tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit hệ thống điều hòa không khí và thông gió công trình vạn hạnh mall

Đề tài và chúng em lựa chọn là: “Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit hệ thống điều hoà không khí và thông gió công trình Vạn Hạnh Mall”.. Bố cục đồ án gồm 5 chươn

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

GVHD: PGS.TS ĐẶNG THÀNH TRUNG SVTH: ĐẶNG TUẤN ĐẠT

NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCMKHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

I

II

III

IV

V

VI

VII

VIII

I

LỜI CẢM ƠN

Sau gần bốn năm học tập tại trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, chúng em xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh, khoa đào tạo chất lượng cao, khoa cơ khí động lực và toàn thể Quý thầy cô trong trường đã hướng dẫn, giúp đỡ tận tình để giúp cho chúng em có được những kiến thức cơ bản, nền tảng để có thể vận dụng và hoàn thành đồ án tốt nghiệp cũng như công việc sau này

Đặc biệt hơn, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy PGS.TS Đặng Thành Trung, thầy đã định hướng đề tài, hướng dẫn, đưa ra những góp ý tận tình để chúng em có thể hoàn thành tốt nhất đồ án tốt nghiệp này

Chúng em cũng cảm ơn gia đình và bạn bè rất nhiều vì đã hỗ trợ chúng em trong quá trình học tập và cũng là chỗ dựa tinh thần cho chúng em suốt thời gian thực hiện đồ án Trong quá trình thực hiện đồ án, chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót, kính mong được sự góp ý tận tình từ Quý thầy cô của Bộ môn để chúng em rút kinh nghiệm cho bản thân

Chúng em xin trân trọng cảm ơn Quý thầy cô đã bỏ thời gian xem đồ án của chúng em! Cuối cùng, nhóm chúng em xin gửi Quý thầy cô lời chúc sức khỏe và Kính chúc Bộ môn Công nghệ Nhiệt điện lạnh của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh sẽ luôn mãi là niềm tin, nền tảng vững chắc cho nhiều thế hệ sinh viên trên con đường chinh phục tri thức

Xin trân trọng cảm ơn!

II

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang phát triển mạnh mẽ như hiện nay, nhiều công trình có quy mô lớn, những khu đô thị hiện đại, những trung tâm thương mại mọc lên ngày càng nhiều cả trong nước lẫn trên khắp thế giới Do đó nhu cầu sử dụng điều hoà không khí cũng theo đó tăng cao Đặc biệt trong bối cảnh, khí hậu biến đổi khắc nghiệt như hiện nay thì việc sử dụng điều hoà không khí trở nên vô cùng cần thiết, nó gần như đóng một vai trò không thể thiếu trong cuộc sống thời hiện đại

Đề tài và chúng em lựa chọn là: “Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần

mềm Revit hệ thống điều hoà không khí và thông gió công trình Vạn Hạnh Mall”

Công trình Vạn Hạnh Mall sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm Water Chiller

Bố cục đồ án gồm 5 chương: Chương 1 là tổng quan về điều hoà không khí, chương 2 là tính toán kiểm tra tải lạnh hệ thống điều hoà không khí bằng 2 phương pháp: Carrier và phần mềm Heatload Daikin, chương 3 tính toán kiểm tra hệ thống thông gió, tăng áp hút khói, chương 4 là triển khai bản vẽ hệ thống hệ thống điều hoà không khí và thông gió bằng phần mềm Revit, chương 5 kết luận kết quả đạt được sau quá trình tính toán kiểm tra và kiến nghị, cuối cùng là phụ lục kết quả và trình bày cụ thể từng quy trình hỗ trợ cho những mục chính của đồ án

Về tính toán kiểm tra hệ thống điều hoà không khí, nhóm chúng em sẽ vận dụng những kiến thức đã được học, tham khảo các tiêu chuẩn, quy chuẩn, tài liệu trong nước và ngoài nước về điều hoà không khí và thông gió để kiểm tra, so sánh với các thông số thiết kế của công trình Phần này sẽ được trình bày trong chương 2 và chương 3 của đồ án Nội dung này giúp nhóm chúng em vận dụng được kiến thức chuyên ngành vào thực tế và hiểu rõ hơn về hệ thống điều hoà không khí và thông gió

Về triển khai bản vẽ hệ thống điều hoà không khí và thông gió bằng phần mềm Revit, nhóm chúng em sẽ dựa trên cơ sở bản vẽ thiết kế thi công (shopdrawing) của dự án để xây dựng lên mô hình 3D hệ thống Với góc nhìn 3D, nhóm chúng em đã kiểm soát được va chạm, xung đột giữa các hệ thống với nhau, giảm thiểu rủi ro khi thi công thực tế

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT XII

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 1

1.1 Tầm quan trọng của điều hoà không khí đối với con người và sản xuất 1

1.1.1 Đối với con người 1

1.1.2 Đối với sản xuất 2

1.1.3 Giới thiệu một số hệ thống điều hoà không khí 2

1.1.3.1 Hệ thống điều hoà không khí cục bộ 2

1.1.3.2 Hệ thống điều hoà không khí trung tâm 4

1.2 Tầm quan trọng của đề tài 8

1.3 Mục tiêu tính toán kiểm tra hệ thống điều hoà không khí của công trình 9

1.3.1 Giới thiệu công trình 9

1.3.1.1 Cấu trúc tổng quan của công trình 10

1.3.1.2 Thống kê diện tích công trình tính toán 11

1.3.2 Cơ sở tính toán kiểm tra điều hoà không khí 12

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA PHỤ TẢI LẠNH 13

2.1 Tính toán phụ tải lạnh 13

2.1.1 Chọn thông số tính toán 13

2.1.1.1 Chọn thông số thiết kế trong nhà 14

2.1.1.2 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà 15

2.1.2 Tính tải lạnh bằng phương pháp Carrier 16

IV

2.1.2.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q11 17

2.1.2.2 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q2 24

2.1.2.3 Nhiệt tỏa ra từ thiết bị Q3 28

2.1.2.4 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra do người Q4 30

2.1.2.5 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QhN và QaN 32

2.1.2.6 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5h và Q5a 33

2.1.2.7 Nhiệt tổn thất do các nguồn khác Q6 34

2.1.2.8 Tổng phụ tải của công trình 34

2.2 Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí 34

2.2.1 Lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí 34

2.2.2 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn một cấp 39

2.2.2.1 Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat Factor) 39

2.2.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) 40

2.2.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) 40

2.2.2.4 Hệ số đi vòng (εBF) 41

2.2.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef) 41

2.2.2.6 Nhiệt độ đọng sương ts của thiết bị 43

2.2.2.7 Đồ thị t – d hệ thống ĐHKK của công trình 43

2.2.2.8 Nhiệt độ đọng sương ts 46

2.2.2.9 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh: 46

2.2.3 Kiểm tra điều kiện vệ sinh 47

2.3 Tính tải lạnh bằng phần mềm Heatload Daikin 47

2.3.1 Các bước tính tải lạnh cho dự án bằng phần mềm Heatload 47

2.3.2 Kết quả sau khi tính toán 47

2.3.3 So sánh kết quả tính toán công suất lạnh lý thuyết và công suất lạnh bằng phần mềm và thiết kế ban đầu 48

V

2.4 Tính toán kiểm tra và chọn thiết bị chính hệ thống 50

2.4.1 Lựa chọn hãng cung cấp 50

2.4.2 Tính chọn AHU cho công trình 50

2.4.3 Tính chọn Chiller giải nhiệt nước (Water Cooled Chiller) 51

2.4.4 Tính chọn tháp giải nhiệt 52

2.4.5 Tính kiểm tra hệ thống đường ống nước 53

2.4.5.1 Giới thiệu các loại ống dùng trong hệ thống 53

2.4.5.2 Xác định lưu lượng, vận tốc nước trong ống, đường kính ống 53

2.4.6 Tính chọn bơm 55

2.4.6.1 Xác định lưu lượng bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt 55

2.4.6.2 Tính toán cột áp bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt 56

CHƯƠNG 3: TÍNH KIỂM TRA THÔNG GIÓ, HÚT KHÓI VÀ TẠO ÁP 60

3.2 Tính toán kiểm tra hệ thống hút khói sự cố 66

3.2.1 Tính toán kiểm tra lưu lượng hút khói 68

3.2.1.1 Lưu lượng hút khói cho khu vực thương mại 68

3.2.1.2 Kiểm tra kích thước ống hút khói khu vực thương mại 71

3.2.2 Tính tổn thất áp suất ống gió hút khói sự cố 72

3.2.2.1 Tổn thất ma sát trên đường ống 72

VI

3.2.2.2 Tổn thất áp suất cục bộ 73

3.3 Tính kiểm tra lưu lượng gió thải nhà vệ sinh, phòng rác và phòng kỹ thuật 78

3.4 Tính kiểm tra thông gió nhà xe 79

3.4.1 Lưu lượng gió cấp/ gió thải 79

3.4.2 Tính kiểm tra kích thước ống gió cấp/thải 81

3.5 Tính toán kiểm tra hệ thống tăng áp 83

3.5.1 Mục đích của việc tăng áp 83

3.5.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống tăng áp 83

3.5.3 Kiểm tra hệ thống tăng áp cầu thang bộ 85

3.5.3.1 Kiểm tra lưu lượng tăng áp cầu thang bộ 85

3.5.3.2 Tính kiểm tra kích thước hộp gain tăng áp thang bộ 87

3.5.4 Kiểm tra hệ thống tăng áp phòng đệm thang máy PCCC 88

3.5.5 Tính chọn miệng gió 89

CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI BẢN VẼ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ BẰNG PHẦN MỀM AUTODESK REVIT 90

4.1 Sơ lược về phần mềm Revit 90

4.2 Triển khai bản vẽ Revit hệ thống thông gió 91

4.3 Triển khai bản vẽ Revit hệ thống ống nước lạnh Chiller 92

4.4 Thống kê khối lượng bằng phần mềm Revit 95

VII

Bảng phụ lục 2 2 Kết quả tính toán nhiệt bức xạ qua kính Q11 103

Bảng phụ lục 2 3 Nhiệt truyền qua tường Q22t 103

Bảng phụ lục 2 4 Kết quả tính toán nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q2 104

Bảng phụ lục 2 5 Kết quả tính toán nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 105

Bảng phụ lục 2 6 Kết quả tính toán nhiệt tỏa ra do máy móc Q32 106

Bảng phụ lục 2 7 Kết quả tính toán nhiệt tỏa ra từ thiết bị Q3 109

Bảng phụ lục 2 8 Kết quả tính toán nhiệt hiện do người tỏa Q4h 110

Bảng phụ lục 2 9 Kết quả tính toán nhiệt ẩn do người tỏa Q4a 111

Bảng phụ lục 2 10 Kết quả tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra do người Q4112Bảng phụ lục 2 11 Kết quả nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QN 113

Bảng phụ lục 2 12 Kết quả tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5 115

Phụ lục 2 13 Các bước tính tải lạnh 115

Bảng phụ lục 2 14 Kết quả tính tải lạnh bằng phần mềm của các tầng còn lại 122Bảng phụ lục 2 15 Chọn AHU cho tầng 1 128

Bảng phụ lục 2 16 Lưu lượng nước lạnh qua ống nhánh 129

Bảng phụ lục 2 17 Cột áp bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt 129

Phụ lục chương 3: Tính toán kiểm tra thông gió 130

Bảng phụ lục 3 1 Kích thước ống gió mềm tầng 1 130

Bảng phụ lục 3 2 Tổn thất ma sát trên đường ống hút khói tầng 1 130

Bảng phụ lục 3 3 Tổn thất cục bộ các phụ kiện trên đường ống gió hút khói khu vực 1, tầng 1 130

Phụ lục chương 4 Triển khai bản vẽ điều hoà không khí bằng phần mềm AUTODESK REVIT 134

Phụ lục 4 1 Một số hình ảnh về hệ thống thông gió 134

Phụ lục 4 2 Một số hình ảnh về hệ thống ống nước lạnh chiller 136

Phụ lục 4 3 Các bước thống kê khối lượng bằng phần mềm REVIT 137

VIII

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1 1 Máy điều hòa cục bộ dạng cửa sổ [1] 3

Hình 1 2 Máy điều hòa cục bộ kiểu rời [2] 3

Hình 1 3 Máy điều hòa cục bộ kiểu ghép [3] 3

Hình 1 4 Máy điều hoà cục bộ kiểu tủ đứng [4] 4

Hình 1 5 Hệ thống VRV/VRF [5] 5

Hình 1 6 Cụm máy làm lạnh nước giải nhiệt nước [6] 6

Hình 1 7 Hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller [7] 7

Hình 1 8 Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall [8] 10

Hình 1 9 Sơ đồ các tầng trong Vạn Hạnh Mall [9] 10

Hình 2 1 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier [10] 17

Hình 2 2 Tham khảo bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị của công trình 36

Hình 2 3 Sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp 37

Hình 2 4 Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các hệ số nhiệt trên đồ thị I - d 38

Hình 2 5 Sơ đồ tuần hoàn một cấp với các hệ số nhiệt hiện trên đồ thị t - d 38

Hình 2 6 Điểm gốc G (t = 24oC, φ = 50%) và thang chia nhiệt hiện SHF 39

Hình 2 7 Đồ thị t – d của hệ thống điều hoà không khí 43

Hình 2 8 Sơ đồ nguyên lý đi ống nước nhánh 1 ở tầng 1 54

Hình 2 9 Giao diện phần mềm Pipe Flow Wizard 57

Hình 2 10 Chọn đơn vị lưu lượng cần tính 58

Hình 2 11 Các phụ kiện cần chọn ảnh hưởng tổn thất 58

Hình 2 12 Nhập các thông số yêu cầu và xuất kết quả 59

Hình 3 1 Giao diện phần mềm DuctSize 62

Hình 3 2 Kích cỡ ống gió tươi cho khu vực thương mại 1&2, tầng 1 63

Hình 3 3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống hút khói thương mại tầng hầm và tầng 1 67

IX

Hình 3 8 Giao diện phần mềm Ashrae Duct Fitting Database 73

Hình 3 9 Khu hút khói sự cố 1, tầng 1 có 03 co 90o 74

Hình 3 10 Tính tổn thất cục bộ cho co 90o chữ nhật 74

Hình 3 11 Bản vẽ sử dụng gót giày khu vực Starbucks, tầng 1 75

Hình 3 12 Tính toán tổn thất áp suất cho gót giày khu vực Starbucks, tầng 1 75

Hình 3 13 Tính toán tổn thất cho giảm size ống 76

Hình 3 14 Tính tổn thất cho bộ đấu nối quạt với đường ống 76

Hình 3 15 Tính tổn thất qua van MD 77

Hình 3 16 Tính kích cỡ ống gió cấp tầng hầm 82

Hình 3 17 Kích cỡ ống gió cấp tầng hầm trên thực tế 82

Hình 3 18 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng áp cầu thang 84

Hình 4 1 Hệ thống điều hoà không khí và thông gió của trung tâm thương mại Vạn Hạnh Mall 90

Hình 4 7 Phòng chiller ở tầng kỹ thuật view 3D 94

Hình 4 8 Cụm máy Water Chiller trên tầng kỹ thuật 95

Hình 4 9 Cụm van và khớp nối mềm ở Bồn nước cấp 95

Hình 4 10 Bảng thống kê khối lượng hệ thông gió trên Revit 96

Hình 4 11 Bảng thống kê khối lượng hệ water chiller trên Revit 97

X

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 Các thông số diện tích sàn vùng điều hòa tầng 1 11

Bảng 2 1 Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt (trích Phụ lục A – TCVN 5687: 2010) 14

Bảng 2 2 Thông số tính toán trong nhà 14

Bảng 2 3 Lượng không khí tươi l cần cho 1 người, l/s 15

Bảng 2 4 Thông số tính toán bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không bảo đảm, m (h/năm) hoặc hệ số bảo đảm Kbđ 16

Bảng 2 5 Thông số tính toán ngoài nhà 16

Bảng 2 6 Nhiệt bức xạ mặt trời lớn nhất qua kính RTmax 19

Bảng 2 7 Lượng nhiệt bức xạ vào phòng 19

Bảng 2 8 Kết quả tính toán G’ 21

Bảng 2 9 Kết quả tính toán G” 21

Bảng 2 10 Mật độ diện tích trung bình gs 22

Bảng 2 11 Bảng hệ số tác động tức thời của nhiệt chiếu sáng ở tầng 1 29

Bảng 2 12 Thống kê phụ tải lạnh công trình tính cho Oasis shopping ở tầng 1 42

Bảng 2 13 Kết quả tính toán tải lạnh của tầng 1 bằng phương pháp Carrier 42

Bảng 2 14 Thông số các điểm nút trên đồ thị t - d của Oasis Shopping ở tầng 1 44

Bảng 2 15 Thông số của các khu vực còn lại của tầng 1 45

Bảng 2 16 Kết quả tải lạnh bằng phần mềm Heatload của các khu vực ở tầng 1 47

Bảng 2 17 Bảng kết quả so sánh tính toán và biểu đồ công suất lạnh lý thuyết và công suất lạnh bằng phần mềm và thiết kế ban đầu 49

Bảng 2 18 Bảng so sánh phương án nhóm đưa ra và phương án do công ty thiết kế đã thực hiện 52

Bảng 2 19 Tốc độ nước trên đường ống 54

Bảng 2 20 Đặc tính kỹ thuật của bơm ký hiệu GS hãng EBARA 59

Bảng 3 1 Kết quả tính toán ống gió cấp cho tầng 1 65

Bảng 3 2 Kích cỡ ống hút khói sự cố tầng 1 72

Bảng 3 3 Kết quả tính tổn thất cột áp của đường ống gió hút khói sự cố tầng 1 77

XI

Bảng 3 4 Lưu lượng gió thải tầng 1 79

Bảng 3 5 Bảng tính thông gió cho các tầng hầm 80

Bảng 3 6 So sánh lưu lượng gió tươi giữa tính toán và công ty thiết kế 80

Bảng 3 7 So sánh lưu lượng gió thải giữa tính toán và công ty thiết kế 81

Bảng 3 8 Kích cỡ ống gió cấp tầng hầm và tầng hầm lửng 82

Bảng 3 9 Hệ số diện tích rò lọt theo tiêu chuẩn BS 5588 Part 4-1978 [19] 86

Bảng 3 10 Kích cỡ hộp gain cho hệ thống tăng áp thang bộ A4, H5 88

Bảng 3 11 Lưu lượng gió rò rỉ qua cửa khi cửa đóng 88

Bảng 3 12 Lưu lượng gió rò rỉ qua cửa khi cửa mở 88

Bảng 3 13 Lưu lượng tăng áp phòng đệm thang máy trục D12 89

Bảng 3 14 Kích cỡ miệng gió cho hệ thống tăng áp 89

XII

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt:

nhiệt ẩm

ESHF: Effective Sensible Heat Factor Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng

Với sự gia tăng của các dự án quy mô lớn, ngành Nhiệt cũng đối mặt với thách thức và cơ hội Việc xây dựng những công trình lớn là động lực mạnh mẽ cho sự đổi mới trong ngành, hướng dẫn chúng ta tìm kiếm giải pháp tiên tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng và khó khăn của các dự án Hệ thống điều hòa không khí trở thành bản nhạc quen thuộc trong đời sống hiện đại, làm nổi bật tầm quan trọng của ngành Nhiệt trong việc đảm bảo sự thoải mái và hiệu quả cho mọi công trình

Nhìn chung, sự tiến bộ của ngành Nhiệt không chỉ là nguồn động lực cho sự phát triển của đất nước mà còn là thách thức, thúc đẩy chúng ta không ngừng tìm kiếm và áp dụng những cải tiến mới, đáp ứng tối đa nhu cầu của cuộc sống hiện đại

1.1.1 Đối với con người

Trong hoạt động thường ngày và quá trình sản xuất, nhiệt độ, độ ẩm đóng vai trò quan trọng, tác động đến môi trường xung quanh và đặt ra những yêu cầu quan trọng cho quá trình sản xuất Ví dụ, sự tăng giảm về nhiệt độ môi trường đều ảnh hưởng đến cảm giác và khả năng làm việc của con người Nhiệt độ tăng cao, độ ẩm không khí tăng, tạo ra một môi trường ngột ngạt, ảnh hưởng đến tinh thần và hiệu suất làm việc và sinh hoạt

Trong xã hội hiện đại, sự thoải mái và tiện nghi trở thành ưu tiên hàng đầu, nhu cầu về một không gian làm việc và sinh hoạt thích hợp về nhiệt độ, độ ẩm và không khí cũng tăng cao Điều hòa không khí với công nghệ hiện đại trở nên quan trọng để đáp ứng những nhu cầu này

Việc sử dụng điều hòa không khí để cân bằng các yếu tố môi trường, tạo điều kiện thoải mái và cải thiện chất lượng cuộc sống Các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, độ ồn, nồng độ O2 và CO2, và tốc độ gió, có thể được kiểm soát và duy trì ở mức cân bằng thông qua công nghệ tiên tiến

2

1.1.2 Đối với sản xuất

Ngày nay, Việt Nam đang bước vào giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhất, bên cạnh việc phát triển tiềm lực về kinh tế và khoa học kỹ thuật, nhu cầu sử dụng điều hoà không khí cho sản xuất đóng vai trò vô cùng quan trọng, ứng dụng trong chế biến thuỷ hải sản, bảo quản dược phẩm, cũng như vai trò hút ẩm và làm mát các phòng chứa các thiết bị điện tử sản xuất nhiệt, lưu trữ tác phẩm tranh ảnh trong các viện bảo tàng, …

1.1.3 Giới thiệu một số hệ thống điều hoà không khí

Sau quá trình phát triển và hoàn thiện, chức năng và sự đa dạng về hệ thống điều hòa không khí đã đạt đến một tầm cao mới Bên cạnh việc làm mát, các hệ thống còn được cải tiến đa chức năng và tiện nghi hơn, như điều chỉnh độ ẩm, lọc bụi và thậm chí sưởi ấm

Hệ thống điều hòa không khí theo tính tập trung gồm hai loại chính: - Hệ thống điều hòa không khí cục bộ

- Hệ thống điều hòa không khí trung tâm

1.1.3.1 Hệ thống điều hoà không khí cục bộ

Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ các máy điều hòa trong một phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng

Máy điều hoà kiểu cục bộ này gồm các loại như:

- Máy điều hoà dạng cửa sổ (Window type – Máy lạnh 1 cục) - Máy điều hoà kiểu rời (Split type – Máy lạnh 2 cục)

- Máy điều hoà kiểu ghép (Multi-split type) - Máy điều hoà kiểu rời, dạng tủ thổi trực tiếp

Hệ thống điều hoà không khí cục bộ có dàn nóng được giải nhiệt bằng gió Một số máy điều hòa được thể hiện ở Hình 1.1 – 1.4

3

Hình 1 1 Máy điều hòa cục bộ dạng cửa sổ [1]

Hình 1 2 Máy điều hòa cục bộ kiểu rời [2]

Hình 1 3 Máy điều hòa cục bộ kiểu ghép [3]

4

Hình 1 4 Máy điều hoà cục bộ kiểu tủ đứng [4]

❖ Ưu điểm:

- Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng

- Sử dụng đơn giản, các máy hoạt động độc lập với nhau nên không bị ảnh hưởng Nếu xảy ra sự cố trong hệ thống, sửa chữa bảo trì cũng dễ dàng

- Chi phí rẻ

❖ Nhược điểm:

- Ảnh hưởng đến kết cấu, mỹ quan công trình

- Hiệu suất hoạt động bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường bên ngoài Thường chỉ được áp dụng cho các công trình nhỏ, không có yêu cầu quá khắt khe

- Tuổi thọ không cao

1.1.3.2 Hệ thống điều hoà không khí trung tâm

Hệ thống điều hoà không khí trung tâm là một hệ thống gồm một hay nhiều máy phối hợp thành một cụm máy trung tâm và cung cấp lạnh cho toàn bộ các khu vực có phụ tải lớn, hoặc có nhiều không gian nhỏ Cụ thể là các nhà xưởng, trung tâm thương mại, toà

5 nhà văn phòng, … Các thiết bị sử dụng trong hệ thống có công suất lớn, có thể làm mát được cho toàn bộ công trình

Hệ thống điều hoà không khí trung tâm gồm 2 loại:

- Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống VRV/VRF - Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống Watter Chiller

1.1.3.2.1 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống VRV/VRF

VRV tên tiếng anh là “Variable Refrigerant Volume”, là điều chỉnh lưu lượng môi chất Môi chất lạnh được thay đổi lưu lượng do tăng hoặc giảm tốc độ của máy nén bằng cách thay đổi tần số dòng điện thông qua bộ biến tần Hệ thống sử dụng một hay nhiều dàn nóng ghép lại với nhau, và phân phối môi chất lạnh tới các dàn lạnh dành cho các công trình lớn, các toà nhà cao tầng, chung cư, … Hệ thống VRV được thể hiện ở Hình 1.5

6 - Chênh lệch độ cao khoảng 50m khi đặt dàn nóng thấp hơn dàn lạnh và khoảng 90m khi đặt dàn nóng cao hơn dàn lạnh, độ dài ống dẫn môi chất lạnh lên đến 1000m

- VRV có dải công suất lớn, độ tin cậy cao

- Giá thành cho lắp đặt, bảo trì, vận hành thường cao hơn so với các hệ thống điều khác

1.1.3.2.2 Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Hệ thống Watter Chiller

Hệ thống điều hoà trung tâm Chiller (như hình 1.6 và 1.7) là hệ thống sản xuất nước lạnh và vận chuyển nước lạnh đến tải tiêu thụ (AHU, FCU, PAU)

Hình 1 6 Cụm máy làm lạnh nước giải nhiệt nước [6]

7

Hình 1 7 Hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller [7]

❖ Phân loại hệ thống lạnh Chiller:

- Hệ thống điều hoà không khí trung tâm Water Chiller giải nhiệt bằng gió, có

nhược điểm là bị phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh nên hiệu suất không cao, khi nhiệt độ môi trường cao thì hiệu suất hệ thống giảm Các hệ thống có công suất nhỏ thường dùng kiểu giải nhiệt này

- Hệ thống điều hoà không khí trung tâm Water Chiller giải nhiệt bằng nước, sử

dụng nước để giải nhiệt, làm tăng hiệu quả giải nhiệt cho môi chất lạnh

Về cấu tạo thì hệ thống Water Chiller giải nhiệt nước có các thành phần giống Water Chiller giải nhiệt gió nhưng được trang bị thêm hệ thống bơm nước giải nhiệt, đường ống nước giải nhiệt và tháp giải nhiệt

❖ Ưu điểm:

- Có vòng tuần hoàn là nước, giá nước rẻ

- Khống chế nhiệt độ và độ ẩm theo từng phòng riêng lẻ, ổn định và duy trì điều kiện vi khí hậu tốt nhất

- Thích hợp cho các công trình lớn như khách sạn, toà văn phòng với mọi chiều cao, chiều dài kết nối với dàn lạnh không bị giới hạn

- Không làm mất vẻ mỹ quan công trình

- Dễ dàng đặt các thiết bị khử ẩm và khử bụi cho toàn bộ hệ thống

8 - Công suất lạnh không bị hạn chế

- Vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn so với hệ thống điều hoà không khí VRV

❖ Nhược điểm:

- Yêu cầu người lắp đặt, sửa chữa, bảo trì và vận hành có chuyên môn cao

- Lắp đặt ở những nơi có nguồn nước để cấp bù khi cần thiết, phải có hệ thống bơm nước đáp ứng được lưu lượng và cột áp

- Hệ thống sử dụng nước làm chất tải lạnh nên tổn thất tăng so với các hệ thống sử dụng môi chất là gas

- Chi phí đầu tư ban đầu khá lớn

1.2 Tầm quan trọng của đề tài

Dễ nhận thấy rằng bất kì công trình đang xây dựng mới nào hiện nay đều không thể thiếu hệ thống điều hòa không khí Đặc biệt là những khu vực có nhiệt độ môi trường cao, không phù hợp với nhu cầu sinh sống, học tập và làm việc của con người Vì vậy, nhu cầu sử dụng điều hòa không khí ngày càng tăng

Điều hòa không khí đã trở nên thân thuộc với quá trình sản xuất và đời sống, có mặt tại các tòa nhà, trung tâm thương mại, siêu thị, trường học, văn phòng, … Không những thế, hệ thống này còn đóng vai trò quan trọng không thể thiếu trong các môi trường đặc biệt như bệnh viện, xưởng sản xuất, cơ sở nghiên cứu hóa học và nhiều môi trường khác đòi hỏi kiểm soát không khí chặt chẽ

Với sự ưu tiên về môi trường sống và làm việc, hệ thống điều hòa không khí tại Trung Tâm Thương Mại Vạn Hạnh đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra một không gian thoải mái, lành mạnh và hiệu quả

Trong môi trường thương mại phức hợp như Vạn Hạnh Mall, hệ thống giúp duy trì nhiệt độ lý tưởng, kiểm soát độ ẩm, lọc bụi, và xử lý không khí, tạo ra một môi trường thoải mái cho khách hàng mua sắm và giải trí cũng như bảo vệ cơ sở hạ tầng và hàng hóa khỏi thời tiết bất lợi

Đặc biệt, tại các khu vực như rạp chiếu phim, nhà hàng, và siêu thị, hệ thống quyết định sự hài lòng của khách hàng Do đó, hệ thống điều hòa không khí tại Vạn Hạnh Mall là một yếu tố quan trọng giúp thúc đẩy sự thành công và phát triển của công trình

9 Với nhu cầu trên thì nhóm quyết định chọn đề tài: “Tính toán kiểm tra và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit hệ thống điều hòa không khí và thông gió công trình Vạn Hạnh Mall” trong đó tính toán bằng phương pháp Carrier, và phần mềm Heatload - Daikin sau đó so sánh với thông số thiết kế đã đề xuất, tính toán chọn thiết bị cho toàn bộ hệ thống, mô phỏng công trình bằng phần mềm Revit Qua công trình này, nhóm có cơ hội kết hợp kiến thức đã học để tổng hợp, phục vụ cho công trình, đồng thời là cơ hội giúp nhóm có thêm kinh nghiệm thực tiễn trong việc triển khai thiết kế một hệ thống điều hòa không khí cho một công trình lớn, qua đó giúp các dự án trong tương lai Cuối cùng, giúp chúng em vững chắc và tự tin hơn trong công việc sau này

1.3 Mục tiêu tính toán kiểm tra hệ thống điều hoà không khí của công trình

Mục tiêu là tính toán các số liệu của công trình Vạn Hạnh Mall bằng hai phương pháp Carrier và phần mềm Heatload, sau đó so sánh với thông số thiết kế Bố trí lắp đặt các thiết bị cho công trình sao cho phù hợp, đảm bảo năng suất lạnh cho các phòng và khu vực yêu cầu điều hòa không khí cũng như các vấn đề khác … Áp dụng công nghệ tiết kiệm năng lượng, giúp tối ưu hiệu suất làm việc của các thiết bị đem lại hiệu quả kinh tế cho doanh nghiệp và nhà đầu tư đồng thời tuân thủ các qui định của nhà nước và các tiêu chuẩn, quy chuẩn

1.3.1 Giới thiệu công trình

Công trình Vạn Hạnh Mall (như hình 1.8) - chủ đầu tư công ty TNHH đầu tư xây dựng Bắc Bình, tư vấn thiết kế cơ điện là công ty TNHH TV KT Cơ điện HITECH - toạ lạc tại 11 Sư Vạn Hạnh, Phường 12, Quận 10, Thành phố Hồ Chí Minh, là một dự án đột phá, một trung tâm mua sắm đa dạng trải nghiệm Điểm độc đáo của công trình là mái vòm thiết kế theo kiến trúc phương Đông, và hệ thống bãi giữ xe trải dài từ tầng hầm đến tầng 5

Quy mô thương mại xấp xỉ 55000 m2, kết hợp giữa không gian thương mại, giải trí và ẩm thực, hội tụ hơn 200 thương hiệu uy tín trong nước và quốc tế, Vạn Hạnh Mall đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng trên phương diện mua sắm đến ẩm thực, giáo dục, vui chơi, và giải trí Đây là nơi hội tụ của CoopXtra, rạp phim CGV, khu giải trí PowerBowl cùng với nhiều thương hiệu thời trang và nhà hàng danh tiếng Vạn Hạnh Mall là một điểm đến lý tưởng đối với khách hàng và góp phần vào cảnh quan đô thị của Quận 10

10

Hình 1 8 Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall [8]

1.3.1.1 Cấu trúc tổng quan của công trình

Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall là một dự án mang tính đột phá và phức hợp Với quy mô diện tích gần 90000 m2 bao gồm 1 tầng hầm, 7 tầng thương mại, tầng kỹ thuật và tầng mái với tổng diện tích sàn bán lẻ lên đến 55000 m2 Sơ đồ các tầng trong Vạn Hạnh Mall được thể hiện ở Hình 1.9

Hình 1 9 Sơ đồ các tầng trong Vạn Hạnh Mall [9]

11

1.3.1.2 Thống kê diện tích công trình tính toán

Dựa vào bản vẽ kiến trúc của công trình, xác định các thông số cần thiết như Bảng 1.1

Bảng 1 1 Các thông số diện tích sàn vùng điều hòa tầng 1

12

1.3.2 Cơ sở tính toán kiểm tra điều hoà không khí

Hệ thống điều hoà không khí cần đảm bảo được các thông số sau:

Đối với công trình Trung tâm thương mại đa chức năng – Vạn Hạnh Mall tích hợp nhiều dịch vụ nhà hàng, khu vui chơi giải trí, siêu thị, rạp chiếu phim, … Do đó, việc lựa chọn hệ thống Water Chiller là giải pháp phù hợp với giá trị của công trình

Hệ thống Water Chiller gồm có 4 chiller giải nhiệt bằng nước và được đặt tại phòng máy ở tầng kỹ thuật Công suất của một chiller đề xuất chọn sao cho đạt được khoảng 33% tải của dự án

Thông số nước lạnh vào/ra của bình bay hơi là 15oC / 7oC

Vòng tuần hoàn nước lạnh cung cấp cho các tải sẽ được kết nối với các chiller lại với nhau và thông qua 1 cụm bơm nước lạnh (sử dụng 4 bơm lưu lượng biến tần VFD, 3 chạy/1 dự phòng) vận chuyển nước lạnh cho toàn bộ tòa nhà

Việc giải nhiệt cho chiller sẽ thông qua 4 tháp giải nhiệt giải nhiệt cho tất cả các chiller và được đặt tại tầng kỹ thuật Vòng tuần hoàn nước giải nhiệt các chiller thông qua 1 cụm bơm đặt tại phòng máy tầng kỹ thuật (bao gồm 4 bơm nước biến tần VFD giải nhiệt, 3 chạy/1 dự phòng), Chiller, bơm, quạt tháp giải nhiệt sử dụng biến tần tiết kiệm năng lượng

Bố trí hệ thống AHU, các hệ thống lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ các AHU

- Hệ thống điều hoà không khí cấp II: Hệ thống điều hoà không khí có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong nhà với sai số không quá 200 giờ/năm

- Hệ thống điều hoà không khí cấp III: Hệ thống điều hoà không khí có khả năng duy trì các điều kiện vi khí hậu trong nhà với sai số không quá 400 giờ/năm

Việc phân loại hệ thống điều hoà không khí theo mức độ quan trọng chỉ mang tính tương đối Lựa chon mức độ quan trọng của hệ thống là theo yêu cầu của khách hàng và công năng thực tế của công trình Tuy nhiên đối với hầu hết các loại công trình, hệ thống điều hoà không khí cấp III là được ứng dụng phổ biến nhất Đối với những công trình đặc biệt có những yêu cầu khắt khe về xử lý không khí như phòng sạch, phòng mổ thì hệ thống điều hoà không khí loại I được ưu tiên

Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư và đặc điểm của công trình, Vạn Hạnh Mall chọn để tính là hệ thống điều hoà không khí cấp III Các thông số trong nhà cần được duy trì như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, độ ồn, … và đồng thời cũng phải đảm bảo tỉ lệ hoà trộn không khí thích hợp để đáp ứng được mức độ làm lạnh phù hợp

14

2.1.1.1 Chọn thông số thiết kế trong nhà

Tra Phụ lục A tài liệu [11], ta có Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt thể hiện ở Bảng 2.1

Bảng 2 1 Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế

ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt (trích Phụ lục A – TCVN 5687: 2010)

Thứ tự Trạng thái lao động

Nhiệt độ t, ˚C

Độ ẩm tương đối φ,

%

Vận tốc gió v,

m/s

Nhiệt độ t, ˚C

Độ ẩm tương đối φ,

%

Vận tốc gió v,

Bảng 2 2 Thông số tính toán trong nhà

Nhiệt độ tT (oC)

Độ ẩm tương đối T (%)

Entalpy I (kJ/kg.kkk)

Độ chứa hơi d (g/kg.kkk)

Nhiệt độ điểm sương tS (oC)

• Tiêu chuẩn gió tươi

Lưu lượng không khí tươi đảm bảo vệ sinh cho các phòng mà còn phải tính toán để pha loãng các chất độc hại và mùi toả ra khỏi cơ thể con người khi hoạt động, vui chơi và các thiết bị khác trong phòng Theo Bảng 4.19 tài liệu [10], ta có Lượng không khí tươi l cần cho 1 người ứng với hai chức năng phòng là cửa hàng và nhà hàng thể hiện ở Bảng 2.3

Bảng 2 3 Lượng không khí tươi l cần cho 1 người, l/s

Chức năng phòng Lưu lượng không khí tươi l cần 1 người, l/s

2.1.1.2 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà

Dựa theo phụ lục B - TCVN 5687: 2010, ta chọn thông số thiết kế bên ngoài trời cho

Vạn Hạnh Mall Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh Thông số tính toán bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không bảo đảm, m (h/năm) hoặc hệ số bảo đảm Kbđ thể

hiện ở Bảng 2.4

16

Bảng 2 4 Thông số tính toán bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không

bảo đảm, m (h/năm) hoặc hệ số bảo đảm Kbđ

Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường bên ngoài mùa hè: tN = 35,6 °C, N = 49,7 %

Sử dụng phần mềm AirCalc tìm được được tS = 23,5 °C (như Bảng 2.5)

Bảng 2 5 Thông số tính toán ngoài nhà

Nhiệt độ tN (oC)

Độ ẩm tương đối

N (%)

Entalpy I (kJ/kg.kkk)

Độ chứa hơi d (g/kg.kkk)

Nhiệt độ điểm sương

tS (oC)

2.1.2 Tính tải lạnh bằng phương pháp Carrier

Có nhiều phương pháp tính toán cân bằng nhiệt ẩm, nhưng nhóm em xin chọn phương pháp tính toán cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp Carrier Ta tính toán năng suất lạnh Q0 bằng cách tính tổng nhiệt thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt toả ra (xem Hình 2.1) và thẩm thấu vào phòng cần điều hoà

17 Theo phương pháp Carrier:

Hình 2 1 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier [10]

2.1.2.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q11

Ngày nay các công trình hiện đại thường sử dụng kính để làm vách bao che, ngoài việc lấy ánh sáng tự nhiên, việc sử dụng kính còn làm tăng tính thẩm mỹ công trình, tuy nhiên việc sử dụng kính làm lượng nhiệt bức xạ khá lớn

Nhiệt bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức: 𝑄11 = 𝑛𝑡 𝑄′11 (W) (2.2) Trong đó:

- nt: Hệ số tác dụng tức thời

- Q’11: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng

Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính phòng:

𝑄′11 = 𝐹𝑘 𝑅𝑇 𝜀𝑐 𝜀đ𝑠 𝜀𝑚𝑚 𝜀𝑘ℎ 𝜀𝑚 𝜀𝑟, W (2.3)

- Fk: Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, m2, nếu khung gỗ thì lấy 0,85F

Qua kính Q11

Vách Q22Trần (mái) Q21

Nền Q23

Đèn Q31

Máy Q32

Người hiện

Người ẩn

Gió tươi ẩn Qan

Gió lọt hiệnQ5h

Gió lọt ẩnQ5a

Khác Q6Gió

tươihiệnQhnBức xạ

Q1

Qua lớp bao che Q2

Nhiệt tỏa Q3

Người Q4

Gió tươi QN

Gió lọt Q5

Nguồn khác Q6Nhiệt hiện thừa Qht do Nhiệt ẩn thừa Qat do

𝑄0 = ෍ 𝑄ℎ𝑡+ ෍ 𝑄𝑎𝑡

18 - RT: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng (W/m2)

- 𝜀𝑐 : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức: 𝜀𝑐 = 1 + 𝐻

- 𝜀𝑚 : Hệ số kính, tra bảng 4.3 tài liệu [10]

Do công trình là trung tâm thương mại nên qua khảo sát thực tế, ta thấy công trình sử dụng loại kính:

Chọn kính Stopray, màu vàng, dày 6 mm hệ số kính 𝜀𝑚 = 0,44

- 𝜀𝑟 : hệ số mặt trời, Vì công trình sử dụng kính Stopray, màu vàng, dày 6 mm và có rèm che bên trong nên chọn 𝜀r = 1 và 𝑅𝑇 được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản 𝑅𝐾 Do đó:

𝑄′11 = 𝐹 𝑅𝐾 𝜀𝑐 𝜀đ𝑠 𝜀𝑚𝑚 𝜀𝑘ℎ 𝜀𝑚 𝜀𝑟

Với 𝑅𝐾 = [0,4 𝛼𝑘 + 𝜏𝑘( 𝛼𝑚+ 𝜏𝑚+ 𝜌𝑘 𝜌𝑚 + 0,4 𝛼𝑘 𝛼𝑚)] 𝑅𝑁 (2.6) Trong đó :

+ Rk: Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hòa

+ 𝛼𝑘, 𝜌𝑘 , 𝜏𝑘: lần lượt là hệ số hấp thụ, phản xạ, xuyên qua của kính, Theo bảng 4.3 tài liệu [10], công trình sử dụng loại kính Stopray, màu vàng, dày 6 mm

𝛼𝑘 = 0,36; 𝜌𝑘 = 0,39; 𝜏𝑘 = 0,25