Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm tiếng anh – khu nam việt á đà nẵng

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ MÁY-Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí phù hợp cho công trình, xác định các quá trình thayđổi trạng thái

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT CHUYÊN NGÀNH: CƠ NHIỆT ĐIỆN LẠNH

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI TRUNG TÂM TIẾNG

ANH – KHU NAM VIỆT Á ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thành Sơn Sinh viên thực hiện: Võ Hoàng

Mã sinh viên: 1811504310209 Lớp: 18N2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

KHOA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐẠI HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

CHUYÊN NGÀNH: CƠ NHIỆT ĐIỆN LẠNH

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẠI TRUNG TÂM TIẾNG

ANH – KHU NAM VIỆT Á ĐÀ NẴNG

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thành Sơn Sinh viên thực hiện: Võ Hoàng

Mã sinh viên: 1811504310209 Lớp: 18N2

Đà Nẵng, 06/2022

trang này bằng Nhận xét của người hướng dẫn}

(nếu có), hoặc thay trang này bằng Nhận xét, đánh giá của doanh nghiệp}

trang này bằng Nhận xét của người phản biện}

Tên đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm tiếng anh – khuNam Việt Á Đà Nẵng.

Sinh viên thực hiện: Võ Hoàng

Mã SV: 1811504310209 Lớp: 18N2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Giới thiệu tổng quan về trung tâm tiếng anh tại khu Nam Việt Á – Đà Nẵng Giới thiệu

về điều hòa không khí, vai trò và phân loại các hệ thống điều hòa không khí, lựa chọnthông số tính toán và sơ đồ điều hòa không khí

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

Chương này nhằm tính toán các tổn thất nhiệt thừa và ẩm thừa cho từng không gianđiều hoà của công trình để xác định năng suất lạnh yêu cầu của từng không gian điềuhoà và của tổng thể công trình, đồng thời kiểm tra hiện tượng đọng sương bên ngoàikết cấu

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ CHỌN THIẾT BỊ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

MÁY-Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí phù hợp cho công trình, xác định các quá trình thayđổi trạng thái của không khí trên đồ thị I-d nhằm mục đích xác định các khâu cần xử lí

và năng suất của nó để đạt được trạng thái không khí cần thiết trước khi thổi vàophòng, làm cơ sở tính chọn thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY CHO HỆ THỒNG ĐIỀU HÒA

Tính chọn công suất lạnh ứng với điều kiện vận hành,dựa vào công suất ta chọn dànlạnh và dàn nóng cho công trình

CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ

Chọn quạt phù hợp với từng phòng nhằm cung cấp đủ lượng gió tươi, phân tích hiểuđược mục đích tiêu âm và khử khuẩn

này bằng Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp}

Nước ta là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới Do đó, điều hòa khôngkhí chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống sinh hoạt và cả trong công nghệ.Trongnhững năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điều hòa khôngkhí cũng có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở nên quen thuộc trong đờisống và sản xuất.

Khi mà cuộc sống kinh tế nâng cao thì nhu cầu về điều hòa ngày càng cao vàcấp thiết hơn Chính vì vậy mà ngày nay, điều hòa là tiện nghi không thể thiếu trongcác tòa nhà, trường học, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, một số phân xưởng; các dịch

vụ du lịch, văn hóa, y tế (bệnh viện), thể thao mà còn trong các căn hộ, nhà ở cácphương tiện đi lại như ô tô, tàu hỏa, tàu thủy,…

Điều hòa công nghệ trong những năm qua cũng đã hỗ trợ đắc lực cho nghiềungành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình côngnghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in, ấn, điện tử, vi điện tử,bưu điện, viễn thông, máy tính, quang học, cơ khí chính xác, hóa học,…

Với đề tài “ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍTẠI TRUNG TÂM TIẾNG ANH – KHU NAM VIỆT Á ĐÀ NẴNG ” Sau khi tìmhiểu và tiến hành làm đồ án, cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo chịu tráchnhiệm hướng dẫn về đề tài này đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích và kinhnghiệm cho công việc tương lai của mình

Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướngdẫn tận tình của Th.S NGUYỄN THÀNH SƠN vàcác thầy cô khác trong khoa, em hyvọng đồ án môn học của mình sẽ hoàn thành tốt đẹp Trong phần thuyết minh này em

sẽ cố gắng trình bày một cách mạch lạc từ đầu đến cuối, tuy nhiên trong khi làm đồ ánkhông tránh khỏi thiếu sót, nhầm lẫn Vì vậy, rất mong nhận được ý kiến đóng góp xâydựng của bạn đọc, sự chỉ bảo quý báu của thầy cô Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày…tháng…năm 2022

Sinh viên thực hiện

Võ Hoàng

Tôi tên là: Võ Hoàng, sinh viên lớp 18N2, Khoa Công Nghệ Nhiệt – Điện Lạnh,trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật, Đại học Đà Nẵng Tôi xin cam kết, đồ án này làsản phẩm của tôi và do chính bản thân tôi tự tính toán và thiết kế Mọi thông tin thamkhảo từ các tài liệu khác trong đồ án này đều được tôi trích dẫn tài liệu đầy đủ Đồngthời các hành động sao chép từ đồ án này mà chưa được sự cho phép từ tôi thì đượcxem là hành động vi phạm bản quyền của tác giả.

Sinh viên thực hiện

Võ Hoàng

Nhận xét của người hướng dẫn

Nhận xét của người phản biện

Tóm tắt

Nhiệm vụ đồ án

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ v

DANH SÁCH CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2

1.1 Khái niệm về điều hòa không khí 2

1.1.1 Vai trò của điều hòa không khí 2

1.1.2 Các hệ thống điều hòa không khí 4

1.2 Giới thiệu công trình 6

1.3 Lựa chọn phương án điều hòa cho công trình 7

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 11

2.1 Tính phụ tải nhiệt QT 11

2.1.1 Xác định lượng nhiệt thừa QT: 11

2.1.2 Bảng kết quả tính toán (chỉ tính cho các phòng lắp điều hòa) 19

2.2 Tính cân bằng ẩm WT 27

2.3 Tính kiểm tra đọng sương: 29

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ CHỌN MÁY- THIẾT BỊ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 31

3.1 Lựa chọn sơ đồ 31

3.1.1 Sơ đồ: 31

3.1.2 Nguyên lý làm việc: 32

3.1.3 Xác định các điểm nút trên đồ thị I - d: 32

3.2 Tính toán năng suất các thiết bị: 34

CHƯƠNG 4: CHỌN MÁY CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA 38

4.1 Lựa chọn hãng sản xuất 38

4.1.1 Chọn kiểu dàn lạnh 38

4.1.3 Lựa chọn thiết bị chính 42

4.2 Tính toán đường ống dẫn nước ngưng 48

4.3 Tính toán thiết kế đường ống gas 48

CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 53

5.1 Tính chọn quạt 53

5.1.1 Phân loại quạt 53

5.1.2 Tính kích thước miệng gió 55

5.2 Tính chọn thiết bị tiêu âm 56

5.2.1 Khái niệm tiếng ồn 56

5.2.1 Các ảnh hưởng của tiếng ồn 56

KẾT LUẬN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 1

BẢNG 1.1 Các thông số về diện tích và chiều cao

BẢNG 1.2 Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời

BẢNG 2.1 Mức độ hoạt động của không gian làm việc

BẢNG 2.2 Diện tích kính theo các hướng như sau

BẢNG 2.11 Bảng tổng hợp kết quả nhiệt thừa của mỗi phòng QT

BẢNG 2.12 Bảng tổng hợp kết quả nhiệt ẩm của mỗi tầng WT

BẢNG 3.1 Bảng thông số tại các điểm nút ( tra theo đồ thị I – d )

BẢNG 3.2 :Bảng thông số tính toán cho các tầng như sau

BẢNG 3.3:Bảng kết quả tính toán sơ đồ

BẢNG 4.1 So sánh các thông số của R22 và R410a

BẢNG 4.2 Bảng chọn dàn lạnh cho các tầng như sau:

BẢNG 4.3 Bảng chọn dàn nóng theo bảng dưới :

BẢNG 4.4 Đường kính ống dãn môi chất theo tiêu chuẩn:

BẢNG 4.5 Từ catalogue của máy có được ống đồng máy lạnh tương ứng

HÌNH 2.1 Cấu trúc dải nền

HÌNH 3.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

HÌNH 3.2 Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn một cấp trên đồ thị i-d

HÌNH 3.3 Sơ đồ tuần hoàn một cấp khi nhiệt độ tv thấp

HÌNH 4.1: Sơ đồ nối ống gas

Q - Lưu lượng không khí tươi; nhiệt lượng

Vk - Lượng khí CO2 do con người thải ra thông qua hoạt động hít thở

 - Nồng độ CO2 cho phép trong không gian cần điều hòa

a - Nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh

tT, T - Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng

tN, N - Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí ở ngoài trời

tmax,  max - Là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm

ki - Hệ số truyền nhiệt của lớp thứ i

Fi - Diện tích lớp thứ i

N - Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che

RT - Nhiệt trở tỏa nhiệt giữa vách trong với không khí trong nhà

T - Hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt trong của kết cấu bao che

i - Bề dày của lớp vật liệu thứ i

i - Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i

Qtỏa - Nhiệt do các nguồn nhiệt có trong không gian điều hòa tỏa ra

Qt - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che do chênh nhiệt độ

Qbx - Nhiệt truyền qua kết cấu bao che do bức xạ

QT - Nhiệt thừa trong không gian điều hòa;

1, 2, 3, 4- Hệ số kể đến độ trong suốt của kính, độ bẩn của kính, độ che khuất củacửa và của hệ thống che nắng

qbx - Cường độ bức xạ mặt trời

Q1, Q2, Q3 - Nhiệt do đèn, người, máy tỏa ra.

g - Lượng ẩm do một người tỏa ra

q - Lượng nhiệt do một người tỏa ra

W - Năng suất làm khô

p1 - Tổn thất áp suất trên một mét chiều dài

MỞ ĐẦU

1 Mục đích thực hiện đề tài:

- Hiện nay các hệ thống điều hòa không khí được sử dụng rộng rãi cho các côngtrình Ngoài việc duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệthống không khí còn có khả năng giữ độ ẩm không khí trong không gian đó ổn định ởmột mức quy định Bên cạnh đó, điều hòa không khí còn có chức năng làm lạnh khônggian điều hòa

- Trung tâm Tiếng Anh dựa trên những ưu điểm, nhược điểm của các hệ thốngđiều hòa ta chọn hệ thống điều hòa VRV

2 Mục tiêu của đề tài:

- Tính cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm của công trình

- Lập sơ đồ điều hòa không khí

- Tính chọn, bố trí dàn nóng, dàn lạnh

- Tính chọn thiết bị phụ

3 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu:

- Đồ án được xây dựng trên phạm vi: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRVcho trung tâm tiếng anh

- Đối tượng được áp dụng: Trung tâm tiếng anh khu Nam Việt Á – Đà Nẵng



CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Khái niệm về điều hòa không khí

Điều hòa không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, côngnghệ và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí phù hợp với công nghệ sản xuất,chế biến hoặc tiện nghi đối với con người Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trongkhông gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệ thống điều hòa không khí còn phải giữ độkhông khí trong không gian đó ổn định ở mức qui định nào đó Bên cạnh đó, cần phảichú ý đến vấn đề bảo vệ độ trong sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thônghợp lí của dòng không khí

Có thể chia khái niệm điều hòa không khí thường được mọi người sử dụng thành

ba loại với các nội dung rộng, hẹp khác nhau:

- Điều tiết không khí: Thường được dùng để thiết lập các môi trường thích hợpvới việc bảo quản máy móc, thiết bị, đáp ứng các yêu cầu của công nghệ sản xuất, chếbiến cụ thể

- Điều hòa không khí: Nhằm tạo ra môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt củacon người

- Điều hòa nhiệt độ: Nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp

Như vậy phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể khác nhau, việc điều chỉnh nhiệt

độ trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng theo chiều hướng giảm sovới nhhiệt độ của môi trường xung quanh Tương tự như vậy, độ ẩm của không khícũng có thể được điều chỉnh không chỉ giảm mà còn có khi còn được tăng lên so với

độ ẩm ở bên ngoài

1.1.1 Vai trò của điều hòa không khí

- Hệ thống điều hòa không khí áp dụng lần đầu tiên vào khoảng năm 1920 mụcđích của nó nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người và thiếtlập các điều kiện phù hợp với các công nghệ sản xuất, chế biến, bảo quản máy mócthiết bị,…

- Trước đây thường có ý nghĩ sai lầm rằng hệ thống điều hòa không khí là hệthống dùng để làm mát không khí Thật ra vấn đề không hoàn toàn đơn giản như vậy.Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệthống điều hòa không khí phải giữ độ ẩm không khí trong không gian đó ổn định ởmột mức quy định nào đó Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến vấn đề bảo đảm độ trongsạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng không khí

- Một hệ thống điều hòa không khí đúng nghĩa là hệ thống có thể duy trì trạngthái của không khí trong không gian cần điều hòa ở trong vùng quy định nào đó, nókhông thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài hoặc sự biếnđổi của phụ tải bên trong Từ những điều đã nói, rõ ràng có một mối liên hệ mật thiếtgiữa các điều kiện thời tiết ở bên ngoài không gian cần điều hòa với chế độ hoạt động

và các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí

- Mặc dù hệ thống điều hòa không khí có những tính chất tổng quát đã nêu trên,tuy nhiên trong thực tế người ta thường quan tâm đến chức năng cải thiện và tạo ramôi trường tiện nghi nhằm phục vụ con người là chủ yếu Với ý nghĩa đó, có thể nóirằng, trong điều kiện khí hậu Việt Nam, nhất là ở các tỉnh phía Nam, nhiệm vụ của hệthống điều hòa không khí thường chỉ là làm giảm nhiệt độ và độ ẩm không khí ở bêntrong không gian cần điều hòa so với không khí ở bên ngoài và duy trì nó ở vùng đãquy định Điều hòa không khí không chỉ ứng dụng cho các không gian đứng yên như:nhà ở, hội trường, nhà hát, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, văn phòng làm việc,…Màcòn ứng dụng cho các không gian di động như ô tô, tàu thủy, xe lửa, máy bay,…

a Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới con người

- Tùy từng mục đích cụ thể mà hệ thống điều hòa không khí có chức năng khácẢnh hưởng của môi trường không khí đến con người bao gồm các yếu tố như: Nhiệt

độ, độ ẩm tương đối, tốc độ không khí, nồng độ bụi, nồng độ chất độc hại, nồng độ

CO2, độ ồn Nhưng trong đồ án em chỉ xử lý phần nhiệt độ nên em chỉ trình bày vềphần này

- Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người Cơ thể con người

có nhiệt độ là ttc = 37oC Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn tỏa ra nhiệtlượng qtỏa Lượng nhiệt do cơ thể tỏa ra phụ thuộc vào cường độ vận động, giới tính,…

Để duy trì thân nhiệt cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường qua 2 hìnhthức: truyền nhiệt và tỏa ẩm

- Nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 22 ÷ 270C

b Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở 370C Để có thể giữ được nhiệt

độ này người luôn sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn nhiệt lượng Trong bất kì hoàncảnh nào con người sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn nhiệt lượng cơ thể cần để duy trì

ở 370C Vậy lượng nhiệt dư thừa này cần phải thải vào môi trường không khí xungquanh bề mặt bên ngoài cơ thể người bằng hai phương thức truyền nhiệt: đối lưu, bứcxạ

Qua nghiên cứu, thấy rằng con người thấy thoải mái dễ chịu khi sống trong môitrường không khí có nhiệt độ 22 – 270C

c Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối

Độ ẩm tương đối của không khí được tính bằng %, không khí chưa bảo hòa <100%, không khí bão hòa = 100% Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyếtđịnh tới lượng nhiệt ẩm bay hơi từ cơ thể người vào không khí Qua nghiên cứu ta thấycon người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩm tươngđối bằng 60 – 70%

d Ảnh hưởng của tốc độ không khí

Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể bằng đối lưu

và bằng 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 0,25m/s

e Độ ồn

Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồncao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: stress, bồn chồn và gâycác rối loạn gián tiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh Mặt khác khi độ ồnlớn có thể làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn làgây sự khó chịu cho con người

Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệthống điều hòa không khí

1.1.2 Các hệ thống điều hòa không khí

- Hệ thống điều hoà cục bộ: Máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà hai mảnh, kiểughép, kiểu rời thổi tự do

- Hệ thống điều hoà phân tán: Máy điều hoà VRV, máy điều hoà làm lạnh bằngnước (water chiller)

- Hệ thống điều hoà trung tâm: Máy điều hoà dạng tủ cấp gió bằng hệ thống kênhgió

a Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ

Đây là hệ thống chỉ điều hòa không khí trong một phạm vi hẹp, thường chỉ mộtphòng riêng độc lập hoặc một vài phòng có diện tích nhỏ Phổ biến là dạng máy điềuhòa 2 mảnh

Máy điều hòa rời gồm hai cụm: dàn nóng và dàn lạnh được bố trí tách rời nhau.Nối liên kết giữa hai cụm là các ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển

*Ưu điểm:

- Giá thành rẻ

- Dễ lắp đặt

- Thích hợp cho các phòng có không gian nhỏ hẹp

- Lắp đặt được ở nhiều không gian khác nhau

*Nhược điểm:

- Công suất hạn chế (từ 9.000 Btu/h ÷ 60.000 Btu/h);

- Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế

- Đối với công trình lớn, rất dễ phá vỡ kiến trúc công trình

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao, nhất là ngày trời nóng

b Hệ thống điều hòa không khí kiểu VRV

Tên gọi VRV “Variable Refrigerant Volume”, nghĩa là hệ thống điều hòa có khảnăng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theophụ tải bên ngoài

Máy điều hòa VRV ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều hòa 2mảnh độ dài đường ống dẫn gas, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng, dàn lạnh và côngsuất lạnh bị hạn chế

- Vừa làm lạnh, vừa sưởi ấm trong một hệ được.

- Ổn định hơn so với những loại hệ thống điều hòa không khí còn lại

- Nhờ có ống nối Refnet nên dễ lắp đặt đường ống và tăng độ tin cậy cho hệ thống

- Đường ống bé nên thích hợp cho các tòa nhà cao tầng khi không gian lắp đặt bé

*Nhược điểm:

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả làm việc chưa cao

- Chi phí lắp đặt một hệ thống điều hòa trung tâm tương đối cao và đòi hỏi nhữngngười thợ có trình độ cao

Hệ thống bao gồm các thiết bị chính: Dàn nóng, dàn lạnh, hệ thống đường ốngdẫn và các phụ kiện liên quan

c Hệ thống điều hòa không khí làm lạnh bằng nước (Water Chiller)

Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụmmáy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 60C Sau đónước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là cácFCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí Như vậy trong hệ thống này nước sử dụnglàm chất tải lạnh

*Ưu điểm:

- Công suất dao động lớn

- Hệ thống hoạt động ổn định, bền và tuổi thọ cao

- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải

- Hệ thống nước lạnh gọn nhẹ

- Thích hợp cho công trình có thời gian hoạt động liên tục

*Nhược điểm:

- Phải có phòng máy riêng

- Phải có người chuyên trách phục vụ

- Vận hành, bảo dưỡng tương đối phức tạp

- Tiêu thụ điện năng tính cho một đơn vị năng suất lạnh cao, đặc biệt khi nontải.

- Chỉ nên sử dụng khi hệ số sử dụng đồng thời cao

1.2 Giới thiệu công trình

Đề tài được nhận là: “ Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí tại TrungTâm Tiếng Anh – Khu Nam Việt Á Đà Nẵng”

đó cần có một môi trường trong sạch đảm bảo cho sức khỏe cũng trong quá trình dạyhọc ở trung tâm.

1.3 Lựa chọn phương án điều hòa cho công trình

- Tiết kiệm diện tích lắp đặt và tạo vẻ mỹ quan cho không gian lắp đặt

- Tiết kiệm chi phí điện năng khi có tầng ít sử dụng hoặc không hoạt độngcùng một lúc

- Giảm thiểu chi phí vận hành và quản lí hệ thống: Không cần phòng máy

vì dàn nóng có thể đặt lên trên tầng thượng hoặc ban công; không cầncông nhân vận hành vì hệ thống có thể làm việc hoàn toàn tự động

- Chi phí bảo trì thấp, dễ dàng bảo trì bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống, vậnhành êm ái, hiệu suất hoạt động cao

Đặc điểm công trình:

- Đây là trung tâm dạy học nên tương đối có nhiều phòng

- Chủ yếu là các phòng học

Sau khi nghiên cứu về công trình em chọn hệ thống kiểu VRV cho trung tâm này

vì 2 yếu tố như sau:

- Thứ nhất: Hệ thống VRV có thể khắc phục được nhực điểm của hệ thốngkiểu cục bộ (2 mảnh) là quá nhiều dàn nóng bố trí ở ngoài gây mất mĩquan của khách sạn, độ dài đường ống và chênh lệch chiều cao giữa cácdàn bị hạn chế; nếu dùng hệ thống Water chiller thì phải cần một phòngmáy riêng để vận hành và một hệ thống giải nhiệt riêng nên sẽ chiếmdiện tích, ngoài ra công trình này chỉ có một tầng hầm để làm nơi giữ xecho khách cũng như nhân viên, nên việc chọn hệ thống Water chiller sẽchiếm diện tích tầng hầm, diện tích xung quanh khu công trình rất nhỏnên chúng ta không thể chọn hệ thống Water chiller

- Thứ hai: Hệ thống kiểu VRV có thể dể dàng giảm tải vì đây là trung tâmtiếng anh nên trường hợp tất cả các phòng cùng hoạt động là rất thấp nênviệc giảm tải giúp cho trung tâm tiết kiệm được chi phí vận hành

Qua việc phân tích đặc điểm của từng loại hệ thống điều hòa không khí, nhậnthấy rằng hệ thống điều hòa không khí VRV đáp ứng được những yêu cầu của côngtrình nên ta chọn hệ thống VRV

a Chọn thông số tính toán:

Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trongphòng cần điều hoà và ngoài trời

b Chọn thông số tính toán bên ngoài trời:

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời ký hiệu là tN, φN Trạng thái của khôngkhí ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm Chọn thông số tínhtoán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hoà Lấy theo TCVN5687-1992 như sau:

Bảng 1.2 Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời

t maxTB , t minTB - nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất và nhỏ nhất trong năm.

ϕmax13÷15 , ϕmin13÷15 - độ ẩm lúc 13 ¿15 giờ của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong

năm

Hệ thống điều hoà không khí tại trung tâm tiếng anh ta chọn hệ thống cấp III, vậycác thông số tính toán ta chọn đối với hệ thống cấp III (theo bảng 1.9 TL1) là:

Bảng 1.2Mùa Nhiệt độ tN,0C Độ ẩm ϕ N ,%

c Chọn thông số tính toán trong phòng:

*Nhiệt độ và độ ẩm:

Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu tT, T ứng vớitrạng thái của không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T của không khí ẩm.Việc chọn giá trị tT, T phụ thuộc vào mùa trong năm, ở Việt Nam nói chung ta có haimùa là mùa nóng và mùa lạnh Việc chọn thông số tính toán trong nhà như sau:

+ Nhiệt độ: tT = 28 ÷ 30oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN > 36 oC

tT = 24 ÷ 27oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN < 36 oC

*Chọn độ ồn cho phép trong phòng:

Độ ồn có ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung vào công việc của conngười Mức độ ảnh hưởng đó tuỳ thuộc vào công việc tham gia hay tuỳ thuộc vào chứcnăng của phòng

Theo tiêu chuẩn điều kiện tiện nghi của con người:

- Lưu lượng không khí sạch trong 1 giờ cho mỗi người: Lyc = 30 50m3/h.người

- Độ ồn trong các phòng và khu vực đặt máy:

+ Khu phục vụ công cộng: 40  50 dB

+ Phòng làm việc: 45  50 dB

+ Tại khu vực đặt máy: 50  60dB

- Các khu vực bếp, khu WC, các phòng kỹ thuật phải được hút thải không khí vớibội số trao đổi không khí n = 5  10 lần ứng với chức năng của phòng là lớp học tađược độ ồn cực đại cho phép 60 dB, nên chọn 50 dB

* Lượng không khí tươi cần cấp:

Ở đây là trung tâm tiếng anh nên để đánh giá mức độ ô nhiễm ta dựa vào nồng độ

CO2 có trong không khí (không có chất độc hại và không có người hút thuốc)

Lưu lượng không khí tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ VK được xác định:

VK = VCO2/(β-a), m3/h người (1.1)

Trong đó:

+ VCO2: lượng CO2 do con người thải ra tính theo m3/h người Ở đây ta chọncường độ vận động là nhẹ theo bảng 2.7 [2] ta được VCO2=0,030 m3/h người

+ β: nồng độ CO2 cho phép, % thể tích theo bảng 2.7 [2] chọn: b=0,15%

+ a: nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh, % thể tích, chọn a =0,03%

- Công trình là tòa nhà có nhiều phòng nên mỗi phòng hoạt động độc lập nhau,nên việc lắp đặt VRV là rất phù hợp cho việc trả tiền điện cũng như tiết kiệm tối đacho công trình khi các văn phòng không hoạt động cùng một lúc

- Mặt khác nhờ hệ thống đường ống gas có kích thước nhỏ nên phù hợp cho côngtrình cao tầng, đồng thời có hệ thống nối RefNet nên dễ dàng lắp đặt đường ống

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

2.1 Tính phụ tải nhiệt Q T

2.1.1 Xác định lượng nhiệt thừa Q T :

a Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1:

Khu trung tâm tiếng anh không có thiết bị dẫn động bằng động cơ điện nên có

Q11 = 0

Nhiệt này được tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại Vì đây

là một toà nhà mà trong đó trung tâm tiếng anh là chính nên các thiết bị máy móc ở đâychủ yếu là máy vi tính, photocopy, máy chiếu , …

Q1 = kđt P , kW (2.1)

Đối với tầng 1 phòng đại sảnh ta có = (350 + 1000 + 3,2 + 125) x 0,8 = 1.182 kW

P : Là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W

b Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2:

Lượng nhiệt toả ra do thắp sáng trong nhiều trường hợp chiếm một phần đáng kểkhi thắp sáng các loại đèn điện thông thường đèn dây tóc cũng như đèn huỳnh quangthì hầu hết năng lượng điện sẽ biến thành nhiệt Ở đây ta chỉ dùng bóng đèn huỳnhquang, trong quá trình phát sáng sẽ trao đổi nhiệt bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệt với môitrường xung quanh

Hiệu quả thắp sáng của đèn huỳnh quang:

- 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng

- 25% được phát ra dưới dạng nhiệt

- 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt

Q2= q s F s, KW (2.2) [TL1]/tr54

Yêu cầu công suất chiếu sáng cho 1m2 diện tích sàn đối với trung tâm tiếng anh

là qs = 12*10-3 kW/m2 Tra bảng 3.2 [TL1]/tr54

FS: Diện tích sàn nhà, m2

ηđt : Hệ số tác động không đồng thời Tra bảng 3.3/[2]/tr39 ta có ηđt = 0,5.

Vậy: Q2 = 0,5.12.10-3.Fs = 6.10-3.Fs , kW

Đối với tầng 1 phòng đại sảnh ta có = 6.10-3.45,9 = 0.275 kW

c Nhiệt do người toả ra Q 3 :

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng nhiệt dongười toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí xungquanh, lứa tuổi Nhiệt do người toả ra gồm 2 phần: một phần toả trực tiếp vào khôngkhí, gọi là nhiệt hiện; một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da, lượng nhiệt này toảvào môi trường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độcủa không khí gọi là lượng nhiệt ẩn, tổng 2 lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toànphần do người toả ra

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

Bảng 2.1 Mức độ hoạt động của không gian làm việc

Mức độ hoạt động Loại không gian trung bìnhNhiệt thừa Nhiệt thừa toàn phần

Nhiệt độ phòng

25 0C

qh Qw

Đối với tầng 1 phòng đại sảnh ta có = 0,6.10-3 .n.q = 0,6.10-3.5.120 = 0.36 (kW)Khi tính nhiệt thừa do người toả ra người thiết kế thường gặp khó khăn khi xácđịnh số lượng người trong một phòng

*Hệ số tác dụng không đồng thời: Tra bảng 3.4 [TL1]/tr56,

Đối với khu vực công sở ta chọn Kđt = 0,8

d Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy Ở đó, trong khônggian điều hoà thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độcao hơn nhiệt độ trong phòng

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

Trong đó :

- Nhiệt hiện : Q4h = G4 C p(t 1−t 2), kW

- Nhiệt ẩn : Q4w =W4 r o , kW

G4 - Lưu lượng sản phẩm vào ra, kg/s

Cp - Nhiệt dung riêng khối lượng của sản phẩm, kJ/kg.0C

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

Vì đây là trung tâm tiếng anh nên tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào được xemnhư không có tổn thất nhiệt Do đó Q4 = 0

e Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q 5 :

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 vàophòng Tuy nhiên trên thực tế ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường phảingừng hoạt động Nhiệt tỏa ra từ bề mặt trao đổi nhiệt thường được tính theo côngthức 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 tỏa nhiệt:

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

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

Trên thực tế tại trung tâm quản tiếng anh không có các thiết bị này Do đó Q5 = 0

f Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6 :

Để tính toán bức xạ nhiệt, trước tiên ta cần phải biết cường độ bức xạ mặt trời vàkhả năng cản nhiệt bức xạ của kết cấu bao che

Nhiệt bức xạ mặt trời vào phòng phụ thuộc vào kết cấu bao che và được chia làmhai dạng:

+ Nhiệt bức xạ qua cửa kính Q61

+ Nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường và mái Q62

Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính Q 61

Bảng 2.2 Diện tích kính theo các hướng như sau:

g Kích thước Số lượng kính Kết quả Đơn vị

+ R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính cơ bản vào phòng, (W/m2), khi tính toán,đối với 1 hướng cụ thể nào đó ta thường lấy giá trị Rmax của hướng đó trong năm, tínhchọn R theo các hướng:

Bảng 2.3 Các hướng nhiệt bức xạ ở tháng 7

Vĩ độ: 200 BắcThời gian Hướng % Kính so với tường bao Rcb (W/m2)

95

1000 = 1,002185

Độ cao không đáng kể nên c =1

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương ds :

ds = 1- 0,13

tS−2010 = 1- 0,13

31−20

10 = 0,857 Với ts = 31 oC

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù mm Khi trời không mây lấy mm = 1, trời

có mây mm = 0,85 Do khí hậu ở Đà Nẵng ít có mây mù nên ta chọn mm = 1.[TL1]/tr61:

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính kh Ở đây ta chọn khung kính làkhung gỗ nên kh = 1 [TL1]/tr61:

+ Hệ số kính K: Phụ thuộc vào màu sắc và loại kính khác kính cơ bản Chọnkính chống nắng, màu xám, dày 6 mm: K = 0,94 [TL1]/tr61:

+ Hệ số mặt trời m Xét đến ảnh hưởng của màn che tới bức xạ mặt trời và lấy

theo Bảng 3.6[2] Chọn loại cửa chớp màu nhạt: m = 0,56 [TL1]/tr61:

+ R: Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính

toán, W/m2

Ta có các thông số của kính và màn che như sau:

τ K : Hệ số xuyên qua của kính = 0,77

m2 εc εds εmm εkh εk εm R W/

m2

Q61kW

Khu trưng

Sảnh tầng 1 Tây 7,2 1 0,857 1 1 0.94 0.56 312 1.013

Q61= 2.026

Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che Q 62 :

Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao

che sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần

còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu

và bức xạ Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định Mức độ chậm trễ

phụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng Do lượng nhiệt bức xạ qua

tường không đáng kể nên có thể bỏ qua, ta chỉ tính lượng nhiệt bức xạ qua mái cho

Rxn: nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2.

Rxn=

R

0.88 R: nhiệt bức xạ qua kính vào phòng,theo 3.7a ta có R = 792 W/m2

Vậy Rxn = 900 W/m2

Fm: diện tích mái, m2

k :hệ số truyền nhiệt qua mái , k = 3,245 W/m2.oC

εs : Hệ số hấp thụ của mái Tra theo bảng 3.9[2] ta có εs = 0,8

g Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q 7 :

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉkhông khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt

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

Tuy nhiên do lưu lượng không khí rò rỉ không theo quy luật và rất khó xác định

Do đó ta xác định nhiệt do lọt không khí vào phòng theo công thức kinh nghiệm:

tN = 34,5C : Nhiệt độ không khí bên ngoài

tT = 25C : Nhiệt độ không khí bên trong

dN = 27,8 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời

dT = 11 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà

= 1.96 kW

h Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 8

Người ta chia ra làm hai tổn thất:

- Tổn thất do truyền nhiệt qua trần, mái, tường, và sàn Q81

- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt: ( 3-38/ tr77/ TL[1])

Q8 = Q81 + Q82 (2.10)

Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn tầng trên Q81:

Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ, ta cóthể xác định được lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của công trình(tường, cửa ,mái ) từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằng công thứcsau:

Q81 = 10-3.k.F.Δt, kWt, kW (2.11)

Trong đó:

k: Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2.OC

F: Là diện tích của kết cấu bao che, m2

Δt, kWt: Là hiệu số nhiệt độ tính toán, oC

Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán:

Δt, kWt = (tN - tT)

Với: tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, tT = 25 oC

tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tN = 34,5oC

: Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bên ngoài

+ Đối với trần có mái:

Mái nhà bằng tôn với kết cấu kín thì  = 0,8

+ Đối với tường ngăn cách giữa phòng có điều hoà với phòng không đượcđiều hoà (phòng đệm):

- Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài:  = 0,7

- Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài:  = 0,4

+ Đối với tường hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài:  = 1

Vậy khi đã biết được vị trí không gian điều hoà thì ta tính được độ chênh nhiệt độđó:

- Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì:

Tóm tắt công thức tính Q81:

+ Đối với tường bao, dày 220 mm:

- Khi tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:

Qttt

81 = 10-3.2,021.9,5.Ft (2.12) = 0,0192.Ft , kW

- Khi tiếp xúc với phòng không được điều hòa:

Qtgt

81 = 10-3.1,858.6,65.Ft = 0,0123.Ft , kW (2.13) Đối với tầng 1 phòng đại sảnh ta có: Q81t = 0,0192.Ft = 0,0192.7,2= 0.1382 (kW)Nhiệt truyền qua nền Q82:

Theo phương pháp này người ta coi nền như một vách phẳng, trong đó nhiệttruyền theo bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau Nền được chia làm bốn dải,mỗi dải có bề rộng 2m riêng dải thứ tư là phần còn lại của nền

Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dải nền có trị số như sau:

Dải 1 có hệ số truyền nhiệt k1 = 0,5 W/m2K;

Dải 2 có k2 = 0,2 W/m2K;

Dải 3 có k3 = 0,1 W/m2K;

Dải 4 có k4 = 0,07 W/m2K

Hình 2.1 Cấu trúc dải nềnDiện tích các dải nền được xác định như sau:

Nhiệt truyền qua nền được tính như sau:

Máy vitính Máyin

Máyphotocopy,máy chiếu Loa Tivi

Phòng nghỉ giáo viên 16.8 4 4 65 55 120 0.302

Phòng ngủ 2 27.2 5 5 65 55 120 0.39Phòng thay đồ+ Phòng ngủ

(kW) Q

62(kW)Đông Tây Bắc Nam

Q7 = 9,97.10-3.V(kW)Tầng 1

Diện tích tường ngoài txtt Q81t =

0,0192.Ft(kW)

Phòng chơi trẻ em 64.4 0 0 0 32.2 0.032Tổng lượng nhiệt thừa truyền qua nền đất Q82= 0.116 kW

Q8 = Q81 + Q82 = 0.116 kW.

Bảng tính tổng nhiệt thừaBảng 2.11 Bảng tổng hợp kết quả nhiệt thừa của mỗi phòng QT

Tầng 1

Đại sảnh 1.182 0.275 0.36 1.013 1.96 0.1622 4.95Khu tổ chức