Tính toán và thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình Galina Hotel and Spa

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ = = =  = = = PHAN NGỌC THIẾT TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK CHO CÔNG TRÌNH GALINA HOTEL AND SPA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

= = =  = = =

PHAN NGỌC THIẾT

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK CHO CÔNG TRÌNH

GALINA HOTEL AND SPA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT - LẠNH

NHA TRANG - NĂM 2013

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

= = =  = = =

PHAN NGỌC THIẾT

TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐHKK CHO CÔNG TRÌNH

GALINA HOTEL AND SPA

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT - LẠNH

D: ThS LÊ NHƯ CHÍNH

NHA TRANG - NĂM 2013

Trang 3

Phan Ngọc Thiết Đồ án tốt nghiệp

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án này là hoàn toàn do tôi tự lập tính toán và thiết kế

dưới sự hướng dẫn tận tình của Thầy Lê Nhƣ Chính, sự giúp đỡ của các Thầy cô

trong bộ môn Công nghệ kỹ thuật nhiệt - lạnh và một số cán bộ kỹ thuật của Công

ty Cổ Phần KT-XD-TM Việt Can nơi tôi thực tập

Trong đồ án này tôi chỉ sử dụng những tài liệu được liệt kê trong mục Tài liệu thamkhảo, và bản vẽ thi công xây dựng của công trình ngoài ra không có tài

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Sau bốn năm học tại trường Đại học Nha Trang, đến nay tôi đang ở trong giai đoạn cuối của chương trình đào tạo tại nhà trường 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 giá từ 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

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 Lê Như Chính

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, 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 06 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Phan Ngọc Thiết

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC HÌNH Error! Bookmark not defined. DANH MỤC BẢNG ix

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1:TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ 2

1.1.Sự hình thành và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí 3

1.2 Mục đích – ý nghĩa của điều hòa không khí 3

Chương 2:GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 5

2.1 Giới thiệu về công trình lắp đặt hệ thống đièu hòa không khí 6

2.2 Phân tích đặc điểm công trình và lựu chọn phương án thiết kế 11

2.2.1 Phân tích đặc điểm của các hệ thống điều hòa không khí hiện nay 11

2.2.1.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 11

2.2.1.2 Máy điều hòa cửa sổ 12

2.2.1.3 Máy điều hòa tách 13

2.2.1.4 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 14

2.2.1.5 Máy điều hòa nguyên cụm 14

2.2.1.6 Máy điều hòa VRV 15

2.2.1.7 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 18

2.2.2 Lựu chọn phương án thiết kế 28

Chương 3:CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ VÀ TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM30 3.1 Chọn các thông số thiết kế 31

3.1.1 Chọn thông số thiết kế trong nhà 31

3.1.2 Chọn thông số thiết kế ngoài nhà 32

3.2 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa 36

3.2.1 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời, Q11 37

3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ, Q21 46

3.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách, Q22 48

Trang 6

3.2.3.1 Nhiệt truyền qua tường, Q22t 49

3.2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa , Q22c 51

3.2.3.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ : Q22cs, W 52

3.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền, Q23 52

3.2.5 Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng, Q31 53

3.2.6 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc, Q32 54

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

3.2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa vào phòng, Q4h 56

3.2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra, Q4â 56

3.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào, QhN và QâN 57

3.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gío lọt mang vào, Q5h và Q5â 57

3.2.10 Các nguồn nhiệt khác, Q6 58

3.2.11 Tính toán phụ tải lạnh chọn thiết bị 58

Chương 4:THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ 62

4.1 Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí 63

4.1.1.Thành lập sơ đồ điều hòa không khí 63

4.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 66

4.2.1 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện 66

4.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF ( Room Sensible Heat Factor) hf 67

4.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand sensible heat factor) εht 68

4.2.4 Hệ số đi vòng (Bypass factor) εBF 69

4.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) ε hef 70

4.2.6 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 71

4.2.7 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 71

4.2.8 Tính toán lưu lượng không khí qua các dàn lạnh 72

Chương 5:TÍNH CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ 73

5.1 Tính chọn máy và thiết bị 74

Trang 7

5.1.1 Tính chọn FCU 74

5.1.2 Tính chọn PAU 76

5.1.3 Tính chọn Chiler 78

5.1.4 Tính chọn tháp giải nhiệt 79

Chương 6:THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CẤP, GIÓ THẢI V À TĂNG ÁP CẦU THANG 81

I TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CẤP, GIÓ THẢI 82

6.1 Giới thiệu chung 82

6.2 Các thiết bị chính trên đường ống gió 82

6.3 Tính toán đường ống gió cấp 86

6.3.1 Phương pháp thiết kế đường ống gió 86

6.3.2 Tính toán đường ống 87

6.4 Tính toán đường ống cấp gió tươi và chọn quạt hỗ trợ 90

6.4.1 Tính toán kích thước đường ống 90

6.4.2 Tính tổn thất áp suất trên đường ống và chọn quạt cấp gió tươi 92

6.4.2.1 Cơ sở lý thuyết 92

6.4.2.2 Tính toán tổn thất áp suất 93

6.4.3 Chọn quạt 96

6.4.3.2 Chọn quạt hỗ trợ cấp gió tươi 99

II TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ, HÖT KHÓI VÀ TĂNG ÁP CẦU THANG 100

6.5.1 Tính toán hệ thống hút khí thải nhà vệ sinh 101

6.5.1.1 Tính cho toilet văn phòng tầng hầm 1 101

6.5.2 Tính tổn thất áp suất trên đường ống và chọn quạt hút gió thải 104

6.5.3 Chọn quạt hút 108

6.5.4 Chọn miệng hút 108

Trang 8

6.5 109

6.6 Tính toán tăng áp cầu thang 109

6.6.1 Tính toán tăng áp cho cầu thang 1 111

6.6.3 Tính toán cho cầu thang bộ 2 117

6.7 Tính toán thông gió tầng hầm 120

6.7.1 Hệ thống thông gió 120

6.7.2 Tính tổn thất áp suất trên đường ống và chọn quạt hút 123

6.7.3 Chọn quạt hút gió tầng hầm 126

4.7.4 Chọn miệng hút 127

Chương 7:TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC VÀ CHỌN BƠM 128

7.1 Lựu chọn sơ đồ hệ thống đường ống nước lạnh 129

7.2 Tính toán thiết kế hệ thống đường ống nước 130

7.2.1 Tính toán đường ống dẫn nước lạnh 130

7.2.2 Tính toán đường kính ống giải nhiệt 136

5.2.3 Tính toán đường ống bypass 138

7.3 Tính tổn thất áp suất và chọn bơm 139

7.3.1 Tính tổn thất và chọn bơm trên đườngống cấp nước lạnh 140

7.3.2 Tính tổn thất và chọn bơm trên đường nước giải nhiệt 147

7.4 Tính toán đường cấp nước bổ sung cho tháp giải nhiệt, chọn bơm và két nước151 7.5 Chọn hệ thống xử lý nước (Water softener) 153

7.6 Tính toán thể tích và chọn bình giãn nở 154

Chương 8:TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 156

8.1 Chức năng nhiệm vụ của hệ thống điều khiển 157

8.2 Điều khiển hệ thống Chiller – Tháp giải nhiệt 157

8.2.1 Điều khiển chiller và bơm nước lạnh 159

8.2.2 Điều khiển van By-pass 161

8.2.3 Điều khiển hệ thống tháp giải nhiệt 162

Trang 9

8.3 Nguyên lý điều khiển FCU 164

8.4 Nguyên lý điều khiển PAU 165

8.5 Lắp đặt hệ thống ĐHKK 166

8.5.1 Công tác lấy dấu 166

8.5.2 Công tác gia công, lắp đặt đường ống nước lạnh 166

8.5.3 Lắp đặt đường ống thải nước ngưng 168

8.5.4 Công tác gia công, lắp đặt đường ống gió lạnh (gió cấp, gió hồi, gió tươi) 169

8.5.5 Công tác lắp đặt các dàn lạnh FCU 170

8.5.6 Công tác lắp đặt tổ máy Chiller 171

8.5.7 Lắp đặt bơm nước, các loại quạt gió 173

8.5.8 Công tác thử bền, thử kín và chạy thử hệ thống điều hoà không khí 175

8.5.8.1 Thử bền, thử kín đường ống nước 175

8.5.8.2 Chạy thử hệ thống và kiểm tra độ bền, độ kín, lưu lượng đường ống gió176 8.6 Vận hành và bảo dưỡng hệ thống điều hoà không khí 177

8.6.1 Vận hành hệ thống 177

8.6.2 Bảo dưỡng hệ thống 179

8.7 Tính Sơ bộ về giá thành 180

8.8 Kết luận _ đề xuất ý kiến 182

Tài Liệu Tham Khảo 183

PHỤ LỤC 1 184

Trang 10

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hình ảnh phối cảnh công trình Galina Hotel and Spa 10

Hình 2.2 Cấu tạo của máy điều hòa cửa sổ 12

Hình 2.3 Cấu tạo máy điều hòa dạng tách 13

Hình 2.4 Sơ đồ hệ thống VRV 16

Hình 2.5 Sơ đồ lắp đặt hệ thống VRV 16

Hình 2.6 Sơ đồ hệ thống trung tâm với chiller giải nhiệt nước 19

Hình 2.8 Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 2 ngả 21

Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống Decoupled 22

Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống Decoupled 23

Hình 2.11 Sơ đồ hệ thống VPF 24

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống VPF 25

Hình 3.1 Nhiệt độ được chọn theo các cấp điều hòa 34

Hình 3.2 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn theo Carrier 37

Hình 3.4 Sự thay đổi nhiệt bức xạ qua các giờ trong tháng 4 và 8 42

Hình 3.5 Sự thay đổi bức xạ tại các tháng khác nhau của quầy bar 43

Hình 3.6 Sự thay đổi nhiệt bức xạ vào phòng qua các hướng vào tháng 3 và 9 của quầy bar 43

Hình 3.7 Sự thay đổi nhiệt bức xạ vào shop qua các tháng 44

Hình 3.9 Sự thay đổi nhiệt bức xạ tại các thời điểm khác nhau của tầng 1 46

Hình 3.11 Hình vẽ kết cấu của tường 50

Hình 4.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 64

Hình 4.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp trên ẩm đồ Carrier 66

Hình 4.3 Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện của ẩm đồ 66

Hình 4.4 Hệ số nhiệt hiện phòng hf và cách xác định quá trình biến đổi V-T trên ẩm đồ 68

Hình 4.5 Hệ số nhiệt hiện tổng ht và sự biến đổi không khí trong dàn lạnh 69

Hình 4.6 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng và cách xác định nhiệt độ điểm đọng sương của thiết bị trên ẩm đồ Carrier 71

Hình 5.1 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp phòng501 75

Trang 11

Hình 5.2 Hình ảnh FCU CVFC-500 dùng cho phòng 501 76

Hình 5.3 Biểu diễn trạng thái không khí vào và ra khỏi PAU 77

Hình 5.4 Hình ảnh PAU sử dụng trong công trình 78

Hình 5.5 Hình ảnh chiler FC3002 của hãng Climaveneta 79

Hình 6.1 Sơ đồ đường ống dẫn gió lạnh từ FCU tới các miệng thổi 88

Hình 6.2 Sơ đồ cấp gió tươi cho các FCU 90

Hình 6.3 Tê rẽ nhánh 94

Hình 6.4 loại Côn giảm 95

Hình 6.5 Co 900 tiết diện hình chữ nhật 95

Hình 6.6 Đồ thị đặc tính của quạt 97

Hình 6.7 Hình ảnh quạt hướng trục Fantech MMD354 100

Hình 6.8 Sơ đồ bố trí ống gió thải toilet văn phòng tầng hầm 1 102

Hình 6.13 Sơ đồ bố trí thông gió tầng hầm dùng 1 quạt 120

Hình 6.17 Sơ đồ bố trí thông gió tầng hầm hoàn chỉnh 128

Hình 7.1 Sơ đồ bố trí đường ống nước 129

Hình 7.2 Sơ đồ bố trí FCU của tầng4 133

Hình 7.3 Sơ đồ ống xuyên tầng dẫn nước lạnh tới tầng 2 của công trình 136

Hình 7.4 Lưu đồ chọn bơm KDN 146

Hình 7.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống giải nhiệt 149

Hình 7.6 Lưu đồ chọn bơm 150

Hình 7.7 Sơ đồ nguyên lý đường ống nước 1 chiler và 1 bơm 151 Hình 8.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển phòng máy chiller (chiller plant contronller158

Trang 12

Hình 8.2 Sơ đồ điều khiển van Bypass 161

Hình 8.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển FCU 164

Hình 8.4 Chiều dày lớp bảo ôn tương ứng với đường kính ống nước 167

Hình 8.7 Chi tiết ống nước lạnh xuyên tường 169

Hình 8.8 Một số chi tiết lắp đặt đường ống gió 170

Hình 8.9 Sơ đồ chi tiết lắp đặt FCU 171

Hình 8.11.Chi tiết khung sắt 173

Hình 8.12 Lắp đặt Chiller 173

Hình 8.14 Lắp đặt quạt đặt sàn ly tâm 175

Hình 8.15 Sơ đồ chi tiết lắp đặt quạt thông gió hướng trục 175

Hình 8.17 Dừng máy bình thường 179

Hình 6.1.Thông số quạt cấp gió tươi cho tầng 5 253

Hình 6.2 Thông số quạt hút toilet văn phòng tầng hầm 1 254

Hình 6.3.Thông số quạt tăng áp cầu thang bộ 255

Hình 6.4 Thông số quạt thông gió tầng hầm 256

Trang 13

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 So sánh ưu nhược điểm của 2 hệ thống 2 mảng và điều hòa trung tâm

14

Bảng 3.1 Gió tươi và hệ số thay đổi không khí 32

Bảng 3.3 Thông số thiết kế trong và ngoài nhà 35

Bảng 3.4 Nhiệt bức xạ qua kính lớn nhất của 4 hướng (W/m2) 38

Bảng 3.5.Thông số vật liệu xây tường 50

Bảng 3.6 Tổng hợp nhiệt tải của công trình 60

Bảng 5.1 Thông số các FCU bố trí trong tầng 5 75

Bảng 6.1 Kích thước đường ống gió phòng Vip room 3 tầng 3 89

Bảng 6.2 Kích thước của đường ống cấp gió tươi 92

Bảng 6.3.Tổn thất ma sát trên đoạn ống nhánh tầng 5 93

Bảng 6.4 Tổn thất cục bộ trên đường ống gió tươi (hình 6.2) 96

Bảng 6.5 Kích thước của đường ống gió thải 104

Bảng 6.6 Tổn thất ma sát trên đường gió thải nhà vệ sinh tầng hầm 1 105

Bảng 6.7 Tổn thất cục bộ trên đường gió thải vệ sinh văn phòng tầng hầm 1 108

Bảng 6.8 Kích thước của đường ống tăng áp 112

Bảng 6.9 Tổn thất ma sát trên đường gió tăng áp cầu thang 114

Bảng 6.10 Tổn thất cục bộ trên đường gió tăng áp cầu thang 117

Bảng 6.11 Kích thước của đường ống tăng áp cầu thang 2 119

Bảng 6.12 Kích thước của đường ống hút gió tầng hầm 123

Bảng 6.13 Tổn thất ma sát trên đường thông gió tầng hầm 123

Bảng 6.14 Tổn thất cục bộ trên đường thông gió tầng hầm 126

Bảng 7.1 Kích thước các đoạn ống nước tầng 4 134

Bảng 7.2 Tổn thất ma sát trên đường ống dẫn nước lạnh 141

Bảng 7.3 Tổn thất cục bộ trên đường ống nước lạnh tới tầng 4 142

Bảng 7.4 Tổn thất cục bộ trên đường ống hồi 143

Trang 14

Bảng 8.6 Tính giá cụm máy chiler và FCU, PAU , AHU 180

Bảng8.7 Bảng báo giá bơm ebara và tháp giải nhiệt 181

Bảng 8.8 Bảng báo giá quạt thông gió 181

Bảng 3.1 Nhiệt bức xạ qua kính 193

Bảng 3.2 Nhiệt hiện truyền qua tường 195

Bảng 3 3 Nhiệt truyền qua cửa 204

Bảng 3.4 Nhiệt bức xạ qua mái và chênh lệch nhiệt độ 209

Bảng 3.5 Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng 211

Bảng 3.6 Nhiệt tỏa ra do máy móc thiết bị 214

Bảng3.7 Nhiệt hiện do gió tươi mang vào 217

Bảng 3.8 Nhiệt ẩn do gió tươi mang vào 219

Bảng 3.9 Nhiệt hiện do người tỏa ra 221

Bảng 3.10 Nhiệt ẩn do người tỏa ra 223

Bảng 3.11 Nhiệt hiện do gió lọt mang vào 224

Bảng 3.12 Nhiệt ẩn do gió lọt mang vào 228

Bảng 3.13 Lưu lượng không khí qua dàn lạnh 231

Bảng 5.1 Bảng chọn FCU cho công trình 237

Bảng 5.2 Bảng chọn PAU cho công trình 240

Bảng 5.3 Thông số cụm chiler FC3002PHỤ LỤC 3 244

PHỤ LỤC 3 245

Bảng 6.1 Kích thước ống gió tươi cho căn tin và P.quản lý 245

Bảng 6.2 Tổn thất ma sát trên đường ống cấp gió căn tin và P.quản lý 245

Bảng 6.3 Tổn thất cục bộ trên đường ống cấp gió căn tin và P.Quản lý 245 Bảng 6.4 Kích thước ống gió cấp vào phòng thay đồ và kỹ thuật (Tầng hầm 1) 246

Bảng 6.5 Tổn thất ma sát trên đường cấp gió vào phòng thay đồ và kỹ thuật 246

Bảng 6.6 Tổn thất cục bộ trên đường cấp gió vào phòng thay đồ và kỹ thuật 246

Bảng 6.7 Kích thước ống gió cấp vào văn phòng (Tầng hầm 1) 247

Trang 15

Bảng 6.8 Tổn thất ma sát trên đường cấp gió vào văn phòng 247

Bảng 6.9 Tổn thất cục bộ trên đường cấp gió vào văn phòng 247

Bảng 6.9 Kích thước ống gió cấp vào nhà bếp (Tầng hầm 1) 248

Bảng 6.10 Tổn thất ma sát trên đường cấp gió vào nhà bếp 248

Bảng 6.11 Tổn thất cục bộ trên đường cấp gió vào nhà bếp 248

Bảng 6.12 Kích thước ống gió thải tầng hầm 1 248

Bảng 6.13 Tổn thất ma sát ống gió thải tầng hầm 1 249

Bảng 6.14 Tổn thất cục bộ ống gió thải tầng hầm 1 249

Bảng 6.15 Kích thước ống gió tầng hầm 2 249

Bảng 6.16 Tổn thất ma sát trên đường ống gió tầng hầm 2 250

Bảng 6.17 Tổn thất cục bộ trên đường ống gió tầng hầm 2 250

Bảng 6.18 Kích thước ống gió thải nhà bếp 250

Bảng 6.19 Tổn thất ma sát trên đường gió thải nhà bếp 250

Bảng 6.20 Tổn thất cục bộ trên đường gió thải nhà bếp 251

Bảng 6.21 Kích thước ống gió tăng áp cầu thang 2 251

Bảng 6.22 Tổn thất ma sát trên đường ống gió tăng áp cầu thang 2 251

Bảng 6.23 Tổn thất cục bộ trên đường gió cấp tăng áp cầu thang 2 252

Bảng 7.1 Kích thước đường ống xuyên tầng 257

Bảng 7.2 Tổn thất áp suất trên đường ống đẩy 258

Bảng 7.3 Tổn thất ma sát trên đường ống góp – và đường ống trước và sau chiler 259

Bảng 7.4 Tổn thất ma sát trên đường ống góp – và đường ống trước và sau bơm 259

Bảng 7.5 Tổn thất cục bộ trên đường ống đẩy 260

Bảng 7.6 Tổn thất trên đường ma sát vào các cell 261

Bảng 7.7 Tổn thất cục bộ trên đường phân phối vào các cell 262

Bảng 7.8 Tổn thất cục bộ tại cụm bơm và chiler 262

Bảng 7.9 Tổn thất cục bộ trên đường hồi về từ các cell 263

Trang 16

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 có một chế độ nhiệt độ và độ ẩm nghiêm ngặt Với yêu cầu đó thì chỉ có kỹ thuật điều hòa không khí mới có thể đáp ứng được Chính bởi nhu cầu cấp thiết đó trong đợt

thực hiện đề tài tốt nghiệp này em đã quyết định chọn đề tài:“Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình: Galina Hotel And Spa – 05 – Hùng Vương – TP Nha Trang

Trong thời gian thực hiện đề tài tôi đã được sự giúp đỡ rất nhiều của Nhà trường, các Thầy cô song chắc hẳn không thể tránh khỏi những thiếu sót Vậy tôi rất mong sự đóng góp chỉ bảo của Thầy cô cùng các bạn

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa

Cơ Khí cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ kỹ thuật nhiệt - lạnh Trường

Đại Học Nha trang đặc biệt là: Thầy Lê Như Chính đã tận tình giúp đỡ tôi trong

suốt thời gian vừa qua Nhân đây tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè những người đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đồ án này

Nha trang, ngày 05 tháng 06 năm 2013

Sinh viên thực hiện Phan Ngọc Thiết

Trang 17

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ

Trang 18

1.1.Sự hình thành và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí

Để cân bằng, điều chỉnh không khí trong môi trường sống, từ xa xưa con người đã biết sử dụng các biện pháp để tác động vào nó như: đốt lửa sưởi ấm mùa đông, dùng quạt gió để làm mát, hay tìm các hang động mát mẻ, ấm cúng để ở…Tuy nhiên vẫn chưa hề có khái niệm và hiểu biết về thông gió và điều hòa không khí Mãi đến năm 1845, một Bác sĩ người Mỹ tên John Gorrie đã chế tạo ra máy nén khí đầu tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông Chính sự kiện này đã làm ông nổi tiếng và đi vào lịch sử của ngành kỹ thuật điều hòa không khí Từ đó khái niệm về điều hòa không khí được hình thành và ngày càng nhiều công trình nghiên cứu, tìm hiểu về điều hòa không khí và ứng dụng của nó trong đời sống Bởi vậy ngành kỹ thuật điều hòa không khí ngày càng được hoàn thiện và phát triển mạnh mẽ cho đến ngày nay nó đã trở thành một bộ phận không thể thiếu đối với cuộc sống con người Sự có mặt của điều hòa không khí và chất lượng của

nó đã trở thành một tiêu chí để đánh giá mức độ hiện đại và chất lượng của một côngtrình cũng như của cuộc sống ngày nay

1.2 Mục đích – ý nghĩa của điều hòa không khí

Nước ta có khí hậutương đối phức tạp, ở miền Bắc từ đèo Hải Vân trở ra có 2 mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm, mùa đông lại giá rét có khi còn có tuyết ở một số nơi

Ở miền Trung và miền Nam lại nóng ẩm quanh năm Chính vì vậy luôn làm cho con người mất cảm giác thỏa mái khi làm việc và nghỉ ngơi kèm theo đó là sự mệt mỏi,

dễ mắc các bệnh về đường hô hấp ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người

Kỹ thuật điều hòa không khí có thể giải quyết tốt được vấn đề trên Điều hòa không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra trong không gian điều hòa một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với sự thích nghi của cơ thể con người trong từng điều kiện sinh hoạt làm việc cụ thể khác nhau Nó tạo ra cảm giác thỏa mái sảng khoái cho con người, không nóng bức về mùa hè, không lạnh giá về mùa đông, cung cấp đủ dưỡng khí trong lành, bảo vệ sức khỏe, phát huy năng suất lao động của con người.Hiện nay trong các công trình xây dựng như: Các công sở, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, nhà

Trang 19

hát, các trung tâm vui chơi giải trí, nhà ở… đều được trang bị hệ thống điều hòa không khí

Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người, điều hòa không khí còn nhằm phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác

Cùng với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, các ngành nghề ngày càng được phát triển và mở rộng và kéo theo đó là sự phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí Một số ngành sản xuất có công nghệ đặc biệt nó đòi hỏi phải có một chế độ nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí phù hợp Điều này chỉ có kỹ thuật điều hòa không khí mới có khả năng đáp ứng được Ngành công nghiệp sợi đòi hỏi độ ẩm phải thật thích hợp Ngành cơ khí chính xác chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học… thì yêu cầu về nhiệt độ độ ẩm, độ sạch của không khí Ngành công nghiệp sản xuất thuốc lá cũng đòi hỏi có một môi truờng sản xuất có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp…Còn rất nhiều qui trình công nghệ đòi hỏi phải áp dụng kỹ thuật điều hòa không khí mới có thể sản xuất hiệu quả được

Như vậy kỹ thuật điều hòa không khí không chỉ là một công cụ đắc lực phục

vụ cho nhu cầu thiết yếu cuộc sống của con ngườimà nó còn có mặt trong mọi lĩnh vực kinh tế Nó đóng một phần không nhỏ vào việc nâng cao chất lựong cuộc sống của con người, nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm của các ngành sản xuất công nghiệp Tuy nhiên, vốn đầu tư và chi phí vận hành một hệ thống điều hòa là không nhỏ Và để đảm bảo tính kỹ thuật, tính kinh tế, thì nhiệm vụ đạt ra đối với người Kỹ sư thiết kế là phải tính toán chính xác tải nhiệt, chọn được phương án thiết kế hợp lý vừa đảm bảo đáp ứng được tuổi thọ, các thông số yêu cầu, vừa tiết kiệm được vốn đầu tư ban đầu mà lại vận hành đơn giản và tiết kiệm năng lượng

Trang 20

Chương 2

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG

KHÍ

Trang 21

2.1 Giới thiệu về công trình lắp đặt hệ thống đièu hòa không khí

Công trình Galina Hotel And Spa là một tòa nhà lớn với kiến trúc hiện đại

bao gồm 18 tầng (kể cả tầng hầm và tầng mái), cao trên 60 m, được xây dựng trên khuôn viên rộng khoảng 2500 m2 Trong đódiện tích xây dựng khoảng 2225m2 với chiều cao trung bình 4m mỗi tầng,tọa lạc tại địa chỉ: 05, đường Hùng Vương, Tp.Nha Trang Tòa nhà có mặt tiền, hướng Tây quay ra đường Hùng Vương, hướng Đông quay ra biển.Đây là công trình khách sạn với tiêu chuẩn 4 sao của công

ty TNHH Hải Đăng, là một trong những khách sạn lớn của thành phố Nha Trang

làm cho cảnh quan của thành phố biển thêm hiện đại và to đẹp hơn góp phần nâng cao văn hóa, văn minh và lịch sự thể hiện quá trình phát triển của thành phố du lịch

Tòa nhà được xây dựng bằng kết cấu bê tông dầm chịu lực vừng chắc, tường bao được xây bởi lớp gạch thẻ dày khoảng 200 mm bên ngoài được chát 2 lớp vữa dày 20 mm và bả matit rồi sơn màu lên Các sàn trần đều được đổ bằng bê tông cốt thép chịu lực, phía dưới trần 700 mm là một lớp trần giả bằng thạch cao Tòa nhà có tất cả 5 cầu thang, bao gồm 2 thang máy và 3 thang bộ chạy suốt từ tầng 1 đến tầng mái Bên ngoài mặt tiền phía Đông và phía Tây của tòa nhà được ốp kính cường lực 8 ly toàn màu xanh ngọc theo mặt trụ và được cố định bằng các khung nhôm sơn tĩnh điện hệ 1000, ngoài ra một phần của vách phía bắc còn được lát gạch CERAMIC nhám 450 x 450

Trên tầng mái được thiết kế mái vòmròn bằng bê tông, bằng kính Được trang bị hồ bơi, dịch vụ nghỉ dưỡng và còn là nơi đặt các tháp giải nhiệt.Với kiến

trúc như vậy thì công trìnhGalina Hotel And Spalà một công trình có kiến trúc rất

đẹp và hiện đại Cấu trúc của công trình như sau:

- Tầng hầm 2được bố trí sâu so với mặt đất 4,47 m và chiều cao so với mặt đất là 4,47 m, diện tích khoảng 2007 m2là nơidùng làm gara ôtôvà làm kho chứa, xưởng sửa chửa, phòng xử lý nước thải và một số bể chưa thảo dược phục vị cho quá trình làm đẹp của khách

- Tầng hầm 1 được bố trí sâu so với mặt đất 1.28m và chiều cao so với mặt đất là 1.28m2, diện tích khoảng 2290m2

là khu vực căn tin, phòng quản lý, phòng lò

Trang 22

hơi , phòng thay đồ nhân viên nam và nữ, phía sau la nơi để xe máy của khách và nhân viên, ngoài ra còn là nơi chúa các kho rác khô, rác lạnh…

- Tầng 1 kế tiếp tầng hầm1 với diện tích hơn 2788 m2, chiều cao 4m (tính từ sàn lên) Tầng này có 2 lối vào, 1 ở phía Đông, 1 ở phía Tây của tòa nhà Toàn bộ không gian tầng 1 dùng phòng đón tiếp khách( hành lang và khu vực khách ngồi chơi) rất rộng vừa dùng để đón khách và làm hành lang đi bộ cho khách nghỉ tại khách sạn, một shop nhỏ trưng bày đồ lưu niệm cho khách du lịch,quán bar nhỏ để khách có thể ngồi nói chuyện với bạn bè Ngoài ra, còn được bố trí phòng giặt ủi,phòng kỹ thuật thông tin, phòng pha chế …

- Tầng lửng có sàn cách mặt đất 6,5 m với diện tích khoảng 1568 m2 chủ yếu dùng làm nhà hàng và khu vực buffet, khu vực bếp Trung Quốc nhằm mang đến cho khách hàng chút hương vị Á Đông

- Tầng cos có sàn cách mặt đất 9m với diện tích khoảng 1568m2 , tầng này phần lớn diện tich dùng làm phòng Tổng Giám Đốc (93.09 m2) , phòng hợp rộng khoảng (97.56 m2

), phòng thư ký (82.05 m2)

- Tầng 2 có phòng hội nghị tiệc cưới với diện tích 271.63 m2 Phòng ăn phục

vụ cho hội nghị, phòng cô dâu,khu vực bếp (khu vưc bếp chính, phòng nhào bột, phòng chế biến thức ăn) Đây là khu vực nhà bếp vì thế không thẻ điều hòa không khí bằng các FCU mà chỉ bố trí thông gió hợp lý cho toàn bộ không gian

- Tầng 3 cao 5m so với sàn Gồm trung tâm chăm sóc sức khỏe, phòng

massage , các phòng vip với các diện tích khác nhau phục vụ cho quá trình làm đẹp cho khách hàng, quầy tiếp tân, sauna, phòng tắm bùn, tắm khoáng nhằm tạo điều kiện nghỉ dưởng tốt nhất cho khách du lịch

- Tầng 4 với diện tích sàn 1608 m2 được dùng làm hồ bơi được chia ra hồ bơi người lớn và hồ bơi trẻ em.Trang bị phòng tắm áp lực, các phong xông hơi, khu vực nghi dưỡng Tiếp đến là khu vực quầy bar, buffet, khu bếp Trung Quốc, nhằm phục

vụ cho nhu cầu ăn uống của khách

- Tầng 5 đến tầng 11 có thiết kế giống nhau gồm 24 phòng nghỉ mỗi tầng, với chiều cao trung bình 3.5m mỗi tầng, các phòng được chia ra gồm các phòng

Trang 23

trung bình, hạng sang và một số phòng vip Ngoài ra, mỗi tầng còn được trang bị 2 cầu thang bộ và 1 thang máy, phòng chứa ra trải gường

- Tầng kỹ thuật với diện tích sàn khoảng 1022 m2 được sử dụng làm phòng thể dục, phục vụ cho quá trình rèn luyện sức khỏe của khách,ngoài ra được trang bị

hồ bơi, giúp khách hàng thư giản, nhà Penthouse…

- Tầng bể nước chủ yếu diện tích dung để chứa bể nước sinh hoạt, bể nước khoáng, bể nước PCCC…tầng này cao so với mặt đất khoảng 62m

- Tầng quầy bar chủ yếu phục vụ nhu cầu giải trí của khách hang và cuối cùng là tầng mái là nơi đặt các dàn nóng, động cơ hoạt động của thang máy, ănten parapol, cột chống sét, sàn của tầng này chịu bức xạ nhiệt trực tiếp nhiều nhất

 Yêu cầu thiết kế của công trình

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

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

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

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

- Hệ thống thông gió và điều hòa không khí được thiết kế lắp đặt không ảnh hưởng tới kiến trúc công trình Làm tăng vẻ đẹp nội thất, độ ồn do hệ thống gây

ra ở mức độ cho phép không ảnh hưởng tới các khu vực trong và ngoài công trình

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

- Hệ thống có khả năng phục vụ độc lập theo yêu cầu sử dụng cho từng khu vực

Trang 24

- Công suất của hệ thống được tự động điều chỉnh theo tải nhiệt thực tế của toà nhà tại từng thời điểm để nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống và giảm chi phí vận hành

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

- Cầu thang bộ được sử dụng làm lối thoát hiểm khi xảy ra cháy, do đó cần phải được thiết theo đúng các tiêu chuẩn quy định đối với nhà cao tầng Ngoài ra phải thiết kế hệ thống thông gió điều áp và không bị tụ khói ở buồng thang

- Để khói từ các tầng không lan vào buồng thang thì trong buồng thang phải đảm bảo áp suất dư của không khí là 2kg/m2 khi có một cửa mở

Trang 25

Hình 2.1 Hình ảnh phối cảnh công trình Galina Hotel and Spa

Trang 26

2.2 Phân tích đặc điểm công trình và lựu chọn phương án thiết kế

2.2.1 Phân tích 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:

+ Hệ thống điều hòa cục bộ

+ Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn

+ Hệ thống điều hòa trung tâm nước

2.2.1.1 Hệ thống điều hòa cục bộ

Hệ thống điều hòa cục bộ là hệ thống điều hòa không khí trong phạm

vi hẹp Thường là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ

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

Trang 27

2.2.1.2 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 2.2 Cấu tạo của máy điều hòa cửa sổ

Ƣu 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

Nhƣợc 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

Trang 28

2.2.1.3 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 2.3 Cấu tạo máy điều hòa dạng tách

Ƣu 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

- 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

Trang 29

Bảng 2.1 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

Giới thiệu

-Mỗi thiết bị tòa nhà được đặt ở ban công -Không có chức năng thông gió -Không có máy dự phòng

2.2.1.5 Máy điều hòa nguyên cụm

 Máy điều hòa lắp mái

Trang 30

-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

2.2.1.6 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

Trang 31

dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng trong các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng

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

Trang 32

- 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

- 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

Trang 33

2.2.1.7 Hệ thống điều hòa trung tâm nước

1 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 ngày nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trong các công trình

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:

Cp – 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

Ưu điểm

Với lưu 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

Trang 34

- 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

- Hệ thống lọc bụi và thanh trùng

- Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi gió hồi, điều chỉnh năng suất lạnh…dự báo sự cố và bảo vệ toàn bộ hệ thống

Hình 2.6.Sơ đồ hệ thống trung tâm với chiller giải nhiệt nước

Máy làm lạnh nước có 2 loại: Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước và máy làm lạnh nước giải nhiệt gió

Ưu điểm

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

rò rỉ môi chất ra ngoài vì nước không độc hại

Trang 35

- 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

2 Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng nước lạnh trong hệ thống

a Hệ thống lưu lượng không đổi với van 3 ngả

Hình 2.7 Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 3 ngả

Đặc điểm của hệ thống này là sử dụng bơm nước với lưu lượng hoàn toàn cố định, sử dụng van 3 ngả để bypass nước lạnh tại các FCU khi phòng đã đạt nhiệt độ Đây là hệ thống đã được sử dụng khá lâu đời với những nhược điểm là chỉ có khả năng giảm tải tại cụm chiller khi hệ thống yêu cầu tải thấp, trong khi đó năng lượng điện cung cấp cho cụm bơm nước cũng rất lớn Đồng thời với việc sử dụng van 3 ngả cũng gây tổn thất nhiệt lớn cho hệ thống cũng làm tăng chi phí cho vận hành

Trang 36

b Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 2 ngả

Hình 2.8 Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 2 ngả

Hệ thống cũng sử dụng các bơm nước với lưu lượng không đổi, nhưng sử dụng van 2 ngả và dùng van bypass lắp trên đường bypass để bypass nước lạnh khi giảm tải hệ thống Nhược điểm của hệ thống cũng tương tự như hệ thống sử dụng van 3 ngả, song với hệ thống này sử dụng van 2 ngả thì lượng tổn thất nhiệt sẽ thấp hơn so với hệ thống sử dụng van 3 ngả

c Hệ Decoupled - (primary constant - secondary variable flow)

Trang 37

Hình 2.9 Sơ đồ hệ thống Decoupled

Hệ thống được chia thành 2 vòng nước, vòng sơ cấp (primary) và vòng thứ cấp (secondary) Vòng sơ cấp cung cấp nước qua chiller nên thường chỉ cần dùng các bơm có cột áp thấp, các bơm sơ cấp này có tốc độ không đổi do lúc này chiller không cho phép thay đổi lưu lượng nước qua nó Nếu lưu lượng nước thay đổi hệ thống sẽ lập tức ngắt chiller và báo lỗi

Vòng nước thứ cấp- Secondary với mục đích là phân phối nước lạnh vào công trình, đến tải tiêu thụ sử dụng các bơm biến tần có khả năng thay đổi giảm vô cấp được vận tốc bơm, chính là giảm điện năng tiêu thụ Khi này hệ thống phải có đường Bypass để duy trì lưu lượng nước qua Chiller là cố định, lưu ý là ống bypass này không có van nào chặn vì đường nước có thể bypass qua lại ở cả 2 phía nhé tùy theo nhu cầu tải và lưu lượng qua khu vực Chiller

Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Trang 38

Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống Decoupled

Giả sử hệ thống đang hoạt động đầy tải với 100% lưu lượng nước lạnh cung cấp, khi nhiệt độ tại các không gian điều hòa đã đạt, van 2 ngả của các FCU của các không gian điều hòa này sẽ đóng lại, lưu lượng nước cần thiết cấp cho các FCU giảm, giả sử lúc này lượng nước lạnh cần cung cấp chỉ còn 70%, khi đó cảm biến chênh áp đặt tại FCU cuối cùng sẽ cảm nhận sự thay đổi áp suất tương ứng đưa tín hiệu về trung tâm điều khiển, từ đây trung tâm điều khiển sễ điều khiển bơm thứ cấp hoạt động với lưu lượng chỉ còn 70% Để đảm bảo lưu lượng qua chiller không đổi 30% lượng nước còn lại sẽ qua đường bypass về đường hồi của hệ thống

Như các bạn thấy thì hệ thống này đã có khả năng tiết kiệm năng lượng cho

hệ thống bơm tuần hoàn khi dùng biến tần ở đây, nhưng chúng ta phải thêm cả một

hệ thống bơm khác, kèm theo đó là tiêu tốn biết bao nhiêu chi phí phụ kiện kèm theo nó Đồng thời khi hệ thống hoạt động sẽ luôn có dòng qua lại trên đường bypass nên sẽ gây ra tổn thất nhiệt làm tăng chi phí vận hành

Hệ thống này đã được sử dụng trên thế giới khá lâu khoảng hơn 10 năm, nhưng tại việt nam vẫn chữa được ứng dụng nhiều

Hệ thống được ứng dụng trong thiết kế cho các tòa nhà có hai block và có nhu cầu tải cách biệt nhau lớn mà chỉ có một phòng máy chiller đặt tại tầng hầm, với kiểu tòa nhà này ta dùng hai bộ bơm khác nhau để cung cấp nước lạnh cho mỗi block

d Hệ thống VPF – Variable primary flow

Đây là hệ thống mới nhất hiện nay, đặc điểm của hệ thống là sử dụng những Chiller được chế tạo với công nghệ mới có khả năng cho phép lưu lượng nước đi qua nó thay đổi trong một giới hạn nhất định, dựa vào khả năng trên mà cho phép lắp đặt biến tần cho các bơm nước lạnh để thay đổi lưu lượng nước cấp tùy vào tải yêu cầu

Trang 39

Nguyên lý hoạt động và điều khiển hệ thống VPF

Giả sử hệ thống đang hoạt động đầy tải với 100% lưu lượng nước lạnh cung cấp, khi nhiệt độ tại các không gian điều hòa đã đạt, Thermostar sẽ tác động đóng van 2 ngả lắp trên đường hồi về từ các FCU của các không gian điều hòa này, lưu lượng nước cần thiết cấp cho các FCU giảm, giả sủ lúc này lượng nước lạnh cần cung cấp chỉ còn 70%, khi đó cảm biến chênh áp (DP) lắp đặt tại FCU cuối cùng sẽ cảm nhận sự thay đổi áp suất tương ứng và đưa tín hiệu về trung tâm điều khiển, từ đây trung tâm điều khiển sễ điều khiển bơm sơ cấp hoạt động với lưu lượng chỉ còn

Trang 40

70% Do lúc này lưu lượng nước tuần hoàn trong hệ thống vẫn lớn hơn lưu lượng tối thiểu cho phép qua chiller nên van bypass vẫn đóng

Giả sử lưu lượng nước tối thiểu cho phép qua một chiler chiếm 20% tổng lưu lượng nước của hệ thống, thì ta chỉ có thể cài đặt cho bơm biến tần giảm được tới giá trị lưu lượng nhỏ nhất qua chiller, nghĩa là 20% lưu lượng nước Nếu hệ thống yêu cầu lưu lượng nước thấp hơn 20% thì bơm biến tần sẽ hoạt động với lưu lượng

là 20% Khi đó để đảm bảo lưu lượng tối thiểu qua chiller thì van bypass sẽ được điều khiển mở ra để một lưu lượng nước nhất định đi qua tùy thuộc và tải của hệ thống

Hình 2.12 Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống VPF

Để điển khiển van bypass ta dùng một cảm biến chênh áp được lắp đặt như hình vẽ, giả sử lưu lượng nước lạnh đang cung cấp cho các FCU là 20% đột ngột giảm xuống còn 15%, lúc này giữa đầu cấp và hồi sẽ có sự chênh lệch áp suất, sự thay đổi này sẽ được cảm biến chênh áp nhận biết và đưa ra tín hiệu điều khiển mở van bypass để cho một lưu lượng nước nhất định đi qua, trong trường hợp này van

Định dạng
Số trang	270
Dung lượng	5,73 MB