thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa nhà hậu cần chùa quán sứ

1.1.2 Quá trình xử lý không khí Không khí trước khi cấp vào phòng được đưa vào các thiết bị xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu đồng thời với việc khử nhiệt thừa và ẩm thừa phát sinh t

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:

“Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa nhà hậu cần chùa Quán Sứ”

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Phạm Thế Văn Sinh viên thực hiện : Đinh Văn Minh Ngày sinh : 20/08/2000 Lớp : DCKTN9.10

Ngành : Công nghệ kỹ thuật Nhiệt Khoa : Nhiệt – Điện lạnh

Khóa : 9

Mã sinh viên : 187510206064

Bắc Ninh, năm 2023

Trong những năm gần đây nhu cầu về điều hoà không khí ngày càng phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực Điều hoà không khí đó tạo ra môi trường không khí đáp ứng được nhu cầu sinh hoạt của con người, đảm bảo được sự bền vững của các công trình kiến trúc, làm tăng tuổi thọ cho các thiết bị và các quá trình công nghệ Do đó việc nghiên cứu lĩnh vực này là hết sức cần thiết

Với lý do trên em được giao nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống điều hoà không khí và thông gió cho tòa nhà hậu cần chùa Quán sứ” làm đề tài tốt nghiệp của mình

Nội dung của đề tài gồm có 7 chương:

Chương 1: Khái quát chung về điều hoà không khí Chương 2: Giới thiệu công trình cần điều hoà

Chương 3: Tính toán phụ tải lạnh theo phương pháp CARRIER Chương 4: Thiết lập và chọn sơ đồ ĐHKK cho công trình

Chương 5: Tính toán thiết kế đường ống thông gió Chương 6: Các phương án thiết kế

Chương 7: Chọn máy và thiết bị

Trong quá trình thực hiện đề tài em đó sử dụng phương pháp CARRIER, cùng với việc sử dụng đồ thị t-d của không khí ẩm để giải quyết những yêu cầu của đề đặt ra

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Thế Văn trực tiếp hướng dẫn và sự góp ý

của các thầy giáo trong bộ môn giúp em hoàn thành đề tài này

Hà Nội, tháng 07 năm 2023

Sinh viên thực hiện

1 Bản đồ án do tôi tự lập tính toán, thiết kế và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo: Phạm Thế Văn

2 Để hoàn thành bản đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đó được ghi trong bản các tài liệu tham khảo Không sử dụng những tài liệu nào không được liệt kê ở phần tài liệu tham khảo

Hà Nội, tháng năm 2023

Người cam đoan

LỜI NÓI ĐẦU

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ

CHƯƠNG 1 1

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1

1.1 Khái niệm chung về điều hòa không khí 1

1.2 Vai trò của điều hòa không khí trong đời sống con người và trong sản xuất 1

CHƯƠNG 2 6

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH CẦN ĐIỀU HOÀ 6

2.1 Đặc điểm chung của công trình 6

2.2 Đặc điểm kết cấu của công trình 7

2.3 Phân loại hệ thống điều hòa không khí 9

2.4 Các loại sơ đồ điều hoà không khí 16

2.5 Các thông số tính toán cho quá trình điều hoà 18

2.6 Kiểm tra đọng sương trên vách 19

CHƯƠNG 3 20

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH THEO PHƯƠNG PHÁP CARRIER 20

3.1 Tính toán phụ tải lạnh của không gian trưng bày KG-T1 22

3.2 Tính toán phụ tải lạnh của của phòng làm việc VP1 32

CHƯƠNG 4 46

THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CHO CÔNG TRÌNH 46

4.1 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Senible Heat Factor) 46

4.2 Hệ số đi vòng BF (Bypass Factor) 46

4.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) 46

4.4 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensinble Heat Factor) 47

4.5 Tìm nhiệt độ đọng sương của giàn lạnh ts, nhiệt độ thổi vào tV, nhiệt độ hoà trộn tH bằng đồ thị 48

4.6 Lưư lượng không khí qua giàn lạnh 49

4.7 Lưư lượng không khí tươi cần thiết: 49

4.8 Tìm điểm hoà trộn của không khí tươi và không khí tuần hoàn 49

4.9 Tìm điểm thổi vào 50

CHƯƠNG 5 51

THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ THÔNG GIÓ 51

5.1: Phương pháp thiết kế ống gió 51

5.2: Chọn miêng gió cấp, gió hồi, gió tươi 52

5.3: Tính toán đường ống gió 53

5.4: Tổn thất áp xuất 54

5.5: Tính chọn quạt 56

CHƯƠNG 6 58

CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 58

6.1 Yêu cầu thiết kế 58

6.2 Lựa chọn phương án điều hòa không khí: 58

CHƯƠNG 7 62

CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 DANH MỤC BẢN VẼ 70

Bảng 1 1 Biểu diễn tỷ lệ giữa lượng nhiệt của cơ thể thải được bằng bay hơi nước so

với lượng nhiệt thải bằng truyền nhiệt thuần túy 2

Bảng 1 2 Tốc độ gió cho phép phụ thuộc vào nhiệt độ phòng 3

Bảng 1 3 Nhiệt độ và độ ẩm định hướng một số ngành công nghiệp 4

Bảng 2 1 Diện tích mặt bằng và số người ở các tầng 7

Bảng 2 2 Thông số tưởng bao 8

Bảng 2 3 Thông số của sàn và trần 9

Bảng 2 4 Thông số của cửa kính và tường kính 9

Bảng 2 5 Thông số tính toán cho công trình 18

Bảng 3 1 Kết quả tính toán nhiệt của không gian trưng bày tầng 1 32

Bảng 3 2 Kết quả tính toàn của phòng làm việc tầng 1 39

Bảng 3 3 Tổng hợp nhiệt bức xạ truyền vào phòng qua kính và mái Q1 39

Bảng 3 4 Tổng hợp nhiệt truyền vào phòng qua kết cấu bao che Q2 39

Bảng 3 5 Tổng hợp nhiệt toả ra từ các nguồn nhiệt bên trong phòng Q3 40

Bảng 3 6 Tổng hợp tính nhiệt hiện Qh 40

Bảng 3 7 Tổng hợp tính nhiệt ẩn Qa 40

Bảng 3 8 Tổng hợp tính toán nhiệt thừa của không gian trưng bày tầng 2 (KG- T2) 41 Bảng 3 9 Tổng hợp nhiệt thừa của không gian trưng bày tầng 3(KG- T3) 41

Bảng 3 10 Tổng hợp nhiệt thừa của không gian trưng bày tầng 4(KG- T4) 41

Bảng 3 11 Tổng hợp nhiệt bức xạ truyền vào phòng qua kính và mái Q1 42

Bảng 3 12 Tổng hợp nhiệt truyền vào phòng qua kết cấu bao che Q2 42

Bảng 3 13 Tổng hợp nhiệt toả ra từ các nguồn nhiệt bên trong phòng Q3 43

Hình 3 1 Quá trình tính toán nhiệt theo phương phap Carrier 20

Hình 3 2 Sự lệch pha của lượng nhiệt bức xạ mặt trời Q tức thời với phụ tải lạnh 11' Q11 do sự tích và trễ nhiệt của vật liệu vách, trần, nền 24

Hình 4 1 Sơ đồ nguyên lý của sơ đồ thẳng 17

Hình 4 2 Sơ đồ nguyên lý 17

Hình 4 3 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng và quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S 48

Hình 5 1 Sơ đồ máy điều hòa không khí hai cụm 12

Hình 5 2 Sơ đồ máy điều hòa không khí hai cum kiểu VRV, VRF 12

Hình 5 3 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh là gió 15

Hình 5 4 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh nước 15

CHƯƠNG 1

KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Khái niệm chung về điều hòa không khí

Điều hòa không khí là quá trình biến đổi trạng thái không khí từ điều kiện tự nhiên sang điều kiện thích hợp, thuận lợi cho quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người Quá trình biến đổi này có thể được thực hiện bằng quá trình thông gió và xử lý không khí

1.1.1 Quá trình thông gió

Trong các công trình kiến trúc dân dụng và công nghiệp, thông gió là quá trình trao đổi không khí trong nhà và ngoài trời nhằm thải ra ngoài các chất độc hại, một phần nhiệt thừa, ẩm thừa để đảm bảo cho không khí trong nhà được trong sạch không bị ô nhiễm bởi bụi và khí độc hại

Không khí ngoài trời (gió tươi) được hiểu là không khí không có các chất độc hại và không được xử lý trước khi cấp vào trong phòng

Trong quá trình thông gió, không khí trước khi thải ra ngoài môi trường phải được làm sạch để tránh làm ô nhiễm môi trường

1.1.2 Quá trình xử lý không khí

Không khí trước khi cấp vào phòng được đưa vào các thiết bị xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu đồng thời với việc khử nhiệt thừa và ẩm thừa phát sinh trong không gian cần điều hòa

1.2 Vai trò của điều hòa không khí trong đời sống con người và trong sản xuất 1.2.1 Vai trò của điều hòa không khí đối với đời sống con người

Môi trường tự nhiên trong đó có không khí giữ vai trò quyết định đối với sự tồn tại và phát triển của con người

Các thông số cơ bản của môi trường có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt ẩm giữa môi trường và cơ thể con người là:

- Nhiệt độ

- Độ ẩm tương đối của không khí Tốc độ chuyển động của dòng không khí - Nồng độ các chất độc hại trong môi trường không khí

* Nhiệt độ :

Đối với một ngưòi bình thường nhiệt độ bên trong cơ thể luôn ở vào khoảng 37C Trong quá trình sống và làm việc con người luôn sinh ra một lượng nhiệt lớn hơn lượng nhiệt mà cơ thể cần duy trì nhiệt độ ổn định Do vậy con người luôn thải ra một nhiệt

lượng nhất định ra môi trường không khí xung quanh Lượng nhiệt thải này truyền vào không khí bằng đối lưu, bức xạ và bay hơi Do đó khi nhiệt độ khí môi trường xung

quanh thay đổi sẽ ảnh hưởng tới quá trình truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi

trường còn khi nhiệt độ không khí xung quanh cao quá hoặc thấp quá sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho con người và làm ảnh hưởng đến sinh hoạt, lao động sản xuất của con

người

Điều hòa không khí có thể khắc phục được điều này Đối với từng trường hợp cụ thể hệ thống điều hòa không khí là phương tiện có thể tạo ra môi trường có nhiệt độ từ 22C đến 27C, là môi trường tiện nghi, thoải mái cho các hoạt động của con người

* Độ ẩm tương đối :

Là yếu tố quyết định đến điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí Sự bay hơi nước

vào không khí chỉ diễn ra khi độ ẩm < 100% Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay vào không khí nhiều sẽ gây ra cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn Ngược lại nếu độ ẩm quá lớn mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém, trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm thì tốc độ lưu chuyển của không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể con người và môi trường xung quanh

Bảng 1 1 Biểu diễn tỷ lệ giữa lượng nhiệt của cơ thể thải được bằng bay hơi nước so với lượng nhiệt thải bằng truyền nhiệt thuần túy

Bảng trên cho ta thấy vai trò quan trọng của độ ẩm tương đối Ngoài ra tốc độ lưu

chuyển của không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trường

* Tốc độ lưu chuyển của không khí:

Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể con người nhiều hay ít

Khi tốc độ của dòng không khí tăng lên thì lớp không khí bão hòa xung quanh bề mặt của cơ thể dễ bị kéo đi nhường chỗ cho lớp không khí khác chưa bão hòa làm tăng khả năng thoát ẩm từ cơ thể ra rmôi trường không khí xung quanh

Tốc độ của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng tới sự thoát ẩm của cơ thể mà còn ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng đối lưu Khi tốc độ của dòng không khí lớn quá mức cần thiết dễ gây ra mất nhiệt cục bộ làm cơ thể chóng mỏi mệt

Với đa số trường hợp để tạo ra cảm giác dễ chịu thoải mái thì tốc độ chuyển động

của không khí trong phòng chọn khoảng 0.6 (m/s) Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí việc chọn tốc độ gió thích hợp, lớn hay bé còn tùy thuộc vào nhiệt độ không khí trong phòng

Bảng 1 2 Tốc độ gió cho phép phụ thuộc vào nhiệt độ phòng

Nhiệt độ C 16-20 21-23 24-25 26-27 28-30 >30 Tốc độ <0,2 0,25 - 0,3 0,4 - 0,6 0,7 - 1 1,1 - 1,3 1,3 - 1,5 * Nồng độ các chất độc hại:

Không gian cần điều hòa không khí là một không gian tương đối kín trong đó con người có thể sống và lao động sản xuất

Ngoài sự ô nhiễm do các yếu tố khách quan như bụi hay các chất độc hại có sẵn trong không khí, con người và các hoạt động của mình cũng là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra sự ô nhiễm không khí trong không gian cần điều hòa

*Một số nguyên nhân gây ô nhiễm:

- Do quá trình hô hấp - Do hút thuốc lá

- Do những loại mùi khác nhau tỏa ra từ cơ thể con người phát sinh trong quá trình sinh hoạt hay lao động sản xuất…

Đây chính là nguồn gốc làm gia tăng lượng CO2 ,CO,… một số loại vi khuẩn, nấm gây bệnh và các loại khí độc khác trong không gian điều hòa

Bụi là các vật chất có kích thước nhỏ có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp Khí CO2 và hơi nước sẽ làm giảm hàm lượng O2 có trong không khí

Các hóa chất độc hại dạng khí, hơi phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hóa học, mức độ độc hại tùy thuộc vào cấu tạo hóa học của từng chất: có loại chỉ gây cảm giác khó chịu, có loại gây bệnh nghề nghiệp, có loại gây chết người khi có nồng độ bụi lớn

Để làm cho không khí trong không gian cần điều hòa trong lành hơn cần phải tiến hành quá trình thông gió, thực hiện các biện pháp lọc và làm sạch không khí trước khi đưa vào không gian điều hòa

1.2.2 Ảnh hưởng của môi trường không khí đến sản xuất

Trước hết ta thấy rằng con người là một trong những yếu tố quyết định năng suất lao động, chất lượng sản phẩm Như vậy môi trường không khí

trong sạch, chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng chính là yếu tố gián tiếp nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm

Mặt khác mỗi ngành kỹ thuật lại yêu cầu một chế độ khí hậu riêng biệt Do đó ảnh hưởng của môi trường không khí là không giống nhau

* ĐHKK trong một số nghành công nghiệp: Theo bảng 1.3 [TL1] Bảng 1 3 Nhiệt độ và độ ẩm định hướng một số ngành công nghiệp

Ngành công nghiệp Phân xưởng Nhiệt độ C Độ ẩm %

Bảo quản giấy

Bảo quản và phân phối Bảo quản hàng khô

Đặc biệt trong các ngành công nghiệp cao như ngành sản xuất các linh kiện điện tử, cơ khí chính xác hay những vật rất nhỏ thì những yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm không những rất quan trọng mà còn phải yêu cầu về cả độ sạch bụi tuyệt đối

1.2.3 Điều hòa không khí trong các lĩnh vực khác * Trong ngành y tế:

Điều hòa không khí cũng có tầm quan trọng rất lớn, chúng ta cần phải điều hòa cho các phòng mổ, các phòng bệnh nhân hay các phòng dùng không khí lạnh để bảo quản thuốc, ướp xác, bảo quản các cơ quan của cơ thể người để thay thế như: máu, tim, cật.vv

* Trong ngành du lịch:

Điều hòa không khí cũng rất phát triển như điều hòa cho ô tô, tàu hỏa, máy bay, tàu thủy

* Trong ngành sản xuất thực phẩm:

Điều hòa không khí cũng rất quan trọng dùng để bảo quản thực phẩm như: thịt, cá, tôm, sữa, chế biến hoa quả và đồ hộp

* Trong ngành thể thao:

Điều hòa không khí và thông gió không thể thiếu trong các nhà thi đấu để tạo được nhiệt độ, độ ẩm thích hợp cho các vận động viên, góp phần nâng cao thành tích của các vận động viên cũng như tạo ra được môi trường thoáng mát cho khán giả

Vậy con người và sản xuất đều cần có một môi trường không khí với các thông số thích hợp Môi trường không khí trong tự nhiên thường không thể đáp ứng được những đòi hỏi đó vì thế phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng cách dùng điều hòa không khí hoặc thông gió

CHƯƠNG 2

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH CẦN ĐIỀU HOÀ

2.1 Đặc điểm chung của công trình a, Đặc điểm về kiến trúc:

Chùa Quán sứ là toà nhà 5 tầng với chiều cao trung bình các tầng là 4,2 m, có hướng mặt tiền quay về hướng Nam, nằm ở trung tâm thành phố Hà Nội

Về tổng thể, toà nhà được thiết kế với chức năng chủ yếu làm phòng trưng bày Phía bên ngoài xung quanh công trình sử dụng vật liệu chủ yếu là tường kính, mặt bằng sử dụng tại các tầng được phân chia khu vực theo nhu cầu trưng bày khác nhau Vì vậy việc

bố trí điều hoà cần phải linh hoạt và dễ điều khiển

Toà nhà có kết cấu kiểu khung bằng bê tông cốt thép đặt tại chỗ Tường xây gạch dày 220mm Cửa sổ kính khung nhôm sơn tĩnh điện Cửa ra vào là cửa kính xoay đóng mở tự động

Toàn bộ không gian cần điều hoà cùng với các sảnh, hành lang, các tầng đều lắp trần giả với chiều cao thông thuỷ đủ để lắp các thiết bị (các giàn lạnh âm trần cassette và giàn lạnh âm trần nối ống gió) cùng hệ thống đường ống gas, ống nước ngưng, hệ thống cáp điện của hệ thống điều hoà không khí

b, Đặc điểm về tính năng sử dụng:

* Tầng 1 đến tầng 5: được sử dụng làm phòng trưng bày các hiện vật và các tài liệu đáp ứng nhu cầu thăm quan tìm hiểu của nhân dân và khách nước ngoài

c, Đặc điểm của không gian cần điều hoà:

* Tầng 1: gồm có một không gian trưng bày KG-T1 và 01 phòng làm việc với đặc

điểm cụ thể như sau:

* Không gian trưng bày KG-T1 với chiều cao 4,2m: có 30 người

- Kích thước cần điều hoà: F = (13,2x8,4 + 4,2x19,5 +16,5x4,2) = 262,08 m2 - Có 05 cửa ra vào bằng kính với diện tích của 05 cửa kính là:

(2,4 x2,5 + 1,6 x 2,5 + 1,6 x 2,5 + 2,8 x2,5 + 2,8 x 2,5) = 28 m2 * Phòng làm việc VP1 có 8 người, chiều cao của phòng là 3,5m - Kích thước cần điều hoà: F = 11,85 x 6,298 = 74,63 m2

- Có 01 cửa ra vào bằng kính khung nhôm với diện tích của 01 cửa kính là: (1,2 x 2,2)= 2,64 m2

- Có 03 cửa sổ bằng kính khung nhôm với diện tích của 03 cửa kính là: 3x (1,4 x 1,5) = 6,3 m2

* Tầng 2, tầng 3, tầng 4: đều dùng làm một không gian trưng bày, ký hiệu tương ứng

KG-T2, KG-T3, KG-T4 đều giống nhau về kích thước và các thông số kỹ thuật, mỗi tầng có chiều cao 4,5m với đặc điểm như sau:

* Không gian trưng bày KG-T2, KG-T3, KG-T4 : có 30 người

- Kích thước cần điều hoà: F = (12,6 x 20,322 + 4,82 x 16,463) =335,41 m2 - Có 01 cửa ra vào bằng kính, với diện tích của 01 cửa kính là: (2,8 x 2,5) = 7 m2

* Tầng tum: Dùng làm một không gian trưng bày, ký hiệu tương ứng KG-T5 với

đặc điểm cụ thể như sau:

* Không gian trưng bày KG-T5 với chiều cao 3,5 m: có 30 người - Kích thước cần điều hoà: F = 18,601 x 12,6 = 234,37 m2

- Có 05 cửa ra vào bằng kính với diện tích của 05 cửa kính là: (2,8 x 2 + 1,5 x 2 + 1,5 x

Bảng 2 2 Thông số tưởng bao

Trong công thức trên:

+ N =20 (W/m2.K): Hệ số toả nhiệt đối lưu của không khí ngoài trời + T =10 (W/m2.K): Hệ số toả nhiệt đối lưu của không khí trong nhà + i (m) : Chiều dầy của lớp vật liệu thứ i

+ i(W/m.K): Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i

Bảng 2 4 Thông số của cửa kính và tường kính

Khối lượng của 1 m2 sàn hoặc trần là: GK = 0,006 x 2500 = 15 kg/m2

2.3 Phân loại hệ thống điều hòa không khí

* Theo mức độ đáp ứng và tính kinh tế người ta phân loại hệ thống điều hòa không khí thành 3 cấp:

+ Hệ thống điều hòa không khí cấp I: là hệ thống có thể liên tục duy trì đúng các thông số trong nhà với mọi phạm vi nhiệt độ ngoài trời (từ nhiẹt độ có nhiệt độ cực tiểu về mùa đông đến trị số cực đại về mùa hè) Đây là hệ thống điều hòa không khí có độ đáp ứng cao nhưng giá thành và chi phí cho hệ thống này rất đắt Người ta chỉ sử dụng hệ thống này trong những trường hợp đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm nghiêm ngặt, và cần độ đảm bảo cao

+ Hệ thống điều hòa không khí cấp II: là hệ thống có thể duy trì các thông số nhiệt ẩm trong nhà ở một phạm vi cho phép, các thông số trong nhà có thể sai lệch so với chế độ tính toán khi nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời thay đổi đạt giá trị Max hoặc Min Tuy độ đáp ứng của nó không cao bằng hệ thống cấp I nhưng vẫn còn cao vì chỉ sử dụng ở những công trình mà nếu sử dụng hệ thống cấp I thì lãng phí và không cần thiết

+ Hệ thống điều hòa không khí cấp III: là hệ thống có thể duy trì các thông số trong nhà dao động trong phạm vi cho phép khá lớn so với yêu cầu (Sai lệch khoảng 400h trong năm) hệ thống này có độ đáp ứng không cao nhưng ngược lại nó có giá thành rẻ Vì thế nó được sử dụng phổ biến hơn trong các công trình xây dựng (như rạp hát, rạp chiếu phim, thư viện, hội trường ) hoặc trong các công trình công nghệp không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm

2.3.1 Theo phương thức trao đổi nhiệt 2.3.2 Hệ thống điều hòa không khí trực tiếp

+ Hệ thống điều hòa không khí trực tiếp là hệ thống trong đó không khí trong không gian cần điều hoà được làm lạnh trực tiếp bằng giàn bay hơi (giàn lạnh) của máy lạnh Giàn bay hơi có thể đặt trong không gian cần điều hoà (phòng ở, phân xưởng, ) Hệ thống điều hoà cục bộ hoăc giàn bay hơi đặt ngoài phòng điều hoà cùng với đường ống dẫn không khí (hệ thống điều hòa không khí phân tán hoặc trung tâm)

+ Đối với hệ thống điều hoà trực tiếp các loại máy điều hòa không khí có thể sử dụng: Máy điều hòa không khí một khối

Máy điều hòa không khí hai cụm

Máy điều hòa không khí dạng tủ hai khối Máy điều hòa không khí kiểu VRV hoặc VRF

2.3.3 Hệ thống điều hòa không khí gián tiếp

+ Hệ thống điều hòa không khí gián tiếp là hệ thống điều hòa không khí trong đó đầu tiên môi chất lạnh trong bình bay hơi của máy làm lạnh nước (nước là chất tải lạnh) sau đó nước sẽ đi làm lạnh không khí trong phòng cần điều hoà bằng các thiết bị trao đổi nhiệt như: AHU, FCU hoặc buồng phun Vậy ở đây môi chất lạnh không làm lạnh trực tiếp không khí như trong hệ thống điều hòa không khí làm lạnh trực tiếp đã trình bày ở trên mà thông qua chất tải lạnh là nước Hệ thống điều hòa không khí gián tiếp này còn gọi tắt là hệ thống điều hòa không khí dùng nước lạnh, trong đó nước lạnh được tuần hoàn trong ống mà không tiếp xúc với không khí bên ngoài ta gọi là hệ thống điều hòa không khí gián tiếp kín, nếu nước lạnh tuần hoàn mà có tiếp xúc với không khí bên ngoài (buồng phun) ta gọi là hệ thống điều hòa không khí gián tiếp hở Hệ thống điều hoà gián tiếp hở

- Ưu điểm của hệ thống này là có khả năng điều chỉnh độ ẩm vì ưu điểm này mà hệ thống thường được sử dụng trong các nhà máy sợi dệt

- Nhược điểm của hệ thống này là: Cấu tạo của buồng phun phức tạp (cồng kềnh) hơn AHU, FCU Do nước lạnh tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời nên có thể bị bụi bẩn (làm cho nước bị bẩn phải có thêm thiết bị lọc nước) cũng như bị khí O2 của không khí vào làm tăng độ ăn mòn của hệ thống nước.Hệ thống điều hoà gián tiếp kín :

- Ưu điểm của hệ thống điều hòa không khí gián tiếp với AHU là do có đưa một lượng không khí tươi từ ngoài trời vào nên không khí trong không gian điều hoà trong sạch hơn (nồng độ CO2 nhỏ) vì vậy hệ thống điều hoà với AHU này nên dùng để điều hoà cho phòng đông người hoạt động như phòng ăn, phòng tập thể

- Nhược điểm là cần thêm đường ống dẫn không khí do đó dễ tạo ra độ ồn cao

2.3.4 Theo phương thức cung cấp không khí lạnh đã qua xử lý cho không gian cần điều hoà

Hệ thống điều hoà trung tâm Hệ thống điều hoà phân tán

2.3.5 Hệ thống không khí cục bộ

Máy điều hoà một khối hay còn gọi là máy điều hòa không khí độc lập hay cục bộ

+ Ưu điểm của loại máy này là dễ giàng lắp đặt và vận hành

+ Nhược điểm là máy chỉ có công suất nhỏ, khi lắp mất đi vẻ mỹ quan của kiến trúc do phải đục tường để lắp máy

Máy điều hoà hai cụm và nhiều cục

Máy điều hoà hai cục được phân thành hai mảng là mảng trong nhà (IU) và

ngoài trời (OU) Mảng trong nhà gồm một hay nhiều khối có chứa giàn bay hơi (giàn lạnh) còn mảng ngoài trời chỉ gồm một khối trong đó có chứa giàn

ngưng (giàn nóng) nên còn gọi là cục nóng

Hình 5 1 Sơ đồ máy điều hòa không khí hai cụm

1 Giàn lạnh 2 Giàn nóng

Hình 5 2 Sơ đồ máy điều hòa không khí hai cum kiểu VRV, VRF

+ Máy điều hoà loại này thường có năng suất lạnh không lớn nhưng có ưu điểm nổi bật là phần máy nén và giàn ngưng tụ đặt bên ngoài còn trong nhà chỉ có giàn lạnh và quạt thổi, van tiết lưu, phin lọc không khí nên độ ồn trong nhà thấp Nhưng cũng có một số hạn chế là giàn lạnh không được đặt quá xa, quá cao so với giàn nóng, các giàn lạnh cũng không được quá cao so với nhau

+ Máy điều hoà nhiệt độ hai chiều hiện nay thông dụng nhất là loại dùng van đảo chiều Khi ở chế độ làm lạnh giàn bay hơi nằm ở phía trong nhà còn giàn ngưng tụ nằm ở phía ngoài nhà, không khí tuần hoàn qua giàn bay hơi thải nhiệt cho môi chất lạnh và được quạt đẩy trở lại không gian điều hoà đây là chế độ làm lạnh ngược lại khi ở chế đọ sưởi ấm thì giàn lạnh ở bên ngoài, giàn nóng ở trong nhà

+ Máy điều hoà dạng tủ: loại máy này gồm có một khối trong nhà (khối lạnh) khối này có các cấu trúc khác nhau như có loại đặt đứng, loại treo tường, loại âm trần Khối ngoài trời (khối nóng) gồm các dàn nóng và máy nén vì loại này có năng suất lớn lên mạng điện cung câp cho loại này thường là điện 3 pha Môi chất lạnh sử dụng cho lọi này thường là Freon (R22, R134a, R410A, R407A…)

+ Ưu điểm của loại máy này là cách lắp đặt đơn giản, khoảng cách giữa hai giàn lạnh và nóng thường từ 18m đến 20m Khi lắp đặt loại máy này có công suất lớn phải chú ý đến nước thải nếu không sẽ gặp nhiều khó khăn trong quá trình bảo dưỡng

- Máy điều hoà không khí kiểu VRV hoặc VRF:

+ Cấu tạo: gồm hai mảng, mảng ngoài trời (cục nóng) chứa giàn nóng, máy nén và mảng trong nhà (cục lạnh) chứa giàn lạnh

Sự khác biệt giữa VRV, VRF và các dạng tách rời với hệ thống VRV chiều dàn và chiều cao giữa hai cục nóng và lạnh cho phép rất lớn (150m chiều dài và 50m chiều cao) Chiều cao giữa các giàn lạnh là 15m Do vậy cục nóng có thể đặt trên

lóc các nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và điều kiện dàn ngưng bằng không khí được tốt hơn Ngoài ra máy điều hoà không khí kiểu VRV hoặc VRF có ưu việt là có khả năng thay đổi năng suất lạnh bằng việc thay đổi tần số dòng điện cấp vào cho máy nén

+ Nhược điểm của loại máy này làống dẫn môi chất lạnh dài nên khó kiểm tra sự rò rỉ và cần lượng môi chất nạp vào máy nhiều hơn, loại máy VRV và VRF chỉ có năng suất lạnh vừa và lớn

+ Hệ thống điều hòa không khí VRV hoặc VRF có nhiều loại: Có loại chỉ làm lạnh (Only Cooling) và hiện nay có loại làm lạnh và sưởi ấm (Cooling and Heating)

+ Ưu điểm nổi bật của hệ thống này là ta có thể lắp đặt hệ thống ĐHKK cho từng tầng với kiểu máy một tổ hợp giàn nóng và nhiều giàn lạnh Hệ thống này sử dụng bộ điều khiển PID có dùng những đầu cảm biến để đo áp suất của môi chất lạnh và nhiệt độ phòng ở một tần số nào đó Ngoài ra bộ PID còn có một độ cân bằng công suât tự động và một hệ thống điều khiển dầu bôi trơn cuốn theo môi chất lạnh lên cao hoặc xuống thấp do độ chênh lệch giữa các giàn lạnh với nhau (khoảng 15m) nhờ có hệ thống này mà ta có thể kết hợp các dàn nóng cơ bản với nhau RXYQ10MY1B, RXYQ14MY1B, RXYQ16MY1B là các giàn của hãng DAIKIN để có hệ thống lạnh mong muốn Nếu

như hệ thống cần có công suất lớn hơn ta có thể thay đổi chính xác công suất của hệ thống

+ Hiện nay hãng Daikin đã cho ra đời chủng loạinlắp ghép 16 dàn có thể lắp cho 16 phòng khác nhau, năng suất của giàn lạnh có thể là: 50% đến 130% công suất của giàn nóng Công suất nhỏ nhất của giàn lạnh nhỏ nhất có thể là: 7.800Btu/h Máy VRV hoặc VRF có công suất lớn thường có từ 2 đến 3 hoặc 4 máy nén trong đó có 1 hoặc 2 máy nén hoạt động thường xuyên khi hệ thống cần công suất lạnh lớn hơn thi máy nén thứ 2 hoặc 3 sẽ được khởi động

+ Hệ thống điều chỉnh nhiệt độ tự động trong phòng cho phép điều chỉnh nhiệt độ với độ chính xác 0,50C ngoài ra hệ thống còn được trang bị bộ điều

khiển từ xa với màn hình tinh thể lỏng LCD và có thể kết nối với hệ thống điều khiển trung tâm hoặc BMS Giàn lạnh với các thiết kế đa dạng như kiểu tủ đứng, âm trần nối ống gió, âm trần Cassette, treo tường, áp trần, đặt sàn…….Các cục nóng được trang bị máy nén biến tần (Hermetically sealed Scroll type) nên giảm được độ ồn

* Các chế độ của hệ thống VRV hoặc VRF:

+ Hoàn toàn làm lạnh, dàn ngưng tụ thải nhiệt ra bên ngoài

+ Chế độ hồi nhiệt một phần: đa phần chạy chế độ làm lạnh chỉ có một phòng là sưởi ấm

+ Chế độ hồi nhiệt một nửa làm lạnh một nửa sưởi ấm

+ Chế độ hồi nhiệt chủ yếu hấp thụ nhiệt tại dàn ngưng tụ, làm lạnh ít chủ yếu là sưởi ấm

+ Đối với hệ thống VRV hoặc VRF loại hồi nhiệt thì hệ thống có thể cung cấp đồng thời chế độ làm lạnh và sưởi ấm nhờ hệ thống chọn nhánh BS Riêng trong hệ thống này một dàn ngưng tụ chỉ có thể kết nối với 8 giàn lạnh và chúng được điều khiển bằng một cách riêng biệt Như vậy tùy theo việc lựa chọn đường gas nóng hay đường gas lạnh mà ta chế độ sưởi ấm hay làm lạnh đó là những ưu việt của hệ thống VRV và VRF Nhưng xét về tính kinh tế thì hệ thống VRV hoặc VRF rất đắt vì có thêm bộ biến tần hiện đại Ngày nay đối với nước thì hệ thống VRV hoặc VRF được sử dụng ở các công trình dân dụng và các cao ốc văn phòng là phổ biến

2.3.6 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm

* Hệ thống ĐHKK trung tâm là một tổ hợp các thiết bị điều hòa không khí mà việc sử lý không khí được tiến hành ở các nơi khác gọi là trạm lạnh trung tâm nó gồm có hệ thống máy lạnh để sản xuất nước lạnh, nước nóng….để tạo ra một hay nhiều dòng không khí lạnh hoặc nóng cung cấp cho không gian cần điều hòa

* Hệ thống điều hòa không khí trung tâm bao gồm ba loại cơ bản sau: + Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh là gió + Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh là nước + Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh là nước và gió

Hình 5 3 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh là gió

Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh là nước

Hình 5 4 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm với chất tải lạnh nước

Đây là hệ thống kết hợp giữa hệ thống điều hòa không khí trung tâm có chất tải lạnh là nước và hệ thống điều hòa không khí trung tâm có chất tải lạnh là gió

Ưu điểm của hệ thống điều hòa không khí trung tâm:

Nhiều gian điều hòa chỉ cần một bộ xử lý không khí cho nhiều phòng cho nên giá thành thiết bị giảm và giảm đuợc chi phí đầu tư

Nhược điểm của hệ thống điều hòa không khí trung tâm:

+ Mối gian điều hòa không khí có những yêu cầu riêng biệt về chế độ nhiệt ẩm nhưng lại được cung cấp cùng một loại không khí đã được xử lý như nhau do đó thường phải đặt thêm thiết bị phụ trợ cho các nơi có yêu cầu riêng ví dụ: phải bổ sung ẩm cho các nơi có độ ẩm thấp

+ Hệ thống đường ống gió và ống dẫn nước lạnh tới các dàn trao đổi nhiệt dài làm cho trở lực của hệ thống này lớn do đó sẽ tiêu phí điện năng cho quạt và bơm

+ Đối với hệ thống điều hòa không khí trung tâm chất tải lạnh là gió thì các đường ống dẫn gió nối thông các không gian điều hòa với nhau nên khi có hỏa hoạn xảy ra sẽ có nguy cơ lây nan nhanh trên toàn hệ thống

+ Hệ thống rất khó lắp đặt các thiết bị khống chế, điều chỉnh tự động do các không gian điều hòa có các đặc điểm thải nhiệt, thải ẩm khác nhau và yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm cũng không giống nhau Ứng dụng của hệ thống điều hòa không khí trung tâm thường hay lắp đặt cho các công trình công cộng, rạp hát, thư viện và các tòa nhà cao ốc

2.3.7 Hệ thống điều hòa không khí phân tán

Ưu điểm của hệ thống điều hòa không khí phân tán:

+ Không khí được xử lý theo đúng yêu cầu của từng không gian điều hòa

+ hệ thống đường ống dẫn không khí riêng biệt cho mỗi không gian điều hòa nên ít có nguy cơ hỏa hoạn khi có cháy

+ Hệ thống ống dẫn không khí ngắn nên trở lực của hệ thống nhỏ cho phép sử dụng quạt hướng trục

+ Dễ dàng tự động hóa các khâu điều chỉnh và khống chế

Nhược điểm của hệ thống điều hòa không khí phân tán: Vì mỗi phòng điều hòa cần một hệ thống riêng biệt nên chi phí đầu tư lớn, cần một mặt bằng để đặt thiết bị

2.4 Các loại sơ đồ điều hoà không khí

Việc thiết lập và tính toán các sơ đồ điều tiết không khí giúp cho việc lựa chọn phù hợp số lượng và năng suất của các thiết bị trong hệ thống điều hoà không khí các sơ đồ điều hoà không khí được thiết lập dựa trên kết quả của quá trình tính toán cân bằng ẩm

đồng thời thoả mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công nghệ phù hợp với điều kiện khí hậu

2.4.1.Sơ đồ thẳng

Hình 4 1 Sơ đồ nguyên lý của sơ đồ thẳng

* Lưu lượng không khí ngoài trời LN ở trạng thái N đi qua giàn lạnh đến trạng thái O qua quạt gió đến trạng thái V rồi được cấp vào không gian điều hoà (trạng thái T) sau khi trao đổi nhiệt ẩm với không khí trong phòng sẽ bị thải toàn bộ ra ngoài trời

* Ưu điểm của sơ đồ này là sử dụng toàn bộ lượng không khí ngoài trời nên thường sử dụng cho phòng thí nghiệm, phòng mổ bệnh viện, các phân xưởng sản xuất có các chất độc hại

* Nhược điểm của sơ đồ này là: Do không sử dụng lại lượng không khí trong phòng nên không tiết kiệm được năng lượng cung cấp cho hệ thống

2.4.2.Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

Hình 4 2 Sơ đồ nguyên lý

*Lượng không khí ngoài trời LN (ở trạng thái N với lưu lượng là LN) được hoà trộn với một phần không khí tuần hoàn (ở trạng thái T với lưu lượng là LT) Không khí sau khi hoà trộn có trạng thái là H trao đổi nhiệt ẩm với giàn lạnh đến trạng thái O rồi qua quạt gió đến trạng thái V thổi vào không gian điều hoà

Hình 4.3 Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị t-d Trong sơ đồ này: - N + T H : Quá trình hoà trộn không khí

- H  O : Quá trình làm lạnh không khí ở giàn lạnh

- O  V : Quá trình nhận nhiệt của không khí khi đi qua quạt và trên đường ống dẫn không khí Khi bỏ qua lượng nhiệt này thì O  V

- V  T : Quá trình không khí tự biến đổi trạng thái ở trong phòng

* Ưu điểm của sơ đồ này là do sử dụng lại một phần lượng không khí lạnh trong phòng nên tiết kiệm được năng lượng cung cấp cho hệ thống

* Nhược điểm phải có thêm đường ống hồi dẫn không khí từ phòng đến buồng hòa trộn * Vậy công trình ” Chùa Quán Sứ” cần điều hòa ta chọn sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp

2.5 Các thông số tính toán cho quá trình điều hoà

Do không có yêu cầu gì đặc biệt nên hệ thống điều hoà của Bảo Tàng Phụ Nữ Việt Nam chỉ phục vụ cho sinh hoạt thông thường nên ở đây ta chọn hệ thống điều hoà cấp 3 Với hệ thống điều hoà cấp 3 thì các thông số nhiệt độ và độ ẩm được chọn như sau: Các thông số ngoài trời:

tN = ttbMax N tbMax Với:

+ ttbMax: Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất trong năm + tbMax : Độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm

* Do công trình xây dựng tại Hà Nội nên ta chọn các thông số sau:

Bảng 2 5 Thông số tính toán cho công trình

2.6 Kiểm tra đọng sương trên vách

Hiện tượng đọng sương trên vách gây ra nhiều tác hại Khi vách bị ẩm ướt làm giảm

cách nhiệt do đó làm tăng tổn thất nhiệt Mặt khác khi vật liệu làm vách bị ẩm (do đọng sương) thì hệ số K ngày càng tăng (đọng sương càng nhiều) ẩm ngày càng thấm sâu vào các lớp vật liệu làm vách sinh ra các mùi lạ và nấm mốc dẫn đến bám rêu hoặc dần dần gây nứt nẻ làm hư hỏng kết cấu của vách Do những nguyên nhân trên nên việc kiểm tra đọng sương trên vách là rất cần thiết Vậy ta tiến hành kiểm tra đọng sương trên vách đối với các kết cấu của công trình

Từ phương trình mật độ dòng nhiệt qua vách:

Trong công thức trên:

+ k (,W/m2 K): Hệ số truyền nhiệt của vách

+ N ,T (,W/m2): Hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí ở trạng thái N (ngoài trời) và không khí ở trạng thái T (trong nhà)

+ tN , tT (oC) Nhiệt độ của không khí ở trạng thái N (ngoài trời) và không khí ở trạng

t (oC) Nhiệt độ bề mặt ngoài của vách và nhiệt độ bề mặt trong của vách Từ công thứ tính k ta thấy: Khi nhiệt độ vách giảm thì hệ số truyền nhiệt k tăng còn khi nhiệt độ vách giảm tới nhiệt độ đọng sương tS tương ứng thì hệ số truyền nhiệt cực đại k = kMax khi đó xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách Như vậy điều kiện để không xảy ra đọng sương trên vách là hệ số truyền nhiệt k phải nhỏ hơn kMax với kMax được xác định như sau (đối với mùa hè):

kS, kK < kMax Điều này có nghĩa là không xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của các kết cấu này

CHƯƠNG 3

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH THEO PHƯƠNG PHÁP CARRIER

Quá trình điều hòa không khí là quá trình khống chế các thông số của không khí trong không gian điều hoà nằm ở vùng cho phép

Phụ tải lạnh của hệ thống điều hòa không khí là phụ tải của hệ thống máy lạnh Hệ thống máy lạnh có khả năng xử lý được lượng nhiệt thừa, để đảm bảo không khí trong không gian điều hoà ở trạng thái ổn định (nhiệt độ và độ ẩm…)

* Theo phương pháp Carrier nhiệt thừa của không gian cần điều hoà được tính toán như sau:

Hình 3 1 Quá trình tính toán nhiệt theo phương phap Carrier

Tổng nhiệt thừa Q của không gian cần điều hoà cần phải lấy đi cũng chính là năng suất lạnh Qo mà máy điều hoà phải có ( khi bỏ qua tổn thất qua quạt và đường ống):

Tổng nhiệt hiện Qh gồm nhiệt hiện của phòng cần điều hoà Qhf và nhiệt hiện QhN của lượng không khí tươi LN (l/s) từ ngoài trời (có nhiệt độ tN) đưa vào phòng (có nhiệt độ tT ) :

Qh = Qhf + QhN ,W (công thức 4-6,[TL1])

* Tổng nhiệt hiện của phòng Qhf gồm:

Qhf = Q1 + Q2 + Q3 ,W ( công thức 4-8,[TL1])

+ Q1: nhiệt hiện bức xạ mặt trời vào phòng (qua cửa kính, qua mái nhà) W + Q2: nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che phòng ,W ;

+ Q3: nhiệt hiện toả từ nguồn nhiệt trong phòng (do người, đèn chiếu sáng) W

* Tổng nhiệt hiện của phòng QhN của lượng không khí tươi gồm: QhN = QhN1 + QhN2 W

Trong đó:

- QhN1(,W): Nhiệt hiện do không khí tươi chủ động đưa vào phòng điều hoà - QhN2 (,W): Nhiệt hiện do không khí tươi rò rỉ từ bên ngoài vào phòng điều hoà

* Tổng nhiệt ẩn của phòng Qa: gồm nhiệt ẩn của không gian điều hoà Qaf

và nhiệt ẩn QaN của lượng không khí tươi LN (l/s ) từ ngoài trời (ở trạng thái

N có độ chứa hơi dN )đưa vào phòng (ở trạng thái T có độ chứa hơi dT ) :

Qa = Qaf + QaN ,W (công thức 4-7,[TL1])

Trong đó tổng nhiệt ẩn thừa của lượng không khí tươi từ ngoài trời đưa vào phòng gồm: QaN = QaN1 + QaN2 ,W

Với:

+ QaN1,W: Nhiệt ẩn do không khí tươi chủ động đưa vào phòng điều hoà + QaN2,W: Nhiệt ẩn do không khí tươi rò rỉ từ bên ngoài vào phòng điều hoà * Về phương diện truyền nhiệt các không gian cần điều hoà của công trình được chia làm 2 loại:

+ Loại thứ 1: Là không gian cần điều hoà có nhiệt truyền qua 2 mặt trước, sau và một mặt bên, qua nền hoặc trần Loại này có các không gian trưng bày ở tầng 1, 2, 3, 4 Với các ký hiệu: KG-T1, KG-T2, KG-T3, KG-T4

+ Loại thứ 2: Là không gian cần điều hoà có nhiệt truyền qua 1 mặt sau qua nền hoặc trần Loại này có phòng làm việc ở tầng 1, với ký hiệu: VP1

+ Loại thứ 3: Là không gian cần điều hoà có nhiệt truyền qua 2 mặt trước, sau và một mặt bên, và mái Loại này có các không gian trưng bày ở tầng tum, với các ký hiệu: KG-T5

* Do đặc điểm kiến trúc và kết cấu của công trình gồm 5 tầng: Tầng 1 cao 4,2m, từ tầng 2 đến tầng 4 cao 4,5m và tầng tum cao 3,5m Với đặc điểm của tường bao quanh gồm 2 thành phần: tường gạch đỏ dày 0,25m, cao1,2m và tường kính khung nhôm dày 6mm,

+ c : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ cao công trình so với mặt nước biển Tại Hà nội cao hơn mực nước biển là 13 m nhưng đây là không gian trưng bày năm ở tầng 1 nên H = 13m Vậy hệ số này được tính theo công thức:

+ đs : hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương ts (Cs) và nhiệt độ đọng sương của không khí ở mực nước biển là 20C

Tại Hà nội ở tháng nóng nhất ttbMax 32,80C, (ttbMax)65% có nhiệt độ đọng sương ts

+ mm : hệ số kể đến ảnh hưởng mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là lúc trời không có mây mù mm = 1

+ kh : hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, do khung kim loại lấy kh =1,17

+ m : hệ số kính phụ thuộc vào mầu sắc và kiểu loại kính sử dụng khác với kính cơ bản trong công trình này sử dụng kính trong phẳng dày 6mm Tra bảng 4.1 [TL1] ta có m

=0,94

r : hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có rèm che bên trong kính ở đây không có rèm che r = 1,0

Vậy:  c x đs x mm x kh x m x r thay số vào ta có   1,0003 x 0,9285 x 1 x 1,17 x 0,94 x 1 = 1,0215 + F: là diện tích bề mặt kính có khung bằng kim loại

- Diện tích tường kính phía Đông là:

b Nhiệt bức xạ mặt trời tức thời truyền vào phòng qua kính Q11

Khi nhiệt bức xạ tức thời truyền vào phòng thì chỉ có một phần nhiệt bức xạ này tác dụng ngay tới không khí trong phòng (làm nhiệt độ trong phòng tăng), phần còn lại sẽ tác dụng tới các bề mặt kết cấu bao che của phòng (trần, sàn, vách tường), sự tác dụng này sẽ làm cho nhệt độ bề mặt kết cấu bao che dần dần tăng lên, một phần nhiệt sẽ đi vào kết cấu bên trong của các bề mặt, phần còn lại sẽ trao đổi nhiệt với không khí trong phòng

Hình 3 2 Sự lệch pha của lượng nhiệt bức xạ mặt trời Q11' tức thời với phụ tải lạnh Q11do sự tích và trễ nhiệt của vật liệu vách, trần, nền

Hình 3.2 Nêu nên sự phụ thuộc của lượng nhiệt bức xạ vào thời gian  trong một ngày Ở đây Q’11 là nhiệt bức xạ tức thời truyền vào phòng còn Q11 là nhiệt bức xạ thực tế tác dụng với không khí trong phòng (đây chính là lượng nhiệt ảnh hưởng trực tiếp tới năng suất lạnh Qo) Trong hình 3.2 phần diện tích 1 là lượng nhiệt bức xạ tức thời bị bề mặt kết cấu bao che hấp thụ, phần diện tích 2 là lượng nhiệt tỏa ra từ lượng nhiệt hấp thụ của các bề mặt của kết cấu bao che vào không khí khi nhiệt bức xạ tức thời giảm đi (về nguyên tắc hai phần diện tích này là bằng nhau) Vì vậy khi chọn máy lạnh nếu lấy giá trị bức xạ tức thời lớn nhất Qo = Q’11 Max làm tăng năng suất lạnh lớn nhất của máy thì sẽ quá dư thừa (điều này sẽ dẫn đến giá thành thiết bị lớn) Trong thực tế để chọn máy lạnh chỉ cần chọn theo giá trị nhiệt bức xạ thực tế lớn nhất làm năng xuất lạnh lớn nhất của máy Qo = Q11 Max

Từ sự phân tích ở trên ta có khái niệm hệ số tác dụng tức thời của bức xạ do tích nhiệt của kết cấu bao che gây ra là: T

 : là tỷ số giữa lượng nhiệt bức xạ thực tế Q11 với lượng nhiệt bức xạ tức thời lớn nhất Q’11 Max

Từ khái niệm hệ số tác động tức thời của bức xạ do tích nhiệt của kết cấu bao che Suy ra lượng nhiệt bức xạ thực tế tác dụng tới không khí trong phòng điều hòa được tính như sau:

Q11 = T x Q’11 Max ,W

Giá trị hệ số tác dụng tức thời của bức xạ được xác định bằng thực nghiệm, giá trị này phụ thuộc vào khối lượng trung bình của các bề mặt không gian điều hòa tính trên 1m2 sàn và thời gian hoạt động của hệ thống điều hòa

* Khối lượng trung bình của kết cấu bao che gS:

-G': Khối lượng của tường có kính tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất , kg Ở đây khối lượng của tường bên và hai mặt trước và sau

G = FT x GT = [(16,8 x 4,2) – (5,6 x 2,5) + (21,608 x 4,2) – (15,789 x 3) + (8,4

x4,2)] x 406 = 54901,999 kg

- G'' : Khối lượng của tường không tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và của sàn và trần không nằm trên mặt đất Ở đây là khối lượng của tường bên và của sàn, trần , kg ;

* Nhiệt bức xạ thực tế truyền qua tường kính phía nam vào phòng là Q11N

2.Nhiệt truyền vào phòng qua các kết cấu bao che Q2 :

Toàn bộ không gian trưng bày và phòng làm việc đều được điều hòa nên không có nhiệt truyền vào phòng qua các tường ngăn giữa không gian trưng bày và phòng làm việc

a) Nhiệt truyền vào phòng qua các kết cấu bao che phía đông QTD

3.Nhiệt toả ra từ các nguồn nhiệt bên trong phòng Q3 : a) Nhiệt hiện do người trong phòng toả ra Q31

Q = n x qh x d ,W Với:

- Số người trong phòng: n = 30 người

- qh (,W/ người): Lượng nhiệt do một người trong phòng toả ra trang bảng 4.18 [TL1] với người hoạt động nhệ nhàng trong văn phòng, ở nhiệt độ phòng

tT = 260C ta được qh = 60 ,W/người

- d: Hệ số tác động không đồng thời theo [TL1] thì hệ số tác động không đồng thời đối với nhà công sở d = 0,75

* Vậy tổng nhiệt hiện do người trong phòng toả ra Q31

- d: Hệ số tác động không đồng thời theo [TL1] thì hệ số tác động không đồng thời đối với nhà công sở d = 0,85

- q (,W/ m2): Công suất chiếu sáng trên 1m2 sàn Theo tiêu chuẩn Việt Nam q =12 ,W/ m2

* Vậy tổng nhiệt hiện do đèn chiếu sáng toả ra Q32

Q = F x q x d= 262,08 x 12 x 0,85 = 2673,22 ,W

c) Nhiệt hiện toả ra từ các thiết bị điện trong phòng Q33 Theo [TL1] Q33 được xác định bằng công thức:

Q33 = P ,W

Với P: Tổng công suất điện của các thiết bị điện trong phòng ở đây không gian

trưng bày được trang bị:

+ 04 loa, có công suất: 250 ,W

+ 20 đèn chiếu sáng hiện vật trưng bày: 45 ,W

* Vậy tổng nhiệt hiện toả ra từ các thiết bị điện trong phòng Q33

4.Nhiệt hiện do không khí rò rỉ và không khí chủ động mang vào phòng Qh : a) Nhiệt hiện do không khí tươi chủ động mang vào phòng QhN1

+ LN nxl30 x7,5(l/s) :Tổng lượng không khí tươi cần đưa vào phòng

l (l/s.người) : Lượng không khí tươi từ ngoài cần đưa vào phòng cho một người, theo

a) Nhiệt hiện do không khí rò rỉ mang vào phòng QhN2

Nhiệt rò rỉ do không khí đưa vào phòng QhN2 được xác định:

- n: số lượng trong không gian trưng bày là: 30 người

- Theo bảng 4.18 của [TL1] với người hoạt động nhẹ nhàng trong văn phòng với nhiệt độ trong phòng tT = 260C thì lượng nhiệt ẩn do một người trong phòng tỏa ra qa =

- dT = 14 (g/kg): Độ chứa hơi của không khí trong phòng

- LN = n x l =30 x 7,5 = 225 (l/s): Tổng lượng không khí tươi cần cấp vào phòng

Tổng nhiệt ẩn của không gian trưng bày và của không khí tươi từ bên ngoài đưa vào không gian trưng bày:

Qa= QaN + Qaf = 9255,65 + 2100 = 11355,65 ,W

Vậy tổng nhiệt thừa của không gian trưng bày tầng I là: Q = Qa + Qh = 11355,65 + 25554,129 = 36909,779 ,W

Kết quả tính toán nhiệt của không gian trưng bày tầng I (KG-T1) cho trong bảng sau:

Bảng 3 1 Kết quả tính toán nhiệt của không gian trưng bày tầng 1