Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho trung tâm thương mại và khu văn phòng của công trình tổ hợp làng quốc tế thăng long, hà nội

Vì vậy về điều kiện tiện nghi thoải mái ngày càng lớn, do đó việc tạo ra môi trường thích hợp theo nhu cầu của con người ngày càng được đặt ra và đó cũng chính là nhiệm vụ chính của em t

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2

1.1 Điều hòa không khí 2

1.2 Tầm quan trọng của điều hoà không khí 2

1.2.1 Trong sinh hoạt, dân dụng 2

1.2.2 Trong công nghiệp, sản xuất 3

1.2.3 Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuật 4

1.3 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí 4

1.3.1 Theo mục đích sử dụng 5

1 Hệ thống điều hoà tiện nghi 5

2 Hệ thống điều hoà công nghệ 5

1.3.2 Theo tính chất quan trọng 5

1 Hệ thống cấp 1 5

2 Hệ thống cấp 2 5

3 Hệ thống cấp 3 6

1.3.3 Theo tính tập trung của hệ thống 6

1 Hệ thống điều hoà cục bộ 6

2 Hệ thống điều hoà tổ hợp ghép 7

3 Hệ thống điều hoà trung tâm nước 11

Ch−¬ng 2: ph©n tÝch c«ng tr×nh vµ lùa chän th«ng sè tÝnh to¸n 17

2.1 Phân tích công trình 17

2.2 Lựa chọn các thông số thiết kế 18

2.2.1 Chọn các thông số tính toán trong nhà 18

2.2.2 Chọn các thông số tính toán ngoài nhà: 20

2.2.3 Số lượng người 21

2.2.4 Khí tươi 21

2.2.5 Thông gió 21

2.2.6 Hệ thống hút khói 22

2.2.7 Hệ thống điều áp 22

2.2.8 Phụ tải chiếu sáng 22

2.2.9 Tải trọng nhiệt thiết bị 22

2.2.10 Ngưỡng ồn 22

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 23

3.1 Đại cương 23

3.2 NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA 24

3.2.1 Nhiệt xâm nhập qua kính do bức xạ mặt trời Q11 24

3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che Q2 31

3.2.3 Nhiệt hiện bức xạ qua mái Q21 31

3.2.4 Nhiệt tổn thất qua vách Q22 32

3.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 34

3.2.5 Tính nhiệt tỏa do thiết bị Q3 35

3.2.6 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do người tỏa ra Q4 37

3.2.7 Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do gió tươi mang vào QN 38

3.2.8 Nhiệt tổn thất do gió lọt Q5 39

3.2.9 Nhiệt tổn thất do các nguồn khác Q6 40

3.3 Xác định phụ tải lạnh 41

Chương 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 42

4.1 Thành lập sơ đồ điều hoà không khí 42

4.1.1 Sơ đồ thẳng 42

4.1.2 Sơ đồ điều hoà không khí tuần hoàn 1 cấp 43

4.1.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp 44

4.2 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí 45

4.2.1 Hệ số nhiệt hiện phòng 45

4.2.2 Hệ số nhiệt hiện tổng 46

4.2.3 Hệ số đi vòng 47

4.2.4 Hệ số nhiệt hiệu dụng 47

4.2.5 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 48

4.2.6 Xác định lượng không khí qua dàn lạnh L(l/s) 49

4.2.7 Xác định nhiệt độ không khí tại điểm hoà trộn tH và tại điểm thổi vào tV 49

CHƯƠNG 5: TÍNH VÀ CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 51

5.1 Phân tích chọn hệ thống điều hòa không khí 51

5.2 Tính toán phụ tải lạnh chọn thiết bị 51

5.3 Tính chọn FCU 54

5.4 Tính chọn AHU 55

5.5 Tính chọn Chiller 56

5.6 Tính chọn tháp giải nhiệt 57

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ 59

6.1 Khái niệm 59

6.2 Tính toán đường ống gió 59

6.2.1 Phương pháp thiết kế đường ống gió 59

6.2.2 Tốc độ không khí đi trong ống 60

6.2.3 Tính tiết diện đường ống gió cấp 60

6.2.4 Thiết kế hệ thống gió thải 62

6.2.5 Tính thông gió nhà vệ sinh 63

6.2.6 Tính chụp hút khói cho nhà bếp 70

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC LẠNH, HỆ THỐNG THÔNG GIÓ, HÚT KHÓI, TĂNG ÁP CẦU

THANG VÀ BUỒNG ĐỆM 72

7.1 Hệ thống đường ống dẫn nước lạnh 72

7.2 Xác định thông số kích thước đường ống 72

7.2.1 Xác định lưu lượng, tốc độ nước đi trong ống và đường kính ống 72

7.2.2 Tính toán kích thước đường ống dẫn nước lạnh cho các tầng 74

7.2.3 Tính toán kích thước đường ống dẫn nước lạnh xuyên tầng 76

7.2.4 Tính toán kích thước đường ống nước giải nhiệt 76

7.3 Tính toán tổn thất áp suất và chọn bơm 79

7.3.1 Tính toán tổn thất áp suất và chọn bơm nước lạnh 79

7.3.2 Tính tổn thất áp suất và chọn bơm cho tháp giải nhiệt 83

7.4 Tính thể tích của bình giãn nở 88

7.5 Hệ thống thông gió, hút khói, tăng áp cầu thang và buồng đệm 89

7.5.1 Các yêu cầu chung 89

7.5.2 Tính toán hệ thống thông gió, hút khói, tăng áp phòng đệm và tăng áp cầu thang 92

CHƯƠNG 8: TỰ ĐỘNG HÓA LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH TRUNG TÂM NƯỚC 103

8.1 Chức năng nhiệm vụ của hệ thống điều khiển 103

8.2 Điều khiển hệ thống Chiller – Tháp giải nhiệt 103

8.2.1 Điều khiển chiller và bơm nước lạnh 105

8.2.2 Điều khiển van By-pass 107

8.2.3 Điều khiển hệ thống tháp giải nhiệt 109

8.3 Nguyên lý điều khiển FCU 110

8.4 Nguyên lý điều khiển PAU 111

8.5 Lắp đặt đường ống gió và các phụ kiện 112

8.5.1 Lắp đặt đường ống gió 112

8.5.2 Các phụ kiện 112

8.6 Lắp đặt thiết bị của hệ thống ống gió và điều hoà không khí 113

8.6.1 Quạt gió 113

8.6.2 Lắp đặt FCU 114

8.7 Lắp đặt hệ thống lạnh 114

8.7.1 Lắp đặt máy lạnh trung tâm 114

8.7.2 Lắp đặt tháp giải nhiệt 115

8.7.3 Lắp đặt đường ống hệ thống làm lạnh 116

8.8 Điều khiển hệ thống tháp giải nhiệt 116

A Điều khiển quạt tháp giải nhiệt 116

B Tối ưu hóa tháp giải nhiệt 117

KẾT LUẬN 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hai hệ thống 13

Bảng 2.1 Thông số vi khí hậu thích ứng với trạng thái lao động khác nhau của con người 19

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp các thông số tính toán trong nhà như sau: 20

Bảng 2.3 Giới thiệu thông số tính toán ngoài nhà cho các cấp ĐHKK khác nhau theo phụ lục 3 TCVN 5687- 1992: 20

Bảng 2.4 Thông số tính toán ngoài nhà 21

Bảng 6.1 Đường kính ống hút khí thải cho Toilet khối văn phòng 65

Bảng 7.9: Tổn thất ma sát trên đường phân phối và hồi về từ các Cell 84

Bảng 7.10: Tổn thất cục bộ Đường ống phân phối và hồi về từ các Cell 84

Bảng 7.14: Tổng thể tích đường ống chứa nước lạnh tại cụm chiller 89

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa, 2 chiều 8

Hình 1.2 Máy điều hoà lắp mái 9

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà trung tâm nước đơn giản 11

Hình 4.1 Sơ đồ điều hòa không khí thẳng 42

Hình 4.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 43

Hình 4.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 44

Hình 4.4 Sơ đồ điều hòa không khí 2 cấp 45

Hình 5.1 Cấu tạo của tháp giải nhiệt 57

Hình 8.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển phòng máy chiller (chiller plant contronller) 104

Hình 8.2 Sơ đồ điều khiển van Bypass 107

Hình 8.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển FCU 110

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành Kỹ Thuật Lạnh và Điều Hoà Không Khí nói riêng cũng đã và đang có bước phát triển mạnh mẽ, trong những năm gần đây nó ngày càng trở nên đặc biệt quan trọng và thậm chí không thể thiếu trong các ngành khoa học kỹ thuật công nghệ cao Hightech, trong sản xuất như: Công nghệ chế biến thuỷ sản, cơ khí chính xác, y tế, điện tử, dệt may, công nghệ sinh học

Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, quanh năm nóng ẩm nên nhu cầu sử dụng lạnh là rất lớn, nhất là trong những năm gần đây do sự phát triển về kinh tế đời sống người dân ngày càng cao Vì vậy về điều kiện tiện nghi thoải mái ngày càng lớn, do đó việc tạo ra môi trường thích hợp theo nhu cầu của con người ngày càng được đặt ra và đó cũng chính là nhiệm vụ chính của em trong

đồ án này: “Thiết Kế Hệ Thống Điều Hoà Không Khí cho trung tâm thương mại và khu văn phòng của công trình tổ hợp làng Quốc tế Thăng Long- Hà Nội”, nhằm tạo ra môi trường không khí trong lành có nhiệt độ, độ ẩm thích hợp tạo

cảm giác thoải mái phù hợp với yêu cầu thiết kế và sử dụng

Mặc dù có nhiều cố gắng, nhưng đây là lần đầu làm quen với việc thiết kế nên kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế, do vậy đồ án này chắc chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong được sự góp ý và chỉ bảo của các thầy giáo

Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Trần Đại Tiến đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đồ án này

Ban giám đốc và các anh chị Công ty cổ phần AKA Việt Nam đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian thực tập tại Công ty

Em xin chân trọng cảm ơn

Hà Nội, tháng 06 năm 2011

Sinh viên thực hiện Nguyễn Đức Trung

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1.1 Điều hòa không khí

Điều hoà không khí 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 ồn 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 chính 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 bi 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 của không khí và điều khiển một cách tự động việc duy trì các thông số đó

1.2 Tầm quan trọng của điều hoà không khí

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

1.2.1 Trong sinh hoạt, dân dụng

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 t, độ ẩm tương đối ϕ, tốc độ lưu chuyển không khí ω, 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 370C 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 Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn nhiệt độ cơ thể người thì con người sẽ

có cảm giác lạnh và ngược lại

Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi 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 được nhiều sẽ gây 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

Tốc độ lưu chuyển không khí ảnh hưởng tới cường độ toả nhiệt và toả chất của cơ thể Khi tốc độ lưu chuyển không khí ω quá lớn sẽ làm cho tốc độ cường độ toả nhiệt và toả chất của cơ thể lớn có thể gây nên tình trạng mất nhiệt nhanh dẫn đến con người có cảm giác mệt mỏi và đau đầu

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

1.2.2 Trong công nghiệp, sản xuất

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 Vì vậy việc tạo ra một môi trường thích hợp là nhiệm vụ của lĩnh vực điều hoà không khí Qua đó ta thấy Điều hoà không khí có vai trò và ý nghĩa hết sức quan trọng trong công nghiệp và sản xuất

Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học thì nhiệt độ và độ ẩm của không khí là những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, độ chính xác và độ bền của sản phẩm

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 - 260C, độ ẩm tương đối 30 - 45% Riêng đối với các bánh kẹo cao cấp: socola, cao su… yêu cầu nhiệt độ thấp hơn Đối với các ngành sản xuất và chế biến thực phẩm: thịt, cá, sữa… nhiệt độ cao sẽ làm hỏng sản phẩm khi chế biến

Trong công nghiệp sợi, dệt Điều hoà không khí 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 dính kết, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn Ngược lại nếu độ ẩm thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, do đó hiệu quả kéo sợi giảm

Trong công nghiệp in ấn, phim ảnh, đặc biệt là in tiền, in nhiều màu đòi hỏi phải tiến hành trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm ổn định để kích thước của giấy, phim không bị co giãn thất thường Bụi nhiều sẽ dễ bám vào bề mặt của giấy, phim ảnh làm giảm chất lượng sản phẩm Nhiệt độ cao và độ ẩm thấp sẽ làm cho giấy và phim ảnh bị cong vênh, còn nếu độ ẩm quá cao thì sẽ làm cho sản phẩm bị ẩm, dính bết vào nhau

1.2.3 Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuật

Để bảo quản những sản phẩm văn hoá nghệ thuật như tranh ảnh, tượng, sách

cổ, hiện vật trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện để giữ gìn cho nhiều thế hệ sau này, thì việc duy trì được một môi trường không khí có các thông

số vật lý hợp lý để đảm bảo chất lượng của sản phẩm thì Điều hoà không khí giữ một vai trò hết sức quan trọng

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 Đồng thời nó cũng có những ý nghĩa to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa và lịch sử

1.3 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí

Hệ thống Điều hoà không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ để tiến hành các quá trình xử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm điều chỉnh, khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt

độ, độ ẩm, độ sạch và sự tuần hoàn không khí trong phòng nhằm đáp ứng các yêu cầu tiện nghi và công nghệ

Việc phân loại hệ thống Điều hoà không khí rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú, đáp ứng nhiều ứng dụng của các ngành kinh tế quốc dân Có rất nhiều cách phân loại khác nhau nhưng có thể phân loại theo một số đặc điểm chủ yếu sau:

1.3.1 Theo mục đích sử dụng

Theo mục đích sử dụng có thể chia ra làm hai hệ thống Điều hoà không khí như sau:

1 Hệ thống điều hoà tiện nghi

Đây là hệ thống chỉ quan tâm đặc biệt tới nhiệt độ trong phòng, còn độ ẩm của không khí cho phép dao động trong phạm vi khá rộng từ 30% đến 70% Hệ thống này thường dùng trong sinh hoạt dân dụng, do đó hệ thống này không có thiết

bị tăng ẩm, các thiết bị điều khiển tự động tương đối giản đơn giản

2 Hệ thống điều hoà công nghệ

Hệ thống này đòi hỏi duy trì nghiêm ngặt cả về nhiệt độ và độ ẩm Điều hoà công nghệ thường gặp trong sản xuất sợi dệt, cơ khí chính xác, các phòng bảo quản Trong hệ thống thường có thiết bị tăng ẩm và các thiết bị điều khiển phức tạp, hiện đại

1.3.2 Theo tính chất quan trọng

1 Hệ thống cấp 1

Đây là hệ thống có độ tin cậy cao, các thiết bị của hệ thống có thể duy trì các thông số không khí trong nhà thoả mãn mọi điều kiện thời tiết ngoài trời từ giá trị thấp nhất đến giá trị cao nhất

2 Hệ thống cấp 2

Hệ thống này có độ tin cậy thấp hơn hệ thống cấp 2, nó duy trì được các thông số trong nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200h một năm khi nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời đạt các giá trị cực đại hoặc cực tiểu

độ tin cậy lớn, giá thành rẻ, rất thích hợp với các phòng và căn hộ nhỏ

- Máy điều hoà cửa sổ là loại máy nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng Toàn bộ các thiết bị của loại máy này được đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá 7 kW

+ Ưu điểm: Công việc lắp đặt và vận hành máy điều hoà cửa sổ đơn giản, không đòi hỏi đội ngũ vận hành có tay nghề cao, có thể chạy ở chế độ sưởi vào mùa đông, có khả năng lấy gió tươi, mà vốn đầu tư thấp, giá rẻ

+ Nhược điểm: Khả năng làm sạch không khí kém, độ ồn cao, khó bố trí trên tường, tính thẩm mĩ không cao

- Máy điều hoà tách: máy điều hoà 2 cụm và máy điều hoà nhiều cụm

* Máy điều hoà 2 cụm: đây là hệ thống có một dàn nóng đặt ngoài nhà và hai hoặc nhiều hơn hai dàn lạnh đặt trong nhà

+ Ưu điểm: Loại máy này có khả năng giảm được tiếng ồn trong nhà, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đảm bảo tính thẩm mỹ cao

+ Nhược điểm: Không có khả năng lấy gió tươi, đường đi của môi chất dài, dây điện tốn hơn, giá thành đắt hơn

* Máy điều hoà nhiều cụm: 1 cụm ngoài nhà với 2 đến 7 cụm ngoài nhà, dùng cho hộ gia đình có nhiều phòng Máy điều hoà nhiều cụm cũng có 2 loại: loại một chiều và loại 2 chiều nóng, lạnh

2 Hệ thống điều hoà tổ hợp ghép

Máy điều hòa kiểu tách

a Máy điều hoà tách không ống gió

Máy điều hoà tách của hệ thống điều hoà tổ hợp và hệ thống điều hoà cục bộ chỉ khác nhau về kích thước máy và năng suất lạnh Cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh

có nhiều kiểu dáng hơn Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với ba mặt dàn Cụm dàn lạnh ngoài kiểu treo tường còn có kiểu treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tường Dàn lạnh có năng suất lạnh lớn nên có thể lắp thêm ống phân phối gió để phân phối gió cho cả phòng lớn hoặc nhiều phòng khác nhau

Dàn lạnh rất đa dạng, có nhiều kiểu hình dáng và vị trí lắp đặt khác nhau như treo tường, treo trần, dấu trần, kê sàn, giấu tường, cassette

Ưu, nhược điểm của loại máy này cũng giống như máy điều hoà cục bộ tách Nhược điểm chính là không có khả năng lấy gió tươi nên cần có quạt thông gió đặc biệt cho không gian đông người hội họp Thường người ta bố trí quạt xả gắn trần trên tường sát trần nhà Không khí nóng bốc lên trên được quạt hút xả ra ngoài, không khí tươi sẽ lọt vào phòng qua các khe hở Thông gió kiểu này dễ gây đọng sương vì không khí tươi có nhiệt độ và độ ẩm lớn

Hình dạng của máy điều hoà tách có ống gió thể hiện trên hình 1.2

b Máy điều hoà tách có ống gió

Máy điều hoà tách có ống gió thường được gọi là máy điều hoà thương nghiệp kiểu tách, năng suất lạnh từ 12.000 BTU/h đến 240.000 BTU/h Dàn lạnh bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối đến cho các phòng khác Hình dạng của máy điều hoà tách có ống gió thể hiện trên hình 1.3

c Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa

Hầu hết các máy điều hoà tách có máy nén bố trí đặt chung với cụm dàn nóng Nhưng trong một số trường hợp máy nén lại được bố trí trong cụm dàn lạnh Trường hợp này người ta gọi là máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa

Trên hình 1.4 có cụm dàn nóng gồm quạt hút và dàn ngưng đặt chung quanh, dàn lạnh kiểu tủ có quạt ly tâm gió lạnh và máy nén bố trí bên trong Máy này là loại 2 chiều kiểu bơm nhiệt dùng 1 van đảo chiều Mỗi dàn đều có 1 van tiết lưu và

1 van 1 chiều

Ưu nhược điểm của máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng giống như ưu nhược điểm của máy điều hoà tách nói chung Tuy nhiên do máy nén đặt cùng dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao, vì vậy nó không thích nghi với điều hoà tiện nghi Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa được sử dụng chủ yếu cho điều hoà công nghệ hoặc thương nghiệp và những nơi không yêu cầu độ ồn thấp

Hình 1.1 Máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa, 2 chiều

1 máy nén; 2 van đảo chiều; 3 bình chứa; 4 quạt gió lạnh;

5 phin lọc không khí; 6 van một chiều; 7 van tiết lưu;

8 phin lọc sấy; 9 vách ngăn; 10 máy phun ẩm khi cần

Máy điều hoà nguyên cụm

• Máy điều hoà lắp mái

Đây là loại máy nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình và lớn, chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghiệp Cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và ống gió hồi

Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao Máy được bố trí phân phối gió lạnh và ống gió hồi Ngoài khả năng lắp đặt máy trên mái bằng của phòng điều hoà,

nó còn có khẳ năng lắp ở mái hiên hoặc giá chìa sau đó bố trí đường ống gió cấp và gió hồi hợp lý và đúng kỹ thuật

Máy điều hoà lắp mái có nhiều ưu điểm như: nhỏ gọn, độ rung và độ ồn nhỏ

Hình 1.2 Máy điều hoà lắp mái

b Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước

Đây là máy mà toàn bộ máy và thiết bị lạnh như máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi và các thiết bị khác được bố trí gọn trong một vỏ dạng tủ Do bình ngưng

làm mát bằng nước nên máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước

Ưu điểm cơ bản là:

+ Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại các nhà máy nên máy rất gọn nhẹ, giá thành rẻ;

+ Dễ dàng trong việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng;

+ Có cửa lấy gió tươi, bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, nhà hàng,

siêu thị, chấp nhận được độ ồn cao;

+ Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu thị chấp nhận được độ ồn cao Nếu dùng cho điều hoà tiện nghi cần bố trí thiết bị tiêu âm

c Máy điều hoà VRV

Máy điều hoà VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất Máy VRV có thể có từ 8 đến 16 dàn lạnh đặt trực tiếp trong phòng Chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh được tăng lên đáp ứng được cho các toà nhà cao tầng như văn phòng, khách sạn, nhà nghỉ

Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hoà tiện nghi và có các đặc điểm sau:

+ Tổ ngưng tụ có 2 máy nén, trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu ON – OFF, máy còn lại điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc đảm bảo năng lượng tiết kiệm hiệu quả;

+ Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng,

kết nối trong mạng điều khiển trung tâm;

+ Các máy VRV có các dải công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 7 kW đến hàng ngàn kW cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng;

+ VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén Vì vậy cụm dàn nóng có thể cao hơn dàn lạnh đến 50 m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m Đường ống dẫn ga từ dàn nóng đến dàn lạnh có thể xa tới 100m, tạo điều kiện cho việc bố trí máy móc dễ dàng hơn;

+ Khả năng bảo dưỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết

bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng;

+ So với hệ trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng thượng hoặc bên sườn toà nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió;

+ Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao;

3 Hệ thống điều hoà trung tâm nước

Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yếu bao gồm các bộ phận như: máy làm lạnh nước, hệ thống dẫn nước lạnh, hệ thống nước giải nhiệt, hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

Ngoài ra còn có hệ thống tiêu âm, lọc bụi, thanh trùng và hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi, điều chỉnh năng suất lạnh, báo hiệu và bảo vệ an toàn hệ thống

Máy làm lạnh nước chính là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà trung tâm nước Máy làm lạnh nước gồm 2 loại: máy làm lạnh nước giải nhiệt nước

và máy làm lạnh nước giải nhiệt gió

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà trung tâm nước đơn giản:

1 động cơ; 2 máy nén; 3 bình ngưng; 4 tiết lưu; 5 bình bay hơi;

6 bơm nước giải nhiệt; 7 tháp giải nhiệt; 8 bơm nước lạnh;

9 dàn FCU; 10 dàn AHU

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (Water Cooled Water Chiller):

Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió (Air Cooled Water Chiller):

Hệ thống điều hoà trung tâm nước có các ưu điểm sau:

+ Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do

rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại;

+ Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất;

+ Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc không phá vỡ cảnh quan;

+ ống nước nhỏ gọn hơn so với ống gió vì vậy tiết kiệm được nguyên vật liệu; + Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về

độ sạch, bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi

+ ít phải bảo dưỡng sửa chữa, năng suất lạnh gần như không bị hạn chế Một số nhược điểm của hệ thống:

+ Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU;

+ Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam khá cao;

+ Lắp đặt hệ thống khó khăn;

+ Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề;

+ Cần định kỳ sửa chữa, bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU

Hiện nay đối với công trình lớn và hiện đại người ta thường sử dụng VRVII hoặc hệ thống Điều hòa Trung tâm nước Việc sử dụng hệ thống nào còn phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng của chủ đầu tư cũng như kinh phí ban đầu, liên quan đến bài toán kinh tế – kỹ thuật Sau đây là bản so sánh giữa hai hệ thống:

Bảng 1.1 So sánh các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hai hệ thống

Với dãy công suất dàn nóng

từ 5,8,10, đến 48 HP và kết hợp với các dàn nóng khác nhau,có khả năng thích ứng cao hơn với mọi nhu cầu năng suất lạnh từ 7 kW đến hàng ngàn kW

2 Phương án kiến

trúc

- Hệ thống điều hoà không khí trung tâm cần nhiều diện tích sử dụng để bố trí phòng máy, phòng bơm và phòng điều khiển trung tâm Nếu là

hệ thống điều hoà trung tâm giải nhiệt nước thì cần diện tích lớn cho bơm nước lạnh

và bơm nước giải nhiệt Cần diện tích mái cho hệ thống tháp giải nhiệt

- Không cần nhiều diện tích

để bố trí thiết bị Các dàn giải nhiệt chỉ cần bố trí trên mái, ít ảnh hưởng đến các các hệ thống khác

- Đường ống ga gọn nhẹ, dễ

bố trí đi dưới trần

- Việc bố trí các đường ống nước sẽ gặp khó khăn, dễ ảnh hưởng đến các hệ thống khác

3 Phương án xây

dựng

- Hệ thống cồng kềnh, việc lắp đặt phức tạp

- Lắp đặt các đường ống nước, đường ống gió sẽ ảnh hưởng đến các hạng mục khác

- Thời gian thi công lâu, dễ ảnh hưởng đến tiến độ công trình

- Hệ thống đơn giản dễ lắp đặt, thi công nhanh, khi thi công không ảnh hưởng đến các hạng mục khác

4 Kiểu dáng kiến

trúc

- Không có nhiều sự lựa chọn cho các kiểu dáng dàn lạnh Các dàn lạnh có kiểu dáng đơn giản, không phù hợp với công trình có tính chất hiện đại

- Các dàn lạnh có hình thức mẫu mã đẹp, phong phú Có thể lựa chọn được nhiều kiểu dàn lạnh cho phù hợp với công trình

5 Quá trình vận

hành

- Hệ thống vận hành phức tạp Luôn phải có một bộ phận trực vận hành hệ thống

- Hầu hết các toà nhà văn phòng chỉ chạy máy trong giờ hành chính, nên các phòng nào thường làm việc

cả ngoài giờ hành chính

- Vận hành đơn giản, vì khả năng tự động hoá cao nên có khẳ năng hoạt động hoàn toàn tự động

- Thuận tiện hơn nhiều vì có thể sử dụng 24/24h với bất

kỳ % tải lạnh nào, ở bất kỳ phòng nào

- Khi hệ thống có sự cố ở bộ

(giám đốc, thông tin liên lạc…) phải lắp riêng thêm

hệ thống vẫn hoạt động bình thưòng

6 Khă năng mở rộng

công suất

Không có khả năng mở rộng công suất vì sẽ phải thay đổi lại toàn bộ hệ đường ống nước

Có khả năng mở rộng công suất bất kỳ

7 Sưởi ấm mùa đông Hệ TTN giải nhiệt nước

không có khả năng sưởi ấm bằng bơm nhiệt mà phải dùng dàn sưởi điện trở hoặc nồi hơi Chỉ có hệ TTN giải nhiệt gió mới có thể sưởi ấm bằng bơm nhiệt

Sưởi ấm mùa đông dễ dàng với loại máy 2 chiều bơm nhiệt, giá máy hầu như không đắt lắm

8 Tổn thất do quán

tính nhiệt

Tổn thất quán tính nhiệt rất lớn nếu sử dụng cho toà nhà văn phòng làm việc theo giờ hành chính, vì mỗi lần khởi động lại máy sau một thời gian dừng dài phải mất một thời gian mới có thể sử dụng được

Hệ VRV làm lạnh trực tiếp bằng ga lạnh nên tổn thất do quán tính nhiệt là bằng 0

III Chỉ tiêu kinh tế - Chi phí lắp đặt lớn Suất

đầu tư ban đầu lớn

- Suất đầu tư ban đầu lớn

- Chi phí vận hành nhỏ do

- Chi phí vận hành cao do tiêu thụ điện năng lớn

- Không có khả năng tính tiền điện riêng biệt

- Hệ thống cần có một bộ phận vận hành và bảo dưỡng sửa chữa

hệ thống có dải điều chỉnh tiêu thụ công suất lớn (từ 10% đến 100 %), tiêu tốn điện năng thấp hơn

- Có khả năng tính tiền điện riêng biệt

- Hệ thống vận hành đơn giản nên không đòi hỏi phải

có một bộ phận kỹ thuật vận hành máy

Ch−¬ng 2: ph©n tÝch c«ng tr×nh vµ lùa chän

th«ng sè tÝnh to¸n

2.1 Phân tích công trình

Công trình Tổ hợp nhà đa năng 28 tầng làng quốc tế Thăng Long tọa lạc tại

vị trí đắc địa bậc nhất quận Cầu Giấy- Hà Nội với quy mô hoành tráng là điểm nhấn cho toàn bộ khu vực

Tổ hợp nhà đa năng 28 tầng làng quốc tế Thăng Long cao 28 tầng với tổng diện tích xây dựng 4653,85 m2 bao gồm:

Tòa nhà được trang bị cầu thang máy chia đều cho 2 tháp phía Đông và phía Tây, hệ thống 3 thang máy vận chuyển hàng, vận chuyển rác và nhân viên

Mỗi tháp được bố trí 2 cầu thang thoát hiểm từ tầng trệt đến tầng 28, có 4 cầu thang bộ được bố trí đi từ tầng hầm lên đến tầng 3 của trung tâm thương mại, 1 cầu thang bộ đi từ tầng hầm tới tầng 4 là khu vực nhà hàng

- Tầng hầm 1 chủ yếu là khu vực đỗ xe, có khu vực đỗ của xe đạp và các phòng kỹ thuật như phòng quạt gió hút và gió thải, khu vực phong nhân viên và các nhà kho phục vụ cho trung tam Thương mại

- Tầng hầm 2 cũng gồm khu vực đỗ xe với diện tích rộng, 5 nhà kho, phòng Chiller, phòng máy phát điện, phòng phân loại rác, phong nhân viên

- Tầng trệt là trung tâm thương mại gồm nhiều cửa hàng và khu vực vui chơi dành cho trẻ nhỏ, hệ thống thang máy tự động được bố trí chính giữa khu vực tạo tính thẩm mỹ và sự thuận tiện khi di chuyển cho khách hàng

- Khu vực tháp phía Tây từ tầng 2 trở lên tầng 28 là khu vực văn phòng với

số lượng 13 vàn phòng ở mỗi tầng được thiết kế thực hiện nhiều chức năng, là khu vực riêng biệt với trung tâm thương mại, phù hợp với yêu cầu làm việc tập trung

- Khu vực trung tâm thương mại được thiết kế trên 3 tầng từ tầng trệt đến tầng 3, bao gồm cả 3 tầng của tháp phía Đông, cùng các phong chức năng như: phòng thay đò nhân viên nữ, nhân viên nam, các lớp học cho trẻ nhỏ, khu vực điều khiển cháy…phục vụ cho nhu cầu của khách hàng…

- Tháp phía Đông tầng 4 là khu vực nhà hàng với thiết kế sang trọng và đạt tiêu chuẩn nghiêm ngặt về vệ sinh.Tầng 4 của 2 tháp được thông với nhau qua 1 vườn hoa sinh thái ngay trên khu trung tâm thương mại

- Từ tầng 5 trở lên của tháp phía Đông là khu chung cư cao cấp, phục vụ nhu cầu sinh hoạt tầm trung của khách hàng với 3 loại căn hộ A, B và C

Riêng khu chung cư từ tầng 5 đến 28 tháp phía Đông, do không phải là khu chung cư cao cấp 5 sao nên yêu cầu đầu tư không lớn nên chỉ sử dụng điều hòa không khí cục bộ

Đồ án của em tập chỉ tập trung thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm cho khu vực trung tâm thương mại và khu văn phòng

2.2 Lựa chọn các thông số thiết kế

2.2.1 Chọn các thông số tính toán trong nhà

Việc chọn các thông số nhiệt độ và độ ẩm trong không gian điều hòa phụ thuộc vào mục đích của công trình, trạng thái lao động hay nghỉ ngơi Theo TCVN 5687- 1992 các thông số vi khí hậu thích ứng với trạng thái lao động khác nhau của con người được giới thiệu trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Thông số vi khí hậu thích ứng với trạng thái lao động khác nhau

của con người

Đối với các hành lang, sảnh, để tránh sự chênh lệch nhiệt độ qua lớn giữa

trong và ngoài nhà gây ra sốc nhiệt đối với con người, ở đây ta thiết kế không gian

đệm với các thông số như sau:

Nhiệt độ t=29 0C

Độ ẩm ϕ=60 %

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp các thông số tính toán trong nhà như sau:

Không gian Mùa

Thông số Nhiệt độ

0C

Độ ẩm

%

Độ chứa hơi g/kgK3

Entanpy kJ/kg

2.2.2 Chọn các thông số tính toán ngoài nhà:

Bảng 2.3 Giới thiệu thông số tính toán ngoài nhà cho các cấp ĐHKK khác nhau

ϕ(của tháng nóng nhất)

min

t

15 13÷

ϕ(của tháng lạnh nhất)

Cấp2

2

max max t tb

2

min min t tb

Trong đó:

max

t : Nhiệt độ tối cao tuyệt đối

tmin : Nhiệt độ tối thấp tuyệt đối

max

tb

t : Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất

ttbmin : Nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất

Bảng 2.4 Thông số tính toán ngoài nhà

2.2.3 Số lượng người

Số lượng người tại các khu vực sẽ được tính dựa trên các số liệu liệt kê dưới đây:

Hệ thống thông gió được thiết kế theo tiêu chuẩn sau:

Địa điểm Bội số trao đổi không khí theo giờ

2.2.6 Hệ thống hút khói

Toà nhà được tính toán một hệ thống hút khí thải kèm chức năng thoát khói trong trường hợp có sự cố cháy xảy ra Lưu lượng của các đường ống hút gió (kèm hút khói) này được tính toán để cân bằng áp lực không khí trong toà nhà (lưu lượng hút gió bằng hiệu lưư lượng cấp gió tươi và lưu lượng hút gió các khu vực WC)

2.2.7 Hệ thống điều áp

Một hệ thống điều áp được bố trí tại mỗi khu vực lồng cầu thang thoát hiểm kín Hệ thống được tính toán đảm bảo khả năng thoát hiểm cho những người hoạt động trong toà nhà khi có sự cố cháy, mỗi hệ thống điều áp được tính toán cho 2 cửa thoát hiểm (tại tầng 1 hoặc tại các tầng kỹ thuật thông thoáng với ngoài trời), tốc độ gió khi 2 cửa này mở không nhỏ hơn 1m/s, đảm bảo áp suất dư không nhỏ hơn 2 kg/cm2= 98.100 N/m2= 1 at

2.2.8 Phụ tải chiếu sáng

Phụ tải nhiệt tương ứng với ánh sáng bên trong phụ thuộc vào loại thiết bị chiếu sáng hiệu ứng cao

2.2.9 Tải trọng nhiệt thiết bị

Phụ tải nhiệt tương ứng với các thiết bị khác:

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

3.1 Đại cương

Đối với công trình này là Ký túc xá sinh viên nên hệ thống phòng khác nhau

nên việc tính toán nhiệt ta tính riêng cho từng loại phòng riêng biệt, sau đó ta tổng cộng lại nhiệt tải cần thiết của toàn công trình

Tính toán theo phương pháp Carrier:

Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât

Ta có thể lập sơ đồ tính toán nguồn nhiệt hiện và ẩn chính theo Carrier như sau:

Phương pháp tính tải lạnh Carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở

cách xác định năng suất lạnh Q0 mùa hè và năng suất sưởi Qs vào mùa đông bằng

Nhiệt hiện thừa Qht do: Nhiệt ẩn thừa Qât

do:

Bức

xạ Q1

Bao che

Q2

Nhiệt toả

Q3

Người

Q4

Gió tươi

QN

Gió lọt

Q5

Nguồn khác

cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩm thừa Qât của mọi nguồn nhiệt toả và thẩm thấu tác động vào phòng điều hoà

Nhiệt tổn thất do bức xạ Q1, bao che Q2 và nhiệt toả Q3 chỉ có nhiệt hiện Riêng nhiệt do người tỏa ra, gió tươi và gió lọt gồm 2 thầnh phần hiện và ẩn

Nguyên ký cơ bản của điều hoà không khí là cấp không khí có trạng thái không khí thích hợp sau khi đã được xử lý nhiệt, ẩm vào phòng để khử nhiệt thừa

và ẩm thừa trong phòng và bằng cách đó giữ cho nhiệt độ và độ ẩm của không khí bên trong phòng ổn định ở mức đã chọn tuỳ theo yêu cầu tiện nghi

3.2 NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA

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

Nhiệt hiện do bức xạ mặt trời qua kính vào phòng:

Q11 = nt.Q’11 [TL1/tr143]

Trong đó:

- nt - Hệ số tác động tức thời, tra bảng 4.6- 4.7 [TL1/tr156], nt = f(gs) với gs

là giá trị mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che (bao gồm: tường, trần, sàn) Giá trị của gs tính như sau:

=

sg

εc = 1 + .0,023

1000

H

≈ 1 [TL1/tr143]

Do H rất nhỏ (vì Tp Hà Nội không cao lắm so với mực nước biển)

εđs - Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ đọng sương, địa điểm thành phố Hà Nội

có nhiệt độ đọng sương là 28,50C với điều kiện không khí ngoài trời là tN = 35,80C,

và độ ẩm φ = 66%

εđs = 1 - ( )

.0,13 10

20

ts −

13 , 0 10

20 5 , 28

εr - Hệ số mặt trời, εr = 1 khi không có màn che [TL1/tr144]

Do công trình sử dụng khác kính cơ bản và có dùng rèm che brella trắng kiểu

Hà Lan, nên nhiệt bức xạ vẫn được tính theo công thức trên nhưng εr = 1 và RTđược thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản RK:

Q’11 = F.RK εc εds εkh εm.εmm

Với: RK = [0.4αK +τK(αm+τm+ρkρm + 0,4αkαm))]Rn

Rn =

88 , 0

T

R

Trong đó:

Rn: bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính;

RT: bức xạ mặt trời qua kính vào không gian không điều hòa theo bảng 4.1 [TL1/tr144];

αk, τk, ρk, αm, τm, ρm: hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che, được cho trong bảng 4.3 và 4.4 [TL1/tr153];

Tra bảng 4.4 [TL1/tr153] cho màn che Brella trắng kiểu Hà Lan ta có: Hệ số hấp thụ αm = 0,09

Đặt a2 = [0,4αK +τK(αm+τm+ρkρm + 0,4αkαm))] = [0,4.0,75 + 0,2.(0,09 + 0,14 + 0,05.0,77 + 0,4.0,75.0,09)] = 0,4

Ta có theo công thức:

RK = [0,4αK +τK(αm+τm+ρkρm + 0,4αkαm))].Rn

Biết Rn =

88 , 0

T

R

88 0

.

2

T K

R a

⇒

→ Q’11 = F.RK.εc.εds.εkh.εm.εmm = F.RK.a1

88 0

K

R a a F a R F

t

T n R F

Q11 = ψ.

Nhiệt thừa do các tia bức xạ mặt trời được xem là thành phần khá quan trọng trong số các thành phần có nguồn gốc từ bên ngoài xâm nhập vào không gian cần

điều hòa đặc biệt với những công trình có diện tích sử dụng kính lớn Nhưng bức xạ măt trời tác động vào không gian cần điều hòa là liên tục thay đổi theo các thời điểm trong ngày và theo các tháng trong năm

Khi tính toán nhiệt thừa do các tia bức xạ xâm nhập vào không gian cần điều hòa, đối với những phòng chỉ có một hướng kính nhận bực xạ mặt trời thì ta chỉ cần lấy thời điểm có bức xạ lớn nhất theo hướng đó để tính toán Nhưng đối với những phòng có 2 hướng kính trở lên ta cần lập bảng so sánh để xác định được thời điểm

mà phòng nhận lượng bức xạ mặt trời lớn nhất để tính toán chính xác lượng nhiệt thừa do các tia bức xạ xâm nhập vào phòng

Ngoài ra, đối với những công trình có 2 hướng kính trở nên nói chung và đối với công trình VP1 có 3 hướng kính nói riêng thì ngoài việc phải xác định nhiệt thừa do bức xạ mặt trời lớn nhất vào từng phòng của công trình để tính phụ tải chọn FCU, ta cần phải xác định được lượng nhiệt thừa do bức xạ lớn nhất vào toàn bộ công trình để xác định phụ tải lạnh cho cả công trình (phụ tải lạnh này để chọn Chiller), lượng nhiệt bức xạ lớn nhất này không phải bằng tổng nhiệt bức xạ cực đại của tất cả các phòng cộng lại mà ta cần phải lập bảng so sánh lượng nhiệt bức xạ xâm nhập và công trình theo các hướng khác nhau và tại các thời điểm khác nhau

để xác định được lượng nhiệt bức xạ mặt trời lớn nhất tránh gây lãng phí trong quá trình chọn thiết bị và vận hành hệ thống

Tính nhiệt bức xạ cho từng phòng riêng biệt

Ví dụ tính cho các phòng của tầng 5

Hà Nội nằm trên vĩ độ 300 Bắc Theo bảng 4.2 [TL1/tr152], ta chọn giá trị

RTmax như sau:

Các hướng Tây Nam, Đông Nam và hướng Nam có giá trị RTmax vào tháng

12 và 10 tức là vào mùa đông, máy điều hòa thường không hoạt động tại thời điểm này nên ta chọn lại giá trị RTmax vào tháng 9 là vào mùa thu

Theo bảng 4.2 [TL1/tr152], ta thấy giá trị cực đại RTmax của 3 hướng Tây Nam, Nam và Đông Nam rơi vào tháng 9 Vậy ta so sánh nhiệt bức xạ qua kính vào không gian theo tháng này

2 0 28 57 189 259 309 331 309 259 189 57 28 Q’ 11 , W 0 100,8 205,2 680,4 932,4 1112,4 1191,6 1112,4 932,4 680,4 205,2 100,8 Đông

Nam 2 0,3

R T ,W/m2 0 309 413 479 445 356 211 79 41 38 32 16 Q’ 11 , W 0 185,4 247,8 287,4 267 213,6 126,6 47,4 24,6 22,8 19,2 9,6 Tổng 0 315 510,6 1036,2 1273,2 1468,2 1698 1800,6 1758 1565,4 967,8 666,6

Qua so sánh, ta thấy: lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào Văn phòng 1 tầng 5 đạt cực đại vào lúc 13h một ngày nào đó của tháng 9

Vậy ta lấy giá trị RT tại giờ này của tháng 9 để tính cho các không gian tương tự Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào Văn phòng 1 tầng 5 theo hướng Nam, Tây Nam và Đông Nam là:

gs được xác định như sau:

S s

F

G G

Khối lượng 1m2 tường (dày 0,2m): 1300.0,2 = 260 kg/m2

Khối lượng 1m2 sàn bêtông: (bề dày của sàn 0,3 m): 2400.0,3 = 720 kg/m2Diện tích tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời tính như sau: Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mặt đất là:

Tra bảng 4.6 [3/tr156] với giá trị của gs ≥ 700 kg/m2sàn tìm được ở trên ta có:

Đông Bắc Tây Bắc Tây Nam Đông Nam Nam Bắc

Q2 = ∆ , W

Q2 – dòng nhiệt đi vào không gian điều hòa do sự tích trữ nhiệt cửa các cấu kết cấu mái và do độ chênh lệch nhiệt độ của không khí giữa bên ngoài và bên trong

k – Hệ số truyền nhiệt qua trần hoặc sàn

tđ

t

∆ : Hiệu nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài ∆t tđ =t N −t T Xảy ra 3

trường hợp:

- Sàn đặt trên mặt đất: lấy k của sàn bê tông dầy 300mm, ∆t tđ =t N −t T

- Sàn hoặc trần đặt trên phòng không điều hòa lấy ∆t tđ = 0 , 5 (t N −t T)

- Giữa hai sàn không điều hòa Q2 = 0

3.2.3 Nhiệt hiện bức xạ qua mái Q 21

Xảy ra 3 trường hợp:

- Sàn đặt trên mặt đất: lấy k cửa sàn bê tông dầy 300mm, ∆t tđ =t N −t T

- Sàn hoặc trần đặt trên phòng không điều hòa lấy ∆t tđ = 0 , 5 (t N −t T)

- Giữa hai sàn không điều hòa Q2 = 0

Theo cấu trúc của tòa nhà và theo điều kiện tính toán, chỉ có trần tầng 3 khu trung tâm thương mại là không tiếp xúc với không gian không điều hòa nên chỉ tính lượng nhiệt này cho tầng trên Các tầng còn lại lượng nhiệt này bằng 0

( ) 0 , 5 ( 35 , 8 24 ) 5 , 9

5 ,

∆

Tính cho trung tâm thương mại tầng 3

Dựa vào bảng 4.15 [TL1/tr170] ta xác định được hệ số truyền nhiệt k = 1,42 W/m2 K với sàn bê tông dầy 300mm có lớp vữa dầy 25mm, phía trên có lát gạch vinyl 3mm

Diệt tích mặt sàn là F = 2068 m2

Vậy: Q21 =k F t ∆td = 2068 1, 42 5, 9 17330 × × = W

3.2.4 Nhiệt tổn thất qua vách Q 22

Nhiệt truyền qua vách Q22 gồm hai thành phần:

- Thành phần tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và không gian điều hòa

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

Thành phần nhiệt truyền qua vách bao gồm: nhiệt truyền qua tường, nhiệt truyền qua cửa ra vào và nhiệt truyền qua kính cửa sổ

Q22 = Q22t + Q22c + Q22k = ki Fi ∆t

Trong đó

Q22t – nhiệt truyền qua tường

Q22c – nhiệt truyền qua cửa ra vào

Q22k – nhiệt truyền qua kính cửa sổ

ki – hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ

Fi – diện tích của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ

∆t – chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong không gian điều hòa

a, Tính nhiệt truyền qua tường Q 22t

Nhiệt truyền qua tường tính theo biểu thức sau:

t

α

1 λ

δ λ

δ 2 α

1

1 k

+ + +

αT = 10 W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà; [TL1/tr166]

αN = 10 W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài khi tường tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài [TL1/tr166]

Hệ số truyền nhiệt của tường khi tiếp xúc trực tiếp với bên ngoài:

1 0,01 0,18 1 2