Thiết kế hệ thống điều hòa không khí công trình Bệnh viện quân đội 354 (Tổng cục Hậu cần)

Khác với thông gió, trong hệ thống điều hoà, không khí trước khi thổi vào phòng đã được xử lý về mặt nhiệt ẩm.. Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí Điều hoà không khí là ngành kĩ

KHOA CƠ KHÍ



NGUYỄN DUY ĐOÀN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CÔNG TRÌNH BỆNH VIỆN QUÂN ĐỘI 354

(TCHC)

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH

GVHD: TS TRẦN ĐẠI TIẾN

Nha Trang, tháng 07 năm 2013

LỜI CẢM ƠN

Sau bốn năm học tập và rèn luyện tại Trường Đại học Nha Trang, đến nay tôi đang ở trong giai đoạn cuối của chương trình đào tạo và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học

Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp, tôi đã nhận được sự giúp đỡ vô cùng quý báu ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi, cùng sự chỉ bảo, sẵn sàng giúp đỡ của các Thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Nhiệt-Lạnh

Qua đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Cơ Khí cùng toàn thể các Thầy, Cô giáo đã tham gia giảng dạy tôi trong suốt bốn năm qua

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành, lời biết ơn sâu sắc tới Thầy Trần Đại Tiến đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành

đồ án tốt nghiệp này

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Cha, Mẹ, các Anh, Chị, và tất cả những người bạn đã giúp đỡ tôi trong suốt chặng đường học tập củng như suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp Mọi người đã cho tôi động lực để hoàn thành khoá học và đề tài tốt nghiệp của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, tháng 07 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Đoàn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

- TCHC : Tổng cục hậu cần

- TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

- ĐHKK : Điều Hòa Không Khí

- VRV : Hệ thống thay đổi lưu lượng môi chất lạnh (Variable Refrigerant

Volume)

- VRF : Hệ thống thay đổi lưu lượng môi chất lạnh (Variable Refrigerant

Flow )

- CAV : Hệ thống ống gió lưu lượng không đổi (Constant Air volume)

- VAV : Hệ thống ống gió lưu lượng thay đổi (Variable Air Volume)

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

- FCU : Fan Coil Unit

- AHU : Air Handling Unit

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC HÌNH VẼ ix

LỜI NÓI ĐẦU xi

Chương I: TỔNG QUAN 1

I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1

1.1 Tổng quan 1

1.1.1 Sự hình thành và lịch sử phát triển của kỹ thuật điều hoà không khí 1

1.1.2 Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí 2

1.1.3 Ý nghĩa của điều hoà không khí 3

1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến con người và sản xuất 4

1.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến con người 4

1.2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến sản xuất 5

1.3 Đặc điểm của các hệ thống điều hòa không khí hiện nay 6

1.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 7

1.3.2 Máy điều hòa cửa sổ 7

1.3.3 Máy điều hòa tách 8

1.3.4 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 10

1.3.5 Máy điều hòa nguyên cụm 10

1.3.6 Máy điều hòa VRV 10

1.3.7 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 13

II Tổng quan về công trình Bệnh viện 354 (TCHC) 15

1.4 Chọn cấp điều hòa không khí cho công trình 17

1.5 Chọn các thông số thiết kế trong nhà 19

1.5.1 Nhiệt độ, độ ẩm 19

1.5.2 Gió tươi và hệ số thay đổi không khí 19

1.5.3 Độ ồn cho phép 20

1.5.4 Tốc độ không khí 20

Chương II: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CÔNG TRÌNH 21

2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 22

2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do t, Q21 27

2.3 Nhiệt truyền qua vách Q22 29

2.3.1 Nhiệt truyền tường, Q22t 29

2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào, Q22c 32

2.3.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ, Q22k 33

2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 33

2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31 34

2.6 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 36

2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q4 37

2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng, Q4h 37

2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra, Q4â 38

2.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào, QhN và QâN 39

2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió rò lọt mang vào, Q5h và Q5â 40

2.10 Các nguồn nhiệt khác, Q6 42

2.11 Xác định phụ tải lạnh 42

Chương III: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA 43

3.1 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 43

3.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 44

3.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 44

3.3.1 Đồ thị t – d và xác định các thông số trên đồ thị 48

Chương IV: CHỌN HỆ THỐNG ĐHKK VÀ CÁC THIẾT BỊ 52

4.1 Lựa chọn hệ thống điều hòa không khí 52

4.2 Chọn thiết bị đường ống 57

4.2.1 Tính chọn bộ chia gas REFNET Joints 57

4.2.2 Tính chọn kích cỡ ống đồng 59

4.2.3 Tính chọn kích cỡ ống nước ngưng 60

Chương V: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI

KHÔNG KHÍ 62

5.1 Tính toán thiết kế ống gió tươi 62

5.1.1 Tính tiết diện đường ống gió 62

5.1.2 Xác định tổn thất áp suất trên ống gió: 64

5.2 Tính toán hệ thống hút gió nhà vệ sinh 66

5.2.1 Giới thiệu chung 66

5.3 Hệ thống thông gió phòng mổ (phòng loại 5) 74

5.3.1 Sơ đồ nguyên lí điều hòa không khí và thông gió phòng mổ 75

5.3.2 Các tiêu chuẩn của phòng mổ 75

5.3.3 Tính chọn cấp độ lọc, lưu lượng gió, cột áp quạt cho phòng sạch 77

5.4 Hệ thống thông gió tầng hầm 80

5.5 Hệ thống tăng áp cầu thang 85

5.5.1 Giới thiệu chung 85

5.5.2 Phân loại hệ thống 86

5.5.3 Các yêu cầu của hệ thống điều áp 86

5.5.4 Xác định lượng khí cấp 87

5.5.5 Tính toán hệ thống tăng áp cho công trình 89

5.5.5.1 Tính theo chế độ 1 89

5.5.5.2 Tính cho chế độ 2 90

5.5.6 Tính chọn quạt 92

Chương VI: TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 94

6.1 Trang bị tự động hóa 94

6.1.1 Hệ thống điện động lực 94

6.1.2 Hệ thống điều khiển .95

6.2 Lắp đặt hệ thống điều hòa không khí 100

6.2.1 Định vị - lấy dấu 101

6.2.2 Lắp đặt hệ đường ống 101

6.2.3 Lắp đặt hệ thống đường ống dẫn không khí 104

6.2.4 Quy trình thử kín đường ống môi chất của hệ VRV 106

6.2.5 Lắp đặt dàn nóng, dàn lạnh 107

6.3 Công tác vận hành 111

6.3.1 Vận hành máy nén 111

6.3.2 Vận hành các thiết bị tự động 111

6.4 Công tác bảo dưỡng và sửa chữa 112

KẾT LUẬN 113

TÀI LIỆU THAM KHẢO 114

PHỤ LỤC 115

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 So sánh ưu nhược điểm của 2 hệ thống 2 mảng và điều hòa trung tâm 9

Bảng 1.2 Kích thước các phòng trong công trình 16

Bảng 1.3 Thông số ngoài trời theo các cấp điều hòa 18

Bảng 1.4 Các thông số thiết kế trong nhà 19

Bảng 2.1: Bức xạ mặt trời lớn nhất xâm nhập qua kính cơ bản vào phòng .24

Bảng 3.2: Diện tích tường, sàn của không gian điều hòa, m2 25

Bảng 2.2: Hệ số tác động tức thời lựa chọn theo các hướng tính toán, m2 .26

Bảng 2.3: Số cửa sổ của các không gian điều hòa ở tầng 2, m2 27

Bảng 2.4 Kết cấu của tường bao 30

Bảng 2.5 Chi tiết diện tích tiếp xúc với không khí của từng loại phòng 31

Bảng 2.6 Thiết bị điện của từng loại phòng 36

Bảng 2.7 Số người trong một phòng 38

Bảng 2.8: Kết quả tính toán nhiệt,đơn vị kW 42

Bảng 3.1: Thông số các điểm nút tra được trên đồ thị .49

Bảng 4.1 Chi tiết chọn dàn nóng cho khu A 53

Bảng 4.2 Chi tiết chọn dàn nóng cho khu B 53

Bảng 4.3 Chi tiết chọn dàn nóng cho khu C 54

Bảng 4.4 REFNET cho đường ống rẽ nhánh đầu tiên 59

Bảng 4.5 REFNET cho đường ống nhánh 59

Bảng 4.6 Kích cỡ ống đồng kết nối với dàn nóng 59

Bảng 4.7 Kích cỡ ống đồng kết nối giữa bộ chia gas và dàn lạnh 60

Bảng 4.8: Kích cỡ ống đồng giữa các bộ chia gas 60

Bảng 4.9 Kích cỡ ống nước ngưng .61

Bảng 5.1 Thông số kỹ thuật các đoạn ống cấp gió tươi cho tầng 1 64

Bảng 5.2 Tổn thất áp suất qua Tê trên đoạn ống 65

Bảng 5.3 Tổn thất cục bộ trên đoạn ống 66

Bảng 5.4 Thông số quạt FANTECH model AP0402AA10/16 66

Bảng 5.5: Kích thước ống gió thải đoạn ống nhánh tầng 1 .69

Bảng 5.6: Kích thước ống gió thải ống trục chính 70

Bảng 5.7: Tổn thất ma sát trên đoan ống nhánh 71

Bảng 5.8 Trở lực ma sát của trục ống hút gió thải .72

Bảng 5.9 Trở lực cục bộ của trục ống hút gió thải .73

Bảng 5.9 Thông số quạt FANTECH model 12ALDW .74

Bảng 5.10 Thông số quạt FANTECH 12ALDW 79

Bảng 5.11 Thông số quạt FANTECH 12ALSW 79

Bảng 5.12 Thông số các đoạn ống của hệ thống thong gió tầng hầm 83

Bảng 5.13 Thông số quạt FANTECH 18ALDW .85

Bảng 5.14 Diện tích rò lọt qua cửa 87

Bảng 5.15 So sánh các thông số khác nhau của các bộ tiêu chuẩn 88

Bảng 5.16 Áp suất thiết kế 89

Bảng 5.17 Thông số quạt FANTECH 27ALDW .93

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu tạo của máy nén cửa sổ 7

Hình 1.2 Cấu tạo máy điều hòa dạng tách 8

Hình 1.3 Sơ hệ thống VRV 11

Hình 1.4 Sơ đồ lắp đặt hệ thống VRV, VRF 11

Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống trung tâm với chiller giải nhiệt nước 14

Hình 1.6 Công trình bệnh viện 354 15

Hình 2.1 Kết cấu xây dựng 28

Hình 2.2 Cấu trúc xây dựng của tường 30

Hình 3.1 : Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 43

Hình 3.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 44

Hình 3.3 Điểm gốc trên ẩm đồ điều hòa không khí .45

Hình 3.4 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng và quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S,N 48

Hình 3.5: Các điểm N, T, H, C,O,V trên ẩm đồ không khí .49

Hình 4.1 Sơ đồ khái quát công trình 52

Hình 4.2 Dàn nóng seri KX6 Mishubishi 54

Hình 4.3 Dàn lạnh 4 hướng thổi FDTC45KXE6 56

Hình 4.4 Bộ chia gas REFNET .58

Hình 4.5 Yêu cầu kỹ thuật khi kết nối REFNET .58

Hình 5.2: Miệng gió hút nhà vệ sinh .68

Hình 5.3: Sơ đồ bố trí đường ống nhánh hệ thông gió nhà vệ sinh 68

Hình 5.3 Mặt bằng phòng mổ 74

Hình 5.4 Hệ thống thông gió phòng mổ với AHU 75

Hình 5.5 Sơ đồ áp suất các phòng mổ 75

Hình 5.6 Bộ lọc HEPA 76

Hình 5.7 Không gian phòng mổ 77

Hình 5.8 FDU90KXE6 của hãng Mitshubishi 80

Hình 5.9 Sơ đồ bố trí của một kênh gió 82

Hình 5.10 Một số hệ thống điều áp dùng quạt cấp không khí .86

Hình 6.1 Sơ đồ khái quát hệ thống điều khiển trung tâm của VRF, VRV 96

Hình 6.2 Sơ đồ kết nối thiết bị trong hệ thống SuperLink II 97

Hình 6.3 Giao diện màn hình của hệ thống Central control SC-SL3NA-AE .97

Hình 6.4 Công tác lắp đặt hệ thống điều hòa không khí VRV III 100

Hình 6.5 Chi tiết treo ống nước ngưng 103

Hình 6.6 Chi tiết cách nhiệt ống gió 105

Hình 6.7 Chi tiết treo ống gió 105

Hình 6.8 Chi tiết lắp đặt dàn nóng 108

Hình 6.9 Đường dây điều khiển dàn nóng – dàn lạnh 109

Hình 6.10 Giới hạn đường dây điều khiển 110

Hình 6.11 Kết nối các module dàn nóng 111

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghệ kỹ thuật nhiệt – lạnh là một ngành không thể thiếu đối với hầu hết các ngành kinh tế và đời sống Từ lĩnh vực sản xuất công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ,

du lịch…đến hàng hóa tiêu dùng đều có sự đóng góp của nó Trong đó điển hình là kỹ thuật điều hòa không khí

Đối với nước ta, điều hòa không khí là lĩnh vực còn mới tuy nhiên với những lợi ích mà nó đem lại thì hiện nay nó đã trở thành một lĩnh vực phát triển rất mạnh trong

cả nước Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm như nước ta luôn tạo cho con người có cảm giác khó chịu khi làm việc cũng như nghỉ ngơi đặc biệt là vào mùa hè và mùa đông Ngoài ra một số ngành có công nghệ đặc biệt nó yêu cầu đòi hỏi có một chế

độ không khí nghiêm ngặt Với những yêu cầu đó thì chỉ có kỹ thuật điều hòa không khí mới có thể đáp ứng được

Với mục đích giúp sinh viên nắm vững kiến thức đồng thời hiểu rõ hơn về hệ thống điều hòa không khí, được sự giảng dạy, phân công và hướng dẫn trực tiếp từ

thầy TS.Trần Đại Tiến, em được giao nhiệm vụ “Thiết kế hệ thống điều hòa không

khí cho “ Bệnh viện quân đội 354 ( TCHC )”

Sau một thời gian, nay em đã hoàn thành đồ án được giao Tuy nhiên với kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn hẹp nên bài làm không thể tránh khỏi thiếu sót, rất mong sự đóng góp chỉ bảo của thầy cô cùng các bạn

Qua đây ẹm xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn

Công nghệ kỹ thuật nhiệt - lạnh Trường đại học Nha trang đặc biệt là thầy TS.Trần

Đại Tiến đã giúp đỡ em rất nhiều để em có thể hoàn thành tốt đồ án này

Nha trang, ngày 22 tháng 5 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Duy Đoàn

Chương I TỔNG QUAN

I TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Tổng quan

1.1.1 Sự hình thành và lịch sử phát triển của kỹ thuật điều hoà không khí

Điều hoà không khí còn gọi là điều tiết không khí là quá trình tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chương trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài

Khác với thông gió, trong hệ thống điều hoà, không khí trước khi thổi vào phòng đã được xử lý về mặt nhiệt ẩm Vì thế điều tiết không khí đạt hiệu quả cao hơn thông gió

Từ thời kì cổ đại con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông và dùng quạt hoặc tìm những hành động mát mẻ vào mùa hè Hoàng đế thành Rôm Avitus trị vì

từ năm 218 đến 222 đã cho đắp cả một ngọn núi tuyết trong vườn thượng uyển để mùa

hè có thể thưởng ngoạn những ngọn gió mát thổi vào cung điện

Năm 1845 bác sỹ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên để điều hoà không khí cho bệnh viện tư của ông Chính sự kiện này đã làm cho ông nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của kĩ thuật điều hoà không khí

Năm 1850 nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotlanh lần đầu tiên đưa ra dự

án điều hoà không khí phòng ở bằng máy lạnh nén khí Sự tham gia của nhà bác học nổi tiếng Rankine đã làm cho đề tài không những trở nên nghiêm túc mà còn làm cho đông đảo mọi người quan tâm theo dõi

Năm 1894 công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hoà không khí bằng máy lạnh amoniac dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè Dàn lạnh đặt trên trần nhà, không khí đối lưu tự nhiên, không khí lạnh từ trên đi xuống phía dưới do mật

độ lớn hơn

Năm 1901 một chương trình khống chế nhiệt độ dưới 28oC với độ ẩm thích hợp cho phòng hoà nhạc ở Monte Carlo được khánh thành Không khí được đưa qua buồng phun nước với nhiệt độ nước lã 10oC rồi cấp vào phòng

Đúng thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã xuất hiện đã đưa ngành điều hoà không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung đến một bước phát triển rực

rỡ, đó là Willis H Carrier Chính ông là người đưa ra định nghĩa điều hoàkhông khí là kết hợp sưởi ấm làm lạnh, gia ẩm, lọc và rửa không khí…tự động duy trì khống chế trạng thái không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ

Năm 1911 Cairrier đã làm đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái yêu cầu

Kỹ thuật điều hoà không khí bắt đầu chuyển mình và có những bước nhảy vọt đáng

kể, đặc biệt là vào năm 1921 Tiến Sỹ Willis H Carrier phát minh ra máy lạnh ly tâm

Năm 1930 lần đầu tiên hãng Du Pont De Nemours ở Mỹ đã sản xuất ra một loạt các môi chất mới với tên thương mại là Freon rất phù hợp với yêu cầu của điều hoà không khí Chỉ từ khi đó điều hoà không khí mới có những bước nhảy vọt mới và nước

Mỹ trở thành nước có ngành công nghiệp điều hoà lớn nhất thế giới

Đến năm 1932 bộ các hệ thống điều hoà không khí đã chuyển sang sử dụng môi chất R12 (CCI2F2)

Ở Mỹ từ những năm 1945 điều hoà không khí trong ngành đường sắt phát triển đến mức không còn một toa xe lửa nào là không trang bị điều hoà

Điều hoà không khí thực sự lớn mạnh và tham gia vào các lĩnh vực khác nhau như:

- Điều hoà không khí cho các nhà máy công nghiệp…

- Điều hoà không khí cho các trại chăn nuôi …

- Điều hoà không khí cho các bệnh viện điều dưỡng …

- Điều hoà không khí cho các cao ốc nhà hát lớn…

- Điều hoà không khí cho các sinh hoạt khác nhau của con người…

Khoa học kỹ thuật càng ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng được nâng cao thì điều hoà không khí càng ngày càng phát triển mạnh mẽ, ngày càng

có nhiều thiết bị, hệ thống điều hoà không khí hiện đại, gọn nhẹ rẻ tiền…

1.1.2 Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí

Điều hoà không khí là ngành kĩ thuật có khả năng tạo ra bên trong các công trình kiến trúc một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm

trong phạm vi ổn định phù hợp với sự thích nghi của cơ thể con người, làm cho con người cảm thấy dễ chịu thoải mái không nóng bức về mùa hè, không rét buốt vào mùa đông, bảo vệ sức khoẻ, phát huy năng suất lao động

Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người, điều hoà không khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau mà những quá trình công nghệ đó chỉ có thể được tiến hành tốt trong môi trường không khí có nhiệt độ và

độ ẩm nằm trong giới hạn nhất định, ngược lại sản lượng cũng như chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm

Điều hoà không khí được ứng dụng nhiều trong đời sống sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp và các ngành sản xuất khác:

- Điều hoà trong sinh hoạt, đời sống: nhà ở, nhà hàng , nhà hát, rạp chiếu phim,

hội trường, phòng họp, khách sạn, văn phòng,… đặc biệt trong các ngành y tế, văn hoá, thể thao, du lịch,… điều hoà không khí thay đổi theo mùa, thậm chí cả theo giờ trong một ngày, thay đổi theo tuỳ vùng dân cư

- Điều hoà trong công nghiệp: được ứng dụng vào việc điều hoà công nghiệp như

trong lĩnh vực sản xuất: sợi dệt, thuốc lá, in ấn, phim ảnh, dược liệu, rượu bia …nhằm bảo đảm chất lượng sản phẩm

- Điều hoà không khí gắn liền với các ngành sản xuất: như cơ khí chính xác, kỹ

thuật điện tử vi điện tử, máy tính điện tử, quang học, vi phẫu thuật, kỹ thuật quốc phòng, kỹ thuật vũ trụ, …bởi vì những máy móc và thiết bị hiện đại chỉ có thể làm việc tin cậy, an toàn, đạt hiệu quả cao ở nhiệt độ thích hợp

- Điều hoà trong nông nghiệp và chăn nuôi: điều hoà nhiệt độ nhằm tạo điều kiện

khí hậu thích hợp để thúc đẩy sự tăng trưởng, phát triển và đạt năng suất cao

1.1.3 Ý nghĩa của điều hoà không khí

Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm Bởi vậy điều hoà không khí có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống con người và sản xuất Nó tạo ra cảm giác thoả mái sảng khoái cho con người, không nóng bức về mùa hè, không lạnh giá về mùa đông Cùng với sự phát triển của kinh tế cả nước trong những năm gần đây thì nhu cầu về kỹ thuật lạnh nói chung và điều hoà không khí nói riêng đang gia tăng mạnh mẽ Có thể thấy rằng hầu như trong tất cả các nhà cao ốc, văn phòng, bệnh viện,

khách sạn, nhiều phân xưởng sản xuất đã được trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm tạo môi trường dễ chịu và tiện nghi cho con người Đối với nước ta nhu cầu về điều hoà không khí là rất lớn, các thiết bị được nhập từ nhiều nước khác nhau ngày một nhiều và hiện đại

1.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến con người và sản xuất

1.2.1 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến con người

Sức khoẻ con người là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năng suất lao động Một trong những nội dung nâng cao sức khoẻ con người là tạo ra cho con người điều kiện vi khí hậu thích hợp Bởi vì nhiệt độ trong cơ thể 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 này diễn ra thì phải tạo ra một không gian có nhiệt độ và độ ẩm phù hợp với cơ thể 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 con người có môi trường sống tiện nghi 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 ngày càng được cải thiện, cho nên điều hoà không khí dân dụng đang phát triển mạnh mẽ Do đó mà điều hoà không khi không còn xa lạ với người dân thành thị

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

1.2.2 Ảnh hưởng của các yếu tố khí hậu đến sản xuất

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 trong ngành công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụ điện cần khống chế nhiệt độ trong khoảng từ 200 Cđến 22 0 C, 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 giãn 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 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 kết dính, ma sát giữa các sợi lông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn, ngược lại nếu độ ẩm quá thấp thì sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ 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 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 những 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 hòa 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 hòa 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 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 vì 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 hòa 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 qua trình công nghệ khác cần đến hệ thống điều hòa 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

1.3 Đặc điểm của các hệ thống điều hòa không khí 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:

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

1.3.2 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

Hình 1.1 Cấu tạo của máy nén cửa sổ

 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 giải điều chỉnh lớn

- Giá thành rẻ, vốn đầu tư thấp

 Nhược điểm:

- Độ ẩm tự biến đổi theo từng chế độ điều chỉnh bởi vậy mà không thể khống chế được độ ẩm

- 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

1.3.3 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 Dàn lạnh có chứa bộ điều khiển

Hình 1.2 Cấu tạo máy điều hòa dạng tách

 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

 So sánh hệ thống làm lạnh bằng nước và làm lạnh dạng máy 2 mảng AC

Bảng 1.1 So sánh ưu nhược điểm của 2 hệ thống 2 mảng và điều hòa trung tâm

Hệ thống làm mát không khi dạng 2 mảng AC

Hệ thống điều hòa trung tâm dùng

Chiller

Ưu

nhược điểm

- Không cần phòng máy

- Không có thông gió

- Phải có phòng máy bổ sung

- Có thông gió và xử lý gió tươi sơ

bộ làm tăng chất lượng không khí

Máy điều hòa ly tâm có hiệu suất rất cao COP max = 7

1.3.4 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

1.3.5 Máy điều hòa nguyên cụm

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

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

1.3.6 Máy điều hòa VRV

Do các hệ thống ống gió CAV và VAV 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 VRV là 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

Hình 1.3 Sơ hệ thống VRV

Hình 1.4 Sơ đồ lắp đặt hệ thống VRV, VRF

 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 510 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

- Do sử dụng môi chất lạnh Freon nên khả năng đảm bảo cho con người và môi trường không cao

1.3.7 Hệ thống điều hòa trung tâm nước

 Khái quát

Hệ thống điều hòa trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU Nước lạnh dùng để làm lạnh tùy theo thiết kế sẽ có Δt khác nhau:

- Hệ thống nước lạnh cổ điển: Là hệ thống mà có độ chênh nhiệt độ nước Δt =

5oC Với nhiệt độ nước lạnh cấp là 70C và nhiệt độ nước lạnh hồi là 120C Đây là phương án đã được sử dụng từ rất lâu và ngay nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trong các công trình

- Hệ thống lưu lượng thấp: Là hệ thống mà có độ chênh nhiệt độ nước lạnh cấp

và hồi lớn hơn 50C, có thể là 70C hoặc 90C Hãng Trane là hãng đi đầu trong công nghệ này với các ChillerEarthWise có thể tạo ra được độ chênh lệch nhiệt độ nước lạnh cấp hồi lớn hơn 50C với hiệu suất làm việc cao hơn Chiller của các hãng khác Đây là phương án thiết kế mới hiện nay với rất nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống nước lạnh cổ điển

Ta có:

Q = C p × G × Δt

Trong đó:

C p – Nhiệt dung riêng của nước (kJ/kg.K)

G – Lưu lượng nước lạnh cung cấp (kg/s)

Δt – Độ chênh lệch nhiệt độ nước lạnh cấp và hồi (K)

Dựa vào công thức trên ta thấy, khi Δt tăng thì G sẽ giảm

Với lưu lượng nước lạnh cấp đi nhỏ hơn, giúp tiết kiệm được chi phí đầu tư thiết

bị do kích thước của các thiết bị sử dụng nhỏ hơn đồng thời sẽ giảm chi phí vận hành

Hệ thống điều hòa trung tâm nước bao gồm các bộ phận sau:

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

- Hệ thống ống dẫn nước lạnh

- Hệ thống nước giải nhiệt

- Các FCU, AHU, PAU

- 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

- Ống nước nhỏ hơn ống gió rất nhiều nên tiết kiệm được vật liệu xây dựng

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

- Sử dụng nồi hơi để sưởi ấm vào mùa đông

- 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 exergy lớn

- Hệ thống cần phải định kỳ sửa chữa bảo dưỡng

II Tổng quan về công trình Bệnh viện 354 (TCHC)

Hình 1.6 Công trình bệnh viện 354

Công trình bệnh viện quân đội 354 (TCHC) được xây dựng tại số 120 đường Đốc Ngữ, quận Ba Đình, thành phố Hà Nội là nơi có vị thế đẹp, thuận tiện cho việc khám

chữa bệnh của người dân Đây là dự án xây dựng nhằm hiện đại hóa Bệnh viện, góp phần vào việc nâng cao chất lượng chăm sóc sức khỏe cho cán bộ chiến sĩ và người dân

Công trình khu điều trị trung tâm được quy hoạch bố trí tại khu đất trung tâm của bệnh viện, là công trình quan trọng nhất của dự án Đầu tư xây dựng bệnh viện

Công trình có quy mô 12 tầng, thiết kế kiến trúc hiện đại với các giải pháp kết cấu cấp điện, cấp thoát nước, chống sét, điều hòa không khí, thông tin truyền hình, camera, trung tâm ô xy, phòng cháy chữa cháy và xử lý môi trường đồng bộ

Bệnh viện quân đội 254 (TCHC) gồm 12 tẩng và 1 tầng hầm, 5 cầu thang bộ và 9 cầu thang máy xuyên tầng

- Tầng hầm 1 : Gồm hầm đỗ xe, phòng kĩ thuật điện, phòng cháy chữa cháy

- Tầng 1 : Gồm 3 khoa: Khoa khám và điều trị ngoại trú, khoa chuẩn đoán hình

- Tầng 10 : Gồm cá phòng ban giám đốc và ban hành chính

- Tầng 11: Gồm khoa trang bị, ban hậu cần, ban y tá điều dưỡng và ban chính trị

- Tầng 12: Phòng kĩ thuật thang máy và phòng kí thuật điều hòa không khí

Để thuận tiện cho việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió, các phòng trong công trình được chia làm 5 loại:

Bảng 1.2 Kích thước các phòng trong công trình

Chi tiết các tầng và các phòng được giới thiệu trong bảng 1.1 (Phụ lục 1)

Hệ thống điều hòa không khí cần phải phục vụ cho toàn bộ diện tích từ tầng hầm

1 đến tầng 11 trừ các phòng kho, vệ sinh và hành lang Cầu thang cần bố trí hệ thống quạt áp dương đề phòng các trường hợp hỏa hoạn để có thể thoát nạn dễ dàng

Hệ thống điều hòa không khí phải đảm bảo tiện nghi, thỏa mãn yêu cầu vi khí hậu nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất bên trong tòa nhà cũng như cảnh quan sân, hành lang, vườn của bệnh viện

Hệ thống điều hòa không khí cần đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản của điều hòa tiện nghi:

- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo tiêu chuẩn tiện nghi của tiêu chuẩn Việt Nam

- Lượng khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20 m3/h cho một người

- Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng, hợp lý

- Phải đảm bảo độ sạch cho phòng mổ của bệnh viện

- Hệ thống điều hòa không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh nhằm

tiết kiệm chi phí vận hành

- Bố trí hợp lý các hệ thống phụ như lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ

các dàn lạnh

- Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, đảm bảo mĩ

quan công trình

Qua việc giới thiệu và phân tích đặc điểm của công trình “Bệnh viện quân đội

354 (TCHC)” và chỉ tiêu do chủ đầu tư đưa ra, em chọn hệ thống điều hòa không khí

cho công trình là hệ thống loại VRF

1.4 Chọn cấp điều hòa không khí cho công trình

Theo mức độ quan trọng của công trình hệ thống điều hòa được chia làm 3 cấp như sau:

Điều hòa không khí cấp I: Là điều hòa tiện nghi có độ tin cậy cao nhất, nó duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà ở mọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả

về mùa hè và mùa đông

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 không quá 200h trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại 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 không quá 400h trong một năm

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, bệnh viện, văn phòng, siêu thị, hội trường, rạp hát, rạp chiếu bóng, nhà ở… chỉ cần chọn điều hòa cấp III là đủ để đáp ứng cho các công trình này

Bảng 1.3 Thông số ngoài trời theo các cấp điều hòa

Cấp 2

2 max

t 

2 min

t 

Cấp 3 ttbmax

15 13



(của tháng nóng nhất)

ttbmin

15 13



(của tháng lạnh nhất)

Công trình “Bệnh viện quân đội 354 (TCHC)” là một công trình lớn nhưng các

phòng chỉ cần điều hòa tiện nghi là đủ, riêng các phòng mổ ta phải thiết kế hệ thống

điều hòa sạch riêng Nếu ta chọn điều hòa cấp 1 hoặc cấp 2 thì sẽ lãng phí về chi phí đầu tư, chi phí vận hành Do vậy với công trình này em chọn điều hòa không khí cấp 3

là phù hợp và đảm bảo yêu cầu.Việc tính cân bằng nhiệt ẩm cho công trình áp dụng theo phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm của Carrier

1.5 Chọn các thông số thiết kế trong nhà

1.5.1 Nhiệt độ, độ ẩm

Công trính Bệnh viện quân đội 354 (TCHC) xây dựng tại Hà Nội Tra bảng 1.9

[2,tr.20 - 21] ta có :

- Nhiệt độ bên ngoài tN = ttbmax = 32,8 0C

- Độ ẩm tương đối bên ngoài φN = φ13 ÷ 15 = 64 %

- Nhiệt độ không khí trong nhà đối với bệnh viện: tT = 25 0C

- Độ ẩm tương đối trong nhà yêu cầu đối với bệnh viên:  T = 55 %

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị t – d của không khí ẩm, ta tìm được các thông số còn lại

- Entanpi: IN = 85 kJ/kg

IT = 50 kJ/kg

- Độ chứa hơi: dN = 25 g/kgk3

dT = 14 g/kgk3

Các thông số tính toán thiết kế trong nhà được tổng kết trong bảng 1.2

Bảng 1.4 Các thông số thiết kế trong nhà

Thông số thiết kế Không gian

Nhiệt độ (0C) Độ ẩm (%) Entanpi, kJ/kg Độ chứa hơi, g/kgk3

1.5.2 Gió tươi và hệ số thay đổi không khí

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992, ASHRAE 62-2007, CP13, BS

5585 lượng gió tươi cho một người đối với phần lớn các công trình là 20 m3/người.h Tuy nhiên lượng gió tươi này không được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn.Việc chọn gió tươi phải đáp ứng 2 điều kiện:

- Đạt tối thiểu 20 m3/h.người

- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn

Trong đó lưu lượng gió tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân với hệ số thay đổi không khí

1.5.3 Độ ồn cho phép

Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ra ô nhiễm môi trường nên, đồng thời nó cũng là yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung vào công việc của con người Mức độ ảnh hưởng đó tùy thuộc vào công việc đang tham gia, hay nói cách khác là tùy thuộc vào tính năng của phòng Độ ồn cho phép đã được Bộ Xây đựng Việt Nam ban bố tiêu chuẩn ngành về tiếng ồn 20 TCN 175 – 90

Theo bảng 1.5.[1],độ ồn cho phép cực đại tôi chọn là 30 ÷ 50 dB

1.5.4 Tốc độ không khí

Tốc độ không khí lưu động được lựa chọn theo nhiệt độ không khí trong phòng.Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và sự thoát mồ hôi giữa cơ thể và môi trường xung quanh Khi nhiệt độ phòng thấp cần chọn tốc độ gió nhỏ, nếu tốc độ quá lớn cơ thể sẽ mất nhiều nhiệt, sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe…Tốc độ gió được lấy trong khoảng 0,070,21 m/s

Theo TCVN mới ta chọn nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi cho Bệnh viện 354 theo bảng 1.2 [5, tr 15] như sau :

Khu vực Độ sạch Độ ồn

(N/C)

Gió tươi (lần/giờ)

Số lần trao đổi gió (lần/giờ)

Nhiệt độ phòng (0C)

Độ

ẩm (%)

Chương II TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CÔNG TRÌNH

Tính toán tải nhiệt lạnh theo phương pháp Carrier

Phụ tải lạnh Q0 là tổng nhiệt hiện thừa Qht và tổng nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào không gian cần điều hòa:

Q2

Nhiệt toả

Q3

Người

Q4

Gió tươi

QN

Gió lọt

Trong đó:

Q 11 : Nhiệt bức xạ vào phòng qua kính, W

Q 21 : Nhiệt bức xạ vào phòng qua mái, W

Q 22 : Nhiệt truyền vào phòng qua vách do chênh lệch nhiệt độ, W

Q 31 : Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng, W

Q 32 : Nhiệt tỏa do máy móc thiết bị điện đặt trong không gian điều hòa, W

Q 4h : Nhiệt hiện do người tỏa ra không gia điều hòa, W

Q 4a : Nhiệt ẩn do người tỏa ra không gian điều hòa, W

Q hN : Nhiệt hiện do gió tươi mang vào phòng, W

Q aN : Nhiệt ẩn do gió tươi mang vào phòng, W

Q 5h : Nhiệt hiện do gió lọt vào phòng, W

Q 5a : Nhiệt ẩn do gió lọt phòng, W

Q 6 : Các nguồn nhiệt khác, W

GT: Gió tươi

GL: Gió lọt

2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính 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 “Bệnh viện quân đội 354

(TCHC)” sử dụng rất nhiều kính để thay cho tường bao công trình 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:

 Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ đọng sương:

đs = 1 -  

.0,13 10

RK = [0,4K  K( m m km +0,4km))].RN

RN =

88,0

T

R

R T : Bức xạ mặt trời qua kính vào không gian không điều hòa theo bảng Tr144]

[TL1-Bảng 2.1: Bức xạ mặt trời lớn nhất xâm nhập qua kính cơ bản vào phòng

Hướng Lượng bức xạ RTmax (W/m2) Tháng Giờ

Q11 = 0,228 nt.Fk.RT

 Xác định hệ số nt :

Kết cấu vật lý của tường bao, sàn bê tông của tòa nhà:

- Tường bao dầy 220 mm có khối lượng: 380 kg/m2

- Sàn bê tông dầy 200 mm, trên có trát xi măng 15mm có khối lượng: 410 kg/m2

Q11 được tính tùy thuộc vào hướng, giờ tính toán (thời điểm) và gs

Ta có khối lượng sàn

S S

F

G G g

G” = GS Fs + GT FTn = 410.40219 + 380.13400,64 = 21582033,2 kg

Với:

F T : Diện tích tường có bề mặt ngoài tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, m 2

F tn : Diện tích tường ngăn tiếp xúc với các không gian điều hòa, m 2

F k : Diện tích kính của không gian điều hòa, F k = A

Khối lượng trung bình của sàn:

Bảng 2.2: Hệ số tác động tức thời lựa chọn theo các hướng tính toán, m 2

Tính điển hình Q 11 cho tầng 4

Q11 = nt Q’11 = 0,228.nt.F RT , W

Ta phân loại diện tích kính theo các loại phòng đã được chia ở chương I, do tất cả

cả cửa ra vào chính đếu quay vào hành lang nên cửa sổ sẽ là hướng nhận nhiệt chính của từng phòng Ta có thông số phòng như sau:

- Phòng loại 1: 1 cửa sổ (1800 x 1200 )

- Phòng loại 2: 2 cửa sổ (1800 x 1200 )

- Phòng loại 3: 3 cửa sổ (1800 x 1200 )

- Phòng loại 4: 5 cửa sổ (1800 x 1200 )

Bảng 2.3: Số cửa sổ của các không gian điều hòa ở tầng 2, m 2

- Fk: diện tích kính tiếp xúc bức xạ mặt trời, lấy ở bảng 3.3

- RT: bức xạ mặt trời lớn nhất xâm nhập vào phòng theo hướng Đông, giá trị lấy

ở bảng 2.1

- nt: hệ số tác động tức thời của hướng Đông, đã xác định ở bảng 2.3

Tính toán tương tự cho những không gian điều hòa của công trình có 1 hướng

kính, kết quả được thống kê trong bảng 1

Từ kết quả tính toán đã tính ở trong bảng 1, ta có tổng nhiệt bức xạ mặt trời qua kính xâm nhập vào các không gian điều hòa của toàn bộ công trình là:

Q 11 =59549,9 W

2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do t, Q 21

Mái bằng của phòng điều hòa có 2 dạng: Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa khi đó t = 0, Q21 = 0 và trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời ( tầng thượng ) thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần: do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà Theo đó, các tầng từ tầng 1 đến tầng 10 sẽ thuộc trường hợp 1 và riêng tầng 11, hành lang tầng 11 sẽ thuộc trường hợp 2 Như vậy ta chỉ tính nhiệt truyền qua mái tại tầng 11 và hành lang của tầng 11

Việc xác định dòng nhiệt này tương đối phức tạp người ta thường tính toán gần đúng bằng biểu thức:

t N : Nhiệt độ không khí ngoài trời, t N = 32,8 0 C,

t T : Nhiệt độ không khí bên trong không gian điều hòa,

ε s : Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời Trần của tầng này được đổ bê tông cốt thép,

bề mặt là bê tông nhẵn phẳng ,tra bảng 4.10[TL1-Tr165], ε s =0,54

α N : Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài không khí, α N = 20 W/m 2 K,

R N : Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt mái, R N =

88,0

T

R ,

R T : Nhiệt bức xạ qua kính vào trong phòng theo phương nằm ngang vào tháng 6

là tháng nóng nhất ở Hà Nội có giá trị lớn nhất là R T = 789 w/m 2 theo bảng 4.1 Tr148]

[TL1-RN = 897

88,0

2 1

/1

11