ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘITRƯỜNG CƠ KHÍ
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀUHÒA KHÔNG KHÍ
Thiết kế hệ thống điều hòa không khí chophòng hội thảo tại Hà Nội
Nguyễn Anh Quân
Khoa Năng lượng Nhiệt
Chuyên ngành Công nghệ lạnh và Điều hòa không khí
Giảng viên hướng dẫn: Vũ Tuấn Anh
Bộ môn: Kỹ thuật lạnh và Điều hòa không khí
Khoa: Năng lượng Nhiệt – Trường Cơ khí
Chữ ký của GVHD
HÀ NỘI, /2021
Trang 2ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
Họ và tên sinh viên: Nguyễn Anh Quân Mã số SV: 20193882
Nội dung đồ án môn học:
Thiết kế hệ thống hệ thống điều hòa không khí cho công trình với các thông số sau:
Không gian làm điều hòa: Phòng hội thảo
Kích thước phòng điều hòa (m): 68 (L) * 46 (W) * 3.6 (H)Số tầng công trình: 1 tầng
Vị trí công trình: Hà Nội
Các thông số khác: Theo thầy hướng dẫn.
Các yêu cầu thực hiện:
- Giới thiệu công trình và lựa chọn thông số thiết kế- Tính toán nhiệt ẩm công trình
- Xây dựng sơ đồ điều hòa không khí- Tính chọn máy, hiệu chỉnh năng suất lạnh- Tính toán đường ống kỹ thuật: nước, gas, gió…
Các bản vẽ cần thiết: Bao gồm bản vẽ A3 (đóng quyển) và A1 (bảo vệ)
- Bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị và đường ống kỹ thuật- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa
Ngày giao đề tài: 03/04/2023
Ngày hoàn thành: Nộp trước ngày bảo vệ đồ án 3 ngày
Ghi chú:
- Chiều cao kích thước phòng (H) là chiều cao tính từ nền đến trần giả;Sinh viên có thể chia phòng thành nhiều kích thước khác nhau, tuy nhiên cần thống nhất với thầy hướng dẫn trước khi tính toán.
LỜI NÓI ĐẦU
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(ký và ghi rõ họ tên)
TRƯỞNG BỘ MÔN
(ký và ghi rõ họ tên)
Trang 3Để trở thành một kỹ sư Nhiệt Lạnh với chuyên môn cao đòi hỏi cá nhân mỗi sinhviên phải trau dồi và làm chủ kỹ năng Và môn Đồ án Thiết kế ý tưởng hệ thống điều hòa không khí này là một cơ hội để em được làm việc, đảm nhận một dự án của riêng mình xây dựng nên một hệ thống HVAC hoàn chỉnh
Và để có một bài đồ án hoàn chỉnh như vậy, em xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Vũ Tuấn Anh đã luôn luôn tư vấn và truyền đạt cho bọn em thật nhiều kinh nghiệm thực tế Xin cảm ơn thầy đã đồng hành cùng cả nhóm trong mọi buổi sáng thứ 2 hàng tuần tại C5-109, trao đổi và giúp bọn em có những cái nhìn thực tế nhất về việc triển khai và thiết kế một hệ thống điều hòa như thế nào.
Khi tiếp xúc với đồ án môn học này, em đã được sử dụng kết hợp các phần mềm tính toán và thiết kế với nhau, từ những phần mềm đã được học như Duct Size, Duct Checker, AutoCAD,… cho đến việc học hỏi phần mềm mới, giúp tối ưu bảnvẽ và xử lý các xung đột như Autodesk REVIT Trong đồ án của em sẽ còn một số thiếu sót do còn hạn chế về kiến thức thực tế, vì vậy em rất mong sẽ nhận được những lời nhận xét từ các thầy, để em có thể lắng nghe và học hỏi, phục vụ tốt hơn cho mục tiêu của mình trong tưởng lai
Em xin chân thành cảm ơn các thầy rất nhiều!
Hà Nội, ngày 07 tháng 8 năm 2022 Sinh viên thực hiện
Nguyễn Anh Quân
Trang 4Mục Lục
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 6
1.1 Tổng quan công trình, lựa chọn hệ thống điều hòa 6
1.1.1 Mô tả công trình 6
1.1.2 Bố trí công năng công trình 6
1.2 Lựa chọn các thông số tính toán 7
1.2.1 Chọn các thông số thiết kế trong công trình 7
1.2.2 Chọn các thông số thiết kế ngoài công trình 7
1.2.3 Tiêu chuẩn gió tươi và thông gió 8
1.3 Lựa chọn phương án thiết kế 8
CHƯƠNG 2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 9
2.1 Đại cương 9
2.2 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa (Tính ví dụ cho Phòng Hội thảo 1).92.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 9
2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái Q21 11
2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 11
2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 13
2.2.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 14
2.2.6 Nhiệt hiện tỏa do máy móc Q32 15
2.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q4 16
2.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q và QhN âN 16
2.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do rò lọt Q và Q5h 5â 17
2.2.10 Xác định phụ tải lạnh 19
CHƯƠNG 3 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 21
3.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 21
3.2 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat Factor) εh 22
3.3 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) εhf 22
3.4 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) εht 23
3.5 Hệ số đi vòng εBF (Bypass Factor) 24
3.6 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) hef 25
3.7 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 26
Trang 53.8 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 27
3.9 Xác định lưu lượng không khí 28
3.10 Thành lập sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 1 29
CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 31
4.1 Giới thiệu và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí 31
4.1.1 Giới thiệu 31
4.1.2 Lựa chọn hệ thống cho công trình 33
4.2 Tính chọn thiết bị và hiệu chỉnh năng suất lạnh 33
4.2.1 Tính chọn máy lạnh làm lạnh giải nhiệt nước Water Chiller 33
4.2.2 Tính chọn Giải nhiệt cho Water Chiller 34
CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ 45
6.1 Lựa chọn cửa gió 45
6.1.1 Miệng gió cấp 45
6.1.1 Miệng gió hồi 48
6.2 Tính toán kích thước đường ống gió 52
Trang 6DANH MỤC BẢNG BI
Bảng 1-1 Các thông số cơ bản về diện tích, chiều cao, số người trong phòng 7
Bảng 1-2 Các thông số thiết kế trong nhà và ngoài trời 8
Bảng 1-3 Bảng thông số gió tươi tính toán các khu vực 8
Bảng 2-1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính 11
Bảng 2-2 Nhiệt truyền qua vách Q22 13
Bảng 2-3 Nhiệt truyền qua nền Q23 14
Bảng 2-4 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 15
Bảng 2-5 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 15
Bảng 2-6 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra 16
Bảng 2-7 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QN 17
Bảng 2-8 Bảng hệ số kinh nghiệm theo thể tích phòng 18
Bảng 2-9 Nhiệt hiện và ẩn do rò lọt Q và Q5h 5â 19
Bảng 2-10 Bảng tổng hợp thông số phụ tải lạnh trong các phòng 20
Bảng 3-1 Hệ số nhiệt hiện phóng RSHF 23
Bảng 3-2 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF 24
Bảng 3-3 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng 25
Bảng 3-4 Bảng nhiệt độ đọng sương theo hệ số ESHF 26
Bảng 3-5 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 27
Bảng 3-6 Lưu lượng không khí giữa các khu vực 29
Bảng 4-1 Thông số của AHU cho Phòng Hội thảo loại 1 36
Bảng 4-2 Thông số của AHU cho Phòng hội thảo loại 2 37
Bảng 4-3 Thông số của AHU cho khu trưng bày 37
Bảng 4-4 Thông số AHU cho khu vực hành lang 38
Bảng 4-5 Tính toán đường ống nước chiller tới indoor unit 41
Bảng 4-6 Tính toán đường ống nước chiller trong phóng máy 41
Bảng 4-7 Tính toán trở lực đường ống nước lạnh 43
Bảng 6-1 Tính toán đường ống gió cấp phòng hội thảo số 1 52
Bảng 6-2 Tính toán đường ống gió hồi cho phòng hội thảo số 1 52
Bảng 6-3 Tính toán đường ống gió cấp phòng hội thảo số 2.1 và 2.2 52
Bảng 6-4 Tính toán đường ống gió hồi cho phòng hội thảo số 2.1 và 2.2 53
Bảng 6-5 Tính toán đường ống gió cấp cho khu trưng bày 53
Bảng 6-6 Tính toán đường ống gió hồi cho khu trưng bày 53
Bảng 6-7 Tính toán đường ống gió tươi cho AHU khu hành lang 53
Bảng 6-8 Tính toán đường ống gió hồi cho AHU hành lang 53
Bảng 6-9 Tính trở lực đường ống gió cấp cho phòng hội thảo 1 54
Trang 7Bảng 6-10 Tính trở lực đường ống gió hồi cho phòng hội thảo 1 55
DANH MỤC HÌNH ẢNHYHình 3-1 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 22
Hình 3-2 Sơ đồ tuần hoàn một cấp biểu diễn trên ẩm đồ 23
Hình 3-3 Điểm gốc và thang chia hệ số nhiệt hiện của ẩm đồ 23
Hình 3-4 Sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 1 cho phòng hội thảo loại 1 31
Hình 4-1 Bảng thông số chế độ làm việc của Water Chiller Trane RWTD unit size60 35
Hình 4-2 Lựa chọn hiệu chỉnh tháo giải nhiệt theo nhiệt độ ( Catalogue tháp giiar nhiệt của hãng Liangchi ) 36
Hình 4-3 Bảng thông số FCU cho phòng làm việc 40
Hình 6-1 Miệng gió khuếch tán 46
Hình 6-2 Lựa chọn miệng gió phù hợp 47
Hình 6-3 Miệng gió khuếch tán khe hẹp 48
Hình 6-4 Lựa chọn miệng gió phù hợp 48
Hình 6-5 Miệng gió nan đôi 49
Hình 6-6 Lựa chọn miệng gió phù hợp 50
Hình 6-7 Miệng gió khuếch tán khe hẹp 51
Hình 6-8 Lựa chọn miệng gió phù hợp 52
Hình 6-9 Sử dụng phần mềm Duct Size để tính đường ống gió 53
Hình 6-10 Van gió VCD (Volume control damper) 55
Trang 8CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN1.1 Tổng quan công trình, lựa chọn hệ thống điều hòa
1.1.1Mô tả công trình
Công trình cần được thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió là một Phòng hội thảo nằm tại thành phố Hà Nội Công trình Phòng hội thảo có tầm quan trọng đặc biệt với các khu vực hành chính, là nơi tổ chức các buổi hội thảo, địa điểm giao lưu và tọa đàm giữa các cá nhân và tổ chức, vì vậy lượng người tham gia lớn đòi hỏi trong một diện tích vừa phải đòi hỏi việc điều hòa và thông gió cần đảm bảo tiện nghi.
Hà Nôi là thủ đô của nước ta, là trung tâm chính trị kinh tế văn hóa lớn nhấtcủa cả nước, nằm ở tọa độ: 210 05 vĩ tuyến Bắc, 1050 87 kinh tuyến Đông, trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, đất đai mầu mỡ, trù phú được che chắn ở phía Bắc - Đông Bắc bởi dải núi Tam Đảo và ở phía Tây - Tây Nam bởi dãy núi Ba Vì - Tản Viên, khoảng cách là 50km.
Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mưa nhiều và mùa đông lạnh, ít mưa Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, kèm theo mưa nhiều, nhiệt độ trung bình 28,1 °C Từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau là khí hậu của mùa đông với nhiệt độ trung bình 18,6 °C Cùng với hai thời kỳ chuyển tiếp vào tháng 4 và tháng 10, thành phố có đủ bốn mùa xuân, hạ, thu và đông.
1.1.2Bố trí công năng công trình
Công trình cần thiết kế và thi công nằm tại tầng 1 – Trung tâm hội thảo, baogồm 3 phòng hội thảo, 1 phòng làm việc và phòng quản lý
Khu vực dưới mặt sàn 1 là tầng hầm, khu vực để xe cho các nhân viên và khách mời tham dự hội thảo Vậy nên dưới sàn tầng 1 là khu vực không có điều hòa.
Khu vực trên tầng 1 là tầng 2 – Khu vực tổ hợp văn phòng dành cho các đơn vị hành chính Vậy nên trên tầng 1 là khu vực có điều hòa.
Trang 9Bảng 1-1 Các thông số cơ bản về diện tích, chiều cao, số người trong phòng
Tên phòngDiện tích (m )2Chiều cao (m)Số người
Phòng hội thảo A1:(Phòng Hội thảo
Phòng hội thảo B1:(Phòng hội thảo
Phòng hội thảo B2:(Phòng hội thảo
1.2 Lựa chọn các thông số tính toán
1.2.1Chọn các thông số thiết kế trong công trình
Theo yêu cầu tiện nghi có thể chọn theo trong tài liệu [3] Các thông số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của con người được giới thiệu trong tài liệu [3]:
Theo trong tài liệu [3], các thông số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của con người được giới thiệu trong phụ lục A (trang 47), trong đó t là nhiệt độ, φ là độ ẩm tương đối và ω là tốc độ của không khí trong phòng.
Đối với khu vực phòng hội thảo (lao động vừa), nhiệt độ không khí t =T1 22
0C, độ ẩm không khí T1 = 60%, tốc độ gió ω = 1.5m/s Tra đồ thị t-d ta được dT1 = 0,0099g/kg.
Đối với khu vực phóng làm viêc (lao động nhẹ), nhiệt độ không khí t = T3 23
0C, Độ ẩm không khí T3 = 60%, tốc độ gió ω = m/s Tra đồ thị t-d ta được d 1 T3
= 0,01053 g/kg.
Đối với khu vực hành lang (lao động nhẹ ), nhiệt độ không khí t =T1 25 0C, độ ẩm không khí T1 = 65%, tốc độ gió ω = m/s Tra đồ thị t-d ta được d = 1 T1
1.2.2Chọn các thông số thiết kế ngoài công trình
Hệ thống điều hòa không khí cần thiết kế ở đây là hệ thống điều hòa không khí tiện nghi Địa điểm công trình tại Hà Nội
Trang 10Với mục đích sử dụng của công trình cũng như yêu cầu điều hòa không khí là tiện nghi ta lựa chọn thiết kế hệ thống điều hòa không khí cấp 3, tức là hệ thống phải duy trì được các thông số trong nhà ở phạm vi sai lệch không quá 400h một năm Với công trình này ta chọn số giờ chênh lệch không đảm bảo nhiệt độ là: 400 h/năm và tính cho mùa hè.XBảng 1
-2 Các thông số thiết kế trong nhà và ngoài trời
gió ω , m/s d, g/kg
1.2.3Tiêu chuẩn gió tươi và thông gió
Dựa trên các số liệu phụ lục F, phụ lục G của tài liệu [3] ta có:XBảng 1
-3 Bảng thông số gió tươi tính toán các khu vực
Khu vựcLượng không khí tươi cần cấp,(m3/h.người or m3/h.m2)
1.3 Lựa chọn phương án thiết kế
Khu vực phòng hội thảo có diện tích khá rộng, vì vậy việc lựa chọn quá nhiều máy lạnh lắp đặt trong phòng sẽ gây bất tiện mỗi khi cần sửa chữa hay bảo trì Phương án tối ưu ở đây là sử dụng hệ thống AHU (Air Handling Unit) và FCU (Fan Coil Unit) cho các khu vực phù hợp:
- AHU được sử dụng để cấp gió và hồi gió cho khu vực 3 phòng hội trường chính
- AHU và FCU sẽ được nhận chất tải lạnh từ Water Chiller đặt tại phóng kỹ thuật Chiller được giải nhiệt bằng tháp giải nhiệt nước đặt tại khu vực bênngoài ở phía sau công trình.
-
Trang 11-CHƯƠNG 2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu khác nhau Hiện nay 2 phương pháp được dùng phổ biến nhất là phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier Phương pháp truyền thống được sử dụng nhiều ở giai đoạn trước, tuy nhiên khi mà tính toán cân bằng nhiệt đang sử dụng hầu hết bằng các phần mềm như Heatload, TRACE 700,… như hiện nay thì phương pháp Carrier lại là phương pháp chính mà các phần mềm đang sử dụng Vì vậy với đồ án môn học này em xin được sử dụng phương pháp Carrier để tính toán cân bằng nhiệt.
2.1 Đại cương
Phương pháp tính tải lạnh Carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q mùa hè và năng suất lạnh mùa đông bằng cách o
tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Q và nhiệt ẩn thừa Q của mọi nguồn nhiệt tỏa vàhtat
thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa:
PT 2.1
2.2 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa (Tính ví dụ cho Phòng Hội thảo 1)
2.2.1Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11
Bức xạ mặt trời cực đại vào 8 đến 9 giờ ở hướng Đông và 4 đến 5 giờ chiềuở hướng Tây Các cửa kính hướng Bắc hay hướng Nam thì bức xạ sẽ hạn chế hơn Khi các cửa có rèm che, chớp, ô văng để che nắng thì rõ ràng bức xạ vào phòng sẽ giảm đáng kể Tuy nhiên, bức xạ qua kính là rất phức tạp, không đồng thời và khó xác định một cách chính xác Biểu thức sau đây chỉ để xác định gần đúng theo kính nghiệm nhiệt bức xạ qua kính:
PT 2.2
nt – hệ số tác dụng tức thời
PT 2.3
– bức xạ tức thời qua kính vào phòng.
F – diện tích bề mặt kính cửa có khung thép, nếu là khung gỗ lấy bằng 0,85F, m2
RT – nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng, W/ m2
c– hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, được tính theo công thức:
PT 2.4
H – độ cao so với mặt nước biển
Trang 12ds– hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát được so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước biển là 20 C, được xác định theo công thức:o
PT 2.5
mm – hệ số ảnh hưởng của mây mù, trời quang mm=1, trời mây mù mm=0,85
kh – hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ lấy kh=1, khung kim loại kh=1,17
m – hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản.
r – hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính, khi không có màn che r=1 Nếu khác kính cơ bản thì tính:
Từ các công thức tính toán ở trên ta có thể áp dụng để tính nhiệt bức xạ qua cửa kính ở phòng hội thảo với các thông số sau đây:
- Tra bảng 4.3 ở tài liệu [1] với kính trong, phẳng dày 6mm ta được:
Tra bảng 4.7 ở tài liệu [1] với g =150 kg/m sàn, tại hướng Nam hệ số tức s 2
thời lớn nhất n = 0,82 và hướng Bắc hệ số tức thời lớn nhất n = 0,98 tt
Trang 13Cụ thể, ta tính toán với Phòng hội thảo loại 1 như sau:- Phòng hội thảo loại 1 có 3 cửa kính với kích thước 3x1.4 mxm
Bảng 2-4 Nhiệt hiện bức xạ qua kính
2.2.2Nhiệt hiện truyền qua mái Q21
Vì phía trên của tầng 1 là tầng 2 – khu vực văn phóng làm việc (là khu vực có điều hòa), khi đó = 0 và Q = 0.21
2.2.3Nhiệt hiện truyền qua vách Q22
Nhiệt truyền qua vách cũng gồm 2 thành phần:
- Do chênh lệch giữa nhiệt độ trong nhà và ngoài trời.
- Do bức xạ từ mặt trời vào vách tuy nhiên phần nhiệt này được coi bằng không khi tính toán.
Nhiệt truyền qua vách cũng được tính toán bằng công thức quen thuộc:
PT 2.6
Trong đó:
- Q là nhiệt truyền qua tường221
- Q là nhiệt truyền qua cửa ra vào222
- Q là nhiệt truyền qua cửa sổ223
- k là hệ số truyền nhiệt của các loại vách: tường, cửa,…i
Trang 14- ∆ti là hiệu nhiệt độ trong và ngoài kết cấu bao che, K
Đối với tường và cửa kính phòng điều hòa tiếp xúc trực tiếp với ngoài trời thì: ∆t = t ti N T
Vách tiếp xúc trực tiếp giữa 2 không gian phòng điều hòa và giữa hành lang với phòng điều hòa chọn: ∆t = 0 K1i
2.2.3.1 Nhiệt truyền qua tường
Hệ số truyền nhiệt của tường được xác định theo công thức:
- F diện tích cửa ra vào, m2
- t hiệu chênh lệch nhiệt độ ngoài trời và trong nhà, K
2.2.3.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ
- t hiệu chênh lệch nhiệt độ ngoài trời và trong nhà, K
Từ những công thức trên ta có thể áp dụng tính toán lượng nhiệt truyền qua vách đối với những thông số sau đây:
Trang 15Diện tích mỗi cửa gỗ ra vào: F = 3,75 mc
Diện tích mỗi cửa sổ kính: F = 4,2 mk 2
Tra bảng 4.11 tài liệu [1] ta tìm được hệ số dẫn nhiệt như sau:Gạch rỗng xây với vữa nhẹ t= 220mm t= 0,58 (W/mK).
2 lớp vữa ximang và vữa trai ximang mỗi lớp v=25mm v= 0,93 (W/mK).Tra bảng 4.12 tài liệu [1] ta có hệ số truyền nhiệt của cửa ra vào gỗ độ dày 40mm k = 2,23 W/m Kc 2
Tra bảng 4.13 tài liệu [1] ta có hệ số truyền nhiệt của cửa sổ kính 2 lớp dày 20mm:
dễ dàng tính được Ft=120,6 m , từ các thông số đã có, ta tính được Q222
của phòng hội thảo loại 1 như sau :
Q223 k.F t =(k *F +k *F +k *F )*(35-22)=ttcckk
=(1.8*120,6+2,23*0+12,6*2,89)*(35-22) = 3295,42 W
Tính tương tự các phòng còn lại ta có bảng sau:
Bảng 2-5 Nhiệt truyền qua vách Q22
NHIỆT HIỆN TRUYỀN QUA VÁCH Q22
2.2.4Nhiệt hiện truyền qua nền Q23
Nhiệt truyền qua nền cũng được tính toán theo công thức:
PT 2.10
Trong đó:
Trang 16Hình 3-4 Sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 1 cho phòng hội thảo loại 1
Trang 17CHƯƠNG 4 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀUHÒA KHÔNG KHÍ
4.1 Giới thiệu và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí4.1.1Giới thiệu
Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam, có rất nhiều phương án điều hòa không khí có thể áp dụng đối với mọi loại công trình Các phương án này đều có những ưu, nhược điểm và thích hợp đối với mỗi loại công trình khác nhau Với công suất của công trình, thì có các phương án lựa chọn sau:
a Phương án điều hòa không khí trung tâm tải lạnh bằng nước (Chiller)Là hệ thống điều hoà không khí gián tiếp, sử dụng máy làm lạnh nước (Water Chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nước lạnh FCU (Fan coil unit) hoặc AHU (Air Handling Unit), khô hoặc ướt (dàn ống xoắn hoặc dàn phun, đôi khi còn gọi hệ kín và hệ hở), thiết bị ngưng tụ giải nhiệt nước hoặc gió Hệ thống ốngdẫn nước lạnh có thể là loại hai ống, hệ hồi ngược, hệ ba ống hoặc hệ bốn ống.Ưu điểm:
- Thích hợp với các công trình công suất lớn, có hệ số sử dụng đồng thời lớn, mặt bằng cần điều hoà rộng;
- Đảm bảo được tất cả các thông số về nhiệt độ, độ ẩm, khí sạch;
- Hệ thống hoạt động rất ổn định, gần như không xảy ra các hiện tượng rò rỉgas, gây ô nhiễm môi trường.
Điều hoà biến tần VRV/VRF là loại một dàn nóng kết hợp với nhiều dàn lạnh bằng một cặp ống đồng, được điều khiển bằng biến tần cho phép kết nối tới 60 dàn lạnh khác nhau về công suất và chủng loại như: cassette, âm trần, áp trần, treo tường, đặt sàn đáp ứng được mọi yêu cầu về nội thất của toà nhà Hệ thốngtuyến tính sử dụng hệ thống điều khiển để gia tăng sự điều chỉnh nhờ máy nén biến tần nhằm đưa ra các bước điều chỉnh công suất xuống nhỏ nhất và cung cấp sự điều chỉnh chính xác trong cả khu vực lớn nhỏ Do vậy, có thể điều khiển
Trang 18riêng rẽ tới 60 dàn lạnh với tỷ lệ lên tới 130% so với công suất của dàn nóng Nhờ vào công nghệ biến tần, điều hoà VRV/VRF cho phép điều chỉnh năng suất lạnh tới 65 bước Vì vậy, điện năng tiêu thụ có thể giảm tỷ lệ với năng xuất lạnh giúp cho điện năng tiêu thụ ở mức tối thiểu nhất.
- Dễ sử dụng, độ tin cậy cao
- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản, thời gian lắp đặt ngắn.- Khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh lớn (150m)
- Có chức năng tự chẩn đoán giúp công việc kiểm tra và phát hiện các sự cốnhanh chóng và chính xác.
c Phương án điều hòa cục bộ
Điều hòa cục bộ là các loại máy điều hoà nhỏ năng suất lạnh nhỏ, có dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp và dàn ngưng tụ giải nhiệt gió kiểu một cụm hoặc tách (hai hoặc nhiều cụm), một chiều hoặc hai chiều nóng lạnh Đây là các loại máy nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ, rất thích hợp với các phòng và căn hộ nhỏ, tiền điện thanh toán riêng biệt.
- Dễ sử dụng, độ tin cậy cao
- Thi công lắp đặt, vận hành đơn giản, thời gian lắp đặt ngắn.
- Có chức năng tự chẩn đoán giúp công việc kiểm tra và phát hiện các sự cốcơ bản một cách nhanh chóng và chính xác.
- Chi phí đầu tư thấp Nhược điểm:
Trang 19- Không thích hợp với công trình có không gian điều hoà quá lớn, đòi hỏi công suất lạnh lớn như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, tòa nhà cao tầng, khách sạn.
- Khó bố trí trong kiến trúc do vị trí dàn nóng yêu cầu diện tích nhiều, gây ảnh hưởng kiến trúc chung của tòa nhà, khu vực.
- Không có hệ thống quản lý điều khiển tập trung, hệ thống giám sát kết nốivới tòa nhà.
- Không tiết kiệm năng lượng khi vận hành trong tòa nhà có hệ số hoạt động đồng thời thấp.
4.1.2Lựa chọn hệ thống cho công trình
Do công trình bao gồm các phóng hội thảo, khu văn phóng, triển lãm,… chủ yếu làm việc trong giờ hành chính nên hệ số hoạt động đồng thời cao, mặt bằng điều hòa rộng, yêu cầu hệ thống ổn định, làm việc lâu dài nên em sẽ chọn phương án sau:
- Sử dụng cụm Watter chiller giải nhiệt nước , kết hợp sử dụng các indoor unit là AHU cho các loại phòng hội thảo , khu trưng bày
4.2 Tính chọn thiết bị và hiệu chỉnh năng suất lạnh
4.2.1Tính chọn máy lạnh làm lạnh giải nhiệt nước Water Chiller
Năng suất lạnh tiêu chuẩn của Water Chiller xác định theo:- Nhiệt độ nước lạnh vào bình bay hơi t = 7 C (ra t = 1212 o 11 oC)
- Nhiệt độ nước giải nhiệt ra được xác định theo nhiệt độ môi trường tại thành phố Hà Nội :
Ta có: tNgoài trời = 35,1 C ; 57,2 % t = 27,7 C o ư o
Nhiệt độ nước giải nhiệt vào: t = t + 3 = 27,7 +3 = 30,7 Cw1ư o
Nhiệt độ nước giải nhiệt ra: t = t +5 = 30,7 + 5 = 35,7 Cw2w1 o
Với điều kiện nhiệt độ nước giải nhiệt vào t = 30,7 C và nhiệt độ nước lạnh ra w1 o
khỏi bình bay hơi t = 7 C, nên ta lấy Dựa theo catalog Water Chiller Model 12 o
RTWD của hãng Trane, ta lựa chọn 2 máy Water Chiller với Unit Size 90 với công suất lạnh là 366.5 kW.
Trang 20Hình 4-5 Bảng thông số chế độ làm việc của Water Chiller Trane RWTD unit size 60
4.2.2Tính chọn Giải nhiệt cho Water Chiller
Để giải nhiệt cho Water Chiller, với công trình này chúng ta có thể nhân nhắcmột trong các phương án sau:
Phương án 1: Sử dụng hồ nước để giải nhiệt cho Water Chiller
Hồ nước vừa có tác dụng làm tô điểm cho khung cảnh của không gian bên ngoài khu vực hội thảo, vừa được sử dụng để giải nhiệt cho Chiller, giúp tối ưu hóa không gian Bên cạnh đó, trên hồ nước được lắp những vòi phun vừa có tác dụng tạo ra những buổi nhạc nước đẹp mắt, vừa có tác dụng tăng cường trao đổi nhiệt giữa nước và không khí.
Tuy nhiên, phương án này còn khá mới, và chưa được nhiều nơi áp dụng.
Phương án 2: Sử dụng tháp giải nhiệt nước
Ưu điểm:
- Hiệu suất cao
- Thích hợp với những công trình lớnNhược điểm:
- Phải có không gian rộng để lắp tháp giải nhiệt, đầu tư hệ thống đường ống, bơm…
Do công trình của chúng ta có sẵn không gian lắp đặt rộng rãi ở phía sân vườn, không bị ảnh hưởng nhiều về yếu tố ngoại cảnh, nên vì vậy Dự án sẽ sử dụng phương án tháp giải nhiệt nước cho Water Chiller
Ta lựa chọn 2 tháp giải nhiệt cho 2 Chiller công suất 366.5 kWTa có: 366.5 kW = 104 tons lạnh (RT)
Do năng suất lạnh của một máy làm lạnh nước water chiller là 104 TR nên lưu lượng nước tiêu chuẩn của tháp phải là: 104 13 lit/phút = 1352 lít/phút Với nhiệt độ nước giải nhiệt vào (nước ra khỏi tháp):
Trang 21Nhiệt độ nước giải nhiệt ra (nước vào tháp):
Ta lựa chọn được 2 tháp giải nhiệt LBC100 với lưu lượng mỗi tháp là 807 lít/phút
Hình 4-6 Lựa chọn hiệu chỉnh tháo giải nhiệt theo nhiệt độ ( Catalogue tháp giiarnhiệt của hãng Liangchi )
4.2.3Tính chọn AHU , dàn lạnh cho các phóng
Việc lựa chọn AHU có nhiều cách khác nhau, chúng ta có thể lựa chọn theo AHUcó sẵn, hoặc đặt nhà sản xuất theo yêu cầu thiết kế riêng cho công trình của mình,sau đây là một số cách chọn AHU cho một dự án:
- Lưa chọn AHU hợp khối (Packaged AHU): rất phổ biến trong các tòa nhà nhỏ và trung tâm thương mại, chuyên dùng lắp mái nhà AHU hợp khối bao gồm quạt, giàn nóng lạnh, bộ lọc và cửa gió lắp trong vỏ Thường trong vỏ có máy nén khí điều hòa không khí và thiết bị sưởi ấm bằng gas, cuộn dây sưởi ấm điện hoặc giàn nóng Thiết bị thường phục vụ vùng nhiệt độ duy nhất, nhưng cũng có loại AHU khối lượng không khí biến đổi lớn (VAV) phục vụ nhiều hộp đấu nối (nhiều vùng nhiệt) Do cấu tạo gọn nhẹ và chi phí ban đầu thấp, nên dù AHU hợpkhối hiệu suất thấp và yêu cầu bảo trì nhiều, nhưng vẫn sử dụng rộng rãi với hiệusuất và độ tin cậy đang dần được cải thiện Chúng có công suất từ vài nghìn cfm đến hơn 30,000 cfm.
- Lựa chọn Modular AHU: cho phép người dùng lựa chọn các bộ phận riêng rẽ theo các modun nằm trong vỏ có cùng cấu trúc và mặt cắt ngang Người sử dụng có thể lựa chọn loại vỏ, quạt, bộ lọc, giàn nóng lạnh, và phụ kiện theo các lựa