Tài liệu Chương 3a: Tính năng suất lạnh ppt

Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 20

GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm
Đặng Thế Vinh

CHƯƠNG 3: TÍNH NĂNG SUẤT LẠNH
3.1 Tính nhiệt thừa Q
T
8
1
Ti
i
QQ
=
=
∑
, kW (3-1) (theo (3-43) [1])
Trong đó Q
T
là tổng nhiệt thừa và Q
i
là các nhiệt thành phần, kW.
3.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra Q
1

Ở mỗi tầng đều có 2 thang cuốn (thuộc khu trục 5-9) để đi lên tầng trên, và từ
tầng trên đi xuống. Do cả động cơ và cơ cấu cơ khí đều nằm trong không gian điều
hòa nên:
11
N
q

η
=
(3-2) (theo (3-6) [1])
Trong đó N là công suất động cơ, kW và hiệu suất
η
tham khảo bảng 3.1[1] dựa
vào giá trị công suất động cơ. Riêng khu tầng hầm 1 hệ thang cuốn này không nằm
trong không gian cần điều hòa (phần đã được phân khu). Áp dụng công thức (2-1) ta
có bảng tính nhiệt do máy móc tỏa ra như sau:
Bảng 3.1: Nhiệt tỏa ra từ động cơ điện Q
11
, kW
Động cơ điện
Khu vực
Số lượng Công suất, kW H.suất, % k
tt
k
đt
Q
11
, kW
Tầng 1 2 6.8 85 1 1 16
Tầng 2-4 2 6.2 85 1 1 14.588
Trong trung tâm thương mại thường có hệ thống thông tin liên lạc, âm
thanh…tất cả đều là các thiết bị điện. Do không biết được số lượng cụ thể và công
suất của các thiết bị đó, và giá trị này không lớn lắm nên ta có thể bỏ qua thành
phần nhiệt tỏa ra từ thiết bị điện Q
12
.
Vậy ta có bảng tổng kết giá trị Q

1
cho các tầng như sau:
Bảng 3.2: Giá trị nhiệt tỏa ra từ máy móc, thiết bị điện Q
1
, kW
Khu vực Q
11
, kW
Q
12
, kW Q
1
,kW
Tầng hầm 1
Khu Fastfood
Khu Cake
Khu 1
Khu 2
Khu 3
Khu 4
Khu 5

0
0
0
0
0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
Tầng 1
Trục 1-5
Trục 5-9

0
16

0
0
16
0
16
Tầng 2-4
Trục 1-5

0

0
14.588
0
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 21

GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm
Đặng Thế Vinh

Trục 5-9 14.588 0 14.588
Tầng 5
Nhà hàng
Siêu thị
Thương mại

0
0
0

0
0
0
0
0
0
0
3.1.2 Nhiệt do đèn toả ra Q
2

Đối với trung tâm thương mại và nhà hàng người ta chủ yếu thường sử dụng
đèn dây tóc loại đèn halogen. Ánh sáng đèn halogen sẽ làm cho không gian được
ấm áp, hàng hóa hay thức ăn được thêm phần hấp dẫn, bắt mắt.
Để tính nhiệt do đèn tỏa ra ta sẽ dùng công thức tổng quát:
3
2
...10
dt s
QkqF
−
=
,kW (3-3) (theo (3-12) và (3-15) [1])
Trong đó k
đt
là hệ số sủ dụng đồng thời; F là diện tích của các khu ở các tầng,
m
2
và q
s
là công suất chiếu sang, W/m
2
. Theo bàng 2.2 ta có: khu thương mại
25
s
q =
W/m
2
; khu siêu thị
33
s

q =
W/m
2
và khu nhà hàng:
50
s
q =
W/m
2
. Áp dụng
công thức (3-3) ta sẽ tính được giá trị Q
2
như trong bảng sau:
Bảng 3.3: Diện tích các tầng, m
2
Diện tích, m
2

Khu vực
Trục 1-5 Trục 5-9
Tầng hầm 1
Khu Fastfood
Khu Cake
Khu 1
Khu 2
Khu 3
Khu 4
Khu 5

23

24
642
185
433
332
495
Tầng 1 971 866
Tầng 2-4 920 855
Tầng 5 765+222 732
Bảng 3.4: Giá trị nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q
2
, kW
Khu vực k
dt
q
s
, W/m
2
F, m
2
Q
2
,kW
Tầng hầm 1
Khu Fastfood
Khu Cake
Khu 1
Khu 2
Khu 3
Khu 4

Khu 5

0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9

50
50
50
50
50
50
50

23
24
642
185
433
332
495
96.03
1.035
1.08
28.89
8.325

19.485
14.94
22.275
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 22

GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm
Đặng Thế Vinh

Tầng 1
Trục 1-5
Trục 5-9

0.9
0.9

25
25

866
920
40.185
19.485
20.7
Tầng 2-4
Trục 1-5
Trục 5-9

0.9
0.9

25
25

765
222
22.208
17.213
4.995
Tầng 5
Nhà hàng
Siêu thị
Thương mại

0.9
0.9
0.9

50
33
25

765
222
732
57.488
34.425
6.593
16.47
3.1.3 Nhiệt do người toả ra Q
3

Theo bảng 3.5 [1], với loại hình hoạt động đi đứng chậm rãi trong khu thương
mại cũng như khu siêu thị thì giá trị nhiệt toàn phần là 130W/người, với khu nhà
hàng là 160W/người. Nhiệt do người tỏa ra được tính như sau:

3
3
..10Qnq
−
=
, kW (3-4) (theo (3-17) [1])
Trong đó n là số người có trong phòng và q là tổng nhiệt hiện, nhiệt ẩn do người tỏa
ra W/người. Áp dụng công thức (3-4) ta có giá trị Q
3
được tính như sau:
Bảng 3.5: Giá trị nhiệt Q’
3
, kW
Khu vực k
dt
Diện tích, m
2
Mật độ, m
2
/người q, W/ngườiQ’
3
, kW
Tầng hầm 1
Khu Fastfood
Khu Cake

Khu 1
Khu 2
Khu 3
Khu 4
Khu 5

0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4

23
24
642
185
433
332
495

3
3
3
3
3
3
3

160
160
160
160
160
160
160
45.526
0.491
0.512
13.696
3.947
9.237
7.083
10.56
Tầng 1
Trục 1-5
Trục 5-9

0.6
0.6

971
866

7
7

130
130

20.47
10.82
9.65
Tầng 2-4
Trục 1-5
Trục 5-9

0.6
0.6

920
855

7
7

130
130
19.778
10.251
9.527
Tầng 5
Nhà hàng
Siêu thị
Thương mại

0.4
0.4
0.6

765
222
732

3
7
7

160
130
130
26.126
16.32
1.649
8.157

Lưu ý: với khu nhà hàng ở tầng hầm 1 và một phần ở tầng 5, do lượng nhiệt
ẩm tỏa ra từ các thức ăn, nên ta cần cộng thêm 20W (10W nhiệt hiện, 10W nhiệt ẩn)
cho mỗi người, cụ thể như sau:

Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 23

GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm
Đặng Thế Vinh

Bảng 3.6: Nhiệt bổ sung Q
3bs
, kW
Khu vực
Diện tích

m
2

Mật độ
người/m
2

Số người
Nhiệt bổ sung
W/người
Q
3bs

kW
Tầng hầm 1
Khu Fastfood
Khu Cake
Khu 1
Khu 2
Khu 3
Khu 4
Khu 5

23
24
642
185
433
332
495

3
3
3
3
3
3
3

8
8
214
62
144
111
165

20
20
20
20
20
20
20
14.24
0.16
0.16
4.28
1.24
2.88

2.22
3.3
Tầng 5
Nhà hàng

765

3

255

20
5.1
5.1

Vậy ta có bảng tổng kết giá trị Q
3
như sau:
Bảng 3.7: Giá trị nhiệt tỏa ra từ hoạt động của con người Q
3
, kW
Khu vực Q’
3
, kW Q
3bs
, kW Q
3
, kW
Tầng hầm 1
Khu Fastfood

Khu Cake
Khu 1
Khu 2
Khu 3
Khu 4
Khu 5

0.491
0.512
13.696
3.947
9.237
7.083
10.56

0.16
0.16
4.28
1.24
2.88
2.22
3.3
59.766
0.651
0.672
17.976
5.187
12.117
9.303
13.86

Tầng 1
Trục 1-5
Trục 5-9

10.82
9.65

0
0
20.47
10.82
9.65
Tầng 2-4
Trục 1-5
Trục 5-9

10.251
9.527

0
0
19.778
10.251
9.527
Tầng 5
Nhà hàng
Siêu thị
Thương mại

16.32

1.649
8.157

5.1
0
0
31.226
21.42
1.649
8.157

3.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q
4
, nhiệt tỏa ra từ các bề mặt thiết bị nhiệt Q
5

Ta xem như trong khu thương mại cũng như nhà hàng, siêu thị không có các
thành phần nguồn nhiệt này, nên
45
0QQ= =
kW.
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 24

GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm
Đặng Thế Vinh

3.1.5 Nhiệt do bức xạ mặt trời mang vào phòng Q
6

a) Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q

61
Trong công trình này ta sử dụng kính thường, loại kính chống nắng màu đồng
nàu dày 12mm có
0,74; 0,05; 0,21; 0,58
KKKK
αρτε
= ===
, bên trong không có rèm
che. Ta có công thức:
'
61
.. . . . . .
kcdsmmkhKm
QFR
ε εε εεε
=
, W (3-5) (theo (3-23) [1])
Với:
¾
F
k
diện tích bề mặt kính; khung kim loại thì F
k
=F
’
(F
’
diện tích kính và khung)
¾
R: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, lấy R tương ứng với giá trị

R
max
trong bảng 3.10 [1]. Thành phố Hồ Chí Minh thuộc 10
0
vĩ Bắc, tra bảng
ta có:
max max max max
158; 378; 517; 517
Bac Nam Dong Tay
RR R R== ==
W/m
2

¾
c
ε
: hệ số tính đến độ cao H so với mực nước biển, bỏ qua ảnh hưởng của cao
độ công trình so với mực nước biển (H=0) nên lấy
c
ε
bằng 1
1 0,023
1000
c
H
ε
=+
(3-6) (theo (3-24) [1])
¾
ds

ε
: hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ đọng sương và nhiệt độ 20
0
C
20
10,13
10
s
ds
t
ε
−
=−
(3-7) (theo (3-25) [1])
Với
0
32 ; 80%
NN
tC
ϕ
==
ta có
28
s
t 
0
C. Vậy

20
28 20

1 0,13 1 0,13 0.896
10 10
s
ds
t
ε
−
−
=− =− =

¾
mm
ε
: hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù. Xem trời không mây nên
1
mm
ε
=
.
¾
kh
ε
: hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính. Khung kim loại
1,17
kh
ε
=
.
¾
K

ε
: hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và loại kính, tra bảng 3.7 [1]
0,58
K
ε
=
.
¾
m
ε
: hệ số mặt trời. Không có rèm che nên
1
m
ε
=
.
Chọn thời gian hoạt động của trung tâm thương mại từ 8h sáng đến 10h tối,
khối lượng tính cho 1 đơn vị diện tích là 500kg/m
2
, tra bảng 3.12 [1] ta có giá trị hệ
số tức thời của lượng bức xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính khi không có rèm che
bên trong của một số hướng như sau: n
t max Bắc
= 0,8 (lúc 5h chiều), n
t max Nam
= 0,39
(lúc 9h sáng), n
t max Tây
= 0,51 (lúc 6h chiều) và n
t max Đ6ng

= 0,51 (lúc 12h trưa).
Tham khảo các bảng giá trị về cấu trúc bao của công trình theo các hướng
trong chương 1 (từ bảng 1.3 đến bảng 1.6) ta có bảng tổng kết về diện tích kính nằm
trong không gian cần điều hòa theo các hướng của các tầng như sau:
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 25

GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm
Đặng Thế Vinh

Bảng 3.8: Diện tích kính theo các hướng của các tầng, m
2

Hướng Bắc Hướng Nam Hướng Tây Hướng Đông
Khu vực
Trục 5-1 Trục 9-5 Trục 1-4 Trục 5-9 Trục A-F Trục F-A
Tầng 1 56.24 56.24 87.395 31.43 85.895 81.62
Tầng 2-4 56.24 56.24 82.65 97.66 80.56 80.56
Tầng 5 (Trục 7-3) 112.48 82.65 97.66 80.56 80.56
Áp dụng công thức (3-23) ta tính được giá trị bức xạ mặt trời thực tế xâm nhập vào
cấu trúc ở các hướng như trong các bảng dưới đây:
Bảng 3.9: Nhiệt bức xạ mặt trời theo hướng Bắc ở các tầng, kW
F
k
, m
2
Q'
61 Bắc
,kW
Khu vực n
t

Trục 5-1 Trục 9-5
R
W/m
2
c
ε
ds
ε

mm
ε
kh
ε
K
ε

m
ε

Trục 5-1 Trục 9-5
Tầng 1 0.8 56.24 56.24 158 1 0.896 1 1.17 0.58 1 4.322 4.322
Tầng 2-4 0.8 56.24 56.24 158 1 0.896 1 1.17 0.58 1 4.322 4.322
Tầng 5 (trục 7-3) 0.8 112.48 158 1 0.896 1 1.17 0.58 1 8.645
Bảng 3.10: Nhiệt bức xạ mặt trời theo hướng Nam ở các tầng, kW
F
k
, m
2
Q'

61 Nam
,kW
Khu vực n
t

Trục 1-4 Trục 5-9
R
W/m
2
c
ε
ds
ε

mm
ε
kh
ε
K
ε

m
ε

Trục 1-4 Trục 5-9
Tầng 1 0.39 87.395 31.43 378 1 0.896 1 1.17 0.58 1 7.834 2.817
Tầng 2-4 0.39 82.65 97.66 378 1 0.896 1 1.17 0.58 1 7.408 8.754
Tầng 5 0.39 82.65 97.66 378 1 0.896 1 1.17 0.58 1 7.408 8.754
Bảng 3.11: Nhiệt bức xạ mặt trời theo hướng Tây ở các tầng, kW
F

k
, m
2

Khu vực n
t

Trục A-F
R
W/m
2

c
ε
ds
ε

mm
ε
kh
ε

K
ε

m
ε

Q'
61Tây

kW
Tầng 1 0.51 85.895 517 1 0.896 1 1.17 0.58 1 13.771
Tầng 2-4 0.51 80.56 517 1 0.896 1 1.17 0.58 1 12.915
Tầng 5 0.51 80.56 517 1 0.896 1 1.17 0.58 1 12.915
Bảng 3.12: Nhiệt bức xạ mặt trời theo hướng Đông ở các tầng, kW
F
k
, m
2

Khu vực n
t

Trục F-A
R
W/m
2

c
ε
ds
ε

mm
ε
kh
ε

K

ε

m
ε

Q'
61Đông

kW
Tầng 1 0.51 81.62 517 1 0.896 1 1.17 0.58 1 13.085
Tầng 2-4 0.51 80.56 517 1 0.896 1 1.17 0.58 1 12.915
Tầng 5 0.51 80.56 517 1 0.896 1 1.17 0.58 1 12.915
Vậy ta có tổng thành phần nhiệt bức xạ qua cửa kính của các tầng như trong bảng
sau: