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 :

q1=Nηq1=Nη size 12{q rSub { size 8{1} } = { {N} over {η} } } {}(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

- Trường hợp 2 : Vì động cơ nằm bên ngoài, cụm chi tiết chuyển động nằm bên trong nên nhiệt thừa phát ra từ sự hoạt động của động cơ chính là công suất N.

q1 = N (3-7)

q1=N.(1−η)ηq1=N.(1−η)η size 12{q rSub { size 8{1} } = { {N "." \( 1 - η \) } over {η} } } {}(3-8)- Trường hợp 3 : Trong trường này phần nhiệt năng do động cơ toả ra bằng năng lượng đầu vào trừ cho phần toả ra từ cơ cấu cơ chuyển động:

Để tiện lợi cho việc tra cứu tính toán, tổn thất nhiệt cho các động cơ có thể tra cứu cụ thể cho từng trường hợp trong bảng 3-1 dưới đây:

Bảng 3.1 : Tổn thất nhiệt của các động cơ điện

Cần lưu ý là năng lượng do động cơ tiêu thụ đang đề cập là ở chế độ định mức. Tuy nhiên trên thực tế động cơ có thể hoạt động non tải hoặc quá tải. Vì thế để chính xác hơn cần tiến hành đo cường độ dòng điện thực tế để xác định công suất thực.

Ngoài các thiết bị được dẫn động bằng các động cơ điện, trong phòng có thể trang bị các dụng cụ sử dụng điện khác như : Ti vi, máy tính, máy in, máy sấy tóc ...vv. Đại đa số các thiết bị điện chỉ phát nhiệt hiện.

Đối với các thiết bị điện phát ra nhiệt hiện thì nhiệt lượng toả ra bằng chính công suất ghi trên thiết bị.

Khi tính toán tổn thất nhiệt do máy móc và thiết bị điện phát ra cần lưu ý không phải tất cả các máy móc và thiết bị điện cũng đều hoạt động đồng thời. Để cho công suất máy lạnh không quá lớn, cần phải tính đến mức độ hoạt động đồng thời của các động cơ. Trong trường hợp tổng quát:

Q1 = q1.Ktt.kđt(3-9)

Ktt - hệ số tính toán bằng tỷ số giữa công suất làm việc thực với công suất định mức.

Kđt - Hệ số đồng thời, tính đến mức độ hoạt động đồng thời. Hệ số đồng thời của mỗi động cơ có thể coi bằng hệ số thời gian làm việc , tức là bằng tỷ số thời gian làm việc của động cơ thứ i, chia cho tổng thời gian làm việc của toàn bộ hệ thống.

Nguồn sáng nhân tạo ở đây đề cập là nguồn sáng từ các đèn điện. Có thể chia đèn điện ra làm 2 loại : Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang.

Nhiệt do các nguồn sáng nhân tạo toả ra chỉ ở dạng nhiệt hiện.

- Đối với loại đèn dây tóc : Các loại đèn này có khả năng biến đổi chỉ 10% năng lượng đầu vào thành quang năng, 80% được phát ra bằng bức xạ nhiệt, 10% trao đổi với môi trường bên ngoài qua đối lưu và dẫn nhiệt . Như vậy toàn bộ năng lượng đầu vào dù biến đổi và phát ra dưới dạng quang năng hay nhiệt năng nhưng cuối cùng đều biến thành nhiệt và được không khí trong phòng hấp thụ hết.

Q21 = NS , kW(3-10)

NS - Tổng công suất các đèn dây tóc, kW

- Đối với đèn huỳnh quang : Khoảng 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng, 25% được phát ra dưới dạng bức xạ nhiệt, 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt. Tuy nhiên đối với đèn huỳnh quang phải trang bị thêm bộ chỉnh lưu , công suất bộ chấn lưu cỡ 25% công suất đèn. Vì vậy tổn thất nhiệt trong trường hợp này :

Q22 = 1,25.Nhq , kW (3-11)

Nhq : Tổng công suất đèn huỳnh quang, kW

Q2 = Q21 + Q22 , kW(3-12)

Một vấn đề thường gặp trên thực tế là khi thiết kế không biết bố trí đèn cụ thể trong phòng sẽ như thế nào hoặc người thiết kế không có điều kiện khảo sát chi tiết toàn bộ công trình, hoặc không có kinh nghiệm về cách bố trí đèn của các đối tượng. Trong trường hợp này có thể chọn theo điều kiện đủ chiếu sáng cho ở bảng 3-2.

Bảng 3.2 : Thông số kinh nghiệm cho phòng

Như vậy tổn thất do nguồn sáng nhân tạo , trong trường hợp này được tính theo công thức

Q2 = qs.F, W(3-13)

trong đó F - diện tích sàn nhà, m2

qs - Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m2 diện tích sàn, W/m2

Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 thành phần :

- Nhiệt hiện : Do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, bức xạ và dẫn nhiệt : qh

- Nhiệt ẩn : Do tỏa ẩm (mồ hôi và hơi nước mang theo) : qW

- Nhiệt toàn phần : Nhiệt toàn phần bằng tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn :

q = qh + qW (3-14)

Đối với một người lớn trưởng thành và khoẻ mạnh, nhiệt hiện, nhiệt ẩn và nhiệt toàn phần phụ thuộc vào cường độ vận động và nhiệt độ môi trường không khí xung quanh.

Tổn thất do người tỏa được xác định theo công thức :

- Nhiệt hiện:

Q3h = n.qh . .10-3, kW

- Nhiệt ẩn:

Q3w = n.qw . .10-3, kW

- Nhiệt toàn phần:

Q3 = n.q.10-3 , kW (3-15)

n - Tổng số người trong phòng

qh, qw, q - Nhiệt ẩn, nhiệt hiện và nhiệt toàn phần do một người tỏa ra trong một đơn vị thời gian và được xác định theo bảng 3.4.

Khi tính nhiệt thừa do người toả ra người thiết kế thường gặp khó khăn khi xác định số lượng người trong một phòng. Thực tế, số lượng người luôn luôn thay đổi và hầu như không theo một quy luật nhất định nào cả. Trong trường hợp đó có thể lấy theo số liệu phân bố người nêu trong bảng 3-2.

Bảng 3.4 dưới đây là nhiệt toàn phần và nhiệt ẩn do người toả ra. Theo bảng này nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người toả ra phụ thuộc cường độ vận động của con người và nhiệt độ trong phòng. Khi nhiệt độ phòng tăng thì nhiệt ẩn tăng, nhiệt hiện giảm. Nhiệt toàn phần chỉ phụ thuộc vào cường độ vận động mà không phụ thuộc vào nhiệt độ của phòng.

Cột 4 trong bảng là lượng nhiệt thừa phát ra từ cơ thể một người đàn ông trung niên có khối lượng cơ thể chừng 68kg. Tuy nhiên trên thực tế trong không gian điều hoà thường có mặt nhiều người với giới tính và tuổi tác khác nhau. Cột 4 là giá trị nhiệt thừa trung bình trên cơ sở lưu ý tới tỉ lệ đàn ông và đàn bà thường có ở những không gian khảo sát nêu trong bảng. Nếu muốn tính cụ thể theo thực tế thì tính nhiệt do người đà bà toả ra chiếm 85% , trẻ em chiếm 75% lượng nhiệt thừa của người đàn ông.

Trong trường hợp không gian khảo sát là nhà hàng thì nên cộng thêm lượng nhiệt thừa do thức ăn toả ra cho mỗi người là 20W , trong đó 10W là nhiệt hiện và 10W là nhiệt ẩn

* Hệ số tác dụng không đồng thời

Khi tính toán tổn thất nhiệt cho công trình lớn luôn luôn xảy ra hiện tượng không phải lúc nào trong tất cả các phòng cũng có mặt đầy đủ số lượng người theo thiết kế và tất cả các đèn đều được bật sáng. Để tránh việc chọn máy có công suất quá dư , cần nhân các tổn thất Q2 và Q3 với hệ số gọi là hệ số tác dụng không đồng thời đt. Về giá trị hệ số tác dụng không đồng thời đánh giá tỷ lệ người có mặt thường xuyên trong phòng trên tổng số người có thể có hoặc tỷ lệ công suất thực tế của các đèn đang sử dụng trên tổng công suất đèn được trang bị. Trên bảng trình bày giá trị của hệ số tác động không đồng thời cho một số trường hợp.

Bảng 3.3 : Hệ số tác dụng không đồng thời

Bảng 3.4 : Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người toả ra,W/người

Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy, ở đó, trong không gian điều hoà thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ trong phòng.

Nhiệt toàn phần do sản phẩm mang vào phòng được xác định theo công thức

Q4 = G4.Cp (t1 - t2) + W4.r , kW(3-16)

trong đó :

- Nhiệt hiện : Q4h = G4.Cp (t1 - t2), kW

- Nhiệt ẩn : Q4w = W4.ro , kW

G4 - Lưu lượng sản phẩm vào ra, kg/s

Cp - Nhiệt dung riêng khối lượng của sản phẩm, kJ/kg.oC

W4 - Lượng ẩm tỏa ra (nếu có) trong một đơn vị thời gian, kg/s

ro - Nhiệt ẩn hóa hơi của nước ro = 2500 kJ/kg

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò sưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi . . vv thì có thêm tổn thất do tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vào phòng. Tuy nhiên trên thực tế ít xãy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường phải ngừng hoạt động.

Nhiệt tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt thường được tính theo công thức truyền nhiệt và đó chỉ là nhiệt hiện. Tùy thuộc vào giá trị đo đạc được mà người ta tính theo công thức truyền nhiệt hay toả nhiệt.

- Khi biết nhiệt độ bề mặt thiết bị nhiệt tw:

Q5 = W.FW.(tW-tT)(3-17)

Trong đó W là hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt nóng vào không khí trong phòng và được tính theo công thức sau :

W = 2,5.t1/4 + 58. .[(TW/100)4 - (TT/100)4 ] / t(3-18)

Khi tính gần đúng có thể coi W = 10 W/m2. oC

t = tW - tT

tW, tT - là nhiệt độ vách và nhiệt độ không khí trong phòng.

- Khi biết nhiệt độ chất lỏng chuyển động bên trong ống dẫn tF:

Q5 = k.F.(tF-tT)(3-19)

trong đó hệ số truyền nhiệt k = 2,5 W/m2.oC

Khi có độ chênh áp suất trong nhà và bên ngoài thì sẽ có hiện tượng rò rỉ không khí . Việc này luôn luôn kèm theo tổn thất nhiệt.

Nói chung việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác lưu lượng không khí rò rỉ. Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín. Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống.

Q7 = L7.(IN - IT) = L7.Cp(tN-tT) + L7.ro(dN-dT)(3-28)

L7 - Lưu lượng không khí rò rỉ, kg/s

IN, IT - Entanpi của không khí bên ngoài và bên trong phòng, kJ/kg

tT, tN - Nhiệt độ của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, oC

dT, dN - Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà và ngoài trời, g/kg.kk

Tuy nhiên, lưu lượng không khí rò rỉ Lrr thường không theo quy luật và rất khó xác định. Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất, vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể, số lần đóng mở cửa ...vv. Vì vậy trong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm

Q7h = 0,335.(tN - tT).V. , W(3-29)

Q7w = 0,84.(dN - dT).V. , W (3-30)

V - Thể tích phòng, m3

 - Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.10 dưới đây

Bảng 3.10 : Hệ số kinh nghiệm 

Tổng lượng nhiệt do rò rỉ không khí:

Q7 = Q7h + Q7w(3-31)

Trong trường hợp ở các cửa ra vào số lượt người qua lại tương đối nhiều , cần bổ sung thêm lượng không khí .

Gc = Lc.n.(3-32)

Gc - Lượng không khí lọt qua cửa, kg/giờ

Lc - Lượng không khí lọt qua cửa khi 01 người đi qua, m3/người

n - Số lượt người qua lại cửa trong 1 giờ.

 - Khối lượng riêng của không khí, kg/m3

Như vậy trong trường hợp này cần bổ sung thêm

Q’7h = 0,335.(tN - tT).Lc.n , W(3-33)

Q’7w = 0,84.(dN - dT). Lc.n , W (3-34)

Bảng 3-11 dưới đây dẫn ra lượng khô khí lọt qua cửa khi 01 người đi qua.

Bảng 3-11 : Lượng không khí lọt qua của Lc, m3/người

Người ta chia ra làm 2 tổn thất

- Tổn thất do truyền nhiệt qua trần mái, tường và sàn (tầng trên) : Q81

- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền : Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt

Q8 = Q81 + Q82(3-35)

QT=∑i=18Q,,kWQT=∑i=18Q,,kW size 12{Q rSub { size 8{T} } = Sum rSub { size 8{i=1} } rSup { size 8{8} } {Q rSub { size 8{,} } , ital "kW"} } {}(3-42)Tổng nhiệt thừa của phòng :

Nhiệt thừa QT được sử dụng để xác định năng suất lạnh của bộ xử lý không khí trong chương 4. Không nên nhầm lẫn khi cho rằng nhiệt thừa QT chính là năng suất lạnh của bộ xử lý không khí .

Tổng nhiệt thừa của phòng QT gồm nhiệt hiện Qhf và nhiệt ẩn Qwf của phòng.

- Tổng nhiệt hiện của phòng :

Qhf = Q1 + Q2 + Q3h + Q4h + Q5 + Q6 + Q7h + Q8

- Tổng nhiệt ẩn của phòng :

Qwf = Q3w + Q4w + Q7w

Như đã trình bày ở trên , trường hợp không gian khảo sát là nhà hàng thì bình quân mỗi người cộng thêm 20W do thức ăn toả ra , trong đó 10W là nhiệt hiện và 10w là nhiệt ẩn.

Lượng ẩm do người tỏa ra được xác định theo công thức sau :

W1 = n.gn , kg/s(3-43)

n - Số người trong phòng.

gn - Lượng ẩm do 01 người tỏa ra trong phòng trong một đơn vị thời gian, kg/s

Lượng ẩm do 01 người toả ra gn phụ thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ phòng. Trị số gn có thể tra cứu theo bảng 3.16 dưới đây :

Bảng 3.16 : Lượng ẩm do người tỏa ra, g/giờ,người

Khi đưa các sản phẩm ướt vào phòng thì có một lượng hơi nước bốc vào phòng. Ngược lại nếu đưa sản phẩm khô thì nó sẽ hút một lượng ẩm.

W2 = G2.(y1% - y2%)/100 kg/s(3-44)

y1, y2 - Lần lượt là thủy phần của sản phẩm khi đưa vào và ra.

g2 - Lưu lượng của sản phẩm , kg/s

Thành phần ẩm thừa này chỉ có trong công nghệp

Khi sàn bị ướt thì một lượng hơi ẩm từ đó có thể bốc hơi vào không khí làm tăng độ ẩm của nó. Lượng hơi ẩm được tính như sau :

W3 = 0,006.Fs.(tT - tư) kg/s(3-45)

Fs - Diện tích sàn bị ướt, m2

tư - Nhiệt độ nhiệt kế ướt ứng với trạng thái trong phòng.

Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt được tính cho nơi thường xuyên nền nhà bị ướt như ở khu nhà giặt, nhà bếp, nhà vệ sinh . Riêng nền ướt do lau nhà thường nhất thời và không liên tục, nên khi tính lưu ý đến điểm này.

Khi trong phòng có rò rỉ hơi nóng , ví dụ như hơi từ các nồi nấu, thì cần phải tính thêm lượng hơi ẩm thoát ra từ các thiết bị này.

W4 = Gh(3-46)

WT=∑i=14Wi,kg/sWT=∑i=14Wi,kg/s size 12{W rSub { size 8{T} } = Sum cSub { size 8{i=1} } cSup { size 8{4} } {W rSub { size 8{i} } , ital "kg"/s} } {}(3-47)Tổng tất các nguồn ẩm toả ra trong phòng gọi là lượng ẩm thừa

Nhiệt thừa WT được sử dụng để xác định năng suất làm khô của thiết bị xử lý không khí ở chương 4.