Hướng dẫn tính tải lạnh bằng tay chi tiết

Hướng dẫn tính tải lạnh bằng tay chi tiết

Chào các bạn, việc tính tải lạnh cho công trình là vô cùng quan trọng để chúng ta có cơ sở chọn máy điều hòa phù hợp. Tính tải lạnh có rất nhiều cách khác nhau, tuy nhiên trong khuôn khổ bài viết này, mình sẽ hướng dẫn cách tính tải lạnh bằng tay chi tiết cho các bạn thông qua 1 ví dụ cụ thể nhé.

Tính tải lạnh bằng tay sẽ dựa theo 2 phương pháp sau :

  • Tính theo phương pháp truyền thống (hệ số nhiệt ẩm thừa)  
  • Tính theo phương pháp Carrier.

Hai phương pháp này chỉ khác nhau ở cách xác định năng suất lạnh Qo mùa hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt toả ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều hoà. Ở bài viết này, mình chọn phương pháp truyền thống để tính tải lạnh bằng tay cho công trình.

I. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT

A. Công thức xác định nhiệt thừa

                           Qt = Qtoả + Qtt , W                              (2.1)

  • Qt  —  Nhiệt thừa trong phòng, W;
  • Qtoả  — Nhiệt toả ra trong phòng, W;
  • Qtt  —  Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ, W.

                Qtoả = Q1 +Q2 +Q3 +Q4 +Q5 +Q6 +Q7 +Q8 , W              (2.2)

  • Q1 —  Nhiệt toả từ máy móc;
  • Q2 — Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng;
  • Q3 — Nhiệt toả từ người;
  • Q 4 — Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm;
  • Q5 —  Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt;
  • Q6 —  Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính;
  • Q7 — Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che;
  • Q8 — Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa;

                     Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs  , W                                            (2.3)

  • Q9  —  Nhiệt thẩm thấu qua vách;
  • Q10 — Nhiệt thẩm thấu qua trần mái;
  • Q11 — Nhiệt thẩm thấu qua nền;
  • Qbs — Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách;

B. Công thức xác định ẩm thừa

                    Wt = W1 + W2 + W3 + W4  +W5 ,  kg/s                                 (2.4)

  • W1 ‒  Lượng ẩm do người toả vào phòng, kg/s;
  • W2 ‒ Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s;
  • W3  ‒ Lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm, kg/s;
  • W4 ‒ Lượng ẩm do hơi nước nóng toả vào phòng, kg/s;
  • W5 ‒ Lượng ẩm do không khí lọt mang vào, kg/s.

II. TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA

a) Nhiệt toả từ máy móc

Theo cách tính tải lạnh bằng tay, nhiệt toả từ máy móc được tính như sau:

huong-dan-tinh-tai-lanh-bang-tay-chi-tiet
  • Nđc ‒ Công suất đặt của động cơ, W;
  • Ktt ‒ Hệ số phụ tải, bằng tỉ số giữa công suất làm việc thực tế với công suất đặt của động cơ, ktt = NLV/Nđc.
  • kđt ‒ Hệ số đồng thời, kđt = ∑Nii/∑Ni với Ni là công suất của động cơ thứ i làm việc  trong thời gian tương ứng .
  • kT ‒ Hệ số tải nhiệt, động cơ làm việc ở chế độ biến điện năng thành cơ năng đều lấy KT = 1.
  • η ‒ Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ, η= ηđ.khc. Ở đây ηđ là hiệu suất của động cơ theo catalog, Khc – là hệ số hiệu chỉnh theo phụ tải.

        Đối với các máy móc, thiết bị thông dụng, các thông số được thể hiện trong bảng 2.1.

       Bảng 2.1. Nhiệt của từng loại máy trong phòng

Các thông số của máyMáy tínhMáy inTiviThiết bị khác
Nđc, W450500200400
Ktt0,80,80,80,8
Kđt10,30,50,8
KT1111
n0,750,840,750,75

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích 308 m2, trong cửa hàng có khoảng 2 máy tính, 2 ti vi, 2 thiết bị khác.

        Áp dụng công thức (2.5) với các máy móc trong phòng điều hòa, kết quả tính nhiệt tỏa từ máy móc được thể hiện trong bảng 2.2.

Bảng tính toán tải lạnh bằng tay chi tiết

b) Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng

Theo cách tính tải lạnh bằng tay, nhiệt toả từ đèn chiếu sáng được xác định như sau:

                                  Q2 = Ncs   = q.F , W                                              (2.6)

  • Ncs — Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W;
  • F   diện tích sàn, m2.
  • Theo tiêu chuẩn chiếu sáng, lấy trên mỗi m2 là A = 12 W/m2.

Ví dụ với Cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích 308 m2,

                                  Q2 = 308.12 = 3696 W

        Áp dụng công thức (2.6) với các thiết bị chiếu sáng, kết quả tính nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng được thể hiện trong bảng 2.3.

tinh-tai-lanh-bang-tay
Bảng tính toán tải lạnh bằng tay chi tiết

c) Nhiệt tỏa từ người

Nhiệt toả từ người được xác định như sau:

                                     Q3 = n.q,  W                                                       (2.7)

  • q ‒ Nhiệt tỏa từ một người, W/người;
  • n ‒ Số người.

Nhiệt toả ra từ một người trưởng thành, với nhiệt độ trong phòng khoảng t = 25oC, ở đây là trung tâm thương mại phục vụ cho nhu cầu mua sắm của mọi người, chủ yếu là khách hàng đến mua sắm nên ta chọn định hướng, q = 198 W/người. Ở đây, với cửa hàng ta chọn 2 m2/người, các sảnh chọn 4 m2/người, các gian hàng chọn 3 m2/người và nhà hàng chọn 2 m2/người.

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích 308 m2, số người trong cửa hàng là 154 người.

                                  Q3 = 154.198 = 30492 W

         Áp dụng công thức (2.7) kết quả tính nhiệt tỏa từ người được thể hiện trong bảng 2.4.

Bảng tính toán tải lạnh bằng tay chi tiết

d) Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm

Khi các bán thành phẩm này có nhiệt độ khác với nhiệt độ điều hoà thì sẽ có một lượng nhiệt toả ra hoặc thu vào tuỳ theo nhiệt độ bán thành phẩm cao hơn hoặc thấp hơn nhiệt độ phòng. Nhiệt lượng này cũng có 2 thành phần hiện và ẩn khi có thành phần nước bay hơi hoặc ngưng tụ. Nhiệt toả từ bán thành phẩm được xác định như sau:

tinh-tai-lanh-bang-tay

Công trình trung tâm thương mại phục vụ cho mua sắm, với các mặt hàng may mặc, gia dụng, nội thất…đối với các mặt hàng thực phẩm đã được để trong quầy bảo quản riêng và cũng không phục vụ sản xuất nên không có lượng bán thành phẩm nào Q4 = 0.

e) Nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt

Nếu trong phòng có đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống dẫn môi chất có nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ không gian điều hoà thì lượng nhiệt toả ra hoặc thu vào từ không gian điều hoà cần xác định nhiệt toả từ thiết bị trao đổi nhiệt như sau:

tai-lanh-bang-tay

Do các phòng của ta không đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống được đặt trên trần giả và bọc cách nhiệt nên Q5 = 0.

f) Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính

Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau, trực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi khói và mây, cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương, thời gian quan sát, vật liệu, diện tích, độ dày kính. Nói chung,  xác định được chính xác nhiệt toả do bức xạ là rất khó khăn. Ở đây giới thiệu cách xác định gần đúng theo cách tính tải lạnh bằng tay như sau:

                                 Q6 = I.Fk1. τ2. τ34, W                                      (2.10)

tinh-tai-lanh

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích vách kính 53,72 m2 quay về hướng tây, cường độ bức xạ mặt trời hướng tây là I = 569 W/m2

                                  Q6 = 53,72.569.0,9.0,8.0,75.0,3 = 4950 W

        Áp dụng công thức (2.10) kết quả tính nhiệt thể hiện trong bảng 2.5.

tinh-tai-lanh-bang-tay
Bảng tính tải lạnh bằng tay chi tiết

g) Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che

Thành phần này toả vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên hơn mức bình thường, hành phần nhiệt này chủ yếu tính cho mái. Với đặc điểm kiến trúc của tòa nhà thì việc tính nhiệt cho khu trung tâm thương mại từ tầng 1 đến tầng 5 ta không tính đến thành phần nhiệt bức xạ qua mái, do mái nằm ở trên các tầng tiếp theo nên Q7 = 0.

h) Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa

Khi có chênh nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì xuất hiện một dòng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc qua khe cửa. Đối với các buồng điều hoà không có quạt thông gió, sự rò lọt này với mức độ nào đó là cần thiết vì nó cung cấp khí cho những người trong phòng. Đối với các buồng có cung cấp gió tươi thì cần phải hạn chế kiểm soát nó đến mức thấp nhất để tránh tổn thất nhiệt và lạnh. Theo đó nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được xác định như sau:

tinh-tai-lanh

Ví dự với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích 308 m2, cao 3,4 m, thể tích phòng V = 308.3,4 = 1047,2 (m3)

tinh-tai-lanh
Bảng tính tải lạnh bằng tay chi tiết

i) Nhiệt thẩm thấu qua vách

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích tường tiếp xúc với không gian đệm là 51,4 m2, không đệm là 100,98 m2 diện tích vách kính tiếp xúc với không gian không đệm là 53,7 :

        Q9 = 51,4.1,12.5,46 + 100,98.1,12.7,8 + 53,7.6,12.7,8 = 3759 W

k) Nhiệt thẩm thấu qua trần

Nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định như sau:

                               Q10  = k10.F10.,  W                                             (2.14)

  • k10 ‒Hệ số truyền nhiệt của trần,có  k = 1,67 W/m2K;               
  • F10 ‒  Diện tích bề mặt trần, m2;

– Đối với mái có một lớp không gian đệm giữa trần giả và mái

                            ∆t10 = 0,7(tn ‒t­t) = 0,7.7,8 = 5,46 K

– Khi trần tiếp xúc trực tiếp với lớp không khí ngoài trời lấy bằng

                              ∆t = (tn ‒t­t) = 7,8 K

– Khi trần tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hoà của tầng trên thì ∆t10 = 0.

 Ở đây do khối trung tâm thương mại bao gồm 5 tầng đầu và trên đó còn các tầng khác nữa cũng được sử dụng điều hòa nên nhiệt thẩm thấu qua trần tính cho trung tâm thương mại ta bỏ qua, Q10 = 0.

l) Nhiệt thẩm thấu qua nền

Theo cách tính tải lạnh bằng tay, nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định như sau:

                                  Q11 = .Fi.,  W                                          (2.15)

  • ki ‒ Hệ số truyền nhiệt của nền, theo [1] có  k = 2,78 W/m2K;
  • Fi ‒  Diện tích bề mặt nền, m2;

Có diện tích nền ở tầng 1 tiếp xúc trực tiếp với đất ta phải tính theo dải nền như sau:

  • Dải 1: F1 = 4.(a +b) m2  với k1 = 0,47 W/m2K
  • Dải 2: F2  = F1 – 48 m2  với k2 = 0,23 W/m2K
  • Dải 3: F3 = F1 – 80 m2 với k3 = 0,12 W/m2K
  • Dải 4: F4 = (a-12).(b-12) m2 với k4 = 0,07 W/m2K
  • Nếu là sàn phía dưới là không gian đệm thì  ∆t11 = 0,7(tn ‒t­t) = 0,7.7,8 = 5,46 K
  • Nếu là sàn đặt trực tiếp trên nền đất thì ∆t11 = (tn ‒t­t) = 7,8 K
  • Ta tính nhiệt thẩm thấu qua nền cho tầng 1, với sàn có lớp bê tông dầy 250 mm có trát và lát, theo [1] có hệ số truyền nhiệt định hướng k = 1,88 W/m2K.

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có diện tích 308 m2, phía dưới nền là không gian đệm (tầng bán hầm) :

                                       Q11 = 308.1,88.5,46 = 3161 W

        Áp dụng công thức (2.15) với các không gian điều hòa, kết quả tính nhiệt thẩm thấu qua nền được thể hiện trong bảng 2.8.

    Bảng 2.8. Bảng kết quả tính nhiệt thẩm thấu qua nền

tinh-tai-lanh
Nảng tinh tải lạnh bằng tay chi tiết

m) Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách

Các cách tính toán trên chưa tính đến ảnh hưởng của gió khi công trình có độ cao lớn hơn 4 m, vì ở trên cao  tăng làm cho k tăng và Q9 tăng. Để bổ sung tổn thất do gió, cứ từ mét thứ 5 lấy tổn thất Q9 tăng thêm 1 đến 2% nhưng toàn bộ không quá 15%.

Bổ sung khác cho Q9 là đối với các vách hướng Đông và Tây, trong phần tính nhiệt Q7 mới chỉ tính cho mái (trần) mà chưa tính cho vách đứng thì cần tính bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời cho vách đứng hướng Đông và Tây. Theo cách tính tải lạnh bằng tay được xác định như sau:

tinh-tai-lanh-chi-tiet

III. TÍNH TOÁN ẨM THỪA

a) Lượng ẩm do người tỏa

Lượng ẩm do người toả ra được xác định như sau:

                                    W1 = n.qn,  kg/s                                                  (2.17)

  • n ‒  Số người trong phòng điều hoà;
  • qn ‒  Lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s.

Với cường độ lao động và làm việc ở 25oC ta có q = 115 g/h.người.

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có số người dự kiến là 154, lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong 1h là 115 g/h.người.

                                      W1 = 154.115 = 17710 g/h = 4,91 g/s

        Áp dụng công thức (2.17) với các không gian điều hòa, kết quả tính lượng ẩm do người tỏa ra được thể hiện trong bảng 2.11.

    Bảng 2.11. Bảng kết quả tính lượng ẩm do người toả

tai-lanh-bang-tay
Bảng tính tải lạnh bằng tay chi tiết

b) Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm

Theo cách tính tải lạnh bằng tay, lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm được xác định như sau:            

W2 = G2.(y1 ‒ y2),  kg/s                                        

  • G2 ‒ khối lượng bán thành phẩm đưa vào phòng điều hoà trong một đơn vị thời gian, kg/s;  ‒ thuỷ phần của bán thành phẩm khi vào và ra khỏi phòng điều hoà, kg H2O/kg bán thành phẩm.

Vì công trình không có bán thành phẩm nên  W2=0.

c) Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm

Nếu trong các phân xưởng chế biến thịt, cá, rau quả… mà có không gian điều hoà thì lượng ẩm bay hơi từ mặt sàn ướt được tính theo công thức như sau:

                  W3 = 0,006.FS.(tt ‒ tư),  kg/h                                       (2.19)

  • Fs ‒ diện tích bề mặt sàn bị ướt, m2;
  • tT ‒ nhiệt độ không khí trong phòng, oC;
  • tƯ  ‒ nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ứng, oC.

Với công trình này không có một không gian điều hoà nào có lượng ẩm bay hơi từ sàn nên W3 = 0.

d) Lượng ẩm do hơi nước nóng tỏa ra

Nếu trong không gian có nồi hơi, nồi nấu, có ấm đun nước, bình pha cà phê… thì sẽ có một lượng nhiệt được toả ra nhưng ở đây công trình trung tâm thương mại phục vụ cho nhu cầu mua sắm giải trí nên không tồn tại lượng nhiệt này W4 = 0.

e) Lượng ẩm do không khí lọt mang vào

Theo cách tính tải lạnh bằng tay, lượng ẩm do không khí lọt mang vào được xác định như sau:

                           W5 = L7.(dN ‒ dT),  kg/s                                      (2.20)

  • L7 — lưu lượng không khí lọt, L7 = , kg/s;
  • V  — thể tích phòng, m3;
  • ζ  — hệ số lọt không khí vào phòng mỗi giờ, tra theo [2];
  • dN, dT ‒ dung ẩm của không khí ngoài và trong nhà, g/kg.

Ví dụ với cửa hàng 1 tầng 1 : Cửa hàng có V = 1047,2 m3, ζ = 0,55

  • L7 = 1,2.0,55.1047,2/3600 = 0,19 kg/s
  • W5 = 0,19.(20,78 —12,63) = 1,54 g/s

        Áp dụng công thức (2.20) kết quả tính lượng ẩm do không khí lọt mang vào được thể hiện trong bảng 2.12.

Bảng tính tải lạnh bằng tay chi tiết

Như vậy là mình đã hướng dẫn các bạn tính tải lạnh bằng tay chi tiết rồi. Nếu có bất kỳ thắc mắc nào, hãy đặt câu hỏi ở phía dưới nhé. Ngoài ra, nếu có nhu cầu hãy tham gia khóa học HVAC Online đầy đủ của mình. Trong khóa học sẽ hướng dẫn các bạn nhiều cách tính tải lạnh thực tế khi chúng ta thiết kế hệ thống điều hòa không khí.

Chúc các bạn thành công !

ĐĂNG KÝ NHẬN TÀI LIỆU THIẾT KẾ HVAC

Hãy đăng ký thông tin của bạn xuống phía dưới để mình gửi tài liệu HVAC free cho nhé !

Đăng ký thành công !

Có lỗi khi đăng ký.

5 1 vote
Article Rating
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments

ĐĂNG KÝ NHẬN BẢN VẼ AUTOCAD HVAC
MIỄN PHÍ

Hãy đăng ký mail để mình gửi bản vẽ HVAC cho nhé !

Đăng ký thành công

Có lỗi khi đăng ký

0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x