TIỂU LUẬN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ CHO TÒA NHÀ TỔNG CÔNG TY NÔNG NGHIỆP SÀI GÒN – SỐ 195 ĐIỆN BÊN PHỦ

HCMKHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT TIỂU LUẬN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ CHO TÒA NHÀ TỔNG CÔNG TY NÔNG NGHIỆP SÀI GÒN – SỐ 195 ĐIỆN BÊN PHỦ Giả

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM

KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

TIỂU LUẬN ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

VÀ THÔNG GIÓ CHO TÒA NHÀ TỔNG CÔNG TY NÔNG

NGHIỆP SÀI GÒN – SỐ 195 ĐIỆN BÊN PHỦ

Giảng viên hướng dẫn : Thầy Nguyễn Tiến Cảnh

Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐÌNH THƯ

Lớp : ĐH NL8ALT

Khoá : 2012-2014

TP Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2013

MỞ ĐẦU

Điều hòa không khí là một trong những lĩnh vực quan trọng trong đời sống cũng như trong các ngành công nghiệp khác Kinh tế và xã hội càng phát triển thì nhu cầu về điều kiện sinh hoạt và làm việc của con người ngày càng cao.

Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển với tỉ lệ tăng trưởng đáng kể, bước đầu thực hiện có hiệu quả công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về thiết bị lạnh cũng tăng theo nhanh chóng Việt Nam là một thị trường đầy tiềm năng của rất nhiều hãng sản xuất, kinh doanh máy và thiết bị dùng cho hệ thống điều hòa không khí.

Điều hòa không khí có vai trò quan trọng đối với sức khỏe con người và sản xuất Hệ thống điều hoà không khí tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn, đặc biệt với nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm và độ ẩm tương đối cao Đối với các ngành kinh tế sản xuất, 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.

Đối với sinh viên ngành công nghệ nhiệt - lạnh, ngoài việc nắm vững các kiến thức cơ bản, các phương pháp tính toán thiết kế thì việc tìm hiểu các công việc liên quan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa… là rất cần thiết.

Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Tiến Cảnh – Trường Đại Học Công Nghiệp TP HCM, chúng em thực hiện tiểu luận môn học điều hòa không khí:

“Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa nhà văn phòng

Tổng Công Ty Nông Nghiệp Sài Gòn” Tiểu luận gồm những nội dung chính

sau:

Chương 1:

Em xin chân thành cảm ơn.

TP HCM tháng 01 năm 2013 Nhóm sinh viên thực hiện

THUYẾT MINH THIẾT KẾ

HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ

CÔNG TRÌNH:

CAO ỐC VĂP PHÒNG TỔNG CÔNG TY NÔNG NGHIỆP SÀI GÒN

ĐỊA CHỈ: 195 ĐIỆN BIÊN PHỦ

TP HCM - 2013

I- YÊU CẦU CHUNG:

Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn là công trình xây mới sử dụng làm văn phòng làm việc và các phòng chức năng.

Việc đầu tư lắp đặt hệ thống điều hòa không khí trung tâm cho công trình là rất cầnthiết nhằm mục đích đạt được môi trường vi khí hậu thích hợp với chức năng hoạtđộng của công trình trong điều kiện khí hậu đặc thù của nước ta là nóng, ẩm, mưanhiều

Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn phải được thực hiện trên những cơ sở sau :

- Khảo sát kỹ càng các đặc điểm về định tính và định lượng và hình thái chi tiết

về vỏ bao che: mái trần, tường, sàn, nội thất trên thực địa cũng như trên cơ sở hồ sơthiết kế kiến trúc, kết cấu, nội thất

- Nghiên cứu kỹ lưỡng quy luật hoạt động và sơ đồ phân bổ chức năng của cáckhu vực

- Đánh giá đúng khả năng cung ứng (hiện tại và trong tương lai) của nguồnđiện, nước cho hệ thống điều hòa của công trình

- Nghiên cứu kỹ chiến lược phát triển Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn và ý đồ quy hoạch tổng thể trong tương lai.

