Tính toán phụ tải và lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí tầng 2, 4, 6 tòa nhà văn phòng trương quốc dung

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀUHÒA KHÔNG KHÍ TẦNG 2, 4, 6 TÒA NHÀ VĂN PHÒNG TRƯƠNG QUỐC DUNG Tác giả TRẦN ĐĂNG KHOA Luận văn được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TẦNG 2, 4, 6 TÒA NHÀ

VĂN PHÒNG TRƯƠNG QUỐC DUNG

Sinh viên thực hiện: TRẦN ĐĂNG KHOA

Tháng 06/2022

TÍNH TOÁN PHỤ TẢI VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU

HÒA KHÔNG KHÍ TẦNG 2, 4, 6 TÒA NHÀ VĂN PHÒNG

TRƯƠNG QUỐC DUNG

Tác giả

TRẦN ĐĂNG KHOA

Luận văn được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư

Ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Nguyễn Nam Quyền

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TPHCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

-

-Ngày … tháng … năm 20…

NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP

KHOA: CƠ KHÍ CÔNG NGHỆ

BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

Họ và tên sinh viên: Trần Đăng Khoa , MSSV: 18137024

1 Tên tiểu luận: Tính toán phụ tải và lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí

tầng 2, 4, 6 tòa nhà văn phòng Trương Quốc Dung

2 Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện):

- Tìm hiểu chung về hệ thống điều hòa không khí và thông gió

5 Họ và tên người hướng dẫn: ThS Nguyễn Nam Quyền

Nội dung hướng dẫn

Nội dung và yêu cầu của tiểu luận đã được thông qua Bộ môn

Ngày tháng năm 20

Ký tên, ghi rõ họ và tên

ThS Nguyễn Nam Quyền

PHẦN DÀNH CHO KHOA:

- Người duyệt:

- Ngày bảo vệ:

CẢM TẠ

Lời đầu tiên, em chân thành cảm ơn giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn NamQuyền đã luôn tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, tạo điều kiện để em có cơ hội được tìm hiểu,trao đổi kiến thức liên quan giúp em vững chắc hơn để hoàn thành tiểu luận này

Em chân thành cảm ơn cố vấn học tập lớp DH18NL ThS Lê Quang Giảng đã luôn

hỗ trợ, quan tâm, tạo điều kiện tốt nhất cho em và tập thể lớp trong quá trình học tập

Em chân thành cảm ơn quý giảng viên Khoa Cơ khí Công nghệ trường Đại họcNông Lâm TP.Hồ Chí Minh đã truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm cho em trongsuốt những năm học vừa qua

Cảm ơn các bạn lớp DH18NL cùng những anh chị khóa trên đã luôn giúp đỡ emtrong quá trình học tập

Cuối lời, em kính chúc giảng viên hướng dẫn ThS Nguyễn Nam Quyền, cố vấnhọc tập lớp DH18NL ThS Lê Quang Giảng, toàn thể giảng viên Khoa Cơ khí Công nghệtrường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, các anh chị khóa trên và tập thể lớpDH18NL nhiều sức khỏe, thành công trong cuộc sống

Trong quá trình thực hiện tiểu luận còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sựnhận xét và ý kiến của quý thầy cô để được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn

Thành phố Thủ Đức, ngày 30 tháng 06 năm 2022

Sinh viên thực hiệnTrần Đăng Khoa

TÓM TẮT

Đề tài: “Tính toán phụ tải và lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hòa không khítầng 2,4,6 tòa nhà văn phòng Trương Quốc Dung” được thực hiện từ ngày 14 tháng 03năm 2022 đến ngày 30 tháng 06 năm 2022 gồm có 5 chương với các nội dung tóm tắt nhưsau:

CHƯƠNG 3 : NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Trình bày về các nội dung đã thực hiện theo yêu cầu của nhiệm vụ được giaotrong phạm vi tiểu luận Nêu rõ cơ sơ lý thuyết của các phương pháp nghiên cứu trongtiểu luận

CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Tính toán tải bằng hai phương pháp là phương pháp Carrier và phần mềm

Trace700 để so sánh và thực hiện chọn thiết bị cho công trình

CHƯƠNG 5 : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận và kiến nghị các giải pháp hữu ích

MỤC LỤC

CẢM TẠ iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC v

MỤC LỤC HÌNH viii

MỤC LỤC BẢNG x

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích nghiên cứu 1

1.3 Đối tượng nghiên cứu 2

1.4 Nội dung thực hiện 2

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về điều hòa không khí và thông gió 3

2.1.1 Khái niệm về điều hòa không khí và thông gió 3

2.1.2 Lịch sử hình thành 3

2.1.3 Tầm quan trọng 4

2.1.4 Phân loại hệ thống 5

2.2 Tổng quan về công trình 7

2.2.1 Vị trí công trình 7

2.2.2 Quy mô công trình 8

2.2.3 Bản vẽ kiến trúc của công trình 9

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11

3.1 Nội dung 11

3.1.1 Lựa chọn cấp điều hòa cho công trình 12

3.1.2 Lựa chọn hệ thống điều hòa cho công trình 12

3.1.3 Lựa chọn sơ đồ làm lạnh 13

3.1.4 Điều kiện thiết kế ngoài nhà 13

3.1.5 Điều kiện thiết kế trong nhà 14

3.2.1 Phương pháp Carrier 15

3.2.2 Phần mềm Trace700 19

3.2.3 Dùng phần mềm VRV Xpress 25

3.2.4 Tính toán chọn kích thước ống gió và louver gió tươi 29

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Kết quả theo phương pháp Carrier 30

4.1.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 30

4.1.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che Q2 33

4.1.2.1 Nhiệt hiện truyền qua mái Q21 33

4.1.2.2 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 33

4.1.2.3 Nhiệt truyền qua sàn Q23 35

4.1.3 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q3 36

4.1.4 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q4 37

4.1.5 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QN 38

4.1.6 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5â 38

4.1.7 Các nguồn nhiệt khác Q6 39

4.1.8 Xác định phụ tải lạnh Q0 39

4.2 Kết quả theo phần mềm Trace700 42

4.2.1 Thiết lập các thông số ban đầu 42

4.2.2 Nhập dữ liệu chi tiết của công trình 43

4.2.3 Kết quả tính tải của phần mềm Trace700 51

4.3 So sánh kết quả tính toán phụ tải 53

4.4 Lựa chọn các thiết bị của hệ thống 53

4.4.1 Chọn dàn lạnh 53

4.4.2 Chọn thêm phụ kiện cho dàn lạnh 55

4.4.3 Tính chọn ống gió 56

4.4.4 Chọn VCD (Volume control damper) 55

4.4.5 Tính chọn louver gió tươi 56

4.4.6 Chọn dàn nóng bằng phần mềm VRV Xpress 56

4.4.7 Chọn bộ chia ga bằng phần mềm VRV Xpress 60

4.4.8 Chọn ống ga bằng phần mềm VRV Xpress 61

4.4.9 Chọn ống nước ngưng 62

4.4.10 Chọn bọc cách nhiệt cho ống ga và ống nước ngưng 63

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64

5.1 Kết luận 64

5.2 Kiến nghị 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

PHỤ LỤC 1: BẢN VẼ THIẾT KẾ 67

PHỤ LỤC 2: HÌNH ẢNH THỰC TẾ TẠI CÔNG TRÌNH 68

MỤC LỤC HÌNH

Hình 2.1 Vị trí công trình 7

Hình 2.2 Công trình đang trong quá trình xây dựng 8

Hình 2.3 Bản vẽ mặt bằng tầng 2 9

Hình 3.1 Minh họa hệ thống VRV 12

Hình 3.2 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phương pháp Carrier 15

Hình 3.3 Giao diện phần mềm Trace700 20

Hình 3.4 Thiết lập đơn vị đo và mở rộng bản đồ 20

Hình 3.5 Cập nhật thời tiết tại khu vực công trình 21

Hình 3.6 Tạo mẫu thông tin 22

Hình 3.7 Thông tin cần nhập cho phòng 22

Hình 3.8 Chọn hệ thống phân phối gió 23

Hình 3.9 Chỉ định phòng vào hệ thống phân phối gió 23

Hình 3.10 Chọn mục cần tính toán 24

Hình 3.11 Chọn mục cần xem kết quả 24

Hình 3.12 Giao diện phần mềm VRV Xpress 25

Hình 3.13 Thiết lập các thông số cần dùng 25

Hình 3.14 Chọn hệ thống 26

Hình 3.15 Chọn dàn lạnh và nhập thông số thiết kế 27

Hình 3.16 Nhập thông số thiết kế và kết nối dàn lạnh với dàn nóng 27

Hình 3.17 Chọn vị trí và nhập chiều cao chênh lệch 28

Hình 3.18 Phần mềm xuất tên bộ chia ga và kích thước ống ga 28

Hình 4.1 Thiết lập đơn vị đo và mở rộng bản đồ 42

Hình 4.2 Cập nhật thời tiết tại khu vực công trình 42

Hình 4.3 Khai báo thông tin 43

Hình 4.4 Chọn khu vực thời tiết ứng với vị trí công trình 43

Hình 4.5 Nhập các thông số nguồn nhiệt bên trong 44

Hình 4.6 Nhập thông số của gió 45

Hình 4.7 Nhập nhiệt độ thiết kế 45

Hình 4.8 Chọn kết cấu của công trình 46

Hình 4.9 Tổng hợp lại các thông số đã thiết lập 46

Hình 4.10 Nhập các thông số về tường 47

Hình 4.11 Các thông số của phòng 48

Hình 4.12 Thông số mái che 48

Hình 4.13 Thông số tường bao 49

Hình 4.14 Thông số nhiệt bên trong phòng 49

Hình 4.15 Thông số gió 50

Hình 4.16 Thông số vách ngăn và sàn 50

Hình 4.17 Chọn hệ thống phân phối gió 51

Hình 4.18 Chỉ định hệ thống thông gió cho phòng 51

Hình 4.19 Kết quả tính toán của phòng 1 52

Hình 4.20 Kết quả tính toán cho phòng 2 52

Hình 4.21 Dàn lạnh loại âm trần thổi đa hướng 53

Hình 4.22 Bộ nạp gió loại khoang có ống nối chữ T 55

Hình 4.23 Ống gió kiểu tròn xoắn 57

Hình 4.24 VCD loại tròn điều chỉnh bằng tay vặn 56

Hình 4.25 Louver vuông 56

Hình 4.26 Chọn thông tin dàn lạnh trên phần mềm 57

Hình 4.27 Điều chỉnh số lượng dàn lạnh 58

Hình 4.27 Kết nối và chọn thông số thiết kế dàn nóng 58

Hình 4.28 Chọn vị trí đặt dàn nóng và nhập chiều cao so với dàn lạnh 59

Hình 4.29 Dàn nóng ghép 59

Hình 4.30 Thông số dàn nóng RXQ18TANYM 60

Hình 4.31 Tên bộ chia ga và kích thước ống ga từng đoạn được xuất 61

Hình 4.32 Bộ chia ga 61

Hình 4.33 Ống đồng dẫn ga 62

Hình 4.34 Ống xả nước ngưng với nhiều kích thước 62

Hình 4.35 Bọc cách nhiệt Insuflex 63

MỤC LỤC BẢNG

Bảng 2.1 Không gian cần sử dụng điều hòa 10

Bảng 3.1 Cấp điều hòa không khí 14

Bảng 3.2 Thông số vi khí hậu tiện nghi ứng với trạng thái lao động 14

Bảng 4.1 Diện tích các mặt bao che của không giân cần sử dụng điều hòa 32

Bảng 4.2 Bức xạ mặt trời và hệ số tức thời của công trình 33

Bảng 4.3 Chi tiết thông số của cửa ra vào mỗi phòng 35

Bảng 4.4 Số người trong mỗi phòng đã làm tròn 37

Bảng 4.5 Thống kê nhiệt thành phần và phụ tải phòng 1 40

Bảng 4.6 Thống kê nhiệt thành phần và phụ tải phòng 2 41

Bảng 4.7 Thông số dàn lạnh 54

Bảng 4.8 Thống kê số lượng dàn lạnh đảm bảo công suất cho không gian 54

Bảng 4.9 Thống kê số lượng dàn nóng 60

Bảng 4.10 Các bộ chia ga sử dụng cho công trình 61

Bảng 4.11 Kích thước các ống ga sử dụng cho công trình 62

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

VRV "Variable Refrigerant Volume" là hệ thống điều hòa trung tâm

IU "Indoor Unit" là dàn lạnh trong nhà

OU "Outdoor Unit" là dàn nóng bên ngoài nhà

FCU "Fan coil unit" là dàn lạnh của hệ thống lạnh

AHU "Air handling unit" là dàn lạnh của hệ thống lạnh

Tại một nước đang phát triển, có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm như Việt Namthì điều hòa không khí lại càng có ý nghĩa vô cùng to lớn cho nhu cầu hướng tới một cuộcsống thoải mái, tiện nghi, đảm bảo sức khỏe cho còn người.Việt Nam dù đã trải qua thờigian khó khăn vì đại dịch Covid-19 nhưng tốc độ phát triển của kinh tế Việt Nam vẫnđang phát triển rất nhanh Các tòa nhà cao ốc, chung cư, trung tâm thương mại,… vẫn tiếptục được xây dựng ngày càng nhiều và đồng thời nhu cầu về tiện nghi, thoải mái, lợi íchcủa con người thì luôn không hề suy giảm.

Tùy theo các không gian, mục đích hoạt động, nhu cầu khác nhau thì hệ thốngđiều hòa không khí cũng sẽ khác nhau về các tiêu chuẩn.Với mong muốn áp dụng cáckiến thức đã học và tìm hiểu ứng dụng phần mềm Trace 700 để tính tải lạnh vào thực tế,

em đã thực hiện đề tài tính toán phụ tải và lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều hòa khôngkhí tầng 2, 4, 6 tòa nhà văn phòng Trương Quốc Dung dưới sự hướng dẫn của thầy Th.SNguyễn Nam Quyền

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nhằm mục đích giúp sinh viên tích lũy kinh nghiệm thực tế tính toán thiết kế hệthống điều hòa không khí cho công trình, tổng hợp lại các kiến thức đã học, cũng cố thêmnhững kiến thức khi làm đề tài, được tiếp xúc nhiều hơn với công việc thực tế và nhằm đệtrình yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành Công nghệ kỹ thuật Nhiệt

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Công trình tòa nhà Trương Quốc Dung là nhà ở kết hợp văn phòng của chủ đầu tưPhạm Đình Chung là công trình hướng đến các khách hàng cần thuê văn phòng hoặc làmnhà ở

1.4 Nội dung thực hiện

 Tìm hiểu về hệ thống điều hòa không khí và thông gió

 Khảo sát công trình

 Tính tải công trình

 Lựa chọn thiết bị

 Lập bản vẽ thiết kế

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về điều hòa không khí và thông gió

2.1.1 Khái niệm về điều hòa không khí và thông gió

Điều hòa không khí: là quá trình duy trì ổn định trạng thái không khí (nhiệt độ, độ

ẩm, vận tốc gió và độ trong sạch của không khí) trong không gian cần điều hòa ở trongvùng qui định nào đó mà nó không thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậubên ngoài hoặc sự biến đổi của phụ tải bên trong

Thông gió: là quá trình thay thế không khí trong không gian nào đó nhằm cungcấp không khí có chất lượng tốt hơn Với mục đích kiểm soát nhiệt độ, bổ sung oxi hoặcthải loại bỏ hơi ẩm, hơi nóng, mùi hôi, khói bụi,…

2.1.2 Lịch sử hình thành

Thời cổ đại, người Ai Cập đã tạo ra mô hình làm mát bằng treo cây lau sậy lêncửa sổ rồi phun nước lên nhằm cho gió thổi vào phòng mang theo hơi ẩm và làm mát.Người La Mã cổ đại đã có hệ thống ống nước bao quanh tường nhà cùng với tháp gió đểlàm mát không khí trong nhà

Thế kỷ 17, Cornelis Drebble ( 1572-1633) đã nghĩ ra cách làm mát bằng cách chothêm muối vào nước, tạo ra hệ thống “ Biến mùa hè thành mùa đông ” để giới thiệu chovua nước Anh

Năm 1758, nhà phát minh John Hadley (1731-1764) đã nghiên cứu và phát hiện

ra mối liên hệ giữa sự bay hơi của chất lỏng và quá trình làm lạnh không khí

Năm 1820, nhà hoá học người Anh Michael Faraday (1791-1867) đã thành côngkhi cho nén và hoá lỏng khí amoniac Ông nghiên cứu được rằng khi bay hơi, khí amoniac

có khả năng làm lạnh không khí xung quanh

Đó là cơ sở đầu tiên để năm 1842 bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803 1855) tạo nên cỗ máy tạo băng làm mát cho cả một toà nhà lớn.Năm 1851, kỹ sư JamesHarrison

-chế tạo thành công cỗ máy làm nước đá đầu tiên Năm 1855, ông được trao bằng sáng -chế

hệ thống tủ lạnh nén khí ete

Cuối thế kỷ 19, người ta sử dụng hệ thống làm lạnh từ các đường ống dẫn khôngkhí ẩm đi vòng quanh một toà nhà Hệ thống này giúp bảo quản một số thực phẩm, làmmát bia và một số thức uống

Năm 1911, Carrier giới thiệu “công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý” cho hội

kỹ sư cơ khí của Hoa Kỳ Phương pháp làm lạnh này được áp dụng cho tới ngày nay

Đến năm 1930: hãng DuPontde Nemours và Co (Mỹ) đã sản xuất ra môi chất lạnhFreon

Năm 1982: hãng Daikin (Nhật) phát minh một loại máy điều hòa không khí mới,điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu điều chỉnh môi chất lạnh nén qua máy nén với tên gọi

là Variable refrigerant volume (VRV)

Ngày nay, điều hòa không khí đang được phát triển mạnh mẽ, ngày càng cải tiếnthêm các hệ thống, máy móc hiện đại, đa dạng, tiết kiệm năng lượng để phục vụ cho nhucầu ứng dụng lớn trong hầu hết các ngành

Trong y tế: Tạo môi trường sạch, nhiệt độ, độ ẩm thích hợp để bảo quản các công

cụ, thuốc men,…Tạo môi trường phù hợp cho người bệnh cho sự thoải mái giúp sức khỏebệnh nhân được ổn định và hồi phục tốt hơn,…

Điều hòa ngày càng trở nên quen thuộc đặc biệt trong các ngành y tế, văn hóa, thểdục thể thao, vui chơi giải trí và du lịch… Hiện nay, ngành điều hòa không khí nói riêng

và ngành lạnh nói chung đã trở thành một ngành có đóng góp và ý nghĩa hết sức quantrọng trong sự phát triển của nền kinh tế nước nhà

2.1.4 Phân loại hệ thống

 Điều hòa không khí:

 Hệ thống điều hòa kiểu cục bộ: là kiểu máy có 2 cụm riêng biệt trong nhà vàngoài trời Cụm trong nhà gồm: dàn lạnh, bộ điều khiển, quạt ly tâm Cụm ngoài trờigồm: máy nén, động cơ và quạt hướng trục Hai cụm được nối với nhau bằng đườngống gas đi và về Ống xả nước ngưng từ dàn bay hơi và đường dây điện đôi khi được

bố trí dọc theo hai đường ống này thành một búi ống Hệ thống điều hòa cục bộ thíchhợp cho căn hộ nhỏ

 Hệ thống điều hòa kiểu phân tán: à máy điều hòa có khâu xử lý không khí phântán tại nhiều nơi Hệ thống điều hòa kiểu này có rất nhiều dàn lạnh xử lý không khíđược bố trí trong không gian điều hòa Kiểu phân tán có 2 loại phổ biến:

 Máy điều hòa kiểu làm lạnh bằng nước (Water chiller)

 Máy điều hòa kiểu VRV/VRF VRF (Variable refrigerant volume/Variablerefrigerant flow)

 Hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller: là hệ thống sử dụng nước lạnh để làmlạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt

 Ưu điểm:

 Vòng tuần hoàn là nước nên không sợ tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh

 Khống chế được nhiệt ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng lẻ,

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

 Thích hợp với mọi chiều cao, mọi kiểu kiến trúc, có thẩm mỹ bố trí

 Khả năng xử lý tạp chất, bụi bẩn trong không khí cao

 Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế

 Nhược điểm:

 Phải có phòng máy riêng.

 Cần bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU (Fan Coil Unit)

 Vấn đề cách nhiệt đường ống lạnh và khay nước ngưng phức tạp do đọng ẩm vì

độ ẩm ở Việt Nam cao

 Tiêu thụ điện năng lớn

 Hệ thống kiểu biến tần VRV/ VRF: Là kiểu hệ thống máy lạnh dành cho các tòanhà cao tầng, các công trình diện tích sử dụng lớn và có sự hạn chế về vị trí đặt cácdàn nóng giải nhiệt riêng lẻ

 Hạn chế được tiếng ồn, chống bám bụi tốt

 Tiết kiệm không gian lắp đặt, tiết kiệm năng lượng hiệu quả

 Chi phí không quá cao

 Thông gió cơ khí: là sự thông gió với không khí bên ngoài có sử dụng các hệthống cơ khí chủ yếu là quạt Hệ thống này được sử dụng rất phổ biến cho việc kiểmsoát chất lượng không khí, hơi ẩm, mùi hôi, chất độc hại có thể được làm loãng hoặctrao đổi với

không khí bên ngoài Tuy nhiên, sẽ cần rất nhiều năng lượng để có thể khử ẩm quá mức từ không khí.

Tòa nhà có vị trí rất thuận lợi cho việc di chuyển nhanh chóng sang các quận 1,quận Bình Thạnh, quận 3,… cùng với các vị trí như:

+ Cách Sân bay Tân Sơn Nhất với 11 phút đi xe

+ Cách vòng xoay 7 Hiền với 12 phút đi xe

+ Cách Ngã 4 Phú Nhuận với 5 phút đi xe

+ Cách Công viên Hoàng Văn Thụ với 8 phút đi xe.

Ngoài ra còn gần các vị trí tiện ích, dịch vụ, bệnh viện như:

+ Bệnh viện ITO Phú Nhuận cách 650m

+ Cà phê The HiPB cách 2m

+ Nhà hàng Gold malt cách 72m

+ Khách sạn Tân Sơn Nhất Hotel Saigon cách 230m

+ Rạp chiếu phim CGV HVT cách 1,7 km

+ Ngân hàng Công thương Việt Nam ( ViettinBank) cách 31m

+ Ngân hàng Vietcombank – Transaction Hoang Van Thu cách 54m

+ Ngân hàng TMCP Đầu tư & Phát triển Việt Nam ( BIDV) cách 110m.Cho thấy được tòa nhà Trương Quốc Dung có vị trí thuận lợi và có tiềm năng thuhút lớn với khách hàng có nhu cầu sử dụng tòa nhà

2.2.2 Quy mô công trình

Tòa nhà Trương Quốc Dung là nhà ở kết hợp văn phòng của chủ đầu Phạm ĐìnhChung Đơn vị thiết kế Công ty CPTVXD Tổng hợp NAGECCO, đơn vị tư vấn giám sátCông ty CPTVXD Độc Lập, đơn vị thi công Công ty CP-XD-TM An Phú Khang

Hình 2.2 Công trình đang trong quá trình xây dựng.

Công trình có diện tích mặt bằng hơn 310m2 được thiết kế rất đầy đủ và hiện đạivới hầm đỗ xe, phòng ốc, sảnh đợi, sân vườn, WC, thang máy, thang cho người khuyết

 2 tầng hầm để làm không gian đậu xe.

 Tầng trệt dùng làm sảnh đợi, có văn phòng và sân vườn

 Ngăn giữa tầng 1 và 2 là tầng kỹ thuật

 Tầng 2 – 8 dùng cho hoạt động văn phòng

 Tầng 9 – 10 dùng làm khu phòng ở

2.2.3 Bản vẽ kiến trúc của công trình

Công trình được xây dựng với quy mô lớn nhưng trong tiểu luận này chỉ đượcgiao nhiệm vụ tính toán thiết kế cho tầng 2,4,6 của công trình Các tầng 2,4,6 đều có cấutrúc mặt bằng xây dựng giống nhau Nên khi tính toán chỉ tính cho một tầng thì sẽ cóđược hai tầng còn lại

Hình 2.3 Bản vẽ mặt bằng tầng 2.

Dựa theo bản vẽ xây dựng của công trình ta có thể nắm được kiến trúc, kết cấucủa công trình từ đó có thể có các số liệu liên quan để tính toán tải lạnh, phương hướngthiết kế cũng như chọn hệ thống, thiết bị cho công trình

Nhờ vào việc tham gia khảo sát thực tế, biết được mặt bằng của các tầng 2, 4, 6đều được chia làm 2 phòng cần sử dụng điều hòa không khí như hình 2.3 và có diện tích,chiều cao như bảng 2.1.

Bảng 2.1 Không gian cần sử dụng điều hòa.

2,4,6

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Nội dung

 Tìm hiểu chung về hệ thống điều hòa không kí và thông gió giúp tổng hợp, củng cốlại các kiến thức đã học, tìm hiểu những cái mới phù hợp với xu hướng hiện đạingày càng phát triển của công nghệ, tự tin hơn khi gặp phải những vấn đề trongthực tế Và lựa chọn những hệ thống, phương án thích hợp tùy thuộc vào điều kiệnthực tế của không gian sử dụng điều hòa không khí

 Khảo sát công trình giúp có cái nhìn thực tiễn hơn trong quá trình làm tiểu luận,biết được các điều kiện để thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình, từ

đó đưa ra các phương án, giải pháp phù hợp trong quá trình thiết kế, có những hìnhảnh minh họa tại công trình mang tính chính xác và thực tế cao

 Tính toán phụ tải là phương pháp nghiên cứu của tiểu luận, là phần không thể thiếutrong việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí Hiện nay có rất nhiều phươngpháp để tính toán phụ tải, trong tiểu luận này chọn sử dụng hai phương pháp tínhtải là phương pháp Carrier và phần mềm Trace700 để so sánh nhằm có cái nhìntổng thể hơn cho việc tính toán phụ tải sau này

 Lựa chọn thiết bị là bước quan trọng trong quá trình thiết kế hệ thống điều hòakhông khí, không chỉ giúp cho chủ đầu tư nhận thấy được những lợi ích khi vậnhành, bảo trì, thẩm mỹ mà còn là là hiệu quả về mặt kinh tế Công nghệ ngày càngphát triển càng đa dạng hơn về các loại hệ thống, máy điều hòa không khí Tiểuluận chọn hệ thống VRV và loại máy Cassette âm trần đa hướng thổi của hãngDaikin và sử dụng phần mềm VRV Xpress cho việc lựa chọn dàn nóng, bộ chia ga

và kích thước ống ga cho công trình

 Lập bản vẽ thiết kế dựa trên bản vẽ kiến trúc, khảo sát thực tế và các thiết bị đã lựachọn cho công trình nhằm định hình thiết kế hệ thống điều hòa không khí an toàn,

tiện lợi, thẩm mỹ và tiết kiệm chi phí Việc lập bản vẽ thiết là điều tất yếu, thuận lợi cho việc thi công và giám sát của các bên có liên quan.

3.1.1 Lựa chọn cấp điều hòa cho công trình

Điều hòa không khí được chia làm 3 cấp độ dựa theo mức độ quan trọng của côngtrình như sau:

 Cấp 1: Là cấp có độ tin cậy cao nhất, duy trì được các thông số vi khí hậu trongnhà trong giới hạn được cho phép mà không phụ thuộc vào sự biến động của khíhậu ngoài trời

 Cấp 2: là cấp có độ tin cậy trung bình, duy trì được các thông số vi khí hậu trongnhà với mức sai lệch 200 giờ trong một năm khi có biến động khí hậu cực đạingoài trời

 Cấp 3: là cấp có độ tin cậy thấp, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà vớimức sai lệch 400 giờ trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời.Theo TCVN 5687 – 2010 [4], đối với công trình sử dụng cho công sở, văn phòngthì sử dụng điều hòa không khí cấp 2 để duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhàvới mức sai lệch 200 giờ trong một năm

3.1.2 Lựa chọn hệ thống điều hòa cho công trình

Dựa theo quy mô và bản vẽ kiến trúc của công trình cùng với những ưu nhượcđiểm của các hệ thống điều hòa đã tìm hiểu, chọn hệ thống điều hòa VRV của hãngDaikin để thiết kế cho công trình này là phù hợp

Hình 3.1 Minh họa hệ thống VRV.

3.1.3 Lựa chọn sơ đồ làm lạnh

 Sơ đồ thẳng: là sơ đồ không sử dụng không khí tái tuần hoàn mà 100 % không khívào thiết bị xử lý không khí đều là không khí tươi

 Ưu điểm: phù hợp với không gian phát sinh nhiều chất độc hại

 Nhược điểm: tiêu tốn nhiều năng lượng vì cần phải khử nhiệt ẩm cho toàn bộlượng không khí đi vào

 Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp: là sơ đồ dùng không khí lấy ra từ không gianđiều hòa được hòa trộn với không khí tươi sau đó qua thiết bị xử lý không khí vàthổi vào phòng

 Ưu điểm: do không khí được hòa trộn có nhiệt độ thấp (nhiệt độ phòng) nên tảilạnh được giảm đáng kể so với sơ đồ thẳng

 Nhược điểm: hệ thống phức tạp hơn sơ đồ thẳng, nhiệt độ không khí sau khi quathiết bị xử lý có thể thấp hơn nhiệt độ phòng nên phải thêm thiết bị sấy không khí

 Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp: là sơ đồ gần giống với sơ đồ tuần hoàn một cấpnhưng ở đây không khí sau khi ra khỏi thiết bị xử lý có nhiệt độ thấp được tiếp tụchòa trộn với lượng không khí hồi tại buồng hòa trộn 2 để đảm bảo thông số trướckhi thổi vào phòng

 Ưu điểm: có khả năng đảm bảo tốt các yêu cầu điều kiện vệ sinh

 Nhược điểm: hệ thống trích gió hồi cung cấp cho hai quá trình hòa trộn trước vàsau thiết bị xử lý nhiệt ẩm làm tăng chi phí đầu tư, vận hành

Vì công trình toàn nhà văn phòng Trương Quốc Dung không phát sinh nhiều chấtđộc hại cũng không yêu cầu chính xác tuyệt đối về nhiệt độ không khí Do đó, để đảm bảohiệu quả của công trình và tiết kiệm chi phí đầu tư nên chọn sơ đồ tuần hoàn không khí 1cấp

3.1.4 Điều kiện thiết kế ngoài nhà

Theo bảng 1.9 [1,22], công trình được thi công tại Quận Phú Nhuận – TP Hồ ChíMinh với cấp điều hòa không khí là cấp độ 2 nên tính toán thông số không khí ngoài nhànhư sau:

Bảng 3.1 Cấp điều hòa không khí.

Cấp điều hòa không khí Mùa khô

3.1.5 Điều kiện thiết kế trong nhà

Theo TCVN 5687 – 2010 [4] ta có thông số vi khí hậu tiện nghi ứng với trạngthái lao động ở bảng 3.3 như sau:

Bảng 3.2 Thông số vi khí hậu tiện nghi ứng với trạng thái lao động.

Vì công trình nhằm mục đích hoạt động văn phòng nên ta chọn trạng thái lao động nhẹ có các thông số dựa theo bảng 3.2

Nhiệt độ điều hòa trong văn phòng: tT = 240C

Độ ẩm tương đối trong văn phòng: 𝜑T = 60%

Dựa theo các thông số trên ta tra đồ thị t-d có được các thông số:

iT = 51,92 kJ/kg dT = 11,24 g/kgkk

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp Carrier

Phương pháp Carrier là phương pháp tính tải chỉ khác phương pháp truyền thống

ở cách xác định năng suất lạnh bằng cách tính tổng nhiệt hiện thừa và ẩn thừa của mọinguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào không gian sử dụng điều hòa Phương phápnày tính cả lượng nhiệt của không khí ngoài trời mang vào phòng nên tổng nhiệt nàychính là công suất lạnh của không gian cần sử dụng điều hòa Ưu điểm của phương phápnày là việc tính bức xạ qua kính và mái đơn giản Khi xác định năng suất lạnh không cầndùng đồ thị không khí ẩm giúp rút ngắn thời gian khi tính toán cho công trình

Phương pháp Carrier được tính theo sơ đồ sau:

Hình 3.2 Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phương pháp Carrier.

 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11

Q11 = nt.Q’

Trong đó: nt – hệ số tác dụng tức thời.

Q’11 - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W

 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che Q2

+ Nhiệt hiện truyền qua mái Q21 [1,139]

a) Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nghĩa là bêntrên cũng là phòng điều hòa, khi đó ∆t = 0 và Q21 = 0

b) Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa, khi đó lấy k

là hệ số truyền nhiệt của trần hoặc sàn và ∆t = 0,5.(tN – tT) [1,139]

c) Trường hợp trần, mái có bức xạ mặt trời, đối với tòa nhà nhiều tầng, đây là máibằng tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phòng gồm 2 thành phần, do ảnh hưởng củabức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài nhà

Q = k.F ∆ttđ , W [1,139]

Trong đó: Q – Dòng nhiệt đi vào không gian điều hòa do sự tích nhiệt, W

k – Hệ số truyền nhiệt phụ thuộc vào kết cấu của mái, W/m2K

F – Diện tích của trần, mái, m2

∆ttđ – Hiệu nhiệt độ tương đương, oC

+ Nhiệt hiện truyền qua vách Q22

Q22 = ∑ Q2i = kiFi∆t = Q22t + Q22k + Q22c , W [1,142]Trong đó : Q2i - Nhiệt truyền qua tường, kính, cửa

Fi - Diện tích tường, kính, cửa tương ứng, m2

ki - Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, kính, cửa, W/m2K

∆t - Độ chênh lệch nhiệt độ Đối với vách tiếp xúc với không khíngoài, oC

+ Nhiệt truyền qua sàn Q23

Q23 = ∑ knFn∆t , W [1,145]Trong đó: Fn - Diện tích sàn, m2.

k - Hệ số truyền nhiệt qua sàn, W/m2độ

∆t – Hiệu nhiệt độ trong và ngoài, oC.

 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q3

a) Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31

Q = ∑ 1,25N = ∑ 1,25qđ F , W [1,146]Trong đó: Q – Tổng nhiệt do chiếu sáng, W

N – Tổng công suất ghi trên đèn, W

qđ – Công suất đèn, W

F – Diện tích sàn, m2

b) Nhiệt hiện tỏa ra do máy Q32

Nhiệt hiện tỏa ra do máy và dụng cụ điện như tivi, máy tính, radio,….trong gia đìnhhoặc văn phòng là các loại không dùng động cơ điện và được tính bằng công thức:

Trong đó: Ni – Công suất điện ghi trên dụng cụ, W

 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q4

Lượng nhiệt phát ra từ cơ thể con người phụ thuộc vào độ hoạt động trong khônggian điều hòa, thể hiện qua hai hình thức là nhiệt hiện và nhiệt ẩn

qh – Nhiệt hiện tỏa ra từ một người

Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4a được xác định theo biểu thức:

Trong đó: n – Số người trong phòng điều hòa, người

 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QN

Không gian điều hòa luôn phải được cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo oxicần thiết cho người ở trong không gian đó Do gió tươi là từ ngoài trời được cấp vàokhông gian điều hòa nên nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt gồm nhiệt hiện Qhn và nhiệt ẩn đượctính bằng biểu thức:

QN = Qân + Qhn = l.n.ρ.Cp.(tN – tT) + l.n.ρ.r.(dN – dT), W [1,150]Trong đó: dN, dT - Dung ẩm của trạng thái không khí ngoài trời và trong

phòng, kg/kgkk

tN, tT - Nhiệt độ của trạng thái không khí ở ngoài trời và trongphòng, ℃

Cp – Nhiệt dung riêng, kJ/kgđộ

r – Ẩn nhiệt của không khí, kJ/kg

ρ – Mật độ không khí, kg/m3

n - Số người trong không gian điều hòa

l - Lượng không khí tươi cần cho một người, lít/s

 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5â

Không gian điều hòa được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươicấp cho phòng nhằm tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí quakhe cửa sổ, cửa ra vào khi mở cửa do người ra vào Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khichênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn Khí lạnh có xu hướng thoát ra phíadưới cửa còn không khí nóng lọt vào phía trên cửa

Tuy nhiên, lượng không khí rò rỉ thì không theo quy luật nên rất khó xác định.Nên ở trường hợp này nhiệt hiện và ẩn do gió lọt có thể tính theo hệ số kinh nghiệm và cóbiểu thức như sau:

Q5 = Q5h + Q5â = 0,39..V.(tN – tT) + 0,84..V.(dN – dT), W [1,151]Trong đó: V - Thể tích phòng V = F.h, m3

tN, tT - Nhiệt độ ngoài và trong phòng, ℃

 - Hệ số kinh nghiệm.

 Các nguồn nhiệt khác Q6

Ngoài những nguồn nhiệt trên còn có các nguồn nhiệt khác ảnh hưởng tới phụ tảilạnh Có thể là nhiệt hiện, ẩn tỏa ra từ các thiết bị trao đổi nhiệt, tổn thất nhiệt qua đườngống gió, nhiệt tác động do quạt,…

 Tính tải lạnh cho những công trình sử dụng điều hòa không khí

 Tính và phân tích năng lượng tiêu thụ và ước lượng các giá trị liên quan đến kinh

tế của công trình như vốn đầu tư ban đầu, chi phí hoạt động,…

 Có thư viện thời tiết được tổ chức Meteotest – Thụy Sỹ xây dựng

 Có thể thay đổi các số liệu cho phù hợp như nhiệt hiện, nhiệt ẩn, hệ số truyền nhiệtcủa tường, sàn, vách ngăn Có thể cập nhật các vật liệu như ý vào thư viện của phầnmềm

 Công cụ Template giúp giảm thời gian tính toán các phòng hay vùng có thiết kếgiống nhau

 Được chứng nhận là phần mềm đạt chuẩn ANSI/ASHRAE Standard 90-2004 (Tiêuchuẩn của phương pháp kiểm tra, đánh giá chương trình máy tính phân tích nănglượng / kinh tế công trình

Hình 3.3 Giao diện phần mềm Trace700.

 Thiết lập các thông số ban đầu

- Vào file/ customized setting…/

+ Mục Units chọn “Metric” (Chọn đơn vị đo lường)

+ Mục Default map chọn “World” (Mở rộng khu vực tìm kiếm)

Hình 3.4 Thiết lập đơn vị đo và mở rộng bản đồ.

- Vào Libraries/ Weather Xuất hiện hộp thoại Weather Library chọn Import Tìmchọn file thời tiết HoChhour.tm2 (khu vực TP Hồ Chí Minh) để thêm vào thư việnthời tiết của Trace700

Hình 3.5 Cập nhật thời tiết tại khu vực công trình.

 Nhập dữ liệu công trình

a) Khai báo thông tin dự án

b) Chọn khu vực thời tiết

c) Tạo mẫu thông tin công trình

Gồm có 5 mục chính:

 Internal loads (Các nguồn nhiệt bên trong): người, chiếu sáng, thiết bị Với cácnguồn nhiệt này phần mềm đã cho sẵn các mẫu theo tiêu chuẩn ASHRAE, nên cóthể sử dụng theo mẫu hoặc cũng có thể chỉnh sửa theo yêu cầu công trình

 Airflows (Lưu lượng gió): phần này phụ thuộc vào mục đích hoạt động của khônggian sử dụng điều hòa

 Thermostat (Nhiệt độ): Phần này chỉ định các thông số về nhiệt độ thiết kế trongphòng

 Construction (Kết cấu): tạo mới loại kết cấu giống với công trình hoặc có thể chọnloại kết cấu gần giống có sẵn trong thư viện của phần mềm

 Room (Phòng) : phần này tổng là nơi tổng hợp các templates đã tạo trước đó theođặt tính của từng loại phòng có trong công trình

Hình 3.6 Tạo mẫu thông tin.

d) Nhập thông tin cho từng phòng

Trước tiên phải khai báo tên của mỗi phòng và chọn mẫu (Templates) thích hợpcho không gian Sau đó nhập số liệu cho các mục chính tiếp theo như: Rooms, Roofs,Wall, Int.Loads, Airflows, Part/Floor theo thứ tự từ trái sang Trong đó các thông số đượckhai báo ở phần tạo dựng các mẫu (Templates) sẽ được tự động cập nhật ở phần này.Tường (Wall), mái (Roof) là các bề mặt bao che tiếp xúc trực tiếp với không gian bênngoài Vách ngăn (Partition) là vách bên trong ngăn giữa không gian điều hòa và khônggian không có điều hòa

Hình 3.7 Thông tin cần nhập cho phòng.

e) Tạo hệ thống phân phối gió

- Phần System category thường chọn Constant Volume – Non-mixing nghĩa là lưulượng gió cấp ổn định không thay đổi vì hầu hết các hệ thống dùng FCU, AHUhiện nay đều là loại này, loại trừ một số hệ thống như VAV Box để thay đổi lưulượng gió, dùng VSD cho quạt AHU thì khi ấy cần chọn loại hệ thống là Mixing

- Phần System type có thể chọn 2 hệ thống phổ biến hiện nay như: Fan Coil (FCU) vàVariable Temperature Constant Volume (AHU)

Hình 3.8 Chọn hệ thống phân phối gió.

f) Chỉ định các phòng vào hệ thống phân phối gió

Để chỉ định phòng nào vào hệ thống hoặc khu vực mong muốn, ta dung động láckéo thả phòng mong muốn bên cửa sổ trái vào hệ thống hoặc khu vực bên cửa sổ bên phảinhư hình 3.9

g) Tạo hệ thống thiết bị

h) Chỉ định hệ thống gió vào hệ thống thiết bị

i) Xác lập các thông tin kinh tế

Vì trong tiểu luận này chỉ tìm hiểu phần mềm Trace700 cho việc tính phụ tải côngtrình nên các mục g, h, i của mục nhập dữ liệu là không cần thiết nên không cần nhập dữliệu cho các mục này

j) Tính toán và xem kết quả

Sau khi đã nhập các thông tin dữ liệu cho công trình thì chỉ cần cho phần mềmtính toán và xuất ra những gì người dùng cần muốn biết như hình 3.10 và 3.11

Hình 3.10 Chọn mục cần tính toán.

Hình 3.11 Chọn mục cần xem kết quả.

3.2.3 Dùng phần mềm VRV Xpress

Với việc chọn hệ thống VRV của hãng Daikin để làm điều hòa không khí thì việcchọn sử dụng phần mềm VRV Xpress để chọn dàn nóng, bộ chia ga và kích thước ống ga

là điều tất yếu mang lại sự chính xác cho các thiết bị dùng cho công trình

Hình 3.12 Giao diện phần mềm VRV Xpress.

 Thiết lập thông số

Vào Preferences và thiết lập các thông số cần dùng như hình 3.13

Hình 3.15 Chọn dàn lạnh và nhập thông số thiết kế.

 Chọn dàn nóng

Chọn mục Outdoor Units tại giao diện phần mềm, chọn Edit Outdoor UnitSelection để kết nối các dàn lạnh đã chọn tại Available indoor units với dàn nóng tùythuộc vào sự phân chia của người thiết kế tại System Lựa chọn và nhập các thông số thiết

kế phù hợp như ví dụ hình 3.16