0.2 Cân bằng nhiệt và cân bằng ẩm

PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT

Xét một hệ nhiệt động bất kỳ, hệ luôn luôn chịu tác động của các nguồn nhiệt bên ngoài và bên trong. Các tác động đó người ta gọi là các nhiễu loạn về nhiệt . Thực tế các hệ nhiệt động chịu tác động của các nhiễu loạn sau :

- Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong hệ gọi là các nguồn nhiệt toả : Qtỏa

- Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gọi là nguồn nhiệt thẩm thấu : Qtt

Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa

QT = Qtỏa + Qtt(3-1)

Để duy trì chế độ nhiệt ẩm trong không gian điều hoà , trong kỹ thuật điều hoà không khí nguời ta phải cấp tuần hoàn cho hệ một lượng không khí có lưu lượng L (kg/s) ở trạng thái V(tV, V) nào đó và lấy ra cũng lượng như vậy nhưng ở trạng thái T(tT,T). 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 = Lq.(IT - IV)(3-2)

* Phương trình cân bằng ẩm

Tương tự như trong hệ luôn luôn có các nhiễu loạn về ẩm sau

- Ẩm tỏa ra từ các nguồn bên trong hệ : Wtỏa

- Ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che : Wtt

Tổng hai thành phần trên gọi là ẩm thừa

WT = Wtỏa + Wtt(3-3)

Để hệ cân bằng ẩm và có trạng thái không khí trong phòng không đổi T(tT, T) nguời ta phải luôn luôn cung cấp cho hệ một lượng không khí có lưu lượng L (kg/s) ở trạng thái V(tV, V). Như vậy lượng không khí này đã lấy đi từ phòng một lượng ẩm bằng WT. Ta có phương trình cân bằng ẩm như sau :

WT = LW.(dT - dV)(3-4)

* Phương trình cân bằng nồng độ chất độc hại (nếu có)

Để khử các chất độc hại phát sinh ra trong phòng người ta thổi vào phòng lưu lượng gió Lz (kg/s) sao cho :

Gđ = Lz.(zT - zV) , kg/s(3-5)

Gđ : 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

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.

XÁC ĐỊNH LƯỢNG NHIỆT THỪA QT

Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra q1

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  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. Vì vậy :

$q_1=\frac{N}{\eta }$ (3-6)- 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

 - Hiệu suất của động cơ