Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho công trình tòa nhà làm việc đại học đà nẵng TP đà nẵng

Trong đồ án tốt nghiệp của mình, tôi được giao nhiệm vụ là: “Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho công trình tòa nhà làm việc Đại học Đà Nẵng – TP Đà Nẵng” để tạo ra mộ

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Nha Trang, ngày tháng năm

Giáo viên hướng dẫn

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC BẢNG VI DANH MỤC HÌNH VIII DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT X LỜI CẢM ƠN XI

LỜI NÓI ĐẦU 1

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO CÔNG TRÌNH 2

1.1.VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐHKK TRONG ĐỜI SỐNG & SẢN XUẤT 2

1.1.1 Vai trò của ĐHKK đối với con người 2

1.1.2 Vai trò của ĐHKK đối với sản xuất công nghiệp 3

1.1.3 Vai trò của ĐHKK đối với lĩnh vực lịch sử, văn hóa, nghệ thuật 5

1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐƯỢC SỬ DỤNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY 6

1.2.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 6

1.2.2 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 8

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ .11

1.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 16

1.4.1 Yêu cầu thiết kế của công trình 17

1.4.2 Lựa chọn phương án thiết kế .17

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM VÀ THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA 20

2.1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ .20

2.1.1 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà 20

2.1.2 Chọn thông số thiết kế trong nhà .22

2.2 TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA 24

2.2.1 Mục đích của việc tính toán nhiệt thừa cho công trình 24

2.2.2 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời, Q11 25

2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ, Q21 .35

2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua vách, Q22 36

2.2.5 Nhiệt hiện truyền qua nền, Q23 47

2.2.6 Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng, Q31 .48

2.2.7 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc, Q32 .52

2.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra, Q4 56

2.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào, QhN và QâN .62

2.2.10 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt mang vào, Q5h và Q5â .67

2.2.11 Các nguồn nhiệt khác, Q6 73

2.2.12 Xác định phụ tải lạnh 73

2.3 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 80

2.3.1 Thành lập sơ đồ điều hòa không khí 80

2.3.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp .81

2.3.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 82

CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN MÁY MÓC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 114

3.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH CHỌN MÁY MÓC CHO CÔNG TRÌNH .114

3.2 CHỌN DÀN LẠNH .115

3.3 CHỌN DÀN NÓNG 122

3.4 CHỌN BỘ CHIA GAS REFNET .125

3.5 CHỌN ĐƯỜNG ỐNG DẪN MÔI CHẤT .127

3.6 HỆ THỐNG ĐƯỜNG NƯỚC NGƯNG 128

CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI GIÓ 130

4.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH TOÁN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI GIÓ 130

4.2 HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI GIÓ 130

4.3 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CUNG CẤP GIÓ TƯƠI 131

4.5 TÍNH THÔNG GIÓ CHO NHÀ VỆ SINH 143

4.6 THƠNG GIĨ TẦNG HẦM 149

4.7 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI GIÓ 153

CHƯƠNG 5:NGUYÊN LÝ ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 156

5.1 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN .156

5.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN .156

5.2.1 Điều khiển trung tâm 156

5.2.2 Điều khiển cho mỗi dàn lạnh 157

CHƯƠNG 6:THI CÔNG LẮP ĐẶT VÀ VẬN HÀNH BẢO DƯỠNG 160

6.1 THI CÔNG LẮP ĐẶT .160

6.1.1 Lắp đặt hệ thống điện điều hòa không khí 160

6.1.2 Lắp đặt dàn nóng, dàn lạnh 161

6.1.3 Lắp đặt hệ thống đường ống dẫn không khí 162

6.1.4 Lắp đặt hệ thống đường ống thải nước ngưng 164

6.2 KIỂM TRA VÀ CHẠY THỬ 164

6.2.1 Thử kín, thử bền .164

6.2.2 Hút chân không, nạp gas .165

6.2.3 Chạy thử .166

6.3 CƠNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA 166

KẾT LUẬN .168

PHỤ LỤC .169

TÀI LIỆU THAM KHẢO 177

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thơng số chi tiết các phịng cần trang bị hệ thống ĐHKK 13

Bảng 2.1: Các thơng số thiết kế ngồi nhà theo điều hịa cấp III 22

Bảng 2.2: Thơng số thiết kế trong và ngồi nhà 22

Bảng 2.3: Giĩ tươi và hệ số thay đổi khơng khí 23

Bảng 2.4: Tính nhiệt bức xạ tức thời của phịng bộ mơn 1 27

Bảng 2.5: Tính nhiệt bức xạ tức thời của phịng giáo viên 29

Bảng 2.6: Tính nhiệt bức xạ tức thời của phịng hội đồng 30

Bảng 2.7: Tính nhiệt bức xạ tức thời của phịng phục vụ 31

Bảng 2.8: Tính nhiệt bức xạ tức thời của các phịng trong tịa nhà 32

Bảng 2.9: Tính nhiệt truyền qua tường các phịng trong tịa nhà 38

Bảng 2.10: Tính nhiệt truyền qua kính các phịng trong tịa nhà 42

Bảng 2.11: Tính nhiệt truyền qua tường các phịng trong tịa nhà 45

Bảng 2.12: Tính nhiệt do đèn chiếu sáng các phịng trong tịa nhà 49

Bảng 2.13: Tính nhiệt do máy mĩc thiết bị các phịng trong tịa nhà 53

Bảng 2.14: Tính nhiệt hiện và ẩn do người các phịng trong tịa nhà 57

Bảng 2.15: Tính nhiệt hiện và ẩn do giĩ tươi mang vào các phịng trong tịa nhà 62

Bảng 2.16: Tính nhiệt hiện và ẩn do giĩ lọt mang vào các phịng trong tịa nhà 68

Bảng 2.17: Tổng phụ tải lạnh tính tốn cho các phịng 74

Bảng 2.18: Hệ số nhiệt hiện phịng các phịng trong tịa nhà 84

Bảng 2.19: Hệ số nhiệt hiện tổng các phịng trong tịa nhà 89

Bảng 2.20: Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng các phịng trong tịa nhà 94

