Đồ án Thiết kế hệ thống Điều hòa không khí cho tòa nhà văn phòng cho thuê số 4 Láng Hạ - Hà Nội

927 5¸14 Phòng làm việc 15 20 3 2,25 0,324 4959 Phòng quản lý - - 2,25 4,5 0,324 895 15 Phòng làm việc - 20 3 - 0,324 2444 Hội trường 12 - - 2,25 0,324 2077 Phòng quản lý - - - 2,25 0,324 328 3.2.7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che Q7 Thành phần nhiệt này toả vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên hơn mức bình thường, ở đây chủ yếu tính cho mái. Nhiệt toả do chênh lệch nhiệt độ không khí vào trong và ngoài nhà tính theo lượng nhiệt thẩm thấu từ bên ngoài vào. Theo công thức 3.20 [1], lượng nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che được xác định: Q7 = 0,055.k.F. εs.Is , W Trong đó: εs - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che, trị số này được lấy theo bảng 4.10 [1] trang 164 cho giấy dầu lợp nhà để thô εs = 0,91; Is - cường độ bức xạ mặt trời trên mặt nằm ngang, W/m2, lấy theo bảng 3.3 [1] có giá trị là 928 W/m2; F - diện tích nhận bức xạ của bao che, m2; k - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2K, tra bảng 4.9 [1] cho trần bê tông dày 150 mm lớp vữa xi măng cát dày 25 mm trên có lớp bitum và có trần giả bằng thạch cao (hình 3.1) ta được: Vữa Xỉ cách nhiệt Không khí Trần giả Bitum Kết cấu của trần: Bê tông k = 1,67 W/m2K. Hình 3.1. Kết cấu của trần Nguồn nhiệt này chỉ được tính cho các phòng ở tầng áp mái (tầng 15). Ví dụ tính toán: Phòng làm việc (tầng 15): Có Fs = 150 m2 => Q7 = 0,055.1,67.150.0,91.928 = 11635 W. Các kết quả tính toán các phòng khác được trình bày trong bảng 3.7 Bảng 2.7. Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Tầng Phòng Diện tích m2 k W/m2K εs Is W/m2K Q7 W 15 Phòng làm việc 150 1,67 0,91 928 11635 Hội trường 293 1,67 0,91 928 22727 Phòng quản lý 40 1,67 0,91 928 3103 3.2.8. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa Q8 Khi có chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì sẽ có một dòng không khí rò lọt vào phòng qua cửa mở hoặc qua khe cửa và do đó cũng gây nên tổn thất nhiệt. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được xác định theo biểu thức 3.22 [1]: Q8 = G.(IN - IT) , W Trong đó: G - lượng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa, kg/s; G = .L = 1,2.(1,5 ¸ 2).V, kg/h. Do toà nhà này sử dụng chủ yếu là phòng làm việc nên lấy G = .L = 1,2.1,7.V, kg/h. Với: + Vf - thể tích phòng, m3. Vf = S.h + - khối lượng riêng của không khí = 1,2 kg/m3. IN, IT - là entanpy không khí ngoài trời và trong nhà, kJ/kg. Theo bảng thông số tính toán không khí trong nhà và ngoài trời ta có: IN = 87,4 kJ/kg IT = 58,4 kJ/kg. Ví dụ tính toán tầng phòng làm việc tầng 1: + Phòng làm việc: Diện tích 505 m2, cao 3,5 m. Suy ra V = 505. 3,5 = 1767,5 m3 Vậy: Q8lv = 1,2. 1,7. 1767,5. (87,4 – 58,4). = 29046 W. Kết quả tính toán các phòng khác được trình bày trong bảng 3.8. Bảng 3.8. Nhiệt toả do rò lọt không khí. Tầng Phòng V m3 DI kJ/kg Q8 W 1 Phòng làm việc 1767,5 29 29046 Hành lang thang máy 80,5 29 1323 Phòng quản lý 59,5 29 978 2¸3 Phòng làm việc 1848 29 30369 Hành lang thang máy 98 29 1610 Phòng quản lý 140 29 2301 4 Phòng làm việc 1848 29 30369 Hành lang thang máy 98 29 1610 Phòng quản lý 140 29 2301 5¸14 Phòng làm việc 1584 29 26030 Hành lang thang máy 84 29 1380 Phòng quản lý 120 29 1972 15 Phòng làm việc 525 29 8628 Hội trường 1025,5 29 16852 Phòng quản lý 140 29 2301 3.2.9. Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 Nhiệt thẩm thấu qua vách bao gồm nhiệt thẩm thấu qua tường gạch, nhiệt thẩm thấu qua kính, qua cửa… Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong nhà được tính theo công thức tổng quát 3.23 [1]: Q9 = ki.Fi.Dti , W Trong đó: ki - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2K. Được xác định theo công thức: ki = Lấy = 10 W/m2.K, = 20 W/m2K, còn và là bề dày và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng vách. Fi - diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2; Dti - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K. + Khi mặt ngoài vách tiếp xúc với không khí ngoài trời Dt = tN – tT = 32,8 – 25 = 7,8 K + Khi mặt ngoài vách tiếp xúc với không gian đệm Dt = tN – tT = 30 – 25 = 5 K a) Nhiệt thẩm thấu qua tường gạch: Gồm cả tường bao và tường ngăn (xem hình 3.2). - Tường bao: gồm 1 lớp gạch 0,2m và hai lớp vữa xi măng dày 0,01 m. 2 1 1,3 Lớp xi măng trát. 2 Lớp gạch đỏ. 3 Hình 3.2. Kết cấu xây dựng của tường Tra bảng 4.11 [1] ta có hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu tường bao như sau: + Vữa trát xi măng: = 0,93 W/m2K + Lớp tường gạch: = 0,58 W/m2K Từ đó tính được hệ số truyền nhiệt của tường bao: ktb = W/m2K - Tường ngăn (giữa các phòng và không gian đệm hành lang) được xây bằng gạch lỗ dày 0,2 m và hai lớp vữa trát dày 0,01 m. Vậy ta có hệ số dẫn nhiệt như sau: ktb = W/m2K Ví dụ tính thẩm thấu qua vách tường: Phòng làm việc tầng 1 + Tính tường bao: F = (27,2 + 21,3 + 9,8). 3,5 – 79,25 = 124,8 m2 => Q9tb = 1,9.124,8.7,8 = 1850 W + Tính tường ngăn: Fng = 42,5 m2 Q9ng = 1,77.42,5. 5 = 376 W b) Nhiệt thẩm thấu qua kính: Q9k = k.Fk. Dtk k - hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K. Với các vách ngăn bằng kính 5 mm tra bảng 4.11 [1] được hệ số dẫn nhiệt của kính cửa sổ là = 0,76 W/mK. Vậy: k = = 6,4 W/m2K. Ví dụ tính toán: Phòng làm việc tầng 1: Fk = 29 + 48 + 2,25 = 79,25 m2 Vậy nhiệt thẩm thấu qua kính: Q9k = 6,4.79,25. (32,8 – 25) = 3956 W c) Nhiệt thẩm thấu qua cửa: Q9c = k.Fc. Dtc Các cửa ra vào thông với các sảnh hầu hết đều được làm bằng kính 10 mm có kích thước 1500x2500 và 900x2500. Fc - diện tích cửa, m2 kc - hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K. k = = 6,12 W/m2K. Ví dụ tính toán cho tầng 1: + Phòng làm việc: Fc = (2.1,5.2,5 + 2.0,9.2,5) = 12 m2 Q9c = 6,12.12.5 = 367 W. + Phòng quản lý: Fc = 2.1,5.2,5 = 7,5 m2 Q9c = 6,12.7,5.5 = 230 W. + Hành lang thang máy: Fc = 0,9.2,5 = 2,25 m2 Q9c = 6,12.2,25.5 = 69 W. Bảng 3.9a. Nhiệt thẩm thấu qua tường bao. Tầng Phòng k W/m2K Ftb m2 Dt K Q9tb W 1 Phòng làm việc 1,9 124,8 7,8 1850 Phòng quản lý 1,9 12,6 7,8 187 2¸3 Phòng làm việc 1,9 150,25 7,8 2227 Phòng quản lý 1,9 36 7,8 534 4 Phòng làm việc 1,9 178,85 7,8 2651 Phòng quản lý 1,9 37,6 7,8 557 5¸14 Phòng làm việc 1,9 160,75 7,8 2382 Phòng quản lý 1,9 32,2 7,8 477 15 Phòng làm việc 1,9 72,55 7,8 1075 Hội trường 1,9 77,8 7,8 1153 Phòng quản lý 1,9 18,05 7,8 268 Bảng 3.9b. Nhiệt thẩm thấu qua tường ngăn. Tầng Phòng k W/m2K Fng m2 Dt K Q9ng W 1 Phòng làm việc 1,77 42,5 5 376 Hành lang thang máy 1,77 38,8 5 343 Phòng quản lý 1,77 21,6 5 191 2¸3 Phòng làm việc 1,77 32,05 5 284 Hành lang thang máy 1,77 31,7 5 281 Phòng quản lý 1,77 31 5 274 4 Phòng làm việc 1,77 32,05 5 284 Hành lang thang máy 1,77 31,7 5 281 Phòng quản lý 1,77 31 5 274 5¸14 Phòng làm việc 1,77 37,5 5 332 Hành lang thang máy 1,77 26,6 5 235 Phòng quản lý 1,77 25,3 5 224 15 Phòng làm việc 1,77 51,9 5 459 Hội trường 1,77 99,3 5 879 Phòng quản lý 1,77 58 5 513 Bảng 3.9c. Nhiệt thẩm thấu qua kính. Tầng Phòng k W/m2K Fk m2 Dt K Q9k W 1 Phòng làm việc 6,4 79,25 7,8 3956 Phòng quản lý 6,4 2,25 7,8 112 2¸3 Phòng làm việc 6,4 84,25 7,8 4206 Phòng quản lý 6,4 8,25 7,8 412 4 Phòng làm việc 6,4 55,65 7,8 2778 Phòng quản lý 6,4 7,05 7,8 352 5¸14 Phòng làm việc 6,4 40,25 7,8 2009 Phòng quản lý 6,4 6,75 7,8 337 15 Phòng làm việc 6,4 23 7,8 1148 Hội trường 6,4 14,25 7,8 711 Phòng quản lý 6,4 2,25 7,8 112 Bảng 3.9d. Nhiệt thẩm thấu qua cửa. Tầng Phòng k W/m2K Fc m2 Dt K Q9c W 1 Phòng làm việc 6,12 12 5 367 Phòng quản lý 6,12 7,5 5 230 Hành lang thang máy 6,12 2,25 5 69 2¸3 Phòng làm việc 6,12 7,5 5 230 Phòng quản lý 6,12 7,5 5 230 4 Phòng làm việc 6,12 7,5 5 230 Phòng quản lý 6,12 7,5 5 230 5¸14 Phòng làm việc 6,12 7,5 5 230 Hành lang thang máy 6,12 4,5 5 138 Phòng quản lý 6,12 7,5 5 230 15 Phòng làm việc 6,12 2,25 5 69 Hội trường 6,12 22,5 5 689 Phòng quản lý 6,12 11,25 5 344 3.2.10. Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 Nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định giống như vách: Q10 = k10. F10. Dt10 k10 - hệ số truyền nhiệt của trần, W/m2K; F10 - diện tích của trần, m2; Dt10 - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. Vì trần giữa các tầng là sàn của các tầng điều hòa nên Dt10 = 0, Q10 = 0. Do đó dòng nhiệt này chỉ tính cho tầng áp mái. Kết cấu của trần đã được giới thiệu ở phần 3.2.7, ở đây xin nhắc lại các thông số: Hệ số truyền nhiệt qua trần: k = 1,67 W/m2K. Hiệu nhiệt độ: Dt10 = (32,8 – 25) = 7,8 K. Diện tích trần bằng diện tích sàn. Ví dụ tính cho phòng làm việc tầng 15: Q10 = 1,67. 150. 7,8 = 1954 W Các phòng còn lại được trình bày trong bảng 2.10 Bảng 3.10. Nhiệt thẩm thấu qua trần (tầng15). Tầng Phòng Diện tích m2 k W/m2K Dt W Q10 W 15 Phòng làm việc 150 1,67 7,8 1954 Hội trường 293 1,67 7,8 3817 Phòng quản lý 40 1,67 7,8 521 3.2.11. Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 Nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định theo công thức: Q11 = k. F. Dt , W k - hệ số truyền nhiệt qua nền, W/m2K; Sàn là một lớp bê tông dày 150 mm có lớp vữa trên dày 25 mm và có lát gạch, theo bảng 4.15 [1] ta có k = 2,78 W/m2K. Dt - hiệu nhiệt độ, ở đây có hai trường hợp: Nếu sàn phía dưới là phòng điều hoà thì lấy Dt = 0 Nếu sàn phía dưới chỉ là không gian đệm lấy Dt = 0,7. (tN – tT) => Dt = 0,7.(32,8 – 25) = 5,46 K Do đó dòng nhiệt này chỉ cần tính toán cho các phòng ở tầng 1. Ví dụ tính cho phòng làm việc tầng 1: Q11 = 2,78. 505. 5,46 = 7665 W Các phòng còn lại được trình bày trong bảng 2.11 Bảng 3.11. Nhiệt thẩm thấu qua nền. Tầng Phòng Diện tích m2 k W/m2K Dt W Q11 W 1 Phòng làm việc 505 2,78 5,46 7665 Hành lang thang máy 23 2,78 5,46 349 Phòng quản lý 17 2,78 5,46 258 3.3. TÍNH TOÁN LƯỢNG ẨM THỪA Lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà được tính theo công thức 3.29 [1] trang 116: WT = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 W1 - lượng ẩm thừa do người toả ra, kg/s; W2 - lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s; W3 - lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, kg/s; W4 - lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s; W5 - lượng ẩm do không khí lọt từ ngoài mang vào, kg/s. Do trong nhà không có bán thành phẩm mang ẩm, không có các thiết bị sinh hơi, các phòng được điều hoà có sàn khô, sàn ẩm ở các nhà vệ sinh với miệng hút riêng nên các thành phần W2, W3, W4 có thể bỏ qua. Mặt khác khi có rò lọt không khí qua cửa vào nhà, dòng không khí nóng cũng mang theo lượng ẩm nhất định vì độ chứa hơi của không khí nóng cao hơn nhưng lượng ẩm này cũng coi như bỏ qua hoặc tính vào phần cung cấp khí. Như vậy lượng ẩm chỉ còn hai thành phần chính là W1. Lượng ẩm do người toả ra W1 được xác định theo công thức 3.30 [1]: W1 = n.qn , kg/s Trong đó: n - số người trong phòng điều hoà; qn - lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/s. Cũng giống như toả nhiệt, toả ẩm của mỗi người phụ thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ phòng được xác định theo bảng 3.5 trang 117: tT = 25oC suy ra gn = 115 g/h.người = 0,115 kg/h.người. Ví dụ tính toán cho tầng 1: + Phòng làm việc: W1 = 101. 0,115 = 11,62 kg/h. + Hành lang thang máy: W1 = 5. 0,115 = 0,58 kg/h. + Phòng quản lý: W1 = 4. 0,115 = 0,46 kg/h. Các phòng còn lại được trình bày trong bảng 2.12 Bảng 3.12. Lượng ẩm do người toả ra. Tầng Phòng n gn kg/h.người W1 kg/h 1 Phòng làm việc 101 0,115 11,62 Hành lang thang máy 5 0,115 0,58 Phòng quản lý 4 0,115 0,46 2 ¸ 3 Phòng làm việc 105 0,115 12,06 Hành lang thang máy 5 0,115 0,58 Phòng quản lý 8 0,115 0,92 4 Phòng làm việc 105 0,115 12,06 Hành lang thang máy 5 0,115 0,58 Phòng quản lý 8 0,115 0,92 5¸14 Phòng làm việc 105 0,115 12,06 Hành lang thang máy 5 0,115 0,58 Phòng quản lý 8 0,115 0,92 15 Phòng làm việc 50 0,115 3,45 Hội trường 120 0,115 13,8 Phòng quản lý 8 0,115 0,92 3.4. KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG TRÊN VÁCH Hiện tượng đọng sương xảy ra khi nhiệt độ vách nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương của không khí. Hiện tượng đọng sương trên vách không những làm tổn thất nhiệt mà còn gây mất mỹ quan của công trình do ẩm ướt, nấm mốc và có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới tuổi thọ của các kêt cấu xây dựng công trình. Vì vậy để tránh xảy ra hiện tượng này, cần kiểm tra xem các kết cấu bao che có đảm bảo không bị đọng sương hay không và có biện pháp khắc phục. Do ta chọn nhiệt độ và độ ẩm trong nhà là như nhau nên ta kiểm tra sự đọng sương trên vách chung cho tất cả các phòng. Hiện tượng đọng sương chỉ xảy ra ở bề mặt vách phía nóng nghĩa là khi kiểm tra đọng sương trên vách chỉ tiến hành ở mặt ngoài của vách.. Từ các hệ thức phương trình mật độ dòng nhiệt qua vách: q = k. (tN – tT) = . (tN – twN) = . (tT – twT) k = , W/m2K. Ta thấy khi nhiệt độ trên vách giảm thì hệ số truyền nhiệt k tăng. Khi nhiệt độ vách giảm xuống đến nhiệt độ đọng sương ts thì hệ số truyền nhiệt đạt trị số cực đại k = kmax và xảy ra hiện tượng đọng sương. Vậy để không xảy ra hiện tượng đọng sương thì vách cần có hệ số truyền nhiệt kvách < kmax kmax = 0,95. , W/m2K. Nếu k < kmax thì vách không xảy ra hiện tượng đọng sương. Nếu k > kmax thì vách xảy ra hiện tượng đọng sương. - hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà = 20 W/m2K nếu bề mặt ngoài tiếp xúc với không khí ngoài trời; = 10 W/m2K nếu có không gian đệm. - hệ số toả nhiệt phía trong nhà, = 10 W/m2K. tsN - nhiệt độ đọng sương bên ngoài, được xác định theo tN và mùa hè như sau: Khi không có không gian đệm: + Nhiệt độ: tN = 32,80C + Độ ẩm: = 66% Tra đồ thị I-d của không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng sương của không khí: tsN = 25,60C. Khi có không gian đệm: + Nhiệt độ: tđ = 300C + Độ ẩm: = 60% Tra đồ thị I-d của không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng sương của không khí: tsđ = 21,50C. Vậy: - Khi không có không gian đệm: kmax = 0,95.20. W/m2K. - Khi có không gian đệm: kmax = 0,95.10. W/m2K. Từ các tính toán ở phần trên (tính toán nhiệt thừa) ta đã tìm được: + ktrần = 2,8 W/m2K. + kkính = 6,12 W/m2K. + ktb = 1,9 W/m2K. + kng = 2,47 W/m2K. + knền = 1,88 W/m2K. Qua kết quả tính toán và kiểm tra ta thấy tất cả các bề mặt đều không bị đọng sương. 3.5. TÍNH TOÁN HỆ SỐ GÓC TIA QUÁ TRÌNH Hệ số góc tia quá trình biểu diễn hướng tự thay đổi trạng thái không khí do nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, được tính theo công thức: , kJ/kg. Trong đó: QT - tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà, W WT - tổng lượng ẩm của không gian điều hoà, kg/h. Ví dụ tính toán cho tầng 1: + Phòng làm việc: = = 25765 kJ/kg. + Hành lang thang máy: = = 18298 kJ/kg. + Phòng quản lý: = = 30921 kJ/kg. Theo công thức trên, ta tính được hệ số góc tia quá trình cho từng không gian điều hoà riêng biệt. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.4. Bảng 3.13. Hệ số góc của tia quá trình. Tầng Phòng QT W WT kg/h kJ/kg 1 Phòng làm việc 83165 11,62 25765 Hành lang thang máy 2948 0,58 18298 Phòng quản lý 3951 0,46 30921 2 ¸ 3 Phòng làm việc 79582 12,06 23756 Hành lang thang máy 2815 0,58 17472 Phòng quản lý 7211 0,92 28217 4 Phòng làm việc 75223 12,06 22455 Hành lang thang máy 2815 0,58 17472 Phòng quản lý 7046 0,92 27571 5¸14 Phòng làm việc 68178 12,06 20352 Hành lang thang máy 2677 0,58 16616 Phòng quản lý 6540 0,92 25591 15 Phòng làm việc 36431 3,45 38015 Hội trường 68796 13,8 17947 Phòng quản lý 9895 0,92 38720 CHƯƠNG 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 4.1. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ Lập sơ đồ điều hoà không khí là xác lập quá trình xử lý không khí trên đồ thị I-d sau khi tính toán được nhiệt thừa, nhiệt ẩm, hệ số góc tia quá trình tự thay đổi trạng thái không khí trong phòng để đảm bảo các thông số nhiệt ẩm trong phòng theo các thông số ngoài nhà đã chọn, từ đó tiến hành tính toán năng suất cần thiết của các thiết bị xử lý không khí, tạo cơ sở cho việc lựa chọn hệ thống, các thiết bị và bố trí thiết bị của hệ thống. Việc thành lập sơ đồ điều hoà không khí ở đây chỉ tiến hành cho mùa hè, còn mùa đông do yêu cầu của chủ đầu tư chỉ cần sử dụng hệ thống thông gió và hồi nhiệt HRV là có thể đảm bảo được nhiệt độ trong phòng. Ngoài ra, các thời điểm khác trong năm có nhu cầu sử dụng thấp hơn nên nếu thiết bị được chọn hoạt động thích hợp vào mùa hè và mùa đông thì cũng đảm bảo các điều kiện tiện nghi cho các thời gian còn lại trong năm. Tuỳ theo điều kiện thực tế mà ngày nay người ta sử dụng các sơ đồ sau: + Sơ đồ thẳng + Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp + Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp + Sơ đồ tuần hoàn không khí có phun ẩm bổ sung. Việc chọn và thành lập sơ đồ điều hoà không khí là một bài toán kính tế, kĩ thuật: Mỗi sơ đồ đều có ưu điểm đặc trưng, tuy nhiên dựa vào đặc điểm của công trình và tầm quan trọng của hệ thống điều hoà mà ta quyết định lựa chọn hợp lý. Sơ đồ thẳng là sơ đồ mà không khí ngoài trời sau khi qua xử lý nhiệt ẩm được cấp vào phòng điều hoà và được thải thẳng ra ngoài. Sơ đồ này thường được sử dụng trong không gian điều hoà có phát sinh chất độc, các phân xưởng độc hại, các cơ sở y tế như phòng phẩu thuật… Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao. Sơ đồ này được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, máy tính… Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp thường được sử dụng trong điều hoà tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các phân xưởng sản xuất khi cần điều chỉnh đồng thời cả nhiệt độ và độ ẩm như nhà máy dệt, thuốc lá … So với sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp thì chi phí đầu tư lớn hơn. Qua phân tích đặc điểm của công trình ta thấy đây là công trình điều hoà thông thường không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm. Do đó chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp là đủ đáp ứng các yêu cầu đặt ra. Hình 4.1. Giới thiệu nguyên lý cấu tạo hệ thống điều hoà không khí một cấp. 10 4 2 3 T N H 6 1 8 9 11 Hình 4.1. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 1- Cửa lấy gió tươi 7 - Không gian điều hoà 2- Buồng hoà trộn 8 - Miệng hồi 3 - Thiết bị xử lý nhiệt ẩm 9 - Ống gió hồi 4 - Quạt gió cấp 10 - Lọc bụi 5 - Ống gió cấp 11 - Quạt gió hồi 6 - Miệng thổi 12 – Cửa tự thải Nguyên lý làm việc của hệ thống: Không khí ngoài trời (lưu lượng LN, trạng thái N (tN, jN) qua cửa lấy gió trời 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 (tN, jN), lưu lượng LT. Không khí sau khi hoà trộn có trạng thái H 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 không gian điều hoà 7 qua các miệng thổi 6. Trạng thái không khí thổi vào kí hiệu là V. Do nhận nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng nên không khí tự thay đổi trạng thái từ V đến T theo tia VT có hệ số góc = QT/WT. Sau đó không khí trong phòng có trạng thái T được hút với lưu lượng LT qua các miệng hút 8 đi vào đường ống hồi 9 nhờ quạt hút 11, qua lọc bụi 10, vào buồng hoà trộn 2. Một phần không khí trong phòng được thải ra ngoài qua cửa tự thải 12 với lưu lượng LN. 4.2. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ 1 CẤP MÙA HÈ j = 95% j = 100% N H T OºV I d e Sự thay đổi trạng thái không khí của sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa hè được trình bày trên đồ thị I-d (hình 4.2) Hình 4.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp mùa hè Các quá trình trên đồ thị: + TH và NH: Quá trình hoà trộn + HV: Quá trình làm lạnh, khử ẩm (tại dàn lạnh) + VT: Quá trình thay đổi trạng thái không khí để khử QT và WT. Việc xác định các thông số tại các điểm nút được tiến hành như sau: Thông số tại hai điểm N và T đã biết theo phần chọn các thông số tính toán: Ngoài trời: tN = 32,80C, jN = 66% Trong nhà: tT = 250C, jT = 65% - Chọn độ ẩm của không khí tại điểm thổi vào V là: jV =95%. Do VT là quá trình tự thay đổi trạng thái khử ẩm thừa và nhiệt thừa với hệ số góc tia quá trình là T nên V là giao điểm của đường T với đường j =95%. - Điểm hoà trộn H được xác định theo IH hoặc dH như sau: IH = IT. + IN. dH = dT. + dN. GN - lưu lượng gió tươi, kg/s GT - lưu lượng gió tái tuần hoàn, kg/s. - Để đảm bảo ôxi cần thiết cho con người, đảm bảo điều kiện vệ sinh, ta chọn lượng gió tươi (theo bảng 1.4) là 20¸30 m3/h.người. Vậy lượng khí tươi cần cấp cho một phòng trong một giờ là: GN = (20¸30).n, m3/h Hay GN = (20¸30).., kg/s Trong đó: = 1,2 kg/m3 - mật độ không khí n: Số người trong phòng. Lượng không khí tuần hoàn trong hệ thống hay lượng không khí cần thiết để khử toàn bộ lượng nhiệt thừa, ẩm thừa là: G = = , kg/s G = GN + GT = GH => GT = G - GN Thay kết quả vào hệ thức trên ta sẽ được trạng thái không khí tại điểm hoà trộn H. Vậy năng suất lạnh yêu cầu: Q0 = G.(IH – I0), kW. Ví dụ tính toán: Do số lượng phòng nhiều nên chỉ tính ví dụ cho phòng làm việc tầng 1 còn các phòng khác được trình bày trong bảng kết quả. - Phòng làm việc tầng 1: Hệ số góc tia quá trình: = 25765 kJ/kg Lượng nhiệt thừa trong phòng: QT = 83165 W Các thông số trạng thái ngoài trời: tN = 32,80C, jT = 66%, dT = 21,3 g/kg, IN = 87,4 kJ/kg Các thông số trạng thái trong nhà: tT = 250C, jT = 65%, dT = 13,1 g/kg, IT = 58,4 kJ/kg Qua điểm T, vẽ tia cắt đường j = 95% tại một điểm gọi là O. Tra trên đồ thị I-d được trạng thái điểm O như sau: tO = 18,60C, jO = 95%, dO = 12,7 g/kg, IO = 50,8 kJ/kg Lượng không khí tươi cần cấp cho phòng trong một giờ là: GN = (20¸30).., kg/s Chọn mức 20 m3/h.người thì: GN = 20.1,2. = 0,673 kg/s. Lượng không khí cần thiết để triệt tiêu toàn bộ nhiệt thừa và ẩm thừa: G = = = 10,94 kg/s. Ta thấy GN < 10% G nên phải tự động tăng lượng gió tươi lên là: GN = 10%.G = 1,094 kg/s. Lượng không khí tái tuần hoàn trong hệ thống: GT = G – GN = 10,94 – 1,094 = 9,846 kg/s. Vậy trạng thái điểm hoà trộn H là: IH = 58,4. = 61,3 kJ/kg. Hoặc dH = 13,1. = 13,9 g/kg. Tra đồ thị I-d ta có các thông số còn lại của điểm H: tH = 25,90C, jH = 67% Năng suất lạnh yêu cầu: QO = G.(IH – IO) = 10,94.(61,3 – 50,8) = 115 kW. Các phòng còn lại được trình bày trong bảng 4.1. Bảng 4.1. Năng suất lạnh và lưu lượng gió tươi yêu cầu. Tầng Phòng Năng suất lạnh kW Lưu lượng gió tươi kg/s 1 Phòng làm việc 115 1,094 Hành lang thang máy 4 0,036 Phòng quản lý 5,6 0,055 2 ¸3 Phòng làm việc 110 1,034 Hành lang thang máy 3,8 0,034 Phòng quản lý 10,1 0,099 4 Phòng làm việc 103 0,952 Hành lang thang máy 3,8 0,034 Phòng quản lý 9,8 0,095 5¸14 Phòng làm việc 93 0,842 Hành lang thang máy 3,6 0,032 Phòng quản lý 9,0 0,086 15 Phòng làm việc 51,5 0,52 Hội trường 93 0,829 Phòng quản lý 13,0 0,143 CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ Như phần phân tích các hệ thống điều hoà không khí và chọn hệ thống điều hoà không khí cho toà nhà (chương 2) thì hệ thống điều hoà không khí cho toà nhà là hệ thống điều hoà không khí VRV, giải nhiệt nước. Hệ thống VRV - WII bao gồm các thiết bị chính sau đây: + Cụm dàn lạnh + Cụm dàn nóng giải nhiệt nước + Hệ thống ống gas và bộ chia gas (REFNET) + Tháp giải nhiệt nước. 5.1. Chọn dàn lạnh Chọn dàn lạnh được tiến hành dựa trên hai thông số chính sau: - Năng suất lạnh yêu cầu - Năng suất gió yêu cầu. Năng suất lạnh cho trong catalog thương mại là năng suất lạnh danh định, ở chế độ vận hành tiêu chuẩn: - Chênh lệch giữa dàn nóng và dàn lạnh bằng 0 - Các thông số không khí: + Trong nhà: Nhiệt độ bầu khô 270C, nhiệt độ bầu ướt 19,50C + Ngoài nhà: Nhiệt độ bầu khô 350C. Trong thực tế ở điều kiện hoạt động cụ thể các chế độ trên đều khác: Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh khác 0, các chế độ nhiệt độ trong và ngoài nhà đều khác so với chế độ tiêu chuẩn. Do đó phải chọn dàn lạnh phù hợp sao cho: Q0tt ≥ Q0yc Q0tt: Năng suất lạnh thực tế của dàn lạnh ở chế độ vận hành Q0yc: Năng suất lạnh yêu cầu của không gian điều hoà. Thông thường, năng suất lạnh thực tế được hiệu chỉnh theo năng suất lạnh danh định bằng các hệ số cho trong catalog kỹ thuật: Q0tt = α.Q0tc α: Hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào điều kiện vận hành cụ thể cho trong catalog kỹ thuật Q0tc: Năng suất lạnh danh định của dàn ở chế độ tiêu chuẩn. Tính chọn ví dụ cho phòng làm việc tầng 1: Từ bảng năng suất lạnh yêu cầu (chương 4) ta có: Q0yc = 115 kW Theo catalog thương mại chọn sơ bộ: 9 dàn mang kí hiệu FXFQ125MVE năng suất lạnh là 9x14,5 kW. Năng suất lạnh tổng danh định: Q0dd = 9.14,5 = 130,5 kW Hiệu chỉnh năng suất lạnh: Do dàn nóng được đặt tại các tầng nên hệ số hiệu chỉnh theo độ cao và chiều dài đường ống là không đáng kể, lấy α1 = 1. Theo điều kiện vận hành: + Chế độ tiêu chuẩn: tT = 270C, tN = 350C + Chế độ vận hành: tT = 250C, tN = 32,80C. Theo catalog kỹ thuật ta có hệ số hiệu chỉnh α2 = 0,90. Vậy hệ số hiệu chỉnh tổng: α = α1. α2 = 0,90. Năn