Giạo trçnh VI KHÊ HÁÛU Nguùn Âçnh Hún = 38 = ÂHBKÂN 12 4 1 4 2 212 . 100 T 100 T F'.CQ −− ψ               −       = C' : hãû säú bỉïc xả tỉång âỉång, phủ thüc vo hãû säú bỉïc xả ca 2 váût v vë trê tỉång quan giỉỵa chụng. T 1 ,T 2 : nhiãût âäü tuût âäúi åí bãư màût váût 1 v 2. ψ 1-2 , ψ 2-1 : hãû säú bỉïc xả trung bçnh giỉỵa 2 váût. ψ 1-2 cng nhỉ ψ 2-1 ln ≤1. Hãû säú ψ 1-2 chênh l t säú giỉỵa pháưn nhiãût do màût 1 bỉïc xả truưn âãún màût 2 våïi ton bäü nhiãût lỉåüng do màût 1 bỉïc xả ra khäng gian. Trong thỉûc tãú tênh toạn ngỉåìi ta thỉåìng dng cäng thỉïc âån gin sau: ( ) F . Q 21b τ−τα= α b : hãû säú trao âäøi nhiãût bỉïc xả . τ 1 , τ 2 : nhiãût âäü bãư màût ca 2 váût. 4/ NHIÃÛT ÂÄÜ GIỈỴA CẠC LÅÏP & NHIÃÛT ÂÄÜ BÃƯ MÀÛT CA KÃÚT CÁÚU: a/ Âäúi våïi kãút cáúu 1 låïp: a/ Âäúi våïi kãút cáúu 1 låïp:a/ Âäúi våïi kãút cáúu 1 låïp: a/ Âäúi våïi kãút cáúu 1 låïp: Xẹt kãút cáúu phàóng 1 låïp, nhiãût âäü bãn trong nh (t T ) cao hån bãn ngoi nh (t N ). Quạ trçnh truưn nhiãût qua kãút cáúu âỉåüc chia lm 3 giai âoản: - Tỉì bãn trong truưn âãún bãư màût kãút cáúu : ( ) TTT1 t q τ−α= , [kcal/h]. - Tỉì bãư màût trong ra bãư màût ngoi kãút cáúu: ( ) ( ) NTNT2 R 1 d q τ−τ=τ−τ λ = , [kcal/h]. - Tỉì bãư màût ngoi kãút cáúu ra khäng khê bãn ngoi: ( ) NNT1 t q −τα= , [kcal/h]. α T , α N : hãû säú truưn nhiãût bãư màût trong v bãư màût ngoi ca kãút cáúu. τ T , τ N : nhiãût âäü bãư màût trong v bãư màût ngoi ca kãút cáúu. t T , t N : nhiãût âäü khäng khê bãn trong v bãn ngoi nh, [ o C]. Do quạ trçnh truưn nhiãût äøn âënh nãn: q 1 = q 2 = q 3 = q. Nãn: ( ) ( ) ( ) NT o NT NT NT NT tt R 1 tt RRR 1 tt 1 R 1 1 q −=− ++ =− α ++ α = R : nhiãût tråí bn thán kãút cáúu . τ N q 1 q 2 q 3 τ T t T t N d Hçnh 1: Truưn nhiãût qua kãút cáúu 1 låïp Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 39 = HBKN R T , R N : nhióỷt trồớ bóử mỷt trong vaỡ bóử mỷt ngoaỡi kóỳt cỏỳu . R o : tọứng nhióỷt trồớ cuớa kóỳt cỏỳu . Tổỡ õoù ta xaùc õởnh õổồỹc sổỷ phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ nhổ sau: - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt trong cuớa kóỳt cỏỳu : T o NT TT R. R t t t = , [ o C] - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt ngoaỡi cuớa kóỳt cỏỳu : ( ) RR. R t t t T o NT TN + = , [ o C] b/ ọỳi vồùi k b/ ọỳi vồùi kb/ ọỳi vồùi k b/ ọỳi vồùi kóỳt cỏỳu 2 lồùp: óỳt cỏỳu 2 lồùp:óỳt cỏỳu 2 lồùp: óỳt cỏỳu 2 lồùp: Tổồng tổỷ nhổ truyóửn nhióỷt qua kóỳt cỏỳu 1 lồùp, ta coù: ( ) ( ) NT N21T NT N2 2 1 1 T tt RRRR 1 tt 11 1 q +++ = + + + = ( ) ( ) NT o NT NT tt R 1 tt RRR 1 = ++ = R=R 1 +R 2 : nhióỷt trồớ baớn thỏn kóỳt cỏỳu . R 1 , R 2 : nhióỷt trồớ cuớa kóỳt cỏỳu 1 vaỡ 2. 1 , 2 : hóỷ sọỳ dỏựn nhióỷt cuớa lồùp 1 vaỡ 2. Luùc naỡy ta xaùc õởnh õổồỹc sổỷ phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ qua caùc lồùp bóử mỷt vỏỷt lióỷu: - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt trong cuớa kóỳt cỏỳu : T o NT TT R. R t t t = , [ o C] - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt ngoaỡi cuớa kóỳt cỏỳu : N q T q 1 q N T t T t N 1 t 1 q 2 2 Hỗnh 2: Truyóửn nhióỷt qua kóỳt cỏỳu 2 lồùp Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 40 = HBKN ( ) RR. R t t t T o NT TN + = , [ o C] - Nhióỷt õọỹ giổợa 2 lồùp kóỳt cỏỳu : ( ) 1T o NT T1 RR R t t tt + = , [ o C] c/ ọỳi vồùi kóỳt cỏỳu nhióửu lồùp: c/ ọỳi vồùi kóỳt cỏỳu nhióửu lồùp:c/ ọỳi vồùi kóỳt cỏỳu nhióửu lồùp: c/ ọỳi vồùi kóỳt cỏỳu nhióửu lồùp: Tổồng tổỷ nhổ kóỳt cỏỳu 2 lồùp ta coù thóứ xaùc õởnh õổồỹc truyóửn nhióỷt qua kóỳt cỏỳu nhióửu lồùp : ( ) ( ) NT Nn1T NT Nn n 1 1 T tt RR RR 1 tt 1 1 1 q ++++ = + ++ + = ( ) ( ) NT o NT NT tt R 1 tt RRR 1 = ++ = R=R 1 + +R n : nhióỷt trồớ baớn thỏn kóỳt cỏỳu . R 1 , , R n : nhióỷt trồớ cuớa kóỳt cỏỳu 1, n. 1 , , n : hóỷ sọỳ dỏựn nhióỷt cuớa lồùp 1, n. Luùc naỡy ta xaùc õởnh õổồỹc sổỷ phỏn bọỳ nhióỷt õọỹ qua bóử mỷt caùc lồùp vỏỷt lióỷu: - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt trong cuớa kóỳt cỏỳu : T o NT TT R. R t t t = , [ o C] - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt ngoaỡi cuớa kóỳt cỏỳu : ( ) RR. R t t t T o NT TN + = , [ o C] - Nhióỷt õọỹ bóử mỷt lồùp kóỳt cỏỳu thổù i: N q T q 1 q N T t T t N 1 t 1 q n n Hỗnh 3: Truyóửn nhióỷt qua kóỳt cỏỳu nhióửu lồùp Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 41 = HBKN ( ) i1T o NT Ti R RR R t t tt +++ = , [ o C] Vồùi caùc giaù trở T , N , t i ta coù thóứ veợ õổồỹc õổồỡng bióứu dióựn nhióỷt õọỹ qua caùc õióứm trón bóử mỷt caùc lồùp vỏỷt lióỷu. I II II I I I - - NHIT ĩ TấNH TOA NHIT ĩ TấNH TOA NHIT ĩ TấNH TOA NHIT ĩ TấNH TOAẽN TRONG & NGOAèI NH ẽN TRONG & NGOAèI NHẽN TRONG & NGOAèI NH ẽN TRONG & NGOAèI NHAè AèAè Aè 1/ PHN BIT THNG GIOẽ VAè IệU HOAè KHNG KHấ: a/ Thọng gioù: Là quá trình trao đổi không khí trong và ngoài nhà để thải nhiệt thừa, ẩm thừa và các chất độc hại nhằm giữ cho các thông số vật lý, khí hậu không vợt quá giới hạn cho phép. Khi tiến hành thông gió cần phải tiến hành làm sạch không khí trớc khi thải ra môi trờng ngoài nhà, còn không khí đa vào thì không đợc xử lý trớc. b/ ióửu hoaỡ khọng khờ (HKK): Là quá trình tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chơng trình định sẵn không phụ thuộc điều kiện khí hậu bên ngoài. Không khí trớc khi thổi vào phòng cần đợc xử lý nhiệt ẩm đến trạng thái thích hợp tùy mức độ thải nhiệt, ẩm của phòng. Nh vậy: điều hòa không khí là thông gió có xử lý nhiệt ẩm không khí trớc khi thổi vào phòng. Theo mức độ tin cậy và kinh tế gồm 3 cấp: Hệ thống cấp I: duy trì các thông số trong nhà với mọi phạm vi nhiệt độ ngoài trời từ cực tiểu (mùa lạnh) đến cực đại (mùa nóng). Hệ thống này đắt tiền chỉ dùng trong trờng hợp đặc biệt đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm nghiêm ngặt và độ tin cậy cao. Hệ thống cấp II: duy trì chế độ nhiệt ẩm trong nhà ở phạm vi cho phép sai lệch < 200 h/năm. Hệ thống cấp III: duy trì chế độ nhiệt ẩm trong nhà với sai lệch tới 400 h/năm. Độ tin cậy không cao nhng rẻ tiền, đợc dùng phổ biến trong các công trình dân dụng nơi công cộng (rạp hát, th viện, hội trờng, ) hoặc trong các xí nghiệp không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm. 2/ THNG S NHIT Oĩ TấNH TOAẽN: a/ Nhióỷt õọỹ tờnh toaùn bón ngoaỡi nhaỡ: Nhiệt độ bên ngoài nhà của các địa phơng luôn thay đổi theo từng giờ trong ngày và theo từng ngày trong năm, vì vậy cần chọn nhiệt độ tính toán sao cho giá trị đó là tiêu biểu cho địa phơng chúng ta đang xem xét. Mùa đông: Theo Tiêu chuẩn Việt nam TCVN 5687-1992 "Thông gió - điều tiết không khí và sởi ấm" thì nhiệt độ không khí bên ngoài dùng để tính toán sởi ấm đợc tính toán nh sau: Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 42 = HBKN 2 t t t TB min T min tt )õọng(N + = , [ o C]. T min t : nhiệt độ thấp tuyệt đối, [ o C]. TB min t : nhiệt độ tối thấp trung bình của tháng lạnh nhất, [ o C]. Trờng hợp tính toán thiết kế hệ thống thông gió, nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài đợc lấy bằng nhiệt độ tối thấp trung bình của tháng lạnh nhất ( TB min t ). Mùa hè: Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời dùng cho thiết kế các hệ thống thông gió là nhiệt độ tối cao trung bình (đo lúc 13h) của tháng nóng nhất ( TB max t ). b/ Nhióỷt õọỹ tờnh toaùn bón trong nhaỡ: Nhiệt độ tính toán bên trong nhà cần đợc đảm bảo trong một giới hạn nhất định tuỳ theo tính chất và công dụng của nhà để con ngời trong đó cảm thấy dễ chịu, thoải mái, không oi bức về mùa hè và không lạnh lẽo về mùa đông. Baớng 1: Thọng sọỳ tọỳi ổu bón trong nhaỡ: Mùa đông Mùa hè TT Trạng thái lao động t T , o C T ,% v , m/s t T , o C T ,% v , m/s 1 Nghỉ ngơi 22ữ24 60ữ75 0,1ữ0,3 24ữ27 60ữ75 0,3ữ0,5 2 Lao động nhẹ 22ữ24 60ữ75 0,3ữ0,5 24ữ27 60ữ75 0,5ữ0,7 3 Lao động vừa 20ữ22 60ữ75 0,3ữ0,5 23ữ26 60ữ75 0,7ữ1,0 4 Lao động nặng 18ữ20 60ữ75 0,5ữ0,8 20ữ24 60ữ75 0,7ữ1,5 Đối với mùa đông, nhiệt độ tính toán bên trong nhà có thể chọn theo bảng trên. Còn đối với mùa hè, nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài dùng cho thông gió cao hơn đáng kể so với nhiệt độ tối u bên trong nhà, trong khi đó nhiệt thừa bên trong phòng luôn dơng nên không thể chọn nhiệt độ bên trong nhà theo bảng trên mà chọn cao hơn nhiệt độ bên ngoài nhà từ 2ữ3 o C, tức là: ( ) C32tt o tt )heỡ(N tt )heỡ(T ữ+= tt T t : nhiệt độ tính toán bên trong nhà và đợc xem là nhiệt độ vùng làm việc. III III III III - - PHặNG TRầNH CN Bề PHặNG TRầNH CN BềPHặNG TRầNH CN Bề PHặNG TRầNH CN BềNG NHIT VAè CN B NG NHIT VAè CN BNG NHIT VAè CN B NG NHIT VAè CN BềNG ỉM ềNG ỉMềNG ỉM ềNG ỉM 1/ Sặ CN BềNG ĩNG TRANG THAẽI KHNG KHấ TRONG PHOèNG: Không khí trong phòng luôn có sự biến động bởi các yếu tố nhiệt ẩm gây mất trạng thái cân bằng. Giả sử các biến động đó là A i thì ta cần có các tác nhân điều khiển K để cho: =+ 0 K A i - Với nhiệt : =+ 0 K Q qi - Với ẩm : =+ 0 K W wi Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 43 = HBKN = Ti Q Q : gọi là nhiệt thừa (hoặc thiếu) trong phòng. = Ti W W : gọi là ẩm thừa (hoặc thiếu) trong phòng. Qui ớc dấu "+" nếu nhiệt hoặc ẩm đa vào phòng. Qui ớc dấu "-" nếu nhiệt hoặc ẩm đa ra khỏi phòng. Q T = Q toả + Q thẩm thấu ; W T = W toả + W thẩm thấu (W thẩm thấu rất nhỏ). 2/ PHặNG TRầNH CN BềNG NHIT ỉM: Để khử nhiệt và ẩm trong phòng ta cần đa không khí ngoài nhà vào với 1 lợng L để hoà trộn với không khí trong phòng rồi thải ra ngoài. Lúc này ta xác định đợc tác nhân điều khiển K nh sau: - Với nhiệt: ( ) qTV K I I L = ( ) 0 I I L Q TVi =+ - Với ẩm: ( ) wTV K d d L = ( ) 0 d d L W TVi =+ Hay ta có: ( ) VTT I I L Q = và ( ) VTT d d L W = IV IV IV IV - - XAẽC ậN XAẽC ậNXAẽC ậN XAẽC ậNH NNG SUT GIOẽ Lặ H NNG SUT GIOẽ LặH NNG SUT GIOẽ Lặ H NNG SUT GIOẽ LặU THNG CHO CNG TRầ U THNG CHO CNG TRầU THNG CHO CNG TRầ U THNG CHO CNG TRầNH NHNH NH Từ 2 phơng trình trên ta xác định đợc năng suất gió cần đa vào phòng để khử nhiệt ẩm: - Khử nhiệt: VT T q II Q L = [kg/h]. - Khử ẩm: VT T w dd W L = [kg/h]. Với THÔNG Gió: Năng suất gió lấy trị số lớn nhất trong 2 giá trị L q và L w ở trên. Với ĐHKK: Năng suất gió phải thoả mn cả 2 điều kiện nhiệt và ẩm, nghĩa là đồng nhất 2 phơng trình trên: VT T VT T dd W II Q L = = T T T VT VT T T d I dd I I W Q = = = Đại lợng T [KJ/kg ; Kcal/kg] gọi là hệ số góc tia quá trình xử lý không khí trong phòng. - Với thông gió: trạng thái không khí vào trùng với trạng thái không khí ngoài nhà - Với ĐHKK thì cần xử lý không khí ngoài đến trạng thái V thích hợp. Do đó, cả TG và ĐHKK đều cần xác định tia T , tức là cần xác định nhiệt thừa (Q T ) và ẩm thừa (W T ). 100% I d t V t T T V T V T Giaùo trỗnh VI KHấ HU Nguyóựn ỗnh Huỏỳn = 44 = HBKN V VV V XAẽC ậNH NHIT THặ XAẽC ậNH NHIT THặXAẽC ậNH NHIT THặ XAẽC ậNH NHIT THặèA BN TRONG PHOèNG èA BN TRONG PHOèNGèA BN TRONG PHOèNG èA BN TRONG PHOèNG 1/ TỉN THT NHIT QUA KT CU BAO CHE: a/ Nhióỷt truyóửn qua kóỳt cỏỳu bao che: Truyền nhiệt qua kết cấu xung quanh (tờng, cửa): Q 1 = F . t . K o , [kcal/h]. K o : hệ số truyền nhiệt của kết cấu. t : chênh lêch nhiệt độ 2 bên kết cấu, [ o C]. F : diện tích kết cấu, [m 2 ]. * Hệ số truyền nhiệt K o : K o = 1/R o . R o = R T + i R + R N : là tổng nhiệt trở của kết cấu. R T = T 1 : nhiệt trở lớp không khí bề mặt trong. R N = N 1 : nhiệt trở lớp không khí bề mặt ngoài. T : hệ số trao đổi nhiệt mặt trong của kết cấu, [kcal/m 2 .h o C]. T = 7,5[kcal/m 2 .h o C] với mặt phẳng hoặc gờ tha, tốc độ gió nhỏ. Đối với kết cấu nhà dân dụng có thể lấy giá trị này để tính toán. N : hệ số trao đổi nhiệt mặt ngoài của kết cấu, [kcal/m 2 .h o C]. Khi tính toán kết cấu xây dựng có thể lấy N = 20 [kcal/m 2 .h o C]. i R : nhiệt trở của bản thân kết cấu: R i = i i ; i : chiều dày của lớp kết cấu thứ i, [m]. i : hệ số dẫn nhiệt của lớp kết cấu thứ i, [kcal/m.h. o C]. * Chênh lệch nhiệt độ hai bên kết cấu t: t = .(t T - t N ) , [ o C]. : hệ số kể đến vị trí tơng đối của kết cấu bao che với không khí ngoài nhà, xác định theo thực nghiệm. Sự xuất hiện của hệ số biểu thị kết cấu không tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, có giá trị từ 0 ữ 1. Đối với tờng bên của phòng: - Vách trực tiếp với không khí ngoài nhà : =1. - Có 1 không gian đệm : = 0,7. - Có từ 2 không gian đệm trở lên : = 0,4. - Tiếp xúc với không gian có điều hòa không khí : = 0. Đối với trần dới hầm mái: - Mái tôn, ngói, fibrô ximăng không kín: = 0,9. - Mái tôn, ngói, fibrô ximăng kín: = 0,8. . 22ữ24 60 ữ75 0,1ữ0,3 24ữ27 60 ữ75 0,3ữ0,5 2 Lao động nhẹ 22ữ24 60 ữ75 0,3ữ0,5 24ữ27 60 ữ75 0,5ữ0,7 3 Lao động vừa 20ữ22 60 ữ75 0,3ữ0,5 23ữ 26 60ữ75 0,7ữ1,0 4 Lao động nặng 18ữ20 60 ữ75. Tiêu chuẩn Vi t nam TCVN 568 7-1992 "Thông gió - điều tiết không khí và sởi ấm" thì nhiệt độ không khí bên ngoài dùng để tính toán sởi ấm đợc tính toán nh sau: Giaùo trỗnh VI KHấ HU. ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chơng trình định sẵn không phụ thuộc điều kiện khí hậu bên ngoài. Không khí trớc khi thổi vào phòng cần đợc xử lý nhiệt ẩm đến