đồ án Công trình thiết kế điều hòa không khí cho xưởng may đặt ở Hà Nội..DOC

Chơng I: Mô tả công trình.
Công trình thiết kế điều hòa không khí cho xởng may đặt ở Hà Nội.
Nhà xởng là tòa nhà một tầng với diện tích dài x rộng x cao là 24 x 12 x
4 (m), kết cấu bao che là tờng gạch xây 250mm có vữa trát, cửa gỗ dày 4cm,
trần làm bằng gỗ ép dày 1cm có lớp bao ôm dày 5cm, mái làm bằng tôn dày
1,2mm giữa trần và mái có lớp không khí tĩnh.
Kích thớc cụ thể nh sau:
Tờng hớng Tây có diện tích tờng gạch là 12 x 4 = 48 m
2
( lớp gạch đỏ
dày 220mm và hai lớp vữa trát dày 15mm/lớp).
Tờng hớng Đông có diện tích tờng gạch là 12 x 4 = 48 m
2
( lớp gạch đỏ
dày 220mm và hai lớp vữa trát dày 15mm/lớp), có tiếp xúc gian đệm là phòng
máy ĐHKK.
Tờng hớng Bắc có diện tích tờng gạch là 24 x 4 = 96 m
2
( lớp gạch đỏ
dày 220mm và hai lớp vữa trát dày 15mm/lớp).
Tờng hớng Nam có cửa ra vào bằng gỗ kích thớc 2 x 3 = 6 m
2
có diện
tích tờng gạch là 24 x 4 - 6 = 90 m
2
( lớp gạch đỏ dày 220mm và hai lớp vữa
trát dày 15mm/lớp).
Mái làm bằng tôn dày 1,2mm. Trần làm bằng gỗ ép dày 1cm có bao ôm
dày 5cm. Giữa trần và mái là lớp không khí tĩnh. Kích thớc là 12 x 24/cos 5
0
= 289m

2
(Mái nghiêng 5
0
so với mặt phẳng ngang).
1
NÒn lµ kÕt cÊu cã líp bª t«ng chÞu lùc dµy 150mm, líp v÷a dµy 20mm,
líp g¹ch l¸t dµy 5mm, tiÕp xóc trùc tiÕp víi ®Êt. DiÖn tÝch sµn lµ 288 m
2
.
2
Chơng II: Chọn các thông số tính toán trong nhà,
ngoài trời, cấp đhkk
2.1 Chọn cấp điều hòa
Đối với công trình là xởng may do không đòi hỏi khắt khe về nhiệt độ, độ
ẩm, chỉ cần tiện nghi lao động, hơn nữa chi phí lắp đặt, vận hành phải đảm bảo
yêu cầu kinh tế nên ta chọn cấp điều hòa không khí thông dụng nhất là cấp 3.
2.2 Chọn thông số trong nhà
+ Chọn thông số tính toán trong nhà mùa hè và mùa đông.
Phòng điều hoà là xởng may nên coi đây là lao động trung bình. Mùa lạnh
ở nớc ta có nhiệt độ ít khi quá thấp, nhân dân ta thờng có thói quen mặc áo ấm
trong nhà, và do điều kiện kinh tế nớc ta cha thể đáp ứng nhu cầu sởi về mùa
đông nên thông số tính toán trong nhà về mùa đông ta không chọn.
Thông số nhiệt độ và độ ẩm tính toán trong nhà:
ở đây chọn theo tiêu chuẩn của nhà đầu t:
- Mùa nóng: t
t
=28
0
C
t

=60%
2.3 Chọn thông số tính toán ngoài nhà
+ Chọn thông số tính toán ngoài nhà mùa hè.
Sau khi chọn đợc cấp điều hòa không khí là cấp 3 thì theo bảng 1.6 ta có
công thức chọn thông số ngoài trời là:
Mùa hè: t
N
= t
maxTB
(Nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất)

N
=
1513
(Độ ẩm lúc 13 đến 15 giờ tháng nóng nhất)
Chọn thông số ở đây dựa vào bảng 1.7 sách hớng dẫn thiết kế hệ thống
điều hoà không khí. Nhiêt độ, độ ẩm chọn ở đây là nhiệt độ, độ ẩm của không
khí ngoài trời tại Hà Nội.
- Mùa nóng: t
N
= t
Tbmax
= 32,8
o
C
N
=65%
Chơng III: Tính toán nhiệt thừa, ẩm thừa.
3.1 Tính cân bằng nhiệt
Xác định các nguồn nhiệt toả vào phòng từ các nguồn nhiệt khác nhau

nh do ngời, may móc, chiếu sáng, rò lọt không khí, bức xạ mặt trời, thẩm thấu
qua kết cấu bao che
Phơng trình cân bằng nhiệt:
3
Q
t
= Q
toả
+ Q
tt
Q
t
- nhiệt thừa trong phòng
Q
toả
- nhiệt toả ra trong phòng
Q
tt
- nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch
nhiệt độ
3.1.1 Tính nhiệt tỏa
Q
toả
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q

4
+ Q
5
+ Q
6
+ Q
7
+ Q
8

Q
1
- nhiệt toả từ máy móc;
Q
2
- nhiệt toả từ đèn chiếu sáng;
Q
3
- nhiệt toả do ngời;
Q
4
- nhiệt toả từ bán thành phẩm;
Q
5
- nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt;
Q
6
- nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa;
Q
7

- nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che;
Q
8
- nhiệt toả do dò lọt không khí qua cửa;
Q
tt
= Q
9
+ Q
10
+ Q
11

Q
9
- nhiệt thẩm thấu qua vách;
Q
10
- nhiệt thẩm thấu qua trần (mái);
Q
11
- nhiệt thâm thấu qua nền;
3.1.1.1 Nhiệt toả ra từ máy móc: Q
1
Trong không gian điều hoà(xởng may) ở đây máy móc toả ra nhiệt ta chỉ
tính đến động cơ điện của máy may, bàn là chạy bằng điện chuyển điện năng
thành cơ năng và nhiệt năng .
- Nhiệt toả ra từ động cơ máy may Q
1mm
Q

1mm
=N
đc
x
đc
(KW)
- N
đc
là công suất động cơ máy may
-
đc
là hiệu suất đông cơ máy may
Hiệu suất động cơ máy may ta chọn
đc
= 0,75
Công suất động cơ một máy may N
đc
= 200W = 0,2 KW
Q
mm
= 0,2 x 0,75 = 0,15 KW
Do phòng may đựơc bố trí 80 công nhân nên có 80 máy may.
Q
1mm
= 0,15 x 80 = 12 KW
- Nhiệt toả ra từ bàn là Q
1bl
Q
1bl
= N

đc
x
đc
(KW)
-N
bl
là công suất của một bàn là: N
đc
= 1000 W =1 KW
4
Với phòng là đợc bố trí 20 bàn là hoạt động 25% thời gian
Q
1l
= 20 x 1 x 25% = 5 KW
Vậy lợng nhiết toả ra từ máy móc trong phòng.
Q
1
=Q
1mm
+ Q
1l
=12 + 5= 17 KW
3.1.1.2 Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng Q
2
Q
2
= A.S (KW)
A là năng suất chiếu sáng trên 1 m
2
sàn.

S là diện tích chiếu sáng.
Theo tiêu chuẩn công nghiệp, tiêu chuẩn chiếu sáng 10W/m
2
diện tích
sàn cho nhà xởng. Tổng diện tích nhà xởng làm việc là: 12 x 24 = 288 m
2
Vậy Q
2
= 10 x 288 = 2880 (W) = 2,88 (KW)
3.1.1.3 Nhiệt toả ra từ ngời Q
3
Nhiệt do ngời toả ra đợc tính bằng số lợng ngời trong phòng nhân với
nhiệt lợng do một ngời toả ra. Xởng may luôn luôn có mặt 80 ngời. May mặc
thờng đợc coi là lao động trung bình.
Theo bảng 2-1 tài liệu{1} ở nhiệt độ 28
0
C lợng nhiệt do một ngời lao
động trung bình toả ta:
Q
3
=n x q (W)
n là số ngời(n=80 ngời)
q là nhiệt toả ra từ một ngời(w/ngời) và đợc xác định theo bảng 2.1 sách
hớng dẫn thiết kế hệ thống điều tiết không khí (q=198 ở 30
0
C gần với 28
0
C
nhất)
Do xởng may đa phần là phụ nữ nên lợng nhiệt do một ngời phụ nữ toả

bằng lợng nhiệt của một ngời đàn ông nhân với hệ số 0,85:
Q
3
= 198 x 0,85 x 80 = 13464 (W) = 13,464 (KW)
3.1.1.4 Nhiệt toả từ bán thành phẩm Q
4

Q
4
= 0 Do vảI không thu hay tỏa nhiệt.
3.1.1.5 Nhiệt toả ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt Q
5
Q
5
= 0 do trong phòng không bố trí thiết bị trao đổi nhiệt.
3.1.1.6 Nhiệt toả ra từ bức xạ mặt trời qua kính tờng Q
6
Q
6
= 0 do phòng không có cửa kính.
3.1.1.7 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q
7
Tính toán hệ số truyền nhiệt cho kết cấu bao che.
Kết cấu bao che của toàn bộ công trình bao gồm tờng xây dựng bằng
gạch đỏ, vữa trát ximăng, cửa bằng gỗ và mái tôn
Hệ số truyền nhiệt qua mái, tờng và trần đợc tính theo công thức sau:
5

)
11

(
1
N
i
T
R
k

++
=

R
N
=
N

1
(m
2
.K/W) là nhiệt trở toả nhiệt từ bề mặt vách tới không khí
ngoài trời.
Nếu vách tiếp xúc trực tiếp với không khí trong nhà
T

=10w/m
2
.k
R
i
=

i
i


(m
2
.K/W) là nhiệt trở của lớp vật liệu có chiều dày
i

(m) và có hệ
số dẫn nhiệt
i

.
Hệ số truyền nhiệt qua tờng:
cấu trúc của tờng:
Trong đó:
lớp 1: lớp vữa tam hợp trát ngoài nhà có:
1

=15mm

1

=0,6 W/m.K
lớp 2: lớp gạch đỏ ở giữa:
2

=220mm

2

=0,7 W/m.K
lớp 3: lớp vữa tam hợp trát trong nhà có:
3

=15mm

3

= 0,6 W/m.K
Do cả hai bên bề mặt vách đều tiếp xúc trực tiếp với không khí nên ta có:
kmw
N
2
/20=

,
kmw
T
2
/10=

,
6
Hệ số truyền nhiệt qua tờng đợc tính

9444.1
20
1

6.0
015.0
7.0
22.0
6.0
015.0
10
1
1
1
=
++++
=k
(W/ m
2
.K)
Hệ số truyền nhiệt qua mái:
Kết cấu mái gồm nhiều lớp cách nhiệt ghép nối tiếp với nhau:
1-lớp tôn dày 1,2 mm rất mỏng coi nh R
1
= 0; 2-lớp không khí tĩnh dày
k

=200mm có nhiệt trở R
k
= 1,25 x 0,26 = 0,325 (m
2
.K/W). (Tra PL2.1 với
hệ số hiệu chỉnh là K
hc

=1,25); 3-lớp gỗ ép dày 1cm với hệ số dẫn nhiệt là 0,35
W/m.K; 4-lớp bao ôm dày 50 mm với hệ số dẫn nhiệt là 0,05 W/m.K.
Hệ số truyền nhiệt qua mái là:
665.0
20
1
05.0
05.0
35.0
01.0
325,00
10
1
1
2
=
+++++
=k
(W/ m
2
.K)
Hệ số truyền nhiệt qua cửa:
Cửa gỗ dày 4 cm với hệ số dẫn nhiệt là 0,3W/m.K vậy:
53.3
20
1
3.0
04.0
10
1

1
3
=
++
=k
(W/ m
2
.K)
Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che:
Thành phần nhiệt này do kết cấu bao che (tờng, mái) nhận bức xạ mặt
trời bị nóng lên tỏa nhiệt vào phòng, trong đó chủ yếu là tính cho mái. Công
thức tính rất phức tạp nhng, đối với công trình ở Hà Nội và các tỉnh phía Bắc
nói chung ta có thể dùng công thức gần đúng đơn giản nh sau:
7
Q
7
=0,055.k.F.
s
I
s
(W)
Trong đó:
- F là diện tích nhận bức xạ của mái: F =1
1
.l
2
/cos5
0
F = 12 x 24 / 0,996 = 289 (m
2

)
- k là hệ số truyền nhiệt từ bao che tới kết cấu bên ngoài. Lợng bức xạ ở
đây chủ yếu tính cho mái nên k là k
2
của mái.
-
s
là hệ số bức xạ mặt trời của bề mặt mái
s
= 0,8, tra từ bảng phụ lục
với vật liệu tôn màu sáng
- I
S
là cờng độ bức xạ mặt trời. Tra bảng có I
S
= 942 W/m
2
Vậy:
Q
7
= 0,055 x 0,665 x 289 x 0,8 x 942 = 7965,7 (W) = 7,966 (KW)
3.1.1.8 Nhiệt toả do rò rỉ không khí qua cửa Q
8
Q
8
= L
8
(I
N
-I

T
) ,kw
- L
8
là lợng không khí lọt qua khe cửa mở hoặc khe cửa (Kg/s) :
L
8
= 1,2 x E x V
f
/3600 (kg/s)
- V
f
là thể tích phòng; E là hệ số lọt không khí tra bảng 2.3 TL1:
V
f
= 12 x 24 x 4 = 1152 m
2
vậy E = 0,55 (1/h)
L
8
= 1,2 x 0,55 x 1152/3600 = 0,2112(kg/s)
I
N
, I
T
là entanpy không khí ngoài nhà và trong nhà
I
N
= 20,5 kcal/kg = 85,69 kJ/kg với t
N

= t
Tbmax
= 32,8
o
C

N
=65%
I
T
= 15,5 kcal/kg = 64,79 kJ/kg với t
t
=28
0
C

t
=60%
Q
8
= 0,2112 x (85,69 64,79) = 4,41 (KW)
3.1.2 Nhiệt thẩm thấu do chênh lệch nhiệt độ
3.1.2.1 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q
9
Nhiệt thấu qua kết cấu bao che tồn tại khi có chênh lệch nhiệt độ giữa
không gian có điều hoà không khí với bên ngoài.
Q
9
= K
i

F
i
t
i
(KW)
Trong đó:
F
i
là diện tích bề mặt thứ i.
8
k
i
là hệ số truyền nhiệt qua bao che ứng với bề mặt thứ i.
t
i
là độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán giữa không khí ngoài trời và
trong nhà.
+ Nếu vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời không có không
gian đệm :
t
i
= t
N
- t
T
=32,8 28 =4,8
0
C
+ Nếu vách tiếp xúc với không gian đệm
t

i
= 0,7(t
N
- t
T
) =0,7(32,8 28) = 3,36
0
C
+Nếu vách tiếp xúc với không gian có điều hoà không khí t
i
= 0
Vách bao quanh gồm tờng và cửa. Vậy tính nhiệt thẩm thấu qua bao che
gồm tờng và cửa.
Tính nhiệt thẩm thấu qua tờng bao.
Nhiệt thẩm thấu qua tờng bao đợc tính bằng công thức.
Q
t
= F
1
k
1
t
1
(W)
Trong đó:
k
1
là hệ số truyền nhiệt qua tờng; k
1
= 1,9444 (W/ m

2
.K)
Tờng xây hớng Bắc - Tây - Nam tiếp xúc với không khí.
Tờng hớng Đông tiếp xúc với gian dặt máy ĐHKK
F
1
diện tích tờng
Tờng bao phía Tây F = 48 m
2
Tờng bao phía Bắc F = 96 m
2
Tờng bao phía Nam F = 90 m
2
Tờng bao phía Đông F = 48 m
2
t
1
là độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán giữa không khí ngoài trời và
trong nhà.
Tờng hớng Tây t = 4,8
o
C
Tờng hớng Bắc t = 4,8
o
C
Tờng hớng Nam t = 4,8
o
C
Tờng hớng Đông t = 3,36
o

C
Vậy nhiệt tổn thất qua tờng bao là:
Q
9a
= 4,8 x 1,9444 x (48+96+90) + 3,36 x 1,9444 x 48 = 2497,6 W = 2,5 KW
Nhiệt thẩm thấu qua cửa gỗ.
9
Nhiệt thẩm thấu qua kính đợc tính bằng công thức:
Q
K
= k F
2
t
2
(W)
Trong đó:
F
2
là diện tích cửa; F
2
= 6 m
2
k
2
là hệ số truyền nhiệt của cửa gỗ; k
2
= 3,52(W/ m
2
.K)
t

2
là độ chênh nhiệt độ trung bình giữa không khí ngoài trời và không
khí trong nhà; t
2
= 4,8
o
C
Vậy nhiệt tổn thất qua cửa là:
Q
9b
= 3,52 x 6 x 4,8 = 101,38 (W) = 0,1 (KW)
Suy ra:
Q
9
= Q
9a
+ Q
9b
= 2,5 + 0,1 = 2,6 (KW)
3.1.2.2 Nhiệt thẩm thu qua trần (mái).
Nhiệt thẩm thấu qua mái đợc xác định nh sau:
Q
10
=F
m
k
m
t

, KW

Trong đó:
F
m
là diện tích mái: F
m
= 289m
2
k
m
hệ số truyền nhiệt qua mái k
m
= 0,665 (W/m
2
.K)
t = 4,8
0
C là độ chênh nhiệt độ trung bình tính toán giữa không khí
ngoài trời và trong nhà:
Vậy nhiệt thẩm thấu qua trần (mái);
Q
10
= 289 x 0,665 x 4,8 = 922,5 (W) = 0,923 KW
3.1.2.3 Nhiệt thẩm thấu qua nền Q
11
Lợng nhiệt này đợc tính theo phơng pháp dải nền. Ta coi nền nh một vách
phẳng đó truyền nhiệt theo bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau. Nền
đợc chia làm 4 dải có bề rộng 2m, dải thứ t là phần còn lại của nền nh hình vẽ.
Theo tài liệu [1] hệ số truyền nhiệt k
i
và diện tích nền nh sau:

Q
11
= K
i
F
i
t
11
(KW)
t
11
= t
N
- t
T
F
i
là diện tích các dải nền
10
F
1
= 4(a + b) = 144 m
2

F
2
= F
1
– 48 = 96 m
2

F
3
= F
1
– 80 = 64 m
2
F
4
= (a – 12)(b – 12) = 0 m
2
D¶i 1 réng 2m theo chu vi buång víi k
1
= 0.5 W/m
2
K
D¶i 2 réng 2m tiÕp theo chu vi buång víi k
2
= 0.2 W/m
2
K
D¶i 3 réng 2m tiÕp theo chu vi buång víi k
3
= 0.1 W/m
2
K
D¶i 4 lµ phÇn cong l¹i cña bu«ng víi k
4
= 0.07 W/m
2
K

VËy Q
11
=(k
1
F
1
+ k
2
F
2
+ k
3
F
3
+ k
4
F
4
)(t
n
-t
t
)
= (0,5 x 144 + 0,2 x 96 + 0,1 x 64)(32,8 - 28) = 468,48 W = 0,47 KW
Nh vËy, nhiÖt thõa trong phßng lµ:
Q
t
= Q
to¶
+ Q

tt
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
+ Q
7
+ Q
8
+ Q
9
+ Q
10
+ Q
11

= 49,713 KW
B¶ng tæng hîp kÕt qu¶ tÝnh to¸n nhiÖt.
C¸c nguån nhiÖt Lîng nhiÖt [kw]
Q
1
17

Q
2
2,88
Q
3
13,464
Q
4
0
Q
5
0
Q
6
0
Q
7
7,966
11
Q
8
4,41
Q
9
2,6
Q
10
0,923
Q
11

0,47
Tổng Q
t
49,713
3.2 Tính toán lợng ẩm thừa
Nói chung khi bao che đủ kín thì lợng ẩm thừa chủ yếu do các nguồn
nhiệt tỏa ra. Thực tế lợng ẩm thừa thẩm thấu qua kết cấu bao che có thể bỏ
qua khi tính cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm. Nh vậy lợng ẩm thừa W
T
có thể
coi gần đúng bằng lợng ẩm thừa tỏa ra từ các nguồn nhiệt trong phòng:
Lợng ẩm do ngời tỏa ra W
1

Lợng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W
2
Lợng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm W
3
Lợng ẩm bay hơi từ thiết bị W
4
3.2.1 Lợng ẩm do ngời tỏa ra W
1
W
1
= n x g
n
x 10
3
(KW)
Với n là số ngời; n = 80 ng

g
n
là tỏa ẩm của mỗi ngời; g
n
= 230 (g/h.ng)
Vậy W
1
= 80 x 230 x 10
3
= 18,4 kg/h = 0,0051 kg/s
3.2.2 Lợng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W
2
W
2
= 2/3600 = 0,0005 kg/s
Do xởng may chỉ có nguồn quần áo, vải xuất nhập.
3.2.3 Lợng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm W
3
W
3
= 0 Do xởng không có sàn ẩm.
3.2.4 Lợng ẩm bay hơi từ thiết bị W
4
W
4
= 0 Do thiết bị cơ khí không tỏa ẩm.
Vậy tổng lợng ẩm thừa là : W
T
= 0,0051 + 0,0005 = 0,0056 kg/s
3.3 Kiểm tra đọng sơng trên vách

Khi có chênh nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trờng
nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa. Nhiêt độ trên bề mặt vách phía nóng
không đợc thấp hơn nhiệt độ đọng sơng. Nếu bằng và nhỏ hơn nhiệt đọ đọng
sơng trên vách. Hiện tợng đọng sơng trên vách làm cho tổn thất nhiêt lớn hơn,
12
tải lạnh yêu cầu tăng mà còn làm mất mỹ quan do ẩm ớt, nấm mốc gây ra.
Hiện tợng đọng sơng chỉ xẩy ra ở bề mặt vách phía nóng nghĩa là về mùa
hè là bề mặt ngoài nhà và mùa đông là bề mặt trong nhà,(do tập quán ngời
Việt Nam mùa đông thờng xuyên mặc nhiều áo ấm và lại với điều kiện kính tế
nợc ta hiện nay cha thể đáp ứng đợc nhu câu sởi ấm về mua đông. Nhất là đối
với nghành may mặc hiện nay nên phần này ta không tính toán kiển tra đọng
sợng về mùa đông.)
Để không sẩy ra hiện tợng đọng sơng, hệ số truyền nhiệt thực tế k
i
của
vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại k
max
.
Điều kiện đọng sơng
k
T
<k
max
Mùa hè: k
max
=
)/(
2
kmW
tt

tt
TN
SNN
n



t
w
là nhiệt độ nhiệt kế điểm ớt.
t
SN
là nhiệt độ đọng sơng bên ngoài xác định theo t
N
và
N
mùa hè:
t
N
=32,8
o
C,
N
=65%, tra đồ thị ta đợc t
SN
=25,3
o
C

N

là hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà = 20w/m
2
vậy k
max
= 20
288,32
3,258,32


= 31,25 (W/m
2
k)
Tất cả các giá trị k
T
tính dợc đều nhỏ hơn k
max
nên không xẩy ra hiện tợng
đọng sơng.
13
Chơng IV: LậP SƠ Đồ ĐHKK MùA Hè
4.1 Chọn sơ đồ điều hòa không khí mùa hè
Cơ sở để lựa chọn sơ đồ ĐHKK là yêu cầu của công trình. ở đây gian x-
ởng may cần điều hòa để đảm bảo tiện nghi cho lao động, hơn nữa hệ thống
điều hòa vừa phải đơn giản về thiết bị vừa phải đảm bảo tính kinh tế khi lắp
đặt, vận hành, sửa chữa.
Đối với xởng may, là một công trình cỡ trung bình, giải pháp hợp lý và
kinh tế nhất là dùng một hệ thống xử lý không khí trung tâm gồm một hoặc
một số máy lớn rồi dẫn gió vào phân phối đều trong không gian điều hòa.
Để thực hiện giải pháp này, ta phải chọn đợc sơ đồ ĐHKK, từ đó có cơ sở
tính ra năng suất lạnh, năng suất gió để chọn máy và thiết kế ống gió. Có

nhiều sơ đồ ĐHKK nh sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn một cấp, sơ đồ tuần hoàn
hai cấp, sơ đồ có phun ẩm bổ xung tùy theo yêu cầu và đặc điểm riêng của
công trình.
Đối với xởng may, không đòi hỏi nghiêm ngặt về không khí trong phòng,
không phát sinh độc tố, do đó lợng không khí tơi cần bổ xung chỉ bằng 10% l-
ợng không khí cấp. Cũng từ lý do đó ta thấy việc sử dụng hệ thống tuần hoàn
không khí một cấp sẽ giảm đợc đáng kể chi phí vận hành, lắp đặt, sửa chữa lại
đảm bảo đợc các yêu cầu vệ sinh, tính kinh tế cao.
4.2 Nguyên lý làm việc của hệ thống theo sơ đồ tuần hoàn một cấp
Không khí ngoài trời (gió tơi) với lu lợng G
n
,kg/s ; trạng thái N (t
N
,
N

)
đợc quạt hút vào qua cửa lấy gió tơi 1 vào phòng hoà trộn 2. ở đây diễn ra quá
trình hoà trộn giữa không khí tơi với không khí tuânh hoàn có trạng thái T(t
T
,
T

) và lu lợng G
t
. Sau khi hoà trộn, hỗn hợp có trạng thái H và lu lợng G
N
+G
t
đợc làm lạnh và khử ẩm trong giàn lạnh 3 đến trạng thái O rồi đợc quạt thổi 4

vận chuyển theo đờng ống 5 tới gian xởng 6 rồi đợc thổi vào gian xởng qua
các miệng thổi gió 7. Trạng thái không khí thổi vào ký hiệu là V. Do nhận
nhiệt thừa và ẩm thừa trong phòng nên không khí sẽ tự thay đỏi trạng thái từ V
đến T theo tia VT có hệ số góc
Wt
Qt
t
=

đã xác định trớc. Sau đó không khí ở
trạng thái T đợc quạt hút qua với lu lợng G
T
qua các miệng hút 8, đi theo đờng
ống gió hồi 9, lọc bụi 10 và quạt hút 11, một phần đợc tuần hoàn vào buồng
hòa trộn 2, một phần đợc thải ra ngoài qua cửa thải gió 12.
14
1. Cửa lấy gió tơi 7. Miệng thổi gió
2. Buồng hòa trộn 8. Miệng hút gió hồi
3. Giàn lạnh 9. Đờng ống gió hồi
4. Quạt thổi 10. Thiết bị lọc bụi
5. Đờng ống gió cấp 11. Quạt hút
6. Gian xởng 12. Cửa thải gió
Không khí ngoài trời ( t
N
, ) qua cửa lấy gió trời 1 đi vào buồng hoà trộn
2. Tại đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời và không khí
tái tuần hoàn, sau khi ra khỏi buồng hoà trộn không khí có trạng thái( t
C
, ) đ-
ợc đa tới thiết bị xử lý không khí 3 để xử lý không khí tới trạng thái ( t

O
, ) sau
đó nhờ quạt 4 thổi tới các phòng cần điều hoà nhờ ống dẫn không khí 5 và đợc
miệng thổi 7 thổi vào không gian cần điều hoà 6. Không khí thổi vào sau khi
nhận nhiệt thừa và ẩm thừa sẽ tự thay đổi trạng thái ( t
T
, ), sau đó không khí
đợc hút qua miệng hút qua miệng hút 8 theo ống dẫn 9 qua thiết bị lọc bụi 10,
đợc quạt 11 hút về, một phần không khí đợc đa về buồng hoà trộn 2 phần còn
lại không khí đợc đa ra ngoài theo ống dẫn 12.
Sự thay đổi trạng thái không khí trong hệ thống ĐHKK có tuần hoàn
không khí một cấp đợc thình bày trên đồ thị I d :
15
- Điểm N biểu diễn trạng thái không khí ngoài trời T
N
.
- Điểm C biểu diễn trạng thái không khí sau quá trình hòa trộn.
- Điểm V biểu diễn trạng thái không khí sau quá trình xử lý nhiệt ẩm và
thổi vào phòng ( t
V
,
V

).
4.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí một cấp mùa hè.
4.3.1 Xác định tia quá trình tự thay đổi không khí trong phòng.
Sau khi tính đợc nhiệt thừa và ẩm thừa bên trên ta tính đợc hệ số góc của
tia quá trình VT theo công thức:
8877
0056,0

713,49
===
Wt
Qt
t

KJ/Kg
4.3.2 Xác định các thông số trạng thái của các điểm trên đồ thị I d.
Trạng thái không khí ngoài trời N(32,8
o
C;
N
=65%) thì có I
N
= 85,69 KJ/kg
Trạng thái không khí trong nhà T ( 28
o
C;
N
=60%) thì có I
T
= 64,79
KJ/kg
Nh vậy điểm N, T hoàn toàn xác định đợc. Trong quá trình vận chuyển
không khí bằng ống gió coi nh không có tổn thất nhiệt thì điểm O trùng với
điểm V đợc xác đinh nh sau: Qua điểm T kẻ tia song song với tia quá trình
kgKJ
t
/8877=

cắt đờng = 95% tại điểm O trùng V biểu diễn trạng thái khí
sau giàn lạnh cũng là trạng thái khí thổi vào.
16
Ta có: t
O
= t
V
= 19
o
C ; I
O
= 52,25 KJ/kg = 95%
Ta đợc kết quả là nhiệt độ thổi vào t
O
= t
V
= 19
o
C và t = 28 19 = 9
o
C
đảm bảo điều kiện vệ sinh.
4.3.2.1 Tính lu lợng gió.
Lu lợng không khí cần thiết để triệt tiêu toàn bộ lợng ẩm thừa và nhiệt
thừa là:
skg
II
Q
G
OT

T
/964,3
25,5279,64
713,49
=

=

=

Xét từ điều kiện vệ sinh: Mỗi ngời khi làm việc lâu dài trong phòng có
ĐHKK thì cần bổ xung không khí tơi tối thiểu là 30kg/h do đó tổng lợng
không khí tơi cần bổ xung cho công trình là:
G
N
= n x 30 = 80 x 30 = 2400 kg/h = 0, 667 kg/s
Ta thấy G
N
< 10%G (Không đảm bảo điều kiện vệ sinh).
Vậy lấy G
N
= 10%G = 0,667 G =6,67 kg/s
G = G
N
+ G
T
= G
C

Với G

N
là lu lợng không khí tơi bổ xung
G
T
là lu lợng không khí tái tuần hoàn
4.3.2.2 Xác định điểm hòa trộn C.
Lấy G
N
= 10%G =0,3964 kg/s vậy G
T
= 90%G
G
G
I
G
G
II
N
N
T
TC
+=
= 64,79 x 0,9 + 85,69 x 0,1 = 66,88 KJ/kg
G
G
d
G
G
dd
N

N
T
TC
+=
= 14,2 x 0,9 + 21 x 0,1 = 14,88 g/kg
Thông số tại các điểm thể hiện qua bảng sau:
Thông số trạng thái t (
o
C)
(%)
I (kJ/kg) d (g/kg)
T ( trong nhà) 28 60 64,79 14.2
N (ngoài nhà) 32.8 65 85,69 21
C ( hoà trộn) 66,88 14,88
O=V ( thổi vào) 19 95 52,25 13,2
17
18
Chơng V: TíNH CHọN MáY Và THIếT Bị Xử Lý KHÔNG KHí
5.1 Tính toán chọn máy.
Năng suất lạnh cần thiết: Q
O
= G(I
C
I
O
) = 6,67 x (66,88 52,25) =97,6
KW
=83 936 Kcal/h
Năng suất gió cần thiết :
)/(

3
sm
G
L

=
= 6,67/1,2 = 5,5556 m
3
/s
= 20000 m
3
/h = 333 m
3
/phút
Nhiệt độ trong xởng : 28
o
C
Độ ẩm trong xởng : 60%
Nhiệt độ ngoài trời : 32,8
o
C
Độ ẩm ngoài trời : 65%
5.2 Lựa chọn thiết bị.
5.2.1 Chọn phơng án.
Việc lựa chọn phơng án cho hệ thống diều hoà thích hợp cho công trình
là hết sức quan trọng vì nó ảnh hởng đén việc chọn thiết bị,bố trí và vận hành
bảo dỡng thiết bị. Phơng án phù hợp phải thỏa mãn yêu cầu của công trình về
kỹ thuật, mỹ thuật, đơn giản về vận hành, bảo dỡng, sửa chữa, có độ an toàn
tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế cao.
Mỗi công trình có đặc điểm riêng về địa lý, cảnh quan, kiến trúc. Nhng

đối với xởng may cần chú ý:
- Nhà xởng rộng, đông ngời, nhiệt thừa, ẩm thừa lớn nên không nên
dùng hệ thống nhiều máy độc lập vì lý do kinh tế, kỹ thuật.
- Mục đích sử dụng là điều hòa tiện nghi cho công nhân nên không
cần chú ý nhiều về độ ẩm (có thể dao động 30% dến 70%)
- Xởng không có nhiều phòng nhỏ lẻ với chế độ nhiệt khác nhau nên
có thể bố trí cấp gió bằng ống chung dễ dàng.
- Xởng đặt tại Hà Nội là nơi có đặc điểm mùa hè khí hậu nóng khô rất
thuận lợi cho việc làm mát bằng bay hơi nớc.
- Tuy vậy khía cạnh kinh tế mới là quan trọng nhất với công trình này,
đảm bảo các chi phí lắp đặt, bảo dỡng, vận hành phải nhỏ, không ảnh hởng tới
giá thành sản phẩm.
5.2.2 Chọn thiết bị.
19
Trên cơ sở xem xét các đặc điểm trên và các đặc điểm của từng chủng
loại máy ta thấy phơng án hợp lý nhất là chọn máy điều hòa không khí tổ hợp
gọn giải nhiệt nớc (còn gọi là máy nguyên cụm giải nhiệt nớc) bố trí ở một
gian riêng cạnh xởng dể xử lý không khí rồi dẫn không khí vào phòng bằng
ống gió. Loại này có nhiều u điểm nh:
- Đợc chế tạo hàng loạt, lắp ráp hoàn chỉnh thành tổ hợp nên rất gọn,
tuổi thọ và mức độ tự động hóa cao.
- Lắp đặt nhanh chóng, vận hành, bảo dỡng, sửa chữa dễ dàng.
- Có cửa lấy gió tơi.
- Kích thớc gọn, vận hành kinh tế, làm mát bằng không khí nên điều
chỉnh linh hoạt khi tải thay đổi.
- Rất thích hợp cho vùng khí hậu khô nóng nh miền Bắc nớc ta do
thuân lợi cho việc hoạt động của tháp giải nhiệt.
Đối với hệ máy điều hòa này hiên nay trên thị trờng có các chủng loại máy:
- DAIKIN của Nhật bản.
- HITACHI của Nhật bản.

- CARRIER của Hoa kỳ.
So sánh các chủng loại máy có năng suất lạnh tơng đơng giã các hãng ta
thấy: Máy hãng CARRIER tuy có thông số kỹ thuật gần giống máy hãng
DAIKIN và HITACHI nhng lại có giá thành cao hơn và không thích hợp cho
công trình này.
Còn với hãng DAIKIN và HITACHI thông số kỹ thuật và giá cả tơng đ-
ơng nhau nhng máy hãng DAIKIN đã xuất hiện trên thị trờng Việt Nam khá
lâu và rất có uy tín nên ta quyết định chọn máy của hãng DAIKIN. Các loại
máy điều hòa trung tâm kiểu thổi gió làm mát dàn ngng bằng nớc của
DAIKIN đều có ký hiệu là UC ví dụ:
- Máy UC20J có: Năng suất lạnh: 58 000 Kcal/h
Năng suất gió: 180 m
3
/phút
- Máy UC25J có: Năng suất lạnh: 72 500 Kcal/h
Năng suất gió: 225 m
3
/phút
- Máy UC30J có: Năng suất lạnh: 87 500 Kcal/h
Năng suất gió: 270 m
3
/phút
20
- Máy UC40J có: Năng suất lạnh: 117 000 Kcal/h
Năng suất gió: 420 m
3
/phút
- Máy UC50J có: Năng suất lạnh: 128 000 Kcal/h
Năng suất gió: 480 m
3

/phút
Ta quyết định chọn loại máy UC40J để lắp đặt, số lợng máy là 1 máy.
Thông số kỹ thuật của máy:
- Kích thớc: cao x rộng x dầy = 1850 x 1960 x 1200
- Khối lợng: 1030 kg
- Năng suất lạnh điều chỉnh và năng suất lạnh tiêu chuẩn: 100% ; 67% ; 0%
-Lu lợng nớc làm mát dàn ngng: 430 l/phut
5.2.2 Bố trí thiết bị.
Theo catalog của máy khi lắp đặt đòi hỏi các yêu cầu:
- Khoảng cách tối thiểu từ mặt trớc máy đến tờng: 1,2 m
- Khoảng cách tối thiểu từ mặt sau máy đến tờng: 0,6 m
- Khoảng cách tối thiểu từ mặt phải máy đến tờng: 1,8 m
- Khoảng cách tối thiểu từ mặt trái máy đến tờng: 0,6 m
21
Chơng Vi: TíNH toán hệ thống dẫn và phân phối không
khí
6.1 Tính toán miệng thổi.
Các miệng thổi gió phải có kết cấu thích hợp và bố trí phù hợp với yêu
cầu phân phối đều không khí, có hiệu quả trao đổi không khí cao đồng thời
phải đảm bảo vận tốc không khí ở vùng làm việc dới trị số cho phép.
- Lu lợng gió cần: L = 20 000 m
3
/h
- Diện tích sàn: F = 288 m
2
- Lu lợng không khí cho 1 m
2
sàn: L
S
= 20 000/288 =69,4 (m

3
/m
2
h)
Do L
S
> 35 m
3
/m
2
h nên ta chọn miệng thổi kiểu thẳng từ trên xuống.
Ta thấy miệng thổi từ trên xuống có các u điểm sau:
- Tạo luồng không khí tỏa đều khắp toàn bộ không gian cần điều hòa.
- Dễ bố trí trang trí đẹp.
Để đảm bảo phân phối không khí đều ta chọn n = 16 miệng thổi.
- Lu lợng gió qua mỗi miệng thổi: L
H
= 2000/16 = 1250 m
3
/h.miệng
Từ phơng trình liên tục: L
H
= V
0
.F.3600 = V
0
.
4
2
H

D
.3600 vậy:
- V
0
D
H
2
= 0,44 Chọn D
H
= 0,5 vậy V
0
= 1,76 m/s
Vậy kích thớc miệng thổi là 0,5m x 0,5m
- Tính kiểm tra tốc độ gió tại vùng làm việc: có
H
L
D
H
m
V
V
2
0

=
Suy ra V
L
= V
0
.m.D

H
/(H-2) Với :
m là hệ số tiêu tán của luồng đối với miêng thổi vuông ta có m =1,35.
H = 4m
Vậy V
L
= 1,76 x 1,35 x 0.5/(4-2) = 0,6 (m/s) nằm trong khoảng cho phép.
- Tính kiểm tra độ chênh lệch nhiệt độ tại vùng làm việc:
H
V
L
D
H
n
Dt
Dt
2
=
Trong đó hệ số n =1,1 ; t
V
= 9,5.
t
L
=Dt
V
.n.D
H
/(H-2) =9,5 x1,1 x0,5/(4-2)=2,6
o
C nằm trong khoảng cho phép.

6.2 Tính toán đờng ống.
Lu lợng không khí của hệ thống: L = 25 200 m
3
/h
Lu lợng không khí qua ống nhánh: L = 6 300 m
3
/h
22
Lu lợng không khí qua mỗi miệng thổi L = 1 575 m
3
/h

Đoạn AB:
Lu lợng gió: L = 25 200 m
3
/h
Tiết diện ống: F = 1 x 1 = 1 m
2
l = 2 m
Vận tốc khí thỏa mãn pt liên tục:
V = L/3600F =13500/3600.1 = 7m/s
2
Thỏa mãn vì đây là đoạn ống chính nên vận tốc cho phép từ 6 đến 8 m/s
2
Đoạn BC ; BE
Lu lợng gió: L = 12600 m
3
/h
Tiết diện ống: F = 0,5 x 1 = 0,5 m
2

L
BC
=1m ; l
BE
= 2 m
Vận tốc khí thỏa mãn pt liên tục:
V = L/3600F =12600/3600.0,5 = 7m/s
2
Đoạn EF ; CD
Lu lợng gió: L = 6300 m
3
/h
Tiết diện ống: F = 0,5 x 0,75 = 0.375 m
2
l = 3 m
Vận tốc khí thỏa mãn pt liên tục:
V = L/3600F =6300/3600.0,375 = 4,67 m/s
2
Đoạn ống nhánh: Trên đoạn ống nhánh bố trí 4 miệng thổi hình vuông.
23
Diện tích miệng thổi trên ống nhánh: f
x
= 4 x 0,5
2
=1 m
2
Diện tích ống có miêng thổi đầu tiên: F
o
= 0,5 x 0,75 = 0.375 m
2

F
=f
x
/F
o
= 2,67
Sơ đồ ống nhánh
+ Tiết diện đoạn ống 0-1:
L
1
= 6300 m
3
/h
Ta chọn diện tích: F
1
= 0,5 x 0,5 = 0.25 m
2
l
1
= 1.8 m
Vận tốc khí thỏa mãn pt liên tục:
v = L
1
/3600F
1
=6300/3600.0,25 = 7 m/s
2
+ Tiết diện đoạn ống 1-2 :
F
2

=
v
L
2

L
2
= L
1
1575 = 4275 (m
3
/h)
A
2
=
3600.7
4275
= 0,17 (m
2
)
l
2
= 6 m
chọn a
2
= 0.34 m; b
2
= 0.5 m
+ Tiết diện đoạn ống 2-3 :
F

3
=
v
L
3

L
3
= L
2
1575 = 2700 (m
3
/h)
A
3
=
3600.7
2700
= 0,11 (m
2
)
l
3
= 6 m
chọn a
3
= 0.22 m; b
3
= 0.5 m
+ Tiết diện đoạn ống 3-4 :

24
F
4
=
v
L
4

L
4
= L
3
1575 = 1575 (m
3
/h)
A
3
=
3600.7
1575
= 0,07 (m
2
)
l
4
= 6 m
chọn a
4
= 0.20 m; b
4

= 0.35 m
Ta có:
L a x b F l
0-1 6300 0,5x0,5 0,25 1,8
1-2 4275 0,34x0,5 0,17 6
2-3 2700 0,22x0,5 0,11 6
3-4 1575 0,2x0,35 0,07 6
6.3 Tính trở lc đờng ống:
Việc tính trở lc của đờng ống ta tính với tuyến ống có trở kháng lớn nhất,
coi đó là tổng trở kháng thủy lực của toàn mạng.
Trở lực của tuyến đờng ống bao gồm trở lực ma sát và trở lực cục bộ
Tổn thất ma sát cho đờng ống đẩy:
công thức tính toán :
P
ms
=
ms
.
td
d
L
.
2
.
2
vp
trong công thức trên :

ms
: hệ số trở lực ma sát tại các đoạn đờng ống , hệ số trở lực ma sát đợc

tính phụ thuộc vào tiêu chuẩn Reynol (R
e
) . nếu R
e
10
5
thì
ms
đợc tính theo
công thức :

ms
= 0,11 .
25,0








td
d
K
với k = 0,1 (mm)
nếu R
e
10
5

thì
ms
đợc tính theo công thức

ms
= 0,31 (R
e
)
-0,25
l : chiều dài của đoạn ống
25