BÁO cáo THIẾT kế hệ thống điều hòa không khí cho rạp chiếu phim CGV micpec tower

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH BÁO CÁO THIẾT KẾ Hệ thống điều hịa khơng khí cho rạp chiếu phim CGV Micpec Tower NHÓM Nhom7@sis.hust.edu.vn Ngành Nhiệt Lạnh Chuyên ngành Công nghệ Lạnh ĐHKK Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đình Vịnh Bộ mơn: Viện: Cơng nghệ Lạnh ĐHKK Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh Chữ ký GVHD LỜI NÓI ĐẦU HÀcùng NỘI,với 6/2021 Trong năm gần đây, phát triển kinh tế nước, ngành điều hịa khơng khí có bước phát triển vượt bậc, ngày trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Ngày nay, điều hịa tiện nghi điều hịa cơng nghệ khơng thể thiếu tòa nhà, khách sạn, siêu thị, dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao Trong năm qua ngành điều hịa khơng khí (ĐHKK) hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình cơng nghệ ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, máy tính, khí xác, hóa học Ở ta thấy tầm quan trọng to lớn ĐHKK Vì việc học tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo hệ thống ĐHKK điều cần thiết Nhận thức cần thiết ấy, nhóm thực đồ án thiết kế hệ thống ĐHKK cho rạp chiếu phim với mong muốn củng cố thêm kiến thức tiếp thu thời gian học tập ghế nhà trường, tiếp xúc nhiều với công việc thực tế, thu lượm kinh nghiệm q báu cho q trình cơng tác sau Trong q trình làm báo cáo, cịn hạn chế chun mơn kiến thức thân nhóm nên khơng thể tránh khỏi có thiếu sót cịn mắc phải Chúng em mong nhận bảo góp ý q thầy bạn Nhân đây, chúng em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới trường đại học Bách khoa Hà Nội, viện Khoa học Công nghệ Nhiệt Lạnh, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực đồ án Đặc biệt, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành tới giảng viên, tiến sĩ Nguyễn Đình Vịnh quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình thầy suốt thời gian chúngem thực báo cáo Xin chân thành cảm ơn!! Hà Nội, ngày 08/06/2021 Nhóm MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG CÁC BƯỚC THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ VÀ THƠNG GIĨ 1.1 Khảo sát thiết kế, lấy số liệu thiết kế 1.1.1 Đọc hồ sơ vẽ, tập vẽ kiến trúc kết cấu Chúng ta phải nắm rõ vẽ mặt để sau bạn bố trí thiết bị miệng gió, dàn nóng, dàn lạnh… Bản vẽ mặt đứng cho bạn nhìn tổng quan cơng trình mà cần thiết kế, từ ta biết cao độ tầng, vị trí tầng kỹ thuật, phòng chức để phục vụ cho việc tạo vẽ sơ đồ nguyên lý Ngoài cần để ý đến chiều cao cơng trình, với hệ thống điều hịa VRV, VRF bị hạn chế khoảng cách chiều cao dàn nóng dàn lạnh, hạn chế chiều dài ống gas, ống nước ngưng… Bản vẽ mặt cắt giúp bạn hiểu thêm nội dung mà mặt mặt đứng được, ví dụ từ vẽ mặt cắt ta biết cao độ trần giả để sau biết cách lựa chọn bố trí thiết bị Chẳng hạn cao độ trần giả nhỏ ta phải chọn dàn lạnh tiết kiệm không gian ko thể chọn loại theo tiêu chuẩn thông thường Một ví dụ từ vẽ mặt cắt, bạn biết kích thước dầm, từ ta biết cách bố trí đoạn ống tránh dầm hợp lý Đây phần quan trọng bước thiết kế hệ thống điều hòa thơng gió 1.1.2 Xem xét tiến độ dự án Bàn luận tiến độ dự án cho hạng mục thiết kế điều hịa khơng khí Bước quan trọng để lên kế hoạch xếp công việc người để vừa đảm bảo tiến độ, vừa đảm bảo chất lượng công việc 1.1.3 Các yêu cầu khác chủ đầu tư Các yêu cầu khác chủ đầu tư Đây yêu cầu riêng biệt mà chủ đầu tư u cầu làm, ví dụ họ giới hạn chi phí cho hạng mục chúng ta, định hệ thống điều hòa định vật tư thiết bị mà sử dụng để thiết kế Ngoài ra, chủ đầu tư có yều cầu khơng phù hợp với cơng trình thực tế tư vấn cho họ giải pháp tốt chủ đầu tư đánh giá cao lực 1.2 Phân tích đặc điểm cơng trình 1.2.1 Địa điểm xây dựng cơng trình Dựa vào địa điểm xây dựng cơng trình, ta biết chế độ thời tiết cơng trình đó, từ ta chọn thơng số vi khí hậu tính tốn ngồi trời nhiệt độ, độ ẩm… 1.2.2 Phân tích cơng cơng trình Cơng cơng trình: Cơng cơng trình quan trọng, dựa vào cơng cơng trình để ta lựa chọn thơng số tính tốn nhà cho hợp lý, ví dụ bệnh viện, khách sạn, trường học, nhà cơng nghiệp… loại cơng trình phải lấy thông số khác dựa vào tiêu chuẩn tính tốn hệ thống điều hịa khơng khí TCVN 5687, Tiêu chuẩn ASHRAE… 1.2.3 Phân tích đặc trưng kiến trúc cơng trình Phân tích đặc trưng kiến trúc cơng trình bạn phân tích đặc trưng kiến trúc đặc trưng lại liên quan để hệ thống HVAC chúng ta, ví dụ bị trí lỗ mở dành cho điều hịa, dành cho thơng gió, vị trí tầng kỹ thuật đặt dàn nóng hay khơng?, vị trí đặc biệt logia, ban cơng, thang bộ, thang máy thang loại nào, tùy thang có cách thiết kế hệ thống thơng gió khác Hướng xây dựng cơng trình Xác định hướng xây dựng cơng trình dựa vào hoa gió vẽ kiến trúc, mục đích việc xác định hướng xây dựng cơng trình giúp ta tính tốn tải lạnh, xác định hướng gió xác Từ hướng xây dựng cơng trình, ta điền vào phần mềm tính tốn giúp tăng độ tin cậy cho kết tính tốn, ta dùng biện pháp thơng gió tự nhiên hướng gió ảnh hưởng trực tiếp đến vị trí ta đặt cửa gió Do phần bắt buộc phải thực bước thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí thơng gió 1.3 Sử dụng tiêu chuẩn, quy chuẩn thiết kế HVAC TCVN 5687-2010: tiêu chuẩn phổ biến thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí Tiêu chuẩn chế tạo ống gió SMACNA Quy chuẩn QCVN 06 :2020/BXD an tồn phịng cháy cho nhà cơng trình Tiêu chuẩn ASHRAE 62.1 – 2010 – Ventilation for Acceptable IAQ Tiêu chuẩn BS EN 12101-6: 2005 Smoke and heat control systems – tiêu chuẩn tăng áp cầu thang QCVN 08: 2009.BXD QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA CƠNG TRÌNH NGẦM ĐÔ THỊ Quy chuẩn QCVN 09 2013 BXD- SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ TIÊU CHUẨN SINGAPORE SS553:2009 Và số tiêu chuẩn khác tùy vào loại cơng trình u cầu chủ đầu tư 1.4 Tính tốn tải lạnh chọn thiết bị HVAC Một bước quan trọng bước thiết kế hệ thống điều hịa thơng gió Đó phân tích tính tải lạnh cho phịng cho cơng trình Sau có tiêu chuẩn để tính tốn, ta bắt tay vào cơng việc tính tốn tải lạnh lượng thơng gió cho cơng trình Tính tải lạnh ta chia làm bước tính toán: Bước giai đoạn thiết kế sở, ta cần tính tốn sơ tổng tải lạnh cho cơng trình Bước dùng phần mềm tính tốn xác để tính tốn tổng tải lạnh, cuối nhân với hệ số an toàn (thường từ 1-1.1) để đưa tổng tải lạnh cuối Lưu ý: Trong bước cần hiệu chỉnh suất lạnh máy, công thức hiệu chỉnh: Q1 = k1 k2 k3 k4 Q2 Trong đó: Q2 • suất lạnh tiêu chuẩn mà chọn máy, tức suất mà tính chọn trọng cataloage nhà sản xuất ( tức suất suất mà thiết bị chạy điều kiện tiêu chuẩn nhiệt độ nhà 27 độ C, nhiệt độ nhà 35 độ C, chênh lệch độ cao dàn nóng dàn lạnh… , cịn cơng trình thực tế chúng ta, thơng số thường khơng tiêu chuẩn ta phải có thêm phần hiệu chỉnh suất lạnh thiết bị bước thiết kế hệ thống điều hịa • k1 : hệ số nhiệt độ ngồi trời thay đổi • k2 : hệ số nhiệt độ nhà thay đổi • k3 : hệ số chiều dài đường ống gas thay đổi • k4 : hệ số chênh lệch chiều cao dàn nóng dàn lạnh nhà thay đổi (theo tiêu chuẩn chênh lệch m) 1.5 Tính tốn phần điều hịa Tính tốn đường ống gas, ống nước ngưng hệ thống VRV Tính tốn đường cấp nước, đường hồi hệ Chiller Bố trí thiết bị mặt bằng, thực vẽ đường ống gió, ống nước…Tính tốn tổn thất đường ống gió, tính tốn thủy lực đường ống thủy lực (van, tê, cút trở lực, lưu lượng …) 1.6 Tính tốn phần thơng gió Đây bước cuối bước thiết kế hệ thống điều hịa thơng gió Tính tốn thơng gió bao gồm hệ thống tăng áp cầu thang, hút khói hành lang, hút mùi vệ sinh, hút khói bếp, thơng gió tầng hầm, hệ thống cấp gió tươi, phân phối gió lạnh CHƯƠNG TỔNG QUAN CƠNG TRÌNH 2.1 Giới thiệu vị trí đặt cơng trình thiết kế Cơng trình thiết kế xây dựng Hà Nội Thủ đô Hà Nội nằm chếch phía tây bắc trung tâm vùng đồng châu thổ sông Hồng, phạm vi từ 20°34’ đến 21°18’ vĩ độ Bắc từ 105°17’ đến 106°02’ kinh độ Đông, tiếp giáp với tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc phía Bắc, Hà Nam, Hịa Bình phía Nam, Bắc Giang, Bắc Ninh Hưng n phía Đơng, Hịa Bình Phú Thọ phía Tây Hà Nội cách thành phố cảng Hải Phòng 120 km, cách thành phố Nam Định 87 km tạo thành cực Đồng sơng Hồng Điều kiện tự nhiên: Hà Nội vừa có núi, có đồi địa hình thấp dần từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đơng, đồng chiếm tới ¾ diện tích tự nhiên thành phố Độ cao trung bình Hà Nội từ đến 20 mét so với mặt nước biển, đồi núi cao tập trung phía Bắc Tây Các đỉnh cao Ba Vì 1.281 mét; Gia Dê 707 mét; Chân Chim 462 mét; Thanh Lanh 427 mét Thiên Trù 378 mét…Khu vực nội có gị đồi thấp, gị Đống Đa, núi Nùng Khí hậu: Khí hậu Hà Nội có đặc trưng bật gió mùa ẩm, nóng mưa nhiều mùa hè, lạnh mưa mùa đông; chia thành bốn mùa rõ rệt năm: Xuân, Hạ, Thu, Đông Mùa xuân bắt đầu vào tháng (hay tháng giêng âm lịch) kéo dài đến tháng Mùa hạ tháng đến tháng 8, nóng lại mưa nhiều Mùa thu tháng đến tháng 10, trời dịu mát, vàng rơi Mùa đông tháng 11 đến tháng năm sau, thời tiết giá lạnh, Mùa hè nhiệt độ lên tới 40°C, mùa đông nhiệt độ xuống thấp 5°C Nhiệt độ trung bình năm 24,9oC, độ ẩm trung bình 80-82% Hình 2.1 Bản đồ thành phố Hà Nội 2.2 Giới thiệu loại hình cơng trình thiết kế Loại cơng trình thiết kế rạp chiếu phim CGV thuộc tầng tòa nhà Mipec Tower Rạp chiếu phim hay rạp chiếu bóng địa điểm, thường tòa nhà để xem phim Đa số rạp chiếu phim có tính thương mại, người xem phái mua vé trước vào Màn ảnh rộng đặt bên khán phòng máy chiếu phim chiếu lên Rạp CGV MIPEC Tower nằm tầng trung tâm mua sắm MIPEC Tower Hà Nội với diện tích 2.300m2 tầng trung tâm thương mại Pico Mall, thiết kế hoàn toàn mới, điểm đến nghệ thuật giải trí với phịng chiếu phim 1.150 chỗ ngồi phòng chiếu đại, sang trọng với hình đạt chuẩn quốc tế cung cấp Dolby Digital, trình chiếu phim thuộc định dạng khác 3D Kỹ thuật số, lai 2D Kỹ thuật số 2D tiêu chuẩn 35mm Các phịng chiếu có loại ghế bao gồm ghế thường, ghế VIP ghế Deluxe Tất phòng chiếu trang bị hệ thống cách âm chăm chút tỉ mỉ giúp cho âm trở nên mượt mà sống động Hình 2.2 Tịa nhà Mipec Tower Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5577:2012: Rạp chiếu phim-Tiêu chuẩn thiết kế, ta có số tiêu chuẩn thiết kế rạp chiếu phim Hình 2.3 Mặt tổng thể rạp chiếu phim 2.3 Lựa chọn cấp điều hịa khơng khí cho cơng trình Theo tiêu chuẩn 5687-2010 tùy theo mức độ quan trọng cơng trình mà hệ thống điều hịa khơng khí chia làm ba cấp: • Cấp 1: Số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà 35h/năm – dùng cho hệ thống ĐHKK cơng trình có cơng dụng đặc biệt quan trọng • Cấp 2: Số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà từ 150h/năm đến 200h/năm – dùng cho hệ thống ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt điều kiện cơng nghệ cơng trình có công dụng thông thường công sở, cửa hàng, nhà văn hóa-nghệ thuật, nhà cơng nghiệp • Cấp 3: Số cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên nhà 350h/năm đến 400h/năm – dùng cho hệ thống ĐHKK cơng trình cơng nghiệp khơng địi hỏi cao chế độ nhiệt ẩm thơng số tính tốn bên nhà khơng thể đảm bảo thơng gió tự nhiên hay khí thơng thường khơng có xử lý nhiệt ẩm Do đặc điểm cơng trình rạp chiếu phim khơng u cầu khắc khe độ đảm bảo điều hòa, nên lựa chọn điều hịa khơng khí cấp để tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu mà đáp ứng yêu cầu khách hàng 2.4 Lựa chọn thông số thiết kế 2.4.1 Lựa chọn thơng số thiết kế ngồi nhà Theo phụ lục B-Quy định-Thơng số tính tốn bên ngồi cho điều hịa khơng khí theo số khơng bảo đảm, m (h/năm) hệ số bảo đảm KBĐ TCVN 5687-2010, chọn công trình Hà Nội ta có: Với điều hịa khơng khí cấp 3, lấy số khơng đảm bảo năm 350h, theo TCVN 5687-2010 ta có thơng số sau: • Số khơng đảm bảo: 350, h/năm • Hệ số bảo đảm: Kbđ = 0,960 • Entanpy khơng khí: 88,89 kJ/kg • Nhiệt độ: 35,4 oC • Độ ẩm: 56,6 % • Niệt độ nhiệt kế ướt: tư = 27,7 oC • Áp suất: 1001,3 mBar 2.4.2 Lựa chọn thơng số thiết kế phịng điều hịa Do đặc điểm cơng trình rạp chiếu phim, khơng gian điều hịa trạng thái khán giản nghỉ ngơi tĩnh lặng, nên theo TCVN 5687-2010, ta lựa chọn thông số thiết kế không gian điều hịa sau: Thơng số thiết kế cho khơng gian phịng chiếu phim: • Nhiệt độ: 25, oC • Độ ẩm tương đối: 60 % • Tốc độ gió: 0,5 m/s Thông số thiết kế cho không gian hành lang xung quanh • Nhiệt độ: 25, oC • Độ ẩm tương đối: 60 % 10 Hình 5.9 Hệ số nhiệt tổng ε ht biến đổi khơng khí HV dàn lạnh 5.5 Hệ số vòng ε BF (Bypass Factor) Hệ số vòng tỉ số lượng khơng khí qua dàn lạnh khơng trao đổi nhiệt ẩm với dàn với tổng lượng không khí thổi qua dàn, ký hiệu ε BF = GH G = H GH + GO G ε BF : (4.3) Trong đó: I GH – lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh khơng trao đổi nhiệt ẩm với dàn; I GO I G – lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh trao đổi nhiệt ẩm với dàn; – tổng lưu lượng khơng khí qua dàn Hệ số vòng phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng bề mặt trao đổi nhiệt dàn, cách xếp bố trí bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống, tốc độ khơng khí Tra theo bảng 4.22 [1, trg 191] cho rạp chiếu phim ta có ta lấy ε BF = 0,05 ÷ 0,1 Ở ε BF = 0,1 5.6 Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) ε hef Là tỷ số nhiệt hiệu dụng phòng nhiệt tổng hiệu dụng phòng: ε hef = Qhef Qhef + Qâef = Qhef Qef 33 (4.4) Trong đó: I I Qhef – nhiệt hiệu dụng phòng ERSH (Effective Room Sensible Qhef = Qhf + ε BF QhN Heat): Qâef – nhiệt ẩn hiệu dụng phòng ERLH (Effective Room Latent Heat): Qâef = Qâf + ε BF QâN I ε BF I QhN – hiện gió tươi mang vào, W; I QâN – nhiệt ẩn tươi mang vào, W – hệ số vòng (Bypass Factor); 5.7 Nhiệt độ đọng sương thiết bị Nhiệt độ đọng sương thiết bị nhiệt độ mà ta tiếp tục làm lạnh hỗn hợp khơng khí tái tuần hồn khơng khí tươi (có trạng thái hịa trộn H) qua điểm V theo đường ε ht khơng khí đạt trạng thái bão hòa ϕ = 100% điểm S ts nhiệt độ đọng sương thiết Tra bảng 4.24 tài liệu với nhiệt độ phòng tT = 25o C , độ ẩm ϕ T = 65% ta Điểm S điểm đọng sương nhiệt độ bị tìm nhiệt độ đọng sương theo hệ số ε hef phòng điều hòa 5.8 Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh tO ≡ tV xác định qua biểu thức: ε BF = tO − t S t H − tS tO = tS + ε BF (t H − tS ) = tV Nhiệt độ điểm hòa trộn tH xác định qua biểu thức: tH = GN tN + GT tT G Trong đó: I t N , tT I GN , GT , G – Lưu lượng gió tươi, khơng khí tái tuần hồn tổng, kg/s; – nhiệt độ nhà nhiệt độ nhà, G = GN + GT , C; kg/s Kiểm tra hiêu nhiệt độ phòng nhiệt độ thổi vào: 34 o ∆ tVT = tT − tV , K Tiêu chuẩn vệ sinh cần ∆ tVT < 10 K Nếu không đạt yêu cầu cần sử dụng biện pháp để giảm ∆ tVT (dùng sơ đồ tuần hồn cấp sưởi bổ sung) nhiệt độ thổi vào thấp ảnh hưởng đến sức khỏe người Theo kết tính ta thấy hiệu nhiệt độ thổi vào thỏa mãn 5.9 Tính tốn lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh tính qua biểu thức: L= Qhef 1, 2.(tT − tS ).(1 − ε BF ) , l/s (4.4) Trong đó: I I I Qhef – nhiệt hiệu dụng phòng, W; tT , tS – nhiệt độ phòng nhiệt độ đọng sương, o C ε BF – hệ số vịng (Bybass Factor) 5.10 Tính tốn sơ đồ tuần hồn cấp 5.10.1 Tính tốn sơ đồ tuần hồn cấp cho phòng khán giả  Áp dụng cho phòng khán giả số 1: - Nhiệt phòng: Qhf = Q11 + Q21 + Q22 + Q23 + Q31 + Q32 + Q4 h = 4765, + 12600 + 17280 = 34645, W - Nhiệt ẩn phòng: Qâf = Q4 â = 9990 W ε hf = - Hệ số nhiệt phòng: - Nhiệt tổng: - Nhiệt ẩn tổng: Qhf + Qâf = 34645, = 0,78 34645, + 9990 Qh = Qhf + QhN = 34645,2 + 18144 = 52789,2 W Qâ = Qâf + QâN = 9990 + 46494 = 56484 W ⇒ Hệ số nhiệt tổng: - Qhf ε ht = Qh 52789, = = 0, 48 Qh + Qâ 52789, + 56484 Tra bảng 4.22 [1] ta tra hệ số vòng với rạp chiếu phim Nhiệt hiệu dụng: ε BF = 0,1 Qhef = Qhf + ε BF QhN = 34645,2 + 0,1.18144 = 36459,6 W - Nhiệt ẩn hiệu dụng: Qâef = Qâf + ε BF QâN = 9990 + 0,1.46494 = 14639,4 W ⇒ Hệ số nhiệt hiệu dụng: 35 ε hef = Qhef Qhef + Qâef = 36459,6 = 0,71 36459,6 + 14639, Bảng 4.20 Kết tính hệ số nhiệt phịng, nhiệt tổng, nhiệt hiệu dụng Phòng RSHF GSHF Qhf (W) Qaf (W) 34645,2 9990 33790,56 9546 31392,08 8510 30025,44 7770 24581,57 293718,5 5180 HL, BV - 16058 ε hf 0,7 0,7 0,7 0,7 0,8 0,9 Qh (W) Qa (W) 52789,2 56484 51128,16 53973,6 46848,08 48116 44137,44 43932 33989,57 322681,7 29288 ESHF ε ht 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,7 90276,2 Qhef (W) Qaef (W) ε hef 36459,6 14639,4 35524,32 13988,76 0,72 32937,68 12470,6 0,73 31436,64 11386,2 0,73 25522,37 7590,8 0,77 296614,9 Tra bảng 4.24 tài liệu [1] ta nhiệt độ đọng sương 23479,82 0,93 tT = 25o C ϕ T = 65% , ε hef = 0,71 tS = 16,2o C - Lượng khơng khí thổi qua dàn lạnh là: L= - Qhef 36459,6 = 3836, 24 1, 2.(tT − tS ).(1 − ε BF ) 1, 2.(25 − 16, 2).(1 − 0,1) (l/s) = Lưu lượng không khí tái tuần hồn: LT = L − LN = 3836,24 − 1890 = 1946, 24 - - (l/s) Nhiệt độ điểm hòa trộn H: tH = 1890.33 + 1946, 24.25 = 28,94o C 3836, 24 Nhiệt độ điểm thổi vào: to = tS + ε BF (t H − t S ) = 16,2 + 0,1.(28,94 − 16,2) = 17,47 o C Độ chênh nhiệt độ nhiệt độ điểm thổi nhiệt độ phòng: ∆ t = 25 − 17,47 = 7,53 < 10 K ⇒ Như đạt u cầu vệ sinh - Tính tốn tương tự với phòng lại với tT = 25o C ta bảng sau: Bảng 4.21 Lưu lượng gió khu vực Phòng tS (o C ) L(l / s ) LN (l / s) LT (l / s ) t H 36 to 0,71 ∆t 16,2 3836,24 1890 1946,24 28,94 16,3 3780,79 1806 1974,79 28,82 16,4 3546,26 1610 1936,26 28,63 16,4 3384,65 1470 1914,65 28,47 16,8 2881,93 37622,3 980 1901,93 34605,3 27,72 HL, BV 17,7 3017 25,64 17,4 17,5 17,6 17,6 17,8 18,4 7,53 7,45 7,38 7,39 7,11 6,51 CHƯƠNG TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 6.1 Giới thiệu hệ thống điều hịa khơng khí Hệ thống điều hịa khơng khí tập hợp máy móc, thiết bị, dụng cụ…để tiến hành trình xử lý khơng khí sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm…với mục đích điều chỉnh, khống chế trì thơng số vi khí hậu nhà nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, tuần hồn phân phối khơng khí phịng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi công nghệ Ngày nay, hệ thống điều hịa khơng khí đa dạng phong phú, phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng khác người Vì nên có nhiều cách để phân loại hệ thống điều hịa khơng khí: Phân loại theo mục đích sử dụng, phân loại theo tính tập trung, phân loại theo cách làm lạnh khơng khí… Trong khn khổ đồ án em xin phép trình bày phân loại hệ thống điều hịa khơng khí theo tính tập trung hệ thống 6.1.1 Hệ thống điều hịa khơng khí cục RAC (Room Air Conditioner) Hệ thống gồm máy cục đơn lắp đặt cho khu vực điều hòa đơn lẻ Máy gồm hai khối là: - Khối nóng (Outdoor Unit) đặt ngồi khu vực điều hòa - Khối lạnh (Indoor Unit) đặt bên khu vực điều hòa, phần phát lạnh Có thể kể đến số loại hệ thống như: Máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa hai cụm, hệ thống dạng Multi (1 dàn nóng nhiều dàn lạnh)  Đặc điểm hệ thống - Ưu điểm: • Là loại máy nhỏ, công suất thường từ 9000 đến 24000 (Btu/h) • Lắp đặt nhanh, dễ dàng, khơng địi hỏi kỹ cao • Sử dụng đơn giản, máy hoạt động hoàn toàn độc lập tự động, khơng bị ảnh hưởng tới có cố • Chi phí đầu tư thấp, bảo trì, sửa chữa dễ dàng 37 - Nhược điểm: • Việc lắp đặt Outdoor Unit bên ngồi khơng gian điều hòa làm ảnh hưởng đến kết cấu kiến trúc tồn ngơi nhà • Do Indoor Unit Outdoor Unit nối với đường ống gas nên trường hợp máy bị dò gas bị dị gas đường ống dẫn ảnh hưởng tới suất lạnh hệ thống sức khỏe người • Đối với hệ thống máy cục việc cung cấp khí tươi cho phịng thường cấp trực tiếp quạt gió, khơng khí không sử lý bụi, ẩm thường tạo nên chênh lệch nhiệt độ cao luồng khí cấp bổ sung luồng khí cấp lạnh Indoor Unit, gây cảm giác khó chịu cho người phịng điều hịa • Khả bố trí INDOOR phòng để đảm bảo độ khuyếch tán đồng bị hạn chế • Hiệu suất hoạt động máy ảnh hưởng lớn nhiệt độ bên ngoài, đặc biệt nhiệt độ khơng khí bên ngồi cao hiệu suất làm việc máy giảm đáng kể Nhiệt độ trời cao khả trao đổi nhiệt dàn nóng thấp, Indoor Unit phát công suất lạnh thấp, máy tình trạng q tải • Hệ số tiêu thụ điện lớn, chi phí vận hành cao • Độ bền tuổi thọ sử dụng mức trung bình - Ứng dụng * Hệ thống điều hịa khơng khí cục thường áp dụng cho cơng trình nhỏ, đơn giản, không yêu cầu thông số môi trường đặc biệt 6.1.2 Hệ thống điều hịa khơng khí tổ hợp gọn (Unitary Package air conditioning system) Hệ thống bao gồm loại máy hệ thống điều hịa cỡ trung bình, bố trí gọn thành tổ hợp thiết bị có suất lạnh từ đến 220 lạnh Mỹ Dàn bay làm lạnh không khí trực tiếp, dàn ngưng giải nhiệt gió giải nhiệt nước, kiểu nguyên cụm (lắp chung với thành tổ máy) hay loại tách (2hay nhiều cụm), có hay khơng có ống gió, chiều… Về ưu, nhược điểm hệ thống giống với hệ thống điều hịa khơng khí cục Chỉ khác cỡ máy hay suất lạnh Hệ thống sử dụng chủ yếu dùng điều hòa thương nghiệp cơng nghệ 6.1.3 Hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm 6.1.3.1 Hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm Water Chiller Hệ thống gồm hay nhiều máy trung tâm phối hợp thành hệ thống tổng thể phân phối lạnh cho toàn khu vực nhà Hệ thống điều hoà trung tâm sử dụng nước làm tác nhân lạnh thông qua hệ thống đường ống dẫn nước vào dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh khơng khí (trao đổi nhiệt gián tiếp) Hệ thống chia thành: 38 - - - - Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (WCWC) Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió (ACWC) Hệ thống máy lạnh trung tâm bao gồm phần chính: Máy lạnh trung tâm (CHILLER): Là thiết bị sản xuất nước lạnh qua hệ thống đường ống dẫn cung cấp cho dàn trao đổi nhiệt lắp đặt không gian điều hồ để làm lạnh khơng khí Các dàn trao đổi nhiệt (FCU, AHU): Là thiết bị đặt khu vực cần điều hồ (cơng suất dàn trao đổi nhiệt chọn dựa vào công suất lạnh yêu cầu phòng mà lắp loại khác nhau), nước lạnh từ máy lạnh qua dàn lạnh để trao đổi nhiệt với khơng khí phòng thực chức làm lạnh Tháp giải nhiệt bơm nước: thực chức giải phóng lượng nhiệt bình ngưng (máy lạnh) sau máy lạnh thực cơng làm lạnh nước bình bay Hệ thống đường ống bơm nước cấp lạnh: Là hệ thống phân phối nước lạnh từ máy lạnh trung tâm đến dàn trao đổi nhiệt FCU, AHU Hệ thống đường ống phân phối khơng khí lạnh: Là hệ thống phân phối khơng khí lạnh từ FCU qua miệng thổi tới khu vực cần điều hoà Hệ thống điện điều khiển: Là hệ thống điều khiển khống chế liên động thiết bị hệ thống (Máy lạnh, FCU, AHU, Bơm nước tháp giải nhiệt)  Đặc điểm hệ thống * Ưu điểm Máy lạnh trung tâm đặt tầng mái hay phòng kỹ thuật tầng hầm, dàn trao đổi nhiệt đặt phịng điều hồ (thông thường loại dàn đặt trần giả phân phối khơng khí lạnh thơng qua đường ống gió cửa thổi đặt trần), hệ thống đường ống nước lạnh phân phối cho dàn trao đổi nhiệt hộp kỹ thuật trần giả việc lắp đặt hệ thống không làm ảnh hưởng đến kết cấu kiến trúc cơng trình - Việc cấp lạnh thơng qua hệ thống ống gió miệng thổi từ trần xuống khu vực phịng điều hồ việc bố trí miệng thổi để đảm bảo khả khuyếch tán khơng khí lạnh phịng hồn tồn thực - Đối với hệ thống trung tâm việc cấp bổ xung khí tươi đơn giản cách thông qua hệ thống ống gió lắp thiết bị hồ trộn khơng khí AHU cấp khơng khí tươi vào hồ trộn với khơng khí hồi FCU, AHU (điều máy cục khó thực được) - Do hệ thống giải nhiệt nước nên trình hoạt động máy lạnh chạy ổn định, bị ảnh hưởng nhiệt độ bên - Hệ số tiêu thụ điện thấp, khả điều chỉnh công suất hệ thống tốt q trình vận hành máy lạnh tự động điều chỉnh công suất máy nén để đảm bảo giảm tối thiểu chi phí điện q trình vận hành hệ thống Điều giảm đáng kể chi phí vận hành cho tồn hệ thống - Độ bền tuổi thọ cao (Trên 15 năm ) 39 - Có dải cơng suất để lựa chọn rộng, chọn loại máy với công suất phù hợp với loại cơng trình thiết kế đầu tư mở rộng hệ thống dễ dàng * Nhược điểm - Chi phí đầu tư ban đầu lớn - u cầu trình độ kĩ cao vận hành, bảo trì, sửa chữa - Do công suất lớn nên hoạt động gây tiếng ồn Cần ý thiết kế để tránh ảnh hưởng đến tiện nghi * Ứng dụng: - Sử dụng cho cơng trình lớn, địi hỏi độ xác yếu tố nhiệt độ, độ ẩm… 6.1.3.2 Hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm VRV/VRF (Variable Refrigerant Volume) VRV hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm dành cho tịa nhà thương mại, ứng dụng công nghệ điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh biến đổi phát triển Daikin (của hãng khác gọi VRF) nhằm mang lại cho khách hàng khả điều khiển nhiệt độ khu vực riêng biệt phòng tầng tòa nhà  Đặc điểm hệ thống Hệ thống điều hồ khơng khí VRV(VRF) cấu thành nhiều hệ thống nhỏ hơn, hệ thống nhỏ bao gồm outdoor unit nối với nhiều Indoor Unit thông qua tuyến đường ống gas hệ thống điều khiển Hệ thống điều hoà biến tần khác với hệ thống điều hoà mẹ nhiều chỗ: máy điều hoà mẹ nhiều con, indoor unit nối với outdoor unit tuyến ống gas riêng biệt; máy điều hoà biến tần, indoor unit nối với outdoor unit tuyến đường ống gas chung * Ưu điểm - Sử dụng hệ thống điều hoà biến tần cơng trình có hệ số sử dụng khơng đồng thời lớn, hệ thống điều hoà biến tần tiết kiệm điện tiêu thụ có khả điều chỉnh dải công suất lớn (10% - 100%) - Mức độ đại hố, tiện nghi, tính linh động cao Có thể vừa điều khiển cục tạo phịng vừa điều khiển trung tâm Hệ thống kết nối vào hệ thống điều khiển chung nhà thơng qua máy tính - Thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận hành khơng lớn - Lắp đặt đơn giản, làm ảnh hưởng đến hệ thống thiết bị khác ảnh hưởng đến tiến độ thi cơng cơng trình - Do đặc điểm kết nối lên đến 90m nên đặt Outdoor Unit tầng thượng tịa nhà Vì tránh phá vỡ cấu trúc, cảnh quan tòa nhà - Việc bảo trì, sửa chữa dễ dàng, thuận tiện - Mẫu mã đa dạng, phù hợp với nhiều loại cơng trình khác * Nhược điểm - Hệ thống có nhược điểm chi phí đầu tư ban đầu cao so với hệ thống khác - Tuổi thọ trung bình - Có giới hạn chiều cao thiết kế * Ứng dụng: 40 - Hệ thống VRV ngày sử dụng rộng rãi từ cơng trình trung bình đến cơng trình lớn, đáp yêu cầu khắt khe yếu tố nhiệt độ, độ ẩm… 6.2 Lựa chọn hệ thống điều hịa khơng khí phù hợp Với phân tích bên áp dụng với cơng trình rạp chiếu phim lựa chọn hệ thống phù hợp vấn đề cần xem xét kĩ lưỡng Hệ thống phải đảm bảo hoạt động ổn định, cung cấp tổng suất lạnh xấp xỉ 1200 kW, thời gian hoạt động liên tục (đáp ứng thời gian xem phim gần ngày), thay đổi tải lạnh không lớn, phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật đặc biệt phải đáp ứng tiêu chuẩn cao cơng trình dùng cho dịch vụ giải trí, lượt khán giả đến xem phim nhiều, vị trí lại khu vực trung tâm Là nơi tập trung nhiều người, hệ thống phải an toàn thân thiện với người dùng, điểm máy lạnh Chiller hồn toàn vượt trội với máy lạnh VRF Năng lượng tiết kiệm trình sử dụng yếu tố quan trọng với hệ thống sử dụng lâu dài điều điểm mạnh hệ thống với máy lạnh Chiller giải nhiệt nước Vì yếu tố nêu nên em lực chọn máy làm lạnh nước Chiller giải nhiệt nước kết hợp AHU cho phòng khán hành lang rạp chiếu phim 6.3 Chọn máy thiết bị Nhà chế tạo thường cho suất lạnh máy điều hoà khơng khí dạng đồ thị dạng bảng phụ thuộc nhiệt độ nhà bên catalog kỹ thuật Trong catalog thương mại thường có suất lạnh chế độ tiêu chuẩn nên muốn biết suất lạnh chế độ khác cần phải tính tốn hiệu chỉnh theo chế độ làm việc thực Phải chọn máy có suất lạnh yêu cầu chế độ làm việc tính tốn Nếu đòi hỏi chủ đầu tư cấu trúc mục đích sử dụng cơng trình đơi cịn cần có suất lạnh dự trữ Tổng suất lạnh chọn phải lớn suất lạnh thực Vì thực tế phịng tồ nhà khơng đồng thời sử dụng hết cơng suất lạnh Phải chọn máy có suất gió đạt yêu cầu thiết kế Năng suất gió catalog máy phải lớn suất gió tính tốn Nếu khơng đảm bảo suất gió máy điều hồ khơng đạt suất lạnh theo yêu cầu Khi chọn máy phải chọn cho điều kiện sau thoả mãn: Q0TC > Q0TCyc 6.3.1 Chọn AHU (Air Handling Unit) Bộ thiết bị xử lý khơng khí AHU loại dùng nước lạnh gồm: giàn ống trao đổi nhiệt, quạt, hộp hút, lọc khơng khí, máng nước ngưng vỏ bảo vệ… 41 Khi chọn AHU (Air Handling Unit) cho phòng cần đảm bảo suất lạnh dàn làm việc với điều kiện thực phải lớn (hoặc bằng) tải lạnh xác định cho phịng Các AHU thiết bị trao đổi nhiệt, suất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ nước lạnh, nhiệt độ khơng khí vào hệ số truyền nhiệt qua vách trao đổi nhiệt Căn vào suất lạnh, suất gió, kích thước khơng gian chúng để chọn loại AHU thích hợp Đặc biệt AHU bố trí khoảng trống trần giả trần bê tơng cốt thép có khơng gian hẹp chiều cao