Tính toán, kiểm tra hệ thống Điều hòa không khí khách sạn doubletree by hilton hạ long bay và triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit mep

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT E-mail: 20147086@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0792007310 Chuyên Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt Hệ đào tạo: Chính quy - Tính toán kiểm tra tải lạnh: + Tín

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Giới thiệu hệ thống điều hòa không khí

Điều hòa không khí hay điều hòa nhiệt độ (tiếng Anh: Air conditioning, thường viết tắt là AC hoặc A/C) là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và thiết bị nhằm tạo ra và duy trì ổn định một môi trường vi khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, đảm bảo độ sạch của không khí, khống chế độ ổn và sự lưu thông hợp lý của dòng không khí… tùy theo mục đích sử dụng Để đáp ứng được các yêu cầu của người sử dụng, hệ thống ĐHKK bao gồm các thiết bị chỉnh sau:

- Thiết bị xử lý không khí: dàn lạnh, dàn nóng, lọc bụi, tiêu âm nhằm mục đích thay đổi trạng thái thông số trạng thái của không khí

- Thiết bị vận chuyển và phân phối không khí: quạt gió lạnh, miệng thổi, miệng hút, đường ống gió giữ nhiệm vụ đưa không khí đã được xử lý tới nơi yêu cầu

- Thiết bị năng lượng: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị tiết lưu, quạt gió nóng làm nhiệm vụ cấp lạnh, cấp nước

- Thiết bị đo lường và điều khiển tự động: làm nhiệm vụ hiển thị các thông số trạng thái không khí và điều khiển một cách tự động việc duy trì các thông số đó

1.1.1 Tầm quan trọng của điều hòa không khí a) Trong đời sống sinh hoạt thường ngày

Cùng với sự phát triển vượt bậc về kinh tế, khoa học, công nghệ thì ĐHKK ngày càng khẳng định tầm quan trọng của mình đối với đời sống sinh hoạt, sản xuất của con người

Môi trường khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn tới trạng thái của con người và được thể hiện qua các yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ lưu chuyển không khí, nồng độ các chất độc hại và độ ồn

Nhiệt độ là yếu tố gây ra cảm giác nóng, lạnh rõ rệt nhất đối với con người, do đây là yếu tố quyết định sự truyền nhiệt giữa bề mặt da và môi trường không khí xung quanh Nhiệt độ của con người luôn là 37 0 C mà nhiệt độ môi trường lại thường xuyên thay đổi vì vậy có sự chênh lệch nhiệt độ giữa người với môi trường xung quanh dẫn đến quá trình truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ giữa cơ thể và môi trường Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi vào không khí Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay vào không khí nhiều sẽ làm cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn Nếu độ ẩm quá lớn, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém, sẽ dính lại trên da và gây cho con người có cảm giác khó chịu Như vậy ta có thể thấy các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của con người Điều hoà không khí giúp tạo ra môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt của cơ thể con người, ứng với các trạng thái lao động khác nhau, làm cơ thể con người cảm thấy dễ chịu, thoải mái, không nóng bức về mùa hè, rét buốt về mùa đông, bảo vệ được sức khỏe và phát huy được năng suất lao động cao nhất b) Trong công nghiệp, sản xuất

Với sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp thì không thể không nói đến tầm quan trọng của ĐHKK mang lại cho nhu cầu sản xuất, đóng vai trò trong cơ cấu phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế

Thành phần không khí và các thông số vật lý của nó có ảnh hưởng rất lớn tới các quy trình công nghệ trong các ngành công nghiệp, sản xuất Mỗi quy trình công nghệ lại đòi hỏi những yêu cầu khác nhau về các thông số vật lý của môi trường

19 Đối với các ngành sản xuất bánh kẹo cũng cần phải có nhiệt độ, độ ẩm thích hợp Nhiệt độ chế biến trong khoảng: 21 - 26 0 C, độ ẩm tương đối 30 - 45% Riêng đối với các bánh kẹo cao cấp: socola, cao su… yêu cầu nhiệt độ thấp hơn

Trong công nghiệp sợi, dệt, ĐHKK cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng, độ ẩm và nhiệt độ có mối quan hệ mật thiết với nhau Khi độ ẩm cao thì độ kết dính, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn

Như vậy, điều hoà không khí không chỉ giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống mà còn đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con người cũng như nâng cao hiệu quả lao động và chất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản xuất

1.1.2 Một số loại điều hòa không khí và thiết bị phổ biến hiện nay a) Hệ thống điều hòa không khí cục bộ ( Split system)

Hệ thống điều hòa không khí cục bộ thường có công suất lạnh nhỏ từ 9000 BTU-

24000 BTU Máy điều hòa có dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, dàn ngưng giải nhiệt gió kiểu 1 cụm theo máy điều hòa cửa sổ hoặc tách 2 hay nhiều cục Máy điều hòa có hai dạng: 1 chiều và 2 chiều tách biệt

Hệ thống điều hòa không khí cục bộ chỉ sử dụng cho những không gian có diện tích nhỏ hoặc phòng độc lập có công năng sử dụng nhất định

Hình 1.1: Điều hòa không khí cục bộ (2 khối)

Hình 1.2: Điều hòa không khí cục bộ (Multi-Split)

 Ưu điểm của hệ thống điều hòa không khí cục bộ:

- Lắp dặt nhanh và dễ dàng không yêu cầu kỹ thuật cao

- Dễ dàng sử dụng, bảo trì sửa chữa đơn giản vì thực hiện độc lập trên từng máy

- Máy hoạt động nhẹ nhàng, tuổi thọ không cao

 Nhược điểm của hệ thống điều hòa không khí cục bộ:

- Không lấy được gió tươi nên cần bổ sung thêm quạt lấy gió tươi

- Thường chỉ được áp dụng cho các công trình nhỏ, không có yêu cầu quá khắt khe về nhiệt độ và độ ẩm

- Ảnh hưởng đến kiến trúc và mỹ quan đô thị của tòa nhà do phải lắp đặt nhiều dàn nóng và dàn lạnh trên tường b) Hệ thống điều hòa không khí trung tâm (VRV, VRF)

Hệ thống lạnh điều hòa không khí trung tâm VRF là tên gọi ở hầu hết các hãng máy lạnh hiện nay Còn VRV là tên gọi độc quyền duy nhất của hãng Daikin Nguyên lý của VRF và VRV là như nhau Hệ thống lạnh VRF/VRV sử dụng nguyên lý thay đổi lưu lượng môi chất lạnh giữa dàn nóng đến các dàn lạnh từ đó thay đổi công suất lạnh cho phù hợp yêu cầu không gian điều hòa

Tầm quan trọng của đề tài

Nước ta đang trên đà thời kỳ hội nhập, từ đó ngành điều hòa không khí cũng có một bước tiến mới, to lớn hơn để đáp ứng nhu cầu phát triển

Một điều không thể phủ nhận khi ta nhận ra bất kì công trình đang xây dựng mới nào hiện nay đều cũng xuất hiện hệ thống ĐHKK Nhất là ở các khu vực mà nơi nhiệt độ môi trường thay đổi lớn và không phù hợp nhu cầu sống, học tập và làm việc của con người thì nhu cầu ĐHKK lại càng lớn hơn ĐHKK đã trở nên thân thuộc với quá trình sản xuất và đời sống của con người, chúng có mặt tại tất cả các tòa nhà, trung tâm thương mại, siêu thị, trường học, văn phòng, … Không những thế ĐHKK còn đóng vai trò vô cùng quan trọng vì không thể thiếu trong các môi trường làm việc mang tính chất đặc thù như bệnh viện, xưởng sản xuất, cơ sở nghiên cứu hóa học và còn rất nhiều môi trường đặc thù khác cần có hệ thống kiểm soát không khí nghiêm ngặt

“Double Tree by Hilton Hạ Long Bay” là khu tích hợp nghỉ dưỡng, khách sạn và nhà hàng ăn uống tọa lạc tại khu 2, đường Hạ Long, phường Bãi Cháy, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh Vai trò chính của công trình là khu nghỉ dưỡng, khách sạn dành cho khách du lịch đến Vịnh Hạ Long Với mục đích chính yếu là nơi nghỉ dưỡng thì nhu cầu cho một hệ thống điều hòa không khí ổn định giúp tạo được không gian xanh, sạch là vô cùng quan trọng Điều này giúp nâng cao chất lượng dịch vụ du lịch và trải nghiệm thoải mái khi lựa chọn một địa điểm dừng chân Với nhu cầu trên thì nhóm chúng em quyết định chọn đề tài cho đồ án: “Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí Khách Sạn Double Tree by Hilton Hạ Long Bay và triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit” trong đó tính toán bằng phương pháp Carrier, và phần mềm Trace 700 sau đó so sánh với thông số của hạng mục đã đề xuất, tính toán chọn thiết bị cho toàn bộ hệ thống, mô phỏng công trình bằng phần mềm Revit Qua đồ án này giúp nhóm có cơ hội trong việc kết hợp các kiến thức đã học để tổng hợp, phục vụ cho công trình, đồng thời cũng là những hành trang kiến thức, cơ hội giúp nhóm em có thêm kinh nghiệm thực tiễn trong việc triển khai thiết kế một hệ thống ĐHKK cho một công trình lớn từ đó làm bàn đạp tốt cho các dự án sau này mà chúng em sẽ làm việc trong tương lai Sau cùng đó là giúp chúng em thêm sự hăng say, tự tin hơn trong công việc sau này.

Mục tiêu tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí của khách sạn

Mục tiêu của đồ án lần này là tính toán các số liệu của tòa nhà bằng hai phương pháp là Carrier và phần mềm Trace 700, sau đó so sánh với thông số yêu cầu Bố trí lắp đặt các thiết bị cho công trình sao cho phù hợp, để đảm bảo được năng suất lạnh cho phòng và các khu vực yêu cầu điều hòa không khí trong khách sạn cũng như các vấn đề khác như độ sạch của khí vào, độ yên tĩnh, dòng lưu thông không khí, Áp dụng các công nghệ để 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 chặt chẽ các qui định của nhà nước và các tiêu chuẩn, quy chuẩn

Tên dự án: Khách sạn Double Tree By Hilton Hạ Long Bay

Vị trí dự án: Khu 4, phường Bãi Cháy, thành phố Hạ Long

Chủ đầu tư: Công ty CP Khách sạn Trí Đức

Nhà thầu Tư vấn & Công ty TNHH Aurecon Việt Nam

Dự án Khách sạn Double Tree by Hilton Hạ Long Bay (như Hình 1.7) với chủ đầu tư công ty cổ phần khách sạn Trí Đức (TRI DUC HOTEL JOINT STOCK COMPANY) được Công ty Cổ phần Xây dựng Coteccons làm Tổng thầu đảm nhận thi công phần kết cấu, hoàn thiện và lắp đặt hệ thống cơ điện cho toàn dự án, về tư vấn thiết kế bởi Công ty Aurecon Việt Nam Công trình được khởi công từ ngày 06/12/2017 và đã được hoàn thành vào năm 2020 Dự án là một khách sạn với không gian đẹp và thiết kế khang trang và đầy đủ tiện nghi nhằm hướng đến nhu cầu về nghỉ dưỡng cho khách du lịch Bằng cách đưa khách sạn với kiến trúc và thiết kế hiện đại, sang trọng cũng như thân thiện với

27 môi trường từ đó tạo nên không gian nghỉ dưỡng tốt nhất cho du khách đồng thời làm thay đổi bộ mặt của thành phố, trở thành điểm sáng điểm nổi bật cho KDC và khu du lịch tại Hạ Long Công trình được xây dựng đáp ứng đầy đủ các tiêu chí về du lịch và nhu cầu của thực khách khi chọn cho mình một nơi nghỉ mát

Hình 1.7: Khách sạn Double Tree by Hilton Hạ Long Bay 1.3.1.1 Quy mô dự án Khách sạn Double Tree by Hilton Hạ Long Bay

Khách sạn Double Tree by Hilton Hạ Long Bay được xây dựng trên lô đất có diện tích tổng thể là 17329 m 2 , bao gồm 27 tầng và tầng hầm Sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV và Water Chiller cho dự án

Công trình được phân thành nhiều khu vực Hai tầng hầm phục vụ cho gửi xe; tầng

1 là sảnh, các khu vực dịch vụ, nhà hang ăn uống; tầng 2 dành cho tổ chức các hội nghị bao gồm hội trường lớn, các phòng họp và cũng là tầng để đặt phòng máy Chiller; tầng

3 là nơi được sử dụng để đặt những kho lạnh, có cả phòng máy AHU được đặt ở đây; tầng 4 là khu vực phục vụ SPA cho khách hang; tầng 5 là nơi nhà hang nhằm phục vụ ăn uống; tầng 6 bao gồm phòng làm việc lớn và phòng gặp gỡ kết nối giao lưu; tầng 7 là văn phòng và phòng lánh nạn; tầng 8 gồm khu kỹ thuật và khu lánh nạn; tầng 9 – 25 là các tầng dành cho các phòng khách sạn; tầng 26 là tầng kỹ thuật; tầng 27 phục vụ cà phê và 1 tầng mái

1.3.2 Chỉ tiêu lựa chọn thiết bị Đối với công trình Hyatt Ha Long Bay tích hợp nhiều dịch vụ nhà hàng, hội trường, phòng nghỉ, 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 03 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 40% tải của dự án

Thông số nước lạnh vào/ra là 14 o C / 7 o C

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, 03 chạy/1 dự phòng) vận chuyển nước lạnh cho toàn bộ tòa nhà Vòng tuần hoàn nước lạnh sẽ được cung cấp cho các khu vực sau:

- Cho các FCU của các phòng ngủ khách sạn, văn phòng, bếp, sảnh…

- Các PAU cấp gió tươi cho tòa nhà

Việc giải nhiệt cho chiller sẽ thông qua 03 tháp giải nhiệt giải nhiệt cho tất cả các chiller và được đặt tại tầng mái Vòng tuần hoàn nước giải nhiệt các chiller thông qua 1 cụm bơm đặt tại phòng máy tầng kỹ thuật (bao gồm 04 bơm nước biến tần VFD giải nhiệt, 03 chạy/01 dự phòng) Chiller, bơm, quạt tháp giải nhiệt sử dụng biến tần tiết kiệm năng lượng

Việc giải nhiệt cho chiller sẽ thông qua 03 tháp giải nhiệt giải nhiệt cho tất cả các chiller và được đặt tại tầng mái Vòng tuần hoàn nước giải nhiệt các chiller thông qua 1 cụm bơm đặt tại phòng máy tầng kỹ thuật (bao gồm 04 bơm nước biến tần VFD giải nhiệt, 03 chạy/01 dự phòng) Thông số nhiệt độ nước giải nhiệt vào/ra là 38,3℃/32,8℃

Dàn lạnh sử dụng loại âm trần nối ống gió cho các phòng ngủ, khu tiếp tân, nhà hàng Tại mỗi khu vực điều hòa được bố trí 1 bộ điều khiển cục bộ Tín hiệu điều khiển nhiệt độ tại mỗi phòng sẽ điều khiển công suất làm việc của chiller

 Hệ thống sưởi vào mùa đông:

Tất cả các dàn lạnh sử dụng điện trở để gia nhiệt vào mùa đông, duy trì nhiệt độ phòng theo yêu cầu của nhà vận hành Hyatt, hệ thống điện trở sưởi phải được tích hợp trong dàn lạnh tại nhà máy để đảm bảo an toàn

 Ống nước ngưng: Ống nước ngưng cho máy lạnh phòng khách sạn kết nối vào trục đứng, các khu vực khác kết nối vào trục thoát nước mưa hoặc ống thoát nước sàn, lavabo, hoặc đi trục riêng tùy vào điều kiện thực tế Tất cả các ống nước ngưng phải có bẫy mùi ở ngõ ra Máy lạnh âm trần nối ống gió phải chọn loại có bơm nước ngưng, trường hợp nếu không có phải trang bị thêm bơm nước ngưng riêng nếu không đảm bảo độ dốc thoát nước Tất cả các ống nước ngưng phải có độ dốc đảm bảo không nhỏ hơn 1%

 Hệ thống sưởi vào mùa đông:

Cách nhiệt ống được tính toán để đảm bảo độ dày của lớp cách nhiệt phải đủ để không xảy ra hiện tượng ngưng tụ ẩm ở vỏ bọc bên ngoài trong các điều kiện dưới đây: Nhiệt độ trung bình ngoài trời: tN = 30 ÷ 35°C Độ ẩm tương đối trung bình ngoài trời: N ϕ = 90 ÷ 95%

TÍNH TẢI LẠNH

Tính toán phụ tải lạnh

2.1.1.Chọn thông số tính toán

 Thông số đầu vào của công trình Để có các thông số ban đầu của công trình ta cần xét đến vị trí của nơi đặt công trình mà cụ thể ở đây là Double Tree by Hilton Hạ Long Bay Đồng thời xác định chính xác các nguồn nhiệt ảnh hưởng tới không gian điều hòa để tính toán tải nhiệt cho một công trình, tránh việc tính thiếu công suất lạnh Có rất nhiều cách và phương pháp để tính toán tải lạnh cho công trình, nhóm lựa chọn phương pháp tính tải lạnh theo Carrier Phương pháp này ta cần tính năng suất lạnh Q0 bằng cách là tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt tỏa thẩm thấu và tác động vào không gian điều hòa Để tính toán cho hệ điều hòa không khí ta cần phải xác định các thông số tiện nghi trong nhà cũng như điều kiện ngoài nhà (xem Bảng 2.1 – 2.3) gồm các đại lượng sau:

- Độ ồn cho phép trong nhà Lp (dB)

- Lượng khí tươi cung cấp LN (m 3 /s)

 Chọn thông số thiết kế trong nhà

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)

Nhiệt độ t, o C Độ ẩm tương đối φ, %

Nhiệt độ t, o C Độ ẩm tương đối φ, %

 Tiêu chuẩn về độ ồn Độ ồn được coi là yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên cần được khống chế, đặc biệt với điều hòa tiện nghi Bộ Xây dựng Việt Nam đã ban hành TCXDVN 175 – 2005: Mức ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế Dựa vào Bảng 2.1 & TCXDVN 175 – 2005: Mức ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng – Tiêu chuẩn thiết kế ta có thể lựa chọn nhiệt độ, độ ẩm tương đối phù hợp được thống kê theo Bảng 2.2 dưới đây:

Bảng 2.2 Thông số tính toán của không khí bên trong của Double Tree by Hilton Hạ

STT Tên phòng Nhiệt độ (°C) Độ ẩm tương đối (tối đa) (%) Độ ồn (NC)

Bảng 2.3 Tiêu chuẩn sưởi ấm tối thiểu cho DOUBLETREE BY HILTON Ha Long Bay

STT Tên phòng Nhiệt độ (°C) Độ ồn (NC)

 Tiêu chuẩn gió tươi và số lần thay đổi không khí

Tiêu chuẩn gió tươi và lượng gió ngoài cần thiết cấp cho phòng điểu hòa để đảm bảo lượng oxi cho con người hoạt động bình thường, có đơn vị đo là m 3 /h/người hoặc m 3 /h/m 2 sàn Lưu lượng gió cấp vào phụ thuộc vào loại công trình, công năng phòng và số người có trong phòng (xem Bảng 2.4 và 2.5)

Bảng 2.4 Tiêu chuẩn không khí ngoài (gió tươi) theo yêu cầu vệ sinh cho các phòng được ĐHKK tiện nghi (trích Phụ lục F – TCVN 5687: 2010)

TT Tên phòng Diện tích m 2 /người

Lượng không khí ngoài yêu cầu

Phòng ngủ 10 35 Không phụ thuộc diện tích phòng

Phòng tắm - - 40 Dùng khi cần, không thường xuyên

Phòng cà phê, thức ăn nhanh 1 30

Quầy ba, cốc-tai 1 35 Cần lắp đặt thêm hệ thống hút khói

Nhà bếp (nấu nướng) 5 25 Phải có hệ thống hút mùi

Tổng lượng không khí ngoài và gió thâm nhập từ các phòng kề bên phải đủ đảm bảo lưu lượng hút thải không dưới 27m3/h.m2

Số lần thay đổi không khí là lưu lượng không khí ngoài cấp và thải cho một không gian có thông gió cơ khí (không điều hòa) như nhà bếp, nhà vệ sinh,…

Bảng 2.5 Lưu lượng không khí ngoài (gió tươi) cho các phòng được thông gió có khí (trích Phụ lục G – TCVN 5687: 2010 )

Loại phòng, công trình Số lần (bội số) trao đổi không khí, lần/h

Phòng ăn khách sạn, căn tin 10

Xí nghiệp, nhà công nghiệp 6

Nhà hát, rạp chiếu bóng 8

Sảnh, hành lang, cầu thang, lối ra  4

Phòng tắm, phòng vệ sinh 10

Phòng bếp (thương nghiệp, ký túc xá, xí nghiệp) 20

Phòng máy bơm cấp thoát nước 8

 Áp dụng đối với chiều cao phòng 2,5m Khi chiều cao phòng trên 2,5m; phải tính theo tỷ lệ tăng của chiều cao;

 Sảnh có diện tích dưới 10 m2 không đòi hỏi phải có thông gió cơ khí Đối với phũng trong tầng hầm, bội số trao đổi khụng khớ cụ thể tăng thêm từ 20% đến 50%

 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà

Theo tiêu chuẩn, tùy theo mức độ quan trọng của công trình mà hệ thống điều hòa không khí được chia làm 3 cấp:

- Cấp 1: Hệ thống điều hòa phải duy trì được các thông số trong nhà ở mọi phạm vi biến thiên độ ẩm ngoài trời cả mùa đông và mùa hè, hệ thống 1 cấp dùng cho các công trình đặc biệt quan trọng

- Cấp 2: Hệ thống phải duy trì được các thông số trong nhà ở phạm vi sai lệch là

200 giờ một năm, hệ thống cấp 2 dùng cho các công trình tương đối quan trọng

- Cấp 3: Hệ thống phải duy trì các thông số trong nhà trong phạm vi sai lệch không quá 400 giờ một năm, hệ thống cấp 3 dùng trong các công trình thông dụng như văn phòng, nhà ở

Trong thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hòa không khí khách sạn văn phòng, siêu thị, thư viện, chỉ cần điều hòa cấp 3 Điều hòa cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư khá phải chăng nên thường được sử dụng cho các công trình trên Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư với đặc điểm của công trình, DoubleTree by Hilton Ha Long Bay là khách sạn được sếp vào diện khách sạn 5 sao nên cấp điều hòa được chọn để tính là cấp 1 với hệ số đảm bảo và các thông số nhiệt độ, độ ầm được chọn theo Bảng 2.6 bên dưới

Bảng 2.6 Thông số tính toán bên ngoài cho điều hòa không khí theo số giờ không bảo đảm, m (h/năm) hoặc hệ số bảo đẩm Kbđ (trích Phụ lục B – TCVN

Mùa hè m, h/năm Kbđ I, kJ/kg/kcal/kg t,℃ 𝜑, % 𝑡 , ℃ Pkq,mbar(mmHg)

Mùa đông m, h/năm Kbđ I, kJ/kg/kcal/kg t,℃ 𝜑, % 𝑡 , ℃ Pkq,mbar(mmHg)

2.1.2 Tính cân bằng nhiệt ẩm

Hiện nay có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để từ đó xác định được tải nhiệt yêu cầu và năng suất lạnh cần thiết để đạt được nhiệt độ mong muốn nên nhóm em chọn tính toán cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier Ở phương pháp carrier, phụ tải lạnh Q0 được tính dựa theo tổng nhiệt hiện thừa Qht và tồng nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt tỏa ra (xem hình 2.1) và tác động vào phòng điều hòa [8]

Công trình “Khách sạn DoubleTree by Hilton Hạ Long Bay” tọa lạc tại khu 4, phường Bãi Cháy, Tp Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh Khí hậu bốn mùa rõ rệt, sự chênh lệch lớn giữa mùa hè và mùa đông nên cần tính toán cho hệ thống sưởi

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier [9] 2.1.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính

Ta có biểu thức xác định gần đúng nhiệt lượng bức xạ qua kính [9]:

𝑄 = 𝑛 × 𝑄 (2.1) Trong đó: nt – Hệ số tác dụng tức thời

𝑄 – Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính và phòng

𝐹 – Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép (m 2 ), nếu khung gỗ thì lấy 0,85F

RT – Nhiệt bức xạ của mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m 2 )

𝜀 – Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mực nước biển

𝜀 – Hệ số ảnh hưởng độ chênh lệch nhiệt độ của nhiệt độ đọng sương không khí quan sát với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển

𝜀 - Hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ 𝜀 = 1, khung kim loại 𝜀 = 1,17

𝜀 – Hệ số Mặt Trời Công trình không sử dụng màn che nên 𝜀 = 1

𝜀 – Hệ số ảnh hưởng của mây mù

Công trình từ tầng 9 – 25 sử dụng kính cơ bản và có màn che

𝑅 – Bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính

𝑅 – Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hòa

𝛼 , 𝛼 – Hệ số hấp thụ của kính và của màn che

𝜏 , 𝜏 – Hệ số xuyên qua cửa kính và màn che

𝜌 , 𝜌 – Hệ số phản xạ của kính và màn che

 Hệ số ảnh hưởng cao độ đối với mực nước biến

H là độ cao của khu vực đang tính với mặt nước biển, (m);

Ta có độ cao của tầng 27 so với mực nước biển là 124 m

Vậy dựa vào công thức 2.6 ta tính ra 𝜀 = 1,002852ta chọn 1)

 Hệ số chênh lệch nhiệt độ đọng sương ε ds

10 × 0,13 (2.7) Địa điểm: Thành phố Hạ Long

Nhiệt độ và độ ẩm của môi trường bên ngoài mùa hè: 𝑡 = 34,6℃; 𝜑 = 65%

Sử dụng phần mềm AirCalc tìm được 𝑡 = 27,05℃

Các thông số bên ngoài và kết quả nhiệt độ đọng sương được thể hiện như Hình 2.2

Hình 2.2 Xác định nhiệt độ đọng sương bằng phần mềm AirCalc Dựa vào công thức 2.7 ta tính được 𝜀 = 0,90835 (chọn 𝜀 = 1)

 Hệ số ảnh hưởng của mây mù Để thiết kế một hệ thống điều hòa không khí, ta chọn thời tiết ít mây nhất để lượng tải lớn nhất có thể để đảm bảo lượng tải ổn định cho tòa nhà Vì vậy trong trường hợp này nên chọn 𝜀 = 1

 Hệ số ảnh hưởng của khung 𝜺 𝒌𝒉

Các khung cửa làm bằng kim loại nên ra chọn 𝜀 = 1,17 [9]

Công trình sử dụng kính trong tráng phản xạ A 18,4mm Ta tra Bảng 4.3 tài liệu [1] ta được 𝜀 = 1 Ngoài ra, theo bảng trên thì ta có được các hệ số khác như:

 Hệ số mặt trời 𝜺 𝒓 Đầu tiên ta phải quan tâm đến các hệ số của loại màn che được sử dụng Công trình sử dụng màn che Brella trắng Hà Lan tra Bảng 4.4 tài liệu [9] ta có hệ số 𝜀 = 0,33 Ngoài ra, theo bảng trên thì ta có được các hệ số khác như:

Công trình sử dụng khung thép nên lấy bằng F

Vì hệ thống điều hòa hoạt động liên tục và thành phố Hạ Long nằm bán cầu Bắc, thuộc vĩ độ 20

Công trình gồm 4 hướng kính là Đông Bắc, Tây Nam, Tây Bắc, Đông Nam Tra theo Bảng 4.2 [9] ta xác định được các lượng bức xạ (xem Bảng 2.7 và Bảng 2.8)

Bảng 2.7 Lượng bức xạ mặt trời lớn nhất xâm nhập qua cửa kính và lượng bức xạ mặt trời đến bên ngoài của kính Hướng Đông Bắc Đông Nam Tây Bắc Tây Nam

Bảng 2.8 Lượng nhiệt bức xạ vào phòng

Hướng Đông Bắc Đông Nam Tây Bắc Tây Nam

Hệ số tác động tức thời là giá trị mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che

𝑔 : mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình (kg/m 2 ), của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn

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 và của sàn không nằm trên mặt đất (kg)

- Khối lượng 1m 2 tường (dày 0,22m): 1800 x 0,22 = 396 kg/m 2

- Khối lượng 1m 2 tường bê tông gạch vỡ (dày 0,3m): 2400 x 0,3 = 720 kg/m 2

- Khối lượng 1m 2 sàn bê tông (dày 0,3m): 2400 x 0,3 = 720 kg/m 2

Vậy ta có gs ≥ 700 tra theo Bảng 4.6 [9] có các giá trị nt ứng với vốn hướng khác nhau (xem Bảng 2.9)

Bảng 2.9 Hệ số tác động tức thời nt theo hướng

Hướng Đông Bắc Đông Nam Tây Bắc Tây Nam nt (có màn che) 0,27 0,64 0,1 0,11

2.1.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ Q21

Nhiệt truyền qua mái bằng phòng điều hòa có 3 dạng:

- Phòng cần tính nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa Vậy 𝛥𝑡 = 0 và Q21 = 0

- Nếu phía trên phòng điều hòa cần tính là phòng không có điều hòa thì:

Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí

2.2.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí

Sơ đồ điều hòa không khí được thành lập dựa vào các yếu tố tính toán cân bằng lượng nhiệt ẩm, đồng thời cần phải thỏa mãn các điều kiện về tiện nghi đối với con người và điều kiện thời tiết của công trình xét đến

Tùy thuộc vào một số điều kiện cụ thể của từng công trình khác nhau mà ta cần thiết lập một sơ đồ sao cho phù hợp với công trình đó, một sơ đồ điều hòa không khí lại mang theo nhưng ưu và nhược điểm nổi bật khác nhau do đó việc cân nhắc đến đặc điểm của tòa nhà, công trình của ta mà lựa chọn sơ đồ phù hợp để đảm bảo yêu cầu và hiệu quả của kinh tế, kỹ thuật

Sơ đồ thẳng có ưu điểm là đơn giản, gọn nhẹ dễ lắp đặt Không tận dụng nhiệt từ không khí thải nên hiệu quả thấp Thường được sử dụng khi kênh gió hồi quá lớn việc thực hiện hồi gió quá tốn kém hoặc không thực hiện được do không gian nhỏ hẹp hoặc trong các hệ thống nơi có phát sinh các chất độc, hôi hoặc đường ống quá xa, cồng kềnh không kinh tế hoặc không thể thực hiện được

Sơ đồ tuần hoàn 1 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, do có tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng Sơ đồ này được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, máy tính…

Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp thường được sử dụng trong điều hoà tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, không đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh nên cần có thêm buồng hòa trộn thứ

2 và hệ thống trích gió đến buồng hòa trộn này nên chi phí đầu tư và vận hành tăng Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các phân xưởng sản xuất khi cần điều chỉnh đồng thời cả nhiệt độ và độ ẩm như nhà máy dệt, thuốc lá … So với sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp thì chi phí đầu tư lớn hơn

2.2.1.1 Các sơ đồ không khí mùa hè

Sơ đồ thẳng là sơ đồ mà lượng không khí ngoài trời sau khi qua xử lý nhiệt ẩm được cấp vào không gian điều hòa và sau đó sẽ được thải ra ngoài môi trường Sơ đồ này thường được sử dụng trong không gian điều hòa có nhiều vi khuẩn, các chất độc hại, (xem Hình 2.5) Sự thay đổi trạng thái không khi trên đồ thị được thể hiện ở Hình 2.6

Hình 2.5 Sơ đồ điều hòa không khí kiểu thẳng

1 Cửa lấy gió 2 Buồng hòa trộn 3 Quạt cấp gió lạnh 4 Đường ống gió

5 Miệng thổi 6 Không gian điều hòa 7 Cửa thải gió

Hình 2.6 Biểu diễn sự thay đổi trạng thái không khí trên đồ thị I – d [8]

Nguyên lý hoạt động: Không khí bên ngoài trời có trạng thái N (tN ,φN ) qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1 được đưa vào buồng xử lý nhiệt ẩm 2, tại đây không khí được xử lý theo chương trình định sẵn đến một trạng thái O nhất định nào đó và được quạt 3 vận chuyển theo đường ống gió 4 vào phòng 6 qua các miệng thổi 5 Không khí tại miệng thổi 5 có trạng thái V sau khi vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT và tự thay đổi đến trạng thái T (tT ,φT ) theo tia quá trình εT = QT / WT (2.29) Sau đó không khí được thải ra bên ngoài qua các cửa thải 7

- Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

Sơ đồ tuần hoàn một cấp được sử dụng phổ biến vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo các yêu cầu vệ sinh, vận hành không quá phức tạp và tiết kiệm chi phí (xem Hình 2.7) Sơ đồ này được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như sản suất, y tế, … Đóng vai trò quan trọng đối với phát triển kinh tế

Hình 2.7 Sơ đồ tuần hòa không khí 1 cấp mùa hè

1 Cửa lấy gió 7 Miệng thổi

2 Cửa gió hồi 8 Không gian điều hòa

3 Buồng hòa trộn 9 Miệng hồi

4 Thiết bị xử lý nhiệt ẩm 10 Đường gió hồi

5 Quạt cấp gió lạnh 11 Quạt gió hồi

6 Đường ống gió 12 Cửa thải gió

Sự thay đổi trạng thái không khi trên đồ thị được thể hiện ở Hình 2.8

Hình 2.8 Biểu diễn sơ đồ tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị I – d [8]

Nguyên lý làm việc của hệ thống: Không khí bên ngoài trời có trạng thái N (𝑡 , 𝜑 ) với lưu lượng LN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (1), được đưa vào buồng hòa trộn (3) để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T (𝑡 , 𝜑 ) với lưu lượng LT từ các miệng hồi gió (2) Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái H sẽ được đưa đến thiết bị xử lý (4), tại đây nó được xử lý theo một chương trình định sẵn đến một trạng thái O và được quạt (5) vận chuyển theo kênh gió (6) vào phòng (8) Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi (7) có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T (𝑡 , 𝜑 ) Sau đó một phần không khí được thải ra ngoài và một phần lớn được quạt hồi gió (11) hút về qua các miệng hút (9) theo kênh (10) Ưu điểm và nhược điểm của sơ đồ:

- Ưu điểm: Do có tận dụng nhiệt của không khí tái tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng 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

- Nhược điểm: Sơ đồ có tái tuần hoàn không khí nên chi phí đầu tư tăng so với sơ đồ thẳng Hệ thống đòi hỏi phải có thiết bị sấy cấp 2 để sấy nóng không khí khi không thỏa mãn điều kiện vệ sinh

2.2.1.2 Các sơ đồ không khí mùa đông

Khi nói đến sơ đồ mùa Đông là nói đến sơ đồ dùng cho những ngày mà nhiệt độ

53 không khí ngoài trời nhỏ hơn nhiệt độ không khí trong nhà Để duy trì nhiệt độ trong nhà chúng ta phải tiến hành cấp nhiệt Sơ đồ này thường chỉ sử dụng cho các tỉnh phía Bắc từ Thừa Thiên Huế trở ra Các tỉnh thành từ Đà Nẵng trở vào không cần sơ đồ mùa Đông vì mùa Đông ở các tỉnh phía Nam nhiệt độ không thấp

Vì thế chúng ta không ngạc nhiên khi các hệ thống điều hoà có cấp nhiệt mùa Đông chỉ được thiết kế và lắp đặt ở các tỉnh phía Bắc Các nguồn nhiệt và thiết bị thường được sử dụng để sưởi ấm:

- Điện trở: Trong nhiều trường hợp người ta dùng điện trở để sấy nóng không khí trước khi thổi vào phòng nhằm duy trì nhiệt độ phòng nằm ở mức cho phép Phương pháp dùng điện đơn giản, nhưng không kinh tế do giá điện năng tương đối cao và không an toàn về phòng cháy

Tính kiểm tra tải lạnh bằng phần mềm Trace 700

63 Để kiểm tra phần tính tải nhiệt của công trình ta sử dụng phần mềm Trace 700 để kiểm tra các thông số tính toán có sự chênh lệch lớn hơn không so với với số liệu của công trình và bằng phương pháp Carrier từ đó nếu có sự sai số quá lớn ta có thể kiểm tra và tìm ra chỗ tính toán chưa hợp lý

Trace 700 là một phần mềm được phát triển bởi thương hiệu Trace là một trong những phần mềm chuyên dụng nhằm mục đích tính toán tải lạnh cho các công trình Ngoài Trace 700 chúng ta cũng có thể sử dụng một số phần mềm khác như Heatload của Daikin và Hap của Carrier

Phần mềm Trace 700 được xây dựng dựa trên các công trình truyền nhiệt và bức xạ Ngoài ra phần mềm này áp dụng theo các tiêu chuẩn ASHRAE để tính toán các thông số sao cho tiết kiệm năng lượng cho công trình nhất mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu kĩ thuật đầu ra của công trình

2.3.2 Các bước tính tải lạnh cho dữ án

Xem phụ lục 2.9 2.3.3 Kết quả sau tính toán

Ví dụ: Tính tải nhiệt phòng L09-17 Guestroom cho tầng 9 của công trình

Kết quả tính toán tải lạnh được thể hiện ở mục Total Capacity (xem Hình 2.19)

Hình 2.19 Kết quả tải nhiệt phòng L09-17 Guest room tầng 9 2.3.4 So sánh tải lạnh

Qo tính tay bằng phương pháp carrier (kW)

Qo của công trình do thiết kế tính (kW)

Qo tính bằng phần mềm TRACE 700 (kW)

221-Executive Office Zone 01 23.98 26.94 33.08 221-Executive Office Zone 02 55.74 55.22 48.11 249-Executive Dinning Zone 01 10.96 13.90 12.67 249-Executive Dinning Zone 02 27.09 22.83 21.23

109-All Day Dinning Zone 01 15.94 16.07 16.69 109-All Day Dinning Zone 02 27.48 15.03 10.12 109-All Day Dinning Zone 03 45.47 45.61 47.08 109-All Day Dinning Zone 04 193.22 178.78 116.12

111-Entertainment Center Zone 01 15.03 22.91 24.31 111-Entertainment Center Zone 02 14.83 17.41 19.56 111-Entertainment Center Zone 03 11.11 26.52 32.42 111-Entertainment Center Zone 04 32.33 36.97 50.95

Executive lounge-Meeting Room 01 3.47 2.54 2.38 Executive lounge-Meeting Room 02 4.25 3.81 3.04

Tính toán kiểm tra và chọn thiết bị chính hệ thống

2.4.1 Lựa chọn hãng cung cấp

Với việc chủ đầu tư yêu cầu lựa chọn hệ thống điều hòa không khí đến từ hãng Daikin, ta chỉ việc đáp ứng nhu cầu của nhà đầu tư Đồng thời Daikin cũng là nhãn hiệu điều hòa không khí đáng tin cậy và là sự lựa chọn hợp lí để đảm bảo chất lượng

Việc chọn các hệ thống FCU và PAU của hãng Daikin được dựa trên catalogue của hãng trên trang chủ chính thức, đảm bảo dễ dàng trong việc đặt hàng và bảo trì bảo dưỡng về sau này

FCU (Fan Coil Unit) là một thiết bị kiểu dàn ống trao đổi nhiệt gồm ống đồng, cánh nhôm và quạt gió Nguyên tắc hoạt động là nước chuyển động trong lòng ống, còn không khí thì chuyển động ngang quá cụm ống trao đổi nhiệt lượng, tại đó không khí sẽ trao đổi nhiệt ẩm, rồi sau đó nó sẽ thổi trực tiếp vào phòng hoặc theo một kênh gió vào phòng qua các miệng gió Quạt FCU là dạng quạt lồng sóc dẫn động kiểu trực tiếp

Năng suất lạnh của FCU phụ thuộc vào nhiệt độ của nước lạnh và nhiệt độ của không khí đi vào và đi ra cũng như hệ số truyền nhiệt qua vách trao đổi nhiệt Lưu lượng nước đi qua dàn lạnh là yếu tố quan trọng nhất đến năng suất lạnh của các dàn FCU

Việc tính chọn các FCU trong hệ thống khách sạn Hạ Long Bay đước tính theo cách tính tải nhiệt của từng phòng sau đó chọn các FCU với năng suất lạnh tướng ứng Với công trình các PAU sẽ đảm nhận vai trò lấy gió tươi từ môi trường trực tiếp sau đó xử lý và sau khi xử lý xong mới đưa lượng không khí đó tới các FCU vì vậy năng suất tải lạnh của các FCU không bao gốm nhiệt tải của gió tươi Để chọn FCU cho công trình này, ta dựa trên catalogue của hãng Daikin

Chi tiết các FCU của tầng 14 – 15 được trình bày trong bảng phụ lục (xem phụ lục Bảng 2.11.)

2.4.3 Tính chọn PAU (thiết bị xử lý không khí)

PAU (Primary Air handling Unit) có thể hiểu là thiết bị xử lí gió tưới cấp vào hệ thống với nhiệm vụ (lọc, làm lạnh, gia nhiệt, tách ẩm hoặc tạo độ ẩm) trước khi đưa gió vào các FCU Các yêu cầu kỹ thuật còn lại do FCU xử lí

Các van gió tươi sử dụng loại có gắn động cơ để điều khiển cấp gió tươi cho các không gian điều hòa để tiết kiệm năng lượng

Do điều kiện sản xuất và nhu cầu nên PAU sẽ được nhà thầu đặt với công ty sản xuất sau khi tính toán Vì vậy, nhóm chỉ tính toán và đưa ra thông số yêu cầu Chi tiết tính toán chọn PAU được trình bày ở phụ lục (xem phụ lục Bảng 2.12)

2.4.4 Chọn Chiller giải nhiệt bằng nước (Water Cooled Chiller)

Hệ thống chiller trung tâm gồm có 03 chiller giải nhiệt bằng nước và được đặt tại phòng máy ở tầng hầm của công trình Công suất của một chiller đề xuất chọn sao cho đạt được khoảng 40% tải của dữ án

Tổng công suất lạnh của chiller được xác định:

QWater chiller = Qo + QPAU Trong đó:

QWater chiller – Công suất lạnh của Water chiller (kW)

Q0 – Tải lạnh của công trình (kW)

QPAU – Công suất của PAU (kW)

QWater chiller = 3657,87 + 649,06 = 4300,68 kW Khi chọn Chiller ta phải chọn máy có công suất lớn hơn tải lạnh:

Q = 4300,68.1,05 = 4515,66 kW Năng suất lạnh của mỗi chiller là:

3 = 1505,22 𝑘𝑊 ≈ 428 𝑡ấ𝑛 𝑙ạ𝑛ℎ (𝑅𝑇) 2.4.5 Tính chọn tháp giải nhiệt

Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thái toàn bộ lượng nhiệt do môi chất lạnh ngưng tụ toả ra Lượng nhiệt này được thải ra môi trưởng nhờ chất tải nhiệt trung gian là nước

Thông số nhiệt độ nước giải nhiệt vào/ra là 37 o C/32 o C

Công suất tháp giải nhiệt: tra Cataloge của chiller Một cách gần đúng công suất tháp giải nhiệt bằng tổng công suất lạnh của Chiller và công suất điện của Chiller

QCT = 4515,66 + 410 = 4925,66 kW ~ 1400,28 RT Lựa chọn tháp giải nhiệt vuông (Closed Crossflow Cooling Tower) là loại tháp giải nhiệt làm bằng vật liệu chống ăn mòn vùng biển Sử dụng cataloge của hãng Sanjiu (Sanjiu Cooling) ta chọn 3 tháp giải nhiệt đặt ở tầng 1 của công trình (xem Bảng 2.19)

Bảng 2.19 Thống kê tháp giải nhiệt

Nhiệt độ nước Cấp nguồn (V/Ph/Hz)

2.4.6 Tính toán hệ thống đường ống nước

2.4.6.1 Giới thiệu các loại ống dùng trong hệ thống

- Ống cấp, ống hồi nước lạnh:

Vận chuyển nước lạnh tuần hoàn từ Chiller đến các tải tiêu thụ (AHU, FCU) Sử dụng ống thép đen hoặc ống thép tráng kém cho hệ thống

Kích cỡ ống DN15 đến DN150 sử dụng tiêu chuẩn BS 1387 – 1985 cấp độ trung bình (Medium Grade)

Kích cỡ ống DN200 trở lên sử dụng ống thép theo tiêu chuẩn ASTM A53 – Sch 40

- Ống cấp, ống hồi nước giải nhiệt:

Vận chuyển nước nóng tuần hoàn từ Chiller đến các tháp giải nhiệt, sử dụng ống thép tráng kẽm có các thông số kỹ thuật như ống cấp nước lạnh

Thoát nước ngưng tụ của dàn lạnh (AHU, FCU) xả ra (quá trình làm lạnh không khí) Sử dụng ống uPVC theo tiêu chuẩn BS 3505, ISO 4422 với cấp áp lực PN10 trở lên

2.4.6.2 Xác định lưu lượng, tốc độ nước đi trong ống và đường kính

- Đường ống cấp nước lạnh

- Lưu lượng nước yêu cầu :

Q0 – Công suất lạnh bình bay hơi, kW

Cp = 4186 J/kg o C – Nhiệt dung riêng của nước

𝛥t = tw1 – tw2 = 7 o C – Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra bình bay hơi

- Tốc độ nước trên đường ống:(xem Bảng 2.20)

Bảng 2.20 Tốc độ nước trên đường ống

Trường hợp Tốc độ của nước (m/s) Đầu đẩy của bơm 2,4 – 3,6 Đầu hút của bơm 1,2 – 2,1 Đường xả 1,2 – 2,1 Ống góp 1,2 – 4,5 Đường hướng lên 0,9 – 3

Các trường hợp thông thường 1,5 – 3

Trên cơ sở lưu lượng và tốc độ trên từng đoạn ống tiến hành xác định đường kính trong của ống như sau:

V – Lưu lượng thể tích nước chuyển động qua đoạn ống đang tính, m 3 /s (V = G/ρ)

G – Lưu lượng khối lượng nước chuyển động qua ống, kg/s ρ – Khối lượng riếng của nước, kg/m 3 ω – Tốc độ nước chuyển động trên ống, m/s (chọn theo Bảng 2.19)

Các thông số đường nước lạnh hồi tương đương như đường nước lạnh cấp Và coi như trở lực trên đường ống hồi bằng đường cấp để việc tính toán trở lực đường ống đơn giản Kết quả đường kính ống cấp, ống hồi nước lạnh được trình bày ở phụ lục (xem phụ lục Bảng 2.14)

Thoát nước cho một dàn lạnh, FCU, AHU, PAU: kích cỡ ống thoát được xác định bằng cách tra Catalouge của thiết bị

2.4.7.Tính lưu lượng bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt

Bơm nước sử dụng trong điều hòa không khí thường là bơm ly tâm, nhiệt độ làm việc từ 5 o C đến 70 o C

- Nhiệt độ nước nóng ( sưởi ấm mùa đông) 50 ÷ 70 o C

- Nhiệt độ nước giải nhiệt 25 ÷ 40 o C

Lưu lượng bơm nước được xác định như sau:

G – Lưu lượng bơm nước lạnh (m 3 /s)

Q – Công suất lạnh của thiết bị (kW)

Cp = 4186 J/kg o C – Nhiệt dung riêng của nước

t – Độ chênh nhiệt độ nước vào và ra ( o C)

- Lưu lượng bơm nước lạnh:

- Lưu lượng bơm nước giải nhiệt:

TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ, HÚT KHÓI VÀ TẠO ÁP

Hệ thống cấp gió tươi

3.1.1 Mục đính cấp gió tươi

Khi ở trong không gian kín, oxy chỉ có một lượng nhất định là nguyên nhân làm cho con người luôn có cảm giác thiếu oxy và cảm thấy mệt mỏi Không khí không được lưu thông sẽ ảnh hưởng đến chất lượng không khí rất nhiều nên ta cần cấp gió tươi vào trong không gian điều hòa để bổ sung phần oxy bị thiếu và tạo ra không gian điều hòa tốt nhất 3.1.2 Xác định tốc độ không khí trong ống

Tốc độ không khí là đại lượng được quan tâm hàng đầu vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống Khi tốc độ không khí cao, công suất quạt lớn thì độ ồn sẽ lớn nhưng ưu điểm kích thước đường ống lại nhỏ và ngược lại Do vậy, ta cần cân nhắc để xác định vận tốc gió trong đường ống cho phù hợp để hệ thống hoạt động ổn định mà còn phải đạt độ ồn phù hợp đi kèm với hiệu quả kinh tế

3.1.3 Tính toán lưu lượng cấp gió tươi

Hệ thống cấp gió tươi cho phòng khách sạn được cấp vào hệ thống ống gió bởi 2 PAU đặt trên tầng 26, gió tươi được xử lý nhiệt độ, độ ẩm rồi cấp vào các FCU phòng khách sạn

Hệ thống cấp gió tươi cho khu vực hành lang cũng được cấp bởi PAU đặt trên tầng

26 Gió thải từ các không gian điều hòa được hồi về bánh xe hồi nhiệt để trao đổi nhiệt với gió tươi bên ngoài nhà, tiết kiệm năng lượng vận hành

Các van gió tươi sử dụng loại có gắn động cơ để điều khiển cấp gió tươi cho các không gian điều hòa để tiết kiệm năng lượng

Lưu lượng gió tươi được xác định theo công thức: đơn vị m 3 /h

N - Số người trong không gian điều hòa (người).

LN – Lưu lượng khí tươi cần cấp cho 1 người trong 1 giờ (m 3 /h.người) Lấy theo Phụ lục F tài liệu [11]

Ví dụ: Tính lưu lượng gió tươi tại tầng 9-25 của công trình, tính cho khu hành lang, diện tích mỗi tầng là 135 m 2

Theo Phụ lục F – TCVN 5687: 2010 Với mật đô người là 3 m 2 /người thì số người ước tính là N = 135/3 = 45 và lưu lượng gió tươi cấp cho 1 người là 25 m 3 /h.người Ta tính được lưu lượng gió tươi được cấp theo biểu thức 3.1 cho mỗi tầng là:

Tống lưu lượng sẽ là: 𝑄 ( ) = 19125 𝑚 /ℎ = 5312,5 𝐿/𝑠 Tương tự tính cho các khu vực còn lại của công trình

3.1.4 Xác định kích thước ống

3.1.4.1 Kích thước ống gió cứng

Sử dụng phần mềm Ductsize để tính chọn kích thước

Phần mềm Ductsize được phát triền bới McQuay, đây là phần mềm chuyên dụng để tính toán kích thước của đường ống gió cho các thiệt bị, dễ dàng sử dụng và độ chính xác cao Giao diện phần mềm trình bày đầy đủ các mục để nhập các thông số và kết quả tính toán được (xem Hình 3.1)

Hình 3.1 Giao diện phần mềm Ductsize

Ta cài đặt thông số tính toán tại 20 o C (điều kiện nhiệt độ, áp suất tiêu chuẩn)

- Fluid density là khối lượng riêng của không khí tại điều kiện lựa chọn, (kg/m 3 )

- Fluid viscosity là độ nhớt động học của không khí tại điều kiện lựa chọn, (kg/n.h)

- Specific heat là nhiêt dung riêng của không khí tại điều kiện lựa chọn, (kJ/kg o C)

- Engergy factor là hệ số năng lượng, (W/ o C.L/s)

- Flow rate là lưu lượng không khí qua ống gió, (L/s)

- Head loss là tổn thất áp suất qua ống, (Pa/m)

- Velocity là vận tốc luồng gió qua ống gió, (m/s)

- Equivalent diameter là đường kính tương đương của ống gió, (mm)

- Duct size kích thước chiều dài và rộng của ống gió, (mm)

Tham khảo Tài liệu [10] – Phương pháp ma sát đồng đều chọn tổn thất áp suất qua ống gió là: p1  1,0 Pa/m

3.1.5 Tính toán tổn thất áp suất

Tổn thất áp suất ống gió bao gồm 2 thành phần:

- ∑ 𝑃 : tổn thất ma sát trên đường ống (Pa)

- ∑ 𝑃 : tổn thất áp suất cục bộ (Pa) Tổn thất áp suất cục bộ được tính thông qua phần mềm Ashare Duct Fitting Database

3.1.5.1 Tổn thất ma sát trên đường ống

Tổn thất ma sát của các đường ống gió trong hệ thống cấp gió tươi sẽ tạo ra trở kháng và được tính theo tài liệu [10]

∑ 𝑃 – Tổn thất do ma sát đường ống gió (Pa). l – Chiều dài đoạn ống gió (m)

∆𝑃 – Tổn thất do bị ma sát được tính trên một mét (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 𝑃𝑎/𝑚

Ta đo được đoạn đường ống dài nhất là từ quạt cấp gió đến miệng gió xa nhất so với quạt cấp gió nên sẽ có tổn thất do ma sát là lớn nhất nên ta xác định được trở kháng trên đường ống này và có thể từ đó mà tính được cột áp quạt

Ví dụ: Tính kích thước ống gió cho khu vực phòng chờ thu giản tầng 9

Dựa vào bản vẽ cad ta xác định được ống gió tươi của khu vực (Hình 3.2)

Hình 3.2 Kích thước ống gió cho khu vực phòng chờ thư giãn tầng 9

- Đoạn ống từ Raiser ống gió của PAU cấp từ tầng kỹ thuật với lưu lượng tổng là

120 L/s Nhập lưu lượng vào phần mềm ta xác định được kích thước và vân tốc ( Hình 3.3)

Hình 3.3 Kích thước ống gió cấp từ ống gió của PAU

- Đoạn ống gió cấp cho 1 khu phòng chờ với lưu lượng là 60 L/s Nhập lươ lượng vào phần mềm ta xác định được kích thước và vận tốc gió (Hinh 3.4)

Hình 3.4 Kích thước ống nhánh cấp cho khu vực với lưu lượng 60 L/s Sau khi sử dụng phần mềm Ductsize để xác định được kích thước ống gió, ta có được kết quả ở Bảng 3.1

Bảng 3.1 Kích thước ống gió cho khu vực phòng chờ thư giãn tầng 9 Đoạn Lưu lượng (L/s) Kích thước ống gió (mm x mm) Ghi chú

Tương tự ta có thể sử dụng phần mềm tính cho các khu vực còn lại

Tính toán lưu lượng gió thải toilet, gió thải toilet phòng

- Hệ thống hút mùi toilet phòng khách sạn được thiết kế các miệng gió gắn trên trần các toilet, gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió và hút ra ngoài bởi quạt trung tâm đặt trên tầng mái Gió tươi cấp vào thông qua các khe cửa khi quạt hoạt động

- Hệ thống thông gió các phòng kho và phòng kỹ thuật được thiết kế các miệng gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió và hút ra ngoài bởi quạt trung tâm đặt tại mỗi tầng Gió tươi cấp vào thông qua các khe cửa hoặc louver khi quạt hoạt động

- Hệ thống hút mùi phòng rác được thiết kế các miệng gió gắn trên trần gió được hút ra ngoài theo hệ thống ống gió và hút ra ngoài bởi quạt hướng trục đặt trên trần, gió thải đi theo ống gió lên mái Gió tươi cấp vào thông qua các khe cửa hoặc louver khi quạt hoạt động

- Đối với Nhà vệ sinh lưu lượng gió thải được xác định:

V – Thể tích không gian cần thải gió (m 3 )

ACH – Số lần trao đổi gió trên giờ Tra Phụ lục G – TCVN 5687 : 2010

Ví dụ: Tính cho Nhà vệ sinh tầng 9 với thể tích khu vực là 7  2.5 17,5m 3

Lưu lượng gió thải là L = 17,5 10  175 m 3 /h  48,6 L/s.

Hệ thống hút khói

3.3.1 Tính toán hút khói phòng

 Tính toán lưu lượng hút thải

Theo TCVN 5687 : 2010, lưu lượng hút khói với các phòng có diện tích nhỏ hơn 1600 m 2 tính theo công thức:

Gl = 678,8.Pf.y 1,5 K5 (trọng lượng riêng của khói theo TCVN 5687 : 2010 là 6 N/kg/0.62) Trong đó:

Gl – Lưu lượng khói cần hút ra khỏi hành lang hay sảnh khi có cháy, (kg/h)

Pf – Là chu vi vùng cháy trong giai đo ạn đầu, nhận giá trị lớn nhất của chu vi thùng chứa nhiên liệu hở hoặc đóng kín

- Nếu là vùng có sử dụng hệ thống chữa cháy sprinkler (Pf = 12)

- Nếu chu vi vùng cháy không thể xác định được thì cho phép xác định chu vi này theo công thức:

Pf = 0,38.A 0,5 (A là diện tích vùng cần hút khói) y – Là khoảng cách từ mép dưới của vùng khói tới đến sàn nhà (y = 2,5 m)

Ks – Hệ số thời gian mở cửa đi kéo dài tương đối từ hành lang vào cầu thang hay ra ngoài nhà (Ks = 1)

 Tính toán lưu lượng không khí thâm nhập thêm qua các van gió đóng

Theo tiêu chuẩn TCVN 5687 : 2010, ta có:

Gv – Lưu lượng không khí thâm nhập thêm, (kg/h)

Av – Diện tích tiết diện van, (m 2 )

P – Độ chênh áp suất hai phía van, (Pa) n – Số lượng van ở trạng thái đóng trong hệ thống thải khói khi cháy

Thông số nhập liệu: Av = 0,3 0, 7  0, 21 m 2 ; P  50 (Pa); n  2

Lưu lượng không khí được xác định: Gv = 261,17 9kg/h)

Tỉ trọng của không khí là 1,2 (kg/m 3 )

Do đó, lưu lượng không khí thâm nhập là: L = 217, 6 (m 3 /h) = 60 (L/s)

Kết quả hút khói cho khu vực phòng tiệc được trình bày ở bảng 3.10

Bảng 3.2 Kết quả hút khói phòng

Bảng 3.3 Kết quả so sánh lưu lượng chọn quạt Khu vực Lưu lượng tính toán (l/s) Lưu lượng thiết kế (l/s) Sai lệch (%)

3.3.2 Tính hút khói hành lang

Theo tiêu chuẩn TCVN 5687 – 2010, phụ lục L, ta có:

G1 – Lưu lượng khói cần hút thải, (kg/h)

B – Chiều rộng của cánh cửa lớn nhất mở vào lối thoát hiểm, (m)

H – Chiều cao của cánh cửa lớn nhất mở vào lối thoát hiểm, (m) n – Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng của cánh cửa lớn nhất mở vào lối thoát hiểm, Bảng L.1 TCVN 5687 – 2010

K d – Hệ số phụ thuộc vào thời gian mở cửa tương đối, K d  1 đối với số người thoát hiểm qua 1 cửa nhỏ hơn 25 người

Chiều rộng tổng cộng của các cánh lớn cửa đi mở từ hành lang vào cầu thang (m) n: 0,97 (tra Bảng L.1 TCVN 5687 – 2010)

- Lưu lượng hút thải được xác định: 13610 (kg/h)

- Giả định nhiệt độ khói trong hành lang có trang bị đầu phun tự động là 300 o C

- Tỉ trọng của khói: 0,612 (kg/m 3 )

Do đó, lưu lượng khói thải: G1  22238 (m 3 /h)  6177 (L/s).

Tính toán tạo áp

Mục đích của việc tạo áp cầu thang, thang máy là giữ cho khói và khí độc cách xa lối thoát hiểm khi gặp sự cố, qua đó giúp mọi người trong tòa nhà có thể thoát ra một cách an toàn:

- Hệ thống đảm bảo an toàn cho con người

- Hạn chế việc ngọn lửa lan ra: Để cho thao tác chống lửa phát huy hiệu quả thì những trục thang máy hay cầu thang bộ cần phải được duy trì chênh áp để ngăn cản việc xâm

- Bảo vệ tài sản: Hạn chế sự lây lan của khói vào trong những khu vực mà ở đó có chứa thiết bị có giá trị mà đặc biệt nhạy cảm về khói lửa

Các thông số tính toán lưu lượng: Hệ số diện tích gió xì ( A E ), độ chênh áp ( P ), vận tốc gió qua cửa sổ, cửa mở đồng thời Dưới đây dựa theo tiêu chuẩn BS5588 –

 Lưu lượng gió xì qua 1 cửa (khi cửa đóng):

Dựa vào tiêu chuẩn BS 5588 – 2004, mục 14.2.2 lưu lượng không khí rò rỉ qua một cửa đóng được xác định theo công thức:

Q 1 – Lưu lượng gió xì qua cửa, (m 3 /s)

A E – Hệ số diện tích gió xì qua cửa, (m 2 )

P – Độ chênh áp suất trong và thang máy, (Pa)

Tính cho công trình lưu lượng trên được xác định theo biểu thức sau:

Q1  (m – n)0,83 AE∆P 1/2 Trong đó: m – Tổng số lượng cửa n – số lượng cửa mở đồng thời

 Lưu lượng gió tràn qua 1 cửa (khi cửa mở)

Dựa vào QCVN 06:2021/BXD, lưu lượng gió tràn qua cửa được xác định theo công thức:

V – Vận tốc gió qua cửa, (m/s) Chọn V  1,3 m/s để ngăn gió tràn vào buồng (lấy theo TCVN : 2010)

Tính toán cho công trình lưu lượng trên được xác định qua biểu thức sau:

Q2 n V S Với n là số lượng cửa mở đồng thời

Lưu lượng gió tạo áp: (m 3 /s): Q’ = Q1 + Q2

- Tổng lưu lượng gió tăng áp (m 3 /s) được xác định: Q  Q ' 1, 25

Kết quả tính toán gió xì và gió tràn qua cửa khi cửa đóng mở (xem Bảng 3.3 – 3.5)

Bảng 3.4 Lưu lượng gió xì qua cửa (khi cửa đóng)

Khu vực Loại cửa Kích thước

Q 1 (m 3 /s) Thang máy 01~ 04 Cửa đôi 800 x 200 16 0,06 50 5,63 Thang máy 05~ 06 Cửa đôi 800 x 200 4 0,06 50 1,41

Bảng 3.5 Lưu lượng gió tràn qua cửa (khi cửa mở)

Khu vực Loại cửa Kích thước

Thang máy 01~ 04 Cửa đôi 800 x 2200 16 1 1,3 2,288 Thang máy 05~ 06 Cửa đôi 800 x 2200 4 1 1,3 2,288

Bảng 3.6 Tổng lưu lượng gió tạo áp Khu vực Lưu lượng Q ' (m 3 /s) Lưu lượng tổng Q (m 3 /s)

TRIỂN KHAI BẢN VẼ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Sơ lược về phần mềm Revit

Autodesk Revit là một phần mềm mạnh khi yêu cầu triển khai bản vẽ kiến trúc, kết cấu, hệ thống điều hòa không khí trên 3D một cách trực quan, đồng thời Revit còn cho phép diễn họa video enscape công trình để giới thiệu với bên chủ đầu tư

Hình 4.1 Hệ thống điều hòa không khí của dự án được dựng bằng Revit

Phần mềm này gắn liền quy trình BIM với mục tiêu tăng khả năng phối hợp thông tin giữa các bộ môn hệ thống với nhau, thiết kế dễ hình dung và linh hoạt hơn Tuy nhiên, các công trình xây dựng tại Việt Nam hiện nay vẫn ít khi dùng phần mềm Revit vì chi phí phần mềm cao cũng như phải tốn thời gian đào tạo cho nhân viên

Revit có một chức năng rất tiện lợi, đó là thiết lập làm việc nhóm giữa nhiều người với nhau (worksharing) cùng lúc bằng cách tạo file central, bao gồm bốn bộ môn cơ, điện, cấp thoát nước và PCCC Khi đã tạo file central, chúng ta chỉ cần kích hoạt mục “Synchronize with Central” là tất cả bộ môn các hệ vẽ của công trình sẽ đồng loạt cập nhật đẩy dữ liệu lên central, các bộ môn đều nhận được dữ liệu (xem phần Phụ lục 4.1) Đồ án tốt nghiệp này chủ yếu tập trung triển khai Revit cho hai hệ ống thông gió và ống nước lạnh chiller của khách sạn Double Tree by Hilton Hạ Long Bay (như Hình 4.1) Chi tiết hình ảnh kiến trúc của công trình dựng trên 3D xem ở phần Phụ lục 4.4.

Triển khai bản vẽ Revit hệ thống ống thông gió

Hình 4.2 Bản vẽ mặt bằng ống gió tầng 8

Về phần ống gió, “system type” của các loại ống thông gió sử dụng cho công trình bao gồm: ống gió cấp (màu xanh dương); ống gió hồi (màu xanh lá); ống gió tươi (màu tím); ống hút khói (cam); ống hút gió thải (màu da người); ống gió hút khói bếp (màu đỏ)

Hình 4.3 Hệ thống gió thải 4.3 Triển khai bản vẽ Revit hệ thống Water chiller

Hình 4.4 Phòng bơm nước Chiller

Hình 4.5 Tháp giải nhiệt ở tầng 27

Về phần ống nước lạnh chiller, “system type” của từng loại ống nước sử dụng trong công trình bao gồm: ống cấp nước lạnh chiller (màu hồng); ống hồi nước lạnh chiller (màu hồng); ống nước ngưng (màu xanh lá); ống nước cấp giải nhiệt bình ngưng (màu da cam); ống nước hồi giải nhiệt bình ngưng (màu tím)