Đồ án tốt nghiệp môn kỹ thuật nhiệt

MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 6 LỜI CAM ĐOAN 7 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 8 1.1. Tổng quan về kĩ thuật lạnh và điều hòa không khí. 8 1.1.1. Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh điều hòa không khí. 8 1.1.2. Điều hòa không khí tại Việt Nam 9 1.1.3. Tầm quan trọng của điều hòa không khí. 9 1.1.3.1. Trong sinh hoạt, dân dụng 9 1.1.3.2. Trong công nghiệp, sản xuất. 10 1.1.3.3. Trong lĩnh vực y tế 11 1.2. Một số hệ thống điều hòa không khí được sử dụng phổ biến hiện nay. 11 1.2.1. Định nghĩa. 11 1.2.2. Các hệ thống điều hòa hiện đại 11 1.2.2.1. Hệ thống kiểu cục bộ. 11 1.2.2.2. Hệ thống điều hòa phân tán 19 CHƯƠNG II: CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO TÒA NHÀ, CÁC THÔNG SỐ 24 BAN ĐẦU 24 2.1. CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH 24 2.3. Lựa chọn thông số tính toán 24 2.4. Yêu cầu sau thi công. 27 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH 28 3.1. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT 28 3.2. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT 28 3.1.1. Nhiệt tỏa từ máy móc Q1 28 3.1.2. Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng Q2 31 3.1.3. Nhiệt tỏa ra từ người Q3 33 3.1.4. Nhiệt tỏa ra từ bán thành phẩm Q4 35 3.1.5. Nhiệt tỏa ra từ thiết bị trao đổi nhiệt Q5 35 3.1.6. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6 36 3.1.6.1 Nhiệt bức xạ mặt trời. 36 3.3.6.2. Xác định nhiệt bức xạ mặt trời 36 3.1.7. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q7 43 3.3.8. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8 TL1 45 3.3.8.1. Nhiệt truyền qua tường, trần và sàn tầng trên Q81 45 3.3.8.2. Nhiệt truyền qua nền đất Q82 45 3.3.9. Nhiệt do cấp khí tươi vào phòng Q9 TL1 45 3.3.10.Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 48 3.3.11.Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 48 3.3.12.Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hường vách Qbs 50 3.4. Xác định lượng ẩm thừa WT TL1 54 3.4.1. Lượng ẩm do người tỏa W1 54 3.4.2. Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W2 TL1 56 3.4.3. Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm W3 TL1 56 3.4.4. Lượng ẩm do hơi nước nóng tỏa ra W4 TL1 56 3.4.5. Tổng ẩm thừa TL1 57 3.5. Kiểm tra đọng sương trên vách TL1 57 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG ĐỒ THỊ Id, XÁC ĐỊNH NĂNG SUẤT LẠNH CỦA HỆ THỐNG 59 4.1. Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí. 59 4.1.1. Mục đích thiết lập sơ đồ điều hòa không khí 59 4.1.2. Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 59 CHƯƠNG 5 TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ 66 5.1. CHỌN MÁY LÀM LẠNH WATER 66 5.1.1. Chọn FCU (Fan Coil Unit) 67 5.1.2.Chọn cụm máy chiller 70 5.1.3.Chọn tháp giải nhiệt 72 CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHO CÁC ĐƯỜNG ỐNG KỸ THUẬT 73 6.1.TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 73 6.1.1.Đại cương về thiết kế hệ thống đường ống 73 6.1.2.Lựa chọn tính toán hệ thống đường ống nước lạnh. 73 6.1.3.Tính toán đường ống nước lạnh. 74 6.1.4.Chọn bơm nước lạnh. 76 6.2.TÍNH TOÁN ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 78 6.2.1.Phương pháp tính thiết kế đường ống gió 78 6.2.3.Tính toán đường cấp gió tươi cho các phòng. 83 CHƯƠNG 7: THUYẾT MINH LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG, SỬA CHỮA HỆ THỐNG 87 7.1. BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT 87 7.2. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 88 7.3. LẮP ĐẶT PHẦN ĐIỆN ĐIỀU HOÀ 90 7.4. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ KỸ THUẬT 90 7.5. LẮP ĐẶT GIÀN NÓNG, GIÀN LẠNH 91 7.6. LẮP ĐẶT BƠM, BÌNH DÃN NỞ 91 7.7. CHẠY THỬ HIỆU CHỈNH HỆ THỐNG 91 7.8. CÔNG TÁC VẬN HÀNH 92 7.9. CÔNG TÁC SỬA CHỮA VÀ BẢO DƯỠNG 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay điều hòa không khí là một phần rất quan trọng trong cuộc sống sinh hoạt cũng như trong sản xuất.Đặc biệt khi nước ta đã trở thành thành viên của WTO (Tổ chức Thương mại Thế giới World Trade Organnization). Nền kinh tế nước ta trong những năm gần đây phát triển với tỷ lệ tăng trưởng đáng kể, bước đầu thực hiện của các nghành khoa học kỹ thuật và sự đi lên của xã hội thì vấn đề môi trường và các yếu tố về khí hậu thích hợp ngày càng được quan tâm và nó trở thành một vấn đề cần thiết. Xuất phát từ nhu cầu trên được phân công của Ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt Lạnh của Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội.Với sự quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình, tận tụy của Th.S Nguyễn Đức Nam. Em đã nhận đề tài thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm tòa nhà điều hành khai thác khu vực phía Nam – Tổng công ty Hàng không Việt Nam Địa điểm: 108 Hồng Hà – Quận Tân Bình – TP HCM. Nội dung đồ án gồm: Tổng quan về đề tài. Tính toán nhiệt, chọn máy và thiết bị. Tính toán thiết kế hệ thống đường ống. Tính toán, vẽ sơ đồ điện điều khiển. Mặc dù trong quá trình làm em đã rất nỗ lực, cố gắng, cùng sự hướng dẫn tận tình, chi tiết của thầy Th.SNguyễn Đức Nam nhưng do thời gian và kinh nghiệm thực tế có hạn nên đồ án không tránh khỏi sai sót và thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô. Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý thầy cô đã dạy dỗ, truyền đạt cho em kiến thức quý báu trong suốt những năm theo học tại trường. Em xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Đức Nam đã nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn trực tiếp em một cách sâu sắc nhất, để em có thể thực hiện tốt và hoàn thành đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn Sinh viên thực hiện MAI VĂN VƯỢNG LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan bản đồ án này do em tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Đức Nam. Để hoàn thành đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được ghi. Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Sinh viên thực hiện MAI VĂN VƯỢNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1.1. Tổng quan về kĩ thuật lạnh và điều hòa không khí. 1.1.1. Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh điều hòa không khí. Ngay từ thời cổ đại con người đã biết tạo ra điều kiện không khí tiện nghi chung quanh mình như: biết đốt lửa vào mùa đông để sưởi ấm, hoặc tìm vào các hang động mát mẻ vào mùa hè. Hoàng đế thành Rome Varius Avitus (218222) 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. Năm 1555 Agricola đã mô tả một công trình bơm không khí xuống giếng mỏ để cung cấp khí tươi cũng như điều hoà nhiệt độ cho công nhân mỏ… Thế kỷ 17, nhà phát minh Cornelis Drebble đã nghĩ ra cách làm mát không khí bằng cách cho thêm muối vào nước.Hệ thống “biến mùa hè thành mùa đông” của ông đã được giới thiệu cho nhà vua nước Anh lúc bấy giờ. Năm 1820, nhà hoá học người Anh Michael Faraday đã thành công khi cho nén và hoá lỏng khí amoniac.Ông nghiên cứu được rằng khi bay hơi, khí amoniac có khả năng làm lạnh không khí xung quanh. Đó là cơ sở đầu tiên để năm 1842 bác sĩ người Scotland John Gorrie (18031855) tạo nên cỗ máy tạo băng làm mát cho cả một toà nhà lớn. Năm 1851, kỹ sư James Harrison chế tạo thành công cỗ máy làm nước đá đầu tiên.Năm 1854 cỗ máy này chính thức được thương mại hoá. Năm 1855, ông được trao bằng sáng chế hệ thống tủ lạnh nén khí ete. Nhưng từ những năm 1901 một nhân vật quan trọng đã đưa nghành điều hoà không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung đến một bước phát triển rực rỡ, đó là Willis H.Carrier (1876 – 1950) Chính ông là người đưa ra định nghĩa điều hoà không khí là sự 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 về tiện nghi hoặc công nghệ. Năm 1911 Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái không khí yêu cầu (Trans. Amer. Soc. mech. Engineers. Bd. 33 (1911).Ông chính là người đi đầu cả trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sáng chế, thiết kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hoà không khí.Ông đã cống hiến trọn đời mình cho ngành điều hoà không khí và cũng đã trở thành ông tổ vĩ đại nhất của ngành này.

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Giáo viên

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hà Nội, ngày tháng năm 2016

Giáo viên

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 6

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 8

1.1 Tổng quan về kĩ thuật lạnh và điều hòa không khí 8

1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh - điều hòa không khí 8

1.1.2 Điều hòa không khí tại Việt Nam 9

1.1.3 Tầm quan trọng của điều hòa không khí 9

1.1.3.1 Trong sinh hoạt, dân dụng 9

1.1.3.2 Trong công nghiệp, sản xuất 10

1.1.3.3 Trong lĩnh vực y tế 11

1.2 Một số hệ thống điều hòa không khí được sử dụng phổ biến hiện nay 11

1.2.1 Định nghĩa 11

1.2.2 Các hệ thống điều hòa hiện đại 11

1.2.2.1 Hệ thống kiểu cục bộ 11

1.2.2.2 Hệ thống điều hòa phân tán 18

2.3 Lựa chọn thông số tính toán 24

2.4 Yêu cầu sau thi công 26

3.1.6.1 Nhiệt bức xạ mặt trời 36

3.3.6.2 Xác định nhiệt bức xạ mặt trời 36

3.3.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8 [TL1] 43

3.3.8.1 Nhiệt truyền qua tường, trần và sàn tầng trên Q81 43

3.3.8.2 Nhiệt truyền qua nền đất Q82 43

3.3.9 Nhiệt do cấp khí tươi vào phòng Q9 [TL1] 44

3.4 Xác định lượng ẩm thừa WT [TL1] 52

3.4.1 Lượng ẩm do người tỏa W1 52

3.4.2 Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W2 [TL1] 54

3.4.3 Lượng ẩm bay hơi từ sàn ẩm W3 [TL1] 54

3.4.5 Tổng ẩm thừa [TL1] 54

3.5 Kiểm tra đọng sương trên vách [TL1] 55

4.1 Thiết lập sơ đồ điều hòa không khí 57

4.1.1 Mục đích thiết lập sơ đồ điều hòa không khí 57

4.1.2 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí 57

Bảng 6.3 Thông số chi tiết máy bơm[5] 75

Model 75

CMA 2.00 75

Lưu lượng 75

m3/h 75

1.2-6.6 75

Cột áp 75

mH20 75

60.5-32.5 75

Đường kính ống đẩy 75

Mm 75

200 75

Đường kính ống hút 75

Mm 75

250 75

Điện nguồn 75

V/Ph/Hz 75

220-380 75

Công suất 75

W 75

1500 75

Khối lượng 75 Kg 75 16,3 75

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay điều hòa không khí là một phần rất quan trọng trong cuộc sốngsinh hoạt cũng như trong sản xuất.Đặc biệt khi nước ta đã trở thành thành viêncủa WTO (Tổ chức Thương mại Thế giới- World Trade Organnization) Nềnkinh tế nước ta trong những năm gần đây phát triển với tỷ lệ tăng trưởng đáng

kể, bước đầu thực hiện của các nghành khoa học kỹ thuật và sự đi lên của xã hộithì vấn đề môi trường và các yếu tố về khí hậu thích hợp ngày càng được quantâm và nó trở thành một vấn đề cần thiết

Xuất phát từ nhu cầu trên được phân công của Ngành Công Nghệ Kỹ ThuậtNhiệt Lạnh của Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội.Với sự quan tâm, hướngdẫn nhiệt tình, tận tụy của Th.S Nguyễn Đức Nam Em đã nhận đề tài thiết kế hệthống điều hòa không khí trung tâm tòa nhà điều hành khai thác khu vực phíaNam – Tổng công ty Hàng không Việt Nam

Địa điểm: 108 Hồng Hà – Quận Tân Bình – TP HCM

Nội dung đồ án gồm:

- Tổng quan về đề tài

- Tính toán nhiệt, chọn máy và thiết bị

- Tính toán thiết kế hệ thống đường ống

- Tính toán, vẽ sơ đồ điện điều khiển

Mặc dù trong quá trình làm em đã rất nỗ lực, cố gắng, cùng sự hướng dẫntận tình, chi tiết của thầy Th.SNguyễn Đức Nam nhưng do thời gian và kinhnghiệm thực tế có hạn nên đồ án không tránh khỏi sai sót và thiếu sót Em rấtmong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô

Em xin gửi lời cám ơn chân thành đến quý thầy cô đã dạy dỗ, truyền đạtcho em kiến thức quý báu trong suốt những năm theo học tại trường Em xinchân thành cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Đức Nam đã nhiệt tình giúp đỡ, hướngdẫn trực tiếp em một cách sâu sắc nhất, để em có thể thực hiện tốt và hoàn thành

đồ án này

Em xin chân thành cảm ơn !!!

Sinh viên thực hiện

MAI VĂN VƯỢNG

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan bản đồ án này do em tự tính toán, thiết kế và nghiên cứudưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Đức Nam

Để hoàn thành đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tàiliệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không đượcghi

Nếu sai em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định

Sinh viên thực hiện

MAI VĂN VƯỢNG

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Tổng quan về kĩ thuật lạnh và điều hòa không khí.

1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh - điều hòa không khí.

Ngay từ thời cổ đại con người đã biết tạo ra điều kiện không khí tiện nghi chungquanh mình như: biết đốt lửa vào mùa đông để sưởi ấm, hoặc tìm vào các hangđộng mát mẻ vào mùa hè Hoàng đế thành Rome Varius Avitus (218-222) đãcho đắp cả một núi tuyết trong vườn thượng uyển để mùa hè có thể thưởngngoạn những ngọn gió mát thổi vào cung điện Năm 1555 Agricola đã mô tả mộtcông trình bơm không khí xuống giếng mỏ để cung cấp khí tươi cũng như điềuhoà nhiệt độ cho công nhân mỏ…

Thế kỷ 17, nhà phát minh Cornelis Drebble đã nghĩ ra cách làm mát không khíbằng cách cho thêm muối vào nước.Hệ thống “biến mùa hè thành mùa đông”của ông đã được giới thiệu cho nhà vua nước Anh lúc bấy giờ

Năm 1820, nhà hoá học người Anh Michael Faraday đã thành công khi cho nén

và hoá lỏng khí amoniac.Ông nghiên cứu được rằng khi bay hơi, khí amoniac cókhả năng làm lạnh không khí xung quanh Đó là cơ sở đầu tiên để năm 1842 bác

sĩ người Scotland John Gorrie (1803-1855) tạo nên cỗ máy tạo băng làm mátcho cả một toà nhà lớn

Năm 1851, kỹ sư James Harrison chế tạo thành công cỗ máy làm nước đá đầutiên.Năm 1854 cỗ máy này chính thức được thương mại hoá Năm 1855, ôngđược trao bằng sáng chế hệ thống tủ lạnh nén khí ete

Nhưng từ những năm 1901 một nhân vật quan trọng đã đưa nghành điềuhoà không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung đến một bướcphát triển rực rỡ, đó là Willis H.Carrier (1876 – 1950) Chính ông là người đưa

ra định nghĩa điều hoà không khí là sự kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hútẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì khống chế trạng thái không khí khôngđổi phục vụ cho mọi yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ Năm 1911 Carrier đãlần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt củakhông khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái không khíyêu cầu (Trans Amer Soc mech Engineers Bd 33 (1911).Ông chính là người

đi đầu cả trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sángchế, thiết kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hoà không khí.Ông đã cốnghiến trọn đời mình cho ngành điều hoà không khí và cũng đã trở thành ông tổ vĩđại nhất của ngành này

1.1.2 Điều hòa không khí tại Việt Nam

Việt Nam là một đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm.Điều hoà không khí

có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong việc đời sống cũng như sản suất.Điều hòakhông khí đã xâm nhập vào hầu hết các ngành kinh tế, đặc biệt là ngành chếbiến và bảo quản thực phẩm, các ngành công nghiệp nhẹ, ngành xây dựng

So với các ngành công nghiệp khác thì kĩ thuật lạnh và điều hòa không khícòn khá nhỏ bé, chưa được chú trọng đúng mức, ngành lạnh ở nước ta đa phần lànhập khẩu linh kiện thiết bị từ nước ngoài về nước lắp đặt thi công, hoặc có chếtạo thì chất lượng còn kém

Kinh tế việt nam đang trong đà phát triển, dần dần các tòa nhà cao ốc,chung cư, các trung tâm thương mại mọc lên, nhiều biệt thự sang trọng đượchình thành, nhu cầu tiện nghi cũng như thoải mái của con người ngày càng tăng.Đây là tiền đề không nhỏ cho ngành lạnh phát triển trong tương lai đáp ứngđược nhưng nhu cầu của con người

Kinh tế nước nhà phát triển đi kèm với đó là hệ lụy, việc các khu công nghiệpđược mọc lên rất nhiều thì ô nhiễm môi trường là không thể tránh khỏi, vì vậycần có những biện pháp khắc phục.Điều hòa không khí ở việt nam là vô cùngquan trọng, nó ra đời phần nào góp phần xử lý được không khí ô nhiễm Việccác hệ thống điều hòa trung tâm hầu như đã chiếm lĩnh tất cả các cao ốc vănphòng, khách sạn, các trung tâm mua sắm, các siêu thị… đã chứng minh một thực

tế rõ ràng vị trí quan trọng của ngành kĩ thuật lạnh - điều hòa không khí trong sinhhoạt và trong mọi hoạt động sản xuất Việc này còn cho ta thấy ngành lạnh nước tađang ngày càng phát triển mạnh mẽ phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng

1.1.3 Tầm quan trọng của điều hòa không khí.

1.1.3.1 Trong sinh hoạt, dân dụng

Nhiệt độ của cơ thể người là không đổi, mà nhiệt độ môi trường thay đổi Khi nhiệt độ môi trường cao hơn nhiệt độ cơ thể thì ta cảm thấy nóng cũng như

ta sẽ cảm thấy lạnh khi nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt độ cơ thể 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 da bay hơi kém, sẽ dính lại trên da và gây

cho con người có cảm giác khó chịu.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.

1.1.3.2 Trong công nghiệp, sản xuất.

Điều hòa không khí có vai trò khá quan trọng đến 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 và độ bền của sản phẩm.

Trong công nghiệp sợi dệt điều hoà không khí cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng, 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 thì việc sử dụng điều hoà không khí cũng sẽ mang lại những hiệu quả cao cho sản phẩm 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.

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.

1.1.3.3 Trong lĩnh vực y tế

Trong y tế, ĐHKK ngày càng được sử dụng rộng rãi Nhiều bệnh việntrang bị điều hòa không khí cho phòng iều trị, để tạo môi trường và vi khí hậutối ưu làm cho bệnh nhân nhanh hồi phục sức khỏe

Tóm lại, trong đời sống và sản xuất đều cần có môi trường không khí vớicác thông số thích hợp Môi trường không khí tự nhiên không thể đáp ứng đượcnhững đòi hỏi đó Vì vậy phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạobằng điều hòa không khí Điều hòa không khí (ĐHKK) là quá trình tạo ra và duytrì ổn định trạng thái không khí trong nhà theo một chương trình định trước,không phụ thuộc vào trạng thái không khí ngoài trời.Điều hoà không khí khôngchỉ giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống hàng ngày mà còn đảm bảo đượcchất lượng của cuộc sống con người cũng như nâng cao hiệu quả lao động vàchất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản xuất Đồng thời nó cũng cónhững ý nghĩa to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa và lịch sử

1.2 Một số hệ thống điều hòa không khí được sử dụng phổ biến hiện nay.

1.2.1 Định nghĩa.

Điều hòa không khí (ĐHKK) còn gọi là điều tiết không khí là quá trìnhtạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chương

trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.

Khác với thông gió, trong hệ thống điều hòa, không khí trước khi thổi vàophòng đã được xử lý về mặt nhiệt ẩm.Vì thế điều tiết không khí đạt hiệu quả caohơn thông gió

1.2.2 Các hệ thống điều hòa hiện đại

1.2.2.1 Hệ thống kiểu cục bộ.

Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ điều hòa khôngkhí trong một phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vàiphòng nhỏ Trên thực tế loại máy điều hòa kiểu này gồm 4 loại phổ biến sau :

- Máy điều hòa dạng cửa sổ (Window type)

- Máy điều hòa kiểu ghép (multi-split type)

- Máy điều hoà đặt nền thổi tự do (Free blow floor standing split type)

1) Máy điều hòa không khí dạng của sổ (Window Type)

Máy điều hòa dạng cửa sổ thường được lắp đặt trên các tường trông giốngnhư các cửa sổ nên được gọi là máy điều hòa không khí dạng cửa sổ Máy điềuhoà dạng cửa sổ là máy điều hoà có công suất nhỏ nằm trong khoảng 7.000 ÷24.000 Btu/h với các model chủ yếu sau 7.000, 9.000, 12.000, 18.000 và 24.000Btu/h Tuỳ theo hãng máy mà số model có thể nhiều hay ít

