tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí thông gió và triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit cho công trình biệt thự anh hải

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ VÀ TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT CHO CÔNG TRÌNH

GIỚI THIỆU CHUNG

Sơ lược chung về điều hòa không khí

Mục đích của hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) và thông gió là tạo ra sư tiện nghi và môi trường không khí trong lành cho người sử dụng cũng như giải nhiệt cho các thiết bị cơ điện Tạo ra môi trường không khí trong lành theo các thông số vê nhiệt độ, độ ẩm, đối lưu không khí, lọc bụi và kiểm soát các chất gây ô nhiễm là quan trọng hàng đầu Song song với các điềm trên, việc lắp đặt hệ thống ĐHKK phải đảm bảo không tạo ra độ ồn và rung động lớn bên trong tòa nhà Đặc biệt chú ý đến việc kiểm soát độ ồn và rung động của hệ thống ĐHKK và những khu vực yêu cầ u độ ồn thấp

Hệ thống ĐHKK sẽ được cung cấp đến các khu vực sau: văn phòng, cửa hàng, dịch vụ công cộng Hệ thống thông gió sẽ được cung cấp đến các khu vực sau: tầng hầ m, nhà vệ sinh, bếp, phòng kỹ thuật Hệ thống ĐHKK tại khu vực văn phòng sử dụng máy lạnh trung tâm sẽ được kiểm soát nhiệt độ bằ ng bộ cảm biến nhiệt độ đặt tại khu vực đó trong khi hệ thống máy lạnh dạng hai mảnh sẽ được sử dụng cho phòng riêng biệt như phòng bảo vệ, khu căn hộ, Tại đây nhiệt độ được điều khiển bằ ng remote từ xa hoặc có dây.

Ý nghĩa của điều hòa không khí

Phát triển kinh tế luôn gắn liền với sư phát triển của khoa học kỹ thuật Ngày nay kỹ thuật điều hoà không khí liên tục phát triển để đá ứng yêu cầu cuộc sống của con người trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất

Các thông số cơ bản của môi trường có ảnh hưởng đến qua trình trao đổi nhiệt giữa môi trường và con người là: Nhiệt độ của không khí, độ ẩm tương đối của không khí, tốc độ chuyển động của dòng không khí, nồng độ các chất độc hại trong môi trường không khí.

Ảnh hưởng từ môi trường không khí đến con người

Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người Cơ thể con người có nhiệt độ là tngười = 37 o C, Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn tỏa ra nhiệt lượng

4 q Lượng nhiệt do cơ thể tỏa ra phụ thuộc vào cường độ vận động Để duy trì thân nhiệt, cơ thể luôn trao đổi nhiệt với môi trường theo hai hình thức sau:

Truyền nhiệt: từ cơ thể con người vào môi trường xung quanh theo ba cách: dẫn nhiệt, đối lưa và bức xạ Nói chung nhiệt lượng trao đổi theo hình thức truyền nhiệt phụ thuộc vào độ chênh nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường xung quanh Lượng nhiệt trao đổi này gọi là nhiệt hiện, kỹ hiệu qh

Tỏa ẩm: có thể xảy ra trong mọi phạm vi nhiệt độ và khi nhiệt độ môi trường càng cao thì cường độ tỏa ẩm càng lớn Nhiệt năng của cơ thể được thải ra ngoài cùng với hơi nước dưới dạng nhiệt ẩm, nên lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩn, ký hiệu qa

Khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống, cường độ trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thể và môi trường sẽ tăng lên Cường độ càng tăng nếu độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng, nếu độ chênh lệch này càng lớn thì nhiệt lượng từ cơ thể ngày một mất đi nhiều hơn và đến một lúc nào đó sẽ có cảm giác ớn lạnh Việc giảm nhiệt độ các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức bức xạ, ngược lại nếu nhiệt độ các bề mặt xung quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể thì thành phần trao đổi bằng hình thức này sẽ giảm đi rất nhanh

Con người sẽ cảm thấy dễ chịu (The mortal thermal comfort zone) trong phạm vi nhiệt độ từ 22 – 27 o C

1.3.2 Độ ẩm tương đối Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng quyết định tới khả năng thoát mồ hôi vào môi trường không khí xung quanh Quá trình này chỉ có thể xảy ra khi φ<100% Độ ẩm thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao, cơ thể cảm thấy dễ chịu Độ ẩm quá cao hay quá thấp đều không tốt đối với con người Độ ẩm cao: Khi độ ẩm tăng khả năng thoát mồ hôi kém, cơ thể cảm thấy nặng nề, mệt mỏi, và dễ gây cảm cúm Người ta nhận thấy ở một nhiệt độ và tốc độ gió không đổi, khi độ ẩm lớn khả thoát mồ hôi chậm hoặc không thể bay hơi được, điều đó làm cho bề mặt da có lớp mồ hôi nhớp nháp

5 Độ ẩm thấp: Khi độ ẩm thấp mồ hôi sẽ dễ bay hơi nhanh làm da khô, gây nứt nẻ chân tay, môi… Như vậy độ ẩm thấp cũng không có lợi cho cơ thể.Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con người nằm trong khoảng tương đối rộng 𝜑P÷70% Độ ẩm tương đối(Relative humidity) thích hợp nhất cho cơ thể con người là 𝜑 = 60 ÷ 75%

Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và trao đổi chất (thoát mồ hôi) giữa cơ thể với môi trường xung quanh, ngoài ra nó còn tạo điều kiện cung cấp oxy.Khi tốc độ lớn, cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng lên Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ

Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh Tốc độ gió thích hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khoẻ của mỗi người…

Khi nhiệt độ phòng thấp cần chọn tốc độ gió nhỏ, tránh gây cảm giác lạnh

Tác hại của bụi phụ thuộc vào bản chất, nồng độ và kích thước của bụi Kích thước càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không khí lâu hơn, khả năng thâm nhập vào cơ thể sâu hơn và rất khó khử bụi Hạt bụi lớn thì khả năng khử dễ hơn nên ít ảnh hưởng đến con người

1.3.5 Nồng độ các chất độc hại

Trong quá trình sống sản xuất và sinh hoạt, trong không khí có thể có lẩn những chất độc hại như NH3 và Clo…là những chất rất có hại đến sức khoẻ con người

Các chất độc hại ảnh hưởng đến con người dưới nhiều góc độ: mù mắt, tăng nhịp tim, khó thở, ửng đỏ mặt, mất trí nhớ, mất điều khiển,…

Mức độ ảnh hưởng phụ thuộc vào: Bản chất của chất độc; Nồng độ của chất độc trong không khí; Không gian gây ô nhiễm

CO2 không phải là chất độc nhưng tồn tại dưới dạng khí sự tồn tại của nó trong không

6 khí làm giảm nồng độ O2 Khí CO2 sinh ra bởi hoạt động hít thở do con người thải ra Để đánh giá mức độ ô nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 trong không khí, bảng dưới đây thể hiện sự ảnh hưởng nồng độ CO2 trong không khí đối với con người

Nồng độ CO 2 (%) Mức độ ảnh hưởng

0,07 Chấp nhận được ngay cả khi có nhiều người trong phòng 0,10 Nồng độ cho phép trong trường hợp thông thường

0,15 Nồng độ cho phép khi dùng tính toán thông gió

Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng Nếu hít thở trong môi trường này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm

8 Nếu thở trong môi trường này kéo dài 10 phút thì mặt đỏ bừng và đau đầu

≥ 18 Có thể dẫn đến tử vong

Vấn đề về độ ồn có thể gây ra nhiều tác động xấu gây ảnh hưởng đến con người chúng ta, giảm sự tập trung, gây ra nhiều điều phiền não, … và nhiều sự ảnh hưởng khác

Có thể chia ra 3 nhóm các đối tượng yêu cầu độ ồn khác nhau:

 Độ ồn trung bình: 35 – 45 dB

Dựa vào TL [5] về tiêu chuẩn về tiếng ồn của Bộ Xây Dựng, mức độ ồn cực đại cho phép đối với nhà ở 40 dB(ban đêm), 55 dB(ban ngày).

Một số loại điều hòa không khí phổ biến

1.4.1 Hệ thống điều hòa kiểu cục bộ

Hệ thống điều hòa cục bộ là dạng điều hòa được bố trí cụm dàn nóng và dàn lạnh tách rời với nhau Liên kết giữa dàn nóng và dàn lạnh là ống dẫn gas và dây điện Hiện tại điều hòa cục bộ là dạng điều hòa được sử dụng gần như phổ biến nhất trên thị trường Đối với điều hòa cục bộ thì máy nén được đặt trong cục nóng Điều hòa được điều khiển bằng điều khiển từ xa

Dạng điều hòa này được chia thành hai loại dòng máy phổ biến là: Điều hòa cục bộ một khối và điều hòa cục bộ hai khối

Hình 1.1 Điều hòa dạng cửa sổ

Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo hệ thống điều hòa cục bộ Ưu điểm

- Phù hợp với nhiều không gian, dễ dàng lắp đặt cũng như bảo trì, bảo dưỡng

- Sử dụng đơn giản, không bị ảnh hưởng của các máy khác trong hệ thống

- Ảnh hưởng mỹ quan, kiến trúc của toàn bộ tòa nhà

- Dễ bị rò rỉ gas

- Làm lạnh không đồng đều

- Hiệu suất hoạt động của máy bị ảnh hưởng bởi các tác nhân bên ngoài

- Độ bền và tuổi thọ sử dụng thấp (khoảng 5-6 năm) Thường áp dụng cho những công trình nhỏ, đơn giản

1.4.2 Hệ thống VRV/VRF (Variable Refrigerant Volume/ Variable Refrigerant Flow)

Hệ thống VRV/VRF bao gồm một dàn nóng (hoặc nhiều dàn nóng) kết hợp với nhiều dàn lạnh Tùy vào các hãng mà chênh lệch độ cao giữa giàn nóng và dàn lạnh có thể khác nhau, chiều dài ống gas kết nối giữa dàn nóng và dàn lạnh cũng có thể khác nhau

Hình 1.3 Hệ thống điều hòa VRV/VRF

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống VRV/VRF Ưu điểm

- Tiết kiệm được năng lượng vận hành với các máy nén công nghệ biến tần

- So với các hệ máy lạnh multi chỉ có thể tắt mở hoặc điều chỉnh nhiệt độ toàn bộ hệ thống thì hệ điều hòa trung tâm VRV có thể điều khiển nhiệt độ phòng của từng khu vực làm lạnh một cách độc lập mà không làm ảnh hưởng tới nhiệt độ của các khu vực khác

- Bảo trì, bảo dưỡng hệ thống dễ dàng thông qua hệ thống điều khiển trên máy tính

- Tiết kiệm được hệ đường ống nước lạnh, hệ thống tháp giải nhiệt khi so với hệ thống Water Chiller

- Chiều dài đường ống gas của dàn nóng bị hạn chế

- Không phù hợp với các khu vực có không gian rộng lớn

- Nguy cơ rò rỉ môi chất cao

- Giá thành khá cao, do được đánh giá là một trong những hệ thống điều hòa không khí trung tâm thông minh vận hành vô cùng tối ưu

Hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller hiện nay có 2 loại phổ biến được ứng dụng nhiều nhất:

Hệ thống Chiller giải nhiệt nước và hệ thống Chiller giải nhiệt gió

1.4.3.1 Hệ thống Chiller giải nhiệt nước (Water Cooled Water Chiller)

Nguyên lý hoạt động: Nước sẽ được luân chuyển một cách tuần hoàn qua các đường ống dẫn và hạ nhiệt động xuống 7 0 C Sau đó, nước sẽ được đi qua dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU Không khí tuần hoàn trong phòng sẽ lấy hơi lạnh từ nước làm giảm nhiệt độ phòng Còn lượng nước đó hấp thụ nhiệt và tăng nhiệt lên đến khoảng 12 0 C Bơm nước sẽ bơm cho dòng nước ngược trở lại Chiller để tiếp tục làm lạnh nước xuống 7 0 C Vòng tuần hoàn trên trong hệ thống Chiller sẽ cứ tiếp tục xảy ra như vậy

Cấu tạo hệ thống Water Chiller giải nhiệt nước

- Tháp giải nhiệt (Chiller giải nhiệt bằng nước)

Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Bình giản nở và cấp nước bổ sung

- Hệ thống xử lý nước

- Các dàn lạnh FCU và AHU

Cụm Chiller: cụm máy lạnh Chiller là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống điều hòa kiểu làm lạnh bằng môi chất lạnh là nước Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều hòa không khí sử dụng để làm lạnh nước tới khoảng 7 o C Ở đây nước đóng vai trò là chất tải lạnh Cụm Chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nơi chế tạo, với các thiết bị sau:

 Máy nén: Có rất nhiều dạng, nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín, máy nén pittong nữa kín

 Thiết bị ngưng tụ: hình thức giải nhiệt bằng thiết bị ngưng tụ còn gọi là bình ngưng, giải nhiệt bằng nước thì hệ thống có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt

 Bình bay hơi: Bình bay hơi thường hay sử dụng là bình bay hơi ống đồng có cánh Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống Bình bay hơi được bọc cách nhiệt và duy trì nhiệt độ không được quá dưới 7 o C nhằm ngăn ngừa nước đóng băng gây nổ bình Công dụng bình bay hơi là làm lạnh nước

 Dàn lạnh FCU(Fan Coil Unit): là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm và quạt gió Nước chuyển động trong ống, không khí chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt, ở đó không khí được trao đổi nhiệt ẩm, sau đó thổi trực tiếp hoặc qua một hệ thống kênh gió vào không gian cần làm lạnh

Hình 1.5 FCU (Fan Coil Unit)

 Dàn lạnh AHU (Air Handing Unit): tương tự FCU, AHU cũng là dàn trao đổi nhiệt nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, không khí chuyển động ngang bên ngoài, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống kênh gió tới các phòng

Hình 1.6 AHU (Air Handing Unit)

 Và các hệ thống đường ống nước lạnh là ống thép bọc cách nhiệt, sử dụng để tải nước lạnh từ bình bay hơi tới các FCU và AHU

Hình 1.7 Chiller giải nhiệt nước

13 Đặc điêm của hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller giải nhiệt nước

Công suất hoạt động lớn (từ 18Kw cho đến 3500Kw) thích hợp cho những công trình lớn như nhà cao tầng, trung tâm mua sắm,

Phải được lắp đặt ở nơi có nguồn cấp nước và chi phí vận hành cao

Khả năng giữ nhiệt tương đối ổn định đáp ứng những nhu cầu mà người sử dụng khác nghiệt đề ra

1.4.3.2 Hệ thống Chiller giải nhiệt bằng không khí (Air Cooled Water Chiller)

Nguyên lý hoạt động: Hệ thống Chiller giải nhiệt gió làm lạnh một cách cưỡng bức bằng gas Về bản chất thì tháp giải nhiệt gió hay giải nhiệt nước đều sử dụng nguyên lý trao đổi nhiệt là truyền nhiệt và bay hơi giữa không khí và nước

Cấu tạo hệ thống Water Chiller giải nhiệt bằng không khí

Hầu như tương tự như hệ thống Water Chiller giải nhiệt bằng nước, chi khác ở đây là sử dụng thiết bị ngưng tụ giải nhiệt bằng không khí (dàn ngưng)

Hình 1.8 Chiller giải nhiệt gió Đặc điểm của hệ thống giải nhiệt gió:

Chiller giải nhiệt gió hoạt động công suất hoạt động nhỏ dành cho những công trình yêu cầu công suất nhỏ, những khu vực nước bị nhiễm phèn, nước có hóa chất

14 Chiller giải nhiệt gió dùng quạt hút cưỡng bức để giải nhiệt chứ không dùng tháp giải nhiệt để giải nhiệt gas Hiệu suất lạnh của hệ thống Chiller giải nhiệt gió kém hơn chiller giải nhiệt nước và chỉ bằng 70% hiệu suất làm lạnh

Yêu cầu phải bảo dưỡng thường xuyên

Thể tích nhỏ nên lắp đặt và vận chuyển dễ, tiết kiệm diện tích

Nói chung, hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water Chiller sử dụng giải nhiệt nước hay không khí đều mang cho mình một độ bền và tuổi thọ cao hơn so với các loại điều hòa khác nên vô cùng ổn định, không ảnh hưởng nhiều đến những không gian lắp đặt Ưu điểm:

Hệ thống hoạt động ổn định, bền và tuổi thọ cao, hệ thống có nhiều cấp giảm tải phù hợp cho các công trình có quy mô lớn

Phải có phòng máy riêng để vận hành, và cần người có chuyên môn cao chuyên trách trong việc vận hành hệ thống, bão dưỡng tương đối phức tạp, tiêu thụ điện năng tính cho một đơn vị năng suất lạnh cao.

Phạm vi đề tài

Với đề tài tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí này thì nhóm sẽ hoàn thành những nhiệm vụ sau:

- Tính toán kiểm tra tải nhiệt theo phương pháp Carrier so với tính toán của đơn vị thiết kế

- Tính toán kiểm tra tải nhiệt bằng phần mềm HeatLoad so với so với tính toán của đơn vị thiết kế

- Thành lập sơ đồ điều hòa không khí

- Tính toán kiểm tra hệ thống thông gió, hút mùi của công trình

- Triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit và bốc tách khối lượng vật tư của công trình

THÔNG SỐ TÍNH TOÁN VÀ KIỂM TRA

Tổng quan công trình

- Tên dự án: BIỆT THỰ ANH HẢI

- Chủ đầu tư: NGUYỄN TUẤN HẢI

- Đơn vị thiết kế, thi công: CÔNG TY TNHH – DV – KT CƠ ĐIỆN LẠNH CƯỜNG THỊNH

- Vị trí xây dựng: 89 LÝ CHIÊU HOÀNG – QUẬN 6 – TP HCM

- Công trình được chia làm 4 tầng: tầng 1,2,3 và tầng áp mái

Hình 2.1 Công trình biệt thự Anh Hải

Thống kê thông tin phòng dựa trên bãn vẽ thiết kế

Dữ liệu phòng bao gồm các thông tin, số liệu phục vụ cho quá trình tính toán ở các chương sau được thống kê dựa trên bản vẽ kiến trúc của công trình

Dựa trên bản vẽ kiến trúc và phạm vi công việc của đồ án, chúng em liệt kê dữ liệu cho danh sách phòng, không gian như sau:

- Khu vực tính tải lạnh: Bao gồm khu vực phòng khách, khu vực ăn uống ở tầng 1 và những phòng ngủ, phòng sinh hoạt, giải trí khác ở các tầng 2,3, tầng ấp mái

- Các khu vực tính toán tải lạnh sẽ tính toán cần bằ ng nhiệt dựa theo phương pháp Carier và thành lập sơ đồ điều hoà không khí

- Khu vực thống gió: công trình sử dụng 100% gió tự nhiên ngoài trời tuần hoàn trong nhà

Hình 2.5 Mặt bằng tầng áp mái

Bảng thống kê sau đây thống kê đầy đủ các thông tin về các không gian mà chúng em tính toán kiểm tra trong đồ án này:

Bảng 2.1 Thông số đầu vào công trình

Tầng Tên phòng Chiều cao trần

Phòng khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp 4 97 388

Chọn cấp điều hòa và thông số tính toán

Theo tích chất quan trọng người ta chia điều hòa không khí ra làm 3 cấp: Điều hòa không khí cấp I: là điều hòa không khí có độ tin cậy cao nhất, duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà có vi phạm sai lệch 0 giờ trong một năm Điều hòa không khí cấp II: là điều hòa không khí có độ tin cậy trung bình, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 200 giờ và số giờ bảo đảm từ 150 ÷ 200 giờ trong một năm Điều hòa không khí cấp III: Là điều hòa không khí có độ tin cậy thấp, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400 giờ và số giờ bảo đảm từ 350 ÷ 400 giờ trong 1 năm

 Điều hòa không khí cấp I có mức độ tin cậy cao nhất là bởi vì những yêu cầu khắc nghiệt được đặt ra nên những thông số vi khí hậu phải được kiểm soát chặt chẽ Loại điều hòa không khí này thường sử dụng vào những nơi có yêu cầu nhiệt độ được giữ ổn định một cách tuyệt đối như Lăng Bác, nơi bảo quản những linh kiện điện tử,…

 Điều hòa không khí cấp II với độ tin cậy tương đối, nhầm duy trì điều kiện vi khí hậu một cách vừa phải nên những công trình như bệnh viện, khách sạn lớn chuẩn quốc tế,…

 Điều hòa không khí cấp III với mức độ tin cậy thấp nhất Chính vì thế, trên thực tế nó lại được sử dụng nhiều nhất do mức độ đầu tư ban đầu thấp nhất Hầu hết các công trình dân dụng như: điều hòa không khí khách sạn, văn phòng, siêu thị, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bóng, nhà ở… rất phù hợp với loại điều hòa không khi này

Bởi vì, nhu cầu về điều kiện về trạng thái không khí là tương đối thấp chủ yếu phục vụ cho việc nghĩ ngơi, vui chơi, và các hoạt động gia đình khác, với mục đích tiết kiệm được chi phí, nên lựa chọn điều hòa không khí cấp III là phù hợp nhất cho công trình Điều kiện thiết kế bên ngoài: Thông số độ ẩm và nhiệt độ bên ngoài tính theo vùng khí hậu

Bảng 2.2 Thông số vật liệu

Tên vật liệu Hệ số truyền nhiệt

Tường bao bằng gạch xây 200mm có trát vữa (Bảng 3.4 trang 97, giáo trình điều hòa không khí, Nguyễn Đức

Mái có bê tông dày 300mm, lớp vữa xi măng cá dày

25mm trên có lớp bitum, 797kg/m 2 và trần giả làm bằng thạch cao 12mm (Bảng 4.9 trang 140, giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí, Nguyễn Đức Lợi) k = 1,42 (W/m 2 K)

Hệ số truyền nhiệt qua nền sàn bê tông dày 300mm, có lớp vữa ở trên 25mm và có lát gạch vinyl 3mm (Bảng

4.15 trang 145, giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí, Nguyễn Đức Lợi) k = 2,15 (W/m 2 K)

21 Bảng 2.3 Thông số bên ngoài cho điều hòa không khí (TCVN 5687 - 2010)

Bảng 2.4 Thông số yêu cầu nhiệt độ bên trong của điều hòa không khí

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI LẠNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CARRIER 22 3.1 Tính tải lạnh bằng phương pháp Carrier

Nhiệt bức xạ qua kính Q1

Nhiệt bức xạ qua kính có màn rèm được xác định bằng công thức [6]

Q1 = nt × Q ’ 1 (W) (3.1) (TL [1] – trang 123) Trong đó:

0,88 (3.4) (TL [1] – trang 124) nt: Hệ số tức tác dụng tức thời;

Q ’ 1: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W;

F: Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung kim loại, m 2 ;

RT: Bức xạ mặt trời qua mặt kính vào trong phòng, W/m 2 ;

Giá trị của RT phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày

RN: Bức xạ mặt trời bên ngoài mặt kính, W/m 2 ;

𝜀 𝑐 : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển tính theo công thức:

𝜀 𝑑𝑠 : Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của môi trường không khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển là 20 0 C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên 𝜀 𝑑𝑠 giảm và được tính theo công thức

𝑡 𝑠 : Nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời, 0 C

Với tN = 36 º C ; 𝜑 = 55 %, tra đồ thị I-d, ta có ts = 31,91 º C

𝜀 𝑚𝑚 : Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi tính toán lấy trường hợp lớn nhất là khi trời không mây 𝜀 𝑚𝑚 = 1;

𝜀 𝑘ℎ : Hệ số ảnh hưởng của khung kim loại 𝜀 𝑘ℎ = 1,17;

𝜀 𝑚 : Hệ số kính thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính Loại kính công trình sử dụng là kính trong, phẳng dày 5mm có hệ số kính 𝜀 𝑚 = 1;

𝜀 𝑟 : Hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính, tra bảng 4.4 tài liệu [1] trang 132, chọn loại màn che Brella trắng kiểu Hà Lan 𝜀 𝑟 = 0,33

𝛼 𝑘 , 𝜌 𝑘 , 𝜏 𝑘 : Lần lượt là hệ số hấp thụ, phản xạ, xuyên qua của kính

𝛼 𝑚 , 𝜌 𝑚 , 𝜏 𝑚 : Lần lượt là hệ số hấp thụ, phản xạ, xuyên qua của màn che

Sử dụng màn che Brella trắng kiểu Hà Lan

Hệ số tác dụng tức thời: 𝜂 𝑡 = gs

Ta có công thức: gs = 𝐺

Trong đó: gs: Mật độ khối lượng riêng diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che vách trần sàn, (kg/m 3 );

𝐺 ′ : Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất, (kg);

𝐺 ′′ : Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời của sàn không nằm trên mặt đất, (kg);

Ví dụ: Tính cho khu vực tầng 1

Chiều dài tường tiếp xúc với bức xạ mặt trời: 11,4(m)

Chiều dài tường không tiếp xúc với bức xạ mặt trời: 24,5 (m)

Hướng kính là hướng Tây Nam

Nhiệt hiện qua bức xạ qua kính:

Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng là:

Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong phạm vi từ 10°22' đến 11°22' vĩ độ Bắc và 106 o 01' đến 107 o 01 kinh độ đông, tra bảng 4.2 tài liệu [1] trang 131 ta có:

Bảng 3.1 Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng

Bắc 126 Đông Bắc 483 Đông 517 Đông Nam 508

Tra bảng 4.3 và 4.4 ta xác định được các hệ số sau:

Thay vào công thức (3.4), ta được:

Thay vào công thức (3.3), ta được:

Hệ số tác dụng tức thời: 𝜂 𝑡 = f(gs) gs = 𝐺

Tra theo bảng 4.11 tài liệu [1]

Khối lượng 1m 2 tường dày (0,25m) = 1300 × 0,25 = 325(kg/m 2 )

Khối lượng 1m 2 sàn bê tông cốt thép dày (0,2m): 2400 × 0,2 = 480(kg/m 2 )

Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất:

Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt trời của sàn không nằm trên mặt đất:

165 = 404 (kg/m 2 ) Vậy ta có gs > 150 sàn nên dựa vào bảng 4.6 tài liệu [1] trang 134, ta có hệ số tác dụng tức thời của bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che bên trong theo hướng Tây Nam là 0,86

Thay vào công thức (3.2), ta tính được lượng nhiệt bức xạ qua cửa kính có màn che ở tầng 1 là:

Lượng nhiệt bức xạ ở các tầng còn lại được thể hiện qua bảng dưới đây:

26 Bảng 3.2 Nhiệt bức xạ qua các khu vực

Tầng Tên phòng Hướng Diện tích kính (m 2 )

Phòng khách, bàn thư giản, bàn ăn và bếp

Vậy tổng lượng nhiệt bức xạ Q1 của cả biệt thự là Q1 = 14,24(kW)

Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 2

3.1.2.1 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ bao che Q 21

27 Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, mái dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt Một phần nhiệt hấp thụ tỏa ngay vào không khí ngoài trời, một phần truyền qua kết cấu mái vào trong phòng điều hòa và tỏa vào lớp không khí trong phòng bằng hình thức đối lưu và dẫn nhiệt Việc xác định lượng nhiệt truyền qua kết cấu mái cũng được thể hiện qua biểu thức quen thuộc như sau:

Q21 – dòng nhiệt đi vào không gian cần điều hòa do sự tích nhiệt của kết cấu mái và do chênh nhiệt độ của không khí giữa bên ngoài và bên trong, W k – hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu vật liệu làm mái, tra bảng 4.9 tài liệu [6] W/m 2 K

∆ttđ – hiệu độ chênh nhiệt độ tương đương Được tính thông qua biểu thức dưới đây:

∆ttđ = tN,ef – tT = tN + 𝜀 𝑠 𝑅 𝑁

𝜀 𝑠 – hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời, tra bảng 4.10 tài liệu [1] trang 141

Dự án sử dụng trần mái có bê tông dày 300mm, lớp vữa xi măng cá dày 25mm trên có lớp bitum, 797kg/m 2 và trần giả làm bằng thạch cao 12mm Theo tài liệu [1], ta chọn k

Thay vào biểu thức (3.8) ta tính được hiệu độ chênh nhiệt độ tương đương

𝛼 𝑁 = (36 – 26) = 10 o C Diện tích mái là Fmai = 28,8 m 2

Vậy: dòng nhiệt truyền qua mái là: Q21 = k.F.∆ttđ = 1,42.28,8.10 = 409 (W) = 0,409 (kW)

Nhiệt qua vách cũng được tính theo biểu thức như sau:

Q2i – nhiệt truyền qua tường, nhiệt truyền qua cửa ra vào, cửa sổ (kính),… ; ki – hệ số truyền nhiệt tương ứng với tường, cửa ra vào, cửa kính, W/m 2 K;

∆t – hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, K

Q2i: Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào (gỗ, thép) và cửa kính , W;

Q22c: Nhiệt truyền qua cửa ra vào, W

Q22k: Nhiệt truyền qua cửa sổ, W

Fi: Diện tích tường, cửa, kính tương đương, m 2

Hệ số truyền nhiệt của tường được xác định bằng biểu thức:

𝛼 𝑁 – Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của tường, 𝛼 𝑁 = 20 W/(m 2 K) khi tiếp xúc với không khí bên ngoài và 𝛼 𝑁 = 10 W/(m 2 K) khi không tiếp xúc với không khí bên ngoài

𝛼 𝑇 – Hệ số tỏa nhiệt bên trong nhà, 𝛼 𝑇 = 10 W/m 2 K

𝛿 𝑖 – Độ dày của các lớp vật liệu i cấu tạo nên cấu trúc tường, m

𝜆 𝑖 – Hệ số dẫn nhiệt cho vật liệu thứ i tạo nên cấu trúc tường, W/mK

Tra bảng 4.11 tài liệu [1] trang 143, ta được hệ số dẫn nhiệt 𝜆 𝑖 theo công trình tường ngoài dày 250mm

Bảng 3.3 Thông số vật liệu

Thông số Vữa xi măng Gạch thông thường Vữa xi măng λ , W/mK 0,93 0,81 0,93

Công trình có các nhiệt độ phòng điều hòa bên trong tại 𝑡 𝑇 = 26 𝑜 𝐶; tN = 36 0 C

Hệ số truyền nhiệt của tường tiếp xúc không khí bên ngoài là:

= 2,23 Độ chênh nhiệt độ trong và ngoài nhà: ∆t = (tN – tT) = (36 – 26) = 10 o C

Ví dụ Tính cho tầng 1 có diện tích tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời là 36,45 m 2

Nhiệt truyền qua tường của các khu vực khác được thể hiện được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 3.4 Nhiệt truyền qua tường ở các khu vực

Phòng khách, bàn thư giản, bàn ăn và bếp

Vậy tổng dòng nhiệt truyền qua tường Q22t là 5,095 (kW)

Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c

Nhiệt truyền qua cửa ra vào tính bằng biểu thức sau:

30 Trong đó: kc: Hệ số truyền nhiệt của cửa (W/m 2 K)

∆t: Độ chênh nhiệt độ giữa bên trong và ngoài không gian điều hòa ( 0 C)

Theo dự án của công trình thì ta thấy cửa ra vào được làm bằng gỗ dày 50mm, có hệ số truyền nhiệt kc = 2,01 W/m 2 K theo bảng 4.12 tài liệu [6]

Loại kính 2 lớp theo phương thẳng đứng có khoảng cách giữa 2 lớp kính là 5mm, theo bảng 4.13 TL [1] trang 144, ta chọn hệ số truyền nhiệt k = 3,35 W/m 2 K

Ví dụ: tính cho tầng 1:

Nhiệt truyền qua cửa ra vào ở các khu vực còn lại được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 3.5 Nhiệt truyền qua cửa ra vào ở các khu vực

Tầng Tên phòng Diện tích cửa gỗ (m 2 )

Phòng khách, bàn thư giản, bàn ăn và bếp

Vậy tổng dòng nhiệt qua cửa ra vào Q22c = 2,72 (kW)

Nhiệt truyền qua cửa sổ Q22k

Fk – Diện tích cửa sổ, m 2

∆t– Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà kk – Hệ số truyền nhiệt qua kính, W/(m 2 K)

Loại cửa sổ được sử dụng trong công trình là cửa kính 1 lớp, nên tra Bảng 4.13 [1] ta có hệ số truyền nhiệt qua kính cửa sổ là kk = 5,89 W/m 2 K

Ví dụ: tính cho phòng ngủ 1 tầng 2

Có Fk = 4,4 m 2 , hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà ∆t = 36 – 26 ( o C) Vậy dòng nhiệt qua cửa sổ của phòng là: Q22k = kk.Fk ∆t = 5,89.4,4.10 = 260(W) = 0,26(kW)

Tương tự cho các khu vực còn lại dòng nhiệt qua cửa sổ được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng 3.6 Nhiệt truyền qua cửa sổ ở các khu vực

Tổng dòng nhiệt truyền qua cửa sổ là Q22k = 2,23 (kW)

Vậy: Tổng dòng nhiệt truyền qua vách là:

Nhiệt truyền qua nền tính bằng biểu thức sau:

Trong đó: k: hệ số truyền nhiệt nền (W/m 2 K)

∆t: chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và trong không gian điều hòa ( 0 C)

Dự án xây dựng với sàn được đặt trên mặt đất nên ∆t = tN – tT

Hệ số truyền nhiệt qua nền sàn bê tông dày 300mm, có lớp vữa ở trên 25mm và có lát gạch vinyl 3mm (Bảng 4.15, Giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí, Nguyễn Đức

Ví dụ: tính cho nền tầng 1 có diện tích sàn F1 = 97 m 2 , vậy nhiệt hiện truyền qua nền là

Nhiệt truyền qua nền tương tự ở các tầng còn lại như sau:

Tầng 2, tầng 3, tầng áp mái: sàn của tầng các nằm giữa 2 không gian sử dụng điều hòa nên ∆t = 0 ( o C), cho nên Q = 0 (W)

Vậy tổng nhiệt truyền qua nền là Q23 = 2,085 (kW)

Nhiệt tỏa ra từ thiết bị Q 3

3.1.3.1 Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng Q 31

33 Nhiệt hiện do đèn chiếu sáng tỏa ra được tính theo công thức

Trong đó: q: Công suất điện trên 1m 2 nền, chọn q = 12 W/m 2 [6]

F: Diện tích mặt nền chiếu sáng, m 2 ; nt: Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng theo bảng 4.8 [6] nđ: Hệ số tác dụng đồng thời của đèn chiếu sáng [6] ví dụ tính cho phòng khách tầng 1:

Công trình ở đây là biệt thự nên ta có thể chọn hệ số tác dụng đồng thời và tức thời của đèn chiếu sáng lần lượt như sau: nđ = 0,5, nt = 0,98 (vì gs = 404 > 150 và số giờ hoạt động của đèn là 9h/ngày)

Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng của các khu vực khác được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 3.7 Nhiệt tỏa đo đèn chiếu sáng ở các khu vực

Phòng khách, bàn thư giản, bàn ăn và bếp 97 0.569

Vậy tổng lượng nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng là Q31 = 1,58 (kW)

3.1.3.2 nhiệt tỏa do máy móc Q 32

Q32 là nhiệt tỏa ra khi sử dụng các loại máy và các dụng cụ dùng điện như màn hình vi tính, máy in, tivi, và các thiết bị khác…

Ni: Ni là công suất trên thiết bị điện (W)

Ví dụ: Phòng khách, bàn thư giản, bàn ăn và bếp tầng 1 gồm có những thiết bị sau: Lò vi sóng, bếp điện từ, tủ lạnh, máy giặt, máy hút mùi và các nguồn nhiệt phát sinh khác Vậy tổng công suất thiết bị của tầng 1 là:

Q32 = 900 + 2000 + 199 + 1240 + 250 + 2000 + 142 + 250 = 6981 (W) = 6,981(kW) Nhiệt tỏa ra do máy móc ở các khu vực khác được thể hiện qua bảng sau đây:

Bảng 3.8 Nhiệt tỏa do máy móc ở các khu vực

Tên thiết bị Công suất

35 giản, bàn ăn và bếp

Các nguồn nhiệt phát sinh từ thiết bị phụ khác

Vậy nhiệt tỏa ra do máy móc Q32 = 13,16 (kW)

Nhiệt hiện và ẩn tỏa do người Q 4

Nhiệt hiện và ẩn tỏa do người được tính theo biểu thức sau:

3.1.4.1 Nhiệt hiện tỏa do người Q 4h

Nhiệt hiện tỏa ra do người được tính theo biểu thức sau:

Trong đó: nđ: Hệ số tác dụng không đồng thời ta chọn nđ = 0,8 nhà cao tầng, khách sạn n: số người ở trong khu vực điều hòa qh: Nhiệt hiện từ 1 người tỏa ra, theo bảng 4.18 TL [1] trang 149, ta chọn 60W tại

26 0 C tại văn phòng, khách sạn…

Ví dụ tính cho tầng 1:

3.1.4.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q 4a

Nhiệt ẩn tỏa ra do người được tính theo công thức:

Trong đó: n: số người ở trong khu vực điều hòa qa: Nhiệt ẩn từ 1 người tỏa ra, theo bảng 4.18 TL [1] trang 149, ta chọn 70W tại 26 0 C tại văn phòng, khách sạn…

Ví dụ tính cho tầng 1:

Căn cứ bảng mật độ nhiệt hiện và nhiệt ẩn theo trang thái hoạt động trên cơ sỏ tiêu chuẩn Ashrae và dựa trên Bảng G.9 TL [5] trang 127 ta có bảng tính chi tiết như sau:

37 Bảng 3.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra ở các khu vực

Tầng Tên phòng Diện tích sàn (m 2 )

Phòng khách Khu vực bếp và bàn ăn

Vậy tổng nhiệt hiện và ẩn tỏa ra do người Q4 là 11,33 (kW)

Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q 5

Trong không gian điều hòa, không khí trong lành phải luôn đảm bảo đủ lượng Oxi cần thiết cho hoạt động hô hấp của con người Gió tươi ở trạng thái ngoài trời với tN, dung ẩm dN và entanpy IN lớn hơn trạng thái không khí ở trong nhà với nhiệt độ tT, dung ẩm dT

38 và entanpy IT, vì vậy khi đưa gió tươi vào phòng nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt, bao gồm nhiệt ẩn Q5a và nhiệt hiện Q5h, chúng được tính bằng các biểu thức sau:

Trong đó: tN,tT: Nhiệt độ của gió tươi trong và bên ngoài không gian điều hòa, o C dN, dT: độ chứa hơi của gió tươi bên ngoài và bên trong không gian điều hòa, g/kgkkk Với dN = 21,30 (g/kgkk) với tN = 36 ( 0 C) và 55 % độ ẩm, dT = 12,80 (g/kgkk) với tT 26 ( 0 C) và 60 % độ ẩm n: số người trong khu vực điều hòa, (người) l: lượng không khí trời cần cho 1 người dùng trong 1 giây, lấy theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 tại phụ lục F, ta chọn l = 30 (m 3 /h) = 8,33(l/s) đối với nhà ở

Bởi vì công trình sử dụng 100% gió tự nhiện tuần hoàn trong không gian, cho nên không tính phần nhiệt truyền do gió tươi mang vào Q5 = 0

Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt mang vào Q 6

Nguồn nhiệt do gió lọt cũng gồm 2 thành phần là nhiệt ẩn và nhiệt hiện, được tính bằng biểu thức sau:

𝜉: Hệ số kinh nghiệm được xác định theo bảng 4.20 [1] trang 151 tN,tT: Nhiệt độ của gió tươi trong và bên ngoài không gian điều hòa, o C dN, dT: độ chứa hơi của gió tươi bên ngoài và bên trong không gian điều hòa, g/kgkkk Với thông số đầu vào thì ta có dN = 21,30 (g/kgkk),tN = 36 ( 0 C) và 55 % độ ẩm, dT 12,80 (g/kgkk), tT = 26 ( 0 C) và 60 % độ ẩm

Ví dụ tính cho tầng 1:

Q6a = 0,84 𝜉 V (dN –dT) = 0,84 0,7 291.(21,30 – 12,80) = 1456 (W) = 1,456 (kW) Lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt ở các phòng khác được thể hiện ở bảng dưới đây:

Bảng 3.10 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn tỏa ra do gió lọt mang vào ở các khu vực

Phòng khách Khu vực bếp và bàn ăn

Phòng ngủ 1 3,6 20 72 0,7 0,197 0,36 0,557 Phòng ngủ 2 3,6 18 64,8 0,7 0,177 0,324 0,501 Phòng ngủ

Vậy nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q6 là 7,08 (kW)

Nhiệt tổn thất do các nguồn khác Q 7

Ngoài các nguồn nhiệt đã nêu trên còn có các nguồn nhiệt ảnh hưởng đến phụ tải lạnh như: nhiệt tỏa ra từ các thiết bị, các đường ống, quạt, Tuy nhiên, các tổn thất nhiệt trong các trường hợp trên là nhỏ Cho nên có thể bỏ qua các lượng nhiệt này suy ra Q7 = 0 Qua việc tính toán các lượng nhiệt ở trên ta có thể đưa ra được bảng tổng tải dưới đây:

40 Bảng 3.11 Tổng tải lạnh của công trình

Phòng khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp

Phòng ngủ 1 0,44 1,22 0,77 0,36 - 0,56 3,35 Phòng ngủ 2 0,88 1,19 0,76 0,35 - 0,5 3,6 Phòng ngủ

TỔNG TẢI LẠNH TẦNG ÁP MÁI 7,36

Vậy: tổng tải lạnh của biệt thự Qo là 60,77 (kW) Đây là bảng tính toán Qo cúa các phòng ở từng tầng của biệt thự Mỗi phòng ở từng khu vực đều có công năng riêng nhưng chung quy lại vẫn là phục vụ nhu cầu đời sống của con người, nhằm đảm bảo điều kiện thuận lợi để con người sinh sống, nghĩ ngơi và làm việc Việc tính tải lạnh dựa trên các tiêu chuẩn và các điều kiện của môi trường, các thiết bị sinh nhiệt,… đa số tính toán cho những lượng nhiệt sinh ra lớn có ảnh hưởng đến tải lạnh

41 của dự án Bảng tổng hợp tải lạnh chỉ mang tính chất tương đối, không đúng chính xác hoàn toàn

3.3 Tính toán ẩm thừa Ẩm thừa được xác định theo công thức:

W1 - Lượng ẩm thừa do người tạo ra, kg/s

W2 - Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s

W3 - Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn, kg/s

W4 - Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s

Khi phòng điều hòa có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời, ngoài dòng nhiệt còn có một dòng ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che vào phòng nhưng được coi là không đáng kể Khi có rò lọt không khí vào nhà, dòng không khí nó ng cũng mang theo lượng ẩm nhất định vì độ chứa hơi của không khí nóng cao hơn nhưng lượng ẩm này cũng coi như bỏ qua hoặc tính vào phầ n cung cấp khí tươi

3.3.1 Lươ ̣ng ẩm thừa do người tạo ra W 1

Lượng ẩm do người tỏa được xác định bằng công thức:

Trong đó: n: số người trong phòng điều hòa qn: lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s

Tra bảng 3.5 TL [1] trang 103, tại nhiệt độ 26 o C độ ẩm 60% bởi vì công trình là dự án biệt thự nên lượng ẩm tỏa ra tại trạng thái tĩnh tại là qn = 55 (g/h.người) = 1,53.10 -5 (kg/s) Đối với phòng karaoke thì xét lượng ẩm tỏa ra trong trường hợp này là qn 221(g/h/người) = 6,14.10 -5 (kg/s)

Ví dụ tính cho tầng 1

42 Bảng 3.12 Ẩm thừa do người tỏa ra ở các khu vực

Tầng Tên phòng n (người) W 1 (kg/s)

Tầng 1 Phòng khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp

Vậy: tổng lượng ẩm thừa do người tỏa ra của công trình là 8,224.10 -4 (kg/s)

3.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W 2

Do các phòng đều phục vụ cho nhu cầu sinh sống, ăn uống, nghĩ ngơi, giải trí, cho nên lượng ẩm do thành phẩm sinh ra là không xuất hiện nên W2 = 0

3.3.3 Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn Ở đây tính lượng ẩm cho sàn ở khu vực bếp sẽ thường xuyên có nước dưới sàn cho nên lượng ẩm sẽ được thể hiện qua biểu thức sau:

W3 = 0,006.Fs.(tT – tư), kg/h (3.27) (TL [1] – trang 103)

Fs – diện tích bề mặt sàn bị ướt, m 2 tT – nhiệt độ không bên trong phòng, o C tư – nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ứng, o C Với tT = 26 o C, 𝜑 𝑇 = 60% suy ra nhiệt độ nhiệt kế ướt tương ứng là tư = 20,38 o C

Ví dụ tính cho khu vực tầng 1 có diện tích sàn là 97m 2

W3 = 0,006.Fs.(tT – tư) = 0,006.97.(26 – 20,38) = 3,27 (kg/h) = 9,1.10 -4 (kg/s)

Vì các tầng khác nằm giữa không gian điều hòa đồng thời có lót gạch nên lượng ẩm bay hơi là rất ít có thể bỏ qua

3.3.4 Lượng ẩm bay hơi từ thiết bị W 4

Phần lớn các vật dụng trong nhà đều là các thiết bị điện đa số không sinh hơi cho nên không có hơi ẩm Vậy W4 = 0

Vậy: Tổng ẩm thừa của toàn bộ biệt thự là: Wt = 8,224.10 -4 + 9,1.10 -4 = 1,73.10 -3 (kg/s)

Thành lập sơ đồ điều hòa không khí

Mục đích của chương này là phân tích và tính toán để chọn sơ đồ điều hòa không khí cho công trình và xác định công suất thiết bị

3.2.1 Chọn sơ đồ điều hòa không khí

Sơ đồ điều hòa không khí được thiết lập dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời thỏa mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu Việc thành lập sơ đồ điều hòa không khí phải căn cứ trên các kết quả tính toán như nhiệt hiện, nhiệt ẩn của phòng Nhiệm vụ của việc thành lập sơ đồ điều hòa không khí là xác lập quá trình xử lý không khí trên ẩm đồ t-d, lựa chọn các thiết bị và tiến hành kiểm tra các điều kiện như nhiệt độ đọng sương, điều kiện vệ sinh, lưu lượng không khí qua dàn

Trong điều kiện cụ thể mà ta có thể chọn các sơ đồ: sơ đồ thẳng, sơ đồ điều hòa không khí một cấp, sơ đồ điều hòa không khí hai cấp Chọn và thành lập sơ đồ điều hòa không khí là một bài toán kinh tế kỹ thuật Mỗi sơ đồ đều có ưu điểm đặc trưng, tuy nhiên dựa vào đặc điểm của công trình và tầ m qua trọng của hệ thống điều hòa mà ta có lựa chọn hợp lý Sơ đồ thẳng là sơ đồ mà không khí ngoài trời sau khi qua xử lý nhiệt ẩm được cấp vào phòng điều hòa và được thải ra ngoài Sơ đồ này thường được sử dụng trong không không gian điều hòa có phát sinh chất độc, các phân xưởng độc hại, các cơ sở y tế như phòng phẫu thuật

Sơ đồ tuầ n hoàn một cấp được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao Sơ đồ này

44 được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ như xưởng sản xuất linh kiện điện tử, máy tính, quang học

Sơ đồ tuầ n hoàn hai cấp thường được sử dụng trong điều hòa tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, không đả m bảo tiêu chuẩn vệ sinh Ngoài ra, nó còn được sử dụng rộng rãi trong các phân xưởng như nhà máy dệt, thuốc lá So với sơ đồ điều hòa một cấp thì chi phí lớn hơn nhiều

Qua quá trình phân tích đặc điểm và yêu cầu về chi phí ta chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là có thể đáp ứng yêu cầu đặt ra

3.2.2 Sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp

Công trình sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp vì phù hợp với mục đích sử dụng, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh, vận hành không quá phức tạp và tiết kiệm chi phí

Hình 3.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp trên đồ thị t-d

Hình 3.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp (mùa hè)

Nguyên lý làm việc của hệ thống: không khí trong phòng được quạt dàn lạnh hút và trao đổi nhiệt ở tại dàn lạnh trở thành không khí lạnh ở trạng thái O Không khí ở trạng thái O được quạt thổi của dàn lạnh thổi ra ngoài ở tạo sự luân chuyển và phân tán không khí lạnh đều trong phòng đến trạng thái T Sau đó một phần không khí trong phòng được quạt hút dàn lạnh hút và trao đổi nhiệt thành không khí lạnh và được thổi ra luân chuyển khắp phòng

3.2.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí

Tính toán sơ đồ một cấp được thực hiện theo các bước sau:

- Xác định toàn bộ nhiệt thừa hiện và ẩn của không gian điều hòa do gió tươi mang vào

- Xác định tổng nhiệt hiện Q h

- Xác định tổng nhiệt ẩn Q a

- Xác định tổng nhiệt Q o bao gồm nhiệt ẩn và nhiệt hiện

- Xác định hệ số đi vòng ε BF

- Kẻ đường TS song song với đường G-ESHF cắt 𝜑 = 100% tại S

- Qua S kẻ đường song song với G – εht

- Qua T kẻ đường song song với G – εhf Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có V  O là điểm thổi vào

3.2.3.1 Điểm G và hệ số nhiệt hiện SHF (ε h ) Điểm gốc G được xác định trên ẩm đồ là điểm có trạng thái (t = 24 0 C, 𝜑 = 50 %) Thang chia hệ số nhiệt hiện (𝜀h) đặt ở bên phải ẩm đồ

Hình 3.3 Điểm gốc G (t = 24 o C,  = 50%) và thang chia hệ số nhiệt hiện

3.2.3.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (ε hf )

Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room sensible heat factor) là tỷ số giữa thành phầ n nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng chưa tính đến thành phầ n nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt mang vào không gian điều hoà

Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong phòng điều hòa V-T ε hf = Q hf

Qhf – Tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi), W

Qaf – Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi), W

Ví dụ: tính cho phòng khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp ở tầng 1

Từ kết quả tính toán tải nhiệt ta có:

 Tổng lượng nhiệt hiện không có gió tươi là:

 Tổng lượng nhiệt ẩn không có gió tươi là:

47 Vậy hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) là: ε hf = Q hf

3.2.3.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ε ht )

Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand sensible heat factor) chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn đến điểm thổi vào Đây chính là quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi hòa trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn

Qh: Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào, W

Qa: Thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào, W

Từ kết quả tính toán tải nhiệt ta có:

 Thành phần nhiệt hiện và ẩn có kể đến thành phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào

Vậy ta có được hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) như sau:

3.2.3.4 Hệ số đi vòng bypass (ε BF )

Hệ số đi vòng bypass (εBF) (Bypass Factor) là tỷ số giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm so với tổng lượng không khí qua dàn:

G0: Lưu lượng không khí qua dàn có trao đổi nhiệt ẩm với dàn (kg/s) và đạt được trạng thái O

GH: Lưu lượng không khí qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với bề mặt dàn (kg/s) nên vẫn còn trạng thái điểm hòa trộn H

G = G0 + GH: Tổng lưu lượng không khí qua dàn lạnh (kg/s) Đối tượng tính toán là biệt thự (nhà ở), ta có thể dựa vào bảng 4.22, TL [1], ta được

3.2.3.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (ε hef )

Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective sensible heat factor) là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng

Qhef: là nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH (Effective Room Sensible Heat)

Qaef: là nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH (Effective Room Latent Heat)

Vậy hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF là:

Bảng 3.12 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (𝜀hef)

Tầng Tên phòng Q hef (kW) Q aef (kW) 𝜺 hef

Tầng 1 Phòng khách, bàn thư giản, bàn ăn và bếp 21,14 2,919 0,88

Tầng áp mái Phòng Karaoke 4,805 2,55 0,65

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi ta tiếp xúc làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi Đường 𝜀ht cắt đường 𝜑 = 100% tại S thì điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ ts là nhiệt độ đọng sương của thiết bị

Dựa vào sơ đồ điều hòa không khí ta tra được nhiệt độ đọng sương trên ẩm đồ ts 16,8 o C

3.2.4 Thành lập sơ đồ tuần hoàn một cấp Để xác định được năng xuất lạnh, lưu lượng không khí thổi vào dàn lạnh và nhiệt độ thổi vào chúng ta phải có các thông số tính toán ban đầu

 Xác định RSHF, GSHF và ESHF

 Xác định các điểm T (tT, φT), G (24 o C, 50%)

 Kẻ đường TS song song với đường G-ESHF cắt φ0% tại S

 Qua S kẻ đường SC song song với đường G-GSHF cắt TH ở điểm O≡V Trường hợp đặc biệt nếu 3 hệ số G-ESHF, G-GSHF, G-RSHF bằng nhau thì được biểu diễn chung 1 đường thẳng TS

Kiểm tra điều kiện vệ sinh của trạng thái không khí thổi vào phòng tV > tT – a

 a = 10 o C nếu miệng thổi bố trí trên cao

 a = 7 o C nếu miệng thổi bố trí ở dưới thấp

 Nếu điều kiện vệ sinh thoả mãn thì xác định lưu lượng gió qua dàn lạnh

 Ví dụ: Sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp cho phòng ngủ 1 được biểu diễn dưới đây:

Hình 3.4 Biểu diễn thông số trạng thái trên phần mềm psychrometric chart

Trong đó : Điểm T là trạng thái không khí ở trong phòng Điểm S là điểm đọng sương không khí qua thiết bị Điểm O,V là điểm không khí thổi vào phòng từ thiết bị

Xác định: điểm T(tT = 26 o C, φT `%) và G(t = 24 o C, φ P%)

Qua T kẻ đường song song với G - εhef cắt φ = 100% ở S (tS = 16,8 o C, φ = 100%), xác định được nhiệt độ đọng sương tS = 16,8 o C

Tính toán kiểm tra tải lạnh bằng phần mềm Heatload

Heatload là một trong những phần mềm được sử dụng phổ biến trong việc tính tải lạnh để chọn công suất thiết bị, phục vụ cho việc tính toán tải lạnh Với những tính năng đặc trưng cũng như mẫu mã phong phú để cho người dùng có nhiều sự lựa chọn hỗ trợ cho đội ngũ kỹ sư để có thể thể tính toán, kiểm tra hệ thống được chính xác nhất Và phần mềm Heatload là một phần mềm tính tải dễ sử dụng, độ chính xác cao và đáng tin cậy

3.3.2 Tính toàn bằng phần mềm Heatload

Bước 1: Sau khi mở phầ n mềm, chọn Project Outline để đặt tên, địa chỉ và một vài thông số ban đầ u cho công trình

Hình 3.5 Đặt tên và chọn địa chỉ công trình

Bước 2: Vào Room Data để nhập thông số các phòng

Hình 3.6 Room Data -> Add để nhập thông số

Hình 3.7 Nhập thông số cho phòng

 Usage of Room: Loại công năng được sử dụng (Do phòng ngủ nên Hotel)

 Ventilation system : Hệ thống thông gió, với công trình này sử dụng thông gió tự nhiên nên ta sẽ chọn mục “Natural”

 Ceiling Board: Có trần hay không có trần (Avail)

 Floor Area: Diện tích sàn (97 m2)

 Ceiling Height: Chiều cao từ sàn đến trần (2,8 m)

 Equipments - Nhiệt hiện (Sensible Heat) và nhiệt ẩn(Laten Heat) của thiết bị

 Roof & Non – Cond ceiling area: Diện tích phía trên không điều hoà

 Upper Room: Phòng bên trên không điều hòa

 Non – Conditioned Floor Area (nền): Diện tích phía dưới không điều hòa

 Earth floor: Nền tiếp xúc với mặt đất

 Air layer exit: Tầng dưới có trần giả và không có điều hòa

 Air layer no: Tầng dưới không có trần giả và không có điều hòa

 Pilotis: Không gian bên dưới là ngoài trời

 Outer Wall Length: Chiều dài của tường tiếp xúc trực tiếp với ngoài trời

 Window area on Outer Wall: Diện tích kính trên bức tường tiếp xúc trực tiếp

 Inner Wall Length for Non-Cond Space: Chiều dài tường trong giáp với không gian không điều hòa

Hình 3.8 O.H.T.C (Over Heat Transfer Coeff) – Hệ số truyền nhiệt qua vách

Hình 3.9 Temp&Humid – Nhiệt độ và độ ẩm của phòng

Hình 3.10 Schedule – Lịch trình hoạt động của phòng trong 1 ngày

Hình 3.11 Other – Các thông số khác của phòng

 Infiltration: Giá trị xâm nhập gió trời, Sẽ để thông số mặc định

 Safety Factor: Hệ số dự phòng, để mặc định

 Window Type: Chiều dày kính của công trình (8mm)

 Blind Type: Kiểu rèm sử dụng trong công trình

 Humid Method: Phương pháp khử ẩm (không sử dụng)

 Lighting: Mật độ chiếu sáng

 Persons: Số người trong phòng (7 người)

 Height Attic: Chiều cao la phông (0,8 m)

Hình 3.12 Extension – Nhập hệ số nhiệt hiện và nhiệt ẩn của người

Tương tự ta nhập các thông số cần thiết cho các phòng còn lại của công trình

Bước 3: Xuất tải công trình: Để xuất tải ta chọn Main Menu > Sum/Print > Start

Hình 3.13 Kết quả tính tải lạnh công trình trên Heatload

60 Bảng 3.15 Bảng công suất thiết bị tính bằng Heatload

Tầng Tên Phòng Công suất lạnh (kW)

Tầng 1 Phòng khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp 24,22

Tầng áp mái Phòng Karaoke 7,20

Kết quả tính toán cho thấy tổng tỏn thất nhiệt trong phòng và công suất lạnh tổng Ở đây ta sẽ chọn công suất của máy dựa theo thông số công suất “Selected”

Theo kết quả tính toán phòng ngủ master cần chọn dàn lạnh có công suất là 9219 (W)

Bảng 3.16 Kết quả so sánh tải lạnh giữa tính toán và thiết kế

(kW) Thiết kế của công trình

Tỷ lệ % chênh lệch giữa

Tỷ lệ % chênh lệch giữa Q OHL và Q OTT

Phòng khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp

Nhận xét: dựa vào kết quả so sánh trên cho thấy tải lạnh được tính bằng phương pháp tính tay và phần mềm cho ra kết quả sai lệch tương đối chấp nhận được so với bản thiết kế, có thể sai lệch đó do sai lệch thiết bị đặt trong phòng, sai lệch không quá 20% đảm bảo cung cấp đủ tải cho các không gian có điều hòa Bởi vì, đây là công trình nhỏ và tích chất cũng như mức độ quan trọng của công trình không quá khắt khe, việc tính toán bằng nhiều phương pháp sẽ làm giảm đi mức độ sai sót có thể mắc phải, làm giảm đi sự hao hụt về chi phí, vật tư Trong quá trình tính toán có thể mắc phải một chút sai sót về phần trăm hao hụt tải, nhưng sự hao hụt đấy vẫn nằm trong phạm vi chấp nhận được Dựa vào những kết quả so sánh trên việc chọn thiết bị sẽ trở nên đơn giản và tiết kiệm được nhiều thời gian hơn.

Chọn thiết bị cho công trình

Từ những dữ liệu đã tính được ở các chương ở trên, xác định được nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương của công trình đã xác định được công suất của từng khu vực và toàn bộ công trình Chương này mang đến cho người đọc nhiều hơn về cách chọn máy cho phù hợp với công suất và hãng mình yêu thích Ngoài ra, còn tính chọn thêm phần đường ống dẫn môi chất, bộ chia gas, của hệ thống điều hòa không khí VRF

3.4.1 Lựa chọn hãng cung cấp

Hiện tại trên thị trường đang có rất nhiều hãng chuyên về hệ thống điều hòa không khí VRF như Daikin, LG, Mitsubishi, Toshiba,… nhưng với yêu cầu đến từ chủ đầu tư muốn sử dụng điều hòa không khí Toshiba thì việc chọn gần như vô cùng dễ dàng Đồng thời, Toshiba cũng là hãng đã có mặt trên thị trường rất lâu và vô cùng đáng tin cây, các giải pháp về mặt kỹ thuật, mỹ thuật,… đến từ Toshiba có thể sẽ giải quyết được những yêu cầu đặt ra đến từ người tiêu dùng

62 Việc chọn dàn nóng và dàn lạnh của hãng Toshiba được dưa trên Catalogue của hãng được đăng trên trang chính thức, đảm bảo được dễ dàng trong việc tìm kiếm, đặt hàng và bảo trì bảo dưỡng về sau

Các đặc tính của sản phẩm:

 Loại môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống: theo nghị định thư MONTREAL về các chất làm suy giảm tầng Ozone thì gas lạnh R410A là loại môi chất lạnh thân thiện với môi trường không chứa hoạt chất phá hủy tầng Ozone như R22 Vì vậy, nhóm em lựa chọn môi chất R410A để làm lạnh cho toàn bộ hệ thống VRF của Toshiba

 Tuổi thọ của dàn lạnh và dàn nóng tương đối cao

 Cấu tạo: cánh tản nhiệt, ống trao đổi nhiệt, quạt được thiết kế theo modun của hãng, các bề mặt đều được phủ sơn chống ăn mòn bên trong lẫn bên ngoài

 Hiệu suất trao đổi nhiệt cao dẫn đến COP của hệ thống cũng sẽ cao, tích hợp Inverter giúp hệ thống tiết kiệm điện năng

 Khả năng kết nối linh hoạt, tỉ lệ kết nối cao lên tới 200%

 Chênh lệch chiều cao giữa các khối trong nhà lên đến 40m, tổng chiều dài đường ống dẫn gas lên đến 1000m

 Dễ dàng bảo trì bảo dưỡng, có thể sử dụng công cụ WAVE SMMS để đọc hoặc kiểm soát hệ thống bằng điện thoại

Ngoài ra, còn nhiều đặc tính nỗi trội khác mà hãng có thể mang đến cho người tiêu dùng

Dàn lạnh Cassette âm trần

Hình 3.14 Cassette âm trần Điều hòa âm trần cassette là dòng điều hòa được thiết kế lắp đặt chìm phía bên trên trần nhà, với dàn lạnh cassette được ẩn đi, lúc này phần lớn dàn lạnh đã được đặt sâu phía trong trần, chỉ để lộ ra phần mặt nạ, phần này được thiết kế gọn nhẹ và độ thẩm mĩ rất cao

Hình 3.15 Bảng Catalogue Cassette âm trần Toshiba

64 Bảng 3.17 Công suất dàn lạnh

Tầng Tên phòng Công suất tính toán (kW)

Công suất trên Catalogue (kW)

Phong khách, bàn thư giãn, bàn ăn và bếp

Phòng ngủ 1 3,46 3.6 MMU-AP0127HP1-E

Phòng ngủ 2 3,52 3.6 MMU-AP0127HP1-E

3 Phòng ngủ 2,61 2.8 MMU-AP0097HP1-E

Phòng Karaoke 8,34 9.0 MMU-AP0304HP1-E

4 Phòng Karaoke 6,97 8.0 MMU-AP0274HP1-E

Hình 3.16 Dàn nóng VRF Toshiba (MMY-MAP2207T8P)

Kiểu giải nhiệt của hệ thống là không khí(gió)

65 Theo catalogue của hãng Toshiba để kết nối với 9 dàn lạnh ở trên thì chỉ cần đến 1 dàn nóng có thông số kỹ thuật dưới đây để đáp ứng yêu cầu đưa ra:

Hình 3.17 Catalogue của dàn nóng Toshiba

66 Bảng 3.18 Thông số kỹ thuật của dàn nóng Toshiba

EER (tỉ số hiệu năng)

Máy nén Công suất động cơ 8,2 x 2(kW)

Quạt gió Công suất động cơ 2 (kW)

Lưu lượng dòng khí 18,500 (m 3 /h) ống dẫn chất làm lạnh Đường kính ống chính ống hơi ∅28,6 ống lỏng ∅19,1 Áp suất âm thanh

63(dB(A)) Áp suất tĩnh tối đa bên ngoài

3.4.4 Tính chọn đường ống dẫn môi chất lạnh

3.4.4.1 Chọn bộ chia gas (Refnet)

Việc lựa chọn bộ chia gas trong hệ thống VRV/VRF rất quan trọng, bởi vì nhờ bộ chia gas lạnh sẽ được vận chuyển để cung cấp cho dàn lạnh đảm bảo đủ năng suất lạnh trong hệ thống

Việc lựa chọn bộ chia gas theo tiêu chuẩn hãng phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Vị trí lắp đặt bộ chia gas: Dùng bộ chia để kết nối các dàn nóng với nhau hay phân chia tới các bộ chia khác hoặc tới các dàn lạnh

- Lượng nhánh rẽ sau bộ chia: 2, 4 ,6 hay 8 nhánh

Khi cần phân chia gas từ một dàn nóng tới nhiều kiểu dàn lạnh với nhiều mức công suất khác nhau ta có thể kết hợp giữa các bộ chia để phân chia gas

Nguyên tắc lựa chọn bộ chia:

- Dựa vào sơ đồ kết nói sơ bộ giữa dàn nóng và dàn lạnh thì ta sẽ xác định các bộ chia gas từ dàn lạnh xa nhất đến gần nhất

- Lưu lượng gas đầu vào Refnet bằng tổng lưu lượng gas ở hai đầu ra Refnet

3.4.4.2 Chọn bộ chia cho dàn nóng

Công suất dàn nóng được thể hiện ở trên 22HP, ta chọn bộ chia gas đầu tiên từ phía dàn nóng theo công suất của dàn nóng

Bảng 3.19 Chọn bộ chìa phía dàn nóng

Công suất dàn nóng Ký hiệu bộ chia

Hình 3.18 Bộ chia gas RBM-BY205E

Tiếp theo chọn các bộ chia còn lại cho các dàn lạnh từ tầng áp mái xuống tầng 1

Bảng 3.20 Kích thước ống đồng kết nối với bộ chia

(kW) Đường kính ống (mm) Ống lỏng ống hơi

69 Bảng 3.21 Chọn bộ chia gas cho các dàn lạnh

Vị trí Năng suất lạnh

Tầng áp mái 8 RBM-BY205E

Tầng 2 18,4 RBM-BY105E và RBM-BY55E

Tầng 1 28 RBM-BY105E và RBM-BY55E

Hình 3.19 Sơ đồ sử dụng bộ chia gas

3.4.4.3 Chọn cở đường ống đồng

Dựa trên tiêu chuẩn JIS-H3300 của Nhật Bản có thể tham khảo bảng dưới đây để lựa chọn ống đồng kết nối với bộ chia gas đã chọn ở trên

Bảng 3.22 Tiêu chuẩn JIS-H3300 về kích thước ống đồng

3.4.5 Chọn ống dẫn nước ngưng

Nước ngưng trên dàn lạnh cần được gom và xả ra ngoài Đối với dàn lạnh lắp ráp thì sàn hoặc bệ đỡ của dàn đóng vai trò máng hứng nước ngưng Bởi vì trong điều kiện vận hành, nước ngưng xả có thể có áp suất lớn hơn hoặc nhỏ hơn áp suất khí quyển chút ít,

72 bởi vậy phải bố trí bẫy lỏng trên đường ống để có thể xả được nước ngưng ra ngoài Bẫy lỏng này tránh cho việc đường ống xả bị không khí lọt vào khi nước xả có áp suất dương như trong các dàn lạnh có quạt thổi qua Trong hệ thống có áp suất âm như kiểu dàn lạnh có quạt hút qua thì bẫy lỏng tránh cho nước ngưng ứ đọng lại trong máng

Hình 3.20 Cách lắp đặt ống xả

TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG GIÓ THẢI

Giới thiệu hệ thống đường ống gió

Trong hệ thống điều hòa không khí, đường ống dẫn không khí được chia làm nhiều loại dựa trên các cơ sở khác nhau:

Theo chức năng thì bao gồm các đường ống:

 Đường ống cung cấp không khí (Supply Air Duct – SAD)

 Đường ống hồi gió (Return Air Duct – RAD)

 Đường ống cấp gió tươi (Fresh Air Duct – FAD)

 Đường ống thông gió (Ventilation Air Duct –VAD)

 Đường ống gió thải (Exhaust Air Duct – EAD)

Theo vận tốc bao gồm tốc độ thấp và tốc độ cao:

 Hệ thống điều hòa dân dụng thì vận tốc cấp gió >12,7 m/s (cao) và ngược lại

 Hệ thống điều hòa công nghiệp vận tốc cấp gió nằm trong khoảng 12,7 đến 25,4 m/s (cao) và ngược lại

Theo vật liệu chế tạo:

 Đường ống tôn tráng kẽm

 Đường ống mềm có bảo ôn

4.1.2 Chọn loại đường ống gió

Công trình sử dụng ống gió vuông, ống gió tròn và ống gió mềm có bảo ôn nhằm mục địch thải gió ra ngoài trời đảm bảo không khí tuần hoàn trong không gian điều hòa

Tính kiểm tra lưu lượng gió thải

Hệ thống thông gió trong nhà vệ sinh giúp loại bỏ mùi, các chất độc hại từ bên trong ra bên ngoài nhờ hệ thống quạt hút, bên cạnh đó nhờ vào chênh lệch áp suất thì 1 lượng gió tươi sẽ được tràn vào để làm thông thoáng khu vực nhà vệ sinh, đối với nhu cầu cao thì người ta có thể cấp gió tươi và làm điều hòa cho nhà vệ sinh luôn Riêng với dự án thì chỉ có hệ gió thải cho nhà vệ sinh

Còn đối với phòng kỹ thuật hoặc các nhà kho tùy theo diện tích, người ta có thể dùng hệ thống quạt hút hoặc dùng quạt gắn tường tùy theo công suất để phù hợp

Hình 4.1 Đường gió thải WC và khu vực bếp

75 Lưu lượng gió thải nhà WC được xác định theo công thức:

ACH (Air Change per hour): hệ số trao đổi thể tích không khí trong 1 không gian xác định Đối với phòng WC thì ACH = 10, đối với bếp ACH = 20 và đối với phòng karaoke có hút thuốc ACH = 12 (Tra Phụ Lục G – TL [5] và Office Smoke Room trong phần mềm Fans

Lưu lượng gió thải của từng khu vực được thể hiện qua bảng 5.1 dưới đây:

Bảng 4.1 Lưu lượng gió thải ở các khu vực Công năng Diện tích (m 2 ) Chiều cao (m) Lưu lượng (m 3 /h)

Tính kiểm tra kích thước ống gió thải

Ta chọn phòng WC ở khu vực tầng 1 có diện tích 3,6m 2 có lưu lượng 144 m 3 /h Sử dụng phần Duct Checker Pro để kiểm tra vận tốc đi trong ống gió là 1,9 không nằm trong khoảng 3-4,5m/s vì với lưu lượng gió thải quá nhỏ nên dẫn đến vận tốc gió thải cũng nhỏ hơn mức khuyên dùng

Hình 4.2 Phần mềm Duct Checker Pro

Tính kiểm tra tổn thất áp suất trên ống gió thải

77 Cột áp của quạt hút gió thải trong WC cho tầng 1 và các tầng còn lại được xác định theo công thức sau:

∆𝑝 𝑚𝑠 : tổn thất áp suất do ma sát trên đường ống (Pa)

∆𝑝 𝑐𝑏 : tổn thất cục bộ qua các phụ kiện đường ống

 Tính tổn thất áp suất do ma sát: Đối với ống gió khi sử dụng đồ thị, tổn thất áp suất do ma sát ∆𝑝 𝑚𝑠 có thể tính theo công thức:

Trong đó: l: chiều dài ống gió, ta có chiều dài đường ống từ quạt hút đến miệng gió cuối cùng (có tổn thất áp lớn nhất);

∆𝑝 1 : tổn thất áp suất do ma sát trên 1 mét chiều dài ống (Pa/m)

Như để cho việc tính toán có thể đơn giản hơn thì ta có thể cho ma sát trên các đường ống là đều nhau nên việc tổn thất do bị ma sát trên mỗi một mét ống gió là bằng nhau, theo phương pháp ma sát đồng đều ∆𝑝 1 = 1 (Pa/m)

 Tính tổn thất áp suất cục bộ:

Toàn bộ công trình chỉ sử dụng Louver + LCCT (lưới chắn côn trùng) cho nên tổn thất cục bộ do phụ kiện với lưu lượng l = 196,61 l/s với số lượng 10 chiếc cho toàn bộ biệt thự từ tầng 1 lên tầng áp mái được thể hiện qua bảng sau:

78 Bảng 4.2 Tổn thất áp suất cục bộ do phụ kiện

Thành phần Số lượng Tổn thất (Pa)

Tổng tổn thất áp suất do phụ kiện 250

Bảng 4.3 Tổn thất áp suất đường gió thải ở từng khu vực

Tầng Tên phòng ∆𝒑 𝒎𝒔 (Pa) ∆𝒑 𝒄𝒃 (Pa) Hệ số an toàn k

Chọn hệ số an toàn k = 1,05

Vậy tổng tổn thất áp suất trên đường ống gió (cột áp quạt)

Tính chọn quạt

 Tuần hoàn, vận chuyển và lưu thông không khí từ thiết bị xử lý không khí đến không gian điều hòa và ngược lại

 Quạt gió cưỡng bức cho dàn ngưng giải nhiệt gió, tháp ngưng tụ và tháp giải nhiệt

 Tuần hoàn gió cho dàn bay hơi làm lạnh không khí cưỡng bức, các dàn lạnh dùng chất tải lạnh để làm lạnh không khí cưỡng bức

 Cấp gió tươi, xả gió thải, thông gió, đảm bảo áp suất dương cho đường thoát nạn nhà cao tầng,…

Theo đặc tính khí động:

- Quạt ly tâm: quạt gồm 1 vỏ hình xoắn ốc, bên trong có 1 bánh cánh quạt Cửa hút nằm vuông góc với vỏ xoắn ốc và cửa đẩy tiếp tuyến với vỏ xoắn ốc Không khí đi vào theo hướng trục quay, nhưng đi ra vuông góc với trục quay, cột áp tạo ra do lực ly tâm Cần có ống dẫn gió mới tạo ra áp suất lớn

- Quạt hướng trục: Không khí vào và ra theo hướng trục quay Quạt hướng trục có kết cấu gọn nhẹ, có thể cho lưu lượng lớn với áp suất bé

- Quạt lồng sốc(quạt ngang dòng): Sử dụng cho lưu lượng nhỏ, cột áp nhỏ, độ ồn thấp, cửa vào và ra đều nằm trên vỏ quạt dọc theo chiều dài

- Quạt hạ áp: Hq < 1000Pa

- Quạt trung áp: 1000Pa < Hq < 3000Pa

- Quạt cao áp: Hq > 3000Pa

Công trình sử dụng quạt hướng trục nối ống gió bởi vì chủ yếu dùng để thông gió là chính nên có cột áp và lưu lượng tương đối thấp

Với lưu lượng và cột áp đã tính ở trên ta tiến hành chọn quạt cho hệ thống thông gió và hút mùi cho không gian điều hòa Ở đây nhóm em sử dụng catalogue của hãng quạt Nedfon, chọn được quạt có thông số như sau:

Bảng 4.4 Thông số kỹ thuật lựa chọn quạt cho các tầng

TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REIVT

Giới thiệu phần mềm

Revit là phần mềm thiết kế, thể hiện kiến trúc, xây dựng các mô hình thông tin được nghiên cứu và phát triển bởi hãng Autodesk – người cha đẻ của các phần mềm nổi tiếng, trong đó quen thuộc nhất là với chúng ta AutoCad Revit là phần mềm hỗ trợ mạnh mẽ cho các kiến trúc sư, kỹ sư được xây dựng mô hình theo khuynh hướng mô hình công trình gán thông tin, viết tắt là BIM với tên tiếng anh là Building Information Modeling Đây là xu hướng toàn cầu, nhắc tới Revit là nhắc tới BIM, vì nó hỗ trợ mạnh mẽ cho con người thực hiện quá trình BIM

Những tính năng mà Revit mang lại khiến nó trở thành ứng dụng được ưa chuộng trong giới các kỹ sư nói chung và kỹ sư cơ điện nói riêng:

 Khả năng lưu trữ các thông tin của các thành phần trong bản vẽ Ví dụ khi ta vẽ một thiết bị xử lý không khí như FCU vào dự án, FCU lúc này đóng vai trò là một mô hình, Revit cho phép chúng ta gán các thông tin như kích thước thiết bị, công suất thiết bị, lưu lượng gió, môi chất qua máy, số lượng máy, … Những thông tin này rất cần thiết trong việc thống kê quy mô dự án, chiết xuất khối lượng vật tư, tính toán năng lượng và nhiều mục đích khác

 Hỗ trợ cho kĩ sư xây dựng bản vẽ, mô hình rất thuận lợi và nhanh chóng nhờ vào khả năng cho phép gán tham số vào vật thể Thông tin này được lưu trữ trong một mô hình duy nhất (ví dụ như chiều rộng, chiều dài và cao độ, loại hệ thống) và bạn có thể trích xuất không hạn chế số lượng góc nhìn (mặt cắt hoặc 3D) từ những dữ liệu đã có sẵn của mô hình này

 Và còn rất nhiều tính năng đặc biệt khác, …

Giới thiệu giao diện làm việc cơ bản trên phần mềm Revit

Hình 5.1 Giao diện khi khởi động phần mềm

Hình 5.2 Vùng làm việc ban đầu của phần mềm

Thanh Ribbon: đây là thanh chứa các tab trong đó là hàng loại các công cụ làm việc và được phân vùng một cách có logic Phân vùng làm việc với từng bộ môn như kiến trúc (Architecture), kết cấu (Structure), cơ điện (System),…

Thanh Properties: Chứa nội dung thông tin đối tượng

84 Giúp chỉnh sửa các thuộc tính của đối tượng như kiểu thư viện, kích thước đối tượng ( dài, rông, cao,…), kiểm soát cách hiển thị của đối tượng, của mô hình,…

Thanh Project Browser: Đây là nơi quản lý tất cả thông tin của dự án

Hình 5.4 Thanh Project Browser Được tổ chức theo cây thư mục Khi chúng ta muốn làm việc tại giao diện mặt bằng, mắt cắt, 3D, bảng thống kê, Sheet, Family,… thì ta chỉ cần click double vào tên của nó Giao diện làm việc tương ứng sẽ xuất hiện.

Xây dựng mô hình 3D hệ thống điều hòa không khí, thông gió cho công trình

Hình 5.5 Giao diện khi mở dự án

Hình 5.6 Mô phỏng trên 3D của dự án

Hình 5.8 Mô hình 3D kết nối các đường ống với Cassette

Hình 5.9 Mô hình 3D dàn nóng

Hình 5.10 Mô hình 3D hệ thống thông gió

Hình 5.11 Mô hình 3D bộ chia gas

Hình 5.12 Mô hình 3D mặt cắt dọc của công trình

Hình 5.13 Hệ thống điều hòa, thông gió trên 3D

Khi đã hoàn thành việc dựng 3D cho hệ thống lạnh ta sẽ tiến hành xuất khối lượng vật tư cần thiết của công trình đang thực hiện.

Xuất khối lượng công trình

Việc bốc tách khối lượng cực kỳ quan trong khi thành lập dự án, khi ta biết khối lượng cần thiết để khởi tạo dự án thì giúp chủ đầu tư dễ dàng hơn trong việc kiểm soát công trình Công việc này đòi hỏi sự tỉ mỉ cẩn thận và có hiểu biết về hệ thống mà mình cần bốc khối lượng Nếu bản vẽ combine chính xác thì độ chính xác khi bốc tách sẽ tăng cao, giảm tổn thất cho dự án Để tiến hành ta nhìn vào thanh Project browser chọn

“Schedules/Quantities” chọn “New Schedules/Quantities” sau đó sẽ hiện bảng “New Schedule”, tiến hành chọn “Pipe”

Hình 5.14 Thanh công cụ Project Browser

Trích xuất khối lượng ống nước ngưng và ông đồng => lựa chọn những thông số cần trích xuất như System type, Type, Size, Lenght

Sau khi chọn đủ thông số cần thiết tiền hành nhấn “OK” thì sẽ xuất được kết quả:

Hình 5.17 Bảng khối lượng ống nước ngưng và ống đồng

92 Trích xuất khối lượng thiết bị cassette và dàn nóng=> lựa chọn những thông số cần trích xuất như: Type, Count

Hình 5.18 Bảng khối lượng thiết bị lạnh

Trích xuất khối lượng thiết bị thông gió=> lựa chọn những thông số cần trích xuất như: Type, Size, Count

Hình 5.19 Bảng khối lượng thiết bị thông gió

Trích xuất khối lượng ống gió => lựa chọn những thông số cần trích xuất như: System Type, System Abbreviation, Size, Length

Hình 5.20 Bảng khối lượng ống gió

93 Bảng 6.1 Khối lượng vật liệu công trình

Vật tư Type Size Count Length (m) Ống đồng

∅19 - 0,48 Ống nước ngưng uPVC (M20_Nước ngưng) ∅25 - 34,65

Dàn Nóng MMY-MAP2207T8P 61,5kW 1 -

Với việc tính toán, lên danh sách và tổng hợp khối lượng của thiết bị, vật tư gần như việc kiểm soát thất thoát hư hỏng, cũng như dự trù thêm các thiết bị sẽ làm tiết kiểm được thời gian và tiền bạc của chủ đầu tư