Đề tài Ý nghĩa của điều hoà không khí nói chung và đặc biệt trong lĩnh vực bảo quản giấy

bức xạ qua mái và nhiệt truyền qua mái được tính gộp vào theo công thức: Q12 = F. k. Dtcf . jm, W F - diện tích mái, m2; jm - ảnh hưởng màu sắc của mái. K - hệ số truyền nhiệt qua mái phụ thuộc vào kết cấu của mái; Dtef - Hiệu nhiệt độ hiệu dụng. Dtef = tNef - tT. tNef = tN + tNef - nhiệt độ không khí trên mái (nhiệt độ ngoài trời hiệu dụng do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời đập vào mái rồi phản xạ trở lại). tT - Nhiệt độ ngoài trời; aN - hệ số toả nhiệt của không khí ngoài trời, a = 20W/m2K; eS - hệ số hấp thụ của mái cho trong bảng 3 - 9 tài liệu [1]. R'' = , W/m2 - Nhiệt bức xạ đập vào mái, R - nhiệt bức xạ qua kính vào phòng theo bảng 3 - 5 tài liệu [1]. b. Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn được xác định. * Tính nhiệt Q2. Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn được xác định: Q2 = SQi = SFi . Ki. Dti, W Fi: - diện tích (m2); Ki: - hệ số truyền nhiệt qua tường W/m2K; Dti: - Hiệu nhiệt độ giữa tN và tT. Nếu tường, tiếp xúc với không khí ngoài trời: Dti = tN - tT; Nếu tường, tiếp xúc với không khí của một không gian không có điều hoà: Dti = 0,7 (tN - tT); Nếu tường, tiếp xúc với không khí của một không gian có điều hoà: Dti = 0, nghĩa là lúc này Qi = 0. Hệ số truyền nhiệt của trần nhà cho trong bảng 3-10 tài liệu [1]. Hệ số truyền nhiệt của kính cửa sổ và kính giếng trời cho trong bảng 3-11 tài liệu [1]. Hệ số truyền nhiệt qua cửa gỗ và kính tường cho trong bảng 3-12 tài liệu [1]. Hệ số truyền nhiệt qua tường gạch được tính: ; W/m2K. ở đây aN = 20 W/m2K (khi tường tiếp xúc với không khí ngoài trời); aN = 10 W/m2K (khi tường tiếp xúc với 1 không gian không điều hoà); aT = 10 W/m2K - hệ số toả nhiệt của không khí trong phòng; Ri - nhiệt trở của lớp vật liệu cấu tạo nên tường, cho trong bảng 3-13 tài liệu [1]. c. Nhiệt hiện toả từ nguồn nhiệt trong phòng Q3. * Nhiệt hiện do người toả Q31 Q31 = n. qh, W qh: nhiệt hiện toả từ một người phụ thuộc vào công việc làm và nhệit độ trong phòng, giá trị cho trong bảng 3-14 tài liệu [1]. n - số người trong phòng, cho ở bảng sau: Phòng Số người G1, G4 40 G2, G3 120 * Nhiệt hiện do đèn chiếu sáng Q32. Yêu cầu về chiếu sáng của công trình là không đặc biệt do vậy có thể sử dụng điều kiện chiếu sáng của Việt Nam để tính toán: mỗi m2 sàn yêu cầu công suất chiếu sáng 12W, nếu sàn có điện tích là F, m2 thì: Q32 = F. 12, W * Nhiệt toả ra từ dụng cụ điện Q33. Công trình là khu học đường phần lớn chỉ sử dụng đèn điện phục vụ cho chiếu sáng do vậy nhiệt toả ra từ dụng cụ điện coi bằng 0. 2.2.3.3. Tổng nhiệt hiện của không khí từ ngoài trời đưa vào phòng QhN. QhN = QhN1 + QhN2. QhN1 - Nhiệt hiện do lượng không khí ngoài trời chủ động đưa vào theo yêu cầu thông gió; QhN2 = Nhiệt hiện do lượng không khí ngoài trời lọt qua khe cửa; QhN1 = 1,23 . LN. (tN - tT), W. QhN2 = 0,39 . V. x (tN - tT), W LN = n. l1, l/s - lưu lượng không khí chủ động đưa vào phòng; n - số người l1 - lượng không khí đưa vào cho một người,tham khảo trong bảng 3-16 tài liệu [1]. V - Thể tích của phòng, m3. x - hệ số không khí lọt xác định theo bảng 3-17 tài liệu [1]. 2.2.3.4. Tính tổng nhiệt ẩn Qa. Tổng nhiệt ẩn Qa: Qa = Qaf + QaN a. Nhiệt ẩn toả từ phòng Qaf. Trong phòng học nhiệt ẩn toả ra chỉ do người ta có: Qaf = n. qa, W. n - số người trong phòng; qa - Nhiệt ẩm toả ra từ một người, W tra bảng 3-14 tài liệu [1]. b. Nhiệt ẩn của không khí ngoài trời đưa vào phòng QaN. Ta có: QaN = QaN1 + QaN2 QaN1 - Nhiệt ẩn do không khí từ ngoài trời chủ động đưa vào; QaN2 - Nhiệt ẩn của không khí lọt vào phòng. QaN1 = 3LN (dN - dT) , W QaN2 = 0,84 . V. x . (dN - dT). W. LN - Lượng không khí chủ động đưa vào phòng (l/s); dN , g/kg - Độ chứa hơi của không khí ngoài trời; dT, g/kg - Độ chứa hơi của không khí trong phòng; V, m3 - Thể tích x - Hệ số không khí lọt. 2.2.4. áp dụng cho công trình. Kết cấu bao che của toàn công trình bao gồm tường xây bằng gạch đỏ, vữa trát xi măng, tường kính, cửa nhôm kính, các vị trí của kết cấu bao che phụ thuộc vào hướng địa lý. Kết cấu bao che trình bày trên hình vẽ 2.1. d 1 d 2 d 1 d k Hình 3.1.a: Kết cấu tường gạch Hình 3.1.b: Kết cấu tường kính Tường gạch của công trình bao gồm 2 loại: - Tường gạch tiếp xúc với không khí ngoài trời có độ dày 0,3m trong đó: + Lớp vữa trát có chiều dày d1 (d1 = 0,015m) + Lớp gạch xây dân dụng d2 (d2 = 0,27m). - Tường gạch làm tường ngăn giữa các phòng với nhau và giữa phòng với hành lang dày 0,2m. + Lớp vữa trát có chiều dày d1 = 0,01m + Lớp gạch có chiều dày d2 = 0,18m Hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa trát xi măng l1 = 0,93 W/m.k Bảng 4.11 [2] Hệ số dẫn nhiệt của lớp tường gạch l2 = 0,81 W/m.k Bảng 4.11 [2] Tường kính có chiều dày dK (dk = 0,006m). Hệ số dẫn nhiệt của lớp kính phổ thông lK = 0,76 W/mk. Bảng 4.11 [2] kính tường, kính cửa và kính cửa sổ được làm cùng loại, cùng độ dày. Theo vị trí địa lý mà kết cấu bao che (tường gạch, tường kính, cửa sổ) tiếp xúc trực tiếp với không khí hoặc gián tiếp với không khí do đó hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che được xác định như sau: Tường gạch có hệ số truyền nhiệt được xác định: K = , W/m2K Tường tiếp xúc trực tiếp với không khí là tường gạch dày 0,3m aN=20W/m2K, aT = 10W/m2K. K1 = = 1,94 W/m2K. Tường tiếp xúc gián tiếp với không khí (tiếp xúc với hành lang) là tường gạch có chiều dày 0,2m, aN = 10 W/m2K, aT = 10W/m2K K2 = = 2,26 W/m2K. Kính tường và kính cửa sổ. Kính tiếp xúc trực tiếp với không khí. K1 = = 4,37 W/m2K. Kính tiếp xúc gián tiếp với không khí (hành lang). K2 = = 3,58 W/m2K. Độ chênh lệch nhiệt độ Dt được xác định: Dt = tN - tT 2.2.4.1. Tính cho phòng học G1. 1. Tính nhiệt. a. Tính tổng nhiệt hiện của phòng. Qhf = Q1 + Q2 + Q3, W Q1 - Nhiệt bức xạ mặt trời vào phòng, W; Q2 - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che phòng, W; Q3 - Nhiệt toả ra từ nguồn nhiệt trong phòng, W. * Tính nhiệt bức xạ mặt trời vào phòng Q1, W. Q1 = Q11 + Q12 , W Q11 - Nhiệt bức xạ qua kính, W; Q12 - Nhiệt bức xạ qua mái, W. - Nhiệt bức xạ qua kính Q11, W Q11 = nt. Q'11, W. nt - hệ số tác dụng tức thời do tính nhiệt của kết cấu bao che tra theo bảng 3-6 [1]. gS (kg/m2 sàn) - Khối lượng của tường nhà ứng với 1m2 sàn chọn gs ³ 700 kg/m2 sàn. - Phòng học G1 chỉ có hướng tây tiếp xúc với không khí ngoài trời có diện tích cửa sổ là: F = 4,5m2. Giá trị hệ số tác động tức thời do tính nhiệt của kết cấu bao che ứng với hướng tây nt = 0,65 (là số lớn nhất vào lúc 5 giờ chiều). Q'11 - Nhiệt bức xạ tức thời lớn nhất qua kính vào phòng. Q'11 = F. Rmax . eC . eđs . emm . ekh . em . er , W. F(m2) diện tích kính. F = 4,5 m2. eC - ảnh hưởng của độ cao công trình so với mặt nước biển (giá trị nhỏ ta có thể bỏ qua eC = 1). eđs - hệ số ảnh hưởng nhiệt độ đọng sương đang tính khác với nhiệt độ đọng sương của không khí ở mặt biến lấy là 200C. eđs = 1 - . 0,13 Từ tN = 32,80C. jN = 66% ta tra được nhiệt độ đọng sương tS từ đồ thị t-d của không khí ẩm (từ giao điểm của tN và jN kẻ đường thẳng d = const cắt j=100%, từ đó tìm ts). tS = 25,50C eđs = 1 - . 0,13 = 0,93 emm - ảnh hưởng của mây mù, ta lấy lúc trời không có mây. emm = 1; ekh - tất cả các cửa đều là khung kim loại (nhôm) ekh = 1,17 em - Hệ số phụ thuộc vào mầu sắc. ở đây tất cả các kính đều là kính trong dày 6mm theo bảng 37 [1], hệ số em = 0,94. er - hệ số ảnh hưởng của rèm khi tính bức xạ lớn nhất giả thuyết là lúc vén rèm, hệ số er = 1. Vậy ta có: Q'11 = F. Rmax . 1 . 0,93 . 1 . 1,17 . 0,94 . 1 Q'11 = F. Rmax. 1,023, W Từ bảng 3 -5 [1] ở tháng 6 theo hướng tây, Hà Nội ở về vĩ độ 200 Bắc giá trị nhiệt bức xạ lớn nhất qua kính cơ bản là Rmax = 505 W/m2. (Vào lúc 4 giờ chiều). Vậy ta có: Q'11 = 4,5 . 505 . 1,023 = 2324,77 W. Q11 = nt . Q'11 = 0,65 . 2324,77 = 1511,1 W. - Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái Q12 W. ảnh hưởng của bức xạ qua mái và nhiệt truyền qua mái được tính gộp vào theo công thức: Q12 = F . K . Dtcf . jm , W. F - Diện tích mái (m2) Mái của công trình là mái bằng do vậy diện tích mái F = 40,5 m2. jm - ảnh hưởng màu sắc của mái. Coi mái mầu nâu xẫm jm = 1. Cấu trúc của mái phẳng như hình 3-2. Bitum Cách nhiệt Vữa Bê tông Không khí Trần giả Hình 3-2: Trần mái phẳng - Ta chọn mái bê tông dày 100mm có lớp vữa xi măng dày 25mm trên có lớp chống thấm bằng bitum, trần giả bằng gỗ dày 12mm, lớp cách nhiệt bằng bông khoáng dày 50mm. Tra bảng 3-8 [1] ta tìm được hệ số truyền nhiệt, K = 0,546 W/m2K. Dtcf - Hiệu nhiệt độ hiệu dụng. Dtcf = tNcf - tT. tNcf = tN + ở đây tT = 2560C, tN = 32,80C, aN = 20W/m2K. Theo bảng 3-9 [1] hệ số hấp thụ của lớp bitum trên cùng eS = 0,91 (ta lấy loại giống giấy dầu lợp nhà để thô) ta có R": R" = , W/m2 - Nhiệt bức xạ đập vào mái. R - Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng theo phương nằm ngang (mái nằm ngang) vào tháng 6 (là tháng nóng nhất) ở Hà Nội (200 Bắc) có giá trị lớn nhất R = 789 W/m2 vào lúc 12 giờ trưa (tra theo bảng 3 - 85 [1]). Vậy bức xạ đập vào mái R": R" = = 897 W/m2 TNcf = 32,8 + = 73,60C. Dtcf = 73,6 - 26 = 47,40C. Vậy tổng nhiệt bức xạ và truyền qua mái của phòng: Q12 = 40,5 . 0,546 . 47,4 . 1 = 1048,1 W. * Nhiệt truyền qua kết cấu bao che phòng Q2, W. Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn được tính theo: Q2 = SQi = SFi . ki . Dti, W ki: Hệ số truyền nhiệt được xác định như trên, W/m2K. Fi: điện tích tường, kính, sàn, trần giá trị tra ở bảng 2-1. Dti - Độ chênh nhiệt độ xác định ở trên. Tường hướng Bắc là tường gạch tiếp xúc với hành lang. Dt = 30 - 26 = 40C QBt = FB . k2 . Dt = 24 . 2,26 . 4 = 216,9 W. Tường hướng Nam là tường tiếp xúc với phòng G2 (phòng có điều hoà) Dti = 0, Q = 0. Tường phía đông tiếp xúc với hành lang Dt = 40C. - Nhiệt truyền qua gạch. - Nhiệt truyền qua kính. QG = FG . KG . Dt, W. = 4,68 . 2,26 . 4 = 42,3 W. QK = FK. kK. Dt, W = 12,6 . 3,58 . 4 = 180,4 W. = 42,3 + 180,4 = 222,7 W. Tường phía tây tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời. Dt = 32,8 - 26 = 6,80C. = + . - Nhiệt truyền qua gạch hướng tây. = Fg. Kg . Dt, W = 12,78 . 1,94 . 6,8 = 168,6 W. - Nhiệt truyền qua kính hướng Tây. = FK . KK. Dt, W. = 4,5 . 4,37 . 6,8 = 133,7 W. = 168,6 + 133,7 = 302,3 W. Truyền nhiệt qua nền: Ta tính nhiệt truyền qua nền theo phương pháp dải nền tài liệu [3]. Nền được chia làm bốn dải, mỗi dải có bề rộng 2m, riêng dải thứ tư là phần còn lại của nền. Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dải nền có trị số như sau: Dải I có hệ số truyền nhiệt k1 = 0,5 W/m2. K; Dải II có k2 = 0,2 W/m2. K; Dải III có k3 = 0,1 W/m2. K; Dải IV có k4 = 0,07 W/m2. K; Diện tích các dải nền được xác định như sau: F1 = 2 . (2 . a + 2. b) = 4 (a + b), m2; F2 = 2 . [2 . (a - 4) + 2. (b - 8)] = 4. (a + b) - 48 = F1 - 48, m2; F3 = 2 . [2 . (a - 8) + 2. (b - 12)] = F1 - 80, m2; F4 = a.b - (F1 + F3) = a. b + 128 - 3F1, m2;. Do diện tích của phòng nhỏ hơn 48m2 nên ta chỉ tính cho một dải nền. QN = FN. KN . Dt , W Với FN = 40,5m2; KN = 0,5 W/m2K. QN = 40,5 . 0,5 . 6,8 = 137,7 W. Vậy Q2 = 216,9 + 0 + 222,7 + 302,3 + 137,7 = 879,6 W. * Kiểm tra đọng sương cho mùa hè. Theo tài liệu [1] ta có công thức: KMax = aN. ở đây: aN = 20 W/m2K . tN = 32,80C, = 25,5, tr = 260C. kmax = 20. = 21,47 W/m2K. Ta nhận thấy hệ số truyền nhiệt qua tường, kính, sàn đều nhỏ hơn kmax. Vậy không có đọng sương. * Nhiệt toả ra từ nguồn nhiệt trong phòng Q3. W. Q3 = Q31 + Q32 + Q33 , W. Q31 - Nhiệt do người toả ra. Q32 - Nhiệt do đèn toả ra; Q33 - Nhiệt do máy móc thiết bị. - Nhiệt do người toả ra Q31, W. Q31 = nđ. Q'31 nđ - Hệ số tác dụng không đồng thời của người. Tra bảng 3-15 [1] ta lấy nđ = 0,8. Q'31 - Nhiệt do người toả ra. Q'31 = nqh. n - số người. qh - nhiệt hiện toả ra của 1 người, tra theo bảng 3-14 [1]. ở nhiệt độ trong phòng tT = 260C với người hoạt động nhẹ Ta có qh = 60W. Chọn số người trong phòng n = 40 người. Q31 = nđ. n . qh = 0,8 . 40 . 60. = 1920 W. - Nhiệt hiện toả ra từ đèn Q32. Q32 = 40,5 . 12 = 486 W. - Nhiệt toả ra do máy móc thiết bị Q33, W. Do phòng học không sử dụng các thiết bị điện khác ngoài các thiết bị điện phục vụ cho chiếu sáng do vậy Q33 = 0. Vậy Q3 = Q31 + Q32 + Q33. = 1920 + 486 = 2406 W. b. Nhiệt hiện do không khí từ ngoài đưa vào phòng QhN. QhN = QhN1 + QhN2 QhN1 - Nhiệt hiện của không khí chủ động đưa vào phòng theo yêu cầu thông gió. QhN2 - Nhiệt hiện của không khí ở ngoài lọt vào phòng qua khe cửa. * Nhiệt hiện của không khí chủ động đưa vào QhN1. QhN1 = 1,23 LN (tN - tT). LN - Lượng không khí đưa vào phòng. LN = n.l1 (l/s). l1 - lượng không khí đưa vào phòng ứng với 1 người. Từ bảng 3 - 16 [1] ta chọn l1 = 7,5 l/s Ln = 40 . 7,5 = 300 l/s. QhN1 = 1,23 . 300 (32,8 - 26). = 2509,2 W. * Nhiệt hiện do không khí từ ngoài lọt qua khe cửa QhN2. QhN2 = 0,39 . V . x (tN - tT), W V - Thể tích của phòng m3. x - Hệ số không khí lọt tra bảng 3 - 17 [1] ứng với thể tích phòng nhỏ hơn 500m3 ta được x = 0,7. V = 40,5 . 3,2 = 129,6 m3. QhN2 = 0,39 . 129,6 . 0,7 (32,8 - 26). = 240,6 W. c. Tính nhiệt ẩn từ phòng Qaf. Qaf = Qaf + QaN Qaf - Nhiệt ẩn từ phòng toả ra. QaN - Nhiệt ẩn do không khí ở ngoài trời có độ ẩm cao đưa vào phòng. * Xác định nhiệt ẩn từ phòng Qaf. Qaf = nđ. Q'af = nđ. n . qa , W nđ - Hệ số tác động không đồng thời của người tra bảng 3 - 15. Ta chọn nđ = 0,8. qa = nhiệt ẩn toả ra từ một người từ bảng 3 - 14 ở nhiệt độ trong phòng 260C, ta được qa = 60 W. Qaf = 0,8 . 40 . 60 = 1920 W. * Xác định nhiệt ẩn của không khí đưa vào phòng QaN. QaN = QaN1 + QaN2. QaN1 - Nhiệt ẩn của không khí chủ động đưa vào từ yêu cầu thông gió; QaN2 - Nhiệt ẩn của không khí lọt vào phòng. Nhiệt ẩn của không khí chủ động đưa vào QaN1. QaN1 = 3. LN (dN - dT), W. LN - tính như ở trên ta có LN = 300 l/s Từ tN = 32,80C, j = 66% theo đồ thị không khí ẩm ta được độ chứa hơi của không khí ngoài trời dN = 21 g/kg. Từ tT = 250C ; jT = 66% ta có độ chứa hơi của không khí trong phòng dt=14 g/kg. Khi kể đến hệ số tác động không đồng thời của người nđ = 0,9. QaN1 = 3. 300 . 0,8 (21 - 14) = 5040 W. Tổng nhiệt ẩn của không khí lọt QaN2. QaN2 = 0,84 . V . x (dN - dT), W Các hệ số được tính toán ở phần trên với x = 0,7. QaN2 = 0,84 . 129,6 . 0,7 (21 - 14). = 533,4 W. 2.2.4.2. Tính nhiệt cho các phòng còn lại. Sau khi tính toán cho các bước lần lượt như trên được kết quả ghi trên bảng 2.2. Bảng 2-2. Bảng tính nhiệt thừa Phòng Nhiệt hiện thừa, nhiệt ẩn thừa G1 Nhiệt bức xạ qua kính Q11 1511,1 W Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái Q12 1048,1 W Nhệt truyền qua kết cấu bao che phòng Q2 879,6 W Nhiệt hiện tỏa do người Q31 1920 W Nhiệt hiện toả ra từ đèn Q32 486 W Nhiệt hiện toả ra từ thiết bị điện Q33 0 W Nhiệt hiện của không khí chủ động đưa vào phòng QhN1 1509,2 W Nhiệt hiện do không khí từ ngoài lọt qua khe cửa QhN2 240,6 W Tổng nhiệt hiện Qh 8594,6 W Nhiệt ẩn từ phòng Qaf 1290 W Nhiệt ẩn của không khí chủ động đưa vào QaN1 5040 W Nhiệt ẩn của không khí lọt qua khe cửa QaN2 533,4 W Tổng nhiệt ẩn Qa 7493,4 W Tổng nhiệt thừa 16088 W G2 Nhiệt bức xạ qua kính Q11 1918,2 W Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái Q12 3959,7 W Nhiệt truyền qua kết cấu của bao che phòng Q2 2592 W Nhiệt hiện toả ra do người Q31 5760 W Nhiệt hiện toả ra từ đèn Q32 1836 W Nhiệt hiện của không khí chủ động đưa vào QhN1 7527,6 W Nhiệt hiện của không khí lọt vào phòng QhN2 908,8 W Tổng nhiệt hiện 24502,3 W Nhiệt ẩn của phòng Qaf 5760 W Nhiệt ẩn của không khí chủ động đưa vào QaN1 15120 W Nhiệt ẩn của không khí lọt qua khe cửa QaN2 2015,2 W Tổng nhiệt ẩn Qa 26675,2 W Tổng nhiệt thừa Q 47398 W G3 Nhiệt bức xạ qua kính Q11 1848,4 W Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái Q12 3959,7 W Nhiệt truyền qua kết cấu của bao che phòng Q2 2592 W Nhiệt hiện toả ra do người Q31 5760 W Nhiệt hiện toả ra từ đèn Q32 1836 W Nhiệt hiện của không khí chủ động đưa vào QhN1 7527,6 W Nhiệt hiện của không khí lọt vào phòng QhN2 908,8 W Tổng nhiệt hiện Qh 24432 W Nhiệt ẩn của phòng Qaf 5760 W Nhiệt ẩn của không khí chủ động đưa vào QaN1 15120 W Nhiệt ẩn của không khí lọt qua khe cửa QaN2 2015,2 W Tổng nhiệt ẩn Qa 26675,2 W Tổng nhiệt thừa Q 47327 W G4 Nhiệt bức xạ qua kính Q11 1441,4 W Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái Q12 1048,1 W Nhiệt truyền qua kết cấu của bao che phòng Q2 879,6 W Nhiệt hiện toả ra do người Q31 9120 W Nhiệt hiện toả ra từ đèn Q32 486 W Nhiệt hiện của không khí chủ động đưa vào QhN1 2509,2 W Nhiệt hiện của không khí lọt vào phòng QhN2 240,6 W Tổng nhiệt hiện Qh 8524,9 W Nhiệt ẩn của phòng Qaf 1290 W Nhiệt ẩn của không khí chủ động đưa vào QaN1 5040 W Nhiệt ẩn của không khí lọt qua khe cửa QaN2 533,4 W Tổng nhiệt ẩn Qa 7493,4 W Tổng nhiệt thừa Q 16018,3 W 2.2.5. Năng suất lạnh Q0 yêu cầu cho công trình. 1. Tổng công suất lạnh Q0. Từ bảng 2-2 ta có: Q0 = Q = 126830 W = 126,8 kW. 2. Năng suất lạnh của các phòng. Từ bảng tính nhiệt thừa ta lập bảng 2-3 dưới đây để xác định năng suất lạnh của các phòng để sau này chọn các dàn lạnh phù hợp với năng suất lạnh đó. Bảng 2-3: Bảng tính năng suất lạnh. Phòng G1 G2 G3 G4 Năng suất lạnh, kW 16,09 47,4 47,3 16,02 2.2.6. Thành lập sơ đồ điều hoà không khí, xác định công suất lạnh, năng suất gió. 2.2.6.1. Thành lập và tính toán quá trình xử lý không khí. Sơ đồ điều hoà không khí gồm nhiều loại như: - Sơ đồ thẳng. - Sơ đồ có tuần hoàn không khí một cấp. - Sơ đồ có tuần hoàn không khí hai cấp. Mỗi phương án đều có ưu nhược điểm riêng và phù hợp với từng công trình nhất định. Do đó việc lựa chọn một sơ đồ điều hoà không khí thích hợp cho một công trình đòi hỏi xem xét cả về mặt kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế để tìm ra phương án tối ưu nhất. Đối với công trình trường học thì sơ đồ điều hoà không khí được lựa chọn là sơ đồ có tuần hoàn không khí một cấp. - So với sơ đồ thẳng thì sơ đồ này tiết kiệm năng lượng hơn do có một phần không khí lạnh được dùng trở lại máy nên làm giảm công suất lạnh và năng suất gió, điều này dẫn đến máy sẽ làm việc nhẹ tải hơn, do đó giảm được chi phí đầu tư cũng như chi phí vận hành đồng thời tuổi thọ của máy được nâng cao. - So với sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp, thiết bị của sơ đồ tuần hoàn một cấp đơn giản hơn nhiều mà vẫn đảm bảo các thông số vi khí hậu (về nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, nồng độ các chất độc hại và độ ồn của không khí) mà công trình đã yêu cầu do đó giảm được chi phí đầu tư. Biểu diễn các quá trình trong sơ đồ tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị I - d của không khí ẩm. N j N j 0 j = 100 % H T j T 0 º v t N I tT Hình 2.2: Sơ đồ tuần hoàn một cấp mùa hè ở đây N (tN, jN) - Trạng thái không khí ngoài trời. T (tT, jT) - Trạng thái không khí trong nhà, H - Trạng thái không khí sau hoà trộn, O - Trạng thái không khí sau dàn lạnh. V - Trạng thái không khí thổi vào phòng. Ta có các quá trình sau: N + T đ H : Quá trình hỗn hợp giữa không khí ngoài trời và phần không khí tuần hoàn từ phòng quay lại. H đ 0: Quá trình làm lạnh và giảm ẩm của không khí đi qua dàn lạnh; 0 º V: Khi bỏ qua nhiệt của quạt và nhiệt nhận trên đường ống dẫn từ dàn lạnh tới phòng, điểm 0 trùng với điểm V; V đ T: Sự thay đổi trạng thái không khí thổi vào ở trong phòng. T 4 3 2 1 N L N Thải 6 7 L T H O Không khí lạnh 5 Không khí thải 8 Không khí ngoài trời Môi chất lạnh 9 Hình2.3: Nguyên lý làm việc của sơ đồ tuần hoàn một cấp 1- Buồng hoà trộn; 2 - Phin lọc bụi; 3 - Dàn lạnh; 4 - Quạt; 5 - Phòng điều hoà; 6 - Cửa gió thải; 7 - Cửa gió tuần hoàn; 8 - Cửa gió ngoài trời; 9 - Van; LN - Lượng không khí từ ngoài trời; LT - Lượng không khí tuần hoàn. Nguyên lý hoạt động của hệ thống như sau: Không khí ngoài trời (lưu lượng LN, trạng thái N) qua cửa lấy gió trời 8 đi vào buồng hoà trộn 1. Tại đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời với không khí tuần hoàn (trạng thái điểm T, lưu lượng LT). Không khí sau khi hoà trộn (có trạng thái điểm H) được xử lý nhiệt ẩm trong thiết bị xử lý 3 đến trạng thái 0 rồi được quạt gió 4 vận chuyển theo đường ống tới phòng 5 và được thổi vào phòng qua các miệng thổi gió. Trạng thái không khí thổi vào ký hiệu là V. Do nhận nhiệt thừa trong phòng không khí tự thay đổi trạng thái từ điểm V đến điểm T. Không khí trong phòng có trạng thái T được hút đi theo đường dẫn không khí hồi, một phần không khí qua cửa gió thổi ra ngoài, một phần qua cửa gió tuần hoàn về buồng hoà trộn 1. Cửa lấy gió tươi 8 và cửa gió thải thường được đồng chỉnh (để bảo đảm cho qua cùng lượng gió). 2.2.6.2. Tính lượng không khí và nhiệt độ thổi vào phòng a. Tính cho phòng G1 * hệ số đi vòng BF. Hệ số đi vòng BF là tỉ số giữa không khí đi qua dàn lạnh nhưng chưa kịp được làm lạnh (chưa tiếp xúc với bề mặt của dàn) với toàn bộ lượng không khí đi qua dàn lạnh. Ta thấy giá trị BF phụ thuộc vào cấu trúc của dàn với tốc độ không khí. Nếu tốc độ không khí tăng trị số BF tăng, số hàng ống của dàn tăng làm giảm trị số BF. Theo bảng 3 - 18 [1] với trường hợp điều hoà thông thường ta chọn BF=0,1. * Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF được xác định theo công thức: ESHF = . Trong đó: Qhef = Qhf + BF. QhN - Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng. Qaef = Qaf + BF. QaN - Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng. Từ bảng 2 - 2 ta có: Qhf = 5844,8 W QhN = 2749,8 W Qaf = 1290 W QaN = 5573,4 W Qhef = 5,844 + 0,1 . 2,749 = 6,1 kW. Qaef = 1,920 + 0,1 . 5,573 = 2,5 kW. ESHF = = 0,7. * Nhiệt độ đọng sương của dàn lạnh. Nhiệt độ đọng sương của dàn lạnh được xác định khi biết tT, jT, ESHF. Từ bảng 3-19 [1] với nhiệt độ trong phòng tT = 260C và độ ẩm j = 66% và giá trị ESHF = 0,7 ta tìm được tS = 170C. * Xác định lượng không khí qua dàn lạnh L. Theo công thức 3 - 24 [1] ta có: L = , l/s Trong đó: Qhef - Nhiệt hiện hiệu dụng, Qhef = 6,1 kW. tT - Nhiệt độ trong phòng, tT = 260C. tS - Nhiệt độ đọng sương của thiết bị, tS = 170C. BF - Hệ số đi vòng, BF = 0,1 L = = 627,6 l/s L = 37,6 m3/ph. * Xác định nhiệt độ không khí sau hoà trộn tH, nhiệt độ thổi vào tV theo công thức 3 - 26 [1] ta có: tH = Trong đó: LN = n'. l1 - Lưu lượng không khí từ ngoài trời cần đưa vào phòng; l1 - Lượng không khí cần cho 1 người, l1 = 7,5 l/s n' - Số người thực tế, n' = nđ. n. n = 40 người; nđ - Hệ số không đồng thời của người, ta chọn nđ = 0,8; LN = 0,8 . 40 . 7,5 = 420 l/s tN - Nhiệt độ không khí ngoài trời, tN = 32,80C; tT - Nhiệt độ không khí trong phòng, tT = 260C; L - Lượng không khí qua dàn lạnh, L = 627,6 l/s. Nhiệt độ không khí sau hoà trộn: tH = . Khi bỏ qua tổn thất lạnh qua quạt và đường ống dẫn, nhiệt độ không khí sau dàn lạnh t0 bằng nhiệt độ thổi vào phòng tV: tV = t0 = tS + BF (tH - tS). = 17 + 0,1 (28,6 - 17). = 18,160C. Kiểm tra điều kiện vệ sinh nhiệt độ thổi vào: Dt = tT - tV = 26 - 18,16 = 7,840C < 100C. Thoả mãn điều kiện vệ sinh. b. Tính cho các phòng còn lại. Sau khi tính toán các bước lần lượt ở trên được kết quả ghi trên bảng 2-4. Bảng 2-4: Bảng tính các thông số của sơ đồ điều hoà không khí và năng suất lạnh của các phòng. Ký hiệu phòng Năng suất lạnh, kW (BTU/h) ESHF tS 0C L m3/ph tN 0C tT 0C tH 0C tV 0C G1 16,088 (54907,4) 0,7 17 37,6 32,8 26 28,6 18,16 G2 47,398 (161768) 0,68 17 104,3 32,8 26 28,8 18,18 G3 47,327 (161526) 0,68 17 103,9 32,8 26 28,8 18,18 G4 16,018 (54668,9) 0,7 17 37 32,8 26 28,6 18,16 Chương III: Một số phương án điều hoà không khí và chọn phương án tối ưu. 3.1. Một số phương án 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 khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn phân phối không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ. Việc lựa chọn sử dụng các hệ thống điều hoà không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên, có thể sử dụng các hệ thống điều hoà không khí. sau: 3.1.1. Hệ thống điều hoà cục bộ. 1. Máy điều hoà cửa sổ. Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt gió nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi, cửa gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh không quá 7kW (24.000 Btu/h). Máy điều hoà cửa sổ có ưu nhược điểm chủ yếu sau: + Ưu điểm: Chỉ cần cắm phích điện là máy chạy, không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao. Có sưởi ấm mùa đông bằng bơm nhiệt. Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi. + Nhược điểm: Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ Thermostat với độ giao động khá lớn, độ ẩm tương đối tự biến đổi theo nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo kiểu ON - OFF. Khả năng làm sạch không khí kém. Độ ồn cao, khó bố trí trong phòng hơn so với loại 2