Trên những căn bản nêu trên, đồ án thiết kế kỹ thuật phải đảm bảo các yêu cầusau :

1 Tính toán chính xác nhu cầu về năng suất lạnh của các khu vực cần điều hòa,bảo đảm việc đạt được các thông số kỹ thuật, lại vừa giảm tới mức tối thiểu chi phí đầu

tư ban đầu cũng như cho chi phí sử dụng khi hệ thống hoạt động

2 Phương án thiết kế phải đảm bảo các điều kiện kỹ thuật ( như độ ồn, tốc độ

gió ) trong các giới hạn cho phép thích hợp cho công việc đặc thù của Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn

3 Phương án kỹ thuật lựa chọn phải tối ưu trên cả 2 góc độ kỹ thuật và kinh tế,đảm bảo tính hiện đại, tiện nghi, độ tin cậy và tuổi thọ cao, vận hành, theo dõi, bảo trì

bảo dưỡng đơn giản thuận tiện, phù hợp với các điều kiện cụ thể của Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn

4 Máy móc thiết bị phải đồng bộ, chất lượng cao, chế tạo tại các cơ sở sản xuấtđạt tiêu chuẩn chất lượng, trên cơ sở những thành tựu mới nhất về kỹ thuật lạnh vàđiều hoà không khí

5 Việc lắp đặt điều hòa không khí phải không ảnh hưởng tới tổng quan kiếntrúc, nội ngoại thất của công trình, ngược lại, trong phạm vi có thể, hoàn thiện chúng

6 Việc thiết kế ĐHKK cũng như sự lựa chọn phương án thiết bị phải được tiếnhành trên cơ sở tính đến tương lai phát triển của công trình để có thể dễ dàng cải tạo

cho phù hợp với điều kiện mới với mức chi phí tối thiểu

7 Phân tích một cách khoa học để đề xuất những thay đổi cần thiết và hợp lýtrong phần vỏ bao che cũng như nội thất để phù hợp với điều kiện công trình có điềutiết không khí

8 Công nghệ phân phối không khí và mô hình khí động trong không gian điềuhòa phải đảm bảo một môi trường vi khí hậu ổn định và đồng nhất Các thông số vềnhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO2, tốc độ gió tại vùng có người phải đảm bảo các tiêuchuẩn vệ sinh môi trường

II- HỒ SƠ THIẾT KẾ KỸ THUẬT :

Hồ sơ thiết kế bao gồm các bản vẽ thiết kế và thuyết minh kỹ thuật Việc mô tả thiết kế gồm hệ thống và chi tiết được trình bày ở các bản vẽ và thuyết minh

a- Các bản vẽ thiết kế :

- Bản vẽ thể hiện sơ đồ nguyên lý của hệ thống ( hệ thống ống gas,, )

- Bản vẽ thể hiện sơ đồ bố trí mặt bằng hệ thống phân phối gió, hệ thống các đường ống dẫn gas

- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điện điều khiển ĐHKK và điều khiển hệthống điều hòa không khí

b- Thuyết minh kỹ thuật :

Thuyết minh kỹ thuật là một phần không thể thiếu được của hồ sơ thiết kế.Thuyết minh kỹ thuật là cơ sở để triển khai bản vẽ thiết kế Các vấn đề và chi tiếtkhông thể hiện được trên bản vẽ được trình bày trong thuyết minh kỹ thuật

- Thuyết minh thể hiện nhiệm vụ và yêu cầu thiết kế

- Thuyết minh thể hiện các cơ sở thiết kế

- Thuyết minh thể hiện các điều kiện tính toán thiết kế và chỉ tiêu cụ thể cho công trình

- Thuyết minh thể hiện các phương pháp và kết quả tính toán thết kế và đề

ra các giải pháp thiết kế

- Thuyết minh kỹ thuật thể hiện quy tắc, tiêu chuẩn thiết kế đồng thời là tiêu chuẩn, quy tắc để lựa chọn thiết bị, vật tư và gia công lắp đặt hệ thống

c- Một số điểm cần lưu ý khi triển khai thi công lắp đặt :

Các nhà thầu phải thực hiện bản vẽ thi công trên cơ sở bản vẽ thiết kế kỹ thuật.Nếu có những thay đổi thiết kế từ các nhà thầu cung cấp thiết bị, vật tư và lắp đặt, cầnđược đệ trình đến nhà thiết kế để xem xét phối hợp và điều chỉnh tổng thể nhằm đảmbảo kỹ thuật và chất lượng công trình tránh trường hợp ảnh hưởng đến các hệ thốngkhác do máy quá to, quá nặng, độ ồn lớn, tiêu thụ điện nhiều Ngoài ra các nhà thầuthiết bị và lắp đặt phải đệ trình mẫu thiết bị và vật tư lên chủ đầu tư và tư vấn giám sát

để được phê duyệt trước khi đưa vào lắp đặt trong công trình

- Các thiết bị phải có đầy đủ Catalogue kỹ thuật và lắp đặt, chứng chỉnguồn gốc và chất lượng

- Các vật tư phải có đầy đủ catalogue kỹ thuật và lắp đặt, chứng chỉ chấtlượng Các vật tư nhập ngoại phải có chứng chỉ nguồn gốc xuất xứ

- Bản vẽ thi công và bản vẽ hoàn công do nhà thầu lắp đặt thực hiện trên cơ

sở điều kiện cụ thể của công trình và đệ trình tư vấn giám sát Các bản vẽnày phải được lưu lại để phụ vụ cho các công tác bảo hành, bảo trì saunày

- Tất các các yêu cầu khác không giới hạn trên đây, phải được xem xéttrược khi đưa vào sử dụng và lắp đặt

III- CÁC TIÊU CHUẨN, QUY TẮC VÀ TÀI LIỆU DÙNG ĐỂ THIẾT KẾ

a- Các tiêu chuẩn về điều hòa không khí và thông gió :

+ Các thông số tính toán cho điều kiện khí hậu ngoài trời khu vực TP Hồ Chí Minh theo TCVN - 4088 – 85

+ Kỹ thuật nhiệt xây dựng – Kết cấu ngăn che : Tiêu chuẩn thiết kế TCVN4065-88

+ Các quy phạm về bảo vệ môi trường của Việt Nam

+ Tiêu chuẩn thiết kế hệ thống lạnh điều hòa không khí

+ Tiêu chuẩn 232/BXD về thiết kế, thi công và nghiệm thu hệ thống lạnhđiều hòa không khí

+ HVAC Systems Duct Design SMACNA 1981 Edition (Sheet Metal andAir Conditioning Contactors National Association Inc.)

+ System design Manual CARRIER air conditioning Company

+ ASHRAE Handbook Fundamental 1989 (The American Society ofHeating Refrigerating and Air Conditioning Engineers Standard)

+ ASHRAE Handbook HVAC Systems and application 1987

b- Các tiêu chuẩn về vật liệu :

+ BS ( British Standard – Part Material )

+ IEC ( International Electric Code )

+ AS/NZS ( Australian Standard / Newzealand Standard )

+ ASTM ( American Standard Material )

+ JIS ( Japanese Industrial Standard - Part Material )

+ KS, SS ( Korean Standard )

+ ARI ( Air Conditionoing and Refrigeration Institut - Part Material )

c- Các tiêu chuẩn về an toàn phòng cháy chữa cháy :

+ NFPA ( national Fire Protection Association Standard )

d- Các Catalogue thiết bị

+ Máy và thiết bị lạnh : CARRIER, DAIKIN, TRANE, FUJITSU,HITACHI, TOSHIBA có xuất xứ Mỹ, Nhật, Pháp

e- Các ấn phẩm kỹ thuật khác

+ Các ấn phẩm kỹ thuật về điều hòa không khí và thông gió

IV- CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ :

1 Các thông số tính toán bên ngoài nhà :

Thông số tính toán bên ngoài cho nhóm công trình điều hoà cấp II tính theo hệ

số đảm bảo (Bảng 4.11 – Giáo trình Điều hoà không khí của GS.TS Trần Ngọc Chấn)

- Thời gian không đảm bảo với công trình cấp II là : 200 giờ

- Hệ số bảo đảm cả năm là : Kbđ = 0,977

- Nhiệt độ trung bình : tN = 34,4OC

- Độ ẩm trung bình : N = 62%

2 Thông số tính toán bên trong :

- Nhiệt độ : Chọn theo tiện nghi nhiệt của con người và theo tính chất công trình(TCVN5687-1992), đồng thời trên cơ sở nhu cầu trang bị điều hòa và vốn của chủ đầu

tư, hệ thống điều hòa cho tòa nhà được thiết kế với chức năng điều chỉnh độ lạnhkhông khí trong phòng (cooling only) và thay đổi độ ẩm tương ứng không trang bị hệthống sưởi ấm và điều chỉnh độ ẩm

- Độ ồn cho phép đối với các phòng làm việc : 40 – 50 dB

- Số lượng người tính toán trong từng loại phòng dựa theo bản số 3 tiêu chuẩnASHRAE 62-1981

- Lượng không khí sạch được cấp vào qua hệ thống điều hòa không khí đảm bảomức tiêu chuẩn 20-60 m3/hngười theo mục 6.2 tiêu chuẩn ASHRAE 62-1981

B ng t ng h p các thông s tính toán : ảng tổng hợp các thông số tính toán : ổng hợp các thông số tính toán : ợp các thông số tính toán : ố tính toán :

V- PHÂN BỐ MẶT BẰNG CHỨC NĂNG:

Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn là công trình 12 tầng (không kể tầng mái) Kết cấu của toàn bộ công trình là

khung, sàn bê tông cốt thép, tường xây gạch, cửa sổ kính

Công trình xây dựng Văn phòng làm việc tổng công ty Nông Nghiệp Sài Gòn được phân bố chức năng như sau:

+ Tầng hầm 1: Khu vực để xe

+ Tầng hầm 2: Khu vực để xe

Tầng 1 : Khu vực tiếp tân , phòng họp lớn

Tầng 2 : Khu các phòng chức năng, các phòng Giám đốc, Phó Giám đốc Tầng 3 : Khu các phòng chức năng, phòng làm việc

Tầng 4-12 : Khu văn phòng làm việc

b.Các thông số cơ bản của các tầng:

V Tầng 11-12

VI- CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT LẠNH CHO CÔNG TRÌNH :

Để tính toán nhiệt cho công trình ta phải dựa vào đặc điểm kết cấu, các thông sốnhiệt độ, độ ẩm cần duy trì của công trình.

Từ kết cấu bao che (tường bao, tường ngăn chia giữa các phòng, trần, sàn, cửakính, rèm che, ) ta tính được hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che

Từ các nguồn toả nhiệt trong phòng (máy tính, máy in, đèn, số lượng ngườitrong phòng, ) cùng với nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời và nhiệt độ, độ ẩm cần duy trìtrong phòng ta tính được nhiệt lượng toả ra trong không gian cần điều hoà từ đó tínhđược năng suất lạnh cần thiết cho không gian điều hoà

Phương pháp tính toán nhiệt thừa như sau :

Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát :

Qt = Qtoả + Qtt Qtoả = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7+ Q8 Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs

Trong đó :

Qt - Nhiệt thừa trong phòng (W)

Qtoả - Nhiệt lượng toả ra trong phòng (W)

Qtt - Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ, độ ẩm (W) Q1 - Nhiệt toả ra từ máy móc thiết bị (W)

Q2 - Nhiệt toả ra từ các đèn chiếu sáng (W)

Q3 – Nhiệt toả ra từ người (W)

Q4 – Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm (W)

Q5 – Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt (W)

Q6 – Nhiệt truyền vào phòng do bức xạ mặt trời qua cửa kính (W)

Q7 – Nhiệt truyền vào phòng do bức xạ mặt trời qua mái (W)

Q8 – Nhiệt truyền vào phòng do rò gió (W)

Q9 – Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che (W)

Q10 – Tổn thất nhiệt qua mái (W)

Q11 – Tổn thất nhiệt qua nền (W)

Qbs – Tổn thất nhiệt bổ sung do gió và hướng gió (W)

1 Nhiệt toả ra từ máy móc thiết bị :

Q1 = Nđc Kft Kđt (1/ - 1 + Kt)

Nđc - Công suất động cơ lắp đặt của máy (W)

Kft – hệ số phụ tải là tỷ số giữa công suất thực (hiệu dụng) của máy và công suất động cơ lắp đặt, Kft = Nlv/Nđc

Kđt – Hệ số đồng thời, Kđt = Nii /Ni trong đó Ni là công suất động cơ thứ

i làm việcỉtong thời giani,  là tổng thời gian hoạt động của hệ thống ĐHKK này

 - Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ.

Kt – Hiệu số thải nhiệt

2 Nhiệt toả ra từ các đèn chiếu sáng :

Q2 = Ncs

Ncs – Tổng công suất của các đèn chiếu sáng

3 Nhiệt toả ra từ người :

5 Nhiệt toả ra từ thiết bị trao đổi nhiệt :

Do không gian điều hoà là phòng làm việc, không có thiết bị trao đổi nhiệt nênnhiệt toả ra từ từ thiết bị trao đổi nhiệt Q5 = 0

6 Nhiệt truyền vào phòng do bức xạ mặt trời qua cửa kính :

Q6 = Is Fk 1 2 3 4

Is – Cường độ bức mặt trờilên mặt đứng phụ thuộcvào hướng địa lý (W/m 2 ).

Fk – Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán (m2)

1 – Hệ số trong suốt của kính

2 – Hệ số bám bẩn

1 – Hệ số khúc xạ

1 – Hệ số tán xạ do che chắn

7 Nhiệt truyền vào phòng do bức xạ mặt trời qua mái :

Q7 = 0.055 k Is F S (W)

F – Diện tích bề mặt nhận bức xạ theo phương ngang (m 2 ).

Is – Cường độ bức xạ mặt trời theo phương nằm ngang (W/m 2 )

S - Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt bao che.

k – Hệ số truyền nhiệt (W/m 2 K)

8 Nhiệt truyền vào phòng do rò gió :

Q8 = G8 (In - It) (W)

G8 – Lượng không khí rò vào phòng qua khe cửa hoặc do mở cửa (kg/s)

In – Entalpy của không khí ngoài nhà (J/kg)

In – Entalpy của không khí ngoài nhà (J/kg)

It – Entalpy của không khí trong nhà (J/kg)

9 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che :

Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che xảy ra do có sự chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong

và bên ngoài nhà, công thức tính toán như sau :

Q9 =  Ki Fi ti (W)

Ki – Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che

Fi – Diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i (m2).

ti – Hiệu nhiệt độ trong nhà và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i (W/m2K)

12 Tổn thất nhiệt bổ sung do gió và hướng gió :

Qbs = (1  2)% (H-4) Q7 + (5  10)% (FĐ + FT)/F Q7 (W)

H – Chiều cao không gian cần điều hoà (m).

F Đ , F T – Diện tích bề mặt vách hướng đông và hướng tây của không gian điều hoà (m2).

F – Diện tích tổng vách bao của không gian điều hoà (m2)

VII- KẾT QUẢ TÍNH TOÁN :

Tính toán năng suất lạnh và lựa chọn thiết bị :

Những tính toán này được tiến hành theo những phương pháp cơ bản của kỹthuật lạnh - điều hòa không khí đảm bảo độ tin cậy tuyệt đối cho phép tiến hành lựachọn công suất thiết bị một cách chính xác và kinh tế (xem phần phụ lục tính toán theochương trình tính toán tải lạnh của hãng Daikin)

STT Chức năng tích(m2) Diện NSL yêu cầu NSL chọn máy NSL 1 máy Số lợng Chủng Loại

âm trần