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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

BỘ MÔN: CHUYÊN ĐỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngànhđiều hòa không khí cũng đã có bước phát triển vượt bậc, ngày càng trở nên quen thuộchơn trong đời sống và sản xuất

Ngày nay, điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ không thể thiếu trong cáctòa nhà, khách sạn, siêu thị, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao Trong nhữngnăm qua ngành điều hòa không khí (ĐHKK) cũng đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngànhkinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ nhưtrong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, máytính, cơ khí chính xác, hóa học

Ở trên ta đã thấy được tầm quan trọng to lớn của ĐHKK Vì vậy việc học tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo các hệ thống ĐHKK là điều rất cần thiết Nhận thức được sự cần thiết ấy, em thực hiện đồ án này với mong muốn củng cố thêm những kiến thức đã được tiếp thu trong thời gian học tập trên ghế nhà trường, được tiếp xúc nhiều hơn với công việc thực tế, thu lượm những kinh nghiệm quý báu cho quá trình công tác sau này.

Trong quá trình làm đồ án, do còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức của bản thân em nên không thể tránh khỏi có những thiếu sót còn mắc phải Em rất mong nhận được sự chỉ bảo và góp ý của các quý thầy cô và các bạn

Nhân đây, em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới trường đại học Công Nghiệp TP.HCM Khoa Công nghệ Nhiệt Lạnh, đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em được thực hiện bản đồ án này Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất tới giảng viên, vì sự quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình của thầy trong suốt thời gian em thực hiện đồ án này.

Xin chân thành cảm ơn

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án này do em tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu dướisự hướng dẫn của giảng viên : Lê Văn Thương

Để hoàn thành đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệutham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được ghi.

Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

TP.HCM ngày / / 2017Sinh viên thực hiệnNguyễn Văn Tuấn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

2.3.2 Chọn thông số tính toán ngoài nhà 13

2.3.3 – Chọn thông số điều hòa trong nhà 14

2.4 Chọn hệ thống điều hòa không khí 14

2.4.1 Yêu cầu đối với một hệ thống điều hòa không khí 14

2.4.2 Máy điều hoà cục bộ 15

2.4.3 Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió 15

2.4.4 Hệ thống điều hòa trung tâm nước chiller 16

2.4.5 Hệ thống điều hòa không khí VRV 19

2.4.6 So sánh và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí 21

CHƯƠNG 3 – TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH 23

3.1 – Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát 23

3.2 – Nhiệt thừa của công trình 24

3.2.1 – Nhiệt tỏa từ máy móc Q1 24

3.2.3 – Nhiệt tỏa từ người Q3 27

3.2.4 – Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm Q4 27

3.2.5 – Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5 27

3.2.6 – Nhiệt tỏa bức xạ mặt trời qua bao che cửa kính Q6 27

3.2.7 – Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q7 28

3.2.8 – Nhiệt tỏa do rò lọt không khí Q8 30

3.2.9 – Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 30

3.2.10 – Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 32

3.2.11 – Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 32

3.3 - Ẩm thừa của công trình 35

CHƯƠNG 4 – THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 36

4.1 – Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 36

4.2 – Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 37

4.3 – Tính thông số các điểm trên sơ đồ điều hòa không khí 38

5.1 – Lựa chọn sơ bộ dàn lạnh của hệ thống điều hòa 40

5.2 – Lựa chọn sơ bộ dàn nóng cho hệ thống điều hòa 41

Phụ lục 1 Nhiệt tỏa do chiếu sáng 42

Phụ lục 2 Nhiệt tỏa từ người 43

Phụ lục 3 Tổng bức xạ qua kính theo các hướng 44

Phụ lục 3a Tổng bức xạ qua kính theo hướng tây (W) 44

Phụ lục 3b Tổng bức xạ qua kính theo hướng bắc (W) 45

Phụ lục 3c Tổng bức xạ qua kính theo hướng nam (W) 46

Phụ lục 3d Tổng bức xạ qua kính của các phòng (W) 47

Phụ lục 3e Tổng bức xạ qua kính của các phòng (W) 48

Phụ lục 4 Bức xạ mặt trời qua bao che theo các hướng 49

Phụ lục 4a Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng đông (W) 49

Phụ lục 4b Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng tây (W) 50

Phụ lục 4c Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng bắc (W) 51

Phụ lục 4d Bức xạ mặt trời qua bao che theo hướng nam (W) 52

Phụ lục 4e Bức xạ mặt trời qua bao che Q7 (W) 53

Phụ lục 4f Bức xạ mặt trời qua bao che Q7 (W) 54

Phụ lục 5a Nhiệt tỏa do rò lọt không khí 55

Phụ lục 5b Nhiệt tỏa do rò lọt không khí 56

Phụ lục 6 Nhiệt thẩm thấu qua vách 57

Phụ lục 6a Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng đông (W) 57

Phụ lục 6b Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng tây (W) 58

Phụ lục 6c Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng nam (W) 59

Phụ lục 6d Nhiệt thẩm thấu qua vách hướng bắc (W) 60

Phụ lục 6e Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 (W) 61

Phụ lục 6f Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 (W) 62

Phụ lục 7 Nhiệt thẩm thấu qua trần tầng 26 63

Phụ lục 8 Nhiệt thẩm thấu qua nền tầng 10 63

Phụ lục 9a Tổng nhiệt thừa của công trình 65

Phụ lục 9b Tổng nhiệt thừa của công trình 66

Phụ lục 10 Ẩm thừa của công trình WT (kg/s) 67

Phụ lục 11 Chọn sơ bộ thiết bị dàn lạnh 68

Phụ lục 12 Chọn sơ bộ thiết bị dàn nóng 71

Tài liệu tham khảo 72

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN

Lịch sử phát triển của điều hòa không khí tại Việt Nam

Đối với Việt Nam, là một đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm Điều hoàkhông khí có ý nghĩa vô cùng to lớn trong việc phát triển kinh tế nước ta Điều hòakhông khí đã xâm nhập vào hầu hết các ngành kinh tế, đặc biệt là ngành chế biến vàbảo quản thực phẩm, các ngành công nghiệp nhẹ, ngành xây dựng.

Nhược điểm chủ yếu của ngành lạnh ở nước ta là quá nhỏ, non yếu và lạc hậu,chỉ chế tạo ra các loại máy lạnh amoniac loại nhỏ, chưa chế tạo được các loại máy nénvà thiết bị cỡ lớn, các loại máy lạnh Freon, các thiết bị tự động Ngành lạnh nước tachưa được quan tâm đầu tư và phát triển đúng mức dẫn đến việc các đơn vị, xí nghiệpsử dụng lạnh chưa hợp lý gây thiệt hại và lãng phí tiền vốn 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 thế giới đểlắp ráp thành một cụm máy, ta chưa thể chế tạo được từng thiết bị cụ thể hoặc có chếtạo được nhưng chất lượng còn kém.

Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước trong những năm gần đây, ở cácthành phố lớn phát triển lên hàng loạt các cao ốc, nhà hàng, khách sạn, các rạp chiếuphim, các biệt thự sang trọng, nhu cầu tiện nghi của con người tăng cao, ngành điềuhòa không khí đã bắt đầu có vị trí quan trọng và có nhiều hứa hẹn trong tương lai.

Trong điều kiện hiện nay, khi cuộc sống của người dân ngày càng được cải thiệnđáng kể về mọi mặt thì việc các tòa nhà trọc trời, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, trungtâm thương mại… sử dụng hệ thống điều hòa không khí là một điều hợp lý và cấp thiếtnhất là trong điều kiện khí hậu ngày càng nóng lên trên toàn thế giới vì hiệu ứng nhàkính mà Việt Nam của chúng ta cũng đang phải chịu ảnh hưởng lớn từ hiện tượng này.Việc các hệ thống điều hòa trung tâm hầu như đã chiếm lĩnh tất cả các cao ốc vănphòng, khách sạn, các trung tâm mua sắm, các siêu thị… đã chứng minh một thực tế rõ

ràng vị trí quan trọng của ngành điều hòa không khí trong sinh hoạt và trong mọi hoạtđộng sản xuất Việc này còn cho ta thấy ngành lạnh nước ta đang ngày càng phát triểnmạnh mẽ phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng.

Con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí với các thông số thíchhợp Môi trường không khí tự nhiên không thể đáp ứng được những đòi hỏi đó Vì vậyphải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng điều hòa không khí.

Điều hòa không khí (ĐHKK) là quá trình tạo ra và duy trì ổn định trạng tháikhông khí trong nhà theo một chương trình định trước, không phụ thuộc vào trạng tháikhông khí ngoài trời.

Điều hoà không khí không chỉ giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống hàngngày mà còn đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con người cũng như nâng caohiệu quả lao động và chất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản xuất Đồng thờinó cũng có những ý nghĩa to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa và lịch sử.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH VÀCHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA

Tọa lạc tại 12B Hùng Vương, Tp Nha Trang, Khánh Hoà, với địa thế thuận

lợi,  Khách Sạn Vân Nam có thang máy, các phòng nghỉ  đạt tiêu chuẩn đón khách

quốc tế, với đầy đủ trang thiết bị tiện nghi hiện đại (máy điều hoà, tủ lạnh, bồn tắm nước nóng lạnh, dịch vụ giặt ủi, điện thoại quốc tế, truyền hình cáp, internet – wireless).

Tất cả nơi ăn chốn ở của khách đều có trang bị tiện nghi chu đáo để bảo đảmkhách có cảm giác dễ chịu không nơi nào sánh được Bên cạnh đó, khách sạn còn gợi ýcho bạn những hoạt động vui chơi giải trí bảo đảm bạn luôn thấy hứng thú trong suốt kì

nghỉ Cơ sở vật chất tốt và vị trí hoàn hảo làm cho Khách Sạn Vân Nam trở thành nơi

tuyệt vời để bạn tận hưởng kì nghỉ ở Nha Trang.

2.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH

Tổng diện tích khu đất: 2000 m2Tổng diện tích xây dựng: 665 m2

Tòa nhà bao gồm: 2 tầng hầm

 26 tầng dành cho các khu trung tâm, văn phòng và phòng nghỉ khách sạn 1 sân thượng

 2 gác mái

TầngĐộ cao nền(m)Độ cao sử dụng(m)TầngĐộ cao nềnĐộ cao sử dụng

5 Thang máy, cầu thang bộ 78,8DIỆN TÍCH TẦNG 10

DIỆN TÍCH SÂN THƯỢNG

 Cấp 2: hệ thống phải duy trì được các thông số trong nhà ở phạm vi sai lệchlà 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 lệchkhông quá 400h một năm, dùng trong các công trình thông dụng như kháchsạn, 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 biệtquan 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 thìnên 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 cấp3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thường được sử dụng cho cáccông trình trên.

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

2.3.2 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 tínhtoán ngoài nhà cho địa điểm tại thành phố Nha Trang như sau:

 Nhiệt độ: 34,2 oC Độ ẩm: 56,6 %;

Từ đó ta xác định các thông số khác ph,max = e12− 4026,24235,5 +t

=e12− 4026,24235,5+34,2 = 0,053 barph = ph, max.φ = 0,053 49,7100 = 0,026 bard = 0,621 ph

1− ph, max = 0,621 0,0261−0,062 = 0,017 kg/kgI = 1,004.t + d.(2500 + 1,842.t)

= 1,004.34,2 + 0,017.(2500 + 1,842.34,2) = 77,9 kJ/kg

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

 Nhiệt độ: t = 34,2 oC; Độ ẩm: φ = 56,6 %;

 Dung ẩm: d = 0,017 kg/kg; Entanpy: I = 77,9 kJ/kg.

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 kháchsạn, ta chọn các thông số điều hòa cho không gian trong nhà như sau:

 Nhiệt độ: 27 oC; Độ ẩm: 60 %;

Từ đó ta xác định các thông số khác ph,max = e12− 4026,24235,5 +t

=e12− 4026,24235,5+27,0 = 0,035 barph = ph, max.φ = 0,035 60,0100 = 0,021 bard = 0,621 ph

1− ph, max = 0,621 0,021

I = 1,004.t + d.(2500 + 1,842.t)

= 1,004.27,0 + 0,014.(2500 + 1,842.27,0) = 62,1 kJ/kg

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

 Nhiệt độ: t = 27,0 oC; Độ ẩm: φ = 60,0 %;

 Dung ẩm: d = 0,014 kg/kg; Entanpy: I = 62,1 kJ/kg.

2.4 Chọn hệ thống điều hòa không khí

2.4.1 Yêu cầu đối với một hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống phải đảm bảo các thông số trong và ngoài nhà, có tính tự động hóacao Hệ thống phải đáp ứng được các yêu cầu về mặt kỹ thuật cũng như mỹ thuật vàmục đích sử dụng của công trình Khi thi công láp đặt đường ống thiết bị không quáphức 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 lạihiệu 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 vànhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ dưới 7kW (24000 BTU/h) Đây là loại máynhỏ hoạt động tự động, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng, tuổi thọtrung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, rất thích hợp đối với các phòng và các căn hộnhỏ và tiền điện thanh toán riêng biệt theo từng máy Tuy nhiên hệ thống điều hoà cụcbộ có nhược điểm là khó áp dụng cho các phòng lớn như hội trường, phân xưởng, nhàhàng, cửa hàng, các toà nhà như khách sạn, văn phòng vì khi bố trí ở đây các cụm dànnóng bố trí phía ngoài nhà sẽ làm mất mỹ quan và phá vỡ kết cấu xây dựng của toànhà Nhưng với kiến trúc xây dựng, phải đảm bảo không làm ảnh hưởng tới mỹ quancông 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 bộnhỏ, 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 cácAHU 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 gasnóng 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, gióhồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiểncũng 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 rỉgas.

 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 rớtlên 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 7oC để làmlạnh 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 từ12oC xuống 7oC

 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 đôngthường 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, gióhồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiểncũng 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 ởdưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng Trái lại, máy làmlạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng.

Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7oC rồi được bơm nước lạnhđưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU ở đây nước thu nhiệt của không khínóng trong phòng nóng lên đến 12oC và lại được bơm đẩy về bình bay hơi để tái làmlạnh xuống 7oC khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Đối với hệ thống lạnh kín (khôngcó dàn phun) cần phải có thêm bình giãn nở để bù nước trong hệ thống giãn nở khithay đổi nhiệt độ Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnhnước giải nhiệt nước tốn thêm một diện tích lắp đặt ở tầng dưới cùng Nếu dùng hệthống với máy làm lạnh nước giải nhiệt gió hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng diệntích 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 Tấtcả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy chế tạonên chất lượng rất cao Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệthống 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 vàtháp giải nhiệt nước Trong một tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc lắp nhiều máynén 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 trongkhi 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 ởdàn ngưng làm mát bằng không khí Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng giảinhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh làm cho năng suất lạnh của một tổmáy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước Nhưng nó lại có ưu điểm là không cần nướclàm 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 ngưngkém, nên dàn ngưng cồng kềnh và nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén caohơn 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 dorò 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 từngphòng 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 caovà mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan

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

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

 Ít phải bảo dưỡng và sửa chữa

 So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiềunên rất dễ kiểm soát.

Hệ thống trung tâm nước chiller 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

 Tiêu thụ điện năng nhiều hơn so với máy VRV rất nhiều Cần công nhân vận hành lành nghề

 Cần bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

 Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phứctạo đặc biệt do đọng sương ví độ ẩm ở Việt Nam quá cao

 Cần định kỳ sửa chữa máy lạnh và các FCU

2.4.5 Hệ thống điều hòa không khí VRV

Do hệ thống ống gió (Constant Air Volume) và VAV (Variable Air Volume) (hệthống ống gió lưu lượng không đổi và hệ thống ống gió lưu lượng thay đổi) sử dụngống gió điều chỉnh nhiệt độ phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều thời gian và diện tích lắpđặt, tốn vật liệu làm đường ống Nên người ta đưa ra giải pháp VRV (VariableRefrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môichất.

Thực chất là phát triển máy điều hoà tách về mặt năng suất lạnh cũng như sốdàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng lên đến 8 thậm chí đến 16 cụm dàn lạnh, tăngchiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh để có thểứng dụng cho các toà nhà cao tầng kiểu khách sạn và văn phòng, mà từ trước hầu nhưchỉ có hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh đảm nhiệm, vì so với ống gió dẫn môichất lạnh nhỏ hơn nhiều Máy điều hoà VRV chủ yếu sử dụng cho điều hoà tiện nghi.

Tổ ngưng tụ có hai máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on_off cònmột máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm21 bậc, đảm bảo tiết kiệm năng lượng hiệu quả kinh tế cao.

Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu từng vùng,kết nối trong mạng điều khiển trung tâm

Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạngđáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau nhỏ từ 7kW đến hàng ngàn kW, thích hợpcho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng.

VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có thểđặt cao hơn dàn lạnh đến 50m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m, đườngống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất tới 100m tạo điềukiện, bố trí máy dễ dàng trong các toà nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn mà trướcđây chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm.

Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chấtlượng cao.

Khả năng sửa chữa và bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết bịtự phát hiện hư hỏng chuyên dùng Cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại trungtâm qua internet.

So với hệ thống trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trítrên tầng thượng hoặc bên sườn toà nhà, còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kíchthước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió.

Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơmnhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao.

Máy điều hoà VRV có 3 kiểu dàn nóng: một chiều, hai chiều (bơm nhiệt) và thuhồi nhiệt Máy điều hoà VRV chủ yếu phục vụ cho điều hoà tiện nghi chất lượng cao.

Ưu điểm:

 Tiết kiệm điện năng khi vận hành Vận hành đơn giản, tốn ít công lắp đặt

 Thiết bị đơn giản gọn nhẹ Có khả năng tự động hóa cao

Nhược điểm:

 Giống như máy điều hoà hai cụm, máy VRV có nhược điểm là không lấyđược gió tươi nên người ta đã thiết kế thiết bị hồi nhiệt lấy gió tươi đikèm rất hiệu quả Thiết bị hồi nhiệt này không những hạ nhiệt độ mà cònhạ được độ ẩm của gió tươi đưa vào phòng.

 Gas vận chuyển trong hệ thống phức tạp dễ gây rò rỉ và tắc nghẽn

2.4.6 So sánh và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí

Trước khi so sánh để lựa chọn giữa các hệ thống điều hòa, ta cần nắm được cácđặc điểm về kiến trúc của các phòng hội thảo, triễn lãm và trưng bày cần lưu ý khi lựachọn hệ thống điều hòa không khí:

 Yêu cầu về điều hòa của trung tâm là điều hòa tiện nghi.

 Tòa nhà được chia làm nhiều phòng hội thảo lớn với các nhu cầu sử dụng điềuhòa tương tự nhau.

 Chiều cao của tòa nhà có ảnh hưởng tới khả năng lắp đặt. Có yêu cầu về thẩm mĩ, cảnh quan, kiến trúc.

 Do là nơi sinh hoạt của nhiều người nên yêu cầu mức độ an toàn về cháy nổ, ròrỉ môi chất, giảm độ ồn,… cao.

Do những ảnh hưởng lớn về cảnh quan và kiến trúc nên những máy điều hòacục bộ và máy điều hòa nguyên cụm không được lựa chọn cho công trình này

Chúng ta chỉ tiến hành so sánh giữa hệ thống điều hòa VRV và điều hòa trungtâm nước để tìm được hệ thống phù hợp với tòa nhà trung tâm này.

Đặc điểmHệ thống VRVHệ thống điều hòa trung tâmnước Chiller

Mục đích

ứng dụng Điều hòa tiện nghiCó khả năng lọc bụi và khử mùi,không có khả năng điều chỉnh độẩm Phù hợp với phòng hội thảo,sinh hoạt chung.

Điều hòa công nghệ

Xử lý không khí tốt nhất cả vềnhiệt độ, độ ẩm, lục bụi, khửmùi,… tuy nhiên trung tâm hayphòng sinh hoạt chung Việt Namchưa đòi hỏi yêu cầu cao tới mứcnày.

Lắp đặt Đường ống dẫn môi chất và hệ Đường ống nước lạnh và nước

thống điều khiển phức tạp Thời

gian lắp đặt ngắn hơn giải nhiệt phức tạp Tốn thời gianlắp đặt hơn.Không gian Chiếm ít không gian hơn Không

gian cho phòng máy, phòng AHUcủa hệ thống trung tâm nước cóthể làm phòng kĩ thuật, văn phòng.

Cần có không gian phòng máy,phòng AHU Điều này chiếmmột khoản đầu tư rất lớn do giábất động sản tại Việt Nam rấtcao.

Đầu tư thiết

Vận hành,

bảo dưỡng Đơn giản do được tự động hóa,không cần công nhân vận hành.Bảo dưỡng dễ dàng Chi phí dànhcho vận hành và bảo dưỡng do vậynhỏ hơn.

Phức tạp hơn Cần có công nhânvận hành Chi phí cho vận hànhvà bảo dưỡng do vậy cao.

Khả năngđiều chỉnhcông suất,làm lạnh

cục bộ

Dễ dàng do sử dụng máy biến tần Không có khả năng cho máychạy khi cần công suất quá nhỏdo tổn thất quá lớn.

Bảng 2.1 – So sánh hai hệ thống điều hòa không khí VRV và trung tâm nước

Dựa theo bảng so sánh trên ta nhận thấy đối với khách sạn, phòng ngủ, hệ thốngđiều hòa không khí VRV có nhiều yếu tố lợi thế hơn so với hệ thống điều hòa trungtâm nước.

CHƯƠNG 3 – TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNGTRÌNH

3.1 – Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát

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

 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;

Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs , W (3.3) Q9 : Nhiệt thẩm thấu qua vách;

 Q10 : Nhiệt thẩm thấu qua trần mái; Q11 : Nhiệt thẩm thấu qua nền;

Ẩm thừa được xác định như sau:

Wt = W1 + W2 + W3 + W4 +W5 , kg/s (3.4) 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 trình3.2.1 – Nhiệt tỏa từ máy móc Q1

Tổn thất do do máy móc thiết bị điện bao gồm:Q1 = Q11 + Q12

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

Q11 = 0 WQ12 – 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 vitính,250W

Tủlạnh,150 W

Thức ăn

nóng,20W

3.2.2 – Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q2

Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng (TL Giáo trình điều hòa không khí – PGS TSNGUYỄN ĐỨC LỢI) Đối với phòng làm việc, khách sạn, văn phòng, có thể tínhcông suất ánh sáng theo m2 sàn và được xác định như sau:

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

3.2.3 – Nhiệt tỏa từ người Q3

Nhiệt tỏa từ người được xác định như sau:

Tính ví dụ cho phòng ngủ 01 với số người là 2 ta có:Q3, ngủ 01 = 4.125 = 500 W

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

3.2.4 – Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm Q4

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

Q4 = 0 W

3.2.5 – Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5

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

Q5 = 0 W

3.2.6 – Nhiệt tỏa bức xạ mặt trời qua bao che cửa kính Q6

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

Q6 = Isd.Fk.τ1.τ2.τ3.τ4 , W (3.7)

 Isd: Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lý,

 Fk: Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2; 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:

3.2.7 – Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q7

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

 k: Hệ số dẫn nhiệt, W/m2k;

 F: Diện tích nhận bức xạ của bao che, m2;

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

 Is: Cường độ bức xạ mặt trời, W/m2.

Xác định hệ số dẫn nhiệt của kết cấu bao che, tường dày 0,2m có trát vữa: trabảng 3.4 (Hướng dẫn thiết kế điều hòa không khí – PGS TS NGUYỄN ĐỨC LỢI)

k = 1,48 W/m2K

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

Hướng đông với F = 26,8 m2; Is = 101,2 W/m2Q7, đông = 0,055.k.F.εs.Is

= 0,055.1,25.26,8.0,42.101,2 = 78,3 W

Hướng tây với F = 42 m2; Is = 727,9 W/m2Q7, tây = 0,055.k.F.εs.Is

= 0,055.1,25.42.0,42.727,9= 882,7563,3 W

Hướng nam với F = 16,5 m2; Is = 101,7 W/m2Q7, nam = 0,055.k.F.εs.Is

= 0,055.1,25.16,5.0,42.101,7 = 48,4 W

Hướng bắc với F = 16,5 m2; Is = 366,9 W/m2Q7, bắc = 0,055.k.F.εs.Is

= 0,055.1,25.16,5.0,42.366,9 = 174,8W

Tổng nhiệt tỏa theo các hướng

Q7 = Q7, đông + Q7, tây + Q7, nam + Q7, bắc = 78,3 + 882,7 + 48,4 + 174,8 = 384,2 W

Xác định tương tự ta có kết quả tính toán cho từng không gian điều hòa theo cáchướng 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 Q8

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:

G8 = ρ.L8 = 1,2.(1,5 ÷ 2).Vphòng (3.11) 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= 1,5.Vphòng

Vphòng = Fphòng.H

Fphòng: diện tích phòng, Fphòng = 35,5 m2;H: chiều cao phòng, H = 3,3 m.

Vphòng = 35,5.3,3 = 117,15 m3

L8 = 1,5.Vphòng = 1,5.117,15 = 175,725 m3/hTa có

G8 = 1,2.L8 = 1,2.175,725 = 210,87 kg/hTheo (3.1) ta có

Q8 = 210,87.158003600 = 925,5 W

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

3.2.9 – Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9

Nhiệt thẩm thấu qua vách được xác định như sau:

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 dụcho đối tượng phòng ngủ 01

Hướng đông với F = 26,8 m2; Δt = 0 KQ9, đông = k.F.Δt

= 0

Hướng tây với F = 26,8 m2; Δt = 7,2 KQ9, tây = k.F.Δt

= 1,48.26,8.7,2 = 285,6 W

Hướng nam với F = 16,5 m2; Δt = 0 KQ9, nam = k.F.Δt

= 1,48.16,5.6,0 = 0 W

Hướng bắc với F = 13,5 m2; Δt = 7,2 KQ9, bắc = k.F.Δt

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

Q9 = Q9, đông + Q9, tây + Q9, nam + Q9, bắc = 0 + 258,6 + 0 + 175,8 = 461,4 W

Tương tự ta xác định nhiệt thẩm thấu qua vách cho các đối tượng khác Kết quảchi tiết xem tại phụ lục 6.

3.2.10 – Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10

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

Q10 = k.F.(tT – tD) , W

 k: Hệ số truyền nhiệt qua vách, W/m2K;

 F: Diện tích trần, m2 (= diện tích sàn sân thượng)

 TT, tD: Nhiệt độ trên sân thượng và dưới của tầng 26, oC.Xác định hệ số truyền nhiệt k:

k =

Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 7.

3.2.11 – Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11

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

Nhiệt thẩm thấu qua nền tầng 10 được xác định:Q11 = k.F.(tT – tD) , W

 k: Hệ số truyền nhiệt qua vách, W/m2K;

 F: Diện tích trần, m2 (= diện tích sàn sân thượng) TT, tD: Nhiệt độ trên tầng 10 và dưới của tầng, oC.Xác định hệ số truyền nhiệt k:

k =

= 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:

Qbs = (1÷2%).(H – 4).Q9 + (5÷10%).FDFTF Q9H: chiều cao tòa nhà của không gian điều hòa, m2

FDFT: diện tích bề mặt hướng đông và tây của không gian điều hòa, m2F: diện tích tổng vách của không gian điều hòa, m2

Tính ví dụ cho phòng ngủ 01:

Qbs = (1÷2%).(H – 4).Q9 + (5÷10%).FDFTF Q9

3.2.13 – Tổng nhiệt thừa của công trình

Theo (3.1), (3.2) và (3.3) ta có:

Qtỏa = Q12 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 (3.16)Trong đó, với mọi đối tượng:

Q4 = Q5 = 0 W

Vậy ta có với mỗi đối tượng:

Qtỏa = Q12 + Q2 + Q3 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11(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 toả từ người Q3 = 250 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;

Qt =770 + 710 + 250 + 2659,5 + 384,2 + 1300 + 640,84 + 367 = 7081,54 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.

QT = 226366,3 WQT = 226,3663 kW