Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho khách sạn novotel tại nha trang

Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khíphần mềm thiết kế hệ thống điều hòa không khíthiết kế hệ thống điều hòa không khíđồ án thiết kế hệ thống điều hòa không khítài liệu thiết kế hệ thống điều hòa không khíbản vẽ thiết kế hệ thống điều hòa không khícác bước thiết kế hệ thống điều hòa không khítính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khíhướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khítiêu chuẩn thiết kế hệ thống điều hòa không kh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Chuyên ngành Chế biến, khóa 2003 - 2008

Giáo viên hướng dẫn:

TS TRẦN ĐẠI TIẾN

Nha Trang, tháng 11/2007

Sau cùng tôi xin cảm ơn các anh chị và ban giám đốc công ty cổ phần Việt Can

đã tạo điều kiện thuận lợi cũng như cung cấp những tài liệu liên quan để tôi hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp này

Nha Trang ngày 10 tháng 11 năm 2007

Sinh viên Bùi Mạnh Dũng

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1

1.1 Hệ thống điều hoà cục bộ 2

a Máy điều hoà cửa sổ 2

b Máy điều hoà tách 3

1.2 Hệ thống điều hoà tổ hợp gọn 3

a Máy điều hoà nguyên cụm 3

b Máy điều hoà VRV 4

1.3 Hệ thống điều hoà trung tâm nước 5

CHƯƠNG 2 : KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 7

2.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH 7

2.2 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THÍCH HỢP CHO CÔNG TRÌNH 10

2.3 CÁC THÔNG SỐ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ VÀ NGOÀI NHÀ 11

2.3.1 Chọn cấp điều hoà không khí 11

2.3.2 Chọn các thông số thiết kế trong nhà 12

2.3.3 Chọn các thông số tính toán ngoài nhà 12

CHƯƠNG 3 : TÍNH NHIỆT TẢI CHO CÔNG TRÌNH KHÁCH SẠN NOVOTEL 13

3.1 NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA 14

3.1.1 Nhiệt hiện xâm nhập qua kính do bức xạ mặt trời Q11 14

3.1.2 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ Q 16

3.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 17

3.1.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 19

3.1.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng Q31 20

3.1.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q32 21

3.1.7 Nhiệt hiện và ẩn do người toả Q4 22

3.1.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN 23

3.1.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5 24

3.1.10 Các nguồn nhiệt khác 26

3.2 THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 27

3.2.1 Thành lập sơ đồ điều hoà không khí 27

3.2.2 Sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp 27

3.2.3 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí 28

CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ TỔNG THỂ – CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ

CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 32

4.1 CHỌN MÁY LÀM LẠNH NƯỚC WATER CHILLER 32

4.1.1 Công suất lạnh 32

4.1.2 Chọn máy 32

4.2 TÍNH CHỌN FCU VÀ AHU 33

4.2.1 Dàn lạnh FCU và AHU 33

4.2.2 Chọn FCU và AHU 34

CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNGĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC LẠNH 38

5.1 HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC 38

5.1.1 Vật liệu đường ống 38

5.1.2 Tốc độ nước 38

5.1.3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà không khí 39

5.1.4 Tổn thất áp suất 39

5.2.TÍNH CHỌN BƠM NƯỚC LẠNH 45

5.3 CHỌN THÁP GIẢI NHIỆT 46

5.4 CHỌN BÌNH GIÃN NỞ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 46

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI VÀ VẬN CHUYỂN KHÔNG KHÍ 47

6.1 TỔ CHỨC TRAO ĐỔI KHÔNG KHÍ TRONG PHÒNG 47

6.2 CHỌN, BỐ TRÍ MIỆNG THỔI VÀ MIỆNG HÚT 48

6.3.TÍNH TOÁN THÔNG GIÓ CHO KHU VỰC NHÀ VỆ SINH VÀ BẾP 48

6.4 THIẾT KẾ HỆ THỐNG ỐNG GIÓ 49

6.4.1 Hệ thống gió tươi 50

6.4.2 Tính toán ống gió cấp 52

6.4.3 Tính toán ống gió thải 53

KẾT LUẬN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Điều hoà không khí là ngành kĩ thuật có khả năng tạo ra bên trong các công trình kiến trúc một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với sự thích nghi của cơ thể con người, làm cho con người cảm thấy dễ chịu thoải mái không nóng bức về mùa hè, rét buốt vào mùa đông, bảo vệ sức khoẻ, phát huy năng suất lao động

Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người, điều hoà không khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau mà những quá trình công nghệ đó chỉ có thể được tiến hành tốt trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ ẩm nằm trong giới hạn nhất định, ngược lại sản lượng cũng như chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm

Điều hoà không khí được ứng dụng để nâng cao đời sống sinh hoạt, bảo vệ sức khỏe, đảm bảo chất lượng cuộc sống cho con người Ở Việt Nam ta, khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí khá cao, vì thế luôn làm cho con người mất cảm giác thoải mái khi làm việc cũng như khi nghỉ ngơi, kèm theo đó là sự mệt mỏi, dễ mắc các bệnh về đường hô hấp, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người Để giải quyết được vấn đề này, chỉ có điều hoà không khí mới có thể tạo ra môi trường không khí hoàn toàn đáp ứng cho cơ thể con người Hiện nay, hầu hết các công sở, khách sạn, nhà hát… đều được trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm đảm bảo cho khí hậu bên trong phù hợp với điều kiện vệ sinh, đảm bảo sức khoẻ cũng như phát huy hiệu quả sử dụng chúng

Trong sản xuất công nghiệp điều hoà không khí cũng không thể thiếu Các thông số của không khí là điều kiện cần thiết mà cũng có thể là yếu tố quyết định đến quá trình sản xuất Nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả và chất lượng của các quá trình công nghệ trong các nhà máy dệt sợi, thuốc lá, in ấn, quang học, điện tử, cơ học chính xác và các phòng thí nghiệm…

Còn rất nhiều quá trình công nghệ đòi hỏi phải có điều hoà không khí mới tiến hành được hiệu quả Điều này ta có thể tìm hiểu và nghiệm thấy trong thực tế sản xuất nhất là ở thời đại công nghiệp phát triển

Điều hoà không khí không chỉ là công cụ đắc lực phục vụ cho con người mà

nó đã vươn ra một tầm xa mới, nó có mặt trong mọi lĩnh vực kinh tế góp phần không nhỏ vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống, tăng trưởng kinh tế Tuy nhiên, việc đầu tư một hệ thống điều hoà không khí là khá tốn kém Công việc này là nhiệm vụ của các kỹ sư thiết kế, tuỳ vào mức độ quan trọng của công trình hay công nghệ mà ta có thể đầu tư một cách có hiệu quả

Để lựa chọn một hệ thống điều hòa không khí phù hợp, chính xác và hiệu quả, chúng ta cần phân tích kỹ từng phương án rồi lựa chọn phương án tối ưu nhất

Hiện nay trên thị trường phổ biến 2 loại chính thức:

a Máy điều hoà cửa sổ

Máy điều hòa cửa sổ là loại máy điều hòa không khí nhỏ nhất cả 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, các thiết bị điều khiển… được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá 7 kW

Thích hợp cho các phòng nhỏ, hộ gia đình

b Máy điều hoà tách

b.1 Máy điều hòa hai cụm

Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ điều khiển và quạt ly tâm kiểu trục cán Cụm ngoài trời gồm máy nén, động cơ và quạt hướng trục Hai cụm được nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về

Rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được sử dụng rộng rãi trong gia đình, đảm bảo thẩm mỹ cao

b.2 Máy điều hòa nhiều cụm

Một cụm ngoài trời và 2 đến 7 cụm trong nhà dùng cho một hộ gia đình có nhiều phòng Khi chọn năng suất lạnh thích hợp có thể sử dụng lạnh đồng thời cho tất cả các phòng hoặc sử dụng lạnh không đồng thời cho gia đình

1.2 Hệ thống điều hoà tổ hợp gọn:

Hệ thống điều hoà không khí tổ hợp gọn là loại hệ thống điều hoà có kích thước trung bình bố trí gọn thành các tổ hợp thiết bị có năng suất từ 3 đến 222 tấn lạnh Mỹ

a Máy điều hoà nguyên cụm:

a.1 Máy điều hoà lắp mái:

Máy điều hoà lắp mái là loại máy điều hoà nguyên cụm có năng suất trung bình

và lớn, chủ yếu dùng trong thương – công nghiệp Cụm dàn nóng và dàn lạnh 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 gió hồi Ngoài khả năng lắp đặt máy trên mái bằng của phòng điều hoà còn

có khả năng lắp máy ở ban công hoặc mái hiên sau đó bố trí đường ống gió cấp, gió hồi hợp lý và đúng kỹ – mỹ thuật là được

a.2 Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước:

Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và không gian lắp đặt Tất cả các thiết bị được bố trí thành một tổ hợp hoàn chỉnh

Được sản xuất hàng loạt, lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ, mức tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước làm mát và hệ thống ống gió nếu cần là sẵn sàng hoạt động

Vận hành trong điều kiện thay đổi

Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, các hàng, siêu thị chấp nhận được

độ ồn cao

b Máy điều hoà VRV:

Máy điều hoà trung tâm VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh bằng cách thay đổi lưu lượng môi chất Có các đặc điểm sau:

- Tổ ngưng tụ có 2 máy nén trong đó 1 máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on – off còn 1 máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 – 100%, đảm bảo năng lượng tiết kiệm rất hiệu quả

- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với nhu cầu từng vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm

- VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dầu, cho phép độ chênh lệch giữa giàn nóng và giàn lạnh đạt tới 50m, các dàn lạnh có thể đặt chênh nhau 15m và chiều dài đường ống gas lên tới 150m

- Độ tin cậy cao, tuy nhiên do đường ống gas dài nên hiệu suất giảm

- Sự cố dễ dàng phát hiện nhờ hệ thống điều khiển trung tâm

- Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng

- Thời gian thi công lắp đặt phức tạp, đòi hỏi công nhân kỹ thuật cao

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả chưa cao

- Số lượng dàn lạnh bị hạn chế thích hợp cho các hệ thống công suất vừa

- Vốn đầu tư rất lớn, nhất là trong các hệ thống điều hoà không khí

1.3 Hệ thống điều hoà trung tâm nước:

Là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU Hệ điều hoà trung tâm nước bao gồm:

- Máy làm lạnh nước

- Hệ thống ống dẫn nước lạnh

- Hệ thống nước giải nhiệt

- Các dàn trao đổi nhiệt làm lạnh đối với mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông

- Hệ thống gió tươi, gió hồi vận chuyển và phân phối khí

- Hệ thống lọc bụi và thanh trùng

- Bộ rửa khí

- Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống

Máy làm lạnh nước có 2 loại: máy làm lạnh nước giải nhiệt bằng nước và giải nhiệt bằng gió

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

- Có vòng tuần hoàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước tuần hoàn nên 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 chiều cao và mọi kiểu kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan

- Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng

- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn

- Ít phải bảo dưỡng sửa chữa

- Năng suất lạnh gần như không hạn chế

- Vốn đầu tư không lớn như hệ thống VRV

Nhược điểm:

- Tổn thất exergy lớn

- Cần định kỳ bảo dưỡng, sửa chữa

- Khi muốn sưởi vào mùa đông cần phải dùng nồi hơi cung cấp nước nóng

CHƯƠNG 2 : KHẢO SÁT ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH:

“Khách sạn Novotel” là công trình đang được xây dựng theo tiêu chuẩn 4

sao Đây là một công trình lớn và hiện đại bao gồm 18 tầng và 1 tầng hầm: Tầng hầm là gara xe, các tầng 1 – 4 bao gồm các hạng mục để khách giải trí, ăn uống như bar, cafe, bể bơi, trung tâm massage và spa, phòng họp, phòng tập thể thao… Các tầng từ 5 – 17 là các phòng nghỉ với đầy đủ tiện nghi và hiện đại Diện tích bề mặt khoảng gần 2000 m2, chiều cao toà nhà hơn 60m

Khách sạn toạ lạc tại số : 50 Trần Phú, Nha Trang, Khánh Hoà - có vị trí rất đẹp với mặt trước hướng ra biển, chếch sang phía trái là quảng trường 2/4

“Novotel” được xây dựng với nhiệm vụ chính là phục vụ chủ yếu cho khách

du lịch quốc tế và trong nước cũng như góp phần làm tăng khả năng cạnh tranh về

du lịch và làm tăng vẻ đẹp của cảnh quan đô thị cho thành phố Nha Trang

Khách sạn được xây dựng với kết cấu gồm các trụ bêtông và dầm vững chắc, tường bao gồm 2 lớp gạch đỏ dày 200 mm, bên ngoài trát vữa ximăng dày 20 mm

và sơn màu Tất cả các tầng đều có gắn trần giả bằng thạch cao, khoảng cách từ trần thật đến trần giả: từ tầng 1 đến tầng 4 là 800 mm, còn lại các tầng 5 – 17 là 500mm Kính được sử dụng là kính màu 1 lớp dày 6 mm, bên trong có rèm che cho các phòng ngủ tạo cho toà nhà một dáng vẻ hiện đại

Toà nhà được trang bị 3 thang máy trong đó có 1 thang máy cấp cứu, 2 cầu thang bộ chạy thông suốt từ tầng 1 đến tầng mái Một cầu thang bộ còn lại được dẫn

từ tiền sảnh tầng 1 đến tầng 4

Tầng hầm và các tầng 1, 2, 3, 4 có diện tích giống nhau là 962 m2

Tầng hầm là gara xe hiện đại

Tầng 1: Đi từ cửa chính vào là tiền sảnh chính, bên trái là phòng tiếp tân Phía sau tiền sảnh bao gồm khu quản lý hành lý, xưởng làm việc của kỹ

sư, phòng tiếp khách, phòng chấm công

Tầng 2: Theo cầu thang chính đi vào: Phía bên phải là khu giải khát với quán cafe, sau lưng là nhà bếp chính, còn bên trái phía sau là khu quản lý nội trợ cũng như kho chứa

Tầng 3: Phía bên phải là hội trường có sức chứa 40 người, phía sau là căn tin, bên trái căn tin là khu làm việc của những người quản lý khách sạn

Tầng 4: Khu vực giải trí với phòng chơi game, massage/spa, phòng hồi sức và bể bơi

Từ tầng 5 đến tầng 17 có diện tích sàn 752 m2 bao gồm các phòng ngủ và phòng chờ, gồm 2 cầu thang đi bộ, 3 cầu thang máy trong đó có 1 thang máy thoát hiểm Các phòng có cửa sổ quay về hướng Đông Nam và Tây Bắc

Trên tầng mái là nơi bố trí ăngten Parabol, cột thu sét và các thiết bị của hệ thống điều hoà không khí … và phòng vận hành điều hoà thang máy

Các phòng được liệt kê chi tiết trong bảng sau:

2.2 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THÍCH HỢP CHO CÔNG TRÌNH:

Việc lựa chọn hệ thống điều hoà thích hợp cho công trình là hết sức quan trọng,

nó đảm bảo cho hệ thống đáp ứng được đầy đủ những yêu cầu của công trình Nói chung, một hệ thống điều hoà không khí thích hợp khi thoả mãn các yêu cầu do công trình đề ra cả về mặt kỹ thuật, mĩ thuật, môi trường, sự tiện dụng về vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa, độ an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và hiệu quả kinh tế cao

Hệ thống điều hoà không khí cần phải phục vụ toàn bộ diện tích trừ bếp và vệ sinh Các nhà bếp cần bố trí các hệ thống thông gió cách nhiệt bằng các vật liệu không cháy, có van gió chặn lửa và các phin lọc gió mỡ Các khu vệ sinh có đường thông gió thải lên mái

Hệ thống điều hoà không khí phải đảm bảo tiện nghi, thoả mãn yêu cầu vi khí hậu nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất bên trong toà nhà cũng như cảnh quan bên ngoài toà nhà

Hệ thống điều hoà không khí cần đáp ứng các chỉ tiêu cơ bản sau của điều hoà tiện nghi:

- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo tiêu chuẩn nhưng cần chú ý mở rộng khoảng điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm ở các phòng đặc biệt dành cho khách quốc tế

- Lượng không khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu là 20m3/h cho một người

- Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng hợp lý và có quạt thải, tránh hiện tượng không khí từ các nhà vệ sinh lan truyền vào phòng và hành lang

- Bố trí hợp lý các hệ thống phụ như lấy gió tươi, xả gió thải, nước ngưng từ các FCU

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

Qua phân tích đặc điểm của các phương án và yêu cầu của công trình “Khách sạn Novotel”, em đã quyết định đã chọn hệ thống điều hoà trung tâm nước với máy

làm lạnh nước giải nhiệt nước (Water Cooler Water Chiller) của hãng Carrier

2.3 CÁC THÔNG SỐ KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ VÀ NGOÀI NHÀ:

2.3.1 Chọn cấp điều hoà không khí:

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

Điều hoà không khí cấp 1: là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy cao nhất, duy trì

các thông số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụ thuộc vào những biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông đã được ghi nhận

Điều hoà không khí cấp 2: là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy trung bình, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 200h trong một name khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông

Điều hoà không khí cấp 3: là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy trì được

các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400h trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông

Qua việc giới thiệu và phân tích các đặc điểm của công trình “ Khách sạn Novotel” cho thấy đây là một công trình lớn nhưng các phòng chỉ cần điều hoà tiện

nghi là đủ Nếu sử dụng điều hoà cấp 1 hoặc 2 cấp là rất lãng phí cả về chi phí đầu

tư và chi phí vận hành Do vậy em quyết định chọn Điều hoà không khí cấp 3 là

phù hợp và đảm bảo yêu cầu đặt ra

2.3.2 Chọn các thông số thiết kế trong nhà:

Bảng 2.1: Các thông số thiết kế trong nhà

Độ chứa ẩm g/kgkkk

Nhiệt độ

0C

Độ ẩm (%)

Độ chứa ẩm g/kgkkk

Gió tươi và hệ số thay đổi không khí:

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992, lượng gió tươi cho một người một giờ đối với phần lớn công trình là 20m3/h Tuy nhiên lượng gió tươi không được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn Như vậy việc chọn gió tươi phải đáp ứng được 2 điều kiện sau:

- Đạt tối thiểu 20m3/h.người

- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn ( phương pháp Carrier không yêu cầu điều kiện này)

Độ ồn cho phép:

Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần được khống chế, đặc biệt đối với một số công trình đặc biệt như phòng studio, ghi âm… theo tiêu chuẩn về tiếng ồn TCVN 175 – 90 Tra bảng 1.5[1], độ ồn cho phép của khách sạn là 35 – 45 dB

Tốc độ không khí:

Thông thường tốc độ gió được lấy trong khoảng 0,07 – 0,21 m/s

2.3.3 Chọn các thông số tính toán ngoài nhà

Bảng2.2: Các thông số thiết kế ngoài nhà

Độ chứa ẩm g/kgkkk

Nhiệt độ

0C

Độ ẩm (%)

Độ chứa ẩm g/kgkkk

CHƯƠNG 3 : TÍNH NHIỆT TẢI CHO CÔNG TRÌNH

Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu Ở đây em chọn phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier

“Khách sạn Novotel” là một toà nhà lớn cho nên số lượng phòng khá nhiều,

chiều cao khá lớn vì vậy không thể trình bày toàn bộ các bước tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho từng phòng riêng rẽ Để cho quá trình tính toán được đơn giản và thuận tiện, em chỉ trình bày phương pháp, công thức tính toán, đồng thời mỗi phần đều có ví dụ cụ thể Các phòng còn lại được tính tương tự và được đưa vào bảng kết quả ở phần phụ lục

Các nguồn nhiệt hiện thừa và ẩn thừa tính toán được liệt kê ở sơ đồ dưới đây:

Nhiệt toả

Người

Gió tươi

Gió lọt

Nguồn khác

3.1 NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA:

3.1.1 Nhiệt hiện xâm nhập qua kính do bức xạ mặt trời Q 11

Bức xạ mặt trời tác động vào một mặt tường thẳng đứng, nghiêng hoặc ngang

là liên tục thay đổi Vì vậy mức độ bức xạ phụ thuộc rất lớn vào thời gian và cường

độ, hướng bức xạ Do đó ta rất khó xác định chính xác lượng nhiệt bức xạ này Tuy

nhiên ta xác định gần đúng theo kinh nghiệm nhiệt bức xạ qua kính :

483 88 ,

=

k

23 0

Tính toán ví dụ phòng 502:

Q50211 = 0,64.12.173.0,41 = 809 (W)

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 1 (phần phụ lục)

3.1.2 Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ và do chênh lệch nhiệt độ, Q 21

Q21 = k x F x ∆t (W) k: hệ số truyền nhiệt qua mái Tra bảng 4.9/[1] được k =1,39 (W/m2K)

R t

t

α

ε +

−Trong đó: εs: hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời Tra bảng 4.10/[1] có εs=0,6

αN: hệ số toả nhiệt ngoài không khí, αN = 20 (W/m2K)

RN = 766 (W/m2)

Mái các tầng từ 1 – 16 nằm ở giữa các không gian điều hoà nên Q21= 0, vì vậy ở đây

ta chỉ tính riêng cho tầng 17 ( trần bêtông dày 300mm lớp vữa xi măng cát dày 25mm trên có lớp bitum, 797 kg/m2 ) Ví dụ tính cho phòng 1702:

Q21 = k.F.∆ttd = (( )

N

N S T N

R t

t

α

ε +

Q21 = ((33,7-24)+

88 , 0 20

766 6 , 0

).32,8.1,39 = 1632 (W)

Bảng 3.2: Nhiệt tải Q 21 cho các phòng tầng 17

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 2 (phần phụ lục)

3.1.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22

N

k

αλ

δα

1 1

1 +

∑ +

N

α = 20 W/m2K: hệ số toả nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với

không khí ngoài trời

k

αλ

δα

1 1

1 +

∑ +

10

1 93 , 0

02 , 0 2 58 , 0

2 , 0 20 1

1

+ +

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 3 (phần phụ lục)

3.1.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23

33 −

= 4,85 (0C)

kn: hệ số truyền nhiệt qua nền Nền bê tông dày 300mm, có lát gạch

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 4 (phần phụ lục)

3.1.5 Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng Q 31

Q31 = 1,25.qđ.F.nt.nđ ; (W)

qđ: công suất đèn trên 1m2 sàn

F: diện tích mặt sàn của phòng, (m2)

nt: hệ số tác dụng đồng thời của đèn chiếu sáng

Với số giờ hoạt động của đèn là 10h/ngày và gs = 700 kg/m2 Tra bảng 4.8/[1] ta được nt = 0,87

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 5 (phần phụ lục)

3.1.6 Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q 32 :

Nhiệt toả ra do máy móc thiết bị, dụng cụ dùng điện như tivi, rađio, máy tính,

tủ lạnh … Do đó nó được xác định như sau:

Q32 = N/η ; (W) N: công suất ghi trên dụng cụ, (W)

η: hiệu suất máy

Tính toán ví dụ cho phòng 502: Gồm 1 tivi và 1 tủ lạnh nhỏ:

Q50232 =

7 , 0

300 55 , 0 90 + = 1592 (W)

Bảng 3.6: Nhiệt tải Q 32 cho các phòng tầng 5

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 6 (phần phụ lục)

3.1.7 Nhiệt hiện và ẩn do người toả Q 4

a Nhiệt hiện do người toả ra: vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ:

Q4h = nđ.n.qh ; (W)

nđ: hệ số tác dụng không đồng thời Chọn nđ = 0,85 đối với nhà cao tầng n: số người trong phòng điều hoà

Qh: nhiệt hiện toả ra từ 1 người, (W/người)

c. Nhiệt ẩn do người toả ra:

Q4â = n.qâ ; (W) n: số người trong phòng điều hoà

Qâ: nhiệt ẩn toả ra từ 1 người, (W/người)

Bảng thông số q h , q â được trích ra từ bảng 4.18/[1]:

Nhiệt độ phòng, t0C

24 Nơi hoạt động

Nhiệt toả ra từ nam giới (W/người.h)

Nhiệt toả trung bình

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 7 (phần phụ lục)

3.1.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q âN

Phòng điều hoà luôn được phải được cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo oxi cần thiết cho người ở trong phòng Khi đưa gió tươi vào phòng, gió tươi sẽ toả

ra một lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn

QN = QhN + QâN ; (W)

QhN = 1,2.n.l.∆t ; (W)

QâN = 3.n.l.∆d ; (W)

n: số người trong phòng điều hoà

l: lượng không khí tươi cần thiết cho một người trong 1s, (l/s)

Đối với khách sạn : l = 7,5 l/s

tN, tT: nhiệt độ trong và ngoài phòng điều hoà (0C)

dN, dT: ẩm dung của không khí ngoài và trong nhà, (g/kgkk)

Kết quả tính toán nhiệt các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 8 (phần phụ lục)

3.1.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q 5

Không gian điều hoà được làm kín để chủ đông kiểm soát lượng gió tươi cấp cho phòng nhằm tiết kiệm năng lượng nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí qua khe cửa sổ, cửa ra vào và khi mở cửa do người ra vào Hiện tượng này càng xảy

ra mạnh khi chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời càng lớn Khí lạnh có xu

hướng thoát ra ở phía dưới cửa và khí nóng ngoài trời lọt vào phía trên cửa Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt được xác định như sau:

Q5h = 0,39.ξ.V.( tN - tT) ; (W)

Q5â = 0,84.ξ.V.( dN - dT); (W) V: thể tích phòng, (m3)

tN, tT: nhiệt độ ngoài và trong phòng điều hoà, (0C)

dN, dT: ẩm dung của không khí ngoài và trong nhà, (g/kgkkk)

3.1.10 Các nguồn nhiệt khác

Ngoài các nguồn nhiệt ở trên các nguồn nhiệt khác có thể ảnh hưởng tới phụ tải lạnh là :

- Lượng nhiệt không khí hấp thụ khi đi qua quạt

- Nhiệt tổn thất qua ống gió

Tuy nhiên, các tổn thất nhiệt trong các trường hợp trên được coi là không đáng kể

Bảng 3.10: Bảng tổng kết nhiệt hiện và ẩn của từng tầng

3.2.1 Thành lập sơ đồ điều hoà không khí

Qua phân tích đặc điểm của công trình “Khách sạn Novotel” ta nhận thấy đây

là công trình điều hoà đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm Tuy nhiên, số phòng đòi hỏi yêu cầu cao không nhiều, do đó chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí

1 cấp là đủ đáp ứng các yêu cầu đặt ra

3.2.2 Sơ đồ điều hoà không khí 1 cấp

Sơ đồ nguyên lý điều hoà không khí 1 cấp cho mùa hè

1 – Cửa lấy gió tươi 4 – Quạt cấp gió 7 – Cửa tự thải

2 – Buồng hoà trộn 5 – Không gian điều hoà 8 – Gió hồi

3 – Xử lí không khí 6 – Quạt gió hồi

Hình 3.1: Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp

Nguyên lý làm việc của hệ thống như sau:

Không khí ngoài trời có trạng thái N(tN,ϕN) qua cửa lấy gió đi vào buồng hoà trộn 2 Ở đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời và không khí tuần

Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp

N - trạng thái không khí ngoài nhà

T - trạng thái không khí trong nhà

H - trạng thái không khí sau khi hoà trộn

O≡V - trạng thái không khí thổi vào

hoàn có trạng thái T(tT,ϕT) Không khí sau khi hoà trộn có trạng thái H(tH,ϕH) được xử lý trong thiết bị cho đến trạng thái 0≡V và được quạt thổi không khí vào trong phòng Không khí trong phòng có trạng thái T: một phần không khí được tái tuần hoàn trở lại, phần còn lại được thải ra ngoài

3.2.3 Tính toán sơ đồ điều hoà không khí

 Điểm gốc G: điểm gốc G được xác định trên ẩm đồ ở t = 240C , ϕ= 50%

 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF(εεεε hf )

εhf =

af hf

hf

Q Q

Q

+

Qhf: Tổng nhiệt hiện của phòng ( không có nhiệt hiện của gió tươi), (W)

Qâf: Tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi), (W)

Tính toán ví dụ cho phòng 502:

Qhf = 2790 (W), Qâf = Q4â = 240 (W)

εhf =

240 2790

2790 + = 0,92

Kết quả tính toán cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 12 (phần phụ lục)

 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF(εεεε ht )

εht =

a h

h

Q Q

Qh: nhiệt hiện kể cả nhiệt hiện do gió tươi đem vào, (W)

Qâ: kể cả nhiệt hiện do gió tươi đem vào, (W)

Qt: tổng nhiệt thừa, (W)

Tính toán ví dụ cho phòng 502

Phòng 502 có Qh = 3443 (W) , Qâ = 2254 (W)

εht =

2254 3443

3443 + = 0,60

Kết quả tính toán cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 12 (phần phụ lục)

 Hệ số đi vòng bypass (εεεε BF ):

Là tỉ số giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm

với tổng lượng không khí thổi qua dàn Tra bảng: 4.22/[1] ta được: εBF = 0,15

 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (εεεε hef )

εhef =

aef hef

hef

Q Q

Qhef: Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH

Qhef = Qhf + εBF.(Q5h + QhN) (W)

Qâef: Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH

Qâef = Qâf + εBF.(Q5â + QâN) (W)

2888 + = 0,84

Kết quả tính toán cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 12 (phần phụ lục)

 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị:

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi ta tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi thì không khí đạt trạng thái bão hoà

ϕ=100% tại điểm S

Xác định nhiệt độ đọng sương của thiết bị cho phòng 502

Phòng 502 có εhef = 0,84 tra bảng 4.24[1] có ts = 14,8 (0C)

Kết quả tính toán cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 12:

 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh

Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh được xác định:

H

+

=

GN: lưu lượng không khí tươi, (kg/s.)

GT: lưu lượng không khí tuần hoàn, (kg/s)

G: lưu lượng gió tổng, (kg/s)

Ở đây vì hầu hết là phòng làm việc và phòng ngủ nên ta chọn GN = 10%GT

Do đó: G= GT + GN = GT + 0,1GT = 1,1GT

T

T T

T T N N

G

G G

G

t G t G t

24.7,33 1,0

22,6 (0C) Vậy t0= tS + (22,6 – tS).0,15

Tính toán ví dụ cho phòng502

Do đó t0 = 14,8 + (22,6 – 14,8).0,15 = 15,8 (0C)

Như vậy hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào ∆t ≤ 10K phù hợp yêu cầu

vệ sinh

Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp cho phòng 502 được xây dựng trên đồ thị t-d

Kết quả tính toán cho các phòng còn lại được tổng kết ở bảng 12 (phần phụ lục)

 Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh

Lưu lượng không khí qua dàn lạnh được xác định theo biểu thức:

L =

) 1 ).(

.(

2 ,

1 T S EF

hef

t t

Q

ε

−

L: lưu lượng không khí, (l/s)

Qhef:nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, (W)

tS, tT: nhiệt độ đọng sương và nhiệt độ trong phòng, (0C)

d

ϕ = 1 0 0 %

O

HT

N

t

S ô ñ o à tu a àn h o a øn 1 c a áp

CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ TỔNG THỂ – CHỌN MỘT SỐ THIẾT BỊ

CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Cùng với việc chọn phương án điều hoà không khí thì tính chọn máy và thiết bị

là rất cần thiết, nó quyết định đến chất lượng công trình, khả năng đảm bảo về mặt

kỹ thuật cũng như các chế độ vận hành máy móc, thiết bị, tính khả thi trong công việc thi công lắp đặt máy, điều kiện kinh tế mà chủ đầu tư đưa ra… Tất cả các vấn

đề nêu trên yêu cầu người thiết kế phải có sự dung hoà giữa các yếu tố, đảm bảo kỹ thuật và chi phí phải thấp nhất

Khi chọn máy điều hoà không khí cần thoả mãn các yêu cầu sau:

- Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đã tính toán Nếu đòi hỏi của chủ đầu tư hoặc tính chất quan trọng của công trình đôi khi cần có năng suất lạnh dự trữ Tổng năng suất lạnh của máy chọn phải lớn hơn hoặc bằng năng suất lạnh tính toán ở chế độ làm việc thực tế đã cho

- Khi chọn dàn lạnh FCU, AHU phải có năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế để

có thể dập tắt lượng nhiệt hiện và ẩn có trong phòng

4.1 CHỌN MÁY LÀM LẠNH NƯỚC WATER CHILLER

â

h Q

Q = 1338363 (W)

Q 0 ≈≈≈≈ 1338,4 (kW) 4.1.2 Chọn máy

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước của hãng Carrier làm việc ở chế độ:

Nhiệt độ không khí vào dàn nóng là t = 350C

Nhiệt độ nước làm lạnh ra là t = 70C; nhiệt độ nước vào làm lạnh là t = 120C

Từ catolog của hãng Carrier ta chọn 2 máy sản xuất nước lạnh có các thông số của máy như sau:

4 , 1338

độ không khí và hệ số truyền nhiệt qua vách trao đổi nhiệt Ngoài ra lưu lượng nước qua dàn lạnh cũng ảnh hưởng rất lớn đến năng suất lạnh của dàn Lưu lượng càng nhỏ năng suất lạnh càng nhỏ và ngược lại

Thông thường các dàn có 3 cấp quạt: cao, trung bình, thấp Năng suất lạnh được tính cho cấp quạt cao nhất Ở cấp trung bình năng suất lạnh giảm còn 84 –