CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1. Giới thiệu chung Với sự phát triển của công nghệ giúp cuộc sống ngày càng được nâng cao, dẫn đến nhu cầu cho cuộc sống cũng phải được nâng cao. Từ ăn mặc, giải trí, giao thông đi lại,… Trong đó không gian làm việc hay nghỉ ngơi cũng là một trong những nhu cầu thiết yếu không chỉ dừng ở gia đình mà còn cả trong sản suất hay văn phòng, thương mại, công nghiệp. Như mọi người đều biết, nghành điều hòa không khí đã ra đời, tồn tại và phát triển từ rất lâu đời.
Từ 5000 năm trước, con người đã biết dùng muối trộn nước theo tỉ lệ nhất định để bảo quản thực phẩm, cho đến dùng quạt làm bay hơi nước để làm mát. Rồi đến những chiếc máy điều hòa đầu tiên hoạt động trên nguyên lý bay hơi môi chất ở nhiệt độ thấp cồng kềnh. Từng bước phát triển của điều hòa không khí đều để lại các cột mốc quan trọng cho đến ngày nay với những thiết bị đa dạng và đa năng hơn rất nhiều, không chỉ để làm mát và còn để sưởi ấm hay quản soát được nhiệt độ hay độ ẩm như mong muốn. Như vậy chúng ta đã thấy một điều quan trọng là điều hòa không khí luôn tồn tại và đi liền với sự phát triển của con người.
Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người và sản xuất 2. Ảnh hưởng của môi trường không khí tới con người a. Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con người, do đây là yếu tố quyết định sự truyền nhiệt giữa bề mặt da và môi trường không khí xung quanh. Khi lao động (hoạt động) con người đều sản sinh ra nhiệt lượng mà nhiệt lượng sản sinh lại nhiều 0 hơn lượng nhiệt cần duy trì ở 37 C.
Do đó cần phải giải phóng lượng nhiệt dư thừa vào môi trường không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài con người theo 3 phương thức truyền nhiệt sau: đối lưu, bức xạ, bay hơi. Truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ từ mặt da hoặc chỉ bằng dẫn nhiệt qua lớp quần áo được diễn ra khi có chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và bề mặt da. Khi nhiệt độ môi 0 trường nhỏ hơn 36 C, cơ thể thải một lượng nhiệt ra môi trường nên có cảm giác lạnh. Còn 0 nhiệt độ môi trường lớn hơn 36 C, cơ thể nhận một lượng nhiệt nên có cảm giác nóng.
Tuỳ vào cường độ lao động và môi trường làm việc xung quanh mà gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Ngoài việc truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ, cơ thể người còn truyền nhiệt bằng bay hơi là nhiệt toả ra do có sự bay hơi nước trên cơ thể người (do mồ hôi, do hơi thở có chứa 1 hơi nước), lượng nhiệt ấy gọi là nhiệt ẩn. Khi đó độ ẩm tương đối của không khí đóng vai trò rất quan trọng. Độ ẩm tương đối Là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí.
Sự bay hơi nước vào không khí chỉ diễn ra khi < 100%. Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi cơ thể đổ mồ hôi, mồ hôi sẽ bay vào không khí được nhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn. Nếu độ ẩm lớn quá, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém (hoặc thậm chí không bay hơi được), trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp gây cảm giác khó chịu cho cơ thể. Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm thì tốc độ không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trường.
Tốc độ không khí wk Khi tăng tốc độ chuyển động của không khí sẽ làm tăng cường độ tỏa nhiệt và cường độ tỏa chất, khi đó lượng nhiệt toả ra từ người bằng đối lưu và bằng bay hơi đều tăng và ngược lại. Trong điều kiện độ ẩm lớn thì wk tăng sẽ làm tăng nhanh quá trình bay mồ hôi trên da, sẽ gây cảm giác dễ chịu về mùa hè. Về mùa đông khi wk lớn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh. Để đảm bảo về chất lượng không khí cung cấp cho con người chúng ta không thể bỏ qua nồng độ các chất độc hại.
Nồng độ khí độc hại Ngoài ba yếu tố nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió đã nói ở trên, không khí còn cần đảm bảo có độ trong sạch nhất định, đặc trưng bằng nồng độ các chất độc hại. Độ sạch thể hiện nồng độ bụi bẩn, nồng độ khí độc hại như CO 2 , hơi nước và các hóa chất độc hại khác phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hoá học. Tất cả các chất độc hại trên khi lẫn trong không khí phải ở mức độ cho phép để đảm bảo an toàn cho con người. Tiếng ồn cũng là một yếu tố ảnh hưởng tới cảm giác dễ chịu của con người.
Trong quá trình sản xuất, hay sự hoạt động của máy móc sẽ phát ra những tiếng ồn, ta phải đảm bào tiếng ồn đó không gây ảnh hưởng đến công nhân vận hành và nhứng người xung quanh. Ảnh hưởng của môi trường không khí đối với sản xuất a. Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng đối với nhiều nghành sàn xuất, vì nó quyết định đến chất lượng và mẫu mã của sản phẩm. Ví dụ như trong sấy nóng, sấy đậu nành, sấy thuốc lá, sấy coffee, sấy chè, nếu nhiệt độ cao quá sẽ làm sản phẩm bị chín, làm sản phẩm bị hỏng.
Đối với sấy lạnh, khi sấy ở nhiệt độ thấp sẽ đảm bảo được chất lượng và mẫu mã sản phẩm. Một số ngành sản xuất như bánh kẹo cao cấp đòi hỏi nhiệt độ không khí khá thấp (Ví dụ: 2 ngành chế biến sôcôla cần nhiệt độ 7 8oC, kẹo cao su 20oC), nếu nhiệt độ caọ sẽ làm hư hỏng sản phẩm. Một số ngành sản xuất và các trung tâm điều khiển tự động trung tâm đo lường chính xác cũng cần duy trì nhiệt độ ổn định và khá thấp (20oC 22oC), nhiệt độ không khí cao sẽ làm máy móc, dụng cụ kém chính xác và giảm tuổi thọ của thiết bị. Độ ẩm tương đối Ngoài yếu tố về nhiệt độ thì độ ẩm cũng ảnh hưởng đến sản xuất rất nhiều.
Hầu hết các quá trình sản xuất thực phẩm đều cần duy trì độ ẩm vừa phải. Độ ẩm quá thấp làm tăng nhanh sự thoát hơi nước trên mặt sản phẩm, do đó tăng hao trọng lượng, có khi làm giảm chất lượng sản phẩm (gây nứt nẻ, vỡ do sản phẩm bị giòn quá khi khô). Nhưng nếu lớn quá cũng làm môi trường phát sinh nấm mốc. Ví dụ như trong nghành công nghiệp sợi dệt thì luôn phải duy trì độ ẩm vừa phải.
Nếu độ ẩm cao quá, sợi bị bón lại với nhau và sẽ không xe được sợi. Nếu độ ẩm nhỏ quá, sợi sẽ giòn và dễ bị đứt khi xe. Độ trong sạch của không khí Trong môi trường sản xuất thì độ trong sạch của không khí không chỉ tác động đến con người mà tác động trực tiếp đến chất lượng sản phẩm, đặc biệt là các nghành chế biến thực phẩm. Bụi bẩn bám trên sản phẩm không chỉ làm giảm vẻ đẹp mà còn làm hỏng sản phẩm.
Các ngành sản xuất thực phẩm không chỉ yêu cầu không khí trong sạch, không có bụi bẩn mà còn đòi hỏi vô trùng nữa, một số công đoạn chế biến có kèm sự lên men gây mùi hôi thối. Tốc độ không khí Tốc độ không khí đối với sản xuất chủ yếu liên quan đến tiết kiệm năng lượng quạt gió. Tốc độ lớn quá mức cần thiết ngoài việc gây cảm giác khó chịu đối với con người còn làm tăng tiêu hao công suất động cơ kéo quạt. Riêng đối với một số ngành sản xuất, không cho phép tốc độ gió ở vùng làm việc lớn quá như ngành sợi dệt, nếu tốc độ lớn quá sẽ làm rối sợi.
Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao cho các quá trình sản xuất và yêu cầu cải thiện điều kiện lao động của con người trong nhiều ngành công nghiệp như: dệt, thực phẩm, giấy, in, máy chính xác, tin học, điện tử, kỹ thuật điều hòa không khí ngày càng được áp dụng để tạo ra môi trường không khí có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ và độ trong sạch và độ ồn thích hợp. Như vậy, con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí với các thông số thích hợp. Môi trường không khí tự nhiên không thể đáp ứng được những đòi hỏi đó. Vì vậy, phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng thông gió hoặc điều tiết không khí.
Phân loại hệ thống điều hoà không khí Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ để tiến hành các quá trình xử lý không khí nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ. Việc phân loại các hệ thống điều hòa không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng mọi nhu cầu của đời sống và sản xuất. Có thể phân loại theo mục đích ứng dụng, theo tính chất quan trọng hay theo tính tập trung. Dưới đây đồ án sẽ giới thiệu một số loại điều hòa không khí điển hình.
Hệ thống điều hòa cục bộ a. Máy điều hoà cửa sổ Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh dưới 24000 Btu/h và thường chia ra 5 loại 6, 9, 12, 18 và 24 ngàn Btu/h.
Máy được lắp đặt ngay trên tường ngăn cách giữa không gian cần điều hòa và bên ngoài. Máy điều hòa cửa sổ thường được chế tạo có hình dạng như hình 1. Máy điều hòa cửa sổ b. Máy điều hoà tách (Split unit) * Máy điều hoà hai cụm Máy điều hoà hai cụm là loại máy có một dàn nóng và một dàn lạnh.
Cụm dàn lạnh được đặt ở trong nhà bao gồm dàn lạnh, bảng mạch điều khiển và quạt. Cụm dàn nóng được đặt ở ngoài trời bao gồm máy nén, và quạt giải nhiệt. Hai cụm được nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về. Máy điều hòa hai cụm được thể hiện trên hình 1.