmHg. Đồ thị I - d thành lập với trục I KJ/kg K/K hay Kcal/ Kg K/K, trục hoành d g/kg K/K. Hai trục hợp với nhau góc 1350. Tuy vậy khi vẽ vẫn vữ 2 trục vuông góc nhưng vì góc 2 trục là 1350 nên đường I = Const sẽ hợp với trục tung góc 1350. * Các đường cong trên đồ thị I - d. a. Đặc điểm của đồ thị Đồ thị I - d thành lập với 1 áp suất nhất định củ không khí ẩm. Thường thành lập với áp suất khí quyển p = 745mmHg. Đồ thị I - d thành lập với trục I KJ/Kgk/k hay Kcal/Kg k/k, trục hoành g/Kg k/k. Hai trục hợp với nhau góc 1350. Tuy vậy khi vẽ vẫn vẽ 2 trục vuông góc nhưng vì góc 2 trục là 1350 nên đường I = const sẽ hợp với trục tung góc 1350. b. Các đường cong trên đồ thị I - d - Đường ph = f(d) - Các đường t = const là những đường thẳng ta có t1 < t2 < t3 < tsp, tsp là nhiệt độ sôi của nước ở áp suất p = 745mmHg. - Các đường j = const là các đường cong ta có j1tsp đường cong j = const thẳng đứng. - Trạng thái 2 xác định bởi t2, j2 ta tìm được d2, I2, phs2 - Đường ph = f(d). - Các đường t = Const là những đường thẳng ta có t1 < t2 < t3 < tsp, tsp là nhiệt độ sôi của nước ở áp suất p = 745mmHg. - Các đường j = const là đường cong ta có j1 tsp đường j = const thẳng đứng. Trạng thái 2 xác định bởi t2, j2 ta tìm được d2, I2, phs2. Đ1-4: Chu trình nhiệt động. 1. Khái niệm. Trong các máy nhiệt hay máy lạnh chất môi giới thực hiện nhiều quá trình biến đổi theo một vòng khép kín và lặp đi lặp lại. Ta nói chất môi giới biến đổi theo một chu trình nhiệt động. Ví dụ: trong máy hơi nước: nước ở lò hơi nhận nhiệt hóa hơi và thành hơi quá nhiệt, hơi quá nhiệt qua tuốc bin giãn nở sinh công, hơi thoát ra khỏi tuốc bin vào bình ngưng nhả nhiệt và ngưng tụ thành nước. Nước lại được bơm nước bơm trở lại lò hơi và lặp lại các quá trình trên. 2. Chu trình nhiệt động của máy nhiệt. a. Hoạt động của chu trình. Trong lò hơi người ta đốt nhiên liệu. Nhiệt tỏa ra sẽ cung cấp cho nước nhiệt Q1 để làm cho nước hóa hơi và quá nhiệt thành hơi quá nhiệt trong điều kiện đẳng áp. Hơi quá nhiệt đến tuốc bin giãn nở sinh công L1, hơi thoát ra khỏi tuốc bin vào bình ngưng, ở đây hơi nước nhả nhiệt Q2 cho nước làm mát và nó ngưng tụ đẳng áp thành nước. Nước ngưng sẽ được bơm nước đưa trở lên lò hơi. Quá trình trong bơm là nén đoạn nhiệt nhận công L2. quá trình xảy ra liên tục chất môi giới thực hiện các quá trình biến đổi liên tục và khép kín chiều chuyển động môi chất theo chiều kim đồng hồ nên chu trình này gọi là chu trình thuận chiều. Kết quả đã biến một phần nhiệt của nhiên liệu Q1 thành công L1. Đồng thời luôn luôn phải thải nhiệt Q2 vào môi trường như vậy nhiệt độ nhiên liệu đưa vào chu trình là Q1, thải ra mất Q2 phần sử dụng hữu ích để biến thành công là b. Hiệu suất nhiệt của chu trình Để đánh giá hiệu quả của chu trình ta dùng hiệu suất nhiệt. Chu trình có hiệu suất nhiệt càng cao càng tốt. 3. Chu trình nhiệt động của máy lạnh a. Khái niệm về máy lạnh. Máy lạnh là thiết bị tiêu tốn năng lượng (công) để đưa nhiệt từ nguồn lạnh (có nhiệt độ thấp) đến thải vào môi trường (nguồn nóng có nhiệt độ cao). Ví dụ tủ lạnh có nhiệm vụ đưa nhiệt từ trong tủ ra nhả vào môi trường có vậy mới duy trì nhiệt độ thấp trong tủ. Máy điều hòa nhiệt độ có nhiệm vụ đưa nhiệt từ phòng điều hòa có nhiệt độ thấp đến giàn nóng nhiệt độ cao để thải vào môi trường. b. Sơ đồ nguyên lý máy lạnh Máy lạnh gồm 4 bộ phận chủ yếu trên. Trong máy ta đã nạp đầy môi chất lạnh. Máy hoạt động như sau; Máy nén nén hơi môi chất theo quá trình đoạn nhiệt nhận công L đưa môi chất từ áp suất p1 nhiệt độ T1 lên áp suát p2 nhiệt độ T2. Hơi môi chất có áp suất cao p2, T2 được đưa vào giàn ngưng. Trong giàn ngưng hơi môi chất nhả nhiệt Q1 cho nước làm mát hay không khí bên ngoài và nó ngưng tụ đẳng áp thành lỏng có áp suất p3 = p2 và nhiệt độ T3 < T2. Môi chất lỏng có áp suất p3 nhiệt độ T3 qua van tiết lưu thực hiện quá trình tiết lưu làm áp suát giảm đến p4 nhiệt độ giảm đến T4 và một phần lỏng hóa hơi. Hỗn hợp lỏng + hơi này vào buồng lạnh, môi chất lỏng tiếp tục hóa hơi đẳng áp và nhận nhiệt Q2 trong buồng lạnh. Hơi môi chất thoát ra khỏi giàn hay hơi sẽ được hút vào máy nén và lặp lại các quá trình trên. Kết quả là: ta tiêu tốn công L ở máy nén và đưa được nhiệt Q2 trong buồng lạnh đến giàn nóng thải ra ngoài cho nước làm mát hay không khí bên ngoài. Như vậy ta duy trì được nhiệt độ trong tủ lạnh ở nhiệt độ thấp so với môi trường. Trong máy lạnh chiều chuyển động của môi chất có chiều ngược chiều kim đồng hồ (theo sơ đồ nguyên lý) nên ta gọi chu trình này là chu trình ngược chiều. Kết quả ở máy lạnh là tiêu tốn công L nhận nhiệt Q2 ở buồng lạnh, nhả nhiệt Q1 ở giàn nóng vậy ta có. c. Hệ số làm lạnh Để đánh giá hiệu quả của chu trình máy lạnh ta dùng hệ số làm lạnh. Hệ số làm lạnh luôn luôn dương, có thể lớn hơn 1 và thực tế thường lớn hơn 1. Chu trình có hệ số làm lạnh càng cao thì càng tốt. d. Hệ số cấp nhiệt Người ta có thể sử dụng máy lạnh để cấp nhiệt. Ví dụ dùng máy điều hòa để sưởi ấm trong mùa đông. Máy lạnh dùng để cấp nhiệt gọi là bơm nhiệt. Bơm nhiệt người ta sử dụng nguồn nóng Q1 và tiêu tốn công L để chạy máy nén. Để đánh giá hiệu quả ta dùng hệ số cấp nhiệt j Hệ số cấp nhiệt càng cao thì càng tốt. Hiện nay người ta chế tạo nhiều máy điều hòa 2 chiều. Về mùa hè ta dùng để điều hòa làm mát phòng. Về mùa đông ta dùng làm bơm nhiệt để sưởi ấm. Như vậy chỉ cần đổi thứ tự chuyển động môi chất để cho giàn lạnh trong nhà trở thành giàn nóng và ngược lại. Chương 2: hệ thống điều hòa không khí. Đ2.1. Những khái niệm cơ bản về điều hòa không khí 1. Định nghĩa Điều hòa không khí là một ngành khoa học kỹ thuật nghiên cứu các phương pháp, quy trình kỹ thuật và thiết bị để tạo ra và duy trì một môi trường không khí phù hợp nhất với một quá trình sản xuất, chế biến các sản phẩm hoặc phù hợp nhất với đời sống con người. Trong điều hòa không khí cần điều chỉnh và duy trì hoặc khống chế thông số sau: - Nhiệt độ - Độ ẩm - Sự lưu thông và đỏi mới không khí - Bụi và các tạp chất có hại. Nhiều trường hợp đơn giản chỉ điều tiết và duy trì một thông số là nhiệt độ thì gọi là điều hòa nhiệt độ. 2. ứng dụng điều hòa không khí trong công nghiệp. Trong công nghiệp điều hòa không khí được ứng dụng vào các mục đích sau: - Thông gió tạo điều kiện thông thoáng cho các phân xưởng sản xuất. - Điều tiết nhiệt độ, duy trì nhiệt độ thích hợp cho con người và thiết bị . - Điều tiết và duy trì độ ẩm thích hợp cho thiết bị và các sản phẩm công nghiệp. - Giảm thiểu các chất có hại cho con người và máy móc thiết bị , các sản phẩm công nghiệp các chất đó là bụi, khí độc hại trong từng ngành sản xuất có những yêu cầu riêng đối với việc điều hòa không khí ví dụ: Trong các phân xưởng sản xuất thuốc lá, bột giấy và giấy, sợi dệt thì độ ẩm và nhiệt độ không khí là hai thông số quá trình cần duy trì ở những giá trị phù hợp. Trong bảng 1 giới thiệu về yêu cầu nhiệt độ và độ ẩm trong nhà máy sợi, dệt. Trong các xí nghiệp hóa chất và in thì việc thải nhiệt và hơi độc là nhiệm vụ quan trọng hơn cả. Trong bảng 2 giới thiệu nồng độ lớn nhất cho phép của các hóa chất trong phân xưởng của CHDC Đức. Bảng 1. Ngành sản xuất Phân xưởng Nhiệt độ 0C Độ ẩm tương đối % Vải sợi bông Xưởng chải sợi 22 - 25 55 - 65 Xưởng xe sợi 22 - 25 60 - 70 Xưởng dệt 22 - 25 70 - 80 Len Điều tiết cho sợi 27 - 29 90 - 95 Xưởng chuẩn bị 27 - 29 60 Xưởng kéo sợi 27 - 29 50 - 60 Xưởng dệt 24 - 27 60 - 70 Tơ lụa Xưởng chuẩn bị 24 - 27 60 - 65 Xưởng kéo sợi 24 - 27 65 - 70 Xưởng dệt 24 - 27 60 - 70 Trong các ngành công nghiệp quang học, công nghiệp điện tử, cơ khí chính xác, phim ảnh, máy tính điện tử, các phòng thí nghiệm thì ngoài nhiệt độ và độ ẩm cần đặc biệt chú ý đến độ sạch của không khí, ví dụ trong phòng máy tính yêu cầu số lượng bụi không vượt quá 2.105 hạt/m3 có kích thước lớn hơn hoặc bằng 3 mm. Bảng 2. Tên hóa chất Nồng độ lớn nhất cho phép Giới hạn dưới gây nổ % thể tích cm3/cm3 K/K mg/cm3 K/K A xê tôn 1000 2400 2,1 Xăng 500 2350 2,4 Benzel 10 32 1,2 Toluôl 200 750 6,0 Mêtanonl 200 260 3,3 Rượu êtylic 1000 1900 2,2 Ete 400 1200 Clo 0,5 1,5 CO2 5000 9000 Ô zôn 0,1 0,2 SO2 5 13 NH3 50 35 Crôm 0,1 Chì 0,2 Thủy ngân 0,1 Sêlen 0,1 3. ứng dụng điều hòa không khí trong sinh hoạt. Trong sinh hoạt và đời sống điều hòa không khí được sử dụng trong nhà ở, nơi sinh hoạt công cộng như nhà hàng, rạp hát, nhà văn hóa, các khách sạn yêu cầu điều hòa không khí đối với con người có thể chia ra 2 nhóm như sau: Nhóm 1: - Nhiệt độ không khí - Độ ẩm không khí - Tốc độ không khí - Nhiệt độ vách bao quanh Nhóm 2: - Độ sạch của không khí - Độ ồn - Trường tĩnh điện Nhóm 1 liên quan đến sự tỏa nhiệt của con người. Con người là cơ thể sống, nó luôn tỏa ra nhiệt để duy trì nhiệt độ cơ thể không đổi. Nhiệt toả ra phụ thuộc vào hoạt động của con người. ở trạng thái nghỉ ngơi con người tỏa nhiệt 80Kcal/h. Nhiệt tỏa ra của con người bằng 3 cách. - Đối lưu từ bề mặt da vào không khí - Bức xạ từ bề mặt da vào không khí. - Bay hơi nước trên bề mặt da. Nhiệt độ không khí có tác động lớn đến cảm giác thoải mái dễ chịu của con người. Nhiệt độ môi trường khác nhau có thể tỏa nhiệt khác nhau (hình 3). Khi nhiệt độ không khí gần bằng nhiệt độ cơ thể (khoảng 360C) thành phần đối lưu và bức xạ giảm và bằng 0 ở 360C và có giá trị âm khi nhiệt độ không khí vượt quá 360C có nghĩa là nhiệt độ truyền từ không khí vào. Lúc này nhiệt độ con người thải ra chủ yếu bằng con đường bay hơi nước trên bề mặt da (đổ mồ hôi nhiều) sự bay hơi nước phụ thuộc nhiều vào độ ẩm tương đối và tốc độ không khí. Tốc độ không khí càng lớn, độ ẩm tương đối lớn thì sự thải nhiệt khó khăn con người cảm thấy ngột ngạt. Tuy nhiên tốc độ và độ ẩm không khí cũng cần duy trì ở giới hạn hợp lý vì nếu việc thải nhiệt độ bay hơi nước nhiều thì cơ thể sẽ mất nước nhiều điều này cũng gây ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe vì vậy cần duy trì nhiệt độ không khí thấp hơn nhiệt độ cơ thể để cho tỷ lệ thải nhiệt bằng đối lưu và bức xạ giữ ở mức độ nhất định. Trong bảng 3 giới thiệu nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí thích hợp nhất đối với con người và bảng giới thiệu giới hạn của tốc độ không khí cho phép đối với con người. Bảng 3. Nhiệt độ ngoài trời 0C Nhiệt độ trong phòng 0C Độ ẩm tương đối của không khí % < 20 22 35 - 65 20 22 35 - 65 25 23 35 - 65 30 25 35 - 60 32 26 35 - 55 35 28 35 - 50 Ngoài ra để đảm bảo vệ sinh, nhiệt độ của dòng không khí thổi trực tiếp vào người không được thấp hơn nhiệt độ không khí trong phòng từ 3 đến 60C. Bảng 4. Nhiệt độ không khí trong phòng 0C Tốc độ tối thiểu m/s Tốc độ tối đa m/s 20 0,04 0,12 21 0,04 0,14 22 0,05 0,17 23 0,07 0,21 24 0,09 0,26 25 0,12 0,32 26 0,16 0,4 Nhiệt độ tường bao quanh phòng cũng có ảnh hưởng đến cảm giác dễ chịu, thoải mái vì thành phần nhiệt thải bằng bức xạ phụ thuộc vào nhiệt độ này. Nhiệt độ tường thấp thải nhiệt bằng bức xạ lớn, nếu nhiệt độ tường cao hơn 360C có thể nhận nhiệt bức xạ. ảnh hưởng của độ sạch, tiếng ồn và trường tĩnh điện không khí bao giờ cũng lẫn nhiều tạp chất như bụi, các khí lạ, hơi lạ, vi khuẩn. Tùy theo yêu cầu phải dùng các biện pháp để khử bụi, khử các khí độc hại và vi khuẩn. Công việc này kết hợp với việc thay đổi không khí trong phòng. Tùy theo điều kiện cụ thể mà tỷ lệ không khí thay mới vào phòng sẽ khác nhau. Ví dụ: ở những nơi đông người như rạp hát, rạp chiếu bóng thì tỷlệ không khí mới đưa vào phòng phải lớn hơn so với phòng ở. Trong bảng.. giới thiệu yêu cầu không khí mới của các phòng điều hòa. Các thiết bị điều hòa bao giờ cũng gây tiếng ồn. Tiếng ồn còn phát sinh từ các thiết bị khác trong phòng hay từ bên ngoài như các phương tiện giao thông trong điều hòa không khí cũng nghiên cứu những biện pháp để giảm tiếng ồn xuống dưới mức cho phép. ảnh hưởng của trường tĩnh điện đến sức khỏe con người cũng được nghiên cứu trong những năm gần đây. Qua nghiên cứu người ta nhận thấy việc thừa ion âm trong phòng làm cho con người dễ chịu, chống mệt mỏi và nâng cao khả năng chống các bệnh truyền nhiễm. Có thể tao ra sự ion hóa không khí bằng cách bố trí các nguồn ion âm ở sàn nhà và các điện cực dương ở trần nhà. Bảng 5. Tên phòng Lượng không khí mới m3/h người Bội số tuần hoàn m3/h m3/phòng Cửa hàng ăn uống, resturant Không hút thuốc 20 - 30 8 Có hút thuốc 30 - 50 8 Phòng làm việc, văn phòng Rạp chiếu bóng (không hút thuốc) - 20 - 30 3 - 8 5 - 6 Thư viện, kho 4 - 8 Trường học 3 - 6 Bệnh viện: Phòng giải phẫu 5 - 10 Phòng bệnh nhân 60 5 - 8 Phòng thai sản 100 - Phòng dịch tễ 170 Đến 10 Phòng in bản vẽ - 10 - 15 Bếp khách sạn, bếp lớn - 10 - 20 Phòng phun sơn - 20 - 50 Bảng 6. Tên phòng Giờ trong ngày Độ ồn cực đại cho phép Cho phép dB Nên chọn dB Các phòng bệnh nhân trong bệnh viện, trại điều dưỡng 6 - 12 22 - 6 35 30 30 30 Giảng đường, phòng học 6 - 22 22 - 6 40 35 Phòng ngủ của nhà trẻ, mẫu giáo 6 - 22 22 - 6 40 30 35 30 Phòng ăn lớn 50 45 Quán ăn nhỏ, hiệu cà phê 45 40 Phòng ở 6 - 22 22 - 6 40 30 30 30 Khách sạn 9 - 22 22 -6 45 40 35 30 Phòng họp, rạp chiếu bóng 40 35 Phòng làm việc trí óc 50 45 Phòng máy tính 70 65 Phòng làm việc, đo đạc điều khiển 65 55 Phòng điều vận 70 65 Phân xưởng sản xuất ồn ào 85 80 Độ ồn cần tránh có thể có hại cho thính giác 90 Đ2.2. Phân loại hệ thống điều hòa không khí. Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hòa không khí. Căn cứ vào quá trình truyền nhiệt ta có: Hệ thống điều hòa không khí trực tiếp và hệ thống điều hòa không khí gián tiếp. Căn cứ vào cách cung cấp không khí lạnh đã qua xử lý ta có hệ thống dh trung tâm, phân tán và cục bộ. 2.2.1. Hệ thống điều hòa không khí trực tiếp Trong hệ thống này không khí trong phòng điều hòa được làm lạnh trực tiếp bằng dàn bốc hơi của máy lạnh. Dàn bốc hơi của máy lạnh có thể đặt ngay trong phòng điều hòa hoặc đặt ở ngoài phòng điều hòa để làm lạnh không khí sau đó dùng đường ống để phân phối không khí lạnh đến các phògn điều hòa. Hệ thống điều hòa trực tiếp bao gồm các loại sau: 1. Hệ thống dùng máy điều hòa cửa sổ. Mayd điều hòa nhiệt độ cửa sổ là loại máy điều hòa nhỏ trong đó tất cả máy nén, dàn ngưng, dàn bốc hơi quạt gió giải nhiệt và quạt gió lạnh đều bố trí trong một vỏ máy. Loại này cấu tạo gọn lắp đặt dễ nhưng phải đục tường để đặt máy dàn lạnh hướng vào trong nhà còn dàn nóng hướng ra ngoài. Loại này không lấy được gió tươi khi đóng hết cửa. Máy điều hòa cửa sổ được lắp cho từng phòng riêng. Mỗi phòng có thể lắp 1 hoặc nhiều máy. Ưu điểm của hệ thống này là dễ điều khiển nhiệt độ thích hợp cho từng phòng vì mỗi máy đều điều khiển riêng, có thể dừng máy ở một hay nhiều phòng. 2. Hệ thống dùng máy điều hòa hai mảng. Máy điều hòa hai mảng gồm: mảng nóng lắp máy nén dàn ngưng quạt gió giải nhiệt đặt ở ngoài trời. Mảng lạnh đặt trong nhà gồm một hay nhiều khối, mỗi khối lắp dàn lạnh (dàn bốc hơi) máy điều hòa này thường có công suất nhỏ. Cách lắp đặt loại này thuận lợi hơn loại điều hòa cửa sổ vì không phải đục tường. Hệ thống này cũng được lắp đặt độc lập cho từng phòng một nên việc điều khiển thuận tiện. Loại này thường điều khiển từ xa. 3. Hệ thống dùng máy điều hòa dạng tủ 2 khối. Khối lạnh đặt trong nhà có thể đặt đứng hay treo khối ngoài trời là khối nóng. Loại này có năng suất lạnh vừa và nhỏ ví dụ: máy của hãng Misubisi có năng suất lạnh 8,7 KW khối lạnh ký hiệu PS-3G, khối ngoài trời ký hiệu PU-3G5. 4. Hệ thống dùng máy điều hòa VRV. Máy điều hòa VRV giống như máy 2 mảng. Mảng ngoài trời (mảng nóng) mảng trong nhà (mảng lạnh) gồm nhiều dàn bay hơi và quạt. Máy VRV khác loại 2 mảng là nó có chiều cao vận chuyển môi chất lớn. Chiều cao giữa khối ngoài trời và trong nhà cho phép tới 50m, chiều dài tới 100m. Chiều cao giữa các khối trong nhà tới 15m. Vì vậy khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và diện tích đặt máy và tạo thuận lợi cho việc sử dụng giải nhiệt gió (làm mát bình ngưng bằng không khí). Máy VRV còn có khả năng thay đổi công suất lạnh trong khoảng rộng nhờ điều chỉnh số vòng quay của động cơ có điều chỉnh tần số. Nhược điểm của loại máy này là ống dẫn môi chất dài khó kiểm tra khi có dò rỉ môi chất, lượng môi chất nạp cũng nhiều hơn. Máy VRV có công suất lạnh vừa và lớn. Nhận xét chung cả 4 hệ thống trên là dàn lạnh được đặt trong phòng điều hòa, không khí trong phòng được hút vào qua dàn lạnh được làm lạnh và thổi vào phòng. Như vậy không khí trong phòng tuần hoàn kín qua dàn lạnh không lấy không khí mới vào phòng (gió tươi). Nếu các cửa phòng đều đóng kín thì không có không khí mới vào phòng do đó hệ thống này chỉ sử dụng cho các phòng điều hòa ít người như phòng ngủ, phòng làm việc (hệ thống trên là hệ thống cục bộ). 5. Hệ thống dùng máy điều hòa nguyên cụm. Máy được đặt ngoài phòng điều hòa, không khí lạnh được quạt gió đưa qua dàn lạnh và thổi trực tiếp hay dùng hệ thống ống gió và miệng thổi để thổi vào các phòng điều hòa. Ưu điểm của loại này là có thể lấy gió tười từ bên ngoài vào hòa trộn với không khí lạnh hồi lưu rồi qua dàn lạnh và thổi vào phòng điều hòa. Nhược điểm của hệ thống là đường ống gió cồng kềnh và nếu có hỏa hoạn sẽ lan truyền nhanh theo đường gió thiết bị ngưng tụ có thể làm mát bằng không khí (dàn ngưng) hoặc bằng nước (bình ngưng). Khi làm mát bằng nước cần thêm hệ thống giải nhiệt nước ví dụ máy điều hòa nguyên cụm của hãng Daikin kiểu UC làm mát bằng nước có năng suất lạnh từ 7 - 281 KW loại máy điều hòa nguyên cụm có năng suất vừa và lớn. 2.2.2. Hệ thống điều hòa không khí gián tiếp Hệ thống điều hòa không khí gián tiếp là hệ thống sử dụng chất tải lạnh (thường dùng nước), hệ thống này thuộc loại điều hòa trung tâm. Người ta dùng máy lạnh làm lạnh nước (gọi là máy làm lạnh nước - water chiller) nước lạnh sẽ được bơm nước đưa tới các AHU (đặt ngoài phòng điều hòa) hoặc các FCU (đặt trong phòng điều hòa cùng với quạt). Nước lạnh sẽ làm lạnh không khí trong các AHU hoặc FCU. Không khí lạnh được quạt gió thổi vào phòng điều hòa. Hệ thống này lại chia ra hai kiểu: Kiểu kín nước lạnh chuyển động trong hệ thống đường ống khép kín và làm lạnh nước trong AHU hoặc FCU bằng trao đổi nhiệt độ qua vách ống và kiểu hở là kiểu mà nước lạnh làm lạnh không khí bằng cách tiếp xúc trực tiếp. 1. Hệ thống điều hòa không khí gián tiếp kín a. Cấu tạo hệ thống. Hệ thống bao gồm máy sản xuất nước lạnh (waterr chiller), các AHU là thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng nước lạnh để làm mát không khí. Vì đặt ngoài phòng điều hòa nên phải có quạt gió cùng hệ thống ống dẫn không khí cùng các miệng thổi. Hệ thống này có các ưu điểm sau - Sử dụng nước làm chất tải lạnh nên dễ bố trí vì ống nước để lắp đặt và không ảnh hưởng đến mỹ quan công trình. - Sử dụng nước lạnh có thể vận chuyển đi xa - Sử dụng của AHU và FCU nên những phòng cần bổ xung gió tươi dùng AHU để ngoài phòng như phòng ăn, còn những phòng như phòng ngủ, phòng làm việc sử dụng các FCU không bổ xung gió tươi. - Khi cần sưởi ấm về mùa đông chỉ cần ngừng máy lạnh và sử dụng thiết bị cấp nước nóng và bơm nước nóng vào hệ thống. b. Hệ thống nước Nhiệm vụ của hệ thống nước là cung cấp nước lạnh đến từng hộ tiêu thụ phù hợp với phụ tải thay đổi trong ngày. Hệ thống phải đảm bảo việc điều chỉnh lưu lượng nước lạnh cho từng hộ tiêu thụ và cả hệ thống. Hệ thống nước có các kiểu sau - Hệ thống 1 ống nước cấp và một ống nước hồi chung cho nước lạnh và nước nóng (về mùa đông). - Hệ thống hai ống nước cấp riêng (nước nóng và nước lạnh) và một ống nước hồi chung. - Hệ thống hai ống nước cấp và hai ống nước hồi riêng biệt cho nước nóng và nước lạnh. ở Việt Nam vào mùa đông không lạnh nên cấp nước nóng sử dụng ít có thể không nên lắp đặt khi hệ thống có các FCU cùng loại có tổn thấp áp suất đường nước như nhau, nên dùng hệ hai ống nước hồi (hình 6) còn khi chọn các FCU khác nhau và có tổn thấp áp suất đường nước khác nhau nên chọn hệ một ống nước hồi (hình ) và dùng van để điều chỉnh. Hình 7 mô tả hệ 2 đường nước hồi theo phương thẳng đứng và hình 8 mô tả hệ 2 ống nước hồi theo phương nằm ngang. c. Bình giản nở Trong hệ thống thủy lực nước kín phải sử dụng bình giãn nở. Có hai loại bình giãn nở là bình giãn nở hở (tiếp xúc khí trời) và bình giãn nở khín (không tiếp xúc khí trời). Bình giãn nở hở được bố trí thông với đường nước hồi và ở vị trí cao nhất. Bình giãn nở kín cũng đặt ở vị trí trên đường ống nước hồi nhưng không cần ở vị trí cao nhất, thường đặt ở phía đầu hút của bơm. Bình giãn nở có nhiệm vụ. - Thoát khí lẫn vào trong nước. Khí lẫn trong nước sẽ qua bình giãn nở và thóat ra ngoài. - Tạo nên một lượng nước dự trữ cho hệ thống. Trên hình 9 là cấu tạo bình giãn nở hở. Thể tích bình ít nhất bằng 6% lượng nước tuần hoàn trong hệ thống. Nắp bình thông với khí quyển, đường nước bổ xung chảy vào và có van phao để đóng mở tự động và ống xả tràn. Điểm A là điểm cao nhất của hệ thống nước. Chiều cao bình giãn nở hở cao hơn điểm A ít nhất 1 m Trên hình mô tả cấu tạo bình giãn nở kín. Trên mặt thoáng của bình giãn nở kín là không khí khi mực nước thay đổi không khí bị nén hoặc giãn nở. d. Bù giãn nở và chống rung đường ống nước Khi nước nóng hay nước lạnh chảy trong ống nhiệt độ thay đổi làm ống giãn nở nên phải tìm cách bù giãn nở bằng các uốn cong ống. Khi bơm chạy ống nối với bơm sẽ bị rung nên cần có cơ cấu chốyng rung như khớp nối mềm, ống treo trên cao bằng lò so. 2. Hệ thống điều hòa không khí hở Trong hệ thống hở nước qua máy lạnh (WC) được làm lạnh. Nước lạnh được đưa đến buồng phun làm lạnh không khí bằng cách phun nước vào không khí nước lạnh sau khi trao đổi nhiệt với không khí sẽ theo đường ống hồi quay về máy lạnh không khí lạnh từ buồng phun sẽ được quạt gió hút và theo đường ống dẫn khí thổi vào buồng điều hòa, không khí từ phòng điều hòa nhờ quạt hồi (hoặc không cần quạt hồi) đưa vào buồng hỗn hợp sau đó vào buồng phun để được làm lạnh. Ưu điểm của hệ thống. - Có khả năng tạo ra không khí lạnh với độ ẩm tương đối cao để tăng độ ẩm cho phòng điều hòa, - Do hệ thống hở nên không cần bình giãn nở chỉ cần 1 đường ống nước hồi. Nhược điểm của hệ thống. - Cấu tạo phức tạp hơn hệ thống kín dùng AHU và FCU - Nước lạnh tiếp xúc với không khí nên sẽ bị nhiễm bẩn bụi, và khí O2 hoà tan vào nước gây ăn mòn. Hệ thống này thích hợp cho điều hòa không khí các phân xưởng như sợi dệt cần phun ẩm cho không khí lạnh cấp cho phân xưởng. 3.2.3. Hệ thống điều hòa trung tâm, phân tán, cục bộ. 1. Hệ thống điều hòa trung tâm Hệ thống điều hòa trung tâm là hệ thống chỉ có một bộ phận xử lý không khí (máy lạnh) để tạo ra một dòng không khí nóng cấp cho nhiều phòng điều hòa. Trên hình mô tả hệ thống điều hòa