* Cấu tạo : Về cấu tạo máy điều hoà dạng cửa sổ là một tổ máy lạnh được lắpđặt hoàn chỉnh thành một khối chữ nhật tại nhà máy sản xuất, trên đó có đầy đủdàn nóng, dàn lạnh, máy nén lạnh, hệ thống đường ống ga, hệ thống điện và ga

đã được

nạp sẵn Người lắp đặt chỉ việc đấu nối điện là máy có thể hoạt động và sinhlạnh.Trên hình 1.1 là cấu tạo bên trong của một máy điều hoà dạng cửa sổ.Bìnhthường, dàn lạnh đặt phía bên trong phòng, dàn nóng nằm phía ngoài Quạt dànnóng và dàn lạnh đồng trục và chung mô tơ Quạt dàn lạnh thường là quạt dạng

ly tâm kiểu lồng sóc cho phép tạo lưu lượng và áp lực gió lớn để có thể thổi gió

đi xa.Riêng quạt dàn nóng là kiểu hướng trục.Ở giữa máy có vách ngăn nhằmngăn cách khoang dàn lạnh và khoang dàn nóng.Gió trong phòng được hút vàocửa hút nằm ở giữa phía trước máy và được đưa vào dàn lạnh làm mát và thổi racửa thổi gió đặt phía trên hoặc bên cạnh.Cửa thổi gió có các cánh hướng gió cóthể chuyển động qua lại nhằm điều chỉnh hướng gió tới các vị trí bất kỳ trongphòng.Không khí giải nhiệt dàn nóng được lấy ở 2 bên hông của máy Khi quạthoạt động gió tuần hoàn vào bên trong và được thổi qua dàn nóng và sau đó rangoài Khi lắp đặt máy điều hoà cửa sổ cần lưu ý đảm bảo các cửa lấy gió nhô

ra khỏi tường một khoảng nhất định không được che lấp các cửa lấy gió

Hình 1.1 Cấu tạo điều hòa cửa sổ

Phía trước mặt máy có bố trí bộ điều khiển Bộ điều khiển cho phép điều khiển

Về chủng loại, máy điều hoà cửa sổ có 2 dạng: chỉ làm lạnh (máy 1 chiều)

và vừa làm lạnh vừa sưởi ấm (máy 2 chiều) Ở máy 2 chiều nóng lạnh có cụmvan đảo chiều cho phép hoán đổi vị trí dàn nóng và dàn lạnh vào các mùa khácnhau trong năm.Mùa hè dàn lạnh trong phòng, dàn nóng bên ngoài, chức năngmáy lúc này là làm lạnh.Mùa đông ngược lại dàn nóng ở trong phòng, dàn lạnhbên ngoài phòng, lúc này máy chạy ở chế độ bơm nhiệt, chức năng của máy làsưởi ấm.Máy nén lạnh của máy điều hoà cửa sổ là máy lạnh kiểu kín.Giữakhoang dàn nóng và khoang dàn lạnh có cửa điều chỉnh cấp gió tươi, cho phépđiều chỉnh lượng khí tươi cung cấp vào phòng.Khoang đáy của vỏ máy dùngchứa nước ngưng rơi từ dàn lạnh và hướng dốc ra cửa thoát nước ngưng.Hệthống điện và ống gas được lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy Đối với máy điềuhoà dạng cửa số thiết bị tiết lưu là chùm các ống mao bằng đồng

* Đặc điểm máy điều hoà cửa sổ :

Ưu điểm:

- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng

- Đối với công sở có nhiều phòng riêng biệt, sử dụng máy điều hoà cửa sổ rấtkinh tế, chi phí đầu tư và vận hành đều thấp

Nhược điểm :

- Công suất bé, tối đa là 24.000 Btu/h

- Đối với các toà nhà lớn, khi lắp đặt máy điều hòa dạng cửa sổ thì sẽ phá vỡkiến trúc và làm giảm vẻ mỹ quan của công trình

- Dàn nóng xả khí nóng ra bên ngoài nên chỉ có thể lắp đặt trên tường ngoài.Đối với các phòng nằm sâu trong công trình thì không thể sử dụng máy điều hoàdạng này, nếu sử dụng cần có ống thoát gió nóng ra ngoài rất phức tạp Tuyệtđối không nên xả gió nóng ra hành lang vì nếu xả gió nóng ra hành lành sẽ tạo ra

độ chênh nhiệt độ rất lớn giữa không khí trong phòng và ngoài hành lang rấtnguy hiểm cho người sử dụng - Kiểu loại không nhiều nên người sử dụng khókhăn lựa chọn Hầu hết các máy có bề mặt bên trong khá giống nhau nên về mặt

mỹ quan người sử dụng không có một sự lựa chọn rộng rãi

2) Máy điều hòa không khí kiểu rời

Để khắc phục nhược điểm của máy điều hoà cửa sổ là không thể lắp đặtcho các phòng nằm sâu trong công trình và sự hạn chế về kiểu mẩu, người taphát minh ra máy điều hoà kiểu rời, ở đó dàn nóng và dàn lạnh được tách thành

2 khối Vì vậy máy điều hoà dạng này còn có tên là máy điều hoà kiểu rời haymáy điều hoà 2 mãnh

Máy điều hòa rời gồm 2 cụm dàn nóng và dàn lạnh được bố trí tách rời nhau Nối liên kết giữa 02 cụm là các ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển Máy nén thường đặt

ở bên trong cụm dàn nóng, điều khiển làm việc của máy từ dàn lạnh thông qua bộ điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa

Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý máy điều hòa rời

Máy điều hoà kiểu rời có công suất nhỏ từ 9.000 Btu/h ÷ 60.000 Btu/h, bao gồm chủ yếu các model sau : 9.000, 12.000, 18.000, 24.000, 36.000, 48.000 và 60.000 Btu/h Tuỳ theo từng hãng chế tạo máy mà số model mỗi chủng loại có khác nhau

* Phân loại

- Theo chế độ làm việc người ta phân ra thành hai loại máy 1 chiều và máy 2 chiều

- Theo đặc điểm của dàn lạnh có thể chia ra : Máy điều hoà gắn tường, đặt nền, áp trần, dấu trần, cassette, máy điều hoà kiểu vệ tinh.

* Sơ đồ nguyên lý

Trên hình là sơ đồ nguyên lý của máy điều hoà kiểu rời

Theo sơ đồ này hệ thống có các thiết bị chính sau:

a) Dàn lạnh (indoor Unit) được đặt bên trong phòng, là dàn trao đổi nhiệt kiểu ống đồng cánh nhôm.

