Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ

ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

PHẦN I. THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ - XỬ LÝ KHÍ THẢI
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT ĐỒ GỖ GIA DỤNG - ĐN
1.1. Điều kiện tự nhiên.
Đà Nẵng là 1 trong những thành phố trực thuộc trung ương của Việt Nam, phía
Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên – Huế, phía Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, phía Đông
giáp biển Đông. Đây là một thành phố vừa có núi cao, sông sâu, đồi dốc trung du xen
kẽ vùng đồng bằng ven biển hẹp.

Hình 1.1. Vị trí địa lý thành phố Đà Nẵng

Nhiệt độ trung bình hằng năm khoảng 25.1 oC, cao nhất là vào tháng 7 trung bình
khoảng 34.4oC, thấp nhất vào tháng 1 trung bình khoảng 19.1 oC. Độ ẩm không khí trung
bình: cao nhất là 84.2%, thấp nhất là 75.3%. Chịu ảnh hưởng của 2 hướng gió chính: Mùa hè
là hướng Đông với vận tốc gió 1.2 (m/s) và mùa đông là hướng Tây với vận tốc gió 1.5 (m/s)
Cường độ trực xạ của bức xạ mặt trời trên mặt đứng 8 hướng lấy theo thời điểm
tính toán 13 - 14h của tháng nóng nhất (tháng 7) của địa phương thành phố Đà Nẵng.
Hướng Bắc là 79.2 (w/m2), hướng Nam, Đông, Đông Bắc, Đông Nam là 0 w/m 2, hướng
Tây là 216.6 (w/m2), hướng Tây Nam là 97.1 (w/m2) và hướng Tây Bắc là 50.9 (w/m2)
1.2. Giới thiệu tổng quan về nhà máy.
Nhà máy chế biến gỗ - ĐN chuyên sản xuất chế biến đồ gỗ gia dụng. Bao gồm
3 phân xưởng:

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

1

ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ Phân xưởng cưa: có diện tích 54m × 24m, nguyên liệu được đưa vào phân
xưởng sẽ được chế biến thành tấm dày 10 - 100mm, thành ván mỏng 0.15 - 1mm hoặc
hình dạng theo yêu cầu sản phẩm. Bột cưa sinh ra được đưa vào máy ép mùn cưa có thể
tận dụng làm nguyên liệu đốt. Với số lượng công nhân 42 người, bao gồm các thiết bị:
Bảng 1.1. Thiết bị phân xưởng cưa
Tên gọi
Máy cưa Rirsaw 1 lưỡi
Máy cưa Panel
Máy ép mùn cưa
Máy cưa vanh

Máy cưa Rirsaw 1 lưỡi

Số lượng
3
5
1
5

Công suất(kw)
2.5
2.0
1.2
1.5

Máy cưa Panel

Tính chất độc hại

Bụi
Bụi
Bụi

Máy ép mùn cưa

Hình 1.2. Một số thiết bị minh họa của phân xưởng cưa

+ Phân xưởng chế tạo: có diện tích 36 m x 24 m, 12 công nhân, tại đây các sản
phẩm đã được sơ chế như sấy. Bao gồm các thiết bị:
Bảng 1.2. Thiết bị phân xưởng chế tạo
Tên gọi
Buồng sấy
Máy cắt hai đầu
Máy phay Router đứng
Máy mài lưỡi cưa

Máy cắt hai đầu

Số lượng
5
4
4
2

Công suất (kw)
2.5
2.0
2.2

Máy phay Router đứng

Tính chất độc hại
Nhiệt
Bụi
Bụi
Bụi

Máy mài lưỡi cưa

Hình 1.3. Một số thiết bị minh họa của phân xưởng chế tạo

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

2


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ Phân xưởng gia công lắp ráp: có diện tích 54m × 36m, 78 công nhân, tại đậy
nguyên liệu sẽ được gia công kết cấu, tạo dáng, gia công bề mặt tạo sản phẩm hoàn
chỉnh và lưu tại kho. Bao gồm các thiết bị:
Bảng 1.2. Thiết bị phân xưởng gia công lắp ráp
Tên gọi

Số lượng

Công suất (kw)

Tính chất độc hại

Máy bào ngang M30

4

2.2

Bụi

Máy phay đa năng

4

2.2

Máy tiện

2

2.2

Bụi

Máy cưa bàn trượt

12

0.5

Bụi

Máy mộc đa năng

6

2.0

Bụi

Máy ghép

4

1.5

Máy khoan để bàn

4

0.7

Bụi

Máy đánh giấy nhám

4

0.5

Bụi

Máy chà nhám

4

0.7

Bụi

Máy phun PU

10

1

Hơi dung môi

Máy mộc đa năng

Máy chà nhám

Máy khoan

Hình 1.4. Một số thiết bị minh họa của phân xưởng gia công lắp ráp

Nguyên liệu sử dụng trong quá trình chế biến: gỗ lim, gỗ mít, gỗ thông, sam,
lát, mun… sản phẩm tạo ra rất đa dạng bao gồm: tủ, ghế, bàn, kệ, cửa, giường…và gỗ
dán sử dụng làm bao bì trong xây dựng, toa xe, đóng tàu thuyền, đồ mộc cao cấp, lót
nền…

Dây chuyền sản xuất đồ gỗ gia dụng
Ép bột cưa

Gỗ tươi

Cưa

Sấy

Cắt hai đầu

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT
Sản phẩm

Phun PU

Chà nhám

Phay

Bào

Tạo dáng (tiện, cưa,
khoan, ghép)

3


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

Hình 1.5. Dây chuyền sản xuất đồ gỗ gia dụng

1.3. Sự cần thiết để xây dựng hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy
1.3.1. Nguồn phát sinh ra khí thải
Bụi gỗ là nguồn ô nhiễm nghiêm trọng nhất trong công nghiệp chế biến gỗ. Bụi
phát sinh chủ yếu từ các công đoạn và quá trình sau:
- Cưa, xẻ gỗ để tạo phôi cho các chi tiết mộc.
- Rọc, xẻ gỗ.
- Khoan, phay, bào.
- Chà nhám, bào nhẵn các chi tiết bề mặt.
Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng về kích cỡ hạt bụi và tải lượng bụi sinh ra ở các
công đoạn khác nhau. Tại các công đoạn gia công thô như cưa cắt, mài, tiện, phay…
phần lớn chất thải đều có kích thước lớn có khi tới hàng ngàn mm. Tại các công đoạn
gia công tinh như chà nhám, đánh bóng, tải lượng bụi không lớn nhưng kích cỡ hạt bụi
rất nhỏ, nằm trong khoảng từ 2 - 20 mm, nên dễ phát tán trong không khí. Nếu không
có biện pháp thu hồi và xử lý triệt để, bụi gỗ sẽ gây ra một số tác động đến môi trường
và sức khỏe con người. Bụi vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ
hóa phổi gây nên những bệnh hô hấp: viêm phổi, khí thủng phổi, ung thư phổi… Đối
với thực vật, bụi lắng trên lá làm giảm khả năng quang hợp của cây, làm giảm sức
sống và cản trở khả năng thụ phấn của cây.
Bảng 1.4. Tải lượng ô nhiễm bụi và chất thải rắn
Stt
1
2
3

Nguyên liệu sử dụng Hệ số ô nhiễm
trong năm (tấn)
(kg/tấn gỗ)

Cưa, tẩm sấy
4250
0.187
Bụi tinh (gia công)
3400
0.5
Bụi tinh (chà nhám)
122
0.05
Kích thước bụi

Tải lượng ô nhiễm
trong năm (kg/năm)
794.75
1700
60

1.3.2. Tác hại của các chất ô nhiễm có trong khí thải
Bụi gỗ sau khi phát tán ra khỏi nhà máy bám vào quần áo mới giặt xong, khi
mặc vào sẽ thấy ngứa ngáy khó chịu, một số trường hợp gây kích ứng da vì trong bụi
gỗ có chứa hóa chất trong quá trình tẩm.
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

4


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

Bụi gỗ vào phổi gây kích thích cơ học và phát sinh phản ứng xơ hóa phổi gây

nên những bệnh hô hấp. Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10 µm có thể được giữ
lại trong phổi, tuy nhiên nếu các hạt bụi này có đường kính nhỏ hơn 1 µm thì nó được
chuyển đi như các khí trong hệ thống hô hấp. Khi có tác động của các hạt bụi tới mô
phổi thì xảy ra các tác hại sau:
Viêm phổi: làm tắc nghẽn các phế quản, từ đó làm giảm khả năng phân phối khí.
Khí thủng phổi: phá hoại các túi phổi, làm giảm khả năng trao đổi khí O2 và CO2.
Ung thư phổi: phá hoại các mô phổi, từ đó làm tắc nghẽn sự trao đổi giữa máu và
tế bào, làm ảnh hưởng khả năng tuần hoàn của máu trong hệ thống tuần hoàn. Từ đó, kéo
theo một số vấn đề đáng lưu ý ở tim, đặc biệt là lớp khí ô nhiễm có nồng độ cao.
Các bệnh khác do bụi gỗ gây ra
Bệnh ở đường hô hấp: tùy theo nguồn gốc các loại bụi mà gây ra các bệnh
viêm mũi, họng khí phế quản khác nhau. Bụi hữu cơ như bông, sợi, gai, lanh dính vào
niêm mặc gây viêm phù thủng, tiết nhiều niêm dịch. Bụi vô cơ rắn, cạnh sắc nhọn, ban
đầu thường gây viêm mũi, giảm chức năng giữ, lọc bụi, làm bệnh phổi nhiễm bụi dễ
phát sinh.
Bệnh ngoài da: bụi do tác động đến các tuyến nhờn làm cho khô da, phát sinh
các bệnh về da.
Bệnh gây tổn thương mắt: do không có kính phòng hộ, bụi bám vào mắt gây
kích thích màng tiếp hợp, viêm mi mắt, sinh ra mộng mắt, nhài quạt… Ngoài ra, bụi
còn có thể làm giảm thị lực, bỏng giác mạc, thậm chí gây mù mắt và gây ảnh hưởng
tới sinh hoạt, gây mất vệ sinh… Ảnh hưởng đến thực vật
Bụi gỗ bám quá nhiều trên vỏ hoa quả, cây cú là nguyên nhân làm giảm chất
lượng của các loại sản phẩm này, đồng thời cũng làm tăng chi phí để làm sạch chung.
Bụi lắng trên lá còn làm giảm khả năng quang hợp của cây. Bụi gỗ lắng đọng làm lấp
đầy những lỗ khí khổng bao xung quanh những hạt diệp lục thu ánh sáng cần cho quá
trình quang hợp. Bụi có thể làm tăng khả năng nhiễm bệnh của cây cối thông qua việc
làm giảm sức sống của cây, có thể còn làm cản trở khả năng thụ phấn của cây.
1.4. Đề xuất các giải pháp kiểm soát môi trường khôngkhí thải cho nhà máy
1.4.1. Bụi gỗ
Bụi phát sinh

Chụp hút

Khí sạch
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

Hệ thống đường ống

Quạt hút

xiclon

TB lọc túi vải 5


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

Hình 1.1. Sơ đồ thu hồi và xử lý bụi gỗ

Được thu gom ngay tại vị trí phát sinh thông qua các chụp hút bố trí trên các
thiết bị. Các chụp hút được nối với hệ thống ống dẫn và được đưa vào xiclon, tiếp tục
không khí lẫn bụi đi qua tấm vải lọc. Khí sau khi qua thiết bị lọc túi vải được dẫn ra
ống thải và thoát ra ngoài không khí.
1.4.2. Hơi dung môi
Hơi dung môi

Chụp hút

Khí sạch

Đường ống

Ống thoát khí

Tháp hấp thụ

Quạt hút khí

Hình 1.2. Sơ đồ thu hồi và xử lý hơi dung môi

Lắp đặt các chụp hút khí thải ở những nguồn gây ô nhiễm tại khu vực pha chế
hóa chất nhằm tăng khả năng thu gom khí thất thoát ở các nguồn này đưa về hệ thống
xử lý khí thải. Trang bị hệ thống xử lý khí thải hấp phụ bằng than hoạt tính. Đồng thời,
trang bị ống khói có chiều cao hợp lý sau hệ thống xử lý khí thải nhằm khuếch tán và
pha loãng nồng độ khí thải vào không khí xung quanh.
1.4.3. Nhiệt
Lắp đặt hệ thống thông gió phù hợp, đảm bảo môi trường làm việc tốt nhất cho
công nhân.
Ngoài ra để đảm bảo môi trường làm việc tốt trồng nhiều cây xanh trong khuôn
viên nhà máy, thực hiện sản xuất sạch hơn …

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

6


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

CHƯƠNG 2
TÍNH NHIỆT THỪA, HÚT CỤC BỘ, LƯU LƯỢNG THÔNG GIÓ
2.1. THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
2.1.1. Thông số tính toán ngoài nhà
Nhiệt độ của không khí bên ngoài nhà luôn thay đổi theo mùa trong năm và
theo ngày trong giờ. Mùa đông nhiệt độ thấp hơn mùa hè, nhiệt độ không khí mùa
đông hay mùa hè thường có tính đặc trưng cho mùa ở mỗi địa phương. Với địa điểm
của công trình là Đà Nẵng, dựa vào QCVN 02:2009/BXD xác định các thông số ngoài
nhà vào các tháng nóng nhất và lạnh nhất của hai mùa:
Mùa hè
Nhiệt độ vào mùa hè của thành phố Đà Nẵng lấy theo nhiệt độ không khí cao
nhất trung bình theo bảng 2.3 - [9], so sánh tất cả tháng mùa hè (tháng 4→ tháng 9) thì
tt
nhiệt độ tháng 7 cao nhất với t N ( hè ) = 34.4˚C.

Ứng với nhiệt độ cao nhất chọn độ ẩm tương đối trung bình tháng năm cũng
vào tháng 7 theo bảng 2.10 - [9], φhè = 75.3%.
Xét theo tất cả các hướng, chọn hướng gió chính nếu hướng gió đó có tần suất
xuất hiện cao nhất. Vậy hướng gió chính của Đà Nẵng vào mùa hè là hướng Đông theo
bảng 2.16 - [9].
Vận tốc gió chọn theo vận tốc gió trung bình theo 8 hướng và theo hướng gió
chính đã xác định, hướng gió Đông vào tháng 7 thì vhè = 1.2 (m/s), (bảng 2.15-[9])
Mùa đông
Nhiệt độ mùa đông của Đà Nẵng lấy theo nhiệt độ không khí thấp nhất trung
bình tháng năm theo bảng 2.4 - [9], so sánh tất cả tháng mùa đông (tháng 10→ tháng
tt
3) thì nhiệt độ tháng 1 thấp nhất với t N ( đ ) =19.1˚C.

Ứng với nhiệt độ thấp nhất chọn độ ẩm tương đối trung bình tháng năm cũng
vào tháng 1 theo bảng 2.10 - [9], φ đ = 84.2%. Xét tất cả các hướng, chọn hướng gió

chính nếu hướng gió đó có tần suất xuất hiện cao nhất. Vậy hướng gió chính của Đà
Nẵng vào mùa đông là hướng Tây, (bảng 2.16 - [9]).
Vận tốc gió chọn theo vận tốc gió trung bình theo 8 hướng và theo hướng gió
chính đã xác định, hướng gió Tây vào tháng 1 thì vđ = 1.5 (m/s), (bảng 2.15-[9]).

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

7


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

2.1.2. Thông số tính toán trong nhà
- Theo [1] /trang 74, nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa hè (t T(H)) bằng nhiệt độ
tính toán ngoài nhà vào mùa hè cộng thêm (2 ÷ 3)0C, chọn 20C cho cả 3 phân xưởng.
- Nhiệt độ tính toán trong nhà vào mùa đông (tT(Đ)): (theo bảng 3-1, trang 73/[1])
+ Đối với phân xưởng cưa: được lấy từ (18 ÷ 20) 0C là phân xưởng lao động
nặng, chọn 200C.
+ Đối với phân xưởng chế tạo và gia công lắp ráp: được lấy từ (20 ÷ 22) 0C là 2
phân xưởng với lao động vừa, chọn 220C.
Bảng 2.1. Các thông số tính toán bên trong và bên ngoài công trình
Mùa hè
H

Phân xưởng

tN

t TH

0

0

( C)
Phân xưởng 1

34.4

Phân xưởng 2

34.4

Phân xưởng 3

34.4

H

V gio

( C) (m/s)
36.
4
36.
4
36.
4

Mùa đông

Hướng
gió

Độ
ẩm
(%)

D

tN

t TD

0

0

( C)

D

V gio

( C) (m/s)

Hướng
gió

Độ
ẩm
(%)

1.2

Đông

75.3

19.1

20

1.5

Tây

84.2

1.2

Đông

75.3

19.1

22

1.5

Tây

84.2

1.2

Đông

75.3

19.1

22

1.5

Tây

84.2

2.2. TÍNH NHIỆT THỪA.
Nhiệt thừa của các phân xưởng được tính theo công thức:
+ Mùa hè:

Q Hth = ∑ Qt + ∑ QThu - ∑ Q tt (kcal/h)

(2.1)

+ Mùa đông:
Q Đth = ∑ Q t − ∑ Qtt (kcal/h)

(2.2)

Từ nguồn phát sinh trong từng phân xưởng ta sẽ đi vào tính toán nhiệt thừa cho
từng phân xưởng:
2.2.1. Nhiệt thừa phân xưởng cưa.
Từ mặt bằng nhà máy và đặc điểm của từng thiết bị trong các phân xưởng tìm
hiểu các vấn đề phát sinh trong từng phân xưởng đảm bảo vấn đề thông gió đạt yêu
cầu. Đối với phân xưởng cưa: có máy Ripsaw 1 lưỡi, máy cưa Panel, máy cưa vanh
nấu sẽ phát sinh bụi.
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

8


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

2.2.1.1. Mùa hè
a. Tính tỏa nhiệt
Lượng nhiệt tỏa ra trong phân xưởng cưa bao gồm các thành phần:
+ Tỏa nhiệt do thắp sáng: Qts
+ Tỏa nhiệt do động cơ, máy móc: Qđc
a1. Tỏa nhiệt do thắp sáng
Lượng nhiệt tỏa ra do thắp sáng được tính theo [4]/tr.25:
Qts=

860

× a × F (kcal/h)
1000

(2.3)

Trong đó:
a: Tiêu chuẩn thắp sáng tính theo m2 của sàn. Đối với nhà công nghiệp
a = 18 ÷ 24 (w/m2) sàn, (chọn a = 20 w/m2 sàn)
F: Diện tích của xưởng (m2), F = 1296 m2
Lượng nhiệt tỏa ra do thắp sáng của phân xưởng cưa:
Qts,(H) = 0.86 × 20 × 1296 = 22291.2 (kcal/h)
a2. Tỏa nhiệt do động cơ dùng điện.
Trong quá trình làm việc của các máy móc, thiết bị dùng điện, khi các động cơ
hoạt động, điện năng chuyển hóa thành nhiệt năng. Lượng nhiệt này được tính theo
[5]/ trang 91.
Q đc = 860 × η1 × η 2 × η 3 × η 4 × ∑ N (Kcal/h)

(2.4)

Trong đó:
+ η1 : Hệ số sử dụng công suất máy η1 = 0.7 - 0.8
+ η 2 : Hệ số tải trọng, tỉ số giữa công suất yêu cầu với công suất cực đại η 2 = 0.5 – 0.8.

+ η 3 : Hệ số làm việc không đồng thời của động cơ điện η 3 = 0.5 – 1.0
+ η 4 : Hệ số biến thiên công suất điện thành nhiệt η 4 = 0.85 – 1.0.
Thường lấy:

η1 ×η 2 ×η 3 ×η 4 = 0.25

+ 860 : Hệ số hoán đổi đơn vị điện thành nhiệt

+

∑ N : Tổng công suất của động cơ điện (kW)

Phân xưởng cưa gồm các thiệt bị với công suất động cơ:
+ 3 máy cưa Ripsaw 1 lưới, N = 2.5 kW

+ 1 máy ép mùn cưa, N = 1.2 kW

+ 9 máy cưa Panel, N = 2.0 kW

+ 5 máy cưa vanh, N = 1.5 kW

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

9


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

⇒ ∑ N = 34.2 (kW)

Nhiệt tỏa do động cơ, máy móc dùng điện của phân xưởng cưa:
Qđc,(H) = 860 × 0.25 × 34.2 = 7353 (kcal/h)
Vì phân xưởng cưa không có lò và bể do đó không tính tỏa nhiệt cho lò và bề
mặt thoáng của bể.
Tổng lượng nhiệt tỏa ra trong phân xưởng cưa vào mùa hè:
Qt,1(H) = Qts(H) + Qđc(H) = 29644.2 (kcal/h)
b. Tính toán tổn thất nhiệt

Tổn thất nhiệt trong phân xưởng cưa bao gồm các thành phần sau:
Qtt(H) = Qkc + Qrogio + Qhuong

(2.5)

Trong đó: Qkc: Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che (kcal/h)
Qrogio : Tổn thất nhiệt do rò gió (kcal/h)
Qhuong : Tổn thất nhiệt theo phương hướng (kcal/h)
b.1. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
Theo [1]/ trang 75 thì nhiệt truyền qua kết cấu bao che tính theo công thức:
Q kc(H) = K × F × ∆t tt (kcal/h)

(2.6)

Trong đó:
+ F: Diện tích kết cấu (m2)
+ Δt: chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài nhà mùa hè
∆t = ( t T − t N ) × Ψ = (36.4 − 34.4) × 1 = 20 C

(2.7)

+ ψ : Số hiệu chỉnh kể đến kết cấu bao che, theo [1]/ trang 75 ta có ψ = 1
+ K: hệ số truyền nhiệt của kết cấu (kcal/m2hoC)
Hệ số truyền nhiệt tính theo công thức:
K=

1
1
=
δ

1
1
Ro
+Σ i +
αT
λi α N

(2.8)

R0 = RT + ∑ Ri + R N : tổng nhiệt trở của kết cấu.
RT =

1
: nhiệt trở mặt trong của kết cấu ngăn che.
αT

RN =

1
: nhiệt trở mặt ngoài của kết cấu ngăn che.
αN

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

10


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ α T : hệ số trao đổi nhiệt mặt trong của kết cấu (kcal/m2h0C).
+ α N : hệ số trao đổi nhiệt mặt trong của kết cấu (kcal/m2h0C).
+ ∑ Ri : nhiệt trở của bản thân kết cấu.

δi

∑R = ∑λ
i

.

i

+ δ i : chiều dày của lớp kết cấu thứ i (m).
+ λi : hệ số dẫn nhiệt của lớp kết cấu thứ i (kcal/m.h.0C).
Chọn kết cấu bao che: Dựa vào ở phụ lục II – [1]/trang 377, ta xác định được hệ
số dẫn nhiệt λ (kcal/m.h.0C).
Cấu tạo tường ngoài: gồm 3 lớp

Vữa trát: δ1 = 15 mm, λ1 = 0.7 (kcal/mhoC),
(kcal/m2hoC)
Gạch chịu lực: δ2 = 220mm, λ2 = 0.65
(kcal/mhoC),

Vữa trát: δ3= 15 mm, λ3 = 0.65 kcal/mhoC,
kcal/m2hoC

Hình 2.1. Cấu tạo tường ngoài

- Cửa sổ: Cửa kính trắng

Dày: δ = 5 mm
o
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0.65 kcal/mh C .

Hệ số trao đổi nhiệt:

α N = 20 (kcal/m2h0C).
α T = 7.5 (kcal/m2h0C)

Hệ số truyền nhiệt của cửa sổ: K CS =

1
= 5.23
1 0.005 1
+
+
7.5 0.65 20

- Cửa chính ra vào: Cửa sắt đẩy
Dày: δ = 5 mm
o
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 50 (kcal/mh C) .

Hệ số trao đổi nhiệt: α N = 20 (kcal/m2h0C).
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

11

ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN
2 0
α T = 7.5 (kcal/m h C)

Hệ số truyền nhiệt của cửa chính: K CC =

1
= 5.45
1 0.002 1
+
+
7 .5
50
20

- Mái che: Mái tôn tráng kẽm
Dày: δ = 0.8 mm
o
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 50 (kcal/mh C) .

α N = 20 (kcal/m2h0C).

Hệ số trao đổi nhiệt:

α T = 7.5 (kcal/m2h0C).

Hệ số truyền nhiệt của mái che: K M =

1
= 5.45

1 0.008 1
+
+
7 .5
50
20

- Cửa mái: Cửa kính trắng
Dày: δ = 5 mm
o
Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0.65 (kcal/mh C) .

α N = 20 (kcal/m2h 0C).

Hệ số trao đổi nhiệt:

α T = 7.5 (kcal/m2h 0C).

Hệ số truyền nhiệt của cửa mái:

K CM =

1
= 5.23
1
0.005 1
+
+
7.5 0.65 20

- Nền: Nền không cách nhiệt.
Chia dải tính toán: theo [1]/trang 90.
Dải 1: Hệ số truyền nhiệt KN1 = 0.4 (kcal/m2h0C)
Dải 2: Hệ số truyền nhiệt KN2 = 0.2 (kcal/m2h0C)
Dải 3: Hệ số truyền nhiệt KN3 = 0.1 (kcal/m2h0C)
Dải 4: Hệ số truyền nhiệt KN4 = 0.06 (kcal/m2h0C)

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

12


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN
36m

54m

K1

K2

K2

K3

K3

K4

K4

24m

K1

2m
2m

2m
K1
K2
K3

54m

K4

Hình 2.2. Chia dải nền

Xác định diện tích kết cấu

Cửa sổ:

Cửa chính:

Tường:

Cửa sổ

B × H = 4 × 2 = 8 (m2)

Cửa chính

B × H = 4 × 4 = 16(m2)

Cửa mái

B × H = 2 × 1 (m2)

Đông:

Fcsđ = 3 × 8 = 24 (m2)

Tây:

Fcst = 4 × 8 = 32 (m2)

Nam:

Fcsn = 7 × 8 = 56 (m2)

Bắc:

Fcsb = 7 × 8 = 56 (m2)

Đông:

Fccđ = 1 × 16 = 16 (m2)

Tây:

Fcct = 0 × 16 = 0 (m2)

Nam:

Fccn = 2 × 16 = 32 (m2)

Bắc:

Fccb = 2 × 16 = 32 (m2)

Đông:

Ftđ = 8 × 24 - Fcsđ - Fccđ = 152 (m2)

Tây:

Ftt = 8 × 24 - Fcst - Fcct = 194 (m2)

Nam:

Ftn = 8 × 54 - Fcsn - Fccn = 344 (m2)

Bắc:

Ftb = 8 × 54 - Fcsb - Fccb = 344 (m2)

Mái:

F = 2 × S hbh + 2 × S ∆deu = 2 × 324 3 + 2 × 36 3 = 1421.88(m 2 )

Nền:

- Dải 1: F = 312 (m2)

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

13


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

- Dải 2: F = 264 (m2)
- Dải 3: F = 232 (m2)
- Dải 4: F = 488 (m2)
Cửa mái:

Bắc:

F = 26 × 2 = 52 (m2)

Nam: F = 26 × 2 = 52 (m2)
Mùa hè hướng dòng nhiệt qua kết cấu mái không phải từ trong ra ngoài mà
ngược lại từ ngoài vào trong vì nhiệt độ bên ngoài gần bề mặt mái lớn hơn so với nhiệt
độ bên trong do bức xạ mặt trời. Do đó, khi tính tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che về
mùa hè ta không tính lượng nhiệt truyền qua mái.
Vậy tổn thất nhiệt qua kết cấu của phân xưởng cưa vào mùa hè:
- Hướng Bắc: Cửa sổ: Qkc,cs(B)H = 5.23 × 56 × 2 = 585.76 (kcal/h)

Cửa chính: Qkc,cc(B)H = 5.45 × 32 × 2 = 348.8 (kcal/h)
Cửa mái: Qkc,cm(B)H = 5.23 × 52 × 2 = 543.92 (kcal/h)
Tường: Qkc,t(B)H = 1.77 × 344 × 2 = 1217.76 (kcal/h)
Qkc(B)H = Qkc,cs(B)H + Qkc,cc(B)H + Qkc,cm(B)H + Qkc,t(B)H = 2696.24 (kcal/h)
- Hướng Nam: Cửa sổ: Qkc,cs(N)H = 5.23 × 56 × 2 = 585.76 (kcal/h)
Cửa mái: Qkc,cm(N)H= 5.23 × 52 × 2 = 543.92 (kcal/h)
Cửa chính: Qkc,cc(N)H= 5.45 × 32 × 2 = 348.8 (kcal/h)
Tường: Qkc,t(N)H = 1.77 × 344 × 2 = 1217.76 (kcal/h)
Qkc(N)H = Qkc,cs(N)H +Qkc,cm(N)H + Qkc,cc(N)H +Qkc,t(N)H = 2696.24 (kcal/h)
- Hướng Đông: Cửa sổ: Qkc,cs(Đ)H = 5.23 × 24 × 2 = 251.04 (kcal/h)
Cửa chính: Qkc,cc(Đ)H = 5.45 × 16 × 2 = 174.4 (kcal/h)
Tường: Qkc,t(Đ)H = 1.77 × 152 × 2 = 538.08 (kcal/h)
Qkc(Đ)H = Qkc,cs(Đ)H + Qkc,cc(Đ)H + Qkc,t(Đ)H = 963.52 (kcal/h)
- Hướng Tây: Cửa sổ: Qkc,cs(T)H = 5.23 × 32 × 2 = 334.72 (kcal/h)
Cửa chính: Qkc,cc(T)H = 5.45 × 0 × 2 = 0 (kcal/h)
Tường: Qkc,t(T)H = 1.77 × 194 × 2 = 686.76 (kcal/h)
Qkc(T)H = Qkc,cs(T)H + Qkc,cc(T)H + Qkc,t(T)H = 1021.48 (kcal/h)
- Nền: Dải I: Qkc = 0.4 × 312 × 2 = 249.6 (kcal/h)
Dải II: Qkc = 0.2 × 264 × 2 = 105.6 (kcal/h)
Dải III: Qkc = 0.1 × 232× 2 = 46.4 (kcal/h)
Dải IV: Qkc= 0.06 × 488 × 2 = 58.56 (kcal/h)
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

14


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

=> Qkc,nềnH = 460.16 (kcal/h)

Từ kết quả trên ta tổng hợp tổn thất nhiệt qua kết cấu của phân xưởng cưa:
Qkc(H) = Qkc(B)H + Qkc(N)H + Qkc(Đ)H + Qkc(T)H = 7377.48 (kcal/h)
b.2. Tổn thất nhiệt do phương hướng.
Theo [4]/trang 40, khi tính lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che ta chưa kể
tới sự ảnh hưởng của hướng nhà. Tùy theo hướng nhà khác nhau ta có lượng nhiệt mất
mát bổ sung thêm bằng số phần trăm nào đó của lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao
che đã tính.

B

10 %
Đ

5%

10%

T
N

0%

Hình 2.3. Phần trăm tổn thất nhiệt theo phương hướng

Công thức tính lượng nhiệt tổn thất do phương hướng như sau:
Qhuong(H) = a × QKCtt

(2.9)

Trong đó:

+ QKCtt: Lượng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che xung quanh (kcal/h).
+ a: Phần trăm tổn thất theo phương hướng (%).
Tổn thất phương hướng của phân xưởng cưa là:
+ Hướng Bắc: a = 10%, QKC(h) = 2696.24 (kcal/h),
Qhuong(B)H = 0.1 × 2696.24 = 269.624 (kcal/h)
+ Hướng Tây: a = 5%, QKC(h) = 1021.48 (kcal/h)
Qhuong(T)H = 0.05 × 1021.48 = 51.074 (kca/h)
+ Hướng Đông: a = 10%, QKC(h) = 963.52 (kcal/h)
Qhuong(Đ)H = 0.1 × 963.52 = 96.352 (kcal/h)
+ Hướng Nam: a = 0%, QKC(h) = 2696.24 (kcal/h),
Qhuong(N)H = 0 × 2696.24 = 0 ( kcal/h)
Vậy tổn thất nhiệt theo phương hướng về mùa hè của phân xưởng cưa:
Qhuong(H) = Qhuong(B)H + Qhuong(N)H + Qhuong(Đ)H + Qhuong(T)H = 417.05 (kcal/h)
b.3. Tổn thất nhiệt do rò gió

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

15


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

Gió rò vào nhà qua các khe cửa thuộc phía đón gió và gió sẽ đi ra ở phía khuất
gió. Khi gió vào nhà, trong nhà sẽ mất đi một lượng nhiệt để làm nóng lượng không
khí lạnh đó từ tngoài tới ttrong. Lượng nhiệt tiêu hao để làm nóng không khí vào nhà được
tính theo công thức sau: ([4]/trang 40)
Qrogio ( H ) = 0.24 × G × (tTtt − t Ntt )

(kcal/h)

(2.10)

Trong đó:
+ G: lưu lượng gió lùa vào nhà qua khe cửa: G = g × l (kg/h)
+ g: lượng không khí lọt vào trên 1m dài khe cửa cùng loại (kg/mh)
+ l: tổng chiều dài khe cửa đón gió (m)
+ 0.24: tỉ nhiệt của không khí (kcal/kg0C)
+ tTtt, tNtt: nhiệt độ tính toán bên trong và ngoài nhà (oC)
Ta chỉ tính tổn thất do rò gió qua cửa sổ và cửa đi còn cửa mái có nhiệm vụ
thông gió tự nhiên nên không tính.
Tháng nóng nhất ta chọn là tháng 7, với hướng gió là hướng Đông, vận tốc gió
trung bình của tháng 7 là vgio= 1.2 (m/s).
Dựa vào Bảng 2-10 - [4]/ trang 40
Với Vgio = 1.2 (m/s) g = 2.76 (kg/h.m) (cửa sổ)
g = 12.76 (kg/h.m) (cửa chính)
g = 2.76 (kg/h.m) (cửa mái)
Hướng gió

100%
Hình 2.4. Hướng gió chính vào mùa hè

Tổng chiều dài của khe cửa chỉ tính cho các cửa ở trong 100% chiều dài nhà
xưởng của hướng Đông, gồm 1 cửa chính và 2 cửa sổ. Chiều dài khe đón gió được tính:
l = (chiều dài × số khe + chiều rộng × số khe) × số cửa

(2.11)

+ Cửa chính: l = (10 × 2 + 4 ×2) × 1 = 28 m
+ Cửa sổ : l = (4 × 5 + 1 × 3 ) × 2 = 46 m

Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa hè:
+ Cửa chính:Qrogio,ccH = 0.24 × 12.76 × 28 × 2 = 714.56 (kcal/h)
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

16


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ Cửa sổ:Qrogio,csH = 0.24 × 2.76 × 46 × 2 = 60.94 (kcal/h)
Vậy tổng tổn thất do rò gió về mùa hè của phân xưởng cưa:
Qrogio(H) = Qrogio,ccH + Qrogio,csH = 775.5 (kcal/h)
Tổng nhiệt tổn thất mùa hè phân xưởng cưa:
Qtt,1(H) = Qkc(H) + Qrogio(H) + Qhuong(H) = 8570.03 (kcal/h)
c. Tính thu nhiệt do bức xạ mặt trời
Lượng nhiệt thu trong phân xưởng cưa gồm các thành phần sau:
+ Lượng nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua mái Qbx(m)
+ Lượng nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính Qbx(k)
c.1. Nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua mái
Nhiệt bức xạ qua mái gồm 2 thành phần:
- Nhiệt truyền vào nhà do chênh lệch nhiệt độ.
- Nhiệt truyền qua mái do dao động nhiệt độ.
Được xác định theo công thức (2.59) - [6]/tr.53.
Q bx(m) = Q ∆bxt + Q Abxτ (kcal/h) = K m × Fm × ( t tbtông − t Ttb ) + α

Atông
T

υ

Fm

(2.12)

1. Nhiệt bức xạ mặt trời truyền vào nhà do chênh lệch nhiệt độ giữa không
khí trong và ngoài nhà
Q ∆bxt = K m × Fm × ( t tbtông − t tbT ) (kcal/h)

(2.13)

Trong đó:
+ Km: hệ số truyền nhiệt của mái, Km = 5.45
+ Fm: Diện tích mái (m2), Fm = 1421.88 (m2)
+ t ttb : nhiệt độ trung bình tổng (0C), được xác định theo công thức 2.60-[6]/trang 53
t ttb = t Ntb + ttdtb

+ t Ntb : là trị số trung bình của nhiệt độ ngoài tháng nóng nhất, t Ntb = 29.30C
(Bảng 2.2 – [9])
+ ttđ : nhiệt độ tương đương,

t td =

tb
ρ × q bx
( o C)
αN

+ ρ hệ số hấp thụ nhiệt bức xạ của bề mặt kết cấu bao che.
Dựa vào bảng 3-9 - [1]/trang 109 ta chọn ρ = 0.65 đối với mái tôn tráng kẽm.

+ α N = 20 (kcal/m2 h0C): Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của kết cấu.
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

17


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN
tb

+ qbx : cường độ bức xạ mặt trời trung bình trong ngày đêm (kcal/m2h).
tb
q bx
=

∑q

i

24

+ ∑ qi : Tổng cường độ bức xạ các giờ có nắng trong ngày.
Dựa vào bảng 2.18 - [9] ta có ∑ qi = 6904 (W/m2/ ngày), lấy tại Đà Nẵng

∑q

i

= 6904 (W/m2/ ngày) = 5936.37 (kcal/h.m2/ngày)
q bxtb =

5936.37
= 247.35 (kcal/h.m2)
24

+ t T : nhiệt độ trong nhà, t T = 36.40C
t td =

tb
ρ × q bx
0.65 × 247.35
=
= 7.9( o C)
αN
20

t ttb = 29.3 + 7.9 = 37.2 0C

Vì t ttb > tT có bức xạ mặt trời truyền vào nhà do chênh lệch nhiệt độ tương đương.
⇒ Q ∆bxt = 5.45 ×1421.88 × (37.2 − 36.4) = 6199.4 (kcal/h)

2. Nhiệt bức xạ mặt trời truyền vào nhà do dao động nhiệt độ
Q Abxτ = α T × A × τ T × F (kcal/h)

(2.14)

Trong đó:
+ α T : Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong của kết cấu, α T = 7.5 (kcal/m2h0C)
+ F: Diện tích mái (m2), F = 1421.88 (m2)
+ Aτ T : Biên độ dao động của nhiệt độ (0C), được xác định theo [6]/tr.55

Aτ T =

At tông

ν

+υ : hệ số tắt dần của dao động nhiệt độ
Dao động của AτN truyền vào nhà, khi đi qua bề dày kết cấu thì nó bị giảm đi ν
lần, vì mái tôn có bề dày mỏng nên có thể chọn ν = 1.
+ At tông : Biên độ dao động nhiệt độ tổng hợp ngoài nhà (0C)
Attông = ( At tđ + At N ) ×ψ

+ At tđ : Biên độ dao động của nhiệt độ tương đương (0C)
ρ × (qbxmax − qbxtb ) 0.65 × (510.74 − 247.35)
At tđ =
=
= 8.56 0 C
αN
20

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

18


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ α N : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của kết cấu α T = 20 (kcal/m2h0C)
max

+ qbx : Giá trị cực đại của bức xạ mặt trời (kcal/m2.h).
max

Dựa vào bảng 2.20 - [9] ta có qbx = 594 (W/m2) = 510.74 (kcal/m2.h), lấy tại
trạm Đà Nẵng.
+ At N : biên độ dao động của nhiệt độ ngoài nhà (0C)
At N = t Nmax − t Ntb = 36.4 − 29.3 = 7.10 C

+ α N : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài của kết cấu α T = 20 (kcal/m2h0C)
+ ψ : hệ số lệch pha phụ thuộc vào độ lệch pha ΔZ và tỉ số giữa biên độ của dao
động nhiệt độ tương đương và nhiệt độ bên ngoài.
Dựa vào bảng 2.18-[6]/trang 55 ta chọn ΔZ = 2 và

At td 8.56
=
= 1.2  ψ =
At N
7.1

0.963
⇒ Aτ T = At tông = (8.56 + 7.1) × 0.963 = 15.7 (0C)
⇒ Q Abxτ = 7.5 ×15.7 ×1421.88 = 167426.37 (kcal/h)

Vậy nhiệt bức xạ truyền qua mái của phân xưởng cưa:
Q bx(m) = 6199.4 + 167426.37 = 173625.77 (kcal/h)

c.2. Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính
Được tính theo [6]/trang 57
Q bx(k) = τ 1 × τ 2 × τ 3 × τ 4 × q bx × F (kcal/h)

(2.15)

Trong đó:
+τ 1 : là hệ số kể đến độ trong suốt của cửa kính.
+τ 2 : là hệ số kể đến độ bám bẩn của cửa kính.
+τ 3 : là hệ số kể đến mức độ che khuất của khung cửa.
+τ 4 : là hệ số kể đến độ che khuất của hệ thống che nắng.
Dựa vào [6]/trang.57 ta chọn được:
+ Chọn kết cấu kính của cửa kính: Cửa kính một lớp τ 1 = 0.9 .
+ Cửa kính thẳng đứng 1 lớp τ 2 = 0.8 .
+ Cửa sổ 1 lớp kính thẳng đứng trong khung thép τ 3 = 0.75 .
+ Ô văng che nắng τ 4 = 0.95 .
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

19


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ qbx: cường độ bức xạ mặt trời cho 1m 2 mặt phẳng bị bức xạ tại thời
điểm tính toán (kcal/m2h).
Dựa vào bảng 2.20 - [9] ta có q bx lấy theo 8 hướng lấy tại trạm Đà Nẵng.
Phía Bắc

q bx = 79.2 (W/m2) = 68.1 (kcal/h.m2).

Phía Nam

qbx = 0 (W/m2).

Phía Đông

qbx = 0 (W/m2).

Phía Tây

qbx = 216.6 (W/m2) = 186.24 (kcal/h.m2).

+ F: Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán (m 2).
Thu nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính chủ yếu xảy ra tại cửa sổ và cửa mái và
chỉ tính cho mùa hè:
+ Cửa sổ: Vì hướng Đông có qbx = 0 do đó Qbx(k) = 0 (kcal/h).
Hướng Tây: Qbx,T(k) = 0.9 × 0.8 × 0.75 × 0.95 × 186.24 × 32 = 3057.31 (kcal/h).
Hướng Bắc: Qbx,B(k) = 0.9 × 0.8 × 0.75 × 0.95 × 68.1 × 56 = 1956.4 (kcal/h).
Qbx,cs(k) = Qbx,T(k) + Qbx,B(k) = 3057.31 + 1956.4 = 5013.71 (kcal/h)
+ Cửa mái: Vì hướng Nam có qbx = 0 do đó Qbx(k) = 0 (kcal/h)
Hướng Bắc: Qbx, B(k) = 0.9 × 0.8 × 0.75 × 0.95 × 68.1 × 52 = 1816.63 (kcal/h)
Qbx,cm(k) = Qbx,B(k) = 1816.63 (kcal/h)
Vậy thu nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua cửa kính tại phân xưởng cưa:
Qbx(k) = Qbx,cs(k) + Qbx,cm(k) = 6830.34 (kcal/h)
Tổng nhiệt thu mùa hè phân xưởng cưa:
Qth,1 = Qbx,m + Qbx,k = 180456.11 (kcal/h)
Vậy nhiệt thừa phân xưởng cưa mùa hè:
Lượng nhiệt thừa trong các phân xưởng cưa được tính dựa vào công thức (2.1)
Qth,1(H) =

∑Q

t(H )

+ ∑ QThu ( H ) - ∑ Q tt(H) = 201530.28 (kcal/h)

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

20


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

2.2.1.2. Mùa đông
Tính toán tương tự mùa hè và chỉ tính cho tổn thất nhiệt và lượng nhiệt tỏa
trong phân xưởng.
a. Tính tổn thất nhiệt
a.1. Tổn thất nhiệt do kết cấu bao che
Theo công thức (2.6) ta tính được nhiệt tổn thất kết cấu về mùa đông của phân
xưởng cưa thể hiện qua:
Bảng 2.2. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che vào mùa đông của phân xưởng cưa

Qkc(Đ) = 10080.71 (kcal/h), xem chi tiết phụ lục A
a.2. Tổn thất nhiệt do phương hướng
Theo công thức (2.9) ta tính được tổn thất nhiệt do phương hướng thể hiện qua:
Bảng 2.3. Tổn thất nhiệt theo phương hướng vào mùa đông của phân xưởng cưa

Qhuong(Đ) = 536.39 (kcal/h), xem chi tiết phụ lục A
a.3. Tổn thất nhiệt do rò gió
Theo công thức (2.10) ta tính được nhiệt tổn thất do rò gió của phân xưởng cưa
vào mùa đông thể hiện qua:
Bảng 2.4. Tổn thất nhiệt do rò gió vào mùa đông của phân xưởng cưa

Qrogio(Đ) = 120.601 (kcal/h), xem chi tiết phụ lục A
Tổng nhiệt tổn thất mùa đông phân xưởng cưa:
Theo công thức (2.5) ta tính được:
Qtt,1(Đ) = Qkc(Đ) + Qrogio(Đ) + Qhuong(Đ) = 10871.70 (kcal/h)
b. Tính tỏa nhiệt
Gồm: Tỏa nhiệt do người
Tỏa nhiệt do thắp sáng
Tỏa nhiệt do động cơ dùng điện
b.1. Tỏa nhiệt do người
Nhiệt tỏa ra do người chỉ tính cho mùa đông. Về mùa hè với nhiệt độ tính toán
là 36.40C, ứng với nhiệt độ này lượng nhiệt hiện tỏa ra của người rất thấp hầu như
không có. Do đó người coi như không tỏa nhiệt và được tính theo công thức 3.16[5]/trang 91:
Q ng = q h × N (kcal/h)

(2.16)

Trong đó:
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

21


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ N: Số người làm việc trong phân xưởng, N = 42 người
+ qh: Lượng nhiệt hiện tỏa ra của một người, phụ thuộc vào nhiệt độ của
không khí và trạng thái lao động.
Dựa vào bảng 3.7-[5]/trang 92 ta có: Với trạng thái lao động nặng và nhiệt độ

không khí trong phòng: t = 200C thì qh = 130 (kcal/h)
Lượng nhiệt tỏa ra cho người của phân xưởng cưa:
Qng = 130 × 42 = 5460 (kcal/h)
b.2. Tỏa nhiệt do thắp sáng
Theo công thức (2.3) ta tính được: Qts(Đ) = 22291.2 (kcal/h)
b.3. Tỏa nhiệt do động cơ dùng điện
Theo công thức (2.4) ta tính được: Qđc(Đ) = 7353 (kcal/h)
Tổng lượng nhiệt tỏa trong phân xưởng cưa vào mùa đông:
Qt,1(Đ) = Qng + Qts(Đ) + Qđc(Đ) = 35104.2 (kcal/h)
Nhiệt thừa phân xưởng cưa mùa đông:
Theo công thức (2.2), ta tính được:
Qth,1(Đ) =

∑Q

t ( Đ)

− ∑Qtt ( Đ ) = 24232.5 (kcal/h)

Vậy lượng nhiệt thừa của phân xưởng cưa vào 2 mùa :
+ Mùa hè: Qth,1(H) = 201530.28 (kcal/h)
+ Mùa đông: Qth,1(Đ) = 24232.5 (kcal/h)
2.2.2. Nhiệt thừa của phân xưởng chế tạo
Tính toán nhiệt thừa cho phân xưởng chế tạo tương tự như phân xưởng cưa, với
các thông số đã chọn cho phân xưởng chế tạo và được thể hiện qua các bảng sau:
2.2.2.1. Mùa hè
Gồm: Tính toán tỏa nhiệt
Tính toán tổn thất nhiệt
Tính toán bức xạ nhiệt
a. Tính tỏa nhiệt

Gồm: Tỏa nhiệt do thắp sáng
Tỏa nhiệt do động cơ dùng điện
Tỏa nhiệt do lò sấy
a.1. Tỏa nhiệt do thắp sáng
Theo công thức (2.3) ta tính được lượng nhiệt tỏa do thắp sáng:
GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

22


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

Qts(H) = 14860.8 (kcal/h)
a.2. Tỏa nhiệt do động cơ dùng điện
Các loại máy móc, động cơ hoạt động trong phân xưởng chế tạo như đã trình
bày ở Chương I. Tổng công suất động cơ của phân xưởng: ∑N = 22.4 W, các hệ số
chọn như phân xưởng chế tạo.
Lượng nhiệt tỏa do động cơ được tính theo công thức (2.4):
Qđc(H) = 4816 (kcal/h)
a.3. Tỏa nhiệt do lò sấy gỗ
Qlo = Qth + Qn + Qđ + Qc

(2.17)
Trong đó:

q1
t1 = tl

q2

t

t3

q

t1 = tl: nhiệt độ bên trong lò (oC)
0
t4= txq t2 : nhiệt độ bề mặt trong của thành lò ( C)

3

t2

t3: nhiệt độ lớp gạch thủ công đỏ (0C)
t4: nhiệt độ lớp vữa xây xi măng - cát (0C)
t5: nhiệt độ bề mặt ngoài lớp thép mỏng (0C)

= txq:lònhiệt độ không khí xung quanh (0C)
Hình 2.5. Kết cấu tthành
6
Tỏa nhiệt qua thành lò
Kích thước lò: B × L × H = 4m × 10m × 3m. Trong phân xưởng có 5 lò, nối
tiếp nhau, lò này tiếp lò kia, chung tường nên xem như một lò lớn có kích thước:
L× B × H = 20 × 10 × 3
Giả thuyết kết cấu lò
- Lớp I: vữa xây xi măng - cát: δ1 = 15 mm, λ1 = 1.2 (kcal/m.h.0C)
- Lớp II: gạch thủ công đỏ, δ2 = 220 mm, λ2 = 0.81 (kcal/m.h.0C)
- Lớp III: vữa xây xi măng - cát: δ1 = 15 mm, λ1 = 1.2 (kcal/m.h.0C)
(Theo phụ lục C – [5])

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

23


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

Bảng 2.5. Giả thiết nhiệt độ lò
Loại lò
Lò sấy

t1 (oC)
105

Mùa
Hè

t2 (oC)
100

t (oC)
76.5

t 3(oC)
45.5

t4 (oC)
36.4

Tính toán hệ số truyền nhiệt
⇒k=

1
1
δ i = 0.015 0.22 0.015 = 3.37 (kcal/m2.h.0C)
∑
+
+
λi
1.2
0.81 1.2

(2.18)

Xác định hệ số trao đổi nhiệt
α = l × (t3 − t 4 ) 0.25 +

Cqd

2
0
T
 T

× ( 3 ) 4 − ( 4 ) 4  (kcal/m .h. C)
t3 − t 4  100
100 

(2.19)

Trong đó:
α : Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt ngoài của thành lò

l: Hệ số kích thước đặc trưng, phụ thuộc vào vị trí thành lò.
- Đối với bề mặt đứng l = 2.2
- Đối với bề mặt ngang l = 2.8
Cqd :

Hệ số bức xạ nhiệt quy dẫn, Cqd = 4.2 (kcal/m2.h.0 K4)

α 4H = 2.2 × (45.5 − 36.4) 0, 25 +

α = 2.8 × (45.5 − 36.4)
H
4

0 , 25

 273 + 45.5 4  273 + 36.4 4 
4.2
× 
 −
  = 9.02(kcal/m2.h.0C)
45.5 − 36.4 
100
100
 
 

 273 + 45.5 4  273 + 36.4 4 
4.2
+
× 
 −
  = 10.06(kcal/m2.h.0C)
45.5 − 36.4 
100
100
 
 

Tính lượng nhiệt truyền qua 1 m2 thành lò:
qkH = k × (t2 − t ) = 3.37 × (100 − 76.5) = 79.195 (kcal/m2h)

(2.20)

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 thành lò:
qαH = α 4H (t3 − t 4 ) = 9.02 × (45.5 − 36.4) = 82.09 (kcal/m2h)

(2.21)

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 nóc lò:
qαH = α 4H (t3 − t4 ) = 10.06 × (45.5 − 36.4) = 91.55 (kcal/m2h)

Tính lượng nhiệt toả qua 1m2 đáy lò:
qαH = α 4H (t3 − t4 ) = 10.06 × (45.5 − 36.4) = 91.55 (kcal/m2h)

So sánh kết quả:

qkH − qαH
qkH

× 100 = 3.7 < 5% thỏa mãn

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

24


ĐATN: Thiết kế hệ thống thông gió và xử lý khí thải cho nhà máy sản xuất đồ gỗ gia dụng - ĐN

+ Cửa lò : 3.5 × 1.5 = 5.25 m2
+ Thành lò : Fth = (20 × 3) + (10 × 3) × 4 = 180 m2
+ Nóc lò : Fn = 20 × 10 – 5.25 = 194.75 m2
+ Đáy : Fđ = 20 × 10 = 200 m2
- Nhiệt truyền qua thành lò là:
H
Qth(H) = qα ×Fth (kcal/h) = 82.09 × 180 = 14776.2 (kcal/h)

(2.22)

- Nhiệt truyền qua nóc lò:
H

Qn(H) = 1.3× qα ×Fn (kcal/h) = 1.3 × 91.55 × 194.75 = 23178.17 (kcal/h) (2.23)
- Nhiệt truyền qua đáy lò:
H

Qđ(H) = 0.7× qα ×Fđ (kcal/h) = 0.7 × 91.55 × 200 = 12817 (kcal/h)

(2.24)

- Nhiệt truyền qua cửa lò:
Xác định theo [5]/trang 95: QC = Qc,đóng+ Qc,mở

(2.25)

Trong đó:
Qc,đóng, Qc,mở : Lượng nhiệt toả từ cửa lò khi đóng và khi mở.
+ Nhiệt toả từ cửa lò khi đóng:
Qc,đóng = 1.3× qα × Fc ×

Z
50
= 1.3 × 82.09 × 5.25 ×
= 466.88 (kcal/h)
60
60

(2.26)

Trong đó:
+ Z: thời gian cửa đóng trong 1h, chọn Z = 50 phút.
+ FC: diện tích cửa lò, F = 5.25 m2
+ qα: Nhiệt truyền qua 1m2 diện tích cửa lò, qα = 82.09 (kcal/h),
+ Nhiệt bức xạ từ mở cửa lò:
Qc,mở = η × qbx× Fc × z (kcal/h)

(2.27)

Trong đó: qbx : Nhiệt bức xạ
q c ,bx

 273 + t l  4  273 + t N  4 
= C td 
 −
 
 100  
 100 

(kcal/h.m2)

(2.28)

 273 + 105  4  273 + 36.4  4 
qch,bx = 4.96 × 
 −
  = 558.1 (kcal/h.m2)
 
 100   100

GVHD: KS. Lê Hoàng Sơn
SVTH: Mông Thị Hồng_Lớp: 11MTLT

25