TR NG H S PH M K THUAT TP.HCM A Y BO MON CONG NGHE NHIET ẹIEN LAẽNH Chương 1: CÁC KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ KHÔNG KHÍ * Đònh nghóa điều hòa không khí Điều hòa không khí là kỹ thuật tạo ra và duy trì điều kiện vi khí hậu thích hợp với con người và quá trình sản xuất. Hay nói cách khác điều hòa không khí là đồng thời kiểm soát chặt chẽ các thông số sau: - Nhiệt độ (t) - Độ ẩm ( ) ϕ - Nồng độ các chất độc hại ( ) ξ - Độ ồn (dB) - Vận tốc ( ) ω 1.1 Các thông số nhiệt động của không khí Không khí trong khí quyển bao quanh chúng ta là hỗn hợp có các thành hần cơ bản là Oxy và Nitơ. Ngoài ra trong không khí còn có nhiều khí khác có thành phần nhỏ như Argôn, Cacbônic, Nêôn, Hêli, Hydrô, hơi nước, … Thành phần các chất trong không khí được phân theo tỷ lệ như sau: Thành phần Theo thể tích (%) Theo khối lượng (%) N 2 O 2 Ar CO 2 78,084 20,948 0,934 0,0314 75,5 23,1 Còn lại H 2 O 1.1 Các thông số nhiệt động của không khí Không khí Không khí khô Không khí ẩm Không khí ẩm chưa bão hòa Không khí ẩm bão hòa Không khí ẩm quá bão hòa - Để tính toán thông gió và điều tiết không khí người ta thường sử dụng các thông số sau đây. 1.1.1 Áp suất 1 m 2 Lực (N) Ký hiệu: p Đơn vò: Pa hoặc N/m 2 1.1.1 Áp suất p suất p suất khí quyển: B p suất tuyệt đối: p p suất dư: p dư p suất chân không: p ck 1.1.1 Áp suất Trong điều hòa không khí: B = p = 760 mmHg p suất không khí ẩm: p (áp suất hỗn hợp) p suất không khí khô: p k p suất hơi nước: p h B = p k + p h 1.1.1 Áp suất Các đơn vò áp suất và mối quan hệ giữa các đơn vò 1 bar = 10 5 Pa =10 5 N/m 2 1at = 0,981 bar = 735,5mmHg =10mH 2 O 1at = 1 kgf/cm 2 1.1.2 Độ ẩm * Độ ẩm tuyệt đối Độ ẩm tuyệt đối là áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm. Tức là khối lượng hơi ẩm chứa trong 1 m 3 không khí ẩm. Giả sử trong thể tích V kka (m 3 ) không khí ẩm có chứa G h (kg) hơi nước. Vì hơi nước trong không khí được coi là khí lí tưởng nên độ ẩm tuyệt đối được tính như sau: v .T h R kka V kka .T h .R h G h p == Trong đó: - p h : độ ẩm tuyệt đối - G h : khối lượng hơi nước - V kka : thể tích không khí ẩm. 1.1.2 Độ ẩm * Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối là tỉ số giữa độ ẩm tuyệt đối p h của trạng thái đó với độ ẩm tuyệt đối cực đại p max ở cùng nhiệt độ, ký hiệu là ϕ (%) hmax h p p = ϕ hay .100% p p hmax h = ϕ Độ ẩm tương đối biểu thò mức độ chứa hơi nước trong không khí ẩm so với không khí ẩm bão hòa ở cùng nhiệt độ. Khi ϕ = 0 :Không khí khô 0 < ϕ < 100 :Không khí ẩm ϕ = 100 :Không khí ẩm bão hòa [...]... cph.t); (kJ/kg kkk) cpk – Nhiệt dung riêng đẳng áp của Trong đó: không khí khô: cpk = 1, 007 kJ/kg.K cph – Nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi nước ở 0oC: cph = 1, 93 kJ/kg.K ro – Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ở 0oC: ro = 25 01 kJ/kg Như vậy: I = 1, 007.t + d.(25 01 + 1, 97.t); kJ/kg kkk Thực tế công thức tính: I = t + (2500 + 2.t).d 1. 1 .1 Nhiệt độ Nhiệt độ là thông số đặt trưng cho trạng thái nhiệt nóng lạnh của vật... gió - Nồng độ các chất độc hại - Độ ồn 1. 3 .1 Ảnh hưởng tới con người 1. 3 .1. 1 Nhiệt độ Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người Cơ thể con người luôn luôn có nhiệt độ là 37oC Trong quá trình vận động con người luôn luôn nhả nhiệt qtỏa Để duy trì thân nhiệt, cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh, dưới 2 hình thức 1. 3 .1. 1 Nhiệt độ * Truyền nhiệt: - Nhiệt được... (sensible heat) 1. 3 .1. 1 Nhiệt độ - Truyền nhiệt được thực hiện chủ yếu là tỏa nhiệt và bức xạ từ bề mặt da (36oC) hoặc dẫn nhiệt qua lớp vải khi có độ chênh nhiệt độ với môi trường - Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn 36oC cơ thể truyền nhiệt cho môi trường, khi nhiệt độ cao hơn 36oC thì nhận nhiệt - Khi nhiệt độ môi trường quá bé thì cơ thể mất nhiều nhiệt nên có cảm giá lạnh và ngược lại khi nhiệt độ môi... các thang đo T = t +273 ,15 tF = 1, 8t + 32 1. 1.4 Nhiệt độ Trong kỹ thuật điều hòa không khí Nhiệt độ điểm sương Nhiệt độ nhiệt kế ướt Nhiệt độ điểm sương (dew point temperature): Khi làm lạnh không khí nhưng giữ nguyên dung ẩm d (hoặc phân áp suất ph) tới nhiệt độ ts nào đó hơi nước trong không khí bắt đầu ngưng tụ thành nước bão hòa Nhiệt độ ts đó gọi là nhiệt độ điểm sương 1. 1.4 Nhiệt độ Như vậy nhiệt... 1. 3 .1. 1 Nhiệt độ * Tỏa ẩm: - Ngoài hình thức trên con người còn trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh thông qua hình thức tỏa ẩm - Hình thức này có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độ môi trường càng cao thì tỏa ẩm càng lớn - Nhiệt năng của cơ thể được thải ra ngoài cùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ẩn, nên lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩn Ký hiệu qa (latent heat) 1. 3 .1. 1... là các tham số Trên đồ thò này các đường d = const song song với nhau - Đồ thò d-t có 2 trục d và t vuông góc với nhau Trên đồ thò các đường I = const nghiêng với trục d một góc 13 5o 1. 2.2 Trạng thái của không khí ẩm trên đồ thò I-d Đồ thò I-d được xây dựng cho không khí ở áp suất tiêu chuẩn Bo = 760mmHg với 2 trục I và d nghiêng 1 góc 13 5o Các thông số còn lại: t, ϕ, ts, tư, ph là các tham số của... suất ph đã cho Từ đây ta thấy quan hệ giữa ts và d có mối quan hệ phụ thuộc 1. 1.4 Nhiệt độ Nhiệt độ nhiệt kế ướt – nhiệt độ bay hơi bão hòa đoạn nhiệt (wet bulb temperature): Khi cho hơi nước bay hơi đoạn nhiệt vào không khí chưa bão hòa Nhiệt độ của không khí sẽ giảm dần trong khi độ ẩm tương đối tăng lên, tới trạng thái ϕ = 10 0% quá trình bay hơi chấm dứt Nhiệt độ ứng với trạng thái đó gọi là nhiệt... vì nó được xác đònh bằng nhiệt kế có bầu thấm ướt nước 1. 1.4 Nhiệt độ Như vậy nhiệt độ nhiệt kế ướt của một trạng thái là nhiệt độ ứng với trạng thái bão hòa và có enthalpy I bằng enthalpy của trạng thái đã cho Giữa enthalpy I và nhiệt độ nhiệt kế ướt ta có mối quan hệ phụ thuộc 1. 2 Đồ thò i-d và các quá trình thay đổi trạng thái của KK 1. 2 .1 Các đồ thò trạng thái của không khí ẩm Trong kỹ thuật... ướt đã bốc hơi nhiều và đã nhận nhiều nhiệt của nó và của không khí xung quanh, nên nhiệt độ giảm xuống nhiều Khi ϕ =10 0% thì nhiệt độ của 2 nhiệt kế bằng nhau 1. 1.3 Dung ẩm (độ chứa hơi) (humidity) Dung ẩm hay còn gọi là độ chứa hơi, được ký hiệu là d (kg/kgkkk) là lượng hơi ẩm chứa trong 1 kg không khí khô Gh d= Gk -Gh: Khối lượng hơi nước chứa trong không khí, kg - Gk: Khối lượng không khí khô,.. .1. 1.2 Độ ẩm * Độ ẩm tương đối - Độ ẩm ϕ là đại lượng rất quan trọng của không khí ẩm có ảnh hưởng nhiều đến cảm giác của con người và khả năng sử dụng không khí để sấy các vật phẩm 1. 1.2 Độ ẩm * Độ ẩm tương đối - Độ ẩm tương đối ϕ có thể xác đònh bằng công thức, hoặc đo bằng ẩm kế Ẩm kế là thiết . p h B = p k + p h 1. 1 .1 Áp suất Các đơn vò áp suất và mối quan hệ giữa các đơn vò 1 bar = 10 5 Pa =10 5 N/m 2 1at = 0,9 81 bar = 735,5mmHg =10 mH 2 O 1at = 1 kgf/cm 2 1. 1.2 Độ ẩm * Độ ẩm tuyệt. sau đây. 1. 1 .1 Áp suất 1 m 2 Lực (N) Ký hiệu: p Đơn vò: Pa hoặc N/m 2 1. 1 .1 Áp suất p suất p suất khí quyển: B p suất tuyệt đối: p p suất dư: p dư p suất chân không: p ck 1. 1 .1 Áp suất Trong. = 1, 007 kJ/kg.K c ph – Nhiệt dung riêng đẳng áp của hơi nước ở 0 o C: c ph = 1, 93 kJ/kg.K r o – Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ở 0 o C: r o = 25 01 kJ/kg Như vậy: I = 1, 007.t + d.(25 01 + 1, 97.t);