Đồ án Thiết kế hệ thống Điều hoà không khí cho xí nghiệp lắp ráp đồ điện tử của tỉnh Hải Dương

của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản đảm bảo mỹ quan công trình. Bảng thống kê các phòng chức năng cùng với diện tích các kết cấu bao che được thể hiện trong bảng dưới. Trong đó : Fp :Diện tích phòng m2 Vp : Thể tích phòng m3 Fcửa sổ : Diện tích cửa sổ m2 Ftườngbao : Diện tích tường bao m2 Bảng 3.1. Bảng thống kê các phòng sử dụng diện tích mỗi tầng Khu vực Dài[m] Rộng[m] Cao[m] Fp[m2] Vp[m3] Lắp ráp điện tử 4 924 3696 Buồng TB máy 6,6 3,75 4 24,75 99 Phòng vệ sinh 6,6 3,75 4 24,75 099 Phòng quản lý 5,8 4 4 23,2 92,8 Cầu thang máy 6,6 2,5 4 16,5 66 Cầu thang bộ ngoài 7,4 4 4 29,6 118,4 Bảng 3.2 Bảng thống kê diện tích cửa sổ kính có trong khu lắp điều hòa Hướng Rộng(m) Cao(m) Số lượng Fcửa sổ(m2) Đông 1,3 1,6 16 33,3 Nam 1,3 1,6 24 50 Tây 1,3 1,6 12 25 Bắc 1,3 1,6 24 50 Bảng 3.3 Bảng thống kê diện tích tường bao có trong khu lắp điều hòa Hướng Dài(m) Cao(m) Ftường bao(m2) Đông 26,4 4 105,4 Nam 30 4 120 Tây 13,2 4 52,8 Bắc 30 4 120 3.2. Chọn các thông số thiết kế Dựa vào mức độ quan trọng của công trình cần điều hoà không khí mà các hệ thống điều hoà không khí được chia làm 3 cấp . Hệ thống điều hoà không khí cấp I . Là hệ thống điều hoà không khí duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà với mọi phạm vi thông số ngoài trời ngay cả ở những thời điểm khắc nghiệt nhất trong năm về mùa hè lẫn mùa đông . Hệ thống điều hoà không khí cấp II. Là hệ thống điều hoà không khí có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà với sai khác không quá 200 giờ trong năm, tức tương đương khoảng 8 ngày trong 1 năm. Điều đó có nghĩa trong 1 năm ở những ngày khắc nghiệt nhất về mùa hè lẫn mùa đông thông số có thể sai khác với yêu cầu ở mức độ, nhưng số lượng trung bình những ngày đó cũng chỉ xấp xỉ 4 ngày trong một mùa. Hệ thống điều hoà không khí cấp III . Là hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thống số tính toán trong nhà với sai khác không quá 400 giờ trong 1 năm tức tương đương 17 ngày trong 1 năm . Qua phân tích đặc điểm công trình đã cho ta thấy toà nhà không có những đòi hỏi khắt khe về chế độ nhiệt ẩm. Hơn nữa trong điều kiện kinh tế nước ta còn nghèo thì việc đầu tư lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí trung tâm chiếm chi phí khá lớn. Mặt khác công trình là điều hoà không khí tiện nghi vì vậy việc tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho những toà nhà này thường chọn thông số điều hoà không khí cho hệ thống điều hoà cấp III. Hệ thống điều hoà không khí cấp III có độ tin cậy không cao nhưng có ưu điểm vượt trội là tiết kiệm và phù hợp với kinh tế nước ta hiện nay mà việc bố trí mặt bằng thiết bị trong không gian có sẵn cũng rất phù hợp. Ở đây tòa nhà 3 tầng có thiết kế giống nhau sai lệch về lượng nhiệt thừa và ẩm thừa là không đáng kể cho nên chỉ cần tính toán một tầng. 3.3. Chọn các thông số tính toán trong nhà Theo yêu cầu tiện nghi có thể chọn theo TCVN 5687-1992. Các thông số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của con người được giới thiệu dưới [Tài liệu 1-trang 11] Bảng 3.4 Trạng thái lao động Mùa đông Mùa hè t, 0C j, % ω, m/s t, 0C j, % ω, m/s Nghỉ ngơi Lao động nhẹ Lao động vừa Lao động nặng 20÷24 20÷24 20÷22 18÷20 60÷75 0,1÷0,3 0,3÷0,5 0,3÷0,5 0,3÷0,5 24÷27 24÷27 23÷26 22÷25 60÷75 0,3÷0,5 0,5÷0,7 0,7÷1,0 0,7÷1,5 Đối với một xí nghiệp sản xuất đồ điện tử ta chọn ở trạng thái lao động vừa: Chọn nhiệt độ tính toán trong nhà mùa hè nên lấy trị số trong bảng là: tTH = 260C, jTH = 65%, ω = 0,8 m/s Chọn nhiệt độ tính toán trong nhà mùa đông nên lấy trị số trong bảng là: tTĐ = 200C, jTĐ = 65%, ω = 0,4 m/s Dựa vào đồ thị miền tiện nghi nước ta [Hình 1.2 Tài liệu 1] ta kiểm tra thấy thông số tính toán nhiệt độ trong nhà vừa chọn trên thỏa mãn miền tiện nghi. 3.4. Chọn các thông số tính toán ngoài trời Thông số chọn ngoài nhà cho điều hòa cấp 1, 2, 3 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992, giới thiệu thông số tính toán ngoài nhà các cấp điều hòa [Tài liệu 1- trang 21] Bảng 3.5 Cấp điều hòa không khí Mùa hè Mùa đông t, 0C j, % t, 0C j, % Cấp 1 tmax j13-15 (Tháng nóng nhất) tmin j13-15 (Tháng lạnh nhất) Cấp 2 Cấp 3 ttbmax ttbmin Dựa vào bảng 1.7 [Tài liệu1- trang 22] tra nhiệt độ và độ ẩm của tỉnh Hải Dương dùng để tính toán hệ thống điều hòa không khí trích từ TCVN 4088-85 dành cho điều hòa không khí cấp 3 có thống số: Nhiệt trung bình của tháng nóng nhất: ttbmax = 32,3 0C Nhiệt trung bình của tháng lạnh nhấ: ttbmin = 13,8 0C Độ ẩm lúc 13 ÷ 15h của tháng nóng nhất: j13-15 = 69% Độ ẩm lúc 13 ÷ 15h của tháng lạnh nhất: j13-15 = 64% Tính toán chọn thông số ngoài trời mùa hè và mùa đông ở Hải Dương đối với các hệ thống điều hòa không khí cấp III như sau: Chọn nhiệt độ tính toán ngoài trời mùa hè nên lấy trị số trong bảng là: TNH = ttbmax = 32,3 0C, jNH = 69%. Chọn nhiệt độ tính toán ngoài trời mùa đông nên lấy trị số trong bảng là: TNĐ =: ttbmin = 13,8 0C, jNĐ = 64%. Dựa vào đồ thị miền tiện nghi (Hình 1.7 Sách Cơ sở Kỹ thuật ĐHKK) ta kiểm tra thấy thông số tính toán nhiệt độ ngoài trời vừa chọn trên thỏa mãn miền tiện nghi. Bảng 3.6. Thông số trạng thái ngoài trời và trong nhà của mùa hè thông số trạng thái to C I [kj/kg] d[g/kg] T(trong nhà ) 26 65 60,61 13,5 N(ngoài trời) 32,3 69 85,69 21 Chương 4 CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CẦN BẰNG ẨM TRONG PHÒNG 4.1. Phương trình cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm 4.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt Xét một hệ nhiệt động bất kỳ, hệ luôn luôn chịu tác động của các nguồn nhiệt bên ngoài và bên trong. Các tác động đó người ta gọi là các nhiễu loạn về nhiệt . Thực tế các hệ nhiệt động chịu tác động của các nhiễu loạn sau: - Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong hệ gọi là các nguồn nhiệt toả: ΣQtỏa - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gọi là nguồn nhiệt thẩm thấu: ΣQtt Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa: QT = ΣQtỏa + ΣQtt Để duy trì chế độ nhiệt ẩm trong không gian điều hoà, trong kỹ thuật điều hoà không khí nguời ta phải cấp tuần hoàn cho hệ một lượng không khí có lưu lượng L (kg/s) ở trạng thái V(tV, jV) nào đó và lấy ra cũng lượng không khí như vậy nhưng ở trạng thái T(tT, jT). Như vậy lượng không khí này đã lấy đi từ phòng một lượng nhiệt bằng QT. Ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau: QT = Lq.(IT - IV) 4.1.2. Phương trình cân bằng ẩm Tương tự như trong hệ luôn luôn có các nhiễu loạn về ẩm sau: - Ẩm tỏa ra từ các nguồn bên trong hệ: ΣWtỏa - Ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che: ΣWtt Tổng hai thành phần trên gọi là ẩm thừa WT = ΣWtỏa + ΣWtt Để hệ cân bằng ẩm và có trạng thái không khí trong phòng không đổi T(tT, ϕT) nguời ta phải luôn luôn cung cấp cho hệ một lượng không khí có lưu lượng L (kg/s) ở trạng thái V(tV, ϕV). Như vậy lượng không khí này đã lấy đi từ phòng một lượng ẩm bằng WT.. Ta có phương trình cân bằng ẩm như sau: WT = LW.(dT - dV) * Phương trình cân bằng nồng độ chất độc hại (nếu có) Để khử các chất độc hại phát sinh ra trong phòng người ta thổi vào phòng lưu lượng gió Lz (kg/s) sao cho: Gđ = Lz.(zT - zV) , kg/s Gđ : Lưu lượng chất độc hại tỏa ra và thẩm thấu qua kết cấu bao che, kg/s ZT và Zv: Nồng độ theo khối lượng của chất độc hại của không khí cho phép trong phòng và thổi vào. Nhiệt thừa, ẩm thừa và lượng chất độc toả ra là cơ sở để xác định năng suất của các thiết bị xử lý không khí. Trong phần dưới đây chúng ta xác định hai thông số quan trọng nhất là tổng nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT. 4.2. Tính toán lượng nhiệt thừa Hiện nay có rất nhiều phương pháp tính nhiệt thừa và ẩm thừa khác nhau để xác định công suất lạnh yêu cầu. Em chọn phương pháp truyền thống vì phương pháp này tương đối đơn giản mà lại chính xác. Các bước chủ yếu của phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm truyền thống bao gồm các bước chủ yếu sau: Xác định các dòng nhiệt toả vào phòng từ các nguồn nhiệt khác nhau như do người, máy móc, rò lọt không khí, bức xạ mặt trời, truyền qua kết cấu bao che phương trình cân bằng nhiệt tổng quát: Qt = Qtoả + Qtt , kW Qt: Nhiệt thừa trong phòng , kW Qtoả : Nhiệt toả ra vào phòng , k W Qtt : Nhiệt truyền từ ngoài vào kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ . Nhiệt toả ra trong phòng Qtoả được tính theo công thức sau : Qtoả =Q1 + Q2 + Q3 + Q4+ Q5 + Q6+ Q7 , kW [Công thức 3.2-TL1] Trong đó: Q1: Nhiệt toả từ máy móc; Q2 : Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng; Q3 : Nhiệt toả từ người; Q4: Nhiệt toả từ bán thành phẩm; Q5: Nhiệt toả từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt; Q6: Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính; Q7: Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che; Nhiệt truyền bao gồm: Qtt= Q8+ Q9+ Q10+ Q11+ Qbs ,kW [Công thức 3.3-TL1] Trong đó: Q8: Nhiệt truyền do rò lọt không khí qua cửa; Q9: Nhiệt truyền qua vách; Q10: Nhiệt truyền qua trần; Q11: Nhiệt truyền qua nền; Qbs: Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách; 4.2.1. Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1 Nhiệt tỏa ra của mỏ hàn trong lắp ráp thiết bị điện tử: Q1 = Nđc . Kđt ,kW [Công thức 3.12-TL1] Trong đó: - Nđ : Công suất mỏ hàn điện Số lượng mỏ hàn mỗi tầng: Tầng 1 là 90 mỏ hàn Tầng 2 là 80 mỏ hàn Tầng 3 là 80 mỏ hàn Công suất mỗi mỏ hàn là 0,5 kW - Kđt : Hệ số đông thời Kđt = 0,2 Bảng 4.1 Nhiệt toả ra từ thiết bị điện Tầng Nđc [kW] Kđt Q1 [kW] Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 40 45 45 0,2 0,2 0,2 9 8 8 4.2.2. Nhiệt tỏa ra từ các đèn chiếu sáng Q2 Tổn thất do nguồn sáng nhân tạo , trong trường hợp này được tính theo công thức: Q2 = qs. Fs, W [Công thức 3.13-TL1] Trong đó: Fs - diện tích sàn nhà, m2 Fs = 924,75 m2 qs - Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m2 diện tích sàn, W/m2 Diện tích sàn cho khu vực lắp ráp đồ điện tử có thể chọn qs = 12 W/m2 Bảng 4.2 Nhiệt toả ra từ các đèn chiếu sáng Tầng Fs [m2] qs [W/m2] Q2 [W] Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 924 924 924 12 12 12 11088 11088 11088 4.2.3. Nhiệt do người tỏa ra Q3 Công thức tính nhiệt tỏa ra do người là: Q3 = n.q ,W [Công thức 3.15-TL1] q – nhiệt tỏa ra từ mỗi người tra theo bảng 1.3 lấy theo nhiệt tỏa ra của một người đàn ông dựa vào [Tài liệu 1-bảng 3.1- trang 104] nhiệt tỏa ra cho người làm việc ở lao động nhẹ lấy nhiệt độ phòng khoảng 200C ÷ 300C nên nhiệt tỏa của mỗi người lấy: q = 125W/người. n- số người có trong xí nghiệp điện tử tính dựa theo mật độ định hướng số mét vuông sàn cho mỗi người [Tài liệu 1-bảng 3.2- trang 104] đối với xí nghiệp điện tử mật độ ra vào là 10m2/ng tính chọn khoảng 100 người mỗi tầng, vậy tổng số người của cả tòa nhà: n = 300 người Bảng 4.3 Nhiệt do người tỏa ra Tầng n [người] q [W/người] Q2 [W] Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 120 100 100 125 125 125 15000 12500 12500 4.2.4. Nhiệt tỏa ra do bán thành phẩm Q4 Tổn thất nhiệt dạng này trong các xí nghiệp đồ điện tử không gian điều hoà thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm như tivi, đầu máy, đồ điện tử có nhiệt tỏa ra không đáng kể do vậy: Q4 = 0 4.2.5. Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5 Trong trung tâm đồ điện tử không đặt thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống dẫn có nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ không gian điều hoà. Q5 = 0 4.2.6. Nhiệt do bức xạ mặt trời qua kính vào phòng Q6 Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua cửa sổ kính là: Q6cửasổ = Isd.Fk.1.2.3.4 ,W [Công thức 3.18-TL1] Trong đó: Fk: Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán , m2 1: Hệ số trong suốt của cửa kính. Chọn kính 1 lớp 1 = 0,9 2: Hệ số bám bẩn. Chọn cửa kính 1 lớp đặt đứng 2 = 0,8 3: Hệ số khúc xạ. Cửa kính 1 lớp khung kim loại 3 = 0,79 4: Hệ số tán xạ do che nắng. Chọn kính khuyếch tán 4 = 0,7 Vậy nên : Q6 = Isd.Fk.0,9.0,8.0,79.0,7 = 0,398. Isd.Fk ; W Isd: Cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng ,phụ thuộc vào hướng địa lý, W/m2 Tra bảng 3.3[Tài liệu 1-trang 108], ta có: theo hướng đông tây Isd = 569 W/m2, theo hướng Bắc Isd=122 W/m2 theo hướng Nam Isd= 0 W/m2 Fk Diện tích cửa sổ kính của toàn bộ xí nghiệp phân bố trên 3 tầng theo 4 hướng (cửa sổ kính có kích thước 1,3 x 1,6m): Tầng 1: Fđông = 8,32 m2 Ftây = 8,32 m2 Fbắc = 16,64 m2 Fnam = 16,64 m2 Tầng 2: Fđông = 12,46 m2 Ftây = 8,32 m2 Fbắc = 16,64 m2 Fnam = 16,64 m2 Tầng 3: Fđông = 12,46 m2 Ftây = 8,32 m2 Fbắc = 16,64 m2 Fnam = 16,64 m2 Riêng ở tầng 1 có cửa ra vào bằng kính 1 lớp kích thước (2,8x3,4m) nằm hướng đông: 1: Hệ số trong suốt của cửa kính . Chọn kính 1 lớp 1 = 0,81 2: Hệ số bám bẩn . Chọn cửa kính 1 lớp đặt đứng 2 = 0,8 3: Hệ số khúc xạ . Cửa kính 1 lớp khung kim loại 3 = 0,75 4: Hệ số tán xạ do che nắng.Chọn kính khuyếch tán 4 = 0,2 Vậy nên : Q6cửađi = Isd.Fk.0,81.0,8.0,75.0,2 = 0,097. Isd.Fk ; W Tra bảng 3.3[Tài liệu 1-trang 108] , ta có: Theo hướng đông tây Isd = 569 W/m2 Fk Diện tích kính cửa đi là Fk = 9,52 m2 => Q6cửađi = 0,097. 569.9,52 = 525,4 W Vậy kết quả tính toán nguồn nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6 của cả xí nghiệp điện tử xem trong bảng dưới: Bảng 4.4 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6 [W] Tầng 1 Hướng Fk[m2] Isd[W/m2] Q6[W] Đông 8,32 9,52 569 569 1884 525,4 Tây 8,32 569 1884 Bắc 16,64 122 808 Nam 16,64 0 0 5101 Tầng 2 Đông 12,46 569 2822 Tây 8,32 569 1884 Bắc 16,64 122 808 Nam 16,64 0 0 5514 Tầng 3 Đông 12,46 569 2822 Tây 8,32 569 1884 Bắc 16,64 122 808 Nam 16,64 0 0 5514 4.2.7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu 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. Tòa nhà này thiết kế có mái trần bằng ở tầng 3. Ở 210 vĩ bắc (Hải dương) góc cao mặt trời vào khoảng 12 giờ trưa là khoảng 910 27’ góc phương vị tương đối nằm ngang có thể tính bằng công thức gần đúng: Q7=0,055.k7.F7.s.Is , W [Công thức 3.20-TL1] Trong đó : F7: Diện tích trần nhà tầng 3: F7 = 924 m2 k7: Hệ số truyền nhiệt qua trần mái bằng , W/m2 Tra bảng 4.9 [Tài liệu 1-trang 163]. Chọn trần bê tông dày 300 mm với vữa xi măng dày 25mm, lớp bitum 797 kg/m2, trần giả bằng gỗ dầy 12mm có lớp cách nhiệt bông khoáng 50mm. Theo bảng ta có k7 = 0,508 s: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che Tra bảng 4.10 [Tài liệu 1-trang 165] trần có lát gạch tráng men màu trắng có hệ số theo bảng là: s= 0,26 Is : Cường độ bức xạ mặt trời, W/m2 Tra bảng 3.3[Tài liệu 1-trang 108]: ta có Is=928 W/m2 Vậy nhiệt tỏa của kết cấu bao che chỉ có ở tầng 3 được tính như sau: => Q7 = 0,055. 0,508 . 924 . 0,26 . 928 = 6202W = 6,2 kW 4.2.8. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q8 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt vào: Q8=Q8h + Q8a , W Trong đó : Q8h : Nhiệt hiện do gió lọt mang vào , W Q8a : Nhiệt ẩn do gió lọt mang vào , W Các không gian điều hoà luôn luôn được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp cho phòng nhằm tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí qua khe cửa sổ , cửa ra vào và khi mở cửa do người ra vào. Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn . Khí lạnh có xu hướng thoát ra ở phía dưới cửa và khí nóng ngoài trời lọt vào phía trên cửa Nhiệt hiện do gió lọt mang vào Q8h : Q8h = 0,39. . V.(tN – tT ) , W [Công thức 4.23a-TL1] Trong đó : tN: Nhiệt độ không khí bên ngoài , oC tT: Nhiệt độ không khí bên trong , oC : Hệ số kinh nghiệm Tra bảng 4.20 [Tài liệu1-trang177] Hệ số kinh nghiệm ξ Thể tích V, m3 < 500 500 1000 1500 2000 2500 > 3000 ξ 0,7 0,6 0,55 0,5 0,42 0,4 0,35 V: Thể tích phòng V = 3696m3 nên chọn = 0,35 Nhiệt ẩn do gió lọt mang vào Q8a Q8a = 0,84 . . V.(dN – dT ) , W [Công thức 4.23b-TL1] dN: ẩm dung của không khí bên ngoài , g/kg dT: ẩm dung của không khí bên trong , g/kg : Hệ số kinh ngiệm Tra bảng 4.20 [Tài liệu1-trang177] Ngoài ra ở tầng 1 số người ra vào nhiều, cửa đóng mở nhiều lần phải bổ sung thêm nhiệt hiện và ẩn sau: Qbsh = 1,23 . Lbs . (tN – tT) ,W Qbsâ = 3 . Lbs . (tN – tT) ,W Bảng 4.5 Nhiệt truyền do rò lọt không khí qua cửa Q8[W] Tầng V[m3] tN–tT [oC] dN–dT [g/kg] Q8h [W] Q8a [W] Q8 [W] 1 3696 0,35 6,3 7,5 3178 8149 11327 2 3696 0,35 6,3 7,5 3178 8149 11327 3 3696 0,35 6,3 7,5 3178 8149 11327 4.2.9. Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong nhà được tính theo biểu thức: Q9 = åki . Fi . Dti ,kW [Công thức 3.23-TL1] Trong đó : -ki : Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i , W/m2k -Fi : Diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i , m2 -ti : Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i , K Trong đó vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời t = tN – tT = 32,3 – 26 = 6,3 K a. Nhiệt thẩm thấu qua tường bao Q91 = k91.F91. t91 , W Trong đó: -F9 : Diện tích tường bao (không tính diện tích cửa kính và cửa ra vào): Tầng 1: Hướng đông F9Đ = 79,2 – 8.32 – 9.52 = 61,63 m2 Hướng tây F9T = 52,8 – 8,32 = 44,48 m2 Hướng bắc F9B = 120 – 16.64 = 103,36 m2 Hướng nam F9N = 120 – 16.64 = 103,36 m2 => F91 = 61,63 + 44,48 + 103,36 + 103,36 = 312,8 m2 Tầng 2: Hướng đông F9Đ = 79,2 – 12,48 = 66,72 m2 Hướng tây F9T = 52,8 – 8,32 = 44,48 m2 Hướng bắc F9B = 120 – 16.64 = 103,36 m2 Hướng nam F9N = 120 – 16.64 = 103,36 m2 => F91 = 66,72 + 44,48 + 103,36 + 103,36 = 317,9 m2 Tầng 3: Hướng đông F9Đ = 79,2 – 12,48 = 66,72 m2 Hướng tây F9T = 52,8 – 8,32 = 44,48 m2 Hướng bắc F9B = 120 – 16.64 = 103,36 m2 Hướng nam F9N = 120 – 16.64 = 103,36 m2 => F91 = 66,72 + 44,48 + 103,36 + 103,36 = 317,9 m2 -t91 : Hiệu nhiệt độ trong và ngoài . t91= 6,3 K - k91 : Hệ số truyền nhiệt tường bao ,W/m2k Tường bao chọn gạch xây dựng 300 mm có trát vữa Tra bảng 3.4[Tài liệu 1-trang 110] : k91 = 1,25 W/m2k b. Nhiệt thẩm thấu qua cửa đi Q92 , W Q92 = k92 . F92. t92 , W Trong đó : -F92: Diện tích cửa đi: có một cửa ra vào F92 = 9,52 m2 -t92: Hiệu nhiệt độ trong phòng và không khí ngoài t92 = 6,3 K -K92 : Hệ số truyền nhiệt cửa đi , W/m2k Chọn cửa đi bằng kính có chiều dày 300mm 1lớp Tra bảng 3.4[Tài liệu 1-trang 110] : ta có k91 = 2,84 W/m2k c. Nhiệt thẩm thấu qua cửa sổ kính Q93 , W Q93 = k93 . F93. t93 , W Trong đó : -F93: Diện tích cửa sổ kính ,m2 Tầng 1: Fđông = 8,32 m2 Ftây = 8.32 m2 Fbắc = 16,64 m2 Fnam = 16,64 m2 => F93 = 49,6 m2 Tầng 2: Fđông = 12,48 m2 Ftây = 8.32 m2 Fbắc = 16,64 m2 Fnam = 16,64 m2 => F93 = 53,76 m2 Tầng 3: Fđông = 12,48 m2 Ftây = 8.32 m2 Fbắc = 16,64 m2 Fnam = 16,64 m2 => F93 = 53,76 m2 -t93: Hiệu nhiệt độ trong phòng và không khí ngoài t93 = 6,3 K -K93: Hệ số truyền nhiệt cửa sổ kính ,W/m2k Chọn chiều dầy cửa kính sổ 5 mm 1 lớp Tra bảng 3.4 [Tài liệu 1-trang 110]: ta có k93 = 6,12 W/m2k Bảng 4.6 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 Tầng F91[m2] k91[W/m2k] t91[K] Q9[W] 1 312,8 9,52 49,6 1,25 2,84 6,12 6,3 6,3 6,3 2463 170 1912 4545 2 317,9 53,76 1,25 6,12 6,3 6,3 2503 2072 4575 3 317,9 53,76 1,25 6,12 6,3 6,3 2503 2072 4575 4.2.10 Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 Theo công thức tính nhiệt truyền qua trần , ta có Q10 = k10.F10.t10 , W [Công thức 3.23-TL1] Trong đó : F10: Diện tích trần , m2 t10: Hiệu nhiệt độ giữa tầng trên và không khí ngoài t10 = (32,3 - 26) = 6,3 K Khi trần có không gian đệm: t10= 0,7 (tN - tT ) = 0,7 (32,3 – 26) = 4,41 K K10 : Hệ số truyền nhiệt trần , W/m2k Trang bảng 4.9 [Tài liệu 1-trang 163] Chọn trần bê tông dày 300 mm với vữa xi măng dày 25mm, lớp bitum 797 kg/m2 , trần giả bằng gỗ dầy 12mm có lớp cách nhiệt bông khoáng 50mm. Theo bảng ta có k10 = 0,508 Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 chỉ có ở tầng 3 như sau: Q10 = 0,508 . 924. 6,3 = 2957 W = 2,9 kW 4.2.11 Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 Biểu thức tính thẩm thấu nền tính theo công thức trên: Q11 = (k1.F1 + k2.F2 + k3.F3 + k4.F4) . Dt11 ,W [Công thức 3.24-TL1] Trong đó: - Hiệu nhiệt độ Dt11 = (tN - tT ) = (32,3 – 26) = 6,3 K - Hệ số truyền nhiệt k , W/m2K Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2m tính từ ngoài vào trong phòng với hệ số truyền nhiệt quy ước thơ từng dải cụ thể: Dải 1 rộng 2m theo chu vi buồng với k1 = 0,47 W/m2K Dải 2 rộng 2m theo chu vi buồng với k2 = 0,23 W/m2K Dải 3 rộng 2m theo chu vi buồng với k3 = 0,12 W/m2K Dải 4 rộng 2m theo chu vi buồng với k4 = 0,07 W/m2K - Diện tích của nền xí nghiệp cần điều hòa: F1 = 2 . (30 + 26,4 + 4,8 + 30 + 15,2) = 212,8 m2 F2 = 2 . [(30 - 4 ) + (26,4 – 4) + (4,8 – 4) + (30 – 2) + 15,2] = 184,8 m2 F3 = 2 . [(30 - 6 ) + (19,8 – 4) + (30 – 4) + 17,2] = 166 m2 F4 = (26,4 - 12) . (37,5 - 12) = 367,2 m2 Vậy nhiệt thẩm thấu qua nền của tầng 1 là: Q11 = (0,47. 212,8 + 0,23. 184,8 + 0,12. 166 + 0,07. 367,2) . 6,3 = 1185 W = 1,2 kW 4.2.12. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Qbs Tính theo công thức: Qbs =(12%).(H- 4).Q9 + (510%).(FĐ+FT).Q9/ F , kW [Công thức 3.25-TL1] Trong đó : H : Chiều cao của toà nhà (không gian điều hoà) H = 14,4m FĐ - Diện tích bề mặt vách hướng đông của không gian điều hòa FĐ = 432 m2 FT - Diện tích bề mặt vách hướng tây của không gian điều hòa FT = 190,08 m2 F – Diện tích tổng vách bao của không gian điều hoà F = 1702,1 m2 Q9 – Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 = 13,5 kW Vậy : Qbs = 0,02.(14,4 - 4) . 13,5 + 0,08. (432+ 190,08). 13,5 / 1702,1 = 2,954 kW Lượng nhiệt bổ sung này chỉ bị ảnh hưởng ở tầng 2 và tầng 3: Bảng 4.7 Lượng nhiệt bổ sung: Tầng Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 Qbs [kW] 0 1,477 1,477 4.2.13. Kiểm tra đọng sương trên vách Hiện tượng đọng sương xảy ra khi nhiệt độ của 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 gây ra và ảnh hưởng nghiêm trọng tới kết cấu xây dựng. Vì vậy để tránh hiện tượng đọng sương 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 nhệt độ và độ ẩm của các phòng là như nhau nên kiểm tra sự đọng sương trên vách chung cho tất cả các phòng. Vì vậy để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kT của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax Điều kiện không đọng sương : kT kmax [Công thức 3. 26-TL1] Mùa hè : kmax = W/ m2.K [Công thức 3.27-TL1] Trong đó : - Là hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà : = 20W/m2K nếu bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời tT : Là giá trị nhiệt độ trong nhà tT = 260C tN : Là giá trị nhiệt độ ngoài nhà tT = 32,30C : Là nhiệt độ đọng sương bên ngoài, xác định theo tN , mùa hè nhiệt độ đọng sương được xác định theo tN , mùa hè khi không có không gian đệm Mùa hè: (tN, ) = (32,3 0C ; 69%) Từ các thống số trên dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng sương tương ứng là : = 27oC Khi không có không gian đệm . kmax= 20. = 16,82 W/m2k Như vậy ta thấy: ktrần = 0,508 W/m2k < kmax ktường = 1,25 W/m2k < kmax knền = 1,88 W/m2k < kmax kcửađi = 2,84W/m2k < kmax kcửasổ = 6,12 W/m2k < kmax Như vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương. 4.2.14. Tổng Lượng nhiệt thừa là Tổng lượng nhiệt thừa của tòa nhà là: QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 + Qbs Lượng nhiệt thừa của tầng 1: QT1 = 9 + 11,08 + 15 + 5,1 + 11,3 + 4,54 + 1,2 = 57,32 [kW] Lượng nhiệt thừa của tầng 2: QT2 = 8 + 11,08 + 12,5 + 5,5 + 11,3 + 4,57 + 1,477 = 54,427 [kW] Lượng nhiệt thừa của tầng 3: QT3 = 8 + 11,08 + 12,5 + 5,5 + 6,2 + 11,3 + 4,57 + 2,9 + 1,477 = 63,527 [kW] Bảng 4.7 Tổng lượng nhiệt thừa mỗi tầng: Tầng QT[kW] 1 57,32 2 54,427 3 63,527 4.3 Tính toán lượng ẩm thừa: Ẩm thừa trong không gian điều hoà gồm các phần chính : WT=W1 + W2+ W3+ W4 , kg/h [Công thức 3.29-TL1] Trong đó : W1: Lượng ẩm do người toả ra , kg/h W2 : Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm , kg/h W3 : Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm , kg/h W4: Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị , kg/h Do hầu như không có bán thành phẩm nào mang ẩm đáng kể ,không có các thiết bị sinh hơi , lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm là không có ,lượng ẩm từ thiết bị là không có nên các lượng ẩm này có thể bỏ qua . Như vậy lượng ẩm thừa chỉ còn lại thành phần chính là lượng ẩm do người toả ra do đó WT = W1 Lượng ẩm do người tỏa ra W1: WT = W1 = n.qn , kg/h [Công thức 3.30-TL1] Trong đó : n: Số người trong phòng điều hoà Tầng1 : n = 120 người Tầng2 : n = 100 người Tầng3 : n = 100 người qn: Lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian , kg/h Tra bảng 3.5 [Tài liệu 1-trang 117] Chọn trạng thái lao động nhẹ nhiệt độ phòng 26 0C có: qn = 0,115 kg/h.người Kết quả tính lượng ẩm thừa của từng tầng như sau: Tầng 1: W1 = 120 . 0,115 = 13,8 kg/h Tầng 2: W1 = 100 . 0,115 = 11,5 kg/h Tầng 2: W1 = 100 . 0,115 = 11,5 kg/h Bảng 4.7 Tổng lượng ẩm thừa mỗi tầng: Tầng QW[kg/h] 1 13,8 2 11,5 3 11,5 Chương5 TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ THEO ĐỒ THỊ I-d 5.1. Điều kiện thành lập sơ đồ điều hòa Thành lập sơ đồ điều hòa không khí là xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I-d nhằm mục đích xác định các khâu cần xử lý và năng suất của nó để đạt được trạ