Chuong 2 tinh toan thong gio

Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM

Chương 2

1


Chương 2: Tính tốn thơng gió
 Nội

2

dung

2.1. Sự cân bằng nhiệt của phịng
2.2. Nhiệt độ tính tốn của khơng khí bên trong và
bên ngồi nhà

2.3. Tính tốn lượng nhiệt/ẩm/chất độc hại xâm nhập
vào phòng và tiêu hao của phòng
2.4. Cân bằng lưu lượng khơng khí, nhiệt, ẩm, chất
độc trong phịng
2.5. Xác định năng suất u cầu của hệ thống thơng
gió chung


2.1. Sự cân bằng nhiệt của phịng
 Nội

dung

2.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt
2.1.2. Phương trình cân bằng ẩm

3


2.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt
 Cân

4

bằng nhiệt của phịng

 Nhiệt trong phịng thơng gió từ 2 nguồn:
 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong (nhiệt toả):
ΣQtỏa

 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che (nhiệt thẩm thấu):
ΣQtt

 Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa
QT = ΣQtỏa + ΣQtt


2.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt
 Cân

bằng ẩm của phịng

 Ẩm trong phịng thơng gió từ 2 nguồn:

 Ẩm tỏa ra từ các nguồn trong phòng: ΣWtỏa
 Ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che: ΣWtt

 Tổng hai thành phần trên gọi là ẩm thừa:
WT = ΣWtỏa + ΣWtt

5


2.2. Nhiệt độ tính tốn của khơng khí
 Nhiệt

độ tính tốn của khơng khí

2.2.1. Bên trong nhà
2.2.2. Bên ngồi nhà

6


2.2. Nhiệt độ tính tốn của khơng khí bên trong nhà

7

 Nhiệt độ tính tốn (tT) và độ ẩm tính toán (φT) được
chọn theo điều kiện tiện nghi hoặc điều kiện công
nghệ.
 Theo điều kiện tiện nghi, chọn theo TCVN 5687 –
1992
Thông số

Mùa hè

Nhiệt độ (oC)
24 – 26

Độ ẩm (%)
55 – 70

Mùa đơng

20 - 22

55 - 70

 Có thể tham khảo thêm miền tiện nghi để xác định
thơng số tính tốn.
 Theo u cầu cơng nghệ: tùy theo tính chất nhà máy.
 Chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời khơng
được vượt q 10oC khi khơng có phịng đệm.


2.2. Nhiệt độ tính tốn của khơng khí bên ngồi nhà

8

 Thơng số tính tốn khơng khí ngồi trời (tN, φN) được
chọn theo TCVN 5687 – 1992 và TCVN 4088 – 1997.
 Độ ẩm ngồi trời tính tốn lấy ở thời điểm 13 – 15 h
trong ngày tương ứng với tháng tính tốn.
 Ngồi ra, (tN, φN) có thể được tính theo hệ số đảm bảo.

 Nhiệt độ và độ ẩm tính tốn cho Tp. HCM như sau:
Thơng số

Mùa hè

Cấp điều hịa

Nhiệt độ (oC)

I

40
37,3
34,6
13,8
17,7
21,6

II
III
I

Mùa đơng

II

III

Độ ẩm (%)

50,5

59,2


2.2. Nhiệt độ tính tốn của khơng khí bên ngồi nhà
 Phân

9

loại hệ thống điều hịa khơng khí theo mức độ tin

cậy:

 Hệ thống cấp I: đảm bảo cả năm
 Hệ thống cấp II: sai lệch 200 h/năm

 Hệ thống cấp III: sai lệch 400 h/năm (hệ thống
thơng gió)


2.3. Tính tốn lượng nhiệt/ẩm/chất độc hại
 Tính

tốn lượng nhiệt/ẩm/chất độc hại trong phịng

2.3.2. Tính tốn nhiệt thừa
2.3.3. Tính tốn ẩm thừa
2.3.4. Tính tốn phát sinh chất độc hại

10


2.3.2. Tính tốn nhiệt thừa
 Nội

dung

 Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Xác định nhiệt truyền qua kết cấu bao che

11


Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nội

dung

 Nhiệt do máy móc tỏa ra Q1
 Nhiệt tỏa ra từ chiếu sáng Q2
 Nhiệt do người tỏa ra Q3

 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt Q4
 Nhiệt do bán thành phẩm đưa vào Q5

 Nhiệt do bức xạ của mặt trời vào phịng Q6
 Nhiệt do lọt khơng khí qua cửa Q7

12

Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nhiệt

13

do máy móc tỏa ra Q1 , kW

Q1 = Σq1.Ktt.Kđt
 Nhiệt do máy móc tỏa ra thường tính trên cơng suất
động cơ điện, với các trường hợp (tra bảng giá trị q1):
 Động cơ và chi tiết dẫn động nằm hồn tồn trong phịng
điều hòa.
 Động cơ nằm trong phòng, chi tiết dẫn động nằm bên
ngồi phịng.

 Động cơ nằm bên ngồi, chi tiết dẫn động nằm bên trong
phịng.

 Nhiệt do máy móc (khơng động cơ) tỏa ra cũng chính
là cơng suất của máy q1 = N


Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nhiệt

14

tỏa ra từ chiếu sáng Q2 , kW

 Đèn dây tóc: lượng nhiệt tỏa ra bằng công suất đèn
Q21 = Ns
 Đèn huỳnh quang: ngồi cơng suất bóng đèn, bộ
phận chỉnh lưu cũng đóng góp thêm 25% nhiệt tỏa
ra so với bóng đèn.
Q22 = 1,25.Nhq
 Ngồi ra, người ta cịn tính theo cơng suất chiếu
sáng trên diện tích sàn (khi chưa biết số lượng bóng
đèn), thường khoảng 10 W/m2 sàn.


Xác định các nguồn nhiệt tỏa


15

Nhiệt do người tỏa ra Q3 , kW

 Mức độ thải nhiệt của con người phụ thuộc vào: cường độ lao
động, nhiệt độ, độ ẩm khơng khí và tốc độ gió.
 Nhiệt tỏa ra từ mỗi người gồm 2 phần, nhiệt hiện và nhiệt ẩn
q = qh + qw
 Trong tính tốn, ta tính tương đối:
Q3 = n.q.10-3
Trong đó:
n
: số người trong phịng
q
: nhiệt tồn phần tỏa ra từ mỗi người, W (tra bảng)

 Tỏa nhiệt từ động vật ni trong phịng:
Q’3 = 1,86. 10-3. G33/4
Với G3 : tổng khối lượng vật nuôi, kg


Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nhiệt

16

do bán thành phẩm đưa vào Q4 , kW

 Khi bán thành phẩm đi vào trong phịng, có thể xảy ra
q trình tỏa nhiệt (thu nhiệt) và tỏa ẩm (thu ẩm).
 Nhiệt lượng tỏa ra hoặc thu vào của bán thành phẩm
Q4 = L4.Cp.(t1 – t2) + W4.ro
 Trong đó:
 L4

: khối lượng bán thành phẩm đưa vào, kg/s.

 Cp

: nhiệt dung riêng của bán thành phẩm, kJ/kg.oC.

 t1, t2

: nhiệt độ bán thành phẩm vào và ra phòng, oC.

 W4

: lượng ẩm tỏa ra của bán thành phẩm, kg/s.

 ro

: nhiệt ẩn hóa hơi của nước, ro = 2500 kJ/kg.


Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nhiệt

17

tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt Q5 , kW

 Khi bề mặt ống trao đổi nhiệt lớn hơn nhiệt độ khơng
khí sẽ có một phần nhiệt tỏa ra và đi vào khơng khí.
 Nhiệt lượng tỏa ra:
Q5 = αw.10-3.Fw.(tw – tT)
Hoặc Q5 = kw.Fw.(tf – tT)
 Trong đó:
 αw

: là hệ số tỏa nhiệt, W/m2.oK.

αw = 2,5. Δt0,25 + 58.ε.[(Tw/100)4 – (TT/100)4]/Δt
Khi khơng cần độ chính xác cao, lấy αw = 10 W/m2.oK.
 Δt = tw – tT

Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nhiệt

18

tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt (tt)

 Fw

: diện tích bề mặt vỏ, m2.

 kw
: hệ số truyền nhiệt từ môi chất đến khơng khí
trong phịng, nếu có bảo ơn kw = 2,5.10-3 kW/m2.oK.

ε

: độ đen bề mặt vỏ thiết bị, thường ε = 0,8.

 tw
oC.

: nhiệt độ bề mặt vỏ, bảo ôn tốt tw = 45 ÷ 60

 tf

: nhiệt độ trung bình của mơi chất, oC.

 tT

: nhiệt độ tính tốn khơng khí trong phịng, oC.


Xác định các nguồn nhiệt tỏa
 Nhiệt

19

do bức xạ của mặt trời vào phòng Q6, kW

 Bức xạ mặt trời có thể truyền trực tiếp vào phịng qua
cửa kính hoặc cửa mở (Q61) và truyền qua kết cấu bao
che (Q62)
Q6 = Q61 + Q62

 Bức xạ nhiệt qua kính:
Q61 = R.10-3.Fk.εc.εds.εmm.εkh.εk.εm
Trong đó:
R

: bức xạ mặt trời, W/m2. (tra bảng)

 Fk

: diện tích kính, m2. (tham khảo tính)

 εc, εds, εmm, εkh, εk, εm: các hệ số (tham khảo và tra bảng)


Xác định các nguồn nhiệt tỏa

 Nhiệt

20

do bức xạ của mặt trời vào phòng (tt)

 Bức xạ mặt trời qua bao che (chủ yếu là qua mái):
Q62 = 10-3.k.F.φm. Δt
 Trong đó:
F

: diện tích bề mặt nhận bức xạ, m2.

 εs

: hệ số hấp thu của mái hoặc tường (tra bảng).

k

: hệ số truyền nhiệt, W/m2.oK.

 φm

: hệ số màu của mái hoặc tường (tra bảng).

 Δt = ttđ – tT với ttđ = tT + εs.R/(0,88.αN)
 αN
:hệ số toả nhiệt đối lưu của khơng khí bên ngồi,
αN = 20 W/m2.oK