Bảng 2.21: Nhiệt độ đọng sương các phịng trong tịa nhà 100

Bảng 2.22: Hiệu nhiệt độ các phịng trong tịa nhà 105

Bảng 2.23: Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh 109

Bảng 3.1: Thơng số kỹ thuật dàn lành âm trần cassette 4 hướng thổi FXFQ63PVE 117

Bảng 3.2: Danh mục các dàn lạnh sử dụng cho các tầng 117

Bảng 3.3: Tính nhiệt bức xạ tức của tầng 1 để chọn dàn nĩng 122

Bảng 3.4: Năng suất lạnh dùng để chọn dàn nóng 123

Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của dàn nóng RXQ36PAY1 124

Bảng 3.6: Chi tiết chọn các cụm dàn nóng 125

Bảng 3.7: Cách chọn bộ chia gas đầu tiên 126

Bảng 3.8: Cách chọn bộ chia gas sau bộ chia gas đầu tiên 126

Bảng 3.9: Cách chọn đường kính ống gas ở giữa các bộ chia gas 127

Bảng 4.1 Kích thước đường ống gió tươi tầng 3 134

Bảng 4.2: Chiều dài tương đương ống gió 136

Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật quạt hướng trục ANA380FDW-0,37 137

Bảng 4.4: Kích thước ống gió thải tầng 3 140

Bảng 4.5: Chiều dài tương đương đường ống gió thải tầng 3 141

Bảng 4.6: Thông số kỹ thuật quạt hướng trục WINGTON 142

Bảng 4.7: Kích thước ống gió nhà vệ sinh tầng 3 145

Bảng 4.8: Kích thước ống gió xuyên tầng 147

Bảng 4.9: Chiều dài tương đương đường ống gió xuyên tầng 147

Bảng 4.10: Thông số kỹ thuật quạt li tâm KAT 18-13-SC 149

Bảng 4.11: Kích thước ống gió thải tầng hầm 151

Bảng 4.12: Chiều dài tương đương đường ống gió thải tầng hầm 151

Bảng 4.13: Thông số kỹ thuật quạt li tâm Kruger 153

Bảng 6.1: Quá trình nạp khí thử xì 165

DANH MUÏC HÌNH

Hình 2.1:Nhiệt độ được chọn theo các cấp điều hòa 21

Hình 2.2: Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn theo Carrier 25

Hình 2.3: Biểu đồ phân bố nhiệt bức xạ vào phòng bộ môn 1 theo thời gian 28

Hình 2.4: Biểu đồ phân bố nhiệt bức xạ vào phòng giáo viên theo thời gian 29

Hình 2.5: Biểu đồ phân bố nhiệt bức xạ vào phòng hội đồng theo thời gian 31

Hình 2.6: Biểu đồ phân bố nhiệt bức xạ vào phòng phục vụ theo thời gian 32

Hình 2.7: Kết cấu xây dựng của mái 36

Hình 2.8:Cấu trúc xây dựng của tường 37

Hình 2.9: Sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp 81

Hình 2.10: Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa không khí 1 cấp 82

Hình 2.11: Ẩm đồ điều hòa không khí 83

Hình 2.12: Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp tại phòng hội đồng 98

Hình 3.1: Dàn lành âm trần cassette 4 hướng thổi 117

Hình 3.2: Biểu đồ phân bố nhiệt bức xạ của cụm tầng 1 theo thời gian 123

Hình 3.3: Dàn nóng RXQ36PAY1 125

Hình 3.4: Ống dẫn nước ngưng 129

Hình 4.1: Sơ đồ bố trí đường ống gió tươi tầng 3 132

Hình 4.2 Miệng thổi khuếch tán SAG 250x250 138

Hình 4.3: Sơ đồ đường ống gió thải tầng 143

Hình 4.4: Miệng hút gió thải EAG 250x250 143

Hình 4.5: Quạt hút gắn trần BPT của hãng Nedfon 144

Hình 4.6: Sơ đồ đường ống gió hút nhà vệ sinh tầng 3 145

Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý đường ống gió xuyên tầng 146

Hình 4.8: Sơ đồ bố trí đường ống gió tầng hầm 150

Hình 4.9 Miệng hút EAG 750x200 153

Hình 4.10: Chớp gió 153

Hình 4.11: Phin lọc 154

Hình 4.12: Van gió điều khiển bằng tay 154

Hình 4.13 Bộ điều chỉnh lưu lượng bằng tay 154

Hình 4.14 Ống mềm 154

Hình 4.15 Một số loại miệng thổi, miệng hút 155

Hình 5.1 Sơ đồ đấu điện 156

Hình 6.1 Treo dây điện 160

Hình 6.2 Chi tiết lắp đặt dàn nóng 161

Hình 6.3 Chi tiết lắp đặt dàn lạnh 162

Hình 6.4 Chi tiết cách nhiệt ống gió 163

Hình 6.5 Chi tiết treo ống gió 163

Hình 6.6 Chi tiết lắp đặt quạt hướng trục 164

Hình 6.7 Chi tiết treo ống dẫn nước ngưng 164

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

- ĐHKK: Điều hoà không khí

- QCVN: Quy chuẩn Việt Nam

- TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

- BXD: Bộ xây dựng

- VRV: Variable Refrigerant Volume

- BMS: Buiding Management System (Hệ thống điều khiển trung tâm tòa nhà)

- VCD: Volume Control Damper (Bộ điều chỉnh lưu lượng)

- FD: Fire Damper (Van chặn lửa)

- EAG: Exhaust Air Grille ( Miệng hút gió thải)

- SAG: Supply Air Grille ( Miệng cấp gió tươi)

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành, lời biết ơn sâu sắc tới thầy Th.S Nguyễn Trọng Bách đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, cung cấp tài liệu giáo trình, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Tôi xin chân thành cảm ơn

Nha Trang, tháng 06 năm 2011

Sinh viên

Ngô Văn Huy

Lời nói đầu

Điều hòa không khí có vai trò rất quan trọng trong đời sống và sản xuất, nhằm mục đích tạo ra môi trường không khí có các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch… phù hợp với điều kiện của con người Điều hòa không khí cũng là công cụ hỗ trợ đắc lực cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành kỹ thuật lạnh và điều hòa không khí nói riêng cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ, đặc biệt trong những năm gần đây nó ngày càng trở lên đặc biệt quan trọng và thậm chí là không thể thiếu trong các ngành khoa học kỹ thuật công nghệ cao, trong sản xuất như: công nghệ chế biến thủy sản, y tế, điện tử, dệt may, công nghệ sinh học, cơ khí chính xác…Ngoài ra điều hòa không khí là không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, văn phòng…nơi mà nhu cầu về điều kiện tiện nghi của con người ngày càng được nâng cao

Với đặc điểm khí hậu nóng ẩm như ở nước ta, điều hòa không khí có ý nghĩa quan trọng với đời sống và sản xuất Do đó việc tạo ra một môi trường thích hợp theo nhu cầu của người sử dụng được đặt ra và đó cũng chính là nhiệm vụ của tôi trong đồ án này

Trong đồ án tốt nghiệp của mình, tôi được giao nhiệm vụ là: “Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho công trình tòa nhà làm việc Đại học Đà Nẵng –

TP Đà Nẵng” để tạo ra một môi trường không khí trong lành có nhiệt độ và độ ẩm thích

hợp, tạo cảm giác thoải mái cho người làm việc

Được sự hướng dẫn giúp đỡ tận tình của thầy Th.S Nguyễn Trọng Bách và các bạn sinh viên trong lớp cùng với sự nỗ lực của bản thân tôi đã hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp này Mặc dù tôi đã cố gắng hết sức nhưng trong đồ án vẫn còn nhiều khiếm khuyết Tôi rất mong nhận được ý kiến đóng góp của các thầy cô cùng các bạn để đồ án tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn

NhaTrang, tháng 7 năm 2011 Sinh viên thực hiện Ngô Văn Huy

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ CHO

CÔNG TRÌNH

1.1.VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐHKK TRONG ĐỜI SỐNG & SẢN XUẤT

Để cân bằng, điều chỉnh không khí trong môi trường sống, từ xa xưa con người đã biết sử dụng các biện pháp để tác động vào nó như: đốt lửa sưởi ấm mùa đông, dùng quạt gió để làm mát, hay tìm các hang động mát mẻ, ấm cúng để ở…Tuy nhiên vẫn chưa hề có khái niệm và hiểu biết về thông gió và điều hòa không khí Mãi đến năm 1845, một bác sĩ người Mỹ tên John Gorrie đã chế tạo ra máy nén khí đầu tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông Chính sự kiện này đã làm ông nổi tiếng và đi vào lịch sử của ngành

kỹ thuật điều hòa không khí Từ đó khái niệm về điều hòa không khí được hình thành và ngày càng nhiều công trình nghiên cứu, tìm hiểu về điều hòa không khí và ứng dụng của

nó trong đời sống Bởi vậy ngành kỹ thuật điều hòa không khí ngày càng được hoàn thiện

và phát triển mạnh mẽ cho đến ngày nay nó đã trở thành một bộ phận không thể thiếu đối với cuộc sống con người Sự có mặt của điều hòa không khí và chất lượng của nó đã trở thành một tiêu chí để đánh giá mức độ hiện đại và chất lượng của một công trình cũng như của cuộc sống ngày nay

1.1.1 Vai trò của ĐHKK đối với con người

Hệ thống điều hòa 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, khí tươi, sự tuần hoàn phân phối không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ

Sức khoẻ con người là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất lao động Một trong những mục đích là nâng cao sức khoẻ con người đó là tạo ra cho con người điều kiện vi khí hậu thích hợp Bởi vì nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở khoảng 370C (đối với người bình thường) Do đó để duy trì ổn định nhiệt độ của phần bên trong cơ thể, con người luôn thải ra một lượng nhiệt ra môi trường xung quanh

Quá trình thải nhiệt này thông qua 3 hình thức cơ bản: đối lưu, bức xạ và bay hơi Để quá trình thải nhiệt đó diễn ra thì phải tạo ra một không gian có nhiệt độ và độ ẩm phù hợp với cơ thể con người Hệ thống điều hoà không khí để tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn

Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm

và độ ẩm tương đối cao Với nhiệt độ và độ ẩm cao cộng vào đó là bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là những toà nhà có kiến trúc hiện đại có diện tích kính lớn, thiết bị chiếu sáng, thiết bị điện - điện tử làm cho nhiệt độ không khí trong phòng tăng cao, vượt xa giới hạn tiện nghi nhiệt đối với con người Để đảm bảo cho con người có một môi trường sống thoải mái thì chỉ có điều hoà không khí mới giải quyết được vấn đề nêu trên

Kinh tế nước ta hiện nay đã có bước phát triển đáng kể, đời sống của nhân dân ngày càng được cải thiện, cho nên điều hoà không khí dân dụng đang phát triển mạnh mẽ

Do đó mà điều hoà không khí không còn xa lạ với người dân thành thị Hiện nay hầu hết các nhà ở, công sở, nhà hàng, khách sạn, rạp chiếu phim, trường học … đều được trang bị

hệ thống điều hòa không khí nhằm đảm bảo cho khí hậu bên trong phù hợp với điều kiện

vệ sinh, đảm bảo sức khỏe cũng như phát huy hiệu quả sử dụng chúng

Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện đã trang bị hệ thống điều hoà không khí trong các phòng điều trị bệnh nhân để tạo ra môi trường vi khí hậu tối ưu giúp người bệnh nhanh chóng phục hồi sức khoẻ Điều hoà không khí tạo ra các phòng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đối của không khí và nhiệt độ, độ ẩm được khống chế ở mức tối

ưu để tiến hành các quá trình y học quan trọng

1.1.2 Vai trò của ĐHKK đối với sản xuất công nghiệp

Trong công nghiệp ngành điều hoà không khí đã có bước tiến nhanh chóng Ngày nay người ta không thể tách rời kỹ thuật điều hoà không khí với các ngành khác như cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử và vi điện tử, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện tử, kỹ thuật quang học Để đảm bảo chất lượng của sản phẩm, để đảm bảo máy móc, thiết bị làm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số của không khí như thành phần độ ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hại

khác Ví dụ như trong ngành công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụ điện cần khống chế nhiệt độ trong khoảng từ 200C đến 220C, độ ẩm từ 50 đến 60%

Trong ngành cơ khí, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học, độ trong sạch

và ổn định của nhiệt độ và độ ẩm là điều kiện quyết định cho chất lượng, độ chính xác của sản phẩm Nếu các linh kiện, chi tiết của máy đo, kính quang học được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không ổn định làm cho độ co dãn khác nhau về kích thước của chi tiết sẽ làm giảm độ chính xác của máy móc Bụi thâm nhập vào bên trong máy sẽ làm tăng độ mài mòn giữa các chi tiết dụng cụ chóng hư hỏng, chất lượng giảm sút rõ rệt

Trong công nghiệp sợi và dệt, điều hoà không khí có ý nghĩa quan trọng Khi độ

ẩm không khí cao, độ dính kết, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn, ngược lại độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ bị giảm

Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiều quá trình công nghệ đòi hỏi có môi trường không khí thích hợp Nếu độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giảm khối lượng và chất lượng sản phẩm Ngược lại độ ẩm quá cao cộng với nhiệt độ cao thì

đó là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc phân huỷ sản phẩm Bên cạnh đó lượng nhiệt và hơi ẩm toả ra bên trong phân xưởng tương đối lớn, thường xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mặt thiết

bị, máy móc gây mất vệ sinh tạo điều kiện cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển Tất cả các vấn đề bất lợi đó đều có thể giải quyết bằng điều hoà không khí

Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè, quá trình vo chè, ủ lên men có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí và oxy hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hoá khác tạo ra các axit amin, giữ màu sắc và hương vị thơm ngon của chè Các quá trình này đòi hỏi phải được tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ ẩm thích hợp

Các thông số của môi trường không khí trong các nhà máy sản xuất phim, giấy ảnh cũng cần được duy trì ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ thống điều hoà không khí Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm giảm chất lượng sản phẩm Nhiệt độ

cao trong phân xưởng làm nóng chảy lớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phim Ngược lại độ

ẩm cao làm cho sản phẩm dính bết vào nhau

Điều hoà không khí còn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm nhiệt, một loại máy lạnh dùng để sưởi ấm vào mùa đông Bơm nhiệt thực ra là một máy lạnh với khác biệt là ở mục đích sử dụng Gọi là máy lạnh khi người ta sử dụng hiệu ứng lạnh ở thiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng nguồn nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ

Ở các nước tiên tiến, các chuồng trại chăn nuôi của công nghiệp sản xuất thịt sữa được điều hoà không khí để có thể đạt được tốc độ tăng trọng cao nhất, vì gia súc và gia cầm cần có khoảng nhiệt độ, độ ẩm thích hợp để tăng trọng và phát triển Ngoài khoảng nhiệt độ và độ ẩm đó, quá trình phát triển và tăng trọng giảm xuống và nếu vượt qua giới hạn nhất định chúng có thể bị sút cân hoặc bệnh tật

Còn rất nhiều quá trình công nghệ khác cần đến hệ thống điều hoà không khí để đảm bảo duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khí thích hợp đem lại hiệu quả sản xuất cao

1.1.3 Vai trò của ĐHKK đối với lĩnh vực lịch sử, văn hóa, nghệ thuật

Điều hòa không khí đóng một vai trò rất quan trọng trong việc gìn giữ và bảo vệ các giá trị nghệ thuật và các công trình có tính lịch sử như lăng chủ tịch Hồ Chí Minh Độ tinh khiết của môi trường không khí ở những khu vực trọng yếu của lăng phải là tuyệt đối, còn nhiệt độ và độ ẩm của những khu vực này phải duy trì ở mức nhiệt độ 16 ± 0,5

và độ ẩm 75 ± 5 % quanh năm bất kể thời tiết bên ngoài thay đổi như thế nào

Điều hòa không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệm phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học Cụ thể là các thành phần thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khí phải được giữ ở mức không đổi để tạo nên các kết quả tương tự trong lĩnh vực sinh học, sinh hóa, sinh thái học…

Điều hòa không khí cũng được sử dụng vào mục đích bảo quản các giá trị vĩ đại của văn hóa lịch sử như tranh, ảnh, tượng, sổ sách, hiện vật… trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện … lưu truyền cho thế hệ mai sau Rõ ràng là môi trường không khí với các thông số thích hợp của nó có thể làm chậm lại một cách đáng kể hoặc ngừng

hẳn quá trình phá hủy Điều này chỉ có thể thực hiện được bằng hệ thống điều hòa không khí

Tóm lại: Điều hòa không khí hiện nay đã trở nên rất phổ biến và trở thành một công cụ đắc lực cho con người trong rất nhiều lĩnh vực Nó đã góp phần không nhỏ vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống của con người và có mặt trong hầu hết các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ

1.2 MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ĐƯỢC SỬ DỤNG PHỔ BIẾN HIỆN NAY

Sau một thời gian hình thành và phát triển, đến nay kỹ thuật điều hòa không khí ngày càng được hoàn thiện có đầy đủ các chức năng hiện đại với nhiều mẫu mã chủng loại khác nhau

Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp máy móc, thiết bị, dụng cụ… để tiến hành các quá trình xử lý không khí như là để: làm lạnh, sưởi ấm, tăng ẩm, giảm ẩm, lọc bụi…

Do tính chất phức tạp, đa dạng của không gian điều hòa và cũng để đáp ứng nhu cầu đòi hỏi của các chủ đầu tư hiện nay các nhà sản xuất đã đưa ra các hệ thống điều hòa không khí với nhiều mẫu mã chủng loại, tính năng ưu việt khác nhau

Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hòa không khí nhưng thường phổ biến hơn

là phân loại theo tính tập trung và theo chất tải lạnh Ta chọn cách phân loại theo tính tập trung Theo cách này thì hệ thống điều hòa sẽ được chia làm 3 loại:

 Ưu điểm:

Máy hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt vận hành, bảo trì bảo dưỡng, sửa chữa

dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ

 Nhược điểm:

Chỉ áp dụng phù hợp cho những không gian nhỏ rất khó áp dụng cho các phòng lớn, hội trường, nhà hàng, khách sạn, ngoài ra tính thẩm mỹ của công trình không cao

Hiện nay trên thị trường sử dụng phổ biến 2 loại: Điều hòa cửa sổ và điều hòa tách

1.2.1.1 Máy điều hòa cửa sổ

Máy điều hòa cửa sổ thường được gắn trên tường giống như cửa sổ Đây là dạng máy điều hòa nhỏ gọn cả về năng suất lạnh về kích thước cũng như khối lượng Tất cả các thiết bị chính của nó như: máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển khác… đều lắp trong một vỏ máy gọn nhẹ

 Ưu điểm:

- Chỉ cần cấp nguồn điện là chạy, không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao, không cần công nhân vận hành máy

- Có chế độ sưởi ẩm vào mùa đông bằng bơm nhiệt

- Có khả năng lấy gió tươi

- Có thể điều chỉnh nhiệt độ phòng bằng thermorstat với dải điều chỉnh lớn

- Giá thành rẻ, vốn đầu tư thấp

 Nhược điểm:

- Khả năng làm sạch không khí kém

- Máy hoạt động có độ ồn cao

- Khó bố trí trong phòng, thường phải đục một khoảng tường có kích thước bằng kích thước của máy để đặt máy

1.2.1.2 Máy điều hòa tách

Máy điều hòa tách gồm hai cụm: dàn nóng và dàn lạnh, được bố trí tách rời nhau

và được kết nối với nhau bằng ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển Máy nén thường được đặt bên trong cụm dàn nóng

Ưu điểm:

- Có thể lắp đặt ở nhiều không gian, vị trí khác nhau

- Có nhiều kiểu dàn lạnh cho phép người sử dụng có thể lựa chọn được dạng phù hợp nhất cho công trình

- Sử dụng tiện lợi cho không gian nhỏ hẹp, đặc biệt đối với các hộ gia đình

- Sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, lắp đặt đơn giản dễ dàng, giá thành rẻ

 Nhược điểm:

- Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh bị hạn chế

- Công suất của loại máy này bị hạn chế

- Tính thẩm mỹ của công trình không cao dễ phá vỡ cảnh quan kiến trúc

1.2.2 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn

Hệ thống điều hòa không khí tổ hợp gọn là hệ thống điều hòa có kích thước trung bình bố trí gọn thành các tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh tương đối lớn

1.2.2.1 Máy điều hòa lắp mái:

- Máy điều hòa lắp mái là loại máy điều hòa nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình và lớn, nó chủ yếu được dùng trong công nghiệp và thương nghiệp

- Đặc điểm của loại máy này là: cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn với nhau thành một khối duy nhất Quạt dàn lạnh là loại quạt li tâm có cột áp cao.Trong máy được

bố trí ống phân phối gió tươi và gió hồi.Máy có thể lắp đặt ở mái bằng của phòng điều hòa,

ở ban công hoặc mái hiên rồi tiến hành bố trí đường ống gió cấp và gió hồi hợp lý là được

1.2.2.2 Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước:

- Máy này có bình ngưng giải nhiệt nước nên rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích

và không gian lắp đặt Tất cả các thiết bị được bố trí thành một tổ hợp gọn hoàn chỉnh

 Ưu điểm:

- Được sản suất hàng loạt, lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ, tự động hóa cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước làm mát

và hệ thống ống gió nếu cần là có thể hoạt động được

- Vận hành trong điều kiện tải thay đổi

- Có thể bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, cửa hàng, siêu thị và các không gian có thể chấp nhận độ ồn cao

 Nhược điểm:

- Hoạt động có độ ồn cao

- Công suất bị hạn chế

- Yêu cầu phải cấp nguồn nước làm mát nên phức tạp hơn

1.2.3 Hệ thống điều hòa trung tâm

1.2.3.1 Máy điều hòa VRV

Do các hệ thống CAV (Constant Air Volume)và VAV (Variable Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu để làm ống nên hãng Daikin của Nhật bản đưa ra giải pháp VRV Hệ thống VRV điều chỉnh năng suất lạnh thông qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất Thực chất là phát triển máy điều hòa tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh đặt trực tiếp trong phòng (8 đến 16 dàn), tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng trong các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn

 Ưu điểm:

- Tổ ngưng tụ gồm 2 máy nén trong đó 1 máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on – off, 1 máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0÷100% gồm 21 bậc điều chỉnh đảm bảo năng lượng tiết kiệm một cách hiệu quả

- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với nhu cầu từng vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm BMS

- Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ nhỏ (7kW) đến hàng ngàn kW cho các tòa nhà cao tầng hàng trăm mét với nhiều phòng đa chức năng

- VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do có cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh tới 50 m các dàn lạnh có thể đặt cách nhau tới 15 m, đường ống dẫn môi chất từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất có thể tới 150 m tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng cho các tòa nhà cao tầng, nhà hàng, khách sạn, các công trình lớn

- Do sử dụng máy biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh nên hệ số lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều máy thông dụng

- Toàn bộ các chi tiết máy được chế tạo và lắp ráp tại nhà máy nên máy có độ tin cậy cao

- Khả năng bảo dưỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại trung tâm qua internet

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

- Hệ thống VRV có tới 9 kiểu dàn lạnh khác nhau với tối đa 6 cấp năng suất lạnh rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với các kiểu kiến trúc khác nhau đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khách hàng

- Với hệ thống VRV có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao

 Nhược điểm:

- Hệ thống VRV thi công lắp đặt đòi hỏi công nhân có trình độ kỹ thuật

- Vốn đầu tư ban đầu cao nên chủ yếu phục vụ cho điều hòa tiện nghi yêu cầu chất lượng cao

1.2.3.2 Hệ thống điều hòa trung tâm nước

Hệ thống điều hòa trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU Hệ thống bao gồm:

- Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh

- Hệ thống ống dẫn nước lạnh

- Hệ thống nước giải nhiệt

- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh mùa hè, sưởi ấm mùa đông

- Hệ thống ống gió và vận chuyển phân phối khí

- Hệ thống tiêu âm, giảm âm

- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng rẽ,

ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất

- Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc mà không sợ phá vỡ cảnh quan

- Có khả năng cung cấp không khí có độ sạch cao đáp ứng mọi nhu cầu đề ra

- Năng suất gần như không bị hạn chế

- Vốn đầu tư ban đầu không cao

 Nhược điểm:

- Lắp đặt đòi hỏi phải có đội ngũ công nhân lành nghề có trình độ cao

- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên tổn thất do quán tính nhiệt lớn

- Hệ thống cần phải định kỳ sửa chữa bảo dưỡng

1.3 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Công trình “Tòa nhà làm việc Đại Học Đà Nẵng” là một tòa nhà lớn với kiến

trúc hiện đại bao gồm 16 tầng (kể cả tầng hầm và tầng mái), cao trên 62,3 m, được xây dựng trên khuôn viên rộng khoảng 2000 m2 Trong đó diện tích mặt bằng xây dựng là 40,6×25m =1015 m2 với chiều cao 3,6m mỗi tầng Tòa nhà có 2 mặt tiền, hướng Đông giáp đường Lê Lợi, hướng Bắc giáp đường Lê Duẩn Công trình hoàn thành sẽ là nơi làm việc của giám đốc, phó giám đốc, viện trưởng, phó viện trưởng, các chuyên gia, các giáo viên và nhân viên….Ngoài ra tòa nhà là nơi hội thảo và nghiên cứu khoa học của các chuyên gia trong và ngoài nước

Tòa nhà được xây dựng bằng kết cấu bê tông dầm chịu lực vững chắc, tường bao được xây bởi lớp gạch thẻ dày khoảng 200 mm bên ngoài được trát 2 lớp vữa dày 20 mm

và bả matit rồi sơn màu lên Các sàn trần đều được đổ bằng bê tông cốt thép chịu lực, phía dưới trần 700 mm là một lớp trần giả bằng thạch cao Bên ngoài mặt tiền phía bắc của tòa nhà được ốp vách kính 2 lớp màu xanh ngọc, ngoài ra một phần của vách phía

bắc còn được thiết kế tấm hợp kim nhôm khung sắt Với kiến trúc như vậy thì “Tòa nhà

làm việc Đại Học Đà Nẵng” là một công trình có kiến trúc đẹp và hiện đại Cấu trúc của

công trình như sau:

- Tầng hầm được bố trí sâu so với mặt đất 3 m, diện tích khoảng 682 m2 để làm bãi đậu xe

- Tầng 1: với diện tích khoảng 742 m2 có độ cao 3,6 m bao gồm 1 phòng bảo vệ, 4 phòng kỹ thuật, sảnh chính, sảnh phụ Tầng một được thiết kế hệ thống cửa ra vào bằng kính ở phía mặt tiền của tòa nhà hướng ra đường Lê Duẩn

- Tầng 2: diện tích nền giống với tầng 1 nhưng tại tầng 2 có mục đích sử dụng bao gồm các phòng như sau: phòng viện trưởng, phòng hành chính, phòng trưởng phòng, phòng viện phó 1, phòng viện phó 2, phòng kế toán tài vụ, phòng quản lí đào tạo, phòng đăng kí và nơi đăng kí

- Tầng 3 với diện tích sàn 965 m2 Nó bao gồm 4 phòng bộ môn, 1 phòng giáo viên,

1 phòng hội đồng, 1 phòng phục vụ

- Tầng 4 diện tích sàn 838 m2 được sử dụng để làm phòng tiếp khách, 2 phòng chuyên gia, 4 phòng nghỉ, phòng sinh hoạt ngoài ra còn có tại tầng 4 còn có khoảng không gian triển lãm

- Tầng 5 đến tầng 11 có kiến trúc giống nhau và được sử dụng làm nơi dạy học ngoại ngữ cho các sinh viên, diện tích của tầng là 645 m2 bao gồm các phòng sau: 5 phòng học,

1 phòng giáo viên

- Tầng 12 diện tích sàn là 645 m2 gồm các phòng có chức năng là: 2 phòng tự học, 1 phòng studio

- Tầng 13 có diện tích tương tự tầng 12 nhưng không gian tại đây dược chia thành các phòng sau : 1 phòng giám đốc, 1 phòng thư kí, 3 phòng phó giám đốc, 1 phòng họp,

2 phòng làm việc

- Tầng 14 có diện tích như các tầng trên bao gồm 4 phòng làm việc, trong các phòng

đó được chia làm 2 phòng làm việc với diện tích nhỏ hơn

- Tầng 15 có diện tích là 512 m2 được thiết kế gồm 1 hội trường lớn , căng tin để phục vụ ăn uống giải khát, và 1 sảnh giải lao

Bảng 1.1: Thông số chi tiết các phòng cần trang bị hệ thống ĐHKK

Fsàn (m2)

F1 (m2)

F2 (m2)

Fkính (m2)

1.4 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Tòa nhà được xây dựng tại Đà Nẵng, nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa ẩm, vì vậy việc xây dựng hệ thống điều hòa không khí ở đây là hoàn toàn cần thiết và đòi hỏi cao về

kỹ thuật Hầu hết diện tích của tòa nhà được xây dựng làm văn phòng và dạy học nên hệ thống điều hòa không khí ở đây cần đáp ứng điều kiện tiện nghi, thỏa mãn nhu cầu vi khí

hậu đồng thời không ảnh hưởng tới kết cấu xây dựng, cũng như cảnh quan kiến trúc bên ngoài tòa nhà

1.4.1 Yêu cầu thiết kế của công trình

Là một công trình hiện đại với các yêu cầu cao về điều kiện vi khí hậu Hệ thống điều hoà cần đạt được các mục tiêu sau:

- Tạo ra môi trường vi khí hậu với các thông số nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, và độ trong sạch của không khí được kiểm soát và điều chỉnh theo điều kiện tiện nghi của con người

- Tạo ra các vùng không khí đệm thích hợp ở sảnh, hành lang để tránh sự thay đổi nhiệt độ quá lớn cho người làm việc, hoạt động trong toà nhà

- Tổ chức thông thoáng, hút thải không khí từ các khu vệ sinh, và các khu vực cần thiết

ra khỏi công trình

- Hệ thống thông gió và điều hòa không khí được thiết kế lắp đặt không ảnh hưởng tới kiến trúc công trình Làm tăng vẻ đẹp nội thất, độ ồn do hệ thống gây ra ở mức độ cho phép không ảnh hưởng tới các khu vực trong và ngoài công trình

- Thiết bị lựa chọn cho hệ thống phải đảm bảo tính hiện đại, làm việc tin cậy, vận hành đơn giản và thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa

- Hệ thống có khả năng phục vụ độc lập theo yêu cầu sử dụng cho từng khu vực Công suất của hệ thống được tự động điều chỉnh theo tải nhiệt thực tế của toà nhà tại từng thời điểm để nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống và giảm chi phí vận hành

- Hệ thống được thiết kế tuân theo các tiêu chuẩn và quy phạm về an toàn phòng chống cháy, không tạo ra các nguồn nhiệt có nhiệt độ cao, và không sử dụng các loại vật liệu dễ gây cháy nổ

1.4.2 Lựa chọn phương án thiết kế

Qua việc khảo sát kỹ lưỡng về quy mô và kết cấu tòa nhà Ta nhận thấy công trình với quy mô rộng và có kiến trúc phức tạp cũng như yêu cầu thiết kế nghiêm ngặt về chế

độ nhiệt độ, độ ẩm cho các văn phòng phòng làm việc Vì vậy các loại máy lạnh có công

suất nhỏ không thể đáp ứng được nhu cầu điều hòa không khí của tòa nhà mà cần sử dụng các loại hệ thống điều hòa trung tâm

Đối với toà nhà này chỉ có thể sử dụng dụng một trong hai hệ thống điều hoà không khí là VRV và trung tâm nước

Mỗi hệ thống đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, việc lựa chọn hệ thống cho công trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố Chủ yếu vẫn là dựa vào điều kiện của công trình

và chủ đầu tư Việc lựa chọn hệ thống cho công trình quyết định gần như hoàn toàn chất lượng và giá thành của công trình, vì vậy khi tiến hành chọn hệ thống điều hòa cho công trình cần phải khảo sát tình hình thực tế, vị trí đặc điểm và cấu trúc của công trình

So sánh hệ thống điều hoà VRV với hệ thống trung tâm nước

- Tòa nhà Đại học Đà Nẵng được thiết kế có thời gian làm việc trong giờ hành chính nên khi dùng hệ trung tâm nước rất bất tiện do hệ trung tâm nước có tổn thất quán tính nhiệt rất lớn khi dùng cho các tòa nhà văn phòng làm việc trong giờ hành chính Lúc 17 giờ máy dừng toàn bộ khối nước lạnh 70C trong hệ thống nóng lên đến nhiệt độ môi trường Ngày hôm sau, thợ vận hành lại phải cho máy chạy trước để đưa toàn bộ khối nước lạnh đó xuống đến 70C Hệ VRV làm lạnh trực tiếp bằng gas lạnh nên tổn thất do quán tính nhiệt là bằng không hệ VRV thuận tiện hơn nhiều vì có thể sử dụng 24/24h với bất kì % tải lạnh nào, ở bất kỳ phòng nào

- Về năng suất lạnh: với dãy công suất từ 5, 8, 10, … 54 HP và kết hợp các dàn nóng khác nhau, VRV có khả năng thích ứng cao hơn với mọi nhu cầu năng suất lạnh từ

7 đến hàng ngàn kW, trong khi các tổ máy làm lạnh bằng nước có số bậc điều chỉnh nhỏ hơn nhiều

- Không gian và thời gian lắp đặt cho hệ thống VRV nhỏ hơn nhiều vì đường ống gas rất bé so với hệ thống đường đường ống nước và ống gió

- Về vận hành: hệ trung tâm nước cần có một đội thợ vận hành trong khi hệ VRV không cần vì khả năng tự động hóa cao nên có khả năng hoạt động hoàn toàn tự động trong 1 năm

- Khả năng mở rộng công suất: hệ VRV có khả năng mở rộng công suất bất kỳ trong khi hệ TTN không có khả năng vì sẽ phải thay đổi lại toàn bộ hệ đường ống nước

- Vốn đầu tư: trước đây hệ VRV đắt hơn khoảng 20-30% nhưng hiện nay vốn đầu tư của 2 hệ này gần như ngang nhau…

- Giá vận hành: theo các nhà chế tạo thì do hệ VRV có máy nén biến tần, động cơ 1 chiều, van tiết lưu điện tử, trình độ tự động hóa rất cao nên tiêu tốn điện năng rất ít so với

hệ trung tâm nước Thực tế 1 số công trình ở Việt Nam cho thấy tiết kiệm điện đạt khoảng 30% so với hệ trung tâm nước

Sau khi đã phân tích các hệ thống điều hòa không khí thông dụng nhất hiện nay, kết hợp với tìm hiểu các yêu cầu của công trình tôi quyết định chọn hệ thống điều hòa trung

tâm VRV để thiết kế cho công trình “Tòa nhà làm việc Đại Học Đà Nẵng” vì nó đảm

bảo đầy đủ các yêu cầu về mặt: kỹ thuật, mỹ thuật, môi trường, sự tiện dụng về vận hành bảo dưỡng sửa chữa, độ an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và tính hiệu quả kinh tế lâu dài

CHƯƠNG 2

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM VÀ THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA

2.1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ

Để thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình ta cần xác định các thông

số tính toán thiết kế.Các thông số tính toán thiết kế bao gồm:

- Nhiệt độ, t (0C)

- Độ ẩm tương đối của không khí, φ (%)

- Tốc độ chuyển động của không khí trong phòng, ω (m/s)

- Lượng không khí tươi cần cung cấp, LN (m3/s)

2.1.1 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà

- Điều hòa không khí cấp II: Là điều hòa tiện nghi có độ tin cậy trung bình, nó duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch 150 ÷ 200 giờ trong một năm khi có biến động khí hậu ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông

- Điều hòa không khí cấp III: Là điều hòa tiện nghi có mức độ tin cậy thấp hơn cả,

nó duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch 350 ÷ 400 giờ trong một năm

Cũng theo tiêu chuẩn TCVN 5687 – 1992, ta có thêm hệ số bảo đảm cho mỗi cấp điều hòa Hệ số bảo đảm được định nghĩa là tỷ số giữa số giờ bảo đảm trong năm với số giờ của năm Theo đó:

+ Cấp 1 có hệ số bảo đảm là Kbd = 8725/8760 = 0,996

+ Cấp 2 có hệ số bảo đảm là Kbd = 8560/8760 = 0,977

+ Cấp 3 có hệ số bảo đảm là Kbd = 8360/8760 = 0,954

Ta thấy cấp điều hòa không khí quy định sai lệch cho phép các thông số trong nhà nhưng thực chất lại liên quan đến việc chọn thông số thiết kế ngoài trời nên ta cần xác định được cấp điều hòa để chọn các thông số thiết kế ngoài nhà

Điều hòa không khí cấp I tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hòa tiện nghi đặc biệt quan trọng hoặc các công trình điều hòa công nghệ yêu cầu nghiêm ngặt như: lăng Bác, các phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác…

Điều hòa không khí cấp II thường chỉ áp dụng cho các công trình chủ yếu như: khách sạn 4÷5 sao, bệnh viện quốc tế…

Điều hòa không khí cấp III có mức độ tin cậy thấp nhất tuy nhiên trên thực tế nó lại được sử dụng nhiều nhất do mức độ đầu tư ban đầu thấp nhất Hầu hết các công trình dân dụng như: điều hòa không khí khách sạn, văn phòng, siêu thị, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bóng, nhà ở… chỉ cần chọn điều hòa cấp III là được

 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà

Thông số thiết kế ngoài nhà chọn cho điều hòa cấp 3 căn cứ theo tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 02 : 2009/BXD biểu diễn trên đồ thị không khí ẩm

Điều kiện khí hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 02 : 2009/BXD

Bảng 2.1: Các thông số thiết kế ngoài nhà theo điều hòa cấp III

Mùa nóng Cấp điều hòa không khí

Trong đó:

ttbmax: Nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất

φ13-15: Độ ẩm lúc 13-15 giờ của tháng nóng nhất (theo QCVN 02 : 2009/BXD) Theo QCVN 02 : 2009/BXD xác định được thông số tính toán ngoài trời cho khu vực TP Đà Nẵng như sau:

- Nhiệt độ: t = ttbmax = 34,4oC

- Độ ẩm: φ = φN = 75,3 %

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị i-d ta xác định các thông số còn lại:

- Entanpi: I = 105 kJ/kg

- Độ chứa hơi: d = 25,5 g/kg không khí khô

Vậy thông số thiết kế hệ thống điều hòa không khí trong nhà và ngoài nhà cho công trình là:

Bảng 2.2: Thông số thiết kế trong và ngoài nhà

Khu vực Nhiệt độ, oC Độ ẩm, % Entanpi, kJ/kg

Độ chứa hơi, g/kg không khí khô

2.1.2 Chọn thông số thiết kế trong nhà

Do đặc điểm địa lí, khí hậu của TP Đà Nẵng không có mùa đông cho nên đồ án chỉ tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí để làm lạnh cho mùa hè

 Nhiệt độ, độ ẩm yêu cầu:

Theo tiêu chuẩn Việt Nam QCVN 02 : 2009/BXD yêu cầu tiện nghi của con người được chọn như sau:

- Nhiệt độ không khí trong nhà, tT = 25oC

- Độ ẩm tương đối không khí trong nhà, φ = 65 %

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị i - d của không khí ẩm ta tìm được các thông

số còn lại:

- Entanpi của không khí trong nhà, IT = 58 kJ/kg

- Độ chứa hơi của không khí trong nhà, dT = 13,5 g/kg không khí khô

 Gió tươi và hệ số thay đổi không khí:

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992 (bảng 1.4.[TL1]), lượng gió tươi cần cho 1 người trong 1 giờ phần lớn đối với các công trình là 25 m3 Tuy nhiên lượng gió tươi này không được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn Tức là việc cấp gió tươi cho công trình phải đáp ứng được 2 điều kiện:

- Đạt tối thiểu 20 m3/giờ người

- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn Trong đó lưu lượng không khí tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân hệ số thay đổi không khí

- Hệ số thay đổi không khí:

Theo bảng 1.4[TL1], có giới thiệu một số giá trị định hướng về gió tươi và hệ số thay đổi không khí đối với một số không gian điều hòa Ta có thể chọn như sau:

Bảng 2.3: Gió tươi và hệ số thay đổi không khí

Loại công trình Gió tươi, m3/giờ.người Hệ số thay đổi không khí,

Theo bảng 1.6[TL1], độ ồn cho phép cực đại có thể chọn là 40 ÷ 55 dB

 Tốc độ không khí:

Tốc độ không khí trong không gian điều hòa có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và mức độ ra mồ hôi của cơ thể con người với môi trường xung quanh Khi tốc độ không khí lớn, cường độ trao đổi nhiệt, ẩm tăng Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh và ngược lại Do vậy cần phải chọn tốc độ gió cho phù hợp

Tốc độ gió phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe, thói quen…Thông thường tốc độ gió tiện nghi được lấy trong khoảng 0,3 ÷ 1,5 m/s

2.2 TÍNH TOÁN NHIỆT THỪA

2.2.1 Mục đích của việc tính toán nhiệt thừa cho công trình

Trong không gian điều hòa luôn phát sinh nguồn nhiệt thừa và ẩm thừa Hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ cung cấp không khí có trạng thái thích hợp sau khi đã được xử lý nhiệt, ẩm vào không gian điều hòa để khử nhiệt thừa và ẩm thừa đó Bằng cách này có thể giữ cho nhiệt độ và độ ẩm của không khí trong phòng luôn ổn định ở mức đã chọn

Nguồn nhiệt thừa và ẩm thừa là tổng cộng các lượng nhiệt ẩm truyền qua kết cấu bao che của không gian phòng do chênh lệch nhiệt độ, lượng nhiệt - ẩm thâm nhập vào phòng hoặc phát sinh ra ở bên trong phòng từ các nguồn nhiệt - ẩm khác như bức xạ mặt trời, thắp sáng, máy móc, cơ thể con người…

Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất

lạnh yêu cầu của hệ thống, tuy nhiên hiện nay phương pháp Carrier đang được sử dụng

rộng rãi nhất bởi tính chi tiết, khoa học và dễ hiểu của nó Chính bởi vậy mà đồ án sử dụng phương pháp này để tính toán

Theo Carrier các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa được tính toán theo sơ đồ dưới đây:

Hình 2.2: Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn theo Carrier

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

Với các công trình hiện đại ngày nay kính được sử dụng để làm vách bao che ngoài việc để lấy ánh sáng tự nhiên kính còn được sử dụng như một cách trang trí để tăng vẻ đẹp tăng tính hiện đại của công trình Công trình tòa nhà Đại Học Đà Nẵng diện tích kính được sử dụng nhiều Điều này đã mang lại cho công trình một vẻ đẹp rất hiện đại và hào nhoáng tuy nhiên nó cũng gây tổn thất một lượng nhiệt tương đối lớn do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ gây ra

Ta tiến hành tính toán lượng nhiệt bức xạ qua kính theo từng tầng Tùy theo từng không gian điều hòa mà ta tính nhiệt bức xạ cho từng trường hợp

Nhiệt bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức:

Q3

Bao che

Q2

Người

Q4

Gió tươi

QN

Gió lọt Q5

Nguồn khác

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

c = 1 + .0,023

1000 H

Độ cao của thành phố Đà Nẵng so với mực nước biển là khoảng 7m

Công trình này có tất cả 15 tầng, tính từ tầng 1 là 62,3 m cộng với độ cao so với mực nước biển là 7 m, tổng cộng là 69,3 m so với mực nước biển H = 69,3m

Do đó c = 1 + 0,023

1000

69,3

= 1,0016 Địa điểm thành phố Đà Nẵng có : tN = 34,40C,  N = 75,3% ts = 29,5 0C

 Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ đọng sương :

đs = 1 -  

.0,1310

Do công trình sử dụng khác kính cơ bản và có dùng rèm che Brella trắng nên nhiệt bức xạ mặt trời vẫn được tính theo công thức (2.1) nhưng r = 1 và RT được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản RK:

Q’11 =F.RK c ds kh m.mmVới: RK = [0,4 K  K( m m  k m +0,4 k  m))].RN

RN =

88,0

T R

RT: Bức xạ mặt trời qua kính vào không gian không điều hòa theo bảng 4.1 [TL1]



 , k  , m   m, m  : hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che, được cho trong bảng 4.4 [TL1]

m = 0,09 ;  m= 0,77,  m= 0,14, r = 0,33 Tra bảng 4.3 [TL1] ta có : k = 0,75,  k= 0,05,  k= 0,2, m = 0,57

Ví dụ tính toán nhiệt bức xạ qua kính vào phòng cho tầng 3:

- Đối với phòng bộ môn 1 :

Bảng 2.4: Tính nhiệt bức xạ tức thời của phòng bộ môn 1

Từ bảng số liệu trên ta thấy nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng bộ môn 1

Hình 2.3: Biểu đồ phân bố nhiệt bức xạ vào phòng bộ môn 1 theo thời gian

- Đối với phòng bộ môn 2, 3, 4:

Tương tự phòng bộ môn 1

 Nhiệt bức xạ qua kính vào phòng bộ môn 2, 3, 4 là : Q11 = 20,98 W

- Đối với phòng giáo viên:

Bảng 2.5: Tính nhiệt bức xạ tức thời của phòng giáo viên

W 78,8 145,2 142,4 118,5 92,5 73,7 67 73,7 92,5 118,5 142,4 145,2

Từ bảng số liệu trên ta thấy nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng giáo viên lúc