Tính toán kiểm tra hệ thống Điều hòa không khí và thông gió, triển khai bản vẽ bằng phần mềm revit cho dự Án khách sạn hiive bình dương

Hồ Chí Minh, tháng 7/2024 TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ, TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT CHO DỰ ÁN KHÁCH SẠN HIIVE BÌNH DƯƠNG... HỒ CHÍ MINH KHOA CƠ K

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

GVHD: ĐẶNG THÀNH TRUNG SVTH: LÊ CÔNG HẬU

TRẦN TRỌNG PHÚ HUỲNH TRƯỜNG PHÚ

TP Hồ Chí Minh, tháng 7/2024

TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

VÀ THÔNG GIÓ, TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT CHO DỰ ÁN KHÁCH SẠN HIIVE BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

-  -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

ĐỀ TÀI: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ, TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG PHẦN MỀM REVIT CHO DỰ ÁN KHÁCH SẠN HIIVE BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Họ và tên sinh viên:

1 Lê Công Hậu MSSV: 20147260

(E-mail: 20147260@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0363597470)

2 Trần Trọng Phú MSSV: 20147089

(E-mail: 20147089@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0383589434)

3 Huỳnh Trường Phú MSSV: 20147311

(E-mail: 20147311@student.hcmute.edu.vn Điện thoại: 0398992545)

Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt

- Áp dụng TCVN, QCVN để tính toán kiểm tra hệ thống ĐHKK bằng phương pháp

Carrier và ứng dụng phần mềm Heatload Daikin Từ đó so sánh với kết quả tư vấn thiết kế, đánh giá và rút ra nhận xét

1

LỜI CẢM ƠN

Đầu tiên, nhóm chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý thầy cô Trường Đại Học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập tại trường, nhằm giúp chúng em có được những kiến thức quý giá để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Đặc biệt, nhóm chúng em xin gửi lời tri ân sâu sắc đến thầy PGS.TS Đặng Thành Trung, người đã trực tiếp hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài Cảm ơn Thầy

đã hướng dẫn tận tình, truyền đạt những kinh nghiệm, cũng như giải pháp giúp nhóm chúng

em đi đúng hướng và giải đáp được những thắc mắc trong quá trình thực hiện đề tài Cả nhóm xin chúc thầy thật nhiều sức khỏe, luôn tràn đầy cảm hứng để dẫn dắt những sinh viên khóa sau

Xin cảm ơn tập thể lớp 201471, xin cảm ơn các bạn sinh viên cùng chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Nhiệt khóa 2020, và các anh (chị) khóa trên đã luôn đồng hành giúp đỡ, hỗ trợ tinh thần cho chúng em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp

2

TÓM TẮT

Đồ án “Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió, triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit cho dự án tòa nhà khách sạn HIIVE Bình Dương” gồm các nội dung chính sau: tính tải lạnh của dự án bằng phương pháp tính tải lạnh phổ biến hiện nay là Carrier kết hợp với tính toán tải lạnh bằng phần mềm chuyên dụng Heatload Daikin; tính kiểm tra các hệ thống điều hòa không khí và thông gió thuộc dự án kết hợp ứng dụng phần mềm; vẽ mô hình 3D hệ thống ĐHKK và thông gió và bóc tách khối lượng bằng phần mềm Revit

Về tính toán tải lạnh của công trình, nhóm chúng sẽ sử dụng phương pháp Carrier kết hợp với những những tiêu chuẩn kỹ thuật được ban hành và những kiến thức được tích lũy trong quá trình học để có thể tính toán chính xác nhất Ngoài ra, nhóm chúng em sẽ sử dụng phần mềm Heatload Daikin để tính tải lạnh và so sánh kết quả với phương pháp Carrier và thông số tư vấn thiết công trình, nội dung trên nhóm em sẽ trình bày trong chương 2 Trong chương 3, nhóm tính toán thông số kết hợp kiểm tra các thông số của các thiết bị thuộc hệ thống HVAC với thực tế công trình Qua hai chương trên sẽ giúp chúng em có thể

áp dụng những kiến thức và kỹ năng chuyên ngành đã học để có thể đối diện thực tế với doanh nghiệp

Cuối cùng là sử dụng phần mềm chuyên dụng Revit để dựng mô hình 3D về hệ thống điều hòa không khí và thông gió, cũng như bốc tách khối lượng vật tư của công trình Để

có thể thực hiện công việc trên chúng em sẽ sử dụng những bản vẽ về hệ thống HVAC thực

tế của dự án và tiến hành dựng 3D hệ thống điều hòa không khí bằng phần mềm Revit Qua việc kiểm soát bằng phần mềm, nhóm chúng em có cái nhìn trực quan hơn về hệ thống điều hòa không khí, qua đó kiểm soát được những xung đột trong hệ thống MEPF, qua đó tích lũy thêm những kinh nghiệm về dựng mô hình 3D và kiểm soát hệ thống để phục vụ cho công việc trong tương lai