Dàn lạnh có đường thoát nước ngưng, các ống thoát nước ngưng nối vào dàn lạnh phải

có độ dốc nhất định để nước ngưng chảy kiệt và không đọng lại trên đường ống gây đọng sương.Máy điều hoà dạng cassette có bố trí bơm thoát nước ngưng rất tiện lợi.Ống nước ngưng thường sử dụng là ống PVC và có bọc mút cách nhiệt nhằm tránh đọng suơng bên ngoài vỏ ống.

b) Dàn nóng : Cũng là dàn trao đổi nhiệt kiểu ống đồng cánh nhôm, có quạt kiểu hướng trục Dàn nóng có cấu tạo cho phép lắp đặt ngoài trời mà không cần che chắn mưa Tuy nhiên cần tránh nơi có nắng gắt và bức xạ trực tiếp mặt trời , vì như vậy sẽ làm giảm hiệu quả làm việc của máy

c) Ống dẫn ga : Liên kết dàn nóng và lạnh là một cặp ống dịch lỏng và gas Kích cỡ ống dẫn được ghi rõ trong các tài liệu kỹ thuật của máy hoặc có thể căn cứ vào các đầu nối của máy Ống dịch nhỏ hơn ống gas Các ống dẫn khi lắp đặt nên kẹp vào nhau để tăng hiệu quả làm việc của máy Ngoài cùng bọc ống mút cách nhiệt.

d) Dây điện điều khiển : Ngoài 2 ống dẫn gas , giữa dàn nóng và dàn lạnh còn có các dây điện điều khiển Tuỳ theo hãng máy mà số lượng dây có khác nhau từ 3÷6 sợi Kích cỡ dây nằm trong khoảng từ 0,75 ÷ 2,5mm2

e) Dây điện động lực : Dây điện động lực (dây điện nguồn) thường được nối với dàn nóng Tuỳ theo công suất máy mà điện nguồn là 1 pha hay 3pha Thường công suất từ 36.000 Btu/h trở lên sử dụng điện 3 pha Số dây điện động lực tuỳ thuộc vào máy 1 pha, 3 pha và hãng máy

* Một số lưu ý khi lắp đặt và sử dụng

- Vị trí dàn nóng và lạnh : Khi lắp dàn nóng và lạnh phải chú ý vấn đề hồi dầu Khi

hệ thống làm việc dầu theo ga chảy đến dàn lạnh, hạn chế việc trao đổi nhiệt và làm máy thiếu dầu Vì thế khi vị trí dàn lạnh thấp hơn dàn nóng cần phải có các bẩy dầu ở đầu ra dàn lạnh, để thực hiện việc hồi dầu Người thiết kế và lắp đặt cần lưu ý chênh lệch độ cao cho phép giữa dàn nóng và dàn lạnh và độ dài cho phép của đường ống đã nêu trong các tài liệu kỹ thuật Khi độ cao lớn có thể sử dụng một vài bẩy dầu, nhưng cần lưu ý khi sử dụng quá nhiều bẩy dầu trở lực đường ống lớn sẽ làm giảm năng suất lạnh của máy.

- Vị trí lắp đặt dàn nóng phải thoáng, mát và tránh thổi gió nóng vào người, vào các dàn nóng khác

- Khi lắp đặt đường ống cần vệ sinh sạch sẽ, hút chân không hoặc đuổi khí không ngưng khỏi đường ống, hạn chế độ dài đường ống càng ngắn càng tốt, tránh đi đường ống khúc khuỷu, nhiều mối nối

- Sau khi vừa tắt máy không nên chạy lại ngay mà phải đợi ít nhất 3 phút cho đầu đẩy

và hút máy cân bằng rồi chạy lại Ở một số máy có rơ le thời gian hay mạch trễ cho phép máy chỉ có thể khởi động sau một khoảng thời gian nào đó kể từ khi bật máy chạy (thường là 3 phút )

- Khi sử dụng nên đặt nhiệt độ trong nhà vừa phải tránh đặt quá thấp vừa không tốt về mặt vệ sinh vừa tốn điện năng

- Không nên sử dụng dàn nóng máy điều hòa để hong khô, sấy khô các vật khác

*Đặc điểm của máy điều hoà rời

- Rất tiện lợi cho các không gian nhỏ hẹp và các hộ gia đình

- Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa

Nhược điểm:

- Công suất hạn chế, tối đa là 60.000 Btu/h

- Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế.

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao, đặc biệt những ngày trời nóng

- Đối với công trình lớn, sử dụng máy điều hoà rời rất dễ phá vỡ kiến trúc công trình, làm giảm mỹ quan của nó, do các dàn nóng bố trí bên ngoài gây ra Trong một số trường hợp rất khó bố trí dàn nóng.

3) Máy điều hòa kiểu ghép (Multi - SPLIT)

Máy điều hòa kiểu ghép về thực chất là máy điều hoà gồm 1 dàn nóng và 2 - 4 dàn lạnh.Mỗi cụm dàn lạnh được gọi là một hệ thống Thường các hệ thống hoạt động độc

hoà ghép có thể có các dàn lạnh chủng loại khác nhau Máy điều hòa dạng ghép có những đặc điểm và cấu tạo tương tự máy điều hòa kiểu rời Tuy nhiên do dàn nóng chung nên tiết kiệm diện tích lắp đặt.

Hình 1.4 Máy điều hoà dạng ghép

Trên hình 1.4 là sơ đồ nguyên lý lắp đặt của một máy điều hoà ghép.Sơ đồ này không khác sơ đồ nguyên lý máy điều hoà rời Bố trí bên trong dàn nóng gồm 2 máy nén và sắp xếp như sau:

- Trường hợp có 2 dàn lạnh: 2 máy nén hoạt động độc lập cho 2 dàn lạnh

- Trường hợp có 3 dàn lạnh: 1 máy nén cho 1 dàn lạnh, 1 máy nén cho 2 dàn lạnh Như vậy về cơ bản máy điều hoà ghép có các đặc điểm của máy điều hoà 2 mãnh Ngoài ra máy điều hoà ghép còn có các ưu điểm khác:

- Tiết kiện không gian lắp đặt dàn nóng

- Chung điện nguồn, giảm chi phí lắp đặt.

1.2.2.2 Hệ thống điều hòa phân tán

Máy điều hòa kiểu phân tán là máy điều hòa ở đó khâu xử lý không khí phân tán tại nhiều nơi Thực tế máy điều hòa kiểu phân tán có 2 dạng phổ biến sau:

- Máy điều hòa kiểu VRV (Variable Refrigerant Volume)

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

Các hệ thống điều hoà nêu trên có rất nhiều dàn lạnh xử lý không khí, các dàn lạnh bố trí tại các phòng, vì thế chúng là các hệ thống lạnh kiểu phân tán.

1) Máy điều hòa VRV

Máy điều hòa trung tâm VRV ra đời từ những năm 70 của thế kỷ XX, trước những yêu cầu về tiết kiệm năng lượng và những yêu cầu cấp thiết của các tòa nhà cao tầng.

Cho tới nay vẫn chưa có tên gọi tiếng Việt nào phản ánh đúng bản chất của máy điều hòa VRV.Tuy nhiên trong giới chuyên môn, người ta đã chấp nhận gọi là VRV như các nước vẫn sử dụng và hiện nay được mọi người sử dụng rộng rãi.

Máy điều hòa VRV do hãng Daikin của Nhật Bản phát minh đầu tiên Hiện nay hầu hết các hãng ĐHKK đều đã sản xuất các máy VRV và đặt dưới tên gọi khác nhau, nhưng về bản chất thì không khác nhau.

Tên gọi VRV xuất phát từ các chữ cái đầu tiếng Anh : Variable Refrigerant Volume, nghĩa là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi được công suất của phụ tải bên ngoài.

Máy điều hòa VRV ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều hòa dạng rời là độ dài đường ống dẫn gas, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng, dàn lạnh và công suất lạnh bị hạn chế Với máy điều hòa VRV cho phép có thể kéo dài khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh lên đến 100m và độ cao chênh lệch đạt được 50m.Công suất máy điều hòa VRV cũng đạt giá trị công suất trung bình.

• Sơ đồ nguyên lý và cấu tạo

Trên hình 1.5 là sơ đồ nguyên lý của một hệ thống điều hòa VRV Hệ thống bao gồm các thiết bị chính : Dàn nóng, dàn lạnh, hệ thống đường dẫn và phụ kiện.

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống VRV Dàn nóng

Dàn nóng là một dàn trao đổi nhiệt lớn hoặc tổ hợp vài dàn nóng.Cấu tạo của dàn nóng cũng gồm dàn trao đổi nhiệt cánh nhôm, trong có bố trí quạt hướng trục thổi gió lên phía trên.Moto máy nén và các thiết bị phụ của hệ thống làm lạnh đặt ở dàn nóng.Máy nén thường là máy nén kín li tâm hoặc xoắn.

Dàn lạnh

Dàn lạnh có nhiều chủng loại như các dàn lạnh của các điều hòa rời Một dàn nóng được lắp không cố định với một số dàn lạnh nào đó, miễn là tổng công suất của dàn lạnh (IU) dao động trong khoảng 50 130% công suất dàn nóng (OU) Nói chung hệ thống VRV có số dàn lạnh trong khoảng 4 16 dàn Hiện nay có một số hãng giới thiệu các chủng loại máy mới có số dàn lạnh nhiều hơn.Các dàn lạnh hoạt động hoàn toàn độc lập thông qua bộ điều khiển.Khi số lượng dàn lạnh trong hệ thống hoạt động giảm thì hệ thống tự động điều chỉnh công suất một cách tương ứng.

- Các dàn lạnh có thể được điều khiển bằng các Remote hoặc các bộ điều khiển theo nhóm.

khiển Ống đồng trong hệ thống này có kích cỡ lớn hơn máy điều hòa rời Hệ thống ống đồng được nối với nhau bằng các chi tiết ghép chuyên dụng gọi là REFNET.

- Hệ thống có trang bị bộ điều khiển tỷ tích vi (PID) để điều khiển nhiệt độ phòng.

- Hệ có hai nhóm đảo từ và điều tần (Inverter) và hồi nhiệt (Heat recovery) Máy điềuhòa VRV kiểu hổi nhiệt có thể làm việc ở hai chế độ: sưởi ấm và làm lạnh

* Đặc điểm chung :

Ưu điểm

- Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều công suất,kiểu dáng khác nhau Tổng năng suất lạnh của các IU cho phép thay đổitrong khoảng lớn 50-130% công suất lạnh của OU

- Thay đổi công suất lạnh của máy dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chấttuần hoàn trong hệ thống thông qua thay đổi tốc độ quay nhờ bộ biến tần

- Hệ vẫn có thể vận hành khi có một số dàn lạnh hỏng hóc hay đang sửachữa

- Phạm vi nhiệt độ làm việc nằm trong giới hạn rộng

- Chiều dài cho phép lớn (100m) và độ cao chênh lệch giữa OU và IU : 50m,giữa các IU là 15m

- Nhờ hệ thống ống nối REFNET nên dễ dàng lắp đặt đường ống và tăng độtin cậy cho hệ thống

- Hệ thống đường ống nhỏ nên rất thích hợp cho các tòa nhà cao tầng khikhông gian lắp đặt bé

Nhược điểm :

- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả làm việc chưa cao

- Số lượng dàn lạnh bị hạn chế nên chỉ thích hợp cho các hệ thống công suấtvừa Đối với các hệ thống lớn thường người ta sử dụng hệ thống Waterchiller hoặc điều hòa trung tâm

- Giá thành cao nhất trong các hệ thống điều hoà không khí

2) Máy điều hòa không khí làm lạnh bằng nước (WATER CHILLER)

Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7 0 C Sau đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí Như vậy trong hệ thống này nước sử dụng làm chất tải lạnh

- Bơm nước giải nhiệt

- Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung

+) Máy nén : Có rất nhiều dạng , nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín, máy nén pittông nửa kín

+) Thiết bị ngưng tụ : Tuỳ thuộc vào hình thức giải nhiệt mà thiết bị ngưng tụ là bình ngưng hay dàn ngưng Khi giải nhiệt bằng nước thì sử dụng bình ngưng, khi giải nhiệt bằng gió sử dụng dàn ngưng.Nếu giải nhiệt bằng nước thì hệ thống có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt Trên thực tế nước ta , thường hay sử dụng máy giải nhiệt bằng nước vì hiệu quả cao và ổn định hơn

+) Bình bay hơi : Bình bay hơi thường sử dụng là bình bay hơi ống đồng có cánh Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống Bình bay hơi được bọc các nhiệt

và duy trì nhiệt độ không được quá dưới 7 O C nhằm ngăn ngừa nước đóng băng gây nổ

vỡ bình Công dụng bình bay hơi là làm lạnh nước

+) Tủ điện điều khiển.

Hình 1.6 Mô hình Chiller

Hình 1.7 Sơ đồ điều hòa trung tâm Chiller

CHƯƠNG II CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG

KHÍ CHO TÒA NHÀ, CÁC THÔNG SỐ

BAN ĐẦU

2.1 CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA ĐỐI VỚI CÔNG TRÌNH

Căn cứ cho mức độ tin cậy và kinh tế của hệ thống điều hòa không khí mà người

ta chia ra làm 3 cấp điều hòa không khí:

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 1 duy trì các thông số trong nhà với mọiphạm vi biến thiên nhiệt độ ngoài trời từ nhiệt độ cực tiếu (mùa lạnh) đến nhiệt

độ cực đại (mùa nóng) Hệ thống điều hòa không khí cấp 1 có độ tin cậy rất caonhưng giá thành lớn nên chỉ sử dụng trong những trường hợp đòi hỏi chế độnhiệt ẩm nghiêm ngặt và độ tin cậy cao

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 2 duy trì được các thông số trong nhà ở mộtphạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200h trong một năm, điều đó cónghĩa là thông số trong nhà có thể cho phép sai lệch so với chế độ tính toán khi

có biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu

- Hệ thống điều hòa không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong nhà ở mộtphạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400h trong năm Hệ thống điều hòakhông khí cấp 3 có độ tin cậy không cao lắm nhưng rẻ tiền, vì vậy được sử dụngtrong các công trình dân dụng như rạp hát, thư viện, hội trường, văn phòng, hoặc các nhà máy xí nghiệp không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm

Nhà điều hành khối khai thác phía Nam Tổng công hàng không Việt Nam lànơi làm việc, điều hanh các chuyến bay nên lượng người đi lại cũng khá nhiều,không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, các phòng luôn có người ra vàonên duy trì chính xác các thông số nhiệt ẩm trong nhà với mọi phạm vi nhiệt độngoài trời là rất khó và trở nên lãng phí nếu sử dụng hệ thống điều hòa cấp 1 vàcấp 2 Hơn nữa với quy mô công trình như đã giới thiệu thì chi phí đầu tư, lắpđặt và vận hành hệ thống điều hòa không khí ở đây chắc chắn sẽ không nhỏ chonên ta chọn hệ thống điều hòa tiện nghi cấp 3

Vì trong khu vực Miền Nam thì khí hậu đặc trưng chỉ có 2 mùa là mùa khô vàmùa mưa nên ta sẽ chỉ tính mọi thông số theo 2 mùa này

2.3 Lựa chọn thông số tính toán

a Lựa chọn các thông số thiết kế trong nhà

Theo TCVN 5687:2010 chọn các thông số thiết kế trong nhà vào mùa hè theo bảng:

Bảng 2.1 Thông số tính toán của không khí bên trong nhà dùng để thiết kế ĐHKK

đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt

Mùa đông

Mùa hè

Vận tốc gió

V, m/s

Nhiệt

độ t, o C

Độ ẩm tương đối φ,%

Vận tốc gió

V, m/s

tĩnh tại

Từ 22 đến 24

Từ 70 đến 60

Từ 0,1 đến 0,2

Từ 25 đến 28

Từ 70 đến 60

Từ 0,5 đến 0,6

nhẹ

Từ 21 đến 23

Từ 70 đến 60

Từ 0,4 đến 0,5

Từ 23 đến 26

Từ 70 đến 60

Từ 0,8 đến 1,0

vừa

Từ 20 đến 22

Từ 70 đến 60

Từ 0,8 đến 1,0

Từ 22 đến 25

Từ 70 đến 60

Từ 1,2 đến 1,5

nặng

Từ 18 đến 20

Từ 70 đến 60

Từ 1,2 đến 1,5

Từ 20 đến 23

Từ 70 đến 60

Từ 2,0 đến 2,5

Hệ thống điều hòa không khí cho trung tâm tòa nhà điều hành khai thác khu vựcphía Nam mục đích điều hòa tiện nghi cho con người hoạt động ở trạng thái lao động nhẹ.

Nhiệt độ: t T = 25 0 C, độ ẩm tương đối: φ T = 70%.

Dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tra được các thông số khác:

Entanpy: I T = 14,5 kcal/kg, Dung ẩm: d T = 14 g/kg

b Lựa chọn các thông số thiết kế ngoài nhà

Theo TCVN 5687:2010, công trình được đặt tại quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh, hệ thống điều hòa không khí được sử dụng là hệ thống điều hòa không khí cấp III với số giờ không bảo đảm m = 350 h/năm, tra bảng phụ lục B, TCVN 1987 – 2010

ta có được các thông số bên ngoài như sau:

Bảng 2.2 Thông số tính toán bên ngoài nhà

- Nhiệt độ hành lang, sảnh: t HL = 30 0 C

- Độ ẩm tương đối: φ HL = 70%

Theo TCVN 5687:2010, công trình được đặt tại Thành Phố Hồ Chí Minh, hệ thống ĐHKK được sử dụng là hệ thống ĐHKK cấp III với số giờ không bảo đảm m=350 h/năm, tra bảng ta có được các thông số bên ngoài như sau:

- Nhiệt độ: t N = t tb max = 35,7 0 C : nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất

- Độ ẩm tương đối: φ N = φ 13÷15 = 49,7 % : độ ẩm lúc 13÷15 giờ của tháng nóng nhất

Độ ẩm (%)

Entanpy (kcal/kg) Dung ẩm (g/kg)

2.4 Yêu cầu sau thi công.

Về cơ bản hệ thông điều hòa không khí thiết kế cho tòa nhà phải đảm bảo các chỉ tiêu

cơ bản của điều hòa không khí như sau :

- Lượng không khí tươi đảm bảo mức tối thiểu 30 m 3 /h cho một người.

- Không khí tuần hoàn trong nhà luôn thông thoáng, hợp lý và phải có quạt hút khí, hút mùi nhà vệ sinh.

- Hệ thống điều hòa không khí cần có khả năng điều chỉnh năng xuất lạnh.

- Các thiết bị cần có độ tin cậy cao, vận hành đơn giản và đảm bảo mỹ quan.

CHƯƠNG III TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH

3.1 PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT

Qt = Qtỏa +QTT (W)Trong đó:

QT: Nhiệt thừa trong phòng, W

Qtỏa: Nhiệt tỏa trong phòng, W

QTT: Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ, W

Qtỏa=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8,W

Trong đó:

Q1: Nhiệt tỏa từ máy móc, W

Q2: Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng, W

Q3: Nhiệt tỏa từ người, W

Q4: Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm, W

Q5: Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, W

Q6: Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính, W

Q7: Nhiệt tỏa từ mặt trời qua bao che, W

Q8:Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa, W

QTT = Q9+Q10+Q11+Qbs, W

Trong đó:

Q9: Nhiệt thẩm thấu qua vách, W

Q10:Nhiệt thẩm thấu qua trần, W

Q11:Nhiệt thẩm thấu qua nền, W

Qbs:Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách, W

3.2 TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT

3.1.1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1

Nhiệt tỏa ra do máy móc thiết bị, dụng cụ dùng điện như máy tính, máy in, máychiều,… trong phòng Phương pháp chung nhất để tính nhiệt lượng do máy móc(thiết bị) tỏa ra là tính theo công suất động cơ điện máy (coi như điện năng đượcbiến đổi hoàn toàn thành nhiệt năng) Do đó Q1 được các định theo công thứcnhư sau:

Theo công thức ta có:[1]

: Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ.

Đối với thiết bị điện chỉ phát ra nhiệt hiện nên nhiệt lượng tỏa ra chính bằngcông suất ghi trên thiết bị.Vì vậy, các hệ số phụ tải, hệ số thải nhiệt và hiệu suấtđều lấy bằng 1

Mặt khác, các thiết bị ghi trên được sử dụng gần như trong suốt thời gianlàm việc nên hệ số đồng thời cũng lấy bằng 1

Tại các phòng làm việc của tòa nhà, hầu hết bao gồm các thiết bị và máymóc sau: Máy vi tính, máy in, tivi, tủ lạnh, loa, máy chiếu

Công suất động cơ đầu ra WTên thiết bị Máy tính Máy in Tivi Tủ lạnh Loa Máy chiếu

Công suất

W

Chúng ta sẽ tính nhiệt riêng cho từng tầng để biết rõ nhất công suất tiêu thụ

và lượng nhiệt tỏa ra trong mỗi tầng là bao nhiêu

Tầng hầm, tầng trệt:Là nơi chỉ đạt máy móc lượng người qua lại ít nên không

cần phải sử dụng điều hòa mà chỉ cần dung ống thông gió.Đối với tầng trệt thìmột vài phòng phòng có lượng người qua lại do công việc yêu cầu

Ví dụ: phòng kỹ thuật

Tổng lượng nhiệt tỏa ra do máy móc thiết bị điện của phòng kỹ thuật là

Qlkt = 4.200 + 50 = 850(W)

Ta có bảng sau:

Bảng 3.1 Nhiệt tỏa ra từ máy móc trong các phòng

Tivi Máy

tính

Máychiếu

loa Máy in Tủ lạnh Q1

W

Khu vực chờ máy bay

của phi công và tiếp

3.1.2 Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng Q 2

Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu 31ang được xác định theo công thức:[1]

Q2=NCS , WTrong đó:

NCS: Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu 31ang, W

Trong trường hợp gặp trên thực tế thì khi thiết kế không bố trí đèn cụ thể trongphòng thế nào hoặc người thiết kế không có điều kiện khảo sát chi tiết toàn bộcông trình Trong trường hợp đó ta tính công suất chiếu sang theo m2 sàn

Do vậy, nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu 31ang sẽ tính theo năng suất chiếu sang trênmỗi m2 sàn Theo công thức:

Tính toán tương tự ta được

bảng 3.2: Nhiệt tỏa ra rừ đèn chiếu sang

Không gian

qsW/m2

Khu vực chờ máy bay

của phi công và tiếp

3.1.3 Nhiệt tỏa ra từ người Q 3

Trong quá hô hấp và hoạt động cơ thể con người luôn tỏa nhiệt, lượng nhiệt

do người tỏa ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường khôngkhí xung quanh, lứa tuổi,… Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 phần: Một phần tỏatrực tiếp vào không khí, gọi là nhiệt hiện, một phần khác làm bay hoi trên bề mặt

da, lượng nhiệt này tỏa vào môi trường không khí làm tang entanpi của khôngkhí mà không làm 33ang nhiệt dộ của không khí gọi là lượng nhiệt ẩn:

Nhiệt tỏa ra từ người được xác định theo công thức:[1]

Q3 = n.q , WTrong đó:

n: Số người làm việc trong phòng

Q: Nhiệt tỏa ra từ một người, W/người

Nhiệt tỏa ra từ người thay đổi theo điều kiện khí hậu, cường độ lao động vàtrạng thái cũng như giớ tính

Nếu hệ số từ người đàn ông trưởng thành là 1, hệ số phụ nữ và trẻ em lần lượt là0,85 và 0,75

Do đó công thức tổng quát như sau:

Nhiệt tỏa ra từ bán thành phần được xác định bằng công thức sau:[1]

Q4= G4.Cp.(t2 - t1) + W4.r , W

Trong đó:

G4: Khối lượng bán thành phẩm vào và ra kg/s

Cp: Nhiệt dung riêng khối lượng của bán thành phẩm, kJ / kgK

t2, t1:Nhiệt độ vào, ra của sản phẩm

W4: Lượng ẩm tỏa ra hoặc ngưng tụ vào bán thành phẩm

r: Nhiệt ẩm hóa hơi của nước (r = 2500 kJ/kg)

Do là một công trình trung tâm văn phòng, do vậy lượng sản phẩm ra vào khôngđáng kể, do đó Q4= 0 , W

3.1.5 Nhiệt tỏa ra từ thiết bị trao đổi nhiệt Q 5

Nhiệt tỏa ra từ thiết bị trao đổi nhiệt được xác định bởi công thức:[1]

Q5 = ∆tb.Ftb.(ttb – tT) , W

Trong đó:

∆tb : Hệ số tỏa nhiệt do đối lưu và bức xạ từ vách thiết bị trao đổi nhiệt,

W/m2K

Ftb: Diện tích bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, m2

ttb – tT: Hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị và nhiệt độ phòng, K

Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò

vào phòng Tuy nhiên trên thực tế ít xảy ra vì khi chạy điều hòa thì các thiết bịnày thường phải ngừng hoạt động.Đối với công trình này nhiệt lượng được bỏqua Như vậy: Q5= 0 , W.

3.1.6 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q 6

3.1.6.1 Nhiệt bức xạ mặt trời

- Có thể coi mặt trời là một quả cầu lửa khổng lồ với đường kính trung bình1,39.106 km và cách xa quả đất 150.106 km Nhiệt độ bề mặt của mặt trờikhoảng 6000 K trong khi ở tâm đạt đến 8÷40.106 K

- Tuỳ thuộc vào thời điểm trong năm mà khoảng cách từ mặt trời đến tráiđất thay đổi, mức thay đổi xê dịch trong khoảng +1,7% so với khoảng cáchtrung bình nói trên

- Do ảnh hưởng của bầu khí quyển lượng bức xạ mặt trời giảm đi khánhiều Có nhiều yếu tố ảnh hưởng tới bức xạ mặt trời như mức độ nhiễm bụi,mây mù, thời điểm trong ngày và trong năm , địa điểm nơi lắp đặt công trình, độcao của công trình so với mặt nước biển, nhiệt độ đọng sương của không khíxung quanh và hướng của bề mặt nhận bức xạ

3.3.6.2 Xác định nhiệt bức xạ mặt trời

Nhiệt bức xạ xâm nhập vào phòng phụ thuộc vào kết cấu bao che và đượcchia làm hai dạng

 Nhiệt bức xạ qua kính: Q61

Nhiệt bức xạ qua tường và mái: Q62

Phòng bao quanh là kính và tầng trên là không gian có điều hòa nên lượng nhiệt này không có Q62 = 0

a) Nhiệt do bức xạ mặt trời qua kính có rèm che Q61

Theo tài liệu [TL2] ta có: các tường kính đều thẳng đứng, mặt trời mọchướng đông, lặn hướng tây, bức xạ mặt trời tác động vào kính là liên tục thayđổi, phía Đông và Đông - Nam sẽ nhận bức xạ cực đại lúc 8h sáng, phía Tây sẽnhận bức xạ cực đại lúc 4h chiều

Theo 2 hướng là hướng Đông, Đông - Nam Q61đ– Q61đnvà theo hướng tây Q61t.

Nhiệt bức xạ mặt trời Q61 (3.10)

Nhiệt bức xạ mặt trời khi bức xạ qua kính chỉ có một phần tác động tứcthời đến không khí trong phòng phần còn lại được kết cấu bao che như tườngtrần sàn, rèm che hấp thụ sau một khoảng thời gian nhất định nhiệt đó mới đượcnhả lại cho không khí trong phòng Vì vậy nhiệt bức xạ mặt trời được xác địnhnhư sau:

Q61 = nt Q’61 , W (3.11)Trong đó:

- nt là hệ số tác động tức thời

Tra bảng 3.11 [TL1] Hệ số tác dụng túc thời nt của lượng bức xạ mặt trời xâmnhập qua cửa kính có màn che bên trong (hoạt động 24 giờ/24, nhiệt độ khôngkhí không đổi)

Theo hướng Đông vào 8 giờ sáng ta tra được ntd = 0,62

Theo hướng Đông – Nam vào 8 giờ sang ta tra được ntđn = 0,47

Theo hướng tây vào 4 giờ chiều ta tra được ntt = 0,63

t

ε = − − = − − = (3.14)

εmm hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù Ta chọn trời không mây lấy εmm = 1

εkh hệ số xét tới ảnh hưởng của khung kính Với khung kim loại εkh = 1, 17

Rmax – Nhiệt lượng lớn nhất thâm nhập qua kính; W/m2.

Tra theo bảng 3.10 [TL1] được Rmax = 514 W/m2

- αk hệ số hấp thụ, tra bảng 3.7 [TL1] ta được αk = 0,74

- ρk hệ số phản xạ, tra bảng 3.7 [TL1] ta được ρk = 0,05

- τk hệ số xuyên qua, tra bảng 3.7 [TL1] ta được τk = 0,21

- αm hệ số hấp thụ của màn che, tra bảng 3.8 [TL1] với loại màn che là loạimetalo, ta được αm = 0,29

- τm hệ số xuyên qua màn che, tra bảng 3.8 [TL1] ta được τm = 0,23

- ρm hệ số phản xạ của màn che, tra bảng 3.8 [TL1] ta được ρm = 0,48

Như vậy ta tính đươc R” là:

R” = [0,4.074 + 0,21.(0,29 + 0,23 + 0,05.0,48+ 0,4.0,74.0,48)].548 = 257,05

 Q’61đ = Fkđ R” εc εđs εmm εkh

Q61 = nt Q’61 , W (3.17)

Áp dụng công thức tính Q6 trên, ta được bảng sau:

Bảng 3.5 Thống kê chi tiết nhiệt bức xạ mặt trời qua kính Q 61

Khu vực chờ máy bay

của phi công và tiếp

Phòng tài liệu Tây - - 1.17 0,63 0