LOI MO DAU
Ngày nay, khi đất nước ta bước vào con đường hội nhập với sự phát triển chung của khu vực và thế giới thì nhu cầu về cuộc sống cũng như cơ sở hạ tầng ngày càng cao Điều đó thực sự là một thách thức cho các chuyên gia kỹ thuật, các kỹ sư Việt Nam trong các ngành xây dựng cơ bản Ngành Điện Lạnh cũng khơng nằm ngồi những thách thức ấy Hầu hết trong các công trình xây dựng ngày nay, ngành Điện Lạnh nói chung và ngành Điều Hồ Khơng Khí nói riêng luôn đóng vai trò quan trọng để công trình đặt đến sự hồn hảơtng thiết kế cũng như trong tính năng sử dụng
Là một sinh viên ngành Nhiệt Lạnh — khoa Chế Biến - trường Đại Học Nha Trang, nhận thức được tầm quan trọng của ngành Điều Hồ Khơng Khí,
em chọn đề tài “ Thiết kế hệ thống Điều Hồ Khơng Khí cho khách sạn Tân
Hoàng Ngọc “ là đề tài cho đồ án tốt nghiệp của mình Không nằm ngoài mong muốn được thử sức mình trong công việc thiết kế Em đã cố gắng rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài, xong những kiến thức mà em đã nhận được từ Thầy Cô, bạn bè và qua sách vở vẫn có những khoảng cách nhất định so với thực tế, nên trong quá trình thực hiện đồ án không thé tránh khỏi những thiếu sót Em mong quý Thầy Cô và các bạn cho em những ý kiến để em tích lũy thêm vào kho tàng kiến thức cũng như cho công việc thiết kế sau này
Qua đây, em gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến Thầy giáo Phạm Ngọc
Hồ - người trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này; các Thầy Cô giáo,
Ban Chủ Nhiệm Khoa Chế Biến cùng Ban Giám Hiệu trường Đại Học Nha Trang cũng như công ty cố phần điện GREE cùng các bạn đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt khoá học cũng như trong quá trình thực hiện đề tài Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn !
TPHCM ngày 20 thang 11 nam 2007
Trang 2CHUONGI SỐ
KHAI QUAT VE DIEU HOA KHƠNG KHÍ
1 TONG QUAN VE DIEU HOA KHONG KHi
1.1.1 Dinh nghia
Điều hồ khơng khí là một phương tiện phục vụ cho con người tạo ra môi trường thuận lợi mà trong đó có sự thay đồi của các thông số:
- Nhiệt độ mong muốn : là nhiệt độ mà con người cảm thấy dễ chịu hay
thuận lợi cho quá trình sản xuất và sinh hoạt Thực nghiệm cho thấy con
người cảm thay dé chịu ở khoảng nhiệt độ từ 22 °C ~ 27 °C
- Độ 4m có thể chấp nhận được tuỳ theo nhu cầu và mục đích của đối tượng cần điều hoà mà độ âm sẽ khác nhau
- Hình thái chuyên động không khí đồng bộ
Một hên thống điều hồ khơng khí có hiệu quả là nó duy trì được sự cân bằng thích hợp về nhiệt độ, độ âm và sự luân chuyển của không khí dé tao
ra một môi trường cần thiết 1.1.2 Mục đích và ý nghĩa
Điều hồ khơng khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra bên trong các công trình kiến trúc một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ âm và vận tốc gió nằm trong phạ vi ôn định phù hợp với thích nghi của cơ thể con người, làm cho con người cảm thấy đễ chịu, thoải mái không nóng bức về mùa hè, không rét buốt về mùa đông, bảo vệ sức khoẻ, phát huy năng suất lao động
Trang 31.2 CAC YEU TO ANH HUONG DEN DIEU HOA KHONG KHi
1.2.1 Nhiệt độ
Nhiệt độ mong muốn là nhiệt độ con người cảm thấy đễ chịu hay thuận lợi trong quá trình sản xuất và sinh hoạt Thực nghiệm cho thấy con người
cảm thấy dễ chịu trong khoảng nhiệt độ từ 22 + 27 °C Cần lưu ý là để đảm
bảo sức khoẻ của con người thì không lên đề cơ thể bị tiếp xúc với môi trường nhiệt độ thay đồi quá đột ngột, nên nằm trong khoảng chênh lệch 3 + 6 °C
1.2.2 Độ Ấm
Độ ẩm tương đối của không khí quyết định mức độ bay hơi của nước ra ngoài môi trường Qúa trình bay hơi này sẽ làm đối tượng bị bay hơi nướthải nhiệt ra ngoài đưới đạng nhiệt ân Nếu độ âm tương đối của môi trường giảm xuống thì lượng âm bốc ra từ cơ thể càng tăng, điều này có nghĩa là con người thải nhiệt ra ngoài càng nhiều và ngược lại
1.2 3 Dòng không khí chuyến động
Tuỳ vào tốc độ chuyển động của dòng không khí đi qua cơ thể mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể con người sẽ nhiều hay ít Theo nghiên cứu cho thấy con người cảm thấy dễ chịu khi ở trong vùng có vận tốc gió khoảng 0,25
m/s Tuy vậy, khi chọn tốc độ không khí ta cần chú ý đến sự tương thích với
nhiệt độ không khí xung quanh Bang 1.1/9 /TL2 Nhiệt độ - °C 21 22 23 24 Tốc độ không khi m/s | 0,15+0,2 | 0,2+0,24 | 0,25+0,3 | 0,3+0,35 1.2.4 Thông gió
Trang 4Ngoài bụi có sẵn trong không khí thì chính con người và các vật dụng nói trên cũng là nguyên nhân gây ra sự ôi nhiễm không khí trong khơng gian điều hồ do :
- Hit tho thai ra khi CO2
-_ Hút thuốc lá
- Những mùi khác nhau từ cơ thé va vat dung toa ra
Ngoài ra, trong không gian điều hoà còn có các loại vi khuẩn, nắm mốc và các loại khí độc khác Đề làm cho không khí trong lành hơn thì ta cần phải thay đôi thường xuyên lượng không khí trong không gian điều hoà bằng biện pháp thông gió tức là lấy gió tươi, khí sạch từ bên ngoài vào và thải không khí cũ trong không gian điều hoà ra Bảng 1.2 /14/TL3 Nông độ CO¿- Ý nghĩa Ghi chú % Thể tích 007 Đây là mức độ chấp nhận được
, khi có nhiêu gười trong phòng | Cac gia tri nay ban than 0.10 Néng d6 cho phép trong các|nó chưa đực xem là > truong hop thong thuong mức độ nguy hiêm, tuy 0.15 Nông độ cho phép khi dùng nhiên với tư cách là chỉ , tinh toan thong gid so 6 nhiém khong khi —
0,20+ 0,50 | Nồng độ tương đối nguy hiểm _ | nó là các con sô cân lưu
>=0.50 Nông độ nguy hiểm ý nêu như nông độ CO;
7 tiêp tục tăng
Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia 4+5 tăng Nêu sự hít thở trong môi trường này kéo dài thì có
Trang 51.2.5 Tiếng ồn
Tiếng ồn cũng không ngoại lệ, nó được xem là một chỉ số đánh giá chất lượng công trình Bắt cứ một hệ thống điều hoà không khí nào cũng có các bộ phận gây ra tiếng ồn ở một mức độ nhất định nào đó Nguyên nhân có thể do các chỉ tiết cơ khí, đo không khí chuyền động trong ống gió và ra miện gió Tuỳ từng trường hợp cụ thể mà độ ồn cho phép sẽ khác nhau Cần lưu ý rằng
nếu độ ôn lớn hơn 90 đB thì có thể nguy hại cho thính giác khi phải tiếp xúc
lâu với môi trường đó Bang 1.7/18/TL2 Độ ôn cực đại cho phép- Trường hợp Gio trong ngày dB Cho phép | Nên chọn Các phòng của bệnh nhân ở 6+22 35 30 bệnh viện hoặc viện điều dưỡng 22+6 30 30 Giảng đường, lớp học 40 35 Phòng đặt máy tính - 40 35
Van phong làm việc - 50 45
Phân xưởng sản suất - 85 80
Trang 6CHUONG 2
GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH VÀ CHỌN
PHUONG AN THIET KE HE THONG DIEU HOA KHONG KHi
2.1 TONG QUAN VE CONG TRINH
Khach san Tan Hoang Ngoc toa lac ngay trên đường Thủ Khoa Huân — Phường Bến Thanh - Quận 1 - TPHCM Mặt chính của khách sạn quay hướng Tây — Nam
Khách sạn 3 sao Tân Hoàn Ngọc La một toà nhà I1 tầng, được xây dựng trên diện tích 30,2 x 12,1 m và được chia làm nhiều khu vực:
- Tầng hằm : sâu 3.15 m so với mặt đất, là nơi đậu xe cho nhân viên và khách
Tầng trệt : cao 3,5 m là nơi làm sảnh đón khách và nhà hàng ăn uống Tầng 1 : cao 3,5 m chủ yếu là các phòng VIP
Tầng 2 : cao 3.5 m là khu massage
Tầng 3 + 11 cao 3,5 m là các phòng ngủ cho khách
Tầng kỹ thuật cao 3 m, là nơi đặt các cụn dàn nóng và các thiết bị khác của khách sạn
Công trình được xây dựng có tường bao che bên ngoài dày 220 mm Các tường ngăn dày 120 mm Sàn bằng bê tông dày 300 mm bên trên có lát gạch Vinyl 3 mm, cửa kính là kính Spectrafloat 6 mm, màn che màu trung bình
Trang 72.2 CAC PHUONG AN THIET KE DIEU HOA KHONG KHi
2.2.1 Máy điều hoà cửa số
Máy điều hoà cửa số là loại máy điều hoà nhỏ nhất cả về năng suất lạnh
và kích thước cũng như khối lượng Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển,
điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khácđược lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá 7 kw (24000 Btu/h) và thường chia ra 5 loại 6, 9, 12, 18 và 24 ngàn Btu/h
%* Uu điểm :
- Chỉ cần cắm phích điện là chạy, không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao
- Có sưởi mùa đông bằng bơm nhiệt
- Có khá năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi
- Gía thành rẻ, vốn đầu tư thấp do được sản xuất hàng loạt
% Nhược điểm
- Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ thermostar độ dao động khá lớn,
độ âm tự biến đổi theo nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo
kiểu on — off
- Khả năng làm sạch không khí kém - Độ én cao
- Khó bồ trí trong phòng hơn so với loại hai cụm
Trang 82.2.2 May diéu hoa hai mang
Sự ra đời của của máy điều hoà hai mảng đã khắc phục được phần nào nhược điểm của máy điều hoà một mảng Về cấu tạo, máy hai mảng được chia thành hai cụm riêng biệt rời nhau : cụm outdoor và cum indoor
Cụm outdoor được lắp ở ngoài trời bao gồm máy nén, đàn ngưng và quạt giải nhiệt dàn ngưng Cụm indoor lắp trong phòng điều hoà, cơ bản là dang lạnh Bộ phận tiết lưu có thể được bồ trí ở dàn indoor hoặc outdoor tuỳ
loại Hai cum này được kết nối với nhau thành hệ thống hoàn chỉnh nhờ
đường ống gas đi và về * Ưu điểm:
- Do đàn nóng và đàn lạnh hoàn toàn rời nhau nên ta có nhiều cơ hội
lựa chọn vị trí lắp đặt hợp lý cho cả hai Cũng nhờ đặc điểm này mà vị trí lắp
đặt đàn lạnh cơ động hơn, do đó có khả năng đáp ứng được nhu cầu phân phối gió lạnh đồng đều cho các không gian điều hoà vừa và lớn
- Bên trong chỉ có dàn lạnh nên đảm bảo được tính thâm mỹ trong
khơng gian điều hồ
-_ Độ ôn ít do cụm dàn nóng được lắp bên ngoài 4* Nhược điểm:
Do hai cụm rời nhau nên khi kết nối, lắp đặt hệ thống phải cần có thợ chuyên môn
- Gia thành đắt hơn so với máy lạnh cửa số
- Bị giới hạn về khoảng cách và chiều cao giữa hai cụm indoor và outdoor
- Không lấy được gió tươi nên không đảm bảo được vấn đề thông gió,
độ sạch của không khí trong không gian điều hoà chưa được quan tâm đúng mức
Trang 92.2.3 Máy điều hoà kiểu cụm
Khi phụ tải lạnh và kích thước của không gian điều hoà lớn, các loại máy cửa số, máy hai mảng khó đáp ứng được vì không khí không thê thổi xa hoặc phải bố trí quá nhiều máy Lúc này ta thường nghĩ đến máy điều hoà kiểu cụm
Về mặt nguyên lý, máy điều hoà kiểu cụm cũng như máy hai mảng, được chế tạo thành hai đang:
- Loại giải nhiệt bằng không khí: hình đáng bên ngoài cũng giống như
máy hai mảng đã khảo sát nhưng kích thước và công suất lớn hơn nhiều Dàn ngưng đặt ở ngoài trời, các bộ phận còn lại đặt bên trong không gian điều hoà Khi lắp đặt phải nối ống dẫn môi chat tir cum outdoor sang cum indoor Bén trông cụm indoor có bồ trí máy nén nên độ ồn cao
- Loại giải nhiệt bằng nước : có kích thước lớn, toàn bộ các thiết bị lạnh đều được lắp đặt trong cùng một vỏ máy nên đễ dàng lắp đặt, bảo tri va sửa chữa đễ dàng Khi lắp đặt máy chỉ cần nối ống dẫn nước từ dàn ngưng đến tháp giải nhiệt Loại này được lắp trong phòng máy riêng biệt và có hệ
thống ống gió để phân phối khí lạnh đến các không gian điều hoà Máy điều
hoà giải nhiệt nước có các đặc điểm sau: % Ưu điểm:
- Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước làm mát và hệ thống gió là có thể sãn sàng hoạt động
-_ Vận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi
- Lap đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành
Trang 10% Nhược điểm:
-_ Do cụm máy nén được lắp trong khơng gian điều hồ nên độ ồn cao - Nếu dùng cho điều hoà tiện nghi phải có buồng cách âmvà bố trí tiêu âm cho cả ống gió cấp và gió hồi
2.2.4 Máy điều hoà VRV ( Variable Refrigerant Volume )
Do các hệ thống ống gió CAV ( Constant Air Volume ) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ âm phòng quá cồng kẻnh, tốn nhiều không gian và
diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm ống lên hãng Daikin đưa ra giải pháp
VRV là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất Thực chất là việc phát triển máy điều hoà tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng ( lên § thậm chí 16 cụm dàn lạnh), tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh đề có thê ứng dụng vào các toà nhà cao tầng kiểu văn phòng hay khách sạn mà từ trước đến giờ hầu như chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm vì so với ống gió, ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều
Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hoà tiện nghi và có đặc
điểm :
#% Uudiém
- VRV giai quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén
- Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng cao
- Khả năng bảo dưỡng, sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng
s Nhược điểm
- Chi phi dau tu ban đầu khá cao
Trang 112.2.5 Hệ thống điều hoà trung tâm nước (Water chiller )
Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7 °C để làm lạnh không khí qua các đàn trao đổi nhiệt FCU và AHU
Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yêu gồm:
- Máy làm lạnh nước hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 12 °C xudng 7 °C
-_ Hệ thống ống dẫn nước lạnh
- Hệ thống nước giải nhiệt
- Nguồn nhiệt dùng để sưởi 4m mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hay thanh nhiệt trở cung cấp
- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU và AHU
Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyên và phân phối không khí
Hệ thống tiêu âm và giảm âm
Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí Bộ rửa khí
Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ âm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều khiển năng suất lạnh và điều khiển
cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí dudi tang ham hoặc trên tầng thượng, tháp giải nhiệt đặt trên tang thượng Trái lại máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng
Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7 °C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đôi nhiệt FCU và AHU Ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng trong phòng điều hoà, nóng lên đến 12 °C và được
Trang 12hoàn nước lạnh Đối với hệ thống nước lạnh kín ( không có dàn phun ) cần
thiết phải có thêm bình dãn nở đề bù nước trong hệ thống dãn nở khi thay đổi
nhiệt độ
Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnh
nước giải nhiệt nước tốn thêm điện tích lắp đặt ở tầng dưới cùng Nếu dùng hệ
thống với máy làm lạnh nước giải nhiệt gió hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng điện tích đó vào mục đích khác như làm gara ôtô chang han
#% Uudiém
- Co vong tuần hoàn an tồn là nước nên khơng sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất, vì nước hồn tồn khơng độc hại
- Có thể khống chế nhiệt âm trong khơng gian điều hồ theo từng
phòng riêng rẽ, ồn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất
- Thích hợp cho các toà nhà như các khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan
- Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng
- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra
cả về độ sạch bụi bắn, tạp chat hoá chất và mùi
-_ Ít phải bảo dưỡng, sửa chữa
- Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế
Trang 13- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và khay nước ngưng khá phức tạp đặc biệt do đọng âm vì độ âm ở Việt Nam quá cao
- Lắp đặt khó khăn
-_ Đồi hỏi công nhân vận hành lành nghề
- Cần định kỳ sửa chữa bảo đưỡng máy lạnh và các đàn FCU
2.2.6 Hệ thống điều hồ khơng khí biến tần GMV
Hãng GREE giới thiệu hệ thống điều hoà không khí với nhiều kiểu
dang, Hệ thống này cũng tương tự như hệ thống VRV của hãng Daikin, tức là
một cụm dàn nóng có thể kết nối với nhiều dàn lạnh, chiều dài đường ống có
thể đạt 160 m tới dàn lạnh xa nhất, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh tới 50 m GMV có những tính năng vượt trội về hiệu suất và độ tin cậy GMV đảm bảo giảm được chi phí về điện năng tiêu thụ, chi phí vận hành và giảm tác động ảnh hưởng đến môi trường:
Một số thay đổi tiên tiến về mặt thiết kế và phát triển kỹ thuật đã đem
lại sự cải tiến lớn về mặt hiệu suất:
a) Sử dụng môi chất lạnh R410A;R407C; R22
- R410A;R407C đem lại nhiều lợi ích trong việc vảo vệ môi trường
với ODP zero (điện thế khử ozone) Môi chất lạnh này có tính trao đổi nhiệt
tốt hơn nhiều so với các loại môi chất khác và có tỉ trọng cao hơn cho phép giảm đường kính ống trong bộ trao đồi nhiệt và hệ thống đường ống liên kết, do đó giảm được khối lượng môi chất lạnh cần thiết theo yêu cầu của hệ thống
b)Thiết kế máy nén:
- GMV sử dụng máy nén thay đổi được công suất với hiệu suất làm việc cao và tiết kiệm năng lượng Bộ biến tần liên tục điều chỉnh công suất của máy nén để cho phù hợp với yêu cầu hoạt động của dàn lạnh một cách
Trang 14thất thoát rò rỉ do cân bằng áp trong máy nén tại vị trí ô đỡ trục được giảm tối đa do được thiết kế tối ưu về bước thay đối của trục vít với sự hỗ trợ hiệu quả về mặt cơ khí chế tạo của GREE Một nam châm neodymium được đưa vào lõi Roto của môtơ, do đó hiệu suất công suất được tối ưu hoá ở tốc độ chậm với tác động hỗn hợp của lực fleming + moment xoắn từ trở Modun công suất hiệu suất cao IPM và động cơ truyền động điện thế cao đưa vào hệ thống làm tăng thêm hiệu suất sử dụng và hiệu suất tiết kiệm năng lượng
- Sử dụng van điện tử PWM để điều khiển sự luân chuyên môi chất c) Thiết kế các chỉ tiết:
- Mô tơ dùng cho quạt dàn nóng là loại đặc biệt, cánh quạt được thiết kế bởi bộ phận phụ trách về không gian của GREE, các cạnh hình răng cưa sẽ tăng lưu lượng khí trao đổi trong khi công suất vào của động cơ thấp, giảm chi phí tiêu thụ điện năng
- Van tiết lưu điện từ liên tục điều chỉnh trong quá trình hoạt động để đảm bảo việc sử dụng môi chất lạnh có hiệu suất cao nhất, trong khi các bộ tích lưu trữ môi chất sẽ được cô lập trong các thời điểm yêu cầu thấp, vì vậy sẽ tối ưu hoá lưu lượng môi chất lạnh ở đạng gas và lượng dau trong máy nén
- Đặc điểm về thiết kế đàn ngưng tụ cho phép việc tách dàn trao đổi
nhiệt và buồng thiết bị, làm tăng khả năng đối lưu khơng khí tồn phần và cải thiện việc chống bám tuyết đường về với thiết kế bộ trao đổi nhiệt 4 cạnh của
GREE tạo ra diện tích bề mặt rộng hơn và càng làm tăng hiệu suất trao đối nhiệt
- Tao dugc sự tách biệt giữa dàn trao đổi nhiệt và buồng thiết bị, cũng
có nghĩa là bảo vệ các bộ phận cơ - điện tử trong những điều kiện khắc nghiệt
Trang 15- Việc bố tri quạt theo chiều đọc cho phép kết nối ống dẫn khí thải dé dàng
Dàn lạnh của hệ thống GMV cũng đa dạng : loai cassette treo trần — 1 hướng (2,2 + 3,6 kw), loai 4m tran (600x600) — 1 hướng (2,2 + 3,6 kw), loai âm sàn (2,8 + 7,1 kw), loai âm trần — 2 huéng ( 2,8 + 14,0 kw), va con nhiéu loại với các cấp độ công suất khác nhau, nối ống gió và không ống gio
2.3 Lựa chọn phương án thiết kế
Qua phân tích đánh giá ưu nhược điểm của các hệ thống điều hoà
Trang 16CHUONG 3
TINH TOAN TON THAT NHIET
3.1 ĐIỀU KIỆN TÍNH TỐN
Khách sạn Tân Hồng Ngọc toạ lạc trên đường Thủ Khoa Huân -
phường Bến Thành - Quận 1 - TPHCM
Công trình nằm ở vĩ độ 10° Bắc, độ cao ngang mực nước biển Độ ồn cực đại cho phép trong khơng gian điều hồ < 45 đB
Tốc độ không khí trong không gian điều hoà ứng với 24 °C là 0,3 +
0,35 m/s
Điều kiện khí hậu công trình: s* Điêu kiên ngoài trời
Nhiệt độ nhiệt kế khô trung bình : ty = 34,6 °C Độ ẩm tương đối : ọy = 74%
Độ chứa hơi : dy= 26 g hoi nước/ 1 kg không khí khô Entanpy : Iy = 102 kị / kg không khí khô
Nhiệt độ đọng surong : ts = 29 °C
Khối lượng riêng không khí : d= 1,09 kg kh6ng khi / m Bang 1- diéu kién ngoài trời ty °C on (%) | dy (g/kg.k) | Iy(Œj/kgk) | ts CC) 34,6 74 26 102 29
4* Điều kiện bên trong
-_ Nhiệt độ nhiệt kế khô trung bình : tr = 24 °C
-_ Độ ẩm tương đối : pr = 55%
Trang 17- Entanpy : I; = 49 kj / kg không khí khô Bảng 2 - điều kiện bên trong tr CC) @r(%) | dr(g/kgk) | Ir@Œjkgk) 24 55 10,4 49
3.2 TINH CAN BANG NHIET AM BANG PHUONG PHAP CARRIER
3.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q¡¡
Qn=n.Q1 W (4.1/ 143/ TL1)
Các cửa số kính của khách sạn sử dung kinh Spectrafloat, màu đồng nau, 6mm có phương thắng đứng và quay hướng Tây - Nam Tức là kính ở đây khác kính cơ bản nên:
Qi = E.Ñ&-£c-£4s.£mm- kh mẹ W (4.5/ 144/ TL1)
Q 11 - lwong nhiét bức xạ qua kính vào phòng
F - diện tích bề mặt kính cửa số có khung thép, m”, nếu là khung gỗ
lay bang 0.85F
e - hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mực nước biển, tính theo công thức :ee= 1+ rong 0/023: Thành Phố Hồ Chí Minh coi như cao bằng mực nước biển ( H =0 ) nên g,= l
cạc - hệ số kế đến 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 biễn là 20° C, xác định theo công thức:
ứ, —20)
Ea =1— *° “^/013= ¡.@-20)
10 10 .0,13=0,883
Emm - hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không may Emm = 1,
Trang 18em - hệ số kính, phụ thuộc màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản, chọn em = 0,8 ( bang 4.3 — TL; ) Ta có bảng các hệ số 3: Hệ sô Ee Eas Emm Enk Em gia tri 1 0,883 1 1 0,8 Rg = [040K + 1m + Tm + PmPk + 0.40mOx )]-Rw (4.6/ 144 / TL1) — R& _ 514 0,88 0,88 N = 584 W
Ry - bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính ;
Rr - nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng, W/mỸ gia tri R+ phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa số, giờ trong ngày và độ cao bằng mực nước biển (H =0 ) ở đây lấy góc tới trung bình của tia bức xạ
là 30°, tốc độ gió mặt ngoài kính 2,5 m/s, mặt trong kính 1 m⁄s Thành Phố
Hồ Chí Minh ở 10° Bắc, công trình chịu bức xạ nhiều nhất theo hướng Tây — Nam Tra bảng [ 4.1-TL¡ ] ta được Rr = 514 vào lúc 15h tháng 12
Om3Tm3 Pm3 Ok 3 Tks Pk - hé số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che
Cửa kính khách sạn sử dụng là kính Spectrafoat, màu đồng nâu, dầy 6 mm.Tra bang [4.3/ 153/ TL; ] ta duoc: ox = 0,34; px = 0,1; % = 0,56
Trang 19Thay các số liệu vào ( 4.6/144/ TLI ) ta được : Rx = [0,4.0,34 + 0,56( 0,58 + 0,03 + 0,1.0,39 + 0,4.0,34.0,58)] 584 =317,5 Wim" Vay Qu = 1.0,883.1.1.0,8.317,5.F = 224,3.F, W Nhung đo khung kính mà khách sạn sử dụng làm bằng gỗ nên: Qi: = 224,3.0,85.F = 190,66.F , W Hệ số tác động tức thời n,
Trong bảng từ 4.6 đến 4.8 ( TL1), n, = f(g,) trong do g, 1a mat độ diện tich trung binh, kg / mỶ, của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn
Ta lay g, = 600 kg/ mỸ Vậy với g; = 600 kg/m', tra bảng (4.6/ 156/ TLI) ta được n, = 0,68 lúc 15 h Từ đó ta có Q¡ị =n.Q)¡ =0,68.190,66.F = 129,/65.F, W Ví dụ : tính cho tầng trệt với diện tích kính 9,6 mỶ, khung bằng gỗ nên lay bang 0,85.F Qui tet = 129,65.9,6 = 1244,63 W
- Các tầng khác tính tương tự cho kết quả ở bảng 3
3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do At: Qạ¡
Q;¡ =k.F.At W
k- hệ số truyền nhiệt qua mái, W/mK
F - diện tích mái, m”
At - hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong Mái bằng của phòng điều hoà có ba đạng :
a)Phòng điều hoà nằm giữa các tầng trong mmột toà nhà điều hoà, nghĩa là bên trên cũng là phòng điều hoà khi đó Q›¡ = 0 và At = 0
b)Phía trên phòng điều hoà đang tính tốn là phịng khơng điều hoà, khi
Trang 20c) Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, đối với toà nhà nhiều tầng, đây là mái bằng tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm hai thành phần, đo ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và đo chênh lệch nhiệt độ giữa khơng khí trong nhà và ngồi trời
Ví dụ : tính toán cho tầng 11 sân thượng có mái che của tầng kỹ thuật Bảng 4.15/170/TLI với mái bê tông dày 300 mm có lớp vữa ở trên 25 mm ta dugc k = 2,18 W/m’K; At = 0,5( 34,6 — 24 ) = 5,3; Finai = 211,82
Qo =k.F.At = 2,18.211,82.5,3 = 2447.4 W Kết quả tổng hợp trên bảng 3.2
3.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q;
Nhiệt truyền qua vách Qz; cũng gồm hai thành phần:
-_ Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong nha At = ty — tr
- Do bức xạ mặt trời vào tường, ví dụ tường hướng đông, tây, tuy nhiên phần này được coi bằng không khi tính toán
Nhiệt truyền qua vách cũng được tính theo biểu thức quen thuộc: Qạ; = kị.Fị.Á = Qaạr + Qaac + Q22k, W
Trong đó:
Q;; - Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa SỐ
k¡ - Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/m.K F; - Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m
3.2.3.1 Nhiệt truyền qua tường Q;r
Qoor = ky F,.At W Trong đó :
At - độ chênh nhiệt độ giữa hai môi trường ngồi và trong
khơng gian điều hoà
F - diện tích tường bao che m”
Trang 21Taco: k, = te ; Wim’ _ + Ý Sẻ 1 Em —
an hi ay
ö; - độ dày lớp vật liệu thứ ¡ của cấu trúc tường m
%i - hệ số dẫn nhiệt thứ ¡ của cấu trúc tường W/m”.K
Bảng 4.11 / 168 / TLI đối với tường bao che bên ngoài đày 220 mm Kết cấu 5 (m) 2% (W/m?.K) Tuong gach 0,2 0,81 Xi mang 0,02 0,93
Điều kiện môi trường TP Hồ Chí Minh:
- _ Điêu kiện bên ngoài ty = 34,6 °C œy =20 W/m”K - Diéu kiện bên trong tr = 24 °C ar = 10 W/ mK k = 2,4 W/mK Bang 4.11 / 168 / TU đối với tường ngăn dày 120 mm Kết câu 5 À Tường gạch 0,1 0,81 Xi măng 0,02 0,93 k=2,9 W/m?K
Với tường tiếp xúc với khơng khí ngồi trời ta cộng thêm vào At lượng nhiệt tích là 3 °C nghia là :At = (34,6 — 24) + 3 = 13,6 °C
a) Nhiét truyén qua tuong bao Qo
Qzz¿y = k.F.At = 2,4.13,6.F = 32,64.F W
Trang 22c) Nhiệt truyền qua tường ngăn với không gian có điều hoa :
Qovin =0 W
Vi du: Tinh toan véi tang 10 c6 Fy = 166,97 m’, Fin= 369,76 m? vay ta cd
Qooth = 32,64.F = 32,64.166,97 = 5449.9 W Qootn = 15,37.F = 15,37 369,76 = 5683.2 W
Kết quả tính tương tự cho các tầng tổng hợp trên bảng 3.3 3.2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q;;c Q;;¿c=k.F.At W Trong đó: k - hệ số truyền nhiệt qua cửa F - diện tích cửa mŸ At - độ chênh nhiệt độ: At = 5,3 K Bảng 4.12 / 169/ TLI - hệ số truyền nhiệt k qua cửa gỗ, W/m”K
Chiều dày cửa gỗ K (W/mK)
Trang 23Vi du : tính toán với tầng Icó Fc = 19,36 m” Cửa tầng 1 khách sạn sử dụng toàn bộ là cửa gỗ dày 20 mm, tra bảng 4.12 / 169 / TLI ta được :k = 3,27 W/m”K nên — Q;;c = 3,27.19,36.5,3 = 335,53 W
Kết quả các tầng khác tính tương tự, cho ở bảng 3.3 3.2.3.3 Nhiệt truyền qua kính cửa số Qzzx Qz¿k = k.F.At W Trong đ ó : k - hệ số truyền nhiệt qua kính W/m”K F - diện tích cửa số mF At = tr — ty = 10,6 K Vidu:T inh toan voi tầng 10 cé Fe = 5,76 m’; cita s6 đặt đứng với k = 5,89 W/m’K (B ang 4.13 / 169 / TL1) — Qox = 5,89.5,76.10,6 =360 W
Các tầng khác tính tương tự cho kết quả trên bảng 3.3 3.2.3.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q;;
Nhiệt hiện truyền qua nền cũng được tính theo biéu thức : Q;;=k.F.At W
Trong đó :
F - Diện tích san, m?
At - Hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trong; k - hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền, W/m”K Ở đây cũng xảy ra 3 trường hợp:
Trang 24Bang 4.15/170/TL1- Hé sé truyền nhiệt k, W/m”K, của sàn hay tran
Câu tạo sàn hoặc trân Đặc điểm mặt trên của sàn hoặc trần
Mô tà Chiêu Mùa Không Gạch Vinyl Lót giấy và dây, mm có 3 mm trải thảm Sàn bê tông dày 100 Hè 3,14 3,07 1,38 mm có lớp vữa ở trên 25 mm l25 | đông | 24 2,35 1,22 Sàn bê tông dày 150 hè 2,84 2,78 1,32 mm có lớp vữa ở trên 25 mm 175 | đông | 221 2,17 1,17 San bé tong 300 mm he 2,18 2,15 1,16 có lớp vữa ở trên 25 mm 325 | đông | 18 177 1.04 San go day 22 mm, hè | 2,65 2,60 1,28 khoảng trông 100 122 mm đông 2,10 2,06 1,13
Ví dụ: tính cho tang trét co F, = 309 m’; san bê tông dày 300 mm trên có lát
gạch Vinyl 3 mm, theo bảng 4.15/170/ TUI được k = 2,15 W/mK San dat
trên tang ham nén: At = 0,5.10,6 = 5,3 K
— Qo; = k.F.At = 2,15.309.5,3 = 3521 W
Các tầng khác tính tương tự cho kết quả trên bảng 3.4
3.2.5 Nhiệt hiện toá do đèn chiếu sáng Q;¡
Có hai loại đèn dùng cho chiếu sáng là đèn dây tóc và đèn huỳnh quang
Đối với đèn đây tóc : Q=šN , W
Đối với đèn huỳnh quang: Q=>I,25N, W
N - Tổng công suất ghi trên bóng đèn Nếu chưa biết tổng công suất
Trang 25Nhiệt toả do chiếu sáng cũng gồm hai thành phần: bức xạ và đối lưu Phần bức xạ cũng bị kết cấu bao che hấp thụ nên nhiệt tác động lên tải lạnh cũng nhỏ hơn trị số tính toán được :
Q;¡=n.naQ, W Trong đó :
Q- tổng nhiệt toả đo chiếu sáng;
n, - hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng, lay 6 bang 4.8/ TL1 nạ - hệ số tác dụng đồng thời, chỉ dùng cho các toà nhà và các cơng trình điều hồ khơng khí lớn, các công trình khác nạ = I
Đối với công sở : nạ = 0,7 + 0,85
Nhà cao tầng, khách sạn : nạ = 0,3 ~ 0,5
Cửa hàng bách hoá: nạ = 0,9 + 1
Ví dụ: tính cho tầng 10 có tổng công suất đèn N = 2360 W; thời gian hoạt động 8/24 h ta tra bảng 4.8/158/TLI với gy = 600 kg/m” sàn ta được n, = 0,855; chọn nạ = 0,4 và chú ý là tất cả các bóng đèn mà khách sạn sử dụng là đèn huỳnh quang
— Q31 ting 10 = 0,855.0,4.1,25.2360 = 1008,9 W
Các tầng khác tính tương tự cho kết quả tổng hợp trên bảng 3.5 3.2.6 Nhiệt hiện toả do máy móc Qa;
Máy móc mà khách sạn sử dụng chủ yếu như: Ti vi, radio, may tinh, máy sấy tóc, bàn là .là các thiết bị không dùng động cơ điện có thé tính như
nguồn nhiệt của đèn chiếu sáng
Qx2==N, W
Trang 26Bảng 05 - công suất một số loại máy Má Máy sâ Tivi › Máy fax Bàn là yey photocopy toc 150 ; 110; 80 400 200 1000 110 W/ cai W/ cai W/ cai W/ cai W/ cai
Ví dụ : Tính toán cho tầng trệt với tổng công suất máy: >Ns¿m = 400 W, thời gian hoạt động 16/24 h
XNNràng = 3500 W, Trong đó có 10 máy vi tính mỗi may 300 W hoạt động 10/24 h; còn lại 02 Tivi và các máy khác có N = 500 W hoạt động
16/24 h Từ đó ta có:
— Q32 = 16/24.400 + 10/24.3000 + 16/24.500 = 1850 W Các tầng khác tính tương tự cho kết quả trên bảng 3.6 3.2.7 Nhiệt hiện và ấn do người toả ra Q¿
3.2.7.1 Nhiệt hiện do người toa ra Q4),
Nhiệt hiện do người toả vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ,
được xác định bằng biểu thức:
Qan = 1.4, W
Trong do :
n - Số người trong phòng điều hoà
qn - nhiệt hiện toả ra từ một người (W/người) tra theo bảng 4.18/ 175/ TLI Do đây là toà nhà cao tầng lên cần nhân thêm hệ số tác động không
đồng thời nạ vào biểu thức
Vay: Quan = nạ.n.q,, W Ví dụ: Tính toán đối với tầng trệt
Trang 27- Sanh co 20 người với qụ = 76 W/người [ Bảng 4.18 / 175/ TL1] -_ Toà nhà cao tầng khách sạn lấy ng = 0,8 + 0,9; lay nạ = 0,85
Qàn xạ = 0,85 100.(80 +10) + 0,85.20.76 = 8942 W
3.2.7.2 Nhiét 4n do ngwoi toa ra Qua
Nhiệt ấn do người toả ra được xác định theo biểu thức:
Qa=n.q, W
Trong đó: n- số người trong khơng gian điều hồ;
qạ- nhiệt ấn do một người toả ra, W/người, xác định theo bảng 4.18 /175/TLI
Ví dụ: tính toán đối với tầng trệt:
-_ Nhà hàng có 100 người với qạ = 80 W/người Tuy nhiên khi tính toán với nhà hàng cần cộng thêm vào qạ là 10 W/người
- Sanh có 20 người với qạ = 74 W/người —> Qua „¿ = 100.(80+10) + 20.74 = 10480 W
Kết quả tính toán Q¿ cho các tầng khác được làm tương tự và tổng hợp trên bảng 3.7
3.2.8 Nhiệt hiện và ấn do gió tươi mang vào Qụạ và Qạn
Phịng điều hồ ln được cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo đủ ôxy cần thiết cho người trong phòng
Qhn= 1,2.n.1.(ty — tr), W Qin = 3,0.n.1.(dy — dr), W Trong do :
dy, dr - ầm dung, g/kg;
n - số người trong phòng điều hoà;
Trang 28Bảng 4.19 / 176 / TL1- Lượng không khí tươi cần cho một người, l/⁄s
Lượng khí tươi cân cho một người
Khơng gian điêu hồ 7 I/s m/h Công sở, văn phòng 7,5 27 Cửa hàng bán lẻ 5 18 Cửa hàng tạp hoá; 3,5 12,6 Vi du: Tính toán với tầng trệt: - Nhà hàng có 100 người ta lấy I= 5 1⁄s; - Sảnh có 20 người lấy ] = 5 l⁄s - Các thông số trong va ngoai nha ty = 34,6 °C; tr = 24 °C; dy = 26 g/kg; dr = 10,4 g/kg — Qhntret = 1,2.120.5.(34,6 — 24) = 7632 W Qan trot = 3,0.120.5 (26 — 10,4) = 28080 W
Kết quả các tang khác tính tương tự va téng hop trén bang 3.8 3.2.9 Nhiệt hiện và ấn do gié lot mang vao Qs, va Qs,
Trang 29Bảng 4.20/ 177 / TL1: Hé sé kinh nghiém & Thé tich phong Vom < 500 | 500 | 1000 | 1500 2000 | 2500 | > 3000 „m Hé so € 0,7 0,6 | 0,55 | 0,5 0,42 | 0,4 0,35
Ví dụ: Tính toán với tầng một có tổng thể tích là V = 632,11 mỶ Ta thấy gió lọt vào phòng ở đây chủ yếu là gió từ hành lang lạnh nên At = 5, 3 K Tức là
nhiệt độ hành lang: ty= 29,3 °C; và độ âm 60 % tra trên đồ thị I— d Ta được dy = 14,4 g/kg - Thể tích 6 phong Vip: Voo.vip = 451,01 m* — bang 4.20/177/ TLI ta được š = 0,7 nên — Qsh vip = 0,39.0,7.451,01.5,3 = 652,57 W Qsa vip = 9,84.0,7.451,01.(14,4 — 10,4) = 1061 W
- Thé tích phong thay dé va phong khach : V;, 43 +knach = 181,1 m* Tra
bang 4.20 / 177/ TLI ta duoc § = 0,7 — Qsh thay ad +khach = 0,39.0,7.181,1.5,3 = 262 W Qsa thay 45 + khach = 0,84.0,7.181,1.(14,4 — 10,4) = 425,94 W Vay Qsn- ting 01 = 652,57 + 262 = 914,57 W Qsa-ting 01 = 1061 + 425,94 = 1486,94 W Các tầng khác tính tương tự cho kết quả trên bảng 3.9 3.2.10 Các nguồn nhiệt khác Ngoài các nguồng nhiệt trên thì các nguồn nhiệt khác ảnh hưởng tới phụ tải lạnh là:
- Lượng nhiệt không khí hấp thụ khi đi qua quạt - Nhiét ton thất qua ống gió
Trang 37Bang 3.6 - Nhiét hién toa do may moc Q32
Trong đó : Q›;— Tính bằng W
Trang 40Bảng 3.7 - Nhiệt hiện và ân do người toả ra Qy Trong đó: Qá¡ - Nhiệt hiện, W
Qua - Nhiét ân , W
q› - Nhiệt hiện toả ra từ một người, W/ người qa — Nhiệt ấn toả ra từ một người F - Diện tích san , m? n - Số người trong phòng điều hoà
Tang | Phòng | F n | qn | qa Qan Qua Qu