nên cần phải đặc biệt ý đến kích thước H (độ cao) AHU  Phòng khán giả số Phòng khán giả số có tổng suất lạnh yêu cầu 214,37 kW lưu lượng gió yêu cầu 27421,31 m3/h Nếu điều kiện làm việc thực tế AHU không giống với điều kiện tiêu chuẩn cho catalog ta tính quy đổi suất lạnh yêu cầu Q0 yc suất lạnh tiêu chuẩn yêu cầu Q0TCyc để thuận tiện cho việc chọn AHU, tra phụ lục 0.1 với nhiệt độ nước vào AHU / 12o C ta có hệ số quy đổi α = 0,82 Nếu điều kiện làm việc thực tế AHU giống với điều kiện cho catalog ta khơng phải tính quy đổi suất lạnh, α = Trong catalog hãng DAIKIN có điều kiện làm việc AHU 25, 26 28oC, ứng với nhiệt độ giá trị công suất Q0TCyc = Q0 yc α = 214,37 = 261, 43 0,82 kW Với phòng khán giả ta bố trí AHU dẫn hệ thống ống gió vào miệng gió đặt trần giả Dựa vào suất lạnh thực tế lượng gió, tra phụ lục 0.2 0.3 ta chọn AHU có ký hiệu DDM1316-E5 (6 row) với Q0 máy = 263 kW, lưu lượng gió Lmáy = 27000 m3/h, lưu lượng nước G = 12,57 l/s Từ yêu cầu, công suất lạnh phòng catalog hãng DAKIN kết chọn AHU trình bày phụ lục 0.4 6.3.2 Chọn máy lạnh 42 CHƯƠNG TÍNH TỐN HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN KHƠNG KHÍ 7.1 Thế hệ thống vận chuyển khơng khí Hệ thống vận chuyển khơng khí gồm thiết bị ống gió có thiết diện hình chữ nhật hay hình trịn, quạt cấp thải gió, phin lọc khơng khí, van, … Với mục đích cung cấp gió tươi cung cấp tới AHU FCU đưa khí thải ngồi Trong hệ thống điều hịa khơng khí, hệ thống vận chuyển khơng khí phần tất yếu quan trọng, hệ thống lớn dùng cửa gió để phân phối khơng khí Hay khu vực bí khí tầng hầm, cầu thang… 7.2 Các yêu cầu thiết kế Khi thiết kế cần bố trí đường ống gió cho hợp lý nhất, đơn giản nhất, ngắn phải đảm bảo yêu cầu phân phối gió hồi gió hợp lý, trì điều kiện vi khí hậu phịng đường ống gió có giá thành cao, tốn nhiều nguyên vật liệu nhân công lắp đặt, cồng kềnh, chiếm nhiều diện tích hữu ích cơng trình Cần nghiên cứu kỹ lưỡng kiến trúc kết cấu xây dựng tịa nhà để lựa chọn bố trí đường ống gió thích hợp, đặc biệt ống phải qua dầm chịu lực tịa nhà khơng gian đường ống cịn khó qua Kích thước tiết diện ống gió phải xác định theo lưu lượng tính tốn tốc độ cho phép Lưu ý tốc độ đường ống cấp thường chọn lớn nên kích thước ống cấp to hơn, cịn ống hồi ngược lại Trở kháng hay tổn thất áp suất tổng toàn tuyến ống hút ống đẩy kể phụ kiện thiết bị lắp đặt dàn lạnh, dàn nóng, phin lọc gió, van gió, van chặn lửa…cần tính tốn để chọn cột áp phù hợp cho quạt tuần hoàn Trường hợp ống gió có nhiều ống gió nhánh cần chọn tuyến ống có trở kháng lớn để tính tốn coi trở kháng tồn mạng trở kháng nhánh gió song song khơng ảnh hưởng đến việc tính tốn cột áp quạt gió 7.3 Các loại miệng gió hệ thống điều hòa 7.3.1 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí Nhà xuất khoa học kỹ thuật – 2011 43 44 PHỤ LỤC Phụ lục 0.1 Hệ số hiệu chỉnh công suất theo catalog AHU DAIKIN Phụ lục 0.2 Catalog AHU Daikin 45 g, Phụ lục 0.3 Catalog AHU DAIKIN Phụ lục 0.4 Chọn AHU cho phòng điều hòa Q0 yc , kW Lyc , l / s α Q0TCyc , kW 109,27 105,10 94,96 88,07 63,28 3836,24 3780,79 3546,26 3384,65 2881,93 0,82 0,82 0,82 0,82 0,82 133,26 128,17 115,81 107,4 77,17 471 37622,39 0,82 574,39 ∑Q Moden Q0 máy , kW Lmáy , l / s 261,43 DDM1316-E5 263 7500 12 377,24 DDM620-E5 380 11111 18 574,39 DDM2539 DDM1827 320 256,7 24800 13378 15 12 0TCyc , kW 46 G, 931,68 55052,26 - 1136,2 1136,2 47 - 1219,7 56789 58 ... cơng trình thiết kế Loại cơng trình thiết kế rạp chiếu phim CGV thuộc tầng tòa nhà Mipec Tower Rạp chiếu phim hay rạp chiếu bóng địa điểm, thường tịa nhà để xem phim Đa số rạp chiếu phim có tính... Nam TCVN 5577:2012: Rạp chiếu phim- Tiêu chuẩn thiết kế, ta có số tiêu chuẩn thiết kế rạp chiếu phim Hình 2.3 Mặt tổng thể rạp chiếu phim 2.3 Lựa chọn cấp điều hịa khơng khí cho cơng trình Theo... MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ 6.1 Giới thiệu hệ thống điều hịa khơng khí Hệ thống điều hịa khơng khí tập hợp máy móc, thiết bị, dụng cụ…để tiến hành q trình xử lý khơng khí sưởi