Đồ án môn học Điều hòa không khí - Nội dung thiết kế: Hệ thống điều hoà không khí cho hội trường trường THPT Phan Chu Trinh
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT- ĐIỆN LẠNH
--------
ĐỒ ÁN MÔN HỌC: ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ
Nội dung thiết kế:
Hệ thống điều hoà không khí cho hội trường
Trường THPT Phan Chu Trinh
GVHD : TS. Võ Chí Chính
SVTH : Trần Văn Hưng
Đà Nẵng, 11-2014
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
LỜI NÓI ĐẦU
Đồ án môn học là nhiệm vụ và yêu cầu của mỗi sinh viên để củng cố kiến
thức, ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế cụ thể đồng thời kết thúc môn học,
cũng như phần nào xác định được công việc mà mình sẽ làm trong tương lai khi
ra trường.
Về nội dung thiết kế “Hệ thống điều hoà không khí cho hội trƣờng
trƣờng Phan Chu Trinh”, sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, cùng với sự
hướng dẫn tận tình của thầy giáo đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích và
kinh nghiệm cho công việc trong tương lai.
Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự
hướng dẫn tận tình của thầy TS.Võ Chí Chính đến nay đồ án của em đã hoàn
thành. Trong thuyết minh này em cố gắng trình bày một cách trọn vặn và mạch
lạc từ đầu đến cuối tuy nhiên do tài liệu tham khảo còn hạn chế nên không tránh
khỏi những thiếu sót, em kính mong sự đóng góp ý kiến và chỉ bảo thêm của các
thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn!
Đà Nẵng, tháng 11 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Trần Văn Hưng
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 2
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
CHƢƠNG 1:
VAI TRÕ CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
1.1. Ảnh hƣởng của môi trƣờng đến con ngƣời
1.1.1 Nhiệt độ
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Cơ thể con
người có nhiệt độ là tct=370C. Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn
toả ra nhiệt lượng qtoả. Lượng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào cường độ vận
động. Để duy trì thân nhiệt, cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường.
Sự trao đổi nhiệt đó sẽ biến đổi tương ứng với cường độ vận động. Có hai
phương thức trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh.
- Truyền nhiệt: Truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường xung
quanh theo ba cách: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ. Nói chung nhiệt lượng trao đổi
theo hình thức truyền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào độ chênh nhiệt độ cơ thể và
môi trường xung quanh. Lượng nhiệt trao đổi này gọi là nhiệt hiện, ký hiệu qh.
Khi nhiệt độ môi trường tmt nhỏ hơn thân nhiệt, cơ thể truyền nhiệt cho
môi trường; Khi nhiệt độ môi trường lớn hơn thân nhiệt thì cơ thể nhận nhiệt từ
môi trường. Khi nhiệt độ môi trường bé,
t=tct-tmt lớn, qh lớn, cơ thể mất nhiều
nhiệt nên có cảm giác lạnh và ngược lại khi nhiệt độ môi trường lớn khả năng
thải nhiệt từ cơ thể ra môi trường giảm nên có cảm giác nóng. Nhiệt hiện qh phụ
thuộc vào
t=tct-tmt và tốc độ chuyển động của không khí. Khi nhiệt độ môi
trường không đổi, tốc độ không khí ổn định thì qh không đổi. Nếu cường độ vận
động của con người thay đổi thì lượng nhiệt hiện qh không thể cân bằng với
lượng nhiệt do cơ thể sinh ra, cần có hình thức trao đổi thứ hai,đó là toả ẩm.
- Toả ẩm: Ngoài hình thức truyền nhiệt cơ thể còn trao đổi nhiệt với môi
trường xung quanh thông qua toả ẩm. Toả ẩm có thể xảy ra ở mọi phạm vi nhiệt
độ và khi nhiệt độ môi trường càng cao thì cường độ toả ẩm càng lớn. Nhiệt
năng của cơ thể toả ra ngoài cùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ẩn, nên lượng
nhiệt lượng này được gọi là nhiệt ẩn, ký hiệu qw
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 3
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
Ngay cả khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 370C, cơ thể con người vẫn thải
được nhiệt ra môi trường thông qua hình thức toả ẩm, đó là thoát mồ hôi. Người
ta tính được rằng cứ 1g mồ hôi thì cơ thể một lượng nhiệt sắp xỉ 2500J. Nhiệt độ
càng cao, độ ẩm môi trường càng thấp thì mức độ thoát mồ hôi càng nhiều.
