Thiết kế hệ thống điều hoà không khí trung tâm tòa nhà chung cư cao cấp phúc yên

· Theo mức độ quan trọng, điều hòa không khí được chia làm 3 cấp như sau: - Hệ thống điều hòa cấp 1: là hệ thống áp dụng cho các công trình quan trọng, yêu cầu nghiêm ngặt như điều hòa k

-oOo -

HỒ HOÀNG ANH

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM TÒA NHÀ CHUNG CƯ CAO CẤP

PHÚC YÊN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: NHIỆT LẠNH

NHA TRANG - 2007

Giáo viên hướng dẫn:

TS Lê Văn Khẩn

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ, tên SV : HỒ HOÀNG ANH Lớp : 44ML Ngành : Công nghệ nhiệt lạnh Mã ngành :

Tên đề tài : Thiết kế hệ thống điều hoà không khí trung tâm tòa nhà chung

cư cao cấp Phúc Yên

Số trang : 65 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 5 Hiện vật : 3 CD-ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án, 3 cuốn luận văn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Kết luận:

Nha Trang, ngày… tháng … năm 2007

Cán bộ hướng dẫn

TS LÊ VĂN KHẨN

PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ, tên SV : HỒ HOÀNG ANH Lớp : 44ML Ngành : Công nghệ nhiệt lạnh Mã ngành : Tên đề tài : Thiết kế hệ thống điều hoà không khí trung tâm tòa nhà chung

cư cao cấp Phúc Yên

Số trang : 65 Số chương: 4 Số tài liệu tham khảo: 5 Hiện vật : 3 CD-ROM chứa toàn bộ nội dung đồ án, 3 cuốn luận văn

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN

Điểm phản biện

Nha trang, ngày… , tháng …., năm 2007 Cán bộ phản biện:

Nha trang, ngày… , tháng…., năm 2007

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ

MỤC LỤC

MỤC LỤC iv

LỜI NÓI ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2

1.1 Tổng quan về điều hòa không khí 2

1.1.1 Khái niệm điều hòa không khí 2

1.1.2 Lịch sử ra đời và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí 2

1.1.3 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí 3

1.2 Phân tích các phương thức làm lạnh của hệ thống điều hòa không khí 4

1.2.1 Hệ thống dùng trực tiếp tác nhân lạnh làm chất tải lạnh 4

1.2.1.1 Máy điều hoà cửa sổ 5

1.2.1.2 Máy điều hoà không khí hai mảng 6

1.2.1.3 Máy điều hoà nguyên cụm 6

1.2.1.4 Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước 7

1.2.2 Hệ thống dùng chất tải lạnh là không khí 7

1.2.3 Hệ thống dùng chất tải lạnh là nước 7

1.2.4 Hệ thống dùng kết hợp chất tải lạnh là nước kết hợp với không khí 8

1.3 Một số vấn đề về môi trường trong điều hòa không khí 8

1.3.1 Ô nhiễm không khí và vấn đề thông gió 8

1.3.2 Các tiêu chuẩn môi trường trong điều hòa không khí 10

1.3.2.1 Một vài số liệu cụ thể cho một vài môi trường 10

1.3.2.2 Mối quan hệ giữa môi trường và cơ thể con người 12

1.4 Giới thiệu công trình 14

1.4.1 Kết cấu xây dựng 14

1.4.1.1 Tường ngăn 15

1.4.1.2 Sàn 15

1.4.1.3 Mái 15

1.4.2 Chọn hệ thống điều hòa 15

1.4.3 Chọn cấp điều hoà không khí 16

1.5 Chọn thông số tính toán trong và ngoài nhà 17

1.5.1.Chọn thông số tính toán ngoài nhà 17

1.5.1.1 Chọn nhiệt độ không khí bên ngoài 17

1.5.1.2 Chọn nhiệt bên trong không gian điều hòa 17

1.5.2 Lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí 17

1.5.2.1 Sơ đồ thẳng 17

1.5.2.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 18

Chương 2: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI THEO PHƯƠNG PHÁP CARRIER 21

2.1 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa 21

2.1.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 21

2.1.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do DtQ21 24

2.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách 26

2.1.4 Nhiệt truyền qua nền 29

2.1.5 Nhiệt hiện toả do đèn chiếu sáng 29

2.1.6 Nhiệt hiện toả do máy móc 31

2.1.7 Nhiệt hiện và ẩn do người toả 32

2.1.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào 34

2.1.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt 35

2.2 Chọn sơ đồ tuần hoàn một cấp 44

2.3 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) e HF 45

2.4 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) e HT 45

2.5 Hệ số đi vòng BYPASS e BF 46

2.6 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) HEF e 47

2.7 Biểu diễn quá trình trên ẩm đồ 47

Chương 3: CHỌN MÁY, THIẾT BỊ VÀ THIẾT KẾ MẠNG ỐNG 51

3.1 Chọn máy và thiết bị 51

3.1.1 Sơ lược hệ thống cấp lạnh 51

3.1.2 Chọn dàn lạnh 52

3.1.3 Chọn dàn nóng 55

3.2 Sơ đồ mạng ống gas Bản vẽ 58

3.3 Hệ thống điều khiển 58

3.4 Chọn hệ thống cấp khí tươi 59

CHƯƠNG 4: LẮP RÁP VẬN HÀNH HỆ THỐNG 60

4.1 Lắp ráp hệ thống 60

4.1.1 Công tác lấy dấu 60

4.1.2 Lắp đặt đường ống thải nước ngưng 60

4.1.3 Công tác gia công, lắp đặt đường ống gió lạnh (gió cấp, gió hồi, gió tươi) 61

4.1.4 Công tác lắp đặt các dàn lạnh FCU 62

4.1.5 Công tác lắp đặt tổ máy lạnh chính 63

4.1.6 Lắp đặt loại quạt gió 63

KẾT LUẬN CHUNG VỀ ĐỒ ÁN 64

TÀI LIỆU THAM KHẢO 65

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay khi mức sống của người dân ngày càng được nâng cao, cần có những nhu cầu thiết yếu cho cuộc sống, mà điều kiện sống được đảm bảo cho sinh hoạt và nghỉ ngơi Như vậy, điều hòa không khí ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống hàng ngày

Lĩnh vực điều hòa không khí ở nước ta nói riêng và trên thế giới noi chung đang phát triển rất mạnh mẽ Điều hòa không khí được áp dụng cho các ngành sản xuất trong công nghiệp, cho các khách sạn, nhà hàng, các khu vui chơi giải trí

và ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các hộ gia đình

Điều hòa không khí trung tâm được sủ dụng phổ biến trong các khách sạn

có quy mô lớn Để đáp ứng yêu câu của khách hàng về tiện nghi, tang khả năng thu hút khách hàng… các trung tâm mua sắm Em được nhận đề tài: “Thiết kế hệ

thống điều hòa không khí trung tâm tòa nhà chung cư cao cấp Phúc Yên”

Sau một thời gian thực hiện, em đã hoàn thành đồ án Tuy thời gian thực hiện là tương đối dài nhưng trong quá trình tính toán thiết kế cung không tránh khỏi những sai sót, kính mong hội đồng tốt nghiệp góp ý, cho nhận xét

Em xin chân thành cảm ơn thây Lê Văn Khẩn đã hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này

Tp Hồ Chí Minh, 16/11/2007

Sinh viên thưc hiện

Hồ Hoàng Anh

Chương: 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Tổng quan về điều hòa không khí:

1.1.1 Khái niệm điều hòa không khí:

Mục đích của điều hoà không khí nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người Trong công nghiệp, nó nhằm tạo điều kiện phù hợp cho các công nghệ sản xuất, chế biến, bảo quản…

Vậy điều hòa không khí là duy trì nhiệt độ trong không gian cần điều hòa ở mức yêu cầu và giữ cho độ ẩm trong không gian đó ổn định ở một mức quy định nào đó Ngoài ra, hệ thống điều hòa không khí còn phải đảm độ sạch của không khí theo yêu cầu, khống chế độ ồn ở mức cho phép và bảo đảm sự lưu thông hợp

lý của dòng không khí

Ngày nay, điều hòa không khí không chỉ ứng dụng cho không gian tĩnh như nhà ở, khách sạn, nhà hàng, văn phòng làm việc, bệnh viện… mà còn được ứng dụng cho các không gian động như ôtô, tàu hỏa, máy bay…

1.1.2 Lịch sử ra đời và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí:

Ngay từ thời cổ đại, con người đã biết lấy lửa sưởi ấm vào mùa đông và dùng quạt hoặc tìm các hang động mát mẻ vào mùa hè Hoàng đế thành Roma Varius Avitus trị vì từ năm 218 đến 222 đã cho đắp cả một núi tuyết trong vườn thượng uyển để mùa hè có thể thưởng ngoạn những ngọn gió mát thổi vào cung điện

Từ năm 1845 đến 1910 đã có những dự án, những công trình xây dựng về điều hòa không khí Nhưng mãi cho tới đầu thế kỷ 20 một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung đến một bước phát triển rực rỡ đó là Wills H Carrier (1876-1950) Chính ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia

ẩm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì khống chế trạng thái không khí không đổi phục vụ cho mọi yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ

Năm 1902 Carrier lắp đặt hệ thống điều hòa không khí đầu tiên tại nhà máy giấy để làm ẩm không khí rồi ông áp dụng cho nhà máy dệt và nhiều lĩnh vực khác

Năm 1905 ông xây dựng hệ thống khống chế độ ẩm Năm 1911 ông đã xây dựng thành công ẩm đồ của không khí ẩm Đến năm 1921, kỹ thuật điều hòa không khí đã có bước nhảy vọt khi Carrier phát minh ra máy lạnh ly tâm và nó bắt đầu thực sự lớn mạnh khi tham gia vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó mốc đáng chú ý là năm 1944 điều hoà không khí được áp dụng trên máy bay

1.1.3 Phân loại các hệ thống điều hoà không khí:

Có rất nhiều cách phân loại các hệ thống điều hòa không khí:

· Theo mục đích ứng dụng hệ thống điều hòa không khí được phân ra hai loại là điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ

- Điều hòa tiện nghi là điều hòa không khí cho nhà ở, khách sạn, các nơi công cộng…

- Điều hòa công nghệ điều hòa không khí phục vụ cho các quá trình công nghệ của các ngành công nghiệp (như công ty dệt, công ty thuốc lá, bánh kẹo, dược phẩm, phim ảnh…)

· Theo mức độ quan trọng, điều hòa không khí được chia làm 3 cấp như sau:

- Hệ thống điều hòa cấp 1: là hệ thống áp dụng cho các công trình quan trọng, yêu cầu nghiêm ngặt như điều hòa không khí trong lăng Bác hoặc các phân xưởng sản xuất thuốc, dược liệu đặc biệt… Hệ thống loại này duy trì được các thông số ở mọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả mùa hè và mùa đông

- Hệ thống điều hòa cấp 2: là hệ thống có yêu cầu không cao như hệ thống cấp 1, các công trình áp dụng loại này như khách sạn cao cấp, bệnh viện quốc tế Hệ thống loại này duy trì được các thông

số điều kiện vi khí hậu ở phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200 giờ một năm khi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả mùa hè

và mùa đông

- Hệ thống điều hòa cấp 3: áp dụng cho hầu hết các công trình dân dụng, như nhà ở, khách sạn, siêu thị, hôi trường… Hệ thống loại này duy trì được các thông số ở phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400 giờ một năm khi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả mùa hè và mùa đông

· Theo tính tập trung phân ra hệ thống điều hòa cục bộ, tổ hợp gọn, trung tâm nước…

Nói chung có rất nhiều cách phân loại nhưng thông thường người ta phân loại theo phương thức làm lạnh không khí trong không gian điều hòa như làm lạnh trực tiếp bằng môi chất lạnh, làm lạnh bằng không khí, làm lạnh bằng nước, hoặc kết hợp cả nước và không khí

1.2 Phân tích các phương thức làm lạnh của hệ thống điều hòa không khí:

1.2.1 Hệ thống dùng trực tiếp tác nhân lạnh làm chất tải lạnh:

Hệ thống này áp dụng cho không gian điều hòa có kích thước nhỏ, là loại

mà người ta lắp đặt đầy đủ, và hoàn chỉnh các thiết bị, bộ phận cần thiết trong một khối

Nói chung hệ thống loại này có ưu điểm là: dùng môi chất lạnh làm chất tải lạnh nên hệ thống đường ống nhỏ gọn hơn so với hệ thống dùng nước và không khí làm chất tải lạnh, ít tổn hao năng suất lạnh, dễ vận chuyển không khí theo đúng yêu cầu từng nơi, dễ tự động hóa, nhưng bên cạnh đó nó cũng có nhược

điểm là: cần nhiều môi chất lạnh cho hệ thống, đòi hỏi chi phí đầu tư lớn, mặt bằng rộng, vận hành phức tạp, tốn kém hơn các hệ thống khác, với không gian điều hòa có diện tích lớn thì hệ thống này có hiệu quả không cao

1.2.1.1 Máy điều hoà cửa sổ:

Máy điều hòa cửa sổ là loại máy điều hòa không khí nhỏ nhất về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh… được lắp trong một vỏ gọn nhẹ

Ưu điểm:

· Chỉ cần cắm phích điện là máy chạy không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao

· Có sưởi mùa đông bằng bơm nhiệt

· Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi

· Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ Themostar với độ dao động khá lớn,

độ ẩm tự biến đổi theo nên khống chế được độ ẩm

· Khó bố trí trong phòng hơn loai hai cụm

· Ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng của nhà do phải đục một khoảng tường rộng bằng máy điều hoà để lắp máy

· Khó sử dụng cho các toà nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc

1.2.1.2 Máy điều hoà không khí hai mảng:

Về cấu tạo là loại máy được tạo nên từ hai phần rời nhau:

Phần lắp đặt trong không gian điều hoà về cơ bản gồm dàn lạnh và ống tiết lưu

Phần lắp đặt bên ngoài trời gồm máy nén, dàn nóng, quạt dàn nóng…

· Đòi hỏi phải có thợ chuyên môn mới lắp đặt được

1.2.1.3 Máy điều hoà nguyên cụm:

Máy điều hoà lắp mái (rooftop air condioner) là máy điều hoà nguyên cụm

có năng suất lạnh trung bình và lớn, chủ yếu dùng trong công nghiệp và thương nghiệp, cụm dàn nóng và dàn lạnh gắn liền với nhau thành một khối duy nhất Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm có cột áp cao Máy lạnh được bố trí ống phân phối gió lạnh và gió hồi Ngoài khả năng lắp đặt máy trên mái bằng của phòng điều hoà còn có khả năng lắp mái ở ban công và mái hiên hoặc giá chìa sau đó được bố trí đường ống gió cấp và gió hồi hợp lý và đúng kỹ thuật là được

1.2.1.4 Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước:

Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng với máy nén và dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh

Toàn bộ máy và thiết bị lạnh như máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi và thiết

bị khác được bố trí gọn và trong một vỏ dạng tủ Phía trên dàn bay hơi là quạt ly tâm, do bình ngưng làm mát bằng nước nên máy thường di kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước

1.2.3 Hệ thống dùng chất tải lạnh là nước

Về cấu tạo hệ thống này giống như hệ thống dùng chất tải lạnh là không khí,

có điều là người ta thay hệ thống đường ống dẫn không khí bằng hệ thống đường ống dẫn nước Hệ thống này đã khắc phục được những nhược điểm của hệ thống chất tải lạnh là không khí, tiết kiêm không gian, giảm khó khăn trong lắp đặt, giảm chi phí đầu tư, nhưng lại có nhược điểm là không thực hiện được các yêu cầu về thông gió, không giải quyết được mùi và độ ô nhiễm của không khí Không khí vào và ra khỏi AHU hoàn toàn là không khí trong không gian điều hòa, vì vậy khi sử dụng hệ thống loại này phải lắp đặt thêm một đường ống lưu thông không khí cưỡng bức để cải thiện phần nào nhược điểm của hệ thống

Hệ thống này thích hợp cho những tòa nhà cao tầng, có nhiều không gian riêng biệt, có cấu trúc phức tạp

1.2.4 Hệ thống dùng kết hợp chất tải lạnh là nước kết hợp với không khí

Như các phân tích ở trên thì cả hai phương án dùng chất tải lạnh là nước và không khí đều có nhược điểm nhất định, ưu điểm của hệ thống này lại là nhược điểm của hệ thống kia và ngược lại, vì thế, hệ thống điều hòa không khí với chất tải lạnh là nước kết hợp với không khí là phương án tối ưu nhất, hay được sử dụng nhằm phát huy ưu điểm của từng phương án riêng rẽ và hạn chế nhược điểm của chúng

1.3 Một số vấn đề về môi trường trong điều hòa không khí

1.3.1 Ô nhiễm không khí và vấn đề thông gió

Vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí là việc thông gió cho không gian điều hòa, không gian điều hòa là không gian tương đối kín, có nhiều người và đủ các loại vật dụng khác nhau Nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí là do con người, các loại vật dụng, bụi và các vật thể nhỏ li ti có sẵn trong không khí Trong đó con người là nguyên nhân chủ yếu gây nên ô nhiễm,

có thể liệt kê một số nguyên nhân làm tăng lượng CO2, CO, các loại vi khuẩn và nấm gây bệnh như sau:

· Do hít thở

· Do hút thuốc lá

· Do các loại mùi khác nhau từ cơ thể tỏa ra Ngoài ra để khắc phục ô nhiễm trong không gian điều hòa thì lưu lượng không khí tươi dưa vào là quan trọng Trong trường hợp người trong không gian điều hòa có hút thuốc thì cần phải bổ sung thêm một lượng không khí tươi nhất định để loại trừ ảnh hưởng của khói thuốc, bảng [1-1] cho biết một cách định hướng lượng khí tươi để khử ảnh hưởng của khói thuốc

Bảng 1-1 Lưu lượng khí tươi để khử ảnh hưởng của khói thuốc

Mức độ hút thuốc (số điếu thuốc/h.người)

Lưu lượng không khí tươi tối thiểu được đề nghị

để khử ảnh hưởng của khói thuốc

(m3/h.người) 0,8¸1

1,2¸1,6 2,5¸3

ô nhiễm không khí thông qua nồng độ CO2:

Bảng 1-2 Mức độ ô nhiễm không khí đánh giá theo nồng độ khí CO 2

Nồng độ CO2, %

0,07

Đây là mức độ chấp nhận được khi

có nhiều người trong phòng (theo Pettenkofer)

0,10 Nồng độ cho phép trong các trường

hợp thông thường (theo Pettenkofer)

0,15 Nồng độ cho phép khi dùng để tính

toán thông gió (theo Rietchel) 0,20 ¸ 0,50 Nồng độ tương đối nguy hiểm

0,5 hoặc lớn hơn Nồng độ nguy hiểm

Các giá trị này bản thân

nó chưa được xem là mức độ nguy hiểm, tuy nhiên – với tư cách là chỉ số ô nhiễm không khí – nó là các con số cần lưu ý nếu như nồng

độ CO2 tiếp tục tăng

4 ¸ 5

Hệ thần kinh bị kích thích gây ra thở sâu và nhịp thở gia tăng Nếu sự hít thở trong môi trường này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm

8 Nếu kéo dài sự hít thở trong môi trường lâu hơn 10 phút có thể

gây nguy hiểm , mặt sẽ đỏ bừng và đau đầu

18 hoặc lớn hơn Hết sức nguy hiểm, có thể gây tử vong

Ngoài những điều nói trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh của môi trường nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau có thể tham khảo bảng 1-3 sau:

Bảng 1-3 Đánh giá tổng hợp mức độ vệ sinh không khí

Các hạt lơ lửng Nồng độ CO Nồng độ CO2Nhiệt độ

Độ ẩm tương đối Tốc độ chuyển động của không khí

Nhỏ hơn 0,15mg/m3 không khí Nhỏ hơn 0,001% theo thể tích Nhỏ hơn 0,1% theo thể tích

Từ 170C ¸280C tùy trường hợp 40%¸70%

Nhỏ hơn 0,5m/s

1.3.2 Các tiêu chuẩn môi trường trong điều hòa không khí

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong các hoạt sản xuất gia công, chế biến nhằm mục đích nâng cao năng suất, chất lượng sản phẩm phục vụ các yêu cầu công nghệ và cải thiện điều kiện lao động, người ta đang ứng dụng ngày càng nhiều kỹ thuật ĐHKK để tạo ra môi trường nhiệt độ và độ ẩm thích hợp Trong đó có một số điều kiện vi khí hậu đòi hỏi yêu cầu về tiêu chuẩn rất khắc khe ví dụ như: xưởng sản xuất thuốc, xưởng sản xuất linh kiện điện tử…

1.3.2.1 Một vài số liệu cụ thể cho một vài môi trường:

Điều kiện môi trường không những tác động đến khả năng làm việc của người lao động mà còn tác động đến nhiều chất lượng sản phẩm sản xuất nhất là các ngành sản xuất có yêu cầu cao về chất lượng không khí Sau đây là một vài

số liệu về nhiệt độ, độ ẩm yêu cầu của xưởng:

Bảng 1-4 Tiêu chuẩn cho một số môi trường làm việc

Trường hợp Công nghệ sản xuất chế biến Nhiệt độ 0C Độ ẩm %

1.3.2.2 Mối quan hệ giữa môi trường và cơ thể con người

Không có tiêu chuẩn hoặc yêu cầu về môi trường giống nhau cho tất cả mọi người Nói chung tuỳ từng tuổi tác và mức độ vận động của cơ thể mà việc phát nhiệt và sự cảm nhận dễ chịu dưới tác động của môi trường xung quanh

Như chúng ta đã biết cơ thể con người có thể được xem tương tự như một cái máy nhiệt Đối với một người bình thường, nhiệt độ phần bên trong của cơ thể chừng khoảng 370C Do cơ thể luôn sản sinh ra một lượng nhiệt nhiều hơn nó cần, cho nên để duy trì ổn định nhiệt độ của phần bên trong, cơ thể con người luôn thải nhiệt ra môi trường xung quanh Tuỳ theo mức độ vận động của cơ thể con người thông qua 3 hình thức đối lưu, bức xạ, bay hơi

Ở trường hợp đối lưu, lớp không khí tiếp xúc với cơ thể sẽ dần dần nóng lên

và có xu hướng đi lên, khi đó lớp không khí lạnh hơn sẽ tiến đến thế chỗ và từ đó hình thành nên sự chuyển động tự nhiên của lớp không khí bao quanh cơ thể Chính sự chuyển động này lấy đi một phần lượng nhiệt của cơ thể thải ra môi trường

Bức xạ là hình thức thải nhiệt thứ hai Trong thường hợp này nhiệt từ cơ thể sẽ bức xạ bất kỳ bề mặt xung quanh nào có nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ của cơ thể, hình thức trao đổi này hoàn toàn độc lập với hiện tượng đối lưu

Cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức đối lưu phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí, còn hình thức trao đổi nhiệt bức xạ phụ thuộc vào độ chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và các bề mặt bao quanh ở bên trong không gian cần điều hoà Khi các độ chênh lệch nhiệt độ giảm di thì lượng nhiệt phát ra từ cơ thể do đối lưu và bức xạ cũng giảm bớt, người ta gọi lượng nhiệt này là nhiệt hiện qh Nhiệt lượng đi vào môi trường không khí xung quanh thông qua hình thức bay hơi hoặc bốc ẩm từ cơ thể con người gọi là nhiệt ẩm

Các thông số ảnh hưởng đến mức độ biến đổi giữa môi trường và cơ thể:

Ảnh hưởng của nhiệt độ:

Khi nhiệt độ của không khí xung quanh giảm xuống, cường độ trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thể và môi trường sẽ tăng lên Cường độ này càng tăng khi

độ chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng Nếu độ chênh lệch khá lớn thì lượng nhiệt cơ thể mất đi càng lớn và đến một mức độ nào đó sẽ bắt đầu cảm thấy khó chịu và ớn lạnh Việc giảm nhiệt độ bề mặt xung quanh làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt bằng bức xạ

Ảnh hưởng của dòng không khí:

Tuỳ thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm phát

ra từ cơ thể sẽ nhiều hay ít, cũng cần phải thấy rõ chuyển động của dòng không khí chỉ độ ẩm bốc ra mà còn ảnh hưởng đến trao đổi nhiệt bằng đối lưu

Bảng 1-4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ không khí

Tốc độ không khí m/s 0,15¸0,2 0,2¸0,24 0,25¸0,3 0,3¸0,35

Hình 1.1 – Đồ thị biểu diển ảnh hưởng của

nhiệt độ lên cơ thể người

Ảnh hưởng của độ ẩm:

Chính độ ẩm không khí xung quanh sẽ quyết định đến độ bay hơi bốc hơi ẩm

từ cơ thể ra môi trường nếu độ ẩm tương đối giảm xuống, lượng ẩm bốc ra từ cơ thể càng tăng điều đó cũng có nghĩa là cơ thể thải nhiệt ra môi trường càng nhiều

1.4 Giới thiệu công trình

Tòa nhà chung cư cao cấp Phúc Yên là một tòa nhà lớn gồm 17 tầng, được xây dựng trên mặt bằng rộng 1650 m2, nằm trên trục lộ giao thông Nguyễn Văn Quá, quận 12, thành phố Hồ Chí Minh

Vị trí tòa nhà là: 12,25o vĩ bắc - 109o kinh đông

Độ cao của toà nhà so với mực nước biển là H = 50 m Tầng hầm: Tòa nhà được xây với 2 tầng hầm, cả 2 đều dùng làm khu vực để

xe cho cư dân

Tầng 1: khu thương mại (siêu thị)

Tầng 2 đến tầng 16: là các căn hộ Tầng 17: khu café sân thượng, và café nhà hàng

1.4.1 Kết cấu xây dựng

Kết cấu xây dựng của công trình sẽ gồm nhiều cột bêtông lớn, vững chắc Tường ngăn xây dựng bằng gạch dầy 200mm, hai bên tường có trát lớp vữa dày

20mm, ngoài cùng có quét lớp sơn nước, toàn bộ hệ thống cửa đều là cửa kính trong đục, khung bằng sắt

Hệ thống điều hoà không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh nhằm tiết kiệm chi phí vận hành

Bố trí các hệ thống phụ như lấy gió tươi, xả gió thải

Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, đảm bảo

mỹ quan công trình

Do tính chất và nhu cầu tải lạnh giữa các phòng, các khu vực không giống nhau nên ta chọn hệ thống lạnh cấp lạnh cho từng khu vực như sau:

Khu thương mại nhà hàng dung hệ thống lạnh trung tâm VRV

Khu phòng ở của dân cư chọn hệ thồng lạnh cục bộ Theo công nghệ hiện nay chúng ta có thể chọn hệ thống lạnh loại multi có một cụm dàn nòng nhưng có thể cung cấp lạnh cho nhiều cụm dàn lạnh

Khu nhà hàng chúng ta chọn hệ thống lạnh trung tâm VRV Để đồng bộ thiết kế cấp lạnh cho tòa nhà, ta chọn hệ thống lạnh trung tâm VRV

1.4.3 Chọn cấp điều hoà không khí:

Điều hoà không khí là quá trình xử lý không khí trong phòng về nhiệt độ (giảm, tăng), về độ ẩm (giảm, tăng), về khí độc (giảm) và chú ý đến độ ồn cùng tốc độ lưu thông không khí trong phòng cho tiện nghi sinh hoạt của con người Trạng thái không khí ảnh hưởng rất lớn đến cơ thể người, có thể làm tăng hoặc giảm khả năng làm việc của con người nếu mức độ thoải mái tăng hay giảm Như ta biết nhiệt độ cơ thể người luôn giữ ở mức 37°C Để có được nhiệt

độ này cơ thể con người luôn sản sinh ra nhiệt lượng Trong bất kỳ hoàn cảnh nào (hoạt động, nghỉ ngơi, ngủ…) con người sản sinh ra lượng nhiệt nhiều hơn

cơ thể cần để duy trì 37°C Do đó lượng nhiệt này phải thải ra môi trường xung quanh Vì vậy, để đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho cơ thể người thì hệ thống điều hoà không khí phải khống chế được nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, độ ồn và mức độ độc hại của không khí trong phòng Theo tiêu chuẩn Việt Nam thì lượng gió cấp tối thiểu phải đạt 20m3/h.người và phải đảm bảo tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn

Hệ thống điều hoà không khí được thiết kế để đáp ứng cho nhu cầu về điều hoà tiện nghi nên ta chỉ chọn cấp điều hoà là cấp 3 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 400h một năm Các thông số trong nhà cần duy trì như: Nhiệt độ, độ

ẩm, lưu lượng gió, tốc độ gió…Bên cạnh đó phải đảm bảo tỷ lệ hoà trộn không khí thích hợp đáp ứng được mức độ làm lạnh thích hợp

1.5 Chọn thông số tính toán trong và ngoài nhà:

1.5.1.Chọn thông số tính toán ngoài nhà:

1.5.1.1 Chọn nhiệt độ không khí bên ngoài:

Do tính chất là điều hoà không khí cấp 3 nên ta chọn nhiệt độ ngoài trời bằng nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất ttbmax Khu chung cư này được xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh nên theo bảng 1.7 sách Hướng dẫn thiết kế

hệ thống điều hoà không khí ta chọn:

1.5.2 Lựa chọn sơ đồ điều hoà không khí:

Sơ đồ điều hoà không khí gồm nhiêu loại như: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp, sơ đồ không khí tuần hoàn hai cấp…

1.5.2.1 Sơ đồ thẳng:

Sơ đồ thẳng là sơ đồ trong đó sử dụng toàn bộ không khí tươi từ bên ngoài Nghĩa là ta lấy toàn bộ không khí từ ngoài phòng rồi lại thải toàn bộ lượng không

khí đó ra ngoài trời Sơ đồ thẳng được sử dụng khi trong phòng có nguồn phát sinh các chất độc hại, các chất có mùi hôi hám như phòng mổ của bệnh viện, phòng thí nghiệm có hoá chất độc hại

N

V

O AHU

8 T

9

1.5.2.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là sơ đồ trong đó ta không thải toàn bộ lượng không khí đưa từ ngoài vào phòng mà ta chỉ thải một phần, phần còn lại do nhiệt độ không khí trong phòng nhỏ hơn nhiệt độ không khí bên ngoài (về mùa hè) hoặc ngựơc lại (về mùa đông), nên người ta cho phần không khí từ phòng này quay trở lại hỗn hợp với không khí ngoài trời để giảm nhiệt độ không khí ngoài trời xuống (nhiệt độ không khí sau hoà trộn), lương không khí tuần hoàn có thể chiếm đến 90% lượng không khí qua dàng lạnh Hệ thống điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp giúp tiết kiệm được năng lượng cung cấp cho hệ thống

Hình1.2 - Nguyên lý làm việc của sơ đồ thẳng:

Trạng thái không khí: N – Ngoài trời, O – Sau khi xử lý nhiệt ẩm, V – Điểm

thổi vào, T – Trong nhà, AHU – Bộ xử lý không khí

1- Cửa sổ lấy gió tươi, 2- Bộ lọc không khí, 3- Dàn lạnh, 4- Dàn sưởi, 5- Dàn phun ẩm bổ sung, 6- Quạt ly tâm, 7- Miệng thổi, 8- Không gian điều hòa, 9-

Quạt hút gió thải

V

O AHU

8

T 2

10

12 11

Hình1.3 - Nguyên lý làm việc của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp:

Trạng thái không khí: N – Ngoài trời, O – Sau khi xử lý nhiệt ẩm, V – Điểm thổi

vào, T – Trong nhà, AHU – Bộ xử lý không khí

1- Cửa sổ lấy gió tươi, 2- Bộ lọc không khí, 3- Dàn lạnh, 4- Dàn sưởi, 5- Dàn phun ẩm bổ sung, 6- Quạt ly tâm, 7- Miệng thổi, 8- Không gian điều hòa, 9- Quạt hút gió thải, 10- Quạt hút gió thải và hồi, 11- Ống gió hồi và van điề chỉnh lưu lượng gió hồi 12- Ống gió xả và van điều chỉnh lưu lượng gió xả

So sánh ưu nhược điểm các sơ đồ

Loại sơ đồ Sơ đồ thẳng Tuần hoàn 1 cấp Tuần hoàn 2 cấp

Ưu điểm: - Đơn giản, dễ lắp đặt và vận

đã được làm lạnh cho tái tuần hoàn

- Tiết kiệm được nhiều năng lượng nhất, điều chỉnh nhiệt độ phòng khá chính xác

Nhược điểm:

- Yêu cầu năng suất lạnh và nhiệt rất lớn

- Muốn tiết kiệm năng lượng lạnh và nhiệt phải dùng hồi nhiệt nhưng thiết bị hồi nhiệt không khí, cồng kềnh và đắt

- Phải có hệ thống dẫn không khí hồi nên vận hành sẽ phức tạp hơn

- Cần phải có hệ thống dẫn không khí hồi, số lượng quạt gió nhiều hơn, vận hành phức tạp hơn

Sau khi so sánh ưu nhược điểm giữa các sơ đồ và theo yêu cầu điều hoà của khu vực thương mại, nhà hàng ta chọn sơ đồ tuần hoàn một cấp là hợp lý nhất

Chương 2: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI THEO PHƯƠNG PHÁP CARRIER

Mục đích của việc tính nhiệt là đi tìm công suất nhiệt cần thiết của máy lạnh (năng suất lạnh) Từ đó ta tiến hành chọn máy có công suất phù hợp với yêu cầu

Có hai phương pháp tính phụ tải nhiệt : Tính nhiệt theo phương pháp truyền thống Tính nhiệt theo phương pháp Carrie

Ở đây ta sử dụng phương pháp Carrie để tính toán nhiệt Phương pháp tính tải lạnh Carrie chỉ khác phương pháp truyền thống ở cách xác định Q0 mùa hè và năng suất sưởi Q S mùa đông bằng cách tính tổng nhiệt hiện thừa Q ht và nhiệt ẩn thừa Q ât của mọi nguồn nhiệt tác động vào phòng điều hoà

2.1 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa:

2.1.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11

11

11 n Q'

r m kh mm ds c T

FR

Q'11= e .e .e .e .e .e ( )W

11

'

Q - lượng nhiệt bức xạ qua kính vào phòng ( )W

F- diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, ( )m2 , khung gỗ lấy bằng

F

85 ,

e - hệ số kể đến độ chênh nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển là 200C, xác định theo công thức:

t e

Từ T N = 34 6 0C và j N = 55 % tra đồ thị t-d của không khí ẩm ta được nhiệt

độ đọng sương ts = 270C

( ).0,13 0,91

10

20 8 , 26

n - hệ số tác dụng tức thời, n t = f( )gs , tra bảng 4.6 sách hướng dẫn thiết kế

hộ thống điều hòa không khí – Nguyễn Đức Lợi Chọn = 500 çèæ 2 ÷øö

m

kg

g s à

65 , 0

=

t

n Kính lắp trong hệ thống cửa của tòa nhà là kính Calorex, màu xanh, dày 6mm nên R T được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản R K

T N

R

R - bức xạ mặt trời đến bên ngoài kính

R - bức xạ mặt trời qua kính vào không gian điều hòa

m m m k k

k t r a t r

a , , , , , - hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che Tra bảng 4.3, 4.4 tài liệu (1) với kính loại Calorex, màu xanh, dày 6mm, màn che màu trung bình ta được:

Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật của kính

T K

25578,70

Bắc 9,87 158 298,11 1 0,91 1 1,17 1 0,65 0,65 1323,59

Nam 0,00 378 713,21 1 0,91 1 1,17 1 0,65 0,65 0,00

Khu nhà trẻ Tây 0,00 517 975,47 1 0,91 1 1,17 1 0,65 0,65 0,00

1323,59

Bảng 2-3 Bảng tính toán nhiệt bức xạ qua kính tầng 17:

2.1.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do Dt:Q21

Đối với toà nhà có nhiều tầng thì nhiệt bức xạ qua mái chính là nhiệt truyền qua mái tầng thượng, lượng nhiệt truyền vào phòng gồm hai thành phần, do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ của không khí giữa trong và ngoài nhà Tuỳ theo vật liệu cũng như độ dày của kết cấu mái mà cường độ dòng nhiệt tỏa vào lớn hay nhỏ, độ trễ nhiều hay ít Việc xác định chính xác lượng nhiệt này cũng như việc xác định độ trễ, cường độ, thời điểm đạt cực đại là khá phức tạp Nhiệt bức xạ và nhiệt truyền qua mái được tính theo công thức :

td

t F k

Tây 0 517 975,47 1 0,91 1 1,17 1 0,65 0,65 0,00

19437,73

F: diện tích mái ( )m2

k: hệ số truyền nhiệt qua mái phụ thuộc kết cấu và vật liệu làm mái

Cấu trúc mái bằng như hình trên, ta chọn mái bê tông dày 150mm có lớp vữa ximăng dày 25mm trên có lớp chống thấm bằng bitum, trần giả bằng thạch cao dày 12 mm

Theo bảng 4-9 [TL1] hệ số truyền nhiệt k= 1 , 67 (W m2K)

R t

t

a

e

+ -

T N

K F Dttđ es RN aN tN tT Q21 W 1,67 643 36,94 0,61 896,6 20 34,6 25 39666,54

Bảng 2-5 Bảng giá trị nhiệt bức xạ và truyền qua mái tầng 1

2.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách:

Nhiệt truyền qua vách được xác định theo công thức sau:

i N

k

a l

d a

1 1

1

+ å +

T

i N

R a a

1 1

1

+ å +

(W m K)

2

Tường gạch có cấu tạo như sau: Lớp trong và ngoài là vữa ximăng cát tỷ lệ 1/4, gạch ở lớp giữa

1 93 , 0

02 , 0 2 81 , 0

2 , 0 1 20 1

+ +

+

=

T

k (W m2K) Theo bảng 4.13 [TL1]hệ số truyền nhiệt qua kính 1 lớp đặt đứng:

89 , 5

=

K

k (W m2K) Hiệu nhiệt độ Dt: Các tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, lấy

6 , 9 25 6 ,

34 - =

= -

94 , 58

=

K

F ( )m2

26 , 491

=

T

F ( )m2 Nhiệt tải cho khu thương mại được xác định:

t F k t F k Q Q

Q22= 2T+ 2K = T. T D + K. K D ( )W

38 , 14052 6

, 9 94 , 58 89 , 5 6 , 9 26 , 491 273 , 2

Kính 5,89 98,94 9,6 5594,46 16314,15 Tường 2,273 680,96 9,6 14859,09

Khu TM 2

Kính 5,89 114,94 9,6 6499,17 21358,26 Tường 2,273 216,23 9,6 4718,31

Khu nhà trẻ

Kính 5,89 19,39 9,6 1096,39 5814,70 Tường 2,273 100,52 9,6 2193,43

Phòng quản lý

Kính 5,89 12,04 9,6 680,79 2874,22

Bảng 2-7 Bảng giá trị truyền qua tường tầng 17:

Phòng Loại kết cấu bao che K F Dt Q Q21

Tường 2,273 347,36 9,6 7579,67 Khu cafe 1

Kính 5,89 89,14 9,6 5055,03 12634,70 Tường 2,273 246,05 9,6 5369,01

Khu cafe 2

Kính 5,89 79,45 9,6 4492,42 9861,43

2.1.4 Nhiệt truyền qua nền:

t F k

Q23= D ( )W Diện tích nền khu thương mại thứ nhất có giá trị F = 547 ( )m2 Tra bảng 4-15 [TL1] với sàn không lát gạch có: k K = 2 , 84 (W m K)

2

7 , 7456 8

, 4 547 84 , 2

Q31= t. đ. ( )W

Q- tổng nhiệt do chiếu sáng