TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA THÔNG GIÓ CĂN HỘ CHUNG CƯ 9.03 MANDARIN SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA MITSUBISHI HEAVY VRF KX

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA THÔNG GIÓ CĂN HỘ CHUNG CƯ 9.03 MANDARIN SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA MITSUBISHI HEAVY VRF KX. Yêu cầu: Đại cương về hệ thống điều hòa VRF (VRV). Tính nhiệt cho căn hộ và chọn máy. Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống ống gas. Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống ống nước ngưng. Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống điện động lực và điều khiển. Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống hệ thống thông gió, hút mùi. Bóc tách vật tư thiết bị và lập báo giá. Thuyết minh quy trình thi công, lắp đặt, nghiệm thu chạy thử.

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH

ĐỀ TÀI:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA THÔNG GIÓ CĂN HỘ CHUNG CƯ 9.03 MANDARIN SỬ DỤNG HỆ THỐNG

ĐIỀU HÒA MITSUBISHI HEAVY VRF KX

HÀ NỘI - 2017

:Tên đề tài:

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐA/KLTN

Họ và tên: Nguyễn Văn Hoàng Mã SV: 0841080103

Mục đích: Tổng hợp kiến thức đã học, liên hệ với thực tế và thực hiện tất cả các công

việc của kỹ sư chuyên nghành đối với một công trình Từ khảo sát, tính toán thiết kế, đến

dự toán, lắp đặt, vận hành chạy thử

Yêu cầu:

- Đại cương về hệ thống điều hòa VRF (VRV)

- Tính nhiệt cho căn hộ và chọn máy

- Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống ống gas

- Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống ống nước ngưng

- Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống điện động lực và điều khiển

- Thiết kế và vẽ sơ đồ hệ thống hệ thống thông gió, hút mùi

- Bóc tách vật tư thiết bị và lập báo giá

- Thuyết minh quy trình thi công, lắp đặt, nghiệm thu chạy thử

Ngày giao đề tài: …/ …/ 2017

Ngày hoàn thành: …/ …/ 2017

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Ngày Tháng Năm 2017 Giáo viên hướng dẫn

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Ngày Tháng Năm 2017 Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 9

1.1 Vai trò của điều hòa không khí 9

1.1.1 Vai trò của điều hòa không khí đối với con người 9

1.1.2 Vai trò của điều hòa không khí trong công nghệ sản xuất 9

1.2 Phân loại các hệ thống điều hòa không khí 10

1.2.1 Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ 10

1.2.2 Hệ thống kiểu phân tán 11

1.3 Máy điều hòa không khí VRF 12

1.3.1 Giới thiệu chung 12

1.3.2 Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động 13

a, Dàn lạnh 14

b, Dàn nóng 18

c, Nguyên lý hoạt động của hệ thống 19

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT MẶT BẰNG VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 21

2.1 Khảo sát mặt bằng 21

2.2 Chọn cấp điều hòa không khí và thông số tính toán 22

2.2.1 Chọn cấp điều hòa không khí 22

2.2.2 Lựa chọn thông số bên trong 23

2.2.3 Lựa chọn thông số bên ngoài 24

2.2.4 Các thông số tính toán và khảo sát 25

2.3 Tính phụ tải nhiệt 26

2.3.1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q1. 26

2.3.2 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2. 28

2.3.3 Nhiệt tỏa từ người Q3. 29

2.3.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4. 31

2.3.5 Nhiệt tảo ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q5. 32

2.3.6 Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6. 32

2.3.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng qua cửa Q7 35

2.3.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che, Q8. 37

2.3.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q9. 40

2.4 Tính kiểm tra đọng sương trên vách 42

2.5 Xác định lượng ẩm thừa WT. 44

2.6 Thành lập sơ đồ ĐHKK 45

2.7 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 46

2.7.1 Tính hệ số góc tia quá trình εT 46

2.7.2 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (h) 48

2.7.3 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF hf ( room sensible heat factor ) 48

2.7.4 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ε ht( grand sensible heat factor ) 50

2.7.5 Hệ số đi vòng ε BF( bypass factor) 51

2.7.6 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF ε hef ( effective sensible heat factor ) 52

2.7.7 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 53

2.7.8 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 54

2.7.9 Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh 55

2.8 Lựa chọn máy cho công trình 57

2.8.1 Lựa chọn dàn lạnh cho phòng 57

2.8.2 Lựa chọn dàn nóng cho phòng 58

CHƯƠNG 3 : THIẾT KẾ VÀ VẼ SƠ ĐỒ ĐƯỜNG ỐNG GAS , ỐNG NƯỚC NGƯNG HỆ THỐNG 59

3.1 Đường ống gas 59

3.1.1 Chọn đường ống gas 59

3.1.2 Chọn bộ chia gas cho hệ thống 59

3.2 Chọn đường ống nước ngưng 59

CHƯƠNG 4 : THIẾT KẾ VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG HÚT MÙI , HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN 61

4.1 Chọn hệ thống thông gió, hút mùi 61

4.1.2 Khái niệm và nhiệm vụ 61

4.1.3 Phân loại và chọn kiểu hệ thống thông gió 61

4.1.4 Tính kích thước đường ống và chọn quạt hút 62

4.2 Chọn dây điện cho hệ thống điều hòa của căn hộ 64

4.3 Thiết kế hệ thống điện điều khiển 68

4.4 Sơ đồ mạch điều khiển giữa các dàn lạnh và dàn nóng 69

CHƯƠNG 5: BÓC TÁCH, BÁO GIÁ VẬT TƯ VÀ QUY TRÌNH 70

THI CÔNG LẮP ĐẶT 70

5.1 Bóc tách và báo giá vật tư 70

5.2 Quy trình lắp đặt và thi công hệ thống điều hòa không khí 73

5.2.1 Quy trình lắp đặt 73

a Công tác chuẩn bị 73

5.2.3. Phướng án thi công máy điều hòa 775.2.4 Lắp đặt thiết bị điều hoà không khí 78TÀI LIỆU THAM KHẢO 82

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây do cuộc sống con người ngày càng phát triển nên nhu cầuđiều hòa không khí cũng phát triển và không thể thiếu đối với đời sống con người

Tại Việt Nam với thời tiết nóng ẩm thì điều hòa không khí có một ý nghĩa vô cùngquan trọng với đời sống sinh hoạt và lao động sản xuất của con người Ngày nay có rấtnhiều phương án để lựa chọn thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho các tòa nhà.Nhưng với công nghệ hiện đại tiên tiến và nhiều ưu điểm nổi bật nên hệ thống điều hòakhông khí dạng VRF (VRV) hiện nay được sử dụng rộng khắp Chính vì lý do trên và

được sự gợi ý của thầy Nguyễn Ngọc Quý nên em đã được giao cho thực hiện đề tài “ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA THÔNG GIÓ CĂN HỘ CHUNG CƯ 9.03 MANDARIN ĐỂ SỬ DỤNG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA VRF MITSUBISHI HEAVY

” nhằm học hỏi kinh nghiệm, vận dụng những kiến thức đã học và củng cố thêm kiến thức

chuyên ngành

Trong quá trình làm đồ án, do còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức nên không thểtránh khỏi những thiếu xót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và chỉ bảo

của các thầy Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Ngọc Quý cùng các thầy trong tổ

bộ môn kĩ thuật nhiệt đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo cho em hoàn thành tốt đồ án này

Em xin kính chúc các thầy luôn mạnh khỏe và có nhiều cống hiến trong sự nghiệp pháttriển của ngành điều hòa không khí nói riêng và ngành nhiệt lạnh nói chung

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Vai trò của điều hòa không khí.

1.1.1 Vai trò của điều hòa không khí đối với con người.

Sức khoẻ con người là một trong những yếu tố quan trọng quyết định đến năngsuất lao động Một trong những nội dung nâng cao sức khoẻ con người là tạo cho conngười điều kiện khí hậu thích hợp Để quá trình thải nhiệt đó được diễn ra thì phải tạo ramột không gian có nhiệt độ, độ ẩm phù hợp với cơ thể của con người Tức là phải lắp đặtvào không gian đó một hệ thống điều hoà không khí Các nghiên cứu và kinh nghiệm đãchỉ ra rằng, trong phần lớn các trường hợp thì con người cảm thấy dễ chịu trong vòngnhiệt độ khoảng từ 220C đến 270C, độ ẩm tương đối nên vào khoảng 30 70% tốc độchuyển động của không khí trong vùng ưu tiên vào khoảng 0,25 m/s (gọi là vùng tiệnnghi) Hiện nay hầu hết các công sở, khách sạn, nhà hát đều được trang bị hệ thống điềuhòa không khí nhằm đảm bảo cho khí hậu bên trong không gian điều hòa cho phù hợp vớiđiều kiện vệ sinh, phục vụ nhu cầu của con người