Nhiệt ẩn có giá trị càng cao thì hình thức thải nhiệt bằng truyền nhiệt
không thuận lợi.
Tổng nhiệt lượng truyền nhiệt và toả ẩm phải đảm bảo luôn bằng lượng
nhiệt do cơ thể sinh ra.
Mối quan hệ giữa hai hình thức phải luôn đảm bảo: Qtoả=qh+qw
Đây là một phương trình cân bằng động, giá trị của mỗi đại lượng trong
phương trình có thể tuỳ thuộc vào cường độ vận động, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ
chuyển động của không khí trong môi trường xung quanh…
Nếu vì một lý do nào đó xảy ra mất cân bằng nhiệt thì sẽ gây rối loạn và
sẽ sinh đau ốm.
Nhiệt độ thích hợp nhất đối với con người nằm trong khoảng 22÷270C
1.1.2 Độ ẩm tương đối
Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng quyết định tới khả năng thoát mồ hôi vào
trong môi trường không khí xung quanh. Quá trình này chỉ xảy ra khi
<100%.
Độ ẩm càng thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao, cơ thể cảm thấy dễ chịu.
Độ ẩm quá cao hay quá thấp đều không tốt đối với con người.
- Độ ẩm cao: Khi độ ẩm tăng khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể cảm
thấy nặng nề, mệt mỏi, và dễ gây cảm cúm. Người ta nhận thấy ở một nhiệt độ
và tốc độ gió không đổi, khi độ ẩm lớn khả thoát mồ hôi chậm hoặc không thể
bay hơi được, điều đó làm cho bề mặt da có lớp mồ hôi nhớp nháp.
- Độ ẩm thấp: Khi độ ẩm thấp mồ hôi sẽ dễ bay hơi nhanh làm da khô,
gây nứt nẻ chân tay, môi…. Như vậy độ ẩm thấp cũng không có lợi cho cơ thể.
Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con người nằm trong khoảng tương đối
rộng
=50÷70%
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 4
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
1.1.3 Tốc độ không khí
Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt
và trao đổi chất (thoát mồ hôi) giữa cơ thể với môi trường xung quanh.
Khi tốc độ lớn, cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng
trước gió.
Ta cảm thấy mát và thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện
về độ ẩm và nhiệt độ.
Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm
giác lạnh. Tốc độ gió thích hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường
độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khoẻ của mỗi người….
Trong kỹ thuật điều hoà không khí ta chỉ quan tâm tới tốc độ không khí
trong vùng làm việc tức là vùng dưới 2m kể từ sàn nhà. Đây là vùng mà mọi
hoạt động của con người đều xay ra trong đó.
1.1.4 Nồng độ các chất độc hại
Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn nó sẽ ảnh
hưởng đến sức khoẻ con người. Mức độ tác hại của mỗi chất tuỳ thuộc vào bản
chất chất chất độc hại, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của
con người, tình trạng sức khoẻ…
Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau:
Bụi: Bụi ảnh hưởng đến hệ hô hấp. Tác hại của bụi phụ thuộc vào bản
chất, nồng độ và kích thước của bụi. Kích thước càng nhỏ thì càng có hại vì nó
tồn tại trong không khí lâu hơn, khả năng thâm nhập vào cơ thể sâu hơn và rất
khó khử bụi. Hạt bụi lớn thì khả năng khử dễ hơn nên ít ảnh hưởng đến con
người. Bụi có hai nguồn gốc là hữu cơ và vô cơ
Khí CO2 và SO2: Các khí này ở nồng độ thấp không độc nhưng khi nồng
độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác
mệt mỏi. Khi nồng độ quá lớn có thể dẫn đến ngạt thở.
Các chất độc hại khác: Trong quá trình sống sản xuất và sinh hoạt,
trong không khí có thể có lẩn những chất độc hại như NH3 và Clo… là những
chất rất có hại đến sức khoẻ con người.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 5
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
Tuy các chất độc hại có nhiều nhưng trên thực tế trong các công trình dân
dụng chất độc hại phổ biến nhất vẫn là khí CO2 do con người thải ra trong quá
trình hô hấp. Vì vậy trong kỹ thuật điều hoà không khí người ta chủ yếu quan
tâm đến nồng độ CO2.
Để đánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong
không khí.
1.1.5 Độ ồn
Người ta phát hiện ra rằng, khi con người làm việc lâu dài trong khu vực
có độ ồn cao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp , có thể gây một số bệnh như: stress,
bồn chồn và các rối loạn gián tiếp khác. Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh.
Mặt khác khi độ ồn lớn có thể làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung trong công
việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu cho con người. Vì vậy, độ ồn là một
tiêu chuẩn không thể bỏ qua khi thiết kế hệ thống điều hoà không khí. Đặc biệt
các hệ thống điều hoà cho các đài phát thanh, truyền hình, các phòng studio, thu
âm, thu lời thì yêu cầu về độ ồn là qua trọng nhất.
1.2. Ảnh hƣởng của môi trƣờng đến sản xuất
Con người là một yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất. Các thông số
khí hậu ảnh hưởng nhiều tới con người có nghĩa là cũng ảnh hưởng tới năng suất
và chất lượng sản phẩm một cách gián tiếp.
1.2.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến nhiều loại sản phẩm. Một số quá trình
sản xuất đòi hỏi nhiệt độ phải nằm trong một giới hạn nhất định.
1.2.2. Độ ẩm tương đối
Độ ẩm cũng có ảnh hưởng đến một số sản phẩm
- Khi độ ẩm cao có thể gây nấm mốc cho một số sản phẩm nông nghiệp
và công nghiệp nhẹ.
- Khi độ ẩm thấp sản phẩm sẽ khô, giòn không tốt hoặc bay hơi làm giảm
chất lượng sản phẩm hoặc hao hụt trọng lượng.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 6
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
1.2.3. Vận tốc không khí
Tốc độ không khí cũng có ảnh hưởng đến sản xuất nhưng ở một khía cạnh
khác.
- Khi tốc độ lớn, trong nhà máy dệt, sản xuất giấy… sản phẩm nhẹ sẽ bay
khắp phòng hoặc làm rối sợi. Trong một số trường hợp sản phẩm bay hơi nước
nhanh sẽ làm giảm chất lượng.
- Vì vậy, trong một số xí nghiệp sản xuất người ta cũng qui định tốc độ
không khí không được vượt quá mức cho phép.
1.2.4. Độ trong sạch của không khí
Có nhiều ngành sản xuất bắt buộc phải thực hiện trong phòng không khí
cực kỳ trong sạch như sản xuất hàng điện tử bán dẫn, tráng phim, quang học...
Một số ngành thực phẩm cũng đòi hỏi cao về độ trong sạch của không khí, tránh
làm bẩn các thực phẩm.
1.3. Vai trò của điều hoà không khí
Điều hoà không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp,
công nghệ và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí phù hợp với công nghệ
sản xuất, chế biến hoặc tiện nghi đối với con người. Ngoài nhiệm vụ duy trì
nhiệt độ trong không gian điều hoà ở mức độ yêu cầu, hệ thống điều hoà không
khí còn phải giữ độ ẩm trong không khí trong không gian đó ổn định ở một mức
quy định nào đó. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến vấn đề bảo vệ độ trong sạch
của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lý của dòng không khí.
Điều hoà không khí còn gọi là điều tiết không khí, là quá trình tạo ra và
duy trì ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chương trình định
sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.
Khác với thông gió, trong hệ thống điều hoà, không khí trước khi vào
phòng đã được xử lý về mặt nhiệt ẩm. Vì thế điều tiết không khí cao hơn thông
gió.
Có nhiều cách phân loại các hệ thống điều hoà không khí:
- Theo mức độ quan trọng:
+ Hệ thống điều hoà không khí cấp I
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 7
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
+ Hệ thống điều hoà không khí cấp II
+ Hệ thống điều hoà không khí cấp III
- Theo chức năng:
+ Hệ thống điều hoà cục bộ
+ Hệ thống điều hoà phân tán
+ Hệ thống điều hoà trung tâm
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 8
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
CHƢƠNG 2:
GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
2.1. Giới thiệu công trình
Hội trường trường THPT Phan Chu Trinh là công trình được xây dựng tại
tỉnh Ninh Bình. Toàn bộ công trình là một toà nhà có chiều cao trung bình 7m,
diện tích mặt bằng xây dựng là 40m × 25m =1000m2. Hội trường là nơi diễn ra
hội nghị học tập, sinh hoạt văn hoá, văn nghệ, nghiên cứu khoa học của thầy và
trò trường THPT Phan Chu Trinh.
2.2. Ý nghĩa việc lắp đặt điều hoà không khí tại hội trƣờng trƣờng THPT
Phan Chu Trinh
Việt Nam là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm vì
vậy mà tại tỉnh Ninh Bình vào mùa hè là rất oi bức lại thêm môi trường không
khí không được trong sạch nếu không muốn nói là ô nhiễm. Việc lắp đặt điều
hoà không khí tại hội trường trường Phan Chu Trinh là không thể thiếu để tạo ra
môi trường không khí trong sạch có chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng là yếu tố
gián tiếp nâng cao chất lượng dạy và học.
2.3. Chọn thông số tính toán
2.3.1 Cấp điều hoà trong hệ thống điều hoà không khí
- Khi thiết kế hệ thống điều hoà không khí việc đầu tiên là phải lựa chọn
cấp điều hoà cho hệ thống điều hoà cần tính. Cấp điều hoà thể hiện độ chính xác
trạng thái không khí cần điều hoà (nhiệt độ, độ ẩm…) của công trình. Có 3 cấp
điều hoà:
+ Cấp 1 có độ chính xác cao nhất
+ Cấp 2 có độ chính xác trung bình
+ Cấp 3 có độ chính xác vừa phải
Cần lưu ý rằng nếu chọn công trình có độ chính xác cao nhất (cấp 1), sẽ
kéo theo ví dụ như năng suất lạnh yêu cầu lớn nhất và cũng sẽ kéo theo giá
thành công trình cũng sẽ cao nhất. Ngược lại, khi chọn độ chính xác của công
trình vừa phải thì giá thành công trình cũng vừa phải. Chính vì vậy hệ thống
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 9
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
điều hoà không khí tại hội trường trường Phan Chu Trinh em chọn hệ thống cấp
3 vì ở đây độ chính xác chỉ cần vừa phải.
2.3.2. Chọn thông số tính toán
Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí
trong phòng cần điều hoà và ngoài trời.
2.3.2.1 Nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng
Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu là t ,
T
T
ứng với trạng thái không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T của
không khí ẩm.Việc chọn giá trị tT, T phụ thuộc vào mùa trong năm, ở Việt Nam
nói chung có hai mùa là mùa nóng và mùa lạnh. Khi không gian điều hoà tiếp
xúc với không khí ngoài trời chỉ qua một vách ngăn mà không qua một không
gian đệm có điều hoà (như hành lang để giảm sự chênh lệch nhiệt độ trong
phòng và ngoài trời), việc chọn thông số tính toán trong nhà như sau:
- Mùa nóng:
Độ ẩm tương đối: T = 60%
Nhiệt độ:
tT =250C
- Mùa lạnh: Ở nước ta chỉ có các tỉnh phía Bắc mới có mùa lạnh và nói
chung nhiệt độ ngoài trời ít khi xuống quá thấp, nhân dân ta thường có tập quán
mặt áo ấm mùa đông vào phòng. Vì vậy, hệ thống điều hoà không khí tại hội
trường trường THPT Phan Chu Trinh về mùa đông sẽ ngừng hoạt động.
2.3.2.2 Nhiệt độ và độ ẩm của không khí ngoài trời
Nhiệt độ và độ ẩm của không khí ngoài trời kí hiệu tN, N . Trạng thái của
không khí ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm. Chọn
thông số tính toán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều
hoà.
Hệ thống điều hoà không khí tại hội trường trường Phan Chu Trinh ta
chọn hệ cấp 3 vậy các thông số tính toán ta chọn đối với hệ cấp 3 là:
Mùa nóng: tN =tmaõ
, =
N
(tmaõ )
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 10
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
tmaõ (tmaõ )
: Là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong
,
năm theo phụ lục 2 và phụ lục 4 (Sách TTTKHTĐHKK Hiện Đại) thì tại tỉnh
Ninh Bình tháng nóng nhất là tháng 5 khi đó tra bảng ta có.
