Thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước cho khách sạn dendro nha trang

Xét tổng quát thì cụm từ “Điều Hòa Không Khí” được hiểu là các quá trình xử lý không khí cho không gian cần điều hòa, trong đó các thông số như nhiệt độ, độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn, l

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA CƠ KHÍ

- o0o -

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM

NƯỚC CHO KHÁCH SẠN DENDRO NHA TRANG

Giảng viên hướng dẫn : Th.s Trần Thị Bảo Tiên

Sinh viên thực hiện : Võ Cao Nguyên

Mã số sinh viên : 53131101

Khánh Hòa : 2015

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 Cô Trần Thị Bảo Tiên dã 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 tôi suốt chặng đường học tập cũng như suốt thời gian làm đề tài tốt nghiệp, đã cho tôi động lực để hoàn thành khóa học và đề tài tốt nghiệp của mình

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Nha Trang, tháng 6 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Võ Cao Nguyên

LỜI NÓI 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 kỹ thuật 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 ThS Trần Thị Bảo Tiên – Trường đại học Nha Trang, em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Tính toán,thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước cho khách sạn DENDRO GOLD tại 86 Trần Phú, Nha Trang, Khánh Hòa

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

LỜI NÓI ĐẦU ii

DANH MỤC BẢNG v iii DANH MỤC HÌNH viii

Chương 1 1

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1

1.1 Mục đích và ý nghĩa của điều hòa không khí 1

1.2 Lịch sử phát triển của điều hòa không khí 2

1.3 Vai trò của điều hòa không khí đối với con người và sản xuất 2

1.3.1 Vai trò của điều hòa không khí đối với con người 2

1.3.2 Vai trò của điều hòa không khí trong công nghệ sản xuất 3

1.4 Các hệ thống điều hòa không khí 4

1.4.1 Điều hòa không khí một khối 4

1.4.2 Máy điều hòa tách 5

1.4.3 Hệ thống điều hòa dạng (tổ hợp) gọn 6

1.4.4 Máy điều hòa nguyên cụm 6

1.4.5 Máy điều hòa VRV 7

1.4.6 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 9

Chương 2 13

KHẢO SÁT CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH 13

Chương 3 19

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH 19

3.1 Chọn cấp điều hòa 19

3.2 Các thông số thiết kế bên trong và bên ngoài nhà 19

3.2.1 Chọn thông số tính toán không khí trong nhà 19

3.2.2 Chọn thông số tính toán không khí ngoài nhà 20

3.2.3 Tốc độ không khí 21

3.3 Tính toán cân bằng nhiệt ẩm 21

3.3.1 Lượng nhiệt bức xạ qua kính Q1 23

3.3.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bứa xạ và do ∆t Q21 26

3.3.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 27

3.3.4 Nhiệt hiện truyền qua sàn Q23 30

3.3.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31 31

3.3.6 Nhiệt hiện tảo ra do máy móc Q32 31

3.3.7 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4 32

3.3.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi đem vào QN 33

3.3.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5 34

3.3.10 Các nguồn nhiệt khác Q6 35

3.3.11 Phụ tải lạnh 35

3.4 Thành lập và tính toán sơ đồ hệ thống điều hòa không khí 38

3.4.1 Các quá trình cơ bản trên ẩm đồ 38

3.4.1.1 Qúa trình sưởi nóng không khí đẳng dung ẩm 38

3.4.1.2 Qúa trình làm lạnh và khử ẩm 38

3.4.1.3 Qúa trình hòa trộn không khí 39

3.4.1.4 Qúa trình gia ẩm bằng nước và hơi nước 39

3.4.2 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF: εh 40

3.4.3 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF: εhf 40

3.4.4 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF: εht 41

3.4.5 Hệ số đi vòng: εBF 42

3.4.6 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF: εhef 42

3.4.7 Các bước xác định các điểm trên ẩm đồ 42

Chương 4 45

TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG 45

4.1 Chọn máy làm lạnh nước water chiller 45

4.1.1 Khái niệm chung 45

4.1.2 Công suất lạnh 45

4.1.3 Chọn máy 45

4.2 Tính chọn FCU 47

Chương 5 52

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ, ỐNG NƯỚC VÀ TĂNG ÁP CẦU THANG A HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 52

5.1 Cách bố trí đường ống gió tươi và đường gió thải 53

5.1.1 Bố trí đường ống gió tươi 53

5.1.2 Đường ống gió thải 53

5.2 Lựa chon miệng thổi và miệng hút 53

5.2.1 Yêu cầu của miệng thổi và miệng hút 53

5.2.2 Lựa chọn miệng thổi và miệng hút cho công trình 54

5.2.3 Lựa chọn tốc độ không khí đi trong ống 56

5.3 Tính chọn các thiết bị phụ cho ống gió 56

5.3.1 Chớp gió 56

5.3.2 Phin lọc gió 56

5.3.3 Van gió 57

5.3.4 Van chặn lửa 57

5.3.5 Hộp tiêu âm 57

5.3.6 Tính toán trở lực của ống gió 58

5.3.7 Tính chọn quạt cho hệ thống đường ống gió 64

B HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 68

5.4 Cách bố trí đường ống nước 68

5.4.1 Vật liệu làm ống nước 68

5.4.2 Tốc độ nước 68

5.4.3 Tính trở lực của đường ống 69

5.4.4 Tính trở lực và chọn kích thước đường ống nước 69

5.5 Các thiết bị phụ của hệ thống đường ống nước 73

5.5.1 Van cổng 73

5.5.2 Van cầu 74

5.5.3 Van bướm 74

5.5.4 Van cân bằng 74

5.5.5 Van an toàn 75

5.5.6 Bình giãn nở 76

5.6 Tính chọn bơm nước cho hệ thống 76

5.7 Tính chọn tháp giải nhiệt 78

C TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TĂNG ÁP CẦU THANG 79

5.8 Tính toán thiết kế hệ thống tăng áp cầu thang 79

5.8.1 Mục tiêu chính của hệ thống tăng áp cầu thang 79

5.8.2 Nguyên lý của hệ thống tăng áp cầu thang 79

5.8.3 Cơ sở lý thuyết để tính toán hệ thống tăng áp cầu thang 80

5.8.4 Tính toán hệ thống tăng áp cầu thang 81

5.8.5 Tính cột áp quạt 86

5.8.6 Chọn quạt tăng áp cầu thang 88

Chương 6 89

TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM NƯỚC 89

6.1 Giơí thiệu 89

6.2 Tự động hóa cụm chiller 89

6.3 Điều khiển van By-pass 91

6.4 Tự động hóa cụm tháp giải nhiệt 92

6.5 Tự động hóa các FCU 93

Chương 7 96

LẮP RÁP, VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 96

7.1 Lắp ráp hệ thống 96

7.1.1 Công tác lấy dấu 96

7.1.2 Công tác gia công, lắp đặt đường ống nước lạnh 96

7.1.3 Lắp đặt đường ống thải nước ngưng 96

7.1.4 Công tác gia công, lắp đặt đường ống gió lạnh(gió cấp, gió hồi, gió thải) 97

7.1.5 Công tác lắp đặt các dàn lạnh FCU 97

7.1.6 Công tác lắp đặt tổ máy lạnh chính 97

7.1.7 Lắp đặt bơm nước, các loại quạt gió 98

7.2 Vận hành hệ thống 98

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100

Kết luận 100

Nhận xét và kiến nghị 100

Tài Liệu Tham Khảo 102

Phụ lục 1: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NHIỆT HIỆN, NHIỆT ẨN VÀ CÁC HỆ SỐ NHIỆT HIỆN 103

Phụ lục 2: KÍCH THƯỚC VÀ TỔN THẤT ÁP SUẤT ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 136

Phụ lục 3: KÍCH THƯỚC ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 151

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Thông số chi tiết các phòng cần trang bị hệ thống điều hòa không khí 15

Bảng 2.2 Kết cấu tường bao của công trình 17

Bảng 2.3 Kết cấu của trần nền 18

Bảng 2.4 Kết cấu của mái 18

Bảng 3.1 Thông số tính toán không khí trong nhà 20

Bảng 3.2 Thông số tính toán trong nhà 20

Bảng 3.3 Thông số tính toán ngoài trời 21

Bảng 3.4.Bảng liệt kê giá trị các hệ số liên quan 24

Bảng 3.5 Các thông số của kính và màn che 25

Bảng 3.6 Thống kê phụ tải lạnh tất cả các phòng điều hòa 36

Bảng 3.7 Thông số các điểm nút tra được trên đồ thị 44

Bảng 4.1 Đặc tính kỹ thuật của FCU 48

Bảng 4.2 Số lượng các FCU từng phòng 49

Bảng 5.1 Số lượng và kích thước miệng thổi 54

Bảng 5.2 Số lượng và kích thước miệng hút 55

Bảng 5.3 Lưu lượng gió tươi của các phòng tầng 2 58

Bảng 5.4 Kết quả tra bảng và tính toán tầng 2: ∆Pl = 1 Pa/m 59

Bảng 5.5 Lưu lượng gió thải của các phòng tầng 2 61

Bảng 5.6 Kết quả tra bảng và tính toán tầng 2: ∆Pl = 1 Pa/m 62

Bảng 5.7 Các thông số của quạt cấp gió tươi, gió thải 65

Bảng 5.8 Lưu lượng, tốc độ khuyên dung cho nước với các cỡ ống khác nhau 68

Bảng 5.9 Kết quả tra bảng và tính toán 70

Bảng 5.10 Tính trở lực và chọn kích thước đường ống 76

Bảng 5.11 So sánh các tiêu chuẩn về điện áp của các quốc gia 80

Bảng 5.12 Diện tích rò rỉ xung quanh cửa 83

Bảng 5.13 Bảng D3 BS5588 4-1998: lưu lượng rò rỉ qua tường và trần 85

DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Máy điều hòa cửa sổ 5

Hình 1.2 Máy điều hòa tách 5

Hình 1.3 Máy điều hòa VRV 9

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa trung tâm nước đơn giản 11

Hình 2.1 Cấu trúc xây dựng của tường 17

Hình 2.2 Cấu trúc xây dựng của nền 18

Hình 2.3 Cấu trúc xây dựng của mái 18

Hình 3.1 Thông số ngoài nhà cho cấp điều hòa không khí 1, 2, 3 20

Hình 3.2 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn chính theo Carrier 22

Hình 3.3 Kết cấu trần mái 27

Hình 3.4 Qúa trình sưởi nóng không khí đẳng dung 38

Hình 3.5 Qúa trình làm lạnh và khử ẩm 38

Hình 3.6 Qúa trình hòa trộn không khí 39

Hình 3.7 Qúa trình tăng ẩm bằng cách phun ẩm hoặc hơi nước vào không khí 39

Hình 3.8 Điểm gốc và thang chia hệ số nhiệt hiện trên ẩm đồ 40

Hình 3.9 Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng 43

Hình 4.1 Máy làm lạnh nước Chiller Carier 47

Hình 4.2 Dàn lạnh FCU Carrier 48

Hình 5.1 Miệng thổi kiểu khuếch tán 54

Hình 5.2 Miệng hút kiểu khuếch tán 55

Hình 5.3 Chớp gió 56

Hình 5.4 Phin lọc gió 56

Hình 5.5 Van gió 57

Hình 5.6 Van chặn lửa 57

Hình 5.7 Hộp tiêu âm 57

Hình 5.8 Sơ đồ cấp gió tươi cho các FCU tầng 2 58

Hình 5.9 Co 900 60

Hình 5.10 Tê 900 60

Hình 5.11 Sơ đồ hút gió thải cho nhà vệ sinh tầng 2 62

Hình 5.12 Cút 900 63

Hình 5.13 Tê nhập dòng 63

Hình 5.14 Quạt hướng trục Fantech model SCD 67

Hình 5.15 Quạt hướng trục Fantech model MMD 67

Hình 5.16 Sơ đồ bố trí FCU tầng 20 70

Hình 5.17 Van cổng 73

Hình 5.18 Van cầu 74

Hình 5.19 Van bướm 74

Hình 5.20 Van cân bằng 74

Hình 5.21 Van an toàn 75

Hình 5.22 Bơm ly tâm EBARA 76

Hình 5.23 Bơm ly tâm EBARA 76

Hình 5.24 Tháp giải nhiệt RINKI 79

Hình 5.25 Sơ đồ nguyên lý hệ thống tăng áp cầu thang 82

Hình 5.26 Chế độ 2- Giai đoạn sơ tán 84

Hình 5.27 Quạt ly tâm Fantech model 27LDW 88

Hình 6.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển phòng máy chiller 90

Hình 6.2 Sơ đố điều khiển van Bypass 91

Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển FCU 93

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1.1 Mục đích và ý nghĩa của điều hòa không khí

Từ ngày xưa con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông, dùng quạt hoặc vào các hang động mát mẻ vào mùa hè

Trong giới chuyên môn về Điều hòa không khí tồn tại 2 thuật ngữ khác nhau của kỹ thuật là điều hòa không khí toàn phần và Điều hòa không khí không hoàn toàn

Ngày nay hai cụm từ này được gọi chung là điều hòa không khí, tùy từng trường hợp cụ thể mà người ta đánh giá mức độ hoàn thiện của hệ thông điều hoà không khí đang xét

Xét tổng quát thì cụm từ “Điều Hòa Không Khí” được hiểu là các quá trình xử lý không khí cho không gian cần điều hòa, trong đó các thông số như nhiệt độ, độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn, lưu thông phân phối không khí, độ sạch cũng như các điều kiện hóa chất, vi sinh vật của không khí được điều chỉnh trong phạm vi cho phép đạt yêu cầu của không gian cần điều hòa

Điều hòa tiện nghi: là quá trình điều hòa không khí đáp ứng tiện nghi nhiệt độ, độ

ẩm tương đối năm trong phạm vi ổn định và phù hợp với cảm giác của con người với các trạng thái lao động khác nhau Làm cho con người có cảm giác thoải mãi, dễ chịu mát mẻ

về mùa hè và ấm áp vào mùa đông

Các ứng dụng của điều hòa tiện nghi như: các dịch vụ, nhà hàng, khách sạn, văn phòng siêu thị, các trung tâm thương mại…

Điều hòa công nghệ: là quá trình phục vụ cho các quá trình sản xuất, chế biến và trong các ngành công nghiệp khác nhau

Chúng ta thấy hầu hết ở các nước phát triển trên thế giới thì điều kiện cần điều hòa không khí là tiêu chí để đánh giá chất lượng của cuộc sống và sức khỏe của con người Riêng ở Việt Nam là nước nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, ở miền bắc có bốn mùa rõ rệt, nhiệt độ trung bình cả năm khá cao Cộng với bức xạ của mặt trời nên nhiệt độ trong phòng cũng cao và chỉ có điều hòa không khí mới giải quyết được vấn đề nhiệt độ giúp cho con người có cảm giác thoải mái

Trong y tế, điều hòa không khí ngày càng được sử dụng rộng rãi, nhiều bệnh viện đã trang bị hệ thống điều hòa không khí trong các phòng điều trị tạo ra môi trường khí hậu

tốt cho bệnh nhân có điều kiện tốt nhất để hồi phục sức khỏe một cách nhanh nhất và có hiệu quả nhất

Trong công nghiệp chế biến thực phẩm đòi hỏi có môi trường phù hợp và ổn định đảm bảo cho quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm không bị hư hỏng Ngoài ra vấn

đề thông gió cho không gian điều hòa cũng không kém phần quan trọng Đặc biệt là các phân xưởng sản xuất

Như vậy điều hòa không khí có ý nghĩa quan trọng trong tất cả các lĩnh vực của cuộc sống Ngành điều hòa không khí nó còn tác động thúc đẩy các ngành kinh tế khác phát triển theo

1.2 Lịch sử phát triển của điều hòa không khí

Một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không khí của Mỹ nói chung và toàn thế giới nói riêng đến một bước phát triển rực rỡ đó là Willis H.Carrier Chính ông là người đưa ra định nghĩa về Điều hòa không khí là kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút

ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì và khống chế trạng thái của không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi và điều hòa công nghệ phục vụ cho sản xuất

Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng được 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 không khí yêu cầu Ông là người đầu tiên xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sáng chế, thiết kế và chế tạo các thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí, ngày nay ông được coi là ông tổ của ngành điều hòa không khí

Ngoài ra điều hòa không khí còn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm nhiệt, một loại máy lạnh để sưởi ấm vào mùa đông

1.3 Vai trò của Điều hòa không khí đối với con người và sản xuất

1.3.1 Vai trò của Điều hòa không khí đối với 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 cho con người điều kiện vi khí hậu thích hợp Để quá trình thải nhiệt đó được diễn ra thì ta phải tạo ra một không gian có nhiệt độ, độ ẩm phù hợp với cơ thể của con người Tức là ta phải lắp đặt vào không gian đó một hệ thống điều hoà không khí Các nghiên cứu và kinh nghiệm

đã chỉ ra rằng, trong phần lớn các trường hợp thì con người cảm thấy dễ chịu trong vòng

nhiệt độ khoảng từ 22oC đến 27oC, độ ẩm tương đối nên vào khoảng 30÷70% tốc độ chuyển động của không khí trong vùng ưu tiên vào khoảng 0,25 m/s (gọi là vùng tiện nghi) Hiện nay hầu hết các công sở, khách sạn, nhà hát đều được trang bị hệ thống điều hòa không khí nhằm đảm bảo cho khí hậu bên trong không gian điều hòa cho phù hợp với điều kiện vệ sinh, phục vụ nhu cầu của con người

1.3.2 Vai trò của điều hòa không khí trong công nghệ sản xuất

Trong công nghiệp ngành điều hoà không khí đã có những bước tiến nhanh chóng Ngày nay người ta không thể tách rời kỹ thuật điều tiết không khí với các ngành 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 cao của các sản phẩm, để đảm bảo các 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 hóa chất độc hại Ví dụ như trong ngành công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụ điện cần khống chế nhiệt độ trong khoảng từ 20oC đến 22oC, độ ẩm từ 50 đến 60%

Trong ngành công nghiệp phim ảnh việc bảo quản phim cần khống chế nhiệt độ trong khoảng từ 18oC đến 22oC, độ ẩm từ 40 đến 60%

Điều hoà không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp nhẹ nhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm như công nghiệp dệt, vải, sợi, thuốc lá bột và giấy Ví dụ như một nhà máy thuốc lá nếu độ ẩm quá thấp, khi quấn sợi thuốc sẽ bị rời

và điếu thuốc sẽ bị rỗng, ngược lại nếu độ ẩm quá cao thì điếu thuốc sẽ quá chặt, không cháy và dễ bị mốc Còn nhiệt độ cần phải khống chế trong khoảng 21oC đến 24oC, độ ẩm

55 đến 65%

Trong lĩnh vực hàng không, việc điều tiết không khí cho máy bay (đặc biệt cho buồng lái) cũng trở nên rất quan trọng Tốc độ máy bay càng cao, buồng lái càng nóng Tuy ở độ cao lớn, không khí rất lạnh nhưng do không khí đập vào vỏ ngoài, động năng biến thành nhiệt năng làm cho máy bay bị bao trùm bởi một lớp không khí nóng Hơn nữa, vì phải đảm bảo áp suất trong khoang máy bay bằng áp suất khí quyển trên mặt đất nên phải nén không khí loãng bên ngoài máy bay để cung cấp cho các khoang Qúa trình nén này cũng làm cho nhiệt độ không khí tăng đáng kể Trên máy bay thường có hệ thống nén khí turbin để cung cấp khí nén cho các động cơ phản lực nên chu trình lạnh nén khí

để điều hoà không khí là phù hợp hơn cả Ở đây chỉ cần trang bị thêm một máy dãn nở turbin phù hợp và hiệu quả với các thiết bị trao đổi nhiệt thích hợp là đã có một hệ thống điều hòa không khí hoàn chỉnh

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 và 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

Đối với tòa nhà văn phòng làm việc như đã giới thiệu ở trên Tòa nhà là một công trình to và đẹp với các trang thiết bị hiện đại, có các yêu cầu cao về vi khí hậu nên việc lắp đặt một hệ thống điều hòa không khí là rất cần thiết

Trong công nghiệp điều hòa không khí cũng không thể thiếu Các thông số của không khí là điều kiện cần thiết mà cũng có thể là điều kiện quyết định chung đến quá trình sản xuất

1.4 Các hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống điều hòa không khí là tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ… để tiến hành các quá trình xử lý không khí như làm lạnh, sưởi ấm, khử ẩm, gia ẩm…điều chỉnh

và khống chế và duy trì các thông số của không khí trong không gian điều hòa như nhiệt

độ, độ ẩm tương đối, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn và phân phối không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ

1.4.1 Điều hòa không khí một khối

Điều hòa không khí một khối hay còn gọi là loại máy điều hòa dạng một cục hay là điều hòa kiểu cửa sổ, điều hòa không khí một độc lập Máy có thể có các loại công suất khác nhau Máy điều hòa cửa sổ là loại máy điều hòa không khí nhỏ nhất cả năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt dàn lạnh và các thiết bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi và các thiết bị phụ khác được lắp đặt trong một

vỏ hộp gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá 7 kw/h (24000 BTU/h), thường chia ra 5 loại: loại 6 ngàn BTU/h, 9 ngàn BTU/h, 12 ngàn BTU/h, 18 ngàn BTU/h, 24 ngàn BTU/h

Hình 1.1 Máy điều hòa cửa sổ

Hình 1.2 Máy điều hòa tách

Ưu, nhược điểm:

- Giá thành rẻ, lắp đặt và vận hành đơn giản

- Có sưởi mùa đông bằng bơm nhiệt

- Có thể lấy gió tươi

- Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ thermostat

với độ dao động khá lớn, độ ẩm tự biến đổi theo

nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh

theo kiểu on – off

- Độ ồn cao, khả năng làm sạch không khí kém

- Khó bố trí vị trí lắp đặt

- Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình Khó sử dụng cho các tòa nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và gây phá vỡ kiến trúc

1.4.2 Máy điều hòa tách

Phần lắp đặt trong không gian điều hòa về cơ bản bao gồm dàn lạnh Phần lắp đặt bên ngoài trời gồm có máy nén, dàn nóng và quạt dàn nóng Máy điều hòa tách gồm có hai loại: Máy điều hòa hai cụm (một cụm nóng và một cụm lạnh) và máy điều hòa nhiều cụm (một cụm dàn nóng và nhiều dàn lạnh)

Ưu điểm:

- Do dàn nóng và dàn lạnh hoàn toàn rời xa nhau

nên cơ hội lựa chọn vị trí lắp đặt hợp lý cho cả hai,

tuy nhiên không nên để xa nhau quá

- Khả năng phân phối gió lạnh đồng đều trong các

không gian lớn

- Độ ồn nhỏ

- Tính mỹ quan cao hơn loại một cụm, có thể lắp

đặt ở những nơi có cấu trúc và địa hình phức tạp

Nhược điểm:

- Giá thành cao, lắp đặt phức tạp (đòi hỏi thợ lắp đặt phải có chuyên môn)

- Không lấy được gió tươi do đó phải có phương án lấy gió tươi

- Gây ồn ở phía ngoài nhà, có thể làm ảnh hưởng đến các hộ bên cạnh

- Phần lắp trong không gian điều hòa về cơ bản gồm dàn lạnh và ống tiết lưu

- Phần lắp ở ngoài trời gồm máy nén, dàn nóng và quạt dàn nóng

1.4.4 Máy điều hòa nguyên cụm

Gồm có hai loại là máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước, máy điều hòa nguyên cụm là máy có năng suất lạnh trung bình và lớn Dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp Máy được bố trí phân phối gió và ống gió hồi

Đặc điểm của máy điều hòa lắp mái là máy được lắp trên mái nhà cao, thông thoáng nên dàn ngưng làm mát bằng gió và cụm dàn lạnh, cụm dàn nóng được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất

Đặc điểm của máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước là bình ngưng rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên bình ngưng, máy nén và dàn bay hơi được bố trí thành một tổ hợp hoàn chỉnh

Loại máy này có công suất tới 370 kW và chủ yếu dùng cho điều hòa thương nghiệp và công nghiệp

Ưu điểm:

- Máy điều hòa lắp mái và máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao

- Giá thành rẻ, máy gọn nhẹ chỉ cần lắp đặt với hệ thống ông gió (nếu cần) và hệ thống nước làm mát là máy sẵn sàng hoạt động được

- Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành bảo dưỡng và vận chuyển dễ dàng

- Có cửa lấy gió tươi

1.4.5 Máy điều hòa VRV

Các hệ thống điều hòa không khí thông thường đều phải tuân theo những qui định nghiêm ngặt về độ cao đặt máy, do đó bị hạn chế nhiều về khả năng bố trí máy trên nóc các nhà cao tầng Mặt khác, việc lắp đặt các máy cục bộ với số lượng lớn các dàn để ngoài sẽ gây ảnh hưởng tới cảnh quan kiến trúc và khó khăn khi bảo trì sửa chữa Do vậy việc xuất hiện chủng loại máy cho phép bố trí dàn nóng ngoài và dàn lạnh trong đặt cách

- Tổ ngưng tụ có hai hoặc nhiều máy nén trong đó có máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on – off còn máy khác điều chỉnh bậc theo kiểu biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc, đảm bảo tiết kiệm năng lượng hiệu quả kinh tế cao

- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu, từng vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm

- 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 nhỏ từ 7kW đến hàng ngàn kW, thích hợp cho các tòa nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng

- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 50m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m, đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất tới 100m tạo điều kiện cho việc

bố trí máy dễ dàng trong các tòa nhà cao tầng văn phòng khách sạn mà trước đây chỉ có

hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm -Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên người ta đã dùng máy biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh, làm cho hệ thống không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ máy thông dụng

- Độ tin cậy cao: do các chi tiết lắp ráp được chế tạo tại nhà máy chất lượng cao

- Khả năng bảo dưỡng và 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 giàn nóng bố trí trên tầng thượng hoặc bên sườn tòa nhà, còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió

- Hệ VRV có nhiều kiểu dàn lạnh khác nhau (loại đặt sàn, tủ tường, treo tường, giấu trần cassette, giấu trần cassette một, hai và nhiều cửa thổi giấu trần có ống gió) rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với các kiểu khác nhau, đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khách hàng

- Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao

- Giống như máy điều hòa 02 cụm, máy VRV có nhược điểm là không lấy được gió tươi nên người ta đã thiết kế thiết bị hồi nhiệt lấy gió tươi đi kèm rất hiệu quả Thiết bị hồi nhiệt này không những hạ nhiệt độ mà còn hạ được độ ẩm của gió tươi đưa vào

Ưu điểm:

- Khả năng điều chỉnh công suất lớn dựa trên cơ sở điều chỉnh bằng biến tần

- Hệ thống VRV sử dụng việc thay đổi lưu lượng môi chất trong hệ thống thông qua điều chỉnh tần số điện của máy nén do đó đạt được hiệu quả cao khi hoạt động

- Hệ cho phép điều khiển riêng biệt từng cụm máy trong hệ thống, do đó giảm được chi phí vận hành

Hình 1.3 Máy điều hòa VRV

- Hệ thống VRV không cần máy dự trữ, hệ thống vẫn làm việc bình thường trong các trường hợp một trong các cụm máy bị hỏng, do đó giảm một phần chi phí đầu tư

- Vận hành ở khoảng nhiệt độ rất rộng

- Một số loại có thể khởi động tuần tự

- Hệ thống ống REFNET đơn giản cho

phép giảm công việc nối ống và làm tăng

độ tin cậy của hệ thống Do có nhiều cách

thức phân nhánh ống khác nhau nên hệ

thống có khả năng đáp ứng được những

thiết kế rất khác nhau

- Nhờ việc sử dụng hệ thống tập trung

nên giảm được chi phí thiết bị cũng như

chi phí lắp đặt, đồng thời việc kiểm tra

giám sát, vận hành được dễ dàng hơn

Nhược điểm chủ yếu của hệ thống này là vốn đầu tư ban đầu cao, khi lắp đặt cần phải có những thợ có chuyên môn và kinh nghiệm tốt về ngành lạnh

1.4.6 Hệ thống điều hòa trung tâm nước

- Hệ thống điều hòa trung tâm nước là hệ thống điều hòa sử dụng nước lạnh 7oC để làm lạnh không khí gián tiếp qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU

Hệ thống điều hòa trung tâm nước chủ yếu gồm:

- Máy làm lạnh nước (Warter Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 120C xuống 7oC

- Hệ thống ống dẫn nước lạnh

- Hệ thống nước giải nhiệt

- Nguồn nhiệt được sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thường

do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở ở các FCU cung cấp

- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU (Fan Coil Unit) hoặc AHU (Air Handling Unit)

- Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

- Hệ thống tiêu âm và giảm âm

- Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và triệt khuẩn cho không khí

Trái lại, máy làm lạnh giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng

Nước được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 70C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU Ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng trong phòng nóng lên đến 120C và lại được bơm hút đẩy về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 70C khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh Đối với hệ thống lạnh kín (không có giàn phun) cần phải có thêm bình giãn nở khi thay đổi nhiệt độ

Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy chế tạo nên chất lượng rất cao Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệ thống nước làm lạnh là máy có thể vận hành được ngay

Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần hoàn với bơm và tháp giải nhiệt nước Trong một số tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc lắp ráp nhiều máy nén trong một cụm có nhiều ưu điểm:

+ Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo từng bậc

+ Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho các máy khác hoạt động trong khi tiến hành sửa chữa máy hỏng

Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau:

+ Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do dò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại

+ 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 không phá vỡ cảnh quan

+ Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều nên tiết kiệm được vật liệu làm ống

+ Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất hóa chất và mùi

+ Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế

+ So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn nước lạnh đơn giản hơn nên rất dễ kiểm soát

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước đơn giản

- Nhược điểm:

+ Vì dùng nước tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất Execgy lớn hơn…

+ Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

+ Lắp đặt khó khăn

+ Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề

+ Cần định kỳ bảo dưỡng, sửa chữa các FCU

+ Hệ thống bơm nước lạnh, đường ống lớn hơn ống gas

So sánh hệ thống điều hoà trung tâm nước với hệ thống VRV

* Ưu điểm:

- Hệ thống trung tâm nước có vòng tuần hoàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại

- Có thể khống chế được nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng

rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất

- Thích hợp cho các toà nhà như các khách sạn, văn phòng và mọi kiểu kiến trúc

- Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm đựơc vật liệu xây dựng

- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đặt ra cả về độ sạch và bụi bẩn, tạp chất

- Ít phải bảo dưỡng sửa chữa

- Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế

- Vòng tuần hoàn lạnh đơn giản hơn nhiều nên rất dễ kiểm soát

* Nhược điểm:

- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên bị tổn thất nhiệt lớn hơn

- Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh khá phức

- Lắp đặt khó khăn

- Đòi hỏi công nhân lành nghề

- Cần định kỳ sửa chữa, bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU

Qua so sánh trên ta thấy được điều hòa trung tâm nước có nhiều ưu điểm hơn so với điều hòa VRV Đối với công trình này em chọn hệ thống điều hòa trung tâm nước để thiết

kế cho khách sạn DENDRO GOLD

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH

Công trình thiết kế là Khách sạn DENDRO GOLD 4 sao đạt tiêu chuẩn quốc tế là một tòa nhà lớn có cấu trúc hiện đại gồm 23 tầng, tọa lạc trên một mặt bằng rộng gần 600m2, mặt trước hướng nam Đây là khu nhà mới được xây dựng nhằm phục vụ cho khách du lịch quốc tế và mọi miền trong nước về tham quan và nghỉ dưỡng tại thành phố biển Nha Trang

Khách sạn gồm 23 tầng với các chức năng khác nhau: tầng hầm, 1, 2, 3, 4, 4B, 5, 5B

là các tầng đc sử dụng để xây dựng các phòng chức năng, dịch vụ như: văn phòng, phòng spa, phòng kĩ thuật, ….Các phòng các tầng từ 6 đến tầng 19 là các phòng nghỉ còn tầng

20 được xây dựng căn hộ cao cấp

Tầng hầm của khách sạn bố trí các phòng máy, khu để xe, phòng điều khiển, sảnh xuất nhập, phòng tổng kho nhập, kho buồng, khu vệ sinh và phòng tủ điện Phòng điều khiển và VP buồng + kho buồng được trang bị điều hòa không khí

Tầng 1: bố trí các phòng lễ tân, sảnh chính, văn phòng, quẩy lưu niệm, quầy café, kho và các khu vệ sinh Phòng lễ tân, sảnh chính, văn phòng, quầy lưu niệm được trang bị điều hòa không khí

Tầng 2: bố trí phòng họp, phòng giám đốc, phòng kinh doanh, phòng kế toán, phòng server, phòng nhân sự, phòng dịch vụ, khu vệ sinh và phòng thay đồ Các phòng họp, giám đốc, kinh doanh, kế toán, nhân sự được trang bị điều hòa

Tầng 3: bố trí nhà hàng, bếp, kho dụng cụ và khu vệ sinh Nhà hàng được trang bị điều hòa không khí

Tầng 4: bố trí nhà hang tiệc cưới, bếp, kho dụng cụ và khu vệ sinh Nhà hàng tiệc cưới được trang bị điều hòa không khí

Tầng 4B: bố trí phòng kĩ thuật, phòng nghỉ nhân viên nữ, phòng nghỉ nhân viên nam, nhà ăn nhân viên, khu vệ sinh Các phòng kĩ thuật, phòng nghỉ nhân viên nữ, nhân viên nam và nhà ăn nhân viên được bố trí điều hòa không khí

Tầng 5: bố trí hồ bơi, phòng GYM, phòng xông hơi nam và nữ Phòng GYM được trang bị điều hòa

Tầng 5B: bố trí phòng thư giãn, 7 phòng spa, phòng y tế, phòng nhân viên và khu vệ sinh Các phòng spa, thư giãn, y tế và nhân viên được trang bị điều hòa không khí

Tầng 6 ~ 19: bố trí 15 phòng nghỉ được trang bị điều hòa không khí

Tầng 20: bố trí căn hộ A, căn hộ B, và phòng tập thể đều được bố trí điều hòa không khí

Hệ thống điều hòa cần được phục vụ toàn bộ diện tích của khách sạn kể cả khu nhà bếp cũng được điều hòa không khí một cách tốt nhất Khu nhà bếp cần bố trí các hệ thống thông gió cách nhiệt bằng các vật liệu không cháy, có các van gió chặn lửa cháy, các phin lọc gió mỡ Khu vệ sinh có hệ thông ống gió thải và có hệ thống quạt hút từ các khu vệ sinh thải ra ngoài Khu cầu thang máy bố trí quạt và các hệ thống tăng áp để có áp suất dương đề phòng các trường hợp hỏa hoạn xẩy ra

Hệ thống điều hòa không khí đảm bảo tiện nghi thoải mái cho khách nghỉ ngơi, 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 vườn cây cảnh, bể bơi bên ngoài tòa nhà

Hệ thống điều hòa không khí cần đáp ứng các tiêu chí cơ bản sau:

- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch với môi trường vi khí hậu được tạo ra theo tiêu chuẩn tiện nghi của Việt Nam, chú ý mở rộng khoảng điều chỉnh nhiệt độ và độ

ẩm ở các phòng đặc biệt dành cho khách quốc tế

- Lượng không khí sạch do hệ thống điều hòa không khí và thông gió cung cấp đảm bảo mức tiêu chuẩn 20m3/h cho một người trong tòa nhà Đồng thời tạo ra các vùng đệm như các sảnh chính, các khu vực chờ thang máy để tránh sự thay đổi nhiệt độ quá lớn cho người làm việc trong quá trình đi lại giữa các khu vực

Đối với khu vực trong tòa nhà:

- Tổ chức thông thoáng hợp lý, hút mùi trong khu vực WC của tòa nhà, tránh sự lan tỏa

ra các khu vực xung quanh, đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của không khí nóng ẩm, bụi và các tác nhân ô nhiễm vào tòa nhà để tránh các hiện tượng đọng sương, nấm mốc và bám bụi vào các đồ vật trong tòa nhà

- Hệ thống điều hòa không khí được thiết kế hợp lý với khả năng phục vụ độc lập cho từng khu vực theo các yêu cầu sử dụng riêng biệt, máy có khả năng tự động điều chỉnh công suất theo tải nhiệt thực tế của tòa nhà tại từng thời điểm để nâng cao hiệu quả của hệ thống và tiết kiệm chi phí vận hành

- Hệ thống làm việc tin cậy, vận hành đơn giản, thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa

- Bố trí hợp lý các hệ thống lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ các FCU -Toàn bộ hệ thống thiết kế có sự kết hợp với các hạng mục kỹ thuật khác đặc biệt là không làm ảnh hưởng đến nội thất và cảnh quan của công trình

- Để đảm bảo những tiêu chuẩn trên, hệ thống điều hòa không khí và thông gió được thiết kế trên cơ sở phối hợp đầy đủ các hạng mục sau:

a/ Hệ thống điều hòa không khí

Hình 2.1 Cấu trúc xây dựng của tường

δ, (mm)

Hệ số dẫn nhiệt, λ (W/mK)

E

Hình 2.2 Cấu trúc xây dựng của nền

Hình 2.3 Cấu trúc xây dựng của

δ, (mm)

Hệ số dẫn nhiệt, λ (W/mK)

δ, (mm)

Hệ số dẫn nhiệt, λ (W/mK)

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH 3.1 Chọn cấp điều hòa

Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí việc đầu tiên ta phải tiến hành lựa chọn cấp điều hòa không khí Cấp điều hòa không khí thể hiện chính xác của trạng thái không khí cần điều hòa (nhiệt độ, độ ẩm,…) Tuỳ theo mức độ quan trọng của công trình điều hòa được chia ra làm 3 cấp như sau:

- Hệ thống điều hòa cấp 1 duy trì được các thông số trong nhà ở mọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời Cấp điều hòa này cho độ tin cậy cao nhất nhưng đắt tiền

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 2 duy trì các thông số trong nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200h một năm khi có biến thiên nhiệt độ ngoài trời

cực đại hoặc cực tiểu

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong không gian điều hòa ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400h một năm Hệ thống điều hòa cấp 3 duy trì các thông số trong nhà trong một phạm vi tương đối rộng, độ tin cậy không cao nhưng có ưu điểm là rẻ tiền, chi phí đầu tư ban đầu thấp nên được dùng phổ biến

Đối với công trình này là khách sạn đạt tiêu chuẩn 4 sao Vì vậy ta chọn điều hòa cấp 3 cho công trình này Hơn nữa với quy mô công trình như đã giới thiệu thì chi phí đầu

tư, lắp đặt và vận hành hệ thống ĐHKK ở đây chắc chắn sẽ không nhỏ cho nên ta chọn hệ thống điều hoà tiện nghi cấp 3 Với hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước

3.2 Các thông số thiết kế bên trong và bên ngoài nhà

3.2.1 Chọn thông số tính toán không khí trong nhà

Thông số nhiệt độ và độ ẩm tính toán trong nhà được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 – 1985 Thông số tính toán trong nhà, theo bảng 1.7 [4,22], chọn thông số tính toán trong nhà cho khu vực Nha Trang:

Thông số tính toán cho không gian điều hòa

tT = (25 ± 2)0C

ϕT = (60 ÷ 70)% Chọn thông số để tính toán là: tT = 25

OC, ϕT = 65%

Hình 3.1 Thông số ngoài nhà cho cấp điều hòa không khí 1, 2, 3 theo tiêu chuẩn

TCVN 5687 - 1992

Bảng 3.1 Thông số tính toán không khí trong nhà

Trạng thái lao động

3.2.2 Chọn thông số tính toán không khí ngoài nhà

Công trình được xây dựng tại thành phố Nha Trang, căn cứ vào điều kiện khí hậu tại nơi đây ta chọn các thông số nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời vào mùa hè theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992

Thông số nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời tN, φN vào mùa hè được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992, cụ thể như sau:

- tN = ttbmax (nhiệt độ cực đại trung bình của tháng nóng nhất)

- φN =φ13-15 (Độ ẩm không khí lấy vào thời điểm 13-15h trong ngày của tháng nóng nhất)

Theo bảng 1.7 [4,22] nhiệt độ và độ ẩm của các địa phương dùng để tính toán hệ thống điều hoà không khí trích từ TCVN 4088-1985 ta có các thông số tính toán ngoài trời tN, ϕN của công trình cho hệ thống ĐHKK cấp 3 tại tp Nha Trang như sau:

Bảng 3.3 Thông số tính toán ngoài trời

phù hợp

Tốc độ gió phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe, thói quen…Thông thường tốc độ gió tiện nghi được lấy trong khoảng 0.3 ÷ 1.5 m/s Tuy nhiên, qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ

chịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0.25 m/s

3.3 Tính toán cân bằng nhiệt ẩm

Lựa chọn phương pháp tính toán

Trong không gian điều hòa luôn phát sinh nguồn nhiệt thừa và ẩm thừa Nhiệm vụ

cơ bản của điều hoà không khí là cấp không khí có trạng thái thích hợp sau khi đã được

xử lí nhiệt, ẩm vào không gian điều hòa để khử nhiệt thừa và ẩm thừa đó

Nguồn nhiệt thừa, ẩm thừa là tổng cộng các lượng nhiệt ẩm truyền qua kết cấu bao che của không gian phòng do chênh lệch nhiệt độ, áp suất riêng phần hơi nước trong không khí giữa bên ngoài và bên trong phòng cùng với lượng nhiệt ẩm xâm nhập vào phòng hoặc phát sinh ra bên trong phòng từ các nguồn nhiệt ẩm khác nhau như bức xạ mặt trời, thắp sáng, cơ thể con người…

Có nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu Tuy nhiên có hai phương pháp phổ biến được áp dụng tính toán là phương pháp

truyền thống và phương pháp Carrier Ở đây em chọn phương pháp Carrier để tính cân bằng nhiệt ẩm vì phương pháp này vừa dễ hiểu vừa chi tiết, khoa học

Công trình “ Khách sạn DENDRO GOLD” được xây dựng với mục đích là khách

sạn Nó bao gồm 23 tầng, do kiến trúc các tầng khác nhau nên trong quá trình tính toán nhiệt ta phải tính cho riêng từng tầng Tổng nhiệt hiện thừa, nhiệt ẩm thừa của công trình

là lượng nhiệt hiện thừa, nhiệt ẩm thừa của cả 23 tầng Dựa vào lượng nhiệt thừa tính toán được của mỗi tầng mà ta sẽ phân phối số lượng các dàn lạnh có công suất phù hợp

Năng suất lạnh của hệ thống Q0 là tổng nhiệt thừa, nhiệt ẩm của công trình:

QhN

Giótươi

Q5â

Gió lọt hiện

Nhiệt toả Q3 NgườiQ4

Q2

Nguồn khác

Q6

3.3.1 Lượng nhiệt bức xạ qua kính Q 11

Khách sạn DENDRO GOLD là một công trình theo hướng Bắc Nam Đa số các cửa kính đều thẳng đứng theo kiến trúc của công trình, kính được lựa chọn sao cho hạn chế tối

đa lượng nhiệt bức xạ mặt trời xâm nhập vào phòng nhưng vẫn đảm bảo đủ độ sáng trong phòng, tạo cảm giác thoải mái và tính thẩm mĩ của công trình

Để xác định hướng nhận bức xạ nhiệt chính của công trình, ta tiến hành tính toán riêng cho từng hướng khác nhau

Nhiệt bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức:

Q11 = nt x Q11’ (3.1)

Trong đó:

- nt : Hệ số tác động tức thời, được chọn căn cứ vào hướng bức xạ, thời điểm bức xạ của hướng có nhiệt bức xạ lớn nhất Hệ số nt = f(gs) với gs ( kg/m2 sàn ) là giá trị mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che ( bao gồm: tường, trần, sàn ) Giá trị của gs tính như sau:

Q : Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng (W)

Vì tất cả các cửa đều lắp kính khác kính cơ bản và bên trong không có rèm che nên '

11

Q được tính theo công thức sau:

Q’11 = FxRFxεcx εđsx εmmx εkhx εmx εr (3.3) Trong đó:

- εc: Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển Được tính theo biểu thức:

- εmm:Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không có mây mù thì εmm= 1

- ε : Hệ số ảnh hưởng của khung, khung kim loại chọn kh ε = 1.17 kh

- ε : Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản m

- εr: Hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính Toàn bộ cửa sổ, cửa ra vào của các phòng ở khách sạn đều sử dụng một loại kính như nhau: kính trong phẳng, dày 6 mm

Theo bảng 4.3[4,153] ta chọn ε = 0.94 Vì có rèm che (mành mành màu sáng) nên ta lấy m

εr = 0.56 Từ đó ta có giá trị các hệ số liên quan được cho ở bảng dưới

Bảng 3.4 Bảng liệt kê giá trị các hệ số liên quan

- F: Diện tích cửa kính có tính cả khung

- RF: Bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m2)

max(W / 2)

0.88

T N

R

Giá trị của RTmax phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính

Nha Trang ở vĩ độ 10, tra bảng 4.2 [4,152], ta có các giá trị của RTmax như sau:

- Rtmaxbắc = 126 (W/m2)
RNbắc = 143.2 (W/m2)

Tính toán ví dụ cho tầng 6 phòng 6F1 Các thông số:

- Chiều dài phòng 8.865m, chiều rộng phòng 3.8m

- Lấy vật liệu tường có khối lượng 331 kg/m2, của sàn 720 kg/m2

Tương tự tính toán cho tất cả các phòng Kết quả tính toán xem phụ lục 1

Mái bằng của phòng điều hòa có 3 dạng:

Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa khi đó ∆ = 0, Q21 = 0 Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa khi đó

)(

Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một toà nhà điều hòa, nghĩa là bên trên

cũng là không gian điều hòa khi đó t∆ = 0

Trong công trình này thì toàn bộ các phòng tầng 20 trên trần không điều hòa do đó

có tổn thất nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ, nó chịu 2 thành phần nhiệt là tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà, bức xạ mặt trời hấp thụ vào mái làm cho mái nóng dần lên, lượng nhiệt hấp thụ một phần truyền qua kết cấu của trần vào không gian điều hòa phía dưới và một phần nhiệt tỏa ngay vào không khí ngoài trời bằng đối lưu và bức xạ

Tính toán nhiệt truyền qua mái và chênh lệch nhiệt độ Q21

Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời mái dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt Một phần lượng nhiệt hấp thụ tỏa ngay vào không khí ngoài trời do bức xạ và đối lưu Một phần truyền qua kết cấu mái vào trong phòng điều hòa và tỏa vào trong đó bằng đối lưu và dẫn nhiệt Chính vì lý do này mà ta cần phải đi xác định lượng nhiệt này Việc xác định dòng nhiệt này tương đối phức tạp người ta thường tính toán gần đúng bằng biểu thức:

Q21 = kxFx∆ttđ (W) (3.7)

Trong đó:

F: Diện tích trần

∆ttđ: Hiệu nhiệt độ tương đương

∆ttđ = 1 do có mái che

tN: Nhiệt độ không khí ngoài trời, tN = 33.7 (oC)

tT: Nhiệt độ không khí bên trong không gian điều hòa, tT = 25 (oC)

k - hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu và vật liệu làm mái

Hình 3.3 Kết cấu trần mái

Tra bảng 4.9 [4,163] : trần bê tông dày 150 mm lớp vữa xi măng cát dày 25 mm trên có lớp bitum, 437 (kg/m2) Ta chọn k = 1.62

• Tính ví dụ cho phòng 6F1 : do phòng 6F1 nằm giữa các phòng điều hòa nên ta có

Q21 =0 Kết quả tính toán xem phụ lục 1

Nhiệt truyền qua vách Q22 bao gồm 2 thành phần:

- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà ∆t = tN - tT

- Do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên ta coi lượng nhiệt này là không đáng kể Nên nhiệt truyền qua vách chủ yếu là do chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài nhà

Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau:

Q22 = ∑Qi = kixFix∆t (3.8)

= Q22t + Q22k + Q22g (W)

Trong đó:

ki: Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, kính, gỗ (W/m2K)

Fi: Diện tích tường,kính,gỗ tương ứng (m2)

Nhiệt truyền qua tường được xác định theo biểu thức:

T i

i

ρα

11

1

(W/m2K) (3.10)

αN: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường [3,166]

- Khi tiếp xúc với không khí ngoài trời, ta chọn αN = 20 (W/m2K)

- Khi tường tiếp xúc với không gian đệm (hành lang) αN = 10 (W/m2K)

αT: Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, αT = 10 (W/m2K) [3,166]

δi: Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường (m)

λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường (W/mK)

Theo kết cấu xây dựng của tường bao đã cho ở bảng 2.2, ta xác định được hệ số truyền nhiệt k của tường bao:

- Với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời:

Q22t = Fx2.03x8.7 (W)

Có 3 trường hợp xảy ra :

- Trường hợp 1 : tường tiếp xúc với phòng điều hòa

- Trường hợp 2 : tường không tiếp xúc với phòng điều hòa (tiếp xúc với không khí bên ngoài)

- Trường hợp 3 :tường tiếp xúc với hành lang

Đối với 3 trường hợp này, ta coi chênh lệch nhiệt độ giữa mặt tường có tiếp xúc với phòng có điều hòa ∆t = 0, do đó ta chỉ tính toán đối với mặt tiếp xúc với không khí bên

ngoài và tiếp xúc với hành lang Đối với tường tiếp xúc với hành lang ta có chênh lệch nhiệt độ ∆t = 28 – 25 = 3 oC

• Tính toán ví dụ đối với phòng 6F1

Các thông số kỹ thuật của phòng 6F1 :

- Tường Đông tiếp xúc với phòng điều hòa 6F2 và tiếp xúc với hành lang

- Tường Nam, Tây tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài

- Tường Bắc tiếp xúc với phòng điều hòa 6F15

Nhiệt truyền qua tường hướng Tây, Nam, Đông vào phòng 6F1:

Vậy nhiệt truyền qua tường hướng vào phòng 6F1: Q6F122t =406.9 (W)

Tính toán tương tự đối với từng phòng riêng biệt, ta tính được lượng nhiệt truyền qua

tường xâm nhập vào từng phòng Kết quả tính toán xem phụ lục 1

Nhiệt truyền qua kính được xác định theo biểu thức:

Q22k = ∑kkxFkx∆t (W) (3.11)

Trong đó:

Fk: Diện tích kính (m2)

∆t: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài cửa

- Với cửa tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời:

∆t = tN – tT = 33.7 – 25 = 8.7 (oC)

kk: Hệ số truyền nhiệt qua cửa kính (W/m2K)

Cửa sử dụng loại kính trong phẳng, khung kim loại Tra bảng 4.13 [4,169], ta có hệ số truyền nhiệt qua cửa kính kk = 5.89 (W/m2K)

• Tính ví dụ cho phòng 6F1

Một số thông số kỹ thuật liên quan: