Bài giảng môn học kỹ thuật điều hòa không khí

SỞ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG TRUNG HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMKHOA ĐIỆN – LẠNH ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍBÀI GIẢNG MÔN HỌCKỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍTÊN BÀI GIẢNG: QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨMGIÁO VIÊN : NGUYỄN DUY TUỆTÀI LIỆU THAM KHẢO1. Kỹ thuật điều hòa không khí – Lê Chí Hiệp2. Trane Air Conditioning Manual3. Hand-book of Air Conditioning and Refrigerant – Shan. K. WangCÂU HỎI ÔN TẬPCâu 1: Thế nào là không khí ẩm chưa bão hòa, bão hòa và quá bão hòa ?Câu 2: Làm thế nào để không khí chưa bão hòa thành quá bão hòa?Bài 2: QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨMI. ĐỒ THỊ KHÔNG KHÍ ẨM: 1.1 Mục đích sử dụng:- Trên đó hiển thị các tính chất vật lý của không khí ẩm trong những điều kiện khác nhau- Là công cụ hiệu quả khi ta biểu diễn sự thay đổi trạng thái của không khí ẩm một cách tiện lợi và nhanh chóng 1.2 Thông số đặc trưng của không khí ẩm: Gồm 5 thông số như sau: - Nhiệt độ nhiệt kế khô ( tk ) - Nhiệt độ nhiệt kế ướt ( tư ) - Nhiệt độ đọng sương của không khí ( ts ) - Độ ẩm tương đối (  ) - Độ chứa hơi ( d ) 1.2.1 Nhiệt độ nhiệt kế khô(tk): - Là nhiệt độ ta đọc được trực tiếp trên nhiệt kế 1.2.2 Nhiệt độ nhiệt kế ướt(tư): Thí nghiệm- Khi 2 nhiệt kế được đặt trước dòng không khí thổi qua thì chúng sẽ hiển thị nhiệt độ như nhau - Nếu lấy bọc vải thấm nước vào đầu một nhiệt kế thì nhiệt độ của nó sẽ giảm dần đến khi ổn định. Lúc này nhiệt độ ta đọc được trên đó chính là nhiệt độ nhiệt kế ướt - Nếu không khí thổi qua càng khô thì nhiệt độ nhiệt kế ướt càng giảm do sự bay hơi nước và ngược lại 1.2.2 Nhiệt độ nhiệt kế ướt(tư): Thí nghiệm Cách sử dụng: Như vậy để đo nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí ta sử dụng nhiệt kế có buộc miếng vải thấm nước Vải thấm nước 1.2.3 Nhiệt độ đọng sương của không khí (tđs): - Là nhiệt độ tại đó nước trong không khí bắt đầu tách ra và ngưng tụ trên bề mặt của vật - Ví dụ: Hiện tượng sương đọng trên lá cây hay sương mù vào sáng sớmHIỆN TƯỢNG TÁCH NƯỚC KHI ĐỌNG SƯƠNG 1.2.4 Độ ẩm tương đối ( ): - Là tỉ số giữa lượng hơi nước mà không khí đang chứa và lượng hơi nước tối đa mà nó có thể giữ được - Độ ẩm tương đối được tính bằng phần trăm - Ví dụ: độ ẩm tương đối  = 50% có nghĩa là không khí đang chứa một nửa lượng hơi nước mà nó có thể chứa đượcTrạng thái bão hòa 1.2.5 Độ chứa hơi (d ): - Chính là khối lượng thực tế của hơi nước chứa trong 1 kg không khí khô - Đơn vị: kghơi/kgkhôngkhíkhô 1.3 Sử dụng đồ thị không khí ẩm: - Khi biết 2 trong 5 thông số đặc trưng trên ta có thể tìm được 3 thông số còn lại trên đồ thị không khí ẩm - Sau đây ta tìm hiểu các đường biểu diễn trên đồ thị không khí ẩm Carier ( đồ thị t-d )Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Độ chứa hơi d ( kghơi/kgkkk )Độ ẩm tương đối - Entanpi ( kJ/kg )Atư Bài tập ví dụ: Câu 1: Tìm các thông số trạng thái của không khí dưới đây: - Nhiệt độ nhiệt kế khô - tk = 250C - Độ ẩm tương đối j = 50% Câu 2: Tương tự như trên nhưng không khí có: - Nhiệt độ nhiệt kế khô tk = 300C - Nhiệt độ nhiệt kế ướt tu = 200C Câu 3: - Nhiệt độ nhiệt kế khô tk = 350C - Nhiệt độ đọng sương ts = 190C Hướng dẫn bài tập: Câu 1:  =50%51kJ/kgtk =250Ctđs =13,50CĐộ chứa hơi d ( kgh/kgkkk )Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Entanpi ( kJ/kg )tu =17,80CHướng dẫn bài tập: Câu 2: A =40%Entanpi ( kJ/kg )Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk )Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Hướng dẫn bài tập: Câu 3:  =40%Atk =350Ctđs=190CNhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Entanpi ( kJ/kg )Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk )II. QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM: 2.1 QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT: 2.2.1 Phương pháp thực hiện quá trình: - Trong quá trình gia nhiệt độ chứa hơi d = const do lượng hơi nước chứa trong không khí không bị mất đi cũng như không được thêm vào - Ta biểu diễn trên đồ thị t-d như sau:QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT CỦA KHÔNG KHÍ ẨM =90%A =50%Btk =150Ctk =250CNhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Entanpi ( kJ/kg )Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk )II. QUÁ TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ ẨM: 2.1 QUÁ TRÌNH GIA NHIỆT: 2.1.1 Phương pháp thực hiện quá trình: 2.1.2 Nhận xét: - Độ chứa hơi d không thay đổi - Độ ẩm tương đối giảm xuống - Nhiệt độ nhiệt kế khô và entanpi tăng 2.1.3 Tính toán nhiệt: Nhiệt lượng không khí nhận vào để thay đổi trạng thái từ A đến B hay công suất điện trở gia nhiệt được tính như sau: Q = G.(IB – IA) = G.Cp.( tB – tA) , kW Trong đó: G: là lưu lượng khối lượng của không khí ẩm (kg/s) I : entanpi của không khí ( kJ/kgkkk ) Cp: nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của không khí. Cp = 1,02 (kJ/kg.K) t : nhiệt độ ( 0C) 2.1.4 Các phương pháp gia nhiệt: a. Bằng điện trở: 2.1.4 Các phương pháp gia nhiệt: b. Bằng hơi nước: DÀN GIA NHIỆT HƠI NƯỚC – KHÔNG KHÍNgoài ra còn sử dụng dàn gia nhiệt kiểu khói – khí, nước nóng – không khí 2.2 QUÁ TRÌNH LÀM MÁT VÀ LÀM LẠNH TÁCH ẨM: 2.2.1 Phương pháp thực hiện quá trình làm mát: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: - Đây là quá trình đẳng độ chứa hơi. Không khí không nhận thêm ẩm cũng như không bị tách ẩm - Nhiệt độ cuối của quá trình này lớn hơn nhiệt độ đọng sương của không khí - Ta thực hiện như sau: QUÁ TRÌNH LÀM MÁT KHÔNG KHÍ ẨM =70%B =30%A 370CNhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Entanpi ( kJ/kg )Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk ) 2.2.1 Phương pháp thực hiện quá trình làm mát: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: b. Nhận xét: - Độ chứa hơi d không đổi - Nhiệt độ giảm, độ ẩm tương đối tăng lên - Entanpi giảm 2.2.2 Phương pháp thực hiện quá trình làm lạnh tách ẩm: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: - Giai đoạn đầu:quá trình làm mát đến tđs - Giai đoạn sau: quá trình tách ẩm =100%B =30%AEntanpi ( kJ/kg )Nhiệt độ nhiệt kế khô ( 0C ) Độ chứa hơi d ( kgh/kgkkk )150C 370CQuá trình làm mátC50CQ.T tách ẩm 2.2.2 Phương pháp thực hiện quá trình làm lạnh tách ẩm: a. Biểu diễn trên đồ thị t-d: b. Nhận xét: - Ở giai đoạn tách ẩm độ chứa hơi d giảm xuống - Nhiệt độ không khí thấp hơn tđs - Độ ẩm tương đối 100% 2.2.3 Tính toán nhiệt: a. Quá trình làm mát: Nhiệt lượng không khí tỏa ra hay năng suất lạnh yêu cầu để thực hiện quá trình làm mát từ A đến B: Qlm = G.(IA – IB) = G.Cp.( tA – tB) , kW Trong đó: G: là lưu lượng khối lượng của không khí ẩm (kg/s) I : entanpi của không khí ( kJ/kgkkk ) Cp: nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp của không khí. Cp = 1,02 (kJ/kg.K) t : nhiệt độ ( 0C)