tN =tmaõ =32,40C
N
=(tmaõ ) =84%
2.4. Các thông số khảo sát của công trình
- Kích thước hội trường (Dài × Rộng × Cao):
40000mm × 25000mm × 7000mm
- Tổng công suất đèn: 40 kW
- Số lượng người: 500 người
- Diện tích tường theo các hướng:
Đông:280 m2
Tây: 280 m2
Nam: 175 m2
Bắc: 175 m2
- Diện tích kính theo các hướng:
Đông:56 m2
Tây: 56 m2
Nam: 35 m2
Bắc: 35 m2
2.5. Lựa chọn phƣơng án điều hoà không khí
Hội trường trường THPT Phan Chu Trinh có kích thước và các thông số
đã cho như trên, ta có thể sử dụng các phương án chọn máy điều hoà sau:
- Máy điều hoà cửa sổ: Tất cả các bộ phận của máy điều hoà đặt trong vỏ
máy. Ưu điểm là gọn, dễ lắp đặt. Nhược điểm là phải đục tường đặt máy mất mỹ
quan, máy có năng suất lạnh nhỏ, hình thức không đa dạng.
- Máy điều hoà tách rời: Máy được phân thành hai mảng:
+ Mảng trong nhà: (indoor unit) Gồm một hay nhiều khối trong có chứa
dàn bốc hơi (dàn lạnh) nên còn gọi là khối lạnh.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 11
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
+ Mảng ngoài trời: (outdoor unit) Chỉ gồm một khối trong có chứa dàn
ngưng (dàn nóng)
Ƣu điểm: Giá thành rẻ, đơn giản, dễ sử dụng, vận hành, lắp đặt.
Nhƣợc điểm: Khoảng cách dàn nóng và dàn lạnh hạn chế (không quá 20
m), chênh lệch nhiệt độ giữa dàn nóng và dàn lạnh không được quá lớn, công
suất máy hạn chế (max =60.000BTU/h).
- Máy điều hoà dạng tủ hai khối: Một khối trong nhà (khối lạnh) có thể
đặt đứng hoặc treo, một khối ngoài trời (khối nóng). Loại này có năng suất lạnh
vừa và nhỏ.
- Máy điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume): Về cấu tạo
máy VRV giống như máy loại tách rời nghĩa là gồm hai mảng: mảng ngoài trời
và mảng trong nhà gồm nhiều khối trong có dàn bốc hơi và quạt. Sự khác nhau
giữa VRV và tách rời là với VRV chiều dài và chiều cao giữa khối ngoài trời và
trong nhà cho phép rất lớn (100 m chiều dài và 50 m chiều cao), chiều cao giữa
các khối trong nhà có thể tới 15m. Vì vậy, khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà
cao tầng để tiết kiệm không gian và điều kiện làm mát dàn ngưng bằng không
khí tốt hơn.
Ngoài ra máy điều hoà kiểu VRV có ưu điểm là:
- Khả năng lớn trong việc thay đổi công suất lạnh bằng cách thay đổi tần
số điện cấp cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén thay đổi và lưu lượng
môi chất lạnh cũng thay đổi.
- Tiết kiệm được hệ thống đường ống nước lạnh, nước giải nhiệt, có thể
tiết kiệm được rất nhiều nguyên vật liệu cho hệ thống điều hoà.
- Tiết kiệm được nhân lực và thời gian thi công lắp đặt vì hệ VRV đơn
giản hơn nhiều so với hệ trung tâm nước.
- Khả năng tiết kiệm năng lượng cao vì được trang bị máy nén biến tầng
và khả năng điều chỉnh năng suất lạnh gần như vô cấp.
- Tiết kiệm chi phí vận hành: Hệ VRV không cần nhân công vận hành
trong khi hệ chiller cần đội ngũ vận hành chuyên nghiệp.
- Khả năng tự động hoá cao vì thiết bị đơn giản.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 12
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
- Khả năng sửa chữa bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ thiết
bị chuẩn đoán đã được lập trình và cài đặt sẵn trong máy.
Các máy VRV có dãy công suất hợp lý, lắp ghép lại với nhau thành mạng
đáp ứng mọi nhu cầu về năng suất.
- Hệ thống điều hoà Water Chiller: Là hệ thống điều hoà không khí
gián tiếp, trong đó đầu tiên môi chất lạnh trong bình bốc hơi của máy lạnh làm
lạnh nước (là chất tải lạnh) sau đó nước sẽ làm lạnh không khí trong phòng cần
điều hoà bằng thiết bị trao đổi nhiệt như FCU, AHU hoặc buồng phun.
Ƣu điểm:
+ Hệ thống đường ống nước lạnh có thể dài tuỳ ý có thể đáp ứng được
mọi yêu cầu thực tế.
+ Có nhiều cấp giảm tải 3 ÷ 5 cấp/cụm.
+ Thường giải nhiệt bằng nước nên hoạt động bền, hiệu quả, ổn định.
Nhƣợc điểm:
+ Phải có phòng máy riêng cho cụm Chiller.
+ Phải có người phụ trách.
+ Hệ thống lắp đặt, vận hành, sử dụng tương đối phức tạp.
+ Chi phí vận hành cao, đầu tư cao.
- Hệ thống điều hoà trung tâm: Là hệ thống mà ở đó xử lý nhiệt ẩm
được tiến hành ở một trung tâm và được dẫn theo các kênh gió đến các hộ tiêu
thụ. Trên thực tế máy điều hoà dạng tủ là máy điều hoà kiểu trung tâm. Ở trong
hệ thống này không khí sẽ được xử lý nhiệt ẩm trong một máy lạnh lớn, sau đó
được dẫn theo hệ thống kênh dẫn đến các hộ tiêu thụ.
Ƣu điểm: Thích hợp cho đối tượng phòng lớn có nhiều người, hội trường,
nhà hát, rạp chiếu bóng.
Nhƣợc điểm: Người sử dụng hầu như không can thiệp được nhiệt độ
cũng như lưu lượng gió trong phòng (trừ khi sử dụng van điều chỉnh dùng mô
tơ), Hệ thống đường ống gió có kích thước lớn cồng kềnh chiếm nhiều không
gian, hệ thống này khi hoạt động thì hoạt động với 100% tải.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 13
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
Qua tìm hiểu tính chất của công trình, phân tích ưu nhược điểm của từng
hệ thống điều hoà không khí, em nhận thấy rằng việc lắp đặt hệ thống điều hoà
không khí tại hội trường trường THPT Phan Chu Trinh nên dùng hệ thống điều
hoà không khí trực tiếp 2 mãnh. Bởi vì tại hội trường trường THPT Phan Chu
Trinh là nơi để dạy học, hội nghị, sinh hoạt văn hoá văn nghệ là chủ yếu vì vậy
việc dùng hệ thống điều hoà không khí 2 mãnh sẽ rất thuận tiện và đạt hiệu quả
kinh tế cao nhưng chi phí đầu tư thấp.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 14
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
CHƢƠNG 3:
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT, CÂN BẰNG ẨM
VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƢƠNG
3.1. Tính cân bằng nhiệt
3.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra Q1
Coi Q1 = 0
3.1.2 Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2
Nguồn sáng nhân tạo ở đây đề cập là nguồn sáng từ các đèn điện. Có thể
chia đèn điện ra làm hai loại: Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang thì hầu hết năng
lượng điện sẽ biến thành nhiệt.
Nhiệt do các nguồn sáng nhân tạo toả ra chỉ ở dạng nhiệt hiện, trong nhiều
trường hợp chiếm một phần đáng kể, do đó lượng nhiệt toả ra được xác định
theo công thức:
Q = N , kW
2
N – Công suất của tất cả các thiết bị chiếu sáng, kW
Q2 = 40 kW
3.1.3 Nhiệt do người toả ra Q3
Trong quá trình hô hấp và vận động cơ thể con người toả nhiệt, lượng
nhiệt do người toả ra phụ thuộc vào cường độ vận động, trạng thái, môi trường
không khí xung quanh, lứa tuổi… Nhiệt do người toả ra gồm hai phần: một phần
toả trực tiếp vào không khí, gọi là nhiệt hiện; một phần khác bay hơi trên bề mặt
da, lượng nhiệt này toả vào môi trường không khí làm tăng entanpi của không
khí mà không làm tăng nhiệt độ của không khí gọi là lượng nhiệt ẩn. Tổng hai
lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toàn phần do người toả ra được xác định theo
công thức (3-15) sách TTTKHTĐHKH (Thầy Võ Chí Chính):
Đối với các hoạt động văn phòng như phòng làm việc, khách sạn, lớp học:
q = 120 kcal/hngười = 120.1,161 = 139,32 W/người
Khi đó lượng nhiệt do người toả ra:
Q3 = n.q.10-3 ,Kw =500.139,32.10-3 = 69,66,kW
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 15
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
Trong đó:
n: Là số lượng người trong phòng
q: Lượng nhiệt toàn phần do mỗi người toả ra
3.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4
Vì đây là hội trường trường học nên Q4 = 0
3.1.5 Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5
Trong trường hợp này Q5 có tồn tại nhưng không đáng kể, ta có thể bỏ
qua sự ảnh hưởng của lượng nhiệt Q5 này.
3.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6
Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, quanh năm có ánh nắng mặt
trời, nhất là vào mùa hè ánh sáng càng gây gắt, do đó nhiệt lượng do bức xạ mặt
trời truyền qua kết cấu bao che vào nhà rất lớn. Lượng nhiệt này phụ thuộc vào
cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng kết cấu bao che và khả năng cản nhiệt
bức xạ của bản thân kết cấu bao che. Trong các điều kiện như nhau nhưng kết
cấu bao che mỏng, khả năng cản nhiệt kém thì nhiệt lượng bức xạ truyền vào
nhà càng lớn và do đó nhiệt độ trong nhà càng cao.
Nhiệt bức xạ được chia ra làm ba thành phần:
+ Thành phần trực xạ: nhận nhiệt trực tiếp từ mặt trời.
+ Thành phần tán xạ: nhiệt bức xạ chiếu lên các đối tượng xung quanh
làm nóng chúng và các vật đó bức xạ gián tiếp lên kết cấu.
+ Thành phần phản chiếu từ mặt đất.
Nhiệt bức xạ vào phòng phụ thuộc vào kết cấu bao che và được chia ra
làm hai dạng:
- Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61
- Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường hoặc mái Q62
3.1.6.1 Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61
Lượng nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính vào nhà có thể xác định theo
FK .R.C .ñs.mm.kh .K .m
công thức sau: Q61 =
,kW
Trong đó:
FK – Diện tích bề mặt kính ,m2
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 16
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
R - Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng
Lấy Rtb = 315,83 W/m2.
– Hệ số tính đến độ cao H(m) nơi đặt kính so với mực nước biển,
c
chọn H = 7m
H
c = 1+0,023
= 1,000161
1000
đs – Hệ số xét đến ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương
= 1 – 0,13 = 2,04
đs
–Hệ số xét tới khả năng ảnh hưởng của mây mù, chọn khi trời
mm
không có mây mm =1
loại.
kh – Hệ số xét tới khả năng ảnh hưởng của khung kính, chọn khung kim
kh = 1,17
– Hệ số kính phụ thuộc màu sắc và loại kính khác nhau, chọn loại
K
kính chống nắng đồng nâu dày 10mm có K = 0,58
m
m – Hệ số mặt trời, khi không có màn che chọn
Suy ra:
Q61 =182.315,83.1,000161.2,04.1.1,17.0,58.1=79723.5 W
= 79,72 kW
3.1.6.2 Nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che Q62
Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt ngoài cùng của kết cấu
bao che sẽ dần dần nóng lên do bức xạ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ truyền ra môi
trường một phần, phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không
khí trong phòng bằng đối lưu và bức xạ. Quá trình truyền này sẽ có độ chậm trễ
nhất định. Mức độ chậm trễ phụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, độ dày mỏng
Thông thường người ta bỏ qua lượng nhiệt bức xạ truyền qua tường.
Lượng nhiệt truyền qua mái do bức xạ và độ chênh nhiệt độ trong phòng và
ngoài trời được xác định theo công thức: Q62 = F.k.m
.
,W
t
Trong đó:
F – Diện tích toàn bộ kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ, m2
k – Hệ số truyền nhiệt mái (hoặc tường)
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 17
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
= ttđ - ttt : Độ chênh nhiệt độ tương đương
t
ttđ = tN + s .Rxn /N
- Hệ số hấp thụ của mái và tường
s
N =20 W/m2K – Hệ số toả nhiệt của không khí bên ngoài
Rxn = R/0,88 – Nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2
m = 0,78 – Hệ số màu của mái hay tường
ttđ = 32,4 + 0,8.358,89/20
= 46.75
t = 8,85 OC
Q62 = 637.2,278.0,78.8.85
=10,02 kW
Q6 = Q61 +Q62
= 79,72 +10,02 =89.74 kW
3.1.7. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7
Khi có độ chênh áp suất trong nhà và bên ngoài sẽ có hiện tượng rò rỉ
không khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt. Tuy nhiên lưu lượng không khí rò rỉ
thường không theo quy luật và rất khó xác định. Nó phụ thuộc vào độ chênh
lệch áp suất, vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể, số lần đóng mở cửa… Vì vậy
trong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm:
Q7 = Q7h + Q7w = 6,073 +30,87 = 36,943 kW
Q7h = 0,335.(tN-tT).V. , W
= 0,335.(32,4 -25).7000.0,35
= 6073.55 W= 6,073 kW
Q7w =0,84.(dN-dT).V. ,W
=0,84.(27 -12).7000.0,35
=30870 W =30,87 kW
Trong đó:
V – Thể tích phòng (m3)
=0,35: Hệ số kinh nghiệm
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 18
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
tT, tN: Nhiệt độ không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, 0C
dT, dN: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, g/kgkk
3.1.8. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8
Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ,
ta có thể xác định được lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của nhà
(tường, cửa, mái …) từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằng công
thức sau:
Q =k.F. .103 ,kW
t
8
Trong đó:
k – Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2C
F – Diện tích của kết cấu bao che, m2
- Là hiệu số nhiệt độ tính toán, 0C
t
=
(tN –tT)
t
tN – Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, chọn tN =32,4 0C
tN – Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong, chọn tT =25 0C
- Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời.
Sở dĩ như vậy là vì kết bao che như tường sàn mái … không phải lúc nào
cũng tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài. Khi mái bằng tôn với kết
cấu mái không kín thì
Đối với tường bao dày 220 mm, tiếp xúc trực tiếp với không khí bên
ngoài trời thì:
= 0,9.
Q81 = 2,278.(2.40.7 + 2.25.7).0,8.(32,4 -25).103 = 12,272 kW
Đối với kính khi tiếp xúc trực tiếp:
Q82 = 6,1345.(2.40.7 + 2.25.7).0,2.(32.4 -25).103 = 8,262 kW
Q8 = Q81 + Q82 = 12,272 + 8,262 = 20,534 , kW
Tổng lƣợng nhiệt thừa QT:
Nhiệt thừa QT được sử dụng để xác định năng suất lạnh của bộ xử lý
không khí.
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 19
Đồ án môn học: Điều hoà không khí
n
Q
,W
Qi
T
i1
= Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8
= 0 + 40 + 69,66 + 0 + 0 + 89,74+ 36,943 + 20,534
= 256,877 kW
3.2 Tính cân bằng ẩm
3.2.1 Lượng ẩm do người toả ra W1
Lượng ẩm do người toả ra được xác định theo công thức sau:
W1 = n.gn.10-3 ,kg/h
Trong đó:
n: Số người trong phòng
gn: Lượng ẩm do 1 người toả ra trong phòng trong một đơn vị thời
gian, g/hngười, phụ thuộc vào trạng thái, cường độ vận động và nhiệt độ môi
trường xung quanh.
Ở nhiệt độ môi trường 250C trong phòng làm việc, trường học … ta chọn:
gn = 105 g/hngười.
W1 = 500.105.10-3 = 52,6 kg/h =0,0146 kg/s
3.2.2 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W3
Trong trường hợp này, nền hội trường lót gạch men nên lượng ẩm bay hơi
từ sàn có thể bỏ qua, W3 = 0
Vậy: WT = W1 = 0,0146 kg/s
3.3 Kiểm tra đọng sƣơng trên vách
Ta đã biết rằng, khi nhiệt độ vách tW thấp hơn nhiệt độ đọng sương ts của
không khí tiếp xúc với nó sẽ xảy hiện tượng đọng sương trên vách đó (hơi nước
trong không khí ngưng tụ thành nước trên bề mặt vách). Khi xảy ra đọng sương,
vách làm giảm khả năng cách nhiệt và tăng tổn thất nhiệt truyền qua vách. Ngoài
ra đọng sương còn làm giảm chất lượng và mỹ quan của vách. Vậy cần tránh
không để xảy ra đọng sương trên vách
Theo sự phân tích hiện tượng đọng sương trên vách của kết cấu bao che
xảy ra:
Sinh viên thực hiện: Trần Văn Hưng- Lớp 01N
Trang 20
Tải về để xem bản đầy đủ
31 trang
31/03/2022
5600
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án môn học Điều hòa không khí - Nội dung thiết kế: Hệ thống điều hoà không khí cho hội trường trường THPT Phan Chu Trinh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- do_an_mon_hoc_dieu_hoa_khong_khi_noi_dung_thiet_ke_he_thong.pdf
