Chương 3a: Tính năng suất lạnh

Chia sẻ: Nguyen Van Binh Binh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

598
lượt xem 71
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra Q1 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: q11 = N 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)....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chương 3a: Tính năng suất lạnh

Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 20 CHƯƠNG 3: TÍNH NĂNG SUẤT LẠNH 3.1 Tính nhiệt thừa QT 8 QT = ∑ Qi , kW (3-1) (theo (3-43) [1]) i =1 Trong đó QT là tổng nhiệt thừa và Qi là các nhiệt thành phần, kW. 3.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị toả ra Q1 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 N hòa nên: q11 = (3-2) (theo (3-6) [1]) η 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 Q11 , kW Động cơ điện Khu vực Số lượng Công suất, kW H.suất, % ktt kđt Q11, 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 Q12. Vậy ta có bảng tổng kết giá trị Q1 cho các tầng như sau: Bảng 3.2: Giá trị nhiệt tỏa ra từ máy móc, thiết bị điện Q1, kW Khu vực Q11, kW Q12, kW Q1,kW Tầng hầm 1 0 Khu Fastfood 0 0 0 Khu Cake 0 0 0 Khu 1 0 0 0 Khu 2 0 0 0 Khu 3 0 0 0 Khu 4 0 0 0 Khu 5 0 0 0 Tầng 1 16 Trục 1-5 0 0 0 Trục 5-9 16 0 16 Tầng 2-4 14.588 Trục 1-5 0 0 0 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 21 Trục 5-9 14.588 0 14.588 Tầng 5 0 Nhà hàng 0 0 0 Siêu thị 0 0 0 Thương mại 0 0 0 3.1.2 Nhiệt do đèn toả ra Q2 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: Q2 = kdt .qs .F .10−3 ,kW (3-3) (theo (3-12) và (3-15) [1]) Trong đó kđt là hệ số sủ dụng đồng thời; F là diện tích của các khu ở các tầng, m và qs là công suất chiếu sang, W/m2. Theo bàng 2.2 ta có: khu thương mại 2 qs = 25 W/m2; khu siêu thị qs = 33 W/m2 và khu nhà hàng: qs = 50 W/m2. Áp dụng công thức (3-3) ta sẽ tính được giá trị Q2 như trong bảng sau: Bảng 3.3: Diện tích các tầng, m2 Diện tích, m2 Khu vực Trục 1-5 Trục 5-9 Tầng hầm 1 Khu Fastfood 23 Khu Cake 24 Khu 1 642 Khu 2 185 Khu 3 433 Khu 4 332 Khu 5 495 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 Q2, kW Khu vực kdt qs, W/m2 F, m2 Q2 ,kW Tầng hầm 1 96.03 Khu Fastfood 0.9 50 23 1.035 Khu Cake 0.9 50 24 1.08 Khu 1 0.9 50 642 28.89 Khu 2 0.9 50 185 8.325 Khu 3 0.9 50 433 19.485 Khu 4 0.9 50 332 14.94 Khu 5 0.9 50 495 22.275 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 22 Tầng 1 40.185 Trục 1-5 0.9 25 866 19.485 Trục 5-9 0.9 25 920 20.7 Tầng 2-4 22.208 Trục 1-5 0.9 25 765 17.213 Trục 5-9 0.9 25 222 4.995 Tầng 5 57.488 Nhà hàng 0.9 50 765 34.425 Siêu thị 0.9 33 222 6.593 Thương mại 0.9 25 732 16.47 3.1.3 Nhiệt do người toả ra Q3 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: Q3 = n.q.10−3 , 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 Q3 được tính như sau: Bảng 3.5: Giá trị nhiệt Q’3, kW Khu vực kdt Diện tích, m2 Mật độ, m2/người q, W/người Q’3, kW Tầng hầm 1 45.526 Khu Fastfood 0.4 23 3 160 0.491 Khu Cake 0.4 24 3 160 0.512 Khu 1 0.4 642 3 160 13.696 Khu 2 0.4 185 3 160 3.947 Khu 3 0.4 433 3 160 9.237 Khu 4 0.4 332 3 160 7.083 Khu 5 0.4 495 3 160 10.56 Tầng 1 20.47 Trục 1-5 0.6 971 7 130 10.82 Trục 5-9 0.6 866 7 130 9.65 Tầng 2-4 19.778 Trục 1-5 0.6 920 7 130 10.251 Trục 5-9 0.6 855 7 130 9.527 Tầng 5 26.126 Nhà hàng 0.4 765 3 160 16.32 Siêu thị 0.4 222 7 130 1.649 Thương mại 0.6 732 7 130 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: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 23 Bảng 3.6: Nhiệt bổ sung Q3bs, kW Diện tích Mật độ Nhiệt bổ sung Q3bs Khu vực Số người m2 người/m2 W/người kW Tầng hầm 1 14.24 Khu Fastfood 23 3 8 20 0.16 Khu Cake 24 3 8 20 0.16 Khu 1 642 3 214 20 4.28 Khu 2 185 3 62 20 1.24 Khu 3 433 3 144 20 2.88 Khu 4 332 3 111 20 2.22 Khu 5 495 3 165 20 3.3 Tầng 5 5.1 Nhà hàng 765 3 255 20 5.1 Vậy ta có bảng tổng kết giá trị Q3 như sau: Bảng 3.7: Giá trị nhiệt tỏa ra từ hoạt động của con người Q3, kW Khu vực Q’3, kW Q3bs, kW Q3, kW Tầng hầm 1 59.766 Khu Fastfood 0.491 0.16 0.651 Khu Cake 0.512 0.16 0.672 Khu 1 13.696 4.28 17.976 Khu 2 3.947 1.24 5.187 Khu 3 9.237 2.88 12.117 Khu 4 7.083 2.22 9.303 Khu 5 10.56 3.3 13.86 Tầng 1 20.47 Trục 1-5 10.82 0 10.82 Trục 5-9 9.65 0 9.65 Tầng 2-4 19.778 Trục 1-5 10.251 0 10.251 Trục 5-9 9.527 0 9.527 Tầng 5 31.226 Nhà hàng 16.32 5.1 21.42 Siêu thị 1.649 0 1.649 Thương mại 8.157 0 8.157 3.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4, nhiệt tỏa ra từ các bề mặt thiết bị nhiệt Q5 Ta xem như trong khu thương mại cũng như nhà hàng, siêu thị không có các thành phần nguồn nhiệt này, nên Q4 = Q5 = 0 kW. GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 24 3.1.5 Nhiệt do bức xạ mặt trời mang vào phòng Q6 a) Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61 Trong công trình này ta sử dụng kính thường, loại kính chống nắng màu đồng nàu dày 12mm có α K = 0, 74; ρ K = 0, 05;τ K = 0, 21; ε K = 0, 58 , bên trong không có rèm che. Ta có công thức: Q61 = Fk .R.ε c .ε ds .ε mm .ε kh .ε K .ε m , W (3-5) (theo (3-23) [1]) ' Với: Fk diện tích bề mặt kính; khung kim loại thì Fk=F’ (F’ diện tích kính và khung) R: nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, lấy R tương ứng với giá trị Rmax trong bảng 3.10 [1]. Thành phố Hồ Chí Minh thuộc 100 vĩ Bắc, tra bảng ta có: Rmax Bac = 158; Rmax Nam = 378; Rmax Dong = 517; Rmax Tay = 517 W/m2 ε c : 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 ε c bằng 1 H ε c = 1 + 0, 023 (3-6) (theo (3-24) [1]) 1000 ε ds : hệ số xét tới ảnh hưởng của nhiệt độ đọng sương và nhiệt độ 200C ts − 20 ε ds = 1 − 0,13 (3-7) (theo (3-25) [1]) 10 Với t N = 320 C ;ϕ N = 80% ta có ts 28 0C. Vậy ts − 20 28 − 20 ε ds = 1 − 0,13 = 1 − 0,13 = 0.896 10 10 ε mm : hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù. Xem trời không mây nên ε mm = 1 . ε kh : hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính. Khung kim loại ε kh = 1,17 . ε K : hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và loại kính, tra bảng 3.7 [1] ε K = 0,58 . ε m : hệ số mặt trời. Không có rèm che nên ε m = 1 . 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/m2, 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: nt max Bắc = 0,8 (lúc 5h chiều), nt max Nam = 0,39 (lúc 9h sáng), nt max Tây = 0,51 (lúc 6h chiều) và nt 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: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 25 Bảng 3.8: Diện tích kính theo các hướng của các tầng, m2 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 Fk, m2 R Q'61 Bắc ,kW Khu vực nt εc ε ds ε mm ε kh εK εm Trục 5-1 Trục 9-5 W/m2 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 Fk, m2 R Q'61 Nam ,kW Khu vực nt εc ε ds ε mm ε kh εK εm Trục 1-4 Trục 5-9 W/m2 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 Fk, m2 R Q'61Tây Khu vực nt εc ε ds ε mm ε kh εK εm Trục A-F W/m2 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 Fk, m2 R Q'61Đông Khu vực nt εc ε ds ε mm ε kh εK εm Trục F-A W/m2 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: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 26 Bảng 3.13: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính ở các tầng (trục 1-5 và trục 5-9) Q’61, kW Khu vực Hướng Bắc Hướng Nam Hướng Tây Hướng Đông Q’61, kW Tầng 1 46.151 Trục 1-5 4.322 7.834 13.771 0 25.927 Trục 5-9 4.322 2.817 0 13.085 20.224 Tầng 2-4 50.276 Trục 1-5 4.322 7.048 12.915 0 24.285 Trục 5-9 4.322 8.754 0 12.915 25.991 Tầng 5 50.637 Nhà hàng 0 7.408 12.915 0 20.323 Siêu thị 8.645 0 0 0 8.645 Trục 5-9 0 8.754 0 12.915 21.669 b) Nhiệt do bức xạ mặt trời và truyền nhiệt qua trần mái Q62 Ta có công thức tính nhiệt bức xạ qua mái: Q62 = F .k .ϕm .Δt , W (3-8) (theo (3-29) [1]) Trong đó: ε s .Rxn Δt = tTD − tT : độ chênh nhiệt độ tương đương; tTD = tT + (3-9) (theo (3-30) [1]) αN ϕm : hệ số màu của mái, chọn ϕm = 1 Và công thức tính nhiệt truyền qua mái: Q81 = k .F .ϕ .Δt (3-10) (theo (3-39) [1]) Trong đó: Δt : độ chênh nhiệt độ giữa bên ngoài và trong phòng Δt = t N − tT ϕ : hệ số phụ thuộc vào vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bên ngoài, ϕ =1 Kết hợp 2 công thức (3-9 và 3-10) ta có công thức tính nhiệt do bức xạ mặt trời và nhiệt truyền qua trần mái do chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài phòng như sau: Q62 = F .k .Δt , W (3-11) Trong đó: F: diện tích mái, m2. Lấy diện tích mái đúng bằng diện tích của các khu ở tầng 5. k: hệ số truyền nhiệt qua mái, W/m2K. Trên tầng 5 là sân thượng, xem cấu tạo sàn sân thượng gồm: trên cùng là lớp bitum dày δ1 = 3 mm có hệ số dẫn nhiệt λ1 = 0, 07 W/m.K; kế đến là lớp gạch cách nhiệt dày δ 2 = 50 mm có hệ số dẫn nhiệt λ2 = 0,14 W/m.K; kế đến là lớp vữa ximăng dày δ 3 = 5 mm có hệ số dẫn nhiệt λ3 = 0,8 W/m.K, kế đến là sàn bêtông cốt thép dày δ 4 = 200 mm có hệ GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 27 số dẫn nhiệt λ4 = 1,33 W/m.K; kế đến là lớp đệm không khí dày δ 5 = 950 mm có hệ số dẫn nhiệt λ5 = 0, 0267 W/m.K (lấy không khí khô ở nhiệt độ 300C) và cuối cùng là lớp thạch cao dày δ 6 = 10 có hệ số dẫn nhiệt λ6 = 0, 233 W/m.K (xem hình). Tất cả các giá trị hệ số dẫn nhiệt λ của vật liệu cấu tạo nên sàn sân thượng đều được tham khảo theo các vật liệu có, hoặc tương đương ở các bảng 3.19 [1], PL-7 và PL-8 [1]. Hình 3.1: Cấu tạo sàn sân thượng Ta có hệ số truyền nhiệt qua sàn sân thượng như sau: 1 1 k= = , W/m2K (3-12) (theo (3-40) [1]) 1 6 δi 1 +∑ R0 + αT i =1 λi αN 1 k= 0.0275 , W/m2K 1 0.003 0.05 0.005 0.2 0.95 0.01 1 + + + + + + + 10 0.07 0.14 0.8 1.33 0.0267 0.233 20 ε s .RN Độ chênh nhiệt độ Δt = ( t N − tT ) + (3-13) αN ε s : hệ số hấp thụ của mái, phụ thuộc màu sắc, tính chất vật liệu, trạng thái bề mặt. Chọn bề mặt là fibrô ximăng mới, màu trắng tra bảng 3.13 [1] được ε s = 0, 42 . α N = 20 W/m2K R Rxn tính giống giá trị Rn: Rxn = . Với R: nhiệt bức xạ cực đại qua kính 0,88 vào phòng. Với các giá trị bức xạ qua kính theo các hướng như trình bày ở phần tính Q61 thì lấy R = Rmax = RTây,Đông = 517W/m2. R 517 Suy ra Rxn = = = 587,5 W/m2. 0,88 0,88 ε s .RN 0, 42.587, 5 Vậy độ chênh nhiệt độ Δt = ( t N − tT ) + = (32 − 22) + 22,34 0C αN 20 Áp dụng công thức trên ta tính được lượng nhiệt do bức xạ và truyền nhiệt qua sàn sân thượng như trong bảng sau: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 28 Bảng 3.14: Nhiệt do bức xạ và truyền nhiệt qua sàn sân thượng tới tầng 5 Q62, kW Khu vực Diện tích, m2 k, W/m2K Δt , 0C Q62, kW Nhà hàng 765 0.0275 22.34 0.47 Siêu thị 222 0.0275 22.34 0.136 Thương mại 732 0.0275 22.34 0.45 3.1.6 Nhiệt do lọt không khí và do cấp khí tươi vào phòng Q7 Như đã trình bày trong phần tính nhiệt thừa, ngoài nhiệt do không khí lọt qua kết cấu bao che, lượng không khí tươi cấp cho phòng cũng gây nên một phần tổn thất nhiệt đáng kể. Tuy nhiên do ta phân chia cấu trúc công trình thành 2 khu từ trục 1-5 và từ trục 5-9 để tính tải, và cửa chính ra vào nằm ở tầng 1, thuộc khu trục 1-5, nên chỉ tính thành phần nhiệt do gió tươi và gió lọt cho tầng 1 với diện tích thuộc khu trục 1-5, khu còn lại trục 5-9 của tầng 1 và các khu của tầng 2-5 và tầng hầm do không có cửa ra vào thông với không khí bên ngoài nên chỉ tính thành phần nhiệt do gió lọt. Thường thì trong các siêu thị có gắn các quạt màn chắn gió air curtain nhưng trong luận văn này ta vẫn tính thành phần gió lọt do ra vào cửa. Thành phần nhiệt Q7 tính như sau: Q7 h = 0,335.(t N − tT ).V .ξ + 0,335.(t N − tT ).Vc .nql + 1, 2.n p .l.(t N − tT ) , W (3-14) (theo (3-32) (3-36) [1] và (4-21) [4]) Q7 a = 0,84.(d N − dT ).V .ξ + 0,84.(d N − dT ).Vc .nql + 3.n p .l.(d N − dT ) , W (3-15) (theo (3-33) (3-37) [1] và (4-22) [4]) Trong đó: V: thể tích phòng, m3 ξ : hệ số kinh nghiệm, tra bảng 3.14 [1] nql: số lượt người qua lại trong 1 giờ. Chọn n=50 người/h Vc: lượng không khí lọt qua cửa khi 1 người đi qua, với n=50người/h và cửa xoay ⇒ Vc=0.8 m3/người tra bảng 3.15 [1] Điều kiện trong nhà: tT = 220 C và ϕT = 60% ⇒ dT = 9,89 g/kgkkk Điều kiện ngoài trời (tầng 1 đến 5) t N = 320 C và ϕ N = 80% ⇒ d N = 24, 28 g/kgkkk Điều kiện ngoài trời (tầng hầm 1) t N = 300 C và ϕ N = 80% ⇒ d N = 21,58 g/kgkkk np là số người trong phòng l: lưu lượng không khí tươi cần cung cấp cho 1 người trong một đơn vị thời gian, theo phần lựa chọn thông số thiết kế ở chương 2 bảng 2.3 ta lấy l = 6 l/s.người đối với khu nhà hàng và siêu thị, lấy l = 5 l/s.người đối với khu thương mại. GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 29 Bảng 3.15: Thể tích phòng V và thông số kinh nghiệm ξ Khu vực Diện tích, m2 Cao trần, m Thể tích,m3 ξ Tầng hầm 1 2134 3.95 8429.3 0.35 Tầng 1 Trục 1-5 971 3.9 3786.9 0.35 Trục 5-9 866 3.9 3377.4 0.35 Tầng 2-4 Trục 1-5 920 3.3 3036 0.35 Trục 5-9 855 3.3 2821.5 0.37 Tầng 5 Nhà hàng+siêu thị 987 3.3 3257.1 0.35 Thương mại 732 3.3 2415.6 0.403 Áp dụng công thức trên ta lần lượt tính được giá trị Q7h và Q7a như sau: Bảng 3.16: Giá trị Q7h cho các tầng, kW tN tT V ξ Vc nq np Vk Q7h Khu vực 0 0 C C m3 m3/ng ng/h ng l/s.ng kW Tầng hầm 1 51.379 Khu Fastfood 30 22 94.8 0.7 0 0 8 6 0.639 Khu Cake 30 22 90.85 0.7 0 0 8 6 0.631 Khu 1 30 22 2535.9 0.396 0 0 214 6 15.018 Khu 2 30 22 730.75 0.577 0 0 62 6 4.701 Khu 3 30 22 1710.35 0.466 0 0 144 6 10.43 Khu 4 30 22 1311.4 0.519 0 0 111 6 8.218 Khu 5 30 22 1955.25 0.427 0 0 165 6 11.742 Tầng 1 24.314 Trục 1-5 32 22 3786.9 0.35 0.8 50 139 5 12.914 Trục 5-9 32 22 3377.4 0.35 0 0 124 5 11.4 Tầng 2-4 22.237 Trục 1-5 32 22 3036 0.35 0 0 131 5 11.42 Trục 5-9 32 22 2821.5 0.37 0 0 122 5 10.817 Tầng 5 34.562 Nhà hàng 32 22 2524.5 0.39 0 0 255 6 21.658 Siêu thị 32 22 732.6 0.58 0 0 32 5 3.343 Thương mại 32 22 2415.6 0.403 0 0 105 5 9.561 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 30 Bảng 3.17: Giá trị Q7a cho các tầng, kW dN dT V ξ Vc nq np Vk Q7a Khu vực g/kg g/kg m3 m3/ng ng/h ng l/s.người kW Tầng hầm 1 187.805 Khu Fastfood 21.58 9.89 94.8 0.7 0 0 8 6 2.335 Khu Cake 21.58 9.89 90.85 0.7 0 0 8 6 2.308 Khu 1 21.58 9.89 2535.9 0.396 0 0 214 6 54.891 Khu 2 21.58 9.89 730.75 0.577 0 0 62 6 17.186 Khu 3 21.58 9.89 1710.35 0.466 0 0 144 6 38.127 Khu 4 21.58 9.89 1311.4 0.519 0 0 111 6 30.04 Khu 5 21.58 9.89 1955.25 0.427 0 0 165 6 42.918 Tầng 1 87.562 Trục 1-5 24.28 9.89 3786.9 0.35 0.8 50 139 5 46.508 Trục 5-9 24.28 9.89 3377.4 0.35 0 0 124 5 41.054 Tầng 2-4 80.074 Trục 1-5 24.28 9.89 3036 0.35 0 0 131 5 41.121 Trục 5-9 24.28 9.89 2821.5 0.37 0 0 122 5 38.953 Tầng 5 124.425 Nhà hàng 24.28 9.89 2524.5 0.39 0 0 255 6 77.951 Siêu thị 24.28 9.89 732.6 0.58 0 0 32 5 12.043 Thương mại 24.28 9.89 2415.6 0.403 0 0 105 5 34.431 Vậy giá trị Q7 cho các phòng là: Q7 = Q7 h + Q7 a (3-16) (theo (3-34) [1]) Bảng 3.18: Giá trị Q7 tính được cho các phòng Khu vực Q7h, kW Q7a, kW Q7, kW Tầng hầm 1 51.379 187.805 239.184 Khu Fastfood 0.639 2.335 2.974 Khu Cake 0.631 2.308 2.939 Khu 1 15.018 54.891 69.909 Khu 2 4.701 17.186 21.887 Khu 3 10.43 38.127 48.557 Khu 4 8.218 30.04 38.258 Khu 5 11.742 42.918 54.66 Tầng 1 24.314 87.562 111.876 Trục 1-5 12.914 46.508 59.422 Trục 5-9 11.4 41.054 52.454 Tầng 2-4 22.237 80.074 102.311 Trục 1-5 11.42 41.121 52.541 Trục 5-9 10.817 38.953 49.77 Tầng 5 34.562 124.425 158.987 Nhà hàng 21.658 77.951 99.609 Siêu thị 3.343 12.043 15.386 Thương mại 9.561 34.431 43.992 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 31 3.1.7 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8 a) Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q81 Đối với công trình này, do đây là một kiến trúc mở khá rộng và không có vách ngăn nên thành phần nhiệt truyền qua kết cấu bao che chỉ gồm thành phần nhiệt truyền qua tường bao (gồm truyền qua tường Q81a , và truyền qua các cột bêtông có lát lớp đá granite bên ngoài Q81b), và đối với tầng hầm 1 phía dưới là tầng hầm 2 là khu giũ xe, không có điều hòa nên sẽ có thêm thành phần nhiệt truyền qua sàn trên tầng hầm Q81c. Còn các tầng khác từ 1-4 do phía trên và phía dưới là phòng có điều hòa nên không có thành phần nhiệt truyền qua sàn. Còn tầng 5, phía trên là sàn sân thượng do đó sẽ chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời nên sẽ có 2 thành phần nhiệt do bức xạ và do truyền nhiệt đã trình bày trong phần tính bức xạ ở trên. Đối với tầng hầm 1 bao bọc xung quanh các khu ẩm thực là tường gạch với diện tích đã trình bày trong chương 1 bảng 1.7. Ta đã giả thiết rằng nhiệt độ và độ ẩm không khí khu tầng hầm 1 là: t N = 300 C và ϕ N = 80% . Do đó với tầng hầm 1 cũng sẽ có thành phần truyền nhiệt qua tường bao (xem tường bao cấu tạo giống tường bao ở các tầng khác). Bảng 3.19: Cấu tạo tường bao tầng hầm 1 Khu vực Diện tích sàn, m2 Cao trần, m Diện tích tường bao, m2 Khu Fastfood 24 3.95 0 Khu Cake 23 3.95 0 Khu 1 642 3.95 177 Khu 2 185 3.95 107 Khu 3 433 3.95 253 Khu 4 332 3.95 196 Khu 5 495 3.95 175 Ta có công thức tổng quát để tính nhiệt truyền qua kết cấu bao che như sau: Q81 = k .F .ϕ .Δt (3-17) (theo (3-39) [1]) Trong đó: k: hệ số truyền nhiệt qua tường bao, tường ngăn, W/m2K 1 1 k= = , W/m2K (3-18) (theo (3-40) [1]) 1 δi 1 R0 +∑ + αT λi αN αT : hệ số toả nhiệt bề mặt bên trong của kết cấu bao che, αT = 10 W/m2K α N : hệ số toả nhiệt bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che, α N = 20 W/m2K δi : nhiệt trở của lớp vật liệu thứ i, m2K/W λi λi : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, tra bảng 3.19 [1] GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 32 F: diện tích bề mặt kết cầu bao che, m2 Δt : độ chênh nhiệt độ giữa bên ngoài và trong phòng. Hệ số ϕ phụ thuộc vào vị trí của kết cấu bao che tiếp xúc với không khí bên ngoài. Tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài ϕ = 1 . Nhiệt truyền qua tường bao Q81a Như đã trình bày trong chương 1, ta xem tất cả tường đều có cấu tạo như sau: gồm tường xây bằng gạch rỗng, xây vữa nhẹ dày 200mm có khối lượng riêng ρ = 1350 kg/m3, theo bảng 3.19 [1] hệ số dẫn nhiệt λ = 0,5 W/m.K; bên ngoài là lớp vữa vôi trát mặt ngoài có khối lượng riêng ρ = 1600 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt λ = 0, 75 W/m.K và trong bên trong là lớp vữa vôi trát mặt trong có khối lượng riêng ρ = 1600 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt λ = 0, 6 W/m.K đều có bề dày là 5mm. Bỏ qua ảnh hưởng của lớp nhựa xám bọc bên ngoài và lớp sơn sơn phía tường bên trong. Do đó hệ số truyền nhiệt qua lớp tường bao là (áp dụng (3-18)): Hình 3.2: Cấu tạo tường bao 1 1 k= = , W/m2K 1 δi 1 R0 +∑ + αT λi αN 1 k= 1, 77 W/m2K 1 0, 005 0, 2 0, 005 1 + + + + 10 0, 75 0,5 0,6 20 Căn cứ vào cấu trúc bao đã phân tích ở chương 1 (từ bảng 1.3 đến bảng 1.6) ta sẽ có được diện tích tường bao nằm trong không gian cần điều hòa ở các tầng như sau: Bảng 3.20: Diện tích tường bao theo các hướng ở các tầng, m2 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 31.82 0 0 72.835 0 0 Tầng 2-4 0 0 0 0 0 0 Tầng 5 (Trục 7-3) 0 0 0 0 0 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 33 Như vậy qua bảng trên, ta thấy thành phần nhiệt truyền qua tường bao chỉ có đối với tầng hầm 1 và tầng 1 nằm ở 2 khu riêng biệt, khu thuộc trục 1-5 và khu thuộc trục 5-9. Vậy ta sẽ tính được thành phần nhiệt Q81a như sau: Bảng 3.21: Nhiệt truyền qua tường bao Q81a, kW Khu vực k, W/m2K F, m2 ϕ Δt , 0C Q81a, kW Tầng hầm 1 12.856 Khu Fastfood 1.77 0 1 8 0 Khu Cake 1.77 0 1 8 0 Khu 1 1.77 177 1 8 2.506 Khu 2 1.77 107 1 8 1.515 Khu 3 1.77 253 1 8 3.582 Khu 4 1.77 196 1 8 2.775 Khu 5 1.77 175 1 8 2.478 Tầng 1 1.852 Trục 1-5 1.77 31.82 1 10 0.563 Trục 5-9 1.77 72.835 1 10 1.289 Nhiệt truyền qua các cột bêtông Q81b Cũng trong chương 1 ta đã giới thiệu cấu tạo của các cột bêtông gồm mặt ngoài ốp đá granit có bề dày 6mm, có hệ số dẫn nhiệt λ = 2.1 W/mK, kế đến là lớp vữa ximăng dày 194mm có hệ số dẫn nhiệt λ = 0.8 W/mK cột bêtông đều rộng 800mm, có hệ số dẫn nhiệt λ = 1.33 W/mK. Hình 3.3: Cấu tạo một số cột bêtông Do đó hệ số truyền nhiệt qua cột bêtông là (áp dụng (3-18)): 1 1 k= = , W/m2K 1 δi 1 R0 +∑ + αT λi αN 1 k= 1.003 W/m2K 1 0.006 0.194 0.8 1 + + + + 10 2.1 0.8 1.33 20 Dưới đây là bảng trình bày số lượng cột bêtông có liên quan đến quá trình tính GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 34 tải lạnh cho toà nhà. Bảng 3.22: Số lượng cột bêtông ảnh hưởng đến quá trình tính tải Hướng Hướng Hướng Hướng Khu vực Tổng số cột Bắc Nam Tây Đông Tầng 1 Trục 1-5 3 4 3 0 10 Trục 5-9 2 5 0 4 11 Tầng 2-4 Trục 1-5 3 4 4 0 11 Trục 5-9 2 5 0 4 11 Tầng 5 Nhà hàng 0 4 4 0 8 Siêu thị 4 0 0 0 4 Thương mại 0 5 0 4 9 Do mỗi tầng có cao trần khác nhau nên diện tích bề mặt truyền nhiệt của các cột bêtông cũng sẽ khác nhau. Ở đây ta bỏ qua phần diện tích cột bêtông thuộc khoảng không gian của plenum do diện tích này không lớn lắm, hơn nữa chỉ có một phần nhiệt (ta không ước tính được) sau khi truyền từ không khí bên ngoài vào cột bêtông, rồi từ cột bêtông vào plenum và từ plenum truyền vào không gian điều hòa. Diện tích bề mặt truyền nhiệt như sau: Bảng 3.23: Diện tích bề mặt truyền nhiệt cột bêtông, m2 Khu vực Chiều rộng cột, m Chiều cao cột, m Diện tích truyền nhiệt, m2 Tầng 1 0.8 3.9 3.12 Tầng 2-5 0.8 3.3 2.64 Áp dụng công thức (3-17) ta sẽ tính được thành phần nhiệt truyền qua các cột bêtông Q81b như sau: Bảng 3.24: Nhiệt truyền qua cột bêtông Q81b, kW Khu vực 2 Số lượng cột k, W/m K F, m2 ϕ Δt , 0C Q81b, kW Tầng 1 0.657 Trục 1-5 10 1.003 3.12 1 10 0.313 Trục 5-9 11 1.003 3.12 1 10 0.344 Tầng 2-4 0.582 Trục 1-5 11 1.003 2.64 1 10 0.291 Trục 5-9 11 1.003 2.64 1 10 0.291 Tầng 5 0.556 Nhà hàng 8 1.003 2.64 1 10 0.212 Siêu thị 4 1.003 2.64 1 10 0.106 Thương mại 9 1.003 2.64 1 10 0.238 Nhiệt truyền qua sàn trên tầng hầm Q81c GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh
Chương 3: Tính năng suất lạnh Trang 35 Chỉ có tầng hầm 1 mới có thành phần này. Áp dụng công thức (3-17) ta có: Q81 = k .F .ϕ .Δt Lúc đó: F: diện tích bề mặt truyền nhiệt, bằng diện tích sàn của khu nhà hàng tầng hầm 1, m2 Đối với tầng hầm không có cửa sổ nên ϕ = 0.4 Δt = t N − tT = 32 − 22 = 100 C Cấu tạo sàn tầng hầm 1 chỉ là sàn bêtông cốt thép dày 200mm ngoài ra không có thêm các thành phần xây dựng khác nên hệ số truyền nhiệt sẽ lớn hơn và có giá 1 trị là: k = 3.33 W/m2K 1 0.2 1 + + 10 1.33 20 Khu tầng hầm 1 gồm 1 khu fastfood, 1 khu bán các loại bánh, và 5 khu ẩm thực sang trọng khác có diện tích như trong bảng sau. Để dễ phân biệt, ta đặt tên cho 5 khu ẩm thực đó lần lượt là khu 1 cho tới khu 5. Như vậy nhiệt truyền qua sàn trên tầng hầm có giá trị là: Bảng 3.25: Nhiệt truyền qua sàn trên tầng hầm Q81c , kW Khu vực k, W/m2K F, m2 ϕ Δt , 0C Q81c, kW Tầng hầm 1 28.424 Khu Fastfood 3.33 24 0.4 10 0.32 Khu Cake 3.33 23 0.4 10 0.306 Khu 1 3.33 642 0.4 10 8.551 Khu 2 3.33 185 0.4 10 2.464 Khu 3 3.33 433 0.4 10 5.768 Khu 4 3.33 332 0.4 10 4.422 Khu 5 3.33 495 0.4 10 6.593 b) Nhiệt truyền qua nền đất Q82 Đối với tầng hầm 1 chỉ có thành phần nhiệt truyền qua sàn trên tầng hầm chứ không có thành phần nhiệt truyền qua nền đất do phía dưới tầng hầm 1 còn có tầng hầm 2 là khu vực để xe cho nhân viên và du khách đến tham quan trung tâm thương mại, là không gian không cần điều hòa. Nên Q82 = 0 kW.Ta có bảng kê các thành phần nhiệt thừa kW cho các tầng như sau: GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh