zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Cơ khí - Chế tạo máy

Giáo trình Điều hòa không khí - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:121

Báo xấu

20
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Điều hòa không khí" cung cấp cho học viên những nội dung về: những kiến thức cơ bản về không khí ẩm; thiết lập và tính toán các sơ đồ điều hòa không khí; hệ thống điều hòa không khí kiểu khô; hệ thống điều hòa không khí kiểu ướt; tuần hoàn khí trong phòng;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điều hòa không khí - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Giáo trình Điều hòa không khí BỘCÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -1-
Giáo trình Điều hòa không khí LỜI NÓI ĐẦU Nƣớc ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa, mùa hè tƣơng đối nóng nực và có độ ẩm khá cao. Cùng với sự phát triển của đất nƣớc, đời sống con ngƣời ngày càng đƣợc cải thiện và nâng cao, do đó nhu cầu về việc tạo ra điều kiện vi khí hậu thích hợp cho con ngƣời ở các công sở, văn phòng, xí nghiệp và nhà ở, phƣơng tiện đã trở nên rất cấp thiết. Hiện nay hầu hết các cơ quan, xí nghiệp, văn phòng công sở đều sử dụng các hệ thống điều hoà không khí từ công suất nhỏ, trung bình đến lớn và rất lớn. Có thể nói thiết bị điều hoà không khí đã trở thành một trong những thiết bị quan trọng hàng ngày mà mọi ngƣời tiếp xúc và sử dụng. Giáo trình này đƣợc biên soạn nhằm cung cấp cho học sinh, sinh viên chuyên ngành điện lạnh, và có thể làm tài liệu tham khảo cho sinh viên các trƣờng đại học kỹ thuật , cao đẳng, các kỹ sƣ và công nhân kỹ thuật học các ngành tƣơng đƣơng những kiến thức cơ bản về điều hoà không khí và thông gió hiện đại. Cuốn sách cũng có thể làm tài liệu tham khảo tốt khi tính toán thiết kế và lắp đặt các hệ thống điều hoà không khí. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -2-
Giáo trình Điều hòa không khí Chƣơng 1: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ KHÔNG KHÍ ẨM 1.1. Không khí ẩm 1.1.1. Các khái niệm Không khí xung quanh chúng ta là hỗn hợp của nhiều chất khí, chủ yếu là N 2 và O2. Ngoài ra còn một lƣợng nhỏ các khí trơ, CO2, hơi nƣớc . . . Không khí không chứa hơi nƣớc gọi là không khí khô.Trong các tính toán thƣờng không khí khô đƣợc coi là khí lý tƣởng. Thành phần của các chất trong không khí khô đƣợc phân theo tỷ lệ sau : Thành phần Theo khối lƣợng (%) Theo thể tích (%) Ni tơ : N2 75,5 78,084 Ôxi : O2 23,1 20,948 Argon - A 1,3 0,934 Carbon-Dioxide : CO2 0.1 0,0314 Chất khí khác: Neon, heli, 0,05 0,004 krypton, ozon, radon Bảng 1-1 : Tỷ lệ các chất khí trong không khí khô Không khí có chứa hơi nƣớc gọi là không khí ẩm. Trong tự nhiên chỉ có không khí ẩm và trạng thái của nó đƣợc chia ra các dạng sau: - Không khí ẩm chưa bão hòa : Là trạng thái mà hơi nƣớc còn có thể bay hơi thêm vào đƣợc trong không khí. - Không khí ẩm bão hòa : Là trạng thái mà hơi nƣớc trong không khí đã đạt tối đa và không thể bay hơi thêm vào đó đƣợc. Nếu bay hơi thêm vào bao nhiêu thì có bấy nhiêu hơi ẩm ngƣng tụ lại. - Không khí ẩm quá bão hòa : Là không khí ẩm bão hòa và còn chứa thêm một lƣợng hơi nƣớc nhất định. Tuy nhiên trạng thái quá bão hoà là trạng thái không ổn định mà có xu hƣớng biến đổi đến trạng thái bão hoà do lƣợng hơi nƣớc dƣ bị tách dần ra khỏi không khí Ví dụ nhƣ sƣơng mù là không khí quá bão hòa, không khí đã đạt trạng thái bão hòa và trong không khí đó còn có những giọt hơi nƣớc bay lơ lửng. Những giọt hơi nƣớc đó tách dần ra khỏi không khí và rơi xuống dƣới tác dụng của trọng lực. Các tính chất vật lý và mức độ ảnh hƣởng của không khí đến cảm giác của con ngƣời phụ thuộc nhiều vào lƣợng hơi nƣớc tồn tại trong không khí, hay nói cách khác là phụ thuộc vào độ ẩm của không khí. 1.1.2. Các thông số vật lý 1.1.2.1. Áp suất không khí Áp suất không khí thƣờng đƣợc gọi là khí áp, ký hiệu là B. Nói chung giá trị B thay đổi theo không gian và thời gian. Tuy nhiên trong kỹ thuật điều hòa không khí thì giá trị chênh lệch không lớn có thể bỏ qua và ngƣời ta coi B không đổi. Trong tính toán ngƣời ta lấy ở trạng thái tiêu chuẩn Bo = 760 mmHg . Đồ thị I-d của không khí ẩm thƣờng đƣợc xây dựng ở áp suất B = 745mmHg và Bo = 760mmHg . 1.1.2.2. Nhiệt độ Nhiệt độ là đại lƣợng biểu thị mức độ nóng lạnh. Đây là yếu tố ảnh hƣởng lớn nhất đến cảm giác của con ngƣời. Trong kỹ thuật điều hòa không khí ngƣời ta thƣờng sử dụng hai thang nhiệt độ là độ C và độ F. Đối với một trạng thái không khí nhất định nào đó ngoài nhiệt độ thực của nó trong kỹ thuật còn có hai giá trị nhiệt độ có ảnh hƣởng nhiều đến các hệ thống và thiết bị là nhiệt độ điểm sƣơng và nhiệt độ nhiệt kế ƣớt. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -3-
Giáo trình Điều hòa không khí A B I kJ/kg A    I=  d=const t co A- Nhiệt kế khô ns t tæ B – Nhiệt kế ướt C C- Lớp vải thấm ướt tæ ts B C d, kg/kg dA = dB Hình 1.1. Các loại nhiệt kế Hình 1.2. Nhiệt độ đọng sương và nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí Nhiệt độ điểm sương: Khi làm lạnh không khí nhƣng giữ nguyên dung ẩm d (hoặc phân áp suất ph) tới nhiệt độ ts nào đó hơi nƣớc trong không khí bắt đầu ngƣng tụ thành nƣớc bão hòa. Nhiệt độ ts đó gọi là nhiệt độ điểm sƣơng ( hình 1.2). Nhƣ vậy nhiệt độ điểm sƣơng ts của một trạng thái bất kỳ nào đó là nhiệt độ ứng với trạng thái bão hòa và có dung ẩm bằng dung ẩm của trạng thái đã cho. Hay nói cách khác nhiệt độ điểm sƣơng là nhiệt độ bão hòa của hơi nƣớc ứng với phân áp suất p h đã cho.Từ đây ta thấy giữa ts và d có mối quan hệ phụ thuộc. Nhiệt độ nhiệt kế ướt : Khi cho hơi nƣớc bay hơi đoạn nhiệt vào không khí chƣa bão hòa (I=const). Nhiệt độ của không khí sẽ giảm dần trong khi độ ẩm tƣơng đối tăng lên. Tới trạng thái bão hòa φ = 100% thì quá trình bay hơi chấm dứt. Nhiệt độ ứng với trạng thái bão hoà cuối cùng này gọi là nhiệt độ nhiệt độ nhiệt kế ƣớt và ký hiệu là t ƣ . Ngƣời ta gọi nhiệt độ nhiệt kế ƣớt là vì nó đƣợc xác định bằng nhiệt kế có bầu thấm ƣớt nƣớc ( hình 1.1) Nhƣ vậy nhiệt độ nhiệt kế ƣớt của một trạng thái là nhiệt độ ứng với trạng thái bão hòa và có entanpi I bằng entanpi của trạng thái đã cho. Giữa entanpi I và nhiệt độ nhiệt kế ƣớt tƣ có mối quan hệ phụ thuộc. Trên thực tế ta có thể đo đƣợc nhiệt độ nhiệt kế ƣớt của trạng thái không khí hiện thời là nhiệt độ trên bề mặt thoáng của nƣớc. 1.1.2.3. Độ ẩm a, Độ ẩm tuyệt đối Là khối lƣợng hơi ẩm trong 1 m3 không khí ẩm. Giả sử trong V (m3) không khí ẩm có chứa Gh (kg) hơi nƣớc thì độ ẩm tuyệt đối ký hiệu là ρh đƣợc tính nhƣ sau : Gh h  , kg / m3 (1-1) V Vì hơi nƣớc trong không khí có thể coi là lý tƣởng nên: 1 p h   h , kg / m3 (1-2) vh Rh .T Trong đó: Ph - Phân áp suất của hơi nƣớc trong không khí chƣa bão hoà, N/m2 Rh - Hằng số của hơi nƣớc Rh = 462 J/kg.oK Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -4-
Giáo trình Điều hòa không khí T - Nhiệt độ tuyệt đối của không khí ẩm, tức cũng là nhiệt độ của hơi nƣớc , oK b, Độ ẩm tƣơng đối Độ ẩm tƣơng đối của không khí ẩm , ký hiệu là φ (%) là tỉ số giữa độ ẩm tuyệt đối ρh của không khí với độ ẩm bão hòa ρmax ở cùng nhiệt độ với trạng thái đã cho: h  .100% (1-3)  max hay : ph  .100% (1-4) pmax Độ ẩm tƣơng đối biểu thị mức độ chứa hơi nƣớc trong không khí ẩm so với không khí ẩm bão hòa ở cùng nhiệt độ. Khi φ = 0 đó là trạng thái không khí khô. 0 < φ < 100 đó là trạng thái không khí ẩm chƣa bão hoà. φ = 100 đó là trạng thái không khí ẩm bão hòa. Độ ẩm φ là đại lƣợng rất quan trọng của không khí ẩm có ảnh hƣởng nhiều đến cảm giác của con ngƣời và khả năng sử dụng không khí để sấy các vật phẩm. Độ ẩm tƣơng đối φ có thể xác định bằng công thức hoặc đo bằng ẩm kế. Ẩm kế là thiết bị đo gồm hai nhiệt kế: một nhiệt kế khô và một nhiệt kế ƣớt. Nhiệt kế ƣớt có bầu bọc vải thấm nƣớc ở đó hơi nƣớc thấm ở vải bọc xung quanh bầu nhiệt kế khi bốc hơi vào không khí sẽ lấy nhiệt của bầu nhiệt kế nên nhiệt độ bầu giảm xuống bằng nhiệt độ nhiệt kế ƣớt tƣ ứng với trạng thái không khí bên ngoài. Khi độ ẩm tƣơng đối bé, cƣờng độ bốc hơi càng mạnh, độ chênh nhiệt độ giữa hai nhiệt kế càng cao. Do đó độ chênh nhiệt độ giữa hai nhiệt kế phụ thuộc vào độ ẩm tƣơng đối và nó đƣợc sử dụng để làm cơ sở xác định độ ẩm tƣơng đối φ. Khi φ =100%, quá trình bốc hơi ngừng và nhiệt độ của hai nhiệt kế bằng nhau 1.1.2.4. Khối lƣợng riêng và thể tích riêng Khối lƣợng riêng của không khí là khối lƣợng của một đơn vị thể tích không khí . Ký hiệu là ρ, đơn vị kg/m3 . G  (1-5) V Đại lƣợng nghịch đảo của khối lƣợng riêng là thể tích riêng. Ký hiệu là v (1-6) Khối lƣợng riêng và thể tích riêng là hai thông số phụ thuộc. Khối lƣợng riêng thay đổi theo nhiệt độ và khí áp. Tuy nhiên cũng nhƣ áp suất sự thay đổi của khối lƣợng riêng của không khí trong thực tế kỹ thuật không lớn nên ngƣời ta lấy không đổi ở điều kiện tiêu chuẩn : to = 20oC và B = Bo = 760mmHg : ρ = 1,2 kg/m3 1.1.2.5. Dung ẩm ( độ chứa hơi) Dung ẩm hay còn gọi là độ chứa hơi, đƣợc ký hiệu là d là lƣợng hơi ẩm chứa trong một kg không khí khô. Gh d (1-7) Gk Gh : Khối lƣợng hơi nƣớc chứa trong không khí, kg Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -5-
Giáo trình Điều hòa không khí Gk : Khối lƣợng không khí khô, kg Ta có quan hệ: Gh  h ph Rk d   . (1-8) Gk  k pk Rh Sau khi thay R = 8314/µ ( tƣơng ứng với Rk = 287 J/kg.K và Rh = 462 J/kg.K ) ta có: ph ph d  0,622.  0,622. (1-9) pk p  ph 1.1.2.6. Entanpi Entanpi của không khí ẩm bằng entanpi của không khí khô và của hơi nƣớc chứa trong nó. Entanpi của không khí ẩm đƣợc tính cho 1 kg không khí khô. Ta có công thức: I = Cpk.t + d (ro + Cph.t) kJ/kg kkk khô (1-10) Trong đó : C - Nhiệt dung riêng đẳng áp của không khí khô C = 1,005 kJ/kg.oC pk pk Cph - Nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi nƣớc ở 0 C : Cph = 1,84 kJ/kg.oC o ro - Nhiệt ẩn hóa hơi của nƣớc ở 0oC : ro = 2500 kJ/kg Nhƣ vậy: I = 1,005.t + d (2500 + 1,84.t) kJ/kg kk khô (1-11) 1.2. Các đồ thị trạng thái của không khí ẩm 1.2.1. Đồ thị I-d Đồ thị I-d biểu thị mối quan hệ của các đại lƣợng t, φ, I, d và p bh của không khí ẩm. Đồ thị đƣợc giáo sƣ L.K.Ramzin (Nga) xây dựng năm 1918 và sau đó đƣợc giáo sƣ Mollier (Đức) lập năm 1923. Nhờ đồ thị này ta có thể xác định đƣợc tất cả các thông số còn lại của không khí ẩm khi biết hai thông số bất kỳ. Đồ thị I-d thƣờng đƣợc các nƣớc Đông Âu và Liên xô (cũ) sử dụng. Đồ thị I-d đƣợc xây dựng ở áp suất khí quyển 745mmHg và 760mmHg. Đồ thị gồm hai trục I và d nghiêng với nhau một góc 135o. Mục đích xây dựng các trục nghiêng một góc 135o là nhằm làm giãn khoảng cách giữa các đƣờng cong tham số để thuận lợi cho việc tra cứu. Trên đồ thị này các đƣờng I = const nghiêng với trục hoành một góc 135o, đƣờng d = const là những đƣờng thẳng đứng. Đối với đồ thị I-d đƣợc xây dựng theo cách trên cho thấy các đƣờng tham số hầu nhƣ chỉ nằm trên góc 1/4 thứ nhất của tọa độ Đề các .Vì vậy, để hình vẽ đƣợc gọn ngƣời ta xoay trục d lại vuông góc với trục I mà vẫn giữ nguyên các đƣờng cong nhƣ đã biểu diễn, tuy nhiên khi tra cứu entanpi I của không khí ta vẫn tra theo đƣờng nghiêng với trục hoành một góc 135o. Với cách xây dựng nhƣ vậy, các đƣờng tham số của đồ thị I-d sẽ vẽ nhƣ sau: - Các đƣờng I = const nghiêng với trục hoành một góc 135o - Các đƣờng d = const là đƣờng thẳng đứng. - Các đƣờng đẳng nhiệt t=const là những đƣờng thẳng chếch lên trên . - Các đƣờng φ = const: Trong vùng t< ts(p) đƣờng cong φ là những đƣờng cong lồi, càng lên trên khoảng cách giữa chúng càng xa. Các đƣờng φ = const không cắt nhau và không đi qua gốc toạ độ. Đi từ trên xuống dƣới độ ẩm φ càng tăng. Đƣờng cong φ =100% hay còn gọi là đƣờng bão hoà ngăn cách giữa hai vùng là vùng chƣa bão hoà và vùng ngƣng kết hay còn gọi là vùng sƣơng mù. Các điểm nằm trong vùng sƣơng mù thƣờng không ổn định Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -6-
Giáo trình Điều hòa không khí mà có xu hƣớng ngƣng kết bớt hơi nƣớc và chuyển về trạng thái bão hoà . Trên đƣờng t>ts(p) đƣờng φ = const là những đƣờng thẳng đứng. Khi áp suất khí quyển thay đổi thì đồ thị I-d cũng thay đổi theo. Áp suất khí quyển thay đổi trong khoảng 20mmHg thì sự thay đổi đó là không đáng kể. Trên hình 1.3 là đồ thị I-d của không khí ẩm , xây dựng ở áp suất khí quyển B o= 760mmHg. Hình 1.3. Đồ thị I-d của không khí ẩm Trên đồ thị này ở xung quanh còn có thêm các đƣờng ε = const giúp cho tra cứu tính toán các sơ đồ điều hòa không khí. 1.2.2. Đồ thị d-t Đồ thị d-t đƣợc các nƣớc Anh, Mỹ , Nhật, Öc ...vv sử dụng rất nhiều Đồ thị d-t có hai trục d và t vuông góc với nhau, còn các đƣờng đẳng entanpi I=const tạo thành góc 135o so với trục t. Các đƣờng φ = const là những đƣờng cong tƣơng tự nhƣ trên đồ thị I-d. Có thể coi đồ thị d-t là hình ảnh của đồ thị I-d qua một gƣơng phản chiếu. Đồ thị d-t chính là đồ thị t-d khi xoay 90o, đƣợc Carrrier xây dựng năm 1919 nên thƣờng đƣợc gọi là đồ thị Carrier. Trục tung là độ chứa hơi d (g/kg), bên cạnh là hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible). Trục hoành là nhiệt độ nhiệt kế khô t (oC). Trên đồ thị có các đƣờng tham số sau đây: - Đƣờng I=const tạo với trục hoành một góc 135o. Các giá trị entanpi của không khí cho bên cạnh đƣờng φ=100%, đơn vị kJ/kg không khí khô - Đƣờng φ=const là những đƣờng cong lõm, càng đi lên phía trên (d tăng) φ càng lớn. Trên đƣờng φ=100% là vùng sƣơng mù. - Đƣờng thể tích riêng v = const là những đƣờng thẳng nghiêng song song với Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -7-
Giáo trình Điều hòa không khí nhau, đơn vị m3/kg không khí khô. Ngoài ra trên đồ thị còn có đƣờng Ihc là đƣờng hiệu chỉnh entanpi (sự sai lệch giữa entanpi không khí bão hoà và chƣa bão hoà) Hình 1.4. Đồ thị t-d của không khí ẩm 1.3. Một số quá trình cơ bản trên đồ thị I-d 1.3.1. Quá trình thay đổi trạng thái của không khí Quá trình thay đổi trạng thái của không khí ẩm từ trạng thái A (t A, φA) đến B (tB, φB) đƣợc biểu thị bằng đoạn thẳng AB, mũi tên chỉ chiều quá trình gọi là tia quá trình. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -8-
Giáo trình Điều hòa không khí IA I A IB  B  C  D d Hình 1.5. Ý nghĩa hình học của ε Đặt (IA - IB)/(dA-dB) = ΔI/Δd =εAB gọi là hệ số góc tia của quá trình AB. Ta hãy xét ý nghĩa hình học của hệ số εAB Ký hiệu góc giữa tia AB với đƣờng nằm ngang là α. Ta có: ΔI= IB - IA = m.AD Δd= dB - dA = n.BC Trong đó m, n là tỉ lệ xích của các trục toạ độ, cụ thể là: m- kcal/kg kk khô/ 1mm; n- kg/kg kk khô/1mm Từ đây ta có I I I  AB  B A  d B  d A d (1-12) Hay: m m  AB  (tg  tg 45o ).  (tg  1). (1-13) n n Nhƣ vậy trên trục toạ độ I-d có thể xác định tia AB thông qua giá trị εAB . Để tiện cho việc sử dụng trên đồ thị ở ngoài biên, ngƣời ta vẽ thêm các đƣờng ε = const. Các đƣờng ε = const có các tính chất sau : Hệ số góc tia ε phản ánh hƣớng của quá trình AB, mỗi quá trình ε có một giá trị nhất định. Các đƣờng ε có trị số nhƣ nhau thì song song với nhau. Tất cả các đƣờng ε đều đi qua góc tọa độ (I=0 và d=0). 1.3.2. Quá trình hòa trộn hai dòng không khí Trong kỹ thuật điều hòa không khí ngƣời ta thƣờng gặp các quá trình hòa trộn hai dòng không khí ở các trạng thái khác nhau để đạt đƣợc một trạng thái cần thiết. Quá trình này gọi là quá trình hoà trộn. Giả sử hòa trộn một lƣợng không khí ở trạng thái A(IA, dA) có khối lƣợng phần khô là LA với một lƣợng không khí ở trạng thái B(IB, dB) có khối lƣợng phần khô là LB và thu đƣợc một lƣợng không khí ở trạng thái C(IC, dC) có khối lƣợng phần khô là LC. Ta xác định các thông số của trạng thái hoà trộn C. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -9-
Giáo trình Điều hòa không khí I IA A IC  IB C  B d dB dC dA Hình 1.6. Quá trình hòa trộn trên đồ thị I-d Ta có các phƣơng trình: Cân bằng khối lƣợng: LC= LA+LB (1-14) Cân bằng ẩm: DC.LC = dA.LA + dB.LB (1-15) Cân bằng nhiệt: IC.LC = IA.LA + IB.LB (1-16) Thế (1-14) vào (1-15) và (1-16), ta có: (IA-IC).LA = (IC-IB).LB (IA-IC).LA = (IC-IB).LB Hay: IA  IC I I  C B (1-17) dA  dC dC  dB Từ biểu thức này ta rút ra: I A  I C d A  d C LB   (1-18) I C  I B d C  d B LA Phƣơng trình (1-17) là các phƣơng trình biểu thị đƣờng thẳng AC và BC, các đƣờng thẳng này có cùng hệ số góc tia bằng nhau (tức cùng độ nghiêng) và chung điểm C nên ba điểm A, B, C thẳng hàng và điểm C nằm trên AB. Theo phƣơng trình (1-18) suy ra điểm C nằm trên AB và chia đoạn AB theo tỷ lệ LB/LA, cụ thể: AC I A  I C d A  dC LB    (1-19) CB I C  I B dC  d B LA Thông số trạng thái của điểm C đƣợc xác định nhƣ sau: LA L IC  I A.  IB. B (1-20) LC LB dA d dC  d A .  dB. B (1-21) dC dB Việc xác định điểm hòa trộn rất quan trọng trong các tính toán sau này cũng nhƣ phân tích các quá trình thay đổi trạng thái của không khí khi trao đổi nhiệt ẩm với nƣớc. 1.4. Ảnh hƣởng của không khí đến con ngƣời Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -10-
Giáo trình Điều hòa không khí 1.4.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con ngƣời. Cơ thể con ngƣời có nhiệt độ là tct = 37oC. Trong quá trình vận động cơ thể con ngƣời luôn luôn toả ra nhiệt lƣợng qtỏa. Lƣợng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào cƣờng độ vận động. Vì vậy, để duy trì thân nhiệt cơ thể thƣờng xuyên trao đổi nhiệt với môi trƣờng xung quanh dƣới hai hình thức: - Truyền nhiệt : Truyền nhiệt từ cơ thể con ngƣời vào môi trƣờng xung quanh dƣới ba cách: dẫn nhiệt, đối lƣu và bức xạ. Nói chung nhiệt lƣợng trao đổi theo hình thức truyền nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thể và môi trƣờng xung quanh. Lƣợng nhiệt trao đổi này gọi là nhiệt hiện . Ký hiệu qh - Tỏa ẩm : Ngoài hình thức truyền nhiệt cơ thể còn trao đổi nhiệt với môi trƣờng xung quanh thông qua tỏa ẩm. Tỏa ẩm có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độ môi trƣờng càng cao thì cƣờng độ càng lớn. Nhiệt năng của cơ thể đƣợc thải ra ngoài cùng với hơi nƣớc dƣới dạng nhiệt ẩn, nên lƣợng nhiệt này đƣợc gọi là nhiệt ẩn, ký hiệu qa. Ngƣời ta nhận thấy khi vận động nhiều trong điều kiện ngoài trời hoặc nóng bức, nếu cơ thể không cung cấp đủ nƣớc cần thiết để thải nhiệt, thân nhiệt có thể tăng cao có nguy cơ đến tính mạng của con ngƣời. Mối quan hệ giữa nhiệt lƣợng thải ra dƣới hai hình thức truyền nhiệt và tỏa ấm đƣợc thể hiện bởi phƣơng trình sau đây: qtỏa = qh + qa (1-22) Đây là một phƣơng trình cân bằng động, giá trị của mỗi đại lƣợng trong phƣơng trình có thể thay đổi tùy thuộc vào cƣờng độ vận động, nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ chuyển động của không khí xung quanh. Trong phƣơng trình đó qa là đại lƣợng mang tính chất điều chỉnh, giá trị của nó lớn nhỏ phụ thuộc vào mối quan hệ của qtỏa và qh để đảm bảo phƣơng trình (1-22) luôn cân bằng. 1.4.2. Ảnh hƣởng của độ ẩm tƣơng đối Độ ẩm tƣơng đối có ảnh hƣởng quyết định tới khả năng thoát mồ hôi vào trong môi trƣờng không khí xung quanh. Quá trình này chỉ có thể tiến hành khi φ < 100%. Độ ẩm càng thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao, cơ thể cảm thấy dễ chịu. Độ ẩm quá cao, hay quá thấp đều không tốt đối với con ngƣời. - Độ ẩm cao : Khi độ ẩm tăng lên khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể cảm thấy rất nặng nề, mệt mỏi và dễ gây cảm cúm. Ngƣời ta nhận thấy ở một nhiệt độ và tốc độ gió không đổi khi độ ẩm lớn khả năng bốc mồ hôi chậm hoặc không thể bay hơi đƣợc, điều đó làm cho bề mặt da có lớp mồ hôi nhớp nháp. - Độ ẩm thấp : Khi độ ẩm thấp mồi hôi sẽ bay hơi nhanh làm da khô, gây nứt nẻ chân tay, môi ...vv. Nhƣ vậy độ ẩm quá thấp cũng không tốt cho cơ thể. Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con ngƣời nằm trong khoảng tƣơng đối rộng: φ = 50÷70%. 1.4.3. Ảnh hƣởng của tốc độ không khí Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hƣởng đến cƣờng độ trao đổi nhiệt và trao đổi chất (thoát mồ hôi) giữa cơ thể con ngƣời với môi trƣờng xung quanh. Khi tốc độ lớn cƣờng độ trao đổi nhiệt ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng trƣớc gió ta cảm thấy mát và thƣờng da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ . Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh. Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố : nhiệt độ gió, cƣờng độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe của mỗi ngƣời. . .vv. Trong kỹ thuật điều hòa không khí ngƣời ta chỉ quan tâm tốc độ gió trong vùng Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -11-
Giáo trình Điều hòa không khí làm việc, tức là vùng dƣới 2m kể từ sàn nhà. Đây là vùng mà một ngƣời bất kỳ khi đứng trong phòng đều lọt thỏm vào trong khu vực đó. 1.4.4. Ảnh hƣởng của nồng độ các chất độc hại Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn thì nó sẽ có ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời. Mức độ tác hại của mỗi một chất tùy thuộc vào bản chất chất khí, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của con ngƣời, tình trạng sức khỏe ...vv. Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau : Bụi : Bụi ảnh hƣởng đến hệ hô hấp . Tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất bụi, nồng độ và kích thƣớc của nó. Kích thƣớc càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không khí lâu và khả năng thâm nhập vào cơ thể sâu hơn và rất khó khử bụi. Hạt bụi lớn thì khả năng khử dễ dàng hơn nên ít ảnh hƣởng đến con ngƣời. Bụi có 2 nguồn gốc hữu cơ và vô cơ. Khí CO2, SO2 . . Các khí này không độc, nhƣng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi. Khi nồng độ quá lớn có thể dẫn đến ngạt thở . Các chất độ hại khác : Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt trong không khí có thể có lẫn các chất độc hại nhƣ NH3, Clo . . vv là những chất rất có hại đến sức khỏe con ngƣời. Cho tới nay không có tiêu chuẩn chung để đánh giá mức độ ảnh hƣởng tổng hợp của các chất độc hại trong không khí. Tuy các chất độc hại có nhiều nhƣng trên thực tế trong các công trình dân dụng chất độc hại phổ biến nhất đó là khí CO2 do con ngƣời thải ra trong quá trình hô hấp. Vì thế trong kỹ thuật điều hoà ngƣời ta chủ yếu quan tâm đến nồng độ CO2. Để đánh giá mức độ ô nhiểm ngƣời ta dựa vào nồng độ CO2 có trong không khí. Bảng 1-2 trình bày mức độ ảnh hƣởng của nồng độ CO2 trong không khí . Theo bảng này khi nồng độ CO2 trong không khí chiếm 0,5% theo thể tích là gây nguy hiểm cho con ngƣời. Nồng độ cho phép trong không khí là 0,15% theo thể tích. Nồng độ CO2 Mức độ ảnh hƣởng % thể tích 0,07 - Chấp nhận đƣợc ngay cả khi có nhiều ngƣời trong phòng 0,10 - Nồng độ cho phép trong trƣờng hợp thông thƣờng 0,15 - Nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió 0,20-0,50 - Tƣơng đối nguy hiểm > 0,50 - Nguy hiểm - Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng. Nếu 4÷5 hít thở trong môi trƣờng này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm. 8 - Nếu thở trong môi trƣờng này kéo dài 10 phút thì mặt đỏ bừng và đau đầu 18 hoặc lớn hơn - Hết sức nguy hiểm có thể dẫn tới tử vong. Bảng 1-2 : Tỷ lệ các chất khí trong không khí khô 1.4.5. Ảnh hƣởng của độ ồn Ngƣời ta phát hiện ra rằng khi con ngƣời làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồn cao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh nhƣ : Stress, bồn chồn và gây các rối loạn gián tiếp khác. Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh. Mặt khác khi độ ồn lớn có thể làm ảnh hƣởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu cho con ngƣời. Ví dụ các âm thanh của quạt trong phòng thƣ viện nếu quá lớn sẽ làm mất tập trung của ngƣời đọc và rất khó chịu. Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệ Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -12-
Giáo trình Điều hòa không khí thống điều hòa không khí. Đặc biệt các hệ thống điều hoà cho các đài phát thanh, truyền hình, các phòng studio, thu âm thu lời thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng nhất. 1.5. Ảnh hƣởng của môi trƣờng không khí đến sản xuất Con ngƣời là một yếu tố vô cùng quan trọng trong sản xuất. Các thông số khí hậu có ảnh hƣởng nhiều tới con ngƣời có nghĩa cũng ảnh hƣởng tới năng suất và chất lƣợng sản phẩm một cách gián tiếp. Ngoài ra các yếu tố khí hậu cũng ảnh hƣởng trực tiếp tới chất lƣợng sản phẩm. Trong phần này chúng ta chỉ nghiên cứu ở khía cạnh này. 1.5.1. Ảnh hƣởng của nhiệt độ Nhiệt độ có ảnh hƣởng đến nhiều loại sản phẩm. Một số quá trình sản xuất đòi hỏi nhiệt độ phải nằm trong một giới hạn nhất định. Ví dụ : - Kẹo Sôcôla : 7 oC ÷8oC - Kẹo cao su : 20 oC - Bảo quả rau quả : 10 oC o o - Đo lƣờng chính xác : 20 C ÷24 C o o - Dệt : 20 C ÷32 C - Chế biến thịt, thực phẩm : Nhiệt độ cao làm sản phẩm chóng bị thiu . Bảng 1-3 dƣới đây là tiêu chuẩn về nhiệt độ và độ ẩm của một số quá trình sản xuất thƣờng gặp Quá trình Công nghệ sản xuất Nhiệt độ, Độ ẩm, oC - Đóng và gói sách 21  24 % 45 Xƣởng in - Phòng in ấn 24  27 45  50 - Nơi lƣu trữ giấy 20  33 50  60 - Phòng làm bản kẽm 21  33 40  50 - Nơi lên men 34 50  70 Sản xuất bia - Xử lý malt 10  15 80  85 - Ủ chín 18  22 50  60 - Các nơi khác 16  24 45  65 - Nhào bột 24  27 45  55 Xƣởng bánh - Đóng gói 18  24 50  65 - Lên men 27 70  80 - Chế biến bơ 16 60 Chế biến thực phẩm - Mayonaise 24 40  50 - Macaloni 21  27 38 Công nghệ chính xác - Lắp ráp chính xác 20  24 40  50 - Gia công khác 24 45  55 - Chuẩn bị 27  29 60 Xƣởng len - Kéo sợi 27  29 50  60 - Dệt 27  29 60  70 - Chải sợi 22  25 55  65 Xƣởng sợi bông - Xe sợi 22  25 60  70 - Dệt và điều tiết cho sợi 22  25 70  90 Bảng 1-3 : Điều kiện công nghệ của một số quá trình 1.5.2. Độ ẩm tƣơng đối Độ ẩm cũng có ảnh nhiều đến một số sản phẩm. - Khi độ ẩm cao có thể gây nấm mốc cho một số sản phẩm nông nghiệp và công nghiệp nhẹ. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -13-
Giáo trình Điều hòa không khí - Khi độ ẩm thấp sản phẩm sẽ khô, giòn không tốt hoặc bay hơi làm giảm chất lƣợng sản phẩm hoặc hao hụt trọng lƣợng. Ví dụ: - Sản xuất bánh kẹo : Khi độ ẩm cao thì kẹo chảy nƣớc. Độ ẩm thích hợp cho sản xuất bánh kẹo là φ = 50-65% - Ngành vi điện tử, bán dẫn : Khi độ ẩm cao làm mất tính cách điện của các mạch điện 1.5.3. Vận tốc không khí Tốc độ không khí cũng có ảnh hƣởng đến sản xuất nhƣng ở một khía cạnh khác Ví dụ, khi tốc độ lớn trong nhà máy dệt, sản xuất giấy…. sản phẩm nhẹ sẽ bay khắp phòng hoặc làm rối sợi. Trong một số trƣờng hợp thì sản phẩm bay hơi nƣớc nhanh làm giảm chất lƣợng. Vì vậy trong một số xí nghiệp sản xuất ngƣời ta cũng qui định tốc độ không khí không đƣợc vƣợt quá mức cho phép. 1.5.4. Độ trong sạch của không khí Có nhiều ngành sản xuất bắt buộc phải thực hiện trong phòng không khí cực kỳ trong sạch nhƣ sản xuất hàng điện tử bán dẫn, tráng phim, quang học. Một số ngành thực phẩm cũng đòi hỏi cao về độ trong sạch của không khí tránh làm bẩn các thực phẩm. 1.6. Khái niệm và phân loại điều hòa không khí 1.6.1. Khái niệm Điều hòa không khí còn gọi là điều tiết không khí là quá trình tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chương trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài. Khác với thông gió, trong hệ thống điều hòa không khí trƣớc khi thổi vào phòng đã đƣợc xử lý về mặt nhiệt ẩm. Vì thế điều tiết không khí đạt hiệu quả cao hơn thông gió. 1.6.2. Phân loại hệ thống điều hòa không khí Có rất nhiều cách phân loại các hệ thống điều hoà không khí dựa trên những cơ sở khác nhau. Dƣới đây trình bày một số cách phân loại phổ biến nhất : - Theo mức độ quan trọng của các hệ thống điều hòa: + Hệ thống điều hòa không khí cấp I : là hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với mọi phạm vi thông số ngoài trời. + Hệ thống điều hòa không khí cấp II : Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không qúa 200 giờ trong 1 năm. + Hệ thống điều hòa không khí cấp III : Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không qúa 400 giờ trong 1 năm. Khái niệm về mức độ quan trọng mang tính tƣơng đối và không rõ ràng. Chọn mức độ quan trọng là theo yêu cầu của khách hàng và thực tế cụ thể của công trình. Tuy nhiên hầu hết các hệ thống điều hoà trên thực tế đƣợc chọn là hệ thống điều hoà cấp III. - Theo phƣơng pháp xử lý nhiệt ẩm: + Hệ thống điều hòa kiểu khô: Không khí đƣợc xử lý nhiệt ẩm nhờ các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt. Đặc điểm của việc xử lý không khí qua các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt là không có khả năng làm tăng dung ẩm của không khí. Quá trình xử lý không khí qua các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt tùy thuộc vào nhiệt độ bề mặt mà dung ẩm không đổi hoặc giảm. Khi nhiệt độ bề mặt thiết bị nhỏ hơn nhiệt độ đọng sƣơng ts của không khí đi qua thì hơi ẩm trong nó sẽ ngƣng tụ lại trên bề mặt của thiết bị, kết quả dung ẩm giảm. Trên thực tế, quá trình xử lý luôn luôn làm giảm dung ẩm của Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -14-
Giáo trình Điều hòa không khí không khí. + Hệ thống điều hòa không khí kiểu ướt: Không khí đƣợc xử lý qua các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp. Trong thiết bị này không khí sẽ hỗn hợp với nƣớc phun đã qua xử lý để trao đổi nhiệt ẩm. Kết quả quá trình trao đổi nhiệt ẩm có thể làm tăng, giảm hoặc duy trì không đổi dung ẩm của không khí. - Theo đặc điểm khâu xử lý nhiệt ẩm: + Hệ thống điều hoà cục bộ : Là hệ thống nhỏ chỉ điều hòa không khí trong một không gian hẹp, thƣờng là một phòng. Kiểu điều hoà cục bộ trên thực tế chủ yếu sử dụng các máy điều hoà dạng cửa sổ , máy điều hoà kiểu rời (2 mãnh) và máy điều hoà ghép. + Hệ thống điều hoà phân tán : Hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý nhiệt ẩm phân tán nhiều nơi. Có thể ví dụ hệ thống điều hoà không khí kiểu khuyếch tán trên thực tế nhƣ hệ thống điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume ) , kiểu làm lạnh bằng nƣớc (Water chiller) hoặc kết hợp nhiều kiểu máy khác nhau trong 1 công trình. + Hệ thống điều hoà trung tâm : Hệ thống điều hoà trung tâm là hệ thống mà khâu xử lý không khí thực hiện tại một trung tâm sau đó đƣợc dẫn theo hệ thống kênh dẫn gió đến các hộ tiêu thụ. Hệ thống điều hoà trung tâm trên thực tế là máy điều hoà dạng tủ, ở đó không khí đƣợc xử lý nhiệt ẩm tại tủ máy điều hoà rồi đƣợc dẫn theo hệ thống kênh dẫn đến các phòng. - Theo đặc điểm môi chất giải nhiệt: + Giải nhiệt bằng gió: Tất cả các máy điều hòa công suất nhỏ đều giải nhiệt bằng không khí, các máy điều hòa công suất trung bình có thể giải nhiệt bằng gió hoặc nƣớc, hầu hết các máy công suất lớn đều giải nhiệt bằng nƣớc. + Giải nhiệt bằng nước: Để nâng cao hiệu quả giải nhiệt các máy công suất lớn sử dụng nƣớc để giải nhiệt cho thiết bị ngƣng tụ. Đối với các hệ thống này đòi hỏi trang bị đi kèm là hệ thống bơm, tháp giải nhiệt và đƣờng ống dẫn nƣớc. - Theo khả năng xử lý nhiệt ẩm: + Máy điều hòa một chiều lạnh: Máy chỉ có khả năng làm lạnh về mùa hè, về mùa đông không có khả năng sƣởi ấm. + Máy điều hòa hai chiều nóng lạnh: Máy có hệ thống van đảo chiều cho phép hoán đổi chức năng của các dàn nóng và lạnh về các mùa khác nhau. Mùa hè bên trong nhà là dàn lạnh, bên ngoài là dàn nóng và về mùa đông sẽ hoán đổi ngƣợc lại. Chƣơng 2: THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN CÁC SƠ ĐỒ ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ 2.1. Cơ sở thiết lập sơ đồ điều hòa không khí Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí là xác định các quá trình thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I-d nhằm mục đích xác định các khâu cần xử lý và năng suất Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -15-
Giáo trình Điều hòa không khí của nó để đạt đƣợc trạng thái không khí cần thiết trƣớc khi cho thổi vào phòng. Cơ sở để thiết lập sơ đồ điều hòa không khí: - Điều kiện khí hậu địa phƣơng nơi nắp đặt công trình, để chọn thông số tính toán ngoài trời: tN và φN - Yêu cầu về tT và φT. - Các kết quả tính cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm và chất độc hại của công trình : QT, WT, GT - Thỏa mãn điều kiện vệ sinh và an toàn cho sức khỏe của con ngƣời: + Nhiệt độ không khí trƣớc khi thổi vào phòng không đƣợc quá thấp so với nhiệt độ trong phòng nhằm tránh gây cảm lạnh cho ngƣời sử dụng, cụ thể nhƣ sau : tV ≥ tT - a (2-1) Đối với hệ thống điều hoà không khí thổi từ dƣới lên (miệng thổi đặt trong vùng làm việc) : a = 7oC Đối với hệ thống điều hoà không khí thổi từ trên xuống : a = 10 oC Nếu điều kiện vệ sinh không thỏa mãn thì phải tiến hành sấy nóng không khí tới nhiệt độ tV = tT - a thoả mãn điều kiện vệ sinh rồi cho thổi vào phòng. Lƣợng khí tƣơi cấp vào phòng phải đảm bảo đủ cho ngƣời trong phòng. Vk GN  n. K . , kg / s (2-2) 3600 trong đó: n - Số ngƣời trong phòng Vk - Lƣợng không khí tƣơi cần cung cấp cho một ngƣời trong một đơn vị thời gian, tra theo bảng 2-7, m3/ngƣời, giờ. ρK - Khối lƣợng riêng của không khí, ρK = 1,2 kg/m3. Tuy nhiên lƣu lƣợng gió bổ sung không đƣợc nhỏ hơn 10% tổng lƣợng gió cung cấp cho phòng G ( kg/s). 2.2. Tính toán các sơ đồ điều hòa không khí theo sơ đồ I-d 2.2.1. Phƣơng trình tính năng suất gió Từ các phƣơng trình cân bằng nhiệt, ẩm và chất độc hại ta xác định đƣợc phƣơng trình xác định năng suất gió. QT - Năng suất gió để thải nhiệt: Gq  (2-3) I T  IV WT - Năng suất gió để thải ẩm: Gw  (2-4) dT  dV Md M - Năng suất gió để thải chất độc hại: Gz   d (2-5) zT  zV zT Trong các công thức trên T là trạng thái không khí trong phòng, V là trạng thái không khí trƣớc khi thổi vào phòng. Khi thiết kế hệ thống điều hoà thƣờng phải đảm bảo hai thông số nhiệt và ẩm không đổi theo yêu cầu , tức là phải thỏa mãn đồng hai phƣơng trình cân bằng nhiệt và ẩm. Hay nói cách khác ta có : GQ = GW QT WT  I T  IV dT  dV Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -16-
Giáo trình Điều hòa không khí (2-6) Suy ra: QT I I I  T V    VT   T (2-7) WT dT  dV d Đại lƣợng T gọi là hệ số góc tia của quá trình tự thay đổi trạng thái của không khí trong phòng khi nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT. Nhƣ vậy để trạng thái của không khí trong phòng không đổi thì trạng thái không khí thổi vào phòng V(tV, φV) phải luôn nằm trên đƣờng εT = QT/WT đi qua điểm T(tT,φT). 2.2.2. Các sơ đồ điều hòa không khí mùa hè 2.2.2.1. Sơ đồ thẳng Sơ đồ thẳng là sơ đồ không có tái tuần hoàn không khí từ phòng về thiết bị xử lý không khí. Trong sơ đồ này toàn bộ không khí đƣa vào thiết bị xử lý không khí là không khí tƣơi. I N  N  5 tN 2  3 6 V 7 T N O 4 T tT T 1 G QT WT T O=V d Hình 2.1- Sơ đồ nguyên lý và biểu diễn sự thay đổi trạng thái trên đồ thị I-d * Nguyên lý làm việc: Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN,N) qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1) đƣợc đƣa vào buồng xử lý nhiệt ẩm (2), tại đây không khí đƣợc xử lý theo chƣơng trình định sẵn đến một trạng thái O nhất định nào đó và đƣợc quạt (3) vận chuyển theo đƣờng ống gió (4) vào phòng (6) qua các miệng thổi (5). Không khí tại miệng thổi (5) có trạng thái V sau khi vào phòng nhận nhiệt thừa và ẩm thừa và tự thay đổi đến trạng thái T(tT, φT) theo tia quá trình εT = QT/WT . Sau đó không khí đƣợc thải ra bên ngoài qua các cửa thải (7). Sơ đồ thẳng đƣợc sử dụng trong các trƣờng hợp sau: - Khi kênh gió hồi quá lớn việc thực hiện hồi gió quá tốn kém hoặc không thực hiện đƣợc do không gian nhỏ hẹp . - Khi trong không gian điều hòa có sinh ra nhiều chất độc hại, việc hồi gió không có lợi. Mùa hè nƣớc ta nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài phòng thƣờng cao hơn nhiệt độ và độ ẩm trong phòng. Vì thế điểm N thƣờng nằm bên trên phải của điểm T. * Xác định các điểm nút : Theo đồ thị biểu thị quá trình ta có: - Quá trình NO là quá trình xử lý không khí diễn ra ở thiết bị xử lý không khí. Trạng thái O cuối quá trình xử lý không khí có độ ẩm φo = 90÷ 95%. - Quá trình OV là quá trình không khí nhận nhiệt khi dẫn qua hệ thống đƣờng ống. Quá trình này không trao đổi ẩm, đó là quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm. Vì tất cả các đƣờng ống dẫn không khí lạnh đều bọc cách nhiệt nên tổn thất này không đáng kể. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -17-
Giáo trình Điều hòa không khí Thực tế có thể coi V≡O - Quá trình VT là quá trình không khí tự thay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa nên có hệ số góc tia εVT = εT = QT/WT Từ phân tích trên ta có thể xác định các điểm nút nhƣ sau:  Xác định các điểm N(tN, φN), T(tT, φT) theo các thông số tính toán ban đầu.  Qua điểm T kẻ đƣờng ε = εT = QT/WT cắt đƣờng φo = 0,95 tại O≡V  Nối NO ta có quá trình xử lý không khí Cần lƣu ý trạng thái thổi vào V≡O phải đảm bảo điều kiện vệ sinh là nhiệt độ không đƣợc quá thấp so với nhiệt độ trong phòng để tránh gây cảm lạnh cho ngƣời sử dụng, tức là: tV ≥ tT - a Nếu không thỏa mãn điều kiện vệ sinh, I thì phải gia nhiệt không khí từ trạng thái O lên N  trạng thái V thoả mãn điều kiện vệ sinh mới  tN N thổi vào phòng, tức là tV = tT - a (hình 2-2) T Trong trƣờng hợp này các điểm O và V  tT T xác định lại nhƣ sau: T - Điểm V là giao của đƣờng song song với εT = tV =tT -a QT/WT đi qua điểm T và đƣờng t = tT – a V O - Điểm O là giao của đƣờng thẳng đứng ( đẳng d dung ẩm) qua điểm V và đƣờng φo = 0,95. Hình 2.2 – Sơ đồ thẳng khi nhiệt độ tv thấp * Các thiết bị chính của quá trình Để thực hiện đƣợc sơ đồ thẳng mùa hè cần có các thiết bị chính sau : Thiết bị xử lý không khí, quạt cấp gió, bộ sấy cấp II, hệ thống kênh cấp gió, miệng thổi. * Xác định năng suất các thiết bị - Năng suất gió thổi vào phòng : QT WT G  (2-8) I T  IV dT  dV - Năng suất lạnh của thiết bị xử lý: I N  IO Qo  G.( I N  I O )  QT . I T  IV (2-9) - Năng suất làm khô của thiết bị xử lý: d N  dO Wo  G.(d N  dO )  WT . (2-10) dT  dV - Công suất nhiệt của thiết bị sấy cấp II ( Nếu có): IV  I O QSII  G.( IV  I O )  QT . (2-11) I T  IV *Ưu, nhược điểm, phạm vi sử dụng của sơ đồ thẳng: - Sơ đồ thẳng có ƣu điểm là đơn giản, gọn nhẹ dễ lắp đặt. - Không tận dụng nhiệt từ không khí thải nên hiệu quả thấp. - Thƣờng đƣợc sử dụng trong các hệ thống nơi có phát sinh các chất độc, hôi hoặc đƣờng ống quá xa, cồng kềnh không kinh tế hoặc không thể thực hiện Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -18-
Giáo trình Điều hòa không khí đƣợc. 2.2.2.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Để tận dụng nhiệt của không khí thải, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng hệ thống điều hòa ngƣời ta sử dụng sơ đồ tuần hoàn một cấp. Đó là sơ đồ có thực hiện một phần gió từ gian máy điều hòa trở lại thiết bị xử lý nhiệt ẩm. GN 3 4 N 7 8 1 5 12 G V T O 6 C QT WT 9 2 G N+ G T 11 GT 10 Hình 2.3- Sơ đồ tuần hoàn một cấp a, Nguyên lý làm việc: Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(tN,φN) với lƣu lƣợng LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1), đƣợc đƣa vào buồng hòa trộn (3) để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T(tT,φT) với lƣu lƣợng LT từ các miệng hồi gió (2). Hổn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ đƣợc đƣa đến thiết bị xử lý (4), tại đây nó đƣợc xử lý theo một chƣơng trình định sẵn đến một trạng thái O và đƣợc quạt (5) vận chuyển theo kênh gió (6) vào phòng (8). Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi (7) có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T. Sau đó một phần không khí đƣợc thải ra ngoài và một phần lớn đƣợc quạt hồi gió (11) hút về qua các miệng hút (9) theo kênh (10) . b, Xác định các điểm nút trên I-d Trạng thái C là trạng thái hoà trộn của dòng không khí tƣơi có lƣu lƣợng LN và trạng thái N(tN, φN) với dòng không khí tái tuần hoàn với lƣu lƣợng LT và trạng thái T(tT, φT) Quá trình VT là quá trình không khí tự thay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa nên có hệ số góc tia ε = εT = QT/WT. Điểm O≡V có φo ≈0,95. Từ phân tích trên ta có cách xác định các điểm nút nhƣ sau : Xác định các điểm N, T theo các thông số tính toán ban đầu. Xác định điểm hòa trộn C theo tỉ lệ hòa trộn: TC GN GN (2-12)   CN GT G  GN trong đó : LN - Lƣu lƣợng gió tƣơi cần cung cấp đƣợc xác định theo điều kiện vệ sinh, kg/s. L - Lƣu lƣợng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí đƣợc xác định theo công thức (2-13), kg/s Điểm V O là giao nhau của đƣờng  = T = QT/WT đi qua điểm T với đƣờng o = 0,95. Nối CO ta có quá trình xử lý không khí. Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -19-
Giáo trình Điều hòa không khí I N T N tN   T C tT  T O=V d Hình 2.4- Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị I-d Nếu nhiệt độ điểm O không phù hợp điều kiện vệ sinh thì phải tiến hành sấy không khí đến điểm V thoả mãn điều kiện vệ sinh tức là t = t T - a (hình 2-5). Khi đó các điểm V và O xác định nhƣ sau: - Từ T kẻ đƣờng ε = εT = QT/WT cắt t = tT - a tại V - Từ V kể đƣờng thẳng đứng cắt φo = 0,95 tại O. - Các điểm còn lại vẫn giữ nguyên vị trí. I N T N tN   T C tT  T V tV =tT-a O d Hình 2.5- Sơ đồ tuần hoàn một cấp khi nhiệt độ tv thấp c, Các thiết bị chính: Để thực hiện sơ đồ điều hòa không khí một cấp ta phải có các thiết bị chính sau đây: Quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, thiết bị sấy cấp 2, hệ thống kênh cấp gió, hồi gió, miệng thổi và miệng hút. d, xác định năng suất các thiết bị chính - Năng suất gió cấp vào phòng: QT WT G  (2-13) I T  IV dT  dV - Lƣợng không khí tƣơi GN đƣợc xác định căn cứ vào số lƣợng ngƣời, theo công thức (2-2) : Vk GN  n. K . , kg / s 3600 trong đó: n - Tổng số ngƣời trong phòng,ngƣời Vk - Lƣợng không khí tƣơi cần cung cấp cho một ngƣời trong một đơn vị thời gian Tuy nhiên lƣu lƣợng gió bổ sung không đƣợc nhỏ hơn 10%.L. Vì thế khi LN tính Đại học Công nghiệp Quảng Ninh -20-

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.