- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Giáo trình Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hòa không khí (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ
Xem mẫu
- 1
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Giáo trình này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
- 2
LỜI GIỚI THIỆU
Cùng với công cuộc đổi mới công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, kỹ thuật
lạnh đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam. Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, công
nghiệp, điều hòa nhiệt độ đã trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất. Các hệ
thống máy lạnh và điều hòa không khí phục vụ trong đời sống và sản xuất như: chế
biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du
lịch... đang phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ nền kinh tế, đời sống đi lên.
Cùng với sự phát triển kỹ thuật lạnh, việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật
viên lành nghề được Đảng, Nhà nước, Nhà trường và mỗi công dân quan tâm sâu sắc
để có thể làm chủ được máy móc, trang thiết bị của nghề.
Giáo trình “Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hòa không khí’’ được biên soạn
dùng cho chương trình dạy nghề KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG
KHÍ đáp ứng cho hệ Cao đẳng.
Nội dung của giáo trình cung cấp các kiến thức về:
Tính toán xác định phụ tải hệ thống điều hoà không khí, Xác định kết cấu hộ
ĐHKK. Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn cấp điều hòa và xác định thông số tính toán
trong nhà, ngoài trời. Xác định nhiệt thừa, ẩm thừa. Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn
quá trình xử lý không khí trên đồ thị I - d hoặc t - d, xác định công suất lạnh/nhiệt,
năng suất gió của hệ thống.
Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hoà không khí. Chọn máy và thiết bị cho hệ
thống ĐHKK: Máy nén, AHU, FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt. Bố
trí thiết bị, tính toán xác định kích thước hệ thống nước, không khí. Tính toán đường
ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính và thiết kế lắp đặt hệ thống
tiêu âm. Tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho hệ thống ĐHKK
Cấu trúc của giáo trình gồm 2 bài trong thời gian 45 giờ qui chuẩn trong đó có
các tiết lý thuyết, thực hành và một bài kiểm tra gồm có:
Bài 1: Tính toán xác định phụ tải hệ thống điều hoà không khí
Bài 2: Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hoà không khí.
- 3
Những kiến thức của tôi cũng chỉ nhỏ bé và mong cùng trao đổi, học hỏi và
cùng chia sẻ với mọi người trong cùng lĩnh vực. Nếu có sai sót và bổ sung mong
sự giúp đỡ của tất cả những bạn bè trong cùng lĩnh vực giúp.
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH
NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
- 4
MỤC LỤC
ĐỀ MỤC TRANG
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1
LỜI GIỚI THIỆU 2
TÊN MÔ ĐUN: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT SƠ BỘ HỆ THỐNG 8
ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 8
BÀI 1: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH 10
PHỤ TẢI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 10
1. XÁC ĐỊNH KẾT CẤU HỘ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ: .......................................... 10
1.1 Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng không gian ĐHKK: .............. 10
1.2. Xác định công năng các không gian ĐHKK: ..................................................... 11
2. TIÊU CHUẨN VỆ SINH AN TOÀN, CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA VÀ XÁC ĐỊNH
THÔNG SỐ TÍNH TOÁN TRONG NHÀ NGOÀI TRỜI: .......................................... 12
2.1. Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn cấp điều hòa: ................................................. 12
2.1.1. Nhiệt độ:........................................................................................................... 12
2.1.2. Độ ẩm tương đối: ............................................................................................. 14
2.1.3. Tốc độ không khí: ........................................................................................... 15
2.1.4. Nồng độ các chất độc hại: ................................................................................ 16
2.1.5. Độ ồn:............................................................................................................... 18
2.1.6. Chọn cấp điều hòa: .......................................................................................... 18
2.2. Chọn thông số tính toán trong nhà, ngoài trời: ................................................... 20
2.2.1. Thông số tính toán không khí trong nhà: ......................................................... 20
2.2.2. Thông số tính toán ngoài trời: .......................................................................... 21
3 . TÍNH NHIỆT THỪA, ẨM THỪA, KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG.......................... 23
3.1. Phương trình cân bằng nhiệt: .............................................................................. 23
3.2. Tính nhiệt thừa QT: ............................................................................................. 19
3.2.1. Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1: ....................................................... 19
3.2.1.1. Nhiệt toả ra từ thiết bị dẫn động bằng động cơ điện..................................... 19
3.2.1.2. Nhiệt toả ra từ thiết bị điện: .......................................................................... 21
3.2.2. Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2:.................................................... 22
3.2.3. Nhiệt do người tỏa ra Q3: ................................................................................. 23
- 5
3.2.4. Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4: .................................................................... 26
3.2.5. Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5: ........................................................... 26
3.2.6. Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6: .......................................................... 27
3.2.6.1.Nhiệt bức xạ mặt trời: .................................................................................... 27
3.2.6.2. Xác định nhiệt bức xạ mặt trời: .................................................................... 27
3.2.7. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7: ............................................................. 36
3.2.8. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8: .............................................................. 37
3.3. Tính ẩm thừa WT: ............................................................................................... 44
3.3.1. Lượng ẩm do người tỏa ra W1:........................................................................ 44
3.3.2. Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W2: ......................................................... 44
3.3.3. Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W3:............................................. 44
3.3.4. Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W4: ................................................... 45
3.3.5. Lượng ẩm thừa WT: ........................................................................................ 45
3.4. Kiểm tra đọng sương........................................................................................... 45
3.4.1. Kiểm tra đọng sương trên vách:....................................................................... 45
3.4.2. Về mùa hè: ....................................................................................................... 45
3.4.3. Về mùa đông: ................................................................................................... 46
4. XÂY DỰNG SƠ ĐỒ ĐHKK, BIỂU DIỄN QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KHÔNG KHÍ
TRÊN ĐỒ THỊ I - d HOẶC t - d, XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẠNH/ NHIỆT, NĂNG
SUẤT GIÓ CỦA HỆ THỐNG: ..................................................................................... 46
4.1. Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I - d
hoặc t – d: ................................................................................................................... 46
4.1.1. Các sơ đồ điều hoà không khí mùa Hè: ........................................................... 47
4.1.1.1. Sơ đồ thẳng: .................................................................................................. 47
4.1.1.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp: ............................................................ 50
4.1.1.3. Sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp: .............................................................. 54
4.1.1.5. Sơ đồ có phun ẩm bổ sung: ........................................................................... 59
4.1.2. Các sơ đồ điều hoà không khí mùa Đông: ....................................................... 60
4.1.2.2. Sơ đồ tuần hoàn một cấp mùa đông: ............................................................. 63
4.2. Xác định công suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống: ............................... 65
* Các bước và cách thức thực hiện công việc: .......................................................... 66
- 6
1.1. Quy trình và các tiêu chuẩn thực hiện công việc: ............................................... 66
1.2. Hướng dẫn cách thức thực hiện công việc:......................................................... 67
1.3. Những lỗi thường gặp và cách khắc phục: ......................................................... 68
BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC VIÊN 69
BÀI 2: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT SƠ BỘ HỆ THỐNG 70
ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 70
1. CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐHKK: MÁY NÉN, AHU, FCU,
DÀN NÓNG, DÀN LẠNH, BƠM, QUẠT, THÁP GIẢI NHIỆT: ............................... 70
1.1. Chọn máy lạnh cho hệ thống ĐHKK: ................................................................. 70
1.1.1. Tính chọn hệ thống ĐHKK kiểu cục bộ: ......................................................... 74
1.1.2. Tính chọn máy ĐHKK kiểu tổ hợp: ................................................................ 81
1.2. Chọn thiết bị xử lý không khí, dàn nóng, dàn lạnh: ........................................... 88
1.2.1. FCU (Fan Coil Unit): ....................................................................................... 88
1.2.2. Các buồng xử lý không khí AHU (Air Handling Unit): .................................. 89
1.3. Vẽ sơ đồ hệ thống ĐHKK:.................................................................................. 91
1.4. Chọn bơm, quạt và các thiết bị phụ khác:........................................................... 92
1.4.1. Tính chọn bơm: ................................................................................................ 92
1.4.2. Tính chọn quạt: ................................................................................................ 97
1.4.3. Hệ thống nước giải nhiệt: .............................................................................. 103
2. BỐ TRÍ THIẾT BỊ, TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC HỆ THỐNG NƯỚC,
KHÔNG KHÍ:.............................................................................................................. 109
2.1. Bố trí máy và các thiết bị của hệ thống ĐHKK: ............................................... 109
2.2. Tính toán xác định số lượng, đặc tính thiết bị xử lý nước và không khí cho hệ
thống ĐHKK: ........................................................................................................... 110
2.2.1. Thiết bị buồng phun kiểu nằm ngang: ........................................................... 110
2.2.2 Buồng tưới: ..................................................................................................... 113
2.2.3. Tính toán buồng phun: ................................................................................... 114
2.2.3.1. Tính thiết kế: ............................................................................................... 114
2.2.3.2. Tính kiểm tra: .............................................................................................. 120
3. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG, CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM ĐƯỜNG ỐNG GIÓ,
NƯỚC LẠNH, TÍNH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG TIÊU ÂM: ................................ 121
- 7
3.1. Tính toán thiết kế đường ống gió, đường ống nước: ........................................ 121
3.1.1. Phân loại và đặc điểm hệ thống đường ống gió:............................................ 122
3.1.1.4. Các vấn đề liên quan đến thiết kế đường ống gió:...................................... 127
3.1.2. Tính toán thiết kế hệ thống đường ống dẫn nước: ......................................... 134
3.2. Tính toán cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió và đường ống nước lạnh: ......... 137
3.2.1. Vật liệu cách nhiệt: ........................................................................................ 138
3.2.2. Vật liệu cách ẩm: ........................................................................................... 139
3.2.3. Tính chọn: ...................................................................................................... 140
3.3. Tính toán thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm: ..................................................... 141
3.3.1. Các nguồn gây ồn : ........................................................................................ 141
3.3.2. Cách khắc phục .............................................................................................. 141
3.3.3.Thiết bị tiêu âm: .............................................................................................. 143
4. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO HỆ THỐNG
ĐHKK:......................................................................................................................... 144
4.1. Mạch điện động lực trong hệ thống lạnh: ......................................................... 144
4.2. Mạch khởi động sao - tam giác: ........................................................................ 145
4.3. Mạch điện điều khiển hệ thống lạnh: ................................................................ 147
4.4. Mạch bảo vệ áp suất nước và quá dòng bơm, quạt giải nhiệt:.......................... 148
BÀI TẬP THỰC HÀNH CỦA HỌC SINH 154
BÀI 3: THI KẾT THÚC MÔ ĐUN 155
1. Báo cáo trình diễn tổng thể kết quả tính toán và thiết kế để G/V đánh giá cho điểm
kết thúc mô đun ........................................................................................................... 155
2. Kiểm tra tính hợp lý của phương pháp và phương án tính toán thiết kế ................. 155
3. Kiểm tra kết quả tính toán, lựa chọn thiết bị và nội dung, hình thức thể hiện bản vẽ
..................................................................................................................................... 155
YÊU CẦU VỀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ HỌC TẬP 158
TÀI LIỆU THAM KHẢO 159
- 8
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN
Tên mô đun: THIẾT KẾ LẮP ĐẶT SƠ BỘ HỆ THỐNG
ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Mã mô đun: MĐ ĐL 24
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí của mô đun: + Mô đun được bố trí học sau khi đã học xong các môn học,
mô đun kỹ thuật cơ sở, các môn học, mô đun chuyên môn nghề như: Thực hành cơ bản
thiết bị lạnh, Lắp đặt, sửa chữa hệ thống điều hoà không khí cục bộ, Lắp đặt, vận hành
hệ thống điều hoà không khí trung tâm.
- Tính chất của mô đun: Ứng dụng các kiến thức đã học để tập sự giải quyết
nhiệm vụ cụ thể được giao.
- Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun:
+ Ý nghĩa: Mô đun bắt buộc đã đóng góp cho ngành tự động hoá hay cơ điện tử
một kiến thức đầy đủ nhất hệ thống điều khiển.
+ Vai trò: Góp phần trong việc điều khiển hệ thống tự động trong công nghiệp
làm phong phú quá trình điều khiển.
Mục tiêu của mô đun:
* Về kiến thức:
- Nắm được phương pháp tính toán tải hệ thống ĐHKK, thiết lập sơ đồ hệ thống
và sơ đồ nguyên lý ĐHKK, tính toán, lựa chọn máy và thiết bị trang bị cho hệ thống;
* Về kỹ năng
- Tính sơ bộ được nhiệt thừa, ẩm thừa, xác định được công suất lạnh, năng suất
gió của hệ thống, xác định được số lượng, chủng loại máy và thiết bị. Thiết kế và thể
hiện được sơ đồ lắp nối hệ thống cả về cung cấp điện.
* Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
- Rèn luyện khả năng tư duy, tinh thần làm việc theo nhóm.
Nội dung của môn học/mô đun:
Thời gian
Tổng Lý Thực hành, thí Thi/
TT Các bài trong mô đun
số thuyết nghiện, thảo Kiểm
luận, bài tập tra
- 9
Bài 1: Tính toán xác định phụ tải 16 7 8 1
1
hệ thống điều hoà không khí
2 Bài 2: Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ 27 8 18 1
thống điều hoà không khí.
3 Thi kết thúc mô đun 2 2
Cộng 45 15 26 4
- 10
BÀI 1: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH
PHỤ TẢI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Mã bài: MĐ ĐL 24- 01
Giới thiệu:
Việc tính toán, thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hòa không khí là công việc
cần thiết giúp cho chúng ta có thể lựa thể chọn được hệ thống điều hòa thích hợp, chọn
máy và thiết bị của hệ thống đầy đủ, chính xác, đạt hiệu quả kinh tế cao cả về vốn đầu
tư thiết bị cũng như giá vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa sau này.
Mục tiêu:
- Xác định kết cấu hộ ĐHKK: Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng
không gian ĐHKK
- Xác định công năng các không gian ĐHKK. Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn
cấp điều hòa và xác định thông số tính toán trong nhà, ngoài trời;
- Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương;
- Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn quá trình xử lý không khí trên đồ thị I - d
hoặc t - d, xác định công suất lạnh/nhiệt, năng suất gió của hệ thống.
Nội dung chính:
1. XÁC ĐỊNH KẾT CẤU HỘ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ:
1.1 Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng không gian ĐHKK:
* Để xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng không gian ĐHKK, chúng ta
cần nêu được một số đặc điểm công trình:
- Đặc điểm khí hậu vùng xây dựng công trình
- Quy mô công trình, đặc điểm kiến trúc, hướng xây dựng
- Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với công trình, chọn cấp điều hòa
phù hợp.
- Đặc điểm về mặt bằng xây dựng công trình với các bản vẽ xây dựng kèm
theo.
- Cảnh quan và môi trường xung quanh (Như vườn hoa, bể bơi, quảng trường
tượng đài, bồn phun nước ...)
- Đặc điểm về mục đích sử dụng: Điều hòa tiện nghi hoặc công nghệ.
- 11
+ Nếu là điều hòa tiện nghi cần phân tích sâu như nhà ở, khách sạn, văn phòng,
triển làm, hội trường, cơ quan, y tế, bệnh viện, nhà hát, rạp chiếu phim, nhà hàng ...
+ Nếu là điều hòa công nghệ phục vụ công nghệ như vải sợi, may mặc, da giầy,
in ấn, vi tính, viễn thông, bưu điện, chè, thuốc lá ...
- Đặc điểm về trang thiết bị nội thất
- Đặc điểm về các nguồn phát nhiệt như chiếu sáng, động cơ, máy tính, máy văn
phòng, quạt gió, bức xạ ...
- Đặc điểm về cấu trúc bao che và tổn thất nhiệt vào nhà
- Đặc điểm về thay đổi tải lạnh, tải nhiệt của công trình như thay đổi số người
trong công trình, sử dụng điều hòa cả ngày lẫn đêm hay theo giờ hành chính, hoặc điều
hòa hàng ngày hay chỉ diễn ra khi có hội họp...
- Đặc điểm về vận hành và sử dụng thiết bị điều hòa (Cả năm hay theo mùa, vận
hành toàn bộ hay theo khu vực ...)
* Sau khi xác định được các đặc điểm trên của công trình, chúng ta tiến hành xác định:
- Kích thước không gian ĐHKK (dài x rộng x cao )
- Kích thước kết cấu ngăn che (Kích thước tường bao che, cửa sổ, cửa đi, tường
ngăn ... ) ( dài x cao ), ( cao x rộng )
- Kích thước mặt bằng không gian ĐHKK (dài x rộng ).
1.2. Xác định công năng các không gian ĐHKK:
Trong hệ thống điều hòa không khí cần đảm bảo tiện nghi, thỏa mãn yêu cầu vi
khí hậu nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất
bên trong tòa nhà cũng như cảnh quan sân, vườn, bể bơi bên ngoài tòa nhà. Hệ thống
điều hòa không khí cần đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản sau của điều hòa tiện nghi:
Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo tiêu chuẩn
tiện nghi của TCVN nhưng cần chú ý mở rộng khoảng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm ở
các phòng đặc biệt dành cho khách quốc tế .
- Lượng khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20 m3/h cho một người .
- Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng hợp lý và có quạt thải
trên tum, tránh hiện tượng không khí từ các khu vệ sinh lan truyền vào hành lang và
vào phòng. Tránh hiện tượng không khí ẩm từ ngoài vào gây hiện tượng đọng sương
trong phòng và trên bề mặt thiết bị.
- 12
- Thiết kế các vùng đệm như sảnh và hành lang để tránh sốc nhiệt do chênh nhiệt
độ quá lớn giữa trong và ngoài nhà .
- Hệ thống điều hòa không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh và
sưởi tự động nhằm tiết kiệm chi phí vận hành. Hệ thống lạnh và sưởi trong phòng tự
động ngắt hoàn toàn khi khách mang chìa khóa cửa đi ra khỏi phòng. Có thể kết hợp cả
với đèn chiếu sáng và bình nóng lạnh.
- Bố trí hợp lý các hệ thống phụ như lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ
các FCU.
- Do tính quan trọng của công trình nên cần thiết kế hệ thống sưởi mùa đông.
- Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, đảm bảo
mỹ quan công trình .
2. TIÊU CHUẨN VỆ SINH AN TOÀN, CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA VÀ XÁC ĐỊNH
THÔNG SỐ TÍNH TOÁN TRONG NHÀ NGOÀI TRỜI:
2.1. Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn cấp điều hòa:
2.1.1. Nhiệt độ:
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Cơ thể con người
có nhiệt độ là tct = 37oC. Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn luôn toả ra
nhiệt lượng qtỏa. Lượng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào cường độ vận động. Để duy
trì thân nhiệt cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường. Sự trao đổi nhiệt đó sẽ
biến đổi tương ứng với cường độ vận động. Có 2 hình thức trao đổi nhiệt với môi
trường xung quanh.
+ Truyền nhiệt:
Truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường xung quanh dưới 3 cách: dẫn
nhiệt, đối lưu và bức xạ. Nói chung nhiệt lượng trao đổi theo hình thức truyền nhiệt phụ
thuộc chủ yếu vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường xung quanh. Lượng
nhiệt trao đổi này gọi là nhiệt hiện. Ký hiệu qh
Khi nhiệt độ môi trường tmt nhỏ hơn thân nhiệt, cơ thể truyền nhiệt cho môi
trường, khi nhiệt độ môi trường lớn hơn thân nhiệt thì cơ thể nhận nhiệt từ môi trường.
Khi nhiệt độ môi trường bé, ∆t = tct - tmt lớn, qh lớn, cơ thể mất nhiều nhiệt nên có cảm
giác lạnh và ngược lại khi nhiệt độ môi trường lớn khả năng thải nhiệt ra môi trường
giảm nên có cảm giác nóng. Nhiệt hiện qh phụ thuộc vào ∆t = tct - tmt và tốc độ chuyển
- 13
động của không khí. Khi nhiệt độ môi trường không đổi, tốc độ không khí ổn định thì q h
không đổi. Nếu cường độ vận động của con người thay đổi thì lượng nhiệt hiện q h
không thể cân bằng với lượng nhiệt do cơ thể sinh ra. Để thải hết nhiệt lượng do cơ thể
sinh ra, cần có hình thức trao đổi thứ 2, đó là toả ẩm.
+ Tỏa ẩm:
Ngoài hình thức truyền nhiệt cơ thể còn trao đổi nhiệt với môi trường xung
quanh thông qua tỏa ẩm. Tỏa ẩm có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt
độ môi trường càng cao thì cường độ càng lớn. Nhiệt năng của cơ thể được thải ra ngoài
cùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ẩn, nên lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩn - Ký
hiệu qa.
o
Ngay cả khi nhiệt độ môi trường lớn hơn 37 C, cơ thể con người vẫn thải được
nhiệt ra môi trường thông qua hình thức tỏa ẩm, đó là thoát mồ hôi. Người ta đã tính
được rằng cứ thoát 1 g mồ hôi thì cơ thể thải được một lượng nhiệt xấp xỉ 2500J. Nhiệt
độ càng cao, độ ẩm môi trường càng bé thì mức độ thoát mồ hôi càng nhiều.
Nhiệt ẩn có giá trị càng cao khi hình thức thải nhiệt bằng truyền nhiệt không
thuận lợi.
Tổng nhiệt lượng truyền nhiệt và tỏa ẩm phải đảm bảo luôn luôn bằng lượng
nhiệt do cơ thể sản sinh ra.
Mối quan hệ giữa 2 hình thức phải luôn luôn đảm bảo:
qtỏa = qh + qa
Đây là một phương trình cân bằng động, giá trị của mỗi một đại lượng trong
phương trình có thể thay đổi tuỳ thuộc vào cường độ vận động, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ
chuyển động của không khí môi trường xung quanh...vv
Nếu vì một lý do gì đó mất cân bằng thì sẽ gây rối loạn và sinh đau ốm
o
Nhiệt độ thích hợp nhất đối với con người nằm trong khoảng 22 - 27 C
Bảng 1.1: Thông số vi khí hậu tiện nghi ứng với trạng thái lao động
Trạng thái lao Mùa Hè Mùa Đông
động o
tC ,% V, m/s o
tC ,% v, m/s
Nghỉ ngơi 22 - 24 60 - 75 0,1-0,3 24 - 27 60 - 75 0,3-0,5
Lao động nhẹ 22 - 24 60 - 75 0,3-0,5 24 - 27 60 - 75 0,5-0,7
- 14
Lao động vừa 20 - 22 60 - 75 0,3-0,5 23 - 26 60 - 75 0,7-1,0
Lao động nặng 18 - 20 60 - 75 0,3-0,5 22 - 25 60 - 75 0,7-1,5
Hình 1.1: Quan hệ giữa nhiệt hiện qh và nhiệt ẩn qâ theo nhiệt độ phòng
Hình trên biểu thị đồ thị vùng tiện nghi của hội lạnh, sưởi ấm, thông gió và điều
hoà không khí của Mỹ giới thiệu. Đồ thị này biểu diễn trên trục toạ độ với trục tung là
nhiệt độ đọng sương ts và trục hoành là nhiệt độ vận hành tv, nhiệt độ bên trong đồ thị là
nhiệt độ hiệu quả tương đương. Nhiệt độ vận hành tv được tính theo biểu thức sau:
dl .tk bx .tbx
tv
dl bx
o
tk, tbx - Nhiệt độ không khí và nhiệt độ bức xạ trung bình, C;
2
αđl, αbx - Hệ số toả nhiệt đối lưu và bức xạ, W/m .K
Nhiệt độ hiệu quả tương đương được tính theo công thức:
tc 0,5. tc 0,5. tk tu 1,94. k
o
tư - Nhiệt độ nhiệt kế ướt, C;
ωK - Tốc độ chuyển độ của không khí, m/s.
2.1.2. Độ ẩm tương đối:
Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng quyết định tới khả năng thoát mồ hôi vào trong
môi trường không khí xung quanh. Quá trình này chỉ có thể tiến hành khi φ < 100%.
- 15
Độ ẩm càng thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao, cơ thể cảm thấy dễ chịu. Độ ẩm
quá cao, hay quá thấp đều không tốt đối với con người.
* Độ ẩm cao:
Khi độ ẩm tăng lên khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể cảm thấy rất nặng nề, mệt
mỏi và dễ gây cảm cúm. Người ta nhận thấy ở một nhiệt độ và tốc độ gió không đổi
khi độ ẩm lớn khả năng bốc mồ hôi chậm hoặc không thể bay hơi được, điều đó làm
cho bề mặt da có lớp mồ hôi nhớp nháp.
* Độ ẩm thấp:
Khi độ ẩm thấp mồi hôi sẽ bay hơi nhanh làm da khô, gây nứt nẻ chân tay, môi
...vv. Như vậy độ ẩm quá thấp cũng không tốt cho cơ thể. Độ ẩm thích hợp đối với cơ
thể con người nằm trong khoảng tương đối rộng φ = 50 - 70%.
Hình 1.2: Giới hạn miền mồ hôi trên da
2.1.3. Tốc độ không khí:
Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và trao
đổi chất (thoát mồ hôi) giữa cơ thể con người với môi trường xung quanh. Khi tốc độ
lớn cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và
thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ .
Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác
lạnh.
Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao
động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe của mỗi người. . .vv.
Trong kỹ thuật điều hòa không khí người ta chỉ quan tâm tốc độ gió trong vùng
làm việc, tức là vùng dưới 2m kể từ sàn nhà. Đây là vùng mà một người bất kỳ khi
- 16
đứng trong phòng đều lọt thỏm vào trong khu vực đó.
Hình 1.3: Giới hạn vùng làm việc
Bảng1.2: Tốc độ tính toán của không khí trong phòng
Nhiệt độ không khí, C
o
Tốc độ ωk, m/s
16 ÷ 20 < 0,25
21 ÷ 23 0,25 ÷ 0,3
24 ÷ 25 0,4 ÷ 0,6
26 ÷ 27 0,7 ÷ 1,0
28 ÷ 30 1,1 ÷ 1,3
> 30 1,3 ÷
Theo TCVN 5687:1992 tốc độ không khí bên trong nhà được quy định theo bảng
Bảng1.3: Tốc độ không khí trong nhà qui định theo TCVN 5687: 1992
Loại vi khí hậu Mùa Hè Mùa Đông
Vi khí hậu tự nhiên ≥ 0,5 m/s ≤ 0,1 m/s
Vi khí hậu nhân tạo 0,3 m/s 0,05
2.1.4. Nồng độ các chất độc hại:
Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn thì nó sẽ có ảnh
hưởng đến sức khỏe con người. Mức độ tác hại của mỗi một chất tùy thuộc vào bản
chất chất khí, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của con người, tình
trạng sức khỏe ...vv.
Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau:
* Bụi:
Bụi ảnh hưởng đến hệ hô hấp. Tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất bụi, nồng
- 17
độ và kích thước của nó. Kích thước càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không
khí lâu và khả năng thâm nhập vào cơ thể sâu hơn và rất khó khử bụi. Hạt bụi lớn thì
khả năng khử dễ dàng hơn nên ít ảnh hưởng đến con người. Bụi có 2 nguồn gốc hữu cơ
và vô cơ.
* Khí CO2, SO2:
Các khí này không độc, nhưng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng
độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi. Khi nồng độ quá lớn có thể dẫn đến
ngạt thở.
* Các chất độ hại khác:
Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt trong không khí có thể có lẫn các chất độc
hại như NH2, Clo . . vv là những chất rất có hại đến sức khỏe con người. Cho tới nay
không có tiêu chuẩn chung để đánh giá mức độ ảnh hưởng tổng hợp của các chất độc
hại trong không khí.
Tuy các chất độc hại có nhiều nhưng trên thực tế trong các công trình dân dụng
chất độc hại phổ biến nhất đó là khí CO2 do con người thải ra trong quá trình hô hấp. Vì
thế trong kỹ thuật điều hoà người ta chủ yếu quan tâm đến nồng độ CO2. Để đánh giá
mức độ ô nhiểm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí.
Bảng 1.4 trình bày mức độ ảnh hưởng của nồng độ CO2 trong không khí. Theo bảng
này khi nồng độ CO2 trong không khí chiếm 0,5% theo thể tích là gây nguy hiểm cho
con người. Nồng độ cho phép trong không khí là 0,15% theo thể tích.
Bảng 1.4: Ảnh hưởng của nồng độ CO2 trong không khí
Nồng độ CO2 Mức độ ảnh hưởng
% thể tích
0,07 - Chấp nhận được ngay cả khi có nhiều người trong phòng
0,10 - Nồng độ cho phép trong trường hợp thông thường
0,15 - Nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió
0,20 - 0,50 - Tương đối nguy hiểm
> 0,50 - Nguy hiểm
4÷5 - Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng.
Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài thì có thể gây ra nguy
hiểm.
- 18
8 - Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút thì mặt đỏ bừng và
đau đầu
18 hoặc lớn hơn - Hết sức nguy hiểm có thể dẫn tới tử vong.
2.1.5. Độ ồn:
Độ ồn ảnh hưởng đến con người thông qua các nhân tố sau:
* Ảnh hưởng đến sức khoẻ:
Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ
ồn cao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: Stress, bồn chồn và
gây các rối loạn gián tiếp khác. Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh và sức khoẻ của
con người.
* Ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó
chịu cho con người:
Ví dụ các âm thanh của quạt trong phòng thư viện nếu quá lớn sẽ làm mất tập
trung của người đọc và rất khó chịu. Độ ồn trong các phòng ngủ phải nhỏ không gây
ảnh hưởng đến giấc ngủ của con người, nhất là những người lớn tuổi.
* Ảnh hưởng đến chất lượng công việc:
Chẳng hạn trong các phòng Studio của các đài phát thanh và truyền hình, đòi hỏi
độ ồn rất thấp, dưới 30 dB. Nếu độ ồn cao sẽ ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh.
Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệ
thống điều hòa không khí. Đặc biệt các hệ thống điều hoà cho các đài phát thanh,
truyền hình, các phòng studio, thu âm thu lời thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng nhất.
2.1.6. Chọn cấp điều hòa:
Theo mức độ quan trọng của các hệ thống điều hoà: Người ta chia ra làm 3 cấp
như sau:
* Hệ thống điều hòa không khí cấp I:
Là hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà với
mọi phạm vi thông số ngoài trời, ngay tại cả ở những thời điểm khắc nghiệt nhất trong
năm về mùa Hè lẫn mùa Đông.
* Hệ thống điều hòa không khí cấp II:
Là hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà với
sai số không qúa 200 giờ trong 1 năm, tức tương đương khoảng 8 ngày trong 1 năm.
- 19
Điều đó có nghĩa trong 1 năm ở những ngày khắc nghiệt nhất về mùa Hè và mùa Đông
hệ thống có thể có sai số nhất định, nhưng số lượng những ngày đó cũng chỉ xấp xỉ 4
ngày trong một mùa.
* Hệ thống điều hòa không khí cấp III:
Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai
số không qúa 400 giờ trong 1 năm, tương đương 17 ngày.
Khái niệm về mức độ quan trọng mang tính tương đối và không rõ ràng. Chọn
mức độ quan trọng là theo yêu cầu của khách hàng và thực tế cụ thể của công trình.
Tuy nhiên hầu hết các hệ thống điều hoà trên thực tế được chọn là hệ thống điều hoà
cấp III
** Khi chọn cấp điều hòa cần chọn phụ thuộc vào các yêu cầu sau:
- Yêu cầu về sự quan trọng của điều hòa không khí đối với công trình
- Yêu cầu của chủ đầu tư
- Khả năng vốn đầu tư ban đầu
Đối với hầu hết các công trình dân dụng như điều hòa không khí khách sạn, văn
phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bóng ... chỉ cần chọn điều hòa
không khí cấp III. Các công trình quan trọng như khách sạn 4 - 5 sao, bệnh viện quốc
tế nên chọn điều hòa cấp II.
Đặc biệt điều hòa cấp I chỉ áp dụng cho những công trình điều hòa tiện nghi đặc
biệt quan trọng hoặc các công trình điều hòa công nghệ yêu cầu đặc biệt nghiêm ngặt
như Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh, điều hòa công nghệ cho điện tử, quang học, cơ khí
chính xác...
Nói chung, khi chúng ta chọn cấp điều hòa không khí cho công trình chỉ là
phương pháp chọn số liệu ban đầu để thiết kế.
Việc chọn cấp của các hệ thống điều hoà không khí có ảnh hưởng đến việc chọn
các thông số tính toán bên ngoài trời trong phần dưới đây.
* Chọn thông số tính toán bên ngoài trời:
Thông số ngoài trời được sử dụng để tính toán tải nhiệt được căn cứ vào tầm
quan trọng của công trình, tức là tùy thuộc vào cấp của hệ thống điều hòa không khí
lấy theo TCVN 5687- 992 như bảng 1.5 dưới đây:
Bảng1.5: Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời
- 20
Trong đó:
tmax , tmin Nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm đo lúc 13 ÷ 15 giờ,
tham khảo phụ lục PL-1
tb tb
t max
,t min
Nhiệt độ của tháng nóng nhất, lạnh nhất trong năm
Hình1.4. Thông số tính toán bên ngoài trời
2.2. Chọn thông số tính toán trong nhà, ngoài trời:
Để tính toán thiết kế hệ thống ĐHKK cần xác định trước các trạng thái không
khí trong nhà và ngoài trời. Thường chỉ quan tâm đến nhiệt độ và độ ẩm tương đối -
được gọi chung là thông số tính toán.
2.2.1. Thông số tính toán không khí trong nhà:
nguon tai.lieu . vn
