Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho trụ sở công ty TNHH vạn xuân

Điều hoà không khí là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và thiết bị nhằm tạo ra và duy trì ổn định một môi trường vi khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, đảm bảo độ sạch của không khí, khố

LOI NOI DAU

Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng va ẩm, vì vậy điều hoà không khí và thông gió có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với sinh hoạt cũng như trong sản xuất Trong những

năm gần đây cùng với sự phát triển về kinh tế, kỹ thuật của cả nước, ngành điều hoà không khí

cũng đã có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất Đặc biệt, kể từ khi có chính sách mở cửa ở nước ta, các thiết bị điều hoà không khí

đã được nhập từ nhiều nước khác nhau với nhu cầu ngày càng tăng, và ngày càng hiện đại hơn

Dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS TS Nguyễn Đức Lợi, viện KH & CN nhiệt lạnh trường đại học Bách khoa Hà Nội, em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế hệ thống điều

hoà không khí cho trụ sở công ty TNHH Vạn Xuân ” 60 Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội Bản đồ án tốt nghiệp này của em là kết quả của việc học tập và nghiên cứu chuyên ngành TTB Lạnh - Nhiệt trong 5 năm học tại Trường Đại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội

Mặc dù đã cố gắng nhiều trong quá trình thực hiện đề tài, song không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong có được những đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày 30 tháng 4 năm 2007 Sinh viên thực hiện

Phan Thị Lê

Chuong 1 TONG QUAN VE DIEU HOA KHONG KHi

1.1 Điều hòa không khí

Điều hoà không khí là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp và thiết bị nhằm tạo

ra và duy trì ổn định một môi trường vi khí hậu: nhiệt độ, độ ẩm, đảm bảo độ sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lý của dòng không khí tùy theo mục đích sử dụng

Để đáp ứng được các yêu cầu của người sử dụng, hệ thống điều hoà không khí bao gồm

các thiết bị chính sau:

+ Thiết bị xử lý không khí: dàn lạnh, dàn nóng, lọc bụi, tiêu âm Nhằm mục đích thay

đổi trạng thái thông số trạng thái của không khí

+ Thiết bị vận chuyển và phân phối không khí: quạt gió lạnh, miệng thổi, miệng hút, đường ống gió Giữ nhiệm vụ đưa không khí đã được xử lý tới nơi yêu cầu

+ Thiết bị năng lượng: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bi tiết lưu, quạt gió nóng Làm nhiệm vụ cấp lạnh, cấp nước

+ Thiết bị đo lường và điều khiển tự động: làm nhiệm vụ hiển thị các thông số trạng thái của không khí và điều khiển một cách tự động việc duy trì các thông số đó

1.2 Tâm quan trọng của điều hoà không khí

Cùng với sự phát triển vượt bậc về kinh tế, khoa học, công nghệ thì điều hoà không khí ngày càng khẳng định tâm quan trọng của mình đối với đời sống sinh hoạt, sản xuất của con

TƯỜi

1.2.1 Trong sinh hoạt, dân dụng

Môi trường khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn tới trạng thái của con người và nó được thể hiện qua các yếu tố như: nhiệt độ t, độ ẩm tương đối ¢, tốc độ lưu chuyển không khí

œ, nồng độ các chất độc hại và độ ồn

Nhiệt độ là yếu tố gây ra cảm giác nóng, lạnh rõ rệt nhất đối với con người, do đây là yếu tố quyết định sự truyền nhiệt giữa bề mặt da và môi trường không khí xung quanh Nhiệt

độ của con người luôn là 37°C mà nhiệt độ môi trường lại thường xuyên thay đổi vì vậy có sự

chênh lệch nhiệt độ giữa người với môi trường xung quanh dẫn đến quá trình truyền nhiệt

bằng đối lưu và bức xạ giữa cơ thể và môi trường Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn nhiệt độ

cơ thể người thì con người sẽ có cảm giác lạnh Khi nhiệt độ môi trường cao hơn nhiệt độ cơ thể người thì con người sẽ có cảm giác nóng.

Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay vào không khí được nhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn Nếu độ ẩm quá lớn, mồ hôi thoát ra

ngoài đa bay hơi kém, sẽ dính lại trên đa và gây cho con người có cảm giác khó chịu

Tốc độ lưu chuyển không khí ảnh hưởng tới cường độ toả nhiệt và toả chất của cơ thể

Khi tốc độ lưu chuyển không khí œ quá lớn sẽ làm cho tốc độ cường độ toả nhiệt và toả chất

của cơ thể lớn có thể gây nên tình trạng mất nhiệt nhanh dẫn đến con người có cảm giác mệt moi va dau dau

Như vậy ta có thể thấy các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng rất lớn tới sức khỏe của con người Điều hoà không khí giúp tạo ra môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và

vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt của cơ thể con người, ứng

với các trạng thái lao động khác nhau, làm cơ thể con người cảm thấy dễ chịu thoải mái ,

không nóng bức về mùa hè, rét buốt về mùa đông, bảo vệ được sức khỏe và phát huy được

năng suất lao động cao nhất

1.2.2 Trong công nghiệp, sản xuất

Thành phần không khí và các thông số vật lý của nó có ảnh hưởng rất lớn tới các quy trình công nghệ trong các ngành công nghiệp, sản xuất Mỗi quy trình công nghệ lại đòi hỏi

những yêu cầu khác nhau về các thông số vật lý của môi trường, vì vậy việc tạo ra một môi

trường thích hợp là nhiệm vụ của lĩnh vực điều hoà không khí Qua đó ta thấy điều hoà không

khí có vai trò và ý nghĩa hết sức quan trọng trong công nghiệp và sản xuất

Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học thì nhiệt

độ và độ ẩm của không khí là những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, độ chính xác

Trong công nghiệp sợi, đệt điều hoà không khí cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng, độ

ẩm và nhiệt độ có mối quan hệ mật thiết với nhau Khi độ ẩm cao thì độ dính kết, ma sát giữa

các sợi bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn Ngược lại nếu độ ẩm thấp sẽ làm cho sợi

dễ bị đứt, do đó hiệu quả kéo sợi giảm

Trong công nghiệp in ấn, phim ảnh, đặc biệt là in tiên, in nhiều màu đòi hỏi phải tiến hành trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm ổn định để kích thước của giấy, phim không bị co giãn thất thường Bụi nhiều sẽ dễ bám vào bề mặt của giấy, phim ảnh làm giảm chất lượng sản

phẩm Nhiệt độ cao và độ ẩm thấp sẽ làm cho giấy và phim ảnh bị cong vênh, còn nếu độ ẩm quá cao thì sẽ làm cho sản phẩm bị ẩm, dính bết vào nhau

1.2.3 Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuật

Để bảo quản những sản phẩm văn hoá nghệ thuật như tranh ảnh, tượng, sách cổ, hiện

vật trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện để giữ gìn cho nhiều thế hệ sau này,

thì việc duy trì được một môi trường không khí có các thông số vật lý hợp lý để đảm bảo chất lượng của sản phẩm thì điều hoà không khí giữ một vai trò hết sức quan trọng

Như vậy, điều hoà không khí không chỉ giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống mà

còn đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con người cũng như nâng cao hiệu quả lao động

và chất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản xuất Đồng thời nó cũng có những ý nghĩa

to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa và lịch sử

1.3 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí

Hệ thống điều hoà không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ để tiến

hành các quá trình xử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm điều chỉnh, khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch và sự tuần

hoàn không khí trong phòng nhằm đáp ứng các yêu cầu tiện nghi và công nghệ

Việc phân loại hệ thống điều hoà không khí rất phứa tạp vì chúng quá đa dạng và phong

phú Có rất nhiều cách phân loại khác nhau nhưng có thể phân loại theo một số đặc điểm chủ yếu sau:

1.3.1 Theo mục đích sử dụng

Theo mục đích sử dụng có thể chia ra làm hai hệ thống điều hoà không khí như sau:

1.3.1.1 Hê thống điều hoà tiên nghỉ

Đây là hệ thống chỉ quan tâm đặc biệt tới nhiệt độ trong phòng, còn độ ẩm của không

khí cho phép dao động trong phạm vi khá rộng từ 30% đến 70% Hệ thống này thường dùng trong sinh hoạt dân dụng, do đó hệ thống này không có thiết bị tăng ẩm, các thiết bị điều khiển tự động tương đối giản đơn giản

1.3.1.2 Hệ thống điều hoà công nghệ

Hệ thống này đòi hỏi duy trì nghiêm ngặt cả về nhiệt độ và độ ẩm Điều hoà công nghệ

thường gặp trong sản xuất sợi dệt, cơ khí chính xác, các phòng bảo quản Trong hệ thống thường có thiết bị tăng ẩm và các thiết bị điều khiển phức tạp, hiện đại

1.3.2 Theo tính chất quan trọng

Theo cách phân loại này có thể phân chia các hệ thống điều hoà theo ba cấp:

Hệ thống này có độ tin cậy thấp hơn hệ thống cấp 2, nó duy trì được các thông số trong

nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200 một năm khi nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời đạt các giá trị cực đại hoặc cực tiểu

1.3.2.3 Hê thống cấp 3

Hệ thống này duy trì các thông số trong nhà trong một phạm vi cho phép với một sai lệch tới 400 h trong một nam

1.3.3 Theo tính tập trung của hệ thống

1.3.3.1 Hê thống điêu hoà cuc bô

Hệ thống điều hoà cục bộ là các tổ hợp máy đơn lẻ có công suất bé, tất cả các khâu của

hệ thống được lắp ráp sẵn trong các vỏ nên rất tiện cho việc lắp đặt, vận hành Các máy điều

hoà cục bộ rất ít khi dùng cho điều hoà công nghệ Hệ thống cục bộ có hai loại máy phổ biến

là máy điều hoà cửa số và máy điều hoà ghép

- Máy điều hoà cửa số là loại máy nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng

như khối lượng Toàn bộ các thiết bị của loại máy này được đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá 7 kW

+ Ưu điểm: Công việc lắp đặt và vận hành máy điều hoà cửa sổ đơn giản, có thể chạy ở chế độ sưởi vào mùa đông, có khả năng lấy gió tươi, mà vốn đâu tư thấp, giá rẻ

+ Nhược điểm: Khả năng làm sạch không khí kém, độ ồn cao, khó bố trí trên tường

- Máy điều hoà ghép: Đây là hệ thống có một dàn nóng đặt ngoài nhà và hai hoặc

nhiều hơn hai dàn lạnh đặt trong nhà

+ Ưu điểm: Loại máy này có khả năng giảm được tiếng ồn trong nhà, dễ bố trí dàn

lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đảm bảo tính thẩm mỹ cao

+ Nhược điểm: Không có khả năng lấy gió tươi, đường đi của môi chất dài, dây điện tốn hơn, giá thành đắt hơn

1.3.3.2 Hê thống điêu hod to hop gon

A May diéu hoa tach

a Máy điều hoà tách không ống gió

Máy điều hoà tách của hệ thống điều hoà tổ hợp và hệ thống điều hoà cục bộ chỉ khác

nhau về kích thước máy và năng suất lạnh Cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh có nhiều kiểu dáng

hơn Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với ba mặt dàn Cụm dàn lạnh ngoài

kiểu treo tường còn có kiểu treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tường Dàn lạnh có năng suất

lạnh lớn nên có thể lắp thêm ống phân phối gió để phân phối gió cho cả phòng lớn hoặc nhiều phòng khác nhau

Ưu, nhược điểm của loại máy này cũng giống như máy điều hoà cục bộ tách Nhược

điểm chính là không có khả năng lấy gió tươi nên cần có thông gió cho không gian đông

người hội họp

b Máy điêu hoà tách có ống gió

Máy điều hoà tách có ống gió thường được gọi là máy điều hoà thương nghiệp kiểu

tách, năng suất lạnh từ 12.000 BTU/h_ dén 240.000 BTU/h Dan lanh bé tri quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối đến cho các phòng khác

e Máy điêu hoà dàn ngưng đặt xa

Hầu hết các máy điều hoà tách có máy nén bố trí đặt chung với cụm dàn nóng Nhưng

trong một số trường hợp máy nén lại được bố trí trong cụm dàn lạnh Trường hợp này người ta gọi là máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa

Ưu nhược điểm của máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng giống như ưu, nhược điểm

của máy điều hoà tách nói chung Tuy nhiên do máy nén đặt cùng dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao, vì vậy nó không thích nghỉ với điều hoà tiện nghi Nó được sử dụng chủ yếu cho điều

hoà công nghệ hoặc thương nghiệp và những nơi không yêu cầu độ ồn thấp

B Máy điều hoà nguyên cụm

a Máy điêu hoà lắp mái

Đây là loại máy nguyên cụm có năng suất lạnh 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 cột áp cao Máy được bố trí ống phân phối gió

lạnh và ống gió hồi

Máy điều hoà lắp mái có nhiều ưu điểm như : nhỏ gọn, độ rung và độ ồn nhỏ

b Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước

Đây là loại máy mà toàn bộ máy và thiết bị lạnh như máy nén, bình ngưng, dàn bay

hơi và các thiết bị khác được bố trí gọn trong một vỏ dạng tủ Do bình ngưng làm mát bằng

nước nên máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước

Loại máy này có một số ưu điểm cơ bản là:

+ Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại các nhà máy nên máy rất gọn nhẹ, giá thành rẻ.

+ Dé dang trong việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng

+ Có cửa lấy gió tươi, bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, nhà hàng, siêu thị,

chấp nhận được độ ồn cao

c May điều hoà VRV

Máy điều hoà VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất Máy VRV có thể có từ 8 đến 16 dàn lạnh đặt trực tiếp trong phòng Hiện nay Daikin đã đưa ra VRV cải tiến gọi là VRVII có nhiều tính năng vượt trội chiều cao lắp đặt và

chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh được tăng lên đáp ứng được cho các toà

nhà cao tầng như văn phòng, khách sạn, nhà nghỉ Máy điều hoà VRVITI chủ yếu dùng cho

điều hoà tiện nghỉ và có các đặc điểm sau :

+ Tổ ngưng tụ có 2 máy nén, trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo

kiểu on - off, máy còn lại điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc đảm bảo năng lượng tiết kiệm hiệu quả

+ Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối

trong mạng điều khiển trung tâm

+ Các máy VRVII có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp

ứng nhu câu năng suất lạnh khác nhau từ 7 kW đến 139 kW cho các toà nhà cao tầng hàng

trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng

+ VRVII giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén Vì vậy cụm dàn nóng và dàn lạnh

có thể chênh nhau đến 50 ø và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15 z Đường ống dẫn ga từ dàn nóng đến dàn lạnh có thể xa tới 150 m, tạo điều kiện cho việc bố trí máy móc dễ đàng hơn

+ Khả năng bảo dưỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng

+ So với hệ trung tâm nước, hệ VRVII rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng

thượng hoặc bên sườn toà nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều

so với đường ống nước lạnh và đường ống gió

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

+ Giống như máy điều hoà 2 cụm, máy VRVII có nhược điểm là không lấy được gió tươi vì vậy phải có quạt lấy gió tươi từ bên ngoài

1.3.3.3 Hệ thống điều hoà trung tâm nước

Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7C để làm lạnh

không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ

yếu bao gồm các bộ phận như: máy làm lạnh nước, hệ thống dẫn nước lạnh, hệ thống nước giải nhiệt, hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí Hệ thống tiêu âm, lọc bụi, thanh trùng và hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió

tươi, gió hồi, điều chỉnh năng suất lạnh, báo hiệu và bảo vệ an toàn hệ thống

Hệ thống điều hoà trung tâm nước có các ưu điểm sau:

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

+ Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn

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

+ Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiêu cao và mọi kiểu

kiến trúc không phá vỡ cảnh quan

+ Ống nước nhỏ gọn hơn so với ống gió vì vậy tiết kiệm được nguyên vật liệu

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

+ Ít phải bảo dưỡng sửa chữa, năng suất lạnh gần như không bị hạn chế

Một số nhược điểm của hệ thống:

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

+ Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp đặc biệt

do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam khá cao

+ Lắp đặt hệ thống khó khăn

+ Đồi hỏi công nhân vận hành lành nghề

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

Hiện nay đối với công trình lớn và hiện đại người ta thường sử dụng VRV hoặc hệ thống điều hòa Trung tâm nước Việc sử dụng hệ thống nào còn phụ thuộc vào yêu cầu chất lượng của chủ đầu tư cũng như kinh phí ban đầu, liên quan đến bài toán kinh tế - kỹ thuật Sau đây là bảng so sánh giữa các hệ thống điều hoà không khí:

Chuong 2 LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐHKK, THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH

2.1.1 Đặc điểm về kiến trúc

Công trình: “Trụ sở công ty TNHH Vạn Xuân“ 60 Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội, là một

toà nhà gồm 8 tầng và l tầng hầm có chiều cao tổng cộng trên 32 z Đây là toà nhà đang xây

dựng với mục đích chính là làm văn phòng làm việc, sảnh dao dịch (phòng lễ tân) khu vực

tầng 1 Phía bên ngoài xung quanh công trình sử dụng vật liệu chủ yếu là tường và kính (khả

năng hấp thụ nhiệt cao)

Toà nhà có kết cấu kiểu khung bằng bê tông cốt thép đặt tại chỗ Tường bao xây gạch

dày 200 zưn tường ngăn với khu vực hành lang xay bang gach day 100 mm Cita s6 bang kinh khung nhom son tinh dién

Toàn bộ không gian cần điều hoà cùng với các sảnh, hành lang, nhà vệ sinh đều lắp trần giả với chiều cao 0,8 m là nơi lắp các thiết bị (các dàn lạnh) cùng hệ thống đường ống ga, đường ống gió, hệ thống cáp điện của hệ thống điều hoà không khí và thông gió

Phần kiến trúc toà nhà đã bố trí sắn một hộp kỹ thuật thông từ tầng hâm đến tầng mái thuận tiện cho việc bố trí đường ống ga, đường nước, đường dây điện và các hệ thống kỹ thuật

Tầng I có diện tich tong cng 1a 263 m’ gdm có 2 phòng một phòng diện tich 186 m’, dùng làm văn phòng làm việc và một phòng dùng để làm lễ tân diện tich 77 m?

+ Mặt bằng tâng 2 +7

Có cùng kết cấu và diện tích là 264 mø” Các tầng này chưa phân thành các phòng nhỏ mà đang

để thành một phòng lớn, có thể sau này người thuê sẽ bố trí phân thành các phòng lớn nhỏ khác nhau

+ Mặt bằng tầng 8

Có diện tích 260 m” Tang nay cũng chưa phân thành các phòng nhỏ, đang để thành một phòng lớn

-12-Ngoài ra mỗi tầng còn có hai phòng vệ sinh và hai cầu thang thông tầng, một cầu thang máy và một cầu thang bộ

Như chúng ta đã biết, khí hậu Việt Nam nóng ẩm, mưa nhiêu Vì vậy, để nâng cao được

hiệu quả làm việc cũng như đảm bảo điều kiện tiện nghi cho nhân viên thì việc lắp đặt điều

hoà không khí cho công trình là thực sự cần thiết Hệ thống điều hoà không khí cần phục vụ cho các tầng từ tầng I đến tầng 8 trừ phần phòng vệ sinh và cầu thang Với các phòng vệ sinh mình phải có quạt hút chống mùi hôi Tầng hầm phải có hệ thống thông gió

Dựa vào đặc điểm cấu trúc công trình và yêu cầu của chủ đầu tư, hệ thống điều hoà không khí cần phải đáp ứng được các yêu cầu sau:

+ Đảm bảo thông số của không khí về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí, độ

ôn theo TCVN về thông gió và điều hoà không khí

+ Lượng không khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20 ø/h cho một người

+ Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng hợp lý, bố trí quạt thải trên

nóc, tránh hiện tượng không khí từ các khu vệ sinh lan ra hành lang vào phòng Tránh hiện tượng không khí ẩm từ ngoài vào gây đọng sương trong phòng và trên bề mặt thiết bị

+ Thiết kế hành lang, đại sảnh làm phòng đệm để tránh hiện tượng sốc nhiệt do chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa trong và ngoài nhà

+ Hệ thống điều hoà không khí cân có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh và sưởi tự động nhằm tiết kiệm điện năng và giảm chi phí vận hành

+ Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành tin cậy, đảm bảo mỹ quan cho công trình

Dựa vào đặc điểm cấu trúc công trình và yêu cầu của nhà đầu tư ta có bảng thống kê 2.1

Ký hiệu công năng của các phòng:

Tang Phong Diện tích, mơ” Chiéu cao, m Số người, n

2.2 Lựa chọn hệ thống điều hoà không khí cho công trình

Để phù hợp với các điều kiện và tính chất sử dụng của công trình, việc lựa chọn hệ thống một cách tối ưu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật, ta lựa chọn 2 hệ thống là hệ thống điều hoà

không khí trung tâm Chiller và hệ thống điều hoà không khí kiểu biến tan VRVII

2.2.1 So sánh các chỉ tiêu kinh tế- kỹ thuật của hai hệ thống

Bảng 2.2

STT Các chỉ tiêu

kinh tế kỹ thuật

Hệ thống điều hoà không khí

trung tâm Chiller

Hệ thống điều hoà không khí

sạch không khí)

II |Các chỉ tiêu kỹ thuật

1 |Công suất máy (Công suất máy lớn, phù hợp với | Với dãy công suất dàn nóng từ

công trình lớn và vừa Số bậc 5,8,10, 48 HP và kết hợp với điều chỉnh nhỏ hơn nhiều các dàn nóng khác nhau,có khả

năng thích ứng cao hơn với mọi

nhu cầu năng suất lạnh từ 7 đến

hàng ngàn kW

2_ |Phương án kiến trúc |- Hệ thống điều hoà không khí|- Không cần nhiều diện tích để

dụng để bố trí phòng máy, phòng bơm và phòng điều khiển trung tâm Nếu là hệ thống điều

hoà trung tâm giải nhiệt nước thì cần diện tích lớn cho bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt Cần

diện tích mái cho hệ thống tháp|

giải nhiệt

- Việc bố trí các đường ống nước

sẽ gặp khó khăn, dễ ảnh hưởng đến các hệ thống khác

bố trí thiết bị Các dàn giải nhiệt

chỉ cần bố trí trên mái, ít ảnh

hưởng đến các các hệ thống khác

- Đường ống ga gọn nhẹ, dễ bố trí đi dưới trần

-14-

không phù hợp với công trình có tính chất hiện đại

- Các dàn lạnh có hình thức mẫu

mã đẹp, phong phú Có thể lựa chọn được nhiều kiểu dàn lạnh

cho phù hợp với công trình

Quá trình vận hành - Hệ thống vận hành phức tạp

Luôn phải có một bộ phận trực lvận hành hệ thống

- Hầu hết các toà nhà văn phòng chỉ chạy máy trong giờ hành

chính,nên các phòng nào thường

làm việc cả ngoài giờ hành chính (giám đốc, thông tin liên lạc ) phải lắp riêng thêm hệ cục bộ rất

bat tiện

- Khi hệ thống vận hành có sự cố

thì phải dừng toàn bộ hệ thống

để sửa chữa bảo dưỡng

- Vận hành đơn giản, vì khả năng

tự động hoá cao nên có khả năng hoạt động hoàn toàn tự động

- Thuận tiện hơn nhiều vì có thể

sử dụng 24/24 h với bất kỳ % tải lạnh nào, ở bất kỳ phòng nào

- Khi hệ thống có sự cố ở bộ phận nào thì chỉ cần kiểm tra bảo dưỡng ở bộ phận đó, hệ thống vẫn hoạt động bình thường

Khă năng mở rộng

công suất

Không có khả năng mở rộng công suất vì sẽ phải thay đổi lại toàn bộ hệ đường ống nước

Có khả năng mở rộng công suất bất kỳ

Sưởi ấm mùa đông Hệ TTN giải nhiệt nước không

có khả năng sưởi ấm bằng bơm nhiét ma phải dùng dàn sưởi điện trở hoặc nôi hơi Chỉ có hệ TTN giải nhiệt gió mới có thể sưởi ấm bằng bơm nhiệt Sưởi ấm mùa đông dễ dàng với

loại máy 2 chiều bơm nhiệt, giá máy hầu như không đắt lắm

-15-

§ |Tổn thất do quán tính | Tổn thất quán tính nhiệt rất lớn | Hệ VRV II làm lạnh trực tiếp Inhiệt nếu sử dụng cho toà nhà văn bằng ga lạnh nên tổn thất do

phòng làm việc theo giờ hành |quán tính nhiệt là bằng 0

chính, vì mỗi lần khởi động lại

Imáy sau một thời gian dừng dài phải mất một thời gian mới có

thể sử dụng được

Tl |Chi tiêu kinh tế - Chi phi lắp đặt lớn Suất đầu tư |- Suất đầu tư ban đầu lớn

thụ điện năng lớn

- Không có khả năng tính tiền

điện riêng biệt

Lý do lựa chọn:

Công nghệ biến tần là công nghệ mới và hiện đại có nhiều ưu việt

Kích thước thiết bị gọn nhẹ, lắp đặt dễ dàng không chiếm nhiều không gian và diện tích

sử dụng

Sử dụng dàn lạnh kiểu Cassette âm trần: Kích thước gọn nhẹ và chiếm ít không gian trần, lắp đặt đơn giản, có phin lọc dàn lạnh, có thể điều khiển theo nhóm, phân phối gió đều

Khi có sự cố hoặc cần thay đổi, sửa chữa một máy sẽ không ảnh hưởng đến các máy khác, hệ thống vẫn hoạt động bình thường, đảm bảo cung cấp công suất lạnh một cách

liên tục

-16-

- _ Yêu cầu về bảo trì bảo dưỡng nhỏ, không đòi hỏi đội ngũ kỹ thuật vận hành Chi phí

vận hành thấp

- Phù hợp với đặc điểm sử dụng của công trình, công suất điện thay đổi tương ứng với tải lạnh trong không gian điều hoà

- _ Có khả năng tính tiền điện riêng biệt nên giữa các văn phòng không bị phụ thuộc lẫn

nhau, có thể tiết kiệm được điện năng cần thiết

- _ Hệ thống có chức năng 2 chiêu Heat pump nên khi sử dụng sưởi ấm vào mùa đông

không cần bổ sung thêm I thiết bị phụ trợ nào khác

- _ Thiết bị được lựa chọn của hãng có uy tín trên thế giới, được sản xuất và lắp ráp đồng

bộ tại Nhật Bản và đã được thị trường Việt Nam lựa chọn, tin dùng trong nhiều năm qua, cho rất nhiều công trình có qui mô lớn

2.3 Thông số thiết kế

2.3.1 Chọn cấp điều hòa

Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia làm 3 cấp như sau:

+ Hệ thống điều hoà không khí cấp I: duy trì được các thông số trong nhà ở mọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả về mùa hè (cực đại) và mùa đông (cực tiểu)

+ Hệ thống điều hoà không khí cấp 2: duy trì các thông số trong nhà ở một phạm vi cho

phép với mức độ sai lệch không quá 200 một năm khi có biến thiên nhiệt độ và độ ẩm ngoài

trời cực đại và cực tiểu

+ Hệ thống điều hoà không khí cấp 3: duy trì được các thông số trong nhà ở một phạm vi

cho phép với độ sai lệch không quá 400 một năm

Cấp điều hoà không khí quy định sai lệch cho phép các thông số trong nhà nhưng thực chất lại liên quan đến việc chọn thông số ngoài trời nên được sắp xếp vào thông số thiết kế ngoài nhà Cấp điều hoà không khí được chọn dựa vào các yêu cầu sau:

+ Yêu cầu về sự quan trọng của điều hoà không khí đối với công trình,

+ Yêu cầu của chủ đầu tư,

+ Khả năng vốn đâu tư ban đầu

Điều hòa cấp 1 có ưu điểm là độ tin cậy và tính chính xác cao nhưng đòi hỏi chi phí rất

lớn Vì vậy, chỉ sử dụng đối với công trình quan trọng hoặc cho quá trình sản xuất công nghệ

có yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt Ví dụ như lăng chủ tịch Hồ Chí Minh, các phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác, các phân xưởng sản xuất thuốc hoặc dược

liệu đặc biệt quan trọng

Điều hòa cấp 2 ứng dụng trong công trình ít quan trọng hơn: khách sạn năm sao, bệnh viện Quốc tế, nhà Quốc hội

Điều hòa cấp 3 tuy có độ tin cậy không cao nhưng chỉ phí đầu tư thấp nên được sử dụng

trong các công trình dân dụng, nơi công cộng: nhà hát, rạp chiếu phim, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, siêu thị, văn phòng, công sở Qua phân tích đặc điểm công trình: “Trụ sở công fy TNHH Vạn Xuân" ta chọn điều hoà không khí cấp 3 bởi các lý do sau:

+ Đây là một công trình với mục đích làm văn phòng làm việc, không đòi hỏi nghiêm

ngặt về chế độ nhiệt ẩm

+ Đặc điểm thứ hai : đây là công trình phục vụ công việc trong giờ hành chính vì vậy

nhu cầu dùng điều hoà là không thường xuyên Nếu lựa chọn hệ thống điều hoà cấp 1 hoặc cấp 2 thì chi phi đầu tư, lắp đặt và vận hành hệ thống này là rất lớn, sẽ trở nên rất lãng phí so

với mức độ quan trọng của công trình

2.3.2 Chọn thông số tính toán trong nhà

Thông số tính toán trong nhà: nhiệt độ (t;) và độ ẩm (+) được chọn theo yêu cầu tiện

nghi của con người

'Yêu cầu tiện nghi của con người được chọn theo TCVN 5687 - 1992:

- Mùa hè: + Nhiệt độ trong nhà t;= 25°C

+ Độ ẩm trong nhà @; = 65 %

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I - d của không khí ẩm ta tìm được các thông số

còn lại của không khí là:

độ và độ ẩm của không gian đệm được chọn như sau:

- Mùa hè: + Nhiệt độ không gian đệm: t„= 30°C

+ Độ ẩm không gian đệm: (0= 65 %

Dựa vào đồ thị I - d của không khí ẩm ta có các thông số còn lại như sau:

-18-+ Entanpy: I, =74 kJ/kg

+ Độ chứa ẩm: dụ = 17,3 g/kg

- Mùa đông: + Nhiệt d6 trong khong gian dém: t, = 20°C

+ Độ ẩm trong không gian đệm: ~, = 65 %

Dựa vào đồ thị I - d của không khí ẩm ta có được các thông số còn lại là :

+Entanpy: lạ =44.5 kJ/kg

+ Độ chứa ẩm: dạ=9,7 g/kg Bảng 2.3 : Thông số tính toán trong nhà

2.3.3 Chọn các thông số tính toán ngoài trời

Thông số tính toán ngoài trời ty và @,„ được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088

- 1985 và TCVN 5687 - 1992 Doi với hệ thống Điều hoà không khí cấp 3 trạng thái không khí ngoài trời được chọn như sau :

Mùa hè :

+ Nhiệt độ ngoài trời được chọn là t,„„„„ là nhiệt độ trung bình của tháng nóng,

+ Độ ẩm ngoài trời được chọn 1a @,,,,, 1a do ẩm lúc 13+15 ¡ của tháng nóng nhất

Mùa đông :

+ Nhiệt độ ngoài trời được chọn là ty, jin là nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất,

+Độ ẩm ngoài trời được chọn là ,,.,„ là độ ẩm lúc 13+15 ¡ của tháng lạnh nhất

theo bảng 1.8 [I] thông số tính toán ngoài trời ở khu vực Hà Nội được chọn như sau:

Bảng 2.4: Thông số tính toán ngoài trời

Thông số

Chuong 3 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

Sau khi đã xác định được các thông số tính toán trong nhà và ngoài trời, chúng ta cần

tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho công trình, vì đó là cơ sở quan trọng nhất để chọn năng suất

lạnh máy cho công trình Nhiệm vụ của tính toán cân bằng nhiệt ẩm là xác định lượng nhiệt

thừa Q- và ẩm thừa W¿

Hiện nay có rất nhiều phương án tính toán cân bằng nhiệt ẩm khác nhau nhưng có hai

phương pháp hay dùng là phương pháp truyền thống và phương pháp Carrier Phần tính toán cân bằng nhiệt ẩm ở đây được thực hiện theo phương pháp truyền thống

Công trình có tất cả 8 tầng, các tầng chỉ có tâng 1 phân thành hai phòng, phòng làm việc lớn và phòng lễ tân Các tầng còn lại chưa phân thành các phòng mà chỉ để thành một phòng lớn vì vậy ta tính chung cho cả tầng Mặt khác các tầng từ tầng 2 đến tầng 7 có kết cấu, chức năng tương tự giống nhau Vì vậy ở đây ta chỉ tính cho tầng 2 các tầng còn lại được xác định

theo tầng 2, (trừ tính Q,, vì các tầng ở các độ cao khác nhau)

3.1 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT

Phương trình cân bằng nhiệt tổng quát có dạng:

Qr= Qea + Qe

Q, - nhiét thira trong phong, W;

Q¡ - nhiệt toả ra trong phòng, W ;

Q¿ - nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ, W :

Q, - nhiệt toả ra từ máy móc;

Q; - nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng;

Q, - nhiệt toả ra từ người;

Q, - nhiệt toả ra từ bán thành phẩm;

Q¿ - nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt;

Q, - nhiét toa ra do bức xạ mặt trời qua cửa kính;

Q; - nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che;

Q¿ - nhiệt toả ra do rò lọt không khí qua cửa;

Qi = Q+ Qi + Qut Q W

Q, - nhiệt thẩm thấu qua vách;

Qio- nhiét thẩm thấu qua trần (mái);

Q,;- nhiệt thẩm thấu qua nền;

-20

-Q,, - nhiét t6n thất bổ sung do gió và hướng vách

7; - hiệu suất làm việc thực của động cơ

Do toàn bộ toà nhà đều được sử dụng vào mục đích làm văn phòng, nên ở đây

máy móc được sử dụng chủ yếu là máy vi tính với công suất máy N = 250 W

Máy tính là một thiết bị điện tử nên lượng nhiệt nó thải ra có thể lấy đúng bằng công suất điện tử của mỗi máy Vì vậy, các hệ số phụ tải K, , hệ số thải nhiệt K,, và hiệu suất làm

việc thực của động cơ 7; đều lấy bằng I Mặt khác, do máy tính tại các công sở hiện nay được

sử dụng gần như trong suốt thời gian làm việc ( chỉ tắt màn hình khi nghỉ trưa), nên hệ số đồng thời K„ cũng lấy bằng 1 Giả thiết mỗi người sử dụng một máy tính

Cụ thể tính toán cho các tang:

+ Tầng L

- PLV: có khoảng 24 người làm việc trong phòng, dùng 24 máy tính

Q¡ =24.250 =6000 W

tương tự đối với các phòng tiếp theo

- PLT: có 10 người làm việc, sử dụng 10 máy vi tính

Bang 3.1 Nhiét toa từ máy móc

3.1.1.2 Nhiệt tod ra ti dén chiéu sang

Theo công thức (3.13) tài liệu [1], nhiét toả ra từ đèn chiếu sáng được xác định như sau:

Q;=N , W

NÑ,, - tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W

Ñ,, thường được tính theo tiêu chuẩn chiếu sáng Do vậy nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng cũng

có thể tính theo năng suất chiếu sáng trên mỗi z” sàn

Q,=A.F,W trong đó

F: diện tích san, n°

A: nang suất chiếu sáng trên mỗi z” sàn, W/m”

Theo tiêu chuẩn chiếu sáng lấy A = 10+12 W/m”

-22-Bang 3.2 Nhiệt toa tir đèn chiếu sáng

3.1.1.3 Nhiệt toả ra từ người Q;

Nhiệt toả ra từ người thay đổi theo điều kiện vi khí hậu, cường độ lao động và thể trạng cũng như giới tính Nhiệt độ không khí xung quanh càng thấp, nhiệt toả càng nhiều Người càng to béo vạm vỡ, nhiệt toả ra càng nhiều và nói chung nhiệt toả của nam giới lớn hơn của

nữ giới

Nhiệt toả ra từ người được tính theo công thức (3.15) tài liệu [I]

Q;=naq,W

n - số người làm việc trong phòng

q - nhiệt toả ra từ một người W/người

q được xác định theo bảng 3.I tài liệu [1], giá trị q ở đây là của người đàn ông trưởng thành,

còn đối với phụ nữ thì lay bang 85% trị số trong bảng này

Do toàn bộ toà nhà được sử dụng vào mục đích văn phòng nên theo bảng 3.1 tài liệu [I]

lấy nhiệt toả ra từ mỗi người q = 125 ,W/người

vay ta có công thức tổng quát như sau:

Kết quả tính toán cho ở bảng 3.3

Bảng 3.3 Nhiệt toả ra từ người

Giả thiết trong các phòng không đặt các thiết bị trao đổi nhiệt

Q, =0 3.1.1.6 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua của kính Q,

Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau như

- Truc xa hoac tan xa bau trời, sương mù, bụi khói và mây;

- _ Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương;

-_ Thời gian quan sát để tính toán (góc làm bởi trực xạ và mặt kính);

- Kiểu cửa sổ, vật liệu làm cửa sổ, trạng thái đóng hoặc mở;

- Vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng;

-24-

- Diện tích kính, độ dầy kính và các tính chất khác của kính;

- _ Ôvăng che nắng

Nói chung, xác định được chính xác nhiệt toả do bức xạ là rất khó khăn ta xác định gần đúng

theo công thức (3.18) tài liệu [1]

Q, =1¿.F,.tị t;.ty.t,, W

Trong đó:

+ lạ cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lý,W/m

Khi tính toán ta tính cho thời điểm nóng nhất trong ngày, của tháng nóng nhất đó là lúc 8 đến

9 giờ và L5 đến 16 giờ tháng 6 hoặc tháng 7

Theo bang 3.3 tai liéu [1] ta có

- Hướng Dong/ Tay 1,,=569 W/nr’;

- Huéng Dong Nam/ Tay Nam I,, = 328 W/m’

+ F,: dién tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, z;

+ 1¡: hệ số trong suốt của kính, với kính một lớp t, = 0.9;

+ T): hệ số bám bẩn,với kính một lớp đặt đứng t, = 0.8;

+ t;: hệ số khúc xạ, với kính một lớp khung kim loại t; = 0.75;

+ t„: hệ số tán xạ do che chắn, với kính có rèm che trong t, = 0,6;

Do toàn bộ toà nhà đều trang bị cùng một loại cửa kính một lớp đặt đứng, khung kim loại và có rèm che trong nên có thể lấy chung một giá trị :

T = 1¡.1;.1;.1¿ = 0,9.0,8.0,75.0,6 = 0,324

Do lượng nhiệt bức xạ qua cửa kính này phụ thuộc vào diện tích kính, hướng địa lý, thời

gian bức xạ trong ngày nên ở đây ta tính tại hai thời điểm có cường độ bức xạ lớn nhất trong ngày là lúc 8 đến 9 giờ sáng là hướng Đông, Đông- Nam và lúc 15 đến 16 giờ chiêu là hướng

Tây Vì đây là hai thời gian khác nhau trong ngày nên khi tính tổng nhiệt thừa ta tính theo giá trị lớn hơn tức là sau khi tính toán ta được hai giá trị Q, theo thời gian lúc 8 đến 9 giờ sáng là hướng Đông, Đông - Nam và lúc 15 đến 16 giờ chiều là hướng Tây thì ta lấy giá trị lớn hơn trong hai giá trị này

+ Tang 1

- PLV

phần diện tích chịu bức xạ mặt trời là kính hướng Đông và hướng Đông - Nam vào lúc 8-9 giờ sáng

diện tích kính hướng Đông là 10,36 z”

diện tích kính hướng Đông - Nam là 24,64 mỶ

Diện tích kính hướng Đông - Nam là 17,28 m”

Diện tích kính hướng Đông là 3,36 m?

Q) = 328 17,28.0,324 + 569.3,36.0,324 = 2456 W

Ta thay Q> Q: nén 6 day ta tinh theo Q,

Bảng 3.4 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính

3.1.1.7 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che Q;

Thành phần nhiệt này toả vào phòng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che nóng lên hơn mức bình thường, ở đây chủ yếu tính cho mái Nhiệt toả do chênh lệch nhiệt độ không

khí trong và ngoài nhà tính theo lượng nhiệt thẩm thấu từ bên ngoài nhà vào

"Theo công thức (3.20) tài liệu [I] lượng nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao

che được xác định:

- 26 -

Q,=0.055.k.F.e I sts > Ww

trong đó:

c, - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu kết cấu bao che

Theo bang 4.10 tài liệu [I] cho mái ngói màu đỏ là 0,65

I, - cường độ bức xạ mặt trời trên mặt nằm ngang, W/zỶ , theo bang 3.3 [1] I, = 928 W/m?

F - diện tích nhận bức xạ của mái

0, = 10 Win’K, hé số toả nhiệt phía trong nhà;

Oy = 20 W/m”K, hệ số toa nhiệt phía ngoài nhà;

ổ,, À,- bề dầy và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng kết cấu bao che, m, W/mK

-27-theo PL.21 tai liéu [2] với lớp không khí dày 0,8 m c6 5/A = 0,26 W/m?K

Hệ số truyền nhiệt qua trần

3.1.1.8 Nhiệt tođ do rò lọt không khí qua cửa

Khi có chênh lệch nhiệt độ và áp suất giữa trong nhà và ngoài trời thì xuất hiện một dòng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc qua khe cửa Mùa hè, không khí lạnh đi ra ở phía dưới, không khí nóng ẩm đi vào phòng phía trên Mùa đông ngược lại, không khí lạnh vào phòng phía dưới và ra ở phía trên Sự rò lọt không khí này luôn mang theo tổn thất nhiệt mùa đông và lạnh vào mùa hè Đối với các buồng điều hoà không có quạt thông gió, sự rò lọt này với mức

độ nào đó là cần thiết vì nó cung cấp dưỡng khí cho những người trong phòng Đối với các buồng có cung cấp gió tươi thì cần phải hạn chế kiểm soát nó đến mức thấp nhất để tránh tổn thất nhiệt và lạnh

Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa được tính theo biểu thức (3.22) tài liệu [1]

Q; = G;.(1y - l) , W

ly, I;: Entanpy của không khí trong nhà và ngoài trời, kJ//kg

Do tất cả các cửa vào hầu như đều thông ra hành lang vì thế cho nên

AI=T¿- ly =74 - 58.4 = 15,6 kJ/kg

G, - lượng không khí rò lọt qua cửa hoặc khe hở &kg/s

Thường khó xác định được lượng không khí rò lọt, do nó không theo một quy luật nhất định nào cả ta có thể tính theo công thức kinh nghiệm

G, = p.(1,5+2) V (kg/h)

= p.(1,5+2) V/3600 (kg/s)

- p: kh6i lượng riêng của không khí p = 1,2 kg/m’

- (1,5 + 2) hé sé rd lot khong khi chọn là 2

- 28

Diện tích mỗi tang 263,4 m’, chiều cao 2,8 m

Qe = 1,2.2.264.2,8.15,6 1008 = 7689 W

3600 + Tang 8

Dién tich 260 m’, chiéu cao 2,8 m

Qi = 1.2.2.260.2,8.15,6, 1090 =757IW

3600 Bảng 3.7 Nhiệt toả ra do rò lọt không khí

3.1.2 Tính nhiệt thẩm thấu qua két c4u bao che Q,, ,W

Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong nha

được tính theo biểu thức tổng quát (3.23) tài liệu [1]

Q, =2K,F,At,

Trong đó:

E, - diện tích bề mặt kết cấu bao che thtt i, 7’;

k; - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ ¡, W/zK và được tính theo công thức sau:

trong đó:

a, = 10 WinrK, hệ số toả nhiệt phía trong nhà,

Oy = 20 Wim’K, hệ số toả nhiệt phía ngoài nhà

õ,, A;¡ - bể dây và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu xây dựng kết cấu bao che, m, Win’K,

At, - độ chênh nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thtt i, K

+ Vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời

3.1.2.1 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q,

Nhiệt thẩm thấu qua vách bao gồm nhiệt thẩm thấu qua tường bao,tường ngăn (tường

xây gạch, cửa kính), nó phụ thuộc vào kết cấu vách, hướng vách, độ chênh nhiệt độ và diện tích

-30-Theo phu luc 20 tài liệu [2] ta có

Bảng 3.8 Thông số kết cấu xây dựng của tường

Do toàn bộ vách ngoài đều giống nhau nên chúng đều có chung hệ số truyền nhiệt

+ Phân tiếp xúc với không khí ngoài trời

Hệ số truyền nhiệt của kính k,

Như đã giới thiệu, kính của toà nhà là loại kính an toàn màu xanh dày 12 zưn = 0.012 m

Hệ số dẫn nhiét theo bang 4.11 tài liệu [1]

- PLT

+ Tầng 2+7

Nhiệt thẩm thấu qua kính

Q3, =6.03 8,64.7,8 = 406 W Nhiệt thẩm thấu qua tường bao

Q5, = 2,06.95,76.7,8 = 1539 W

Nhiệt thẩm thấu qua tường ngăn

QS, = 2,83 81,36.5 = 1151 W

Từ kết quả tính toán trên ta lập được các bảng giá trị sau

Bảng 3.9a Nhiệt thẩm thấu qua kính

Bảng 3.9b Nhiệt thẩm thấu qua tường bao

3.1.2.2 Nhiệt thẩm thấu qua trần Q,,

Nhiệt thẩm thấu qua trần được xác định giống như nhiệt thẩm thấu qua vách

Qiy =Kyy-Fiy Athy W

6 day ta chi tinh cho tang 8

3.1.2.3 Nhiệt tham théu qua nén Q,,

Biểu thức tính Q,,

Q,;.=k,,.E,.At,,W

- F,: diện tích sàn

- kụ,: hệ số truyền nhiệt của sàn, W/zK

Giả thiết sàn có lớp bê tông dây 200 zưn có trát và lát, theo bảng 3.4 tài liệu [I] ta có k định hướng bằng 1,88 W/m°K

- At,,: độ chênh nhiệt độ;

+ Nếu dưới sàn là tầng hầm (không gian đệm) thì

At, =0,7.(ty-t,) = 0,7.7,8 = 5,46 K + Nếu dưới sàn là không gian có điều hoà không khí thì

At, =0

Vì vậy dòng nhiệt này ta chỉ tính cho hai phòng ở tầng một

Bang 3.11 Nhiệt thẩm thấu qua nền

3.1.2.4 Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách Q„„

Các tính toán tổn thất nhiệt qua vách Q, ở mục ở./.2./ chưa tính đến ảnh hưởng của gió khi công trình có độ cao lớn hơn 4 ?, vì ở trên cao ơy tăng làm cho k tăng và Q, tăng Để bổ sung tổn thất do gió, cứ từ mét thứ 5 trở đi lấy tổn thất Q, tăng thêm từ I đến 2% nhưng toàn

bộ không quá 15%

Bổ sung khác cho Q, là đối với các vách hướng Đông, Đông - Nam và hướng Tây Vì

trong mục /./.7 khi tính Q; mới chỉ tính cho mái (trần) mà không tính cho vách đứng nên

chúng ta cần tính bổ sung nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời cho vách đướng hướng Đông, Đông

- Nam và hướng Tây ở vách hướng Đông và Đông - Nam, bức xạ mặt trời lên vách mạnh nhất

vào lúc 8 đến 9 giờ và ở vách hướng Tây từ 16 đến 17 giờ Tuy không đồng thời nhưng vẫn tính bổ sung từ 5 đến 10%

Như vậy tổn thất nhiệt qua vách Q, theo công thức (3.25) tài liệu [1] sẽ là:

F,+F,+F,

F

Qu, = 1% (H - 4) Qy + 5% =X Q,

Trong đó

H - Chiều cao phòng điều hoà;

F,, Fpx, Fy - Dién tích bề mặt vách hướng Đông, Đông - Nam và Tây của không gian điều

hoa, nr;

F - Dién tích tổng vách bao của không gian đều hoa, m’

ở đây ta thấy tầng 1 có chiều cao dưới 4 mm vì vậy ta chỉ tính Q, do hướng vách, từ tầng 2 trở lên ta tinh Q,, g6m 2 phan là do gió và hướng vách

+ Tang 6

48,24+ 25,2+18 Q,, = 1% (24 - 4) 6490,22 + 5% .6490,22 = 1417 W

kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng 3.12

Bảng 3.12 Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách

kết quả tính toán tổng nhiệt thừa được giới thiệu trong bảng 3.13

3.2 TÍNH TOÁN LƯỢNG ẨM THỪA W;

Lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà gồm các thành phần chính sau

theo công thức (3.29) tài liệu [I]

W=W,+ W,+ W;+ W, kgís

W, - lượng ẩm thừa do người toả ra, kg/s

-W, - lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s

W, - lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, kg/s

W, - lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s

Khi phòng điều hoà có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời, ngoài dòng nhiệt còn có

một dòng ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che vào phòng nhưng được coi là không đáng kể

Khi có rò lọt không khí qua cửa vào nhà, dòng không khí nóng cũng mang theo lượng

ẩm nhất định vì độ chứa hơi của không khí nóng cao hơn nhưng lượng ẩm này rất bé cũng coi

như bỏ qua hoặc tính vào phần cung cấp khí tươi

Do trong nhà không có bán thành phẩm mang vào, không có các thiết bị sinh hơi, các phòng được điều hoà có sàn khô, sàn ẩm chỉ ở các nhà vệ sinh với miệng hút riêng nên các

thành phần W,,W;, W, có thể bỏ qua

Như vậy lượng ẩm thừa chỉ còn lại thành phần chủ yếu là W,, lượng ẩm thừa do người

toa ra, kg/s

3.2.1 Luong 4m thita do ngudi toa ra W,, kg/s

Lượng ẩm thừa do người toả ra được xác định theo biểu thức (3.30) tài liệu [1]

W, =n.q, , kg/s

n - số người trong phòng điều hoà;

q„ - lượng ẩm mỗi người toả ra trong một đơn vị thời gian, kg/s

cũng giống như toả nhiệt, lượng ẩm toả ra từ con người cũng phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

nhiệt độ, độ ẩm môi trường, cường độ lao động, lứa tuổi

qạ được xác định theo bảng 3.5 tài liệu [1]

3.3 KIEM TRA DONG SUONG TREN VACH

Khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài trời xuất hiện một trường nhiệt độ trên vách bao che, hiện tượng đọng sương sẽ xảy ra khi nhiệt độ vách thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí Hiện tượng đọng sương trên vách không những làm

tăng tổn thất nhiệt, tăng tải lạnh yêu cầu mà còn làm mất mỹ quan do ẩm ướt, nấm mốc gây

ra Có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới tuổi thọ của các kết cấu xây dựng công trình

Vì vậy, để tránh xảy ra hiện tượng này chúng ta cần kiểm tra xem các kết cấu bao che có

đảm bảo không bị đọng sương hay không và còn có biện pháp khắc phục

Do ta chọn nhiệt độ, độ ẩm trong nhà là như nhau nên ta sẽ kiểm tra đọng sương trên vách chung cho tất cả các phòng

Hiện tượng đọng sương chỉ xảy ra ở bể mặt vách phía nóng, nghĩa là về mùa hè là bể mặt vách ngoài nhà và về mùa đông là bề mặt vách phía trong nhà

ở đây ta chỉ tính cho trường hợp mùa hè tức là bể mặt vách phía ngoài nhà

Từ các hệ phương trình mật độ dòng nhiệt qua vách

q=K.(ty - ty) = Gy.( ty - tyy)

Ta thay nhiét dO vach ty, giam thi hé s6 truyền nhiệt k tăng khi nhiệt độ vách giảm

xuống đến nhiệt độ dong suong t, thi hệ số truyền nhiệt đạt trị số cực đại k = k,„„„ và xảy ra hiện tượng đọng sương

nếu k < k,;„„ thì vách không xảy ra hiện tượng đọng sương

nếu k > k„„„ ‘maxthì vách xảy ra hiện tượng đọng sương

trị số k„„ được xác định theo nhiệt độ đọng sương, theo công thức 3.27 tai liéu [1]

Koo = Gy ‘max = ay N S| Win?

Oy: hệ số tod nhiệt phía ngoài nhà, œ = 20 W/m”K nếu bề mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp

với không khí ngoài trời và œ¿= 10 W/mK nếu bê mặt vách ngoài tiếp xúc với không

gian đệm

- tg nhiệt độ đọng sương bên ngoài, xác định theo t,„„ mùa hè

- _ Khi không có không gian đệm

+ nhiệt độ ty = 32,8°C

+độẩm (y=66 %

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I - d của không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng

sương tương ứng của không khí t,= 27,5°C

- Khi có không gian đệm

+ nhiệt độ ty = 30°C

+độẩm (0y=65%

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I - d cha không khí ẩm ta tìm được nhiệt độ đọng

sương tương ứng của không khí t,= 22,8°C

3.4 TÍNH TOÁN HỆ SO GOC TIA QUA TRINH, €;

Hệ số góc tia quá trình ; biểu diễn hướng tự thay đổi trạng thái không khí do nhận

nhiệt thừa Q,, ẩm thừa W, và được tính theo công thức sau:

Q: tổng lượng nhiệt thừa trong không gian điều hoà, W

'W:: tổng lượng ẩm thừa trong không gian điều hoà, kg/s

é, -Q_ 38540 | =33713 kJ/kg W, 105.107 + Tầng 4

¢,-2 35799 | =33959 kJ/kg W, 105.10 + Tầng 5