Giáo trình Thông gió và điều hòa không khí - Chương 3: Tính cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm
CHƯƠNG III: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT VÀ
CÂN BẰNG ẨM
3.1 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
Xét một hệ nhiệt động bất kỳ, hệ luôn luôn chịu tác động của môi trường bên ngoài và các
đối tượng bên trong về nhiều mặt. Kết quả các thông số vi khí hậu của hệ bị thay đổi. Ta gọi
các tác động đó là các nhiễu loạn. Đối với không gian điều hoà, các nhiễu loạn đó bao gồm:
nhiễu loạn về nhiệt, về ẩm, về phát tán các chất độc hại vv. ..
3.1.1. Phương trình cân bằng nhiệt
Hệ điều hoà chịu tác động của các nhiễu loạn nhiệt dưới hai dạng phổ biến sau:
- Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong hệ gọi là các nguồn nhiệt toả: ΣQtỏa
- Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gọi là nguồn nhiệt thẩm thấu: ΣQtt
Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa
QT = ΣQtỏa + ΣQtt
(3-1)
Để duy trì chế độ nhiệt trong không gian điều hoà, trong kỹ thuật điều hoà không khí
nguời ta phải cấp cho hệ một lượng không khí có lưu lượng Gq (kg/s) ở trạng thái V(tV, ϕV)
nào đó và lấy ra cũng lượng như vậy nhưng ở trạng thái T(tT,ϕT). Như vậy lượng không khí
này đã lấy đi từ phòng một lượng nhiệt bằng QT. Ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau:
QT = Gq.(IT - IV)
Gq - Gọi là lưu lượng thải nhiệt thừa, kg/s.
(3-2)
3.1.2. Phương trình cân bằng ẩm
Tương tự như trên, ngoài các nhiễu loạn về nhiệt hệ cũng bị tác động của các nhiễu loạn về
ẩm như sau:
- Ẩm tỏa ra từ các nguồn bên trong hệ: ΣWtỏa
- Ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che: ΣWtt
Tổng hai thành phần trên gọi là ẩm thừa
WT = ΣWtỏa + ΣWtt
(3-3)
Để hệ cân bằng ẩm và có trạng thái không khí trong phòng không đổi T(tT, ϕT) nguời ta
phải cung cấp cho hệ một lượng không khí có lưu lượng Gw (kg/s) ở trạng thái V(tV, ϕV).
Như vậy lượng không khí này đã lấy đi từ hệ một lượng ẩm bằng WT. Ta có phương trình cân
bằng ẩm như sau:
WT = Gw.(dT - dV)
GW - Gọi là lưu lượng thải ẩm thừa, kg/s.
(3-4)
3.1.3. Phương trình cân bằng nồng độ chất độc hại (nếu có)
Để khử các chất độc hại phát sinh ra trong hệ người ta thổi vào phòng lưu lượng gió
Gz (kg/s) sao cho:
Mđ = Gz.(zT - zV), kg/s
(3-5)
Mđ: Lưu lượng chất độc hại tỏa ra và thẩm thấu qua kết cấu bao che, kg/s;
ZT và Zv: Nồng độ theo khối lượng của chất độc hại của không khí cho phép trong phòng
và thổi vào.
29
Nhiệt thừa, ẩm thừa và lượng chất độc toả ra là cơ sở để xác định năng suất của các thiết bị
xử lý không khí. Trong phần dưới đây chúng ta xác định hai thông số quan trọng nhất là tổng
nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT.
Lượng chất độc hại phát sinh thực tế rất khó tính nên trong phần này không giới thiệu.
Riêng lượng CO2 phát sinh do con người đã được xác định ở chương 2, phụ thuộc cường độ
vận động của con người.
3.2 XÁC ĐỊNH LƯỢNG NHIỆT THỪA QT
3.2.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1
3.2.1.1 Nhiệt toả ra từ thiết bị dẫn động bằng động cơ điện
Máy móc sử dụng điện gồm 2 cụm chi tiết là động cơ điện và cơ cấu dẫn động. Tổn
thất của các máy bao gồm tổn thất ở động cơ và tổn thất ở cơ cấu dẫn động. Theo vị trí tương
đối của 2 cụm chi tiết này ta có 3 trường hợp có thể xãy ra:
- Trường hợp 1: Động cơ và chi tiết dẫn động nằm hoàn toàn trong không gian điều
hoà
- Trường hợp 2: Động cơ nằm bên ngoài, chi tiết dẫn động nằm bên trong
- Trường hợp 3: Động cơ nằm bên trong, chi tiết dẫn động nằm bên ngoài.
Nhiệt do máy móc toả ra chỉ dưới dạng nhiệt hiện.
Gọi N và η là công suất và hiệu suất của động cơ điện. Công suất của động cơ điện N thường
là công suất tính ở đầu ra của động cơ, là công suất trên trục. Công suất này truyền cho cơ cấu
cơ khí. Công suất đầu vào động cơ bao gồm cả tổn thất nhiệt trên động cơ. Vì vậy:
- Trường hợp 1: Toàn bộ năng lượng cung cấp cho động cơ đều được biến thành nhiệt
năng và trao đổi cho không khí trong phòng. Nhưng do công suất N được tính là công suất
đầu ra nên năng lượng mà động cơ tiêu thụ là:
N
q1 = , kW
(3-6)
η
η - Hiệu suất của động cơ
- Trường hợp 2: Vì động cơ nằm bên ngoài, cụm chi tiết chuyển động nằm bên trong
nên nhiệt thừa phát ra từ sự hoạt động của động cơ chính là công suất N.
q1 = N, kW
(3-7)
- Trường hợp 3: Trong trường này phần nhiệt năng do động cơ toả ra bằng năng lượng
đầu vào trừ cho phần toả ra từ cơ cấu cơ chuyển động:
N.(1− η)
q1 =
, kW
(3-8)
η
Để tiện lợi cho việc tra cứu tính toán, tổn thất nhiệt cho các động cơ có thể tra cứu cụ thể
cho từng trường hợp trong bảng 3.1 dưới đây.
Bảng 3.1. Tổn thất nhiệt của các động cơ điện
Công
suất mô
tơ đầu
ra, kW
(1)
0,04
0,06
0,09
Hiệu suất
η
Tổn thất nhiệt q1, kW
Mô tơ và cơ cấu
truyền động đặt
trong phòng
(3)
0,10
0,12
Mô tơ ngoài
cơ cấu truyền
động trong phòng ngoài
(4)
0,04
0,06
0,09
Mô tơ trong, cơ
cấu truyền động
( % )
(2)
41
49
55
(5)
0,06
0,06
0,07
0,16
30
0,12
0,18
(1)
60
64
(2)
67
70
72
73
79
80
82
83
84
85
86
87
88
88
89
89
90
90
90
90
91
91
91
91
92
92
0,20
0,30
(3)
0,12
0,18
(4)
0,08
0,11
(5)
0,25
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
4,0
5,5
7,5
11
15
18,5
22
30
37
45
55
75
90
110
132
150
185
220
250
0,37
0,53
0,76
1,03
1,39
1,88
3,66
4,82
6,55
8,82
12,8
17,2
21,0
25,0
33,7
41,6
50,0
61,1
83,3
100
0,25
0,37
0,55
0,75
1,1
1,5
2,2
4,0
5,5
7,5
11
15
18,5
22
30
37
45
55
75
90
110
132
150
185
220
250
0,12
0,16
0,21
0,28
0,29
0,38
0,66
0,82
1,05
1,32
1,8
2,2
2,5
3,0
3,7
4,6
5,0
6,1
8,3
10,0
11
13
15
18
19
22
121
145
165
203
239
272
Cần lưu ý là năng lượng do động cơ tiêu thụ đang đề cập là ở chế độ định mức. Tuy
nhiên trên thực tế động cơ có thể hoạt động non tải hoặc quá tải. Vì thế để chính xác hơn cần
tiến hành đo cường độ dòng điện thực tế để xác định công suất thực.
3.2.1.2. Nhiệt toả ra từ thiết bị điện
Ngoài các thiết bị được dẫn động bằng các động cơ điện, trong phòng có thể trang bị
các dụng cụ sử dụng điện khác như: Ti vi, máy tính, máy in, máy sấy tóc vv... Đại đa số các
thiết bị điện chỉ phát nhiệt hiện.
Đối với các thiết bị điện phát ra nhiệt hiện thì nhiệt lượng toả ra bằng chính công suất ghi
trên thiết bị.
Khi tính toán tổn thất nhiệt do máy móc và thiết bị điện phát ra cần lưu ý không phải
tất cả các máy móc và thiết bị điện cũng đều hoạt động đồng thời. Để cho công suất máy lạnh
không quá lớn, cần phải tính đến mức độ hoạt động đồng thời của các động cơ. Trong trường
hợp tổng quát:
Q1 = Σq1.Ktt.kđt
(3-9)
Ktt - hệ số tính toán bằng tỷ số giữa công suất làm việc thực với công suất định mức.
Kđt - Hệ số đồng thời, tính đến mức độ hoạt động đồng thời. Hệ số đồng thời của mỗi động cơ
có thể coi bằng hệ số thời gian làm việc, tức là bằng tỷ số thời gian làm việc của động cơ thứ
i, chia cho tổng thời gian làm việc của toàn bộ hệ thống. Hệ số Kđt có thể tham khảo ở bảng
3.3.
31
3.2.2 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2
Nguồn sáng nhân tạo ở đây đề cập là nguồn sáng từ các đèn điện. Có thể chia đèn
điện ra làm 2 loại: Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang.
Nhiệt do các nguồn sáng nhân tạo toả ra chỉ ở dạng nhiệt hiện.
- Đối với loại đèn dây tóc: Các loại đèn này có khả năng biến đổi chỉ 10% năng lượng
đầu vào thành quang năng, 80% được phát ra bằng bức xạ nhiệt, 10% trao đổi với môi trường
bên ngoài qua đối lưu và dẫn nhiệt. Như vậy toàn bộ năng lượng đầu vào dù biến đổi và phát
ra dưới dạng quang năng hay nhiệt năng nhưng cuối cùng đều biến thành nhiệt và được không
khí trong phòng hấp thụ hết.
Q21 = NS, kW
(3-10)
NS - Tổng công suất các đèn dây tóc, kW
- Đối với đèn huỳnh quang: Khoảng 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng,
25% được phát ra dưới dạng bức xạ nhiệt, 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt. Tuy nhiên đối
với đèn huỳnh quang phải trang bị thêm bộ chỉnh lưu, công suất bộ chấn lưu cỡ 25% công
suất đèn. Vì vậy tổn thất nhiệt trong trường hợp này:
Q22 = 1,25.Nhq, kW
(3-11)
Nhq: Tổng công suất đèn huỳnh quang, kW
Q2 = Q21 + Q22, kW
(3-12)
Một vấn đề thường gặp trên thực tế là khi thiết kế không biết bố trí đèn cụ thể trong phòng
sẽ như thế nào hoặc người thiết kế không có điều kiện khảo sát chi tiết toàn bộ công trình,
hoặc không có kinh nghiệm về cách bố trí đèn của các đối tượng. Trong trường hợp này có
thể chọn theo điều kiện đủ chiếu sáng cho ở bảng 3.2.
Bảng 3.2: Thông số kinh nghiệm cho phòng
Khu vực
Lưu lượng không khí
Phân bố người
Công suất chiếu
L/s.m2
5,9
m2/người
sáng, W/m2
- Nhà ở
- Motel
- Hotel
10
10
12
12
7,5
+ Phòng ngủ
+ Hành lang
5,9
10,6
20
3
12
24
- Triển lãm nghệ thuật
- Bảo tàng
- Ngân hàng
10
11
5
3
12
12
- Thư viện
- Nhà hát
+ Phòng Audio
+ Quán bar
+ Khu vực trợ giúp
- Nhà hàng
- Rạp chiếu bóng
- Siêu thị
12,1
12,9
6,4
17,3
12,1
8,3
0,8
0,8
4
1,5
0,8
4
10
10
18
12
10
36
- Cửa hàng nhỏ
+ Hiệu uốn tóc
+ Bán dày, mũ
- Phòng thể thao nhẹ
- Phòng hội nghị
12,0
9,8
13,4
12,2
4
3
1
3
24
24
12
24
32
Như vậy tổn thất do nguồn sáng nhân tạo, trong trường hợp này được tính theo công thức
Q2 = qs.F, W (3-13)
trong đó F - diện tích sàn nhà, m2;
qs - Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m2 diện tích sàn, W/m2.
3.2.3 Nhiệt do người tỏa ra Q3
Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 thành phần:
- Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, bức xạ và dẫn
nhiệt: qh
- Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm (mồ hôi và hơi nước mang theo): qâ
- Nhiệt toàn phần: Nhiệt toàn phần bằng tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn:
q = qh + qw
(3-14)
Đối với một người lớn trưởng thành và khoẻ mạnh, nhiệt
hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần phụ thuộc vào cường độ vận
động và nhiệt độ môi trường không khí xung quanh.
Tổn thất do người tỏa được xác định theo công thức:
- Nhiệt hiện
- Nhiệt ẩn:
:
Q3h = n.qh. 10-3, kW.
Q3w = n.qw.10-3, kW.
- Nhiệt toàn phần:
Q3 = n.q.10-3, kW.
n - Tổng số người trong phòng, người;
(3-15)
qh, qw, q - Nhiệt ẩn, nhiệt hiện và nhiệt toàn phần do một người tỏa ra trong một đơn vị
thời gian và được xác định theo bảng 3.4.
Khi tính nhiệt thừa do người toả ra người thiết kế thường gặp khó khăn khi xác định số
lượng người trong một phòng. Thực tế, số lượng người luôn luôn thay đổi và hầu như không
theo một quy luật nhất định nào cả. Trong trường hợp đó có thể lấy theo số liệu phân bố
người nêu trong bảng 3.2.
Bảng 3.4 dưới đây là nhiệt toàn phần và nhiệt ẩn do người toả ra. Theo bảng này
nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người toả ra phụ thuộc cường độ vận động của con người và nhiệt
độ trong phòng. Khi nhiệt độ phòng tăng thì nhiệt ẩn tăng, nhiệt hiện giảm. Nhiệt toàn phần
chỉ phụ thuộc vào cường độ vận động mà không phụ thuộc vào nhiệt độ của phòng.
Cột 4 trong bảng là lượng nhiệt thừa phát ra từ cơ thể một người đàn ông trung niên có
khối lượng cơ thể chừng 68kg. Tuy nhiên trên thực tế trong không gian điều hoà thường có
mặt nhiều người với giới tính và tuổi tác khác nhau. Cột 4 là giá trị nhiệt thừa trung bình trên
cơ sở lưu ý tới tỉ lệ đàn ông và đàn bà thường có ở những không gian khảo sát nêu trong
bảng. Nếu muốn tính cụ thể theo thực tế thì tính nhiệt do người đà bà toả ra chiếm 85%, trẻ
em chiếm 75% lượng nhiệt thừa của người đàn ông.
Vì vậy tổng số người có thể coi là số người quy đổi. Chẳng hạn trong phòng có 5
người đàn ông, 20 người đàn bà và 12 trẻ em thì tổng số người quy đổi là:
N = 5 + 20 x 0,85 + 12 x 0,75 = 5 + 17 + 9 = 31 người
Trong trường hợp không gian khảo sát là nhà hàng thì nên cộng thêm lượng nhiệt thừa
do thức ăn toả ra cho mỗi người là 20W, trong đó 10W là nhiệt hiện và 10W là nhiệt ẩn
* Hệ số tác dụng không đồng thời
Khi tính toán tổn thất nhiệt cho công trình lớn luôn luôn xảy ra hiện tượng không phải
lúc nào trong tất cả các phòng cũng có mặt đầy đủ số lượng người theo thiết kế và tất cả các
đèn đều được bật sáng. Để tránh việc chọn máy có công suất quá dư, cần nhân các tổn thất Q2
và Q3 với hệ số gọi là hệ số tác dụng không đồng thời Kđt. Về giá trị hệ số tác dụng không
đồng thời đánh giá tỷ lệ người có mặt thường xuyên trong phòng trên tổng số người có thể có
33
hoặc tỷ lệ công suất thực tế của các đèn đang sử dụng trên tổng công suất đèn được trang bị.
Trên bảng trình bày giá trị của hệ số tác động không đồng thời cho một số trường hợp.
Bảng 3.3: Hệ số tác dụng không đồng thời
Khu vực
Hệ số Kđt
Người
Đèn
- Công sở
- Nhà cao tầng, khách sạn
- Cửa hàng bách hoá
0,75 ÷ 0,9
0,4 ÷ 0,6
0,8 ÷ 0,9
0,7 ÷ 0,85
0,3 ÷ 0,5
0,9 ÷ 1,0
34
Bảng 3.4: Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người toả ra,W/người
Mức độ hoạt động
Loại không gian Nhiệt thừa Nhiệt thừa
Nhiệt độ phòng, oC
26 24
từ đàn ông trung bình
28
27
22
20
trung niên
qh
50
50
50
50
53
53
55
55
62
80
qW
50
70
80
80
97
97
105
165
188
220
qh
55
55
56
56
58
58
60
62
70
88
qW
45
65
74
74
92
92
100
158
180
212
qh
60
60
60
60
64
64
68
70
78
96
qW
40
60
70
70
86
86
92
qh
67
70
70
70
76
76
80
85
94
qW
33
50
60
60
74
74
80
qh
72
78
78
78
84
84
90
qW
28
42
52
52
66
66
70
qh
79
84
86
86
90
90
98
qW
21
36
44
44
60
60
62
Ngồi yên tĩnh
Nhà hát
115
130
140
160
160
160
150
230
260
300
440
100
120
130
130
150
150
160
220
250
300
430
Ngồi, hoạt động nhẹ
Hoạt động văn phòng
Đi, đứng chậm rãi
Ngồi, đi chậm
Đi, đứng chậm rãi
Các hoạt động nhẹ
Các lao động nhẹ
Khiêu vũ
Trường học
K.sạn, V.Phòng
Cửa hàng
Sân bay, hiệu thuốc
Ngân hàng
Nhà hàng
Xưởng sản xuất
Vũ trường
150
172
135 100 120 115 105
156 110 140 125 125
Đi bộ 1,5 m/s
Xưởng
204 110 190 130 170 145 155
Lao động nặng
Xưởng sản xuất
132 298 138 292 144 286 154 276 170 260 188 242
35
3.2.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4
Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy, ở đó, trong không gian điều
hoà thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độ cao hơn nhiệt
độ trong phòng.
Nhiệt toàn phần do sản phẩm mang vào phòng được xác định theo công thức
Q4 = G4.Cp (t1 - t2) + W4.r, kW
(3-16)
trong đó:
- Nhiệt hiện: Q4h = G4.Cp (t1 - t2), kW
- Nhiệt ẩn
: Q4w = W4.ro, kW
G4 - Lưu lượng sản phẩm vào ra, kg/s;
Cp - Nhiệt dung riêng khối lượng của sản phẩm, kJ/kg.K;
W4 - Lượng ẩm tỏa ra (nếu có) trong một đơn vị thời gian, kg/s;
ro - Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ro = 2500 kJ/kg.
3.2.5 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5
Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò sưởi, thiết bị
sấy, ống dẫn hơi . . vv thì có thêm tổn thất do tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vào phòng. Tuy nhiên
trên thực tế ít xãy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường phải ngừng hoạt động.
Nhiệt tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt thường được tính theo công thức truyền nhiệt và đó
chỉ là nhiệt hiện. Tùy thuộc vào giá trị đo đạc được mà người ta tính theo công thức truyền
nhiệt hay toả nhiệt.
- Khi biết nhiệt độ bề mặt thiết bị nhiệt tw:
Q5 = αW.FW.(tW-tT)
(3-17)
Trong đó αW là hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vào không khí trong phòng và được tính theo
công thức sau:
4
4
T
Tw
⎛
⎜
⎞
⎟
⎛
⎜
⎞
⎟
T
−
100
100
⎝
⎠
⎝
⎠
αW = 2,5.∆t0,25 + 58.ε.
, W/m2.K
(3-18)
(3-19)
∆t
Khi tính gần đúng có thể coi αW = 10 W/m2.K
Trong đó:
∆t = tW - tT;
tW, tT - là nhiệt độ vách và nhiệt độ không khí trong phòng.
- Khi biết nhiệt độ chất lỏng chuyển động bên trong ống dẫn tF:
Q5 = k.F.(tF-tT)
trong đó hệ số truyền nhiệt k = 2,5 W/m2.oC
3.2.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6
3.2.6.1 Nhiệt bức xạ mặt trời
Có thể coi mặt trời là một quả cầu lửa khổng lồ với đường kính trung bình 1,39.106km và
cách xa quả đất 150.106 km. Nhiệt độ bề mặt của mặt trời khoảng 6000OK trong khi ở tâm
đạt đến 8÷40.106 oK
Tuỳ thuộc vào thời điểm trong năm mà khoảng cách từ mặt trời đến trái đất thay đổi,
mức thay đổi xê dịch trong khoảng +1,7% so với khoảng cách trung bình nói trên.
Do ảnh hưởng của bầu khí quyển lượng bức xạ mặt trời giảm đi khá nhiều. Có nhiều
yếu tố ảnh hưởng tới bức xạ mặt trời như mức độ nhiễm bụi, mây mù, thời điểm trong ngày
36
và trong năm, địa điểm nơi lắp đặt công trình, độ cao của công trình so với mặt nước biển,
nhiệt độ đọng sương của không khí xung quanh và hướng của bề mặt nhận bức xạ.
Nhiệt bức xạ được chia ra làm 3 thành phần
- Thành phần trực xạ - nhận nhiệt trực tiếp từ mặt trời
- Thành phần tán xạ - Nhiệt bức xạ chiếu lên các đối tượng xung quanh làm nóng chúng
và các vật đó bức xạ gián tiếp lên kết cấu
- Thành phần phản chiếu từ mặt đất.
3.2.6.2 Xác định nhiệt bức xạ mặt trời.
Nhiệt bức xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc kết cấu bao che và được chia ra làm 2 dạng:
- Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61
- Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái: Q62
Q6 = Q61 + Q62
(3-20)
a. Nhiệt bức xạ qua kính
Nhiệt truyền qua kính được phân biệt trong 2 trường hợp:
- Trường hợp 1: sử dụng kính cơ bản hoặc kính thường nhưng bên trong phòng không
có rèm che.
- Trường hợp 2: sử dụng kính thường bên trong có rèm che
* Trường hợp 1:
Kính cơ bản là loại kính trong suốt, dày 3mm, có hệ số hấp thụ αm=6%, hệ số phản
xạ ρm = 8% (ứng với góc tới của tia bức xạ là 30o)
Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính được tính theo công thức:
Q61 = Fk.R.εc.εds.εmmεkh.εK.εm, W
(3-21)
trong đó:
+ Fk - Diện tích bề mặt kính, m2. Nếu khung gổ Fk = 0,85 F’ (F’ Diện tích phần kính và
khung), khung sắt Fk = F’
+ R- Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính cơ bản vào phòng. Giá trị R cho ở bảng 3-7
+ εc - Hệ số tính đến độ cao H (m) nơi đặt cửa kính so với mực nước biển:
H
εC = 1+ 0,023.
(3-22)
1000
+ εds - Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương so với 20oC
ts − 20
εds = 1− 0,13.
(3-23)
10
+ εmm - Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù. Trời không mây lấy εmm = 1, trời có mây
εmm=0,85
+ εkh - Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính. Người ta nhận thấy khi tia bức xạ mặt trời
đi đến cửa kính, một phần kính được che nắng nhờ khung của cửa sổ, khung càng to bản thì
diện tích được che càng nhiều. 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, khung kim loại εkh = 1,17
+ εK - Hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và loại kính khác kính cơ bản và lấy theo bảng 3-5.
+ 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. Khi có màn εm được chọn theo bảng 3-6
Bảng 3-5: Đặc tính bức xạ của các loại kính
Loại kính
Hệ số
Hệ số
Hệ số
Hệ số
hấp thụ
phản xạ
xuyên
kính εK
37
αk
ρk
qua τk
0,86
0,77
0,56
0,44
0,21
0,20
0,25
0,12
0,17
Kính cơ bản
Kính trong dày 6mm, phẳng
0,06
0,15
0,34
0,51
0,74
0,75
0,36
0,44
0,30
0,08
0,08
0,10
0,05
0,05
0,05
0,39
0,44
0,53
1,00
0,94
0,80
0,73
0,58
0,57
0,44
0,34
0,33
Kính spectrafloat, màu đồng nâu, dày 6mm
Kính chống nắng, màu xám, 6mm
Kính chống nắng, màu đồng nâu, 12mm
Kính Calorex, màu xanh, 6mm
Kính Stopray, màu vàng, 6mm
Kính trong tráng màng phản xạ RS20, 6mm
Kính trong tráng màng phản xạ A18, 4mm
Bảng 3-6: Đặc tính bức xạ của màn che
Loại màn che, rèm che
Hệ số hấp Hệ số phản
Hệ số
xuyên qua
Hệ số mặt
trời εm
thụ αm
xạ ρm
τm
- Cửa chớp màu nhạt
màu trung bình
màu đậm
- Màn che loại metalon
- Màn che Brella kiểu Hà Lan
0,37
0,58
0,72
0,29
0,09
0,51
0,39
0,27
0,48
0,77
0,12
0,03
0,01
0,23
0,56
0,65
0,75
0,58
0,33
0,14
Bảng 3-7: Dòng nhiệt bức xạ mặt trời xâm nhập vào phòng R, W/m2
Vĩ độ 10O Bắc
Tháng Hướng
Giờ mặt trời
11 12
60 139 158 142 139 136 129 136 139 142 158 139
6
7
8
9
10
13
14
15
16
17
Bắc
Đông Bắc
Đông 170 423 489 438 309 129 44
173 413 483 442 334 205 88
44
44
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
41
35
35
35
35
25
25
25
25
Đông Nam
57 155 173 146 79
44
44
44
44
57
44
44
44
6
Nam
6
6
6
6
25
25
25
25
35
25
25
25
41
41
41
41
44
44
44
44
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
79 136 173 155
44 129 309 438 489 423
88 205 334 442 483 413
Mặt nằm ngang 13 139 337 524 647 735 766 735 647 524 337 139
Bắc 16 107 123 110 104 98 95 98 104 110 123 107
Đông Bắc 132 401 467 419 344 177 69
Đông 158 426 498 448 309 136 44
44
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
41
35
35
35
35
22
22
22
22
Đông Nam
82 180 208 177 101 44
44
44
44
5 và 7
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
3
3
3
3
9
3
22
22
22
22
35
35
35
35
41
41
41
41
44
44
44
44
44
44
44
44
44 101 177 208 180
44 136 309 448 498 426
69 177 344 419 467 401
132 337 524 662 744 779 744 662 524 337 132
47
50
47
47
44
44
44 47
44 44
44 44
44
44
47
41
41
41
41
50
35
35
35
35
47
22
22
22
22
Đông Bắc
54 356 410 350 252 107 44
Đông 79 435 514 470 328 145 44
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
57 249 296 268 189 85
44
44
44
44
44
4 và 8
3
3
3
3
6
22
22
22
22
35
35
35
35
41
41
41
41
44
44
44
44
44
44
44
44
85 189 268 296 249
44 145 252 470 514 435
44 107 237 350 410 356
120 331 527 672 763 789 763 672 527 331 120
38
Bắc
Đông Bắc
Đông
3
3
3
3
3
3
3
3
3
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
19
35
41
44
44
44
44
44
44
44
44
85
44
44
44
44
76
41
41
41
41
60
35
35
35
35
41
19
19
19
19
19
281 325 252 142 54
410 517 476 334 148 44
306 401 385 296 177 66
19
19
19
19
98 306 505 653 741 779 741 653 505 306 98
16
183 208 139 88
372 489 457 315 126 44
325 464 470 388 255 145 57
57 126 173 205 224 230 224 205 173 126 57
16
16
16
69 268 438 609 694 735 694 609 438 268 69
13
85 117 54
312 451 416 293 123 44
312 483 508 460 344 221 98
110 205 287 303 328 334 328 303 287 205 110
13
13
13
54 196 413 552 637 662 637 552 413 196 54
13
47
271 432 410 287 132
312 486 514 470 382 249 114 73
Đông Nam
3 và 9
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
41
35
35
35
60
41
41
41
76
44
44
44
85
44
44
44
88
66 177 196 385 401 306
44 148 334 476 517 410
44
54 142 252 325 281
32
41
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
41
32
32
32
32
16
16
16
16
2 và 10
32
32
32
41
41
41
44
44
44
57 145 255 388 470 464 325
44
44
44 126 315 457 489 372
44 44 88 139 208 183
28
38
41
41
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
54
38
38
38
38
28
28
28
28
13
13
13
13
1 và 11
28
28
28
38
38
38
54
41
41
98 221 344 460 508 483 312
44
44
44 123 293 416 451 312
44 44 41 54 117 85
28
88
38
54
41
41 44
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
38
38
38
38
28
28
28
28
13
13
13
13
12
158 233 296 344 366 378 366 344 296 233 158
13
13
13
28
28
28
38
38
38
73 144 249 382 470 514 486 312
41
41
44
44
44 132 287 410 432 271
44 44 41 54 88 47
44 208 378 527 609 637 609 527 378 208 44
Vĩ độ 20O Bắc
Giờ mặt trời
Tháng
Hướng
Bắc
6
7
8
9
10
60
11
54
12
47
44
13
54
44
44
44
44
14
60
44
44
44
44
15
16
17
88 129 104 79
255 454 385 262 120 47
79 104 129
Đông Bắc
38
44
44
44
28
38
38
38
9
Đông 255 467 505 451 303 129 44
Đông Nam
28
28
28
88 196 230 208 139 66
9
9
44
44
44
6
6
Nam
Tây Nam
28
28
38
38
44
44
44
44
44
44
66 139 208 230 196
Tây
Tây Bắc
9
9
28
28
38
38
44
44
44
44
44
44
44 129 302 451 505 467
47 120 262 385 454 486
Mặt nằm ngang 35 189 382 555 681 732 789 732 681 555 382 189
Bắc
Đông Bắc
63
88
73
54
47
44
44
44
44
44
44
47
44
44
54
41
41
73
38
38
88
25
25
224 416 435 350 230 98
Đông 237 467 514 457 312 145 44
39
Đông Nam
98 221 268 249 180 91
44
44
44
44
44
44
44
41
41
38
38
25
25
5 và 7
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
9
9
9
9
25
25
25
25
38
38
38
38
44
44
41
41
44
44
44
44
44
44
44
44
91 180 249 268 221
44 145 312 457 514 467
44 98 230 350 435 416
Mặt nằm ngang 25 173 372 552 681 757 792 757 681 552 372 173
Bắc
Đông Bắc
19
32
35
41
44
44
44
44
44
44
44
44
76
44
44
44
44
63
41
41
41
41
44
35
35
35
35
35
32
22
22
22
22
142 350 372 281 158 57
Đông 167 448 520 470 334 161 44
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
91 281 356 341 309 173 63
4 và 8
6
6
6
6
22
22
22
22
35
35
35
35
44
41
41
63
44
44
76
44
44
82
63 173 309 341 356 281
44 161 334 470 520 148
44
41 445 44
57 158 281 372 350
Mặt nằm ngang 16 151 337 527 662 741 779 741 662 527 337 151
Bắc
Đông Bắc
Đông
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
19
35
41
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
44
35
35
35
35
19
19
19
19
25
262 274 186 69
410 514 470 328 142 44
312 429 442 378 265 129 47
25
19
19
19
95 293 483 624 710 735 710 624 483 293 95
13
139 164 91
Đông Nam
3 và 9
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
69 120 164 199 205 199 164 120 69
35
35
35
41
41
41
44
44
44
47 129 265 378 442 429 312
44
44
44 142 328 470 514 410
44 44 69 186 247 262
28
38
41
41
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
41
38
38
38
38
28
28
28
28
13
13
13
13
2 và 10
464 445 315 155 44
287 460 505 470 375 233 85
66 158 240 293 335 350 334 293 240 158 66
13
13
13
57 214 401 539 618 656 618 539 401 214 57
9
76
224 404 401 287 136 41
230 450 517 498 426 287 145 50
88 218 315 388 429 445 429 388 315 218 88
9
Tây Nam
28
28
28
38
38
38
41
41
41
85 233 375 470 505 460 287
44
44
Tây
44 155 315 445 464 312
44 44 41 91 164 139
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
25
82
35
44
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
41
35
35
35
35
25
25
25
25
9
9
9
9
1 và 11
Tây Nam
25
35
50 145 287 426 498 517 454 230
Tây
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
9
9
25
25
35
35
38
38
41
41
41 136 287 401 404 224
41 41 41 41 82 76
1 và 11
12
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
16 151 319 460 542 568 542 460 319 151 16
6
44
177 372 382 268 107
186 438 527 501 423 306 189 63
79 233 350 416 460 470 460 416 350 233 79
6
6
6
22
57
35
38
38 41
38 41
41
41
41
41
41
41
38
38
38
35
35
35
35
22
22
22
22
6
6
6
6
22
22
22
35
35
35
63 198 306 423 501 527 438 186
38
38
41
41
41 107 268 382 372 177
41 41 38 38 57 44
13 114 290 246 508 536 508 426 290 114 13
Vĩ độ 30O Bắc
Giờ mặt trời
Tháng
Hướng
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
40
Bắc
Đông Bắc
104 91
331 410 306 173 60
57
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
60
44
44
44
44
47
44
38
44
44
44
57
32
38
38
38
91
16
32
32
32
Đông 341 492 508 451 309 139 44
Đông Nam
132 237 284 284 230 139 54
6
Nam
16
32
32
32
32
38
28
38
38
44
44
44
44
47
44
44
44
60
44
44
44
66
Tây Nam 16
16
54 139 230 284 284 237
44 139 309 451 508 492
44
Tây
Tây Bắc
16
60 173 306 410 438
Mặt nằm ngang 60 192 413 568 684 757 789 757 684 568 413 192
Bắc
Đông Bắc
69
63
44
44
44
44
44
44
44
44
44
44
85
44
44
44
44
63
44
41
41
41
44
44
38
38
38
38
63
28
28
28
28
293 413 388 281 145 50
Đông 315 489 517 457 312 139 44
Đông Nam
132 259 315 315 262 167 69
13
5 và 7
Nam
28
28
28
28
38
38
38
38
44
41
41
41
63
44
44
44
85
44
44
44
95
Tây Nam 13
13
44 167 262 315 315 258
44 139 312 457 517 489
44
Tây
Tây Bắc
13
50 145 281 388 413
Mặt nằm ngang 47 208 388 555 675 744 776 744 675 555 388 208
Bắc
Đông Bắc
19
25
35
41
41
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
41
35
35
25
25
25
25
25
173 341 315 208 85
Đông 208 464 520 467 322 145 44
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
41 413 35
41
117 309 401 407 353 259 123 47
41
35
41
4 và 8
6
6
6
6
25
25
25
25
41
35
35
35
85 148 183 198 183 148 85
41
41
41
41
41
41
47 123 259 353 407 401 309
44
44
44 145 322 467 520 464
44 44 85 208 315 341
Mặt nằm ngang 19 148 337 508 631 710 741 710 631 508 337 148
Bắc
Đông Bắc
Đông
0
0
0
16
32
38
41
44
44
44
44
44
44
44
41
41
41
38
38
38
32
32
32
16
16
16
233 284 126 47
391 498 454 325 151 44
3 và 9
3 và 9
Đông Nam
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
309 413 479 445 356 211 79
41
38
32
16
28
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
28
16
16
16
57 189 259 309 331 309 259 189 57
32
32
32
38
38
38
41
41
41
79 211 356 445 479 413 309
44
44
44 151 325 454 498 391
44 44 47 126 284 233
79 255 426 565 637 669 637 565 426 255 79
9
140 123 57
249 426 416 296 136 44
230 448 514 501 429 290 148 47
57 180 290 382 438 457 438 382 290 180 57
9
9
9
19 155 315 451 539 565 538 451 315 155 19
3
25
85 344 366 262 110 38
88 401 508 511 451 328 202 73
32 214 344 432 486 501 486 432 344 214 32
25
35
38
38
41
41
44
44
41
41
41
38
38
38
35
35
35
35
25
25
25
25
9
9
9
9
2 và 10
Tây Nam
25
25
25
35
35
35
47 148 290 429 501 514 448 230
38
38
Tây
41
41
44 136 296 416 426 294
44 41 38 57 123 104
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
Bắc
Đông Bắc
Đông
Đông Nam
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
19
50
28
28
35
35
38
38
38
38
38
38
38
35
35
35
28
28
28
28
19
19
19
19
3
3
3
3
1 và 11
3
3
3
6
19
19
19
28
28
28
73 202 328 451 511 508 401 88
35
35
38
38
38 110 262 366 344 85
38
38
35
28
50
25
6
85 224 344 429 457 429 344 224 85
41
Bắc
Đông Bắc
Đông
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
13
32
28
28
35 38
35 38
38
38
38
38
38
38
35
35
35
28
28
28
28
13
13
13
13
0
0
0
0
0
0
0
0
0
290 331 252 101
360 495 511 451 341 227 88
202 356 448 501 514 501 448 356 202
13
13
13
Đông Nam
12
Nam
Tây Nam
Tây
Tây Bắc
Mặt nằm ngang
28
28
28
88 227 341 451 511 495 360
35
35
38
38
38 101 252 331 290
38 38 35 28 32
60 189 306 385 413 385 306 189 60
Công thức (3-21) trên đây chỉ tính cho các trường hợp sau:
- Kính là kính cơ bản (εK = 1) có hoặc không có rèm che
- Không phải kính cơ bản (εk ≠ 1) và không có rèm che (εm = 1).
Trường hợp kính không phải kính cơ bản (εK ≠ 1) và có rèm che (εm ≠ 1) người ta tính
theo công thức dưới đây.
* Trường hợp 2: không phải kính cơ bản và có rèm che:
Q61 = Fk.R”.εc.εds.εmmεkh.εK, W
(3-24)
(3-25)
trong đó
Fk - Diện tích cửa kính, m2;
R"=
[
0,4.αK + τK .(αm + τm + ρK .ρm + 0,4.αK .ρm ) .Rn
]
Rn - Nhiệt bức xạ đến ngoài bề mặt kính; W/m2.
R
R n =
0,88
Trị số R lấy theo bảng 3-7, các giá trị αK, τK, ρK lấy theo bảng 3-5, αm, τm, ρm lấy
theo bảng 3-6. Các hệ số khác vẫn tính giống như các hệ số ở công thức (3-21)
* Bức xạ mặt trời qua kính thực tế
Nhiệt bức xạ mặt trời khi bức xạ qua kính chỉ có một phần tác động tức thời tới
không khí trong phòng, phần còn lại tác động lên kết cấu bao che và bị hấp thụ một phần, chỉ
sau một khoảng thời gian nhất định mới tác động tới không khí trong phòng.
Vì vậy thành phần nhiệt thừa do các tia bức xạ xâm nhập qua cửa kính gây tác động
tức thời đến phụ tải hệ thống điều hoà không khí
R’xn = Rmax.k.nt
(3-26)
trong đó
R’xn - Lượng bức xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính gây tác động tức thời đến phụ tải của
hệ thống điều hoà không khí, W/m2;
R
max - Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất xâm nhập qua cửa kính, W/m2 (Tham khảo bảng 3-
8a);
nt - Hệ số tác dụng tức thời (Tham khảo bảng 3-8b, và 3-8c);
k - Tích số các hệ số xét tới ảnh hưởng của các yếu tố như sương mù, độ cao, nhiệt động
động sương, loại khung cửa và màn che.
Hệ số tác động tức thời cho trong các bảng 3-8b và 3-8c. Cần lưu ý rằng để xác định
hệ số tác dụng tức thời phải căn cứ vào khối lượng tính cho 1m2 diện tích. Thật vậy khi khối
lượng riêng của vật càng lớn, khả năng hấp thụ các tia bức xạ càng lớn, do đó mức độ chậm
trễ giữa điểm cực đại của nhiệt bức xạ và phụ tải lạnh càng lớn.
42
Bảng 3-8a: Lượng nhiệt lớn nhất xâm nhập qua cửa kính loại cơ bản Rmax, W/m2
Vĩ độ Tháng
(Bắc)
Hướng
Bắc
Đông Đông Đông Nam
Tây
Nam
132
164
294
372
445
483
492
173
208
296
401
470
508
514
230
268
356
442
505
517
527
284
315
407
479
514
511
511
Tây
Tây
Bắc Ngang
Mặt
Bắc
492
483
445
372
249
164
132
483
467
410
325
208
117
88
Nam
132
164
294
372
445
483
492
173
208
296
401
470
508
514
230
268
356
442
505
517
527
284
315
407
479
514
511
511
6
464
479
514
527
514
479
464
489
498
514
517
489
451
432
505
514
520
514
464
404
382
508
517
520
498
426
366
331
44
44
44
464
479
514
527
514
479
464
489
498
514
517
489
451
432
505
514
520
514
464
404
382
508
517
520
498
426
366
331
492
483
445
372
249
164
132
483
467
410
325
208
117
88
486
435
372
274
164
82
713
735
773
789
773
735
713
766
779
789
779
725
662
637
789
792
779
735
656
568
536
789
776
741
669
565
457
413
7 và 5
8 và 4
141
79
32
32
32
32
126
95
41
32
32
28
28
82
60
35
32
28
25
25
63
50
35
28
25
22
19
0
9 và 3
10 và 2
11 và 1
12
44
107
211
259
44
44
44
6
7 và 5
8 và 4
9 và 3
10 và 2
11 và 1
12
10
20
88
230
334
378
44
44
82
205
350
445
470
66
6
486
435
372
274
164
82
7 và 5
8 và 4
9 và 3
10 và 2
11 và 1
12
57
57
6
438
413
341
284
123
50
438
413
341
284
123
50
7 và 5
8 và 4
9 và 3
10 và 2
11 và 1
12
95
199
331
457
501
514
30
38
38
43
Bảng 3-8b: Hệ số tác dụng tức thời nt của lượng bức xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính có màn che bên trong
(Hoạt động 24giờ/24, nhiệt độ không khí không đổi)
Hướng
Khối
lượng
kg/m2
> 700
500
Sáng
9
Chiều, Tối
Sáng
3
6
7
8
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
4
5
0,06 0,06 0,23 0,38 0,51 0,60 0,66 0,67 0,64 0,59 0,42 0,24 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,07
0,04 0,04 0,22 0,38 0,52 0,63 0,70 0,71 0,69 0,59 0,45 0,26 0,22 0,18 0,16 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,06 0,05
0,10 0,21 0,43 0,63 0,77 0,86 0,88 0,82 0,56 0,50 0,24 0,16 0,11 0,08 0,05 0,04 0,02 0,02 0,01 0,01
Nam
150
0
0
0
0
> 700
500
0,04 0,28 0,47 0,59 0,64 0,62 0,53 0,41 0,27 0,24 0,21 0,19 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,06 0,05 0,05
0,03 0,28 0,47 0,61 0,67 0,65 0,57 0,44 0,29 0,24 0,21 0,18 0,15 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03
Đông
Nam
150
0
0,30 0,57 0,75 0,84 0,81 0,69 0,50 0,30 0,20 0,17 0,13 0,09 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
0
0
0
0
0
0
> 700
500
0,39 0,56 0,62 0,59 0,49 0,33 0,23 0,21 0,20 0,18 0,17 0,15 0,12 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,05 0,04 0,04
0,40 0,58 0,65 0,63 0,52 0,35 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02
Đông
150
0,46 0,70 0,80 0,79 0,64 0,42 0,25 0,19 0,16 0,14 0,11 0,09 0,07 0,04 0,02 0,02 0,01 0,01
0
0
0
0
0
0
> 700
500
150
0,47 0,58 0,54 0,42 0,27 0,21 0,20 0,19 0,18 0,17 0,16 0,14 0,12 0,09 0,08 0,07 0,06 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03
0,48 0,60 0,57 0,46 0,30 0,24 0,20 0,19 0,17 0,16 0,15 0,13 0,11 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02
Đông
Bắc
0,55 0,76 0,73 0,58 0,36 0,24 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,07 0,04 0,02 0,02 0,01 0,01
0
0
0
0
0
0
> 700
500
0,08 0,09 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,16 0,33 0,49 0,61 0,60 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06
0,07 0,08 0,09 0,09 0,10 0,10 0,10 0,10 0,15 0,34 0,52 0,65 0,64 0,23 0,18 0,15 0,12 0,11 0,09 0,08 0,07 0,06 0,06 0,05
Tây
Bắc
150
0,03 0,05 0,07 0,08 0,09 0,09 0,10 0,10 0,17 0,39 0,63 0,80 0,79 0,28 0,18 0,12 0,09 0,06 0,04 0,03 0,02 0,02 0,01
0
> 700
500
0,08 0,09 0,09 0,10 0,10 0,10 0,10 0,18 0,36 0,52 0,63 0,65 0,55 0,22 0,19 0,17 0,15 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07
0,07 0,08 0,08 0,09 0,09 0,09 0,09 0,18 0,36 0,54 0,66 0,68 0,60 0,25 0,20 0,17 0,15 0,13 0,11 0,10 0,08 0,07 0,06 0,05
Tây
150
0,03 0,04 0,06 0,07 0,08 0,08 0,08 0,19 0,42 0,65 0,81 0,85 0,74 0,30 0,19 0,13 0,09 0,06 0,05 0,03 0,02 0,02 0,01
0
Tây
Nam
> 700
500
0,08 0,08 0,9 0,10 0,11 0,24 0,39 0,53 0,63 0,66 0,61 0,47 0,23 0,19 0,18 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07
0,07 0,08 0,08 0,08 0,10 0,24 0,40 0,55 0,66 0,70 0,64 0,50 0,26 0,20 0,17 0,15 0,13 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05
150
0,03 0,04 0,06 0,07 0,09 0,23 0,47 0,67 0,81 0,86 0,79 0,60 0,26 0,17 0,12 0,08 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,01
0
0
> 700
500
0,08 0,36 0,67 0,71 0,74 0,76 0,79 0,81 0,83 0,84 0,86 0,87 0,88 0,29 0,26 0,23 0,20 0,19 0,17 0,15 0,14 0,12 0,11 0,10
0,06 0,31 0,67 0,72 0,76 0,79 0,81 0,83 0,85 0,87 0,88 0,90 0,91 0,30 0,26 0,22 0,19 0,16 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08
Bắc
150
0
0,25 0,74 0,83 0,88 0,91 0,94 0,96 0,96 0,98 0,98 0,99 0,99 0,26 0,17 0,12 0,08 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,01 0.01
45
Bảng 3-8c: Hệ số tác dụng tức thời nt của lượng bức xạ mặt trời xâm nhập qua cửa kính không có màn che hoặc trong râm
(Hoạt động 24giờ/24, nhiệt độ không khí không đổi)
Hướng
Khối
lượng
kg/m2
> 700
500
Sáng
9
Chiều, Tối
Sáng
3
6
7
8
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
2
4
5
0,17 0,27 0,33 0,33 0,31 0,29 0,27 0,25 0,23 0,22 0,20 0,19 0,17 0,15 0,14 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,07 0,06 0,06
0,19 0,31 0,38 0,39 0,36 0,34 0,27 0,24 0,22 0,21 0,19 0,17 0,16 0,14 0,12 0,10 0,07 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,05 0,04
Nam
150
0,31 0,56 0,65 0,61 0,46 0,33 0,26 0,21 0,18 0,16 0,14 0,12 0,09 0,06 0,04 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01
0
0
0
0
> 700
500
0,16 0,26 0,34 0,39 0,40 0,38 0,34 0,30 0,28 0,26 0,23 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06
0,16 0,29 0,40 0,46 0,46 0,42 0,36 0,31 0,28 0,25 0,23 0,20 0,18 0,15 0,14 0,12 0,11 0,09 0,08 0,08 0,06 0,06 0,05 0,04
Đông
Nam
150
0,27 0,50 0,67 0,73 0,68 0,53 0,38 0,27 0,22 0,18 0,15 0,12 0,09 0,06 0,04 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01 0,01
0
0
0,01
> 700
500
0,08 0,14 0,22 0,71 0,38 0,43 0,44 0,43 0,39 0,35 0,32 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19 0,16 0,15 0,13 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08
0,05 0,12 0,23 0,35 0,44 0,49 0,51 0,47 0,41 0,36 0,31 0,27 0,24 0,21 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,09 0,08 0,08 0,06 0,06
Đông
150
0
0,18 0,40 0,59 0,72 0,77 0,72 0,60 0,44 0,32 0,23 0,18 0,14 0,09 0,07 0,05 0,03 0,02 0,01 0,01 0,01
0
0
0
> 700
500
150
0,10 0,10 0,13 0,20 0,28 0,35 0,42 0,48 0,51 0,51 0,48 0,42 0,37 0,33 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19 0,17 0,15 0,14 0,13 0,12
0,07 0,06 0,12 0,20 0,30 0,39 0,48 0,54 0,58 0,57 0,53 0,45 0,37 0,31 0,24 0,23 0,20 0,18 0,16 0,14 0,12 0,11 0,10 0,08
Đông
Bắc
0
0
0,12 0,29 0,48 0,64 0,75 0,82 0,81 0,75 0,61 0,42 0,28 0,19 0,13 0,09 0,06 0,04 0,03 0,02 0,01 0,01
0
0
> 700
500
150
> 700
500
150
> 700
500
150
> 700
500
0,11 0,10 0,10 0,10 0,10 0,14 0,21 0,29 0,36 0,43 0,47 0,46 0,40 0,34 0,30 0,27 0,24 0,22 0,20 0,18 0,16 0,14 0,13 0,12
0,09 0,09 0,08 0,09 0,09 0,14 0,22 0,31 0,42 0,50 0,53 0,51 0,44 0,35 0,29 0,26 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,09
0,02 0,03 0,05 0,06 0,08 0,12 0,34 0,53 0,68 0,78 0,78 0,68 0,46 0,29 0,20 0,14 0,09 0,07 0,05 0,03 0,02 0,02 0,01 0,01
0,12 0,10 0,11 0,10 0,10 0,10 0,10 0,13 0,19 0,27 0,36 0,42 0,44 0,38 0,33 0,29 0,26 0,23 0,21 0,18 0,16 0,15 0,13 0,02
0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,10 0,12 0,19 0,30 0,40 0,48 0,51 0,42 0,35 0,30 0,25 0,22 0,19 0,16 0,14 0,13 0,11 0,09
0,02 0,04 0,05 0,06 0,07 0,07 0,08 0,14 0,29 0,49 0,67 0,76 0,75 0,53 0,33 0,22 0,15 0,11 0,08 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,10 0,12 0,17 0,25 0,34 0,39 0,34 0,29 0,26 0,23 0,20 0,18 0,16 0,14 0,13 0,12 0,10
0,08 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,09 0,11 0,19 0,29 0,40 0,46 0,40 0,32 0,26 0,22 0,19 0,16 0,14 0,13 0,11 0,10 0,08
0,02 0,04 0,05 0,07 0,08 0,09 0,10 0,10 0,13 0,27 0,48 0,65 0,73 0,49 0,31 0,21 0,16 0,10 0,07 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01
0,16 0,23 0,33 0,41 0,47 0,52 0,57 0,61 0,66 0,69 0,72 0,74 0,59 0,52 0,46 0,42 0,37 0,34 0,31 0,27 0,25 0,23 0,21 0,17
0,11 0,33 0,44 0,54 0,57 0,62 0,66 0,70 0,74 0,76 0,79 0,80 0,60 0,51 0,44 0,37 0,32 0,29 0,27 0,23 0,21 0,18 0,16 0,13
Tây
Bắc
Tây
Tây
Nam
Bắc
150
0
0,48 0,66 0,76 0,82 0,87 0,91 0,43 0,95 0,97 0,98 0,98 0,52 0,34 0,24 0,16 0,11 0,07 0,05 0,04 0,02 0,02 0,01 0,01
46
Ví dụ 1: Xác định lượng nhiệt bức xạ lớn nhất vào qua cửa sổ bằng kính cơ bản, rộng 5m2.
Cho biết địa phương nới lắp đặt công trình ở vĩ độ 20o Bắc, kính quay về hướng Đông, khung
cửa bằng sắt, nhiệt độ đọng sương trung bình là 25oC, trời không sương mù, độ cao so với mặt
nước biển là 100m.
-Ứng với 20o Bắc, hướng Đông, theo bảng 3-8, tra được Rmax = 520 W/m2 vào 8 giờ
tháng 4 và tháng 8
- Hệ số εc = 1 + 0,023x100/1000 = 1,0023
- Hệ số εds = 1 - 0,13 (25-20)/10 = 1,065
- Trời không mây nên εmm = 1
- Khung cửa kính là khung sắt nên εkh = 1,17
- Kính là kính cơ bản và không có rèm che nên εk = εm =1
Theo công thức (3-21) ta có:
Q = 5 x 520 x 1,0023 x 1,065 x 1,17 = 3247 W
Ví dụ 2: Xác định lượng nhiệt bức xạ xâm nhập không gian điều hoà qua 10m2 kính
chống nắng màu xám dày 6mm, đặt hướng Tây Nam, ở TP. Hồ Chí Minh, bên trong có màn
che kiểu Hà Lan. Vị trí lắp đặt có độ cao so với mặt nước biển không đáng kể, nhiệt độ động
sương trung bình 24oC, trời không mây, khung cửa bằng gổ.
- Lượng nhiệt bức xạ qua kính được xác định theo công thức:
Q = F.Rxn.εc.εds.εmmεkh
- Các hệ số εc = εmm = εkh = 1
- Hệ số εds = 1+ 0,13.(24 - 20)/10 = 1,052
- Lượng nhiệt xâm nhập:
[0,4αK + τK .(αm + τm + ρK .ρm + 0,4.αK .αm )]
R XN
=
.R
0,88
[ 0,4 x 0,51+ 0,44.(0,09 + 0,14 + 0,05x0,77 + 0,4x0,51x0.09]
R XN
=
.R = 0,375.R
0,88
- Giá trị R tra theo bảng 3-7 với 10o vĩ Bắc, hướng Tây Nam: Rmax = 508 W/m2 vào
lúc 15 giờ tháng 1 và 11.
Q = 10 x 0,375 x 508 x 1,052 = 2004 W
b. Nhiệt lượng bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q62.
Khác với cửa kính cơ chế bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che được thực hiện như sau
- Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao che
sẽ dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ toả ra môi trường một phần, phần
còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu và bức
xạ. Quá trình truyền này sẽ có độ chậm trễ nhất định. Mức độ chậm trễ phụ thuộc bản chất kết
cấu tường, mức độ dày mỏng.
Thông thường người ta bỏ qua lượng nhiệt bức xạ qua tường. Lượng nhiệt truyền qua
mái do bức xạ và độ chênh nhiệt độ trong phòng và ngoài trời được xác định theo công thức:
Q62 = F.k.ϕm.∆t, W
(3-27)
F - Diện tích mái (hoặc tường), m2;
k - Hệ số truyền nhiệt qua mái (hoặc tường), W/m2.K;
∆t = tTD - tT độ chênh nhiệt độ tương đương.
εS .R xn
, K
(3-28)
tTD = tT +
αN
εs - Hệ số hấp thụ của mái và tường;
αN = 20 W/m2.K - Hệ số toả nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài;
47
R
R XN
=
- Nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2;
0,88
R - Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng (tra theo bảng 3-7), W/m2;
ϕm - Hệ số màu của mái hay tường.
+ Màu thẩm
: ϕm = 1;
+ Màu trung bình
+ Màu sáng
: ϕm = 0,87;
: ϕm = 0,78.
εs - Hệ số hấp thụ của tường và mái phụ thuộc màu sắc, tính chất vật liệu, trạng thái bề mặt
tra theo bảng dưới đây
Bảng 3.9: Độ đen bề mặt kết cấu bao che
STT
A
Vật liệu và mầu sắc
Hệ số ε
Mặt mái
1 Fibrô xi măng, mới, màu trắng
2 Fibrô xi măng, sau 6 tháng sử dụng
3 Fibrô xi măng, sau 12 năm sử dụng
4 Fibrô xi măng màu trắng, quét nước xi măng
5 Fibrô xi măng màu trắng sau 6 năm sử dụng
6 Tấm ép gợn sóng bằng bông khoáng
7 Giấy dầu lợp nhà để thô
8 Giấy dầu lợp nhà để thô, rắc hạt khoáng phủ mặt
9 Giấy dầu lợp nhà để thô, rắc cát màu xám
10 Giấy dầu lợp nhà để thô, rắc cát màu xẩm
11 Tôn màu sáng
0,42
0,61
0,71
0,59
0,83
0,61
0,91
0,84
0,88
0,90
0,8
12 Tôn màu đen
13 Ngói màu đỏ hay nâu
14 Ngói màu đỏ tươi
0,86
0,65
0,6
15 Ngói xi măng màu xám
0,65
0,45
0,76
0,64
0,90
0,52
0,26
16 Thép đánh bóng hay màu trắng
17 Thép đánh bóng hay mạ màu xanh
18 Tôn tráng kẽm mới
19 Tôn tráng kẽm bị bụi bẩn
20 Nhôm không đánh bóng
21 Nhôm đánh bóng
B
Mặt quét sơn
22 Sơn màu đỏ sáng
23 Sơn màu xanh da trời
24 Sơn màu tím
0,52
0,64
0,83
0,44
0,63
25 Sơn màu vàng
26 Sơn màu đỏ
C
Mặt tường
27 Đá granit mài nhẵn, màu đỏ, xám nhạt
28 Đá granit mài nhẵn đánh bóng, màu xám
29 Đá cẩm tạch mài nhẵn màu trắng
30 Gạch tráng men màu trắng
31 Gạch tráng men màu nâu sáng
32 Gạch nung mầu đỏ mới
0,55
0,60
0,30
0,26
0,55
0,70 0,74
0,77
33 Gạch nung, có bụi bẩn
34 Gạch gốm ốp mặt mầu sáng
0,45
48
Tải về để xem bản đầy đủ
29 trang
21400
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Thông gió và điều hòa không khí - Chương 3: Tính cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_thong_gio_va_dieu_hoa_khong_khi_chuong_3_tinh_can.pdf
