Tính toán nhiệt thừa

TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA I Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra :Q1 1 Nhiệt toả ra từ thiết bị dẫn động bằng động cơ điện:qa1 * Sơ bộ chọn thiết bị địên trong nhà như sau : Mỗi phòng ngủ sử dụng 1 quạt trần Phòng khách cũng sử dụng 1 quạt trần Nhà bếp sử dụng 1 quạt trần Các loại quạt sử dụng có công suất 60W Căn hộ chúng ta có tất cả 4 phòng ngủ ở 2 tầng trên,quạt trần là thiết bị có chi tiết dẫn động và động cơ cùng nằm trong không gian điều hoà. qa1 = N/ η = 0,12 (KW) (3-6/22) η - Hiệu suất của động cơ Vậy Qa1 =4.0,12 =0,48 (KW) 2. Nhiệt toả ra từ thiết bị điện qb1 Căn hộ của của chúng ta sử dụng 2 TiVi LCD loại có công suất 109 W và 2 máy tính để bàn loại công suất 120 W. Với các thiết bị này ta cho nhiệt tỏa ra chính bằng công suất định mức của thiết bị Nên Qb1= 2.109 + 2.120 = 458 (W) Vì các thiết bị làm việc không liên tục nên ta phải nhân thêm với hệ số đồng thời (Ktt) . Hệ số trên được tính bằng khoảng thời gian làm việc của thiết bị trên cho toàn bộ thời gian làm việc của hệ thống.Ta cho toàn bộ hệ thống của ta làm việc 16h/ngày,các thiết bị làm việc 7h/ngày,vậy hệ số đồng thời là Ktt = 7/16 Vậy Q1 = 7.(0,48 + 0,458 )/16 = 0,41 (W) II. Nhiệt toả ra từ thiết bị điện Q2 Căn hộ của chúng sử dụng đèn chiếu sáng là đèn tip philip loại 1,2m có công suất là 36W cho các phòng và tầng trệt ,riêng các phòng vệ sinh ta sử dụng loại đèn compact 3UM loại 18W mỗi phòng 1 bóng ,tầng trệt ta sử dụng 3 bóng 1,2m. Ta sử dụng tất cả 5 đèn ngủ cho các phòng công suất mỗi bóng là 10W. Chọn hệ số đồng thời là Ktt =8/16 cho các đèn . Vậy Q2 = 8.[(7.36 + 3.18 ).1,25+ 5.10 ]/16 = 0,217 (KW) (Ta cho các đèn làm việc đúng bằng công suất định mức ) III Nhiệt do người tỏa ra Q3 Căn hộ của chúng ta có tất cả 7 người : 2 người đàn ông trung niên , 3 đứa trẻ và 2 người phụ nữ. Chọn nhiệt độ phòng là 27 ∙C . Ta dựa vào mức độ hoặt động nhẹ để chọn lượng nhiệt mà một người đàn ông trung niên tỏa ra là Nhiệt hiện : qh = 60 W Nhiệt ẩn : qw = 100 W Nhiệt tỏa ra ở người phụ nữ ta chọn bằng 0,85 với người đàn ông trung niên và của trẻ em bằng 0,75 Chọn hệ số tác động không đồng thời là Ktt = 0,9 Vậy : Q3 = 0,9.(160.2 + 0.85.160.2 + 0.75.160.3) =0,857 (KW) ( Bỏ qua nhiệt do sản phẩm mang vào và nhiệt tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt) IV Nhiệt Do Bức Xạ Mặt Trời Mang Vào Q6 1 Nhiệt Bức Xạ Qua Kính Q61 Tầng trệt ta sử dụng kính cho phòng khách với kích thướt là dài 5m cao 2.5m, 2 tầng trên ta sử dụng kính lắp ở ban công với kích thướt là dài 3m cao 2,5m ,sử dụng kính lắp ở cửa ra vào tầng trệt kích thướt 3m cho 2 cánh. Tất cả sử dụng kính chống nắng màu xám 6mm riêng cửa ra vào tầng trệt sử dụng kính trong dày 6mm phẳng.tất cả sử dụng khung gỗ. Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính được tính theo công thức : Q61 = Fk.R.εc.εds.εmmεkh.εK.εm, (W) (3-21) Fk - Diện tích bề mặt kính, m2 R- Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính cơ bản vào phòng . Giá trị Rmax =520 (hướng đông ở vĩ độ 20 độ bắc vào tháng 4 & 8 là lớn nhất ) bảng 3-7 Vì đây không phải là loại kính cơ bản nên ta tính Rxn =[0,4 ak + tk ( am + tm + rk . rm + 0,4 ak . rm)] .Rmax/ 0,88 (3-25/33) = [ 0,4. 0,51 +0,44. (0,58 + 0,03 + 0,05 . 0,39 + 0,4 . 0,51. 0,39 )].520 / 0,88 = 305 εc - Hệ số tính đến độ cao H (m) nơi đặt cửa kính so với mực nước biển: εc= 1+ 0.023H/1000 (3-22/28) = 1+ 0,23.50/1000 = 1,0115 εds - Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương so với 20oC εds = 1- 0,13 (ts – 20)/10 (3-23/28) = 0,896 Thông số ở Quy Nhơn ttbmax = 33,7 oC , jmax = 74% Þts = 28 oC εmm - Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù . Trời không mây lấy εmm = 1, trời có mây εmm=0,85 (chọn εmm=0,85) εkh - Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính. Kết cấu khung khác nhau thì mức độ che khuất một phần kính dưới các tia bức xạ khác nhau. Với khung gỗ εkh = 1 εK - Hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và loại kính khác kính cơ bản và lấy theo bảng 3-5 chọn εK =0,73 (kính chống nắng màu xám 6mm) , εK =0.94 (kính trong dày 6mm ) εm - Hệ số mặt trời . Hệ số này xét tới ảnh hưởng của màn che tới bức xạ mặt trời. Khi không có màn che εm = 1 (kính cửa ra vào tầng trệt). Khi có màn εm = 0,65 (cửa chớp màu nhạt trung bình ) được chọn theo bảng 3-6 với kính xám ta có Fk = (5 + 3 + 3 ).2,5 = 27,5 m2 với kính trong ta có Fk = 3.2,5 =7,5 m2 Vậy Q61 = 305 . 1,0115 . 0,896 . 0,85 . 1 . 27,5 . 0,73 . 0,65 = 3,066 (Kw) ta không tính nhiệt bức xạ qua cửa ra vào vì khi nhà quay về hướng đông thì cửa ra vào bố trí quay về hướng bắc mặc khác lại co tường che V Nhiệt Do KHông Khí Lọt Vào PhòngQ7 Q7h = 0,335.(tN - tT).V.ξ , W (3-29) Q7w = 0,84.(dN - dT).V.ξ , W(3-30) V - Thể tích phòng, m3 ξ - Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.10 Ta chọn không gian điều hòa là cả khu nhà 3 tầng của chúng ta Tổng chiều cao là 3,5 . 3 =10,5 m Thể tích tương đương là V = 10,5.15.12 – 6.5 . 3.5 = 1785 m3 ξ = 0,42 với dN = 23g/kg kkk chọn thông số trong nhà là t = 27 ∙C, j = 65% Þ dT = 13,5% Q7h = 0,335.(tN - tT).V.ξ , W (3-29) = 0,335.(33,7- 27).1785 .0,42 =1683 (W) Q7w = 0,84.(dN - dT).V.ξ = 0,84. (23 – 13,5). 1785. 0,42 = 5983 (w) Ta bỏ qua lượng không khí lọt do người ra vào qua ngõ cửa Vậy Q7 = Q7h + Q7w = 7,666 (Kw) VI Nhiệt Truyền Qua Kết Cấu Bao Che Q8 1 Nhiệt Truyền Qua tường : Q8a Q8a = K.F.Δt Ta chọn nhiệt độ trong nhà là như nhau nên không cần tính cách nhiệt cho các tường ngăn. Ta tính cách nhiệt cho tường bao ngoài nhà : Δt = 33,7 – 27 =6,3 oC (hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, ở đây vì nhiệt bức xạ qua tường nhỏ nên ta bỏ qua và ở Việt Nam ta chỉ tập trung vào điều hòa không khí cho mùa hè nên ta chọn hiệu nhiệt độ mùa hè ). K = aT = 11,6 w/m2 aN = 23,3w/m2 Tường tầng trệt dày 30 cm với lớp gạch thông thường với vữa nặng có chiều dày 25 cm hệ số dẫn nhiệt là 0,814 w/m độ , 2 lớp vữa trác ở 2 mặt dày 5cm hệ số dẫn nhiệt là 0,93 Tường 2 tầng trên cũng là vật liệu đó tuy nhiên chỉ dày 20 cm với lớp gạch 15cm và vữa trác 5 cm, riêng ở vị trí cầu thang có bề dày 30 cm Vậy có 2 hệ số K1 = 2,05 w/m2 (dày 30cm ) và K2 = 2,73 w/m2 (dày 20cm ) F = F1 + F2 F1 = (2.12.3,5 + 2.15.3,5 ) – 3,5 . (5+5) + 3,5.2 (7+6) = 245 m2 (diện tích tường dày 30cm : gồm tường tầng trệt và khoảng tường ở khoảnh cầu thang 2 tầng trên đã trừ khoảnh kính và khoảnh rộng 5m ở tầng trệt lối xe vào ) F2 = 3,5. 2.2.(12 + 15 ) – 3.2.3,5 -3,5.2.(7 + 6) = 266 m2 (diện tích tường dày 20cm sau khi trừ đi khoảnh lắp kính ở cả 2 tầng trên có tính cả diện tích cửa mở ra ban công ta có thể cho hệ số truyền nhiệt của cửa bằng của vách 20cm vì diện tich cửa không lớn ) Vậy Qa8 = 6,3 .(K1.F1 + K2.F2 ) = 7,74 (kw) 2 Nhiệt truyền qua trần Qb8 Q8b = K.F.Δt Với Δt = 0,8 . Δt + tTD ( trần có mái ngói đỏ ) tTD = εs.Rxn / αN (phần tính luon nhiệt bức xạ qua mái ) εs - Hệ số hấp thụ của mái và tường chọn của tường bằng 0,55 (bảng 3-9 bề mặt tường là đá granit màu xám nhạt được mài nhẵn ) của mái là 0,6 màu đỏ tươi αN = 20 W/m2.K - Hệ số toả nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài Rnx = R/0,88 - Nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2 R - Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng chọn bằng 520 (tra theo bảng 3-7), W/m2 jm - Hệ số màu của mái hay tường Màu thẩm : ϕm = 1 (tường được xây bằng gạch nhiều lỗ vữa nặng ) Vậy tTD =0,55. 520 /20 .0,88 =16,25 Δt = 21,29 oC Ta chọn lợp ngói đỏ , có đóng LaPhông giữa LaPhông và ngói là lớp không khì dày 30cm K = = 1/ 0,189.1,1 = 4,82 w/m2 ( lớp kk nằm ngang dòng nhiệt đi từ trên xuống bảng 3-13/42 ) F = 15 . 12 – 2.11 = 158 m2 (diện tích trần ) Vậy Q8b =21,29 . 4,82 .158 = 16,2 kw 3 Nhiệt Truyền Qua Nền Đất Q8c Chia nền đất của chúng ta ra các dải rộng 2m vậy ta có thể chia được 3 dải Theo cách phân chia này Dải I : k1 = 0,5 W/m2.oC , F1 = 4.(a+b) = 4.(12+15) = 108 m2 Dải II : k2 = 0,2 W/m2.oC , F2 = 4.(a+b) - 48 = 60 m2 Dải III : k3 = 0,1 W/m2.oC , F3 = 4.(a+b) – 80 = 28 m2 Tuy nhiên ở đây có một vùng dùng làm nơi để xe có diện tích 30m2 nên ta có thể trừ bớt ra hay nếu ta để tính vào luôn cũng được cứ coi như phần năng suất lạnh dự trữ Vậy Q8c = (33,7 – 27). (0,5 .108 + 0,2 . 60 + 0,1.28) = 0,461 kw Nhiệt truyền qua kết cấu bao che là : Q8 = 7,74 + 16,2 + 0,461 = 24,4 kw Vậy tổng nhiệt thừa là ; Q = = 36,616 (kw) Sau khi chọn dàn lạnh ta cộng thêm công suất quạt của nó vào nhiệt lượng phát sinh