Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió, và dựng Revit dự án khách sạn Wink Hải Phòng

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC ` ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT NHIỆT Đề tài: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ, VÀ DỰNG REVIT DỰ ÁN... TÓM TẮT Đề tài đồ án

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

GVHD: TS ĐOÀN MINH HÙNG SVTH: NGUYỄN HUỲNH GIA HUY

TRẦN NGỌC GIA HUY

TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, THÔNG GIÓ, VÀ DỰNG REVIT DỰ ÁN KHÁCH SẠN

WINK HẢI PHÒNG

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

`

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT NHIỆT

Đề tài:

TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG

KHÍ, THÔNG GIÓ, VÀ DỰNG REVIT DỰ ÁN

Chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến toàn thể quý thầy, cô

bộ môn Công nghệ kỹ thuật Nhiệt, khoa Cơ Khí Động Lực, trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Sự tận tình giảng dạy và hướng dẫn của quý thầy, cô đã giúp chúng em có được nền tảng kiến thức vững chắc và kỹ năng cần thiết để hoàn thành đồ án này

Đặc biệt, chúng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Đoàn Minh Hùng, người đã luôn đồng hành, hướng dẫn tận tình và cung cấp những tài liệu hữu ích Nhờ sự chỉ bảo kỹ lưỡng và sự kiên nhẫn của thầy, chúng em đã vượt qua những khó khăn, giải đáp những thắc mắc và hoàn thiện đồ án một cách tốt nhất Kiến thức

mà chúng em tiếp thu được từ thầy đã giúp chúng em hiểu sâu hơn về cách thiết kế một hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho một dự án

Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường, các phòng ban và toàn thể cán bộ giảng viên đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn và kính chúc quý thầy, cô sức khỏe, hạnh phúc và thành công trong sự nghiệp giảng dạy Chúng em hy vọng sẽ tiếp tục nhận được sự chỉ bảo và hỗ trợ từ thầy, cô trong những chặng đường tiếp theo Trân trọng!

TP Hồ Chí Minh, ngày 05, tháng 6, năm 2024 Sinh viên thực hiện đề tài

Nguyễn Huỳnh Gia Huy

Trần Ngọc Gia Huy

TÓM TẮT

Đề tài đồ án tốt nghiệp "Tính toán, kiểm tra hệ thống điều hòa không khí cho khách sạn Wink Hải Phòng" gồm ba phần chính: tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, tính toán kiểm tra hệ thống thông gió, và dựng lại mô hình 3D các

hệ thống này bằng phần mềm Revit Nội dung cụ thể của từng phần như sau:

Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí:

Thực hiện dựa trên việc xác định các thành phần nhiệt hiện và ẩn thừa bằng phương pháp Carrier, từ đó lập sơ đồ và tính năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí

Phương pháp tính tải lạnh bằng phần mềm Heatload cũng được áp dụng để đảm bảo độ chính xác của việc kiểm tra

Kết quả tính toán tải lạnh được dùng để so sánh với bản vẽ công trình, đưa ra những nhận xét và kiến nghị

Kiểm tra hệ thống thông gió:

Áp dụng các tiêu chuẩn để tính lưu lượng gió và sử dụng phần mềm hỗ trợ như Duct Checker Pro để tính kích thước ống gió, miệng gió

Sử dụng phương pháp tổn thất ma sát đồng đều để tính tổn thất áp suất ma sát và phần mềm Ashrae Duct Fitting Database để tính tổn thất áp suất cục bộ của các hệ thống thông gió nhà vệ sinh, hầm xe và các hệ thống thông gió sự cố như tạo

áp cầu thang, hút khói hành lang

MỤC LỤC xii

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xvi

DANH MỤC BẢNG xvii

DANH MỤC HÌNH ẢNH xix

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Lí do chọn đề tài: 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu: 1

1.3 Giới hạn đề tài: 2

1.4 Tổng quan về điều hòa không khí: 2

1.4.1 Khái niệm: 2

1.4.2 Quá trình phát triển: 2

1.4.3 Ứng dụng 3

1.4.4 Hệ thống điều hòa không khí: 4

1.5 Tổng quan công trình: 7

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐHKK 9

2.1 Lựa chọn phương án điều hòa không khí 9

2.2 Thông số ban đầu 9

2.2.1 Nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài 9

2.2.2 Nhiệt độ và độ ẩm trong nhà 9

2.3 Xác định phụ tải lạnh 9

2.3.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 10

2.3.2 Nhiệt truyền qua mái do bức xạ và do 𝚫𝒕 Q21: 15

2.3.3 Nhiệt truyền qua vách Q22 17

2.3.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 22

2.3.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 23

2.3.6 Nhiệt tỏa ra do máy móc và thiết bị điện Q32 24

2.3.7 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4 26

2.3.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào (QhN và QâN) 28

2.3.10 Nhiệt tổn thất cho các nguồn khác Q6 29

2.4 Kiểm tra tính đọng sương 29

2.5 Lập sơ đồ điều hòa không khí 30

2.5.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 30

2.5.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 31

2.5.3 Vẽ sơ đồ điều hòa không khi 35

2.6 Tính toán kiểm tra phần mềm HEATLOAD của DaiKin 38

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG THÔNG GIÓ 57

3.1 Kiểm tra hệ thống cấp gió tươi 57

3.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp gió tươi 57

3.2.1 Mục đích của việc cấp gió tươi 57

3.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp gió tươi 57

3.2.3 Kiểm tra lưu lượng gió tươi 58

3.2.4 Tính toán kiểm tra kích thước ống gió tươi 59

3.2.5 Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió tươi 66

3.2.6 Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió tươi 66

3.3 Kiểm tra hệ thống hút khói hành lang 71

3.3.1 Nguyên lý hoạt động của hệ thống hút khói hành lang: 71

3.3.3 Kiểm tra kích thước ống hút khói hành lang: 74

3.4 Tính toán kiểm tra hệ thống tạo áp cầu thang 74

3.4.1 Mục đích của tạo áp cầu thang 74

3.4.2 Nguyên lí của tạo áp cầu thang 74

3.4.3 Tính toán tạo áp các khu vực: 77

3.5 Tính toán kiểm tra hệ thống hút gió thải toilet 88

3.5.1 Mục đích của hệ thống hút gió thải toilet 88

3.5.2 Nguyên lí hoạt động hệ thống hút gió thải toilet 89

3.5.3 Tính toán kiểm tra lưu lượng hút gió thải toilet 89

3.5.4 Kiểm tra kích thước ống gió, miệng gió hút thải toilet 90

3.6 Tính toán kiểm tra hệ thống hút gió thải phòng kỹ thuật điện, kho 94

3.6.1 Mục đích sử dụng 94

3.6.2 Nguyên lí hoạt động 94

3.6.3 Tính toán kiểm tra lưu lượng hút gió thải của phòng kỹ thuật điện,kho 95

3.6.4 Kiểm tra kích thước ống gió, miệng gió hút thải phòng kỹ thuật điện, kho 96

3.6.5 Tính toán kiểm tra cột áp của quạt hút thải phòng kỹ thuật điện 98

3.7 Kiểm tra hệ thống thông gió tầng hầm 100

3.7.1 Mục đích của hệ thống thông gió hầm xe 100

3.7.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió hầm xe 100

3.7.3 Kiểm tra lưu lượng quạt hệ thống thông gió hầm xe 101

3.7.4 Kiểm tra kích thước đường ống gió hệ thống thông gió 102

tầng hầm: 102

3.7.5 Kiểm tra cột áp quạt thông gió tầng hầm 105

CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI BẢN VẼ BẰNG REVIT 2019 108

4.1 Giới thiệu chung về phần mềm Revit: 108

4.2 Ứng dụng Revit vào cơ điện: 108

4.3 Model Revit dự án khách sạn Wink Hải Phòng: 109

4.3.1 Model 3D hệ HVAC: 109

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114

5.1 Kết luận 114

5.2 Kiến nghị 115

TÀI LIỆU THAM KHẢO 116

PHỤ LỤC 117

PHỤ LỤC 1 117

PHỤ LỤC 2 119

PHỤ LỤC 3 125

PHỤ LỤC 4 126

PHỤ LỤC 6 137

PHỤ LỤC 7 142

PHỤ LỤC 8 146

PHỤ LỤC 9 149

PHỤ LỤC 10 152

PHỤ LỤC 11 154

PHỤ LỤC 12 158

PHỤ LỤC 13 160

ĐHKK: Điều hòa không khí

HVAC: Heating, Ventilation và Air Conditioning (Sưởi, thông gió và điều hòa không khí)

MEP: Mechanical, Electrical và Plumbing (Cơ, điện và nước)

TL: Tài liệu

VRV: Variable Refrigerant Volume

VRF: Variable Refrigerant Flow

FCU: Fan Coil Units

PAU: Primary Air Units

SS: Singapore Standard

BS: British Standard

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

PCCC: Phòng cháy chữa cháy

VCD: Volume Control Damper

OBD: Opposed Blade Volume Damper

LH (Latent Heat): Nhiệt ẩn

SH (Sensible Heat): Nhiệt hiện

RSHF (Room Sensible Heat Factor): Hệ số nhiệt hiện phòng

GSHF (Grand Sensible Heat Factor): Hệ số nhiệt hiện tổng

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

ERSH (Effective Room Sensible Heat): Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng

ERLH (Effective Room Latent Heat): Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng

Bảng 2.1:Hệ số hấp phụ xuyên qua của kính và màn che 11

Bảng 2.2: Hệ số RTmax theo từng hướng 12

Bảng 2.3: Độ cao sàn các tầng 12

Bảng 2.4: Thông số kích thước phòng 16 – tầng 4 13

Bảng 2.5: Hệ số tác dụng tức thời qua kính vào phòng , lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng và nhiệt hiện bức xạ qua kính 14

Bảng 2.6: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i trong kết cấu bao che 𝛿𝑖 19

Bảng 2.7: Hệ số truyền nhiệt k của sàn hay trần 23

Bảng 2.7: Mật độ gió tươi, mật độ người và nhiệt từ cơ thể người theo công năng phòng 27

Bảng 2.8: Giá trị hệ số đi vòng BF của dàn lạnh 34

Bảng 2.9:Thông số các điểm nút 37

Bảng 2.10: Kết quả tính toán tải lạnh bằng phần mềm heatload 51

Bảng 2.11: Bảng so sánh tải lạnh 53

Bảng 3.1: Lưu lượng gió tươi tính toán cho văn phòng quản lý tầng 2 59

Bảng 3.2: Tốc độ gió tối đa 61

Bảng 3.3: Kết quả tính toán đường ống gió tươi 62

Bảng 3.6: Hệ số phụ thuộc vào chiều rộng cửa 73

Bảng 3.7: Lưu lương hệ thống tạo áp cầu thang bộ 79

Bảng 38: tổn thất áp cục bộ cho hệ thống tạo áp thang bộ 83

Bảng 3.7: Diện tích khe hở cho các loại cửa thực tế 84

Bảng 3.8: Tổn thất áp cục bộ hệ thống tạo áp thang bộ 85

Bảng 3.9 Diện tích khe hở cho các loại cửa thực tế 86

Bảng 3.10: Tính áp cục bộ hệ thống tạo áp giếng thang máy 88

Bảng 3.11: Mật độ gió thải 89

Bảng 3.12: Bảng lưu lượng hút gió thải toilet cho tòa khách sạn 90

Bảng 3.13: Bảng kích thước ống gió hút thải toilet 92

Bảng 3 14 Thông số tổn thất áp suất cục bộ của hệ thống hút mùi toilet 93

Bảng 3.16: Bảng kích thước ống gió hệ thống hút gió thải phòng kỹ thuật điện 98 Bảng 3.17: Tổn thất áp cục bộ hệ thống hút gió thải phòng kỹ thuật điện 99 Bảng 3.18: Bảng kích thước ống gió hệ thống hút gió thải tầng hầm 104

Bảng 3.20: Bảng tổn thất áp suất cục bộ đường ống hút hệ thống thông gió tầng

hầm 105

Bảng 3.21: Bảng tổn thất áp suất cục bộ đường ống cấp hệ thống thông gió tầng

hầm 106

Hình 1.1: Hệ thống điều hòa cục bộ (Split unit) 4

Hình 1.2: Hệ thống điều hòa Multi 5

Hình 1.3: Hệ thống điều hòa VRV/VRF 5

Hình 1.4: Hệ thống Water Chiller giải nhiệt gió 6

Hình 1.5: Hệ thống Water Chiller giải nhiệt nước 7

Hình 1.6: Khách sạn Wink Hải Phòng 8

Hình 2.1: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng 17

Hình 2.2: Kết cấu tường (1) 18

Hình 2.3: Kết cấu tường (2) 18

Hình 2.4: Mật độ công suất chiếu sáng LPD 24

Hình 2.5: Tiêu chuẩn không khí ngoài (gió tươi) theo yêu cầu vệ sinh cho các phòng được ĐHKK tiện nghi 25

Hình 2.6: Chỉ tiêu cấp điện công trình 26

Hình 2.7: Sơ đồ nguyên lí ĐHKK 1 cấp 30

Hình 2.8: Hệ số nhiệt hiện của phòng Ɛhf và cách xác định quá trình biến đổi V-T 32

Hình 2.9: Hệ số nhiệt hiển tổng GSHF (Ɛht) và sự biến đổi khí trong dàn lạnh 33

Hình 2.10: Sơ đồ điều hòa không khí vẽ trên đồ thị t-d 36

Hình 2.11: Giao diện chính phần mềm Heatload 38

Hình 2.12: Cài đặt tên cho dự án 39

Hình 2.13: Dữ liệu thời tiết tại Hải Phòng 40

Hình 2.14: Dữ liệu hệ số truyền nhiệt của dự án 41

Hình 2.15: Dữ liệu nhiệt độ và độ ẩm của dự án 41

Hình 2.16: Giao diện chính Room Data 42

Hình 2.17: Nhập các thông số kích thước của phòng 44

Hình 2.18: Hệ số truyền nhiệt của phòng chờ nhân viên tầng 2 44

Hình 2.19: Nhiệt độ và độ ẩm của phòng chờ nhân viên ở tầng 2 45

Hình 2.20: Thời gian làm việc của phòng chờ nhân viên tầng 2 46

Hình 2.22: Thông số mái che 47

Hình 2.23: thông số vật liệu của phòng chờ nhân viên tầng 2 48

Hình 2.24: các thông số mở rộng của phòng 48

Hình 2.25: Tải lạnh của phòng chờ nhân viên tầng 2 49

Hình 2.26: Dữ liệu chi tiết tổn thất nhiệt của phòng chờ nhân viên tầng 2 50

Hình 2.27: Dữ liệu tổn thất nhiệt phòng chờ nhân viên tầng 2 50

Hình 3.1: Mật độ gió tươi cho từng khu vực 59

Hình 3.2: Hướng dẫn sử dụng Duct Checker Pro 61

Hình 3.3: Hướng dẫn sử dụng Duct Checker Pro 61

Hình 3.4: Hướng dẫn thay đổi đơn vị Ashrea Duct Fitting 67

Hình 3.5: Giới thiệu phần mềm Ashrea Duct Fitting Database 68

Hình 38: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Ashrea Duct Fitting Database(1) 69

Hình 3.6: Hướng dẫn sử dụng phần mềm Ashrea Duct Fitting Database(2) 70

Bảng 3.4: Tổn thất áp suất cục bộ qua co 90 và gót giày ở tầng 3 trục 4 70

Bảng 3.5: Tổn thất áp suất cục bộ của các chi đường ống gió tươi ở trục 4 tầng 2 71

Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lí hệ thống hút khói hành lang 72

Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lí tạo áp cầu thang (1) 76

Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lí tạo áp cầu thang (2) 77

Hình 3.10: Phần mềm Duct Checker Pro để tính kích thước miệng gió 80

Hình 3.11: Set up để tính toán ống gió tạo áp cầu thang trên phần mềm Duct Checker Pro 81

Hình 3.12: Chọn kích thước ống gió tạo áp cầu thang 82

Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lí hút gió thải toilet 89

Hình 47: Kiểm tra miệng gió của hệ thống hút thải toilet bằng Duct Checker Pro 91

Hình 48: Đường ống gió thải toilet 91

Hình 3.14: Sơ đồ nguyên lí hút thải phòng kỹ thuật điện (1) 94

Hình 3.15: Sơ đồ nguyên lí hút thải phòng kỹ thuật điện (2) 95

Hình 3.16: Kiểm tra miệng gió của hệ thóng hút gió thải phòng kho 97

Hình 3.18: Sơ đồ nguyên lí hệ thống thông gió hầm xe 101

Hình 3.19: Setup Duct Checker Pro để tính kích thước ống gió thông gió tầng hầm 103

Hình 3.20: Đường ống gió hút thông gió tầng hầm 103

Hình 3.21: Đường ống gió cấp thông gió tầng hầm 104

Hình 4.1: Model 3D hệ HVAC tầng hầm 109

Hình 4.2: Model 3D hệ HVAC tầng hầm lửng 109

Hình 4.3: Model 3D hệ HVAC tầng 1 110

Hình 4.4 Model 3D hệ HVAC tầng 2 110

Hình 4.5: Model 3D hệ HVAC tầng 3 110

Hình 4.6: Model 3D hệ HVAC tầng 4 111

Hình 4.7 Model 3D hệ HVAC tầng 5 111

Hình 4.8 Model hệ HVAC tầng TUM 111

Hình 4.9: Model 3D dàn nóng ODU 112

Hình 4.10: Thiết lập bốc tách khối lượng ống gió 112

Hình 1: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng hầm 160

Hình 2: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng hầm lửng 160

Hình 3: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 1 161

Hình 4: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 2 161

Hình 5: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 3 162

Hình 6: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 4 162

Hình 7: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 5 163

Hình 8: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 6 – 12 163

Hình 9: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 13 164

Hình 10: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 14 164

Hình 11: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 15 – 20 165

Hình 12: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 21 165

Hình 13: Mặt bằng bố trí hệ thống ĐHKK và thông gió tầng 22 166

Hình 15: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 1 167 Hình 16: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 2 167 Hình 17: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 3 168 Hình 18: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 4 168 Hình 19: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 5 169 Hình 20: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 6 – 12 169 Hình 21: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 13 170 Hình 22: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 14 170 Hình 23: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 15 171 Hình 24: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 21 171 Hình 25: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 22 172 Hình 26: Mặt bằng bố trí hệ thống ống gas tầng 23 172

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Lí do chọn đề tài:

Với sự phát triển của nhanh chóng của khoa học – kỹ thuật, mật độ công trình được xây dựng ngày càng nhiều Mỗi công trình được tạo ra là sự kết hợp hoàn hảo của những mãnh ghép như: kết cấu; kiến trúc; các hệ thống điều hòa không khí, thông gió, phòng cháy chữa cháy, điện nặng, điện nhẹ, cấp thoát nước… Để tạo nên một tòa nhà thì mỗi yếu tố như vậy đóng vai trò vô cùng quan trọng và hệ thống điều hòa không khí và thông gió gọi tắt là HVAC cũng không ngoại lệ

Đối với mỗi dạng công trình khác nhau như: văn phòng, khách sạn, nhà ở, chung cư, bệnh viện, trường học, nhà xưởng… thì có các yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế riêng biệt Vì thể, để đáp ứng được các chỉ tiêu cho một tòa nhà thì những kỹ sư HVAC phải được đào tạo bài bản về kiến thức chuyên môn cũng như khả năng giải quyết sự cố khi hệ thống gặp trục trặc… Trong suốt 4 năm học tập và nghiên cứu tại trường Sư phạm Kỹ thuật TPHCM nhóm chúng em đã được tiếp cận và học hỏi về các hệ thống điều hòa không khí và thông gió, tìm hiểu các thiết bị cũng như nguyên lý làm việc của nó

Với những kiến thức đã học được, cùng với sự hướng dẫn của thầy Đoàn Minh Hùng, nhóm chúng em quyết định làm khóa luận với đề tài: “Tính toán, kiểm tra kết hợp với dùng Revit khách sạn Wink Hải Phòng” Qua đề án này, nhóm em có thể hiểu sâu hơn về nguyên lý hoạt động, cách dựng Revit 3D, cũng như cách áp dụng các tiêu chuẩn, quy chuẩn để tinh toán thiết ké HVAC cho công trình khách sạn này

1.2 Mục tiêu nghiên cứu:

Thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí, thông gió và dựng Revit cho khách sạn Wink Hải Phòng”, nhóm chúng em hướng tới mục tiêu nắm được nguyên lí hoạt động của hệ thống điều hòa không khí, thông gió; cách tính toán các thông số của hệ thống theo tiêu chuẩn, quy chuẩn; cách sử dụng một số phần mềm hỗ trợ như tính tải lạnh

Heatload, chọn ống gió và miệng gió Duct Checker Pro, tính tổn thất áp Ashrae Duct Fitting Database, dựng model 3D Revit

1.3 Giới hạn đề tài:

Đề tài này chỉ tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khách sạn Wink Hải Phòng mà không tính toán các hệ thống khác (điện nặng, điện nhẹ, PCCC, cấp thoát nước,…)

Tại phần kiểm tra hệ thống điều không khí, đề tài chỉ tập trung tính toán kiểm tra năng suất lạnh của trình mà không tính chọn các thiết bị khác

Việc tính toán chủ yếu dựa vào tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010 và Ashrae Standard 62.1 – 2013, British Standard 5588 – 1998 và British Standard

Các giai đoạn sơ khai (thế kỷ 19): Người ta ghi nhận rằng sự tăng nhiệt độ

do công nghệ công nghiệp và sự phát triển đô thị đã tạo nên nhu cầu ngày càng lớn về hệ thống làm lạnh Các máy làm lạnh đầu tiên được phát triển sử dụng các nguyên tắc hơi nước và hấp thụ nhiệt

Cách mạng điện (thế kỷ 20): Sự phát triển của điện năng và công nghệ điện đã tạo điều kiện cho sự phát triển mạnh mẽ của điều hòa không khí Đầu những năm 1900, các máy làm lạnh sử dụng khí amoniac, khí lỏng, hoặc nước

làm chất làm lạnh và được sử dụng chủ yếu trong các nhà máy công nghiệp và các tòa nhà lớn

Các loại máy điều hòa không khí hiện đại (từ những năm 1920 đến nay): Các máy điều hòa không khí hiện đại, sử dụng hệ thống nén khí, được phát triển vào những năm 1920 Công nghệ này cho phép sự điều khiển chính xác hơn nhiệt

độ và độ ẩm trong các không gian nhỏ và lớn hơn Trong thập kỷ 1950, máy điều hòa không khí trở nên phổ biến trong các gia đình và các tòa nhà thương mại

Công nghệ tiên tiến hiện đại: Trong những năm gần đây, công nghệ đã tiến bộ đáng kể Các máy điều hòa không khí hiện đại sử dụng công nghệ inverter để tiết kiệm năng lượng và làm giảm tiếng ồn Các tính năng thông minh như điều khiển từ xa và kết nối mạng thông qua Internet cũng đã được tích hợp vào các hệ thống điều hòa không khí

Như vậy, điều hòa không khí đã trải qua một quá trình phát triển lâu dài, từ những phương pháp đơn giản ban đầu cho đến công nghệ tiến tiến hiện đại, mang lại sự thoải mái và tiện nghi trong việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong môi trường sống và làm việc

1.4.3 Ứng dụng

Gia đình và cư dân: Điều hòa không khí được sử dụng trong các ngôi nhà

và căn hộ để tạo môi trường sống thoải mái cho gia đình Nó giúp kiểm soát nhiệt

độ, độ ẩm và cung cấp không khí tươi

Văn phòng và công nghiệp: Trong môi trường làm việc, điều hòa không khí được sử dụng để tạo ra một môi trường làm việc thoải mái cho nhân viên Nó giúp tăng hiệu suất làm việc và sự tập trung Trong các nhà máy và cơ sở sản xuất, điều hòa không khí giúp kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm để bảo vệ các quy trình sản xuất và thiết bị

Khách sạn và nhà hàng: Các khách sạn và nhà hàng sử dụng điều hòa không khí để tạo môi trường thoải mái và dễ chịu cho khách hàng Điều hòa không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm và đồ uống

Bệnh viện và cơ sở y tế: Trong lĩnh vực y tế, điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì một môi trường sạch, thoáng đãng và thoải mái

cho bệnh nhân và nhân viên y tế Nó giúp kiểm soát vi khuẩn, độ ẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chăm sóc y tế

Công nghiệp điện tử: Trong ngành công nghiệp điện tử, điều hòa không khí được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, tạo điều kiện lý tưởng cho sản xuất và bảo quản các thiết bị điện tử nhạy cảm

Hàng không và vận chuyển: Trong ngành hàng không, điều hòa không khí được sử dụng để duy trì môi trường thoải mái trong máy bay Trong lĩnh vực vận chuyển, điều hòa không khí giúp bảo quản hàng hóa nhạy cảm và đảm bảo chất lượng sản phẩm trong quá trình vận chuyển

Công nghiệp thực phẩm: Trong ngành công nghiệp thực phẩm, điều hòa không khí được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong quá trình sản xuất, bảo quản và lưu trữ thực phẩm để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm

1.4.4 Hệ thống điều hòa không khí:

1.4.4.1 Hệ thống điều hòa cục bộ:

Hệ thống điều hòa cục bộ là hệ thống gồm dàn nóng và dàn lạnh riêng lẻ

và được kết nối thông qua đường ống gas dẫn môi chất lạnh tạo thành một vòng tuần hoàn kín

Ưu điểm của hệ cục bộ là dễ dàng lắp đặt, sửa chữa thích hợp cho các công trình quy mô nhỏ như: nhà dân, cửa hàng…

Dàn lạnh của hệ thống điều hòa cục bộ có nhiều dạng như: treo tường, âm trần, giấu trần nối miệng gió…

Hình 1.1: Hệ thống điều hòa cục bộ (Split unit)

1.4.4.2 Hệ thống điều hòa multi

Hệ thống điều hòa multi là hệ thống bao gồm chỉ có 1 dàn nóng kết nối

với nhiều dàn lạnh cùng một lúc Thông thường số dàn lạnh từ 2-6 dàn và tối thiểu

phải là 2 dàn lạnh

Ưu điểm của hệ thống điều hòa multi so với hệ cục bộ là không tốn không

gian để lắp đặt dàn nóng, thích hợp cho các công trình hạn chế không gian lắp đặt

dàn nóng như chung cư Nhược điểm của hệ multi là khó khăn trong việc sửa

chữa, bảo trì…

Hình 1.2: Hệ thống điều hòa Multi

1.4.4.3 Hệ thống điều hòa VRV/VRF

Hệ thống điều hòa trung tâm VRV (Variable Refrigerant Volume) hay

VRF (Variable Refrigerant Flow) là kiểu hệ thống gồm 1 dàn nóng cấp cho nhiều

dàn lạnh nhưng không giới hạn số dàn lạnh vì các dàn lạnh được kết nối với dàn

nóng thông qua 1 cặp ống đồng có kích thước lớn và phân chia thành nhiều

nhánh.

Hình 1.3: Hệ thống điều hòa VRV/VRF

1.4.4.4 Hệ thống Water Chiller

Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Water chiller là hệ thống sử dụng nước lạnh có nhiệt độ khoảng 7℃ được làm lạnh gián tiếp đi qua các thiết bị trao đổi nhiệt như FCU, AHU…

Hệ thống chiller bao gồm hệ chiller giải nhiệt gió và hệ chiller giải nhiệt nước:

- Nguyên lý hệ chiller giải nhiệt gió:

+ Nước được bơm đẩy tới bình bay hơi và được làm lạnh nhờ quá trình trao đổi nhiệt với môi chất gas có trong bình Nước lạnh (khoảng 7℃) sau đó được cấp đi đến các dàn lạnh như FCU, AHU… trao đổi nhiệt với không khí trong phòng, quá trình này làm nước mất nhiệt (khoảng 12℃) và tiếp tục được bơm hút vào và đưa đến bình bay hơi, chu trình cứ thế tiếp diễn

+ Môi chất gas trong bình bay hơi sau khi nhận nhiệt từ nước sẽ có nhiệt độ cao hơn và được đưa đến thiết bị ngưng tụ và được giải nhiệt nhờ gió thổi từ quạt trong thiết bị ngưng tụ Môi chất gas sau khi được giải nhiệt có nhiệt độ thấp tiếp tục đi vào bình bay hơi để trao đổi nhiệt với nước có trong bình, chu trình cứ thế tiếp diễn

Hình 1.4: Hệ thống Water Chiller giải nhiệt gió

Nguyên lý hệ chiller giải nhiệt nước: Hệ chiller giải nhiệt nước bao gồm 3 vòng tuần hoàn

+ Vòng tuần hoàn nước lạnh

+ Vòng tuần hoàn nước giải nhiệt

+ Vòng tuần hoàn trong cụm chiller

Nguyên lí hoạt động mỗi vòng tuần hoàn của hệ chiller giải nhiệt nước + Nước được bơm đẩy tới bình bay hơi và được làm lạnh nhờ quá trình trao đổi nhiệt với môi chất gas có trong bình Nước lạnh (khoảng 7℃) sau đó được cấp đi đến các dàn lạnh như FCU, AHU… trao đổi nhiệt với không khí trong phòng, quá trình này làm nước mất nhiệt (khoảng 12℃) và tiếp tục được bơm hút vào và đưa đến bình bay hơi, chu trình cứ thế tiếp diễn

+ Môi chất gas trong bình bay hơi sau khi nhận nhiệt từ nước sẽ có nhiệt độ cao hơn và được đưa đến thiết bị ngưng tụ và được giải nhiệt nhờ nước Môi chất gas sau khi được giải nhiệt có nhiệt độ thấp tiếp tục đi vào bình bay hơi để trao đổi nhiệt với nước có trong bình, chu trình cứ thế tiếp diễn

Hình 1.5: Hệ thống Water Chiller giải nhiệt nước

1.5 Tổng quan công trình:

Khách sạn Wink Hải Phòng đưỡ xây dựng trên phố Điện Biên Phủ trong trung tâm hành chính, thương mại của thành phố Cảng – nơi kết nối thuận tiện các văn phòng hành chính

Khách sạn Wink Hải Phòng được xây dựng vào năm 2022 bởi chủ đầu tư

là công ty trách nhiệm hữu hạn Indochima Kajima Development Và Vitecons là nhà thầu chính thi công cho công trình

Hình 1.6: Khách sạn Wink Hải Phòng

Dự án khách sạn Wink Hải Phòng có tổng diện tích là khoảng 16557 m2

bao gồm 22 tầng và 2 tầng hầm Bao gồm khu ăn uống, phòng tập gym, phòng

cắt tóc,… mang lại cuộc sống tiện nghi khi nghĩ dưỡng ở đây

Mặt bằng và mặt cắt của công trình bao gồm diện tích và chiều cao các

khu vực của công trình sẽ được trình bày ở phần phụ lục 1

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐHKK 2.1 Lựa chọn phương án điều hòa không khí

Việc lựa chọn hệ thống điều hòa không khí phù hợp cho công trình là vô cùng quan trọng Hệ thống này phải đảm bảo đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của công trình về mặt kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường vi khí hậu, tiện dụng trong vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa, an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế

Dựa trên các tiêu chí về kiến trúc, mức độ sử dụng điều hòa không khí của văn phòng và để tối ưu hóa cũng như tiết kiệm năng lượng, chúng ta nên lựa chọn hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV/VRF cho khách sạn Wink tại thành phố Hải Phòng

2.2 Thông số ban đầu

2.2.1 Nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài

Tra số liệu tính toán hệ thống ĐHKK [bảng 1.9 – TL1], ta có các thông số tính toán ngoài nhà cho địa điểm tại Thành phố Hải Phòng như sau:

Theo TCVN (phụ lục A – TCVN 5687- 2010) ta có các thông số nhiệt độ

và độ ẩm trong phòng như sau:

∑Qht: Nhiệt hiện thừa

∑Qât: Nhiệt ẩn thừa

2.3.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q 11

Thành phần nhiệt tỏa ra từ bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che là tường kính nóng lên hơn mức bình thường:

𝑄11 = 𝑛𝑡 x 𝑄′11 Trong đó:

𝑄′11 - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, (W);

F - Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, (m2 );

RT - Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng(W/m2 ), vì hệ thống hoạt động vào tất cả các các giờ có nắng nên RT = RTmax ( tra bảng 4.2)

𝜀c – Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức:

𝜀c= 1 + 𝐻

1000.0,023

𝜀đ𝑠 – Hệ số ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước biển là 20⁰C, xác định theo công thức:

Với tN = 32,1 ( oC) và độ ẩm = 83%, tra đồ thị t-d ta có ts = 28,84(oC)

εds= 1 −(Ts − 20)

10 0,13

𝜀𝑚𝑚 – Hệ số ảnh hưởng của mây mù Tính khi trời không mây, 𝜀𝑚𝑚 = 1;

𝜀𝑘ℎ - Hệ số ảnh hưởng của khung, khung kim loại, 𝜀𝑘ℎ = 1,17;

𝜀𝑚 – Hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản

ta có: 𝜀𝑚 = 0,57 theo bảng 4.3 – [TL1]

𝜀𝑟 - Hệ số mặt trời, vì kính sử dụng kính khác kính cơ bản và có màn che nên

𝜀𝑟 = 1 và RT được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản RK. Nên

- Kính có rèm che loại màu trung bình:

+ Hệ số hấp phụ αm = 0,58 + Hệ số phản xạ ρm= 0,39 + Hệ số xuyên qua τm = 0,03 Bảng 2.1:Hệ số hấp phụ xuyên qua của kính và màn che

Thành phố Hải Phòng có tọa độ địa lý 20030’39” – 21001’15” vĩ độ Bắc và

106023’39”- 107008’39” kinh tuyến Đông nên có hệ số RTmax như sau:

Bảng 2.2: Hệ số RTmax theo từng hướng

h (m) -7,5 -3,7 0,62 4,7 8,1 14,1 17,5 20,9 24,3 27,7 31,1 34,5 37,9

Tầng tum

Tầng mái

Vì hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển là không đáng kể nên chọn

𝜀𝐶= 1 cho toàn bộ công trình

Diện tích tường ngoài

- Khối lượng 1m2 tường (dày 0,2m): 1800*0,2= 360 kg/m2

- Khối lượng 1m2 sàn bê tông (dày 0,25m): 2400*0,25= 600 kg/m2

- Mà ta có 𝑔𝑠 > 700 𝑘𝑔/𝑚2 sàn

- Trị số bảng nt bảng 4.6, tài liệu [1] ta thống kê được như sau:

Hệ số tức thời qua kính vào phòng

Bảng 2.5: Hệ số tác dụng tức thời qua kính vào phòng , lượng nhiệt bức xạ tức

thời qua kính vào phòng và nhiệt hiện bức xạ qua kính

*Tính toán tương tự cho các không gian còn lại được trình bày ở phụ lục 2

2.3.2 Nhiệt truyền qua mái do bức xạ và do 𝚫𝒕 Q 21 :

Mái bằng của phòng điều hòa có 3 dạng:

1) Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nghĩa

là bên trên cũng là phòng điều hòa, khi đó Δ𝑡 = 0 và 𝑄21 = 0

2) Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa, khi

đó lấy k ở bảng 4.15_tài liệu 1 và Δ𝑡 = 0,5(𝑡𝑁 - 𝑡𝑇)

3) Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, đối với tòa nhà có nhiều tầng, đây là mái bằng tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần,

do ảnh hưởng bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ không khí và ngoài nhà Nhiệt hiện truyền qua mái qua bức xạ nhiệt và 𝛥𝑡 được tính bằng công thức:

𝑄21 = 𝑘 𝐹 𝛥𝑡𝑡đ , (𝑘𝑊) [TL1/Tr162]

Trong đó:

- F – diện tích mái (m2 )

- k – hệ số truyền nhiệt qua mái, (W/m2K) ; tra bảng 4.9 tài liệu [1]

- ∆ttđ – hiệu nhiệt độ tương đương ℃

Với: ∆ttd =(tN - tT)+ɛs 𝑅𝑁

α𝑁, (0C) Trong đó:

- RN – Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mái, RN= RT

0,88 (W/m

2 )

- 𝑡𝑁 − Nhiệt độ không khí ngoài trời 𝑡𝑁 = 32,1 0C

- 𝑡𝑇 - Nhiệt độ không khí bên trong phòng điều hòa 𝑡𝑇= 24 0C

- 𝜀𝑠 - Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của một số dạng bề mặt mái giới thiệu trong bảng 4.10- [TL1-Tr.164] Trần của tầng được đổ bê tông cốt thép, có mặt bê tông nhẵn phẳng nên 𝜀𝑠 = 0,6 Tra QCVN 09_2017, phục lục 5

- 𝛼𝑁- Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, 𝛼𝑁= 20 (W/m2K)

*Đối với khu vực bar tầng 22: Có F = 178,95 m2

Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa, khi đó lấy k ở bảng 4.15_tài liệu 1 và Δ𝑡 = 0,5.(𝑡𝑁 - 𝑡𝑇)

Do tầng phía trên có mái che nên tầng tum cũng là vùng không gian không điều hòa nên ta có:

𝛥𝑡 = 0,5.(𝑡𝑁 − 𝑡𝑇) = 0,5 (32,1 − 24) = 4,05 ℃ Tra bảng 4.15 TL1/Trang170 có hệ số truyền nhiệt mái tầng 22 sàn

bêtông 150mm với lớp vữa ở trên 25mm có lớp bitum, trần giả bằng thạch cao 12mm

𝑘 = 1,67 (𝑊𝑚2/𝐾) Nhiệt truyền qua mái có diện tích mái 𝐹 = 345,15(𝑚2) :

𝑄21 = 𝑘 𝐹 𝛥𝑡 = 1,67 178,95 4,05 = 1210,33 (𝑊) = 1,21 (kW)

*Đối với tầng tum:

Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, đối với tòa nhà có nhiều tầng, tầng thượng là mái bằng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần, do

ảnh hưởng bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ không khí và ngoài nhà

W/m2.K

- αN = 20 W/m2.K, Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài

- αT = 10 W/m2.K, Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà

- δi : Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc mái, m

- λi : Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc mái, W/m.k Tra QCVN 09_2017, phục lục 2 (Hoặc bảng 4.11/TL1)

Kết quả tính toán nhiệt truyền qua trần cho từng không gian cụ thể được trình bày ở phụ lục 3

Hình 2.1: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng

2.3.3 Nhiệt truyền qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách gồm hai thành phần:

Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và không gian điều hòa ∆t = tN - tT

Do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên thành phần nhiệt này coi bằng không khi tính toán

Nhiệt truyền qua vách được xác định theo công thức

Q22 = ∑Q22i = Q22t + Q22c + Q22k = ki.Fi.∆𝑡, (W) Trong đó:

- Q22t: Nhiệt truyền qua tường, (W)

- Q22c: Nhiệt truyền qua cửa ra vào, (W)

- Q22k: Nhiệt truyền qua vách kính, (W)

- ki: Hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ, (W/m2.K)

- Fi: Diện tích của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ, (m2 )

- ∆𝑡: Chênh lệch nhiệt độ bên trong và bên ngoài không gian điều hòa, (0C)

2.2.3.1 Nhiệt hiện truyền qua tường Q 22t

Hình 2.2: Kết cấu tường (1)

Hình 2.3: Kết cấu tường (2) Nhiệt hiện truyền qua tường 𝑄22𝑡 được tính bằng công thức: