Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho khách sạn SEASTAR– TP Đà Nẵng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (727.09 KB, 83 trang )
LỜI CẢM ƠN
LỜI CAM ĐOAN
Với sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn và tham khảo các tài liệu em
đã hoàn thành đồ án của mình và xin cam kết rằng xin cam kết rằng:
- Các số liệu và công thức trích dẫn đều từ các tài liệu tham khảo đáng tin cậy đã được
kiểm chứng.
- Tuân thủ các quy định của trường về cách thức trình bày đồ án.
- Nội dung các phần trong đồ án được giảng viên hướng dẫn kiểm tra thường xuyên.
- Không trích dẫn các tài liệu vi phạm pháp luật
MỤC LỤC
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
DANH SÁCH KÍ HIỆU
t - Nhiệt độ.
ϕ - Độ ẩm tương đối; hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che.
ω, v - Tốc độ.
∆t - Hiệu nhiệt độ.
ωk - Tốc độ không khí.
tkk - Nhiệt độ không khí.
tw - Nhiệt độ bề mặt tường.
qa - Nhiệt ẩn.
qh - Nhiệt hiện.
Q - Lưu lượng không khí tươi; nhiệt lượng.
Vk - Lượng khí CO2 do con người thải ra thông qua hoạt động hít thở.
β - Nồng độ CO2 cho phép trong không gian cần điều hòa.
a - Nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh.
tT, ϕT - Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng.
tN, ϕN - Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí ở ngoài trời.
tmax, ϕ( max) - Là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm.
ki - Hệ số truyền nhiệt của lớp thứ i.
Fi - Diện tích lớp thứ i.
αN - Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che.
RT - Nhiệt trở tỏa nhiệt giữa vách trong với không khí trong nhà.
αT - Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của kết cấu bao che.
δi - Bề dày của lớp vật liệu thứ i.
λi - Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i.
Qtỏa - Nhiệt do các nguồn nhiệt có trong không gian điều hòa tỏa ra.
Q∆t - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che do chênh nhiệt độ.
Qbx - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che do bức xạ.
QT - Nhiệt thừa trong không gian điều hòa; τ1, τ2, τ3, τ4- Hệ số kể đến độ trong suốt của
kính, độ bẩn của kính, độ che khuất của cửa và của hệ thống che nắng.
qbx - Cường độ bức xạ mặt trời.
ε - Hệ số hấp thụ của kết cấu bao che.
Q1, Q2, Q3 - Nhiệt do đèn, người, máy tỏa ra.
Qbs - Nhiệt bổ sung.
Fs - Diện tích sàn.
N, P - Công suất.
Lrò - Lượng gió rò.
Vphòng - Thể tích phòng.
γN - Khối lượng riêng của không khí bên ngoài trời.
WT - Lượng ẩm thừa.
n - Số người.
g - Lượng ẩm do một người tỏa ra.
q - Lượng nhiệt do một người tỏa ra.
tNS - Nhiệt độ đọng sương xác định theo tN, ϕN.
tTS - Nhiệt độ đọng sương xác định theo tT, ϕT.
L, V - Lưu lượng.
tV - Nhiệt độ không khí thổi vào phòng.
I - Entanpi.
d - Độ chứa ẩm;
QO - Năng suất làm lạnh.
W - Năng suất làm khô.
∆p1 - Tổn thất áp suất trên một mét chiều dài.
l - Chiều dài.
∆pms - Tổn thất áp suất do ma sát.
ltđ - Chiều dài tương đương.
∆pc - Tổn thất áp suất do cục bộ.
∆p - Tổn thất áp suất.
d - Đường kính.
Re - Tiêu chuẩn Reynolds.
η - Hiệu suất.
ρ - Khối lượng riêng.
h - Trở kháng.
H- Cột áp.
ζ - Hệ số cục bộ.
CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về công trình:
Khách sạn SEASTAR là công trình được xây dựng tại đường Võ Nguyên Giáp, thành
phố Đà Nẵng. Tòa nhà gồm 12 tầng, diện tích mặt bằng 522m2, trong đó gồm có 64 phòng
ngủ các loại, 1 khu nhà hàng, 1 khu hội nghị,...
Bảng 1.1: Các khu vực cần điều hòa của công trình
Tầng
1
2
3
4->11
Chức năng phòng
SL
Phòng làm việc
Đại sảnh
Phòng hội nghị lớn
Phòng hội nghị nhỏ
Nhà hàng
Phòng họp
Phòng ngủ điển hình A
Phòng ngủ điển hình B
Phòng ngủ điển hình C
Phòng ngủ điển hình D
2
1
1
1
1
2
1
1
2
4
Diện tích
[m2]
28,98
335,415
197,08
95,83
229,8
40,88
27,36
19,76
23,115
23,115
1.2. Giới thiệu điều hoà không khí:
1.2.1. Khái niệm về điều hoà không khí
Điều hòa không khí là quá trình sưởi ấm hoặc làm mát không gian cần xử lí không
khí, trong đó các thông số về nhiệt độ và độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn lưu thông phân
phối không khí, độ sạch bụi, cũng như các tạp chất hóa học, tiếng ồn…được điều chỉnh
trong phạm vi cho trước theo yêu cầu của không gian cần điều hòa mà không phụ thuộc
vào các điều kiện thời tiết đang diễn ra ở bên ngoài không gian điều hòa. Đối với công
trình là khách sạn như thế này thì yêu cầu của nó là duy trì nhiệt độ ở mức ổn định.
1.2.2. Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới con người
1. Nhiệt độ:
- Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Cơ thể con người có
nhiệt độ là ttc=37oC. Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn tỏa ra nhiệt lượng
qtỏa. Lượng nhiệt do cơ thể tỏa ra phụ thuộc vào cường độ vận động, giới tính,… Để duy
trì thân nhiệt cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường qua 2 hình thức: truyền
nhiệt và tỏa ẩm.
- Nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 22-270C
1.2.3. Ảnh hưởng của môi trường không khí đến sản xuất:
Các thông số môi trường ảnh hưởng đến con người, điều này tác động năng suất làm
việc và chất lượng sản phẩm có thể trực tiếp hoặc gián tiếp.
1.3. Phân loại hệ thống điều hòa không khí:
1.3.1 Giới thiệu cái loại hệ thống điều hòa không khí
Hệ thống kiểu cục bộ.
Ưu điểm:
*
-
Giá thành rẻ.
Dễ lắp đặt..
Thích hợp cho các phòng có không gian nhỏ hẹp.
Nhược điểm:
Công suất hạn chế (từ 9.000 Btu/h ÷ 60.000 Btu/h);
Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế.
Đối với công trình lớn, rất dễ phá vỡ kiến trúc công trình.
Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao, nhất là ngày trời nóng.
Hệ thống kiểu phân tán:
Máy điều hòa phân tán là máy điều hòa mà khâu xử lý không khí phân tán nhiều nơi.
Có 2 dạng phổ biến:
• Máy điều hòa kiểu VRV.
• Máy điều hòa kiểu làm lạnh bằng nước “Water chiller”.
a. Máy điều hòa không khí VRV:
- Tên gọi VRV “Variable Refrigerant Volume”, nghĩa là hệ thống điều hòa có khả năng
điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải
bên ngoài.
* Ưu điểm:
- Tổng công suất của các dàn lạnh thay đổi trong phạm vi từ 50 ÷ 130% công suất của
dàn nóng.
- Chiều dài cho phép lớn (100m), độ cao chênh lệch giữa các OU và IU là 50m còn giữa
các IU là 15m, thích hợp cho các tòa nhà cao tầng.
- Thay đổi công suất lạnh của máy dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chất tuần hoàn
trong hệ thống thông qua thay đổi tốc độ quay nhờ bộ biến tần.
- Hệ thống vẫn có thể vận hành khi có một số dàn lạnh hỏng hóc hay đang sửa chữa.
- Vừa làm lạnh, vừa sưởi ấm trong một hệ được.
- Nhờ có ống nối Refnet nên dễ lắp đặt đường ống và tăng độ tin cậy cho hệ thống.
- Đường ống bé nên thích hợp cho các tòa nhà cao tầng khi không gian lắp đặt bé.
* Nhược điểm:
- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả làm việc chưa cao.
- Giá thành đắt nhất trong các hệ thống ĐHKK, nhưng đang có xu hướng giảm dần.
Hệ thống gồm các thiết bị chính: Dàn nóng, lạnh, hệ thống đường ống dẫn và phụ kiện.
b. Máy ĐHKK làm lạnh bằng nước (water chiller):
* Ưu điểm:
- Công suất dao động lớn.
- Hệ thống hoạt động ổn định, bền và tuổi thọ cao.
- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải.
- Hệ thống nước lạnh gọn nhẹ.
- Thích hợp cho công trình có thời gian hoạt động liên tục
* Nhược điểm:
- Phải có phòng máy riêng.
- Phải có người chuyên trách phục vụ.
- Vận hành, bảo dưỡng tương đối phức tạp.
- Tiêu thụ điện năng tính cho một đơn vị năng suất lạnh cao, đặc biệt khi non tải.
- Chỉ nên sử dụng khi hệ số sử dụng đồng thời cao.
Hệ thống kiểu trung tâm:
Đây là hệ thống ĐHKK mà nhiệt ẩm được xử lý ở một trung tâm rồi được các kênh gió
dẫn đến các hộ tiêu thụ.
* Ưu điểm:
*
-
Lắp đặt và vận hành tương đối dễ dàng.
Khử âm và khử bụi tốt thích hợp cho các công trình đòi hỏi độ ồn thấp.
Nhờ có lưu lượng gió lớn nên phù hợp với các khu vực tập trung đông người
Giá thành nói chung không cao.
Nhược điểm:
Hệ thống kênh gió quá lớn nên chỉ sử dụng cho các công trình có không gian lắp đặt.
Không thích hợp cho các công trình có nhiều phòng: văn phòng, khách sạn;
- Hệ thống thường xuyên hoạt động 100% tải nên trong nhiều trường hợp một số phòng
-
đóng cửa vẫn được làm lạnh.
Chỉ sử dụng khi tính chất làm việc đồng thời cao
1.3.2 Lựa chọn hệ thống điều hòa không khí lắp đặt cho công trình:
Hiện nay trên thị trường phổ biến 3 loại hệ thống điều hòa: hai mảnh, Water Chiller,
VRV. Đối với công trình này ta lựa chọn hệ thống VRV vì:
- Nếu dùng 2 mãnh thì rất khó vệ sinh và mất thẩm mỹ.
- Không gian của khách sạn hạn chế, nên không thể sử dụng hệ thống Water Chiller
1.4. Chọn thông số khí hậu cho công trình:
1.4.1. Chọn thông số thiết kế ngoài trời:
1.4.1.1 Chọn cấp hệ thống điều hòa:
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hòa không khí được chia làm 3 cấp:
Điều hòa không khí cấp I: Là điều hòa tiện nghi có độ tin cậy cao nhất, duy trì các
thông số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụ thuộc vào biến động khí
hậu cực đại ngoài trời.
Điều hòa không khí cấp II: Là điều hòa không khí có độ tin cậy trung bình, duy trì
được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 200 giờ trong một
năm.
Điều hòa không khí cấp III: Là điều hòa tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy trì được các
thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400giờ trong 1 năm.
- Điều hòa không khí cấp I tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu tư, lắp
đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hòa tiện nghi đặc biệt
quan trọng.
- Điều hòa không khí cấp II thường chỉ áp dụng cho các công trình chủ yếu như: Khách
sạn 5 sao, bệnh viện quốc tế…
- Điều hòa không khí cấp III có mức độ tin cậy thấp nhất tuy nhiên trên thực tế nó lại
được sử dụng nhiều nhất do mức độ đầu tư ban đầu thấp nhất.
* Đối với khách sạn thì năng suất lạnh yêu cầu nhỏ, yêu cầu độ độ chính xác không cao
nên ta chọn hệ thống điều hòa không khí cấp III để tiết kiệm chi phí đầu tư.
1.4.1.2 Chọn thông số thiết kế ngoài trời:
Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng
cần điều hòa và ngoài trời vào mùa hè.
Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời ký hiệu là tN, φN. Trạng thái của không khí
ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm. Chọn thông số tính toán
ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hòa.
Do hiện nay các số liệu này ở Việt Nam chưa có nên có thể lấy bằng
• ttbmax, ttbmin là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm.
• ϕ (ttbmax) và ϕ (ttbmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất
và lạnh nhất trong năm.
Hệ thống điều hòa không khí tại công trình ta chọn hệ thống cấp III nên các thông số
tính toán ta chọn như sau:
Mùa hè:
tN = ttbmax,
φN = ϕ (ttbmax)
Đối với hệ thống điều hòa không khí cấp III, tại Đà Nẵng tháng nóng nhất là tháng 6
khi đó tra theo nhiệt độ và độ ẩm PL – 2 (T457/TLT [1]) và PL – 4 (T461/TLT [1]) ta có
các thông số khí hậu:
Nhiệt độ: tN = ttbmax = 34,5oC
Độ ẩm:
φN = ϕ(ttbmax) = 80,8%
Tra đồ thị I - d của không khí ẩm, ta có: IN = 107,93 [kJ/kg].
d N = 29 [g/kgkkk].
1.4.2. Chọn thông số thiết kế trong nhà:
- Đối với văn phòng làm việc các thông số được chọn theo yêu cầu tiện nghi của con
người. Yêu cầu tiện nghi được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 2010
Mùa hè:
- Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 240C
- Độ ẩm tương đối trong nhà: ϕT = 65%
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tìm được các thông số:
- Entanpi: IT = 58 kJ/kg;
- Độ chứa hơi: dT = 13 g/kg không khí ẩm.
CHƯƠNG 2: TÍNH NHIỆT THỪA, ẨM THỪA, KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG
Chương này nhằm tính toán các tổn thất nhiệt thừa và ẩm thừa chi tiết cho từng không
gian điều hòa của công trình để xác định năng suất lạnh yêu cầu, đồng thời kiểm tra hiện
tượng đọng sương bên ngoài kết cấu.
2.1. Xác định nhiệt thừa QT:
Nhiệt thừa trong không gian điều hòa có các thành phần sau:
QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8, [kW]
Trong đó:
Q1 - Nhiệt từ máy móc và thiết bị điện trong phòng, [kW];
Q2 - Nhiệt từ các nguồn sáng nhân tạo, [kW];
Q3 - Nhiệt do người tỏa ra, [kW];
Q4 - Nhiệt do sản phẩm mang vào, [kW];
Q5 - Nhiệt tỏa từ các bề mặt thiết bị nhiệt, [kW];
Q6 - Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng, [kW];
Q7 - Nhiệt do lọt không khí vào phòng, [kW];
Q8 - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che, [kW];
2.1.1. Nhiệt do máy móc và thiết bị điện tỏa ra Q1
Tòa nhà sử dụng chủ yếu các thiết bị điện như: máy tính, máy in, máy photo, máy
chiếu, tivi,… Đại đa số các thiết bị điện chỉ phát nhiệt hiện, nhiệt lượng tỏa ra bằng chính
công suất ghi trên thiết bị.
Q1 = ΣNi, [W]
Ni – công suất điện ghi trên dụng cụ, [W]
Bảng 2.1 : Công suất các thiết bị điện
Máy
tính
Máy
in
Máy
fax
Bình
nóng
lạnh
Máy
chiếu
Máy
photo
Thiết bị
Tivi
Tủ
lạnh
C.suất
(W)
125
200
200
200
200
550
300
1000
T/g
lviệc
15/24
24/24
15/24
10/24
10/24
15/24
10/24
4/24
Tầng
1
2
3
4->11
Chức năng
phòng
Phòng làm
việc
Đại sảnh
(quầy tiếp
tân)
Phòng hội
nghị lớn
Phòng hội
nghị nhỏ
Nhà hàng
Phòng họp
Phòng ngủ
điển hình
A,B,C,D
Tiv
SL i
Số lượng thiết bị
Bìn
h
Má
Má nón Máy
y
Má y
g
chiế
tính y in fax lạnh u
Tử
lạn
h
1
3
1
2
2
500,00
1
1
2
1
1
2
1
1
250,00
400,00
500,00
8
1
2.1.2. Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2
1
1916,6
7
5
Ta có bảng tính Q1:
1
Máy
phot
o
2
1
1
Q1
[W]
453,13
1
2487,5
0
η đt
Q2 =
.qs.Fs , [KW].
(ct 3-15/T54/TL[1])
Yêu cầu công suất chiếu sáng cho 1m2 diện tích sàn đối với tòa nhà:
Theo bảng 3.2 (T54/TL[1]),tùy theo chức năng từng phòng ta chọn qs.:
Chọn theo phòng ngủ, nhà hàng thì ta chọn:
qs = 12.10-3, [kW/m2] .
Chọn theo hành lang thì ta chọn qs = 24.10-3, [kW/m2]
FS: Diện tích sàn nhà, [m2].
η đt
: Hệ số tác động không đồng thời. Tra bảng 3.3 (T55/TL[1]), chọn theo khu
η đt
vực nhà cao tầng, khách sạn ta có
= 0,5
η đt
Khi đó ta tính được Q2 =
Ta có bảng tính Q2:
Tầng
1
2
3
4->11
.qs.Fs , [KW]
Chức năng phòng
Phòng làm việc 1
Phòng làm việc 2
Đại sảnh
Phòng hội nghị lớn
Phòng hội nghị nhỏ
Nhà hàng
Phòng họp 1
Phòng họp 2
Phòng ngủ điển hình A
Phòng ngủ điển hình B
Phòng ngủ điển hình C
Phòng ngủ điển hình D
Diện tích
m2
28,98
28,98
335,42
197,08
95,83
229,8
40,88
40,88
27,36
19,76
23,115
23,115
2.1.3. Nhiệt do người tỏa ra Q3
Nhiệt do người tỏa gồm hai thành phần:
(ct 3-15/T54/TL[1])
qs
Q2
2
W/m
W
12 173,88
12 173,88
24 2012,49
12 1182,48
12 574,98
12 1378,80
12 245,28
12 245,28
12 164,16
12 118,56
12 138,69
12 138,69
- Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường thông qua đối lưu, bức
xạ và dẫn nhiệt qh
- Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm qw
- Nhiệt toàn phần: Nhiệt toàn phần bằng tổng nhiệt ẩn và nhiệt hiện:
q = qh+qw
Tổn thất do một người tỏa ra được xác định theo công thức:
- Nhiệt hiện: Q3h = n.qh.10-3, [kW]
- Nhiệt ẩn: Q3w = n.qw.10-3, [ kW]
- Nhiệt toàn phần: Q3 = n.q [W]
• n: tổng số người trong phòng điều hòa, n =
F
i
Với F: diện tích của không gian điều hòa, m2
i : là phân bố người, tra theo bảng 3.2 (T54/TL[1])
-
Do số lượng người trong phòng không phải bao giờ cũng đầy đủ như tính toán ban đầu
thiết kế nên tổn thất Q 3 cũng cần nhân thêm hệ số đồng thời k đt, Tra bảng 3.4
k đt
(T56/TL[1]),chọn theo nhà cao tầng khách sạn ta có
k đt
Vậy:
Q3 =
Tầng
Phòng
1
2
3
= 0,5
.n.q.10-3 W
Phòng làm việc 1
Phòng làm việc 2
Đại sảnh
Phòng hội nghị lớn
Phòng hội nghị nhỏ
Nhà hàng
n
q
Người W/người
5
130
5
130
50
130
100
130
50
130
150
130
Kdt
W
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
Q3
W
325
325
3250
6500
3250
9750
4->11
Phòng họp 1
Phòng họp 2
Phòng ngủ điển hình A
Phòng ngủ điển hình B
Phòng ngủ điển hình C
Phòng ngủ điển hình D
10
10
2
1
2
2
130
130
130
130
130
130
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
650
650
130
65
130
130
2.1.4. Nhiệt do sản phẩm mang vào phòng Q4:
Tổn thất nhiệt này chủ yếu có trong các xí nghiệp, nhà máy, ở đó thường xuyên và liên
tục có sản phẩm đưa vào và đưa ra có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không gian điều hòa.
Chính vì thế trong trường hợp ở khách sạn này ta có thể bỏ qua tổn thất nhiệt này Q 4 = 0.
2.1.5. Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5:
Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò sưởi,
thiết bị sấy, ống dẫn hơi,... thì có thêm tổn thất nhiệt từ bề mặt nóng vào phòng. Trên thực
tế ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường ngừng hoạt động. Do vậy trong
trường hợp này Q5 = 0.
2.1.6. Nhiệt tỏa ra do bức xạ mặt trời vào phòng Q6:
Để tính toán bức xạ nhiệt, trước tiên ta cần phải biết cường độ bức xạ mặt trời và khả
năng cản nhiệt bức xạ của kết cấu bao che.
Nhiệt bức xạ mặt trời vào phòng phụ thuộc vào kết cấu bao che và được chia làm hai
dạng:
+ Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61.
+ Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái Q62.
Q6 = Q61 + Q62 ,[W]
(ct 3-22/T59/TL1).
2.1.6.1. Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61:
Tòa nhà sử dụng kính thường có rèm che:
Q61= Fk.R’’.εc.εds.εmm.εkh.εK, [W]
(ct 3-26/T68/TL[1]).
Trong đó:
Fk : Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, [m2]
Khung sắt nên Fk=F’ (F’ – diện tích phần kính và khung).
εc : Hệ số tính đến độ cao H(m) nơi dặt cửa kính so với mặt nước biển. Đà Nẵng nằm ở
độ cao so với mặt nước biển là 7m
εc = 1+0,023 = 1+0,023 = 1,000161
(ct 3-24/T61/TL[1]).
+ εds: Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương
εds = 1 - 0,13.
t s − 20
10
= 1 - 0,13 = 0,87
(ct 3-25/T61/TL[1]).
Với: ts là nhiệt độ đọng sương trung bình.
0
Tra đồ thị I-d với các thông số ngoài trời tN = 34,5 C,
φN
= 80,8% ta có: ts = 29,980C.
+εmm: Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù. Khi xét bức xạ lớn nhất nghĩa là trời
không có mây
ε
mm
= 1. (theo T61/TL[1]).
+ εkh: Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính. Kết cấu khung khác nhau thì mức độ
che khuất một phần kính dưới các tia bức xạ khác nhau. Với khung kim loại εkh=1,17
(theo T61/TL[1]).
+ εk: Hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và loại kính khác kính cơ bản và được xác định
theo bảng 3.7 (T61/TL[1]), ta chọn loại kính trong dày 6 mm, phẳng với các hệ số:
Hệ số kính: εk = 0,94.
Hệ số xuyên qua: τk = 0,77.
Hệ số phản xạ: ρk = 0,08.
Hệ số hấp thụ: αk = 0,15.
+ εm: Hệ số mặt trời. Hệ số này xét tới ảnh hưởng của màn che tới bức xạ mặt trời.
Khi có màn εm được chọn theo bảng 3.8 (T62/TL[1]).
Ta chọn loại màn che kiểu Brella kiểu Hà Lan, có các hệ số :
Hệ số mặt trời: εm = 0,33.
Hệ số hấp thụ: αm = 0,09.
Hệ số phản xạ: ρm = 0,77.
Hệ số xuyên qua: τm = 0,14.
+ R”: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính thường.
’’
R = [0,4.
α
k
+
τ
k.
(
α
m
+
τ
ρ ρ
α ρ
m +
k.
m + 0,4.
k.
m )].Rn
(ct 3-27/ T68/TL[1])
Rn: nhiệt bức xạ đến ngoài bề mặt kính, [W/m2].
Rn =
( T68/TL[1])
R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính cơ bản vào phòng. Nó phụ thuộc vào vĩ độ của địa
phương nơi đặt công trình, tháng và hướng của tường chịu bức xạ. Khi tính toán theo 1
hướng cụ thể, lấy giá trị R tương ứng với Rmax. Đà Nẵng nằm ở vĩ độ 16o10’ Bắc, ở vĩ độ
này trong các tài liệu không có cường độ bức xạ Mặt Trời nên ta có thể dung phương
pháp nội suy lấy giá trị giữa vĩ độ 10o và 20o Bắc và vĩ độ 16o10’ Bắc. Giá trị R được xác
định dựa theo bảng 3.10 (T69/[TL1]). Ta có bảng sau:
Bảng 2.2. Xác định giá trị R’’.
Hướng
Rtbmax
Rn
R’’
Đông
518,8
589,55
194,68
Tây
518,8
589,55
194,68
Nam
434,1
493,3
162,9
Bắc
140,3
159,4
52,6
Ta có bảng tính Q61?
Tầng
1
2
3
4->11
Phòng
Phòng làm việc 1
Phòng làm việc 2
Đại sảnh
Phòng hội nghị lớn
Phòng hội nghị nhỏ
Nhà hàng
Phòng họp 1
Phòng họp 2
Phòng ngủ điển hình A
Phòng ngủ điển hình B
Phòng ngủ điển hình C
Phòng ngủ điển hình D
Diện tích F (m2) theo
hướng
Đôn
Bắc Nam Tây
g
56,85
31,20
22,20
57,45
21,9
0
3,00
3,00
Q61
(kW)
0
0
2861,67
1918,20
1364,87
36 13678,92
0
0
184,44
184,44
636,32
10,35
636,32
10,35
2.1.6.2. Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q62
Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao che
sẽ dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần,
phần còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu
và bức xạ. Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định. Mức độ chậm trễ phụ
thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng.
Do lượng nhiệt bức xạ qua tường không đáng kể nên có thể bỏ qua, tầng mái và áp mái
không lắp điều hòa nên không tính nhiệt bức xạ qua mái. [TL1, trang 73]
Q62 = 0
2.1.7. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7
Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉ không khí
và luôn kèm theo tổn thất nhiệt.
Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác định lưu
lượng không khí rò rỉ. Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín. Phần
không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống.
Theo công thức (3-32), (3-33) (T75/TL[1])
Q7h = 0,335.V.ξ.(tN - tT), [W]
Q7a = 0,84.V.ξ.(dN - dT), [W]
Trong đó:
V: Thể tích phòng, m3
ξ: Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.14 (T76/TL[1]), với thể tích V <500 khi đó ta
chọn được ξ= 0,7
Thể tích V, m3
< 500
500
1000
1500
ξ
0,7
0,6
0,55
0,5
tN = 34,5°C : Nhiệt độ không khí bên ngoài
tT = 24°C : Nhiệt độ không khí bên trong phòng
dN = 29 [g/kg kkk]: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời
dT = 11,32 [g/kg kkk]: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà.
⇒
Q7h = 0,335.V. ξ.(34,7 - 24) = 3,5845.V
, [W]
Q7a = 0,84.V. ξ.(29 – 11,32) = 14,8512.V
, [W]
Q7 = Q7h + Q7a = 18,4357.V
, [W]
Ta có bảng tính Q7:
Tầng
1
2
3
4->11
Phòng
Phòng làm việc 1
Phòng làm việc 2
Đại sảnh
Phòng hội nghị lớn
Phòng hội nghị nhỏ
Nhà hàng
Phòng họp 1
Phòng họp 2
Phòng ngủ điển hình A
Phòng ngủ điển hình B
Phòng ngủ điển hình C
Phòng ngủ điển hình D
V
m3
86,94
86,94
1006,2
591,24
287,49
689,4
122,64
122,64
82,08
59,28
69,345
69,345
Δt
o
C
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
10,5
Δd
g/kg
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
17,68
ξ
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
0,7
Q7
W
1602,80
1602,80
18550,83
10899,92
5300,08
12709,57
2260,95
2260,95
1513,20
1092,87
1278,42
1278,42
2.1.8.Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8:
Công trình được xây dựng với cấu trúc của kết cấu bao che như sau:
- Sàn nhà cấu trúc chủ yếu là bê tông cốt thép có lát gạch nền.
+ Sàn nhà các tầng (1-12): dày 330mm ( 300mm bê tông cốt thép; lớp trát trần vữa
mác75 dày 20mm; lát gạch Vinyl dày 10mm).
- Tường bao che:
+ Tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài dày 240mm bao gồm: lớp gạch
dày 200 mm, có trát vữa (cát mác 75) hai mặt, mỗi mặt dày 20mm,
+ Tường không tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời dày 220mm gồm: lớp
gạch dày 200mm, có trát vữa (cát mác 75) mỗi mặt dày 10mm.
- Kính lắp khung kim loại là loại kính trong phẳng dày 6mm.
Do các phòng ở tầng xem như nằm trên một trục đứng chồng lên nhau và cùng được
điều hòa không khí. Như vậy tổn thất nhiệt ở phía sàn của các phòng này có thể bỏ qua.
Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm 2 loại:
- Tổn thất do truyền nhiệt qua trần mái, tường và sàn (tầng trên) Q 81.
- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82.
Tổng tổn thất truyền nhiệt:
Q8 = Q81 + Q82, [W]. (3-38)(T77/TL[1]).
2.1.8.1. Nhiệt truyền qua tường bao Q81tb:
Nhiệt truyền qua tường bao tính theo công thức:
Q81tb = ktb. Ftb.
∆t
tb
, [W].
(ct 3-39/T77/TL[1])
Trong đó:
Ftb: diện tích tường bao, [m2].
∆t
tb
: hiệu nhiệt độ giữa không khí trong và ngoài nhà, [oC].
∆t
= φ.( tN – tT )= 34,5 - 24 = 10,5 [0C] (theo T77/TL[1]).
φ: hệ số xét đến vị trí của vách, với tường bao tiếp xúc trực tiếp với môi trường
không khí bên ngoài thì φ = 1.
ktb: hệ số truyền nhiệt qua tường bao, được tính theo công thức:
tb
ktb =
1
δ
1
1
+∑ i +
αT
λi α N
, [ W/m2K].
(ct 3-40/T78/TL[1]).
αN
: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường bao,
(T78/TL[1]).
αN
= 23,3 [W/m2K], bảng 3.16
αT
: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà,
δ
i
αT
= 11,6 [W/m2K], bảng 3.16 (T78/TL[1].)
: độ dày của lớp vật liệu i [W/m2K].
λ
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu i [W/mK], tra bảng 3.19 (T80/TL[1]).
Tường bao dày 240mm tiếp xúc trực tiếp với môi trường ngoài gồm: lớp gạch dày
200mm có trát vữa hai mặt, mỗi mặt dày 20mm.
i
Lớp gạch dày 200mm
Lớp vữa tô dày 20mm
Hình 2.1. Kết cấu tường bao ngoài.
Bảng 2.3 Thông số vật liệu xây tường.
Vật liệu
Bề dày
δ
,
Hệ số dẫn nhiệt
λ
, W/mk
mm
2 lớp vữa xi măng
20
0,8
Lớp gạch thông thường với vữa nặng
200
0,7
ktb = = 2,15 [W/m2K].
Ta có bảng tính Q81tb:
Tầng
1
Phòng
Phòng làm việc 1
Phòng làm việc 2
Đại sảnh
Ftb
ktb
Dt
2
m
W/m K
K
24,15
2,15
10,5
0
2,15
10,5
106,2
2,15
10,5
2
Q81tb
W
545,19
0
2397,47
