Đồ án Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho Trung tâm Điều hành bưu chính viễn thông – Hà Tĩnh

y 15mm, làm tường bao giữa môi trường bên trong nhà và không khí ngoài trời, có hệ số dẫn nhiệt = 0,76 W/m.K, theo bảng 4.11. [1] có hệ số truyền nhiệt: k3k = = 4,89 W/m2K Dựa vào bản vẽ mặt bằng ta thấy cấu trúc cửa kính của tầng 1 là khác do với các tầng từ tầng 2 á 6, để thuận tiện ta tính riêng nhiệt thẩm thấu qua kính của tầng 1. Cửa kính ở tầng 1 có chiều cao là 2,8 m. Từ tầng 2 trở lên ta chỉ tính nhiệt thẩm thấu qua kính với vai trò là tường bao, tầng 7 không có cửa kính. Bảng 3.18. Nhiệt thẩm thấu qua kính tầng 1 mùa hè, Q9,kính Phòng k1k W/m2K k2k W/m2K k3k W/m2K Fk1 m2 Fk2 m Fk3 m2 tN K tĐ K Q9,kính W R1 4,27 3,17 4,89 0 0 12,8 8,9 5 435,2 R2 4,27 3,17 4,89 7,84 7,84 2,6 8,9 5 509,2 R3 4,27 3,17 4,89 0 0 12,8 8,9 5 435,2 R4 4,27 3,17 4,89 4,2 0 0 8,9 5 159,6 R5 4,27 3,17 4,89 7,84 0 0 8,9 5 297,9 R6 4,27 3,17 4,89 4,2 0 0 8,9 5 159,6 Q9,kính = 1996,8 W Bảng 3.19. Nhiệt thẩm thấu qua kính tầng 1 mùa đông, Q9,kính Phòng k1k W/m2K k2k W/m2K k3k W/m2K Fk1 m2 Fk2 m Fk3 m2 tN K tĐ K Q9,kính W R1 4,27 3,17 4,89 0 0 12,8 -4,3 -2 -384,5 R2 4,27 3,17 4,89 7,84 7,84 2,6 -4,3 -2 -87,6 R3 4,27 3,17 4,89 0 0 12,8 -4,3 -2 -384,5 R4 4,27 3,17 4,89 4,2 0 0 -4,3 -2 -398,2 R5 4,27 3,17 4,89 7,84 0 0 -4,3 -2 -70,4 R6 4,27 3,17 4,89 4,2 0 0 -4,3 -2 -398,2 Q9,kính = - 954,4 W Bảng 3.20. Nhiệt thẩm thấu qua kính tầng 2 á 6 mùa hè, Q9,kính Tầng Phòng k3k, W/m2K Fk3, m2 tĐ, K tĐ, K Q9,kính, W 2 R1 4,89 21,5 8,9 5 935,7 R2 4,89 4,5 8,9 5 195,8 R3 4,89 21,5 8,9 5 935,7 R4 4,89 25 8,9 5 1088,0 R5 4,89 4,5 8,9 5 195,8 R6 4,89 21,5 8,9 5 935,7 3 á 5 R1 4,89 15,25 8,9 5 663,7 R2 4,89 4,5 8,9 5 195,8 R3 4,89 15,25 8,9 5 663,7 R4 4,89 15,25 8,9 5 663,7 R5 4,89 2,5 8,9 5 108,8 R6 4,89 15,25 8,9 5 663,7 6 R1 4,89 28 8,9 5 1218,6 R2 4,89 8 8,9 5 348,2 R3 4,89 28 8,9 5 1218,6 R4 4,89 28 8,9 5 1218,6 R5 4,89 8 8,9 5 348,2 R6 4,89 28 8,9 5 1218,6 Bảng 3.21. Nhiệt thẩm thấu qua kính mùa hè, Q9,kính Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 435,2 509,2 435,2 159,6 297,9 159,6 2 935,7 195,8 935,7 1088,0 195,8 935,7 3 á5 663,7 195,8 663,7 663,7 108,8 663,7 6 1218,6 348,2 1218,6 1218,6 348,2 1218,6 7 - 0 - - - - Q9,kính = 20732,6W Như vậy, nhiệt thẩm thấu qua kính, mùa hè là: Q9,kính = 20732,6 W. Bảng 3.22: Nhiệt thẩm thấu qua kính tầng 2 á 6 mùa đông, Q9,kính Tầng Phòng k3k, W/m2K Fk3, m2 tĐ, K tĐ, K Q9,kính, W 2 R1 4,89 21,5 -4,3 -2 -452,1 R2 4,89 4,5 -4,3 -2 -94,6 R3 4,89 21,5 -4,3 -2 -452,1 R4 4,89 25 -4,3 -2 -525,7 R5 4,89 4,5 -4,3 -2 -94,6 R6 4,89 21,5 -4,3 -2 -452,1 3 á5 R1 4,89 15,25 -4,3 -2 -320,7 R2 4,89 4,5 -4,3 -2 -94,6 R3 4,89 15,25 -4,3 -2 -320,7 R4 4,89 15,25 -4,3 -2 -320,7 R5 4,89 2,5 -4,3 -2 -52,6 R6 4,89 15,25 -4,3 -2 -320,7 6 R1 4,89 28 -4,3 -2 -588,8 R2 4,89 8 -4,3 -2 -168,2 R3 4,89 28 -4,3 -2 -588,8 R4 4,89 