1.1.2 Vai trò của điều hòa không khí trong công nghệ sản xuất.

Trong công nghiệp ngành điều hoà không khí đã có những bước tiến nhanh chóng.Ngày nay không thể tách rời kỹ thuật điều tiết không khí với các ngành như cơ khí chínhxác, kỹ thuật điện tử và vi điện tử, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện tử, kỹ thuật quanghọc Để đảm bảo chất lượng cao của các sản phẩm, để đảm bảo các máy móc, thiết bịlàm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số của

không khí như thành phần, độ ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hóa chất độc hại Ví

dụ như trong ngành công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụ điện cầnkhống chế nhiệt độ trong khoảng từ 200C đến 220C, độ ẩm từ 50 đến 60%

Trong ngành công nghiệp phim ảnh việc bảo quản phim cần khống chế nhiệt độtrong khoảng từ 180C đến 220C, độ ẩm từ 40 đến 60%

Điều hoà không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp nhẹnhằm đảm bảo chất lượng sản phẩm như công nghiệp dệt, vải, sợi, thuốc lá bột vàgiấy Ví dụ như một nhà máy thuốc lá nếu độ ẩm quá thấp, khi quấn sợi thuốc sẽ bị rời

và điếu thuốc sẽ bị rỗng, ngược lại nếu độ ẩm quá cao thì điếu thuốc sẽ quá chặt, khôngcháy và dễ bị mốc Còn nhiệt độ cần phải khống chế trong khoảng 210C đến 240C, độ ẩm

55 đến 65%

Ở các nước tiên tiến, các chuồng trại chăn nuôi của công nghiệp sản xuất thịt sữađược điều hòa không khí để có thể đạt được tốc độ tăng trọng cao nhất vì gia súc và giacầm cần có khoảng nhiệt độ và độ ẩm thích hợp để tăng trọng và phát triển Ngoài khoảngnhiệt độ và độ ẩm đó, quá trình phát triển và tăng trọng giảm xuống và nếu vượt qua giớihạn nhất định chúng có thể bị sút cân hoặc bệnh tật

Đối với tòa nhà , chung cư như đã giới thiệu ở trên là một công trình đẹp và tiệnnghi với các trang thiết bị hiện đại, có các yêu cầu cao về vi khí hậu nên việc lắp đặt một

hệ thống điều hòa không khí là rất cần thiết

Trong công nghiệp điều hòa không khí cũng không thể thiếu Các thông số củakhông khí là điều kiện cần thiết mà cũng có thể là điều kiện quyết định chung đến quátrình sản xuất

1.2 Phân loại các hệ thống điều hòa không khí.

1.2.1 Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ.

Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ điều hòa không khí trongmột phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ

Trên thực tế loại máy điều hòa kiểu cửa sổ gồm bốn loại chủ yếu sau:

+ Máy điều hòa dạng cửa sổ

+ Máy điều hòa kiểu rời

+ Máy điều hòa kiểu ghép

+ Máy điều hòa đặt nền thổi tự do

Hình 1.1 Hình dáng bên ngoài của máy điều hòa dạng ghép.

 Ưu điểm:

+ Dễ dàng lắp đặt và sử dụng

+ Giá thành tính trung bình cho một đơn vị công suất nhỏ

+ Có thể lấy gió tươi

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

 Nhược điểm:

+ Công suất nhỏ

+ Đối với các tòa nhà lớn, khi lắp đặt máy điều hòa dạng cục bộ sẽ phá vỡ kiến trúc

và làm giảm mỹ quan của công trình

+ 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

1.2.2 Hệ thống kiểu phân tán.

Máy điều hòa kiểu phân tán là máy điều hòa ở đó khâu xử lý không khí phân tán tại nhiềunơi Thực tế máy điều hòa không khí kiểu phân tán có 2 dạng chủ yếu sau:

+ Máy điều hòa kiểu VRF / VRV ( Variable Refrigerant Flow )

+ Máy điều hòa kiểu làm lạnh nước ( Water Chiller )

1.3 Máy điều hòa không khí VRF

1.3.1 Giới thiệu chung.

Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRF là viết tắt của từ tiếng Anh

“Variable Refrigerant Flow” Đây là ký hiệu của dòng điều hòa có khảnăng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn và qua đó có thể thayđổi công suất theo phụ tải bên ngoài Loại điều hòa VRF cũng tương tựnhư điều hòa trung tâm VRV nhưng để phân biệt với loại điều hòa doDaikin sản xuất đầu tiên, các dòng điều hòa tương tự về sau dùng kýhiệu VRF để phân biệt

Đặc điểm của hệ VRF :

+ Loại điều hòa này sử dụng cho những khu vực có diện tích, quy

mô rộng lớn, đông người tập trung

+ Điều hòa trung tâm VRF có thể đặt trên tầng mái hay trongphòng kỹ thuật tầng hầm, các dàn trao đổi nhiệt đặt trong các phòngđiều hòa, hệ thống đường ống nước lạnh phân phối cho các dàn traođổi nhiệt được đi trong hộp kỹ thuật và trên trần giả vì thế việc lắp đặt

hệ thống điều hòa trung tâm VRF không làm ảnh hưởng đến kiến trúccủa công trình.

+ Việc cấp lạnh được thống qua hệ thống ống gió và các miệngthổi từ trên trần xuống các khu vực của phòng điều hoà do đó việc bốtrí các miệng thổi để đảm bảo khả năng khuyếch tán đều không khílạnh trong phòng là hoàn toàn có thể thực hiện được

+ Đối với hệ thống trung tâm việc cấp bổ xung khí tươi rất đơngiản bằng cách thông qua hệ thống ống gió lắp các thiết bị hoà trộnkhông khí AHU cấp không khí tươi vào và hoà trộn với không khí hồi vềcủa mỗi FCU, AHU (điều này đối với các máy cục bộ khó có thể thựchiện được)

+ Điều hòa trung tâm VRF tiêu thụ ít điện năng, giảm chi phí vậnhành

+ Điều hòa trung tâm VRF có độ bền cao và tuổi thọ sử dụng lâudài

+ Có dải công suất để lựa chọn rộng, nên tùy theo nhu cầu sửdụng cho công trình mà lựa chọn loại máy có công suất phù hợp

- Khoảng cách kết nối giữa dàn nóng và dàn lạnh lớn ( lên tới90m) thuận lợi cho việc bố trí máy.

- Giới hạn điều chỉnh công suất lạnh có thể đạt 130%

- VRF còn cho ra mắt cải tiến dòng dàn nóng mini với thiết kế nhỏgọn hơn phù hợp với chung cư và nhà cao tầng

- Giá thành nói chung không cao Các công nghệ nổi bật của điềuhòa trung tâm

 Nhược điểm:

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

+ Không lấy được gió tươi, để cấp gió tươi cho phòng và tiết kiệm năng lượng cho

hệ thống điều hòa không khí cần bố trí thêm thiết bị thông gió thu hồi nhiệt đi kèm

1.3.2 Phân tích cấu tạo và nguyên lý hoạt động.

a, Dàn lạnh

Dàn lạnh VRF Misubishi Heavy rất đa dạng chủng loại : Giấu trần nối gió , Âm trần cassette , Treo tường ,Tủ đúng , Áp trần , Đặt sàn Tương ứng với mỗi chủng loại lại có những mã model tương ứng đáp ứng tất cả mọi yêu cầu dù là khắt khe nhất của nhiều công trình

Hình 1.2 : Một số model dàn lạnh của VRF

+ Loại giấu trần nối ống gió.

Cấu tạo loại giấu trần nối ống gió này như hình vẽ bên dưới Dàn lạnh kiểu giấutrần được lắp đặt hoàn toàn bên trong la phông Để dẫn gió xuống phòng và hồi gió trở lạibắt buộc phải có ống cấp, hồi gió và các miệng thổi, miệng hút Kiểu giấu trần thích hợpcho các văn phòng, công sở, các khu vực có trần giả Công suất dàn lạnh dấu trần thườnglớn và nằm trong khoảng 36.000 ÷ 60.000 Btu/h Máy điều hoà có dàn lạnh kiểu giấu trần

có thể lắp đặt cho các phòng tương đối lớn

Hình 1.3 : Dàn lạnh ân trần nối óng gió

+ Cassete âm trần 4,2,1 hướng thổi

Dàn lạnh cassette được lắp ghép lên trần, với toàn bộ dàn lạnh nằm khuất trong laphông, phần nhô xuống dưới là phần mặt nạ Mặt nạ của dàn lạnh cassette có 01 cửa hútnằm ở giữa và các miệng thổi bố trí ở 4 phía Tuỳ theo từng loại mà mặt nạ có 2, 3 hoặc 4cửa thổi

Hình 1.4 : Loại âm trần cassette 4 hướng thổi

Hình 1.5: Loại ân trần cassette 2 hướng thổi

Hình 1.6 : Loại âm trần cassette 1 hướng thổi

+ Treo tường :

Cấu tạo dàn nóng bao gồm:

1- Máy nén biến tần kiểu xoắn ốc

2- Điều khiển biến tần

3- Bộ chia Gas

4- Quạt giải nhiệt được thiết kế cánh hướng mới

5- Quạt giải nhiệt có biến tần

6- Bộ quá lạnh kiểu ống xoắn

7- Dàn trao đổi nhiệt

8- Bộ hồi dầu áp suất cao

c, Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Hình 1.8: Nguyên lý hoạt động hệ thống điều hòa VRF Mitsubishi Heavy

out door unit

indoor unit indoor unit

Hình 1.9: Cách chia ống Gas của hệ thống điều hòa không khí VRF Mitsubishi Heavy

Môi chất lạnh được máy nén trong dàn nóng nén lên thành hơi quá nhiệt, sau đómôi chất vào thiết bị ngưng tụ trong dàn nóng được giải nhiệt bằng gió, quạt dùng giảinhiệt là quạt hướng trục, môi chất được ngưng tụ về lỏng sôi và tiếp tục qua ống mao (tiếtlưu) và đi vào hệ thống các dàn lạnh, môi chất đi vào dàn lạnh trao đổi nhiệt với môitrường cần làm lạnh và quay trở về máy nén và tiếp tục thực hiện chu trình tuần hoàn Hệthống được điều khiển với thiết bị “AC Smart” và “ACP”

Quạt dàn nóng được dùng biến tần để thay đổi số vòng quay để điều chỉnh nhiệt tảiphù hợp với nhiệt tải của phòng

Dàn lạnh phân bố nhiều dải công suất khác nhau Quạt dàn lạnh là quạt lồng sóc,quạt ly tâm,… phụ thuộc vào loại dàn lạnh Tất cả các dàn lạnh được điều khiển bởi thiết

bị điều khiển trung tâm

Dàn lạnh và dàn nóng có nhiều cách đặt vị trí như: dàn nóng cao hơn dàn lạnh; dànnóng thấp hơn dàn lạnh; dàn nóng bằng dàn lạnh Tuy nhiên về thực tế thì dàn nóng đặtcao hơn có lợi thế hơn vì lợi được cột áp tĩnh chính bằng gia tốc trọng trường khoảng 10m

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT MẶT BẰNG VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU

HÒA KHÔNG KHÍ2.1 Khảo sát mặt bằng.

Madarin Garden gồm 4 tòa tháp cao 25 – 29 tầng, chia thành 4 khu A, B, C & D tại lô đất

NO3 thuộc khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng, Cầu Giấy, Hà Nội

Sơ đồ mặt bằng chung cư 9.03

Tên phòng Kí hiệu Diện tích (m2) Chiều cao (m)

Bảng 1 : Diện tích các phòng của căn hộ

2.2 Chọn cấp điều hòa không khí và thông số tính toán.

2.2.1 Chọn cấp điều hòa không khí.

Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí việc đầu tiên là phải lựa chọn cấp điềuhòa cho hệ thống điều hòa cần tính Cấp điều hòa thể hiện độ chính xác trạng thái khôngkhí cần điều hòa (nhiệt độ, độ ẩm ) của công trình

Cấp điều hòa cần chọn phụ thuộc vào các yêu cầu sau đây:

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

+ Yêu cầu của chủ đầu tư.

+ Khả năng vốn đầu tư ban đầu

Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hòa không khí được chia làm 3 cấpnhư sau:

Điều hòa không khí cấp I với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bêntrong nhà là m = 35 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbd = 0,996 – dùng cho hệ thốngĐHKK trong các công trình có công dụng đặc biệt quan trọng

Điều hòa không khí cấp II với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bêntrong nhà là m = 150 h/năm đến 200 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbd = 0,983 đến 0,977– dùng cho các hệ thống ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt và điều kiện công nghệtrong các công trình có công dụng thông thường như công sở, cửa hàng, nhà văn - hóanghệ thuật, nhà công nghiệp

Điều hòa không khí cấp III với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bêntrong nhà là m = 350 h/năm đến 400 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbd = 0,960 đến 0,954 –dùng cho các hệ thống ĐHKK trong các công trình công nghiệp không đòi hỏi cao về chế độnhiệt ẩm và khi TSTT bên trong nhà không thể đảm bảo được bằng thông gió tự nhiên hay cơ khíthông thường không có xử lý nhiệt ẩm

Đây là công trình sử dụng làm nhà ở chung cư cao cấp nên đòi hỏi chế độ nhiệt

ẩm tương đối ở mức tiện nghi, nên lựa chọn điều hòa không khí cấp 3 là phù hợp.

2.2.2 Lựa chọn thông số bên trong.

Thông số nhiệt độ và độ ẩm tính toán trong nhà được chọn theo tài liệu [2] Chọnthông số tính toán trong nhà cho khu Hà Nội

Chọn nhiệt độ tính toán trong nhà theo mùa hè trong bảng là:

+ Nhiệt độ: tT = 250C

+ Độ ẩm: φT = 60%

+ Tốc độ gió: v = 0,6 m/s

+ Dung ẩm: dT = 11,9 g/kg kk

Gió tươi và hệ số thay đổi không khí:

Theo tài liệu [2], lượng gió tươi cho một người một giờ đối với phần lớn các côngtrình là 25 m3/h Tuy nhiên lượng gió tươi không được thấp hơn 10% lượng gió tuầnhoàn Như vậy việc chọn gió tươi phải đáp ứng được 2 điều kiện sau:

Đạt tối thiểu 25 m3/h.người

Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn Trong đó lưu lượng gió tuần hoàn bằngthể tích phòng nhân với hệ số thay đổi không khí

Hệ số thay đổi không khí:

Phòng làm việc, văn phòng: 3-8 m3/h

- Độ ồn cho phép:

Độ ồn được cho là một yếu tố quan trọng gây ô nhiếm môi trường nên nó cần đượckhống chế Độ ồn cho phép của bộ xây dựng đã ban bố tiêu chuẩn về tiếng ồn TCVN 5687 -

2010 quy định về mức ồn cho phép với phòng làm việc là 30-45 dB

2.2.3 Lựa chọn thông số bên ngoài.

Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời tN, N được chọn theo cấp điều hòa khôngkhí và theo mùa Theo tài liệu [2] ta có:

Mùa hè

m

(h/năm) Kbđ

I(kJ/kg)

t(oC)

φ(%)

Bảng 2.2 Thông số ngoài nhà cho ĐHKK cấp 3 tại Hà Nội dùng cho công trình.

Chọn nhiệt độ tính toán ngoài trời theo mùa hè trong bảng là:

+ Nhiệt độ: tN = 35,40C

+ Độ ẩm: φN = 56,6 %

+ Dung ẩm: dN = 21,6 g/kg kk

2.2.4 Các thông số tính toán và khảo sát

Tên phòng Kí hiệu Số người

2.3.1 Nhiệt tỏa từ máy móc Q 1.

Tổn thất nhiệt do máy móc thiết bị điện Q1 bao gồm :

Ni : Công suất của thiết bị điện thứ i, kW

Ktt : Hệ số tính toán bằng tỷ số giữa công suất làm việc thực với công suấtđịnh mức

Kđt : Hệ số đồng thời, tính đến mức độ hoạt động đồng thời

Bảng 2.4 Nhiệt của từng loại máy trong phòng

Phòng A9 có diện tích 35 m2, có 1 ti vi và 2 loa và 2 thiết bị khác Có nhiệt tỏa ra từ máymóc là:

Q = 1.200.0,8.0,5 + 2.400.0,8.0,5 + 2.100.0,8.0.3 = 448 (W)

Áp dụng công thức [1] với các máy móc trong phòng điều hòa, kết quả tính nhiệttỏa ra từ máy móc được thể hiện trong bảng 2.5

Phòng khách

Phòng ngủ 1

Phòng ngủ 2

Phòng ngủ 3

Phòng ăn

Bếp từ

Bảng 2.5 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa ra từ máy móc cho các phòng

2.3.2 Nhiệt tỏa ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q 2.

Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng được xác định theo công thức:

Q2 = Ncs = q.F, W [1]

Ncs : Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W

Theo tài liệu [2], lấy trên mỗi m2 phòng là :

q = 12,W/m2

Phòng khách có diện tích 35 m2, có nhiệt tỏa ra từ đèn của phòng khách là:

Q2 = 12.35 = 420 W

Từ công thức (2) ta có bảng nhiệt thừa do nguồn sáng nhân tạo cho các phòng sau:

Bảng 2.6 Nhiệt do nguồn sáng nhân tạo trong các phòng

2.3.3 Nhiệt tỏa từ người Q 3.

Nhiệt do người tỏa ra gồm 2 thành phần:

- Nhiệt hiện: Do truyền nhiệt từ người ra môi trường thông qua đối lưu, bức

xạ và dẫn nhiệt

- Nhiệt ẩn: Do tỏa ẩm ( Mồ hôi và hơi nước mang theo)

Tùy theo điều kiện khí hậu, mức độ hoạt động, thể trạng, giới tính mà lượngnhiệt tỏa ra nhiều hay ít, nên có :

Q3=Q 3 h +Q 3 a , W [1]

Trong đó : Q3h : Nhiệt hiện do người tỏa ra, W

Q3a : Nhiệt ẩn do người tỏa ra, WNhiệt hiện do người tỏa vào phòng chủ yếu bằng đối lưu và bức xạ, được xác địnhtheo công thức :

Q 3 h =n q h ,W

Trong đó : n : số người trong phòng

qh : nhiệt hiện tỏa ra từ một người, W/người

Nhiệt ẩn do người tỏa được xác định theo công thức :

Q 3 a =n.q a ,WTrong đó : n: số người trong phòng

qa : nhiệt ẩn do một người tỏa ra, W/ngườiNhiệt hiện và ẩn tỏa ra từ một người chọn theo bảng 3.5 [1] Theo nhiệt độ trongphòng điều hòa là 250C và mức độ hoạt động là hoạt động an dưỡng tĩnh tại, có:

Q 3h , (W)

Q 3a , (W) Q 3 , (W)

Bảng 2.7 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa ra từ người cho các phòng

2.3.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4.

Khi các bán thành phẩm này có nhiệt độ khác với nhiệt độ điều hòa thì sẽ có mộtlượng nhiệt tỏa ra hoặc thu vào Nhiệt lượng này cũng có 2 thành phần là nhiệt hiện vànhiệt ẩn khi có thành phần nước bay hơi hoặc ngưng tụ Nhiệt tỏa ra từ bán thành phẩmđược xác định như sau:

Q4 = G4.Gp.(t2 – t1) + W4.r , W [1]

Với G4 : khối lượng bán thành phẩm đưa vào, kg/s

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

t1, t2 : Nhiệt độ vào và ra của bán thành phẩm

W4 : Lượng ẩm tỏa ra (hoặc ngưng tụ) của bán thành phẩm

r : Nhiệt ẩm hóa hơi của nước, r = 2442, kJ/kg ( Ở 250C)

Công trình là chung cư, căn hộ nên không có lượng bán thành phẩm nào Q4 = 0

2.3.5 Nhiệt tảo ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q 5.

Nếu trong phòng có đặt các thiết bị trao đổi nhiệt , các đường ống dẫn môi chất cónhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ không gian điều hòa thì lượng nhiệt tỏa ra hoặc thu

vào từ không gian điều hòa cần xác định, nhiệt tỏa ra từ thiết bị trao đổi nhiệt được xácđịnh như sau:

Q5 =α tb.Ftb.(ttb – tt) ,W [1]

α 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

Do các phòng không đặt thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống được đặt trên trầngiả và bọc cách nhiệt nên Q5 = 0

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

Nhiệt tạo do bức xạ mặt trời qua kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhautrực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi khói và mây, cường độ bức xạ mặt trời tại địaphương, thời gian quan sát, vật liệu, diện tích độ dày kính

Có : Q6 = Q61 + Q62 [1]

Trong đó: Q61: nhiệt bức xạ qua cửa kính

Q62: nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che tường, mái

Rn = 0,88R [1]

Hà Nội nằm ở 200 vĩ Bắc giá trị R đựơc xác định ở bảng 3.10

Các giá trị αk, τk, ρk lấy theo bảng 3.7; αm, τm, ρm lấy theo bảng 3.8 [1]

Có nhiệt độ ngoài nhà là 35,40C và độ ẩm tương đối 56,6% tra đồ thị i-d có:

ts = 260C

ε ds

= 1 – 0,13

26−2010

= 0,922

ε mm

: Hệ số xét tới ảnh hưởng của mây mù Trời không mây lấy εmm = 1

ε kh

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

Công trình thiết kế được sử dụng loại kính cơ bản, có màn che loại metalon nênchọn được các thông số:

Đặc tính bức xạ của kính và các loại màn che:

- Đông: R = 520 W/m2

- Tây: R = 520 W/m2

- Nam: R = 470 W/m2

- Bắc: R = 129 W/m2

Vì đây là tầng 9 không tiếp xúc trực tiếp với mái che nên Q62 = 0

Phòng khách có diện tích kính là (11,6) m2, cường độ bức xạ theo hướng Bắc :

Q6 = 0,627.520.11,6 = 3782,064 (W)

Áp dụng công thức (6) với các phòng điều hòa có bảng dưới đây:

Bảng 2.8 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính cho các phòng

2.3.7 Nhiệt do lọt không khí vào phòng qua cửa Q 7

Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉ khôngkhí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt

Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác lưulượng không khí rò rỉ Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín Phầnkhông khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống Nhiệt tỏa do rò lọtkhông khí qua cửa được tính theo công thức :

ξ– hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.14 [1]

tN = 35,40C : Nhiệt độ không khí bên ngoài

tT = 250C : Nhiệt độ không khí bên trong

dN = 21,6 g/kg.kk : dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời

dT = 11,9 g/kg.kk : dung ẩm của không khí tính toán trong nhà

Tổng 1131,258 2395,484 3526,742

Bảng 2.9 Bảng kết quả tính nhiệt do dò lọt không khí vào phòng

2.3.8 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che, Q 8.

Chia ra làm 2 tổn thất:

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua trần, mái, tường, và sàn ( tầng trên) Q81

+ Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82

Tổng tổn thất truyền nhiệt:

Q8 = Q81 + Q82

a, Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn tầng trên Q81

Nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che được tính theo công thức sau đây:

Q81 = k.F.ϕ Δt,W [8]

k: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m2K

F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che, m2

Δt: Độ chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong phòng, 0C

ϕ: Hệ số xét đến vị trí của vách

o Đối với tường bao trực tiếp tiếp xúc với môi trường không khí bên ngoài thì ϕ

= 1

o Đối với tường ngăn :

- Nếu ngăn cách với không khí bên ngoài qua một phòng đệm không điều hòa thì ϕ = 0,7

- Nếu ngăn cách với không khí bên ngoài qua hai phòng đệm không điều hòathì ϕ

= 0,4

- Đối với tường ngăn với phòng điều hòa thì ϕ

= 0Xác định hệ số truyền nhiệt qua tường và trần:

Hình 2.1 Kết cấu tường bao

δ [mm] nhiệt,

λ [W/mK]

Bảng 2.10: Kết cấu xây dựng của tường bao

Vậy hệ số truyền nhiệt qua tường:

1

11 ,6 + 0,020,8 + 0,20,5+ 123 ,3

=1,8

Phòng A9 có diện tích tường bao tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài là 6,6

m2 và diện tích tường bao tiếp xúc với không khí bên ngoài qua một phòng đệm không điều hòa là 26,73 m2

1,8 26,73 0,7 10,4 350,26

Bảng 2.11: Bảng kết quả tính nhiệt truyền qua kết cấu bao che

b, Nhiệt thẩm thấu qua nền Q82

Nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định giống như vách và trần:

Q82=k F Δt

, (W) [1]

Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2 m tính từ ngoài vào trong phòngvới hệ số truyền nhiệt quy ước cho từng dải, cụ thể :

Dải I rộng 2 m theo chu vi buồng với k = 0,5 W/m2K

Dải II rộng 2 m tiếp theo với k = 0,2 W/m2K

Dải III rộng 2 m tiếp theo k = 0,1 W/m2K

Dải IV là phần còn lại của buồng với k = 0,07 W/m2K