thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho nhà bảo tàng đặt ở bến tre

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCMKHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

BÁO CÁO ĐỀ TÀI

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHONHÀ BẢO TÀNG ĐẶT Ở BẾN TRE

GVHD: ThS: Nguyễn Văn DũngSVTH: Trần Quang Anh KhôiMSSV: 15077291

Chuyên ngành: Công nghệ Nhiệt Lạnh

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH 8

1.1 Tổng quan về điều hòa không khí 8

1.1.1 Khái niệm 8

1.1.2 Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với con người 8

1.1.3 Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với sản xuất 9

1.2 Tổng quan về công trình 10

CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 14

2.1 Phân tích các loại điều hòa không khí 14

2.1.1 Máy điều hòa cục bộ 14

2.1.2 Máy điều hoà phòng 2 và nhiều cụm 15

2.1.3 Hệ thống điều hòa tổ hợp 17

2.1.4 Máy điều hòa lắp mái 18

2.1.5 Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước và Gió 18

2.1.6 Hệ thống điều hòa trung tâm nước Water Chiller 18

2.1.7 Máy điều hòa VRV, VRF 19

2.2 Phương án thiết kế 24

2.3 Chọn cấp điều hòa không khí 24

2.4 Các thông số tính toán thiết kế 25

2.4.1 Thông số tính toán bên trong 25

2.4.2 Thông số tính toán bên ngoài 25

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNG ẨM 26

3.1 Tính toán cân bằng nhiệt 26

3.1.1 Nhiệt toả máy móc: 26

3.1.2 Nhiệt tỏa ra từ nguồn sáng nhân tạo Q2 27

3.1.3 Nhiệt do người tỏa ra Q3 28

3.1.4 Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm mang vào Q4 29

3.1.5 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5 29

3.1.6 Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời Q6 29

3.1.9 Nhiệt truyền qua trần Q9 34

3.1.10 Nhiệt truyền qua nền Q10 35

3.1.11 Tổng nhiệt thừa của công trình QT 35

3.2 Tính toán ẩm thừa 36

3.2.1 Lượng ẩm do người toả ra W1 36

3.2.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W2 37

3.2.3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm W3 37

3.2.4 Lượng ẩm do hơi nước nóng tỏa ra W4 37

3.2.5 Lượng ẩm thừa WT 38

CHƯƠNG 4 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 38

4.1 Tính toán sơ đồ tuần hoàn không khí 39

4.1.1 Xác định các điểm nút trên đồ thị I-d 40

4.1.2 Tính toán xác định năng suất thiết bị 41

CHƯƠNG 5 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG 42

5.1 Tầm quan trọng của việc chọn thiết bị 42

Trong thời gian học tập và nghiên cứu ở trường ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP

TP.HCM, em xin chân thành cảm ơn trường, khoa, giáo viên bộ môn đã tận tình giảng

dạy Đồ án môn học là cơ sở để em vận dụng kiến thức đã học vào thực tế từ đó rút ranhững bài học kinh nghiệm vô giá trong thời gian thực hiện đề tài này Với lòng kínhtrọng và biết ơn sâu sắc, một lần nữa em xin chân thành cảm ơn sự giảng dạy hướngdẫn của thầy cô giáo, nhà trường, đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Thầy NguyễnVăn Dũng đã tận tình hướng dẫn rất nhiều để em hoàn thành đồ án môn học: “Đồ ánchuyên đề thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí ”.

Đồ án của em được thực hiện trong khoảng thời gian 3 tháng Với trình độ, khả năngcòn hạn chế và kinh nghiệm làm đồ án chưa nhiều, chắc chắn em sẽ có thiếu sót trong đồán môn học này Em kính mong nhận được sự chỉ bảo của Thầy

Đặc biệt trong những đồ án tiếp theo trong khóa học của em, mong quý thầy cô tiếptục hướng dẫn cũng như truyền đạt lại những kiến thức cần thiết để em hoàn thành tốtnhững đồ án tiếp theo đó.

Cuối lời em xin chúc Thầy và các Thầy Cô trong trường nhiều sức khỏe cũng nhưthành công trong cuộc sống

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điềuhòa không khí cũng có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở nên quen thuộctrong đời sống và sản xuất.

Ngày nay, điều hòa tiện nghi không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, vănphòng, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao mà còn cả trong các căn hộ,nhà ở, các phương 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 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, viễnthông, máy tính, quang học, cơ khí chính xác, hóa học,…

Nhận thức được tầm quan trọng đó nên trong đồ án môn học này em quyết địnhchọn đề tài “ Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho nhà Bảo tàng Bến Tre đặt tại BếnTre” Đây là đề tài mang tính thực tiễn cao, không chỉ giúp củng cố lại kiến thức trongquá trình học mà còn giúp chúng ta có cái nhìn bao quát hơn, chính xác hơn về công việcthực tế của một kỹ sư ngành nhiệt lạnh sẽ làm sau này.

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH1.1 Tổng quan về điều hòa không khí

1.1.2 Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với con người

Ngày nay khi đời sống kinh tế của con người ngày càng được cải thiện thì nhữngnhư cầu để tạo ra cuộc sống dễ chịu và thoải mái hơn càng ngày càng cao Chính vì vậynhu cầu của điều hòa không khí đối với các công ty, nhà máy, văn phòng, cơ sở sản xuất,cũng như gia đình ngày càng tăng cao.

Sức khỏe con người là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năngsuất lao động Một trong những nội dung nâng cao sức khỏe con người là tạo ra cho conngười điều kiện vi khí hậu thích hợp Bởi vì nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữở mức khoảng 37 độ C ( đối với người bình thường) Do đó để duy tri ổn định nhiệt độcủa phần bên trong cơ thể, con người luôn thải ra một lượng nhiệt ra môi trường xungquanh Quá trình thải nhiệt này thông qua 3 hình thức cơ đối lưu, bức xạ và bay hơi Đếquá trình thải nhiệt đó diễn ra thì phải tạo ra một không gian có nhiệt độ và độ ẩm phùhợp với cơ thể con người Hệ thống điều hoà không khi để tạo ra môi trường tiện nghi,đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn.

Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình nămvà độ ẩm tương đối cao Với nhiệt độ và độ ẩm cao cộng vào đó là bức xạ mặt trời quacửa kính, nhất là những toà nhà có kiến trúc hiện đại có diện tích kinh lớn, thiết bị chiếusản g, thiết bị điện - điện làm cho nhiệt độ không khi trong phòng tăng cao, vượt xa giớihạn tiện nghi nhiệt đổi với con người Để đảm bảo cho con người có một môi trườngsống thoả mãi thì chỉ có điều hoà không khi mới giải quyết được vấn đề nêu trên.

Kinh tế nước ta hiện nay đã có bước phát triển đáng kể, đời sống của nhân dânngày càng được cải thiện, cho nên điều hoà không khi dân dụng đang phát triển mạnh mẽ.Do đó mà điều hoà không khí không còn xa lạ với người dân thành thị.

Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện đã trang bị hệ thống điều hoà không khi trongcác phòng điều trị bệnh nhân để tạo ra môi tường vì khí hậu tối ưu giúp người bệnhnhanh chóng phục hồi sức khoẻ Điều hoà không khí tạo ra các phòng vi khí hậu nhân tạovới độ trong sạch tuyệt đối của không khi và nhiệt độ, độ ẩm được khống chế ở mức tốiưu để tiến hành các quá trình y học quan trọng.

1.1.3 Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với sản xuất

Trong công nghiệp ngành điều hoà không khi đã có bước tiền nhanh chóng Ngàynay người ta không thể tách rời kỹ thuật điều hoà không khi với các ngành khác như cơkhi chính xác, kỹ thuật điện từ và Vi điện từ, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện từ, kỹthuật quang học Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm để đảm bảo máy móc thiết bịlàm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số củakhông khí như thành phần độ ẩm nhiệt độ độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hạikhác Ví dụ như trong ngành công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụđiện ần khống chế nhiệt độ tương khoảng từ 20°C {"5h 22"C độ ẩm từ 50 đến 60%.

Trong ngành co khi, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học, độ trong sạchvà ổn định của nhiệt độ và độ ẩm là điều kiên quyết định cho chất lượng, độ chính xáccủa sản phẩm Nếu các linh kiện, chi tiết của máy đo, kính quang học được chế tạo trongđiều kiện nhiệt độ và độ ẩm không ổn định làm cho độ co dăn khác nhau về kích thướccủa chỉ tíết sẽ làm gíàm độ chính xác của máy móc Bụi thâm nhập vào bên trong máy sẽlàm tăng độ mài mòn giữa các chi tiết dụng cụ chỏng hư hỏng chất lượng giảm sút lũ rệt.

Trong công nghiệp sợi và dột, điều hoà không khi có ý nghĩa quan trọng Khi độẩm không khi cao, độ dính kết, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽkhó khăn ngược lại độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt năng suất kéo sợi sẽ bị giảm Trong công nghiệp chế biến thực phấm, nhiều quá trình công nghệ đòi hỏi có môitrường không khi thích hợp Nếu độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giámkhối lượng và chất lượng sản phẩm Ngược lại độ ẩm quả cao công với nhiệt độ cao thìđó là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc phânhuỷ sản phẩm Bên cạnh đó lượng nhiệt và hơi ấm tỏa ra bên trong phân xưởng tương đốilớn, thường xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mật thiếtbị, máy móc gây mất vệ sinh tạo điều kiện cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển Tất cả cácvấn đề bất lợi đó đến có thể giải quyết bằng điều hoà không khi.

Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè, quá trình vo chè, ủ lên men có tácdụng làm cho chất dinh dưỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí và oxy hoá kết hợp với

các quá trình biến đổi sinh hoá khác tạo ra các axit amin, giữ màu sắc và hương vị thơmngon của chè Các quá trình này đòi hỏi phải được tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ ẩmthích hợp.

Các thông số của môi trờng không khi trong các nhà máy sản xuất phim, giấy ảnhcũng cần được duy trì ở mức nhất đình và chặt chẽ bằng hệ thống điều hoà không khi.Bụi rất dễ bám vào bề mặt phím, giấy ảnh làm giảm chất lượng sản phẩm Nhiệt độ caomong phân xưởng làm nóng chảy lớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phím Ngược laị độ ẩmcao làm cho sản phẩm dính bết vào nhau.

Điều hoà không khi còn tác động mạnh mẽ đến Sự phát triển của bơm nhiệt, mộtloại máy lạnh dùng để sưởi ấm vào mùa đông Bơm nhiệt thực ra là một máy lạnh vớikhác biệt là Ở mục đích sử dụng Gọi là máy lạnh khi người ta sử dụng hiệu ứng lạnh Ởthiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng nguồn nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ Ởcác nước tiên tiến, các chuồng trại chăn nuôi của công nghiệp sản xuất thit sữa được điềuhoà không khi đề có thể đạt được tốc độ tăng trọng cao nhất, vì gia súc và gia cầm cần cókhoảng nhiệt đỏ, độ ẩm thích hợp để tăng trong và phát triển Ngoài khoảng nhiệt độ vàđộ ẩm đó, quá trình phát triển và tăng trong giảm xuống và nếu vượt qua giới bạn nhấtđình chúng có thể bị sút cân hoặc bệnh tật.

Còn rất nhiều quá trình công nghệ khác cần đến hệ thống điều hoà không khi đềđảm bảo duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khi thích hợp đem lại hiệu quảsản xuất cao.

1.2 Tổng quan về công trình

Loại dự án: Bảo Tàng Bến Tre

Toà nhà Bảo tàng tọa lạctại số 146, đường Hùng Vương,phường 3, thành phố Bến Tre,trong khuôn viên rộng hơn13.000m2.

Hình 1.1 Nhà bảo tàng Bến Tre

Ngôi nhà được xây dựng theo lối kiến trúc Pháp với những cánh cửa hình vòm đặctrưng, gồm một tầng trệt và một tầng lầu, diện tích 330 m2 Mái lợp ngói, tường gạch,cùng nhiều cửa sổ cũng hình vòm trên chạm đầu rồng hoặc sư tử Bốn hướng đều có cổngra vào với 3 mặt giáp với 3 con đường lớn: Hùng Vương, Cách Mạng Tháng Tám, Lê ĐạiHành.

Mặt chính ngôi nhà hướng về phía sông Bến Tre, mặt sau hướng về đường Cáchmạng tháng Tám, một trong những con đường nhộn nhịp nhất của thành phố Bến Tre,nằm ngay trung tâm thành phố với những cây cổ thụ tỏa bóng mát cùng nhiều hoa kiểngtươi tốt, quý giá và hàng rào khang trang bao bọc làm cho ngôi nhà trở nên biệt lập vàsang trọng.

Đây là một vị trí đẹp, thuận lợi về mọi mặt, là điểm hẹn của nhân dân trong tỉnh,sinh viên, học sinh, khách du lịch trong và ngoài tỉnh cùng những người muốn tìm hiểuvề xứ Dừa.

Chính vì vị trí quan trọng như vậy nên khi xâm chiếm đất Bến Tre, đầu thế kỷ XX,thực dân Pháp đã cho xây dựng ngôi nhà này để làm Dinh Tham biện.

Sau hiệp định Genève (20/7/1954), đế quốc Mỹ nhảy vào dựng lên ở miềm Namchế độ độc tài Ngô Đình Diệm, ngôi nhà này được Mỹ Ngụy chọn làm Dinh Tỉnh trưởng.Khi miền Nam hoàn toàn giải phóng, đất nước được thống nhất, ngôi nhà được Tỉnh ủyBến Tre tiếp quản, sau đó giao lại cho Ty Văn hóa Thông tin (nay là Sở Văn hóa, Thểthao và Du lịch) để làm phòng Bảo tồn Bảo tàng vào năm 1976.

Khi Bảo tàng Bến Tre được thành lập theo Quyết định số 1564 ngày 26/10/1981,tỉnh đã quyết định giao lại ngôi nhà cho Bảo tàng sử dụng để trưng bày những hình ảnhvà hiện vật truyền thống cách mạng của nhân dân tỉnh nhà trong 2 cuộc kháng chiếnchống thực dân, đế quốc xâm lược.

Tại đây từng diễn ra những sự kiện lịch sử quan trọng liên quan đến hai cuộckháng chiến chống thực dân, đế quốc của quân, dân Bến Tre Đây là cơ sở nội tuyến bímật in ấn tài liệu vào năm 1938 theo sự chỉ đạo của Bí thư Tỉnh ủy Phạm Thái Bường; lànơi diễn ra lễ ký quyết định thành lập công binh giới của lãnh đạo Tỉnh ủy vào tháng10/1945; là cơ sở hoạt động bí mật của chiến sĩ tình báo Phạm Ngọc Thảo với cương vịĐại tá - Tỉnh trưởng Kiến Hòa giai đoạn 1960 - 1962.

Hiện nay, nội thất ngôi nhà đã được sửa chữa lại để phù hợp cho việc trưng bày.Toàn bộ các phòng và hành lang đều được sử dụng để trưng bày hơn ba ngàn hiện vật,hình ảnh, tư liệu, gồm 3 phòng ở tầng trệt và 3 phòng ở tầng lầu.

Ngoài những phòng trưng bày trong nhà, Bảo tàng Bến Tre còn có khu trưng bàyngoài trời rộng 288m2, trưng bày những hiện vật thuộc thể khối có kích thước lớn nhưxác máy bay, pháo, vỏ bom, …

Bằng những hiện vật, hình ảnh, mô hình,… Bảo tàng Bến Tre có thể giúp ngườixem hệ thống lại lịch sử phát triển của tỉnh trong hơn 100 năm qua Năm 2002, Bảo TàngBến Tre xây dựng thêm một tòa nhà mới theo Quyết định số 2234/QĐ-UB ngày20/6/2002 trên địa điểm cách ngôi nhà cũ khoảng 20m về phía phải (nằm phía sau Nhàkhách Hùng Vương) Ngôi nhà được xây dựng gồm một tầng trệt và 2 tầng lầu, được đặttên “Nhà trưng bày thành tựu kinh tế - văn hóa - xã hội và an ninh quốc phòng tỉnh BếnTre”.

Bảng 1.1 Các thông số bảo tàng Bến Tre

Tầng trệt

Diệntích sàn,

Diệntíchtường tiếp

Khutrưngbày 2

Tầng 1

Diệntích sàn,

Diệntíchtường tiếp

Khutrưngbày 3

15,3

ĐôngTầng 2

g gian Chức năng Diện tíchsàn, m2

Diệntíchtường tiếp

Trưng bày hiện vật liên

Phòngnghiên cứuphụcchế

Nghiên cứu phục chế các

Hình 1.2 Hướng mặt bằng trong bản vẽ của nhà Bảo tàng Bến Tre

CHƯƠNG 2 PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ2.1 Phân tích các loại điều hòa không khí

2.1.1 Máy điều hòa cục bộ

Máy điều hòa cục bộ gồm hai loại chính là điều hòa cửa sổ và máy điều hòa 2 vànhiều cụm có năng suất lạnh đến 7 kW (24.000Bth/h).

Máy điều hòa cửa sổ

Là loại máy điều hòa không khí nhỏ cả về năng suất và kích thước cũng như khốilượng.

Các thiết bị chính và thiết bị phụ được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ.Năng suất lạnh < 7 kW và được chia ra 5 loại 6,9,12,18 và 24 ngàn Btu/l.

Phải đục tường một khoảng rộng bằng máy hoặc phải cắt cửa sổ để bố trí máykhó bố trí trong phòng so với loại 2 cụm.

1 vỏ2 Tấm nắp3 Ghi lấy gió

4 Chớp lật hướng gió thổi5 Phích cắm điện

6 Bảng điều khiển

Hình 2.3 Hình dáng bên ngoàicủa một máy điều hòa cửa sổ 7 Cửa chớp lấy gió giải nhiệt

8 Dàn ngưng9 Tấm đỡ

10 Ống nước xã ngưng

2.1.2 Máy điều hoà phòng 2 và nhiều cụm

2.1.2.1 Máy điều hoà hai cụm

Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ điều khiển và quạt ngang dòng Cụm ngoài trờigồm máy nén, động cơ và quạt hướng trục Hai cụm được nối với nhau bằng các đườngống gas đi và về Ống xả nước ngưng từ dàn bay hơi ra và đường dây điện đôi khi đượcbố trí dọc theo hai đường ống này thành một búi ống.

 Ưu điểm:

Giảm được tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được sử dụngrộng rãi trong gia đình.

Dễ lắp đặt, đảm bảo thẩm mỹ cao Nhược điểm:

Cần quạt để lấy gió tươi

Ống dẫn gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn, giá thành đắt hơnỒn phía ngoài nhà gây ảnh hưởng

Hình 2.4 Sơ đồ máy điều hòa 2 cụm2.1.2.2 Máy điều hoà nhiều cụm

Máy điều hoà nhiều cụm gồm 1 cụm dàn nóng và 3-5 cụm dàn lạnh, 1 chiều và 2chiều, dùng cho căn hộ từ 3-5 phòng Máy có bộ điều khiển trung tâm đặt ở phòng máychủ Có thể chọn phòng máy chỉ là phòng khách hoặc phòng ngủ sao cho tiện lợi nhất.Các phòng khác vẫn có bộ điều khiển riêng rẽ nhưng vẫn phải phụ thuộc vào phòng máychủ Máy có thể làm việc hoàn toàn tự động theo chương trình kể cả việc chuyển đổi chếđộ làm lạnh và sưởi ấm.

Các loại dàn lạnh cho máy điều hòa nhiều cụm rất đa dạng, năng suấtlạnh của các các dàn lạnh như thông thường từ 2,5 đến 7,0 kW

Hình 2.5 Máy điềuhòa nhiều cụm

2.1.3 Hệ thống điều hòa tổ hợp

Máy điều hòa tách: là loại máy điều hòa có kết cấu tương tự máy điều hòa tách củahệ thống điều hòa cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy nén và năng suất lạnh Do đó kết cấucụm dàn nóng và dàn lạnh có nhiểu kiểu dáng hơn.

2.1.3.1 Máy điều hòa tách không ống gió

Có thể nói, nhiều máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa gọn và của hệ thốngđiều hòa cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy và về năng suất lạnh Do năng suất lạnh lớn hơnnên kết cấu của dàn nóng và dàn lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng hơn.

Cụm dàn nóng có kiểu quạt quạt hướng trục thổi lên trên với 3 mặt dàn Cụm dànlạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều, ngoài loại treo tường còn có loại treo trần, dấu trần kêsàn

Đôi khi trong điều hòa thương nghiệp, công nghệ, người ta còn gặp loại tách đặcbiệt cụm dàn nóng chỉ có quạt, còn máy nén lại được lắp cùng với dàn lạnh

Máy điều hòa kiểu tủ tường thường được dùng cho các hội trường, nhà khách nhàhàng, các văn phòng tương đối rộng rãi Dàn bay hơi với quạt gió thổi tự do, không cóống gió, năng suất lạnh tới 14kw ( 18000Btu/h)

Do quạt dàn bay hơi có tiếng ồn thấp nên rất thích hợp cho điều hòa tiện nghi.Ngoài kiểu tủ tường còn rất nhiều phương án bố trí dàn lạnh khác như: đặt sàn treotường, treo trần Để đảm bảo mỹ quan kiểu đặt sàn có thể chuyển thành kiểu dấu tường,nghĩa là dàn lạnh ở trong hõm tường, bên ngoài chỉ nhìn thấy chớp gió Loại giấu trần cómiệng gió phân phối và miệng gió hồi.

2.1.3.2 Máy điều hòa tách có ống gió

Máy điều hòa tách có ống gió thường được gọi là máy điều hòa thương nghiệpkiểu tách, năng suất lạnh từ 12000Btu/h đến 24000Btu/h

Dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phânphối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau.

2.1.3.3 Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa

Đại bộ phận các máy điều hòa tách có máy nén bố trí chung với cụm dàn nóng.Nhưng trong một số trường hợp máy nén lại nằm trong cụm dàn lạnh.

Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa cũng có chung các ưu nhược điểm của máyđiều hòa tách

Tuy nhiên do đặc điểm máy nén bố trí ở cụm dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao.Chính vì lý do đó máy điều hòa dàn ngưng đặt xa không thích hợp cho điều hòa tiệnnghi

Chỉ nên sử dụng máy điều hòa náy cho điều hòa công nghệ trong thương nghiệptrong các phân xưởng hoặc cửa hàng, những nơi chấp nhận được tiếng ồn của nó.

2.1.4 Máy điều hòa lắp mái

Máy điều hòa lắp mái là máy điều hòa nguyên cụm có năng suất lạnh trung bìnhvà lớn Chủ yếu dùng trong công nghiệp và thương nghiệp.

Cụm dàn nóng và lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất Quat dànlạnh là quat ly tâm cột áp cao.

Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và gió nóng.

Ngoài khả năng lắp đặt trên mái bằng của phòng điều hòa còn có khả nănglắp máy ở ban công Mái hiên hoặc giá chìa sau đó bố trí đường ống gió cấp và gió hồihợp lý.

2.1.5 Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước và Gió

Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắpđặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng với máy nén và dànbay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh.

Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổithọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cấn nối với hệ thống nước làmmát và hệ thống ống gío nếu cần là sẵn sàng hoạt động.

Vận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi.

Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên nghành lạnh, vận hành bảo dưỡng,vận chuyển dễ dàng.

Có cửa lấy gió tươi.

Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu thị chấp nhậnđược độ ồn cao Nếu dùng cho điều hòa tiện nghi phải có buồng máy cách âm và bố trítiêu âm cho cả ống gió cấp và ống gió hồi.

2.1.6 Hệ thống điều hòa trung tâm nước Water Chiller

Hệ thống bơm và đường ống dẫn nước lạnh đến AHU và FCU Hệ thống bơmnước giải nhiệt vào Cooling Tower.

Nguồn nhiệt để sưởi ấm, dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thườngdo nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp.

Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sươi ấm không khí bằng nước nóng FCUhoặc AHU.

 Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau

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

Có thể khống chế độ ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng biệt, ổnđịnh và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.

Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi tiêu chuẩn cao vàmọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan.

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

Có khả năng sử lí độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra.Ít phải bảo dưỡng sửa chữa.Năng suất lạnh hầu như không hạn chế.

 Nhược điểm của hệ thống điều hòa trung tâm nước

Vì dùng nước làm chất tải lạnh (nước, glycol.v.v.) nên bị tổn thất năng suất lạnh.Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU.

Cách nhiệt cho đường ống nước lạnh khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ởViệt Nam quá cao.

Thi Công, Lắp đặt khó khăn.

Đòi hỏi công hân vận hành lành nghề.

2.1.7 Máy điều hòa VRV, VRF

Giới Thiệu

Do các hệ thống ống gió CAV (Contant air volume) và VAV (Variableair volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong phòng qua cổng kênh, tốnnhiều không gian và diện tích lắp đặt nên hãng Daikin của Nhật Bản đưa ra giải pháp

VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưulượng môi chất.

Thực chất là phát triển máy điều hòa tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dànlạnh trực tiếp đặt trong các phòng, tăng chiều cao lăp đặt và chiều dài đường ống giữacụm dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòngvà khách sạn.

Vừa làm lạnh, vừa sưởi ấm trong một hệ được;

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;

Số lượng dàn lạnh bị hạn chế nên chỉ thích hợp cho các hệ thống có công suất vừa;Giá thành đắt nhất trong tất cả các hệ thống ĐHKK, nhưng đang có xu hướnggiảm dần.

Bảng 2.2 So sánh tính năng của hệ Water chiller và hệ VRV

1 Mô tả vắn tắt

Hệ Water Chiller là hệ thốngdùng nước lạnh để làm chất tảilạnh trung gian Nước lạnhđược làm lạnh ở bình bay hơi từ12oC xuống 7 oC rồi được bơmđưa đến các dàn lạnh FCU hoặc

Hệ VRV là hệ thống điềuhòa không khí, một dànnóng kết nối với nhiều dànlạnh (thường gọi là một mẹnhiều con), làm lạnh trựctiếp không khí phòng trong

AHU để làm lạnh Nhiệt thải ởthiết bị ngưng tụ có thể thải chonước (hệ Chiller giải nhiệtnước) hoặc gió (hệ Chiller giảinhiệt gió)

các dàn bay hơi VRV cũngcó hai loại giải nhiệt gió vàgiải nhiệt nước nhưng chủyếu là loại giải nhiệt gió.Loại giải nhiệt nước hầunhư chưa được ứng dụng.Sau đây chỉ nói đến VRVgiải nhiệt gió

2 Năng suất lạnh

Năng suất lạnh của một Chillercó thể từ vài chục kW đến hàngchục ngàn kW Ví dụ Chiller lytâm giải nhiệt nước máy néntuabin của Carrier ký hiệu17DA8-8787 có năng suất lạnhlà 21.000kW, khối lượng84.600 kg

Năng suất lạnh của dànnóng loại VRV-III 54HP là148kW Tuy nhiên mộtcông trình có thể sử dụngkhông hạn chế số dàn nóngdo đó năng suất lạnh làkhông có giới hạn Hiệnnay đã có loại VRF dànnóng tới 64HP với năngsuất lạnh khoảng 186kW.

Những lĩnh vực ứng dụnghiệu quả

- Các phân xưởng cần khốngchế cả nhiệt độ và độ ẩm, làmviệc liên tục 3 ca 24/24 như sợidệt, in ấn, chế biến…

- Các tòa nhà cao tầng hoặc cáccông trình lớn có nhu cầu cấplạnh 24/24 như khách sạn, khuliên hợp thể thao, bệnh viện,…với diện tích sàn trên 20.000m2,năng suất lạnh trên 3000 kW.Nhu cầu lạnh phải tương đối ổnđịnh.

- Chỉ sử dụng cho điều hòatiện nghi ở các công trìnhcỡ nhỏ, trung bình và lớnnhư các tòa nhà văn phòng,khách sạn, trường học ,bệnh viện, cửa hàng, siêuthị, nhà hàng…

- VRV đặc biệt thích hợp vàtiết kiệm năng lượng chocác ứng dụng lạnh cục bộ,phân tán, không ổn địnhnhư tòa nhà văn phòng chothuê và cần tính tiền điệnriêng biệt…

4 Đặc điểm máy nén

Rất nhiều loại máy nén từ xoắnốc, pittông, trục vít đến tuabin

- Xoắn ốc- Rôto

(biến tần hoặc kỹ

thuật số)

5 Thiết bị ngưng tụ

- Bình ngưng giải nhiệt (và thápgiải nhiệt)

- Dàn ngưng giải nhiệt gió

- Dàn ngưng giải nhiệt gió- Bình ngưng giải nhiệtnước và tháp giải nhiệt

6 Thiết bịbay hơi

- Bình bay hơi làm lạnh nước(có tổn thất năng lượng cho môichất trung gian)

- Dàn bay hơi làm lạnhkhông khí trực tiếp – tốthơn do tổn thất exergy nhỏ

7 Hệ thốngphụ trợ

- Tháp giải nhiệt và hệ thốngbơm nước giải nhiệt

- Bình giản nở và hệ thốngđường ống, phụ kiện và bơmnước giải nhiệt

- Không có (VRV đơn giảnhơn)

Phương án sưởi ấm mùa đông

- Nếu dùng tháp giải nhiệt thìmùa đông phải dùng điện trởsưởi hoặc dùng nồi hơi đunnước nóng.

- Nếu là Chiller giải nhiệt gió cóthể dùng bơm nhiệt

- Bơm nhiệt rất tiện lợi vàhiệu quả

9 Phòngmáy

- Cần có phòng máy để đặtChiller và bơm nước các loại,phòng đặt AHU…

- Không cần phòng máy vìdàn nóng có thể đặt trêntầng thượng hoặc ban công

Côngnhân vậnhành

- Cần có một đội công nhân vậnhành, sửa chữa, bảo dưỡngthường xuyên với trình độ caovì phải kết hợp giữa Chiller vớihệ thống tháp giải nhiệt, bơmnước lạnh, vận hành lò hơi…

- Không cần công nhân vậnhành vì hệ thống có thể làmviệc hoàn toàn tự động gầngiống như máy điều hòa haicụm gia dụng.

Khả năng tự động

- Khó tự động hóa hơn vì phảikết hợp giữa ba hệ thống làChiller, bơm tháp giải nhiệt vàbơm nước lạnh

- Rất cao vì chỉ có một hệtuần hoàn gas lạnh gầngiống máy điều hòa haicụm gia dụng

Khả năng chạy

- Khó hơn vì hệ Chiller đa số làđược điều chỉnh năng suất lạnhtheo bậc và chỉ chạy hiệu quả ở

- Rất dễ dàng và có thể điềuchỉnh được xuống 3 ÷ 10%năng suất lạnh, hầu như

giảm tải

60 ÷ 100% tải, tuy nhiên hiệnnay đã có một số Chiller biếntần

không có tổn thất nănglượng

Khả năng tínhtiền điện riêng biệt

- Thường không thể tính tiềnđiện riêng biệt cho các hộ riênglẻ mà chỉ có thể tính khoán theom2 sử dụng, rất thiệt thòi chocác hộ sử dụng ít hoặc không sửdụng, dễ dẫn đến tình trạngdùng tháo khoán gây lãng phí.- Có khả năng tự động tính tiềnđiện riêng biệt khi lắp đồng hồnước lạnh nhưng phức tạp vàchính xác vì nhiệt độ nước lạnhthay đổi.

- Có thể tính tiền điện riêngbiệt, dễ dàng cho từng dànlạnh riêng rẻ.

Khả năng mở rộng hệ thống điều hòa

- Không có khả năng mở rộngdo các hệ thống đường ốngnước, bơm nước đã cố định.

- Có khả năng mở rộng dễdàng bằng cách lắp đặtthêm các tổ máy mới.

Độ phức tạp của công tác vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa

- Cao vì có nhiều hệ thống:lạnh, nước, lò hơi, hóa chất thiếtbị tẩy rửa bình ngưng và thápgiải nhiệt, xử lý nước, …

- Rất đơn giản vì chỉ cần vệsinh dàn nóng, dàn lạnh.

Độ ồn - Tiếng ồn lớn do máy nén lớn, bơm nước và tháp giải nhiệt lớn, tuy nhiên có thể khắc phục

- Thấp do máy nén công suất nhỏ, quạt công suất nhỏ

Tuổi thọ và độ tin cậy của máy nén

- Cao do tốc độ thấp - Trung bình, do tốc độ cao

8 các thiết bị khác

Khả năng rò rỉ môi chất

- Không

- Có, tuy nhiên gas lạnh antoàn, nồng độ cho phép1,44kg/ m3 và có nhiềubiện pháp bảo đảm an toàn.

Ảnh hưởng dothải nhiệtdàn nóng

- Nếu dùng tháp giải nhiệt cóthể gây rêu mốc, ẩm ướt

- Không vì không khí nóngđược xả lên trời

Giá vận hành

- Cao vì cần nhiều công nhân vànhiều loại vật liệu phụ

- Thấp vì hầu như được tựđộng hóa hoàn toàn.

Tiêu tốn điện năng để chạy máy

- Cao

- Thấp hơn (Theo các thốngkê thực tế, thấp hơn khoảng30%)

2.2 Phương án thiết kế

Tầng trệt 1 & 2 của nhà Bảo tàng với công năng sử dụng làm khu trưng bày vàtham quan với diện tích mỗi gian phòng vừa Điều này đồng nghĩa với việc không thể sửdụng máy điều hòa 2 cụm cho các khu vực này Bởi vì công suất lạnh các loại máy điềuhòa 2 cụm nhỏ, không đáp ứng được độ lạnh cho không gian cũng như các thông số yêucầu theo tiêu chuẩn Vì vậy em đề xuất phương án thiết kế đó là sử dụng hệ thống VRV.

Ta thấy thực tế tầng trệt, 1 & 2 của nhà Bảo tàng được thiết kế với mỗi không gianchỉ có diện tích lớn và vừa Vì vậy phương án sử dụng hệ thống điều hòa không khí VRVcho công trình là rất phù hợp và khả thi

2.3 Chọn cấp điều hòa không khí

Trước khi chọn các thông số để tính nhiệt ẩm và năng xuất lạnh yêu cầu của hệthống thì ta phải chọn cấp điều hòa Cấp điều hòa thể hiện trạng thái không khí điều hòanhư nhiệt độ, độ ẩm… của công trình, tùy theo mức độ quan trọng của công trình có 3cấp điều hòa:

- Cấp I có độ chính xác cao nhật và tiện nghi nhất, duy trì các thông sốtrong nhà ở mọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả về mùa hè (cực đại) và mùađông (cực tiểu), nhưng đắt tiền nhất.

- Cấp II có độ chính xác trung bình, sai số cho phép 200h/năm khi có biếnthiện nhiệt ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu.

- Cấp III có độ chính xác vừa phải, duy trì được các thông số trong nhà ởmột phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400/năm, độ tin cạy không cao nhưngcó ưu điểm là rẻ tiền, chi phí ban đầu thấp nên được dùng phổ biến.

Ta thấy hệ thống điều hòa không khí cấp III là hệ thống có độ chính xác vừa phải,có thể duy trì trạng thái không khí trong phòng khi trạng thái không khí ngoài trời thayđổi ở phạm vi sai lệch không quá 400 giờ trong một năm Điều này cho thấy giá thànhcho điều hòa cấp 3 là thấp nhất Vì đây là công trình điều hòa nhà Bảo tàng nên khôngcần độ chính xác cao nên ta chọn điều hòa cấp 3 Bên cạnh đó cần phải đảm bảo tỷ lệ hòatrộn không khí thích hợp để đáp ứng mức độ làm sạch thích hợp.

2.4 Các thông số tính toán thiết kế

2.4.1 Thông số tính toán bên trong

Nhiệt độ: Chọn theo tiện nghi nhiệt của con người và theo tính chất công trình,đồng thời trên cơ sở nhu cầu trang bị điều hòa và vốn của chủ đầu tư, hệ thống điều hòacho tòa nhà được thiết kế với chức năng điều chỉnh độ lạnh không khí trong phòng và

thay đổi độ ẩm tương ứng không trang bị hệ thống sưởi ấm và điều chỉnh độ ẩm,[3]:

Nhiệt độ không khí trong nhà (t = 23℃÷26℃) ta chọn tT = 25℃Độ ẩm trong nhà (φ = 60%÷70%) nên ta chọn φT = 70%

Dựa vào các thông số trên tra đồ thị I-D ta cóEntanpy IT = 61 kJ/kgkk

Độ chứa ẩm dT = 14 g/kgkkNhiệt độ động sương ts=200C

2.4.2 Thông số tính toán bên ngoài

Thông số tính toán bên ngoài cho nhóm công trình điều hoà cấp III tính theo hệ số đảm bảo Đối với hệ thống điều hòa không khí cấp III, tại Bến Tre tháng nóng nhất là tháng 4

Thời gian không đảm bảo với công trình cấp III là: 400 giờ

Hệ số bảo đảm cả năm là: Kbđ = 0,954 Nhiệt độ trung bình: tN = 35,6℃

Độ ẩm trung bình: φN = 49,7%

Tra đồ thị I – d của không khí ẩm ta có các thông số:Entanpy IN = 82,9 kJ/kgkk

Độ chứa ẩm dN = 20 g/kgkkNhiệt độ động sương ts= 26,5 0C

Bảng 2.3 Thông số tính toán trong nhà và ngoài trờiNhiệt độ, t

Độ ẩm, φ

(%)Entanpy, I(kJ/kg)

Độ chứahơi, d(g/kg)

Nhiệt độđọngsương, ts

(oC)Ngoài trời 35,6 49,7 82,9 20 26,5

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT VÀ CÂN BẰNGẨM

3.1 Tính toán cân bằng nhiệt

3.1.1 Nhiệt toả máy móc:

 Tủ lạnh 150W Máy in 400W

Tính đại diện phòng quản lý:

Q12 = Ni = 1.80 + 2.250 + 1.150 + 2.400 = 1530WCác phòng còn lại theo bảng 3.1:

Bảng 3.4 Nhiệt tỏa ra từ thiết bị điện Q1

Tầng Không gian Tivi,cái tính,cáiMáy vi lạnh,cáiTủ in,cáiMáy [W]Q1

3.1.2 Nhiệt tỏa ra từ nguồn sáng nhân tạo Q2

Đối với nhà Bảo tàng, phòng làm việc, khách sạn, văn phòng, siêu thị… có thểtính công suất chiếu sáng theo m2 sàn Bình thường, theo tiêu chuẩn chiếu sáng lấy 10 –12 W/m2 diện tích sàn cho nhà Bảo tàng, văn phòng, khách sạn, phòng làm việc,… chọn

12 W/m2

Q2 = Ncs [1]

Ncs - Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W.

Tính đại diện phòng quản lý:

Q2 = Ncs = 12.13 = 156 W

Các phòng còn lại theo bảng 3.2: