Điều hòa không khí và thông gió- phần 2

Điều hòa không khí và thông gió- phần 2 (Tiếp)

Thông gió tự nhiên dưới tác dụng áp suất gió.

Người ta nhận thấy khi một luồng gió đi qua một kết cấu bao che thì có thể tạo ra độ chênh cột áp 2 phía của kết cấu :

– Ở phía trước ngọn gió : Khi gặp kết kết cấu bao che tốc độ dòng không khí giảm đột ngột nên áp suất tĩnh cao, có tác dụng đẩy không khí vào gian máy.

– Ngược lại phía sau công trình có dòng không khí xoáy quẩn nên áp suất giảm xuống tạo nên vùng chân không, có tác dụng hút không khí ra khỏi gian máy.

Cột áp (hay độ chân không) do gió tạo ra tại một vị trí so với áp suất khí quyển có thể xác định theo công thức:

K_kđ – Hệ số khí động

ω_g – Tốc độ gió, m/s

ρ_N – Khối lượng riêng của không khí bên ngoài trời, kg/m³

Hệ số K_kđ được xác định bằng thực nghiệm, người ta tạo ra những luồng gió gió thổi vào các mô hình các công trình đó rồi đo áp suất phân bố trên các điểm cần xét trên mô hình rồi dựa vào lý thuyết tương tự suy ra áp suất trên công trình thực.

Ta nhận thấy phía mặt đón gió cột áp do gió tạo ra dương và ngược lại phía khuất gió có cột áp âm. Vì vậy hệ số khí động phía đón gió có giá trị dương và phía khuất gió có giá trị âm.

Hệ số khi động thực tế phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như hướng gió thổi so với mặt đón gió và khoảng cách giữa các nhà lân cận.

Trong trường hợp chung, có thể lấy hệ số K_kđ được lấy như sau:

– Phía đầu gió: K_max = 0,8 thường lấy k = 0,5 – 0,6

m Phía khuất gió: K_min = – 0,75 thường lấy k = – 0,3

Hệ số K_kđ không phụ thuộc vào tốc độ mà phụ thuộc vào góc thổi của không khí vào so với nhà, hình dạng nhà và vị trí tương đối giữa các nhà với nhau, điều này có thể thấy ở hình 12-2

Nhiệm vụ của bài toán tính thông gió là xác định lưu lượng thông gió của công trình dưới tác dụng của gió. Dưới đây là các trường hợp có thể xảy ra.

Trường hợp có 2 cửa

Giả sử phân xưởng có 02 cửa chênh lệch độ cao giữa tâm của chúng là H. Coi khối lượng riêng không khí bên ngoài và bên trong không đổi .

Chúng ta tính cho trường hợp bên trong phòng không có nhiệt thừa Q_T = 0, do đó t_T = t_N và _T = _N =  (hay ρ_N = ρ_T = ρ).

Hệ số khí động ở cửa (1) là K₁ và ở cửa (2) là K₂ . Chọn mặt phẳng x-x qua tâm cửa (1) làm chuẩn, áp suất do gió tạo ra bên ngoài cửa (1) là:

Gọi p_x là áp suất bên trong nhà trên mặt phẳng x-x. Như vậy hiệu áp suất ở cửa (1) là:

Ap suất bên trong và bên ngoài của cửa 2 là:

Ap suất do gió tạo ra bên ngoài cửa (2) được xác định như sau:

Hiệu áp suất bên trong và bên ngoài cửa (2):

Phương trình cân bằng lưu lượng cho cửa (1) và cửa (2):

Từ đây rút ra:

Đặt F₂/F₁ = β, ta có:

Nếu cửa gió vào và ra tương tự nhau tức μ₁ = μ₂ = μ thì:

ừ công thức trên ta có thể suy ra như sau:

– Nếu cửa 1 đóng F₁ = 0 : p_x = p₂

– Nếu cửa 2 đóng F₂ = 0 : p_x = p₁

Như vậy, khi thay đổi diện tích các cửa thì áp suất bên trong phòng tại tiết diện x-x thay đổi trong khoảng từ p₁ đến p₂ .

Trường hợp có nhiều cửa

Xét trường hợp thường gặp khi phân xưởng có 04 cửa . Giả sử đã biết được tốc độ gió tại các cửa, hệ số khí động của chúng, ta sẽ xác định được áp suất dư do gió tạo ra ở các cửa là:

Ta đang xét trường hợp không có nhiệt thừa nên có thể coi áp suất dư p_x trong phong không đổi theo độ cao, tức là áp suất bên trong phòng tại các cửa đều bằng nhau.

Ap dụng định luật Becnuli cho dòng qua các cửa ta có:

trong đó v_i là tốc độ chuyển động của dòng không khí qua cửa i, m/s

Hay:

Ta có phương trình cân bằng lưu lượng cho phân xưởng:

Hay:

Thay giá trị tốc độ vào ta có:

Giả sử tất cả các cửa giống nhau về cấu trúc, tức các hệ số μ giống nhau, rút gọn phương trình ta có:

Giải phương trình (12-43) ta sẽ tìm được áp suất dư trong phòng p_x và thay vào (12-42) sẽ xác định được lưu lượng gió trao đổi trong trường hợp này.

Thông gió tự nhiên theo kênh dẫn gió

Việc thông gió do nhiệt áp có nhược điểm là khi kết cấu công trình xây dựng không kín thì có rất nhiều cửa gió vào và ra . Kết quả chênh lệch độ cao giữa các cửa hút và thải nhỏ nên lưu lượng không khí trao đổi sẽ giảm.

Mặt khác nhiều công trình phức tạp có nhiều tầng, muốn thải gió lên trên nhờ thông gió tự nhiên không dễ dàng thực hiện được.

Vì thế người ta sử dụng các kênh dẫn gió để đưa gió lên cao và hút những nơi cần thiết trong công trình.

Các kênh gió thường được bố trí kín bên trong các kết cấu xây dựng. Ở phía đỉnh của kênh gió thường có các nón để chắn mưa, nắng. Để tránh hiện tượng quẩn gió các ống thông gió cần nhô lên cao hẳn so với mái nhà 0,5m.

Cột áp do kênh gió tạo nên là:

H = g.h. (ρ_N – ρ_T ), N/m²

Cột áp do kênh tạo nên cũng phụ thuộc mùa và có giá trị lớn về mùa đông.

Về phía bên trong người ta sử dụng các miệng hút có tính chất trang trí kết hợp . Với hệ thống này không cần phải thực hiện thổi gió vào phòng mà nhờ thông gió thẩm lọt để bù lại lượng gió thoát ra.

Việc tính độ cao kênh gió được thực hiện như sau:

– Căn cứ vào lưu lượng thông gió yêu cầu, tiết diện kênh gió ta xác định được tốc độ gió:

Trên cơ sở tốc độ và tiết diện xác định tổng trở lực

– Chiều cao h phải đủ lớn để khắc phục trở lực đường ống, hay:

Thông gió cục bộ

Thông gió hút cục bộ

Mục đích: Hút thải ra ngoài những chất có hại ngay từ chổ phát sinh ra chúng, không cho lan toả ra xung quanh làm ô nhiễm không khí trong phòng.Ưu điểm của thông gió hút cục bộ so vơi thông gió tổng thể là ở chổ do hút ngay lập tức các chất độc hại tại nơi phát sinh nên lưu lượng thông gió nhỏ, giảm chi phí vận hànhThông gió hút cục bộ có nhiều kiểu dạng, dưới đây la một số kiểu thông gió cục bộ phổ biến nhất thường được sử dụng.

Tủ hút khí

Tủ hút là nơi thực hiện các thao tác sản xuất phát sinh các chất độc hại. Chát độc hại phát sinh được hút vào bên trong tủ và thải ra bên ngoài.

1- Bàn thao tác; 2- Cửa hút gió; 3- Ống thoát gió

Các dạng tủ hút thường được sử dụng cho các trường hợp: Gia công nóng kim loại, mạ kim loại, dùng cho sơn các vật phẩm, dùng cho hàn, dùng cho các thí nghiệm có phát sinh các chất độc hại, dùng cho các quá trình sản xuất có sinh các chất độc hại khác.Tủ hút có cấu tạo rất đa dạng, tuỳ từng trường hợp cụ thể . Cấu tạo chung bao gồm: bàn thao tác 1, là nơi gia công, chết tạo các chi tiết. Cửa lấy gió dùng để lấy gió từ bênnngoài vào bên trong tủ nhằm giảm nồng độ chất độc phát sinh trong tủ. Ống thoát gió ra ngoài 3, được nối thông với quạt có lưu lượng và cột áp đảm bảo yêu cầu.

Chụp hút

Chụp hút là dạng hút cục bộ đơn giản và phổ biến, thường được sử dụng để hút thải gió nóng, bụi, khí độc có tính chất nhẹ hơn không khí .

Chụp hút có thể lợi dụng lực hút tự nhiên hay cưỡng bức để hút gió.

Chụp hút gió đặt trên các nguồn toả nhiệt

Đối với chụp hút kiểu này, lực hút tạo nên do lực đẩy Acsimet. Không khí trên bề mặt nguồn toả nhiệt nóng nên nhẹ hơn và bốc lên cao đi vào các chụp hút gió và đi ra ngoài

Lưu lượng không khí hút có thể xác định theo thực nghiệm [1]:

Q – Lượng nhiệt toả ra từ bề mặt F, kcal/s

F – Diện tích bề mặt toả nhiệt, m²

h – Chiều cao từ mép dưới của chụp đến nguồn toả nhiệt., m.

– Trong trường hợp khoảng cách lớn do chuyển động khuyếch tán nên tiết diện luồng tăng, trong trường hợp này có thể tính lưu lượng và kích thước luồng như sau :

– Lưu lượng :

 -Bề rộng hay đường kính luồng không khí ở khoảng cách z tính từ tiêu điểm của luồng (xem hình 12.6):

trong đó:

Z – Khoảng cách từ tiêu điểm luồng tới tiết diện đang xét, m

Q – Lượng nhiệt toả ra từ bề mặt F, kcal/s

Từ công thức tính đường kính d_z, có thể xác định được kích thước phểu cực tiểu khi biết được độ cao h tính từ bề mặt toả nhiệt lên miệng phểu hoặc ngược lại xách định được độ cao khi biết trước kích thước phểu.

Chụp hút gió cưỡng bức

Lưu lượng chụp hút cưỡng bức phụ thuộc vào lưu lượng quạt . Luồng không khí trước chụp hút cưỡng bức có các đặc điểm sau :

– Sự thay đổi tốc độ trên trục của chụp hút phụ thuộc vào góc mở α của chụp. Góc mở càng lớn thì vận tốc tại tâm chụp v_max càng lớn so với vận tốc trung bình v_TB

+ Đối với chụp có góc mở 90^o : v_max = 1,65.v_TB

+ Đối với chụp có góc mở 60^o : v_max ≈ v_TB

– Vận tốc trung bình được xác định :

 Vận tốc tại một điểm bất kỳ trong phần kéo dài của chụp như sau :

+ Đối với chụp tròn hoặc vuông:

Phểu hút

Phểu hút được sử dụng để thải các loại bụi nặng, hơi độc ở các thiết bị công nghệ như máy móc gia công cơ khí, máy dệt ..vv. Phểu được thiết kế như một bộ phận cấu thành của máy móc công nghệ.

Để thải bụi ở các máy kích thước trung bình, tốc độ dòng phải lấy không nhỏ hơn 30 m/s và đường kính ống không nhỏ hơn 40mm

Thông gió thổi cục bộ

Khi cần thông gió cho một khu vực nhỏ ví dụ như khu vực nhiệt độ cao và có nhiều chất độc hại người ta bố trí các miệng thổi gió tại vị trí người đang làm việc. Các miệng thổi thường có dạng hoa sen. Hoa sen thường được sử dụng ở những nơi toả nhiệt mạnh đặc biệt những nơi có bức xạ nhiệt lớn như ở các lò nung, lò sấy, bể lò rèn, chổ rót khuôn đúc vv. . .

Trong một số trường hợp khác người ta sử dụng thiết bị làm mát kiểu di động . Thiết bị này gồm bơm, quạt và một tủ đứng bên trong có bố trí các vòi phun nước, lớp lọc chắn nước. Không khí trong phòng được quạt hút vào thiết bị, đi qua ngăn phun nước trao đổi nhiệt ẩm và hạ nhiệt độ trước khi thổi ra làm mát .

Thổi mát cục bộ bằng chụp gió hoa sen

Chụp gió hoe sen dùng cung cấp luồng không khí tập trung

Trong dân dụng

Để thực hiện thông gió cho các phòng nhỏ và tiếp xúc với không khí ngoài trời người ta thường lắp đặt các quạt gắn tường. Tuỳ từng trường hợp mà có thể chọn giải pháp hút thải không khí trong phòng hay thổi cấp khí tươi vào phòng.

)Quạt khung nhựa b) Quạt khung sắt

Trên hình 12.2 trình bày 2 kiểu quạt thông gió hay được sử dụng. Quạt khung nhựa hình thức phù hợp các công trình dân dụng, quạt khung sắt thuồng được sử dụng trong các xí nghiệp công nghiệp.

Cách lắp đặt quạt thông gió kiểu gắn tường đơn giãn. Tuy nhiên không phải phòng nào cũng lắp đặt được. Đối với các phòng nằm sâu trong công trình người ta sử dụng quạt thông gió đặt trên laphông cùng hệ thống kênh thông gió, miệng hút, miệng thổi.

Hình 12.3 : Quạt thông gió gắn tường GENUIN

Trên hình 12.3 là quạt thông gió của hãng GENUIN thường hay được sử dụng để thông gió cục bộ . Quạt này có thể gắn tường hoặc trần với các thông số kỹ thuật và mỹ thuật rất tốt. Các đặc tính kỹ thuật của quạt trình bày trên bảng 12.2.

các thông số quạt gắn tường GENUIN

Thông gió tổng thể

Trên hình 12.4 là một ví dụ về thông gió tổng thể. Quạt sử dụng thông gió tổng thể thường là quạt dạng ống hoặc các quạt ly tâm..

Để thông gió cho các phòng lớn hoặc nhiều phòng một lúc người ta sử dụng thông gió kiểu tổng thể.

Nguồn st .

Nguồn st  – Mời các bạn xem tiếp phần tiết theo ở bài tới ……………

Bạn đang gặp khó khăn trong công tác tính toán thiết kế hệ thống điều hòa và thông gió ?
Bạn đang gặp khó khăn trong công tác đo bóc khối lượng ? Và triển khai các bản vẽ thiết kế hoặc bản vẽ shop ?
Hãy đăng ký học thử miễn phí một buổi tại trung tâm vnk . Những chuyên gia của chúng tôi sẽ tư vấn cho bạn !