THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CAO ỐC VĂN PHÒNG – KHÁCH SẠN, SỐ 115 PHẠM VIẾT CHÁNH, Q. BÌNH THẠNH, TP. HCM.

Nội dung chính như sau: Chương 1: MỞ ĐẦU Chương 2: TỔNG QUAN Giới thiệu lịch sử về kỹ thuật lạnh, về điều hòa không khí và các yếu tố ảnh hưởng của môi trường lên cơ thể người… Ngoài ra

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CAO ỐC VĂN PHÒNG – KHÁCH SẠN, SỐ 115 PHẠM

VIẾT CHÁNH, Q BÌNH THẠNH, TP HCM

Họ và tên sinh viên: THÂN ĐÌNH DUY Ngành :CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Niên khóa: 2007 – 2011

Tháng 05/2011

ii

LỜI CẢM ƠN

Quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp diễn ra trong khoảng thời gian 4 tháng,

có những khó khăn dường như mất phương hướng, có những khi lại có nhiều ý tưởng chưa được sắp xếp thực hiện , tuy nhiên mọi khó khăn đã được em nỗ lực hoàn thành

Em xin tỏ lòng biết ơn đến :

- Ban giám hiệu trường Đại học Nông lâm TP.HCM

- Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ, Trường Đại học Nông lâm TP.HCM cùng toàn thể quý thầy cô Trường Đại học Nông lâm TP.HCM nói chung và thầy cô Khoa Cơ khí Công nghệ nói riêng đã cất công dạy dỗ và cho em những kiến thức vô giá trong thời gian em học tại trường

Em xin chân thành cảm ơn đến thầy Th.S – Nguyễn Hùng Tâm, giảng viên trường Đại học Nông Lâm, khoa Cơ Khí – Công Nghệ, đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ

em trong quá trình thực hiện luận văn, thầy đã có những lời khuyên và nhắc nhỡ đúng lúc giúp em có được những định hướng chính xác trong từng bước đi

Xin cảm ơn KS – Nguyễn Khoa Ty, Công ty TNHH kỹ thuật điện HTD, đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em tìm hiểu các hệ thống lạnh trong thực tế, cũng như các kiến thức từ các công trình đang thi công

Cuối cùng xin gởi đến quý thầy cô lời cảm ơn, lời chúc sức khỏe và nhiểu thành đạt trong cuộc sống

TP.HCM, ngày 15 tháng 5 năm 2011 Sinh viên thực hiện đề tài Thân Đình Duy

iii

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu: “Điều hòa không khí cho Cao ốc Văn Phòng – Khách Sạn”

mà đối tượng nghiên cứu cụ thể là: Cao ốc Văn Phòng – Khách Sạn, số 115 Phạm Viết Chánh, Q Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh Với đề tài luận văn này em đã phân tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho cao ốc với mục tiêu đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về cung cấp lạnh và những quy định của ngành điều hòa không khí

Nội dung chính như sau:

Chương 1: MỞ ĐẦU

Chương 2: TỔNG QUAN

Giới thiệu lịch sử về kỹ thuật lạnh, về điều hòa không khí và các yếu tố ảnh hưởng của môi trường lên cơ thể người… Ngoài ra còn giới thiệu một số hệ thống điều hòa không khí thường sử dụng trong thiết kế

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Ở chương này sẽ trình bày phần cơ sở tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí và tính toán cụ thể phụ tải lạnh cho công trình

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

iv

MỤC LỤC

Trang

Trang tựa i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Mục lục iv

Danh sách các hình vii

Danh sách các bảng viii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1 

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1 

1.2 Mục đích của đề tài 2 

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 3 

2.1 Tổng quan về kỹ thuật lạnh 3 

2.1.1  Lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh 3 

2.1.2  Ứng dụng kỹ thuật lạnh 4 

2.2 Tổng quan về điều hòa không khí 5 

2.2.1  Lịch sử phát triển điều hòa không khí 5 

2.2.2  Hệ thống điều hòa không khí 7 

2.2.3  Ảnh hưởng của môi trường lên cơ thể con người 7 

2.2.4  Sự ô nhiễm không khí và vấn đề thông gió, tiếng ồn 8 

2.2.5  Hệ thống phân phối và vận chuyển chất tải lạnh 9 

2.2.6  Ứng dụng kỹ thuật điều hòa không khí 9 

2.2.7  Lịch sử phát triển kỹ thuật Lạnh và ĐHKK ở Việt Nam 10 

2.3 Một số hệ thống điều hòa không khí thường gặp trong thiết kế 11 

2.3.1  Hệ thống điều hòa cục bộ 11 

2.3.2  Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn 12 

2.3.3  Hệ thống điều hòa trung tâm nước (Water Chiller) 13 

2.3.4  Máy điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume) 16 

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN 17 

3.1  Phương pháp 17 

v

3.2  Phương tiện 17 

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 

4.1 Cơ sở tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí 19 

4.1.1  Điều kiện khí hậu ngoài trời nơi xây dựng công trình 19 

4.1.2  Thông số thiết kế trong nhà 20 

4.1.3  Thông số thiết kế ngoài nhà 20 

4.1.4  Đặc điểm về mục đích sử dụng 20 

4.1.5  Đặc điểm về các nguồn phát nhiệt 21 

4.1.6  Đặc điểm về kết cấu bao che 21 

4.2 Tính toán tải lạnh cho công trình theo phương pháp Carrier 22 

4.2.1  Nhiệt xâm nhập từ bên ngoài vào kết cấu bao che 22 

4.2.2  Nhiệt thừa xuất phát từ bên trong không gian điều hòa 27 

4.3 Chọn máy điều hòa không khí và môi chất lạnh 29

4.4 Tính toán thiết kế đường ống gió thải và chọn quạt 30 

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 32 

TÀI LIỆU THAM KHẢO 

PHỤC LỤC

vi

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Máy điều hòa một cục 11 

Hình 2.2: Máy điều hòa hai cục 12 

Hình 2.3: Máy điều hòa loại package 12 

Hình 2.4: Máy điều hòa loại tách có ống gió 13 

Hình 2.5: Cụm máy Water Chiller 14 

Hình 2.6: Chiller giải nhiệt gió 15 

Hình 2.7: Chiller giải nhiệt nước 15 

Hình 2.8: Máy điều hòa VRV 16 

vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.1: Lượng bức xạ mặt trời lớn qua cửa kính loại cơ bản ở vĩ độ 10° 19 

Bảng 4.2: Tên phòng có điều hòa cùng chức năng và diện tích từng phòng 20 

Bảng 4.3: Lượng bức xạ mặt trời vào thời điểm 15 giờ trong tháng 12 24 

Bảng 4.4: Kết quả tính toán tải lạnh cho toàn bộ công trình 28 

Bảng 4.5: Danh sách máy điều hòa không khí 29 

Bảng 4.6: Thể tích từng phòng 32 

Bảng 4.7: Danh sách quạt gió 33 

1

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Việt Nam hiện tại cũng như trong tương lai điều hoà không khí phát triển không ngừng và ngày càng có vị trí quan trọng trong nền kinh tế đang phát triển Điều hoà không khí đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống như: các toà nhà cao tầng, khách sạn, cơ quan, các ngành giao thông, sản xuất, chế biến Người kỹ

sư ngành lạnh phải chú ý và quan tâm hàng đầu đến công việc tính toán và thiết kế một

hệ thống điều hoà không khí để làm sao đáp ứng được những yêu cầu của người sử dụng, cũng như yêu cầu kỹ thuật, và phải có hiệu quả kinh tế cao trong quá trình vận hành hệ thống

Theo nhiệm vụ được giao: “Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho toà nhà cao ốc Văn Phòng Khách Sạn, số 115 Phạm Viết Chánh, Q Bình thạnh, Tp HCM” Tòa nhà được xây dựng tại trung tâm của thành phố Hồ Chí Minh, số 115 Phạm Viết Chánh, Q Bình Thạnh Tòa nhà được xây dựng với mục đích chính là cho thuê văn phòng làm việc Tòa nhà được xây dựng gồm 8 tầng và 1 tầng hầm Với chức năng từng tầng như sau:

 Tầng hầm dùng làm nơi để xe môtô, ôtô và 1 máy phát điện

 Tầng trệt gồm có 1 phòng quản lý, 1 sảnh, 1 nhà hàng và 1 hành lang

 Từ tầng lững, tầng 1 - tầng 5, mỗi tầng gồm 2 văn phòng và 1 hành lang Trong đó từ tầng 1 – tầng 3 có cấu trúc giống nhau, tầng 4 và tầng 5 có cấu trúc giống nhau

 Tầng 6 là sân thượng

Tổng diện tích mặt bằng của công trình là : 1490,4 m2

Tổng chiều cao của công trình: 24,6 m

Tổng diện tích cần điều hòa: 608,8 m2

2

Công trình có 4 hướng chính, hướng chính diện là Tây Nam, phía sau là Đông Bắc, hai hướng bên cạnh là Tây Bắc và Đông Nam

Đây là một thử thách lớn đối với em khi chuẩn bị tốt nghiệp và để bước ra thực

tế công việc trong tương lai Sau quá trình học tập tại nhà trường cùng sự dạy bảo tận tình của thầy cô giáo cũng như những lần thực tập tại các công trình trong thực tế Mặc

dù với những điều kiện tốt như vậy,nhưng bản thân em vẫn còn thiếu kinh nghiệm nên trong quá trình hoàn thành đồ án không thể tránh khỏi sự thiếu sót

1.2 Mục đích của đề tài

Tính toán thiết kế nhằm lựa chọn một hệ thống Điều Hòa Không Khí cho tòa nhà Cao Ốc Văn Phòng – Khách Sạn, đảm bảo khả năng:

- Phân phối không khí cho các tầng phù hợp

- Không phá vỡ tính mỹ quan của công trình

- Xử lý hết nguồn nhiệt thừa trong không gian làm việc

- Tạo môi trường làm việc thoải mái, tránh gây tác hại đến sức khỏe con người làm việc trong môi trường điều hòa

Với nội dung cụ thể như sau:

- Tính toán phụ tải lạnh cho công trình và chọn thiết bị điều hòa không khí

- Thiết kế hệ thống đường ống gió thải và chọn quạt

ra nhiệt độ thấp hơn

Vào năm 1761 – 1764, giáo sư Black đã tìm ra nhiệt ẩn hóa hơi và nhiệt ẩn nóng chảy Từ đó mà con người biết làm lạnh bằng cách cho chất lỏng bay hơi ở áp suất thấp

Đến thế kỷ XIX, thì kỹ thuật mới thực sự phát triển mạnh mẽ Năm 1810, máy lạnh hấp thụ với chu kì với cặp môi chất H2O/H2SO4 đầu tiên do Leslie (Pháp) đưa ra Đến giữa thế kỷ XIX nó được phát triển rầm rộ nhờ vào kỹ sư Carré (Pháp) với hàng loạt phát minh về máy lạnh hấp thụ chu kì và liên tục với cặp môi chất khác nhau

Năm 1873 Vander Waals công bố phương trình trạng thái Cùng lúc đó các nhà bác học Pháp là Charler Tellier trình bày luận án ở viện hàn lâm Pháp về việc dùng lạnh để bảo quản thịt, ông được cả thế giới xem như là ông tổ ngành lạnh

Năm 1898, Dewar hóa lỏng được H2 và Linde hóa lỏng được O2, N2 và tách bằng chưng cất Đến cuối thế kỷ XIX, hàng loạt cải tiến của Linde với việc sử dụng môi chất NH3 cho máy lạnh nén hơi, làm cho máy lạnh nén hơi được sử dụng phổ biến

ở nhiều nơi

Năm 1904: Mollier xây dựng đồ thị i – s, logP – i

Năm 1930, sự kiện quan trong phát triển kỹ thuật lạnh là việc sản xuất và ứng dụng môi chất lạnh Freon ở Mĩ Môi chất lạnh Freon là hợp chất hữu cơ hydrocacbua

Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong thể dục thể thao: nhờ có kỹ thuật lạnh mà người

ta có thể tao ra sân trượt băng, đường đua trượt băng và trượt tuyết nhân tạo cho các vận động viên tập luyện hoặc cho các đại hội thể thao ngay cả khi nhiệt độ không khí còn rất cao, hoặc có thể sưởi ấm bể bơi

Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong ngành hang không và du hành vũ trụ: do điều kiện bên ngoài quá khắc nghiệt, nhằm giúp những nhà khoa học kiểm tra máy bay hay tàu vũ trụ có làm việc được trong các điều kiện tương tự

Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong công nghiệp hóa chất: những ứng dụng quan trọng nhất trong công nghiệp hóa chất là sự hóa lỏng khí bao gồm hóa lỏng các chất khí là sản phẩm của công nghiệp hóa chất như: Cl2, NH3, CO2, SO2, HCl và các loại khí đốt khác Người ta thường dùng kỹ thuật lạnh để cô đặc nước quả, rượu nho… nhẳm làm tăng hiệu suất nước ép hoa quả

Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong công nghiệp: luyện kim, chế tạo máy, y học, dược phẩm, ngành vải sợi, cao su nhân tạo…

Ứng dụng trong nông nghiệp : nhằm bảo quản giống, lai tạo giống, điều hòa cho các trại chăn nuôi, trồng trọt, bảo quản và chế biến các nông sản thực phẩm

Ứng dụng trong ngành Y học: Trong y tế người ta ứng dụng lạnh để bảo quản thuốc và các vật phẩm y tế… kỹ thuật lạnh được sử dụng trong y tế ngày càng nhiều

và càng đem lại hiệu suất hết sức to lớn Phần lớn các loại thuốc quí, hiếm đều cần bảo quản lạnh ở nhiệt độ thích hợp: Như các loại vacxine, kháng sinh, gây mê…

Ứng dụng trong đời sống: sản xuất nước đá và dùng nước đá cho việc trữ lạnh khi vận chuyển, bảo quản nông sản, thực phẩm, cho chế biến thủy sản và cho sinh hoạt con người, nhất là các vùng nhiệt đới để làm mát và giải khát

5

2.2 Tổng quan về điều hòa không khí

2.2.1 Lịch sử phát triển điều hòa không khí

Từ cổ đại con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông và tìm những hang động mát mẻ vào mủa hẻ Hoàng đế thành Rome Varius Avitus trị vị từ năm 218 đến năm 222, đã cho đắp cả núi tuyết trong vườn thượng uyển để mùa hè có thể thưởng ngoạn những cơn gió thổi mát 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 hòa không khí cho công nhân mỏ

Ngay cả nhà bác học thiên tài Loenardo De Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ thống thông gió cho một giếng mỏ Ở Anh, Humphrey Davy đã trình Quốc hội một dự

án cải thiện không khí trong tòa nhà Quốc hội

Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên

để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông

Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa ra

dự án điều hòa không khí phòng bằng máy lạnh nén khí Cùng với sự tham gia của nhà bác học nổi tiếng Rankine đã làm cho đề tài không những nghiêm túc mà còn được đông đảo mọi người quan tâm theo dõi

Bắt đầu những năm 1860, ở Pháp, F.Carré đã đưa ra những ý tưởng về điều hòa không khí cho các phòng ở, đặc biệt cho các nhà hát

Năm 1894, Cty linde đã xây dựng hệ thống điều hòa không khí bằng ammoniac dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè

Năm 1901, một công trình khống chế nhiệt độ dưới 28°C với ẩm độ thích hợp cho phòng hòa nhạc ở Monte Carlo được khánh thành Không khí được đưa qua buồng phun nước với nhiệt độ 10°C rồi cấp vào phòng Năm 1904, trạm điện thoại Hamburg được duy trì mùa hè dưới 23°C và độ ẩm 70% Năm 1910, Cty Borsig xây dựng các hệ thống điều hòa không khí ở Koeln và Rio de Janeiro Các công trình này mới chỉ khống chế nhiệt độ, chưa đạt sự hoàn thiện và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết Cũng như lúc này hình thành hai xu hướng cơ bản là điều hòa tiện nghi cho các phòng ở và điều hòa công nghệ phụ vụ cho các nhu cầu sản xuất

Đúng vào thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không khí của Mỹ nói riêng và toàn thể thế giới nói chung đến một bước phát triển rực rỡ, đó

6

là Willis H Carrier Chính ông đưa ra định nghĩa điều hòa không khí là kết hợp sưởi

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

Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu

Kỹ thuật điều hòa không khí bắt đầu chuyển mình và có bước nhảy vọt đáng kể, đặc biệt là vào năm 1921 khi tiến sĩ Willis H Carrier phát minh ra máy lạnh ly tâm

Điều hòa không khí thực sự lớn mạnh và tham gia vào nhiều lĩnh vực khác nhau như:

- Điều hòa không khí cho các nhà máy công nghiệp

- Điều hòa không khí cho các nhà máy chăn nuôi

- Điều hòa không khí cho các trại điều dưỡng, bệnh viện

- Điều hòa không khí cho các cao ốc, nhà hát lớn

- Điều hòa không khí cho các sinh hoạt khác nhau của con người…

Do các hệ thống điều hòa không khí lúc bấy giờ sử dụng những môi chất lạnh tương đối độc hại (amoniac, dioxit, sunfua) và hiệu quả không cao (CO2) cho nên nhu cầu tất yếu là phải tìm ra được môi chất mới hiệu quả hơn trong việc làm lạnh và đặc biệt là không độc hại

Năm 1930, lần đầu tiên hang Du Pont de Nemours và Co (Kinetic Chemical) Wilmington (Mỹ) đã sản xuất ra một loạt môi chất mới với tên thông mại là Freon rất phụ hợp với yêu cầu điều hòa không khí Chỉ từ khi đó điều hòa không khí mới có nững bước nhảy vọt mới và nước Mỹ trở thành nước có ngành công nghiệp điều hoà không khí lớn nhất thế giới

Khí hậu nước ta nóng ẩm mưa nhiều, phía nam hầu như không có mùa đông, rất thuận lợi cho công tác nghiên cứu và ứng dụng điều hoà không khí vào cuộc sống vào sản xuất Tuy nhiên ngành điều hòa không khí nước ta còn non yếu, nhỏ bé và lạc hậu,

sử dụng những thiết bị thực sự chưa phù hợp gây lãng phí tiền vốn một cách đáng kể

Vì vậy việc nghiên cứu tổ chức và phát triển ngành điều hòa không khí ở nước ta là thật sự cần thiết và chắc chắn nó sẽ mang lại hiệu quả to lớn

7

2.2.2 Hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống diều hòa không khí được áp dụng nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người và thiết lập các điều kiện phù hợp với các công nghệ sản xuất, chế biến và bảo quản máy móc thiết bị

Điều hòa không khí, tùy theo điều kiện khí hậu và yêu cầu cụ thể, là điều khiển nhiệt độ và độ ẩm không gian cần điểu hòa dao động ở trong qui định nào đó Nó không phụ thuộc vào sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài cũng như phụ tải bên trong

Về mặt thiết bị, hệ thống điều hòa không khí là một tổ hợp bao gồm các thành phần cơ bản sau:

- Máy lạnh: là bộ phận cơ bản của hệ thống, đóng vai trò chủ yếu trong việc khống chế lại trạng thái của không khí trong không gian cần điều hòa nằm trong vùng qui định

- Bộ gia nhiệt và hâm nóng: là bộ phận hổ trợ máy lạnh trong việc điều chỉnh các thông số của không khí

- Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh: là hệ thống vận chuyển chất tải lạnh

từ nguồn sinh lạnh đến không gian cần điều hòa không khí

- Hệ thống phun ẩm: thường được dùng cho những nơi có nhu cầu gia tăng

độ chứa hơi của không khí trong không gian cần điểu hòa

- Hệ thống đường ống phân bố không khí

- Hệ thống giảm ồn, chống cháy, lọc bụi, khử mùi

- Hệ thống thải không khí trong không gian điều hòa ra ngoài trời hoặc đưa tuần hoàn trở lại hệ thống

- Bộ điều chỉnh và khống chế tự động theo dõi và duy trì tự động các thông số chính của hệ thống

2.2.3 Ảnh hưởng của môi trường lên cơ thể con người

2.2.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ /TL1/

Khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống, cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức đối lưu giữa cơ thể người và môi trường sẽ tăng lên Việc giảm nhiệt độ của các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức bức xạ

8

Các nghiên cứu và khinh nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng, trong phần lớn các trường hợp thì con người sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng có nhiệt độ khoảng từ 22°C đến 27°C

2.2.3.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối /TL1/

Độ ẩm của không khí cung quanh quyết định mức đô bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể

ra môi trường bên ngoài Khi đô ẩm tương đối giảm xuống, lượng ẩm nhả ra từ cơ thể càng nhiều, điều đó cũng có nghĩa là cơ thể thải nhiệt ra môi trường xung quanh nhiều hơn Kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ không khí là 27°C thì độ ẩm không khí để con người có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%

2.2.3.3 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của không khí /TL1/

Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm thoát ra

từ cơ thể nhiều hay ít Tốc độ chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng đến lượng ẩm nhả ra, mà còn ảnh hưởng mạnh mẽ đến cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức đối lưu

Các nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng, đối với nhiều người, để tạo ra cảm giác dễ chịu thì tốc độ chuyển động của không khí trong vùng ưu tiên nên vào khoảng 0.25 m/s Tuy nhiên cần phải lưu ý đến sự tương thích với nhiệt độ không khí:

Tốc độ chuyển động của không

khí, m/s

0,15 đến 0,20

0,20 đến 0,24

0,25 đến 0,30

0,30 đến 0,35

2.2.4 Sự ô nhiễm không khí và vấn đề thông gió, tiếng ồn /TL1/

Một trong những vấn đề cơ bản mà người thiết kế hệ thống điều hòa không khí cần phải chú ý là việc thông gió cho không gian điều hòa không khí

Bên cạnh ảnh hưởng của bụi bặm và các vật thể li ti có sẳn trong không khí, chính người và các vật dụng đã nói là nguyên nhân gây ra sự ô nhiễm không khí trong không gian cần điều hòa

Để làm cho không khí trong không gian cần điều hòa trong lành hơn, bớt ô nhiễm hơn, cần thiết phải thực hiện vấn đề thông gió Trong điều hòa không khí, có thể hiểu thông gió là biện pháp kỹ thuật nhằm thay đổi một bộ phận không khí trong không gian đó bằng bẳng một lượng không khí tươi tương ứng lấy từ bên ngoài Tất

9

nhiên lượng khí tươi này phải được làm sạch trước khi đưa nó vào không gian điều hòa

Bất cứ một hệ thống điểu hòa không khí nào cũng có các bộ phận có thể gây ồn

ở mức độ nhất định, nguyên nhân tiếng ồn là do:

- Máy nén, bơm, quạt

- Các ống dẫn không khí và nước

- Các miệng thổi không khí

Tùy từng trường hợp cụ thể mà mức ồn cho phép sẽ khác nhau, người thiết kế cần phải xem yêu cầu giảm tiếng ồn là trong những nhiệm vụ cơ bản

2.2.5 Hệ thống phân phối và vận chuyển chất tải lạnh

Trong các hệ thống điều hòa không khí loại tập trung, việc sản xuất lạnh thông thường được thực hiện tại một nơi thích hợp nào đó, sau đó thông qua các hệ thống chuyền tải người ta phân phối lạnh đến các nơi có yêu cầu Có hai phương pháp phổ biến là tải lạnh bằng không khí hoặc bằng nước, đôi khi kết hợp cả không khí và nước

Việc lựa chọn phương án chuyển tải lạnh là bài toán tối ưu trên cơ sở: yêu cầu

kỹ thuật, kinh tế, thẫm mỹ, vấn đề bảo dưỡng và vận hành, đặc điểm của khu vực điều hòa…

Thường chọn tải lạnh bằng nước khi nơi cần tiêu thụ lạnh bị phân tán trên một diện rộng, hoặc khoảng cách đến nơi tiêu thu khá xa Ngược lại thì chọn tải lạnh bằng không khí

2.2.6 Ứng dụng kỹ thuật điều hòa không khí

Điều hòa trong sinh hoạt, đời sống: nhà ở, nhà hàng, nhà hát, rạp chiếu phim, hội trường, phòng họp, khách sạn, văn phòng… đặc biệt trong các ngành y tế, văn hóa, thể thao, du lịch…điều hoà không khí theo mùa, thậm chí cả theo giờ trong một ngày, thay đổi theo tùy vùng dân cư

Điều hòa trong công nghiệp: được ứng dụng vào việc điều hòa công nghệ như trong lĩnh vực sản xuất: dợi dệt, thuốc lá, in ấn, phim ảnh, dược liệu, rượu bia… nhằm bảo đảm chất lượng sản phẩm, sản xuất linh kiện điện tử bán dẫn

Điều hòa không khí gắn kiền với sản xuất cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử cơ điện tử, máy tính điện tử, quang học, vi phẩu thuật, kỹ thuật quốc phòng, kỹ thuật vũ

2.2.7 Lịch sử phát triển kỹ thuật Lạnh và ĐHKK ở Việt Nam

Đối với Việt Nam là nước có khí hậu nóng và ẩm, đặc biệt là miền nam chỉ có mùa mưa và mùa nắng Kỹ thuật lạnh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế nước ta Kỹ thuật lạnh đã xâm nhập hơn 60 ngành kinh tế, đặc biệt là ngành chế biến thực phẩm, hải sản xuất khẩu, công nghiệp nhẹ, điều hòa không khí

Nhược điểm chủ yếu của ngành lạnh ở nước ta hiện nay là quà nhỏ, non yếu và lạc hậu, chỉ chế tạo được các loại máy lạnh Amoniac loại nhỏ, chưa chế tạo được các loại máy nén và thiết bị cỡ lớn, các loại máy lạnh Freon, các thiết bị tự động Ngành lạnh nước ta chưa được quan tâm đầu tư và phát triển đúng mức Cho nên việc các đơn

vị sử dụng lạnh ở các ngành thường trang bị tự phát đôi khi dẫn đến thiệt hại và lãng phí tiền vốn Việc xây dung các phòng lạnh nhằm trang bị cho các xí nghiệp bảo quản thực phẩm đông lạnh ở Việt Nam ta hiện nay đều mới chỉ là tính toán từng bộ phận riêng lẻ rồi lựa chọn thiết bị của các nước trên thế giới để rắp ráp thành 1 cụm máy, ta chưa thể thực hiện việc chế tạo được từng thiết bị cụ thể như máy nén, van tiết lưu điện từ, tháp giải nhiệt…hoặc nếu có sản xuất được thì cũng chỉ mới là lẻ tẻ mang tính rời rạc tự phát với chất lượng còn kém

Cùng với sự phát triển trên 10 năm nay, ở các thành phố lớn phát triển lên hàng loạt các cao ốc, nhà hàng, khách sạn, các rạp chiếu phim, các biệt thự sang trọng, nhu cầu tiện nghi của con người ở thành phố tăng cao, đặc biệt ở các thành phố phía Nam, ngành điều hòa không khí đã bắt đầu có vị trí quan trọng và có nhiều hứa hẹn cho tương lai ở các thành phố phía Nam Điều đáng lưu ý nhất là sự phát triển mạnh mẽ của ngành điều hòa không khí tại thành phố Hồ Chí Minh, hầu như khá nhiều máy điều hòa không khí độc lập, được trang bị ở các khu dân cư có mức sống trung bình trở lên

Các hệ thống điều hòa không khí trung tâm hầu như đã chiếm lĩnh các cao ốc văn phòng, nhà hàng, khách sạn, nhà hát, rạp chiếu phim, hội trường, các phòng học, đạt tiêu chuẩn quốc tế, các trung tâm mua sắm, hệ thống siêu thị…

11

Khi cuộc sống của người dân cư đang ngày càng được cải thiện đáng kể thì nhu cầu vế máy điều hòa không khí càng trở nên cấp thiết nhất là trong điều kiện khí hậu ngày càng nóng lên trên toàn thế giới vì hiệu ứng nhà kính mà Việt Nam chúng ta cũng không thể tránh khỏi ảnh hưởng chung của toàn cầu này

Trong điều kiện hiện nay khi ngành công nghiệp Dược phẩm nước nhà đang có những bước phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng thì ngành điều hòa không khí lại càng có chổ đứng hơn nữa Khi mà từ ngày 18/11/2004 Bộ Y tế ban hành quyết định về việc triển khai áp dụng nguyên tắc sản xuất thuốc đạt tiêu chuẩn GMP – WHO mới được phép sản xuất thuốc chửa bệnh thì lúc này một loạt các nhà máy Dược phải thay đổi công nghệ mới với điều kiện khắc khe hơn về môi trường sản xuất, do đó ngành điều hòa không khí cho nhà máy dược hẳn có chổ đứng vững chắc

Sự chiếm lĩnh của ngành điều hòa không khí chứng minh một hiện tại rõ ràng vị trí quan trọng của ngành điều hòa không khí trong sinh hoạt và mọi hoạt động, cho thấy ngành lạnh ở Việt Nam ngày càng đang phát triển mạnh mẽ phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng

2.3 Một số hệ thống điều hòa không khí thường gặp trong thiết kế

2.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ

2.3.1.1 Máy điều hòa của sổ (window – type room air conditioner) /TL2/

Hình 2.1: Máy điều hòa một cục

Máy điều hòa của sổ là loại máy máy điều hòa không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cung 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, điều

12

chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được lặp đặt trong một vỏ gọn nhẹ Năng suất lạnh không quá 7 kW (24.000 Btu/h) và thường chia ra làm 5 loại: 6000, 9000, 12.000, 18.000, 24.000 Btu/h

2.3.1.2 Máy điều hòa tách (split air conditioner) /TL2/

Hình 2.2: Máy điều hòa hai cục

Máy điều hòa tách thường gồm 2 cụm Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ diều khiển và quạt ly tâm kiểu trục cán Cụm ngoài trời gồm lốc (máy nén), động cơ và quạt hướng trục Hai cụm được nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về Ống xả nước ngưng từ dàn bay hơi ra và đường dây điện dôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này thành một búi ống

2.3.2 Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn

2.3.2.1 Máy điều hòa tách không ống gió /TL2/

Hình 2.3: Máy điều hòa loại package

Những máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa tổ hợp và của hệ thống điều hoà cục bộ chỉ khác nhau về năng suất lạnh cỡ máy Cụm dàn nóng có kiểu quạt

2.3.2.2 Máy điều hòa tách có ống gió /TL2/

Hình 2.4: Máy điều hòa loại tách có ống gió

Loại này cũng có dàn nóng và dàn lạnh Năng suất lạnh từ 12.000 đến 24.000 Btu/h dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm nên có thể lắp thêm ống gió

2.3.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước (Water Chiller) /TL2/

Đây là hệ thống sử dụng nước lạnh để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU Ở hệ thống này thông thường nước được làm lạnh đến 7°C, và thực hiện chu trình khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh

14

Hình 2.5: Cụm máy Water Chiller

Với hệ thống điều hòa trung tâm nước gồm có các phần chủ yếu sau:

- Máy làm lạnh nước (water chiler )

- Hệ thống dẫn nước lạnh

- Hệ thống giải nhiệt

- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh AHU và FCU

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

- Hệ thống tiêu âm, giảm âm

- Hệ thống lọc bụi và triệt khuẩn trong không khí

- Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ phòng, độ ẩm phòng, gió tươi, gió hồi và vận chuyển không khí…

2.3.3.1 Hệ thống trung tâm nước giải nhiệt gió /TL2/

Loại này có dàn ngưng làm mát bằng không khí Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng giải nhiệt kém nên diện tích của dàn lớn Với loại này thì không cần nước làm mát nên giảm được toàn bộ hệ thống làm mát: bơm, đường ống, tháp giải nhiệt diện tích lắp đặt máy ít, nhưng vì giải nhiệt kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao dẫn đến công nén cao và tiêu tốn điện năng cao

15

Hình 2.6: Chiller giải nhiệt gió

2.3.3.2 Hệ thống trung tâm nước giải nhiệt nước /TL2/

Với hệ thống trung tâm nước giải nhiệt nước thì hệ thống có thêm bơm, đường ống nước, tháp giải nhiệt với loại này, lưu lượng nước cần cho giải nhiệt lớn, để tiết kiệm ta sử dụng nước tuần hoàn

Hình 2.7: Chiller giải nhiệt nước

Với loại này chiếm diện tích nhiều, do có lắp tháp giải nhiệt khả năng giải nhiệt tốt hơn giải nhiệt gió

16

2.3.4 Máy điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume) /TL2/

Hình 2.8: Máy điều hòa VRV

Do hãng Daikin – Nhật Bản đưa ra giải pháp này đầu tiên, có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất

So với hệ thống trung tâm nước thì VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng thượng còn đường ống môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió

Máy VRV chủ yếu phụ vụ cho điều hòa tiện nghi chất lượng cao, loại này tiết kiệm điện năng nhiều hơn vì sử dụng hệ thống biến tần điều khiển nhưng giá thành cao

17

Chương 3

PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN

3.1 Phương pháp

3.1.1.1 Tính toán tải lạnh cho công trình

Tính toán tải lạnh thực chất là bài toán cân bằng nhiệt Điểm tĩnh cân bằng nhiệt là nhiệt độ phòng mong muốn ở 25°C Phụ tải lạnh của hệ thống điều hòa không khí là phụ tải của hệ thống máy lạnh, sao cho nó co khả năng khử được các lượng nhiệt thừa phát sinh trong không gian cần điều hòa nhằm duy trì không khí trong không gian đó ổn định ở mức nhiệt độ và độ ẩm theo yêu cầu

Các yếu tố phát sinh lượng nhiệt thừa trong không gian cần điều hòa được chia làm hai nhóm:

- Nhiệt xâm nhập từ bên ngoài vào kết cấu bao che của không gian điều hòa

- Nhiệt xuất phát từ bên trong không gian điều hòa

Dùng phương pháp tính tải theo Carrier để tính toán

3.1.1.2 Lựa chọn thiết bị điều hòa không khí

Dựa vào cấu trúc tòa nhà và nhu cầu của chủ đầu tư mà ta lựa chọn thiết bị một cách hợp lý và mang tính kinh tế cao

3.1.1.3 Thiết kế hệ thống gió thải và chọn quạt

Dựa vào chức năng của công trình và thiết bị điều hòa không khí vừa chọn để thiết kế hệ thống gió và chọn quạt một cách thích hợp nhằm cung cấp đủ gió tươi cho không gian cần điều hòa nhằm tạo môi trường làm việc tốt cho moi người làm việc trong không gian đó

3.2 Phương tiện

- Chương trình Microsoft Word dùng để soạn thảo văn bản đề tài

- Chương trình Microsoft Excel dùng để hổ trợ tính toán cho đề tài

18

- Chương trình Autocad 2007 dùng để thể hiện việc thiết kế bản vẽ

- Giản đồ trắc ẩm và một số tài liệu liên quan dùng để hổ trợ việc tra cứu các thông số cần thiết khi thực hiện đề tài

19

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Cơ sở tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí

4.1.1 Điều kiện khí hậu ngoài trời nơi xây dựng công trình

Thành phố Hồ Chí Minh thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, thời tiết nóng

ẩm mưa nhiều Có hai mùa rõ rệt, mùa mưa và mùa khô, không có mùa lạnh Nhiệt độ quanh năm không chênh lệch nhiều, tháng 3 và tháng 4 là nóng nhất, nhiệt độ lên đến 37°C

Vị trí địa lý của thành phố Hồ Chí Minh là 10°24’ vĩ độ Bắc, độ cao gần bằng

so với mặt nước biển Theo TCVN 4088 – 85 Bảng 1.7/24 – TL2 thành phố Hồ Chí

Minh có tmax= 40°C, ttbmax=34,6°C và độ ẩm là φ = 55% Do công trình có cấp chính xác vừa phải nên ta chọn cấp điều hòa III

Tùy theo hướng khác nhau mà ứng với mỗi hướng sẽ có lượng bức xạ mặt trời

sẽ là khác nhau dựa theo Bảng 8.12/370 – TL1 và Bảng 8.14/382 – TL1 hoặc Bảng 4.2/152 – TL2 và Bảng 4.7/157 – TL2

Bảng 4.1: Lượng bức xạ mặt trời lớn qua cửa kính loại cơ bản ở vĩ độ 10°

Hướng Lượng bức xạ Rmax (W/m2) Tháng Giờ

20

4.1.2 Thông số thiết kế trong nhà

Cơ thể con người hoạt động và làm việc tốt nhất ở vùng nhiệt độ từ 22°C - 27°C và độ ẩm tương đối khoảng 50% - 55% Dựa vào trạng thái lao động và vùng khí hậu của công trình nên:

- Nhiệt độ trong nhà tT =25°C, độ ẩm tương đối φT = 55%

4.1.3 Thông số thiết kế ngoài nhà

Ta chọn thông số thiết kế ngoài trời theo TCVN 5687 – 1992 từ Bảng 1.9/24 – TL2

Vì cấp điều hòa cho công trình là cấp 3, và khí hậu là mùa nóng nên ta có:

- Nhiệt độ ngoài trời : tN =34,6 °C

- Độ ẩm tương đối ngoài trời : φ =55%

4.1.4 Đặc điểm về mục đích sử dụng

Bảng 4.2: Tên phòng có điều hòa cùng chức năng và diện tích từng phòng

STT Tên phòng Chức năng Diện tích (m2)