TỔNG QUAN
Giới thiệu tổng quan về Cục quản trị T.26 Đà Nẵng
- Địa chỉ: số 08 Bạch Đằng, thành phố Đà Nẵng
Nhà Khách số 8 Bạch Đằng nằm ở trung tâm thành phố Đà Nẵng, mang đến tầm nhìn tuyệt đẹp ra sông Hàn và các danh lam thắng cảnh như núi Sơn Trà và đèo Hải Vân Với vị trí thuận lợi, Nhà Khách là lựa chọn lý tưởng cho các hoạt động vui chơi, giải trí, tham quan, cũng như tổ chức hội nghị và hội thảo.
- Công trình qui mô cấp 1 gồm 2 khối nhà với mỗi tầng cao 3500 mm
- Với đồ án này chỉ tính toán và thiết kế hệ thống điều hoà cho tầng trệt, tầng 1, tầng
- Một số dịch vụ tại Nhà Khách:
Bảng 1.1 Thông số tính toán ngoài trời Đại lượng Đơn vị Kí hiệu Kết quả Ghi chú
Nhiệt độ TB của tháng nóng nhất ở bên ngoài 0 C tN 37,7 Trang
303/TL2 Độ ẩm lớn nhất tương ứng với nhiệt độ
TB tháng lớn nhất % φN 77 Trang
307/TL2 Entanpy của không khí môi trường bên ngoài kJ/kg IN 121,3
Dung ẩm của không khí tính toán của bên ngoài g/kgkk dN 32
Nhiệt độ đọng sương bên ngoài o C tsN 33
Bảng 1.2 Thông số tính toán trong nhà Đại lượng Đơn vị Kí hiệu Kết quả Ghi chú Nhiệt độ của không khí ở bên trong phòng 0 C tT 24
Bảng 2.3/ Tr27/TL2 Độ ẩm của không khí ở bên trong phòng % φT 50
Entanpy của không khí bên trong nhà kJ/kg IT 47,9 Tra đồ thị Dung ẩm của không khí tính toán của bên trong I-d nhà g/kgkk dT 9,3
Tốc độ không khí trong phòng m/s ωk 04 Bảng 2.5/
TÍNH TỔN THẤT NHIỆT VÀ CÁC LOẠI ẨM THỪA
Tính kiểm tra đọng sương
Khi nhiệt độ của vách t W thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc, hiện tượng đọng sương sẽ xảy ra trên bề mặt vách Tuy nhiên, việc xác định nhiệt độ vách khá phức tạp, nên chúng ta sẽ quy điều kiện đọng sương thành một dạng khác, tập trung vào mùa hè.
Hình 2.1 Phân bố nhiệt độ bên trong và bên ngoài
Trong mùa hè, khi chúng ta sử dụng chế độ điều hòa để làm lạnh, nhiệt độ bên ngoài thường cao hơn nhiệt độ bên trong Điều này dẫn đến tình trạng t_w T > t_T > t_s T, do đó không xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách trong.
- Gọi 𝑡𝑡𝑠𝑠 𝑁𝑁là nhiệt độ đọng sương vách ngoài, ta có điều kiện không xảy ra đọng sương: t w N >t s N
- Theo phương trình truyền nhiệt ta có: k.(t N -t T )=α N (t N -t w N ) (2.1) hay k=α N (t N -t w N ) t N -t T (2.2)
- Khi giảm 𝑡𝑡 𝑤𝑤 𝑁𝑁 thì k tăng, khi giảm tới 𝑡𝑡 𝑠𝑠 𝑁𝑁 thì trên tường có hiện tượng đọng sương Khi đó ta được giá trị k max : k max =α N (t N -t s N ) t N -t T (2.3)
Ta có t N 7,7; t T $ ; t s N 3 0 C α N #,3 W/m 2 *K khi mặt ngoài vách tiếp xúc với không khí ngoài trời
Xác định kmax cho công trình:
- Đối với tường tiếp xúc không khí ngoài trời, α N #,3 W/m 2 *K k max #,3.(37,7-33)
- Đối với tường tiếp xúc phòng đệm, α’’N = 11,6 W/m 2 *K k max '' ,6.(37,7-33)
- So sánh với các giá trị k của tường bao, kính, sàn tầng mái và tường ngăn dùng cho công trình với kmax và k ’’ max:
Các giá trị k của tường, kính, sàn tầng mái và tường ngăn đều thấp hơn kmax và k’’ max, do đó không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt vách.
Xác định lượng nhiệt thừa
2.2.1 Giới thiệu công trình k: hệ số truyền nhiệt qua tường, kính: k= 1 α1 T +∑ δλ i i + 1α N
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà (αN) được xác định là 23,3 W/m²·K, trong khi hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà (αT) có giá trị 11,6 W/m²·K, theo bảng 3.12 (Tr64/TL[2]) Độ dày của lớp vật liệu i được ký hiệu là λi, và hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu i được biểu thị bằng λi [W/m·K].
Bảng 2.1 Thông số các kết cấu
STT Kết cấu Tên vật liệu Mô tả
Tường gạch 220mm trát vữa 2,523
Tường gạch 120mm trát vữa 3,16
230mm reinforced concrete w Plaster Ceiling/ Roof
Trần/ mái bê tông 100mm trát vữa 3,32
4 Kính cửa sổ Clear 6mm Kính trong dày 6mm 6,29
5 Rèm Neutral color Rèm màu trung bình 0,63
Bảng 2.2 Thông số vật liệu tường trong Vật liệu Bề dày 𝛿𝛿, mm Hệ số dẫn nhiệt 𝜆𝜆 , W/mK
Bảng 2.3 Thông số vật liệu tường ngoài Vật liệu Bề dày 𝛿𝛿, mm Hệ số dẫn nhiệt 𝜆𝜆, W/mK
Lớp gạch thông thường với vữa nặng 200 0,814 k tb = 1
Bảng 2.4 Thông số vật liệu sàn, trần, mái Vật liệu Bề dày 𝛿𝛿, mm Hệ số dẫn nhiệt 𝜆𝜆, W/mK
Bảng 2.5 Thông số vật liệu của trần thạch cao Vật liệu Bề dày δ, mm Hệ số dẫn nhiệt λ, W/mK
Các thông số truyền nhiệt vật liệu tra bảng 2 TL[3]
Bảng 2.6 Kích thước từng phòng
Phòng N E S W NE SE SW NW
Outer wall length 3.7 4 5 0 2.2 0 0 0 Window area on outer wall 0 6.9 13.2 0 6.2 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 5.2 0 0 0 0
Outer wall length 8.8 13 13.8 0 0 2.2 0 0 Window area on outer wall 7.2 33.3 0 0 0 6.2 0 0
Inner wall length for non-cond space 7.2 0 9 12.6 0 0 0 0
Outer wall length 0 3.7 4.3 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 11.1 12.9 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 5.5 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4.5 0 0 5.3 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 0 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 8 0 0 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 0 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 2.3 1.5 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 0 3.4 5.3 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 0 5.4 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.4 0 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 5.3 3.4 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 0 5.4 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.4 0 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 3.8 6.9 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 2.7 10.8 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 2.5 0 0 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 6.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 15.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 15.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 6.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Outer wall length 4.4 3.8 0 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 7.2 2.7 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 4.8 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 7.9 3.5 5.3 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 5.7 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 8 6.1 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 6 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 3.7 4.3 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 11.1 12.9 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 5.5 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4.5 0 0 5.3 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.8 0 0 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.8 0 0 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.8 0 0 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 6.3 7.6 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 0 3.4 5.3 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 0 5.4 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.4 0 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 5.3 3.4 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 0 5.4 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.4 0 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 3.8 6.9 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 2.7 10.8 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 2.5 0 0 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 6.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 15.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 15.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 6.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Outer wall length 4.4 3.8 0 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 7.2 2.7 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 4.8 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 7.9 3.5 5.3 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 5.7 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 8 6.1 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 6 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4 0 4 0 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 45 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 18 7.7 0 13 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 4.5 6 0 6 0 0 0 0
Outer wall length 0 0 3.4 5.3 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 0 5.4 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.4 0 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 5.3 3.4 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 0 5.4 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 3.4 0 0 0 0 0 0 0
Outer wall length 0 3.8 6.9 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 0 2.7 10.8 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 2.5 0 0 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 6.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 15.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 15.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Window area on outer wall 0 6.9 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.9 0 0 0 0
Outer wall length 4.4 3.8 0 0 0 0 0 0 Window area on outer wall 7.2 2.7 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 0 0 3.8 0 0 0 0
Window area on outer wall 4.8 0 0 0 0 0 0 0
Inner wall length for non-cond space 0 7.9 3.5 5.3 0 0 0 0
Bảng 2.7 Tải nhiệt các thiết bị trong phòng
Thiết bị gia dụng Ti vi laptop Máy tính Máy in Q1(W)
2.2.2 Thông số thiết kế theo tiêu chuẩn Điều kiện thiết kế
Hệ thống thông gió: sử dụng quạt
Hệ số màu của tường: màu trung bình
Trần giả: 500mm từ sàn tầng trên xuống
Phương thức làm ẩm: không
Nhiệt toả phát sinh: không
Lễ tân, Trực tầng, Phòng ngủ, Phòng khách, Phòng quản lý
Phòng làm việc, Phòng văn thư, Phòng kế toán, Phòng hành chính, Phòng phó, trưởng phòng, cục
Bảng 2.8 Thời gian hoạt động của lễ tân, trực tầng, phòng ngủ, phòng khách, phòng quản lý
Bảng 2.9 Thời gian hoạt động của phòng làm việc, phòng văn thư, phòng kế toán, phòng hành chính, phòng phó, trưởng phòng, cục, phòng họp giao ban
Bảng 2.10 Thời gian hoạt động của phòng ăn
Bảng 2.11 Các thiết lập cho mỗi phòng
Người trong phòng Trệt T0- LÀM
Nhiệt do máy móc thiết bị:
Tòa nhà chủ yếu sử dụng các thiết bị điện như máy tính, máy in, máy fax, máy photo và máy chiếu Do không có động cơ điện trong phòng, nên công suất tiêu thụ điện (Q1) được tính bằng tổng công suất của các thiết bị này.
Nhiệt do nguồn sáng nhân tạo
+ qs = 12 W/m 2 : công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m 2 diện tích sàn Tra bảng 3.2, TL[2], trang 37
- Nhiệt do người tỏa gồm hai thành phần:
+ Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường thông qua đối lưu, bức xạ và dẫn nhiệt qh
+ Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm qw
- Nhiệt toàn phần: q = qh+qw (2.13)
- Tổn thất do một người tỏa ra được xác định theo công thức:
+ Nhiệt toàn phần: Q3 = ηdt n.q.10 -3 , [kW]
+ n: tổng số người trong phòng điều hòa,
Nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần do một người tỏa ra trong một đơn vị thời gian được xác định là qh, qw, q [W/người], theo bảng 3.4 (Tr 40/TL[2]) Theo bảng, giá trị q được tính là 140 W/người.
+ ηdt: Tra bảng 3.3, trang 39, TL[2], với khu vực khách sạn ta chọn ηdt = 0,4
Nhiệt do sản phẩm mang vào
Tổn thất nhiệt này chỉ xảy ra tại các xí nghiệp và nhà máy, nơi có không gian điều hòa liên tục Tại đây, các sản phẩm có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ trong phòng thường xuyên được đưa vào và đưa ra, dẫn đến Q4 = 0.
Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhiệt
Do không có sự hoạt động thiết bị trao đổi nhiệt trong không gian điều hoà nên Q5= 0
Nhiệt do bức xạ mặt trời
Nhiệt bức xạ qua kính 𝑄𝑄 61
Các phòng bên ngoài được lắp kính bao quanh, chịu bức xạ mặt trời lớn Các cửa kính thẳng đứng theo kiến trúc của tòa nhà, khiến bức xạ mặt trời tác động liên tục vào các mặt tường Kính hướng Đông nhận nhiệt bức xạ lớn nhất từ 8h đến 12h, trong khi kính hướng Tây nhận bức xạ cực đại từ 16h đến 17h Mức độ bức xạ phụ thuộc vào thời gian, cường độ và hướng bức xạ, và lượng nhiệt bức xạ này có thể xác định gần đúng theo kinh nghiệm.
- Tòa nhà sử dụng kính thường có rèm che:
Q61= Fk.R ’’ εc.εds.εmm.εkh.εK εm, [W] (2.17) Trong đó:
+Fk: Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m 2 Khung sắt nên Fk=F’ (F’ – diện tích phần kính và khung)
+εc: Hệ số tính đến độ cao H(m) nơi đặt cửa kính so với mặt nước biển
H là độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong toàn công trình, được tính bằng mét [m] Hệ số này sẽ thay đổi tùy theo vị trí các tầng khác nhau, với tầng 1 cao hơn mực nước biển 10m Công thức tính hệ số εc là: εc = 1 + 0,023 * H.
Hệ số εds phản ánh ảnh hưởng của sự chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương trong không khí và nhiệt độ đọng sương trên mặt nước biển, được quy định là 20°C Khi nhiệt độ đọng sương tăng, hệ số εds sẽ giảm Công thức tính εds được đưa ra là: εds = 1 - 0,13.(ts – 20)/10 Áp dụng cho trường hợp nhiệt độ đọng sương là 33°C, ta có εds = 1 - 0,13.(33-20)/10 = 0,831.
Tra đồ thị I-d với các thông số ngoài trời tN = 37,7 0 C, φN = 77% ta có: ts = 33 0 C
+εmm: Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây εmm = 1, khi trời có mây chọn εmm = 0,85 (Theo Tr43 TL [2])
Hệ số εkh phản ánh ảnh hưởng của khung kính đến mức độ che khuất ánh sáng từ các tia bức xạ khác nhau Cụ thể, khung gỗ có hệ số εkh bằng 1, trong khi khung kim loại có hệ số εkh là 1,17, cho thấy sự khác biệt trong khả năng che chắn giữa hai loại khung này (Theo Tr44 TL[2])
Hệ số kính εk phụ thuộc vào màu sắc và loại kính, khác với kính cơ bản, được xác định theo bảng 3.5 (Tr44/TL[2]) Đối với bài viết này, loại kính được chọn là kính trong dày 6 mm, phẳng với các hệ số tương ứng.
+εm: Hệ số mặt trời Hệ số này xét tới ảnh hưởng của màn che tới bức xạ mặt trời, khi có màn εm được chọn theo bảng 3.6 (Tr44/TL[2])
Ta chọn loại màn che kiểu Brella kiểu Hà Lan, có các hệ số :
+R ” : Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính thường
+Rn: nhiệt bức xạ đến ngoài bề mặt kính, [W/m 2 ]
R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính cơ bản vào phòng Nó phụ thuộc vào vĩ độ của địa phương nơi đặt công trình, tháng và hướng của tường chịu bức xạ Khi tính toán theo 1 hướng cụ thể, lấy giá trị R tương ứng với Rmax Đà Nẵng nằm ở vĩ độ 15 o Bắc Giá trị R được xác định dựa theo bảng 3.7 ( Theo Tr45/TL[2]) Ta có bảng sau:
Bảng 2.12 Xác định giá trị R’’
Hướng Rtbmax Rn R'' Q61 Đông 505 573,9 183,7 183,7 Fk
Nhiệt bức xạ qua tường và mái 𝑄𝑄 62
Dưới tác động của tia bức xạ mặt trời, bề mặt ngoài của kết cấu bao che sẽ hấp thụ nhiệt và dần nóng lên Một phần nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường, trong khi phần còn lại sẽ dẫn vào bên trong, truyền cho không khí trong phòng thông qua đối lưu và bức xạ Quá trình truyền nhiệt này diễn ra với một độ chậm trễ nhất định, phụ thuộc vào bản chất và độ dày của kết cấu tường.
Lượng nhiệt truyền qua mái, tường do bức xạ và độ chênh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời được xác định theo công thức:
Với: F: Diện tích mái ( hoặc tường), m 2
+k: Hệ số truyền nhiệt qua mái hoặc tường ,W/m 2 K
+∆𝑡𝑡 = t tđ −t N : Độ chênh nhiệt độ tương đương , K t tđ =t N +ε s R xn α N (2.21)
+𝜀𝜀 𝑆𝑆 : Hệ số hấp thụ của mái và tường
+α N = 20: Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài, W/m 2 K
+R xn = 0,88 R : Nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m 2
+ R: Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng, W/m 2
+φ m : hệ số màu của mái hay tường
Màu sáng :φ m =0,78 εS: Hệ số hấp thụ của tường và mái phụ thuộc màu sắc, tính chất vật liệu, trạng thái bề mặt, tra theo bảng 3.9, tr60, TL[2]
Nhiệt do lọt không khí vào phòng:
Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉ không khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt
Theo công thức (3-29), (3-30) (Tr61/TL[2]):
+ξ: Hệ số kinh nghiệm, lấy theo bảng 3.10, tr61, TL[2]
+tN = 37,7°C : Nhiệt độ không khí bên ngoài
+tT = 24°C : Nhiệt độ không khí bên trong phòng
+dN = 32 [g/kg kkk]: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời
+dT = 9,3 [g/kg kkk]: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà
Nhiệt truyền qua kết cấu bao che:
Q81: Tổn thất nhiệt do truyền qua tường, trần và sàn
Q82: tổn thất do truyền nhiệt qua nền
Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che tính theo công thức:
+∆t: hiệu nhiệt độ giữa không khí phía ngoài và trong, [ o C]
+φ: hệ số xét đến vị trí của vách:
Khi tường tiếp xúc trực tiếp với môi trường không khí bên ngoài thì φ = 1
Khi tường tiếp xúc gián tiếp với môi trường không khí bên ngoài qua 1 phòng đệm không điều hòa thì φ = 0,7
Khi tường ngăn với phòng điều hòa thì φ = 0
Khi trần mái nhà bằng tôn, ngói, fibro xi măng với kết cấu mái không kín φ = 0,9 Đối với nền φ = 0,4
+k: hệ số truyền nhiệt qua tường, kính: k= 1 α1 T +∑ δλ i i + 1α N
+αN: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà, αN = 23,3 [W/m 2 K], bảng 3.12 (Tr64/TL[2]) +αT: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, αT = 11,6 [W/m 2 K], bảng 3.12 (Tr64/TL[2]) +λ i : độ dày của lớp vật liệu i [W/m 2 K]
+λ i : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu i [W/mK], tra bảng 3.15 (Tr66/TL[2])
2.2.4 Sử dụng phần mềm Daikin heatload để tính tổn thất cho công trình
Quy trình sử dụng phần mềm Heatload bao gồm 4 bước chính theo trình tự thiết lập: bắt đầu từ Project outline, tiếp theo là Room Data, sau đó là Sum/Print và cuối cùng là Exit.
Hình 2.3 Tuần tự các bước Project outline
Hình 2.4 Nhập dự liệu cho project ouline
Project name: tên dự án “ Cục quản trị T.26 Đà Nẵng”
Thành phố Đà Nẵng, Việt Nam, hiện tại chỉ có 3 tỉnh thành được cập nhật trong phần mềm phiên bản cũ Để đảm bảo thông tin chính xác, chúng ta lựa chọn Quảng Trị, tỉnh gần Đà Nẵng với các thông số khí hậu tương đồng.
Address: địa chỉ “ 08 Bạch Đằng, tp Đà Nẵng”
Outer wall assemblies: loại tường ngoài “ Brickwall w Plaster” tường gạch trát vữa
Hình 2.5 Tuỳ chỉnh lại giá trị hệ số truyền nhiệt của các kết cấu chính: mái, tường ngoài, tường trong
Hình 2.6 Dữ liệu thời tiết
Hình 2.7 Dữ liệu hệ số truyền nhiệt
Hình 2.8 Các thông số cần cho công trình Trong đó
Roof ( with ceiling board)- mái có trần: 3,32
Ceiling ( with board) – trần có trần giả, có thêm trần thạch cao: 0.05
Các thông số như tầng lửng (mezz floor), trụ (pilptis), sàn giáp nền đất (earth floor) và tầng hầm (basement) có ảnh hưởng không đáng kể đến công trình, vì vậy chúng ta có thể sử dụng hệ số mặc định của phần mềm cho các thông số này.
Hình 2.9 Nhiệt độ và độ ẩm
Hình 2.10 Tuỳ chỉnh nhiệt độ và độ ẩm
Do các công trình chỉ tính toán tải cho mùa hè, nhiệt độ trong mùa hè được điều chỉnh ở mức 24 độ C và độ ẩm ở mức 50%.
Hình 2.11 Giao diện phần room data Trong đó
Add : Thêm phòng mới để tính tải nhiệt
Change : Thay đổi thông số của phòng mà ta đã thiết lập từ trước
Delete : Xóa phòng mà ta đã thiết lập trước đó
Insert/Copy : Nhân đôi phòng mà ta đã thiết lập từ trước
Main menu : Chức năng quay về menu chính để tính tải lạnh Đầu tiên sử dụng chức năng add
Hình 2.12 Tuỳ chỉnh thông tin phần add Room name- tên phòng: T0- phòng làm việc
Ventilation system- hệ thống thông gió: sử dụng quạt
Ceiling board- trần giả: có trần giả
Equipments- nhiệt do thiết bị: nhiệt hiện là 239 W
Outer wall length- chiều dài tường ngoài: dựa vào sơ đồ mặt bằng ta điền số liệu
Window area on outer wall- diện tích của sổ trên tường ngoài: dựa vào sơ đồ mặt bằng ta điền số liệu
Inner wall length for non-cond space- chiều dài tường ngăn không có điều hoà: dựa vào sơ đồ mặt bằng ta điền số liệu
Hình 2.13 Nhập số liệu mái, trần sàn
Các dữ liệu mái trần sàn dựa vào bản vẽ mặt bằng, các thông số áp dụng cho không gian không sử dụng điều hoà
Hình 2.14 Chọn tự động nhiệt của thiết bị
Hình 2.15 Các thiết bị có sẵn của phần mềm
Nếu thiết bị trong phần mềm không có thì ta có thể tính tay để điền thông số giống phần ở trên
Thiết lập các thông số khác
Xác định ẩm thừa
2.3.1 Lượng ẩm do con người toả ra
Lượng ẩm do người tỏa ra được xác định theo công thức:
Trong một phòng có n người, lượng ẩm do mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian được ký hiệu là gn và tính bằng gam trên giờ (g/h) Giá trị của gn phụ thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ phòng Theo bảng 3.16 (Tr70/TL[2]), khi nhiệt độ không khí trong phòng là 24°C, lượng ẩm tỏa ra từ một người là 171 g/h.
Bảng 2.14 Lượng ẩm do người tỏa ra
2.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm mang vào
Khi đưa các sản phẩm ướt vào phòng thì có một lượng hơi nước bốc hơi vào phòng
Nếu sản phẩm khô được đưa vào, nó sẽ hút ẩm từ môi trường Trong bối cảnh công nghiệp, đặc biệt là trong phòng ngủ, nên chọn W2 = 0 để đảm bảo không có độ ẩm dư thừa.
2.3.3 Lượng ẩm bay hơi từ sàn ướt
Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt được xác định cho những khu vực thường xuyên ẩm ướt như nhà giặt, nhà bếp và nhà vệ sinh Tuy nhiên, trong phòng ngủ và các phòng được lót gạch men, chúng ta có thể bỏ qua lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm ra môi trường, dẫn đến W3 = 0.
2.3.4 Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào
Khi có rò rỉ hơi nóng trong phòng, như từ các nồi nấu, cần tính toán thêm lượng hơi ẩm thoát ra từ các thiết bị này Trong công trình này, đã chọn W4 = 0.
Chương 3 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA VÀ LẮP ĐẶT CÁC
Sơ đồ điều hoà không khí
Do điều kiện khí hậu của Việt Nam nói chung và Đà Nẵng nói chung nên ta chỉ thành lập sơ đồ điều hoà không khí cho mùa hè
Sơ đồ thẳng là loại sơ đồ không có sự tái tuần hoàn không khí từ phòng trở lại thiết bị xử lý không khí Trong sơ đồ này, toàn bộ không khí được đưa vào thiết bị xử lý là không khí tươi từ bên ngoài.
Sơ đồ nguyên lý và đồ thị:
Hình 3.1 mô tả sơ đồ thẳng của hệ thống xử lý không khí Nguyên lý hoạt động bắt đầu khi không khí bên ngoài với trạng thái N (tN, φN) được hút vào qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1) Không khí sau đó được đưa vào buồng xử lý nhiệt ẩm (2) và được xử lý theo chương trình đã định sẵn để đạt trạng thái O Quạt (3) sẽ vận chuyển không khí qua đường ống gió (4) vào phòng (6) thông qua các miệng thổi (5) Tại miệng thổi (5), không khí có trạng thái V sẽ nhận nhiệt thừa QT và độ ẩm thừa trước khi vào phòng.
WT và tự thay đổi đến trạng thái T(tT, ϕ T ) theo tia quá trình εT = QT/WT Sau đó không khí được đưa ra bên ngoài qua cửa thải (7)
Quạt cấp gió và thiết bị xử lý không khí là những thành phần quan trọng trong hệ thống thông gió, bao gồm thiết bị sấy không khí cấp II, hệ thống kênh cấp gió và miệng cấp gió Những thiết bị này có ưu điểm nổi bật như thiết kế đơn giản, gọn nhẹ và dễ dàng lắp đặt, giúp cải thiện hiệu suất thông gió và chất lượng không khí trong không gian sống và làm việc.
Không tận dụng nhiệt từ không khí thải nên hiệu quả kinh tế thấp Ứng dụng:
Khi kênh gió hồi quá lớn việc thực hiện hồi gió quá tốn kém hoặc không thực hiện được do không gian không cho phép
Khi trong không gian điều hòa có sinh ra nhiều chất độc hại, việc hồi gió không có lợi
3.1.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp Để tận dụng lượng nhiệt từ không khí thải người ta sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống điều hòa không khí
Hình 3.2 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp Nguyên lý làm việc: Không khí ngoài trời có trạng thái N (tN, φN ) với lưu lượng
LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh được đưa vào buồng hòa trộn để kết hợp với không khí hồi có trạng thái nhất định Hỗn hợp này sau đó được chuyển đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm, nơi nó được xử lý theo chương trình định sẵn Cuối cùng, không khí đã được xử lý được quạt vận chuyển vào phòng qua kênh gió.
Vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, không khí sẽ tự chuyển đổi trạng thái từ V sang T Phần lớn không khí sẽ được quạt hồi gió 11 hút qua các miệng hút 9 và theo kênh hồi gió 10 vào thiết bị hòa trộn, trong khi một phần khí thải sẽ được thải ra ngoài qua cửa thải gió.
Các thiết bị chính trong hệ thống thông gió bao gồm quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, thiết bị sấy không khí cấp II, cùng với hệ thống kênh cấp gió, hồi gió, miệng thổi và miệng hút Mỗi thiết bị đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của hệ thống thông gió.
- Tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn
- Năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng
- Sơ đồ có tái tuần hoàn không khí
- Hệ thống đòi hỏi phải có thiết bị sấy không khí cấp II để sấy nóng không khí khi không thoả mãn điều kiện vệ sinh
- Chi phí đấu tư tăng
3.1.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp Để khắc phục nhược điểm của sơ đồ 1 cấp do phải có thiết bị sấy cấp II để đề phòng khi trạng thái V không thoả mãn điều kiện vệ sinh cần sấy nóng không khí, người ta sử dụng sơ đồ 2 cấp có thể điều chỉnh nhiệt độ không khí thổi vào phòng mà không cần có thiết bị sấy cấp II
Sơ đồ 2 cấp có điều chỉnh nhiệt độ thổi vào:
Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp với điều chỉnh nhiệt độ thổi vào cho thấy nguyên lý làm việc của hệ thống thông gió Không khí ngoài trời với lưu lượng LN và trạng thái N được hút qua cửa lấy gió có van điều chỉnh, sau đó hòa trộn với không khí hồi có lưu lượng LT1 và trạng thái T để đạt trạng thái C1 Hỗn hợp này được đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm, nơi không khí được xử lý đến trạng thái O Sau khi ra khỏi miệng thổi, không khí ở trạng thái C2 vào phòng và nhận nhiệt thừa QT cùng ẩm thừa WT, sau đó tự thay đổi trạng thái đến T Cuối cùng, một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải, trong khi phần lớn còn lại được hồi về thiết bị xử lý không khí qua kênh gió hồi.
12 để tiếp tục xử lý
Các thiết bị chính trong hệ thống thông gió bao gồm quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, cùng với hệ thống kênh cấp gió và hồi gió, cũng như các miệng thổi và miệng hút Mỗi thiết bị đều có những ưu nhược điểm riêng, ảnh hưởng đến hiệu suất và hiệu quả của toàn bộ hệ thống thông gió.
Nhiệt độ thổi vào phòng có thể được điều chỉnh dễ dàng thông qua việc điều chỉnh lượng gió trích LT2, giúp nâng nhiệt độ thổi vào phòng đạt tiêu chuẩn vệ sinh Nhờ đó, sơ đồ hai cấp điều chỉnh nhiệt độ không cần thiết phải trang bị thiết bị sấy cấp II Đồng thời, năng suất lạnh và năng suất làm khô của thiết bị xử lý cũng giảm yêu cầu.
+Không phải đầu tư hệ thống xử lý không khí quá lớn, cồng kềnh
+Phải có thêm buồng hoà trộn thứ hai và hệ thống trích gió đến buồng hoà trộn này +Chi phí đầu tư, vận hành tăng
Sơ đồ 2 cấp có điều chỉnh độ ẩm không khí thổi vào:
Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp có điều chỉnh độ ẩm hoạt động bằng cách lấy không khí ngoài trời với lưu lượng LN và trạng thái N qua cửa gió có van điều chỉnh, sau đó hòa trộn với không khí có lưu lượng LT1 và trạng thái T để đạt trạng thái C1 Hỗn hợp C1 được chia thành hai dòng: một dòng (Ln+LT1) được xử lý qua thiết bị xử lý không khí 4 đến trạng thái O, rồi hòa trộn với dòng thứ hai có lưu lượng LT2 tại buồng hòa trộn 6 để đạt trạng thái C2 Không khí ở trạng thái C2 được quạt 7 vận chuyển qua kênh cấp gió 8 vào phòng 10 Sau khi ra khỏi miệng thổi 9, không khí sẽ nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT, tự thay đổi đến trạng thái T Cuối cùng, một phần không khí được thải ra ngoài qua cửa thải 14, trong khi phần còn lại được hồi về qua kênh gió hồi 12 và quạt hồi 13 để lặp lại chu trình Hệ thống này có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
- Nhiệt độ và độ ẩm không khí thổi vào phòng có thể điều chỉnh để thoả mãn điều kiện vệ sinh
- không cần thiết bị sấy cấp II và thiết bị phun ẩm bổ sung
- Năng suất lạnh và năng suất làm khô yêu cầu của thiết bị xử lý giảm so với sơ đồ một cấp tương tự
- Phải có thêm buồng hoà trộn thứ hai và hệ thống trích gió đến buồng hoà trộn này
- Chi phí đầu tư, vận hành tăng
3.1.4 Sơ đồ phun ẩm bổ sung
Phun ẩm bổ sung trực tiếp ngay trong gian máy hoặc không gian điều hòa bằng máy phun ẩm được sử dụng cho cả 3 sơ đồ:
- Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp
- Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp
Có thể phun ẩm bằng hơi nước hoặc bằng nước
Hình 3.5 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp có phun ẩm bổ sung
Xử lý không khí đến trạng thái O’ với nhiệt độ tO’ nhỏ hơn tO, sau đó thổi không khí vào phòng để không khí tự điều chỉnh theo quá trình với ε = εT đến nhiệt độ T’ Tiếp theo, phun ẩm bổ sung để không khí chuyển đổi đến trạng thái nhiệt độ T Các quá trình này có thể dễ dàng thực hiện bằng cách thay đổi lưu lượng gió xử lý, do trạng thái O’ có nhiệt độ thấp hơn trạng thái ban đầu.
O, nhưng độ ẩm tương đương nhau φO’ = φO nên ta có IO’ < IO và dO’ < dO
Năng suất các thiết bị trong trường hợp có phun ẩm bổ sung như sau:
Năng suất gió cung cấp cho phòng:
Năng suất lạnh yêu cầu của thiết bị xử lí không khí:
3.1.5 Chọn sơ đồ điều hoà không khí
Sơ đồ điều hòa không khí được xây dựng dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về sự tiện nghi cho con người và phù hợp với công nghệ trong điều kiện khí hậu cụ thể.
Với công trình này ta chọn sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.
Tính toán sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp
Hình 3.6 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Trong đó:
Hệ thống thông gió bao gồm các thành phần quan trọng như van điều chỉnh, cửa hồi gió, buồng hoà trộn, thiết bị xử lý nhiệt ẩm, quạt, kênh gió, miệng thổi gió, không gian phòng, miệng hút, kênh gió hồi, quạt hồi gió và cửa thải gió Những yếu tố này phối hợp chặt chẽ để đảm bảo không khí trong phòng được lưu thông hiệu quả, duy trì độ ẩm và nhiệt độ lý tưởng, đồng thời cải thiện chất lượng không khí trong không gian sống.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió bắt đầu với không khí bên ngoài có trạng thái N và lưu lượng GN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh Không khí này được đưa vào buồng hòa trộn để kết hợp với không khí hồi có trạng thái T và lưu lượng GT Hỗn hợp không khí hòa trộn đạt trạng thái C sẽ được chuyển đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm, nơi nó được xử lý theo chương trình cài sẵn cho đến trạng thái O Sau đó, quạt sẽ vận chuyển không khí qua kênh gió vào phòng, với không khí ra khỏi miệng thổi có trạng thái V Tại đây, không khí nhận nhiệt thừa và độ ẩm thừa, tự thay đổi trạng thái từ V đến T Cuối cùng, một phần không khí được thải ra ngoài, trong khi phần lớn được quạt hồi gió hút về qua các miệng hút theo kênh hồi gió.
3.2.1 Xác định các điểm nút
Đồ thị I-d cho sơ đồ mùa hè hiển thị các điểm N (tN = 37,7 °C, φN = 77%) và T (tT = 24 °C, φT = 50%) được xác định từ các thông số tính toán ban đầu Tại điểm N, độ ẩm là dN = 32 g/kgkk và năng lượng là IN = 121,33 kJ/kgkk Tương tự, tại điểm T, độ ẩm là dT = 9,3 g/kgkk và năng lượng là IT = 47,9 kJ/kgkk Điểm hòa trộn C nằm trên đoạn NT và được xác định theo tỷ lệ hòa trộn.
GN: lưu lượng gió tươi cần cung cấp được xác định theo điều kiện vệ sinh, (kg/s)
G: lưu lượng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí, (kg/s) Điểm 𝑂𝑂 ≡ 𝑉𝑉 là giao của đường 𝜀𝜀 = QT/WT đi qua điểm T với đường 𝜑𝜑 = 95%
Bảng 3.1 Thông số điểm V Điểm Nhiệt độ tV Độ ẩm φ Entanpi IV Độ chứa ẩm dV ˚C % kJ/kg g/kgkk
Để đảm bảo điều kiện vệ sinh, trạng thái không khí thổi vào (điểm V) cần có nhiệt độ chênh lệch không quá 10°C so với nhiệt độ phòng (tT) khi thổi từ trên xuống, hoặc không quá 7°C khi thổi từ dưới lên Cụ thể, điều kiện này được thể hiện bằng công thức tV ≥ tT - a (với a là số độ C) Nếu chọn tV = 15°C, thì điều kiện vệ sinh sẽ được thỏa mãn.
- Lưu lượng gió cấp vào phòng G
- Lưu lượng gió tươi GN
Trong đó: n: tổng số người trong phòng ρk: là khối lượng riêng của không khí; ρk = 1,2 kg /m3
Vk là lượng không khí tươi cần thiết cho mỗi người trong một đơn vị thời gian, được đo bằng m³/h.người Để đảm bảo vệ sinh và cung cấp đủ oxy, lượng gió tươi được chọn theo bảng 2.7 (Tr30/TL[1]), với cường độ vận động nhẹ, Vk được xác định là 25 m³/h.người Tóm lại, tổng lượng không khí bổ sung cho n người sẽ được tính dựa trên giá trị Vk này.
Xác định lưu lượng gió hồi GT
Công suất lạnh của thiết bị làm mát không khí
IC: entanpy của không khí sau thiết bị xử lý không khí, [kJ/kgkkk]
Io: entanpy của không khí sau thiết bị xử lý nhiệt ẩm, [kJ/kgkkk]
- Năng suất làm khô của thiết bị xử lí không khí
Trong đó: dC : dung ẩm không khí hòa trộn, [gam/kgkkk] d C =d N G N
G , g/kgkkk (3.17) dO : dung ẩm của không khí sau thiết bị xử lý nhiệt ẩm, [gam/kgkkk]
3.2.2 Năng suất lạnh yêu cầu
Bảng 3.2 Thông số các nút đã biết Điểm Nhiệt độ t Độ ẩm φ Entanpi I Độ chứa ẩm d ˚C % kJ/kgkkk gam/kgkkk
Xác định điểm nút V và O: Xác định hệ số góc tia các phòng 𝜀𝜀 T
Từ đó tra đồ thị I-d song song với hệ số góc tia 𝜀𝜀 T đi qua cắt điểm T và φ = 95% ta được tv= 18,8 o C
Lưu lượng gió cấp vào phòng:
Tính cho các trường hợp, nếu GN ≥ 0,1.G thì thỏa mãn, nếu GN < 0,1G thì lấy GN = 0,1.G Năng suất làm lạnh và năng suất làm khô:
Năng suất lạnh của thiết bị xử lý không khí:
Bảng 3.3 Công suất lạnh và năng suất làm khô của các phòng
T1- NGỦ 2 3.85 0.535 0.017 0.518 50.233 10.66 5.377 0.3 T1- NGỦ 3 7.064 0.981 0.017 0.964 49.172 10.133 9.257 0.032 T1- NGỦ 4 7.064 0.981 0.017 0.964 49.172 10.133 9.257 0.032 T1- NGỦ 5 3.85 0.535 0.017 0.518 50.233 10.66 5.377 0.3 T1- NGỦ 6 4.579 0.636 0.017 0.619 49.863 10.476 6.221 0.239 T1- NGỦ 7 3.839 0.533 0.017 0.516 50.242 10.664 5.361 0.301 T1- KẾ
T2- NGỦ 2 3.85 0.535 0.017 0.518 50.233 10.66 5.377 0.3 T2- NGỦ 3 7.058 0.98 0.017 0.963 49.174 10.133 9.248 0.032 T2- NGỦ 4 7.064 0.981 0.017 0.964 49.172 10.133 9.257 0.032 T2- NGỦ 5 3.85 0.535 0.017 0.518 50.233 10.66 5.377 0.3 T2- NGỦ 6 4.579 0.636 0.017 0.619 49.863 10.476 6.221 0.239 T2- NGỦ 7 3.839 0.533 0.017 0.516 50.242 10.664 5.361 0.301
T3- NGỦ 2 3.85 0.535 0.017 0.518 50.233 10.66 5.377 0.3 T3- NGỦ 3 7.064 0.981 0.017 0.964 49.172 10.133 9.257 0.032 T3- NGỦ 4 7.064 0.981 0.017 0.964 49.172 10.133 9.257 0.032 T3- NGỦ 5 3.85 0.535 0.017 0.518 50.233 10.66 5.377 0.3 T3- NGỦ 6 4.579 0.636 0.017 0.619 49.863 10.476 6.221 0.239 T3- NGỦ 7 3.839 0.533 0.017 0.516 50.242 10.664 5.361 0.301
CHỌN VÀ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ PHỤ
Tính chọn bộ chia gas cho dàn nóng và lạnh
4.1.1 Nguyên tắc chọn Để nối các dàn lạnh với dàn nóng, phải sử dụng các bộ chia gas (Refnet) Refnet thực chất là bộ chia từ một đường ra hai đường gas hình chữ Y, nếu bộ chia có 4 nhánh hoặc 8 nhánh thì gọi là Header hay ống phân phối Thực tế có thể kết nối đường ống gas bằng bộ chia gas dàn lạnh hình chữ Y, hoặc bộ chia gas kiểu ống góp, hoặc là hỗn hợp cả hai Tuy nhiên bộ chia gas kiểu ống góp có nhược điểm là rất tốn đường ống, mặt khác bộ chia gas dàn lạnh Refnet có thể tiết kiệm được đường ống gas và tăng cường được số dàn lạnh kết nối đáng kể nên ở công trình này ta chỉ sử dụng bộ chia gas Refnet.Chọn bộ chia gas dàn lạnh đầu tiên từ phía dàn nóng
Chọn từ dàn lạnh xa nhất, theo chỉ số tổng công suất lạnh
4.1.2 Chọn bộ chia gas dàn lạnh đầu tiên từ phía dàn nóng
Chọn bộ chia gas dàn lạnh đầu tiên tính từ phía dàn nóng theo công suất dàn nóng theo bảng 6.2, trang 170, TL[4]
Bảng 4.1 Chọn bộ chia gas đầu tiên theo công suất dàn nóng
Công suất dàn nóng Kí hiệu bộ chia gas
4.1.3 Chọn bộ chia gas tiếp theo Đối với bộ chia gas khác sau bộ chia gas đầu tiên tính từ dàn nóng, dựa vào tổng chỉ số công suất của dàn lạnh và chọn theo bảng 6.3 trang 170 TL[4]
Bảng 4.2 Chọn bộ chia gas tiếp theo theo công suất dàn lạnh Chỉ số công suất lạnh tổng Kí hiệu bộ chia gas x < 200 KHRP26A22T
Kích thước đường ống dẫn gas môi chất
4.2.1 Kích cỡ ống đồng kết nối với dàn nóng
Bảng 4.3 Chọn ống cho dàn nóng Công suất dàn nóng, HP Đường kính ngoài, mm Đường ống gas (*) Đường ống lỏng
4.2.2 Kích cỡ ống đồng kết nối giữa các bộ chia gas dàn lạnh
Chọn cỡ ống nối giữa các bộ chia gas theo chỉ số năng suất lạnh của tổng các dàn lạnh đứng sau nó Theo bảng 6.7 trang 172 TL[4]
Bảng 4.4 Bảng chọn cỡ ống nối giữa các bộ chia gas dàn lạnh Tổng chỉ số năng suất Đường kính ngoài, mm Đường ống hơi Đường ống lỏng x < 150 15.9
4.2.3 Kích cỡ ống đồng nối giữa bộ chia gas vs dàn lạnh
Chọn cỡ ống nối giữa bộ chia gas với dàn lạnh theo bảng 6.8 trang 173 TL[4] theo chỉ số của dàn lạnh
Bảng 4.5 Chọn cỡ ống nối bộ chia gas với dàn lạnh
Chỉ số năng suất lạnh Đường kính ngoài, mm Đường ống hơi Đường ống lỏng
TÍNH TOÁN QUÁ TRÌNH THÔNG GIÓ VÀ CẤP GIÓ TƯƠI CHO PHÒNG
Giới thiệu & chọn phương pháp tính đường ống gió
+Đường ống cung cấp không khí ( Supply Air Duct – SAD)
+Đường ống hồi gió ( Return Air Duct - RAD)
+Đường ống cung cấp không khí tươi ( Fresh Air Duct - FAD)
+Đường ống thông gió (Ventilation Air Duct - VAD)
+Đường ống thải gió ( Exhaust Air Duct - EAD)
Với đề tài này ta chỉ tính cấp gió tươi cung cấp không khí
Bảng 5.1 Chọn ống gió theo tốc độ
Loại đường ống Hệ thống điều hòa dân dụng Hệ thống điều hòa công nghiệp
Cấp gió Hồi gió Cấp gió Hồi gió
- Theo kết cấu và vị trí lắp đặt
- Theo hình dáng tiết diện đường ống
+Đường ống hình chữ nhật, hình vuông
- Theo vật liệu chế tạo đường ống
+Đường ống tôn tráng kẽm
5.1.2 Chọn loại đường ống gió
- Hệ thống ống kiểu treo
Hệ thống ống treo là các ống được lắp đặt trên cao, yêu cầu thiết kế gọn nhẹ, bền và chắc chắn Nó cần có khả năng dẫn gió hiệu quả, thi công nhanh chóng, dễ chế tạo và có giá thành thấp Đường ống gió treo có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau và có tiết diện đa dạng Hệ thống này cho phép điều chỉnh tiết diện dễ dàng, đảm bảo phân phối gió đồng đều trên toàn bộ ống.
Hình 5.1 Treo đỡ đường ống gió
1 - Trần hệ thống 2 - Thanh treo 3 - Đoạn ren 4 - Bu lông + Đai ốc
5 - Thanh sắt đỡ 6 - Bông thủy tinh cách nhiệt 7 - Ống gió 8 - Vít nở
Vật liệu chính được sử dụng là tôn tráng kẽm với độ dày từ 0,5 đến 1,2 mm Đường ống gió hình chữ nhật là lựa chọn phổ biến nhờ vào sự phù hợp với cấu trúc nhà treo đỡ, dễ dàng trong việc chế tạo và bọc cách nhiệt Hơn nữa, các chi tiết phụ như cút, xuyên, chạc 3 và chạc 4 cũng dễ dàng chế tạo hơn so với các tiết diện khác như vuông, tròn hay ô van.
- Phương pháp ma sát đồng đều:
Để thiết kế hệ thống ống gió hiệu quả, cần đảm bảo tổn thất áp suất trên mỗi mét chiều dài ống là đồng nhất trên toàn tuyến và bằng với tổn thất của đoạn ống chuẩn Phương pháp này được sử dụng phổ biến nhờ tính nhanh chóng và độ chính xác tương đối Nó cho phép xác định tổn thất áp suất cho bất kỳ đoạn ống nào trong mạng mà không cần biết kích thước các đoạn trước, rất phù hợp với thực tế thi công tại công trường Phương pháp này đặc biệt thích hợp cho các hệ thống có tốc độ thấp như trong phòng ở, khách sạn, hội trường và nhà hàng, áp dụng cho cả ống đi, ống về và ống thải.
- Phương pháp tính toán lý thuyết:
Dựa vào các công thức lý thuyết, việc tính toán kích thước đường ống từ đầu đến cuối tuyến giúp duy trì áp suất tĩnh không đổi tại các vị trí lắp đặt miệng hút và miệng thổi Mặc dù đây là phương pháp chính xác nhất, nhưng nó cũng phức tạp và tốn nhiều thời gian.
- Phương pháp giảm dần tốc độ:
Người thiết kế sử dụng kinh nghiệm để chủ động giảm dần tốc độ dòng không khí trong tuyến ống Mặc dù thiết kế này được thực hiện nhanh chóng, nhưng vẫn đảm bảo hiệu quả và tính hợp lý trong quá trình vận hành.
Thiết kế theo phương pháp 8 phụ thuộc vào quan điểm cá nhân của người thiết kế, dẫn đến độ chính xác khó đạt được Trong phương pháp này, hệ thống cần phải lắp đặt các van điều chỉnh lưu lượng cho ống gió.
- Phương pháp phục hồi áp suất tĩnh:
Xác định kích thước ống dẫn là cần thiết để đảm bảo tổn thất áp suất tương ứng với độ gia tăng áp suất tĩnh do giảm tốc độ không khí ở các nhánh rẽ Phương pháp này tương tự như lý thuyết, nhưng chủ yếu dựa vào việc sử dụng đồ thị trong thiết kế.
Trong đồ án này, chúng tôi áp dụng phương pháp ma sát đồng đều để thiết kế hệ thống cấp khí tươi Phương pháp này mang lại ưu điểm thiết kế nhanh chóng, cho phép người thiết kế tính toán linh hoạt cho bất kỳ đoạn ống nào mà không cần phải thực hiện theo thứ tự từ đầu đến cuối tuyến ống Điều này rất có ý nghĩa trong thực tế thi công tại công trường.
Có hai hướng lựa chọn thiết kế:
Để xác định kích thước ống và tổn thất ma sát cho hệ thống thông gió, đầu tiên chọn tiết diện đoạn ống gần quạt làm tiết diện điển hình Tiếp theo, lựa chọn tốc độ chuyển động không khí phù hợp với đoạn ống đó Dựa vào các yếu tố này, tính toán tổn thất ma sát trên 1m chiều dài của đoạn ống điển hình, và coi giá trị tổn thất này là chuẩn cho toàn bộ tuyến ống.
Để tối ưu hóa hệ thống đường ống gió, cần chọn tổn thất áp suất hợp lý và duy trì giá trị này trên toàn bộ hệ thống Dựa vào lưu lượng đã biết, tiến hành xác định kích thước cho từng đoạn ống một cách chính xác.
Cách thứ hai có nhược điểm là việc xác định mức tổn thất hợp lý Nếu chọn tổn thất nhỏ, kích thước ống sẽ lớn, dẫn đến chi phí đầu tư cao Ngược lại, nếu chọn tốc độ lớn, sẽ gây ra tiếng ồn và làm tăng chi phí vận hành.
Chúng ta thường lựa chọn phương pháp đầu tiên do tốc độ gió được cung cấp trong các bảng là kết quả của các tính toán kỹ thuật đã được xem xét kỹ lưỡng dựa trên các yếu tố đã nêu Dưới đây là các bước thiết kế theo phương pháp này:
Bước 1 : Lựa chọn tiết diện đầu là tiết diện điển hình
Chọn tốc độ gió cho tiết diện đó và tính kích thước đoạn ống điển hình: Diện tích tiết diện F1, kích thước cạnh a1, b1 và đường kính tương đương dtd
Xác định đường kính tương đương dtđ đoạn ống điển hình theo bảng 6.4 (Tr164/TL[5]) hoặc theo công thức sau: dtđ = 1 1 0,625 0,25
Để xác định tổn thất áp suất cho 1 mét ống có tiết diện điển hình, ta sử dụng lưu lượng và tốc độ, dựa vào đồ thị Giá trị tổn thất áp suất này sẽ được giữ cố định trên toàn bộ tuyến ống.
Bước 2: Dựa trên tổn thất chuẩn, kích thước các đoạn ống còn lại được tính toán dựa vào lưu lượng đã biết Khi tổn thất áp suất không đổi, tỷ lệ phần trăm lưu lượng so với tiết diện điển hình sẽ tương ứng với tỷ lệ phần trăm tiết diện Để đơn giản hóa quá trình tính toán, mối quan hệ giữa tỷ lệ phần trăm tiết diện đoạn ống và tỷ lệ phần trăm lưu lượng đã được xây dựng.
Xác định tỷ lệ % lưu lượng của các đoạn ống theo tiết diện điển hình k i L = V i
Xác định kích thước các đoạn ống theo tỷ lệ % so với tiết diện đoạn ống điển hình F1
Bước 3: Tổng trở lực của đoạn ống có chiều dài tổng lớn nhất là cơ sở để chọn quạt dàn lạnh
∑L – Tổng chiều dài của các đoạn ống trên tuyến đang xét, m
∑Ltd – Tổng chiều dài tương tương của các tổn thất cục bộ, m Δp1 – Tổn thất áp suất trên 1m chiều dài đường ống (giá trị cố định), N/m 2
- Đặc điểm của phương pháp này:
Phương pháp ma sát đồng đều mang lại lợi ích lớn trong thiết kế, cho phép người thiết kế thực hiện tính toán nhanh chóng mà không cần phải tuân theo thứ tự từ đầu đến cuối tuyến ống Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công tại công trường, giúp tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả làm việc.
Tính toán hệ thống đường ống gió theo phương pháp ma sát đồng đều
5.2.1 Tính toán đường ống gió tươi Đây là hệ thống điều hòa lớn, không làm lạnh sơ bộ khí tươi, không khí tươi được lấy trực tiếp từ ngoài môi trường qua hệ thống ống dẫn vào hòa trộn với gió hồi và được làm lạnh đến nhiệt độ cần thiết rồi cấp vào không gian điều hòa Chọn đường ống dẫn khí có tiết diện là hình chữ nhật và hình vuông để thuận lợi cho việc lắp đặt
Từ các thông số đã có cho mỗi tầng như:
Tổng lưu lượng gió tươi cần thiết cho từng tầng: Được tính bằng tổng lưu lượng gió tươi cần cấp cho mỗi phòng, đơn vị kg/s
Tốc độ tối ưu: Theo bảng 6.3 trang 162 TL[2] ta chọn tốc độ không khí đi trong ống là ω1 = 4.5 m/s
Tính đường ống cấp gió tươi cho tầng trệt
Chọn tiết diện đầu tiên làm tiết diện điển hình Lưu lượng gió qua tiết diện ban đầu là: G1 = 0,599 m 3 /s
Lựa chọn tốc độ không khí đi trong ống: Chọn tốc độ ban đầu ω1 = 6 m/s
Diện tích đoạn ống đầu là: f1 = G1/ ω1 = 0,599/4.5= 0,13 m 2 (5.6)
Tiết diện đoạn ống đầu là: axb = 400x250 mm (5.7)
Tính lại tốc độ gió: ω1 = 0,599/0,088 = 6.8 m/s (5.8)
Theo công thức 6.7 trang 163 TL[2] ta có đường kính tương đương: dtd = 1,3 (ab) 0,625
Dựa trên tỉ lệ % lưu lượng của các đoạn ống kế tiếp, chúng ta có thể xác định tỉ lệ % tiết diện theo bảng 6.48 trang 200 TL[2] Tiếp theo, cần xác định kích thước axb của các đoạn ống, từ đó tính toán tiết diện thực và tốc độ thực.
Kết quả tính kích thước ống gió chính các tầng được thể hiện trong bảng phụ lục
% lưu lượng ống nhánh = lưu lượng ống nhánh/tổng lưu lượng
Tiết diện ống = % tiết diện x tiết diện ống chính
Bảng 5.2 Thống ông cấp gió tươi Đoạn Lưu lượng Tiết diện Tốc độ Kích thước
Chọn miệng thổi, hút
+Miệng thổi chữ nhật, vuông
- Theo cách phân phối gió
+Miệng thổi có cánh điều chỉnh đơn và đôi
+Miệng thổi kiểu lá sách
+Miệng thổi kiểu chắn mưa
+Miệng thổi có cánh cố định
- Theo vị trí lắp đặt
+Miệng thổi đặt nền, sàn
5.3.2 Chọn miệng thổi Đối với công trình này ta chọn miệng cấp gió tươi loại lá sách
Chọn quạt cấp gió tươi
5.4.1 Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió
- Tổn thất ma sát Đối với ống gió, khi sử dụng đồ thị, trở kháng ma sát Δpms có thể tính theo công thức: Δpms = l Δp1 , Pa (5.10)
L: chiều dài ống gió, m Δp1: trở kháng ma sát trên 1 m chiều dài ống, tra trên toán đồ 7.24 trang 373 TL[5] ứng với không khí có nhiệt độ 20 o C, áp suất p = 1,013 bar (760 mmHg) và vật liệu chế tạo ống là tôn tráng kẽm nhẵn Tuy nhiên khi nhiệt độ không khí dao động từ 0 đến 50 o C sai số vẫn có thể bỏ qua
Tổn thất cục bộ bao gồm tổn thất tại các vị trí co-cút, tê, đột thu,… Δpcb = n.pđ(ω1)
Trong đó: n – hệ số cột áp động pđ – áp suất động, Pa
- Kết luận lựa chọn phương pháp điều hoà cho công trình
Hệ thống điều hòa VRV là giải pháp hợp lý cho khách sạn với nhiều phòng, vì không phải lúc nào tất cả các phòng cũng được sử dụng Với hệ thống này, khi chỉ một vài phòng cần điều hòa, máy lạnh sẽ hoạt động chỉ trong những phòng đó, giúp tiết kiệm năng lượng Đồng thời, hệ thống đảm bảo các tiêu chuẩn về độ sạch, nhiệt độ và độ ẩm của không khí, mang lại tiện nghi và sức khỏe cho người sử dụng.
- Kết luận lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí
Việc lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí một cấp có hồi nhiệt một phần là hợp lý cho khách sạn, nơi nghỉ ngơi không có chất độc hại, giúp tăng năng suất lạnh hiệu quả.
- Kết luận lựa chọn máy điều hoà cho khách sạn
Khách sạn yêu cầu thẩm mỹ cao, do đó, việc lựa chọn giàn lạnh casset giấu trần nối ống gió là hợp lý nhờ vào kích thước nhỏ gọn và độ ồn thấp Đối với những phòng có diện tích nhỏ không phù hợp lắp đặt dàn lạnh giấu trần, giải pháp thay thế là sử dụng dàn lạnh treo tường.
- Tính kiểm tra dàn nóng
Vị trí lắp đặt dàn nóng được xác định dựa trên bản vẽ thiết kế thi công và điều kiện cụ thể tại công trường, đồng thời đảm bảo tuân thủ các yêu cầu cần thiết.
+Các dàn nóng được đặt tại nơi an toàn
+Các dàn nóng ngoài trời được đặt nơi thông gió tốt
+Các dàn nóng được đặt tại tầng mái của toà nhà
+Các dàn nóng được đặt trên giá đỡ bêtông, chân các dàn nóng có lót một tấm đệm cao su chống rung dày 10mm
- Kết luận lựa chọn đường ống và Refnet
Kích cỡ của đường ống môi chất được xác định dựa trên số lượng máy lắp đặt và kích thước của đoạn ống, trong đó kích thước đoạn ống sau phải tương ứng với kích thước của máy có tổng công suất của tất cả các máy trước đó.
Việc lựa chọn loại Refnet kết nối tùy thuộc vào công suất của dàn nóng và chỉ số năng suất lạnh của các dàn lạnh
Kích thước ống nước ngưng phải phù hợp với lưu lượng nước ngưng tụ, và trong quá trình lắp đặt, đường ống cần có độ dốc ngang 1% Việc lắp đặt hệ thống ống nước ngưng hợp lý sẽ đảm bảo hiệu quả thoát nước ngưng.
- Kết luận lựa chọn đường ống gió
Hệ thống vận chuyển, phân phối không khí tươi
[1] ThS Nguyễn Công Vinh Bài giảng học phần điều hoà không khí
[2] PGS.TS Võ Chí Chính (2003) Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí hiện đại NXB Khoa học và kỹ thuật
[3] (2013) Qui chuẩn kỹ thuật Quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả QCVN 09:2013/BXD Hà Nội
[4] (2010) Tiêu chuẩn Quốc gia thông gió- điều hoà không khí tiêu chuẩn thiết kế
TCVN 5687: 2010 Nhà xuất bản xây dựng
[5] GS.TS Nguyễn Đức Lợi (2005) Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí NXB Khoa học và kỹ thuật.
