Thành lập sơ đồ điều hòa không khí

Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

Chương 4
Thành lập sơ đồ điều hòa không khí
Sơ đồ điều hòa không khí được thiết lập dựa trên kết quả tính toán cân bằng
nhiệt ẩm, đồng thời thỏa mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu
công nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu. Việc thành lập sơ đồ điều hòa phải
căn cứ trên các kết quả tính toán như nhiệt hiện, nhiệt thừa của phòng.
Trong điều kiện cụ thể mà ta có thể chọn các sơ đồ : sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần
hoàn không khí 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp. Chọn và thành lập sơ
đồ điều hòa không khí là 1 bài toán kĩ thuật, kinh tế. Mỗi sơ đồ đều có ưu điểm
đặc trưng, tuy nhiện dựa vào đặc điểm của công trình và tầm quan trọng của hệ
thống điều hòa mà ta quyết định lựa chọn hợp lý.
Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp được sử dụng rộng tãi nhất vì hệ thống tương đối đơn
giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính
kinh tế cao. Sơ đồ này được sử dụng trong lĩnh vực điều hòa tiện nghi và điều
hòa công nghệ như hội trường, rạp hát, nhà ăn, tiển sảnh, phòng họp …
4.1

Sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp

Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau:
Không khí ngoài trời có trạng thái N (tN, φN ) qua cửa lấy gió đi vào
buồng hòa trộn 2. Ở đây diễn ra quá trình hòa trộn giữa không khí ngoài
trời và không khí tuần hoàn có trạng thái (tT, φT )
Không khí sau khi hòa trộn có trạng thái H (tH, φH ) được xử lí trong thiết
bị cho đến trạng thái 0 ≡ V và được quạt thổi không khí và trong
phòng.

GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật


Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

Không khí ở trong phòng có trạng thái T được quạt hút qua thiết bị lọc
bụi, một phần không khí được tái tuần hoàn trở lại, phần còn lại được thải
ra ngoài.
Tính toán sơ đồ điều hòa không khí
Tính ví dụ cho công trình bằng phòng giám đốc tầng 1 của công trình
4.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF ( Sensible Heat Factor ): �h
4.2

Điểm gốc G được xác định trên ẩm đồ ở t = 24oC và φ = 50%. Thang chia
hệ số nhiệt hiện �h đặt bên phải ẩm đồ.
4.2.2

Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor ): �hf
Là tỉ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và ẩn của phòng
chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt QhN
và QaN đem vào không gian điều hòa

ε hf =

Qhf
Qhf + Qaf

Trong đó:
•
•

Qhf : tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi) (W)
Qaf : tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi) (W)

Tính toán cho phòng giám đốc
Qhf = Q11+ Q21+ Q22+ Q23+ Q31+ Q32+ Q4h =910+ 1280+ 350+ 250+ 210=
3000 (W)
Qaf = Q4a = 180 (W)
4.2.3

Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor ): �ht
Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF �ht : là tỉ số giữa nhiệt hiện tổng và nhiệt
tổng
Trong đó
•
•
•

Qh : thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt do gió tươi, gió lọt đem
vào và QhN có trạng thái ngoài (W)
Qaf : thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi, gió lọt đem
vào và QaN có trạng thái ngoài (W)
Qt : tổng nhiệt thừa (W)

Tính toán cho phòng giám đốc
Qh = Qhf + QhN + Q5h + Qbsh= 3000+ 297 + 163,96 + 22,73 = 3483,69 (W)
Qa = Qaf + QaN + Q5a + Qbsa= 180+ 1147,5+ 545,78 + 85,68= 1958,96 (W)
GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật

Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

4.2.4

Hệ số đi vòng : �BF
Hệ số đi vòng �BF (Bypass Factor ): là tỉ số giữa lượng không khí đi qua
dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với tổng lượng không khí thổi
qua dàn

ε BF =

GH
G
= H
GG + Go
G

Trong đó:
•
•
•

GH : lưu lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm
với dàn, nên vẫn có trạng thái của điểm hòa trộn H (kg/s)
GH : lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm với dàn
và đạt được trạng thái O (kg/s)
G : tổng lưu lượng không khí qua dàn (kg/s)

Hệ số này được chọn theo bảng 4.22 của [1] ứng dụng cho ĐHKK văn
phòng làm việc, ta được �BF = 0,1
4.2.5

Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF : �hef
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF ( Effective Sensible Heat Factor ) �hef :
là tỉ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt hiện tổng hiệu dụng
của phòng.

ε hef =
•
•

Qhef
Qhef + Qaef

=

Qhef
Qef

Qhef : nhiệt hiện diệu dụng của phòng ERSH (kW)
Qhef = Qhf + �BFxQhN
Qaef : nhiệt hiện diệu dụng của phòng ERSH (kW)
Qaef = Qaf + �BFxQaN

Tính toán cho phòng giám đốc
Qhef = Qhf + �BFx QhN = 3000 + 0,1x 297= 3029,7 (W)
Qaef = Qaf + �BFx QaN = 180 + 0,1x 1147,5= 294,75 (W)
4.2.6 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị : ts

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi ta tiếp tục làm lạnh
hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi. Đường �ht cắt đườngφ
= 100% tại điểm S thì điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ ts là
nhiệt độ đọng sương của thiết bị
GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật


Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị được xác định theo ( tT, φT, �hef ) lấy
theo bảng 4.24 của [1]
Xác định cho phòng giám đốc với tT= 240C, = 65%, ta có ts= 16,630C
4.2.7

Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh
Lưu lượng không khí qua dàn lạnh được xác định theo biểu thức:

L=

Qhef
1.2 x(tT − t s ) x(1 − ε BF )

Trong đó :
•
•
•
•

L: lưu lượng không khí (m3/s)
Qhef : nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (kW)
tT, tS : nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương
�BF : hệ số đi vòng

Tính toán cho phòng giám đốc
4.3

Các bước tính toán sơ đồ tuần hoàn một cấp
Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các điểm N, T, H, O, V, S với các hệ số nhiệt
hiện, hệ số đi vòng được giới thiệu trên hình 3.4, tính toàn sơ đồ một cấp
được thực hiện theo các bước sau :
-

Xác định toàn bộ lượng nhiệt thừa hiện và ẩn của không gian điều hòa
do gió tươi mang vào
Xác định tổng lượng nhiệt hiện
Xác định tổng lượng nhiệt ẩn
Xác định tổng lượng nhiệt ẩn và thừa của không gian cần điều hòa
Xác định hệ số đi vòng
Tính �hf, �ht, �hef
Xác định các điểm : T (tT; φT), N (tN; φN), G (24oC; 50%);
Qua T kẻ đường song song với G - �hef cắt φ = 100% tại S, ta xác định
được nhiệt độ đọng sương ts
Qua S kẻ đường song song với G - �ht cắt đường NT tại H, ta xác định
được điểm hòa trộn H
Qua T kẻ đường song song với G - �hf cắt đường SH tại O. Khi bỏ qua
tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có V ≡ O là điểm thổi
vào

GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật


Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

-

Hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào :
∆tVT = tT – tV [K]
∆tVT <10K : đạt yêu cầu vệ sinh.
Nếu nhiệt độ thổi vào đạ yêu cầu, tiến hành tính toán lưu lượng không
khí qua dàn lạnh bằng biểu thức :

L=

Qhef
1.2 x(tT − ts ) x(1 − ε BF )

Trong đó
3
• L: lưu lượng không khí (m /s)
• Qhef : nhiệt hiện hiệu dụng của phòng (kW)
• tT, ts : nhiệt độ trong phòng và nhiệt độ đọng sương
• �BF : hệ số đi vòng
Lưu lượng không khí L cẩn thiết để dập nhiệt hiện và nhiệt ẩn của các
phòng điều hòa, đó cũng là lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh sau khi
được hòa trộn
Từ lưu lượng không khí trên, ta tính được công suất lạnh cần thiết cho

từng tầng theo công thức:

Qo = ρ xLx( I H − IV )[kW ]
Với:
•
•

ρ: khối lượng riêng của không khí , ρ = 1.2 kg/m3
L: lưu lượng thể tích của không khí (m3/s)

GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật


Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK
•

IH : enthalpi không khí tại điểm hòa trộn (kJ/kg)

Tính toán cho phòng giám đốc
Từ đồ thị t-d ta xác định được IH, Iv cho phòng giám đốc: IH= 63 kJ/kg,
Iv= 49 kJ/kg
Các kết quả tính toán cho phòng giám đốc được trình bày ở dưới
Phòng

εhf

εht

εhef

Giám
đốc

0,94

0,64

0,91

tS
C

L
m3/s

Q0
kW

16,63

0,38

6,38

0

Các kết quả tính toán cho công trình được trình bày ở dưới
Bảng hệ số

Tầng

Tầng
hầm

Qhf

Qaf

Qh

Qa

Qhef

Qaef

kW

kW

kW

kW

kW

kW

Ngân

phiếu

7,03 0,54

8,78

6,86

7,12

Vi tính

1,9

0,06

2,15

0,96

Server

1,35 0,06

1,57

Ngân
khố

1,89 0,06

Phòng

εhf

εht

εhef

0,88

0,93

0,56

0,89

1,91

0,1

0,97

0,69

0,95

0,86

1,36

0,1

0,96

0,65

0,93

2,11

0,86

1,9

0,1

0,97

0,71

0,95

0,18

6,59

2,31

6,03

0,29

0,97

0,74

0,95

Tiếp tân 0,83 0,12

1,28

1,74

0,85

0,2

0,87

0,42

0,81

5,77

2,6

5,12

0,29

0,97

0,69

0,95

0,18

4,67

2,57

4,03

0,29

0,96

0,65

0,93

Họp

2,45 0,12

2,88

1,66

2,47

0,2

0,95

0,63

0,93

Trưởng
phòng
dịch vụ

0,77 0,06

0,99

0,86

0,78

0,1

0,93

0,54

0,89

0,18

3,48

1,96

3,03

0,29

0,94

0,64

0,91

1,93 0,12

2,31

1,52

1,95

0,2

0,94

0,6

0,91

Sảnh
Thu
ngân
Tầng
trệt

Tầng
1

Chuyển
tiền

Giám
đốc
Phó

6

5,09 0,18
4

3

GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật


Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

giám
đốc

Tầng
2

Thư kí

2,27 0,18

2,81

2,16

2,3

0,29

0,93

0,57

0,89

Nhân

viên tín
dụng

8,45 0,36

9,61

4,54

8,51

0,59

0,96

0,68

0,94

Kế
toánhành
chính

5,87 0,36

7,03

4,54

5,93

0,59

0,94

0,61

0,91

Kiểm
toán nội 1,56 0,06
bộ

1,73

0,68

1,57

0,1

0,96

0,72

0,94

Legal
complia
0,93 0,06

nce
office

1,11

0,71

0,94

0,1

0,94

0,61

0,9

Lưu trữ

3,42 0,18

4,01

2,31

3,45

0,29

0,95

0,63

0,92

Lưu trữ
hành
chính

1,74 0,06

1,95

0,83

1,75

0,1

0,97

0,7

0,97

Lưu lượng không khí và công suất lạnh cần thiết
Tầng

Tầng
hầm

Tầng
trệt

Tầng

Phòng

ts
0

C

tT

L

IH

IV

Q0

0

C

m3/s

kJ/kg

kJ/kg

kW

Ngân phiếu

16,54

24

0,88

66

48

19,01

Vi tính

16,79

24

0,25

60

49

3,3

Server

16,71

24

0,17

64

49

3,06

Ngân khố

16,79

24

0,24

60

49

3,17

Sảnh

16,79

24

0,77

59

49

9,24

Tiếp tân

16

24

0,1

74

47

3,24

Thu ngân

16,79

24

0,66

60

49

8,71

Chuyển tiền

16,71

24

0,51

63

49

8,57

Họp

16,71

24

0,31

64

49

5,58

Trưởng
phòng dịch

16,54

24

0,1

67

48

2,28

GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật

Đồ án chuyên ngành KTL - ĐHKK

vụ

1

Tầng
2

Giám đốc

16,63

24

0,38

63

49

6,38

Phó giám
đốc

16,63

24

0,24

64

49

4,32

Thư kí

16,54

24

0,29

66

49

5,92

Nhân viên
tín dụng

16,75

24

1,09

61

49

15,7

Kế toánhành chính

16,79

24

0,76

64

49

13,68

Kiểm toán
nội bộ

16,75

24

0,2

59

49

2,4

Legal
compliance
office

16,71

24

0,12

64

49

2,16

Lưu trữ

16,67

24

0,44

62

49

6,86

Lưu trữ
hành chính

16,79

24

0,22

60

49

2,9

GVHD: Ths Nguyễn Thị Kim Liên

SVTH: Đỗ Ngọc Kiên – Bảo Nhật