Điều hịa khơng 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 triên 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 cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước cùng với sự phát triển đó thì nhu câu về thiết bị lạnh cũng tăng theo
nhanh chóng Việt nam là một thị trường đây tiềm năng của rất nhiêu hãng sản xuất, kinh doanh máy và thiết bị dùng cho hệ thống điều hịa khơng khí
Điều hịa khơng khí có vai trị quan trọng đối với sức khỏe con người và sản xuất Hệ thống điều hồ khơng 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 âm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm và độ âm tương đối cao Đối với các ngành kinh tế sản xuất, ngày nay người ta không thê tách rời kỹ
thuật điều hồ khơng 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 khơng 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
năm vững các kiến thức cơ bản, các phương pháp tính tốn thiết kế thì việc tìm hiểu các công việc liên quan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa là rất cần
Trang 2Đề tài gồm những nội dung chính sau:
Chương 1: Tông quan về điều hịa khơng khí Chương 2: Tính tốn cân bằng nhiệt âm
Chương 3: Lựa chọn hệ thống điều hịa khơng khí và bố trí các thiết bị
chính của hệ thống
Chương 4: Tính tốn thiết kế hệ thống vận chuyên và phân phối khơng khí
Chương 5: Các biện pháp thi công, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện dé tai song không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thây cô cùng bạn đọc
Em xin chân thành cảm ơn
Hà Nội tháng 10 năm 2007 Sinh viên thực hiện
Trang 31.1 Lịch sử phát triển của điều hịa khơng khí
Ngay từ thời cỗ đại con người đã biết dùng lửa sưởi âm vào mùa đông và dùng quạt hay tìm vào các hang đá mát mẻ vào mùa hè
Năm 1845 bác sĩ người Mỹ là John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên để điều hịa khơng khí(ĐHKK) cho bệnh viện tư của ông
Năm 1850 nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên
đưa ra dự án ĐHKK bằng máy lạnh nén khí
Năm 1894, Cty Linde đã xây dựng một hệ thống ĐHKK bằng máy lạnh
ammoniac dùng làm lạnh và khử âm khơng khí mùa hè
Đầu những năm của thế kỷ 18 thì con người đã có những tiến bộ lớn
trong lĩnh vực này.đúng vào thời điểm này thì xuất hiện một nhân vật quan trọng đã đưa nghành ĐHKK của Mỹ cũng như của thế giới đến một bước phát triển vượt bậc, đó chính là Willis H Carrier Chính ơng là người đưa ra định nghĩa ĐHKK là kết hợp sưởi âm, làm lạnh, gia âm, hút âm, lọc và rửa khơng khí, tự động duy trì khơng chế trạng thái khơng khí không đổi phục vụ moi yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ
Năm 1911, Carrier lần đầu tiên xây dựng âm đồ của khơng khí âm và
cắt nghĩa tính chất nhiệt của khơng khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái khơng khí u câu ông là người đi đầu trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như phát minh, thiết kế, chế tạo ra các thiết bị và hệ
thống ĐHKK
Trang 4hồ khơng khí có ý nghĩa quan trọng đối với đời sông con người và sản xuất Cùng với sự phát triển của kinh tế cả nước trong những năm gần đây thì nhu cầu về kỹ thuật lạnh nói chung và điều hồ khơng khí nói riêng đang gia tăng mạnh mẽ Có thể thấy rằng hầu như trong tất cả các nhà cao ốc, văn phòng, bệnh viện, khách sạn, nhiều phân xưởng sản xuất đã được trang bị hệ thống điều hồ khơng khí nhằm tạo môi trường dễ chịu và tiện nghi cho con người
Đối với nước ta nhu cầu về điều hoà khơng khí là rất lớn, các thiết bị được
nhập từ nhiều nước khác nhau ngày một nhiều và hiện đại 1.2 Vai trò của điều hịa khơng 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 ra cho con người điều kiện vi khí hậu thích hợp Bởi vì nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở khoảng 37C (đối với người bình thường) Do đó dé duy tri ôn định nhiệt độ của phần bên trong cơ thể, con người luôn thải ra một lượng nhiệt ra môi trường xung quanh Quá trình thải nhiệt này thơng qua 3 hình thức cơ bản: đối lưu, bức xạ và bay hoi Dé qua trình thải nhiệt đó diễn ra thì phải tạo ra một khơng gian có nhiệt độ và độ âm
phù hợp với cơ thể con người Hệ thống điều hoà khơng khí để tạo ra môi
trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc song cao hon
Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng âm gió mùa, nhiệt độ trung
bình năm và độ âm tương đối cao Với nhiệt độ và độ âm cao cộng vào đó là
bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là những tồ nhà có kiến trúc hiện đại có
Trang 5nhân dân ngày càng được cải thiện, cho nên điều hoà khơng khí dân dụng đang phát triển mạnh mẽ Do đó mà điều hồ khơng khí khơng cịn xa lạ với người dân thành thị
Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện đã trang bị hệ thống điều hồ khơng khí trong các phòng điều trị bệnh nhân để tạo ra môi trường vi khí hậu tơi ưu giúp người bệnh nhanh chóng phục hồi sức khoẻ Điều hồ khơng khí tạo ra
các phịng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đôi của không khí và
nhiệt độ, độ âm được khống chế ở mức tối ưu đề tiến hành các quá trình y học
quan trọng
1.3 Vai trò của điều hịa khơng khí đối với sản xuất
Trong công nghiệp ngành điều hồ khơng khí đã có bước tiễn nhanh chóng Ngày nay người ta không thê tách rời kỹ thuật điều hồ khơng 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 Đề 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 khơng khí như thành
phần độ âm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hại khác 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 20°C đến 22°C, độ âm từ 50 đến 60% Trong ngành cơ khi, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học, độ
Trang 6trọng Khi độ ầm khơng khí cao, độ dính kết, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn, ngược lại độ ầm quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ bị ø1ảm
Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiều quá trình cơng nghệ địi hỏi có mơi trường khơng khí thích hợp Nếu độ âm quá thấp sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giảm khối lượng và chất lượng sản phẩm Ngược lại độ am quá cao cộng với nhiệt độ cao thì đó là mơi trường tốt cho vi sinh vật phát triên làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc phân huỷ sản phẩm Bên cạnh đó lượng nhiệt và hơi âm toả ra bên trong phân xưởng tương đối lớn, thường xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt kết câu bao che hoặc bề mặt thiết bị, máy móc gây mất vệ sinh tạo điều kiện cho vi khuẩn, vi sinh vật phát trién Tất cả các vẫn đề bắt lợi đó đều có thể giải quyết băng điều hoà khơng khí
Trong cơng nghiệp chế biến và sản xuất chè, quá trình vo chè, ủ lên
men có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng trong lá chè tiếp xúc với khơng khí
và oxy hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hoá khác tạo ra các axit amin, giữ màu sắc và hương vị thơm ngon của chè Các quá trình này đòi hỏi
phải được tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ âm thích hợp
Các thông số của môi trường khơng khí trong các nhà máy sản xuất phim, giấy ảnh cũng cần được duy trì ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ
thống điều hồ khơng khí Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm
giảm chất lượng sản phẩm Nhiệt độ cao trong phân xưởng làm nóng chảy lớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phim Ngược lai độ âm cao làm cho sản phẩm dính
Trang 7ta sử dụng hiệu ứng lạnh ở thiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng
nguôn nhiệt lẫy từ thiết bị ngưng tụ
Ở các nước tiên tiến, các chuồng trại chăn nuôi của công nghiệp sản xuất thịt sữa được điều hoà khơng khí để có thể đạt được tốc độ tăng trọng cao nhất, vì gia suc va gia cam can có khoảng nhiệt độ, độ ầm thích hợp dé tăng trọng và phát triển Ngoài khoảng nhiệt độ và độ âm đó, q 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
Cịn rất nhiều q trình công nghệ khác cần đến hệ thống điều hồ khơng khí để đảm bảo duy trì các thơng số nhiệt độ, độ âm của không khí
thích hợp đem lại hiệu quả sản xuất cao
1.4 Các hệ thống điều hòa khơng khí dùng trong thực tế hiện nay 1.4.1 Máy điều hòa cục bộ
Máy điều hồ cục bộ gồm có hai loại chính là máy điều hoà cửa số và máy điều hoà loại tách năng suất đến 7 kW (24.000 Btu/h) Đây là loại máy
nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuôi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ thích hợp với các căn hộ nhỏ
Nhược điểm cơ bản của hệ thống là rất khó lắp đặt cho các văn phòng
lớn, hội trường, phân xưởng, các toà nhà cao tầng như khách sạn, văn phòng
Trang 8nén, dan ngung, dan bay hoi, quat dan lanh, quat dan ngung, cac thiét bi diéu khién déu duoc lap đặt trong một vỏ gọn nhẹ
Ưu nhược điểm của hệ thông điều hoà cục bộ:
- Chỉ cần cắm điện là máy chạy không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao
- Có sưởi mùa đơng băng bơm nhiệt
- Có khả năng lẫy gió tươi qua cửa lay gió tươi
- Nhiệt độ phòng được điều chỉnh bằng thermostat với độ dao động
tương đối lớn, độ âm tự biến đôi theo nên không khống chế được độ 4m, điều
chỉnh theo ché d6 on-off
- Khả năng làm sạch khơng khí kém
- Độ ồn cao
- Khó bố trí hơn so với loại 2 cục Phải đục một khoảng tường tương đối rộng bằng máy Không lắp đặt được cho phịng khơng có tường trực tiếp ngoài trời
- Thích hợp cho các phịng nhỏ, căn hộ gia đình Khó sử dụng cho các tồ nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan phá vỡ kiến trúc
2) Máy điều hoà loại tách
Trang 9Ưu điểm của máy điều hoà loại tách là dễ lắp dặt, dễ bó trí dàn lạnh và
dàn nóng, ít phụ thuộc hơn vào kết câu nhà, tiết kiệm diện tích lắp đặt, đảm
bảo thầm mỹ cao
Nhược điểm chủ yếu là không lay được gió tươi nên cần có quạt gió tươi, đường ong gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn, giá thành đắt hơn Khi hoạt động gây ồn bên ngoài làm ánh hưởng đến các hộ xung quanh
1.4.2 Hệ thống điều hịa tơ hợp gọn
1) Máy điều hoà tách
a Máy điều hồ tách khơng ống gió
Cụm dàn nóng của máy điều hồ tách có kiêu quạt hướng trục thôi nên trên với 3 mặt dàn lạnh, cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều so với loại tách của hệ thống cục bộ, ngoài loại treo tường cịn có loại treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tường
Ưu nhược điểm của loại máy này giống như máy cục bộ hai cụm,
nhược điểm chính của máy này là khơng có khả năng lấy gió tươi nên cần có quạt thơng gió đặc biệt cho các không gian nhiều người, khi gió lọt qua cửa không đủ cung cấp oxy cho phòng
b Máy điều hồ tách có ống gió
Máy điều hồ tách có ống gió thường gọi là máy điều hoà thương
nghiệp kiêu tách, năng suất lạnh từ 12.000 Btu/h đến 240.000 Btu/h Dàn lạnh
được bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thê lắp thêm ống gió để phân phối
đều gió trong phịng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác
Trang 10c Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa
Đa số các máy điều hòa tách đều có máy nén bồ trí chung với cụm dan nóng Nhưng trong một số trường hợp máy nén lại nằm trong cụm dàn lạnh, người ta gọi đó là máy nén có dàn ngưng đặt xa
Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng có ưu nhược điểm của máy điều hoà tách, nhưng do máy nén bố trí ở cụm dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao Chính vì điều đó mà máy điều hồ dàn ngưng đặt xa không thích hợp cho điều hồ tiện nghi, chỉ nên dùng loại máy này cho điều hịa cơng nghệ hoặc thương nghiệp, những nơi chấp nhận được độ ồn của máy
2) Máy điều hòa nguyên cụm
a Máy điều hòa lắp mái
Máy điều hòa lắp mai (Rooftop Air Conditioner) là loại máy điều hịa ngun cụm có năng suất trung bình và lớn, chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghiệp Cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm có cột áp cao Máy được bồ trí ống phân phối gió lạnh và ống hồi gió Ngoài khả năng lắp trên mái của phịng điêu hồ cịn khả năng lắp mái ở ban công hoặc trên mái hiên
Các loại máy điều hoà lắp mái loại đời mới có nhiều ưu điểm hơn như
máy nén xoắn ốc nhẹ hơn 10% và gọn hơn 30% so với máy pittơng, làm cho
kích thước máy gọn nhẹ hơn nhiều Ưu điểm khác của máy nén xoắn ốc là đỡ
rung và ôn nhiều hơn so với máy nén pittông
b Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước
Do bình ngưng của máy giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và khơng gian lắp đặt lớn như giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng
máy nén và dàn bay hơi thành một tơ hợp hồn chỉnh Tồn bộ máy và thiết bị
Trang 11đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước Tủ có cửa gió cấp để lắp đường ống phân phối và có cửa gió hồi cũng như cửa gió tươi, các phin lọc trên các đường ống gió
Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước có ưu điểm cơ bản là:
- Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ
tin cậy cao, tuổi thọ và độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nỗi với hệ thông nước làm mát và hệ thống ống gió nếu cần là có thê hoạt động
được
- Vận hành kinh tế trong điều kiện thay đồi
- Lap đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành, bảo dưỡng, vận chuyên dễ dàng
- Bố trí dễ dàng trong các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu thị chấp nhận được độ ôn cao
1.4.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 1) Khái niệm chung
Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh đề
làm lạnh khơng khí qua các dàn trao đối nhiệt FCU và AHU Hệ thống điều
hoà trung tâm nước bao gồm:
- Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường
tir 12°C xuống 7C
- Hệ thống ống dẫn nước lạnh - Hệ thống nước giải nhiệt
- Nguồn nhiệt đê sưởi âm dùng để điều chỉnh độ âm và sưởi ẫm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp
- Các dàn trao đôi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm khơng khí bằng nước
nong FCU ( Fan Coil Unit) hoac AHU (Air Hanling Unit)
Trang 12- Hệ thống tiêu âm và giảm âm
- Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và triệt khuẩn cho không khi
- Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ âm phòng, điều chỉnh Ø1Ĩ tươi,
gió hồi và phân phối khơng khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng
như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống
Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản sau:
- Có vịng tuần hồn an tồn là nước nên khơng sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rị rỉ mơi chất lạnh ra ngồi
- Có thể khống chế nhiệt âm trong khơng gian điều hồ theo từng phịng riêng rẽ, ơn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất
- Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc mà không làm mất cảnh quan
- So với ống gió thì ống nước nhỏ hơn, do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng
- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao đáp ứng mọi yêu cầu vệ độ sạch bui ban, tap chất và mùi
- It phải bảo dưỡng, sửa chữa
- Năng suất lạnh hầu như không bị hạn chế So với hệ thống điều hoa VRV, vòng tuần hồn mơi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên dễ kiểm sốt
Nhược điểm:
- Vì dùng nước làm chất tái lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn hơn
- Cần phải bố trí hệ thống lẫy gió tươi cho các FCU
- Vân đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay hứng nước ngưng khá phức tạp
Trang 13- Cần định kỳ sửa chữa, báo dưỡng định kỳ máy lạnh và các dàn FCU và AHU
2) Máy làm lạnh nước (Water chỉller) a Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước thường là một tô hợp hoàn chỉnh nguyên cụm bao gồm có máy nén, bình ngưng giải nhiệt nước, bình bay hơi và các thiết bị phụ khác Tất cả mọi công việc lắp ráp, thử bên, nạp gas đều được tiễn hành tại nhà máy chế tạo nên chất lượng rất cao, chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệ thống nước lạnh là máy có thể vận hành được ngay
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước thường được sử dụng với bơm và
tháp giải nhiệt nước để tiết kiệm nước giải nhiệt
b Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió
Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt nước ở dàn ngưng tụ làm mát bằng gió Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng giải nhiệt gió kém nên diện tích trao đơi nhiệt của dàn lớn hơn, cồng kénh hơn nên làm cho năng suất lạnh của một tổ hợp máy nhỏ hơn so với máy làm lạnh nước giải nhiệt nước
Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được hệ thông nước làm mát như bơm, tháp giải nhiệt, đường ống nước Máy thường đặt trên mái nên cũng đỡ tốn diện tích sử dụng, tuy nhiên vì trao đối nhiệt ở dàn ngưng kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén
cao hơn và điện năng tiêu thụ lớn hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm
Trang 141.4.4 Máy điều hòa VRV
Do các hệ thống ống gió CAV (Constant Air Volume) và VAV (Variable Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ âm của phòng quá céng kênh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống nên hãng Daikin của Nhật Bản đã đưa ra giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) 1a điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều
chỉnh lưu lượng môi chất Thực chất là phát triển máy điều hoà tách về năng
suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng, tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa các cụm dàn nóng và dàn lạnh để có thể
ứng dụng cho các toà nhà cao tầng như văn phịng, khách sạn Vì đối với
những toà nhà cao tầng từ trước đến nay chỉ có hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh và ống gió đảm nhận, nhưng so với hệ thống ống gió thì hệ thống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều
Máy điều hoà VRV chủ yếu dùng cho điều hồ tiện nghi và có các đặc điểm sau:
+ Tổ ngưng tụ có hai máy nén trong đó một máy nén điều chỉnh năng
suất lạnh theo kiểu on-off, còn một máy điều chỉnh bậc theo may bién tan nén số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm nhiều bậc điều chỉnh, đảm bảo tiết kiệm
năng lương rất hiệu quả
+ Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng kết nối trong mạng điều khiến trung tâm
+ Các máy VRV có dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 7 kW đến hàng ngàn kW cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng
Trang 15tới 150m tạo điều kiện cho việc bố tri may dễ dàng trong các toà nhà cao tang, văn phòng, khách san ma trước đây chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm
+ Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên Dai kin đã dùng máy biến tần điều chỉnh năng suất lạnh, làm cho hệ thống lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ thống máy thông dụng
+ Độ tin cậy cao do các chị tiết được lắp rap, chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng 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 tam qua internet
+ Ño với hệ thống trung tâm nước, hệ VRV rất gon nhe vi cum dan nóng bồ trí trên tầng thượng hoặc bên sườn toa 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 9 kiêu dàn lạnh khác nhau với tôi đa 6 cấp năng suất lạnh rất đa dạng và phong phú, đáp ứng nhu cầu thâm mỹ đa dạng của khách hàng
+ Có thê kết hợp làm lạnh và sưởi âm phòng trong cùng một hệ thống
kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao
Những lợi thế của hệ thống VRV so với hệ thống trung tâm nước:
+ Hé thong thơng thường điều hồ khơng khí cho tồn bộ toà nhà, trái
lại hệ thông VRV chỉ làm lạnh riêng lẻ cho từng phòng Do đó tất lý tưởng
cho việc bố trí đối với từng loại cao ốc điển hình Hơn thế nữa, có thê điều
khiển chính xác theo từng mức độ phù hợp với điều kiện của mỗi phòng Điều
khiến riêng biệt tạo ra tính kinh tế và hiệu quả hơn cho hệ thống
Trang 16+ Tiết kiệm không gian lắp đặt: hiệu quả sử dụng không gian được nâng cao do máy nhỏ gọn, chiều dài ống lớn và có khả năng đáp ứng một hệ
thống khơng khí cỡ lớn chỉ với tuyến ống đơn
+ Linh hoạt trong thiết kế:
- Đường ống cho phép linh hoạt hơn khi thiết kế hệ thông
- Công nghệ máy nén mới loại bỏ việc cần tính tốn đường ống, rút ngăn thời gian thiết kế
- Dé dàng thay đổi cách bố trí do công suất dàn lạnh có thê đạt đến 130% cơng suất dàn nóng
+ Độ tin cậy tối đa:
- Chức năng tự chuẩn đoán giúp kiểm tra và phát hiện các sự cơ nhanh chóng và chính xác
- Chức năng tự khởi động lại đảm bảo hệ thống hoạt động lại có chế
độ cài đặt đã định trước ngay cả khi làm gián đoạn hoạt động của hệ thống + Lắp đặt đơn giản:
- Thiết bị nhỏ gọn và nhẹ có thể được vận chuyên bằng các phương pháp nâng thông thường
- Số lượng ống ít hơn giúp việc bồ trí đơn giản hơn, việc kiểm tra sau khi lắp đặt không quá phức tạp
Trang 17Chuong 2 TINH TOAN CAN BANG NHIET AM
2.1 Giới thiệu cơng trình
“Nhà làm việc của tổng công ty viễn thông quân đội Viettel”, là một
tòa nhà lớn có kiến trúc hiện đại, tọa lạc trên mặt bằng rộng khoảng hơn 1700
m” ,với 17 tầng bao gồm 1 tầng hầm và 1 tầng mái, cao hơn 50m năm tại Số 1
Giang Văn Minh Hai mặt chính của tòa nhà đối diện với 2 con đường lớn của
thành phố Hà Nội là đường Giang Văn Minh và đường Kim Mã Tòa nhà được xây dựng với mục đích làm văn phịng làm việc
Cơng trình cũng góp phần làm cho cảnh quan của thủ đô thêm hiện đại hơn, to đẹp và đàng hồng hơn, góp phần nâng cao văn hoá, văn minh, lịch sự Hà Nội
Tòa nhà được xây dựng với kết câu trụ bê tông và dầm vững chắc tường bao gồm hai lớp gạch đỏ day 200 mm, bên ngồi có lớp vữa trát dày 20 mm và sơn màu Ngoài tường thì tịa nha chủ yếu sử dụng kính để làm vật liệu bao ngoài và ngăn giữa các phòng Cửa ra vào là cửa bằng kính khung nhơm, cửa sơ của tất cả các phòng cũng là cửa kính khung nhôm Trang bị nội thất của tòa nhà chủ yếu là máy móc vi tính, thiết bị chiếu sáng và bàn ghế phục vụ cho làm việc
Tầng hầm của tòa nhà có diện tích khoảng 900m” dùng làm nơi đặt phòng bảo vệ, bể nước và trạm bơm nước sinh hoạt, làm gara để ôtô, xe may, có sảnh thang bộ đi lên tầng 1
Tầng 1 của tòa nhà là một không gian lớn bao gồm phịng giao dịch có
diện tích 110m”, một sánh chính có diện tích 345m” dùng làm nơi đợi của
Trang 18Tầng 2 có khơng gian sảnh diện tích là 180m” một phần thông với tầng 1, có khu vệ sinh, thang máy cũng như cầu thang bộ Một phòng họp diện tích 110m’, phịng giới thiệu sản phẩm rộng 82m, trung tâm dịch vụ 120m”, một hiên nghỉ và 1 khu phục vụ mỗi phòng 25 mổ
Tầng 3+5 là các tầng có đặt các trung tâm nghiên cứu và ứng dụng
công nghệ của hệ thống thông tin liên lạc, mỗi phịng có diện tích 500m”,
ngồi ra mỗi tầng cịn có một phòng kỹ thuật điều hòa là nơi làm việc của bộ phận vận hành và giám sát hệ thống ĐHKK Cịn có khơng gian hành lang thang máy và cầu thang bộ
Tang 6+15 của tịa nhà có cấu trúc giống nhau, bao gồm một phòng rộng 370 m” dùng làm văn phòng làm việc Đồng thời cịn có 3 hiên nghỉ, mỗi hiên nghỉ có diện tích 25m” dùng làm nơi nghỉ ngơi cho nhân viên Có hành lang cầu thang bộ và thang máy, khu vệ sinh
Tầng 16 là tầng mái Ở tầng mái chỉ là tường bao có thể dùng làm nơi
đặt một số thiết bị của hệ thống ĐHKK
Các tầng từ tầng 3 đến tầng 15 của tịa nhà khơng có tường ngăn cách giữa các phòng của từng tầng mà chỉ ngăn cách bởi các tấm lửng bằng thạch cao có chiều cao từ 1,5m đến 2m
Hệ thống điều hồ khơng khí cần phục vụ cho tồn bộ diện tích từ tầng 1 đến tầng 15 trừ các phòng kho và vệ sinh Các khu vệ sinh có đường thơng gió thải Các cầu thang cần bố trí hệ thống quạt áp dương đề thoát nạn khi có hoả hoạn
2.2 Chọn các thông số thiết kế
Trang 19Đối với văn phòng làm việc và các phòng nghỉ ngơi thì các thơng số được chọn theo yêu câu tiện nghi của con người Yêu cầu tiện nghi được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 — 1992.[3.tr1 1]
Mùa hè:
- Nhiệt độ khơng khí trong nhà: tr = 25°C + 2°C
- Độ âm tương đối trong nhà: (@r= 65% + 5%
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị I-d của khơng khí ầm, ta tìm được các thơng số cịn lại:
- Entanpi: Ir = 58 kJ/kg
- Độ chứahơi: dr= 13 g/kg khơng khí âm
Đối với các hành lang, sảnh, để tránh sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa các vùng gây ra sốc nhiệt đối với con người, vì vậy ta dùng không gian của các hành lang, sảnh này làm không gian đệm, tại các vùng này ta chọn các thông số nhiệt độ và độ âm như sau:
- Nhiệt độ không gian đệm: tụi = 30C - Độ âm không gianđệm: yr, = 65%
Dựa trên đồ thị I-d của khơng khí ầm ta tìm được các thơng số còn lại:
- Entanp!: Iuu = 74 kJ/kg
- Độ chứa hơi: dụ = 17 g/kg khong khí âm
Kết quả xác định các thông số thiết kế trong nhà tại bảng 1.2 Bảng 1.2 Các thông số thiết kế trong nhà
Thông số
Không gian | Nhiệt độ Độ âm Entanpi Độ chứa hơi
°C % kJ/kg g/kg
Trong nha 25 65 58 13,0
Hanh lang 30 65 74 17,0
Trang 202) Gió tươi và hệ số thay đối khơng khí
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 — 1992, lượng gió tươi cho một người một giờ đối với phần lớn các cơng trình là 20 mỶ/h Tuy nhiên lượng gió tươi khơng được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn Như vậy việc chọn gió tươi phải đáp ứng được 2 điều kiện sau:
- Đạt tối thiêu 20 m”/h.người
- Đạt tối thiêu 10% lưu lượng gió tuần hồn (Phương pháp Carrier không yêu cầu điều kiện này)
Trong đó lưu lượng gió tuần hồn bằng thể tích phịng nhân với hệ số
thay đổi không khí
Hệ số thay đổi khơng khí:
- Phịng làm việc, văn phòng: 3 + 8 m”/h/(m”/phòng) 3) Độ ồn cho phép
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần được khống chế, đặc biệt đối với một số cơng trình đặc biệt như phòng studio, phòng ghi âm Độ ồn cho phép của bộ xây dựng đã ban bó tiêu chuẩn về tiếng ồn TCVN 175 - 90 quy định về mức ồn cho phép, theo bảng 1.5[3]
đối với phòng làm việc là 45 + 50 dB
4) Tốc độ khơng khí
Tốc độ khơng khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đơi
nhiệt và thốt mô hôi giữa cơ thê với môi trường xung quanh Khi tốc độ lớn,
cường độ trao đôi nhiệt, ẩm tăng lên Vì vậy đứng trước gió cảm thấy mát và thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ âm và nhiệt độ
Trang 212.2.2 Chọn các thơng số tính tốn ngồi nhà
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hồ khơng khí được chia làm 3 cấp như sau:
Điều hồ khơng khí cấp 1: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy cao
nhất, duy trì các thơng số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không
phụ thuộc vào biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa
đông đã ghi nhận được trong nhiều năm
Điều hồ khơng khí cấp 2: Là điều hồ khơng khí có độ tin cậy trung
bình, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 2007 trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đơng
Điều hồ khơng khí cấp 3: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy thấp,
duy trì được các thơng số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400 trong 1 năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của mùa hè và mua dong
Điều hoà khơng khí cấp 1 tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chỉ phí
đầu tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những cơng trình điều hoà tiện nghi đặc biệt quan trọng trong các cơng trình điều hồ cơng nghệ
Các cơng trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4 — 5 sao, bệnh viện quốc tế thì nên chọn điều hồ khơng khí cấp 2
Trên thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hồ khơng khí khách sạn, văn phịng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện chỉ cần điều hoà cấp 3 Điều hoà cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thường được sử dụng cho các cơng trình trên
Trang 22Đây là một cơng trình công cộng sử dụng làm văn phòng làm việc nên đòi hỏi chế độ nhiệt âm không khắt khe, đồng thời căn cứ yêu cầu của chủ đầu tư nên phương án cuối cùng được lựa chọn là điều hồ khơng khí cấp 3
Thơng số ngồi nhà chọn cho điều hoà cấp 3 theo tiêu chuân Việt Nam
TCVN 5687 - 1992 biểu diễn trên đồ thị I - d của khơng khí âm Điều kiện khí hậu lẫy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 - 85.Bảng 1.6[3]
Kết quả xác định các thông số thiết kế ngoài nhà tại báng 1.3 Bảng 1.3 Các thông số thiết kế ngoài nhà
Mùa nóng Mùa lạnh Cấp ĐHKK | Nhiệt độ Độ ấm Nhiệt độ Độ ẩm °C % °C %
Cap 3 tromax Qn = 913-15 tromin Qn = Q13-15
Trong do:
tinmax: nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất; tin: nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất;
(@1a-¡s: độ âm lúc 13 + 15h của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất ghi nhận
theo TCVN 4088 — 1985
Theo bảng 1.7 [3] xác định được thông số tính tốn ngồi trời cho khu vực Hà Nội như sau:
Mùa hè: - Nhiệt độ: t = 32,8°C - DO 4m : Qn = 66%
Trang 23Bảng 1.4 Các thông số thiết kế ngoài nhà cho ĐHKK cấp 3 tại Hà Nội dùng cho cơng trình Thông số
Mùa Nhiệt độ Độ âm Entanp1 Độ chứa hơi
°C % kJ/kg g/kg
He 32,8 66 87,5 21,4
2.3 Phương pháp tính tốn thiết kế
Nguyên lý cơ bản của điều hồ khơng khí là cấp khơng khí có trạng
thái thích hợp sau khi đã được xử lí nhiệt âm vào phòng để khử nhiệt thừa và âm thừa trong phòng và bằng cách đó giữ cho nhiệt độ, độ âm của khơng khí bên trong phịng ơn định ở mức đã chọn
Vậy nhiệt thừa, âm thừa là tổng cộng các lượng nhiệt âm truyền qua kết cầu bao che của khơng gian phịng do chênh lệch nhiệt độ, áp suất riêng phan hơi nước trong khơng khí giữa bên ngồi và bên trong phịng cùng với lượng nhiệt âm thâm nhập vào phòng hoặc phát sinh ra bên trong phòng từ các nguồn nhiệt âm khác nhau như bức xạ mặt trời, thắp sáng, CƠ thé con nguoi
Có nhiều phương pháp tính cân bang nhiệt âm khác nhau để xác định
năng suất lạnh yêu câu Tuy nhiên có hai phương pháp phố biến được áp dụng tính tốn là phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier Ở đây phương pháp Carrier được lựa chọn đê tính cân bằng nhiệt âm Tính năng suất lạnh Qọ mùa hè và năng suất sưởi mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt thừa Qụ¿ và nhiệt ân thừa Qạ; của mọi nguồn nhiệt toả và thâm thấu tác động vào phịng
điều hồ
Trang 24Giới thiệu sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ân thừa theo Carrier duoc minh hoa trén hinh 2.1:
Qo = QA = LOQnt + DQat
—_
Nhiệt hién thira Q;+ do: Nhiét an thira Qs do:
— ` TẾ Tỉ
Bức At qua Nhiét Do Do gió Gid Nguôn
xạ bao toả người tươi lọt khác
Q¡ che Q; Q3 Q¿ Qn Q; Qs
Qual| Trần | Vách || Nên | Đèn Máy [Người |Người|| Gió || Gió || Gió || Gió
kính (mai) Q›› Q+a Q 31 Q 32 hiện an tươi tuo i lot lot Khac
Qi} Qai Qạ, | Qaa || hiện || ân || hiện || ân || Q; Quan |] Qan |] Qsn |] Qsa
Hình 2.1 Sơ đồ tính tốn nhiệt theo phương pháp Carrier
Do tòa nhà có các tầng từ 3 đến 15 khơng có tường ngăn cách giữa các phòng với nhau mà chỉ ngăn cách bằng các tấm lứng băng thạch cao cao từ
1,5m đến 2 m nên các tang nay khi tinh nhiét tai thi ta co thể tính cho cả diện
tích sử dụng của tầng mà vẫn đủ nhiệt tải của từng phịng 2.4 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ân thừa
2.4.1 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời Q¡
Trang 25mọc hướng Đông và lặn hướng Tây Bức xạ mặt trời tắc động vào một mặt tường thắng đứng, nghiêng hoặc ngang là liên tục thay đổi Cửa số quay
hướng Đông là nhận nhiệt bức xạ là lớn nhất vào lúc 8+9 giờ sáng và kết thúc
vào 12h trưa Cửa sô quay hướng Tây nhận bức xạ cực đại lúc 4+5 giờ chiều Vì vậy mức độ bức xạ phụ thuộc rất lớn vào thời gian, cường độ và hướng bức xạ Do đó ta rất khó xác định chính xác lượng nhiệt bức xạ này Tuy nhiên ta xác định gần đúng theo kinh nghiệm nhiệt bức xạ qua kính
Qu=m Qi’, W (2.1)
Trong đó :
Qi)’ =F.Rrk, W (2.2)
n, : Hệ số tác dụng tức thời;
Q¡¡ˆ : Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W;
F : Diện tích bề mặt cửa số có khung kim loại, m’;
Rr : Bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m”) Giá trị của Rr phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa số, giờ trong ngày
k : Hệ số hiệu chỉnh kê đến các ảnh hưởng;
K=E‹ £4s ‹Emm -Êkhn -Êm -Éy -
cc : Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biên tính theo cơng
thức : ec=l+ Tt 0023,
1000
H: là độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong tồn cơng trình cần tính tốn Hệ số này sẽ thay đổi khi tính vị trí các tầng khác nhau, ở đây sẽ tính trung bình các tầng với tầng 1 cao hơn mực nước biên là 13m
H=13+20=33m
Như vậy tính tốn chung cho các cửa số ở các tầng với hệ số s, là:
Trang 26ca : Hệ số kế đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của mơi trường khơng khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độ đọng sương của khơng khí trên mặt nước biển là 20°C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên €4, giảm và được tính theo cơng thức:
t, —20
Eas = 1 0,13 Nhiệt độ đọng sương mùa hè là t; = 24,5 °C
Ea, =1- 27,5 — 20 0,13 = 0,9 10
Emm : Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây Emm = 1, khi
trời có mây chọn emm = 0,85
cụ; : Hệ số ảnh hưởng của khung kim loai gq = 1,1
cm : Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản
Kính được sử dụng là kính màu xám, dày 6mm nên em = 0,73
s; : Hệ số mặt trời kế đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong Do tất cả các phòng đều được trang bị rèm che (Màn che loại
Metalon 310/2) có g; = 0,58 Đối với kính khác kính cơ bản và có rèm (màn)
bên trong e; = 1, Rr trong công thức (2.2) được thay bằng nhiệt bức xạ vào phịng khác kính cơ bản Rx được công thức:
Qi’ =F.Rx.k ,W (2.3)
Trong đó :
Ry = {0,4.0 + tx.( Om + tm + Pke-Pm + 0,4 Ok Om )}-Ry , W/m?
R,
0,88 `
Rx : Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kinh, Ry =
R+ : Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hoà, W/mi;
Ok, Tk, On, tm, Pm: Lần lượt là hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của
Trang 27Cửa kính trong được sử dụng đều là cửa kính màu và dày 6 mm (khác kính cơ bản), khung nhơm, bên trong có rèm che màu trung bình
Tra bảng 4.3[3 | Đặc tính bức xạ và hệ số của các loại kính eạ, ta được :
Ox = 0,51 T = 0,44 0x = 0,05 Em = 0,73
Tm = 0,23 Pm = 0,48 Om = 0,29 €, = 0,58 Hà Nội năm ở bán cầu Bắc, vĩ độ 20 tra bảng 4.2[3] ta được:
R+r= Ri„ax = 520 W/mÏ vào lúc 8h sáng và 16h chiều
0,88 _ 0,88
Rx = [0,4.0,51 + 0,44.(0,29 + 0,23 + 0,05.0,48 + 0,4.0,51.0,29)|591
Rx = 273 W/m’
Hệ số hiệu chỉnh đối với phịng có rèm che :
k = & ‹Eás -Emm -Êkh -Em -É:
k = 1,0007.0,9.1.1,1.0,73.0,58 k = 0,42
Do hệ thống điều hoà hoạt động 24/24h, g, = 600 kg/m” Tra bang 4.6[3]
ta tìm được hệ số tác động tức thời n, lớn nhất là:
Đối với kính có màn che bên trong : n, = 0,65 vào lúc 8h sáng Tinh vi du phong giao dich tang 1:
Gal
ii = 0,65.43,88.273.0,42 = 3270 W
Kết quả tính tốn cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 2.2 2.4.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do chênh lệch nhiệt
độ At Qu
Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời, mái dần dân nóng lên do hấp thụ
nhiệt Một phân nhiệt hấp thụ toả ngay vào không khí ngồi trời bằng đối lưu
Trang 28Kết cấu xây dựng của trần mái bằng cơng trình lắp dat DHKK thé hiện trén hinh 2.2 —— SSRN is KE 3 4 se Z << << 4
Hinh 2.2 Két cau tran mái bằng
1 — Lép Bitum 2 — Lớp cách nhiệt
3 — Lớp vữa dây 25mm 4— Lớp bê tông dây 100mm 3 — Không khí 6-Trần giả thạch cao 12mm
Lượng nhiệt này được xác định theo công thức :
Qa¡ =k.F.Atz,W (2.4)
Trong đó :
k: hệ số truyền nhiệt qua mái Tra bảng 4.9[3 | được k = 1,77; F : Diện tích trần nhà chịu bức xạ mặt trời, m';
Ata : Hiệu nhiệt độ tương đương, K;
Ata = (ty — tr) + £2
N
Ati = (32.8 — 25) + — =25,4K
ty : Nhiệt độ khơng khí ngồi trời, ty = 32,8°C;
Trang 29cs : Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời Tra bảng 4.10[3] bề mặt kết cầu bao
che có ss = 0,61;
œx : hệ số toả nhiệt phía ngồi khơng khí, œy =20 W/mK ;
Ry = 591 Wim’
Vi du tinh cho van phong tang 15:
2\ =1,77.370.25,4 = 16634,5 W
Kết quả tính tốn nhiệt hiện truyền qua mdi O2, dugc tong két & bang 2.3 2.4.3 Nhiét hién truyén qua vách Q,,
Nhiệt truyền qua vách Q›; cũng gồm 2 thanh phan :
- _ Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà At = ty — tr
-_ Do bức xạ mặt trời vào tường Tuy nhiên, ta coi lượng nhiệt này bằng không
Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau :
Qo2 = XQo = ki Fi.At = Qoat + Qure + Quax , W
Trong đó :
Q;; : Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa số , W;
k; : Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính ,W/m’K;
F; : Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, mỶ
a Nhiệt truyền qua tường 0z; Qo = > k-F.Ar , W
Hệ số truyền nhiệt của tường xác định theo biểu thức :
k= , W/mK
ay A, Gr
Trang 30On = 10 W/m’K: Hé sé toa nhiét phia ngoai tuong khi tiếp xúc với không
gian đệm (Hành lang,sảnh);
Gy = 10 W/m#K : Hệ số toả nhiệt phía trong nhà; ö; : Độ dày lớp vật liệu thứ 1 của cầu trúc tường, m;
À¡ : Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ ¡ của cầu trúc tường, W/mK; At : Độ chênh nhiệt độ, K
Kết cầu xây dựng của tường nhà cơng trình lắp đặt ĐHKK thê hiện trên
hình 2.3
1,3 - Lớp vữa trát
2 - Lớp gạch xây dựng
Hình 2.3 Kết cấu xây dựng của tường Lớp vữa trát có :
- Bề dày : ð¡ = 20 mm
-_ Hệ số dẫn nhiệt : À¡ = 0,93 W/mK
-_ Khối lượng riêng của xi măng : p, = 1800 kg/m’ Lớp gạch là gạch rỗng xây với vữa nhẹ:
- Bé day : 8 =200 mm
Trang 31-_ Khối lượng riêng của gạch : p; = 1350 kg/m’
> Đối với tường tiếp xúc với khơng khí ngoài trời (tường bao): At; = ty — trp = 32,8 — 25 = 7,8 K
7 SOS, 1 4 Sg 1 0,2 2.002 1 5 5 5 ay A, 4 @, 20 0,58 0,93 10
k, = 1,86 W/mK
> Dối với tường tiếp xúc với khơng khí ở hành lang (tường ngăn):
At, = ty — tr = 30 — 25 =SK Tb O26, 1 +— 4 1 02 2002 1 + +———+ ay A, a a 10 058 0,93 10 kạ= 1/7 W/mfK Vĩ dụ tính tốn cho phịng họp tầng 2: Qiø =kiFi.At = 1,86./29/78§ =423,45 W, HD Q 22m — kạ.F›.Ats — 1,7.33.5 — 280,5 W Vậy Q2z= Q2z„ +Q2;, = 423,45 + 280,5 = 703,95 W
b Nhiệt truyền qua kính cửa số Q2zx
Nhiệt truyền qua kính cửa số Qz;¿ được xác định như sau :
Q2zv = ky.Fu.At;, W
Trong đó :
F¿ : Diện tích cửa số, mỶ ;
At : Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà hoặc hiệu nhiệt độ giữa hành lang
đệm và phòng điều hòa, K;
Trang 32k, : Hé sé truyén nhiệt qua cửa kính, W/m?K
Tra bảng 4.13[3] với kính 2 lớp cho mùa hè ta được: ky = 3,35 W/mfK Ví dụ tính tốn cho trung tâm dịch vụ tầng 2:
TTDV 2
Q W2kb 3,35.36,3.7,8=948 52W
Q rer? _3 35 98,25.5=1645,69 W
Qn =O + Qn” =948,52 + 1645,69 = 2594,21 W
c Nhiét truyén qua cita ra vao Or,
Nhiệt truyền qua cửa ra vào Qzz được xác định như sau : Q+z = k F At,, W
Trong đó :
F, : Diện tích cửa, mỸ;
At; : Hiệu nhiệt độ trong và ngoài cửa hoặc hiệu nhiệt độ giữa hành lang
đệm và phòng điều hòa, K;
At; = ty — tr = 32,8 — 25 =7,8K At, = ty, — tr =30 — 25 =5 K k, : Hé sé truyén nhiệt qua cửa, W/mK
Ta có các cửa ra vào các không gian điều hồ là cửa kính khung kim loại có chiêu dày 10mm
Tra bang 4.12[3]ta duoc: k= 5,89 W/m’K Vi du tinh toan cho sanh chinh tang 1:
QS, =5,89.4,8.(32,8 - 25) = 220,52 W
Trang 332.4.4 Nhiệt hiện truyền qua nén Q,;
Nhiệt hiện truyền qua nền chỉ tính cho các phòng tầng 1 vì tầng 1 có sàn đặt trên tầng hầm, còn các tầng khác có sàn của tầng trên là trần của tầng dưới có điều hồ nên Qzx = 0
Nhiệt truyền qua nền được xác định theo công thức sau:
Qzx¿ = kN.FN.ÁAt,W
Trong đó :
Fun : Diện tích nền của phòng, mĩ;
At : Độ chênh nhiệt độ giữa nên và trong phòng, At = 0,5(tN - tr), K;
ky : Hệ số truyền nhiệt qua nên Nền bê tông dầy 100mm có lớp vữa ở trên dày 25 mm, có lát gạch dày 3 mm Ta chọn được hệ số truyền nhiệt k theo bang 4.15[3], ta duoc :k = 3,07 W/m’K
Ví dụ tính tốn cho sảnh chính tâng 1:
Q 23 = 3,07.345.0,5(32,8-30)=1482,81 W
Kết quả tính tốn cho các phịng còn lại được tổng kết ở bảng 2.5
2.4.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sang Q;,
Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng cũng gồm hai thành phần bức xạ và
đối lưu Phần bức xạ cũng bị kết cầu bao che hấp thụ nên nhiệt tác động lên phụ tải lạnh cũng nhỏ hơn trị số tính tốn được
Q:¡ =n.nạ.Q, W Trong đó :
Q: Tổng nhiệt toả ra do chiễu sáng, W;
Q =1,25.qa.F
da: Cong suất đèn trên 1m” sàn là 10 + 12 W/m?sàn; F : Diện tích mặt sàn của phịng, m’;
Trang 34Với số giờ hoạt động của đèn là §h/ngày và g, = 600 kg/m’ Tra bang 4.8[3] ta duoc: n, = 0,87
nạ : Hệ số tác dụng đồng thời, đối với nhà cơng sở ta có: ng = 0,7 + 0,85 ta chọn ng = 0,8
Vay Q;¡ = 0,87.0,8.1,25.qa.F, W
Vị dụ tính tốn cho sảnh chính tang 1:
Q 31 = 0,87.0,8.1,25.12.345=3601,8W
Kết quả tính tốn cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 2.6 2.4.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q+;
Nhiét toa ra do may moc thiét bi, dung cu dung dién nhv ti vi, radio, may tinh, may sấy tóc, bàn là trong phịng Do đó Qs; được xác định theo công thức như sau :
Q›z=nạau.3 N,, W
N;: Công suất điện ghi trên dụng cụ, W; nq: Hệ số thời gian sử dụng
Hầu hết tất cả các phòng đều sử dụng máy tính với thời gian sử dụng từ 6 + 8 h/ngày, một số phòng khác có thêm máy photocopy và máy in Tuy nhiên, máy in và máy phơtơ có thời gian sử dụng rất ít nên ta có thê bỏ qua Các phòng nghiên cứu và ứng dụng công nghệ tâng 3+5 có cộng thêm nhiệt từ
một số máy móc khác
Tĩnh ví dụ cho sảnh chính tầng] :
Sanh chinh tang 1 cé 5 may vi tính có cơng suất là 600 W/máy nên:
Q 53 =0,5.5.600=1500 W
Trang 352.4.7 Nhiệt hiện và an do người toa Q, d Nhiệt hiện do người toả Qạụ
Nhiệt hiện do người toả vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được xác định theo biểu thức:
Qạn = na.n.qn , W, Trong đó :
ng — Hé sé tac dung không đồng thời;
Đối với nhà cao tầng công sở nạ = 0,75 + 0,9 Chọn nạ = 0,9 n — Số người ở trong phịng điều hồ;
qu — Nhiệt hiện toả ra từ Ì người, W/người
Theo bảng 4.18[3] nhiệt toả từ cơ thê con người lẫy trung bình cho hoạt động
văn phòng, với nhiệt độ diéu hoa 25°C la dn = 65W/người b Nhiệt ẩn do người toả ra Q4
Nhiệt ân do người toả ra được xác định theo biêu thức :
Q¿¿=n.dạ , W
Trong đó :
n — Số người trong phịng điều hồ;
qạ — Nhiệt ân toa ra tir 1 người, W/người
Theo bảng 4.18[3] nhiệt toả từ cơ thể con người lấy trung bình cho hoạt động
văn phịng, với nhiệt độ điều hoà 25°C là qạ = 72W/người
Ghi chu :
Số nhiệt thải trên tính cho nam giới trưởng thành, phụ nữ tính bằng 85% nam giới, trẻ em tính bằng 75% nam giới
Vĩ dụ tính cho sảnh chính tâng 1
Trang 36Q ?' = 3510 +3888 =7398 W
Kết quả tính tốn cho các phịng cịn lại được tổng kết ở bảng 2.6
2.4.8 Nhiệt hiện và ấn do gió tươi mang vào Quy va Qin
Không gian điều hoà cần thiết phải đưa gió tươi để đảm bảo ôxy cần thiết và nồng độ CO¿ không vượt quá mức cho phép cho người ở trong phòng Do gió tươi có trạng thái ngồi có entanpy Iụ, nhiệt độ ty và âm dung dụ lớn hơn khơng khí trong nhà Do vậy khi đưa gió tươi vào phịng, gió tươi sẽ toả ra
một lượng nhiệt nhiệt hiện Qạn và nhiệt ân Qạu Qin = 1,2.n.1.(ty — tr) , W Qan = 3,0.n.1.(dn - dr) , W
Trong do :
n - Số người trong phòng điều hồ ;
1— Lượng khơng khí tươi cần cho một người trong một giây, l⁄s Lây theo định hướng của Carrier đối với không gian điều hồ là cơng sở, văn
phòng là I = 7,5 1/⁄s hoặc 27 m”h;
tụ, tr : Nhiệt độ ngoài và trong phịng điều hồ, “C;
dụ, dr : Âm dung của khơng khí ngồi và trong nhà, g/kg Tỉnh toán ví dụ cho sảnh chính tầng 1
Nhiệt hiện: Qy=1,2.60.7,5.(32,8-30)=1512W Nhiét Gn: Q2x„=3.60.1,5.(21,4- 17)=5940 W
Qï= Q7 + Qấy = 1512 + 5940 =7452W
Kết quả tính tốn cho các phịng cịn lại được tổng kết ở bảng 2.9 2.4.9 Nhiét hién va an do gié lot Qs, va Qsa
Trang 37không khí qua khe cửa số, cửa ra vào và khi mở cửa do người ra vào Hiện tượng này càng xảy ra mạnh khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngồi trời càng lớn Khí lạnh có xu hướng thốt ra ở phía dưới cửa và khí nóng ngồi trời lọt vào phía trên cửa Nhiệt hiện và ân do ø1ó lọt được xác định như sau :
Qsn = 0,39.E.V.(ty — tr) , W Q:¿ = 0,84.€.V.(dy — dr) ,W
Trong đó :
V - Thể tích phòng , mỷ;
ty , tr : Nhiệt độ ngoài và trong phịng điều hồ , °C;
dy , dy : Âm dung của khơng khí ngoài và trong nhà , g/kg: € - Hệ số kinh nghiệm
Các phịng có thé tich < 500m’ tra theo bang 4.20[3] ta cd & = 0,7 Cac phong cé thé tich > 500m’ tra theo bang 4.20[3]
Vi du tinh toan cho sanh chinh tang 1:
Q5,=0,39.0,52.1345,5.(32,8 — 30) =764,03 W Q22=0,84.0,52.1345,5.(21,4 — 17) =2585,94 W Qƒ'=QŸ} + Q1 =764,03 + 2585,9 =3349,97 W
Kết quả tính tốn cho các phịng còn lại được tổng kết ở bảng 2.10 2.4.10 Các nguồn nhiệt khác
Ngoài các nguồn nhiệt ở trên các nguồn nhiệt khác có thê ảnh hưởng tới phụ tải lạnh là :
-_ Lượng nhiệt khơng khí hấp thụ khi đi qua quạt
-_ Nhiệt tôn thất qua ống gió
Tuy nhiên, các tôn thất nhiệt trong các trường hợp trên được coi là không
Trang 382.5 Thanh lập và tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí 2.5.1 Thành lập sơ đồ điều hồ khơng khí
Sơ đồ điều hồ khơng khí được thiết lập dựa trên kết quả tính tốn cân bằng nhiệt âm, đồng thời thoả mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu Việc thành lập sơ đồ điều hoà phải căn cứ trên các kết quả tính tốn như nhiệt hiện, nhiệt thừa của phòng Nhiệm vụ của việc lập sơ đồ điều hồ khơng khí là xác lập quá trình xử lý khơng khí trên âm đồ t-d, lựa chọn các thiết bi và tiến hành kiểm tra các điều kiện như nhiệt độ đọng sương, điều kiện vệ sinh, lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh
Trong điều kiện cụ thê mà ta có thể chọn các sơ đồ: sơ đồ thắng, sơ đồ
điều hoà khơng khí 1 cấp, sơ đồ tn hồn khơng khí 2 cấp Chọn và thành lập
sơ đồ điều hoà khơng khí là một bài toán kĩ thuật, kinh tế Mỗi sơ đỗ đều có ưu điểm đặc trưng, tuy nhiên dựa vào đặc điểm của cơng trình và tầm quan trọng của hệ thông điều hoà mà ta quyết định lựa chọn hợp lý
Sơ đồ thắng là sơ đồ mà khơng khí ngồi trời sau khi qua xử lí nhiệt âm
được cấp vào phòng điều hoà và được thải thắng ra ngoài Sơ đồ này thường được sử dụng trong khơng gian điều hồ có phát sinh chất độc, các phân
xưởng độc hại, các cơ sở y tế
Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế cao Sơ đồ này được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hoà tiện nghi và điều hồ cơng nghệ như hội trường, rạp hát, nhà ăn, tiền sảnh, phòng họp
Trang 39dệt, thuốc lá So với sơ đồ điều hoà khơng khí 1 cấp thì chi phí đầu tư lớn
hơn nhiều
Qua phân tích đặc điểm của cơng trình “Nhà làm việc của tông công ty viễn thông quân đội Viettel ” ta nhận thấy đây là cơng trình điều hồ khơng địi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt âm Do đó chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần
hoàn khơng khí 1 cấp là đủ đáp ứng các yêu cầu đặt ra 2.5.2 Sơ đồ điều hồ khơng khí 1 cấp
Sơ đồ điều hoà khơng khí 1 cấp minh họa trên hình 2.4
Nguyên lý: 2 3 N1 4 5 T —> —+—>| H o> § 6 ox+ 7 < MN
1— Cửa lấy gió tươi 4 - Quạt gió cấp 7 — Loc bui
2 — Bng hồ trộn 5 — Miệng thối 8- Khơng gian điều hồ
3-_ Thiết bịxử ljẩm — 6-— Miệng hỗi 9— Cửa gió hồi
Hình 2.4 Sơ đơ tn hồn khơng khí 1 cấp Ngun lý làm việc của hệ thơng như sau:
Khơng khí ngồi trời có trạng thái N (tu, @x) qua cửa lấy gió đi vào
Trang 40thái T được quạt hút qua thiết bị lọc bụi, một phần khơng khí được tải tuần hoàn trở lại, phần còn lại được thải ra ngồi
Biêu diễn q trình trên ẩm đồ t— d thê hiện trên hình 2.5
j= 100% aa
N - Khong khi ngoai nha; T - Khơng khí trong nha;
H H - Khơng khí sau khi hoà trộn ;
O = V- Điểm thôi vào
O
Á
O
Hình 2.5 Sơ đồ tn hồn khơng khí một cấp biểu diễn trên âm đồ 2.5.3 Các quá trình cơ bản trên âm đồ
1) Các quá trình kỹ thuật cơ bản trong điều hoà khơng khí:
Từ khi Willis.H.Carrier phát minh ra máy điều hịa khơng khí năm 1902, kế từ đó đã có nhiều tiến bộ vượt bậc trong công nghệ, nhưng tất cả các hệ thống vẫn hoạt động dựa trên nguyên cơ bản là: khơng khí nóng (lạnh) trong
phòng được hút vào máy điều hịa khơng khí, được lọc tách âm và làm lạnh
(nóng) sau đó được thơi trở lại phịng Lượng nhiệt hấp thụ từ khơng khí qua dàn trao đơi nhiệt được thải ra môi trường bên ngoài
Các nguyên tắc điều hịa khơng khí dựa
@Ị
trên quá trình của khơng khí ẩm: ọ=100% d(g/kg
a Q trình sưởi nóng không `
rk L
khi am Ọ;
Khơng khí âm nhận nhiệt, i 73 di=d,