Thiết kế hệ thống điều hòa không khí khu văn phòng

Chính vì vậy mà ngày nay, điều hòa là tiện nghi không thể thiếu trong cáctòa nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, một số phân xưởng; các dịch vụ du lịch, vănhóa, y tế bệnh viện, thể thao

LỜI NÓI ĐẦUNước ta là một nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới Do đó, điều hòa khôngkhí chiếm một vị trí quan trọng trong đời sống sinh hoạt và cả trong công nghệ.Trongnhững năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điều hòa khôngkhí cũng có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở nên quen thuộc trong đờisống và sản xuất.

Khi mà cuộc sống kinh tế nâng cao thì nhu cầu về điều hòa ngày càng cao và cấpthiết hơn Chính vì vậy mà ngày nay, điều hòa là tiện nghi không thể thiếu trong cáctòa nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, một số phân xưởng; các dịch vụ du lịch, vănhóa, y tế (bệnh viện), thể thao mà còn trong các căn hộ, nhà ở các phương tiện đi lạinhư ô tô, tàu hỏa, tàu thủy,…

Điều hòa công nghệ trong những năm qua cũng đã hỗ trợ đắc lực cho nghiềungành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình côngnghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in, ấn, điện tử, vi điện tử,bưu điện, viễn thông, máu tính, quang học, cơ khí chính xác, hóa học,…

Với đề tài “Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV cho một phần tòa nhà khu

A – Trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng” Sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án,cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo chịu trách nhiệm hướng dẫn về đề tài này

đã đem lại cho em những kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc tương lai củamình

Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nổ lực của bản thân cùng với sự hướng dẫntận tình của Cô giáo Th.s NGUYỂN THI HỒNG NHUNG và các thầy cô khác trongkhoa, em hi vọng đồ án môn học của mình sẽ hoàn thành tốt đẹp Trong phần thuyếtminh này em sẽ cố gắng trình bày một cách mạch lạc từ đầu đến cuối, tuy nhiên trongkhi làm đồ án không tránh khỏi thiếu sót, nhầm lẫn Vì vậy, rất mong nhận được ý kiếnđóng góp xây dựng của bạn đọc, sự chỉ bảo quý báu của thầy cô Em xin chân thànhcảm ơn!

Đà Nẵng, ngày… tháng…năm 2014

Sinh viên thực hiện

Lê Văn Cường

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1Khái niệm về điều hòa không khí

Điều hòa không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, côngnghệ và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí phù hợp với công nghệ sản xuất,chế biến hoặc tiện nghi đối với con người Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trongkhông gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệ thống điều hòa không khí còn phải giữ độkhông khí trong không gian đó ổn định ở mức qui định nào đó Bên cạnh đó, cần phảichú ý đến vấn đề bảo vệ độ trong sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thônghợp lí của dòng không khí

Có thể chia khái niệm điều hòa không khí thường được mọi người sử dụng thành

ba loại với các nội dung rộng, hẹp khác nhau:

- Điều tiết không khí: Thường được dùng để thiết lập các môi trường thích hợpvới việc bảo quản máy móc, thiết bị, đáp ứng các yêu cầu của công nghệ sảnxuất, chế biến cụ thể

- Điều hòa không khí: Nhằm tạo ra môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt củacon người

- Điều hòa nhiệt độ: Nhằm tạo ra môi trường có nhiệt độ thích hợp

Như vậy phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể khác nhau, việc điều chỉnh nhiệt

độ trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng theo chiều hướng giảm sovới nhhiệt độ của môi trường xung quanh Tương tự như vậy, độ ẩm của không khícũng có thể được điều chỉnh không chỉ giảm mà còn có khi còn được tăng lên so với

độ ẩm ở bên ngoài

1.1 Vai trò của điều hòa không khí

Hệ thống điều hòa không khí áp dụng lần đầu tiên vào khoảng năm 1920 mụcđích của nó nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người và thiếtlập các điều kiện phù hợp với các công nghệ sản xuất, chế biến, bảo quản máy mócthiết bị,…

Trước đây thường có ý nghĩ sai lầm rằng hệ thống điều hòa không khí là hệ thốngdùng để làm mát không khí Thật ra vấn đề không hoàn toàn đơn giản như vậy Ngoàinhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức yêu cầu, hệ thống điềuhòa không khí phải giữ độ ẩm không khí trong không gian đó ổn định ở một mức quyđịnh nào đó Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến vấn đề bảo đảm độ trong sạch của khôngkhí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng không khí

Một hệ thống điều hòa không khí đúng nghĩa là hệ thống có thể duy trì trạng tháicủa không khí trong không gian cần điều hòa ở trong vùng quy định nào đó, nó khôngthể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài hoặc sự biến đổi củaphụ tải bên trong Từ những điều đã nói, rõ ràng có một mối liên hệ mật thiết giữa cácđiều kiện thời tiết ở bên ngoài không gian cần điều hòa với chế độ hoạt động và cácđặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.

Mặc dù hệ thống điều hòa không khí có những tính chất tổng quát đã nêu trên,tuy nhiên trong thực tế người ta thường quan tâm đến chức năng cải thiện và tạo ramôi trường tiện nghi nhằm phục vụ con người là chủ yếu Với ý nghĩa đó, có thể nóirằng, trong điều kiện khí hậu Việt Nam, nhất là ở các tỉnh phía Nam, nhiệm vụ của hệthống điều hòa không khí thường chỉ là làm giảm nhiệt độ và độ ẩm không khí ở bêntrong không gian cần điều hòa so với không khí ở bên ngoài và duy trì nó ở vùng đãquy định Điều hòa không khí không chỉ ứng dụng cho các không gian đứng yên như:nhà ở, hội trường, nhà hát, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, văn phòng làm việc,…Màcòn ứng dụng cho các không gian di động như ô tô, tàu thủy, xe lửa, máy bay,…

1.1.1 Mối quan hệ giữa môi trường và cơ thể con người

Tùy từng mục đích cụ thể mà hệ thống điều hòa không khí có chức năng khácnhau, chủ yếu ta xem hệ thống điều hòa không khí là phương tiện nhằm tạo ra môitrường tiên nghi, thoải mái cho các hoạt động của con người

Không thể có tiêu chuẩn hoặc yêu cầu về môi trường giống nhau cho tất cả mọingười Nói chung, tùy theo tuổi tác và mức độ vận động của cơ thể mà việc phát nhiệt

và sự cảm nhận dễ chịu hay không dưới tác động của môi trường xung quanh hoàntoàn khác nhau

Như chúng ta đã biết, cơ thể con người có thể được xem tương tự như một cáimáy nhiệt Đối với một con người bình thường, nhiệt độ phần bên trong cơ thể khoảng

môi trường xung quanh Thông thường người ta chia mức độ vận động đó ra thành cácloại: nhẹ, trung bình, nặng Có thể đưa ra một số ví dụ sau: hoạt động của cơ thể conngười trong các lớp học, phòng làm việc…được xem là vận động nhẹ, các hoạt độngtrong quán bar, vũ trường là vận động mạnh

Như đã rõ, nhiệt phát ra từ cơ thể con người thông qua hai hình thức: truyền nhiệt(dẫn nhiệt, tỏa nhiệt đối lưu và bức xạ) và tỏa ẩm Ở trường hợp dối lưu, lớp không khítiếp xúc với cơ thể sẽ dần dần nóng lên và có xu hướng đi lên, khi đó lớp không khílạnh hơn sẽ tiếp đến thế chỗ và từ đó hình thành nên sự chuyển động tự nhiên của lớpkhông khí bao quanh cơ thể, chính sự chuyển động này đã lấy đi một phần nhiệt lượngcủa cơ thể thải ra môi trường Bức xạ là hình thức thải nhiệt thứ hai, trong trường hợpnày nhiệt từ cơ thể sẽ bức xạ ra bất kì bề mặt xung quanh nào có nhiệt độ nhỏ hơn

nhiệt độ của cơ thể, hình thức trao đổi nhiệt này hoàn toàn độc lập với hiện tượng đốilưu đã nói trên và không phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí xung quanh.

Cần phải chỉ rõ ra rằng, ba thông số môi trường có ảnh hưởng lớn đến mức độtrao đổi nhiệt giữa môi trường và cơ thể là: nhiệt độ, độ ẩm tương đối và đặc điểmchuyển động của dòng không khí

- Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống,cường độ trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thể với môi trường sẽ tăng lên Cường độ nàycàng tăng khi độ chênh lệch nhiệt độ này khà lớn thì nhiệt lượng cơ thế mất đi cànglớn và đến một mức nào đó sẽ bắt đầu có cảm giác khó chịu và ớn lạnh Việc giảmnhiệt độ của các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt bằng bức

xạ, ngược lại, nếu nhiệt độ của bề mặt xung quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể thìthành phần trao đổi nhiệt bằng bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh

- Ảnh hưởng của độ ẩm: chính độ ẩm tương đối của không khí xung quanh quyếtđịnh mức độ bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể ra ngoài môi trường nhiều hơn Kinh nghiệm

chịu hơn nên vào khoảng 50%

- Ảnh hưởng của dòng không khí: Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòngkhông khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể sẽ nhiều hay ít Khi chuyển động của dòngkhông khí tăng lên thì lớp không khí bảo hòa xung quanh bề mặt cơ thể càng dễ bị kéo

đi để nhường chổ cho không khí khác ít hòa hơn, do đó khả năng bốc ẩm từ cơ thể sẽnhiều hơn Cũng cần phải thấy chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởngđến lượng ẩm bốc mà còn ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng đối lưu Rõràng, quá trình đối lưu càng mạnh khi chuyển động của dòng không khí càng lớn

1.2.2 Ảnh hưởng của điều hòa không khí

1.2.2.1 Ảnh hưởng của trạng thái không khí tới con người

Trạng thái không khí được biểu thị bởi nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ, độtrong sạch và nồng độ chất độc hại, độ ồn Các đại lượng trên của không khí sẽ tácđộng đến con người và quy trình công nghệ sản xuất

1.2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ

này người luôn sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn nhiệt lượng Trong bất kì hoàn cảnhnào con người sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn nhiệt lượng cơ thể cần để duy trì ở

quanh bề mặt bên ngoài cơ thể người bằng hai phương thức truyền nhiệt: đối lưu, bứcxạ

Qua nghiên cứu, thấy rằng con người thấy thoải mái dễ chịu khi sống trong môi

1.2.2.3 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối

Độ ẩm tương đối của không khí được tính bằng %, không khí chưa bảo hòa <100%, không khí bão hòa = 100% Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyếtđịnh tới lượng nhiệt ẩm bay hơi từ cơ thể người vào không khí Qua nghiên cứu ta thấycon người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩm tươngđối bằng 60 – 70%

1.2.2.4 Ảnh hưởng của tốc độ không khí

Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể bằng đối lưu

và bằng bay hơi đều tăng và ngược lại Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy

dễ chịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s

1.2.2.5 Nồng độ các chất độc hại

Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỉ lệ lớn thì nó sẽ có ảnhhưởng đến sức khỏe con người Mức độ tác hại của mỗi một chất tùy thuộc vào bảnchất chất khí, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của con người, tìnhtrạng sức khỏe,

Tuy các chất độc hại có nhiều nhưng trên thực tế trong các công trình dân dụng chất

1.2.2.6 Độ ồn

Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồncao thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: stress, bồn chồn và gâycác rối loạn gián tiếp khác Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh Mặt khác khi độ ồnlớn có thể làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn làgây sự khó chịu cho con người

Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệthống điều hòa không khí

1.2 Các hệ thống điều hòa không khí

- Hệ thống điều hoà cục bộ: Máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà hai mảnh, kiểu

ghép, kiểu rời thổi tự do.

- Hệ thống điều hoà phân tán: Máy điều hoà VRV, máy điều hoà làm lạnh bằng

nước (water chiller)

- Hệ thống điều hoà trung tâm: Máy điều hoà dạng tủ cấp gió bằng hệ thống kênh

gió

1.3.1 Hệ ng điều hoà cục bộ

Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ điều hòa không khítrong một phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòngnhỏ

Trên thực tế loại máy điều hòa kiểu này gồm 4 loại phổ biến sau:

- Máy điều hòa dạng cửa sổ (window type)

- Máy điều hòa kiểu rời (split type)

- Máy điều hòa kiểu ghép (multi-split type)

1.3.1.1 Máy điều hòa không khí dạng cửa sổ (Window Type)

Máy điều hòa dạng cửa sổ thường được lắp đặt trên tường trông giống như cáccửa sổ nên được gọi là máy điều hòa không khí dạng cửa sổ

Máy điều hòa dạng cửa sổ là máy điều hòa có công suất nhỏ nằm trong khoảng

24.000 Btu/h Tùy theo hãng máy mà số model có thể nhiều hay ít

a, Cấu tạo

Về cấu tạo, máy điều hòa dạng cửa sổ là một tổ máy lạnh được lắp đặt hoàn chỉnhthành một khối chữ nhật tại nhà máy sản xuất, trên đó có đầy đủ dàn nóng, dàn lạnh,máy nén lạnh, hệ thống đường ống ga, hệ thống điện và ga đã nạp sẵn Người lắp đặtchỉ việc đấu nối điện là máy có thể hoạt động và sinh lạnh

Hình 1: cấu tạo máy điều hoà không khí dạng của sổChú thích: 1 - Dàn nóng; 2 - Máy nén; 3 - Động cơ quạt; 4 - Quạt dàn lạnh

5 - Dàn lạnh; 6 - Lưới lọc; 7 - Cửa hút gió lạnh; 8 - Cửa thổi gió; 9 - Tường nhà.Hình trên trình bày cấu tạo bên trong của một máy điều hòa dạng cửa sổ Bìnhthường dàn lạnh đặt phía bên trong phòng, dàn nóng nằm phía ngoài Quạt dàn nóng

và dàn lạnh đồng trục và chung động cơ Quạt dàn lạnh thường là quạt dạng ly tâmkiểu lồng sóc cho phép tạo lưu lượng và áp lực lớn để có thể thổi gió đi xa Riêng quạtdàn nóng là kiểu hướng trục Ở giữa máy có vách ngăn cách khoang dàn lạnh vàkhoang dàn nóng

Gió trong phòng được hút vào cửa hút nằm ở giữa phía trước máy và được đưavào dàn lạnh làm mát và thổi ra cửa gió đặt phía trên hoặc bên cạnh Cửa thổi gió, cócác cánh hướng gió có thể chuyển động qua lại nhằm điều chỉnh hướng gió tới các vịtrí bất kỳ trong phòng

Không khí giải nhiệt dàn nóng được lấy ở hai bên hông của máy Khi quạt hoạtđộng gió tuần hoàn vào bên trong và được thổi qua dàn nóng và sau đó ra ngoài Khilắp đặt máy điều hòa cửa sổ cần lưu ý đảm bảo các cửa lấy gió nhô ra khỏi tường mộtkhoảng cách nhất định không được che lấp các cửa sổ lấy gió

b) Đặc điểm máy điều hòa cửa sổ

8

7 6

5 4

- Giá thành tính trung bình cho đơn một đơn vị công suất lạnh thấp.

- Đối với công sở có nhiều phòng riêng biệt, sử dụng máy điều hòa cửa sổ rất tinh

tế, chi phí đầu tư và vận hành đều thấp

- Công suất thấp, tối đa là 24.000 Btu/h

- Đối với các tòa nhà lớn, khi lắp đặt máy điều hòa dạng cửa sổ sẽ rất phải phá vỡkiến trúc và làm giảm mỹ quan của công trình

- Dàn nóng xả khí nóng ra bên ngoài nên chỉ có thể lắp đặt trên tường ngoài Đốivới các phòng nằm sâu trong công trình thì không thể sử dụng máy điều hòa dạng này,nếu sử dụng cần có ống thoát gió nóng ra ngoài rất phức tạp Tuyệt đối không nên xảgió nóng ra hành lang vì nếu xả gió nóng ra hành lang sẽ tạo ra độ chênh nhiệt độ rấtlớn giữa không khí trong phòng và ngoài hành lang rất nguy hiểm cho người sử dụng

- Kiểu loại không nhiều nên người sử dụng khó khăn lựa chọn Hầu hết các máy

có bề mặt trong khá giống nhau nên mặt mỹ quan người sử dụng không có được lựachọn rộng rãi

1.3.1.2 Máy điều hòa không khí kiểu rời

Để khắc phục nhược điểm của máy điều hòa cửa sổ là không thể lắp đặt cho cácphòng nằm sâu trong công trình và sự hạn chế về kiểu mẫu, người ta chế tạo ra máyđiều hòa kiểu rời, ở đó dàn lạnh và dàn nóng được tách thành hai khối Vì vậy, máyđiều hòa dạng này còn có tên là máy điều hòa kiểu rời hay máy điều hòa hai mảnh.Máy điều hòa rời gồm hai cụm dàn nóng và dàn lạnh được bố trí tách rời nhau.Nối liên kết giữa hai cụm là các ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển Máy nénthường đặt ở bên trong cụm dàn nóng, điều khiển làm việc của máy từ dàn lạnh thôngqua bộ điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa

Máy điều hòa kiểu rời có công suất nhỏ từ 9.000 Btu/h đến 69.000 Btu/h bao gồmchủ yếu các model sau: 9.000, 12.000, 18.000, 24.000, 36.000, 48.000 và 60.000Btu/h Tùy theo từng hãng chế tạo máy mà số model mỗi chủng loại có khác nhau.Theo chế độ làm việc người ta phân ra thành hai loại: Máy một chiều và máy haichiều

Theo đặc điểm của dàn lạnh có thể chia ra: Máy điều hòa gắn tường, đặt nền, áptrần, dấu trần, cassette, máy điều hòa kiểu vệ tinh

- Loại đặt sàn (Floor Standing).

- Loại treo tường (Wall Mounted)

- Loại áp trần (Ceiling Suspended)

- Loại cassette

- Loại giấu trần (Concealed Type)

- Loại vệ tinh (Ceiling Mounted Built-in)

DÀN LẠNH

ỐNG XẢ NƯỚC NGƯNG

ĐIỀU KHIỂN TỪ XA DÃY ĐÈN ĐIỀU KHIỂN

Tuy nhiên, cần tránh nơi có nắng gắt và bức xạ trực tiếp mặt trời, vì như vậy sẽ làmgiảm hiệu quả làm việc của máy.

c,Ống dẫn gas

Liên kết dàn nóng và lạnh là một cặp ống dịch lỏng và gas Kích cỡ ống dẫn đượcghi trong các tài liệu kỹ thuật của máy hoặc có thể căn thương vào các đầu nối củamáy Ống dịch nhỏ hơn ống gas Các ống khi lắp đặt nên kẹp vào để tăng hiệu quả làmviệc của máy Ngoài cùng bọc ống mút cách nhiệt

d, Dây điện điều khiển

Ngoài hai ống dẫn gas, dẫn dịch giữa dàn nóng và dàn lạnh còn có các dây điệnđiều khiển Tùy theo hãng máy mà số lượng dây có khác nhau, từ 3 đến 6 sợi Kích cỡ

e, Dây điện động lực

Dây điện động lực (dây điện nguồn) thường được nối với dàn nóng Tùy theocông suất máy mà điện nguồn là 1 pha hay 3 pha Thường công suất từ 36.000 Btu/htrở lên sử dụng điện 3 pha Số dây điện động lực tùy thuộc vào máy 1 pha, 3 pha vàhãng máy

- Rất tiện lợi cho các không gian nhỏ hẹp và các hộ gia đình

- Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa

 Nhược điểm

- Công suất hạn chế, tối đa là 60.000 Btu/h

- Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao, đặc biệt những ngày trời nóng

1.3.1.3 Máy điều hòa kiểu ghép (Multi-SPLIT)

- Đối với công trình lớn, sử dụng máy điều hòa rời rất dễ phá vỡ kiến trúc côngtrình, làm giảm mỹ quan của nó, do các dàn nóng bố trí bên ngoài gây ra.Trong một số trường hợp rất khó bố trí dàn nóng

Máy điều hòa kiểu ghép về thực chất là máy điều hòa gồm một dàn nóng và 2đến 4 dàn lạnh Mỗi cụm dàn lạnh được gọi là một hệ thống Thường các hệ thốnghoạt động độc lập Mỗi dàn lạnh hoạt động không phụ thuộc vào các dàn lạnh khác.Các máy điều hòa ghép có thể có các dàn lạnh chủng loại khác nhau.

Máy điều hòa dạng ghép co những đặc điểm và cấu tạo tương tự máy điều hòa kiểurời Tuy nhiên do dàn nóng chung nên tiết kiệm diện tích lắp đặt

Hình 3: Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà dạng ghépTrên là sơ đồ nguyên lý lắp đặt của một máy điều hòa ghép Sơ đồ này khôngkhác nhiều so với sơ đồ nguyên lý máy điều hòa rời

Bố trí bên trong dàn nóng gồm 2 máy nén và sắp xếp như sau:

- Trường hợp có hai dàn lạnh: 2 máy nén hoạt động độc lập cho 2 dàn lạnh

lạnh

Như vậy, về cơ bản máy điều hòa ghép có các đặc điểm của máy điều hòa haimảnh Ngoài ra máy điều hòa ghép còn có các ưu điểm khác:

- Tiết kiệm không gian lắp đặt dàn nóng

- Chung điện nguồn, giảm chi phí lắp đặt

+ Máy điều hòa kiểu hai mảnh thổi tự do:

DÂY ĐỘNG LỰC

Dàn nóng APTOMAT

DÀN LẠNH

BỘ DIỀU KHIỂN

ỐNG DỊCH ĐI ỐNG GA VỀ DÃY ĐÈN ĐIỀU KHIỂN

ỐNG NƯỚC NGƯNG DÀN LẠNH

BỘ ĐIỀU KHIỂN

Máy điều hòa rời thổi tự do là máy điều hòa có công suất trung bình Đây là dạngmáy rất hay được lắp đặt ở các nhà hàng và sảnh của các cơ quan.Công suất của máy

Về nguyên lý lắp đặt cũng giống như máy điều hòa rời gồm dàn nóng, dàn lạnh

và hệ thống ống đồng, dây điện nối giữa chúng

Ưu điểm của máy là gió lạnh được tuần hoàn và thổi trực tiếp vào không gianđiều hòa nên tổn thất nhiệt thấp, chi phí lắp đặt không cao Mặt khác độ ồn của máynhỏ nên mặc dù có công suất trung bình nhưng vẫn có thể lắp đặt ngay trong phòng màkhông bị ảnh hưởng

Dàn nóng: Là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm Quạt dàn nóng là quạthướng trục có thể thổi ngang hoặc thổi đứng

Dàn lạnh: Có dạng khối hộp (dạng tủ) Cửa thổi đặt phía trên cao, thổi ngang.Trên miệmg thổi có các cánh hướng dòng, các cánh này có thể cho chuyển động qualại hoặc đứng yên tùy thích Cửa hút đặt phía dưới cùng một mặt với cửa thổi, trướccửa hút có phin lọc bụi, định kỳ người sử dụng cần vệ sinh phin lọc cẩn thận

Bộ điều khiển dàn lạnh đặt phía mặt trước của dàn lạnh, ở đó có đầy đủ các chứcnăng điều khiển cho phép đặt nhiệt độ phòng, tốc độ chuyển động củ quạt vv…

1.3.2 Hệ thống kiểu phân tán

1.3.2.1 Máy điều hoà VRV

Máy điều hòa VRV ra đời từ những năm 1970 trước yêu cầu về tiết kiệm nănglượng và những yêu cầu cấp thiết của các nhà cao tầng

Tên gọi VRV xuất phát từ các chữ đầu tiếng Anh: Variable Refrigerant Volume,nghĩa là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn vàqua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài

Máy điều hòa VRV ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều hòa dạngrời độ dài đường ống dẫn gas, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng, dàn lạnh và công suấtlạnh bị hạn chế Với máy điều hòa VRV cho phép có thể kéo dài khoảng cách giữa dànnóng và dàn lạnh lên đến 100m và chênh lệch độ cao đạt 50m Công suất máy điều gòaVRV cũng đạt giá trị công suất trung bình

a) Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo

indoor unit indoor unit

Hình 4: Sơ đồ nguyên lý máy điều hoà VRVTrên là sơ đồ nguyên lý của một hệ thống điều hòa kiểu VRV Hệ thống bao gồmcác thiết bị chính: Dàn nóng, dàn lạnh hệ thống đường ống dẫn và phụ kiện

- Dàn nóng: Dàn nóng là dàn trao đổi nhiệt lớn ống đồng, cánh nhôm trong có bốtrí một quạt hướng trục Động cơ máy nén và các thiết bị phụ của hệ thống làm lạnhđặt ở dàn nóng Máy nén lạnh thường là loại máy ly tâm dạng xoắn

- Dàn lạnh: Dàn lạnh có nhiều chủng loại nhẹ các dàn lạnh của các máy điều hòarời Một dàn nóng được lắp không cố định với một số dàn lạnh vào đó, miễn là tổngcông suất của các dàn lạnh dao động trong khoảng từ 50 đến 130% công suất dànnóng Nói chung, các hệ VRV có số dàn lạnh trong khoảng từ 4 đến 16 dàn Hiện nay

có một số hãng giới t/hiệu các chủng loại máy có số dàn nhiều hơn Trong một hệthống có thể có nhiều dàn lạnh kiểu dạng và công suất khác nhau Các dàn lạnh hoạtđộng hoàn toàn độc lập thông qua bộ điều khiển Khi số lượng dàn lạnh trong hệ thốnghoạt động giảm thì hệ thống tự động điều chỉnh công suất một cách tương ứng

Các dàn lạnh có thể được điều khiển bằng các Remote hoặc các bộ điều khiển theonhóm

+ Nối dàn nóng và dàn lạnh là một hệ thống ống đồng và dây điện điều khiển Ốngđồng trong hệ thống này có kích cỡ lớn hơn máy điều hòa rời Hệ thống ống đồng

được nối với nhau bằng các chi tiết ghép nối chuyên dụng gọi là các REFNET rất tiệnlợi.

+ Hệ thống có trang bị bộ điều khiển tỷ tích vi (PID) để điều khiển nhiệt độ phòng.+ Hệ thống có hai nhóm đảo từ và điều tần (Inverter) và hồi nhiệt (Heat recovery).Máy điều hòa VRV kiểu hồi nhiệt có thể làm việc ở hai chế độ sưởi nóng và làm lạnh.b) Đặc điểm chung

 Ưu điểm:

- Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều công suất, kiểudáng khác nhau Tổng năng suất lạnh của các IU (In door Unit) cho phép thay đổitrong khoảng lớn 50 đến 130% công suất lạnh của OU (Out door Unit)

- Thay đổi công suất lạnh của máy dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chất tuầnhoàn trong hệ thống thông qua thay đổi tốc độ quay nhờ bộ biến tần (hình vẽ)

- Hệ vẫn có thể vận hành khi có một số dàn lạnh hỏng hóc hay đang sửa chữa

- Phạm vi nhiệt độ làm việc nằm trong giới hạn rộng

- Chiều dài cho phép lớn (100m) và độ cao chênh lệch giữa OU và IU: 50 M;giữa các IU là 15m

- Nhờ hệ thống ống nối REFNET nên dễ dàng lắp đặt đường ống và tăng độ tincậy cho hệ thống

- Hệ thống đường ống nhỏ nên rất thích hợp cho các tòa nhà cao tầng khi khônggian lắp đặt bé

 Nhược điểm:

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả làm việc chưa cao

- Số lượng dàn lạnh bị hạn chế nên chỉ thích hợp cho các hệ thống công suất vừa.Đối với hệ thống lớn thường người ta sử dụng hệ thống Water Chiller hoặc điều hòatrung tâm

- Giá thành cao nhất trong các hệ thống điều hòa không khí

1.3.2.2 Máy điều hòa không khí làm lạnh bằng nước (Water Chiller)

Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm máy

được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU

và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí Như vậy, trong hệ thống này nước sử dụng làmchất tải lạnh

- Bơm nước giải nhiệt

- Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Bình giản nở và cấp nước bổ sung

- Hệ thống xử lý nước

- Các dàn lạnh FCU và AHU

b, Đặc điểm của các thiết bị chính

+ Cụm Chiller: Cụm máy lạnh Chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thốngđiều hòa kiểu làm lạnh bằng nước Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều

chất tải lạnh Cụm Chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nơi chế tạo,với các thiết bị sau:

+ Máy nén: Có rất nhiều dạng, nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín, máynén pittông nửa kín

+ Thiết bị ngưng tụ: Tùy thuộc vào hình thức giải nhiệt mà thiết bị ngưng tụ làbình ngưng hay dàn ngưng Khi giải nhiệt bằng nước thì sử dụng bình ngưng, khi giảinhiệt bằng gió sử dụng dàn ngưng Nếu giải nhiệt bằng nước thì hệ thống có thêm thápgiải nhiệt và bơm nước giải nhiệt Trên thực tế, nước ta thường hay sử dụng máy giảinhiệt bằng nước vì có hiệu quả cao và ổn định hơn

+ Bình bay hơi: Bình bay hơi thường hay sử dụng là bình bay hơi ống đồng cócánh Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống Bình bay hơi được

đóng băng gây nổ bình Công dụng bình bay hơi là làm lạnh nước

+ Dàn lạnh FCU: FCU (Fan Coil Unit): là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm

và quạt gió Nước chuyển động trong ống, không khí chuyển động ngang qua cụm ốngtrao đổi nhiệt, ở đó không khí được trao đổi nhiệt ẩm, sau đó thổi trực tiếp hoặc quamột hệ thống kênh gió vào phòng Quạt FCU là quạt lồng sóc dẫn động trực tiếp.+ Dàn lạnh AHU: AHU (Air Handling Unit): Tương tự FCU, AHU thực chất làdàn trao đổi nhiệt Nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, khôngkhí chuyển động ngang bên ngoài, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống kênh giótới các phòng Quạt AHU thường là quạt ly tâm dẫn động bằng dây đai

AHU có hai loại: Đặt nằm ngang và đặt thẳng đứng Tùy thuộc vào vị trí lắp đặt

mà ta có thể chọn loại thích hợp Khi đặt nền, chọn loại đặt đứng, khi gắn lên trần,chọn loại nằm ngang

+ Bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt:

Bơm nước lạnh và nước giải nhiệt được lựa chọn dựa vào công suất và cột áp:

Cpn - Nhiệt dung riêng của nước, Cpn = 4,186 kJ/kg.0C.

- Lưu lượng bơm nước lạnh:

Cột áp của bơm được chọn tùy thuộc và mạng đường ống cụ thể, trong đó cột áp tĩnhcủa đường ống có vai trò quan trọng

+ Các hệ thống thiết bị khác:

- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung: Có công dụng bù giãn nở khi nhiệt độ nướcthay đổi và bổ sung thêm nước khi cần Nước bổ sung phải được qua xử lý cơkhí cẩn thận

- Hệ thống đường ống nước lạnh sử dụng để tải nước lạnh từ bình bay hơi tới cácFCU và AHU Đường ống nước lạnh là ống thép có bọc cách nhiệt Vật liệucách nhiệt là mút, styrofo hoặc polyuretan

- Hệ thống đường ống giải nhiệt là thép tráng kẽm

- Hệ thống xử lý nước

+ Đặc điểm hệ thống điều hòa làm lạnh bằng nước:

 Ưu điểm

- Công suất dao động lớn: Từ 5 ton lên đến hàng ngàn ton

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

- Hệ thống hoạt động ổn định, bền và tuổi thọ cao

- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bênngoài và do đó tiết kiệm điện năng khi non tải (một máy thường có từ 3 đến 5cấp giảm tải) Đối với hệ thống lớn người ta sử dụng nhiều cụm máy nên tổng

số cấp giảm tải lớn hơn nhiều

- Thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn.

 Nhược điểm

- Phải có phòng máy riêng

- Phải có người chuyên trách phục vụ

- Vận hành, sữa chửa và bảo dưỡng tương đối phức tạp

- Tiêu thụ điện năng cho một đơn vị công suất lạnh cao, đặc biệt khi tải non

1.3.3 Hệ thống kiểu trung tâm

Hệ thống điều hòa trung tâm là hệ thống mà ở đó xử lý nhiệt ẩm được tiến hành ởtrung tâm và được dẫn theo các kênh gió đến các hộ tiêu thụ

Trên thực tế máy điều hòa dạng tủ là máy điều hòa kiểu trung tâm Ở trong hệ thốngnày không khí sẽ được xử lý nhiệt ẩm trong một máy lạnh lớn, sau đó được dẫn theo

hệ thống kênh dẫn đến các hộ tiêu thụ

Có hai loại hệ thống kiểu trung tâm:

- Giải nhiệt bằng nước: Toàn bộ hệ thống lạnh được lắp đặt kín trong một tủ, nối rangoài chỉ là các đường ống nước giải nhiệt

- Giải nhiệt bằng không khí: Gồm hai mảnh IU và OU rời nhau

v®c mt

1 - Hộp tiêu âm đường đẩy; 2 - Hộp tiêu âm đường hút

3 - Cụm máy điều hoà; 4 - Bơm nước giải nhiệt

5 - Tháp giải nhiệt; MT - Miệng thổi; MH - Miệng hút; VĐC - Van điều chỉnh cấp gióHình bên là sơ đồ nguyên lý hệ thống máy điều hòa dạng tủ, giải nhiệt bằng nước.Theo sơ đồ, hệ thống gồm có các thiết bị sau:

- Cụm máy lạnh: Toàn bộ cụm máy được lắp đặt trong một tủ kín giống như tủ áoquần

+ Máy nén kiểu kín

+ Dàn lạnh cùng kiểu ống đồng cánh nhôm có quạt ly tâm

+ Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống nên rất gọn nhẹ

bằng tôn tráng kẽm có bọc cách nhiệt bông thủy tinh Miệng thổi cần đảm bảo phânphối không khí trong gian máy đồng đều

thổi gió trực tiếp vào phòng, không cần phải qua kênh gió và các miệng thổi Thườngngười ta đặt ở một góc phòng nào đó

tháp giải nhiệt hay dàn nóng Việc giải nhiệt bằng nước thường hiệu quả và ổn địnhcao hơn Đối với máy giải nhiệt bằng nước, cụm máy có đầy đủ dàn nóng, dàn lạnh vàmáy nén, nối ra bên ngoài chỉ là đường ống nước giải nhiệt

dụng kiểu máy dạng tủ

người như: rạp chiếu bóng, rạp hát, hội trường, phòng họp, nhà hàng, vũ trường,phòng ăn

- Hệ thống kênh gió quá lớn nên chỉ có thể sử dụng trong các tòa nhà có khônggian lắp đặt lớn.

- Đối với hệ thống điều hòa trung tâm, do xử lý nhiệt ẩm tại một nơi duy nhấtnên chỉ thích hợp cho các phòng lớn, đông người Đối với các tòa nhà làm việc, kháchsạn, công sở… là các đối tượng có nhiều phòng nhỏ với các chế độ hoạt động khau,không gian lắp đặt bé, tính đồng thời làm việc không cao thì hệ thống này không thíchhợp

- Hệ thống điều hòa trung tâm đòi hỏi thường xuyên hoạt động 100% tải Trongtrường hợp, một số phòng đóng cửa làm việc vẫn được làm lạnh

1.4 Giới thiệu công trình

1.4.1 Vị trí công trình

Trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng nằm ở số 48 Cao Thắng – Quận HảiChâu – TP Đà Nẵng, thuộc trung tâm TP Đà Nẵng Là môi trường đào tạo thuộc ĐạiHọc Đà Nẵng Thuận tiện cho giảng viên, sinh viên giảng dạy và học tập

Đề tài được nhận là: “Thiết kế hệ thống điều hòa loại VRV cho tòa nhà khu 3 Tầngkhu A Tr ư ờng Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng”

Thể tích(m3)

Diện tích kính(m2 )

Số lượngQuạtMáy chiếuBóng đènNgười Máy vi

tínhVăn phòng

Phòng A105 58.8 3.2 188.1 15.16 2 1 8 60 1

Tầng 2 :

tích(m2) cao(m)Chiều Thể tíchm3 Diện tích

kính (m2) Quạt Máy Số lượng

chiếu

Bóngđèn

Bóngđèn

không đảm bảo độ trong sạch Việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí tại tòa nhàkhu A – Trường Cao Đẳng Công Nghệ Đà Nẵng là một điều tất yếu khi ở đây tậptrung nhiều cán bộ giảng viên, số lượng sinh viên đến để giảng dạy và học tập Điều

đó càng cần có một môi trường trong sạch đảm bảo cho sức khỏe cũng như quá trìnhhọc tập và giảng dạy tại trường

1.3 Lựa chọn phương án điều hòa cho công trình

Qua việc phân tích đặc điểm của từng loại hệ thống điều hòa không khí, nhậnthấy rằng hệ thống điều hòa không khí VRV đáp ứng được những yêu cầu của côngtrình nên ta chọn hệ thống VRV

- Mặt khác nhờ hệ thống đường ống gas có kích thước nhỏ nên phù hợp cho côngtrình cao tầng, đồng thời có hệ thống nối RefNet nên dễ dàng lắp đặt đường ống

Với những ưu điểm trên, chúng ta chọn VRV là hợp lý nhất

1.7 Lựa chọn thông số tính toán bên ngoài và bên trong

Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trongphòng cần điều hoà và ngoài trời

1.7.1 Chọn thông số tính toán bên ngoài trời

khí ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm Chọn thông số tínhtoán ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hoà Lấy theo TCVN

max)]0,5[ϕ(tmin) + ϕ(ttb

ttb min

ϕ( ttb max)

ϕ( ttb min)

Bảng: Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời

Trong đó:

Tra đồ thị i - d ta có: iN = 103.79 kJ/kg

dN = 26,97 g/kg kkk

1.7.2 Chọn thông số tính toán trong phòng:

- Nhiệt độ và độ ẩm:

thái của không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T của không khí ẩm Việc

là mùa nóng và mùa lạnh Việc chọn thông số tính toán trong nhà như sau:

+ Nhiệt độ: tT = 28 ÷ 30oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN > 36 oC

tT = 24 ÷ 27oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN < 36 oC

2.1 Tính phụ tải nhiệt Q T

2.1.1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1

2.1.1.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q 11 :

Nhiệt này được tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại ở đây chủyếu là quạt:

Công suất 1 quạt 0,02 kw

với hiệu suất 41 %

Bảng 2.1.1 dòng nhiệt tỏa ra từ các thiết bị điện

Vậy nhiệt tỏa ra từ máy móc: Q1= Q11 + Q12

2.1.2 Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q 2

Lượng nhiệt toả ra do thắp sáng trong 0nhiều trường hợp chiếm một phần đáng

kể khi thắp sáng các loại đèn điện thông thường đèn dây tóc cũng như đèn huỳnhquang thì hầu hết năng lượng điện sẽ biến thành nhiệt Ở đây ta chỉ dùng bóng đènhuỳnh quang, trong quá trình phát sáng sẽ trao đổi nhiệt bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệtvới môi trường xung quanh

Hiệu suất tháp sáng của đèn huỳnh quang:

- 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng

- 25% được phát ra dưới dạng nhiệt

- 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt

Ngoài ra, ta còn hệ số tác động không đồng thời khi tính phụ tải đèn nđt

Với công sở, phòng họp ta lấy nđt = 0,75

2.1.3 Nhiệt do người toả ra Q 3 :

2.1.3Nhiệt do người toả ra Q 3 :

Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng nhiệt do

người toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí xungquanh, lứa tuổi, Nhiệt do người toả ra gồm 2 phần: một phần toả trực tiếp vào khôngkhí, gọi là nhiệt hiện; một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da, lượng nhiệt này toảvào môi trường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độcủa không khí gọi là lượng nhiệt ẩn, tổng 2 lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toànphần do người toả ra

Khi đó lượng nhiệt toả ra do người là:

Q= n x q , W

Trong đó: n: số người

q : nhiệt tỏa ra từ một người

n: là số người trong phòng n=f\i

F: diện tích không gian điều hòa m2

i:phân bố người

ndt :hệ tác động không đồng thời ndt= 0.6

Vậy :Q3=0.6nq (w)

2.1.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4 :

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy Ở đó, trong khônggian điều hòa thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độcao hơn nhiệt độ trong phòng Chính vì thế trong trường hợp này ta có thể bỏ qua tổnthất nhiệt này Q4 = 0

2.1.5 Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhệt Q 5 :

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò sưởi,thiết bị sấy, ống dẫn hơi… thì có thêm tổn thất nhiệt từ bề mặt nóng vào phòng Trênthực tế, ít xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường ngừng hoạt động Do vậytrong trường hợp này Q5 = 0

2.1.6 Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q 6 :

Đối với các vùng nhiệt đới như nước ta, quanh năm có mặt trời, nhất là về mùa hèánh nắng càng gay gắt, do đó nhiệt lượng do bức xạ mặt trời truyền qua kết cấu baoche vào nhà rất lớn Lượng nhiệt này phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời trên mặtphẳng kết cấu bao che và khả năng cản nhiệt bức xạ của bản thân kết cấu bao che.Trong các điều kiện như nhau nhưng kết cấu bao che mỏng, khả năng cản nhiệt kémthì nhiệt lượng bức xạ truyền vào nhà càng lớn và do đó nhiệt độ trong nhà càng cao.Khi nắng chiếu trên bề mặt một kết cấu bao che nào đó với cường độ bức xạ nhấtđịnh thì ứng với cường độ ấy lượng nhiệt truyền vào nhà nhiều hay ít là tuỳ thuộc vàotính chất của kết cấu bao che Nếu kết cấu bao che là cửa kính thì do cửa kính trongsuốt nên năng lượng của tia nắng xuyên qua được và đi trực tiếp vào phòng, trongphòng tia nắng bị phản xạ nhiều lần qua lại trên các bề mặt bên trong phòng và cuốicùng chúng bị hấp thụ hoàn toàn Kết quả là năng lượng của tia nắng biến thành nhiệt

và làm nhiệt trong phòng tăng lên cao Trường hợp kết cấu bao che không trong suốtnhư tường, mái, thì tia nắng một phần bị phản chiếu lại, một phần bị bề mặt kết cấuhấp thụ Phần năng lượng bị hấp thụ lại có một bộ phận có tác dụng nung nóng kết cấubao che, làm cho nhiệt độ bề mặt của nó tăng cao gây nên hiện tượng trao đổi nhiệt đốilưu với môi trường xung quanh Bộ phận còn lại mới xuyên được vào phòng

Như vậy, để tính toán bức xạ nhiệt, trước tiên ta cần phải biết cường độ bức xạmặt trời và khả năng cản nhiệt bức xạ của kết cấu bao che

2.1.6.1 Nhiệt bức xạ truyền qua kính Q 61 :

Lượng nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính vào nhà có thể xác định theo công thức sau:

Q61= Fk.R.εc.εds.εmm.εkh.εK.εm , W

Trong đó:

Fk: Diện tích bề mặt kính, m2

R: Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng, W/m

εc.εds.εmm.εkh.εK.εm: Lần lượt là các hệ số kể đến ảnh hưởng độ cao nơi đặt kính, độchênh lệch nhiệt độ đọng sương, ảnh hưởng của mây mù, của khung kính, hệ số kính

và hệ số mặt trời

+ Hệ số kể đến độ cao nơi đặt kính εc so với mực nước biển:

εc = 1+ 0,023

= 1 +0,023 = 1,002185

Độ cao không đáng kể nên εc =1

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của độ chênh lệch nhiệt độ đọng sương εds:

εds = 1- 0,13

= 1- 0,13 = 0,857Với ts = 31 oC

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù εmm Khi trời không mây lấy εmm = 1, trời cómây εmm = 0,85 Do khí hậu ở Đà Nẵng ít có mây mù nên ta chọn εmm = 1

+ Hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính εkh Ở đây ta chọn khung kính là khung gỗnên εkh = 1

* Kính được sử dụng không phải là kính cơ bản nên R = Rxn

Với Rxn: lượng nhiệt bức xạ xâm nhập vào không gian điều hòa

Rxn = R

= R

Ta có các thông số của kính và màn che như sau:

: Hệ số xuyên qua của kính = 0,77

Thời gian Hướng % Kính so vớitường bao Rcb (W/m2) Rxn(W/m2)

2.1.6.2 Nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che Q 62 :

Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu baoche sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phầncòn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu

và bức xạ Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định Mức độ chậm trễphụ thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng Do lượng nhiệt bức xạ quatường không đáng kể nên có thể bỏ qua, ta chỉ tính lượng nhiệt bức xạ qua mái chotầng trên cùng

Mà ta chỉ tính toán không gian điều hòa không khí ở tầng 1 đến 3 nên không tínhlượng nhiệt bức xạ qua mái

Vậy Q62 = 0

Vậy tổng lượng nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6:

Q6 = Q61 + Q62 = 0,45.Fk.Rxn , W +0

2.1.7.Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q 7 :

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉkhông khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xácđịnh lưu lượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phảikín Phần không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống

Q7h = 0,335.V.ξ.(tN-tT), W

Q7w = 0,84.V.ξ.(dN-dT), W Trong đó:

V: Thể tích phòng, m3

ξ: Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.10[2].Ta được ξ = 0.6

tN = 34,5°C : Nhiệt độ không khí bên ngoài

tT = 25°C : Nhiệt độ không khí bên trong

dN = 27,8 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời

dT = 11 g/kg kkk : Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà

2.1.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 8 :

Người ta chia ra làm hai tổn thất:

- Tổn thất do truyền nhiệt qua tường và sàn Q81

- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8 = Q81 + Q82

2.1.8.1 Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn tầng trên Q 81 :

Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ, ta có thểxác định được lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của công trình (tường,cửa, mái ) từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằng công thức sau:

Q81 = k.F.Δt, W

Trong đó:

k: Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W

F: Là diện tích của kết cấu bao che, m2

Δt: Là hiệu số nhiệt độ tính toán(oC)

a)Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán:

Δt = ϕ(tN - tT)

Với: tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, tT = 25 oC

tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tN = 34,5oC

ϕ: Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bên ngoài

+ Đối với trần có mái:

Mái nhà bằng tôn với kết cấu kín thì ϕ = 0,8

+ Đối với tường ngăn cách giữa phòng có điều hoà với phòng không được điều hoà(phòng đệm):

- Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 0,7

- Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 0,4

+ Đối với tường hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 1

Vậy khi đã biết được vị trí không gian điều hoà thì ta tính được độ chênh nhiệt độ đó:

- Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì:

Δt = 1.(34,5 - 25) = 9,5 °C

a)Xác định hệ số truyền nhiệt kết cấu bao che tường và trần

1) Tóm tắt công thức tính Q81t

-Đối với tường bao che dày 200mm = 0,2m

Khi tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:

Theo phương pháp này người ta coi nền như một vách phẳng, trong đó nhiệttruyền theo bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau Nền được chia làm bốn dải,mỗi dải có bề rộng 2m riêng dải thứ tư là phần còn lại của nền.

Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dải nền có trị số như sau:

Dải 1 có hệ số truyền nhiệt k1 = 0,5 W/m2K;

Dải 2 có hệ số truyền nhiệt k2 = 0,2 W/m2K;

Dải 3 có hệ số truyền nhiệt k3 = 0,1 W/m2K;

Dải 4 có hệ số truyền nhiệt k4 = 0,07 W/m2K

Diện tích các dải nền được xác định như sau:

F1 = 4(a+b), m 2

F2 = 4(a+b) – 48, m2

F3 = 4(a+b) – 80, m2

F4 = (a-12)(b-12), m2

Ta thấy khi F1 < 48m2 thì chỉ có một dải nền

Nhiệt truyền qua nền được tính như sau:

Q3 (W)

Q4 (W)

Q5 (W)

Q6 (W)

Q7 (W)

Q 3 (W)

Q 4 (W)

Q 5 (W)

Q 6 (W)

Q 7 (W)

F2 =4(a+b) –48(w)

F3 =4(a+b) –80(w)

F4 = (a-12)(b-12),(w)

F2 = 4(a+b)– 48(w)

F3 = 4(a+b)– 80(w)

F4= 12),(w)

F3 = 4(a+b) –80(w)

F4 = 12)(b-12),(w)

2.2.Tính toán lượng ẩm thừa :

2.2.1 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1 :

Lượng ẩm do người tỏa ra được tính theo công thức sau:

W1 = n.gn, kg/s

Trong đó:

+ n: số người trong phòng;

+ gn: lượng ẩm do 1 người toả ra trong phòng trong 1 đơn vị thời gian, phụ thuộcvào cường độ lao động và nhiệt độ không khí trong phòng, được xác định theo bảng3.16[2]

Ở nhiệt độ không khí trong phòng 25 C ở trong phòng họp,học,phòng đào tạo, thì ta chọn gn = 105 g/h.người = 0,0292.10-3 kg/s

Vậy: W1 = 0,0292.10-3.150 = 4,38 10-3 kg/s

2.2.2 Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W 2 :

Khi đưa các sản phẩm ướt vào phòng thì có một lượng hơi nước bốc hơi vàophòng Ngược lại nếu đưa sản phẩm khô thì nó sẽ hút một lượng ẩm Thành phần ẩmnày chỉ có trong công nghiệp, W2 = 0

2.2.3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W 3 :

Khi sản phẩm bị ướt thì một lượng hơi ẩm từ đó có thể bốc hơi vào không khílàm tăng độ ẩm của nó Lượng ẩm này chỉ có ở khu nhà tắm, nhà bếp, nhà vệ sinh,

W3 = 0

Khi trong phòng có rò rỉ hơi nóng, ví dụ như hơi từ các nồi nấu, thì cần tính thêmlượng hơi ẩm thoát ra từ các thiết bị này, W4 = 0

Kết quả tính lượng ẩm thừa

Tầng 1

2.3 Tính kiểm tra đọng sương :

Như đã biết, khi nhiệt độ vách tw thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khítiếp xúc với nó sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách đó Tuy nhiên do xác địnhnhiệt độ vách khó nên người ta quy điều kiện đọng sương về dạng khác