CHƯƠNG 1 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1.1 Khái niệm chung về điều hòa không khí Điều hòa không khí là quá trình biến đổi trạng thái không khí từ điều kiện tự nhiên sang điều kiện thích hợp, thuận lợi cho quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người. Quá trình biến đổi này có thể được thực hiện bằng quá trình thông gió và xử lý không khí.1 Quá trình thông gió Trong các công trình kiến trúc dân dụng và công nghiệp, thông gió là quá trình trao đổi không khí trong nhà và ngoài trời nhằm thải ra ngoài các chất độc hại, một phần nhiệt thừa, ẩm thừa để đảm bảo cho không khí trong nhà được trong sạch không bị ô nhiễm bởi bụi và khí độc hại. Không khí ngoài trời (gió tươi) được hiểu là không khí không có các chất độc hại và không được xử lý trước khi cấp vào trong phòng. Trong quá trình thông gió, không khí trước khi thải ra ngoài môi trường phải được làm sạch để tránh làm ô nhiễm môi trường.2 Quá trình xử lý không khí Không khí trước khi cấp vào phòng được đưa vào các thiết bị xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu đồng thời với việc khử nhiệt thừa và ẩm thừa phát sinh trong không gian cần điều hòa.2 Vai trò của điều hòa không khí trong đời sống con người và trong sản xuất 1.1 Vai trò của điều hòa không khí đối với đời sống con người.
Môi trường tự nhiên trong đó có không khí giữ vai trò quyết định đối với sự tồn tại và phát triển của con người. Các thông số cơ bản của môi trường có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt ẩm giữa môi trường và cơ thể con người là: - Nhiệt độ - Độ ẩm tương đối của không khí Tốc độ chuyển động của dòng không khí - Nồng độ các chất độc hại trong môi trường không khí * Nhiệt độ : Đối với một ngưòi bình thường nhiệt độ bên trong cơ thể luôn ở vào khoảng 37C. Trong quá trình sống và làm việc con người luôn sinh ra một lượng nhiệt lớn hơn lượng nhiệt mà cơ thể cần duy trì nhiệt độ ổn định. Do vậy con người luôn thải ra một nhiệt 1 Đồ án tốt nghiệp Khoa Nhiệt Điện- Lạnh lượng nhất định ra môi trường không khí xung quanh.
Lượng nhiệt thải này truyền vào không khí bằng đối lưu, bức xạ và bay hơi. Do đó khi nhiệt độ khí môi trường xung quanh thay đổi sẽ ảnh hưởng tới quá trình truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường còn khi nhiệt độ không khí xung quanh cao quá hoặc thấp quá sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho con người và làm ảnh hưởng đến sinh hoạt, lao động sản xuất của con người. Điều hòa không khí có thể khắc phục được điều này. Đối với từng trường hợp cụ thể hệ thống điều hòa không khí là phương tiện có thể tạo ra môi trường có nhiệt độ từ 22C đến 27C, là môi trường tiện nghi, thoải mái cho các hoạt động của con người.
* Độ ẩm tương đối : Là yếu tố quyết định đến điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí. Sự bay hơi nước vào không khí chỉ diễn ra khi độ ẩm < 100%. Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay vào không khí nhiều sẽ gây ra cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn. Ngược lại nếu độ ẩm quá lớn mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém, trên da sẽ có mồ hôi nhớp nháp.
Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và độ ẩm thì tốc độ lưu chuyển của không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể con người và môi trường xung quanh. Biểu diễn tỷ lệ giữa lượng nhiệt của cơ thể thải được bằng bay hơi nước so với lượng nhiệt thải bằng truyền nhiệt thuần túy tC 10 20,7 29 30 37,8 40,6 43,3 Tỷ lệ % 18 30 40 100 120 160 200 Bảng trên cho ta thấy vai trò quan trọng của độ ẩm tương đối. Ngoài ra tốc độ lưu chuyển của không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trường. * Tốc độ lưu chuyển của không khí: Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể con người nhiều hay ít.
Khi tốc độ của dòng không khí tăng lên thì lớp không khí bão hòa xung quanh bề mặt của cơ thể dễ bị kéo đi nhường chỗ cho lớp không khí khác chưa bão hòa làm tăng khả năng thoát ẩm từ cơ thể ra rmôi trường không khí xung quanh. Tốc độ của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng tới sự thoát ẩm của cơ thể mà còn ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng đối lưu. Khi tốc độ của dòng không khí lớn quá mức cần thiết dễ gây ra mất nhiệt cục bộ làm cơ thể chóng mỏi mệt. 2 Đồ án tốt nghiệp Khoa Nhiệt Điện- Lạnh Với đa số trường hợp để tạo ra cảm giác dễ chịu thoải mái thì tốc độ chuyển động của không khí trong phòng chọn khoảng 0.
Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí việc chọn tốc độ gió thích hợp, lớn hay bé còn tùy thuộc vào nhiệt độ không khí trong phòng. Tốc độ gió cho phép phụ thuộc vào nhiệt độ phòng Nhiệt độ C 16-20 21-23 24-25 26-27 28-30 >30 Tốc độ <0,2 0,25 - 0,3 0,4 - 0,6 0,7 - 1 1,1 - 1,3 1,3 - 1,5 * Nồng độ các chất độc hại: Không gian cần điều hòa không khí là một không gian tương đối kín trong đó con người có thể sống và lao động sản xuất. Ngoài sự ô nhiễm do các yếu tố khách quan như bụi hay các chất độc hại có sẵn trong không khí, con người và các hoạt động của mình cũng là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ra sự ô nhiễm không khí trong không gian cần điều hòa. *Một số nguyên nhân gây ô nhiễm: - Do quá trình hô hấp - Do hút thuốc lá - Do những loại mùi khác nhau tỏa ra từ cơ thể con người phát sinh trong quá trình sinh hoạt hay lao động sản xuất… Đây chính là nguồn gốc làm gia tăng lượng CO2 ,CO,… một số loại vi khuẩn, nấm gây bệnh và các loại khí độc khác trong không gian điều hòa.
Bụi là các vật chất có kích thước nhỏ có thể xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp. Khí CO2 và hơi nước sẽ làm giảm hàm lượng O2 có trong không khí Các hóa chất độc hại dạng khí, hơi phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc các phản ứng hóa học, mức độ độc hại tùy thuộc vào cấu tạo hóa học của từng chất: có loại chỉ gây cảm giác khó chịu, có loại gây bệnh nghề nghiệp, có loại gây chết người khi có nồng độ bụi lớn. Để làm cho không khí trong không gian cần điều hòa trong lành hơn cần phải tiến hành quá trình thông gió, thực hiện các biện pháp lọc và làm sạch không khí trước khi đưa vào không gian điều hòa.2 Ảnh hưởng của môi trường không khí đến sản xuất. Trước hết ta thấy rằng con người là một trong những yếu tố quyết định năng suất lao động, chất lượng sản phẩm.
Như vậy môi trường không khí trong sạch, chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng chính là yếu tố gián tiếp nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm. 3 Đồ án tốt nghiệp Khoa Nhiệt Điện- Lạnh Mặt khác mỗi ngành kỹ thuật lại yêu cầu một chế độ khí hậu riêng biệt. Do đó ảnh hưởng của môi trường không khí là không giống nhau. * ĐHKK trong một số nghành công nghiệp: Theo bảng 1.
Nhiệt độ và độ ẩm định hướng một số ngành công nghiệp Ngành công nghiệp Phân xưởng Nhiệt độ C Độ ẩm % Dệt Kéo sợi 22 – 25 55 – 65 Vải bông 24 - 27 60 – 70 Vải lanh 27 – 29 50 – 60 Vải len 24 – 27 65 – 70 Tơ lụa Xưởng dệt 22 – 25 70 – 80 Vải bông 27 - 29 60 – 70 Len Thuốc lá Bảo quản thuốc lá khô 21 – 22 60 – 65 Phòng gia ẩm 22 – 24 93 Phân xưởng sản xuất 21 – 24 55 – 65 Phân phối 23 65 Giấy Sản xuất giấy 22 – 30 35 – 70 Bảo quản giấy 22 - 24 35 - 50 Dược Phòng sản xuất 20 – 24 30-60 Phòng bảo quản 16 - 22 35- 40 Cơ khí chính xác Sản xuất dụng cụ 20- 24 35 – 40 Sản xuất dụng cụ chính xác 22 40 – 50 Sản xuất đồ hộp Xưởng sản xuất 22 -24 65 – 75 Bảo quản và phân phối 18 – 20 50 Bảo quản hàng khô 10 - 18 50 Bánh kẹo Sản xuất 45 Kẹo mềm 21 – 24 30 – 40 4 Đồ án tốt nghiệp Khoa Nhiệt Điện- Lạnh Kẹo cứng 24 – 26 50 – 55 Sôcôla 15 – 18 Đóng gói 21 – 24 40 – 45 Kẹo mềm 21 – 26 40 – 45 Kẹo cứng 18 55 Sôcôla Đặc biệt trong các ngành công nghiệp cao như ngành sản xuất các linh kiện điện tử, cơ khí chính xác hay những vật rất nhỏ thì những yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm không những rất quan trọng mà còn phải yêu cầu về cả độ sạch bụi tuyệt đối.3 Điều hòa không khí trong các lĩnh vực khác * Trong ngành y tế: Điều hòa không khí cũng có tầm quan trọng rất lớn, chúng ta cần phải điều hòa cho các phòng mổ, các phòng bệnh nhân hay các phòng dùng không khí lạnh để bảo quản thuốc, ướp xác, bảo quản các cơ quan của cơ thể người để thay thế như: máu, tim, cật.vv * Trong ngành du lịch: Điều hòa không khí cũng rất phát triển như điều hòa cho ô tô, tàu hỏa, máy bay, tàu thủy * Trong ngành sản xuất thực phẩm: Điều hòa không khí cũng rất quan trọng dùng để bảo quản thực phẩm như: thịt, cá, tôm, sữa, chế biến hoa quả và đồ hộp * Trong ngành thể thao: Điều hòa không khí và thông gió không thể thiếu trong các nhà thi đấu để tạo được nhiệt độ, độ ẩm thích hợp cho các vận động viên, góp phần nâng cao thành tích của các vận động viên cũng như tạo ra được môi trường thoáng mát cho khán giả. Vậy con người và sản xuất đều cần có một môi trường không khí với các thông số thích hợp. Môi trường không khí trong tự nhiên thường không thể đáp ứng được những đòi hỏi đó vì thế phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng cách dùng điều hòa không khí hoặc thông gió.