Thiết kế máy lạnh hấp thụ để điều hòa không khí văn phòng làm việc

T
T
hi
hi
ế
ế
t
t
kế
kế
máy
máy
l
l
ạ
ạ
nh
nh
h
h
ấ
ấ
p
p
thụ
thụ
để
để
đi
đi
ề

ề
uhòa
uhòa
không
không
khí
khí
văn
văn
phòng
phòng
làm
làm
v
v
i
i
ệ
ệ
c
c
-
-
Đ
Đ
Ồ
Ồ
Á
Á
N

N
T
T
ỐT
ỐT
NG
NG
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P


Ngô Sĩ Dũng
T
T
rang
rang
1
1
MỤC L
Ụ
C
Trang
LỜI MỞ Đ
Ầ

U.....................................................................................................5
Ch
ư
ơ
ng1:
TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP TH
Ụ
...............................7
1.1. Máy
lạnh hấp th
ụ
......................................................................................7
1.1.1.Chu trình lý thuy
ế
t................................................................................7
1.1.2. Ưu, nhược đi
ể
m...................................................................................9
1.1.3.Mô hình máy l
ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/LiBr một
cấp
thực tê........................9
1.2. Môi
chất
dùng trong máy

lạnh hấp th
ụ
................................................10
1.2.1.Yêu
cầu
đối với môi ch
ấ
t dùng trong máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
.................10
1.2.2. C
ặ
p môi ch
ấ
t H
2
O/LiBr.....................................................................11
1.3.Nhi
ệ
m
vụ của đ
ề
tài.................................................................................17
1.4.Ch
ọ
n thông
số

tính toán và
cấp đi
ề
u hòa trong h
ệ
th
ố
ng đi
ề
u hòa
không khí...........................................................................................................17
1.4.1.C
ấ
p đi
ề
u hòa không khí trong
hệ
thống đi
ề
u hòa không khí............17
1.4.2.Chọn thông số tính toán.......................................................................17
Chươ ng 2:
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI L
Ạ
NH.................................................19
2.1.Cân
bằng nhi
ệ
t trong phòng
cần đi

ề
u hòa không khí..........................19
2.2.Tính lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua k
ế
t
cấu
bao che do
độ
chênh nhi
ệ
t đ
ộ
19
2.2.1.Xác định hi
ệ
u số nhi
ệ
t độ tính toán...................................................19
2.2.2.Xác định
hệ
số truy
ề
n nhi
ệ
t
của kết cấu

bao che.............................20
2.2.3.B
ề

mặt
trao đổi nhi
ệ
t
của
các
kết cấu
bao che.................................22
2.2.4.Tính lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua
nền
nhà.................................................23
2.3.Tính toán lượng nhi
ệ
t truy
ề
n vào phòng do bức
xạ mặt tr
ờ
i..........24
2.3.1.Tính tính toán nhi
ệ
t bức

xạ truy
ề
n qua cửa kính...............................24
2.3.2.Tính toán nhi
ệ
t bức
xạ truy
ề
n qua
kết cấu
bao che..........................25
2.4.Tính lượng nhi
ệ
t t
ỏ
a...............................................................................26
2.4.1.Nhi
ệ
t do người tỏa ra..........................................................................26
2.4.2.Nhi
ệ
t tỏa ra do th
ắ
p sáng...................................................................26
2.4.3.Nhi
ệ
t do máy móc tỏa ra....................................................................27
2.5.Tính lượng
ẩm th
ừ

a.................................................................................27
2.6.Thành
lập
và tính toán sơ
đồ đi
ề
u hòa không khí................................27
2.6.1.Xác định
hệ
số góc tia
của
quá trình thay đổi tr
ạ
ng thái không khí
trong
phòng
T
.......................................................................................................27
2.6.2. Sơ đồ tu
ầ
n hoàn không khí theo một c
ấ
p..........................................28
C h
ư



ơ

ng 3 :
TÍNH TOÁN CHU TRÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ H
2
O/BrLi
MỘT C
Ấ
P.............................................32
3.1. Mô hình máy
lạnh hấp thụ
H
2
O/ LiBr
một c
ấ
p..................................32
3.1.1. Mô hình máy l
ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/ LiBr được chọn như sau.............33
3.1.2.Nguyên lý làm vi
ệ
c máy l
ạ
nh
hấp thụ
H

2
O/LiBr một c
ấ
p................34
3.2.Tính toán chu trình máy
lạnh hấp thụ
H
2
O/BrLi
một c
ấ
p.................35
3.2.1.Các
đại
lượng đã bi
ế
t.........................................................................35
3.2.2.Xác định nhi
ệ
t độ bay hơi t
o
................................................................35
3.2.3.Xác định nhi
ệ
t độ ngưng t
ụ
................................................................36
3.2.4.Xác định nhi
ệ
t độ dung dịch trong bình sinh h

ơ
i................................36
3.2.5.Xác định các đi
ể
m nút.........................................................................36
3.2.6. Xác định lưu lượng dung dịch tu
ầ
n hoàn..........................................37
3.2.7.Xác định nhi
ệ
t độ ra khỏi thi
ế
t bị hồi nhi
ệ
t......................................38
3.2.8.Chu trình máy l
ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/LiBr một c
ấ
p.................................39
3.2.9.L
ậ
p b
ả
ng thông số các đi
ể

m nút........................................................39
3.2.10.Xác định
phụ tải của
các thi
ế
t bị......................................................40
3.3.Xác định h
ệ

số
làm l
ạ
nh..........................................................................40
C h ươ ng 4 :
TÍNH CÁC THIẾT BỊ CỦA MÁY LẠNH HẤP
THỤ
H
2
O/LiBr MỘT C
Ấ
P.........................................41
4.1.Thi
ế
t bị bay hơi và
hấp th
ụ
.....................................................................41
4.1.1.Tính di
ệ
n tích trao đổi nhi

ệ
t
của thi
ế
t bị bay h
ơ
i..............................41
4.1.2.Tính toán thi
ế
t
kế thi
ế
t bị sinh h
ơ
i.................................................................45
4.1.3.Tính di
ệ
n tích trao đổi nhi
ệ
t
của thi
ế
t bị
hấp th
ụ
.............................45
4.1.4.Tính toán thi
ế
t
kế thi

ế
t bị
hấp th
ụ
.....................................................49
4.2.Thi
ế
t bị ngưng
tụ
và sinh h
ơ
i..................................................................50
4.2.1.Tính di
ệ
n tích trao đổi nhi
ệ
t
của thi
ế
t bị ngưng t
ụ
...........................50
4.2.2.Tính toán thi
ế
t
kế thi
ế
t bị ngưng t
ụ
...................................................54

4.2.3.Tính di
ệ
n tích trao đổi nhi
ệ
t
của thi
ế
t bị sinh h
ơ
i.............................55
4.2.4.Tính toán thi
ế
t
kế thi
ế
t bị sinh h
ơ
i.....................................................57
4.3.Thi
ế
t bị
hồi nhi
ệ
t......................................................................................58
4.3.1.C
ấ
u t
ạ
o................................................................................................58
4.3.2.Tính diên tích trao đổi nhi

ệ
t................................................................59
C h ươ ng 5 : GIỚI HẠN VÙNG LÀM VIỆC CỦA MÁY LẠNH HẤP
THỤ
H
2
O/LiBr MỘT C
Ấ
P.....................................64
5.1. Giới
hạn
vùng làm vi
ệ
c
của
máy
lạnh hấp thụ một c
ấ
p.................64
5.2. Giới
hạn của nhi
ệ
t
độ ngu
ồ
n gia nhi
ệ
t trong máy
lạnh hấp th
ụ

H
2
O/ LiBr
một c
ấ
p.........................................................................................65
5.2.1. Ph
ạ
m vi kh
ả
o sát................................................................................66
5.2.2. Xác định giá trị nhi
ệ
t độ cực
tiểu của
nguồn gia nhi
ệ
t...................66
5.2.3. Xác định giá trị nhi
ệ
t độ cực
đại của
dung dịch..............................67
C h ư ơng6:
TÍNH SỨC BỀN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
TRONG HỆ TH
Ố
NG MÁY LẠNH HẤP
THỤ
H

2
O/LiBr MỘT C
Ấ
P...........................................69
6.1.Tính chi
ề
u dày các thân bình hình tr
ụ
....................................................69
6.1.1.Tính chi
ề
u dày
của
bình chứa thi
ế
t bị bay hơi và
hấp th
ụ
................69
6.1.2.Tính chi
ề
u dày
của
bình chứa thi
ế
t bị ngưng
tụ
và sinh h
ơ
i.............70

6.1.3.Tính ki
ể
m tra chi
ề
u dày ống trao đổi nhi
ệ
t trong các thi
ế
t bị..........71
6.2.Tính chi
ề
u dày các
mặt
sàng...................................................................74
6.2.1.Tính chi
ề
u dày
của mặt
sàng chứa thi
ế
t bị bay hơi và
hấp th
ụ
........74
6.2.2.Tính chi
ề
u dày
của mặt
sàng chứa thi
ế

t bị ngưng
tụ
và sinh h
ơ
i.....76
C h ư ơng7:
ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG L
Ạ
NH
HẤP TH
Ụ
........................................................79
7.1.Mục
đích tự đ
ộ
ng hóa h
ệ
th
ố
ng l
ạ
nh....................................................79
7.2.Đ
ặ
c tính
hoạt đ
ộ
ng
của
máy

lạnh hấp th
ụ
...........................................79
7.2.1.Aính hưởng
của nhi
ệ
t độ vào
của
nước
giải nhi
ệ
t..........................79
7.2.2.Aính hưởng
của nhi
ệ
t độ nguồn gia nhi
ệ
t........................................80
7.3.Đi
ề
u chỉnh năng
suất
máy
lạnh hấp th
ụ
...............................................80
7.3.1.Đi
ề
u chỉnh b
ằ

ng phương pháp đi
ề
u
tiết
nguồn gia nhi
ệ
t.................80
7.3.2.Đi
ề
u chỉnh b
ằ
ng phương pháp đi
ề
u
tiết
lượng tu
ầ
n hoàn dung dịch
đ
ậ
m
đ
ặ
c.........................................................................................................81
7.3.3.Đi
ề
u chỉnh b
ằ
ng
cả

hai phương pháp trên.........................................82
7.3.4.Đi
ề
u chỉnh b
ằ
ng cách
kết
hợp máy nén h
ơ
i.......................................82
7.4.Sự k
ế
t tinh, các nguyên nhân, biên pháp
khắc phục
và đ
ề
phòng......82
7.4.1.Sự
kết
tinh...........................................................................................82
7.4.2.những nguyên nhân gây ra
kết
tinh.....................................................82
7.4.3.Các bi
ệ
n pháp kh
ắ
c ph
ụ
c....................................................................83

7.4.4.Các bi
ệ
n pháp
đề
phòng......................................................................83
7.5.B
ả
o v
ệ
tự đ
ộ
ng máy
lạnh hấp th
ụ
........................................................84
7.5.1.Khóa đi
ề
u khi
ể
n.....................................................................................84
7.5.2.B
ả
o
vệ nhi
ệ
t độ nước
tải l
ạ
nh ra khỏi máy l
ạ

nh................................84
7.5.3.B
ả
o
vệ
lưu lượng nước
tải l
ạ
nh..........................................................84
7.5.4.B
ả
o
vệ
lưu lượng nước
giải nhi
ệ
t.......................................................85
7.5.5.B
ả
o
vệ nhi
ệ
t độ bay h
ơ
i.......................................................................85
TÀI LIỆU THAM KH
Ả
O...............................................................................86
LỜI MỞ Đ
Ầ

U
Vi
ệ
t nam là
đất
nước có khí
hậu nhi
ệ
t đới nóng và
ẩm,
vì
vậy đi
ề
u
hoà không khí có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với đời sống con người và
sản
xu
ấ
t. Cùng với sự phát tri
ể
n m
ạ
nh
mẽ của
khoa học k
ỹ
thu
ậ
t nói chung, kỹ
thu

ậ
t đi
ề
u hoà không khí đã có những bước
tiến
đáng
kể
trong một vài th
ậ
p
kỷ qua.
Đ
ặ
c
biệt
là
ở
Vi
ệ
t Nam, từ khi có chính sách mở cửa, các thi
ế
t bị đi
ề
u hoà
không khí đã được nh
ậ
p từ nhi
ề
u nước khác nhau, với nhu
cầu

ngày càng tăng
và ngày càng hi
ệ
n
đại
hơn. Tuy nhiên,
hầu hết
các trang thi
ế
t bị
l
ạ
nh đ
ề
u
dùng môi ch
ấ
t frêon, một ch
ấ
t mà Công
ước Quốc t
ế
Montréal
hạn chế s
ử
dụng
vì làm suy gi
ả
m t
ầ

ng ôzôn và gây hi
ệ
u ứng lồng kính. Vì v
ậ
y, vi
ệ
c tìm
một môi ch
ấ
t l
ạ
nh khác đ
ể
thay
thế
là đi
ề
u mà
cả thế
giới quan tâm, và
tập
trung nh
ấ
t hi
ệ
n nay là mô hình máy l
ạ
nh
hấp thụ.
dùng nguồn gia nhi

ệ
t do đ
ố
t
nhiên li
ệ
u, do hơi nước, do khói
thải
năng l
ư
ợ
ng
mặt tr
ờ
i.
của
các trung tâm nhi
ệ
t đi
ệ
n và dùng
Hi
ệ
n nay, ở Vi
ệ
t nam, trong các
hệ
thống đi
ề
u hoà không khí lớn, đang có

xu hướng thay
thế
máy nén l
ạ
nh thông thường b
ằ
ng máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
nh
ư
Công ty
dệt Vi
ệ
t Th
ắ
ng, nhà máy bột ngọt VeDan, nhà máy đi
ệ
n Hi
ệ
p Ph
ư
ớ
c,
Siêu thị
Cora Đồng Nai, Công ty HonDa Vĩnh Phú ...Tuy nhiên, do giá thành
quá
đắt

và
dải
công su
ấ
t làm vi
ệ
c
của
máy l
ạ
nh
hấp thụ
quá lớn, cho nên máy
l
ạ
nh
hấp thụ
ở nước ta, s
ử

dụng
chưa nhi
ề
u và chưa phổ bi
ế
n .
Vi
ệ
t nam là một nước nhi
ệ

t đới xích đ
ạ
o, nên khí
hậu rất
nóng làm cho con
người chóng
mệt
và th
ự
c ph
ẩ
m nhanh hỏng. Vì v
ậ
y, nhu
cầu về l
ạ
nh
để đi
ề
u
hoà không khí trong sinh ho
ạ
t,
sản xu
ấ
t và
bảo qu
ả
n thực ph
ẩ

m ngày
càng tăng và tiêu
thụ
một lượng đi
ệ
n năng đáng
kể.
Cho nên, máy l
ạ
nh
hấp
thụ
sử d
ụ
ng các nguồn năng lượng khác nhau: năng lượng nhi
ệ
t
mặt
trời,
tận d
ụ
ng
nhi
ệ
t năng thừa, ph
ế
th
ả
i, th
ứ

c
ấ
p, r
ẻ
ti
ề
n
như
khói th
ả
i, hơi trích, ngu
ồ
n
nhi
ệ
t
thải
có nhi
ệ
t độ th
ấ
p ...là có ý nghĩa
rất
quan trọng trong thực ti
ễ
n.
Các ngành thực ph
ẩ
m, hoá d
ầ

u, luy
ệ
n kim và các ngành mũi nhọn khác
của nền
kinh t
ế
qu
ố
c dân, là các hộ tiêu
thụ l
ạ
nh
rất
lớn cho nhu
cầu
công
ngh
ệ
, s
ự
đi
ề
u hoà không khí trong
sản xu
ấ
t và sinh ho
ạ
t, đồng thời cũng là
nơi
thải

ra nguồn nhi
ệ
t thứ
cấp phế thải rất
lớn. Đi
ề
u này, đã
đặt
ra
vấn đề
tận dụng
nguồn nhi
ệ
t th
ả
i này
để đi
ề
u hoà không khí cho khu vực
sản xu
ấ
t
và sinh ho
ạ
t
của
các nhà máy trên .
Đồ án này,
tập
trung nghiên cứu mô hình máy l

ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/LiBr một
cấp
sử
dụng
nguồn nhi
ệ
t có nhi
ệ
t độ th
ấ
p dùng
để đi
ề
u hòa không khí.
Trong quá trình thực hi
ệ
n nhi
ệ
m
vụ của
đồ án tốt nghi
ệ
p này, Em xin chân
thành cám
ơn

sự
giúp đ
ỡ
và chỉ b
ả
o
tận
tình
của th
ầ
y giáo Th.s-Nguy
ễ
n
Thành Văn ,cùng quý th
ấ
y cô trong khoa và các
bạn
trong lớp, đã giúp em hoàn
thành đồ án tốt nghi
ệ
p này.
Vì đi
ề
u ki
ệ
n thời gian, tài
liệu
tham kh
ả
o và

khả
năng
của bản
thân có
hạn
nên đồ án không khỏi nh
ữ
ng thi
ế
u sót,
vậy
kính mong sự góp ý chân thành
của
quý th
ầ
y cô.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2003
Sinh viên thực hi
ệ
n
Ngô Sĩ Dũng
Q
A
Q
H
C h
ư

ơ
ng 1 :
TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP
THỤ
1.1. Máy
lạnh hấp th
ụ
:
1.1.1. Chu trình lý thuy
ế
t :
Về
cơ b
ả
n, máy l
ạ
nh
hấp thụ
cũng giống như máy l
ạ
nh nén hơi, chỉ khác
là thay máy nén hơi dùng đi
ệ
n b
ằ
ng
cụm
“máy nén nhi
ệ
t” dùng nhi

ệ
t
của
nguồn gia nhi
ệ
t.
Cụm
“máy nén nhi
ệ
t” bao gồm : thi
ế
t bị
hấp thụ,
bơm dung
dịch, bình sinh hơi và
tiết
lưu dung dịch ( hình 1.1)
Q
K
3 2
NT
SH
o TL
P
o K
ToLoDD
BDD
P
0
BH HT

4 1
Q
0
Hình 1.1.
Sơ đồ
nguyên lý máy
lạnh hấp th
ụ
.
SH: Bình sinh
hơi,
BDD:
Bơm
dung dịch, HT: Bình
hấp thụ,
TLDD: Ti
ế
t lưu dung d
ị
ch.
Nguyên lý làm vi
ệ
c
của
máy l
ạ
nh
hấp thụ
hay
của

máy nén nhi
ệ
t như sau :
Bình
hấp thụ
“hút” h
ơ
i sinh ra từ thi
ế
t bị bay hơi, cho
tiếp
xúc với dung dịch
loãng t
ừ
van
tiết
lưu dung dịch đ
ế
n. Do nhi
ệ
t đ
ộ
th
ấ
p, dung dịch loãng h
ấ
p
thụ
hơi môi ch
ấ

t
để
trở thành dung dịch đ
ậ
m đ
ặ
c. Nhi
ệ
t tỏa ra trong quá trình
hấp thụ
được
thải
ra cho
nước
làm mát. Dung dịch đ
ậ
m
đặc
được bơm dung
dịch bơm lên bình sinh hơi ở áp su
ấ
t cao P
k
.
Tại
đây, dung dịch đ
ậ
m
đặc nh
ậ

n
nhi
ệ
t
của
nguồn gia nhi
ệ
t
sẽ
sôi hoá hơi, hơi môi ch
ấ
t tách ra ở áp su
ấ
t cao
đ
ư
ợ
c đi vào thi
ế
t bị ngưng
tụ.
Quá trình di
ễ
n ra ở thi
ế
t bị ngưng
tụ, tiết
lưu
và bay hơi giống như ở các máy l
ạ

nh nén hơi. Sau khi sinh hơi, dung dịch đ
ậ
m
đặc
trở thành dung dịch loãng và qua van
tiết
lưu dung dịch, gi
ả
m áp trở
về
bình
hấp thụ,
khép kín vòng tu
ầ
n hoàn dung dịch.
Phương trình cân b
ằ
ng nhi
ệ
t
của
máy l
ạ
nh
hấp thụ
:
Q’
k
+ Q’
A

= Q’
o

+ Q’
H
+ Q’
B
Trong đó :
Q’
k
: Nhi
ệ
t
thải
ra
của thi
ế
t bị ngưng t
ụ
Q’
A
: Nhi
ệ
t
thải
ra
của thi
ế
t bị
hấp thụ

Q’
0
: Nhi
ệ
t trao đổi
của thi
ế
t bị bay hơi
Q’
H
: Nhi
ệ
t tiêu tốn cho quá trình sinh h
ơ
i
Q’
B
: Nhi
ệ
t quy đổi tiêu tốn cho bơm dung dịch
Hệ
số làm l
ạ
nh
của
máy l
ạ
nh
hấp thụ
:

Q'
0
=
Q'
H
Q'
B
Q'
0
=
Q'
H
(Vì Q’
B
<< Q’
H
)
Đi
ề
u ki
ệ
n cho một chu trình máy l
ạ
nh
hấp thụ ho
ạ
t động được là :
=
r
-

a
> 0
Trong đó :
: Nồng độ khối lượng dung dịch :
=
kh
ố
i l
ư
ợ
ng môi ch
ấ
t l
ạ
nh
khối lượng môi ch
ấ
t l
ạ
nh + khối lượng ch
ấ
t
hấp th
ụ
r
: Nồng độ dung dịch đ
ậ
m
đặc
sau khi ra khỏi bình

hấp th
ụ
a
: Nồng độ dung dịch loãng sau khi ra khỏi bình sinh h
ơ
i
: còn gọi là vùng khử khí. V
ậ
y vùng khử khí ph
ả
i dương .
1.1.2. Ưu,
nhược đi
ể
m:
Ưu đi
ể
m lớn nh
ấ
t
của
máy l
ạ
nh
hấp thụ
là sử
dụng chủ yếu
nguồn nhi
ệ
t

năng có nhi
ệ
t độ không cao (80
150
0
C)
để ho
ạ
t động . Chính vì
thế,
máy
l
ạ
nh
hấp thụ
góp ph
ầ
n vào vi
ệ
c sử
dụng
hợp lý các nguồn năng lượng khác
nhau: năng lượng nhi
ệ
t m
ặ
t trời,
tận dụng nhi
ệ
t năng thừa,

phế th
ả
i, thứ c
ấ
p,
r
ẻ

tiền
như khói th
ả
i, hơi trích ...
Ưu đi
ể
m
tiếp
theo
của
máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
là có
rất
ít chi
tiết chuy
ể
n
động,

kết cấu chủ yếu
là các thi
ế
t bị trao đổi nhi
ệ
t và trao đổi ch
ấ
t, bộ ph
ậ
n
chuy
ể
n động duy nh
ấ
t là b
ơ
m dung dịch. Vì v
ậ
y, máy l
ạ
nh
hấp thụ vận
hành
đơn gi
ả
n, độ tin
cậy
cao, máy làm vi
ệ
c ít ồn và rung. Trong vòng tu

ầ
n hoàn
hoàn môi ch
ấ
t, không có
dầu
bôi trơn nên
bề mặt
các thi
ế
t bị trao đổi nhi
ệ
t
không bị bám
dầu
làm nhi
ệ
t trở tăng như trong máy l
ạ
nh nén h
ơ
i.
Ngoài ra, hi
ệ
n nay, khi tình tr
ạ
ng phá
hủy t
ầ
ng Ôzôn do các ch

ấ
t frêon
gây ra, vi
ệ
c tìm các môi ch
ấ
t l
ạ
nh khác thay
thế
đang còn
rất
khó khăn thì vi
ệ
c
dùng máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
thay th
ế
máy l
ạ
nh nén hơi trong lĩnh vực đi
ề
u hòa
không khí có ý nghĩa
rất
lớn .

Máy l
ạ
nh
hấp thụ
cũng có nhược đi
ể
m là giá thành hi
ệ
n nay còn
rất đắt,
cồng k
ề
nh, di
ệ
n tích l
ắ
p
đặt
lớn hơn so với máy l
ạ
nh nén hơi. Lượng nước
làm mát tiêu
thụ
cũng lớn hơn vì ph
ả
i làm mát thêm bình
hấp thụ.
Thời gian
khởi động ch
ậ

m, tổn
thất
khởi động lớn do lượng dung dịch chứa trong thi
ế
t
bị l
ớ
n .
1.1.3.Mô hình máy
lạnh hấp thụ
H
2
O/LiBr
một cấp
thực t
ế
:
Hình 1.2.
S
ơ

đồ
máy
l
ạ
nh
hấp
th
ụ
H

2
O/LiBr
một c
ấ
p
th
ự
c t
ế
.
Hình 1.3.Máy
lạnh h
ấ
p
H
2
O/LiBr
một cấp của
Trane.
th
ụ
1.2. Môi
chất
dùng trong máy
lạnh hấp thụ
:
1.2.1. Yêu
cầu đối với
môi
chất

dùng trong máy
lạnh hấp thụ
:
Ngoài môi ch
ấ
t l
ạ
nh, máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
còn
sử
dụng
thêm một môi ch
ấ
t
h
ấ
p
thụ
nữa, gọi chung là
cặp
môi ch
ấ
t l
ạ
nh. Yêu
cầu

đối với
cặp
môi ch
ấ
t
l
ạ
nh trong máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
cũng giống như đối với các môi ch
ấ
t l
ạ
nh khác
là có tính ch
ấ
t nhi
ệ
t động tốt, không độc
hại,
khó cháy, khó nổ, không ăn mòn
đối với
vật liệu chế tạo
máy, ph
ả
i r
ẽ

ti
ề
n,
dễ ki
ế
m... Ngoài ra
cặp
môi ch
ấ
t
l
ạ
nh c
ầ
n ph
ả
i :
- Hòa tan hoàn toàn vào nhau nhưng nhi
ệ
t độ sôi ở cùng đi
ề
u ki
ệ
n áp su
ấ
t
càng xa nhau càng tốt, đ
ể

hơi

môi ch
ấ
t l
ạ
nh sinh ra ở bình sinh hơi không
lẫn
ch
ấ
t
hấp
thu û.
- Nhi
ệ
t dung riêng
của
dung dịch ph
ả
i bé,
đặc biệt
đối với máy l
ạ
nh
hấp
thụ
chu kỳ
để
tổn
thất nhi
ệ
t khởi động máy nhỏ .

Hi
ệ
n nay, máy l
ạ
nh
hấp thụ
sử
dụng
phổ bi
ế
n hai
loại cặp
môi ch
ấ
t l
ạ
nh
là NH
3
/ H
2
O và H
2
O/ LiBr. Hi
ệ
n nay, có một số công trình đã công bố dùng các


Ngô Sĩ Dũng
10

10
T
T
rang
rang
ch
ấ
t
hấp th
ụ
rắn
trong máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
chu kỳ nh
ư
CaCl
2
, zeôlit, cacbon
ho
ạ
t tính ...nhưng
vẫn
chưa được sử
dụng
phổ bi
ế
n vì tuy chúng có ưu đi

ể
m
là không
cần thi
ế
t bị tinh c
ấ
t, nhưng do có các nhược đi
ể
m là : làm gi
ả
m
hệ
số
dẫn nhi
ệ
t, sự giãn nỡ
thể
tích quá mức (g
ấ
p 10 l
ầ
n) và tỏa ra nhi
ệ
t lượng
rất
lớn trong quá trình
hấp thụ dẫn đến
làm gi
ả

m đáng
kể hệ
số hữu ích
của
thi
ế
t bị .
Máy l
ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/ LiBr có các ưu đi
ể
m chính sau :
- Nước là môi ch
ấ
t l
ạ
nh nên đ
ả
m
bảo vệ
sinh môi trường .
- Tỷ số áp su
ấ
t ngưng
tụ
và áp su

ấ
t bay hơi nhỏ (kho
ả
ng 4) .
- Không
cần thi
ế
t bị tinh
cất
hơi môi ch
ấ
t vì từ dung dịch H
2
O/ LiBr chỉ có hơi
của
môi ch
ấ
t l
ạ
nh là n
ư
ớ
c thoát ra .
- Nhi
ệ
t độ nguồn nhi
ệ
t
cấp
cho thi

ế
t bị sinh hơi cho phép th
ấ
p
đến
80
0
C .
Tuy nhiên, máy l
ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/ LiBr có các nhược đi
ể
m sau :
- Tính ăn mòn
của
dung dịch
rất
cao, gây han rỉ thi
ế
t bị nên yêu
cầu ph
ả
i dùng
kim
loại
quý,

đắt tiền
.
- Ph
ả
i duy trì độ chân không
rất
sâu trong thi
ế
t bị .
- Có
khả
năng
xảy
ra sự
kết
tinh gây
tắt ngh
ẽ
n thi
ế
t bị
.
- Nhi
ệ
t độ bay hơi không th
ấ
p hơn (3
băng ở 0
0
C .

7)
0
C vì môi ch
ấ
t l
ạ
nh là nước đóng
Chính vì hai nhược đi
ể
m
đầu
mà giá thành
của
máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
LiBr
rất đắt
.
H
2
O/
Còn máy l
ạ
nh
hấp thụ
NH
3

/ H
2
O, tuy không hi
ệ
u
quả b
ằ
ng máy l
ạ
nh h
ấ
p
th
ụ
H
2
O/ LiBr và còn gây mùi khai, độc
hại nếu
xì hở. Ngoài ra, do l
ư
ợ
ng
nước cuốn theo hơi NH
3
rất
lớn nên
cần ph
ả
i có thi
ế

t bị tinh luy
ệ
n hơi NH
3
trước khi vào bình ng
ư
ng.
1.2.2.
Cặp
môi
chất
H
2
O/LiBr :
1.2.2.1.
Đặc
tính
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
1.2.2.1.1. Tính
chất
:
LiBr là
loại
muối
kết
tinh có tính ch
ấ

t hóa học tương tự như muối ăn, ổn
định, không bi
ế
n ch
ấ
t, không phân
giải
trong không khí. Đi
ể
m nóng ch
ả
y
của
LiBr (không có nước) là 549
0
C, đi
ể
m sôi là 1.265
0
C. LiBr có tính hút nước
m
ạ
nh,
dễ
dàng
kết
hợp với nước
để tạo
thành dung dịch H
2

O/LiBr .
Có
thể tạo
dung dịch LiBr b
ằ
ng cách cho axit HBr tác
dụng
với bazơ LiOH
theo ph
ả
n ứng hóa học : HBr + LiOH LiBr + H
2
O.
Đ
ặ
c đi
ể
m
chủ yếu của
dung dịch H
2
O/ LiBr là :
Dung dịch H
2
O/ LiBr có tính
hấp th
ụ
nước
rất m
ạ

nh. Nồng đ
ộ
dung
dịch càng đ
ậ
m
đặc
(ít nước), ho
ặ
c nhi
ệ
t độ dung dịch càng gi
ả
m thì
khả
năng
hấp thụ
càng cao
Không độc, có vị m
ặ
n, không nguy hi
ể
m với con người. Tuy nhiên, nên
chú ý r
ằ
ng : do tính hút nước m
ạ
nh, dung dịch rơi vào da
sẽ
gây nóng

và ngứa, vào
mắt ph
ả
i rửa s
ạ
ch ngay
đề
phòng h
ư

mắt
.
Ở nhi
ệ
t độ th
ấ
p ho
ặ
c nồng độ quá đ
ặ
c, thì dung dịch H
2
O/ LiBr
rất
dễ kết
tinh (nồng độ LiBr trong dung dịch khống
chế
không trên 70 %)
. Dung dịch H
2

O/ LiBr có tính ăn mòn kim lo
ạ
i. Đ
ặ
c bi
ệ
t, khi ở nhi
ệ
t
độ
150
0
C và với sự có
mặt của
không khí thì nó ăn mòn m
ạ
nh
mẽ
thép,
đồng và các hợp kim c
ủ
a đồng. Vì v
ậ
y, ph
ả
i sử
dụng
thêm những ch
ấ
t

phụ
gia
để
kìm hãm sự ăn mòn .
1.2.2.1.2.
Phương
pháp
phụ
gia phòng ăn mòn :
Do dung dịch H
2
O/ LiBr có tính ăn mòn m
ạ
nh kim lo
ạ
i,
đặc biệt
khi ở nhi
ệ
t
độ cao
150
0
C và với sự có
mặt của
không khí thì sự ăn mòn càng m
ạ
nh m
ẽ
hơn. Quá trình ăn mòn không những làm gi

ả
m tuổi th
ọ
của thi
ế
t bị mà còn
sinh ra những khí không ngưng làm gi
ả
m độ chân không trong thi
ế
t bị và làm
gi
ả
m năng lực làm l
ạ
nh c
ủ
a máy.
Để gi
ả
m bớt sự ăn mòn, máy l
ạ
nh
hấp thụ
H
2
O/ LiBr thời trước
đều
dùng ống truy
ề

n nhi
ệ
t b
ằ
ng thép không gỉ ho
ặ
c hợp
kim đồng - niken và vỏ bao ngoài
đều
dùng thép không gỉ ho
ặ
c hợp kim
của
thép cho nên giá thành
rất đắt
.
Hi
ệ
n nay, máy l
ạ
nh
hấp th
ụ
H
2
O/ LiBr có th
ể
chỉ sử d
ụ
ng ống truy

ề
n
nhi
ệ
t là ống đồng và vỏ bao ngoài b
ằ
ng thép carbon nhờ sử
dụng
một số bi
ệ
n
pháp phòng ăn mòn thích h
ợ
p.
Qua quá trình nghiên cứu và thực
tiễn vận
hành, chứng minh được r
ằ
ng với
đi
ề
u ki
ệ
n nhi
ệ
t độ dung dịch không quá 120
0
C, thêm vào dung dịch LiBr m
ộ
t

lượng (0,1
0,3) % Li
2
CrO
4
làm ch
ấ
t xúc tác và 0,02 % LiOH
để
dung dịch có
tính ki
ề
m
yếu
(độ pH 9,5
10,5) thì có
thể
kìm hãm một cách có hi
ệ
u
quả s
ự
ăn mòn kim
loại của
dung dịch LiBr. C
ầ
n lưu ý r
ằ
ng, Li
2

CrO
4
sẽ
bị phân
giải
trong dung dịch có nhi
ệ
t đ
ộ
cao trên 130
0
C, khi đó tác
dụng
kìm hãm ăn mòn
sẽ
bị
mất
đi. Vì v
ậ
y, khi sử
dụng ch
ấ
t
phụ
gia này c
ầ
n ph
ả
i nghiêm túc khống
chế nhi

ệ
t độ dung dịch trong bình sinh hơi không vượt quá 120
0
C. Hơn nữa,
đ
ố
i với dung dịch LiBr có chứa Li
2
CrO
4
ph
ả
i khống
chế
độ pH dưới 11,
nếu
không dung dịch
sẽ
có tr
ạ
ng thái
kết
dính
tạo
thành những huy
ề
n phù làm c
ả
n
tr

ở
sự chuy
ể
n động và truy
ề
n nhi
ệ
t
của
dung dịch. Khi nhi
ệ
t đ
ộ
dung dịch
LiBr cao hơn 120
0
C, có
thể
sử
dụng
các ch
ấ
t
phụ
gia khác. Ch
ẳ
ng h
ạ
n, cho
dung dịch (0,01

0,1) % PbO ho
ặ
c 0,2 % Sb
2
O
3
với 0,1 % KNbO
3
.
1.2.2.1.3.
Phương
pháp
phụ
gia tăng
cường
năng lực làm
lạnh
:
Các nhà nghiên cứu qua thực nghi
ệ
m, chứng minh được : trong dung dịch
LiBr cho thêm vào (0,2 0,3) % ch
ấ
t
phụ
gia [CH
3
(CH
2
)

3
CHC
2
H
5
CH
2
OH] s
ẽ
làm tăng năng lực làm l
ạ
nh
của
máy l
ạ
nh
hấp thụ
lên (10
15) %.
Ch
ấ
t
phụ
gia này là một ch
ấ
t bi
ể
u thị ho
ạ
t tính, nó không những làm tăng

khả
năng
hấp thụ h
ơ
i n
ư
ớ
c
của
dung dịch LiBr mà còn
hạ th
ấ
p áp su
ấ
t
của
dung dịch H
2
O/ LiBr và nâng cao hi
ệ
u
quả
ngưng t
ụ
.
Tuy nhiên, lưu ý r
ằ
ng ch
ấ
t

phụ
gia này không hòa tan trong dung dịch LiBr.
Vì v
ậ
y, trong quá trình v
ậ
n hành liên
tục của
máy l
ạ
nh, ch
ấ
t
phụ
gia này
sẽ
tích
tụ
trên
bề mặt của
dung dịch trong bình
hấp thụ
và bình sinh hơi và
dần
dần mất
đi tác
dụng
nâng cao năng lực làm l
ạ
nh. Cho nên, định kỳ

cần ph
ả
i có
bi
ệ
n pháp khu
ấ
y trộn dung dịch trong bình
hấp thụ
và bình sinh hơi
để
dung
dịch LiBr và ch
ấ
t
phụ
gia này hòa
lại
với nhau. Ch
ẳ
ng h
ạ
n, đổi nguồn nhi
ệ
t
vào bình sinh hơi sang bình
hấp thụ
và cho nguồn nước l
ạ
nh t

ừ
bình
hấp thụ
sang bình sinh h
ơ
i...
1.2.2.2.H
ệ

phương
trình tính các tính
chất nhi
ệ
t
vật
lý
của
dung d
ị
ch
H
2
O/LiBr :
Qua chỉnh lý các số
liệu
thực nghi
ệ
m và các số
liệu
tra b

ả
ng đối với dung dịch
H
2
O/LiBr, các nhà nghiên
cứu
đã
lập
được các phương trình tính các thông số
nhi
ệ
t động lực học và nhi
ệ
t
vật
lý học
của
dung dịch H
2
O/LiBr như sau :
Với ph
ạ
m vi áp
dụng
: 0
0
C t 130
0
C
0,30 0,70

Trong đó : t : nhi
ệ
t độ
của
dung dịch
: nồng độ khối lượng bromualiti trong dung dịch
1.2.2.2.1. Nhi
ệ
t
độ
sôi
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
t
s
= A(x) + B(x).t
P
(1.1)
Trong đó :
t
P
: nhi
ệ
t độ sôi
của
nước ở áp su
ấ
t P

A(x), B(x) : các
hệ
số : A(x) =
4
(a
i
x
i 0
i / 2
)
; B(x) =
4
(b
i
x
i 0
i / 2
)
Với : x =
.
18.
.
87.(1 )
a
i
, b
i
: các
hệ
số

bất bi
ế
n :
n n
I 0 1 2 3 4
a
i
340,897 - 2638,978 7262,473 - 8119,078 3302,087
b
i
- 0,01050 6,70042 - 15,42477 16, 42477 6,34249
1.2.2.2.2. Entanpi
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
4
h =
a

n
n
0
3
n
+ T
b
n 0
2
n

+ T
2
c
n 0
n
+ T
3
d (1.2)
Trong đó :
a
n
, b
n
, c
n
và d : các
hệ
số
bất bi
ế
n :
a
0
= - 954, 8 a
1
= 47, 7739
a
2
= -1, 59235
a

3

= 0, 29422
a
4
= -7, 689. 10
-5
b
0
= - 0, 3293
b
1

= 0, 04076
b
2
= -1, 36. 10
-5
b
3
= -7, 1366 . 10
-6
c
0
= 7, 4285 . 10
-3
c
1
= -1, 5144 . 10
-4

c
2
= 1, 3555 . 10
- 6
d = -2, 269 . 10
- 6
1.2.2.2.3. Nhi
ệ
t dung riêng
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
C
P
= 3,6371 - 0,029. + 1,4285714.10
-5
.( 65.t + 30. - .t )
(1.3)
1.2.2.2.4. Entrôpi
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
S = C
1
+ C
2
T + C
3

T
2
+ C
4
T
3
+ C
5
+ C
6
T + C
7
T
2
+ C
8
2
+ C
9
T
2
+
Trong đó :
C
i
: các
hệ
số
bậc bi
ế

n :
C
10

3
(1.4)
i C
i
i C
i
1
2
3
4
5
- 2,14232.10
-1
3,538766.10
-3
2,631565.10
-
6
- 6,670551.10
-9
1,130756
6
7
8
9
10

- 6,980378.10
-3
4,689827.10
-
6
1,275532
1,823893.10
-3
6,440219.10
-1
1.2.2.2.5. Kh
ố
i
lượng
riêng
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
5,7.10
8
= 1.049 + 53,54. m - 0, 718. m
2
- t.. ( 0,584 - 0,0146. m ) -
3
(1.5)
(t 273,15)
Trong đó : m = 11, 514.
100
1.2.2.2.6. H

ệ

số dẫn nhi
ệ
t
của
dung dịch H
2
O/LiBr :
Khi nhi
ệ
t độ
của
dung dịch t
80
0
C : (1.6)
= -3,5552933 +3,407759.10
- 2
.T -9,381419.10
- 5
.T
2
+8,834924.10
- 8
.T
3
+A( )
Trong đó :
A ( ) :

hệ
số
kể đến
mối liên quan tăng nhi
ệ
t
của
dung dịch và nước :
A ( ) = 0,4923607. - 0,422476.10
-2
.T. + 5,658527.10
-6
.T
2
.
- 0,1522615.
2
- 1,730562.10
-4
.T.
2
+ 1,895136.
3
Khi nhi
ệ
t độ
của
dung dịch t > 80
0
C : (1.7)

= -8,8574733 +6,973969.10
- 6
.T -1,694229.10
- 4
.T
2
+ 13,689024.10
- 8
.T
3
+A( )
1.2.2.2.7.
Độ nhớt đ
ộ
ng lực
học của
dung dịch H
2
O/LiBr :
Khi nhi
ệ
t độ
của
dung dịch t
70
0
C : (1.8)
169,263
6,989.
-

3
= [ 1,8793 - 0,025765. - 0,035. t + 0,0004. .t +
t
Khi nhi
ệ
t độ
của
dung dịch t > 70
0
C : (1.9)
223,95 363.
]. 10
= [ - 0,5707 + 0,009235. +
169,263
t 223,95
6,989.
363.
]. 10
-
3
1.2.2.2.8. Sức căng b
ề

mặt của
dung dịch H
2
O/LiBr : (1.10)
= D
1
+ D

2
T + D
3
T
2
+ D
4
T
3
+ D
5
+ D
6
T + D
7
T
2
+ D
8
2
+ D
9
T
2
+ D
10
3
Trong đó :
D
i

: các
hệ
số
bậc bi
ế
n :
i D
i
i D
i
1
2
3
4
5
21,54266.10
-2
- 9,799993.10
-4
2,314404.10
-6
- 2,17009.10
-9
- 2,020992.10
-2
6
7
8
9
10

2,52345.10
-5
4,199336.10
-7
5,968984.10
-2
- 3,000691.10
-4
7,308868.10
-2
* Riêng khi dung dịch chỉ còn là nước, các công thức được tính như sau
1.2.2.2.9. Aïp
suất bảo
hoà : (1.11)
lgP
n
= 0,0914903 - 0,0314708.[T
-1
- (7,9151 - 2,6726. lgT).10
-3
- 8,625.10
-7
.T]
1.2.2.2.10. Nhi
ệ
t dung riêng
của nước
:
C
Pn

= 5,590560 - 8,8346.10
-3
.T + 1,379016.10
-5
.T
2
(1.12)
1.2.2.2.11. H
ệ

số dẫn nhi
ệ
t
của nước
:
n
=- 0,143633 + 0,00253817.T + 0,299583.10
-5
.T
2
- 0,20682 .10
-7
.T
3
(1.13)
1.2.2.2.11.
Độ nhớt đ
ộ
ng lực
học của nước

:
ln
n
= - 6,87757. 10
-3
- 2,1916. T
-1
+ 6,38605. 10
2
. T
-2
(1.14)
1.3.Nhi
ệ
m
vụ của đ
ề
tài:
Trong khuôn kh
ổ
của đề
tài này, em
tập
trung nghiên cứu mô hình máy
l
ạ
nh
hấp thụ
H
2

O/LiBr một
cấp
sử
dụng
nguồn năng lượng khác nhau: năng
lượng nhi
ệ
t
mặt
trời,
tận dụng nhi
ệ
t năng thừa, ph
ế
th
ả
i, th
ứ
c
ấ
p, r
ẻ
ti
ề
n
như khói th
ả
i, hơi trích ...dùng
để đi
ề

u hòa không khí văn phòng làm vi
ệ
c với
di
ệ
n tích 35 m
2
, chi
ề
u dài L = 7 m, chi
ề
u rộng D = 5 m được chia làm hai
phòng. Phòng I có di
ệ
n tích 12,5 m
2
với chi
ề
u rộng L
1
= 2,5 m và chi
ề
u dài D
=5 m. Phòng II có di
ệ
n tích 22,5 m
2
với chi
ề
u rộng L

1
= 4,5 m và chi
ề
u dài D
=5 m. Trên cơ sở đã
biết
năng su
ấ
t l
ạ
nh
cần thi
ế
t cho phòng đi
ề
u hòa ta tính
toán thi
ế
t k
ế
thi
ế
t bị trao đổi nhi
ệ
t
của
máy l
ạ
nh
hấp th

ụ
.
1.4. Ch
ọ
n thông
số
tính toán và
cấp đi
ề
u hòa trong h
ệ
th
ố
ng đi
ề
u hòa
không khí:
1.4.1.C
ấ
p đi
ề
u hòa không khí trong h
ệ
th
ố
ng đi
ề
u hòa không khí:
C
ấ

p đi
ề
u hào không khí
thể hi
ệ
n độ chính xác tr
ạ
ng thái không khí
cần
đi
ề
u hòa (nhi
ệ
t độ, độ
ẩ
m... )
của
công trình. Có ba
cấp đi
ề
u hào không
khí.
C
ấ
p I có độ chính xác cao nh
ấ
t, duy trì nhi
ệ
t độ trong phòng đi
ề

u hòa v
ớ
i
mọi ph
ạ
m vi nhi
ệ
t
độ
ngoài trời,
hệ
thống có độ tin
cậy
cao, chỉ sử d
ụ
ng
trong trường đòi hỏi
chế
độ nhi
ệ
t
ẩm
nghiêm ng
ặ
t
C
ấ
p II có độ chính xác trung bình, duy trì nhi
ệ
t

ẩm
trong phòng đi
ề
u hòa
ở
một ph
ạ
m vi cho phép, sai l
ệ
ch không quá 200 h trong một năm
C
ấ
p III có độ chính xác vừa ph
ả
i, duy trì các thông số trong phòng đi
ề
u hòa
trong một ph
ạ
m vi cho phép với sai l
ệ
ch tới 400h trong một năm,
hệ
thống có
độ tin
cậy
không cao nhưng r
ẻ

tiền

vì
vậy
được dùng ph
ổ
bi
ế
n trong các công
trình dân
dụng
và nơi công
cộng.
N
ế
u chọn công trình có độ chính xác cao nh
ấ
t (c
ấ
p I) ,
sẽ
kéo theo năng
su
ấ
t l
ạ
nh yêu
cầu
lớn nh
ấ
t và
dẫn đến

giá thành
của
công trình cũng
sẽ
cao
nh
ấ
t. Trong tính toán này do thi
ế
t
kế
cho phòng làm vi
ệ
c nên em chọn
hệ
thống đi
ề
u hòa
cấp
III vì ở đây công trình chỉ
cần
độ chính xác vừa ph
ả
i.
1.4.2.Ch
ọ
n thông
số
tính toán:
1.4.2.1.Nhi

ệ
t độ và độ ẩm
của
không khí trong phòng:
Nhi
ệ
t độ và độ
ẩm
tương đối
của
không khí trong phòng ký hi
ệ
u t
T
,
T
ứng
với tr
ạ
ng thái
của
không khí trong phòng được bi
ể
u thị b
ằ
ng đi
ể
m T trên đồ
thi I- d. Trong thi
ế

t
kế
này
hệ
thống đi
ề
u hòa dùng đ
ể
làm l
ạ
nh không khí
trong mùa nóng, nên các thông số được chọn cho mùa nóng.
+ Độ
ẩm
tương đối
của
không khí trong phòng: theo [TL6-tr162]
T
= 35 70 %, ch
ọ
n
T
= 60 %.
+ Nhi
ệ
t độ
của
không khí trong phòng: theo [TL6-tr158]
t
T

= 22 27
o
C, chọn t
T
= 25
o
C.
1.4.2.2.Nhi
ệ
t độ và độ ẩm
của
không khí ngoài tr
ờ
i:
Nhi
ệ
t độ và độ
ẩm
không khí ngoài trời được ký hi
ệ
u t
N
,
N
. Tr
ạ
ng thái
không khí ngoài trời được bi
ề
u thị b

ằ
ng đi
ể
m N trên đồ thị I- d.Thông số tính
toán ngoài trời được chọn theo h
ệ
thống đi
ề
u hòa
cấp
III và cho mùa nóng.
+ Nhi
ệ
t độ
của
không khí ngoài trời: t
N
=
t
max
t
max
: nhi
ệ
t độ trung bình
của
tháng nóng nh
ấ
t ở Đà N
ẵ

ng, chọn theo b
ả
ng
[TL6-tr166] ta có: tháng 6 là tháng nóng nh
ấ
t trong năm,
t
max
= 34,5
o
C
+ Độ
ẩm
tương đối
của
không khí ngoài tr
ờ
i:
N
= (
t
max
)
(
t
max
): độ
ẩm
tương đối trung bình
của

tháng nóng nh
ấ
t (là tháng 6) chọn
theo b
ả
ng [TL6-tr172] ta có: với tháng nóng nh
ấ
t là tháng 6 thì độ
ẩm t
ư
ơ
ng
đối trung bình trong năm là:
(
t
max
) = 80,5%.
C h
ư



ơ
ng 2:
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI L
Ạ
NH
Mục
đích tính toán
của

chương này nh
ằ
m xác định tổng các
phụ tải nhi
ệ
t
của
phòng làm vi
ệ
c làm c
ơ
sở
để
tính năng su
ấ
t l
ạ
nh
của hệ
thống đi
ề
u hòa
không khí.
2.1.Cân
bằng nhi
ệ
t trong phòng
cần đi
ề
u hòa không khí:

Để
tính toán
phụ tải hệ
thống đi
ề
u hòa không khí
cần
tính cân b
ằ
ng nhi
ệ
t
trong phòng đi
ề
u hòa,
cụ th
ể
là tính các lượng nhi
ệ
t tỏa ra, các lượng nhi
ệ
t
truy
ề
n qua
kết cấu
bao che, trên cơ sở đó tính năng su
ấ
t l
ạ

nh
của hệ
thống
đi
ề
u hòa không khí. :
V
ậ
y
phụ tải hệ
thống là: Q
thừa
= Q
tỏa
+ Q
t
+ Q
bx
+ Q
tỏa
: Thành ph
ầ
n nhi
ệ
t do các nguồn nhi
ệ
t có trong không gian đi
ề
u hòa
tỏa ra

+ Q
t
.: lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua
kết cấu
bao che vào phòng do độ chênh nhi
ệ
t
đ
ộ
+ Q
t
.: lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua
kết cấu
bao che vào phòng do bức
xạ mặt
tr
ờ
i
2.2.Tính
lượng nhi
ệ
t truy

ề
n qua k
ế
t
cấu
bao che do
độ
chênh nhi
ệ
t đ
ộ
Q
t
:
Trong đó:
Q
t
= k.F. t , [W]
+ k:
hệ
số truy
ề
n nhi
ệ
t
của kết cấu
bao che [W/m
2
.đ
ộ

]
+ F: di
ệ
n tích
của kết cấu
bao che [m
2
].
+ t: hi
ệ
u số nhi
ệ
t độ tính toán [
o
C].
2.2.1.Xác định hi
ệ
u
số nhi
ệ
t
độ
tính toán t:
t = (t
N
- t
T
)
trong đó:
+ t

N
: nhi
ệ
t độ
của
không khí bên ngoài phòng đi
ề
u hòa, t
N
= 34,5
o
C
+ t
T
: nhi
ệ
t độ
của
không khí bên trong phòng đi
ề
u hòa, t
T
= 25
o
C
+ :
hệ
số
kể đến
vị trí

của kết cấu
bao che đối với không khí
ngoài trời, theo [TL6-tr274] đối với tường ho
ặ
c mái
tiếp
xúc với không khí
bên ngoài = 1, đối vời t
ư
ờ
ng ngăn cách với phòng không
tiếp
xúc với
không khí bên ngoài = 0,4
2.2.2.Xác định h
ệ

số truy
ề
n nhi
ệ
t
của k
ế
t
cấu
bao che:
Hệ
số truy
ề

n nhi
ệ
t k
của kết cấu
bao che được xác định theo công thức
sau:
T
k =
1
1
i
2
1
, [W/m
2
.đ
ộ
].
trong đó:
T i N
+
T
:
hệ
số trao đổi nhi
ệ
t trên
bề mặt
bên trong
của kết cấu

bao che,
[W/m
2
độ]. Do
bề mặt
bên trong
của
tường, tr
ầ
n là nh
ẵ
n nên theo [TL6-tr276]
ta có
T
= 11,63 W/m
2
.đ
ộ
+
N
:
hệ
số trao đổi nhi
ệ
t trên
bề mặt
bên ngoài
của kết cấu
bao che,
[W/m

2
độ]. Do
bề mặt
bên ngoài
tiếp
xúc với không khí nên theo [TL6-tr276]
ta có
N
= 23,26 W/m
2
.độ,
bề mặt
hướng sang phòng l
ạ
nh khác theo[TL6-
tr276] ta có
N
= 11,63 W/m
2
.đ
ộ
+
i
:
bề
dày
của
lớp
vất liệu của kết cấu
bao che, [m]

+
i
:
hệ
số
dẫn nhi
ệ
t
của vất li
ệ
u, [W/m.đ
ộ
].
a.
Kết
cấu tường và kính cửa phòng làm vi
ệ
c:
2
1
3
4
1
1
N
T
N
T
T
Bảng 2.1: H

ệ

số d
ẫ
n
nhi
ệ
t và
của l
ớ
p
Tæånìg

phoìng laìm
viãcû
K ênh

cæ
chi
ề
u dày
vật li
ệ
u
xây tường và kính cửa
(hệ
số
dẫn nhi
ệ
t được tra theo b

ả
ng 4-22 ,[TL6-
tr278])
STT V
ậ
t li
ệ
u
i
,[W/m.đ
ộ
]
I
, [m]
1 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
2 G
ạ
ch nhi
ề
u l
ỗ
0,52 0,1
3 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
4 Kính c
ử
a 0,755 0,005
b.K
ế
t cấu trần phòng làm vi
ệ

c:
2
1
Bảng 2.2: H
ệ
s
ố
chi
ề
u dày c
ủ
a
tr
ầ
n
(hệ
số
dẫn nhi
ệ
t
3
Tránö

phoìng
laìm
viãûc
4-22 ,[TL6-tr278])
dẫn nhi
ệ
t và

lớp v
ậ
t li
ệ
u xây
được tra theo b
ả
ng
STT V
ậ
t li
ệ
u
i
,[W/m.đ
ộ
]
I
, [m]
1 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
2 Bê tông tr
ầ
n 1,55 0,15
3 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
V
ậ
y suy ra
hệ
số truy
ề

n nhi
ệ
t k là:
Bảng 2.3: H
ệ

số truy
ề
n nhi
ệ
t k
Tên g
ọ
i Ký hi
ệ
u Giá trị93 [W/
m
2
.đ
ộ
]
Tường bao xung quanh
tiếp
xúc với không khí bên
ngoài
k
xqkk
2,93
Tường bao xung quanh ngăn giữa hai phòng
k

xqpl
2,59
Tr
ầ
n k
t
3,44
Kính cửa
tiếp
xúc với không khí bên ngoài
k
ckk
7,37
Kính cửa ngăn giữa hai phòng
k
cpl
5,60
2.2.3.B
ề

mặt
trao
đổi nhi
ệ
t
của
các k
ế
t
cấu

bao che:
K
ế
t c
ấ
u S
ố
l
ư
ợ
ng
Kích
th
ư
ớ
c,[m]
F,[m
2
]
K
[W/m
2
.đ
ộ
]
t,
[
o
C]
Q

i
,[W]
Cửa s
ổ
2 c
ử
a
1,2 1,2
2,88 7,37 9,5 201,6
Cửa chính1 1 c
ử
a
1,4 1,9
2,66 7,37 9,5 186,2
Cửa chính2 1 c
ử
a
1,4 1,9
2,66 5,60 3,8 56,6
Tường
tiếp xúc
không
khí bên
ngoài trừ c
ử
a
-
3,5 (2
2,5+5)
29,46 2,93 9,5 820

Tường ngăn giữa
hai phòng l
ạ
nh
trừ c
ử
a
-
5 3,5
14,84 2,59 3,8 146,1
Tr
ầ
n -
5 2,5
12,5 3,44 3,8 163,4
Khi tính toán tổn
thất nhi
ệ
t, đi
ề
u quan trọng là ph
ả
i
biết
kích thước trao
đổi nhi
ệ
t
của kết cấu
bao che: tường, n

ề
n, tr
ầ
n, cửa sổ, cửa l
ớ
n.
Kích thước
của
tường, cửa sổ, cửa chính, sàn, tr
ầ
n trên
mặt b
ằ
ng (hình 2.1)
B
T
Â
N
Hình2.1
a.Lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua
tường
xung quanh là
của
phòng I:
Bảng 2.3
K

ế
t c
ấ
u S
ố
l
ư
ợ
ng
Kích
th
ư
ớ
c,[m]
F,[m
2
]
K
[W/m
2
.đ
ộ
]
t,
[
o
C]
Q
i
,[W]

Cửa s
ổ
2 c
ử
a
1,2 1,2
2,88 7,37 9,5 201,6
Cửa chính1 1 c
ử
a
1,4 1,9
2,66 7,37 9,5 186,2
Cửa chính2 1 c
ử
a
1,4 1,9
2,66 5,60 3,8 56,6
Tường
tiếp xúc
không
khí bên
ngoài trừ c
ử
a
-
3,5 (2
4,5 + 5)
43,46 2,93 9,5 1209,7
Tường ngăn giữa
hai phòng l

ạ
nh
trừ c
ử
a
-
5 3,5
14,84 2,59 3,8 146,1
Tr
ầ
n -
5 4,5
22,5 3,44 3,8 294,1
T
ổ
ng 2094,3
T
ổ
ng
1573,9
b.Lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua
tường
xung quanh là
của
phòng II:
Bảng 2.4

2.2.4.Tính
lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua n
ề
n nhà:
N
ề
n được đúc b
ằ
ng bêtông đá nhăm tra b
ả
ng theo [TL6-tr279]
ta có = 1,27 W/m.độ , theo [TL7-tr41] ta có
hệ
số truy
ề
n nhi
ệ
t được chọn
như sau:
Xem
nền
như là một vách ph
ẳ
ng, trong đó nhi
ệ
t truy

ề
n theo
bề mặt nền
ngoài ra theo các
dải
khác nhau.
+ Đối với phòng I: N
ề
n được chia làm 1
dải,
có
bề
rộng 2,26 m.
Theo [TL7-tr41] ta có k
I

= 0,5 W/m
2
.đ
ộ
Suy ra lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua nên phòng I là:
Q
nI
= k
n
.F

n
. t
tn
= 0,5 (2,26 4,76) 3,8 = 20,4 W
+ Đối với phòng II: N
ề
n được chia làm 1
dải,
có
bề
rộng 2,13 m.
di
ệ
n tích
dải nền
được xác định là: F
1
= 4 (4,26 + 4,76) = 36,08 m
2
Theo [TL7-tr41] ta có k
I
= 0,5 W/m
2
.đ
ộ
Suy ra lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua nên phòng II là:

Q
nII
= k
n
.F
n
. t
tn
= 0,5 36,08 3,8 = 68,5 W
V
ậ
y lượng nhi
ệ
t truy
ề
n qua
kết cấu
bao che do chênh nhi
ệ
t đ
ộ
Q
k
Q
k
bx
Q
t
= Q
tI

+ Q
tII
+ Q
nI
+ Q
nII
Q
t
= 1573,9 + 2094,3 + 20,4 + 68,5 = 3757,1 W
2.3.Tính toán
lượng nhi
ệ
t truy
ề
n vào phòng do bức
xạ mặt trời Q
bx
:
Đối với các vùng nhi
ệ
t đới như nước ta nói chung và Đà N
ẵ
ng nói riêng,
quanh năm có
mặt
trời, nh
ấ
t là v
ề
mùa hè ánh n

ắ
ng càng gay
gắt.
Do đó nhi
ệ
t
lượng do bức
xạ mặt
trời truy
ề
n qua
kết cấu
bao che vào nhà
rất
lớn. Lượng
nhi
ệ
t này
phụ
thuộc vào cường độ bức
xạ mặt
trời lên
mặt ph
ẳ
ng
kết cấu
bao che và kh
ả
năng
cản nhi

ệ
t bức
xạ của bản
thân
kết cấu
bao che.
k bc
Q
bx
= Q
bx
+ Q
bx
Q
k
bx
: Nhi
ệ
t bức
xạ
qua kính vào nhà ,[W]
bx
: Nhi
ệ
t bức
xạ
qua
kết cấu
bao che vào nhà,[W]
2.3.1.Tính tính toán nhi

ệ
t bức
xạ truy
ề
n qua cửa kính:
Lượng nhi
ệ
t bức
xạ truy
ề
n qua cửa kính vào nhà xác định theo công th
ứ
c
[TL6-tr289]:
Trong đó:
bx
=
1
.
2
.
3
.
4
.q
bx
.F
k
+
1

:
hệ
số
kể đến
độ trong suốt
của
cửa kính, do trong thi
ế
t
kế
này c
ử
a
kính 1 lớp nên theo [TL6-tr289] ta có
1
= 0,9
+
2
:
hệ
số
kể đến
độ
bẩn của mặt
kính, do trong thi
ế
t
kế
này cửa kính 1
lớp nên theo [TL6- tr 289] ta có

2
= 0,8
+
3
:
hệ
số
kể đến
mứt độ che khu
ấ
t bởi khung cửa, do trong thi
ế
t k
ế
này cửa kính được làm b
ằ
ng khung gỗ một lớp kính nên theo [TL6-tr290] ta
có
3
= 0,61 0,64 , ch
ọ
n
3
= 0,62
+
4
:
hệ
số
kể đến

che khu
ấ
t
bởi các
hệ
thống che n
ắ
ng, do trong thi
ế
t
kế
này dùng ô văng che n
ắ
ng nên theo [TL6-tr290] ta có
4
= 0,95
+ q
bx
: cường độ bức
xạ mặt
trời trên
mặt ph
ẳ
ng chịu bức
xạ tại
thời
đi
ể
m tính toán ,[W/m
2

]
+ F
k
: di
ệ
n tích cửa kính chịu bức
xạ tại
thời đi
ể
m tính toán, [m
2
]
Xác định cường độ bức
xạ mặt
trời
tại
thời đi
ể
m tính toán (9 giờ sáng
của
tháng 5), xâm nh
ậ
p vào phòng đi
ề
u hòa qua kính cửa sổ quay
về
hướng đông
tại
Đà N
ẵ

ng, tra b
ả
ng theo [TL6-tr205] với vĩ độ 20
o
B
ắ
c ta có q
k
= 312 W/m
2
T
ạ
i thời đi
ể
m tính toán vào lúc 9 giờ sáng nên bức
xạ mặt
trời chi
ế
u vào
nhà theo hướng đông mà
ở
phía đông chỉ có một cửa kính do đó ta có di
ệ
n tích
của
một cửa sổ là: F
cs
= 1,14 m
2
V

ậ
y lượng nhi
ệ
t bức
xạ
qua kính vào nhà là: