BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG THOÁNG CHO
BỘ PHẬN LỰA LÁ CỦA NHÀ MÁY THUỐC LÁ
HÒA VIỆT

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN MINH THƯƠNG
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2008 - 2012

Tháng 6/2012


TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG THOÁNG CHO BỘ
PHẬN LỰA LÁ CỦA NHÀ MÁY THUỐC LÁ
HÒA VIỆT

Tác giả

NGUYỄN MINH THƯƠNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành
Công nghệ nhiệt lạnh

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ Lê Quang Giảng

Tháng 6 năm 2012
i


LỜI CẢM TẠ
Trong quá trình từ khi bắt đầu làm đề tài đến hoàn thành đề tài, em đã nhận được
sự giúp đỡ rất nhiều từ phía gia đình, thầy cô và bạn bè.
Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:
Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí Công Nghệ Trường ĐH Nông Lâm TP Hồ Chí
Minh, nhất là các thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Nhiệt Lạnh đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp này.
Em xin chân thành cảm ơn Th.s Lê Quang Giảng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ
cũng như dõi theo từng bước tiến triển của luận văn từ lúc bắt đầu cho tới khi kết
thúc để em mới có thể hoàn thành tốt luận văn này.
Em xin cảm ơn quý công ty cổ phần thuốc lá Hòa Việt, địa chỉ Khu Phố 8 Phường Long Bình – Biên Hoà - Đồng Nai, đã tạo điều kiện cho em đến và khảo
sát, để lấy các số liệu liên quan đến nội dung thực hiện đề tài.
Em cũng không quên gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè
đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình học cũng như trong thời gian
làm luận văn tốt nghiệp đầy khó khăn, thử thách này.
Trong quá trình làm đề tài, em đã rất cố gắng nổ lực tìm kiếm tài liệu và trao đổi
kiến thức với bạn bè. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều để hoàn thành tốt luận văn này,
nhưng chắc chắn trong quá trình làm việc không tránh khỏi những sai sót và hạn
chế, kính mong được sự thông cảm, góp ý từ phía quý thầy cô và các bạn.

TP.HCM, ngày 16 tháng 6 năm 2012.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Minh Thương

ii



TÓM TẮT
Đề tài ngiên cứu “Tính toán thiết kế hệ thống thông thoáng cho bộ phận lựa lá
của nhà máy thuốc lá Hòa Việt ” được tiến hành tại Khoa Cơ Khí Công Nghệ - Đại
Học Nông Lâm TPHCM và Nhà máy thuốc lá Hòa Việt( địa chỉ Khu Phố 8 - Phường
Long Bình – Biên Hoà - Đồng Nai), thời gian từ 20/2 đến 16/6 năm 2012.
Kết quả thu được:
- Xác định được nhiệt độ ngoài trời là t = 37,2oC và ẩm độ tương đối RH =
70,4% ; Nhiệt độ khu vực sản xuất là t = 36,6oC và ẩm độ tương đối RH = 70,2%.
- Xác định được lượng không khí cần cho 10 công nhân làm việc tại khu vực sản
xuất là LN = 0,3m3/s.
- Xác định và chọn tổn thất cột áp là ∆p = 100mmH2O.
- Xác định được công suất cần thiết của quạt là N =0,5kW khi chọn cột áp là
100mmH2O, và công suất động cơ là Nđ = 0,65kW.
- Xác định được lượng nước Gn = 0,83kg/s, từ đó tìm được công suất của bơm
nước là P = 0,6kW.
- Xác định được tấm cooling pad với kích thước chiều dài =1,5m, chiều cao =
1,2m, bề dày = 0,55m.
- Hệ thống ống dẫn được cấu tạo gồm 2 đoạn ống:
 Ống lớn nhất với chiều dài l=3,5m ; đường kính D=0,8m.
 Ống nhỏ với chiều dài l=11m ; đường kính D=0,6m.
 Nối với ống nhỏ gồm có 10 ống nhỏ để thoát với chiều dài l = 1,5m và
đường kính D=0,15m.
- Xác định được nhiệt độ khu vực sản xuất sau khi sử dụng hệ thống qua tính
toán là t = 28oC với độ ẩm tương đối là RH = 80%.
- Tính toán, thiết kế, lập bản vẽ được mô hình thông thoáng sử dụng tấm làm mát
cooling pad kích thước nhỏ gọn, bên cạnh có hệ thống đường ống, bơm ,quạt thích
hợp.

iii



MỤC LỤC
LỜI CẢM TẠ ............................................................................................................. ii
TÓM TẮT.................................................................................................................. iii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iv
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU ............................................... vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH ....................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG .................................................................................... viii
Chương 1 .........................................................................................................................1
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề .........................................................................................................1
1.2 Mục đích đề tài .................................................................................................2
Chương 2 .........................................................................................................................3
TỔNG QUAN..................................................................................................................3
2.1 Giới thiệu nhà máy thuốc lá Hòa Việt ..................................................................3
2.1.1 Quá trình hình thành .......................................................................................3
2.1.2 Cơ cấu tổ chức ................................................................................................3
2.2 Tìm hiểu các công đoạn hoạt động của nhà máy ..............................................4
2.2.1 Các công đoạn chính ......................................................................................4
2.2.2 Quá trình sấy...................................................................................................4
2.2.3
Sơ đồ vận hành và các thiết bị trong hệ thống sấy ....................................4
2.3 Tìm hiểu chung về thông gió ............................................................................6
2.3.1 Lịch sử phát triển của thông gió .....................................................................6
2.3.2 Khái niệm và phân loại thông gió...................................................................6
2.3.3 Ứng dụng của thông gió .................................................................................8
2.4 Tác dụng của môi trường không khí đối với môi trường và sản xuất ...................8
2.4.1 Tác dụng của môi trường không khí đối với con người .................................8
2.4.2 Tác dụng của môi trường không khí tới sản suất .........................................10

2.4.3 Các yếu tố có hại có trong không khí và tác dụng của chúng đối với con
người ......................................................................................................................11
2.4.4 Tiêu chuẩn môi trường trong khu vực thông gió..........................................12
2.5 Không khí ẩm ......................................................................................................15
2.5.1 Khái niệm cơ bản ..........................................................................................15
2.5.2 Các loại không khí ẩm ..................................................................................15
2.5.3 Các thông số đặc tính của không khí ẩm ......................................................15
2.6 Làm mát bay hơi ..................................................................................................17
2.6.1 Làm mát bay hơi kiểu trực tiếp ....................................................................18
2.6.2 Làm mát bay hơi kiểu gián tiếp ....................................................................19
2.6.3 Làm mát bay hơi kiểu hỗn hợp .....................................................................20
2.7 Bơm, quạt, cooling pad........................................................................................20
2.7.1 Bơm ..............................................................................................................20
2.7.2 Quạt thông gió ..............................................................................................21
2.7.3 Cooling pad...................................................................................................22
2.8 Một số mô hình thông gió sử dụng quạt và cooling pad .....................................24
iv


2.8.1 Máy giải nhiệt không khí bằng hơi nước Windking ....................................24
2.8.2 Hệ thống làm mát bằng áp suất âm ..............................................................26
Chương 3 .......................................................................................................................28
PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ........................................................................28
3.1 Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................28
3.2 Địa điểm ..............................................................................................................28
3.3 Thời gian thực hiện ..............................................................................................28
3.4 Phương tiện thực hiện ..........................................................................................28
3.5 Phương pháp tiến hành nghiên cứu .....................................................................28
Chương 4 .......................................................................................................................29
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .......................................................................................29

4.1 Khảo sát khu vực lựa lá tại nhà máy ...................................................................29
4.1.1. Kết cấu và vị trí không gian xung quanh khu vực lựa lá.............................29
4.1.2 Các số liệu đo được ......................................................................................29
4.2 Tính toán lưu lượng và chọn phương án thông gió cho khu vực ........................32
4.2.1 Tính toán lưu lượng không khí .....................................................................32
4.2.2 Chọn phương án thông gió ...........................................................................34
4.3 Tính toán, thiết kế mô hình thông thoáng ...........................................................34
4.3.1 Tính toán .......................................................................................................34
4.3.2
Chọn thiết bị hệ thống .............................................................................40
4.4 Mô hình thiết kế ..............................................................................................42
4.4.1 Thiết kế đường ống .......................................................................................42
4.4. 2 Thiết kế hệ thống làm mát cooling pad .......................................................43
Chương 5 .......................................................................................................................45
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ...........................................................................................45
5.1 Kết luận................................................................................................................45
5.2 Đề nghị ................................................................................................................46
PHỤ LỤC ......................................................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................56

v


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
I’, I’’

-

entanpi của không khí vào và ra khỏi thiết bị


t’1,t’’1

-

nhiệt độ không khí vào và ra khỏi thiết bị

t’2,t’’2

-

nhiệt độ nước vào và ra thiết bị

f

-

bề mặt trong một đơn vị thể tích của khối đệm

V

-

thể tích của khối đệm

h

-

chiều cao của khối đệm


D

-

đường khính của thiết bị

h

-

Chiều cao của sóng giấy trong cooling pad.

ρ k , ρn

-

khối lượng riêng của không khí và nước

µ

-

độ nhớt động lực của khí

Gk

-

lượng không khí khô


Gn

-

Lượng nước

Ar

-

tiêu chuẩn Arximed

g

-

gia tốc trọng trường

α

-

hệ số tỏa nhiệt đối lưu

β

-

hệ số truyền chất


wk, w’k

-

tốc độ của khí trước và sau khi qua khối đệm.

v

-

thể tích tự do của đệm.

dtđ

-

đường kính tương đương củ lỗ hổng.

Hmin

-

Mật độ tưới tối thiểu.

p

-

tổn thất đường ống


N

-

công suất đặt lên trục quạt

Plt

-

công suất lý thuyết của bơm



-

trọng lượng riêng củ nước



-

hệ số hiệu dụng của quạt

d

-

Độ chứa hơi của không khí ẩm.


ε

-

Hiệu suất tăng ẩm của thiết bị.

φ

-

Độ ẩm tương đối.

Lq

-

Lưu lượng quạt.

Lb

-

Lưu lượng bơm.
vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1 Văn phòng công ty cổ phần Hòa Việt ..............................................................3
Hình 2.2: Dây chuyền chế biến nguyên liệu thuốc lá ......................................................5
Hình 2.3: Nguyên lý của phương án làm mát bay hơi kiểu trực tiếp ............................18

Hình 2.4: Nguyên lý của phương án làm mát bay hơi kiểu gián tiếp ............................20
Hình 2.5: Nguyên lý của phương án làm mát bay hơi kiểu hỗn hợp ............................20
Hình 2.6: Phân loại bơm ................................................................................................21
Hình 2.8: Cooling pad của POULTEC ..........................................................................23
Hình 2.9: Máy làm mát không khí bằng hơi nước Windking. ......................................24
Hình 2.10: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Windking ..........................................25
Hình 2.11: Các kiểu nhà xưởng áp dụng máy làm mát không khí Windking ...............26
Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát áp suất âm ............27
Hình 4.1: Sơ đồ nhà máy chế biến nhuyên liệu thuốc lá Hòa Việt ...............................29
Hình 4.2: Mô hình rút gọn .............................................................................................29
Hình 4.3: Nhiệt độ không khí khảo sát ..........................................................................36
Hình 4.4: Kích thước tấm cooling pad ..........................................................................42
Hình 4.5: Hệ thống đường ống ......................................................................................42
Hình 4.6: Các hình chiếu của hệ thống đường ống .......................................................43
Hình 4.7: Đường đi của không khí qua tấm cooling pad ..............................................43
Hình 4.8: Mô hình sử dụng tấm cooling pad .................................................................44
Hình 4.9: Máng chứa nước dẫn từ bơm.........................................................................44

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Tốc độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ ......................................................9 
Bảng 2.2: Nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho sản suất ....................................................10 
Bảng 2.3: Thông số vi khí hậu tối ưu thích ứng với các trạng thái lao động    ............... 12 
Bảng 2.4: Giới hạn tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà .................................................13 
Bảng 2.5: Thang cảm giác nhiệt của người Việt Nam

..............................................13 


Bảng 2.6: Tiêu chuẩn độ ồn lớn nhất cho phép cho hoạt động thông thường của con
người. .............................................................................................................................14 
Bảng 2.7: Tiêu chuẩn về lưu lượng thông gió thải CO2 cần thiết cho một người .........15 
Bảng 2.8: Hiệu suất làm mát của tấm cooling pad POULTEC .....................................23 
Bảng 4.1: Các kích thước của khu vực ..........................................................................30 
Bảng 4.2: Các phụ tải có sẳn .........................................................................................30 
Bảng 4.3: Các thông số nhiệt độ, độ ẩm khảo sát: ........................................................31 
Bảng 4.4: Các thông số tốc độ gió .................................................................................31 
Bảng 4.5: Bảng nhiệt độ, độ ẩm lúc 13h .......................................................................33 

viii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Thuốc lá là một loại cây công nghiệp ngắn ngày được trồng nhiều ở các nước
đang phát triển nằm trong khu vực nhiệt đới. Là loại cây trồng mang lại hiệu quả kinh
tế cao vì vậy nên diện tích canh tác cây thuốc lá ngày càng được mở rộng ra, bên cạnh
đó vấn đề việc làm của người dân cũng được giải quyết một phần nào.
Thuốc lá là ngành canh tác phi lương thực có quy mô lớn nhất thế giới. Người
nông dân lựa chọn trồng cây thuốc lá vì đây là giống cây sinh trưởng phát triển mạnh
trên các vùng đất cằn cỗi, điều kiện thời tiết khắc nghiệt và có mức giá tiêu thụ ổn
định. Nông dân có thể có thu nhập tốt từ những khoảnh ruộng thuốc lá nhỏ, cho phép
họ có thể sử dụng khoản thu đó đầu tư vào canh tác các cây nông sản. Kĩ thuật sử dụng
để trồng cây thuốc lá đảm bảo chất lượng cũng giúp cho cải thiện việc canh tác các cây
trồng khác
Thuế thuốc lá là một nguồn thu chủ yếu của ngân sách Trung ương cũng như
ngân sách tỉnh. Năm 2007, ngành thuốc lá đã đóng góp 8000 tỉ đồng tiền thuế cho
ngân sách nhà nước và là ngành có mức đóng thuế cao thứ ba sau dầu khí và phát điện.

Liên tục được công nhận là tổ chức hoàn thành các nghĩa vụ nộp thuế đúng thời hạn,
phối hợp tốt với các cơ quan thuế địa phương và luôn luôn tuân thủ các quy định về
thuế.
Để có được chất lượng thuốc lá tốt thì ngoài việc lựa chọn chất đất công tác, loại
giống trồng, đầu tư công chăm sóc mà còn phải chú ý đến một công đoạn nữa đó là
sấy. Sấy là quá trình làm giảm lượng ẩm trong thuốc lá xuống đến mức cần thiết để
đảm bảo cho việc bảo quản chế biến trong một thời gian dài, ngoài ra nó còn làm biến
đổi một số chất trong lá thuốc góp phần nâng cao chất lượng thuốc và có lợi cho việc
bảo quản, chế biến sau này.
Một trong số công đoạn của quá trình sấy đó là công đoạn sơ chế. Sơ chế là một
quá trình được kiểm soát cẩn thận để có được lá, cọng lá, màu sắc và chất lượng chung
1


đạt yêu cầu của từng loại lá thuốc cụ thể. Trong quá trình sơ chế, tinh bột của lá sẽ
chuyển thành đường, màu xanh lá biến mất và lá thuốc sẽ chuyển dần thành màu vàng
nhạt đến vàng, cam rồi nâu, giống như lá mùa thu.
Trong bộ phận, khu vực sơ chế đó thì quá trình thông thoáng làm mát không khí
góp một phần không nhỏ đảm bảo chất lượng sản phẩm, cũng như quá trình lao dộng
của công nhân nhà máy.
Được sự phân công của Khoa Cơ Khí- Công Nghệ, dưới sự hướng dẫn của Thạc
sĩ Lê Quang Giảng đã giúp tôi tìm hiểu, khảo sát tại nhà máy Hòa Việt về vấn đề thông
thoáng cho bộ phận chia lá, qua đó được phân công thực hiện tính toán, thiết kế hệ
thống thông thoáng với năng suất lớn hơn.
Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên đề tài này chắc chắn có nhiều thiếu
sót. Vì vậy, tôi rất mong quý thầy cô, các bạn bè và độc giả đóng góp ý kiến để chúng
tôi có thể tiếp thu chọn lọc giúp đề tài hoàn chỉnh hơn.

1.2 Mục đích đề tài
Tính toán thiết kế hệ thống thông thoáng cho bộ phận lựa lá của nhà máy thuốc lá

Hòa Việt.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Giới thiệu nhà máy thuốc lá Hòa Việt
2.1.1 Quá trình hình thành
Công ty Cổ phần Hoà Việt, tiền thân là Công ty Nguyên liệu thuốc lá Nam
(doanh nghiệp Nhà nước), là công ty con trong tổ hợp Công ty mẹ của Tổng Công ty
Thuốc lá Việt Nam. Đến năm 2004 chính thức đi vào hoạt động theo hình thức cổ
phần hoá theo quyết định số 123/2004/QĐ-BCN ngày 04 tháng 11 năm 2004 của Bộ
Công nghiệp và chính thức hoạt động với tên là : CÔNG TY CỔ PHẦN HOÀ VIỆT,
địa chỉ Khu Phố 8 - Phường Long Bình – Biên Hoà - Đồng Nai.

Hình 2.1 Văn phòng công ty cổ phần Hòa Việt

2.1.2 Cơ cấu tổ chức
Hội đồng quản trị
Ban kiểm soát
3


Ban giám đốc
Phòng nghiệp vụ
Các xí nghiệp chế biến nguyên liệu thuốc lá
Chi nhánh: Bình Định, Phú Yên, Gia Lai, Daklak, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình
Thuận, Đồng Nai, Bà Rịa Vũng Tàu, Tây Ninh, An Giang, Long An.


2.2 Tìm hiểu các công đoạn hoạt động của nhà máy
2.2.1 Các công đoạn chính
 Cắt đầu lá để phân loại lớn, nhỏ.
 Tước, tách: có 5 bước tước, tách.
 Lá với đầu lá phối lại.
 Sấy, làm mát, phun ẩm và đóng gói sản phẩm.
2.2.2 Quá trình sấy
Nguyên liệu được phân biệt ra từng loại, trong đó có 10 bàn để phân loại lá. Sau
khi phân loại các đầu lá nhỏ thì được đi thẳng vào, các lá lớn phải qua một hệ thống
phân loại mới được đi vào buồng sấy. Nguyên liệu sau khi cắt và phân loại thường có
ẩm độ là 18÷22%, nhiệt độ 52÷55˚C. Mục đích chính tăng ẩm độ và nhiệt độ như vậy
là để diệt trừ nấm mốc sâu bọ.
Sau đó được chạy qua một băng chuyền nơi đó được công nhân dùng tay phân
loại và được tách ra, phần đuôi lá thường cứng, khó sấy khô nên được tách riêng
ra,phần đuôi này được qua 2 xilanh để ép phần cuống lá.
Sau đó được đưa lên bàn lựa được quạt lông gà và nam châm để hút kim loại và
loại bỏ tạp chất. Nguyên liệu tiếp tục được đưa qua dây chuyền tước tách phân loại ra
cọng, lá lớn, lá nhỏ. Lá lớn, lá nhỏ được phối lại đưa đi sấy ở nhiệt độ 55÷65˚C độ ẩm
từ 28÷22% xuống còn 10%, cọng được đưa đi sấy riêng.
Quá trình sấy sử dụng hơi quá nhiệt ở nhiệt độ 140÷160˚C.
2.2.3 Sơ đồ vận hành và các thiết bị trong hệ thống sấy
Công ty cổ phần Hòa Việt sở hữu một dây chuyền chế biến công suất 24.000
tấn/năm, hiện đại nhất Đông Nam Á, dây chuyền chế biến do mastacvish (Hoa Kỳ)
4


sản xuất. Đây là một tổ hợp liên hoàn của nhiều cụm máy thực hiện việc tách cọng,
sấy sản phẩm đến nhiệt độ, ẩm độ thích hợp cho việc bảo quản.

Hình 2.2: Dây chuyền chế biến nguyên liệu thuốc lá

Dây chuyền này bao gồm: Bàn phối lá, Chuyển lựa đầu lá, Chuyển lựa đầu cọc,
Dây chuyền tách tước, Máy sấy cọng , Máy sấy lại, Máy đóng thùng.
Giải thích:
Nguyên liệu từ kho được chuyển vào nhà xường chế biến. Công nhân tiến hành
phân loại để loại bỏ thuốc nào tạp vật, xanh, đen, mốc. Những lá còn lại được đưa vào
bàn phối lá.
Thuốc lá sau khi được phối trộn sẽ được đưa đến bộ phận cắt nhờ băng tải và
được cắt thành 2 phần đầu lá và đầu cọng.


Phần đầu lá sau khi cắt sẽ được băng tải A đưa đến xilanh A để phun ẩm

để đầu lá tơi ra không bị đóng cục hay bị nát lá. Xilanh A phải đạt được độ ẩm và
nhiệt độ cần thiết theo tiêu chuẩn xuất khẩu.
Độ ẩm đạt nằm trong khoảng 18 đến 20%.
Nhiệt độ nằm trong khoảng 45 đến 55oC.

5


Phần đuôi lá sau khi qua xilanh A sẽ được đánh tơi và chuyển qua dây chuyền
tuyển lựa đầu lá. Ở đây sẽ loại bỏ các tạp chất còn sót lại trong lá như cát sỏi, kẽm,
hay kim loại bằng nam châm đặt ở các đầu băng tải.


Phần đầu cọng qua xilanh B rồi đi qua băng tải B03, B04, B05, B06 đưa

vào xilong cọng để phối trộn. Sau đó được băng tải chuyển lên bàn lựa đầu cọng.
Quá trình sấy cọng chỉ bao gồm sấy khô và làm mát. Sau khi được làm mát cọng
được đưa vào các sàn rung để phân loại cọng lớn nhỏ khác nhau và đưa vào khu ép

kiện đóng vào thùng và vận chuyển đến nơi bảo quản.
Thông số nhiệt độ, độ ẩm mà cọng phải đạt được khi đóng thùng:
Độ ẩm thành phần cọng 10,5±0,5%.
Nhiệt độ cọng khoảng 43 ± 3oC.

2.3 Tìm hiểu chung về thông gió
2.3.1 Lịch sử phát triển của thông gió
Từ xa xưa con người đã biết tận dụng các yếu tố tự nhiên để thông gió chống
nóng, tránh lạnh trong các nơi ẩn náu, cư trú của mình, hoàng đế thành Rôm Varius
Avitus trị vì năm 218 đến năm 222 đã cho đắp cả một núi tuyết trong vườn thượng
uyển để mùa hè có thể thưởng ngoạn những ngọn gió mát thổi vào cung điện. Nhưng
mãi đến thế kỉ 18, khi nền sản suất công nghiệp ra đời và phát triển đánh dấu bằng sự
xuất hiện của máy hơi nước thì thông gió mới trở thành đối tượng nghiên cứu của
nhiều nhà khoa học trên thế giới, Agricola đã mô tả một công trình bơm không khí
xuống giếng mỏ để cung cấp khí tươi, hút khí độc tạo điều kiện thoải mái cho công
nhân mỏ năm 1555, nhà bác học thiên tài Leonardo Devince cũng đã thiết kế và chế
tạo hệ thống thông gió cho một giếng mỏ.
2.3.2 Khái niệm và phân loại thông gió
Khái niệm: Thông gió là quá trình trao đổi không khí trong và ngoài nhà để thải
nhiệt thừa, ẩm thừa và các chất độc hại… mà trong quá trình sản xuất và sinh hoạt
của con người thường sinh ra, nhằm giữ cho các thông số vật lý, khí hậu trong nhà
không vượt quá giới hạn cho phép.
Phân loại
6




Theo hướng chuyển động của gió


Người ta chia ra các loại sau :


Thông gió kiểu thổi : Thổi không khí sạch vào phòng và không khí trong

phòng thải ra bên ngoài qua các khe hở của phòng nhờ chênh lệch cột áp. Phương
pháp thông gió kiểu thổi có ưu điểm là có thể cấp gió đến các vị trí cần thiết, nơi tập
trung nhiều người, hoặc nhiều nhiệt thừa, ẩm thừa, tốc độ gió luân chuyển thường
lớn. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là áp suất trong phòng là dương nên
gió tràn ra mọi hướng, do đó có thể tràn vào các khu vực không mong muốn.


Thông gió kiểu hút : Hút xả không khí bị ô nhiễm ra khỏi phòng và

không khí bên ngoài tràn vào phòng theo các khe hở nhờ chênh lệch cột áp. Thông
gió kiểu hút xả có ưu điểm là có thể hút trực tiếp không khí ô nhiễm tại nơi phát sinh,
không cho phát tán ra trong phòng, lưu lượng thông gió nhờ vậy không yêu cầu quá
lớn, nhưng hiệu quả cao. Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là gió tuần
hoàn trong phòng rất thấp, hầu như không có sự tuần hoàn đáng kể, mặt khác không
khí tràn vào phòng tương đối tự do, do đó không kiểm soát được chất lượng gió vào
phòng, không khí từ những vị trí không mong muốn có thể tràn vào.


Thông gió kết hợp : Kết hợp cả hút xả lẫn thổi vào phòng, đây là phương

pháp hiệu quả nhất. Thông gió kết hợp giữa hút xả và thổi gồm hệ thống quạt hút và
thổi. Vì vậy có thể chủ động hút không khí ô nhiễm tại những vị trí phát sinh chất độc
và cấp vào những vị trí yêu cầu gió tươi lớn nhất. Phương pháp này có tất cả các ưu
điểm của hai phương pháp nêu trên, nhưng loại trừ các nhược điểm của hai kiểu cấp
gió đó. Tuy nhiên phương pháp kết hợp có nhược điểm là chi phí đầu tư cao hơn.



Theo động lực tạo ra thông gió



Thông gió tự nhiên : Là hiện tượng trao đổi không khí trong nhà và

ngoài trời nhờ chênh lệch cột áp. Thường cột áp chênh lệch do nhiệt độ khác nhau là
phổ biến nhất.


Thông gió cưỡng bức : Quá trình thông gió thực hiện bằng quạt.



Theo phương pháp tổ chức



Thông gió tổng thể : Thông gió tổng thể cho toàn bộ phòng hay công

trình
7




Thông gió cục bộ : Thông gió cho một khu vực nhỏ đặc biệt trong phòng


hay các phòng có sinh các chất độc hại lớn.


Theo mục đích



Thông gió bình thường : Mục đích của thông gió nhằm loại bỏ các chất

độc hại, nhiệt thừa, ẩm thừa và cung cấp ôxi cho sinh hoạt của con người.


Thông gió sự cố : Nhiều công trình có trang bị hệ thống thông gió nhằm

khắc phục các sự cố xảy ra.
 Đề phòng các tai nạn tràn hoá chất : Khi xảy ra các sự cố hệ thống thông gió
hoạt động và thải khí độc đến những nơi định sẵn hoặc ra bên ngoài.
 Khi xảy ra hoả hoạn : Để lửa không thâm nhập các cầu thang và cửa thoát hiểm,
hệ thống thông gió hoạt động và tạo áp lực dương trên nhưng đoạn này để mọi người
thoát hiểm dễ dàng.
 Hệ thống thông gió sự cố chỉ hoạt động khi xảy ra sự cố.
2.3.3 Ứng dụng của thông gió
Được áp dụng nhiều trong các nghành công nghiệp:
Nhà xưởng sản xuất may mặc, dệt len, giầy da, bao bì, xưởng cơ khí, gara ô tô,
đan lát mây tre, gốm sứ,…
Trong các ngành dịch vụ: Nhà hàng, siêu thị, quán bia, khu vui chơi giải trí,…
Trong lĩnh vực trồng trọt: Nhà kính vườn ươm cây giống, trồng hoa, cây cảnh,…
Trong lĩnh vực chăn nuôi: Chuồng nuôi gia súc, gia cầm,…

2.4 Tác dụng của môi trường không khí đối với môi trường và sản xuất

2.4.1 Tác dụng của môi trường không khí đối với con người
Sự tỏa nhiệt của cơ thể ra môi trường xung quanh: Do sự hô hấp và hoạt động, cơ
thể sinh vật luôn luôn tỏa nhiệt (trung bình lượng nhiệt tỏa ra của một người khoảng
100 – 400W và có thể nhiều hơn). Sự cân bằng nhiệt của cơ thể đạt được khi toàn bộ
lượng nhiệt sinh vật sản sinh ra đều được thải ra môi trường xung quanh. Nếu như
lượng nhiệt ấy không thải hết, cơ thể sinh vật bị nung nóng, nhiệt độ cơ thể tăng, và
sinh vật cảm thấy khó chịu. Tăng hay giảm nhiệt độ cơ thể, thậm chí 1oC so với nhiệt
độ thân nhiệt (của người là 36,5 oC) cũng sẽ làm thay đổi cảm giác nhiệt của cơ thể.
8


Cơ thể thực hiện cân bằng nhiệt bằng cách tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh
bằng 3 con đường: Đối lưu, bức xạ và bốc mồ hôi (ngoài ra còn có lượng nhiệt tỏa ra
để nung nóng không khí và nung nóng thức ăn nhưng không đáng kể). Ở mức độ
chính xác cho phép, tỉ lệ lượng nhiệt tỏa bằng các con đường trên như sau: Đối lưu
25%, bức xạ 50% và bốc hơi mồ hôi 25%.
Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoải mái dễ chịu khi sống trong môi
trường không khí có nhiệt độ t = 22 – 27 oC.
Độ ẩm tương đối của không khí cũng là yếu tố quyết định tới lượng nhiệt ẩn bay
hơi qa từ cơ thể người vào không khí. Khi không khí có độ ẩm φ nhỏ, hơi nước từ mồ
hôi dễ dàng bay hơi vào không khí, còn khi không khí có độ ẩm φ lớn chỉ có một
lượng nhỏ hơi nước trong mồ hôi có thể bốc hơi.
Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường
không khí có độ ẩm tương đối φ = 40 – 70 %.
Tốc độ không khí cũng ảnh hưởng đến lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể con người.
Khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể người bằng đối lưu và bốc mồ
hôi bay hơi đều tăng và ngược lại.
Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi tốc độ không khí xung
quanh khoảng 0,25 m/s. Khi nhiệt độ không khí tăng thì tốc độ không khí nên chọn
cũng tăng nhưng không nhiều.

Bảng 2.1: Tốc độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ
Nhiệt độ không khí
xung quanh, oC
Tốc độ không khí,
m/s

16 – 20
< 0,25

21 – 23

24 – 25

26 – 27

28 – 29

> 30

0,25 – 0,3 0,4 – 0,6

0,7 – 1

1,1 – 1,3

1,3 – 1,5

Như vậy các dạng trao đổi nhiệt giữa cơ thể với môi trường xung quanh phụ
thuộc vào tổ hợp của 4 yếu tố nhiệt độ (t), độ ẩm (φ), vận tốc chuyển động (v) của
không khí và nhiệt độ bề mặt bao quanh (tR), các yếu tố này gọi là yếu tố khí hậu.



Cường độ bốc hơi mồ hôi phụ thuộc nhiệt độ (t), độ ẩm (φ), vận tốc

chuyển động (v) của không khí.
9




Cường độ tỏa nhiệt bằng bức xạ không phụ thuộc vào nhiệt độ không khí

(vì không khí là môi trường trong suốt đối với tia bức xạ), chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ
bề mặt bao quanh (tR) và phần nào phụ thuộc vào độ ẩm (φ) ( vì không khí càng ẩm
thì tính trong suốt của nó đối với tia bức xạ càng kém).


Cường độ tỏa nhiệt bằng đối lưu phụ thuộc vào nhiệt độ (t) và vận tốc

chuyển động (v) của không khí.
2.4.2 Tác dụng của môi trường không khí tới sản suất
Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao cho các quá trình sản suất và yêu cầu cải thiện
điều kiện lao động của con người trong nhiều ngành công nghiệp như: Dệt, thực
phẩm, giấy, in, máy chính xác, tin học, điện từ, … kỹ thuật điều hòa không khí –
thông gió ngày càng được áp dụng để tạo ra môi trường không khí có nhiệt độ, độ ẩm,
tốc độ và độ trong sạch cùng độ ồn thích hợp. Bảng 2–2 giới thiệu giá trị thích hợp về
nhiệt độ, độ ẩm tương đối của không khí cho một công nghệ sản xuất của một số
ngành công nghiệp.
Bảng 2.2: Nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho sản suất
Ngành công nghiệp

Sợi

Bia

Thực phẩm

Máy chính xác

Công nghệ sản suất

Nhiệt độ [oC]

Độ ẩm tương đối[%]

Chải, se sợi

22 – 25

55 – 70

Dệt sợi

22 – 25

70 – 80

Lên men

3–4


50 – 70

Sử lý malt

10 – 15

80 – 85

Các bộ phận khác

16 – 24

45 – 65

Bơ

16

60

Làm bánh

18 – 27

45 – 65

Lắp ráp

20 – 24


40 – 50

Gia công

24

45 – 55

10


2.4.3 Các yếu tố có hại có trong không khí và tác dụng của chúng đối với con
người
Tác dụng của chất khí – hơi độc đối với cơ thể con người phụ thuộc vào độ độc,
nồng độ của nó trong không khí và thời gian con người tiếp xúc với chất khí – hơi độc
đó. Một số chất khí – hơi độc thường có trong không khí, trong phân xưởng sản xuất.


Cacbon oxit (CO)

Là chất khí không màu, không mùi, không vị và không gây kích thích, là sản
phẩm cháy không hoàn toàn của các sản phẩm chứa cacbon. Nó nhẹ hơn không khí
nên dễ dàng phân bố trong không khí, là chất khí phổ biến và gây số lượng nhiễm độc
nhiều nhất. Nó thâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, gây ngạt thở, gây bệnh thiếu
oxi trong máu, phá hủy chức năng của các mô cảm giác.


Khí sunfua (SO2)

Là chất khí không màu, có mùi hắc và vị cay, được tạo thành trong quá trình đốt

nhiên liệu hay sản phẩm chứa lưu huỳnh. Khí SO2 tác dụng kích thích lên màng dịch
của tuyến hô hấp trên, lên mắt, gây khản tiếng, viêm phế quản, viêm kết mạc.


Amoniac (NH3)

Là chất khí không màu, có mùi khó chịu. Amoniac được sử dụng trong thiết bị
lạnh, trong các quá trình thắm nitow kim loại. Nó tạo thành trong quá trình phân tích
các chất chứa nitơ, trong các giếng thoát nước bẩn. Amoniac dễ bay hơi nên nó tỏa
vào không khí với số lượng lớn. Aminiac kích thích tuyến hô hấp trên và màng dịch,
mắt giống như khí sunfua.


Hơi dung môi

Là hơi của các hợp chất nhóm các hidrocacbon dãy thơm và béo. Chúng được sử
dụng trong quá trình khử mỡ, chế tạo vecni, sơn, hòa tan các chất hữu cơ. Các dung
môi tác dụng lên các mô của cơ thể, đặc biệt là mô thần kinh, gây kinh giật, hạ huyết
áp, ngất, mê sảng.


Clo (Cl)

Là chất khí có màu xanh sẫm và mùi khó chụi, được sử dụng trong công nghiệp
dệt và hóa chất. Clo gây chứng co thắt cổ họng, đau ngực, khó thở, nặng hơn là các
bệnh về phổi như viêm phế quản, viêm phổi.


Axit clohidric (HCl)
11



Là chất khí không màu, liên kết với hơi nước trong không khí tạo thành các hạt
nhỏ đọng sương màu trắng. Nó được dùng làm chất tẩy gỉ kim loại. Hơi axit clo hidrit
tác dụng kích thích tuyến hô hấp của con người.


Flo (F)

Là chất khí có màu vàng chanh và mùi cay. Khí F được tạo thành khi tẩy rửa kính
, trong các phân xưởng điện, phân xưởng sản suất nhôm. Flo và hidro florua kích
thích lên màng dịch gây viêm phế quản, gây các bệnh về xương, gan, thận, đường tiêu
hóa.


Các kim loại và oxit của chúng

Kẽm (Zn), crom (Cr), mangan (Mn), Chì (Pb), thủy ngân (Hg) là những kim loại
và oxit của chúng thường gặp trong công nghiệp, chúng dễ thấm sâu vào đường hô
hấp của cơ thể gây các bệnh về hô hấp và ảnh hưởng tới thần kinh của cơ thể con
người.


Bụi công nghiệp

Trong điều kiện sản suất, bụi tạo thành khi nghiền, đập, tán và sàng các vật rắn
…Kích thước hạt bụi trong các trường hợp này rất nhỏ, từ 10μ trở xuống. Bụi gây ra
các bệnh về phổi.
2.4.4 Tiêu chuẩn môi trường trong khu vực thông gió
Bảng 2.3: Thông số vi khí hậu tối ưu thích ứng với các trạng thái lao động

( TCVN 5687 – 1992)
Mùa lạnh

Trạng thái lao

Mùa nóng

động

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

Nghĩ ngơi

22 – 24

60 – 75

0,1 – 0,3

24 – 27


60 – 75

0,3 – 0,5

Lao động nhẹ

22-24

60 – 75

0,3 – 0,5

24 – 27

60 – 75

0,5 – 0,7

Lao động vừa

20 – 22

60 – 75

0,3 – 0,5

23 – 26

60 – 75


0,7 – 1

Lao động nặng

18 – 20

60 – 75

0,3 – 0,5

22 – 25

60 – 75

0,7 – 1,5

12


Bảng 2.4: Giới hạn tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà(TCVN 5687 – 1992)
Mùa nóng

Loại hình vi khí

Mùa lạnh

hậu

t [oC]


φ [%]

v [m/s]

tR [oC]

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

Vi khí hậu tự nhiên

≤ 29,5

≤ 80

≥ 0,5

29 + 4/B

≥ 21,5

≤ 80

≤ 0,1

Vi khí hậu nhân tạo


25,2

60 – 70

0,3

-

24,5

60 – 70

0,05

Ghi chú:
B: góc bức xạ giữa bề mặt kết cấu với đầu người.
Bảng 2.5: Thang cảm giác nhiệt của người Việt Nam
(Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam – 306 – 2004)
Trạng thái

Cảm giác

VKH

nhiệt

Lạnh

- Hơi lạnh


10,0

Tiện nghi

- Dễ chịu

(dễ chịu)

hoàn toàn
- Giới hạn
trên
- Hơi nóng
- Nóng

( = 80%) v= 0,3 - 0,5m/s

Thời kỳ lạnh Thời kỳ nóng Thời kỳ lạnh
7,1

dưới

Nóng

H

- Lạnh
- Giớí hạn

Nhiệt độ không khí 0C


Thời kỳ nóng

19,8

21,5

11,1
12,7

13,8

24,5

25,5

14,9

16,3

29

29,5

17,5

15,0

19,1


 31,5

Ghi chú:
Chỉ số H theo V.Zoilen và V.E Koren CoV ( chỉ số điều kiện để đánh giá trạng
thái nhiệt của vi khí hậu).

 H= 0,24 (t
trong đó:

k

+ t R ) + 0,1d - 0,09(37,8 - t k ) v

tk: Nhiệt độ không khí trong phòng, oC.
13


tR: Nhiệt độ mặt trong kết cấu lấy trung bình, oC.
d: Độ ẩm tuyệt đối (dung ẩm) của không khí trong phòng, g hơi
nước/kg không khí khô.
v: Tốc độ chuyển động của không khí trong phòng, m/s.
Độ ồn
Yếu tố tiềng ồn do thiết bị máy móc … gây nên cũng làm cho con người khó
chịu và ảnh hưởng tới sức khỏe. Vậy khi thiết kế cũng phải bảo đảm độ ồn nằm trong
giới hạn cho phép.
Bảng 2.6: Tiêu chuẩn độ ồn lớn nhất cho phép cho hoạt động thông thường của
con người.
Khu vực
Phòng của bệnh nhân ở các


Giờ trong ngày

Độ ồn cực đại cho phép, dB

6 ÷ 22

35

22 ÷ 6

30

bệnh viện hoặc viện điều
dưỡng
Giảng đường, lớp học

40

Phòng chiếu phim

40

Văn phòng làm việc

50

Phân xưởng sản suất

85


Nhà hát phòng hòa nhạc

30

Phòng hội thảo, phòng họp

55

Phòng ngủ

6 ÷ 22

40

22 ÷ 6

30

Phòng đọc sách của thư

40

viện
Phòng ở khách sạn

6 ÷ 22

45

22 ÷ 6


40

Phòng ăn lớn, tiệm ăn lớn

50

14


Bảng 2.7: Tiêu chuẩn về lưu lượng thông gió thải CO2 cần thiết cho một người
Cường độ vận động

3

L (m3/h người)

VCO2 (m /h người)

β = 0,1 %

β = 0,15 %

Nghĩ ngơi

0,013

18,6

10,8


Rất nhẹ

0,022

31,4

18,3

Nhẹ

0,03

43,0

25,0

Trung bình

0,046

65,7

38,3

Nặng

0,074

106,0


61,7

Ghi chú:
β : Nồng độ CO2 có thể chấp nhận trong không gian cần điều hòa, % thể tích.

2.5 Không khí ẩm
2.5.1 Khái niệm cơ bản
Không khí ẩm là một hỗn hợp của không khí khô ( gồm O2, N2) và hơi nước.
Không khí thông thường dù ít hay nhiều đều chứa một lượng hơi nước và một phần
nhỏ các khí khác, trong kỹ thuật không khí ẩm là một chất môi giới được sữ dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Ví dụ trong kỹ thuật sấy không khí ẩm đóng vai trò chất
tải ẩm, trong nhiều lĩnh vực khác như kỹ thuật thông gió vệ sinh công nghiệp, kỹ
thuật điều hòa nhiệt độ… đều có liên quan với đặc tính xử lý của không khí ẩm.
2.5.2 Các loại không khí ẩm
- Không khí ẩm chưa bão hòa: Là không khí ẩm còn có thể nhận thêm một lượng
hơi nước nhất định nữa từ các vật khác bay hơi vào. Hơi nước ở đây là hơi quá nhiệt.
- Không khí ẩm bão hòa: Là không khí ẩm không có thể nhận thêm một lượng
hơi nước nào nữa từ các vật khác bay hơi vào. Hơi nước ở đây là hơi bão hòa khô.
- Không khí ẩm quá bão hòa: Là không khí ẩm bão hòa và còn chứa thêm một
lượng nước nhất định.
2.5.3 Các thông số đặc tính của không khí ẩm
a. Độ ẩm tuyệt đối ρh , kg/m3
15


Gọi:
mh: lượng hơi nước chứa trong không khí ẩm, kg hơi nước
Vkka: Thể tích của khối lượng không khí ẩm đang khảo sát, m3
Lúc đó, ta gọi độ ẩm tuyệt đối là tỷ số sau đây:

h 

mh
Vkka

b. Độ ẩm tương đối φ , %
Độ ẩm tương đối là tỉ số giữa lượng hơi nước hiện có trong khối không khí ẩm
đang khảo sát so với lượng hới nước chứa trong không khí đó khi nó được làm cho bão
hòa.


mh
mbh

Trong đó:
mh: Lượng hơi nước có chứa trong không khí ẩm đang khảo sát, kg hơi nước.
mbh: Lượng hơi nước chứa trong không khí đó khi nó được làm cho bão hòa ở
nhiệt độ không đổi, kg hơi nước.
c. Độ chứa hơi
Được xác định như sau:
d

mh
mk

Trong đó:
d: Độ chứa hơi, kg hơi nước / kg không khí khô.
mk: Lượng không khí khô chứa trong không khí ẩm đang khảo sát.
d. Enthalpy của không khí ẩm
I = ik +d.ih

Nếu qui ước chọn điểm gốc tại t = 0oC và p = 101,325 kPa thì
ik = 1,006 t
ih = 2500,77 + 1,84t
Trong đó:

16