3

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

TÓM TẮT 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC VIẾT TẮT 7

DANH MỤC HÌNH ẢNH 8

DANH MỤC BẢNG 11

MỞ ĐẦU 12

1 Lời mở đầu 12

2 Lý do chọn đề tài 12

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 14

1.1 Lịch sử hình thành và phát triển 14

1.2 Ý nghĩa của điều hòa không khí 15

1.3 Một số hệ thống điều hòa phổ biến 16

1.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 16

1.3.2 Hệ thống điều hòa trung tâm VRV 17

1.3.3 Hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt bằng nước (Water Chiller) 19

1.3.4 Hệ thống điều hòa Multi 20

1.4 Phạm vi đề tài 22

1.5 Giới thiệu công trình 22

1.5.1 Thống kê cơ cấu thông tin phòng dựa vào bản vẽ 23

1.5.2 Thông số thiết kế công trình 23

1.5.2.1 Điều kiện thiết kế bên ngoài 23

4

1.5.2.2 Điều kiện thiết kế bên trong 24

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KIỂM TRA PHỤ TẢI LẠNH 25

2.1 Cơ sở tính toán và thông số ban đầu 25

2.2 Tính cân bằng nhiệt bằng phương pháp Carier 25

2.2.1 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời Q11 26

2.2.2 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ Q21 31

2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 33

2.2.3.1 Nhiệt truyền qua tường Q22t 33

2.2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c 35

2.2.3.3 Nhiệt truyền qua cửa sổ Q22k 36

2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 37

2.2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31 38

2.2.6 Nhiệt do máy móc Q32 39

2.2.7 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4 40

2.2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa Q4h 40

2.2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4a 41

2.2.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QhN và QaN 41

2.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5a 42

2.2.10 Các nguồn nhiệt khác 42

2.2.11 Kiểm tra đọng sương trên vách 43

2.3 Lập sơ đồ điều hòa không khí 44

2.3.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 44

2.3.2 Lập sơ đồ điều hòa không khí 45

5

2.3.2.1 Điểm gốc G và các điểm trạng thái ban đầu 45

2.3.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf ) 46

2.3.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (εht) 47

2.3.2.4 Hệ số đi vòng (εBF) 48

2.3.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εhef) 49

2.3.2.6 Đồ thị t–d hệ thống ĐHKK của công trình 50

2.4 Kiểm tra FCU 52

2.5 Kiểm tra dàn nóng với phần mềm VRV Xpress 55

2.6 Tính toán bằng phần mềm Heatload 61

2.6.1 Giới thiệu phần mềm 61

2.6.2 Tính toán bằng phần mềm 61

2.6.3 Kiểm tra năng suất lạnh Q0 68

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 71

3.1 Kiểm tra hệ thống gió tươi 71

3.1.1 Tính toán lưu lượng gió tươi 71

3.1.2 Kiểm tra đường ống gió tươi với phần mềm DuctChecker Pro 73

3.1.3 Tính tổn thất áp của đường ống gió tươi 75

3.1.4 Tính toán chọn quạt cho ống gió với phần mềm Fantech 80

3.2 Kiểm tra hệ thống gió thải 83

3.2.1 Lưu lượng gió thải 83

3.2.2 Kiểm tra đường ống gió thải với phần mềm Ductchecker 85

3.2.3 Tính tổn thất áp của đường ống gió thải 85

3.3 Hút khói hành lang 87

6

3.3.1 Lưu lượng quạt hút khói 87

3.3.2 Kiểm tra đường ống hút khói với phần mềm Ductchecker 89

3.3.3 Tính toán chọn quạt với phần mềm Fantech 90

3.4 Tạo áp 91

3.4.1 Lưu lượng tạo áp phòng đệm thang bộ 91

3.4.2 Lưu lượng tạo áp thang máy khách 93

3.4.3 Lưu lượng tạo áp sảnh thang máy PCCC 93

3.4.4 Tính tổn thất áp phòng đệm thang bộ 94

3.4.5 Tính toán chọn quạt cho ống gió với phần mềm Fantech 95

CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI MÔ HÌNH 3D VÀ BÓC TÁCH KHỐI LƯỢNG BẰNG PHẦN MỀM REVIT 96

4.1 Giới thiệu phần mềm Revit 96

4.2 Dựng mô hình 3D hệ thống ĐHKK và thông gió của công trình 96

4.3 Ứng dụng bóc tách khối lượng công trình trên Revit 101

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

5.1 Kết luận 104

5.2 Kiến nghị 104

PHỤ LỤC 105

TÀI LIỆU THAM KHẢO 133

7

DANH MỤC VIẾT TẮT

ĐHKK Điều hòa không khí

FCU Fan Coil Unit (Thiết bị xử lý không khí)

PCCC Phòng cháy chữa cháy

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

VRV Variable Refrigerant Volume (Khối lượng môi chất lạnh thay đổi)

8

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Điều hòa cục bộ 16

Hình 1.2 Hệ thống máy lạnh VRV 18

Hình 1.3 Hệ thống ĐHKK trung tâm Water Chiller 19

Hình 1.4 Điều hòa multi 21

Hình 1.5 Khách sạn HIIVE 23

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán cân bằng nhiệt bằng phương pháp Carrier 25

Hình 2.2 Bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị của công trình 44

Hình 2.3 Nguyên lý cấu tạo của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp 45

Hình 2.4 Điểm gốc G (t = 24oC, φ = 50%) và điểm N, T 46

Hình 2.5 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF và quá trình biến đổi V-T trên ẩm đồ 47

Hình 2.6 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF và điểm hòa trộn H trên ẩm đồ 47

Hình 2.7 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng và quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S 48

Hình 2.8 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF và điểm đọng sương S trên ẩm đồ 49

Hình 2.9 Sơ đồ tuần hòa không khí một cấp cho Phòng gym + golf tầng 2 50

Hình 2.10 Thông số kỹ thuật dàn lạnh dấu trần ống gió hồi sau 52

Hình 2.11 Catalogue của dàn lạnh dấu trần ống gió hồi sau 53

Hình 2.12 Thông số kỹ thuật của dàn lạnh cassette âm trần đa hướng thổi 53

Hình 2.13 Catalogue của dàn lạnh cassette âm trần đa hướng thổi 54

Hình 2.14 Catalogue của dàn lạnh treo tường 54

Hình 2.15 Catalogue dàn nóng 55

Hình 2.16 Catalogue dàn nóng (tiếp theo) 56

9

Hình 2.17 Giao diện phần mềm Xpress 57

Hình 2.18 Thông số của dàn lạnh 58

Hình 2.19 Các dàn lạnh của công trình khách sạn HIIVE Bình Dương 58

Hình 2.20 Thông số nhập vào dàn nóng 59

Hình 2.21 Chiều dài đường ống gas 59

Hình 2.22 Thông số dàn nóng của công trình khách sạn HIIVE 60

Hình 2.23 Giao diện của Heatload 61

Hình 2.24 Đặt tên và địa chỉ của công trình 62

Hình 2.25 Thông số đầu vào 63

Hình 2.26 Nhiệt độ trong ngày của công trình 63

Hình 2.27 Hệ số truyền nhiệt của cả công trình 64

Hình 2.28 Nhiệt độ và độ ẩm bên trong phòng 64

Hình 2.29 Thông số phòng 65

Hình 2.30 Thời gian hoạt động của phòng 66

Hình 2.31 Các thông số của phòng 67

Hình 2.32 Hệ số nhiệt hiện và nhiệt ẩn của người 67

Hình 2.33 Kết quả tính tải của Heatload 68

Hình 3.1 Ống gió tươi cấp cho khu vực sảnh, quầy bar, khu bán lẻ tầng 1 73

Hình 3.2 Giao diện của phần mềm 74

Hình 3.3 Thông số set up cho phần mềm 74

Hình 3.4 Nhập lưu lượng cần tính 75

Hình 3.5 Ống gió tươi của FAF-T2-01 76

Hình 3.6 Giao diện Ashrea Duct Fitting Database của tiêu âm 77

10

Hình 3.7 Giao diện Ashrea Duct Fitting Database của ống giảm 78

Hình 3.8 Giao diện Ashrea Duct Fitting Database Vuông chuyển tròn 78

Hình 3.9 Giao diện Ashrea Duct Fitting Database của chạc 3 79

Hình 3.10 Giao diện Ashrea Duct Fitting Database của Gót giày 79

Hình 3.11 Giao diện Ashrea Duct Fitting Database của CO 90 80

Hình 3.12 Giao diện phần mềm Fantech cho quạt FAF –T1 – 01 81

Hình 3.13 Giao diện phần mềm Fantech cho quạt FAF –T1 – 02 81

Hình 3.14 Hệ thống ống gió thải Phòng dọn rửa 85

Hình 3.15 Chọn quạt hút khói 90

Hình 4.1 Phối cảnh kiến trúc của công trình 96

Hình 4.2 Lưới trục của công trình 97

Hình 4.3 Level của công trình 97

Hình 4.4 Tổng quan mô hình 3D hệ thống ĐHKK và thông gió của công trình khách sạn HIIVE 98

Hình 4.5 Mặt bằng hệ thống ĐHKK và thông gió của tầng 3 trên bản vẽ Revit 98

Hình 4.6 Tổng quan mô hình 3D hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 3 99

Hình 4.7 Tổng quan mô hình 3D kết nối dàn nóng hệ thống ĐHKK và thông gió của công trình 100

Hình 4.8 Tổng quan mô hình 3D hệ thống đhkk tầng 3 100

Hình 4.9 Tổng quan mô hình 3D hệ thống thông gió tầng 3 101

Hình 4.10 Hộp thoại New Schedule 102

Hình 4.11 Hộp thoại Schedule Properties 102

Hình 4.12 Tổng hợp các khối lượng ống gió đã bóc ở Excel 103

11

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các hệ số bức xạ mặt trời 28Bảng 2.2 Nhiệt bức xạ mặt trời qua mái 33Bảng 2.3 Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào 36Bảng 2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 của công trình 38Bảng 2.5 Thông số các điểm nút của phòng Phòng gym + golf tầng 2 51Bảng 2.6 Công suất dàn nóng 60Bảng 2.7 Kiểm tra công suất lạnh Q0 69Bảng 3.1 Lưu lượng gió tươi cấp cho phòng 72Bảng 3.2 Thông số quạt 82Bảng 3.3 Lưu lượng gió thải 83Bảng 3.4 Lưu lượng gió thải 84Bảng 3.5 Tổn thất áp của ống gió thải 86Bảng 3.6 Hệ số n tương ứng với chiều rộng B 87Bảng 3.7 Kiểm tra tổn thất đường ống hút khói 89Bảng 3.8 Thông số của quạt 91Bảng 3.9 Tổn thất đường ống tạo áp 94Bảng 3.10 Thông số của quạt 95

mà còn đảm bảo độ ẩm, lưu thông không khí và lọc sạch các chất ô nhiễm, mang lại một không gian sống và làm việc thoải mái, an toàn và lành mạnh

Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống điều hòa không khí là một hành trình dài đầy sáng tạo và cải tiến không ngừng Từ những nỗ lực ban đầu trong thời cổ đại nhằm làm mát không gian sống bằng các phương pháp đơn giản, cho đến phát minh mang tính cách mạng của Willis Carrier vào đầu thế kỷ 20, hệ thống điều hòa không khí đã không ngừng tiến bộ để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, các hệ thống điều hòa không khí đã trở nên hiệu quả hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và thân thiện với môi trường hơn Việc nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ tiên tiến trong hệ thống điều hòa không khí không chỉ nhằm mục đích tạo ra môi trường sống

và làm việc tốt hơn mà còn góp phần bảo vệ sức khỏe, tăng cường hiệu suất lao động và bảo vệ môi trường Vì vậy, thiết bị điều hòa không khí đã trở nên cần thiết cho các tòa nhà mới hay những vùng có khí hậu nóng do sự nóng lên toàn cầu nhằm phục vụ và cải thiện chất lượng đời sống cho con người

2 Lý do chọn đề tài

Trong bối cảnh phát triển của xã hội hiện nay, yêu cầu về chất lượng và hiệu quả của các công trình ngày càng được đặt lên hàng đầu Đặc biệt, đối với các công trình khách sạn như

dự án khách sạn HIIVE Bình Dương, việc đảm bảo môi trường sống và làm việc thoải mái,

an toàn cho khách hàng là yếu tố quan trọng quyết định đến sự thành công của dự án Trong

đó, hệ thống điều hòa không khí và thông gió đóng vai trò then chốt, góp phần tạo nên không gian trong lành, dễ chịu, đồng thời bảo vệ sức khỏe và nâng cao trải nghiệm của khách hàng

13

Việc thiết kế và triển khai hệ thống điều hòa không khí và thông gió không chỉ yêu cầu kiến thức chuyên môn sâu rộng mà còn đòi hỏi sự chính xác và hiệu quả trong tính toán và kiểm tra Sự phát triển của các công nghệ phần mềm hiện đại như Revit đã mang lại những công cụ mạnh mẽ, hỗ trợ đắc lực cho quá trình này Phần mềm Revit cho phép tích hợp các

hệ thống và bộ phận khác nhau của tòa nhà vào một mô hình duy nhất, giúp tối ưu hóa thiết

kế, giảm thiểu sai sót và nâng cao hiệu quả làm việc Từ đó nhóm em chọn đề tài "Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió, triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit cho dự án khách sạn HIIVE Bình Dương" với mục tiêu cung cấp một giải pháp toàn diện, hiện đại và hiệu quả cho dự án Đề tài không chỉ tập trung vào việc tính toán và kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió mà còn chú trọng đến việc triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit, từ đó đảm bảo tính chính xác và đồng bộ trong thiết kế và thi công Thông qua đề tài này Chúng em mong muốn góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả của

dự án khách sạn HIIVE Bình Dương, đồng thời phát triển kỹ năng và kiến thức chuyên môn về hệ thống điều hòa không khí và thông gió cũng như ứng dụng công nghệ Revit trong thiết kế xây dựng

14

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lịch sử hình thành và phát triển

Hệ thống điều hòa không khí có lịch sử phát triển dài lâu, bắt đầu từ những nỗ lực ban đầu của con người để kiểm soát và điều chỉnh môi trường sống Vào thời cổ đại, các nền văn minh như Ai Cập và Trung Quốc đã sử dụng các phương pháp đơn giản để làm mát không gian sống Ở Ai Cập, người ta làm mát bằng cách làm ướt các tấm vải và treo chúng

ở cửa sổ để không khí mát mẻ hơn khi gió thổi qua Tại Trung Quốc, người ta sử dụng quạt quay bằng tay để làm mát

Vào thế kỷ 18, Benjamin Franklin và John Hadley đã tiến hành các thí nghiệm với việc bay hơi chất lỏng để làm mát không khí Họ phát hiện ra rằng sự bay hơi của rượu hoặc ether có thể làm hạ nhiệt độ của một vật thể dưới điểm đóng băng của nước Tuy nhiên, các phát hiện này chủ yếu mang tính chất lý thuyết và chưa được ứng dụng rộng rãi

Năm 1820, nhà khoa học Michael Faraday đã khám phá ra rằng việc nén và hóa lỏng amoniac có thể làm mát không khí khi amoniac bay hơi Đây là một bước tiến quan trọng trong việc ứng dụng các nguyên tắc vật lý vào việc làm mát không khí

Năm 1842, John Gorrie, một bác sĩ người Mỹ, đã phát triển một cỗ máy làm mát không khí để điều trị bệnh nhân sốt rét và sốt vàng da tại bệnh viện ở Apalachicola, Florida Gorrie

đã chế tạo một máy tạo băng bằng cách sử dụng nén khí và sau đó sử dụng băng này để làm mát không khí Mặc dù cỗ máy của ông không thành công về mặt thương mại, nhưng nó đã đặt nền móng cho sự phát triển của các hệ thống điều hòa không khí sau này

Sự phát triển thực sự của hệ thống điều hòa không khí hiện đại bắt đầu từ đầu thế kỷ 20 với phát minh của Willis Haviland Carrier Năm 1902, Carrier phát minh ra hệ thống điều hòa không khí đầu tiên tại Buffalo, New York, để giải quyết vấn đề độ ẩm trong nhà in Hệ thống này không chỉ kiểm soát nhiệt độ mà còn kiểm soát độ ẩm, tạo điều kiện lý tưởng cho việc in ấn Phát minh của Carrier đã mở ra một kỷ nguyên mới cho ngành công nghiệp điều hòa không khí

Trong những năm 1920, điều hòa không khí bắt đầu được sử dụng trong các rạp chiếu phim, giúp thu hút khán giả vào những ngày nóng bức Điều này đã thúc đẩy sự phổ biến

15

của công nghệ điều hòa không khí trong các tòa nhà thương mại và sau đó là các hộ gia đình

Vào những năm 1950, điều hòa không khí trở nên phổ biến trong các hộ gia đình ở Mỹ

và sau đó lan rộng ra toàn thế giới Sự ra đời của máy điều hòa nhỏ gọn và giá cả phải chăng

đã làm cho công nghệ này tiếp cận được với nhiều người hơn

Hiện nay các hệ thống điều hòa không khí đã phát triển mạnh mẽ với sự ra đời của các công nghệ mới như biến tần, điều khiển thông minh, và hệ thống điều hòa không khí trung tâm Các hệ thống này trở nên hiệu quả hơn, tiết kiệm năng lượng hơn và thân thiện với môi trường hơn Các chất làm lạnh mới ít gây hại cho tầng ozone và có hiệu suất năng lượng cao hơn cũng đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi

1.2 Ý nghĩa của điều hòa không khí

Hệ thống điều hòa không khí (HVAC - Heating, Ventilation, and Air Conditioning) không chỉ đơn thuần là một công nghệ giúp kiểm soát nhiệt độ mà còn mang lại nhiều ý nghĩa quan trọng trong cuộc sống và môi trường làm việc hiện đại Tạo môi trường sống và làm việc thoải mái hệ thống điều hòa không khí duy trì nhiệt độ ổn định, tạo ra môi trường

dễ chịu cho con người, đặc biệt trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt Giữ độ ẩm ở mức phù hợp, giúp tránh tình trạng không khí quá khô hoặc quá ẩm, gây khó chịu hoặc ảnh hưởng đến sức khỏe Các hệ thống điều hòa không khí hiện đại thường được trang bị bộ lọc không khí, giúp loại bỏ bụi bẩn, phấn hoa, vi khuẩn và các chất gây dị ứng, tạo ra môi trường trong lành hơn kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm giúp ngăn ngừa sự phát triển của nấm mốc và vi khuẩn, giảm thiểu các bệnh liên quan đến đường hô hấp

Một môi trường làm việc thoải mái với nhiệt độ và chất lượng không khí tốt giúp tăng cường sự tập trung cải thiện hiệu suất làm việc và giảm căng thẳng, kiểm soát nhiệt độ và

độ ẩm phù hợp giúp kéo dài tuổi thọ của các thiết bị điện tử và máy móc, tránh tình trạng hỏng hóc do nhiệt độ quá cao hoặc độ ẩm cao Điều hòa không khí giúp bảo quản tài liệu, sách, tranh ảnh và các sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm, duy trì chất lượng và giá trị của chúng Các hệ thống điều hòa không khí hiện đại được thiết kế để tiêu thụ năng lượng hiệu quả, giúp giảm chi phí điện và giảm tác động đến môi trường Các chất làm lạnh

là cần thiết và có ý nghĩa to lớn trong bối cảnh hiện nay

1.3 Một số hệ thống điều hòa phổ biến

1.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ

Hệ thống điều hòa cục bộ là máy điều hòa không khí gồm một dàn nóng và một dàn lạnh (như hình 1.1) điều hòa cục bộ hoạt động riêng lẻ và có thể điều chỉnh nhiệt độ theo nhu cầu của từng không gian mà nó phục vụ, với kích thước và thiết kế của điều hòa nó thích hợp sử dụng cho các căn hộ nhỏ, tiền điện thanh toán riêng lẻ

Hình 1.1 Điều hòa cục bộ [1]

❖ Nhược điểm:

- Mỗi thiết bị chỉ có khả năng làm mát khu vực nhỏ, không phù hợp cho không gian lớn hoặc mở, đối với các tòa nhà lớn, cần nhiều thiết bị, dẫn đến chi phí tổng thể cao và phức tạp trong quản lý

- Khi sử dụng nhiều thiết bị điều hòa cục bộ trong cùng một tòa nhà, tổng lượng điện tiêu thụ có thể cao hơn so với hệ thống điều hòa trung tâm, một số loại điều hòa cục bộ, đặc biệt là điều hòa cửa sổ, có thể tạo ra tiếng ồn lớn hơn so với các hệ thống điều hòa khác

- Một số thiết bị, như điều hòa cửa sổ hoặc điều hòa di động, có thể chiếm không gian

và ảnh hưởng đến thẩm mỹ của phòng, trong các điều kiện thời tiết khắc nghiệt (quá nóng hoặc quá lạnh), hiệu suất của hệ thống điều hòa cục bộ có thể bị giảm

1.3.2 Hệ thống điều hòa trung tâm VRV

VRV là viết tắt của “Variable Refrigerant Volume”, nghĩa là hệ thống điều hòa không khí có lưu lượng môi chất có thể thay đổi được thông qua điều chỉnh tần số dòng điện Hệ thống bao gồm môt dàn nóng giải nhiệt gió hoàn chỉnh có thể kết nối lên đến 64 dàn lạnh bằng một cặp đường ống gas nhỏ gọn (như hình 1.2)

VRV ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều hòa dạng rời ở chỗ độ dài đường ống dẫn ga, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng, dàn lạnh và công suất lạnh tăng đáng kể phù hợp với mọi công trình kèm theo khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua

đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài

18

Cấu trúc hệ thống VRV gồm:

- Hệ thống dàn nóng (đơn lẻ hoặc liên kết)

- Hệ thống dàn lạnh, có những loại: như âm trần cassette, treo tường, âm trần nối ống gió, dàn lạnh đặt sàn

- Dàn lạnh có nhiều kiểu dáng và kích thước khác nhau (âm trần, treo tường, cassette) phù hợp với các thiết kế nội thất khác nhau, ít không gian lắp đặt hơn so với các hệ thống điều hòa truyền thống

- Hoạt động rất êm ái, giảm thiểu tiếng ồn trong quá trình vận hành

- Sử dụng các linh kiện và công nghệ hiện đại giúp hệ thống có tuổi thọ và độ bền cao

❖ Nhược điểm:

- Hệ thống VRV có chi phí thiết bị và lắp đặt cao hơn so với các hệ thống điều hòa thông thường, đòi hỏi chi phí bảo trì cao và cần kỹ thuật viên chuyên nghiệp để duy trì hiệu suất hoạt động tốt nhất của hệ thống

19

- Việc lắp đặt hệ thống đòi hỏi kỹ thuật cao và phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định

về thiết kế và lắp đặt Hệ thống cần được bảo trì và kiểm tra định kỳ để đảm bảo hiệu suất

và tuổi thọ, đòi hỏi kỹ thuật viên có trình độ chuyên môn cao

- Việc sử dụng môi chất lạnh không phù hợp hoặc kém chất lượng có thể làm giảm hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống

- Hiệu suất của hệ thống có thể bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường xung quanh, chẳng hạn như nhiệt độ môi trường ngoài quá cao hoặc quá thấp có thể ảnh hưởng đến hiệu suất làm lạnh

1.3.3 Hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt bằng nước (Water Chiller)

Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller (như hình 1.3) là hệ thống điều hòa gồm là loại máy phát sinh ra nguồn lạnh để làm lạnh các đồ vật, thực phẩm, là máy sản xuất nước lạnh dùng trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm, sử dụng nước là chất tải lạnh Nước sẽ được làm lạnh qua bình bốc hơi (thường vào 12oC và ra 7oC)

Hình 1.3 Hệ thống ĐHKK trung tâm Water Chiller [3]

Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller gồm có cấu tạo gồm 5 phần chính bao gồm:

- Cụm trung tâm nước Water Chiller

- Hệ Thống đường ống nước lạnh và bơm nước lạnh

20

- Hệ Thống tải sử dụng trực tiếp: AHU, FCU, PAU, …

- Hệ Thống tải sử dụng gián tiếp: Hệ Thống đường ống gió thổi qua phòng cần điều hòa, các van điều chỉnh ống gió, miệng gió: VAV, Damper.v.v

- Hệ Thống Bơm và tuần hoàn nước qua Cooling Tower (nếu có) đối với Chiller giải nhiệt nước

❖ Ưu điểm:

- Công suất dao động lớn: Từ 5 tấn lên đến hàng ngàn tấn, thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn

- Hệ thống ống nước lạnh gọn nhẹ, cho phép lắp đặt trong các tòa nhà cao tầng, công

sở nơi không gian lắp đặt ống nhỏ Hệ thống hoạt động ổn định, bền và tuổi thọ cao

- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngoài

và do đó tiết kiệm điện năng khi non tải Một máy thường có từ 3 đến 5 cấp giảm tải Đối với hệ thống lớn, người ta sử dụng nhiều cụm máy nên tổng số cấp giảm tải lớn hơn nhiều

- Tiết kiệm điện năng, tiết kiệm chi phí, nhiệt độ ổn định, công xuất phù hợp theo yêu cầu của khách hàng

❖ Nhược điểm:

- Lắp đặt và vận hành tương đối phức tập, yêu cầu thợ lành nghề

- Một số hệ thống phải mất không gian vị trí đặt máy dưới tầng hầm…

- Phải có phòng máy riêng

- Phải có người chuyên trách phục vụ

- Vận hành, sửa chữa và bảo dưỡng tương đối phức tạp.Tiêu thụ điện năng cho một đơn

vị công suất lạnh cao, đặc biệt khi tải non

1.3.4 Hệ thống điều hòa Multi

Hệ thống điều hòa Multi là một loại hệ thống điều hòa không khí mà một dàn nóng duy nhất có thể kết nối và điều khiển nhiều dàn lạnh (như hình 1.4) Đây là giải pháp hiệu quả

và tiết kiệm không gian, phù hợp cho các tòa nhà, căn hộ hoặc văn phòng có nhiều phòng cần điều hòa không khí độc lập

22

1.4 Phạm vi đề tài

- Đề tài nhằm thực hiện việc tính toán và kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió, đồng thời triển khai bản vẽ kỹ thuật chi tiết bằng phần mềm Revit để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng

- Thu thập thông tin về yêu cầu kỹ thuật, diện tích, số lượng phòng, và đặc điểm kiến trúc của tòa nhà Khảo sát điều kiện môi trường xung quanh, bao gồm nhiệt độ, độ ẩm, và các yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống điều hòa và thông gió

- Xác định tải nhiệt cho từng khu vực trong tòa nhà dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu sử dụng Chọn lựa và tính toán công suất cho các thiết bị điều hòa không khí phù hợp

- Xác định lưu lượng không khí cần thiết cho từng khu vực để đảm bảo chất lượng không khí trong nhà theo tiêu chuẩn Đảm bảo hệ thống thông gió hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng

- Mô phỏng và phân tích hiệu suất hoạt động của hệ thống điều hòa không khí và thông gió bằng phần mềm Revit và các công cụ tính toán chuyên dụng Sử dụng phần mềm Revit

để triển khai các bản vẽ chi tiết của hệ thống điều hòa không khí và thông gió

- Đảm bảo bản vẽ được triển khai một cách chính xác, rõ ràng và đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của dự án

1.5 Giới thiệu công trình

Tên dự án: Khách sạn HIIVE Bình Dương (như hình 1.5)

Tư vấn thiết kế: CTY TNHH Tư Vấn Thiết Kế ASP

Chủ đầu tư: Công ty TNHH Đầu Tư Tân Thiên Khánh

Tọa lại tại: Số 32A7, Đường Tạo Lực 5, Khu Công Nghiệp VIỆT NAM-SINGAPORE 2, Phường Hòa Phú, Thành phố Thủ Dầu Một, Tỉnh Bình Dương, VIỆT NAM

Diện tích: 11.000 m2

23

Hình 1.5 Khách sạn HIIVE[5]

1.5.1 Thống kê cơ cấu thông tin phòng dựa vào bản vẽ

Dựa vào bản thiết kế, ta thấy công trình 10 tầng nổi, không tầng hầm Trong đó bãi giữ

xe nằm ở tầng trệt, 2 cụm thang máy và 1 cầu thang thoát hiểm, 2 thang bộ

Công trình được xây dựng với kết cấu bê tông cốt thép, độ dày tường là 200mm, kính được sử dụng có độ dày là 6mm

Các phòng và sảnh tiếp tân điều có hệ thống điều hòa và thông gió để tạo một bầu không khí dễ chịu khi sử dụng

Dựa vào bản thiết kế ta có thể thấy công năng của các tầng được liệt kê trong Phụ lục 1

1.5.2 Thông số thiết kế công trình

1.5.2.1 Điều kiện thiết kế bên ngoài

Khách sạn HIIVE Bình Dương nằm tại Bình Dương nên nhiệt độ ngoài trời để tính toán

hệ thống điều hòa không khí được như sau:

Nhiệt độ bầu khô vào mùa hè: 36oC

Nhiệt độ bầu ướt vào mùa hè: 32,76oC

Độ ẩm trung bình: RH = 80%

24

Ta có 𝑡𝑁 = 36℃ và 𝜑𝑁 = 80% tra đồ thị t-d tài liệu [6]

- Entanpy: 𝐼𝑁 = 114,88 𝑘𝐽/𝑘𝑔

- Dung ẩm: 𝑑𝑁 = 30,65 𝑔/𝑘𝑔

1.5.2.2 Điều kiện thiết kế bên trong

Do tính chất của tòa nhà là khách sạn nên nhiệt độ và độ ẩm cho khu vực điều hòa không khí được chọn như sau:

- Nhiệt độ phòng 25oC;

- Độ ẩm trung bình 𝑅𝐻 = 60 % theo tài liệu [7]

Chọn điều điện bên trong dựa vào điều kiện thiết kế trên T (25℃; 60%)

Ta có 𝑡𝑇 = 25℃ và 𝜑𝑇 = 60% tra đồ thị I-d tài liệu [6]

- Entanpy: 𝐼𝑇 = 55,43 𝑘𝐽/𝑘𝑔

- Dung ẩm: 𝑑𝑇 = 12 𝑔/𝑘g

Ta có các thông số ban đầu như sau:

- Nhiệt độ bên trong: tT = 250C

2.2 Tính cân bằng nhiệt bằng phương pháp Carier

Phương pháp Carrier khác so với phương pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Qo bằng cách tính riêng tổng nhiệt thừa Qhtvà nhiệt ẩn thừa Qatcủa mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa (như hình 2.1), các công thức tính các tải nhiệt được xác định dựa vào tài liệu [7]

Hình 2.1 Sơ đồ tính toán cân bằng nhiệt bằng phương pháp Carrier

26

2.2.1 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời Q 11

Q11 = nt Q11’, (W) (2.1) Trong đó:

nt : Hệ số tác dụng tức thời và được xác định thông qua gs trong bảng 4.6 tài liệu [7]

gs: khối lượng riêng diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn, kg/m2

Theo bảng 4.11 tài liệu [7] ta có:

- Khối lượng 1m2 tường bê tông gạch vỡ dày 0,2 m: M = 0,2.1800 = 360 (kg/m2)

- Khối lượng 1m2 sàn bê tông cốt thép dày 0,2 m: M = 2400.0,2 = 480 (kg/m2)

- Khối lượng 1m2 tường kính xanh có độ dày 0,006 m: M = 2500.0,006 = 15 (kg/m2)

F - Diện tích bề mặt kính có khung là kim loại, m 2;

𝜀c - Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển

𝜀c = 1+ 𝐻

1000 0,023 = 1 + 56,1

1000 0,023 = 1,0012903 (2.4)

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

Ta có độ cao của tầng 10 tầng so với mực nước biển là 56,1m

Vì hệ số này không đáng kể nên chúng em chọn 𝜀c= 1 cho cả công trình

ts : nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời, oC

Với: tN = 36oC, 𝜑 = 80%, tra đồ thị I-d, ta có ts = 31,99 oC

𝜀𝑚𝑚 – hệ số kể đến ảnh hưởng mây mù, xét trường hợp lớn nhất là lúc trời không có

mây mù 𝜀𝑚𝑚 = 1;

𝜀𝑘ℎ – hệ số ảnh hưởng của khung cửa kính, dựa vào bản vẽ kiến trúc, công trình sử dụng khung kim loại nên chọn 𝜀𝑘ℎ=1,17 theo tài liệu [7];

𝜀𝑚 – hệ số ảnh hưởng của kính, tra bảng 4.3 tài liệu [7];

Loại kính công trình sử dụng là kính Calorex, màu xanh, 6mm có 𝜀m = 0,57;

𝜀r - Hệ số mặt trời, chọn kính có màn che màu tối bên trong nên 𝜀r = 0,75 tra theo bảng 4.4 tài liệu [7];

RT - Bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng, W/m2 Vì không phải kính cơ bản nên RT được thay thế bằng RK nên ta có:

Với: RK = [0,4      k + k.( m+ +m k. m+ 0,4 )]  k m RN (2.6)

RN: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính, W/m2,

0,88

T N

Bắc 126 143,2 70,44 Đông Bắc 483 548,9 270

Đông 517 587,5 289

Đông Nam 514 584,1 287,32

Nam 378 429,5 211,27 Tây Nam 514 584,1 287,32

Tây 517 587,5 289 Tây Bắc 483 548,9 270

Theo biểu thức 2.3, ví dụ tính nhiệt bức xạ qua khu vực Khu bán lẻ, sảnh, lễ tân, quán Bar tầng 1 ta có: