Tính Toán Hệ Thống Điều Hòa Không Khí Theo Phương Pháp Carrie

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VĂN LANG
KHOA KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
TÍNH TOÁN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
THEO PHƯƠNG PHÁP CARRIER

GV: Ths.Nguyễn Duy Tuệ

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạnh theo phương pháp Carrier

1


TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH THEO
PHƯƠNG PHÁP CARRIER

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

2


MỤC TIÊU
- Sinh viên hiểu và tính toán được phụ tải lạnh
của hệ
ệ tthống
ố g ĐHKK ttrung
u g tâ
tâm ttheo

eo p
phương
ươ g p
pháp
áp
Carrier
- Sinh viên thành lập
ập được
ợ các sơ đồ hệ
ệ thống
g
ĐHKK

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

3


NỘI DUNG
Chọn thông số thiết kế
Tính toán nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn
ẩ thừa
Thành lập sơ đồ ĐHKK 1 cấp loại thẳng
Thành lập sơ đồ ĐHKK 1 cấp có sấy bổ sung
Thành
à
lập
ập sơ đồ ĐHKK 2 cấp

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

4


Chọn thông số thiết kế
Khi bắt đầu tiến hành thiết kế hệ thống ĐHKK ta
tiến hành khảo sát và thực hiện các yêu cầu sau:
- Vị trí công trình:
- Công trình này lắp đặt ở đâu? Vĩ độ?
- Hướng tòa nhà? Nằm ở khu vực nào? ( Bệnh
viện, trường học, chợ búa..)
- Mục đích sử dụng: Khách sạn, nhà hát, rạp
chiếu
ế bóng….? Để
ể có tiêu chuẩn
ẩ thích hợp
- Nhiệt độ và độ ẩm:
- Ta tiến
ế hành lựa chọn các thông số
ố nhiệt độ, độ
ẩm ban đầu cho việc thiết kế.
01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

5

Chọn thông số thiết kế
+ Nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời ( tN, N )
Thông số này ta chọn theo vùng khí hậu mà công
trình lắp đặt, có thể tham khảo bảng sau:

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

6


Chọn thông số thiết kế
+ Nhiệt độ, độ ẩm trong phòng ( tT, T )
Theo yêu cầu công nghệ hoặc theo nhu cầu tiện
nghi của con người. Nhưng không được chênh lệch
quá lớn giữa nhiệt độ ngoài trời và trong nhà quá
lớn, chỉ trong khoảng 6-8 độC. Có thể thiết kế các
vùng đệm

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

7


Chọn thông số thiết kế
- Cấu trúc xây dựng, đặc điểm bố trí các thiết bị,

nguồn phát nhiệt như máy tính, chiếu sáng….
- Tốc độ không khí: không được quá lớn, thường
chọn 0,25m/s.
- Lượng gió tươi : đảm bảo tối thiểu 20m3/h.người
- Độ ồn:
ồ Rất
ấ nghiêm ngặt đối
ố với công trình quan
trọng như bệnh viện, phòng ngủ khách sạn…
- Độ sạch của không khí: khi thiết
ế kế
ế các phòng
sạch như: phòng mổ, phòng lắp ráp linh kiện điện
tử, cơ khí chính xác….theo tiêu chuẩn
ẩ riêng
- Tính thẩm mĩ: bố trí thiết bị cho phù hợp
01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

8


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
1. Mục đích:
Nhằm duy trì nhiệt độ và độ ẩm thích hợp trong
không gian điều hòa. Vì vậy ta phải loại bỏ một số
yếu tố bất lợi luôn phát sinh trong quá trình này là
lượng nhiệt thừa và lượng ẩm thừa phát sinh

Đối
ố với nhiệt thừa để
ể dễ dàng khảo sát ta chia
thành 2 nguồn chính như sau:
+ Nguồn
ồ nhiệt xâm nhập từ bên ngoài: qua kết
ế
cấu bao che, do bức xạ, do lọt gió
+ Nguồn
ồ nhiệt xuất
ấ hiện từ bên trong : nhiệt tỏa
ra do người, thiết bị
01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

9


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

10


Tính toán nhiệt hiện thừa

và nhiệt ẩn thừa
+ Tổng nhiệt thừa Q0:
Q0 = Qh + Qâ
Qh = Qhf + QhN
Qâ = Qâf + QâN
Qo : Năng suất lạnh của hệ thống( kW )
Qh : Tổng nhiệt hiện của hệ thống ( kW )
Qâ : Tổng nhiệt ẩn của hệ thống (kW)
Qhf : Nhiệt hiện phòng ( kW )
Qâf : Nhiệt ẩn phòng ( kW )
QhN,âN: Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do thông gió (kW)
01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

11


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

12


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa

2. Xác định lượng nhiệt hiện thừa phòng:
Gồm các thành phần:
Qhf = Q1 + Q2 + Q3 + Q4h , ( kW )
Q1 : Nhiệt truyền qua kết cấu bao che ( kW )
Q2 : Nhiệt do bức xạ qua kính và mái ( kW )
Q3 : Nhiệt tỏa ra trong không gian điều
ề hòa (kW)
Q4h : Nhiệt hiện do lọt gió ( kW )

13


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
a. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che – Q1
Q1 = Ki.Fi.( tN – tT ), kW
Trong đó :
Q1 : nhiệt truyền qua tường, cửa kính hay sàn, (W)
Fi : diện tích truyền nhiệt bề mặt tường, cửa, sàn
tương ứng , (W)
Ki : hệ số truyền nhiệt các kết cấu bao che
K

1
1

N
01/09/2013




1

 T

, (W / m 2 .0 C )

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

14


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
Trong đó :
 : bề dày vách, (m)
 : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu, (W/m.độC)
N : hệ số tỏa nhiệt giữa mặt ngoài tường với
không khí - N=20 W/m2.0C nếu tiếp xúc trực tiếp
với không khí ngoài trời - N=10 W/m2.0C khi tiếp
ế
xúc qua một không gian không điều hòa
T : hệ số
ố tỏa nhiệt giữa mặt trong tường với
không khí trong phòng T=10 W/m2.0C

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

15


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
t : hiệu nhiệt độ ngoài trời và phòng, (oC). Ta có
một số trường hợp cụ thể sau:
+ Tường tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ngoài trời
được tính : t = tN - tT
+ Tường tiếp xúc qua một không gian không điều
hòa :
t = 0,7(tN - tT)
+ Từơng tiếp xúc qua hai không gian không điều
hòa :
t = 0,4(tN - tT)
+ Sàn phía dưới là không gian không điều hòa :
t = 0,5(tN - tT)

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

16


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
Ngoài ra ta phải kiểm tra điều kiện đọng sương ở
vách có nhiệt độ cao hơn. Hệ số truyền nhiệt của

vách K phải nhỏ hơn Kmax
Trong đó:
tNs : là nhiệt độ đọng sương của không khí nóng
tiếp
ế xúc với vách

tN  t s
2 0
 N.
, (W / m . C )
t N  tT
N

K max

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

17


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
b. Bức xạ nhiệt qua kính và mái Q2 :
+ Bức xạ nhiệt qua kính- Q2 kính :
- Truyền nhiệt bức xạ là truyền nhiệt dạng sóng
giữa 2 vật cách xa nhau mà không cần tiếp xúc. Ở
đây là mặt trời và không gian điều hòa.
- Nếu

ế gọi Q là nhiệt lượng bức xạ từ mặt trời
chiếu đến một mặt phẳng thì một phần nhiệt lượng
sẽ phản xạ ra ngoài là Qr, nhiệt lượng bị hấp
ấ thụ Qa
và nhiệt lượng xuyên thấu QT

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

18


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
Ta có phương trình cân bằng nhiệt :
Q =Qa+Qr +QT
Chia 2 vế cho Q:
1 = Qa/Q + Qr/Q + QT
Vậy ta có:
1 = 
 : hệ số
ố hấp
ấ thụ
 : hệ số phản xạ
 : hệ số
ố xuyên qua
Để chuẩn bị cho các tính toán sau này, ta đưa ra
khái niệm kính cơ bản. Ta gọi kính cơ bản là loại
kính trong suốt, dày 3 mm, có hệ số hấp thụ =6%,

hệ số
ố phản xạ =8%.
01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

19


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
Nhiệt truyền qua kính được tính theo công thức:
Q2kinh = Fk.R.c.ds.mm.kh.k.m (W)
(*)
Fk : diện tích kính – m2.
 c : Hệ số tính đến độ cao H nơi đặt kính cao hơn
mực nước biển. c = 1 + (0,023. H)/1000
ds : Hệ số
ố xét đến
ế ảnh hưởng của sự tăng nhiệt
độ đọng sương của không khí ngoài trời với 200C
ds = 1 – 0,13. (tds – 20)/10
mm : Hệ số xét đến ảnh hưởng của mây mù.
Chọn bằng
ằ 1 do trời không mây.
kh : Nếu khung gỗ thì bằng 1. Nếu khung kim loại
thì kh = 1,17
01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

20


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
+ Đến đây ta xét đến 4 trường hợp sau:
Trường hợp 1 : Ta sử dụng kính cơ bản, không
có rèm che
Trong công thức (*) R ta chọn trong bảng Dòng
nhiệt bức xạ qua kính cơ bản vào phòng
R : nhiệt lượng xâm nhập qua kính cơ bản W/m2
-k và m : hệ số kính và hệ số mặt trời ta chọn
bằng
ằ 1

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

21


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

22


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
Trường hợp 2 : Ta sử dụng kính cơ bản, có
rèm che
Trong công thức (*) R ta chọn trong bảng Dòng
nhiệt bức xạ qua kính cơ bản vào phòng
R : nhiệt lượng xâm nhập qua kính cơ bản W/m2
-k : hệ số
ố kính - chọn bằng
ằ 1
m : hệ số mặt trời xét đến ảnh hưởng của màn
che đối
ố với bức xạ mặt trời - ta chọn trong bảng
sau:

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

23


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

24


Tính toán nhiệt hiện thừa
và nhiệt ẩn thừa
Trường hợp 3: Ta sử dụng kính nào đó, khác
với kính cơ bản và không có rèm che
Trong công thức (*) R ta chọn trong bảng Dòng
nhiệt bức xạ qua kính cơ bản vào phòng
R : nhiệt lượng xâm nhập qua kính cơ bản W/m2
m : hệ số
ố mặt trời – chọn bằng
ằ 1
-k : hệ số kính - chọn theo bảng dưới đây

01/09/2013

Tính toán Phụ tải lạh theo phương pháp Carrier

25