CHƯƠNG I: HỆ THỐNG THÔNG GIÓ TRONG CÔNH TRÌNH
II. Hệ thống điều hòa không khí
II.2. Các loại máy điều hòa không khí
1. Điều hòa không khí 1 khối.
a. Cấu tạo.
- Máy nén: (Dùng để nén môi chất) dùng khí gas freron CFC, ngày nay máy lạnh dùng khí HFC như R134a, R410a là các chất không phá hủy tầng ozon.
- Dàn lạnh đặt phía trong phòng, dàn nóng đặt phía ngoài phòng đều có cấu tạo từ những lá nhôm và ống đồng nhờ thông gió bằng quạt hướng trục và quạt ly tâm chung 1 động cơ.
- Quạt gió ly tâm - quạt gió hướng trục, ống mao dẫn, bộ lọc…
- Dàn lạnh và dàn nóng đặt chung trong cùng một vỏ,được ngăn cách nhau bằng vách ngăn cách nhiệt.
Năng suất lạnh chia ra 5 loại: 7.000BTU, 9.000BTU, 12.000BTU, 18.000BTU và 24.000BTU, một chiều hoặc hai chiều).
[26]
b. Nguyên lý hoạt động:
Máy nén khí nén môi chất từ dạng khí với áp suất thấp thành dạng lỏng với áp suất cao, rồi bơm qua dàn lạnh tại đây môi chất bốc hơi sinh lạnh, nhờ quạt gió hỗ trợ để đẩy không khí lạnh đi khắp phòng tạo sự chênh lệch về áp suất, môi chất lỏng nhận hơi nóng của không khí trong phòng và bốc hơi thành thể khí để tuần hoàn trong ống và tỏa nhiệt ở dàn nóng.
[27]
c. Vị trí lắp đặt:
- Máy đặt theo độ dốc 1÷3% và bố trí ống dẫn nước ngưng tụ trên dàn nóng.
- Máy được đặt trên tường với cao độ 0,6÷1,8 m
- Lắp đặt tránh ánh sáng trực tiếp, tránh mưa, bụi khói …
- Máy ĐHKK 1 khối cần lắp đặt ở tường hoặc cửa sổ đối diện với cửa ra vào vì gió lạnh thổi ra từ máy điều hòa mạnh hơn gió tự nhiên từ ngoài vào.
- Không đặt máy ĐHKK gần các nguồn tỏa nhiệt như Bếp, lò sưởi.
d. Đặc điểm máy điều hòa cửa sổ:
+ Ưu điểm:
- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng.
- Giá thành thấp
- Đối với công sở có nhiều phòng riêng biệt, sử dụng máy điều hòa cửa sổ rất kinh tế, chi phí đầu tư và vận hành đều thấp
+ Nhược điểm:
- Công suất bé, tối đa 24.000 BTU/h
- Đối với các tòa nhà lớn, khi lắp đặt máy điều hòa dạng cửa sổ làm phá vỡ kiến trúc và làm giảm mỹ quan của công trình.
[28]
2. Điều hòa không khí 2 khối.
Cấu tạo bên trong của máy lạnh 2 khối gồm các bộ phận hai khối riêng biệt liên hệ giữa 2 khối là ống dẫn môi chất.
* Dàn nóng: Một khối đặt ngoài nhà gồm máy nén, dàn ngưng, quạt gió hướng trục (thường gọi là dàn ngưng).
Dàn này có trọng lượng tương đối lớn, luôn thải ra khí nóng nên phải được bố trí ở nơi có khả năng chịu lực, thông gió dễ dàng không thổi gió nóng sang các nhà bên cạnh.
Máy phải được che chắn tránh mưa và không bị ánh nắng trực tiếp rọi vào: tránh nơi có nhiều bụi khói bám vào làm giảm hiệu suất truyền nhiệt của thiết bị xung quanh khối nóng nên có khoảng trống để thoáng gió phía trên, phía sau và bên phải cần có khoảng cách lớn hơn 10cm phía bên phải và phía trước cần > 40 cm.
[29]
* Dàn lạnh: Một khối đặt trong phòng gồm dàn lạnh, quạt ly tâm và thiết bị điều khiển bằng vi mạch; khối trong nhà có thể có nhiều hình dạng như treo, áp trần, kiểu đặt sàn … khối này cần lắp đặt chắc chắn, để giảm tiếng ồn khi quạt gió chạy. Phải có ống dẫn nước ngưng tụ trên dàn lạnh thoát ra ngoài dễ dàng và bố trí thuận lợi để dễ dàng nối với khối nóng bên ngoài nhà. Dàn lạnh còn được dùng như vật trang trí trong nhà.
Dàn lạnh và dàn nóng được nối với nhau bằng hai ống đồng bọc cách nhiệt thành 1 vòng tuần hoàn kín.
[30]
>200
>200
600 - 700
250 - 300
>600
>300 >300
>200
> 1500
3. Điều hòa không khí trung tâm.
a. Nguyên tắc chung của điều hòa không khí trung tâm
Điều hòa không khí trung tâm được chọn dùng cho các công trình công cộng có không gian rộng lớn. thiết bị của ĐHKK trung tâm là các ĐHKK kiểu 1 khối có công suất lớn từ 20kW đến hàng trăm kW. Máy có thể bố trí ở tầng hầm; tầng trệt hoặc trên sân thượng. Chất khí tải lạnh trong ĐHKK trung tâm có thể là không khí, nước hoặc nước kết hợp với không khí.
b. Hệ thống điều hòa trung tâm kiểu VRV/VRF.
[31]
VRF hay VRV xuất phát từ các chữ cái đầu tiếng Anh: Variable Refrigerant Flow (vrf) hay Variable Refrigerant Volume (vrv), nghĩa là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài.
Loại hệ thống này bao gồm một số lượng dàn lạnh (có thể lên tới 64 dàn lạnh) được nối với một dàn nóng lớn.
Lưu lượng môi chất lạnh có thể thay đổi nhờ một máy nén biến tần có thể thay đổi tốc độ hoặc nhiều máy nén với công suất khác nhau để đáp ứng những thay đổi về nhu cầu làm lạnh hoặc sưởi ấm trong không gian điều hòa làm việc.
* Có một hệ thống điều khiển phức tạp giúp chuyển đổi giữa các chế độ sưởi ấm và làm lạnh.
* Đối với những kiểu hệ thống phức tạp hơn, các dàn lạnh có thể vận hành ở chế độ sưởi ấm hoặc làm lạnh một cách độc lập với nhau.
* Loại hệ thống thứ hai này có khả năng tiết kiệm năng lượng nhiều hơn khi sử dụng đồng thời cả hai chế độ làm lạnh và sưởi ấm ở những khu vực khác nhau.
* Hệ thống VRV không yêu cầu phải có một không gian định trước trong phòng.
Để lắp đặt và có rất nhiều loại dàn lạnh khác nhau để lựa chọn.
* Ứng dụng của hệ thống VRV có thể từ các văn phòng, đại lý bán hàng đến các khách sạn, căn hộ sang trọng hay các tòa nhà công nghiệp,...
[32]
Lắp đặt đường ống thoát nước cho máy.
c. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm kiểu giải nhiệt.
Hệ thống điều hòa trung tâm là hệ thống mà ở đó xử lý nhiệt ẩm được tiến hành ở một trung tâm và được dẫn theo các kênh gió đến các hộ tiêu thụ.Trên thực tế máy điều hòa dạng tủ là máy điều hòa kiểu trung tâm. Ở trong hệ thống này không khí sẽ được xử lý nhiệt ẩm trong một máy lạnh lớn, sau đó được dẫn theo hệ thống kênh dẫn đến các hộ tiêu thụ.
Có 2 loại:
- Giải nhiệt bằng nước: Toàn bộ hệ thống lạnh được lắp đặt kín trong một tủ, nối ra ngoài chỉ là các đường ống nước giải nhiệt.
- Giải nhiệt bằng không khí: gồm 2 mãnh IU và OU rời nhau.
Đây là công nghệ mới đã được phát triển rất mạnh bởi tính hiệu quả ứng dụng rông rãi trong công nghiệp và dân dụng. Điểm mấu chốt ở đây là hệ thống gọn bảo đảm được các yêu cầu về thẩm mỹ và điều đặc biệt của hệ thống này là ứng dụng rất tốt đối với các toà nhà cao tầng.
Về nguyên lý hoạt động của hệ thống này như sau:
Hệ thống bao gồm thiết bị làm lạnh CHILLER, dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU, tháp làm mát Cooling Tower, bơm nước lạnh, đường ống gió và đường ống
[33]
nước, hệ thống van điều khiển. Nước được vận chuyển tuần hoàn trong đường ống qua CHILLER và được làm lạnh xuống 7 0C sau đó chảy qua các dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU. Tại đây nước lạnh được trao đổi nhiệt với không khí tuần hoàn trong phòng và làm cho nhiệt độ trong phòng giảm xuống. Nước lạnh bị hấp thụ nhiệt với không khí trong phòng nóng lên đến khoảng 120C được bơm tuần hoàn quay trở về CHILLER, tại đây nước lại tiếp tục được làm lạnh xuống 70C và chu trình cứ tuần hoàn như vậy. Nhờ vào hệ thống bơm mà hệ thống có thể vận chuyển được đi xa hơn và cao hơn.
Sơ đồ nguyên lý:
[34]
1- Hộp tiêu âm đường đẩy
2- Hộp tiêu âm đường hút MT- Miệng thổi gió 3- Cụm máy điều hoà MH - Miệng hút gió 4- Bơm nước giải nhiệt VĐC- Van điều chỉnh cấp gió
5- Tháp giải nhiệt
Trên hình là sơ đồ nguyên lý hệ thống máy điều hoà dạng tủ, giải nhiệt bằng nước.
Theo sơ đồ, hệ thống gồm có các thiết bị sau:
Cụm máy lạnh:
Toàn bộ cụm máy được lắp đặt trong một tủ kín giống như tủ áo quần.
Máy nén kiểu kín.
Dàn lạnh cùng kiểu ống đồng cánh nhôm có quạt ly tâm.
Thiết bị ngưng tụ kiểu ống lồng ống nên rất gọn nhẹ.
- Hệ thống kênh đẩy gió, kênh hút, miệng thổi và miệng hút gió: kênh gió bằng tole tráng kẽm có bọc cách nhiệt bông thủy tinh. Miệng thổi cần đảm bảo phân phối không khí trong gian máy đồng đều.
Có trường hợp người ta lắp đặt cụm máy lạnh ngay trong phòng làm việc và thổi gió trực tiếp vào phòng không cần phải qua kênh gió và các miệng thổi. Thường được đặt ở một góc phòng nào đó
-Tùy theo hệ thống giải nhiệt bằng gió hay bằng nước mà IU được nối với tháp giải nhiệt hay dàn nóng. Việc giải nhiệt bằng nước thường hiệu quả và ổn định cao hơn. Đối với máy giải nhiệt bằng nước cụm máy có đầy đủ dàn nóng, dàn lạnh và máy nén, nối ra bên ngoài chỉ là đường ống nước giải nhiệt.
Ưu điểm:
- Lắp đặt và vận hành tương đối dễ dàng
- Khử âm và khử bụi tốt, nên đối với khu vực đòi hỏi độ ồn thấp thường sử dụng kiểu máy dạng tủ.
- Nhờ có lưu lượng gió lớn nên rất phù hợp với các khu vực tập trung đông người như rạp chiếu bóng, rạp hát, hội trường, phòng họp, nhà hàng, vũ trường, phòng ăn.
- Giá thành không cao.
[35]
Nhược điểm:
- Hệ thống kênh gió quá lớn nên chỉ có thể sử dụng trong các tòa nhà có không gian lắp đặt lớn.
- Đối với hệ thống điều hòa trung tâm do xử lý nhiệt ẩm tại một nơi duy nhất nên chỉ thích hợp cho các phòng lớn, đông người. Đối với các tòa nhà làm việc, khách sạn, công sở.. là các đối tượng có nhiều phòng nhỏ với các chế độ hoạt động khác nhau, không gian lắp đặt bé, tính đồng thời làm việc không cao thì hệ thống này không thích hợp.
- Hệ thống điều hoà trung tâm đòi hỏi thường xuyên hoạt động 100% tải. Trong trường hợp nhiều phòng sẽ xảy ra trường hợp một số phòng đóng cửa làm việc vẫn đươc làm lạnh.
4. Lựa chủng loại và công suất máy ĐHKK.
a.Chọn chủng loại.
Lựa chọn chủng loại máy điều hoà không khí cho một công trình phụ thuộc vào công năng và kích thước căn phòng (bao gồm mục đích sử dụng, diện tích, chiều cao, kết cấu công trình, số thiết bị toả nhiệt trong công trình, vị trí địa lý, số nười thường xuyên có mặt trong công trình).
Nên chọn máy một khối công suất nhỏ cho những công trình có diện tích nhỏ, có vị trí thông ra không gian bên ngoài.
Máy hai khối sử dụng cho các công trình như: văn phòng làm việc, nhà ở dân dụng,trường học ….
Máy trung tâm dùng cho các nơi công cộng, bệnh viện, siêu thị, trung tâm thương mại, khách sạn…
b.Tính công suất.
* Chọn công suất quạt gió.
Chọn quạt gió căn cứ theo tiêu chuẩn vi khí hậu sao cho hiệu suất của quạt không chênh lệch quá 10% so với tiêu chuẩn cực đại.
* Chọn công suất ĐHKK.
Để chọn máy ĐHKK cần căn cứ vào việc tính toán nhiệt để giải quyết lượng nhiệt thừa trong phòng với tiêu chuẩn theo quy định TCVN 4318- 1986 và TCVN 5687 – 2010)
[36]
Khi tính toán sơ bộ có thể tính như sau:
1 mã lực (sức ngựa) = 1J = 0,75kW 1kW/h = 860 kCal/h
1kCal/h = 4 BTU/h
Định mức công suất từ 150 ÷ 200 kcal/h/m2 sàn (tức là từ 600 ÷ 800 BTU/h/1m2 sàn) cho khu vực giữa nhà; từ 200 ÷ 250 kcal/h/1m2 sàn (tức là từ 800 ÷ 1000 BTU/h/1m2 sàn) cho khu vực đầu hồi. Nếu phòng đông người thì phải tăng lên 1,5 lần so với định mức.
- Công suất lạnh có thể tính với đơn vị W/h, Kcal/h, BTV/h 1 Kcal/ h = 3,968 BTU/h = 1,6 W/h
- Công suất lạnh của máy điều hoà cần chọn cho phù hợp, nếu chọn nhỏ quá thì nhiệt độ trong phòng giảm chậm, máy phải làm việc liên tục, chọn lớn quá thì lãng phí vì máy đắt tiền và tiêu tốn điện năng lớn.