28 -4,3 -2 -588,8 R5 4,89 8 -4,3 -2 -168,2 R6 4,89 28 -4,3 -2 -588,8 Bảng 3.23. Nhiệt thẩm thấu qua kính mùa đông, Q9,kính Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 -210,3 -235,7 -210,3 -77,1 -144,0 -77,1 2 -452,1 -94,6 -452,1 -525,7 -94,6 -452,1 3 á5 -320,7 -94,6 -320,7 -320,7 -52,6 -320,7 6 -588,8 -168,2 -588,8 -588,8 -168,2 -588,8 7 - 0 - - 0 - Q9,kính = - 10006,6 W Như vậy, nhiệt thẩm thấu qua kính, mùa đông là: Q9,kính = - 10006,6 W. Từ bảng 3.14 á 3.23 ta có giá trị của nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 được thể hiện qua bảng sau: Bảng 3.24. Nhiệt thẩm thấu qua vách mùa hè, Q9, W Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 1296,1 690,6 1296,1 1038,4 513,5 1038,4 2 1322,8 589,8 1322,8 1422,4 589,8 1322,8 3 1234,4 335,2 1234,4 1234,4 248,2 1234,4 4 1346,9 364,6 1346,9 1346,9 267,2 1346,9 5 1346,9 364,6 1346,9 1346,9 267,2 1346,9 6 1457,5 503,8 1457,5 1457,5 503,8 1457,5 7 - 1398,4 - - 1587,8 - Q9 = 39827,7 W Bảng 3.25. Nhiệt thẩm thấu qua vách mùa đông, Q9, W Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 - 854,4 -182,3 - 854,4 - 941,6 -187,3 - 868,1 2 - 499,0 - 271,4 - 499,0 - 473,5 - 229,3 - 499,0 3 - 855,8 - 224,0 - 855,8 - 855,8 - 224,0 -855,8 4 -1352,4 - 398,5 -1352,4 -1352,4 -398,5 -1352,4 5 -1352,4 - 398,5 -1352,4 -1352,4 -398,5 -1352,4 6 - 695,8 - 230,5 - 695,8 - 695,8 - 230,5 - 695,8 7 - - 675,7 - - -767,2 - Q9 = - 20437,7W 3.1.2.2. Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 Nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định giống như nhiệt thẩm thấu qua vách: , W - : hệ số dẫn nhiệt qua trần. Theo kết quả tính toán trong phần tính Q7 ta có: = 0,905 W/m2.K - : diện tích trần, bằng diện tích sàn, m2 - : độ chênh nhiệt độ giữa không gian trong và ngoài nhà, K ,hè = 33,9 - 25 = 8,9 K ,đông = 15,7 - 20 = - 4,3 K Nhiệt thẩm thấu qua trần được tính cho các phòng R61, R63, R64, R66 và R72, R75. Bảng 3.26. Nhiệt thẩm thấu qua trần, mùa hè, Q10, W Tầng Phòng k, W/m2K F, m2 Dt, K , W 6 R1 0,905 42 8,9 338,28 R3 0,905 42 8,9 338,28 R4 0,905 42 8,9 338,28 R6 0,905 42 8,9 338,28 7 R2 0,905 38,6 8,9 310,9 R5 0,905 37,6 8,9 302,84 Q10 = 1966 W Như vậy nhiệt thẩm thấu qua trần mùa hè là: Q10 = 1966 W Bảng 3.27. Nhiệt thẩm thấu qua trần, mùa đông, Q10 , W Tầng Phòng k, W/m2K F, m2 Dt, K , W 6 R1 0,905 42 - 4,3 -163,44 R3 0,905 42 - 4,3 -163,44 R4 0,905 42 - 4,3 -163,44 R6 0,905 42 - 4,3 -163,44 7 R2 0,905 38,6 - 4,3 -150,21 R5 0,905 37,6 - 4,3 -146,32 Q10 = - 950,3 W Như vậy nhiệt thẩm thấu qua trần mùa hè là: Q10 = - 950,3 W 3.1.2.3. Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 Nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định theo công thức: , W - : diện tích sàn, m2 - : hệ số truyền nhiệt của sàn, W/m2.K. Giả thiết sàn có lớp bê tông dầy 200 mm có trát và lát, theo bảng 3.4. [1] lấy định hướng bằng k = 1,88 W/m2K. - : độ chênh nhiệt độ; + Nếu dưới sàn là tầng hầm (không gian đệm) thì: = 0,7.(tN - tT) = 0,7.(33,9 - 25) = 6,23 K, đối với mùa hè = 0,7.(tN - tT) = 0,7.(15,7 - 20) = - 3,01 K, đối với mùa đông + Nếu dưới sàn là không gian có điều hoà không khí thì: = 0. Nhiệt thẩm thấu qua nền của công trình chỉ tính cho tầng 1, phía dưới có tầng hầm. Bảng 3.28. Nhiệt thẩm thấu qua nền mùa hè, Q11, W Tầng Phòng k, W/m2K F, m2 Dt, K , W 1 R1 1,88 51 6,23 597,3 R2 1,88 40 6,23 468,5 R3 1,88 51 6,23 597,3 R4 1,88 42 6,23 491,9 R5 1,88 32 6,23 374,8 R6 1,88 42 6,23 491,9 Q11 = 3021,8 W Như vậy, nhiệt thẩm thấu qua nền mùa hè Q11 = 3021,8 W Bảng 3.29. Nhiệt thẩm thấu qua nền mùa đông, Q11, W Tầng Phòng k, W/m2K F, m2 Dt, K , W 1 R1 1,88 51 -3,01 -288,6 R2 1,88 40 -3,01 -226,4 R3 1,88 51 -3,01 -288,6 R4 1,88 42 -3,01 -237,6 R5 1,88 32 -3,01 -181,0 R6 1,88 42 -3,01 -237,6 Q11 = - 20436,8 W Như vậy, nhiệt thẩm thấu qua nền mùa đông Q11 = - 20436,8 W. 3.1.2.4. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Qbs - Các tính toán tổn thất nhiệt qua vách Q9 ở mục 3.1.2.1 chưa tính đến ảnh hưởng của gió khi công trình có độ cao lớn hơn 4 m, vì ở trên cao aN tăng làm cho k tăng và Q9 tăng. Để bổ sung tổn thất do gió, cứ từ mét thứ 5 trở đi lấy tổn thất Q9 tăng thêm từ 1 đến 2% nhưng toàn bộ không quá 15%. - Bổ sung khác cho Q9 là đối với các vách hướng Đông, Đông – Nam và hướng Tây. Vì trong mục 3.1.1.7 khi tính Q7 mới chỉ tính cho mái (trần) mà không tính cho vách đứng nên chúng ta cần tính bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời cho vách đướng hướng Đông, Đông – Nam và hướng Tây. ở vách hướng Đông và Đông – Nam, bức xạ mặt trời lên vách mạnh nhất vào lúc 8 đến 9 giờ và ở vách hướng Tây từ 16 đến 17 giờ. Tuy không đồng thời nhưng vẫn tính bổ sung từ 5 đến 10%. Nhưng do đặc điểm của công trình này là toàn bộ vách đứng của công trình đều là kính và ta đã tính nhiệt bức xạ do mặt trời qua toàn bộ diện tích kính này nên khi tính lượng nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q7 ta chỉ tính cho mái. Vì vậy, không cần bổ sung lượng nhiệt thừa này. Lượng nhiệt tổn thất bổ sung được xác định theo công thức (3.25). [1]: Qbs = 1%.(h – 4).Q9,W Trong đó: h – Chiều cao phòng điều hoà, m. ở đây ta thấy tầng 1 có chiều cao dưới 4 m, vì vậy ta chỉ tính Qbs do hướng vách, từ tầng 2 trở lên. Dựa vào bảng3.24 và 3.25 tính Q9 ta tính được nhiệt bổ sung cho công trình như sau: Bảng 3.30. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách,mùa hè, Qbs, W Tầng h, m R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 3,6 0 0 0 0 0 0 2 7,2 42,3 18,9 42,3 45,5 18,9 42,3 3 10,8 83,9 22,8 83,9 83,9 16,9 83,9 4 14,4 140,1 37,9 140,1 140,1 27,8 140,1 5 18 188,6 51,0 188,6 188,6 37,4 188,6 6 21,6 256,5 88,7 256,5 256,5 88,7 256,5 7 25,2 - 296,5 - - 336,6 - Bảng 3.31. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách, mùa đông, Qbs, W Tầng h, m R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 3,6 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 2 7,2 -16,0 -8,7 -16,0 -15,2 -7,3 -16,0 3 10,8 -58,2 -15,2 -58,2 -58,2 -15,2 -58,2 4 14,4 -140,7 -41,4 -140,7 -140,7 -41,4 -140,7 5 18 -189,3 -55,8 -189,3 -189,3 -55,8 -189,3 6 21.6 -125,2 -41,5 -125,2 -125,2 -41,5 -125,2 7 25,2 - -148,6 - - -168,8 - Dựa vào kết quả tính nhiệt thẩm thấu từ 3.14 đến 3.31, ta có nhiệt tổn thất do quá trình thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che, có tính đến cả Qbs được thể hiện trong bảng 3.32 và 3.33. Bảng 3.32. Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ của các phòng ở các tầng mùa hè, Qtt, W Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 1893,4 1159,1 1893,4 1530,4 888,3 1530,4 2 1322,8 589,8 1322,8 1422,4 589,8 1322,8 3 1234,4 335,2 1234,4 1234,4 248,2 1234,4 4 1234,4 335,2 1234,4 1234,4 248,2 1234,4 5 1234,4 335,2 1234,4 1234,4 248,2 1234,4 6 1663,2 503,8 1663,1 1663,1 503,8 1663,1 7 - 1587,4 - - 1771,9 - Qtt = 43047,7 W Bảng 3.33. Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ của các phòng ở các tầng mùa đông, Qtt, W Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 -901,2 -549,7 -901,2 -730,8 -417,7 -730,8 2 -630,4 -271,4 -630,4 -678,5 -271,4 -630,4 3 -587,7 -150,4 -587,7 -587,7 -108,3 -587,7 4 -587,7 -150,4 -587,7 -587,7 -108,3 -587,7 5 -587,7 -150,4 -587,7 -587,7 -108,3 -587,7 6 -795,1 -230,5 -795,1 -795,1 -230,5 -795,1 7 - -766,9 - - -856,1 - Qtt = - 20436,7W 3.1.3. Tổng nhiệt thừa của công trình Do trong thực tế nhiệt độ môi trường bên ngoài luôn luôn thay đổi có tính chu kỳ theo ngày, tháng, mùa và năm. Vì vậy, việc xác định nhiệt thừa rất khó xác định chính xác. Để tìm ra lượng nhiệt thừa tối cao có thể xuất hiện vào tải lạnh (tải nhiệt) cũng như đảm bảo quá trình hoạt động của máy móc được an toàn và tính đến khả năng dự phòng (máy bị hỏng, dừng máy để thay thế…) ta cần phải sử dụng hệ số an toàn: K = 1,1. Khi đó, nguồn nhiệt thừa ở phòng y, tầng x được xác định theo công thức: QxyT = (Qtỏaxy + Qttxy). K Ví dụ tính toán cho phòng cụ thể: + Phòng 2 tầng 1 có tổng nhiệt thừa là: Q12T, hè = (4124,72 + 1159,13). 1,1 = 5812,24 W Q12T, đông = (2391,4 – 540,70). 1,1 = 2025,87 W + Phòng 5 tầng 7 có tổng nhiệt thừa là: Q75T, hè = (4134,76 + 1771,90). 1,1 = 6243,29 W Q75T, đông = (1453,96 - 856,09). 1,1 = 472,01W Bảng 3.34. Tổng nhiệt thừa của công trình mùa hè, QT, W Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 7913,65 5812,24 7913,65 6783,58 4713,03 6783,58 2 7537,43 5248,49 7537,43 7390,17 4973,49 7287,43 3 6802,04 4697,78 6802,04 6802,04 4133,52 6802,04 4 6970,71 4746,79 6970,71 6970,71 4166,40 6970,71 5 7019,20 4761,23 7019,20 7019,20 4176,98 7019,20 6 8609,97 5631,44 8609,97 8381,33 5631,44 8609,97 7 - 6092,41 - - 6243,29 - QT = 242218,879 W Tổng nhiệt thừa của công trình mùa hè có tính đến dự phòng là: QT = 242218,79 W. Bảng 3.35. Tổng nhiệt thừa của công trình mùa đông, QT, W Tầng R1 R2 R3 R4 R5 R6 1 2157,10 2025,87 2157,10 1835,86 1667,00 1835,86 2 2203,67 2097,92 2203,67 1876,65 1824,40 1928,67 3 2419,59 1948,85 2419,59 2419,59 1527,61 2419,59 4 2328,88 1920,01 2328,88 2328,88 1498,77 2328,88 5 2275,33 1904,23 2275,33 2275,33 1482,99 2275,33 6 1649,90 1849,63 1649,90 1649,90 1849,63 1649,90 7 - 594,53 - - 472,01 - QT = 73556,84 W Tổng nhiệt thừa của công trình mùa đông có tính đến dự phòng là: QT = 73556,84 W. 3.2. Tính toán lượng ẩm thừa WT Lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà được xác định theo công thức (3.29). [1]: WT = W1 + W2 + W3 + W4, kg/s 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. Khi phòng điều hoà có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời, ngoài dòng nhiệt còn có một dòng ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che vào phòng nhưng được coi là không đáng kể. 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 rất bé cũng coi như bỏ qua hoặc tính vào phần cung cấp khí tươi. Do trong nhà không có bán thành phẩm mang vào, không có các thiết bị sinh hơi, các phòng được điều hoà có sàn khô.sàn ẩm chỉ ở các nhà vệ sinh với miệng hút riêng nên các thành phần W2,W3, W4 có thể bỏ qua. Như vậy lượng ẩm thừa chỉ còn lại thành phần chủ yếu là W1, lượng ẩm thừa do người toả ra, kg/s. Hay WT = W1. Lượng ẩm thừa do người toả ra được xác định theo biểu thức (3.30). [1] W1 = n. gn, kg/s Trong đó: + n – số người trong phòng điều hoà; + gn – lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/s. Cũng giống như toả nhiệt, lượng ẩm toả ra từ con người cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm môi trường, cường độ lao động, lứa tuổi, giới tính…gn được xác định theo bảng 3.5.[1]: - Mùa hè: tT = 250C, gn = 185 g/h người - Mùa đông: tT = 200C, gn = 140 g/h người Do trong quá trình tính toán nhiệt toả ta chỉ tính nhiẹt toả do người mà bỏ qua các nguồn toả ẩm khác nên ta cần tính toán thêm lượng ẩm bổ sung cho công trình với hệ số bổ sung ẩm là: kw = 1,2. Khi đó lượng ẩm toả ra của công trình được xác định theo công thức: W1 = kw. n. gn = 1,2. n. gn, kg/h Bảng 3.36. Lượng ẩm tỏa ra của công trình Tầng Phòng n gn, g/h người W, kg/h Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông 1 R1 6 185 140 1,33 1,01 R2 5 185 140 2,22 1,68 R3 6 185 140 1,33 1,01 R4 5 185 140 1,11 0,84 R5 4 185 140 0,89 0,67 R6 5 185 140 1,11 0,84 2 R1 5 185 140 2,22 1,68 R2 4 185 140 1,78 1,34 R3 5 185 140 1,11 0,84 R4 5 185 140 1,11 0,84 R5 4 185 140 0,89 0,67 R6 5 185 140 1,11 0,84 3 á 5 R1 6 185 140 1,33 1,01 R2 4 185 140 0,89 0,67 R3 6 185 140 1,33 1,01 R4 6 185 140 1,33 1,01 R5 3 185 140 0,22 0,17 R6 6 185 140 1,33 1,01 6 R1 5 185 140 0,22 0,84 R2 4 185 140 1,33 0,67 R3 5 185 140 2,22 0,84 R4 5 185 140 1,78 0,84 R5 4 185 140 2,22 0,67 R6 5 185 140 2,22 0,84 7 R2 3 185 140 1,78 0,50 R5 3 185 140 2,22 0,50 WT,hè = 49,28 kg/h WT,đông = 32,59 kg/h Lượng ẩm thừa tỏa ra mùa hè của công trình là: WT,hè = 49,28 kg/h; Lượng ẩm thừa tỏa ra mùa đông của công trình là: WT,đông = 32,59 kg/h. 3.3. Kiểm tra đọng sương trên vách Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường nhiệt độ trên vách bao che, hiện tượng đọng sương sẽ xảy ra khi nhiệt độ vách bé hơn nhiệt độ đọng sương của không khí. Hiện tượng đọng sương trên vách không những làm tăng tổn thất nhiệt, tăng tải lạnh yêu cầu mà còn làm mất mỹ quan do ẩm ướt, nấm mốc gây ra. Có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới tuổi thọ của các kết cấu xây dựng công trình. Vì vậy, để tránh xảy ra hiện tượng này chúng ta cần kiểm tra xem các kết cấu bao che có đảm bảo không bị đọng sương hay không và còn có biện pháp khắc phục. Do ta chọn nhiệt độ, độ ẩm trong nhà là như nhau nên ta sẽ kiểm tra 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 về mùa hè là bề mặt vách ngoài nhà và về mùa đông là bề mặt vách phía trong nhà. ở đây ta chỉ tính cho trường hợp mùa hè (lý do đuợc trình bày ở chương IV) mặt vách phía ngoài nhà. Mật độ dòng nhiệt qua vách được tính theo công thức: tN tw1 tw2 tT q aN, jN aT, jT q = k.(tN – tT) = an.( tN- tW1) Hình 3.1. Truyền nhiệt qua vách phẳng ị k = , W/m2K Ta thấy nhiệt độ vách (tW) 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: + k < kmax thì vách không xảy ra hiện tượng đọng sương + k ³ kmax thì vách xảy ra hiện tượng đọng sương Trị số kmax được xác định theo nhiệt độ đọng sương theo công thức (3.6). [3], có tính tới an toàn. Thực tế, người ta lấy hệ số truyền nhiệt đọng sương làm chuẩn là: kmax = 0,95. , W/m2K - aN: hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà, aN = 20 W/m2K nếu bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời và aN = 10 W/m2K nếu bề mặt vách ngoài tiếp xúc với không gian đệm; - tSN: nhiệt độ đọng sương bên ngoài, xác định theo tN, N mùa hè; Khi vách tiếp xúc trực tiếp với môi trường không khí ngoài trời ta có: + tN = 33,90C + jN Từ thông số trên, dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng sương tương ứng: tSN = 25,40C. Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không gian đệm (hành lang, đại sảnh) ta có: + tN = 300C + jT Từ thông số trên, dựa vào đồ thị I – d của không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng sương tương ứng: tSN = 22,80C. Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không khí môi trường bên ngoài ta có hệ số truyền nhiệt cực đại xảy ra hiện tượng đọng sương là: kmax = 0,95. = 0,95. = 18,14 W/m2K. Khi vách tiếp xúc trực tiếp với không khí môi trường là không gian đệm thì ta có hệ số truyền nhiệt cực đại xảy ra hiện tượng đọng sương là: kmax = 0,95. = 0,95. = 13,68 W/m2K. Theo công thức tính toán ở phần trước ta xác định được: +ktrần = 0,55 W/m2K; +knền = 1,88 W/m2K; +ktbao = 1,93 W/m2K; +tngoài = 2,47 W/m2K; +k1gỗ = 2,65 W/m2K; +k2gỗ = 3,06 W/m2K; +k1k = 4,27 W/m2K; +k2k = 3,17 W/m2K; +k3k = 4,89 W/m2K. Qua kết quả tính toán và kiểm tra ta thấy k < kmax. Do đó các bề mặt vách, tường, trần, nền không xảy ra hiện tượng đọng sương. 3.4. Tính toán hệ số góc tia quá trình, eT Hệ số góc tia quá trình et biểu diễn hướng tự thay đổi trạng thái không khí do nhận nhiệt thừa Qt, ẩm thừa Wt và được tính theo công thức sau: kJ/kg Trong đó: + QT: tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà + WT: tổng lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà, kg/s Ví dụ tính toán cho phòng cụ thể: - Phòng 3 tầng 1 + Mùa hè : kJ/kg + Mùa đông : kJ/kg - Phòng 5 tầng 6 + Mùa hè : kJ/kg + Mùa đông : kJ/kg Theo công thức trên ta tính được hệ số góc tia quá tình cho từng không gian điều hòa riêng biệt. Kết quả tính toán được trình bày trong bảng 2.37. Bảng 2.37. Hệ số góc của tia quá trình Tầng Phòng QT, W WT, kg/h eT, kJ/kg Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông 1 R1 7913,65 2157,10 1,33 1,01 21388 7704 R2 5812,24 2025,87 2,22 1,68 9425 4341 R3 7913,65 2157,10 1,33 1,01 21388 7704 R4 6783,58 1835,86 1,11 0,84 22001 7868 R5 4713,03 1667,00 0,89 0,67 19107 8930 R6 6783,58 1835,86 1,11 0,84 22001 7868 2 R1 7537,43 2203,67 2,22 1,68 12223 4722 R2 5248,49 2097,92 1,78 1,34 10639 5619 R3 7537,43 2203,67 1,11 0,84 24446 9444 R4 7390,17 1876,65 1,11 0,84 23968 8043 R5 4973,49 1824,40 0,89 0,67 20163 9774 R6 7287,43 1928,67 1,11 0,84 23635 8266 3 R1 6802,04 2419,59 1,33 1,01 18384 8641 R2 4697,78 1948,85 0,89 0,67 19045 10440 R3 6802,04 2419,59 1,33 1,01 18384 8641 R4 6802,04 2419,59 1,33 1,01 18384 8641 R5 4133,52 1527,61 0,22 0,17 67030 32734 R6 6802,04 2419,59 1,33 1,01 18384 8641 4 R1 6970,71 2328,88 1,33 1,01 18840 8317 R2 4746,79 1920,01 0,89 0,67 19244 10286 R3 6970,71 2328,88 1,33 1,01 18840 8317 R4 6970,71 2328,88 1,33 1,01 18840 8317 R5 4166,4 1498,77 0,22 0,17 67563 32117 R6 6970,71 2328,88 1,33 1,01 18840 8317 5 R1 7019,2 2275,33 1,33 1,01 18971 8126 R2 4761,23 1904,23 0,89 0,67 19302 10201 R3 7019,2 2275,33 1,33 1,01 18971 8126 R4 7019,2 2275,33 1,33 1,01 18971 8126 R5 4176,98 1482,99 0,22 0,17 67735 31778 R6 7019,2 2275,33 1,33 1,01 18971 8126 6 R1 8609,97 1649,90 2,22 0,84 13962 7071 R2 5631,44 1849,63 1,78 0,67 11415 9909 R3 8609,97 1649,90 2,22 0,84 13962 7071 R4 8609,97 1649,90 2,22 0,84 13962 7071 R5 5631,44 1849,63 1,78 0,67 11415 9909 R6 8609,97 1649,90 2,22 0,84 13962 7071 7 R2 6092,41 594,53 0,67 0,50 32932 4247 R5 6243,29 472,01 0,67 0,50 33747 3371 Chương IV. 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, ẩm thừa, 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 loại 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, bởi vì: - Dựa vào bảng 3.37, khi tính toán cân bằng nhiệt cho các phòng vào mùa đông đa số chúng đều là nhiệt thừa (QT > 0), trừ 2 phòng ở tầng 7 là nhiệt thiếu nhưng giá trị này rất thấp nên không cần thiết bị sưởi ấm và tăng ẩm. - Công trình đặt tại miền Trung, thị xã Hà Tĩnh nên không ảnh hưởng nhiều của gió mùa Đông Bắc. - Các phòng làm việc đều là phòng kín, đồng thời do thói quen của người Việt Nam thường mặc áo ấm nơi công cộng vào mùa đông nên không có nhu cầu cao về sưởi ấm. - Thời gian còn lại trong năm có nhu cầu sử dụng thấp hơn mùa hè nên nếu thiết bị được chọn hoạt động thích hợp vào mùa hè thì cũng đảm bảo các điều kiện tiện nghi cho các thời gian còn lại trong năm. Tuỳ theo yêu cầu thực tế mà hiện nay người ta đang 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. Sơ đồ thẳng được sử dụng khi không gian cần điều hoà có nguồn phát sinh các chất độc hại, có mùi hôi hám, các cơ sở quân sự đặc biệt, các cơ sở y tế (phòng mổ, phòng lây nhiễm…) hoặc khi hiệu quả của việc lắp đặt đường ống gió hồi không bù lại chi phí đầu tư lắp đặt chúng. Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp được sử dụng phổ biến ở điều hòa công nghệ, đặc biệt là trong các xưởng sản xuất lớn như nhà máy dệt, nhà máy sản xuất dược phẩm nhằm nâng cao hơn nữa hiệu quả kinh tế, tiết kiệm năng lượng, đơn giản hóa việc tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là sơ đồ thường được ứng dụng rộng rãi hơn cả do nó tiết kiệm được năng lượng rất lớn so với sơ đồ thẳng và chi phí đầu tư ban đầu nhiều khi không lớn lắm. So với sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp tiêu tốn năng lượng nhiều hơn song lại đơn giản hơn trong việc lắp đặt, vận hành, và chi phí đầu tư ban đầu nhỏ hơn. Chính vì vậy, trong thực tế người ta thường sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp. Qua phân tích đặc điểm công trình Trung tâm Điều hành BCVT, tại Hà Tĩnh ta thấy: + Công trình không đòi hỏi độ tin cậy cao. Không yêu cầu nghiêm ngặt về nhiệt độ, độ ẩm nên có thể cho phép sai lệch trong nhiều giờ; + Trong toà nhà không phát sinh chất độc hại; + Việc lắp đặt, vận hành càng đơn giản càng tốt; + Yêu cầu kinh tế, tiết kiệm năng lượng sử dụng. Do đó, chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là đủ đáp ứng yêu cầu kỹ thuật mà lại tiết kiệm về mặt kinh tế. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống ĐHKK có tuần hoàn không khí một cấp được trình bày trên hình 4.1. Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống ĐHKK một cấp. 1 – Cửa lấy gió trời 7 – Miệng thổi gió 2 – Buồng hoà trộn 8 – Miệng hút 3 – Thiết bị xử lý không khí 9 – Đường ống gió hồi 4 – Quạt gió 10 – Thiết bị lọc bụi 5 – Đường ống gió 11 – Quạt gió hồi 6 – Gian điều hoà 12 – Đường gió thải Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau: Không khí ngoài trời (lưu lượng GN , trạng thái N(tN;jN)) qua cửa lấy gió trời 1 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(tT;jT), lưu lượng GT). Không khí sau khi hoà trộn (có trạng thái H) được xử lí nhiệt ẩm trong thiết bị xử lí 3