thiết kế hệ thống điều hòa không khí trong khách sạn vân nam nha trang

Ở Việt Nam hiện nay, việctính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho một công trình nào đó đều chỉ làtính toán từng bộ phận riêng lẻ rồi lựa chọn các thiết bị của các nước trên th

TỔNG QUAN

Chọn cấp điều hòa

Theo tiêu chuẩn 5687 (2010), tùy theo mức độ quan trọng của công trình mà hệ thống điều hòa không khí được chia làm 3 cấp:

 Cấp 1: hệ thống điều hòa phải duy trì được các thông số trong nhà ở mọi phạm vi biến thiên độ ẩm ngoài trời cả mùa đông và mùa hè (phạm vi sai lệch là 0h), dùng cho các công trình đặc biệt quan trọng.

 Cấp 2: hệ thống phải duy trì được các thông số trong nhà ở phạm vi sai lệch là 200h một năm, dùng cho các công trình tương đối quan trọng.

 Cấp 3: Hệ thống phải duy trì các thông số trong nhà trong phạm vi sai lệch không quá 400h một năm, dùng trong các công trình thông dụng như khách sạn, văn phòng, nhà ở,… Điều hoà không khí cấp 1 tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu tư,lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hoà tiện nghi đặc biệt quan trọng trong các công trình điều hoà công nghệ.

Các công trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4 – 5 sao, bệnh viện quốc tế thì nên chọn điều hoà không khí cấp 2.

Trên thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hoà không khí khách sạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện, chỉ cần điều hoà cấp 3 Điều hoà cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thường được sử dụng cho các công trình trên.

Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư và đặc điểm của công trình, phương án cuối cùng được lựa chọn là điều hoà không khí cấp 2.

Chọn thông số tính toán ngoài nhà

Theo bảng tra số liệu 1.7 theo điều hòa không khí cấp 2 ta có các thông số tính toán ngoài nhà cho địa điểm tại thành phố Nha Trang như sau:

Từ đó ta xác định các thông số khác ph,max = e 12− 235,5+t 4026,24 =e 12− 235,5+34,2 4026,24 = 0,053 bar ph = ph, max.φ = 0,053 100 49,7 = 0,026 bar d = 0,621 1− p p h h, max = 0,621 0,026 1−0,062 = 0,017 kg/kg I = 1,004.t + d.(2500 + 1,842.t)

Như vậy ta có các thông số tính toán cho không khí bên ngoài không gian điều hòa như sau:

2.3.3 – Chọn thông số điều hòa trong nhà

Theo bảng số liệu 1,2 sách điều hòa không khí áp dụng cho đối tượng là khách sạn, ta chọn các thông số điều hòa cho không gian trong nhà như sau:

Từ đó ta xác định các thông số khác ph,max = e 12− 235,5+t 4026,24 =e 12− 235,5+27,0 4026,24 = 0,035 bar ph = ph, max.φ = 0,035 100 60,0 = 0,021 bar d = 0,621 1− p p h h, max = 0,621 0,021

Như vậy ta có các thông số tính toán cho không khí bên trong không gian điều hòa như sau:

Chọn hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống phải đảm bảo các thông số trong và ngoài nhà, có tính tự động hóa cao Hệ thống phải đáp ứng được các yêu cầu về mặt kỹ thuật cũng như mỹ thuật và mục đích sử dụng của công trình Khi thi công láp đặt đường ống thiết bị không quá phức tạp gây cản trở cho các hạng mục khác.

Giá thành của thiết bị, vật tư phải phù hợp với công trình và nhà đầu tư.

Khi đưa vào hoạt động phải đảm bảo an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà đầu tư.

2.4.2 Máy điều hoà cục bộ

Hệ thống điều hoà cục bộ gồm máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà tách (hai và nhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ dưới 7kW (24000 BTU/h) Đây là loại máy nhỏ hoạt động tự động, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, rất thích hợp đối với các phòng và các căn hộ nhỏ và tiền điện thanh toán riêng biệt theo từng máy Tuy nhiên hệ thống điều hoà cục bộ có nhược điểm là khó áp dụng cho các phòng lớn như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, cửa hàng, các toà nhà như khách sạn, văn phòng vì khi bố trí ở đây các cụm dàn nóng bố trí phía ngoài nhà sẽ làm mất mỹ quan và phá vỡ kết cấu xây dựng của toà nhà Nhưng với kiến trúc xây dựng, phải đảm bảo không làm ảnh hưởng tới mỹ quan công trình

Do những đặc điểm trên, thiết kế hệ thống điều hòa cho công trình chung cư, không xét tới việc sử dụng những máy điều hòa cục bộ do công suất của máy cục bộ nhỏ, chỉ sử dụng cho từng hộ riêng biệt và ảnh hưởng lớn tới mĩ quan công trình.

2.4.3 Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió

Là hệ thống mà không khí được làm lạnh bằng nước lạnh hoặc gas trong các AHU rồi không khí lạnh được các đường ống dẫn vào phòng.

Hệ thống điều hoà tách hai cụm có ống gió chủ yếu gồm:

 Máy lạnh làm lạnh không khí trục tiếp bằng gas

 Hệ thống ống dẫn gas

 Hệ thống nước giải nhiệt

 Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng gas nóng FCU (fan coil unit) hoặc AHU (air handling unit)

 Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

 Hệ thống tiêu âm và giảm âm

 Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí

 Bộ xử lý không khí

 Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống

 Có thể có buồng phun

Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió có các ưu điểm sau:

 Đường ống dẫn gas ngắn nên vòng tuần hoàn gas ít bị tắc nghẽn và rò rỉ gas.

 Có thể khống chế nhiệt, ẩm trong không gian điều hoà nhờ buồng phun.

 Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi.

Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió có các nhược điểm sau:

 Tốn diện tích lắp đặt, do đường ống gió cồng kềnh.

 Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống.

 Vấn đề cách nhiệt đường ống gió phức tạo, đặc biệt do đọng sương rớt lên trần giả vì độ ẩm ở Việt Nam cao.

2.4.4 Hệ thống điều hòa trung tâm nước chiller

Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7 o C để làm lạnh không khí gián tiếp qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU.

Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yếu gồm:

 Máy làm lạnh nước (water chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 12 o C xuống 7 o C

 Hệ thống ống dẫn nước lạnh

 Hệ thống nước giải nhiệt

 Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở ở các FCU cung cấp

 Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU (fan coil unit) hoặc AHU (air handling unit)

 Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

 Hệ thống tiêu âm và giảm âm

 Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí

 Bộ xử lý không khí

 Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí ở dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng Trái lại, máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng.

Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7 o C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng trong phòng nóng lên đến 12 o C và lại được bơm đẩy về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 7 o C khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Đối với hệ thống lạnh kín (không có dàn phun) cần phải có thêm bình giãn nở để bù nước trong hệ thống giãn nở khi thay đổi nhiệt độ Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnh nước giải nhiệt nước tốn thêm một diện tích lắp đặt ở tầng dưới cùng Nếu dùng hệ thống với máy làm lạnh nước giải nhiệt gió hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng diện tích đó vào mục đích khác như làm gara ô tô.

Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà trung tâm nước là máy làm lạnh nước.

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy chế tạo nên chất lượng rất cao Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệ thống nước lạnh là máy có thể vận hành được ngay. Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần hoàn với bơm tháp và tháp giải nhiệt nước Trong một tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc lắp nhiều máy nén trong một cụm máy có ưu điểm:

 Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo từng bậc.

 Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho các máy khác hoạt động trong khi tiến hành sửa chữa máy hỏng.

 Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động quá lớn.

Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt nước ở dàn ngưng làm mát bằng không khí Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng giải nhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh làm cho năng suất lạnh của một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước Nhưng nó lại có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được hệ thống làm mát như bơm, đường ống và tháp giải nhiệt.

Máy đặt trên mái cũng đỡ tốn diện tích sử dụng nhưng vì trao đổi nhiệt ở dàn ngưng kém, nên dàn ngưng cồng kềnh và nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện năng tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nước. Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với người thiết kế khi chọn máy.

Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau:

 Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại

 Có thể khống chế nhiệt độ và độ ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì điều kiện vi khí hậu tốt nhất

 Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan

 Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu làm ống

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH

3.1 – Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát

Theo tài liệu tính toán thiết kế hệ thống ĐHKK nhiệt thừa được xác định như sau:

 Qt : Nhiệt thừa trong phòng, W;

 Qtỏa : Nhiệt toả ra trong phòng, W;

 Qtt : Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ, W.

Cụ thể, nhiệt tỏa trong phòng và nhiệt thẩm thấu được xác định như sau:

 Q1 : Nhiệt toả từ máy móc;

 Q2 : Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng;

 Q4 : Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm;

 Q5 : Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt;

 Q6 : Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính;

 Q7 : Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che;

 Q8 : Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa;

 Q9 : Nhiệt thẩm thấu qua vách;

 Q10 : Nhiệt thẩm thấu qua trần mái;

 Q11 : Nhiệt thẩm thấu qua nền;

 Q : Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách; Ẩm thừa được xác định như sau:

 W1: Lượng ẩm do người toả vào phòng, kg/s;

 W2: Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s;

 W3: Lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm, kg/s;

 W4: Lượng ẩm do hơi nước nóng toả vào phòng, kg/s;

 W5: Lượng ẩm do không khí lọt mang vào, kg/s.

3.2 – Nhiệt thừa của công trình 3.2.1 – Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1

Tổn thất do do máy móc thiết bị điện bao gồm:

Công trình của ta là tòa nhà khách sạn dùng cho người ở, do đó không có những máy móc tỏa nhiệt lớn trong không gian điều hòa Phần nhiệt này ta bỏ qua trong tính toán.

Q12 – Nhiệt do thiết bị điện tỏa ra, W

Q12 = Ni , W Ni – công suất của thiết bị điện thứ i , W Thiết bị điện:

Máy photo copy 1200W: Máy vi tính 250W:

Tivi 80W: Tủ lạnh 150W; Thức ăn 20W

Bảng 3.1_ Nhiệt tỏa ra từ thiết bị điện Q12

Tivi, Máy vi tính, 250W lạnh,Tủ 150 W

Tổng Q12 = 23330 W 3.2.2 – Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q 2

Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng (TL Giáo trình điều hòa không khí – PGS TS NGUYỄN ĐỨC LỢI) Đối với phòng làm việc, khách sạn, văn phòng, có thể tính công suất ánh sáng theo m 2 sàn và được xác định như sau:

Bình thường theo tiêu chuẩn ánh sáng lấy 10-12 W/m 2 diện tích sàn cho văn phòng, khách sạn, phòng làm việc, ta chọn 12 W/m 2

 Ncs: Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, 12 W/m 2

 F:Diện tích sàn, m 2 Tính ví dụ cho phòng ngủ 01 có diện tích sàn Fphòng = 35,5 m 2 ta có:

Xác định tương tự cho các không gian điều hòa khác Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 1

Nhiệt tỏa từ người được xác định như sau:

 q : Nhiệt tỏa từ một người, (bảng 3.1 – hướng dẫn thiết kế điều hòa không khí – PGS TS NGUYỄN ĐỨC LỢI) q = 125 W/người;

 n : Số người Số lượng người được tính toán theo từng loại phòng dựa theo bảng 3.2 (Hướng dẫn thiết kế điều hòa không khí – PGS TS NGUYỄN ĐỨC LỢI)

Tính ví dụ cho phòng ngủ 01 với số người là 2 ta có:

Xác định tương tự cho các không gian điều hòa khác Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 2.

3.2.4 – Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm Q 4

Với công trình khách sạn dành cho người ở không có bán thành phẩm thải ra nhiệt thừa như các phân xưởng chế biến, sản xuất.

3.2.5 – Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q 5

Với công trình khách sạn dành cho người ở không có các thiết bị trao đổi nhiệt trong không gian điều hòa (trừ dàn lạnh của máy điều hòa không khí).

3.2.6 – Nhiệt tỏa bức xạ mặt trời qua bao che cửa kính Q 6

Nhiệt từ bức xạ mặt trời qua của kính xác định theo công thức:

 Isd: Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lý,W/m 2 ;

 Fk: Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m ;

 τ1: Hệ số trong suốt của cửa kính, với kính 1 lớp chọn τ1 = 0,90;

 τ2: Hệ số bám bẩn, với kính 1 lớp đặt đứng chọn τ2 = 0,80;

 τ3: Hệ số khúc xạ, với kính 1 lớp khung kim loại chọn τ3 = 0,75;

 τ4: Hệ số tán xạ do che nắng, với kính che trong chọn τ4 = 0,70;

Ta có: τ1.τ2.τ3.τ4 = 0,90.0,80.0,75.0,70 = 0,32 Đông Tây Nam Bắc

Bức xạ 101,2 727,9 101,7 366,9 Bảng 3.3 – Cường độ bức xạ cực đại trên mặt đứng theo các hướng tại địa điểm thành phố Hồ Chí Minh (W/m 2 )

Tính ví dụ cho tầng 10 có diện tích kính theo hướng tây tổng là 34,1 m 2 : Q6 = 34,1.0,32.727,9 = 7924,84 W

Xác định tương tự ta có kết quả tính toán của công trình Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 3.

3.2.7 – Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q 7

Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che được tính theo công thức

 F: Diện tích nhận bức xạ của bao che, m 2 ;

 εs: Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che, với bề mặt trát vữa màu vàng, trắng εs = 0,42;

 Is: Cường độ bức xạ mặt trời, W/m 2

Xác định hệ số dẫn nhiệt của kết cấu bao che, tường dày 0,2m có trát vữa: tra bảng 3.4 (Hướng dẫn thiết kế điều hòa không khí – PGS TS NGUYỄN ĐỨC LỢI) k = 1,48 W/m 2 K

Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính được xác định theo từng hướng cho từng đối tượng Tính ví dụ cho đối tượng phòng ngủ 01

= 174,8W Tổng nhiệt tỏa theo các hướng

Xác định tương tự ta có kết quả tính toán cho từng không gian điều hòa theo các hướng và kết quả tổng hợp bốn hướng Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 4.

3.2.8 – Nhiệt tỏa do rò lọt không khí Q 8

Nhiệt tỏa do rò lọt không khí được xác định như sau:

 G8: Lượng không khí rò lọt qua mở cửa hoặc khe cửa, kg/s;

 IN, IT: entanpy không khí ngoài nhà và trong nhà, J/kg.

IN – IT = 77,9 – 62,1 = 15,8 kJ/kg = 15800J/kg Xác định G8 theo ta có:

 Với các phòng ngủ tầng 10 tới 24, L8 = 1,5.Vphòng

Tính ví dụ cho đối tượng phòng ngủ 01; đối tượng thuộc tầng 10 nên ta chọn L8

Fphòng: diện tích phòng, Fphòng = 35,5 m 2 ; H: chiều cao phòng, H = 3,3 m.

Tương tự ta xác định được nhiệt tỏa do rò lọt không khí cho các không gian điều hòa khác Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 5.

3.2.9 – Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 9

Nhiệt thẩm thấu qua vách được xác định như sau:

 k: Hệ số truyền nhiệt qua vách, W/m 2 K;

 tN, tT: Nhiệt độ ngoài và trong nhà, o C. k = 1,48 W/m 2 K Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà với vách tiếp xúc với không khí ngoài trời: Δt = tN – tT = 34,2 – 27 = 7,2 K

Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà với vách tiếp xúc với không gian đệm: Δt = 0,7.(tN – tT) = 0,7.10 = 4,9 K Hiệu nhiệt độ qua vách tiếp xúc với không gian điều hòa: Δt = 0 K

Từ đó ta xác định được nhiệt thẩm thấu qua vách theo các hướng Tính ví dụ cho đối tượng phòng ngủ 01

= 1,48.16,5.10 = 175,8 W Tổng nhiệt tỏa theo các hướng

= 0 + 258,6 + 0 + 175,8 = 461,4 WTương tự ta xác định nhiệt thẩm thấu qua vách cho các đối tượng khác Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 6.

3.2.10 – Nhiệt thẩm thấu qua trần Q 10

Phía tiếp giáp với trần của các không gian điều hòa đều là không gian điều hòa của tầng trên nên phần nhiệt thẩm thấu qua trần là không đáng kể Riêng tầng 26 tiếp giáp với sân thượng là không gian đệm:

 k: Hệ số truyền nhiệt qua vách, W/m 2 K;

 F: Diện tích trần, m 2 (= diện tích sàn sân thượng)

 TT, tD: Nhiệt độ trên sân thượng và dưới của tầng 26, o C.

Xác định hệ số truyền nhiệt k: k 1 α 1 T + ∑ δ λ i i + 1 α N (3.15)

 αT = 10 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà;

 αN = 20 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà;

 δi, λi – Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu bao che, qua sàn của sân thượng là lớp bê tông cốt thép dày 0,5m và hsdn 1,547 k = 1 1 10 + 0,5

10 = 2,11 W/m 2 K Ta lấy hiệu nhiệt độ tầng 26 tiếp xúc với sân thượng là vùng không gian đệm: Δt = 4,9 K Tính ví dụ cho phòng trà có Fnền = 395 m2 Q10 = 2,11.395.4,9 = 4083,9W

Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 7.

3.2.11 – Nhiệt thẩm thấu qua nền Q 11

Phía tiếp giáp với nền của các không gian điều hòa của các tầng 11 đến 26 đều là không gian điều hòa, phần nhiệt thẩm thấu qua nền là không đáng kể.

Nhiệt thẩm thấu qua nền tầng 10 được xác định:

 k: Hệ số truyền nhiệt qua vách, W/m K;

 F: Diện tích trần, m 2 (= diện tích sàn sân thượng)

 TT, tD: Nhiệt độ trên tầng 10 và dưới của tầng, o C.

Xác định hệ số truyền nhiệt k: k 1 α 1 T + ∑ δ λ i i + 1 α N (3.15)

 αT = 10 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà;

 αN = 20 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà;

 δi, λi – Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu bao che qua sàn của tầng 10 là lớp bê tông cốt thép dày 0,5m và hsdn 1,547 k = 1 1 10 + 0,5

10 = 2,11 W/m 2 K Hiệu nhiệt độ trên tầng 10 với vách tiếp xúc với tầng 9 là không gian đệm: Δt = 0,7.(tN – tT) = 0,7.7,2 = 4,9 K Diện tích nền phòng ngủ 01 Fnền = 35,5 m 2 ;

Q11 = k.F.(tN – tT) = 2,11.35,5.4,9 = 367 W Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 8.

3.2.12 – nhiệt bổ sung do gió và hướng vách:

H: chiều cao tòa nhà của không gian điều hòa, m 2

F D F T : diện tích bề mặt hướng đông và tây của không gian điều hòa, m 2 F: diện tích tổng vách của không gian điều hòa, m 2

Tính ví dụ cho phòng ngủ 01:

3.2.13 – Tổng nhiệt thừa của công trình

Trong đó, với mọi đối tượng:

Q4 = Q5 = 0 W Vậy ta có với mỗi đối tượng:

(3.17) Tính ví dụ cho đối tượng phòng ngủ 01 với :

 Nhiệt tòa từ thiết bị Q12 = 770W

 Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q2 = 710 W;

 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6 = 7924,84 W;

 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q7 = 384,3 W;

 Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa Q8 = 1300 W;

 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 = 640,84 W;

 Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 = 367 W;

Tương tự ta xác định được tổng nhiệt thừa cho các không gian điều hòa khác.

Chi tiết xem tại phụ lục 9.

Từ đó ta tính được tổng nhiệt thừa của cả công trình.

3.3 - Ẩm thừa của công trình Ẩm thừa của công trình được xác định như sau:

 W1: Lượng ẩm thừa do người tỏa ra, kg/s;

 W2: Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s;

 W3: Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, kg/s;

 W4: lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s.

Trong đó, W2, W3, W4 đối với khách sạn dành cho người ở là không đáng kể, ta bỏ qua trong tính toán.

Lượng ẩm thừa do người tỏa ra được xác định như sau:

 n: số người trong không gian điều hòa;

 qn: lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s. o tầng 10 đến 25 trạng thái là tĩnh lại, qn = 50 g/h.người; o tầng 26 trạng thái là , qn = g/h.người.

Tính ví dụ cho đối tượng là không gian điều hòa phòng ngủ 01 với số người n 3; qn = 50 g/h.người

Tương tự ta xác định lượng ẩm thừa cho các không gian điều hòa khác và tổng ẩm thừa cho cả công trình Với kết quả tổng chi tiết xem tại phụ lục 10.

3.4 kiểm tra đọng sương trên vách

Khi có chênh lệch nhiệt dộ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường hợp nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa kính Nhiệt độ trên bề mặt phía nống không được thấp hơn nhiệt độ đọng sương Nếu bằng và nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương trên vách, nhiệt độ đọng sương trên vách làm cho tổn thất nhiệt lớn lên, tải lạnh yêu cầu tăng mà còn gây mất mỹ quan do ẩm ướt, nấm mốc gây ra.

Hiện tượng đọng sương chỉ xảy ra ở bề mặt vách phí nóng nghĩa là về mùa hè là bề mặt ngoài nhà, mùa đông là bề mặt trong nhà. Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế kt của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính theo các biểu thức sau: kt < kmax

Trong đó: α n : hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà, α n = 20 W/ m 2 K, bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời t sn : nhiệt độ đọng sương bên ngoài;

Chọn α t = 10 W/ m 2 K; δ i ¿ 0,006 W / m 2 K ; λ i =0,76 W / m 2 K ( hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thủy tinh bảng 4.11 hướng dẫn thiết kế điều hòa không khí – PGS TS

Vậy thỏa điều kiện : kt < Kkính < kmax để vách không bị đọng sương.

THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 4.1 – Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí

Sơ đồ điều hoà không khí được thiết lập dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời thoả mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu Việc thành lập sơ đồ điều hoà phải căn cứ trên các kết quả tính toán nhiệt thừa, ẩm thừa của phòng

Trong điều kiện cụ thể mà ta có thể chọn các sơ đồ: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp Chọn và thành lập sơ đồ điều hoà không khí là một bài toán kĩ thuật, kinh tế Mỗi sơ đồ đều có ưu điểm đặc trưng, tuy nhiên dựa vào đặc điểm của công trình và tầm quan trọng của hệ thống điều hoà mà ta quyết định lựa chọn hợp lý.

Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao Sơ đồ này được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ như hội trường, rạp hát, nhà ăn, tiền sảnh, phòng họp…

Qua phân tích đặc điểm của công trình, ta nhận thấy đây là công trình điều hoà không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, do đó chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp là đủ đáp ứng các yêu cầu đặt ra.

4.2 – Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp

Sơ đồ nguyên lý điều hòa không khí một cấp được minh họa trên hình 3.1

Hình 3.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.

1 - Cửa lấy gió tươi 2 - Buồng hòa trộn 3 - Thiết bị xử lý không khí 4 - Quạt gió cấp 5 - Miệng thổi 6 - Miệng hồi

7 - Lọc bụi 8 - Không gian điều hòa 9 - Van gió hồi

Không khí ngoài trời có trạng thái N (t N ,  N ) qua cửa lấy gió đi vào buồng hoà trộn 2 Ở đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời và không khí tuần hoàn có trạng thái T (t T ,  T )

Không khí sau khi hoà trộn có trạng thái H (t H ,  H ) được xử lí trong thiết bị cho đến trạng thái O  V và được quạt thổi không khí vào trong phòng

Không khí ở trong phòng có trạng thái T được quạt hút qua thiết bị lọc bụi, một phần không khí được tái tuần hoàn trở lại, phần còn lại được thải ra ngoài.

4.3 – Tính thông số các điểm trên sơ đồ điều hòa không khí

Trên sơ đồ tuần hoàn không khí ta có các điểm cần xác định sau:

 Điểm N: Trạng thái không khí ngoài trời;

 Điểm T: Trạng thái không khí trong không gian cần điều hòa;

 Điểm H: Trạng thái không khí tại điểm hòa trộn;

 Điểm O: Trạng thái không khí sau khi được xử lý nhiệt ẩm;

 Điểm V: Trạng thái không khí thổi vào không gian điều hòa.

Trong các điểm trên cần xác định trên đồ thị I – d trên, ta đã biết trạng thái của hai điểm T và N với các thông số như sau:

 Điểm N: o Nhiệt độ: t = 34,2 o C; o Độ ẩm: φ = 56,6 %; o Dung ẩm: d = 0,017 kg/kg; o Entanpy: I = 77,9 kJ/kg.

 Điểm T: o Nhiệt độ: t = 27,0 o C; o Độ ẩm: φ = 60,0 %; o Dung ẩm: d = 0,014 kg/kg; o Entanpy: I = 62,1 kJ/kg.

Xác định trạng thái điểm hòa trộn H: Điểm H là trạng thái không khí sau hòa trộn của 90% không khí hồi lưu có trạng thái của điểm T và 10% không khí tươi có trạng thái của điểm N Vậy các thông số điểm H được xác định như sau:

Sau khi đã biết thông số không khí trong và ngoài không gian điều hòa, chúng ta cần xác định trạng thái điểm không khí sau xử lý O được coi như có cùng trạng thái với điểm không khí thổi vào không gian điều hòa V (O ≡ V): Để đảm bảo yêu cầu vệ sinh, ta xác định đường tia quá trình ε dựa vào nhiệt thừa và ẩm thừa của công trình, chọn điểm O nằm trên đường tia quá trình và có t O nhỏ hơn t T khoảng 7 o C.

Hệ số góc tia quá trình: ε = W Q T

Dựa vào hệ số góc tia quá trình ε vừa tìm được, ta lựa chọn thông số phù hợp nhất với điểm thổi vào O dựa theo điều kiện vệ sinh đối với điểm thổi vào.

Bảng 4.1 – Một số điểm nằm trên tia quá trình d (kg/kg) Δd ΔI I (kJ/kg) t ( o C) p hmax φ (%) Δt ( o C)

Ta thấy điểm phù hợp nhất cho O có các thông số sau:

Như vậy ta đã xác định được các điểm trên sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp như sau:

Bảng 4.2 – Các điểm trên sơ đồ điều hòa không khí Điểm t ( o C) φ (%) d (kg/kg) I (kJ/kg)

Các điểm trên sơ đồ điều hòa không khí được thể hiện trên đồ thị I – d.

CHƯƠNG 5 – LỰA CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều chủng loại như: Daikin, Mitsubishi, LG, Trane, Carrier Daikin là một trong những thương hiệu hàng đầu thế giới về ĐHKK, cũng là hãng đầu tiên phát triển hệ thống VRV, điển hình là sự ra đời của các hệ thống VRV-I, VRV-II, và VRV-III với các tính năng ưu việt Các hãng khác sau này cũng phát triển hệ thống VRV của riêng mình với các tên khác nhau, nhưng nhìn chung đều dựa trên các thành tựu của Daikin Về chất lượng sản phẩm, Daikin luôn khẳng định đẳng cấp hàng đầu Hơn nữa với hệ thống chi nhánh, đại lý phân phối rộng khắp và chuyên nghiệp sẽ đáp ứng kịp thời các thiết bị và dịch vụ trong thời gian ngắn nhất.

Sau khi phân tích và cân nhắc em lựa chọn hệ thống điều hoà VRV-IV của Daikin.

5.1 – Lựa chọn sơ bộ dàn lạnh của hệ thống điều hòa

Dựa vào năng suất lạnh yêu cầu QoYC đã tìm được, sử dụng catalogue cung cấp bởi hãng sản xuất ta tiến hành lựa chọn sơ bộ các dàn lạnh tương ứng với từng không gian điều hòa của hệ thống.

Ví dụ với đối tượng phòng ngủ 01 có Q TỔNG = 7,081 kW Dàn lạnh lựa chọn:

Tương tự ta lựa chọn sơ bộ dàn lạnh cho các không gian điều hòa khác Chi tiết xem tại phụ lục….

5.2 – Lựa chọn sơ bộ dàn nóng cho hệ thống điều hòa

Với mỗi một tầng ta kết nối các dàn lạnh với một dàn nóng chung Việc lựa chọn dàn nóng dựa trên tổng năng suất lạnh của các dàn lạnh trong tầng.

Ví dụ với tầng 10 ΣQ = 58,8 kW Dàn nóng lựa chọn

Model: RXYQ22THY1(E) Q oTC = 60,8 kW

Số lượng: 1 dànTỷ lệ kết nối: 96 %Tương tự ta lựa chọn sơ bộ dàn nóng cho các tầng khác Chi tiết xem tại phụ lục

Phụ lục 1 Nhiệt tỏa do chiếu sáng

Phụ lục 2 Nhiệt tỏa từ người

Phụ lục 3 Tổng bức xạ qua kính theo các hướng

Phụ lục 3a Tổng bức xạ qua kính theo hướng tây (W)

Phòng F I sd Q 6, tây Phòng F I sd Q 6, tây

Phụ lục 3b Tổng bức xạ qua kính theo hướng bắc (W)

Phòng F I sd Q 6, bắc Phòng F I sd Q 6, bắc

Phụ lục 3c Tổng bức xạ qua kính theo hướng nam (W)

Phòng F I sd Q 6, nam Phòng F I sd Q 6, nam

Phụ lục 3d Tổng bức xạ qua kính của các phòng (W)

Phòng Q 6, đông Q 6, tây Q 6, nam Q 6, bắc Q 6, tổng

Phụ lục 3e Tổng bức xạ qua kính của các phòng (W)

Phòng Q 6, đông Q 6, tây Q 6, nam Q 6, bắc Q 6, tổng

Phụ lục 4 Bức xạ mặt trời qua bao che theo các hướng

Phụ lục 4a Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng đông (W)

Phòng F I sd Q 7, đông Phòng F I sd Q 7, đông

Phụ lục 4b Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng tây (W)

Phòng F I sd Q 7, tây Phòng F I sd Q 7, tây

Phụ lục 4c Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng bắc (W)

Phòng F I sd Q 7, bắc Phòng F I sd Q 7, bắc

Phụ lục 4d Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng nam (W)

Phòng F I sd Q 7, nam Phòng F I sd Q 7, nam

Phụ lục 4e Bức xạ mặt trời qua bao che Q 7 (W)

Phòng Q 7, đông Q 7, tây Q 7, nam Q 7, bắc Q 7, tổng

Phụ lục 4f Bức xạ mặt trời qua bao che Q 7 (W)

Phòng Q 7, đông Q 7, tây Q 7, nam Q 7, bắc Q 7, tổng

Phụ lục 5a Nhiệt tỏa do rò lọt không khí

Phòng Diện tích Chiều cao Thể tích L rò G (kg/h) Q 8 (W)

Phụ lục 5b Nhiệt tỏa do rò lọt không khí

Phòng Diện tích Chiều Thể tích L rò G (kg/h) Q (W) cao

Phụ lục 6 Nhiệt thẩm thấu qua vách

Phụ lục 6a Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng đông (W)

Phòng F vách Δt Q 9, đông Phòng F vách Δt Q 9, đông

Phụ lục 6b Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng tây (W)

Phòng F vách Δt Q 9, tây Phòng F vách Δt Q 9, tây

Phụ lục 6c Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng nam (W)

Phòng F vách Δt Q 9, nam Phòng F vách Δt Q 9, nam

Phụ lục 6d Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng bắc (W)

Phòng F vách Δt Q 9, bắc Phòng F vách Δt Q 9, bắc

Phụ lục 6e Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 9 (W)

Phòng Q 9, đông Q 9, tây Q 9, nam Q 9, bắc Q 9, tổng

Phụ lục 6f Nhiệt thẩm thấu qua vách Q 9 (W)

Phòng Q 9, đông Q 9, tây Q 9, nam Q 9, bắc Q 9, tổng

Phụ lục 7 Nhiệt thẩm thấu qua trần tầng 26

Phụ lục 8 Nhiệt thẩm thấu qua nền tầng 10

Phụ lục 9a Tổng nhiệt thừa của công trình

Phụ lục 9b Tổng nhiệt thừa của công trình

Phụ lục 10 Ẩm thừa của công trình W T (kg/s)

Phòng Số người W t (g/h) Phòng Số người W t (g/h)

Phụ lục 11 Chọn sơ bộ thiết bị dàn lạnh

Phòng Qt kW Model Loại dàn lạnh Q kW Số lượng Lưu lượng m 2 /ph Lỏng mm Hơi mm

Pn 01 13,73 FXMQ63PVE Âm trần nối ống gió

Pn 02 5,3 FXMQ50PVE Âm trần 5,6 1 18 6,4 12,7 nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE FXMQ63PVE Âm trần nối ống gió

Pn 2.2 7.1 FXMQ40PVE Âm trần nối ống 4,5 2 16 6,4 12,7 gió

FXMQ40PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ40PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ40PVE Âm trần nối ống gió

Phòng Qt kW Model Loại dàn lạnh Q kW Số lượng Lưu lượng m 2 /ph Lỏng mm Hơi mm

Pn 1.1 13,2 FXMQ63PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

Pn 7.1 2,9 FXMQ50PVE Âm trần nối ống 4,5 1 16 6,4 12,7 gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ40PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

FXMQ50PVE Âm trần nối ống gió

Phụ lục 12 Chọn sơ bộ thiết bị dàn nóng

Tầng Qt Model Q Số lượng

Như vậy, trong đồ án này em đã lựa chọn được máy và thiết bị VRV phù hợp với yêu cầu của công trình, đồng thời thiết kế được hệ thống vận chuyển và phân phối không khí đáp ứng nhu cầu cấp gió tươi và thải gió.

Tuy nhiên, do hạn chế về mặt thời gian và năng lực, vẫn còn nhiều phần em chưa thể tính toán, thiết kế những hệ thống liên quan như điện điều khiển, hệ thống tăng áp cầu thang, v.v Qua đó em nhận thấy rằng mình còn cần cố gắng nhiều hơn nữa để hoàn thiện khả năng của bản thân trong quá trình nghiên cứu và công tác sau này.

Nhân đây, một lần nữa em xin gửi lời cám ơn sâu sắc tới gia đình, bè bạn,đặc biệt là thầy Lê Văn Thương đã giúp đỡ em rất nhiều trong thời gian thực hiện đồ án này.