TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Điều hòa không khí
Hệ thống điều hòa không khí đầu tiên được áp dụng lần đầu tiên vào khoảng năm
Năm 1920, mục tiêu chính là tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người, đồng thời thiết lập các điều kiện phù hợp với công nghệ sản xuất, chế biến và bảo quản máy móc, thiết bị.
Khái niệm điều hòa không khí thường được chia thành ba loại:
Điều tiết không khí: thường được dùng để tạo ra môi trường thích hợp cho bảo quản và vận hành các máy móc thiết bị
Điều hòa không khí: mục đích tạo ra môi trường tiện nghi cho con người
Điều hòa nhiệt độ là thiết bị tạo ra và duy trì môi trường không khí với nhiệt độ và độ ẩm thích hợp trong không gian cần điều hòa Nó không chỉ giảm nhiệt độ mà còn có thể tăng nhiệt độ và điều chỉnh độ ẩm tùy theo yêu cầu Bên cạnh đó, điều hòa không khí còn đảm bảo lưu thông tuần hoàn không khí, lọc bụi và loại bỏ các thành phần gây hại cho sức khỏe con người, giúp tạo ra không gian sống và làm việc thoải mái hơn.
Trong những năm gần đây, kỹ thuật này còn được ứng dụng để đáp ứng nhu cầu phòng sạch.
Tầm quan trọng của điều hòa không khí
1.2.1 Trong sinh hoạt, dân dụng
Ngày nay, sự gia tăng nhà cao tầng và cao ốc văn phòng đã làm tăng nhu cầu về không khí sạch và nhiệt độ lý tưởng Trong những năm gần đây, công nghệ điện lạnh đã có nhiều tiến bộ đáng kể, nhờ vào việc các doanh nghiệp nước ngoài nhập khẩu công nghệ và sự phát triển của nhà nước trong bối cảnh công nghiệp 4.0.
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm với nhiệt độ và độ ẩm cao quanh năm, dẫn đến việc sức khỏe con người ngày càng được chú trọng Tâm lý không thoải mái và mệt mỏi ảnh hưởng đến chất lượng công việc, đồng thời có nguy cơ phát sinh các bệnh về hô hấp Do đó, điều hòa không khí ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu của con người, tạo ra không khí trong lành và cải thiện sức khỏe.
1.2.2 Trong công nghiệp, sản xuất
Ngoài ra điều hòa không khí đều được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong cuộc sống hiện đại mà còn trong công nghiệp, dược phẩm,…
Trong sản xuất công nghiệp, điều hòa không khí đóng vai trò thiết yếu, đặc biệt trong các nhà máy như sản xuất thuốc lá, vải và chip điện tử Chất lượng khí thải và lượng không khí cấp vào là yếu tố quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm đầu ra Việc kiểm soát độ ẩm và nhiệt độ trong không khí không chỉ đảm bảo môi trường làm việc an toàn mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.
Trong lĩnh vực y tế, đặc biệt tại các bệnh viện, nhu cầu về không khí sạch là rất quan trọng Hầu hết các bệnh viện hiện nay đều trang bị hệ thống điều hòa không khí hiện đại nhằm hỗ trợ quá trình hồi phục của bệnh nhân Tuy nhiên, một số cơ sở y tế còn yêu cầu mức độ sạch của không khí cao hơn để phục vụ cho các ca phẫu thuật và bảo quản dược phẩm.
Ngoài việc xuất hiện trong phòng thí nghiệm, các sản phẩm nghiên cứu khoa học trong nhiều lĩnh vực như sinh hóa và thực phẩm cũng yêu cầu độ ẩm thích hợp để đảm bảo chất lượng và độ chính xác của kết quả nghiên cứu.
Trong các viện bảo tàng, việc sử dụng thiết bị kiểm soát độ ẩm là rất quan trọng để bảo vệ các hiện vật, như tranh cổ và tượng đá, khỏi sự hư hại Những báu vật quốc gia này cần được bảo quản kỹ lưỡng, và một trong những yếu tố quan trọng là duy trì không khí sạch để ngăn chặn sự phá hủy do các tác nhân có trong không khí.
Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp điện lạnh đã phát triển mạnh mẽ với nhiều loại điều hòa không khí có kích cỡ và công suất đa dạng, phù hợp với mọi dự án Sự hiện diện của điều hòa không khí không chỉ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn hỗ trợ đáng kể cho sự phát triển kinh tế.
Điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong đời sống hàng ngày Tuy nhiên, việc tính toán hệ thống điều hòa sẽ khác nhau tùy thuộc vào quy mô của từng dự án, từ đó giúp lựa chọn công nghệ phù hợp nhất cho từng nhu cầu cụ thể.
Một số hệ thống điều hòa không khí phổ biến
1.3.1 Hệ thống điều hòa VRV-VRF
Hệ thống VRV-VRF giải nhiệt gió được thiết kế để khắc phục nhược điểm cồng kềnh của các hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt nước Nhiều hãng điều hòa đã phát triển sản phẩm này nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng cho các tòa nhà cao tầng và khách sạn, đồng thời tiết kiệm diện tích lắp đặt so với hệ thống giải nhiệt nước truyền thống.
Dàn nóng hiện nay có nhiều dãy công suất từ 5 HP đến 54 HP, với năng suất dao động từ 14.4 kW (khoảng 49,000 Btu/h) đến 156 kW (khoảng 474,000 Btu/h) Sản phẩm được chia thành ba loại chính, bao gồm dàn nóng một chiều, hai chiều nóng lạnh và loại sử dụng thu hồi nhiệt, phù hợp với các điều kiện khí hậu khác nhau trên thế giới Mỗi dàn nóng đều trang bị ít nhất một máy nén biến tần, đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Dàn lạnh có nhiều kiểu dáng khác nhau, và năng suất lạnh của từng loại được tính dựa trên công suất mã lực của dàn nóng, giúp dễ dàng kết nối trong một hệ thống Đặc biệt, với hãng Daikin, tỉ lệ kết nối giữa các dàn có thể đạt tới 130%, nghĩa là dàn nóng 10HP có thể kết nối với dàn lạnh lên đến 13HP.
Bảng 1.1 Dải dàn nóng VRV III 1 chiều lạnh (năng suất lạnh 2,8 kW/1HP) ở điều kiện danh định tT' o C, tư,5 o C, tN5 o C, ga R410A
Công suất dàn nóng, HP
Tổ hợp từ các model
Bộ kết nối dàn nóng ngoài nhà
Số dàn lạnh kết nối max
54 HP 148 RX(Y)Q54P RX(Y)Q18P x3 Điểm ưu việt của giải nhiệt gió so với giải nhiệt nước là:
Hệ thống VRF-VRV yêu cầu không gian lắp đặt nhỏ hơn so với giải nhiệt nước nhờ vào kích thước ống gas nhỏ hơn ống nước và ống gió Tuy nhiên, chi phí đầu tư cho hệ thống này sẽ cao hơn.
Hệ thống VRV-VRF có thời gian lắp đặt nhanh hơn so với hệ giải nhiệt nước, tương tự như điều hòa dân dụng Đặc biệt, hệ thống này không yêu cầu phòng AHU, giúp tiết kiệm không gian và có thể lắp đặt trên tầng thượng hoặc khu vực ngoại cảnh của công trình.
Về chi tiết vận hành thì VRF-VRV mang tính tự động cao hơn giải nhiệt nước nên sẽ ít nhân công hơn
Tổn thất nhiệt trong hệ thống giải nhiệt nước rất lớn, vì nước phải được làm lạnh xuống 7°C trước khi vận hành, và sau đó, nước sẽ từ từ thất thoát để đạt nhiệt độ môi trường Ngược lại, hệ thống giải nhiệt gió sử dụng gas trực tiếp, do đó không có sự thất thoát nhiệt.
Khả năng mở rộng công suất của hệ thống giải nhiệt gió linh hoạt hơn, miễn là tương thích với công suất của dàn nóng Ngược lại, đối với hệ giải nhiệt nước, việc mở rộng yêu cầu phải thay đổi toàn bộ hệ thống ống nước.
Hệ giải nhiệt gió có chi phí vận hành thấp hơn đáng kể so với hệ giải nhiệt nước nhờ vào việc toàn bộ hệ thống được xử lý tự động và sử dụng biến tần, cho phép kiểm soát trực tiếp lưu lượng môi chất.
Hệ thống VRV-VRF giải nhiệt nước
Khác với giải nhiệt gió, hệ thống giải nhiệt nước sử dụng tháp giải nhiệt và yêu cầu mỗi tầng phải có phòng dàn nóng riêng Phương pháp này cho phép lắp đặt cho mọi công trình với bất kỳ chiều cao nào.
Có thể gộp nhiều dàn nóng trên cùng một tầng, miễn là đường ống gas và khoảng cách giữa các cụm tuân thủ tiêu chuẩn của từng loại công trình Hệ thống này cần có thêm tháp giải nhiệt, thường được đặt trên tầng thượng, với đường ống nước giải nhiệt dẫn tới các dàn nóng Áp lực nước tối đa cho phép là 1.96 MPa, tương ứng với tòa nhà cao 200m.
1.3.2 Hệ thống điều hòa giải nhiệt bằng nước Water Chiller
Hệ thống điều hòa giải nhiệt bằng nước Water Chiller hoạt động dựa trên nước lạnh có nhiệt độ khoảng 7°C, được làm lạnh gián tiếp qua các thiết bị trao đổi nhiệt như FCU và AHU Toàn bộ hệ thống Water Chiller bao gồm nhiều thành phần chính, đảm bảo hiệu quả trong việc điều hòa không khí.
Hệ thống nước giải nhiệt gồm tháp giải nhiệt, đường ống, bơm,…
Dàn trao đổi nhiệt bao gồm cả 1 chiều và 2 chiều nóng lạnh bằng FCU, AHU,…
Hệ thống đường ống cấp gió tươi, gió hồi, gió thải
Hệ thống khớp mềm tiêu âm
Thiết bị làm lạnh nước xuống sấp xỉ khoảng 7 độ C với mục đích làm tăng năng suất lạnh của máy
Hệ thống giải nhiệt nước thường được lắp đặt dưới tầng hầm do yêu cầu về thiết bị, trong khi tháp giải nhiệt được đặt trên tầng thượng nhằm tiết kiệm chi phí thiết bị và loại bỏ sự cần thiết của hệ thống bơm bổ sung.
Hệ thống Water Chiller được bố trí dưới tầng hầm với mục tiêu hạ nhiệt độ nước xuống 7 độ C Để tiết kiệm nước giải nhiệt, tháp giải nhiệt và hệ thống bơm tuần hoàn sẽ được sử dụng.
TIÊU CHUẨN VÀ THÔNG SỐ THIẾT KẾ TRUNG TÂM TRIỂN LÃM WTC THÀNH PHỐ MỚI BÌNH DƯƠNG
Giới thiệu Trung tâm triển lãm WTC Thành phố Bình Dương
Trung tâm triển lãm WTC Thành phố Bình Dương bao gồm hai khu chức năng: khu A với diện tích 7.371 m² và khu B với diện tích 6.804 m², tọa lạc tại 08 đường Hùng Vương, Phường Hòa Phú, TP Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương Cả hai khu đều có tầng 1 gồm sảnh đón, hành lang, phòng chiller 1 và 2, phòng bảo vệ, kho, và nhà vệ sinh.
Hình 2.1 Mặt bằng tổng thể công trình
Hình 2.2 Mặt bằng tầng 1 – khối A
Hình 2.3 Mặt bằng tầng 2 – khối A
Hình 2.4 Mặt bằng tầng 1 – khối B
Hình 2.5 Mặt bằng tầng 2 – khối B
Tiêu chuẩn và thông số thiết kế của triển lãm
2.2.1 Thông số thiết kế của triển lãm
Hệ thống điều hòa không khí và thông gió được thiết kế theo tiêu chuẩn sau:
Nhiệt độ không khí ngoài trời: Mùa hè
Tiêu chuẩn thiết kế bên trong: Độ ẩm cho biết việc chọn kích cở thiết bị, tuy nhiên mức độ ẩm sẽ không kiểm soát
Khu triển lãm: 24±1ºDB,55±5%RH
Bảng 2.1 Thông gió cơ khí các khu vực
STT Khu vực Tiêu chuẩn thiết kế Áp suất không khí
1 Nhà vệ sinh công cộng 10 ACH Âm
2 Phòng máy phát điện 20 ACH Âm
Độ ồn trong công trình cần tuân thủ quy phạm, với mức độ thấp hơn được xem là mục tiêu thiết kế và mức độ cao hơn là giới hạn tối đa cho phép Đặc biệt, độ ồn không được vượt quá các mức quy định đã đề ra.
Điện cung cấp cho hệ thống bao gồm nguồn điện 380V/50Hz/3P, 220V/50Hz/1P và nguồn điện trung hòa từ tủ điện chính Tất cả các thiết bị được lắp đặt cần phải tương thích với nguồn điện này để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
2.2.2 Tiêu chuẩn thiết kế Áp dụng tiêu chuẩn của TCVN 5687:2010 về thông gió - Điều hòa không khí Các tiêu chuẩn trong bảng kê dưới đây có thể áp dụng được đối với các loại vật tư Áp dụng tiêu cuẩn của Anh/ Mỹ/ Úc trong trường hợp tiêu chuẩn Việt Nam không phù hợp Nếu Quy phạm kỹ thuật này đòi hỏi tiêu chuẩn cao hơn những tiêu chuẩn tương ứng, phải tuân theo yêu cầu nêu trong Quy phạm kỹ thuật này
Chúng tôi tư vấn về các sửa đổi cần thiết đối với các tiêu chuẩn áp dụng và đề xuất xin chỉ đạo để thực hiện những thay đổi này trong bộ tiêu chuẩn cho công trình.
Mọi công việc cần phải tuân thủ:
Qui định của cơ quan xây dựng địa phương
Qui định của cơ quan điện lực địa phương
Qui định của cơ quan môi trường địa phương
Qui định của cơ quan PCCC địa phương
Các tiêu chuẩn Anh/ Mỹ/ Úc tương ứng
TÍNH TOÁN KIỂM TRA TẢI LẠNH
Tính toán nhiệt thừa bằng phương pháp tính tay
Tổng nhiệt thừa được tổng hợp từ các nhiệt thừa khác nhau:
Q 1 - Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo
Q 2 - Nhiệt do người tỏa ra
Q 3 - Nhiệt do thiết bị điện tỏa ra
Q 4 - Nhiệt tổn thất do lọt khí ra ngoài
Q 5 - Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng
Q 6 - Nhiệt do truyền qua kết cấu bao che
3.1.1 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q 1
Nguồn sáng nhân tạo được đề cập ở đây chủ yếu là từ các loại đèn điện như đèn huỳnh quang Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng này chỉ tồn tại dưới dạng nhiệt hiện, và có thể được xác định thông qua một công thức cụ thể.
N s - Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối A gồm: 55 cụm đèn, mỗi cụm gồm 4 bóng đèn cao áp treo trần, mỗi bóng có công suất 100W
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.1 Tổng hợp thông số các đèn
Loại Tên đèn Công suất, W
2 Đèn led batten 1.2m (loại 2 đèn) 40
3 Đèn led dowlight âm trần 12
4 Đèn led dowlight đôi âm trần 20
5 Đèn led dowlight âm trần, điều chỉnh hướng 15
6 Đèn led panel 1200mmx600mm 50
8 Đèn cao áp treo trần 100
9 Đèn led thoát hiểm, treo trần 7
10 Đèn led thoát hiểm, gắn tường 7
Bảng 3.2 Số liệu nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo tầng 1 – khối A
STT Tên khu vực Loại đèn và số lượng Công suất, kW
1 Khu triển lãm 55 cụm đèn, mỗi cụm 4 đèn loại 8 27,500
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối B gồm: 44 cụm đèn, mỗi cụm gồm 4 bóng đèn cao áp treo trần, mỗi bóng có công suất 100W
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.3 Số liệu nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo tầng 1 – khối B
STT Tên khu vực Loại đèn và số lượng Công suất, kW
1 Khu triển lãm 44 cụm đèn, mỗi cụm 4 đèn loại 8 22,000
Chọn phòng họp 3 để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Phòng họp 3 tầng 2 – khối A gồm: 6 đèn led panel 1200mmx600mm, mỗi bóng có công suất 50W
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.4 Số liệu nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo tầng 2 – khối A
STT Tên khu vực Loại đèn và số lượng Công suất, kW
Chọn phòng họp 5 để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Phòng họp 5 tầng 2 – khối B gồm: 6 đèn led panel 1200mmx600mm, mỗi bóng có công suất 50W
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.5 Số liệu nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo tầng 2 – khối B
STT Tên khu vực Loại đèn và số lượng Công suất, kW
Vậy tổng nhiệt lượng tỏa ra từ nguồn sáng nhân tạo được xác định theo công thức:
3.1.2 Nhiệt do người tỏa ra Q 2
Nhiệt tỏa ra từ cơ thể con người thay đổi tùy thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, cường độ lao động, thể trạng và giới tính Khi nhiệt độ xung quanh thấp, lượng nhiệt tỏa ra sẽ tăng lên Nhiệt tỏa ra từ cơ thể được chia thành ba phần: đối lưu trực tiếp với không khí, bức xạ vào không khí và bay hơi nước từ phổi cùng bề mặt da Công thức xác định lượng nhiệt do con người tỏa ra cũng rất quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về quá trình này.
q - Nhiệt tỏa ra từ một người, W/người
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối A: có số lượng 2970 người, với trạng thái đi, đứng chậm rãi là 76 W/người
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.6 Trích bảng Nhiệt tỏa ra từ người , W/người
Bảng 3.7 Số liệu nhiệt tỏa ra từ người tầng 1 – khối A, xét tại nhiệt độ phòng 24 o C
STT Tên khu vực Diện tích sàn, m 2
Nhiệt lượng tỏa ra, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối B: có số lượng 2376 người, với trạng thái đi, đứng chậm rãi là 76 W/người
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.8 Số liệu nhiệt tỏa ra từ người tầng 1 – khối B, xét tại nhiệt độ phòng 24 o C
STT Tên khu vực Diện tích sàn, m 2
Nhiệt lượng tỏa ra, kW
Chọn phòng họp 3 để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Phòng họp 3 tầng 2 – khối A: có số lượng 59 người, với trạng thái ngồi, hoạt động nhẹ là 70 W/người
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.9 Số liệu nhiệt tỏa ra từ người tầng 2 – khối A, xét tại nhiệt độ phòng 24 o C
STT Tên khu vực Diện tích sàn, m 2
Nhiệt lượng tỏa ra, kW
Chọn phòng họp 3 để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Phòng họp 5 tầng 2 – khối B: có số lượng 59 người, với trạng thái ngồi, hoạt động nhẹ là 70 W/người
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.10 Số liệu nhiệt tỏa ra từ người tầng 2 – khối B, xét tại nhiệt độ phòng 24 o C
STT Tên khu vực Diện tích sàn, m 2
Nhiệt lượng tỏa ra, kW
Vậy tổng nhiệt lượng tỏa ra từ người, được xác định theo công thức:
3.1.3 Nhiệt tổn thất từ thiết bị điện Q 3
Nhiệt tỏa từ máy móc sử dụng động cơ điện, chẳng hạn như quạt gió trong hệ thống ống gió hoặc các thiết bị sản xuất như máy dệt, máy kéo sợi, máy in, máy cuốn thuốc lá và máy chế biến chè, là một yếu tố quan trọng cần lưu ý Tất cả các động cơ điện và máy móc này đều hoạt động trong phòng điều hòa với công suất định mức, ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc và môi trường xung quanh.
N, W và hiệu suất động cơ đầy tải, nhiệt tỏa ra thì toàn bộ năng lượng cung cấp cho động cơ đều biến thành điện, được xác định theo công thức:
Hiệu suất động cơ trong khu triển lãm chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các thiết bị điện không sử dụng, với nhiệt độ tỏa ra chủ yếu từ đèn chiếu sáng Do đó, có thể xem rằng nhiệt lượng Q3 gần như bằng 0.
3.1.4 Nhiệt tổn thất do lọt không khí ra ngoài Q 4
Khi có chênh lệch áp suất giữa trong nhà và bên ngoài, hiện tượng rò rỉ không khí sẽ xảy ra, kèm theo tổn thất nhiệt Vào mùa hè, không khí lạnh thoát ra ở phía dưới trong khi không khí nóng xâm nhập từ phía trên, và mùa đông thì ngược lại Đối với phòng điều hòa không khí không có thông gió, sự lọt không khí là cần thiết để cung cấp gió tươi cho người trong phòng Tuy nhiên, đối với phòng điều hòa có thông gió, việc kiểm soát mức độ lọt không khí ở mức thấp nhất là rất quan trọng để giảm thiểu tổn thất nhiệt.
Nhiệt tổn thất do lọt không khí ra ngoài, được xác định theo công thức:
- Hệ số kinh nghiệm, xác định theo bảng 3.17
t N ,t T - Nhiệt độ ngoài trời, nhiệt độ trong phòng, o C
Bảng 3.11 Hệ số kinh nghiệm
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối A: diện tích sàn 4455 m 2 , chiều cao 14,5 m, nhiệt độ phòng 24 o C và nhiệt độ ngoài trời 37,3 o C
Q A kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.12 Số liệu nhiệt tỏa ra do lọt không khí tầng 1 – khối A
Nhiệt độ trong phòng, oC
Nhiệt độ ngoài trời , oC
Nhiệt do lọt không khí ra ngoài, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối B: diện tích sàn 3564 m 2 , chiều cao 14,5 m, nhiệt độ phòng 24 o C và nhiệt độ ngoài trời 37,3 o C
Q B kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.13 Số liệu nhiệt tỏa ra do lọt không khí tầng 1 – khối B
Nhiệt độ trong phòng, oC
Nhiệt do lọt không khí ra ngoài, kW
Chọn phòng họp 3 để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 2 – khối A: diện tích sàn 59,4 m 2 , chiều cao 3,5 m, nhiệt độ phòng
24 o C và nhiệt độ ngoài trời 37,3 o C
Q A kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.14 Số liệu nhiệt tỏa ra do lọt không khí tầng 2 – khối A
Nhiệt độ trong phòng, oC
Nhiệt do lọt không khí ra ngoài, kW
Chọn phòng họp 3 để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 2 – khối B: diện tích sàn 59.4 m 2 , chiều cao 3.5 m, nhiệt độ phòng
24 o C và nhiệt độ ngoài trời 37.3 o C
Q B kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.15 Số liệu nhiệt tỏa ra do lọt không khí tầng 2 – khối B
Nhiệt độ trong phòng, oC
Nhiệt do lọt không khí ra ngoài, kW
Vậy tổng nhiệt lượng do lọt không khí ra ngoài được xác định theo công thức:
3.1.5 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 5
Phần lớn các cửa kính cửa sổ đều thẳng đứng, trừ một số cửa sổ ở tầng áp mái có cửa sổ nghiêng
Nhiệt do bức xạ mạ mặt trời vào phòng, được xác định theo công thức:
n t - Hệ số tác dụng tức thời
Q 5 ' - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W
F - Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, m 2 , nếu khung gỗ lấy bằng 0,85F
R T - Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, W/m 2
Tỉnh Bình Dương có tọa độ địa lý từ 10 o 52'00'' đến 11 o 30'00'' vĩ độ Bắc (4)
Bảng 3.16 Hệ số tác động đồng thời n t của bức xạ mặt trời qua kính trần (không có màn che) hoặc có bóng râm bên ngoài
(hoạt động 24/24h, nhiệt độ không khí không đổi) Hướng gs
Bảng 3.17 Hệ số tác động đồng thời n t của bức xạ mặt trời qua kính trần (không có màn che) hoặc có bóng râm bên ngoài
(hoạt động 24/24h, nhiệt độ không khí không đổi) tiếp theo
1 2 3 4 5 Đông – Bắc ≥700 0,08 0,07 0,07 0,06 0,05 Đông ≥700 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06 Đông – Nam ≥700 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 Nam ≥700 0,17 0,15 0,14 0,13 0,12 Tây – Nam ≥700 0,18 0,16 0,14 0,13 0,12 Tây ≥700 0,18 0,16 0,15 0,13 0,12 Tây – Bắc ≥700 0,16 0,14 0,13 0,12 0,10 Bắc ≥700 0,27 0,25 0,23 0,21 0,17
Bảng 3.18 Trích số liệu bảng lượng bức xạ lớn nhất R T max xâm nhập qua cửa kính loại cơ bản vào trong phòng, W/m 2
c - Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức:
H (3-7) Độ cao trung bình 50m so với mặt nước biển ở phía Bắc (3)
Hệ số d s phản ánh sự ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát và nhiệt độ đọng sương trên bề mặt nước biển, với giá trị là 20 o C Hệ số này được xác định thông qua một công thức cụ thể, giúp hiểu rõ hơn về sự biến đổi nhiệt độ trong không khí.
Nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời t N 37,3 o C bằng 37.3 26, 738 t s s
mm - Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây mm 1, khi trời có mây mm 0,85
kh - Hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ lấy kh 1, khung kim loại lấy kh 1,17
m - Hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và kiểu loại kính, khác với kính cơ bản
Bảng 3.19 Trích số liệu đặc tính bức xạ và hệ số kính m
Loại kính Hệ số kính m
Kính trong, phẳng, dày 6mm 0,94
Kính Spectrafloat, màu đồng nâu, 6mm 0,80
Kính Antisum, màu xám, 6mm 0,73
Kính Antisum, màu đồng nâu, 6mm 0,58
Kính Calorex, màu xanh, 6mm 0,57
Kính Stopray, màu vàng, 6mm 0,44
Kính trong tráng màng phản xạ RS20, 6mm 0,34 Kính trong tráng màng phản xạ A18, 4mm 0,33
r - Hệ số mặt trời, khi không có màng che bên trong r 1
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 tại khối A có kính hướng Tây-Nam với tổng chiều dài kính 5,4m và chiều cao trung bình 2m Hệ sống đồng thời n t = 0,47, bức xạ mặt trời đạt 173 W/m² Các hệ số liên quan bao gồm hệ số chiều cao ε c = 1,00115, hệ số chênh lệch nhiệt độ ε d s = 0,912, hệ số mây mù ε mm = 0,85, hệ số khung kim loại ε kh = 1,17, hệ số kính ε m = 1 và hệ số mặt trời ε r = 1.
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.20 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng tầng 1 – khối A
Hệ số chênh lệch nhiệt độ
Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối B có kính hướng Tây – Nam với tổng chiều dài kính 4,7m và chiều cao trung bình 2m Bức xạ mặt trời đạt 173 W/m², với hệ số chiều cao εc là 1,00115, hệ số chênh lệch nhiệt độ εds là 0,912, và hệ số mây mù εmm là 0,85 Hệ số khung kim loại εkh là 1,17, hệ số kính εm là 1, và hệ số mặt trời εr cũng là 1.
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.21 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng tầng 1 – khối B
Hệ số chênh lệch nhiệt độ
Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 2 – khối A có kính hướng Tây – Nam với tổng chiều dài kính 6,4m và chiều cao trung bình 2m Bức xạ mặt trời đạt 173 W/m², với hệ số chiều cao εc = 1,00115, hệ số chênh lệch nhiệt độ εds = 0,912, hệ số mây mù εmm = 0,85, hệ số khung kim loại εkh = 1,17, hệ số kính εm = 1, và hệ số mặt trời εr = 1.
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có: Bảng 3.22
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 2, khối B, được thiết kế với kính hướng Tây-Nam, có tổng chiều dài kính là 9,8m và chiều cao trung bình 2m Bức xạ mặt trời tại khu vực này đạt 173 W/m², với hệ số chiều cao là 1,00115 Hệ số chênh lệch nhiệt độ được xác định là 0,912, trong khi hệ số mây mù là 0,85 Hệ số khung kim loại là 1,17, hệ số kính là 1, và hệ số mặt trời là 1.
Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có: Bảng 3.23
Bảng 3.22 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng tầng 2 – khối A
Bảng 3.23 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng tầng 2 – khối B
Hệ số chênh lệch nhiệt độ
Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng, kW
Hệ số chênh lệch nhiệt độ
Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng, kW
Vậy tổng nhiệt lượng tỏa ra từ các thiết bị điện được xác định theo công thức:
3.1.6 Nhiệt do truyền qua kết cấu bao che Q 6
Nhiệt do truyền qua tường Q 6 1
Nhiệt do truyền qua tường, được xác định theo công thức:
k i - Hệ số truyền nhiệt của tường tương ứng, W /m K 2
F i - Diện tích của tường tương ứng, m 2
t - Chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài tường, K
Hệ số truyền nhiệt của tường, được xác định theo công thức:
N 20 W /m K 2 - Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, N 10 W /m K 2 khi tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài
T 10 W /m K 2 - Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà
R i - Nhiệt trở dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, m K 2 / W
i - độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, m
i - Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, W/mK
Bảng 3.24 Trích số liệu bảng hệ số dẫn nhiệt của một số vật liệu xây dựng
Hệ số dẫn nhiệt , W /mK
Tấm và bản ximăng amiang
Tấm cách nhiệt ximăng amiang
Tấm cách nhiệt ximăng amiang
Bêtông bọt hấp hơi nóng
Bêtông bọt hấp hơi nóng
Tấm thạch cao ốp mặt tường
Tấm và miếng thạch cao nguyên chất
III VẬT LIỆU ĐẤT VÀ VẬT LIỆU NHÉT ĐẦY
IV MÀNG GẠCH XÂY ĐẶC
Gạch thông thường với vửa nặng
Gạch rỗng ( 1300) xây với vữa nhẹ ( 1400)
Gạch nhiều lỗ xây với vữa nặng
V VẬT LIỆU TRÁT VÀ VỮA
Vữa ximăng và vữa trát ximăng
Vữa tam hợp và vữa trát tam hợp
Vữa vôi trát mặt ngoài
Vữa vôi trát mặt trong
Tấm ốp mặt bằng thạch cao
Tấm sợi gỗ cứng ốp mặt
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối A có tổng chiều dài là 39,6m, chiều cao trung bình 7,5m
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường N 20 W /m K 2 , hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà T 10
Theo tiêu chuẩn TCVN 1450-1998, gạch ống 4 lỗ vuông có kích thước 200x130x90mm với bề dày gạch 0,18m và hệ số dẫn nhiệt 0,7 W/mK, cùng với bề dày vữa 0,02m có hệ số dẫn nhiệt 0,93 W/mK, được sử dụng cho tường dày 0,2m Trong điều kiện nhiệt độ phòng 24°C và nhiệt độ ngoài trời 37,3°C, các thông số này sẽ ảnh hưởng đến khả năng cách nhiệt của công trình.
Q A kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.25 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường tầng 1 – khối A
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài
Hệ số tỏa nhiệt phía trong
Hệ số dẫn nhiệt gạch
Hệ số dẫn nhiệt lớp vữa
Hệ số truyền nhiệt của tường,
Nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 1 – khối B có tổng chiều dài là 31,3m, chiều cao trung bình 7,5m
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường N 20 W /m K 2 , hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà T 10
Theo tiêu chuẩn TCVN 1450-1998, gạch ống 4 lỗ vuông có kích thước 200x130x90mm có bề dày 0,18m và hệ số dẫn nhiệt là 0,7 W/mK Tường dày 0,2m bao gồm bề dày vữa 0,02m với hệ số dẫn nhiệt 0,93 W/mK Khi xét nhiệt độ phòng là 24°C và nhiệt độ ngoài trời là 37,3°C, việc tính toán dẫn nhiệt qua tường là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất năng lượng và sự thoải mái trong không gian sống.
Q B kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.26 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường tầng 1 – khối B
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài
Hệ số tỏa nhiệt phía trong
Hệ số dẫn nhiệt gạch
Hệ số dẫn nhiệt lớp vữa
Hệ số truyền nhiệt của tường,
Nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 2 – khối A có tổng chiều dài là 38,6m, chiều cao trung bình 7,5m
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường N 20 W /m K 2 , hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà T 10
Theo tiêu chuẩn TCVN 1450-1998, gạch ống 4 lỗ vuông có kích thước 200x130x90mm có bề dày 0,18m và hệ số dẫn nhiệt là 0,7 W/mK Tường dày 0,2m bao gồm lớp vữa dày 0,02m với hệ số dẫn nhiệt 0,93 W/mK Khi xét đến nhiệt độ phòng là 24°C và nhiệt độ ngoài trời là 37,3°C, việc tính toán hiệu suất cách nhiệt của tường là cần thiết để đảm bảo sự thoải mái và tiết kiệm năng lượng trong không gian sống.
Q A kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.27 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường tầng 2 – khối A
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài
Hệ số tỏa nhiệt phía trong
Hệ số dẫn nhiệt gạch
Hệ số dẫn nhiệt lớp vữa
Hệ số truyền nhiệt của tường,
Nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường, kW
Chọn khu triển lãm để tính điển hình, các phòng – khu còn lại tính tương tự
Khu triển lãm tầng 2 – khối B có tổng chiều dài là 26,2m, chiều cao trung bình 7,5m
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường N 20 W /m K 2 , hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà T 10
Theo tiêu chuẩn TCVN 1450-1998, gạch ống 4 lỗ vuông kích thước 200x130x90mm có bề dày 0,18m và hệ số dẫn nhiệt 0,7 W/mK Tường dày 0,2m bao gồm bề dày vữa 0,02m với hệ số dẫn nhiệt 0,93 W/mK Khi xét nhiệt độ phòng 24°C và nhiệt độ ngoài trời 37,3°C, các thông số này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất cách nhiệt của công trình.
Q B kW Tương tự các phòng – khu còn lại, ta có:
Bảng 3.28 Số liệu nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường tầng 2 – khối B
Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài
Hệ số tỏa nhiệt phía trong
Hệ số dẫn nhiệt gạch
Hệ số dẫn nhiệt lớp vữa
Hệ số truyền nhiệt của tường,
Nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường, kW
Vậy tổng nhiệt lượng truyền qua tường xác định theo công thức:
Nhiệt do truyền qua mái Q 6 2
Tính cân bằng ẩm bằng phương pháp tính tay
Tổng nhiệt thừa được tổng hợp từ các nhiệt thừa khác nhau:
W 1 - Lượng ẩm do người tỏa ra
W 2 - Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm
W 3 - Lượng nhiệt do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm
W 4 - Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị mang từ ngoài vào
3.2.1 Lượng ẩm thoát ra từ người W 1
Lượng ẩm tỏa ra từ người là sự đổ mồ hôi và bay hơi của người trong phòng, được xác định theo công thức:
n - Số người trong phòng, người
g n - Lượng ẩm do 1 người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s
Lượng ẩm trong không khí chịu ảnh hưởng lớn từ nhiệt độ phòng và cường độ làm việc Khi làm việc trong môi trường có nhiệt độ cao, cơ thể sẽ tiết ra nhiều mồ hôi hơn Để tìm hiểu trị số g n, bạn có thể tham khảo bảng dưới đây.
Bảng 3.35 Lượng ẩm do người tỏa ra, g/giờ, người
Trạng thái lao động Nhiệt độ không khí trong phòng
Lao động trí học ( cơ quan, trường học ) 40 40 50 75 115
Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 1 – khối A
Chọn khu triển lãm làm khu điển hình – các khu còn lại tính tương tự
Số người trung bình trong khu triển lãm được tính:
Theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 về thông gió và điều hòa không khí, khu vực phòng họp yêu cầu khoảng 1 m²/người, trong khi khu triển lãm theo quy chuẩn 09-2005 yêu cầu mật độ 9,3 m²/người Với diện tích sàn 5892 m², số người trung bình trong khu vực này khoảng 634 người, tương ứng với công suất thông gió 72910 g/h hay 0,2 kg/s.
Khu sảnh đón ta có theo hồ sơ dự thầu có mật độ là 1,5 m 2 / người
Các phòng khác tính tương tự, ta có:
Bảng 3.36 Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 1 – khối A
Tên khu vực Diện tích sàn, m 2 Số người Trạng thái lao động
Lượng ẩm thoát ra, kg/s
Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 2 – Khối A
Để tính toán diện tích phòng họp, chọn phòng Họp 3 làm ví dụ điển hình, các phòng khác sẽ tính tương tự Theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 về thông gió và điều hòa không khí, mức tiêu chuẩn thiết kế cho doanh nghiệp Việt Nam là khoảng 1 m²/người.
W A 2.1= 61, 6*115p84 g/h = 0,00184 kg/s Các phòng khác tính tương tự, ta có:
Bảng 3.37 Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 2 – khối A
Tên khu vực Diện tích sàn, m 2 Số người Trạng thái lao động Lượng ẩm thoát ra, kg/s
Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 1 – Khối B
Khu triển lãm được chọn làm khu điển hình với các khu còn lại có tính tương tự Theo quy chuẩn 09-2005, các công trình sử dụng năng lượng hiệu quả có mật độ người là 9,3 m²/người Với diện tích sàn 5.390 m², số người trung bình trong khu triển lãm ước tính khoảng 580 người.
Theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 về thông gió và điều hòa không khí, khu vực phòng họp cần có mức tiêu chuẩn khoảng 1 m²/người cho doanh nghiệp Việt Nam Với công suất thông gió là 66700 g/h (tương đương 0,02 kg/s), việc tuân thủ các tiêu chuẩn này là cần thiết để đảm bảo môi trường làm việc thoải mái và hiệu quả.
Khu sảnh đón ta có theo hồ sơ dự thầu có mật độ là 1,5 m 2 / người
Các phòng khác tính tương tự, ta có:
Bảng 3.38 Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 1 – khối B
Tên khu vực Diện tích sàn, m 2 Số người Trạng thái lao động
Lượng ẩm thoát ra, kg/s
Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 2 – khối B
Chọn phòng Họp 5 làm mẫu để tính toán, các phòng họp khác sẽ được áp dụng tương tự Theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 về thông gió và điều hòa không khí, mức tiêu chuẩn thiết kế cho doanh nghiệp Việt Nam là khoảng 1 m²/người.
W B 2.1= 59, 4*115= 6831 g/h = 0,0019 kg/s Các phòng khác tính tương tự, ta có:
Bảng 3.39 Lượng ẩm thoát ra từ người tầng 2 – khối B
Tên khu vực Diện tích sàn, m 2 Số người Trạng thái lao động Lượng ẩm thoát ra, kg/s
Vậy tổng lượng ẩm thoát ra từ người được xác định theo công thức:
3.2.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W 2
Lượng ẩm được bay hơi từ những sản phẩm được mang từ ngoài vào, được xác định theo công thức:
G 2 - Là lưu lượng của sản phẩm, kg/s
Trong công trình khu triển lãm, lượng ẩm có trong sản phẩm vào và ra được ký hiệu là y y 1, 2, với W 2 gần như bằng 0 do lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm là không đáng kể.
3.2.3 Lượng nhiệt do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W 3
Mặt sàn bị ẩm do nhiều nguyên nhân khác nhau cũng làm tăng lượng ẩm trong không khí trong không gian, được xác định theo công thức:
F s - Diện tích mặt sàn bị ẩm, m 2
Nhiệt kế ướt phản ánh trạng thái ẩm trong phòng, đặc biệt tại các khu triển lãm nơi có nhiều công trình ẩm ướt như nhà bếp, phòng giặt ủi và nhà vệ sinh Trong trường hợp sàn nhà ướt do lau chùi tạm thời, không cần xác định yếu tố ẩm Do đó, lượng ẩm bay hơi từ sàn ướt được xem là W3 ≈ 0.
3.2.4 Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị mang từ ngoài vào W 4
Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị mang từ ngoài vào là do lò vi sóng, nồi cơm điện,… được xác định theo công thức:
Trong khu triển lãm, lượng ẩm thoát ra từ các thiết bị là rất nhỏ, với giá trị W 4 gần bằng 0 Điều này cho thấy rằng lượng ẩm bay hơi từ thiết bị mang từ bên ngoài vào không đáng kể, do đặc thù của công trình.
Vậy tổng lượng nhiệt thừa của khối A và khối B được xác định theo công thức:
Tính kiểm tra đọng sương
3.3.1 Kiểm tra đọng sương đối với phần tường không kính
Khi nhiệt độ của vách thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp xúc, hiện tượng đọng sương sẽ xảy ra trên vách, gây ảnh hưởng đến thiết bị trong không gian đó.
Trong mùa hè, khi sử dụng chế độ làm lạnh, nhiệt độ của vách bên trong luôn cao hơn nhiệt độ không khí trong phòng, do đó hiện tượng đọng sương không xảy ra Ngược lại, bên ngoài phòng, nhiệt độ vách lại thấp hơn nhiệt độ không khí bên ngoài, dẫn đến hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài Điều kiện cần thiết để tránh hiện tượng đọng sương bên ngoài là k phải nhỏ hơn 0.95 lần giá trị tối đa.
Trên cơ sở đó khi bắt đầu xuất hiện đọng sương thì: max s n n n s n t t t k k t t
t n s - Nhiệt độ đọng sương bên ngoài vách, o C
Nhiệt độ bên ngoài là 37.3°C, độ ẩm 55% do đó nhiệt độ đọng sương bên ngoài tương ứng là 24.956°C max
Theo số liệu tính phía trên:
Vậy k0.95*k max nên thỏa điều kiện vách không đọng sương
THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ
Lập sơ đồ không khí
4.1.1 Phương thức chọn sơ đồ điều hòa không khí
Sơ đồ điều hòa không khí được thiết kế dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, nhằm đáp ứng nhu cầu của con người và phù hợp với các đặc tính công nghệ trong bối cảnh khí hậu địa phương.
Khi thiết kế sơ đồ điều hòa không khí, cần chú ý đến các thông số quan trọng như nhiệt độ không khí bên ngoài (tn, φn) và bên trong nhà (tt, φt), cũng như lượng nhiệt thừa (Qt) và độ ẩm thừa (Wt) Ngoài ra, cần xem xét quá trình thay đổi trạng thái không khí trong phòng để đảm bảo hiệu quả điều hòa.
Q Nhiệm vụ là phải xác định được quá trình xử lý không khí qua đồ thị i-d, các khâu kiểm tra mức độ sạch của không khí,…
Việc thiết lập sơ đồ không khí tại Việt Nam phụ thuộc vào đặc tính khí hậu của từng địa phương Do mùa đông không rõ rệt ở nước ta, nên sơ đồ điều hòa mùa hè sẽ được áp dụng.
Trung tâm triển lãm WTC thành phố Bình Dương không yêu cầu tiêu chuẩn phòng sạch hay các điều kiện đặc thù khác, do đó dự án sẽ áp dụng sơ đồ 1 cấp.
4.1.2 Sơ đồ điều hòa không khí
Hình 4.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp
1 Van điều chỉnh gió 2 Cửa hồi gió
3 Buồng hòa trộn 4 Bộ xử lý nhiệt ẩm
9 Miệng hút gió hồi 10 Kênh dẫn gió hồi
11 Quạt dẫn gió hồi 12 Cửa gió thải
Nguyên lý sơ đồ điều hòa 1 cấp bắt đầu với không khí bên ngoài ở trạng thái N (tn, φn) được đưa vào buồng hòa trộn qua van điều chỉnh gió Tại đây, không khí hồi từ cửa hồi (2) được trộn lẫn, tạo thành hỗn hợp không khí mới có trạng thái C Hỗn hợp này sau đó đi qua bộ xử lý ẩm, chuyển đổi thành trạng thái O trước khi được quạt (5) dẫn vào phòng Không khí ra khỏi miệng gió sẽ nhận nhiệt thừa Qt và ẩm thừa Wt, thay đổi sang trạng thái T Một phần không khí sẽ thoát ra ngoài qua cửa thải, trong khi phần lớn còn lại sẽ được quạt dẫn gió hồi (11) đưa trở lại buồng hòa trộn, hoàn thành chu trình.
4.1.3 Cách xác định điểm nút đồ thị i-d
Hình 4.2 Đồ thị i-d điều hòa 1 cấp
Trạng thái C là sự kết hợp giữa dòng không khí tươi có lưu lượng G N và trạng thái N(t N , N) với dòng không khí tái tuần hoàn có lưu lượng G T và trạng thái T(t N , N).
Quá trình VT là quá trình không khí tự thay đổi trạng thái khi nhận nhiệt thừa và ẩm thừa nên có hệ số góc tia
Q Điểm O V có O 0,95 Từ phân tích trên ta có cách xác định các điểm nút như sau :
- Xác định các điểm N, T theo các thông số tính toán ban đầu
- Xác định điểm hòa trộn C theo tỉ lệ hòa trộn Ta có:
G N - Lưu lượng gió tươi cần cung cấp được xác định theo điều kiện vệ sinh, kg/s
G - Lưu lượng gió tổng tuần hoàn qua thiết bị xử lý không khí, kg/s
- Điểm O V là giao nhau của đường
Q đi qua điểm T với đường
Nối CO ta có quá trình xử lý không khí.
Tính năng suất của thiết bị lạnh
Lưu lượng gió cấp vào phòng
Lượng gió tươi cấp vào phòng
Lưu lượng gió tuần hoàn:
Công suất của thiết bị xử lý không khí
Năng suất làm khô thiết bị
4.2.1 Thông số năng suất lạnh khối A
Ta có điểm N là nhiệt độ môi trường t N 37,3 o C , độ ẩm N 55%
Ta có điểm T là nhiệt độ trong phòng t T 24 o C , độ ẩm T 55%
Ta có điểm O V là nhiệt độ trong đường ống t V t T a 24 (7 10) 15 o C , độ ẩm V 95%
Chọn khu triển lãm làm ví dụ điển hình Các phòng, khu còn lại tính tương tự
Ta có nhiệt độ cần đạt để làm lạnh trong phòng là 24 o C , độ ẩm là 55%, nhiệt độ ngoài trời là 37,3 o C, độ ẩm là 55%
Với t V 15 o C , độ ẩm V 95% ta tra đượcI V 40, 733 kJ kg /
Với t T 24 o C , độ ẩm T 60% ta tra được I T 50,302 kJ kg /
Ta có công thức tính lưu lượng gió cấp vào phòng t T
Ta có công thức tính gió tươi cấp vào phòng:
Ta có thể tích gió tuần hoàn :
1, 2 = 37,035 kg s / Lưu lượng gió hồi:
G T = 39,998 kg s / Điểm hòa trộn C qua I C hoặc d C
Vì theo bản vẽ thì khu sảnh lấy gió tươi từ bên ngoài, mà nhiệt độ kho là 37,3 o C, độ ẩm là 55% nên I N 95,144kJ kg/ kk
Năng suất lạnh yêu cầu
Tất cả các phòng còn lại tương tự ta có:
Bảng 4.1 Thông số năng suất lạnh của các phòng khối A
Lưu lượng gió cấp, / kg s
Lưu lượng gió tươi cấp, / kg s
Lưu lượng gió hồi, / kg s
Enthanpy đường ống, / kJ kg
Enthanpy bên trong phòng, / kJ kg
Enthanpy bên ngoài, / kJ kg
Enthanpy điểm hòa trộn, / kk kJ kg
4.2.2 Thông số năng suất lạnh khối B
Ta có điểm N là nhiệt độ môi trường t N 37,3 o C , độ ẩm N 55%
Ta có điểm T là nhiệt độ trong phòng t T 24 o C , độ ẩm T 55%
Ta có điểm O V là nhiệt độ trong đường ống t V t T a 24 (7 10) 15 o C , độ ẩm V 95%
Chọn khu triển lãm làm ví dụ điển hình Các phòng, khu còn lại tính tương tự
Ta có nhiệt độ cần đạt để làm lạnh trong phòng là 24 o C , độ ẩm là 55%, nhiệt độ ngoài trời là 37,3 o C, độ ẩm là 55%
Với t V 15 o C , độ ẩm V 95% ta tra đượcI V 40, 733 kJ kg /
Với t T 24 o C , độ ẩm T 60% ta tra được I T 50,302 kJ kg /
Ta có công thức tính lưu lượng gió cấp vào phòng
Ta có công thức tính gió tươi cấp vào phòng:
Ta có thể tích gió tuần hoàn :
1.2 = 29,627 kg s / Lưu lượng gió hồi:
G T = 31,970 kg s / Điểm hòa trộn C qua I C hoặc d C
Vì theo bản vẽ thì khu sảnh lấy gió tươi từ bên ngoài, mà nhiệt độ kho là 37,3 o C, độ ẩm là 55% nên I N 95,144kJ kg/ kk
Năng suất lạnh yêu cầu
Tất cả các phòng còn lại tương tự ta có:
Bảng 4.2 Thông số năng suất lạnh của các phòng khối B
Lưu lượng gió cấp, / kg s
Lưu lượng gió tươi cấp, / kg s
Lưu lượng gió hồi, / kg s
Enthanpy đường ống, / kJ kg
Enthanpy bên trong phòng, / kJ kg
Enthanpy bên ngoài, / kJ kg
Enthanpy điểm hòa trộn, / kk kJ kg
Tính năng suất thiết bị bằng phần mềm
Theo tiêu chuẩn TCVN 4601-2012 công sở cơ quan hành chính nhà nước yêu cầu thiết kế, ta có:
Chiều cao thông thủy của phòng họp, phòng làm việc là 3m đến 3.6m Khi sử dụng điều hòa trung tâm thì cho phép hạ tầng giảm độ cao xuống còn 2,7m
Khu vực sảnh chính của tòa nhà được phép nâng lên 3,9m đến 4,2m
Chiều cao cho các phòng đặt các thiết bị kĩ thuật thiết kế theo yêu cầu sử dụng nhưng không được nhỏ hơn 1,8m
Chiều cao thông thủy của nhà vệ sinh, kho các loại là 2,2m
Chiều cao thông thủy của hành lang chung và sảnh bên được thiết kế là 2,4m Để tính toán tải cho không gian dự án một cách thuận tiện, chúng tôi đã sử dụng phần mềm Trace 700 của Trane.
Sơ lược về Trace 700 của Trace
Trace 700 là phần mềm mạnh mẽ giúp tính toán tải lạnh và tải nóng cho các công trình nhiệt lạnh và điều hòa không khí, dựa trên các dữ liệu và thông số theo tiêu chuẩn ASHRAE Ngoài ra, người dùng có thể tự định nghĩa và hiệu chỉnh các tham số để phù hợp với từng trường hợp cụ thể.
Giao diện của Trace 700 rất đơn giản và trực quan, giúp người dùng dễ dàng sử dụng Nhờ vào tính năng tạo bảng mẫu thông số (template), Trace 700 giúp tiết kiệm thời gian và công sức trong việc tính toán cho các công trình lớn và phức tạp.
Trace 700 giúp người dùng theo dõi năng lượng tiêu thụ của hệ thống trong suốt thời gian hoạt động, dựa trên lịch làm việc được thiết lập theo các điều kiện cụ thể của công trình.
Trace 700 giúp người dùng nhập liệu các chi phí năng lượng như điện và dầu, cũng như các chi phí đầu tư khác như thuế và bảo trì Phần mềm này cho phép tính toán tổng chi phí đầu tư, chi phí vận hành và thời gian hoàn vốn của hệ thống một cách chính xác.
Trace 700 hoạt động trên nền tảng Windows, cho phép tính toán liên tục trong 8760 giờ mỗi năm hoặc tùy chỉnh thời gian theo nhu cầu Phần mềm tích hợp nhiều hệ thống phân phối gió và các thiết bị chính được xây dựng sẵn, có khả năng điều chỉnh linh hoạt theo yêu cầu của người dùng Các thiết bị này có thể áp dụng cho tất cả các nhà sản xuất.
Công ty Trane cam kết thực hiện vai trò của một nhà sản xuất chuyên nghiệp trong ngành công nghiệp, với nhiệm vụ chính là cập nhật, thu thập và phổ biến thông tin một cách rộng rãi.
65 các phòng thí nghiệm, chương trình thử nghiệm, từ thực tế và các kinh nghiệm đúc kết được
Trace 700 được đánh giá, kiểm chứng theo nhiều phương pháp:
ASHRAE Standard 62.1-2004, dựa trên các mẫu của IEA BESTEST
Theo phương pháp hồi qui bằng cách sử dụng số lượng lớn các số liệu đã có sẵn và đưa vào phần mềm để kiểm tra
Theo kết quả tính toán
Sử dụng phần mềm Trace 700, người dùng có thể nhập các thông số cần thiết để tính toán năng suất lạnh cho các phòng trong khối A, như được thể hiện trong hình 5.3 dưới đây.
Hình 4.3 Năng suất lạnh khối A sử dụng phần mềm Trace 700 Bảng 4.3 Năng suất lạnh khối A sử dụng phần mềm Trace 700
STT Tên khu vực Phần mềm, kW
Sử dụng phần mềm Trace 700, sau khi nhập các thông số cần thiết, chúng ta có thể tính toán năng suất lạnh cho các phòng thuộc khối B, như thể hiện trong hình 5.4 dưới đây.
Hình 4.4 Năng suất lạnh khối B sử dụng phần mềm Trace 700 Bảng 4.4 Năng suất lạnh khối B sử dụng phần mềm Trace 700
STT Tên khu vực Phần mềm, kW
So sánh năng suất lạnh phương pháp tính tay, phần mềm và thực tế bản vẽ
Năng suất lạnh của khối A đã được xác định thông qua phương pháp tính tay, phần mềm và dữ liệu tư vấn thiết kế từ công ty B.I.M Group, tạo ra bảng so sánh chi tiết.
Bảng 4.5 So sánh năng suất lạnh của khối A giữa phương pháp tính tay, phần mềm và số liệu tư vấn thiết kế của công ty B.I.M Group
STT Tên khu vực Phương pháp tính tay, kW
Số liệu tư vấn thiết kế, kW
Bảng so sánh năng suất lạnh của khối B được lập dựa trên phương pháp tính tay, phần mềm và số liệu tư vấn thiết kế từ công ty B.I.M Group.
Bảng 4.6 So sánh năng suất lạnh của khối B giữa phương pháp tính tay, phần mềm và số liệu tư vấn thiết kế của công ty B.I.M Group
STT Tên khu vực Phương pháp tính tay, kW
Số liệu tư vấn thiết kế, kW
Bảng 4.7 Tỉ lệ số liệu giữa phương pháp tính tay và tư vấn thiết kế công ty B.I.M Group
STT Tên khu vực Số liệu phương pháp tính tay, kW
Số liệu tư vấn thiết kế, kW
Tỉ lệ số liệu tư vấn thiết kế/phương pháp tính tay
3 Khu vực triễn lãm (khối A) 624,550 1720,000 275,4%
4 Khu vực triễn lãm (khối B) 499,201 1380,000 276,44%
Tính toán thông gió cho dự án
Hệ thống điều hòa không khí bao gồm nhiều thành phần như thông gió và xử lý không khí, sử dụng các thiết bị chuyên dụng Quạt là thiết bị quan trọng để vận chuyển không khí tươi vào không gian điều hòa Trong phòng, miệng cấp và miệng hồi được bố trí với số lượng tương xứng để đảm bảo hiệu quả hoạt động.
Hệ thống điều hòa không khí nhân tạo cần hiểu rõ về phân phối gió và luân chuyển không khí trong không gian Việc xác định vị trí phát nhiệt và phát ẩm là cần thiết để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng năng lượng và đảm bảo điều kiện không khí trong lành.
4.5.1 Tổ chức trao đổi không khí trong không gian điều hòa
Khi bố trí dàn lạnh cho các không gian, cần đảm bảo các điều kiện sau để tối ưu khả năng làm lạnh: vị trí lắp đặt dàn lạnh phải đảm bảo không bị cản trở bởi vật dụng khác, lưu thông không khí tốt và được phân bổ đồng đều trong không gian.
Phù hợp với kiến trúc không gian, không vi phạm vào kết cấu ban đầu
Ống gas phải ngắn nhất để thuận tiện cho việc lắp đặt, bảo dưỡng
Ống thoát nước phải được tập trung dẫn về nơi phù hợp gần nhất như nhà vệ sinh, bồn rửa chén,…
Đáp ứng được khả năng phân phối gió cho cả mùa hè và mùa đông
Trong các dự án văn phòng tại Việt Nam, việc sử dụng FCU treo trần được xem là phương pháp hiệu quả nhất để tránh vấn đề vệ sinh do chuột, bọ sinh sôi trong trần giả FCU thường được lắp đặt gần hành lang, giúp lấy gió tươi dễ dàng và tiết kiệm ống dẫn nước ngưng Một số trường hợp còn tận dụng hành lang phụ hoặc khối BOH để tối ưu hóa việc phân phối gió tươi vào không gian Để đảm bảo hiệu quả, cần bố trí nhiều miệng thổi gió, với số lượng miệng hồi và miệng thổi tương xứng, tùy thuộc vào năng suất lạnh của FCU.
Một miệng thổi tương ứng với 69, có thể sử dụng loại miệng thổi bốn hướng hoặc đa hướng tròn kết nối với ống gió mềm Việc lựa chọn loại miệng gió phù hợp tùy thuộc vào kiến trúc không gian.
Đối với không gian lớn như nhà hàng, trung tâm thương mại và cơ sở thể thao có diện tích trên 500 m², việc sử dụng điều hòa lắp mái và AHU là lựa chọn hợp lý Tuy nhiên, cần chú ý đến độ ồn, đặc biệt tại các cơ sở y tế và bệnh viện Do đó, việc sử dụng ống mềm tiêu âm và cách âm tường là giải pháp hiệu quả để giảm thiểu tiếng ồn trong các dự án này.
4.5.2 Tính toán hệ thống ống gió bằng phương pháp đồ thị
Những lưu ý khi tính toán ống gió
Những lưu ý khi tính toán ống gió:
Thiết kế ống gió cần đơn giản và hợp lý, đảm bảo hiệu quả phân phối gió trong không gian Việc lựa chọn ống gió phù hợp với điều kiện khí hậu của công trình là rất quan trọng, đồng thời cần tránh làm chiếm diện tích hữu ích của không gian.
Nghiên cứu kĩ kiến trúc xây dựng dự án để thuận tiện cho việc bảo trì bảo dưỡng, tránh cho ống qua dầm qua đà
Kích thước và tiết diện của ống gió được xác định dựa trên lưu lượng và tốc độ gió cho phép từ ngoài vào không gian
Khi thiết kế hệ thống thông gió, cần tính toán kỹ lưỡng trở kháng và tổn thất áp suất qua các co, chạc ba ống gió, cũng như các thiết bị như van gió, phin gió và van điều chỉnh VCD Việc này rất quan trọng để lựa chọn quạt với cột áp phù hợp cho cả đường hút và đường thổi.
Khi lựa chọn quạt, tốc độ không khí qua quạt là yếu tố quan trọng nhất cần xem xét Tốc độ gió cao và công suất quạt lớn sẽ dẫn đến độ ồn tăng, nhưng bù lại, kích thước ống gió sẽ được thu nhỏ Trên đường ống gió, có nhiều vị trí mà tốc độ gió có thể được xác định dựa trên kinh nghiệm Đặc biệt, tốc độ gió tại các miệng thổi và miệng hút trong khu vực làm việc cũng có giá trị kinh nghiệm nhất định.
Miệng gió khe dài 2 slot : 1200x90 : 400 m 3 / h ( v=2m s/ )
Miệng gió khe dài 3 slot : 1600x140 : 800 m 3 / h (v = 2m s/ )
Bảng 4.8 Tốc độ gió khuyên dùng và tốc độ tối đa trong không gian làm việc
Tốc độ khuyên dùng, m s/ Tốc độ tối đa, m s/ Nhà ở
Trường học, rạp hát, nơi công cộng
Các nhà xưởng công nghiệp
Trường học, rạp hát, nơi công cộng
Các nhà xưởng công nghiệp
Cửa đẩy của quạt 5,0-8,1 6,6-10 8,1-12 7,5-10 8,6-14 8,6-14 Ống gió chính 3,5-4,5 5,0-7,0 6,1-9,1 4,1-6,1 5,6-8,1 7,0-11 Ống gió nhánh 3,0 3,0-4,5 4,1-5,0 3,5-5,0 4,1-7,0 5,0-9,2 Ống gió nhánh
4.5.3 Tính toán hệ thống ống gió bằng phương pháp phần mềm ductchecker
Ductchecker là phần mềm hỗ trợ tính toán kích thước ống gió và miệng gió trong thiết kế hệ thống máy lạnh và thông gió Phương pháp tính toán của Ductchecker dựa trên tổn thất ma sát đồng đều cho đường ống gió, giúp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
Ductchecker gồm 2 mục tính chọn:
- Duct Size: tính kích thước ống gió
- Diffuser, Air Grille: tính kích thước miệng gió
Chọn phòng họp 1 tầng 1 – khối A để tính chọn điển hình, tất cả các phòng còn lại tính tương tự
Để tính kích thước ống gió, đầu tiên, bạn cần nhấp vào thanh "duct size" và nhập thông số cần tính cho phòng họp ở tầng 1, cụ thể là khối A với máy Daikin có công suất lạnh 9kW và lưu lượng 1170 m³/h Dựa vào lưu lượng tổng 1170 m³/h, bạn chọn kích thước ống gió là 400x200mm, nhằm đạt được hệ số tổn thất khoảng 0,808Pa/m, gần bằng 1Pa/m.
Hình 4.5 Ta chọn kích thước cho phù hợp với kết cấu, ở đây sẽ chọn là 300x200mm
Hình 4.6 Kích thước miệng gió đã được xác định
Theo bản vẽ mặt bằng, ống gió chính được chia thành hai nhánh tại vị trí ngã ba, dẫn đến việc sử dụng gót giày giảm size ống Lưu lượng khí trong ống gió lúc này chỉ còn 292,5 m³/h, tương ứng với kích thước ống gió là 250x250mm.
Hình 4.7 Kích thước sau khi giảm size ống gió, chọn 250x250mm
Để tính kích thước miệng gió, đầu tiên bạn cần truy cập mục diffuser và air grilled, sau đó nhập lưu lượng cần thiết Theo bản vẽ, có 2 miệng cấp và 1 miệng hồi, do đó lưu lượng mỗi miệng cấp sẽ là 585 m³/h.
Để xác định xem vận tốc tại mặt miệng gió tròn kích thước 350 mm có đạt yêu cầu hay không, hãy truy cập vào mục "Properties of selected diffuser, air grille" để kiểm tra các thông số liên quan.
Hình 4.9 Kết quả sau khi kiểm tra kích thước
Với kích thước cổ miệng gió là 350, vận tốc tại mặt miệng gió đạt 2,41 m/s, điều này cho thấy lượng không khí cấp vào không gian là hợp lý Đồng thời, lưu lượng khí ra khỏi miệng gió đạt 606 m³/h.
Ta có một số quy định về giới hạn kết nối ống mềm với miệng gió:
Lmax = 2m ( theo Tiêu chuẩn nước ngoài)
Lmax = 3m ( theo ghi chú hồ sơ thiết kế, kỹ thuật thi công tại Việt Nam)
