Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
1
1
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đ
Đ
Ề
ỀT
T
À
À
I
I
:
:
l
ạ
ạ
n
n
h
hh
h
ấ
ấ
p
pt
t
h
h
ụ
ụđ
đ
ể
ể
k
k
h
h
í
ív
v
ă
ă
n
np
p
h
h
ò
ò
n
n
g
gl
GVHD: giáo Th.s-Nguyễn Thành Văn
SVTH: Ngô Sĩ Dũng
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
r
a
a
n
n
g
g2
2
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU 5
Chương1:
TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ 7
1.1. Máy lạnh hấp thụ 7
1.1.1.Chu trình lý thuyết 7
1.1.2. Ưu, nhược điểm 9
1.1.3.Mô hình máy lạnh hấp thụ H
2
O/LiBr một cấp thực tê 9
1.2. Môi chất dùng trong máy lạnh hấp thụ 10
1.2.1.Yêu cầu đối với môi chất dùng trong máy lạnh hấp thụ 10
T
27
2.6.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí theo một cấp 28
Chương3:
TÍNH TOÁN CHU TRÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ H
2
O/BrLi
MỘT CẤP 32
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
T
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g3
3
3.1. Mô hình máy lạnh hấp thụ H
2
O/ LiBr một cấp 32
3.1.1. Mô hình máy lạnh hấp thụ H
2
O/ LiBr được chọn như sau 33
3.1.2.Nguyên lý làm việc máy lạnh hấp thụ H
2
O/LiBr một cấp 34
3.2.Tính toán chu trình máy lạnh hấp thụ H
2
O/BrLi một cấp 35
3.2.1.Các đại lượng đã biết 35
4.3.Thiết bị hồi nhiệt 58
4.3.1.Cấu tạo 58
4.3.2.Tính diên tích trao đổi nhiệt 59
Chương5: GIỚI HẠN VÙNG LÀM VIỆC CỦA MÁY LẠNH HẤP THỤ
H
2
O/LiBr MỘT CẤP 64
5.1. Giới hạn vùng làm việc của máy lạnh hấp thụ một cấp 64
5.2. Giới hạn của nhiệt độ nguồn gia nhiệt trong máy lạnh hấp thụ
H
2
O/ LiBr một cấp 65
5.2.1. Phạm vi khảo sát 66
5.2.2. Xác định giá trị nhiệt độ cực tiểu của nguồn gia nhiệt 66
5.2.3. Xác định giá trị nhiệt độ cực đại của dung dịch 67
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g4
4
Chương6: TÍNH SỨC BỀN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT
TRONG HỆ THỐNG MÁY LẠNH HẤP THỤ
H
2
O/LiBr MỘT CẤP 69
6.1.Tính chiều dày các thân bình hình trụ 69
6.1.1.Tính chiều dày của bình chứa thiết bị bay hơi và hấp thụ 69
6.1.2.Tính chiều dày của bình chứa thiết bị ngưng tụ và sinh hơi 70
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
g
g5
5
LỜI MỞ ĐẦU
Việt nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm, vì vậy điều hoà không
khí có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với đời sống con người và sản xuất. Cùng với
sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật điều hoà không
khí đã có những bước tiến đáng kể trong một vài thập kỷ qua. Đặc biệt là ở Việt
Nam, từ khi có chính sách mở cửa, các thiết bị điều hoà không khí đã được nhập
từ nhiều nước khác nhau, với nhu cầu ngày càng tăng và ngày càng hiện đại hơn.
Tuy nhiên, hầu hết các trang thiết bị lạnh đều dùng môi chất frêon, một chất mà
Công ước Quốc tế Montréal hạn chế sử dụng vì làm suy giảm tầng ôzôn và gây
hiệu ứng lồng kính. Vì vậy, việc tìm một môi chất lạnh khác để thay thế là điều
mà cả thế giới quan tâm, và tập trung nhất hiện nay là mô hình máy lạnh hấp thụ.
dùng nguồn gia nhiệt do đốt nhiên liệu, do hơi nước, do khói thải của các trung
tâm nhiệt điện và dùng năng lượng mặt trời.
Hiện nay, ở Việt nam, trong các hệ thống điều hoà không khí lớn, đang có
xu hướng thay thế máy nén lạnh thông thường bằng máy lạnh hấp thụ như Công
ty dệt Việt Thắng, nhà máy bột ngọt VeDan, nhà máy điện Hiệp Phước, Siêu thị
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
đồ án tốt nghiệp này.
Vì điều kiện thời gian, tài liệu tham khảo và khả năng của bản thân có hạn
nên đồ án không khỏi những thiếu sót, vậy kính mong sự góp ý chân thành của
quý thầy cô.
Đà Nẵng, ngày 27 tháng 05 năm 2003
Sinh viên thực hiện
Ngô Sĩ Dũng
Chương1:
TỔNG QUAN VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ
1.1. Máy lạnh hấp thụ:
1.1.1. Chu trình lý thuyết :
I
I
Ệ
Ệ
P
P
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
dịch loãng và qua van tiết lưu dung dịch, giảm áp trở về bình hấp thụ, khép kín
vòng tuần hoàn dung dịch.
Phương trình cân bằng nhiệt của máy lạnh hấp thụ :
Q’
k
+ Q’
A
= Q’
o
+ Q’
H
+ Q’
B
Trong đó :
Q’
k
: Nhiệt thải ra của thiết bị ngưng tụ
Q
H
Q
A
Á
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
Q’
A
: Nhiệt thải ra của thiết bị hấp thụ
Q’
0
: Nhiệt trao đổi của thiết bị bay hơi
Q’
H
: Nhiệt tiêu tốn cho quá trình sinh hơi
Q’
B
: Nhiệt quy đổi tiêu tốn cho bơm dung dịch
Hệ số làm lạnh của máy lạnh hấp thụ :
ζ
ζζ
ζ =
BH
QQ
Q
''
'
0
+
=
H
Q
Q
'
C) để hoạt động . Chính vì thế, máy lạnh
hấp thụ góp phần vào việc sử dụng hợp lý các nguồn năng lượng khác nhau:
năng lượng nhiệt mặt trời, tận dụng nhiệt năng thừa, phế thải, thứ cấp, rẻ tiền
như khói thải, hơi trích
Ưu điểm tiếp theo của máy lạnh hấp thụ là có rất ít chi tiết chuyển động,
kết cấu chủ yếu là các thiết bị trao đổi nhiệt và trao đổi chất, bộ phận chuyển
động duy nhất là bơm dung dịch. Vì vậy, máy lạnh hấp thụ vận hành đơn giản,
độ tin cậy cao, máy làm việc ít ồn và rung. Trong vòng tuần hoàn hoàn môi chất,
không có dầu bôi trơn nên bề mặt các thiết bị trao đổi nhiệt không bị bám dầu
làm nhiệt trở tăng như trong máy lạnh nén hơi.
Ngoài ra, hiện nay, khi tình trạng phá hủy tầng Ôzôn do các chất frêon gây
ra, việc tìm các môi chất lạnh khác thay thế đang còn rất khó khăn thì việc dùng
máy lạnh hấp thụ thay thế máy lạnh nén hơi trong lĩnh vực điều hòa không khí
có ý nghĩa rất lớn .
Máy lạnh hấp thụ cũng có nhược điểm là giá thành hiện nay còn rất đắt,
cồng kềnh, diện tích lắp đặt lớn hơn so với máy lạnh nén hơi. Lượng nước làm
mát tiêu thụ cũng lớn hơn vì phải làm mát thêm bình hấp thụ. Thời gian khởi
động chậm, tổn thất khởi động lớn do lượng dung dịch chứa trong thiết bị lớn .
1.1.3.Mô hình máy lạnh hấp thụ H
2
O/LiBr một cấp thực tế:
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g9
9
2
O/LiBr một cấp của Trane.
1.2. Môi chất dùng trong máy lạnh hấp thụ :
1.2.1. Yêu cầu đối với môi chất dùng trong máy lạnh hấp thụ :
Ngoài môi chất lạnh, máy lạnh hấp thụ còn sử dụng thêm một môi chất hấp
thụ nữa, gọi chung là cặp môi chất lạnh. Yêu cầu đối với cặp môi chất lạnh trong
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
r
a
a
n
n
g
g1
1
0
0
máy lạnh hấp thụ cũng giống như đối với các môi chất lạnh khác là có tính chất
nhiệt động tốt, không độc hại, khó cháy, khó nổ, không ăn mòn đối với vật liệu
chế tạo máy, phải rẽ tiền, dễ kiếm Ngoài ra cặp môi chất lạnh cần phải :
- Hòa tan hoàn toàn vào nhau nhưng nhiệt độ sôi ở cùng điều kiện áp suất
càng xa nhau càng tốt, để hơi môi chất lạnh sinh ra ở bình sinh hơi không lẫn
chất hấp thu û.
- Nhiệt dung riêng của dung dịch phải bé, đặc biệt đối với máy lạnh hấp thụ
chu kỳ để tổn thất nhiệt khởi động máy nhỏ .
Hiện nay, máy lạnh hấp thụ sử dụng phổ biến hai loại cặp môi chất lạnh là
NH
3
/ H
2
O và H
C vì môi chất lạnh là nước đóng băng
ở 0
0
C .
Chính vì hai nhược điểm đầu mà giá thành của máy lạnh hấp thụ H
2
O/ LiBr
rất đắt .
Còn máy lạnh hấp thụ NH
3
/ H
2
O, tuy không hiệu quả bằng máy lạnh hấp thụ
H
2
O/ LiBr và còn gây mùi khai, độc hại nếu xì hở. Ngoài ra, do lượng nước
cuốn theo hơi NH
3
rất lớn nên cần phải có thiết bị tinh luyện hơi NH
3
trước khi
vào bình ngưng.
1.2.2. Cặp môi chất H
2
O/LiBr :
1.2.2.1. Đặc tính của dung dịch H
2
O/LiBr :
1.2.2.1.1. Tính chất :
Đ
P
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g
• Không độc, có vị mặn, không nguy hiểm với con người. Tuy nhiên, nên
chú ý rằng : do tính hút nước mạnh, dung dịch rơi vào da sẽ gây nóng và
ngứa, vào mắt phải rửa sạch ngay đề phòng hư mắt .
• Ở nhiệt độ thấp hoặc nồng độ quá đặc, thì dung dịch H
2
O/ LiBr rất dễ kết
tinh (nồng độ LiBr trong dung dịch khống chế không trên 70 %) .
• Dung dịch H
2
O/ LiBr có tính ăn mòn kim loại. Đặc biệt, khi ở nhiệt độ ≥
150
0
C và với sự có mặt của không khí thì nó ăn mòn mạnh mẽ thép, đồng
và các hợp kim của đồng. Vì vậy, phải sử dụng thêm những chất phụ gia
để kìm hãm sự ăn mòn . 1.2.2.1.2. Phương pháp phụ gia phòng ăn mòn :
Do dung dịch H
2
O/ LiBr có tính ăn mòn mạnh kim loại, đặc biệt khi ở nhiệt
độ cao ≥ 150
0
C và với sự có mặt của không khí thì sự ăn mòn càng mạnh mẽ
hơn. Quá trình ăn mòn không những làm giảm tuổi thọ của thiết bị mà còn sinh
ra những khí không ngưng làm giảm độ chân không trong thiết bị và làm giảm
năng lực làm lạnh của máy. Để giảm bớt sự ăn mòn, máy lạnh hấp thụ H
2
O/
LiBr thời trước đều dùng ống truyền nhiệt bằng thép không gỉ hoặc hợp kim
Á
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
2
đi. Vì vậy, khi sử dụng chất phụ gia này cần phải nghiêm túc khống chế nhiệt độ
dung dịch trong bình sinh hơi không vượt quá 120
0
C. Hơn nữa, đối với dung
dịch LiBr có chứa Li
2
CrO
4
phải khống chế độ pH dưới 11, nếu không dung dịch
sẽ có trạng thái kết dính tạo thành những huyền phù làm cản trở sự chuyển động
và truyền nhiệt của dung dịch. Khi nhiệt độ dung dịch LiBr cao hơn 120
0
C, có
thể sử dụng các chất phụ gia khác. Chẳng hạn, cho dung dịch (0,01 ÷ 0,1) % PbO
hoặc 0,2 % Sb
2
O
3
với 0,1 % KNbO
3
.
1.2.2.1.3. Phương pháp phụ gia tăng cường năng lực làm lạnh :
Các nhà nghiên cứu qua thực nghiệm, chứng minh được : trong dung dịch
LiBr cho thêm vào (0,2 ÷ 0,3) % chất phụ gia [CH
H
2
O/LiBr, các nhà nghiên cứu đã lập được các phương trình tính các thông số
nhiệt động lực học và nhiệt vật lý học của dung dịch H
2
O/LiBr như sau :
Với phạm vi áp dụng : 0
0
C ≤ t ≤ 130
0
C
0,30 ≤ ξ ≤ 0,70
Trong đó : t : nhiệt độ của dung dịch
ξ : nồng độ khối lượng bromualiti trong dung dịch
1.2.2.2.1. Nhiệt độ sôi của dung dịch H
2
O/LiBr :
t
s
= A(x) + B(x).t
P
(1.1)
Trong đó :
t
P
: nhiệt độ sôi của nước ở áp suất P
A(x), B(x) : các hệ số : A(x) =
∑
=
T
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
)1.(87
.18
.
ξ
ξ
−
.
a
i
, b
i
: các hệ số bất biến :
I 0 1 2 3 4
a
i
340,897 - 2638,978 7262,473 - 8119,078 3302,087
b
i
- 0,01050 6,70042 - 15,42477 16, 42477 6,34249
1.2.2.2.2. Entanpi của dung dịch H
2
O/LiBr :
h =
∑
=
4
0n
n
, b
n
, c
n
và d : các hệ số bất biến :
a
0
=- 954, 8 b
0
= - 0, 3293
a
1
=47, 7739 b
1
= 0, 04076
a
2
-7, 689. 10
-
5
c
0
= 7, 4285 . 10
-
3
d = -2, 269 . 10
-
6
c
1
=
5
.( 65.t + 30.
ξ
-
ξ
.t )
(1.3)
1.2.2.2.4. Entrôpi của dung dịch H
2
O/LiBr :
S = C
1
+ C
2
T + C
3
T
2
+ C
4
T
3
+ C
5
ξ
+ C
6
T
ξ
i
1
2
3
4
5
- 2,14232.10
-
1
3,538766.10
-3
2,631565.10
- 6
- 6,670551.10
-9
1,130756
6
7
8
9
10
- 6,980378.10
-
3
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
+t
(1.5)
Trong đó : m = 11, 514.
ξ
ξ
−100
1.2.2.2.6. Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch H
2
O/LiBr :
Khi nhiệt độ của dung dịch t ≤ 80
0
C : (1.6)
λ = -3,5552933 +3,407759.10
- 2
.T -9,381419.10
- 5
.T
2
+8,834924.10
- 8
.T
3
+A(ξ)
Trong đó :
A (ξ) : hệ số kể đến mối liên quan tăng nhiệt của dung dịch và nước :
A (ξ) = 0,4923607.ξ - 0,422476.10
-2
1.2.2.2.7. Độ nhớt động lực học của dung dịch H
2
O/LiBr :
Khi nhiệt độ của dung dịch t ≤ 70
0
C : (1.8)
µ = [ 1,8793 - 0,025765. ξ - 0,035. t + 0,0004. ξ.t +
ξ
ξ
.36395,223
.989,6263,169
−+
+
−
t
]. 10
- 3
Khi nhiệt độ của dung dịch t > 70
0
C : (1.9)
µ = [ - 0,5707 + 0,009235. ξ +
ξ
ξ
.36395,223
.989,6263,169
−+
+
−
ξ
2
+ D
9
Tξ
2
+ D
10
ξ
3
Trong đó :
D
i
: các hệ số bậc biến :
i D
i
i D
i
1
2
3
4
5
21,54266.10
-
2
7,308868.10
-2
* Riêng khi dung dịch chỉ còn là nước, các công thức được tính như sau
1.2.2.2.9. Aïp suất bảo hoà : (1.11)
lgP
n
= 0,0914903 - 0,0314708.[T
-1
- (7,9151 - 2,6726. lgT).10
-3
- 8,625.10
-7
.T]
1.2.2.2.10. Nhiệt dung riêng của nước :
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
N
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g1
1
5
5
C
Pn
= - 6,87757. 10
-
3
- 2,1916. T
-
1
+ 6,38605. 10
2
. T
-
2
(1.14)
1.3.Nhiệm vụ của đề tài:
Trong khuôn khổ của đề tài này, em tập trung nghiên cứu mô hình máy lạnh
hấp thụ H
2
O/LiBr một cấp sử dụng nguồn năng lượng khác nhau: năng lượng
nhiệt mặt trời, tận dụng nhiệt năng thừa, phế thải, thứ cấp, rẻ tiền như khói thải,
hơi trích dùng để điều hòa không khí văn phòng làm việc với diện tích 35 m
2
,
chiều dài L = 7 m, chiều rộng D = 5 m được chia làm hai phòng. Phòng I có
diện tích 12,5 m
2
với chiều rộng L
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
1
6
6
1.4.2.Chọn thông số tính toán:
1.4.2.1.Nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng:
Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu t
T
,ϕ
T
ứng với
trạng thái của không khí trong phòng được biểu thị bằng điểm T trên đồ thi I- d.
Trong thiết kế này hệ thống điều hòa dùng để làm lạnh không khí trong mùa
nóng, nên các thông số được chọn cho mùa nóng.
+ Độ ẩm tương đối của không khí trong phòng: theo [TL6-tr162]
ϕ
T
= 35 ÷ 70 %, chọn ϕ
T
= 60 %.
+ Nhiệt độ của không khí trong phòng: theo [TL6-tr158]
t
T
= 22 ÷ 27
o
C, chọn t
T
= 25
theo bảng [TL6-tr172] ta có: với tháng nóng nhất là tháng 6 thì độ ẩm tương đối
trung bình trong năm là: ϕ(t
max
) = 80,5%.
Chương 2:
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
N
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g1
1
7
7
Mục đích tính toán của chương này nhằm xác định tổng các phụ tải nhiệt của
phòng làm việc làm cơ sở để tính năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không
khí.
t
:
Q
∆t
= k.F.∆t , [W]
Trong đó:
+ k: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che [W/m
2
.độ]
+ F: diện tích của kết cấu bao che [m
2
].
+ ∆t: hiệu số nhiệt độ tính toán [
o
C].
2.2.1.Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán
∆
∆∆
∆
t:
∆t = ϕ (t
N
- t
T
)
trong đó:
+ t
N
: nhiệt độ của không khí bên ngoài phòng điều hòa, t
N
.độ].
trong đó:
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Á
N
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
g
g1
1
8
8
+ α
T
: hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên trong của kết cấu bao che,
[W/m
2
độ]. Do bề mặt bên trong của tường, trần là nhẵn nên theo [TL6-tr276] ta
có α
T
= 11,63 W/m
2
.độ
+ α
N
: hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che,
[W/m
2
độ]. Do bề mặt bên ngoài tiếp xúc với không khí nên theo [TL6-tr276] ta
có α
N
Hệ số dẫn
nhiệt và chiều dày
của lớp vật liệu xây
tường và kính cửa (hệ số dẫn nhiệt được tra theo bảng 4-22 ,[TL6-tr278])
STT Vật liệu
λ
i
,[W/m.độ]
δ
I
, [m]
1 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
2 Gạch nhiều lỗ 0,52 0,1
3 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
4 Kính cửa 0,755 0,005
b.Kết cấu trần phòng làm việc:
α
α
N
T
α
T
α
N
1
2
3
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
I
, [m]
1 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
2 Bê tông trần 1,55 0,15
3 Vữa trát ximăng 0,93 0,01
Vậy suy ra hệ số truyền nhiệt k là:
Bảng 2.3: Hệ số truyền nhiệt k
Tên gọi Ký hiệu Giá trị93
[W/m
2
.độ]
Tường bao xung quanh tiếp xúc với không khí bên ngoài k
xqkk
2,93
Tường bao xung quanh ngăn giữa hai phòng k
xqpl
2,59
Trần k
t
3,44
Kính cửa tiếp xúc với không khí bên ngoài k
ckk
7,37
Kính cửa ngăn giữa hai phòng k
cpl
5,60
2.2.3.Bề mặt trao đổi nhiệt của các kết cấu bao che:
I
I
Ệ
Ệ
P
P
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
ượng nhiệt truyền qua tường xung quanh là của phòng I:
Bảng 2.3
Kết cấu Số
lượng
Kích
thước,[m]
F,[m
2
] K
[W/m
2
.độ]
∆
t,[
o
C]
Q
i
,[W]
Cửa sổ 2 cửa
1,2
×
1,2
2,88 7,37 9,5 201,6
Cửa chính1 1 cửa
1,4
×
1,9
2,66 7,37 9,5 186,2
Cửa chính2 1 cửa
b.Lượng nhiệt truyền qua tường xung quanh là của phòng II:
Bảng 2.4
Kết cấu Số
lượng
Kích
thước,[m]
F,[m
2
] K
[W/m
2
.độ]
∆
t,[
o
C]
Q
i
,[W]
Â
N
T
B
Đ
Đ
Ồ
ỒÁ
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g2
2
1
1
trừ cửa
-
5
×
3,5
14,84 2,59 3,8 146,1
Trần -
5
×
4,5
22,5 3,44 3,8 294,1
Tổng 2094,3
2.2.4.Tính lượng nhiệt truyền qua nền nhà:
Nền được đúc bằng bêtông đá nhăm tra bảng theo [TL6-tr279]
ta có λ = 1,27 W/m.độ , theo [TL7-tr41] ta có hệ số truyền nhiệt được chọn như
sau:
Xem nền như là một vách phẳng, trong đó nhiệt truyền theo bề mặt nền ngoài
ra theo các dải khác nhau.
+ Đối với phòng I: Nền được chia làm 1 dải, có bề rộng 2,26 m.
Theo [TL7-tr41] ta có k
I
= 0,5 W/m
2
.độ
Suy ra lượng nhiệt truyền qua nên phòng I là:
Q
nI
= k
n
∆t
= Q
∆tI
+ Q
∆tII
+ Q
nI
+ Q
nII
Q
∆t
= 1573,9 + 2094,3 + 20,4 + 68,5 = 3757,1 W
2.3.Tính toán lượng nhiệt truyền vào phòng do bức xạ mặt trời Q
bx
:
Đối với các vùng nhiệt đới như nước ta nói chung và Đà Nẵng nói riêng, quanh
năm có mặt trời, nhất là về mùa hè ánh nắng càng gay gắt. Do đó nhiệt lượng do
bức xạ mặt trời truyền qua kết cấu bao che vào nhà rất lớn. Lượng nhiệt này phụ
thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời lên mặt phẳng kết cấu bao che và khả năng
cản nhiệt bức xạ của bản thân kết cấu bao che.
Q
bx
= Q
k
bx
+ Q
bc
bx
P
P
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g
4
.q
bx
.F
k
Trong đó:
+ τ
1
: hệ số kể đến độ trong suốt của cửa kính, do trong thiết kế này cửa kính
1 lớp nên theo [TL6-tr289] ta có τ
1
= 0,9
+ τ
2
: hệ số kể đến độ bẩn của mặt kính, do trong thiết kế này cửa kính 1 lớp
nên theo [TL6- tr 289] ta có τ
2
= 0,8
+ τ
3
: hệ số kể đến mứt độ che khuất bởi khung cửa, do trong thiết kế này
cửa kính được làm bằng khung gỗ một lớp kính nên theo [TL6-tr290] ta có τ
3
=
0,61 ÷ 0,64 , chọn τ
3
= 0,62
+ τ
4
cs
= 1,14 m
2
Vậy lượng nhiệt bức xạ qua kính vào nhà là:
Q
k
bx
= 0,9 × 0,8 × 0,62 × 0,95 × 312 × 1,14 = 150,8 W
2.3.2.Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che:
Nhiệt bức xạ mặt trời truyền qua bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ
vào phòng tính theo công thức [TL6-tr290]. Ơí đây do trên phòng làm việc còn
có nhiều tầng nên ta không tính nhiệt bức xạ qua trần, tường nhận nhiệt bức xạ
mặt trời chủ yếu là tường phía Đông và phía Tây còn tường phía Nam và phía
Bắc nhận nhiệt bức xạ rất ít nên ta bỏ qua.
Q
bc
bx
= 0,047. k
t
. F. ε .q
'
bx
,[ W ]
Trong đó:
Đ
Đ
Ồ
Ồ
Ngô Sĩ Dũng
T
T
r
r
a
a
n
n
g
g2
2
3
Nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che là:
Q
bc
bx
= 0,047 × 4,04 × 33,56 × 0,6 × 157 = 600,3 W
Vậy lượng nhiệt bức xạ truyền vào phòng điều hòa là:
Q
bx
= Q
k
bx
+ Q
bc
bx
= 150,8 + 600,3 = 751,1 W
2.4.Tính lượng nhiệt tỏa Q
tỏa
:
2.4.1.Nhiệt do người tỏa ra:
Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người tạo ra nhiệt. Lượng nhiệt
do người tảo ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí
xung quanh, lứa tuổi Nhiệt độ người tỏa ra gồm hai phần:
Một phần tỏa trực tiếp vào không khí, làm tăng nhiệt độ không khí gọi là
nhiệt hiện. Một phần khác làm bay hơi mồ hôi trên bề mặt da, lượng nhiệt này
tỏa ra môi trường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng
nhiệt độ của không khí gọi là lượng nhiệt ẩn. Tổng hai lượng nhiệt này gọi là
lượng nhiệt toàn phần do người tỏa ra.
Lượng nhiệt do người tỏa ra trong phòng: theo [TL6-tr297] ta có công thức:
Q
n
NT
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
Phòng I được bố trí 1 đèn huỳnh quang loại 1,2 m có công suất N
đ1,2
= 40 W .
Phòng II được bố trí 2 đèn huỳnh quang loại 1,2 m có công suất N
đ1,2
= 80 W
Vậy tổng công suất của các đèn huỳnh quang là N = 0,12 KW
Suy ra nhiệt tỏa ra do thắp sáng là:
Q
s
= 860 × 0,12 = 103,2 kcal/h = 120 W
2.4.3.Nhiệt do máy móc tỏa ra Q
mc
:
Q
mc
=∑N
đ
,[W]
Trong đó:
N
đ
: Công suất lắp đặt của thiết bị. có 4 máy vi tính có N
đ
= 40 W
Suy ra lượng nhiệt do máy móc tỏa ra là:Q
mc
= 4 ×40 = 160 W
Vậy lượng nhiệt Q
tỏa
+ g: lượng ẩm tỏa ra [g/h.người], phụ thuộc vào trạng thái, cường độ
lao động và nhiệt độ môi trường xung quanh, tra theo [TL6-tr299] với nhiệt độ
trong phòng là 25
o
C và công việc là lao động trí óc ta có g = 105 g/h.người.
suy ra lượng ẩm do người tỏa ra là:
W
T
= 5 × 105.10
-3
= 0,525 kg/h
2.6.Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí:
2.6.1.Xác định hệ số góc tia của quá trình thay đổi trạng thái không khí
trong phòng
ε
εε
ε
T
:
Xác định trị số hệ số góc tia của quá trình thay đổi trạng thái không khí trong
phòng( quá trình thổi không khí vào ở trạng thái V(I
v
, d
v
)trung hòa với lượng
nhiệt ẩm thừa trong phòng và thay đổi đến trạng thái T(I
T
,d
T
) ),theo đúng yêu
T
T
Ố
Ố
T
TN
N
G
G
H
H
I
I
Ệ
Ệ
P
P
T
=
525,0
6,5026
= 9574,5
2.6.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí theo một cấp:
1. Chọn sơ đồ điều hòa không khí :
Chọn sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là vì tận dụng được nhiệt độ thấp
trong phòng điều hòa không khí do đó làm giảm được năng suất lạnh do không
gian điều hòa không sinh ra chất độc hại.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa không khí kiểu tuần hoàn
một cấp.
Hình 2.3
Nguyên lý hoạt động: Không khí ngoài trời có trạng thái N(t
N
, ϕ
N
) có lưu
lượng L
N
qua cửa hút của không khí ngoài trời 1, đi vào buồng hòa trộn 3 , để
hòa trộn với lượng không khí tuần hoàn có trạng thái T(t
T
, ϕ
T
)
có lưu lượng L
T
C
4
O
5
6
V
7
12
8
T
Q
T
W
T
9
10
11
T
2
Copyright: Tài liệu đại học ©