Thiết kế hệ thống Đhkk trung tâm water chiller và thông gió cho hội trường trường Đh spkt Đhđn

Vk - Lượng khí CO2 do con người thải ra thông qua hoạt động hít thở tT, T - Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng tN, N - Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí ở ng

TỔNG QUAN

Giới thiệu công trình

1.1.1 Giới thiệu sơ lược về công trình

Cơ sở 2 của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật - Đại học Đà Nẵng tọa lạc tại Khu đô thị Đại học, phường Hòa Quý, quận Ngũ Hành Sơn, Thành phố Đà Nẵng Công trình này đã được hoàn thành vào năm 2022, trong khi cơ sở chính của trường nằm ở địa chỉ 48 Cao Thắng, quận Hải Châu, Thành phố Đà Nẵng.

Hình 1.1:Vị trí cơ sở 2 trường ĐH SPKT-ĐHĐN.

1.1.2 Một số chi tiết kết cấu của tòa nhà

- Cao độ trần bê tông: 15m

Giới thiệu về điều hòa không khí

Điều hòa không khí là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và thiết bị nhằm tạo ra môi trường không khí phù hợp cho sản xuất, chế biến và tiện nghi cho con người Nhiệm vụ chính của điều hòa không khí là duy trì nhiệt độ ổn định trong không gian, đồng thời bảo vệ độ trong sạch của không khí, kiểm soát độ ồn và đảm bảo sự lưu thông hợp lý của dòng không khí.

Nói chung, có thể chia khái niệm điều hoà không khí thường được mọi người sử dụng thành 3 loại với các nội dung rộng hẹp khác nhau:

Môi trường bảo quản máy móc và thiết bị cần được thiết lập phù hợp để đáp ứng yêu cầu của các công nghệ sản xuất và chế biến cụ thể.

Điều hòa không khí không chỉ có chức năng làm mát mà còn sưởi ấm, lọc bụi và điều chỉnh độ ẩm, giúp tạo ra một không gian sống thoải mái trong nhà, bất chấp thời tiết bên ngoài.

Điều hòa nhiệt độ không chỉ làm mát không khí mà còn có chức năng sưởi ấm, lọc không khí và điều chỉnh độ ẩm, nhằm tạo ra một môi trường trong nhà thoải mái bất kể điều kiện bên ngoài Việc điều chỉnh nhiệt độ trong không gian cần điều hòa không phải lúc nào cũng giảm so với nhiệt độ môi trường, và độ ẩm cũng có thể được điều chỉnh tăng lên khi cần thiết.

Một hệ thống điều hòa không khí hiệu quả là hệ thống có khả năng duy trì ổn định các thông số không khí trong không gian được điều hòa, bất chấp sự biến đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài và sự thay đổi của tải bên trong.

Rõ ràng, có sự liên kết chặt chẽ giữa các điều kiện thời tiết bên ngoài và chế độ hoạt động cũng như các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí.

Điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra và duy trì các thông số không khí ổn định, giúp không gian sống và làm việc của con người luôn ở mức thoải mái nhất.

Ngoài ra điều hòa không khí đáp ứng việc đảm bảo các thông số trạng thái của không khí theo theo điều kiện của công nghệ sản xuất.

Ảnh hưởng của môi trường không khí đến con người

Hình 1 2 Ảnh hưởng của môi trường đến con người.

Nhiệt độ ảnh hưởng đến cảm giác nóng lạnh của con người, với nhiệt độ cơ thể trung bình khoảng 37 độ C Trong quá trình vận động, cơ thể sản sinh ra nhiệt lượng, và lượng nhiệt này phụ thuộc vào cường độ hoạt động Để duy trì thân nhiệt ổn định, cơ thể thực hiện việc trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh qua hai hình thức chính.

Truyền nhiệt là quá trình chuyển giao nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường xung quanh qua ba phương thức chính: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ Lượng nhiệt trao đổi này phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường, và được gọi là nhiệt hiện.

Tỏa ẩm là quá trình xảy ra ở mọi mức nhiệt độ, với cường độ tăng lên khi nhiệt độ môi trường cao Nhiệt năng của cơ thể được thải ra cùng với hơi nước, tạo thành nhiệt ẩm, giúp điều hòa thân nhiệt.

Khi nhiệt độ môi trường vượt quá 37°C, cơ thể con người vẫn có khả năng thải nhiệt qua việc toả ẩm, cụ thể là qua việc đổ mồ hôi Mỗi gram mồ hôi thoát ra giúp cơ thể giải phóng khoảng 2500J nhiệt Mức độ thoát mồ hôi tăng lên khi nhiệt độ cao và độ ẩm môi trường thấp Giá trị nhiệt ẩn càng cao khi việc thải nhiệt qua truyền nhiệt trở nên khó khăn.

Mối quan hệ giữa nhiệt lượng thải ra dưới hai hình thức truyền nhiệt và toả ẩm được thể hiện bởi phương trình sau đây:

Phương trình cân bằng động Qtoả = qh + qa (TL1/21) cho thấy rằng giá trị của từng đại lượng trong phương trình có thể thay đổi tùy thuộc vào cường độ vận động, nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ chuyển động của không khí xung quanh.

Khi nhiệt độ không khí giảm, cường độ trao đổi nhiệt giữa cơ thể và môi trường tăng lên, đặc biệt khi có sự chênh lệch nhiệt độ lớn giữa bề mặt cơ thể và không khí Sự chênh lệch này càng lớn, lượng nhiệt mất đi từ cơ thể càng nhiều, dẫn đến cảm giác ớn lạnh Ngoài ra, khi nhiệt độ các bề mặt xung quanh giảm, cường độ trao đổi nhiệt bằng bức xạ cũng tăng lên; ngược lại, nếu nhiệt độ gần với nhiệt độ cơ thể, cường độ trao đổi bằng bức xạ sẽ giảm nhanh chóng.

Nhiệt hiện là quá trình truyền nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường xung quanh thông qua ba hình thức: dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ Độ chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và môi trường xung quanh, được tính bằng t = tct - tmt, cùng với tốc độ chuyển động của dòng không khí và nhiệt trở, đều ảnh hưởng đến hiệu quả của nhiệt hiện.

Nhiệt ẩn, hay còn gọi là toả ẩm, có khả năng xảy ra ở mọi mức nhiệt độ Khi nhiệt độ môi trường tăng cao và cường độ vận động gia tăng, lượng toả ẩm cũng sẽ tăng theo.

Theo đồ thị tiện nghi, nhiệt độ hiệu quả thích hợp nằm trong khoảng 20 ¿ 29 0 C, độ ẩm tương đối khoảng 30 ¿ 70%.

Bảng 1 1 Thông số vi khí hậu tiện nghi ứng với trạng thái lao động.

Độ ẩm tương đối ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát mồ hôi vào không khí; quá trình này chỉ diễn ra khi độ ẩm dưới 100% Khi độ ẩm thấp, khả năng thoát mồ hôi tăng lên, giúp cơ thể cảm thấy thoải mái hơn Tuy nhiên, độ ẩm quá cao hoặc quá thấp đều có tác động tiêu cực đến sức khỏe con người.

Khi độ ẩm cao, khả năng thoát mồ hôi giảm, khiến cơ thể cảm thấy nặng nề và mệt mỏi, đồng thời dễ mắc cảm cúm Ở nhiệt độ và tốc độ gió ổn định, độ ẩm cao làm chậm quá trình bay hơi mồ hôi, dẫn đến tình trạng da ẩm ướt và khó chịu.

Độ ẩm thấp có thể khiến mồ hôi bay hơi nhanh, dẫn đến tình trạng da khô và nứt nẻ ở chân tay, môi Do đó, độ ẩm thấp không có lợi cho sức khỏe con người Mức độ ẩm lý tưởng cho cơ thể nằm trong khoảng 50% đến 70%.

Tốc độ không khí xung quanh ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và trao đổi chất của cơ thể, bao gồm cả quá trình thoát mồ hôi Khi tốc độ gió lớn, cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng, giúp cơ thể cảm thấy mát hơn và da khô hơn so với những nơi yên tĩnh, mặc dù độ ẩm và nhiệt độ vẫn không thay đổi.

Khi nhiệt độ không khí giảm và tốc độ gió tăng, cơ thể sẽ bị mất nhiệt, dẫn đến cảm giác lạnh Tốc độ gió phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, và tình trạng sức khỏe của từng người.

Khi nhiệt độ phòng thấp cần chọn tốc độ gió nhỏ, tránh gây cảm giác lạnh.

Trong kỹ thuật điều hòa không khí, tốc độ không khí trong vùng làm việc (dưới 2m từ sàn nhà) là yếu tố quan trọng nhất Đây là khu vực diễn ra tất cả các hoạt động của con người.

Tốc độ gió thích hợp phụ thuộc vào nhiệt độ phòng Ngoài ra còn phụ thuộc vào quần áo mặc, cường độ hoạt động và sức khỏe.

Bảng 1 2 Tốc độ không khí trong nhà theo TCVN 5687 – 2010.

Loại vi khí hậu Mùa hè Mùa đông

Vi khí hậu tự nhiên ≥ 0,5 m/s ≤ 0,1 m/s

Vi khí hậu nhân tạo 0,3 m/s 0,05 m/s

+ Tốc độ không khí có ảnh hưởng đến cảm giác và sức khỏe con người trong phòng, như hướng gió cũng rất quan trọng.

Hình 1 3 Hướng gió phù hợp.

Nồng độ bụi là chỉ số quan trọng để đánh giá chất lượng không khí, phản ánh lượng bụi trong không khí tại một khu vực cụ thể Bụi bao gồm nhiều loại hạt khác nhau, từ bụi mịn đến bụi thô, cùng với các hạt ô nhiễm như vi khuẩn, virus, và chất hóa học, xuất phát từ môi trường tự nhiên hoặc hoạt động của con người Độ trong sạch của không khí là tiêu chuẩn quan trọng cần được kiểm soát trong các không gian điều hòa và thông gió.

Ảnh hưởng của môi trường không khí đến sản xuất

Con người đóng vai trò quan trọng trong sản xuất, và các yếu tố khí hậu có tác động lớn đến con người, từ đó ảnh hưởng gián tiếp đến năng suất và chất lượng sản phẩm.

Ngoài ra các yếu tố khí hậu cũng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm

Trạng thái không khí được xác định bởi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ gió, độ trong sạch và nồng độ chất độc hại, cũng như mức độ ồn Những yếu tố này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn tác động đến quy trình công nghệ trong sản xuất.

Nhiệt độ cơ thể con người luôn duy trì ở mức 37°C nhờ vào việc sản sinh nhiệt lượng Trong mọi hoàn cảnh, từ hoạt động đến nghỉ ngơi, cơ thể con người luôn tạo ra nhiệt nhiều hơn mức cần thiết để giữ nhiệt độ ổn định Do đó, lượng nhiệt dư thừa này cần được thải ra môi trường xung quanh thông qua ba phương thức truyền nhiệt: đối lưu, bức xạ và bay hơi.

Đối lưu là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt cơ thể con người ra không khí, phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của không khí và sự chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể (khoảng 36C) và không khí xung quanh Khi tốc độ không khí cao và chênh lệch nhiệt độ lớn, cơ thể sẽ cảm thấy lạnh do lượng nhiệt tỏa ra lớn Ngược lại, khi tốc độ không khí thấp và chênh lệch nhiệt độ nhỏ, cơ thể có thể nhận thêm nhiệt từ không khí, dẫn đến cảm giác nóng và ra mồ hôi.

Bức xạ là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt cơ thể ra môi trường xung quanh, cụ thể là tới các bức tường trong phòng Nhiệt bức xạ không phụ thuộc vào tốc độ không khí mà chỉ dựa vào chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và bề mặt tường Khi nhiệt độ bề mặt tường và không khí cao, bức xạ có thể được xem nhẹ Cả nhiệt đối lưu và nhiệt bức xạ đều phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ, và tổng lượng nhiệt này được gọi là thành phần nhiệt hiện qh tỏa ra từ con người.

Truyền nhiệt bằng bay hơi là quá trình nhiệt tỏa ra từ cơ thể con người khi nước bay hơi, chủ yếu qua mồ hôi và hơi thở chứa hơi nước Lượng nhiệt này được gọi là nhiệt ẩn, đóng vai trò quan trọng trong việc điều hòa thân nhiệt.

Khi nhiệt độ không khí xung quanh tăng, lượng nhiệt tỏa ra từ đối lưu và bức xạ giảm, khiến cơ thể con người tiết ra mồ hôi để bay hơi nước vào môi trường Điều này làm tăng thành phần nhiệt ẩn, đảm bảo rằng tổng lượng nhiệt thải ra vào môi trường luôn duy trì ở mức q = qh + qa.

Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoả mái dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có nhiệt độ tkk"27C.

- Khi độ ẩm cao có thể gây nấm mốc cho một số loại thực phẩm nông nghiệp và công nghiệp nhẹ.

- Khi độ ẩm thấp có thể làm sản phẩm khô, giòn dễ vỡ, hoặc làm mất chất lượng của một số loại sản phẩm.

Khi tốc độ sản xuất quá lớn, sản phẩm có thể bay hơi nước nhanh chóng, dẫn đến giảm chất lượng và khối lượng Đối với các nhà máy dệt, hiện tượng này còn khiến sản phẩm bay tán loạn khắp phòng Do đó, cần đảm bảo tốc độ sản xuất không vượt quá mức cho phép để duy trì chất lượng sản phẩm.

Khi tốc độ gió trong phòng thấp, sự tuần hoàn không hiệu quả dẫn đến việc trao đổi nhiệt ẩm kém Điều này có thể gây ra sự tích tụ hơi ẩm và nhiệt tại một số khu vực nhất định, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và chất lượng sản phẩm trong không gian đó.

1.4.4 Độ trong sạch của không khí

Nhiều ngành sản xuất, như điện tử bán dẫn, tráng phim và quang học, yêu cầu môi trường không khí cực kỳ trong sạch Bên cạnh đó, một số ngành thực phẩm cũng đặt ra tiêu chuẩn cao về độ tinh khiết của không khí để đảm bảo không làm ô nhiễm sản phẩm.

Con người và quá trình sản xuất đều cần một môi trường không khí với các thông số tối ưu Tuy nhiên, môi trường không khí tự nhiên hiện nay không thể đáp ứng đủ các yêu cầu này.

Vì vậy, phải sử dụng biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng cách thông gió, điều hòa không khí.

Ý nghĩa việc lắp đặt điều hòa không khí cho công trình

Lắp đặt điều hòa không khí cho công trình không chỉ giúp duy trì ổn định nhiệt độ và độ ẩm theo chương trình định sẵn, mà còn đáp ứng nhu cầu cá nhân của con người Đối với sản xuất, điều hòa không khí nâng cao chất lượng quy trình sản xuất trong các ngành như chế biến thực phẩm, sản xuất hàng tiêu dùng và dệt may, nơi yêu cầu môi trường không khí nghiêm ngặt Mỗi loại sản phẩm cần được bảo quản ở nhiệt độ cụ thể; nếu vượt quá mức này, chất lượng sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng.

Phân tích lựa chọn hệ thống điều hòa không khí

Hiện nay trên thị trường phổ biến 3 loại hệ thống điều hòa: Cục bộ, Water Chiller, VRV Do đó ở đây phân tích 3 hệ thống trên để lựa chọn.

1.6.1 Hệ thống điều hòa cục bộ

Hình 1 4 Máy điều hòa cục bộ hai mảnh.

Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ chuyên điều hòa không khí trong không gian hạn chế, thường được sử dụng cho một phòng riêng biệt hoặc một số phòng nhỏ.

Máy điều hòa hai mảnh, bao gồm dàn lạnh và dàn nóng tách rời, ngày càng trở nên phổ biến do khả năng lắp đặt linh hoạt cho các phòng nằm sâu trong công trình, khắc phục nhược điểm của máy điều hòa cửa sổ So với các loại máy điều hòa khác như máy điều hòa cửa sổ và máy điều hòa dạng tủ, máy điều hòa hai mảnh đáp ứng tốt hơn nhu cầu sử dụng thực tế.

Máy điều hòa rời bao gồm hai phần chính: dàn nóng và dàn lạnh, được lắp đặt tách biệt Hai phần này được kết nối với nhau qua các ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển Máy nén thường nằm trong dàn nóng và được điều khiển từ dàn lạnh thông qua bộ điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa.

Công suất nhỏ từ 9000 - 60000 BTU/h Bao gồm chủ yếu các model sau: 9000; 12000; 18000; 24000; 36000; 48000; 60000 BTU/h Tùy theo hãng chế tạo.

Hệ thống này bao gồm hai phần chính:

Bộ phận trong nhà (Indoor unit) thường được lắp đặt trên tường hoặc trần nhà trong hội trường, với nhiệm vụ chính là thổi khí lạnh hoặc nóng vào không gian bên trong, giúp duy trì nhiệt độ thoải mái cho người sử dụng.

Bộ phận ngoài trời (Outdoor unit): Được đặt bên ngoài, có chức năng ngưng tụ và giải phóng nhiệt ra bên ngoài

- Theo chế độ làm việc: máy một chiều và máy hai chiều.

- Theo đặc điểm của dàn lạnh: máy điều hòa gắn tường, đặt nền, áp trần, âm trần, cassette, máy điều hòa kiểu vệ tinh. Ưu điểm:

- Có vốn đầu tư thấp, giá vận hành thấp, độ tin cậy lớn;

- Hoạt động hoàn toàn tự động, vận hành, bảo trì, sửa chữa dễ dàng;

- Không cần phòng máy, không cần công nhân vận hành;

- Có khả năng sử dụng cục bộ (cần phòng nào làm lạnh phòng đó).

- Hiệu suất cao: Hệ thống này thường có hiệu suất làm lạnh hoặc sưởi ấm tốt hơn so với các loại điều hòa khác.

- Tiết kiệm không gian: Với thiết kế gọn nhẹ, bộ phận trong nhà không chiếm nhiều diện tích.

- Công suất hạn chế (từ 9000 - 60000 BTU/h);

- Đường ống dẫn gas chỉ giới hạn trong khoảng 10m Do đó rất khó bố trí các dàn nóng;

- Nhiệt độ dao động lớn do phân phối gió khó đều;

- Khả năng làm sạch không khí trong phòng thấp;

- Gây ồn ở cụm dàn nóng, dàn nóng thường được gắn lên tường nên có thể gây rung tường, và tạo độ ồn trong phòng;

- Thường xuyên bảo dưỡng định kỳ cả cụm dàn nóng và dàn lạnh Do đó phải lắp đặt các cụm sao cho dễ dàng sữa chửa, bảo dưỡng;

- Đối với công trình lớn, rất dễ phá vỡ kiến trúc công trình.

1.6.2 Hệ thống điều hòa VRV

Hình 1 5 Hệ thống điều hòa VRV.

Hệ thống điều hòa VRV, viết tắt của "Variable Refrigerant Volume", cho phép điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn, từ đó thay đổi công suất phù hợp với nhu cầu sử dụng bên ngoài.

Máy điều hòa VRV được phát triển để khắc phục những hạn chế của máy điều hòa dạng rời, như độ dài đường ống dẫn gas, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh, cũng như công suất lạnh bị giới hạn.

Hệ thống này sở hữu nhiều ưu điểm và nhược điểm rõ rệt, rất phù hợp cho các ứng dụng thương mại và công nghiệp, đặc biệt là trong các tòa nhà lớn như văn phòng, khách sạn và trung tâm hội nghị.

- Điều khiển riêng biệt: có thể điều khiển chính xác theo từng mức độ phù hợp với điều kiện của mỗi phòng;

Máy điều hòa không khí nhỏ gọn giúp tiết kiệm không gian lắp đặt hiệu quả Với chiều dài ống được kéo dài và khả năng hoạt động chỉ với một tuyến ống đơn, hệ thống này mang lại sự tiện lợi và tối ưu hóa không gian sử dụng.

- Mẫu mã đa dạng; linh hoạt thiết kế;

- Tính toán đường ống dễ dàng, rút ngắn thời gian thiết kế;

- Dễ dàng thay đổi cách bố trí do công suất dàn lạnh có thể đạt đến 130% công suất dàn nóng;

- Dàn nóng có thể đặt trên tầng mái mà không làm ảnh hưởng đến thiết kế bên trong của toà nhà;

Đường ống gas có chiều dài tối đa lên đến 100m, với độ cao chênh lệch tối đa giữa các đơn vị sử dụng (OU) và đơn vị cung cấp (IU) là 50m, còn giữa các IU là 15m, rất phù hợp cho các tòa nhà cao tầng.

Máy được thiết kế dễ sử dụng với chức năng hoạt động êm, đặc biệt là vào ban đêm Bộ điều khiển cho phép điều chỉnh riêng biệt từng phòng, mang lại sự tiện lợi tối đa cho người dùng.

- Độ tin cậy tối đa:

+ Chức năng chuẩn đoán giúp kiểm tra, phát hiện sự cố nhanh chóng, chính xác;

+ Chức năng tự khởi động lại đảm bảo hệ thống hoạt động lại với chế độ cài đặt đã định trước ngay cả khi nguồn điện bị tắt;

+ Hệ thống được điều khiển từng phòng riêng biệt nên sự cố xảy ở một dàn lạnh nào đó không làm gián đoạn hoạt động của cả hệ thống.

+ Thiết bị nhỏ gọn và nhẹ;

+ Số lượng ống ít hơn giúp việc bố trí đơn giản hơn, kiểm tra sau khi lắp đặt không quá phức tạp.

Để đảm bảo cung cấp gió tươi cho phòng và tiết kiệm năng lượng cho hệ thống, cần lắp đặt thêm thiết bị thông gió hồi nhiệt.

- 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 có công suất vừa;

- Giá thành đắt nhất trong tất cả các hệ thống ĐHKK, nhưng đang có xu hướng giảm dần;

- Hệ thống bao gồm các thiết bị chính: dàn nóng, dàn lạnh, hệ thống đường ống dẫn và

Hệ thống làm lạnh riêng từng phòng rất phù hợp cho các công trình cao tầng như chung cư, văn phòng và khách sạn cao cấp, nơi có vốn đầu tư lớn và yêu cầu hệ số sử dụng đồng thời nhỏ.

Hệ thống VRV là giải pháp điều hòa không khí hiệu quả và linh hoạt, tuy nhiên, cần xem xét kỹ lưỡng chi phí, yêu cầu kỹ thuật và các vấn đề liên quan đến bảo trì.

1.6.3 Hệ thống điều hòa Water Chiller

Hình 1 6 Hệ thống điều hòa Water Chiller.

Hệ thống điều hòa water chiller là một giải pháp làm mát không khí hiệu quả, trong đó máy lạnh làm lạnh nước thay vì không khí trực tiếp Nước lạnh được vận chuyển qua các ống cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt như FCU và AHU để xử lý nhiệt độ và độ ẩm của không khí Hệ thống này mang lại nhiều ưu điểm, bao gồm khả năng tiết kiệm năng lượng và hiệu suất làm mát cao.

- Công suất hệ thống dao động trong một khoảng lớn;

Hệ thống ống nước được thiết kế gọn nhẹ, không bị hạn chế về chiều dài và độ chênh lệch cao, miễn là bơm đáp ứng đủ nhu cầu Do đó, hệ thống này rất phù hợp cho các công trình lớn và cao tầng.

- Hệ thống hoạt động ổn định không phụ thuộc nhiều vào thời tiết, bền và tuổi thọ cao;

- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngoài;

- Thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn.

- Hệ thống đòi hỏi phải có phòng máy riêng;

- Do vận hành phức tạp, nên phải có người chuyên trách vận hành hệ thống;

- Lắp đặt, sửa chữa và bảo dưỡng hệ thống tương đối phức tạp;

- Chi phí đầu tư và vận hành khá lớn.

- Đối với công trình cơ sở 2 trường ĐH SPKT-ĐHĐN chọn hệ thống điều hòa không khí Water Chiller cho công trình.

TÍNH NHIỆT ẨM CÔNG TRÌNH

Phương trình cân bằng nhiệt và ẩm

Hệ nhiệt luôn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố từ môi trường bên ngoài cũng như các tác động từ bên trong Những nhiễu loạn này có thể bao gồm sự thay đổi về nhiệt độ, độ ẩm và sự phát tán của các chất độc hại, tất cả đều ảnh hưởng đến sự ổn định và hiệu suất của hệ thống.

2.1.1 Phương trình cân bằng nhiệt

Theo TL [1] hệ điều hòa chịu tác động của các nhiễu loạn nhiệt dưới hai dạng phổ biến sau:

- Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong hệ gọi là các nguồn nhiệt tỏa: ΣQ

- Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gọi là nguồn nhiệt thẩm thấu: ΣQ

Tổng hai thành phần trên gọi là nhiệt thừa:

Để duy trì chế độ nhiệt trong không gian điều hòa, kỹ thuật điều hòa không khí yêu cầu cung cấp một lượng không khí với lưu lượng G (kg/s) cho hệ thống.

V (t, ) nào đó và lấy ra cũng lượng như vậy nhưng ở trạng thái

T (t,) Như vậy lượng không khí này đã lấy đi từ phòng một lượng nhiệt bằng

Q Ta có phương trình cân bằng nhiệt như sau:

G - Gọi là lưu lượng thải nhiệt thừa, kg/s

2.1.2 Phương trình cân bằng ẩm

Tương tự như trên, ngoài các nhiễu loạn về nhiệt hệ cũng bị tác động của các nhiễu loạn về ẩm như sau:

- Ẩm tỏa ra từ các nguồn bên trong hệ: ΣW

- Ẩm thẩm thấu qua kết che: ΣW

Tổng hai thành phần trên gọi là ẩm thừa:

Để duy trì sự cân bằng ẩm và trạng thái không khí trong phòng không thay đổi, cần cung cấp một lượng ẩm W cho hệ thống Phương trình cân bằng ẩm được xác định bởi W = ΣW + ΣW.

G - Gọi là lưu lượng thải ẩm thừa, kg/s.

2.2 Xác định lượng nhiệt thừa.

2.2.1 Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q 1

Máy móc và thiết bị điện gồm hai dạng khác nhau:

Máy sử dụng động cơ điện là thiết bị chuyển đổi điện năng thành cơ năng, giúp vận hành các kết cấu cơ khí để thực hiện các thao tác cụ thể Ví dụ điển hình bao gồm động cơ điện trong quạt, bơm và máy nén.

Thiết bị điện bao gồm các thiết bị tiêu thụ điện năng, được sử dụng để sấy, sưởi ấm hoặc duy trì hoạt động của các hệ thống máy móc Ví dụ điển hình như điện trở, máy vi tính và tivi.

Trong khu hội trường, các thiết bị điện chủ yếu bao gồm loa, âm li, máy tính, máy fax, máy chiếu và máy lọc nước Hầu hết các thiết bị này chỉ chuyển đổi năng lượng thành nhiệt, với lượng nhiệt tỏa ra tương ứng với công suất tiêu thụ của từng thiết bị.

Khi tính toán tổn thất nhiệt từ máy móc và thiết bị điện, cần chú ý đến mức độ hoạt động đồng thời để đảm bảo công suất lạnh không vượt quá mức cần thiết.

Nhiệt tỏa ra do máy và các dụng cụ dùng điện như tivi, máy tính, máy in… trong văn phòng là các thiết bị điện được tính như sau:

P: là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W kđt: Hệ số tác động đồng thời Chọn kđt = 0,8

Thiết bị điện: Loa (300w), laptop(36w), máy lọc nước(100w), máy tính(150w), máy chiếu(200w),

Bảng 2 1 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa ra từ máy móc cho hội trường.

Tầng Thiết bị trong hội trường Q1,W

2.2.2 Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q 2

Có thể chia đèn điện chiếu sáng ra làm 2 loại: Đèn dây tóc và đèn huỳnh quang

Nhiệt do các nguồn sáng nhân tạo tỏa ra chỉ ở dạng nhiệt hiện

Đèn dây tóc chuyển đổi năng lượng đầu vào thành quang năng và nhiệt năng, nhưng cuối cùng, toàn bộ năng lượng này đều biến thành nhiệt và bị hấp thụ bởi không khí trong phòng.

NS - Tổng công suất các đèn dây tóc, kW

Đèn huỳnh quang chuyển đổi khoảng 25% năng lượng đầu vào thành quang năng, trong khi 25% còn lại được phát ra qua bộ chỉnh lưu, với công suất bộ chấn lưu chiếm khoảng 25% công suất của đèn Do đó, tổn thất nhiệt trong trường hợp này là đáng kể.

Một vấn đề phổ biến trong thiết kế nội thất là không xác định được cách bố trí đèn trong phòng hoặc ánh sáng cho các đối tượng Để giải quyết vấn đề này, có thể tham khảo bảng 3.2 TL [1] để đảm bảo đủ điều kiện chiếu sáng cho không gian sống.

Như vậy tổn thất do nguồn sáng nhân tạo, trong trường hợp này được tính theo công thức theo TL [2] như sau:

F: Diện tích sàn nhà, m 2 qs: Công suất chiếu sáng yêu cầu cho 1m 2 diện tích sàn, W/m 2 Bình thường, theo tiêu chuẩn chiếu sáng lấy 10 W/m 2 diện tích sàn cho phòng làm việc, văn phòng.

Bảng 2 2 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng.

Trong quá trình hô hấp và hoạt động, cơ thể con người tỏa ra nhiệt, lượng nhiệt này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí và lứa tuổi Nhiệt tỏa ra được chia thành hai phần: phần nhiệt trực tiếp tỏa vào không khí, gọi là nhiệt hiện, và phần nhiệt làm bay hơi trên bề mặt da, được gọi là nhiệt ẩn Tổng hai loại nhiệt này được gọi là lượng nhiệt toàn phần do con người tỏa ra.

Nhiệt tỏa ra từ cơ thể con người thay đổi tùy thuộc vào điều kiện vi khí hậu, cường độ lao động, thể trạng và giới tính Nói chung, nam giới tỏa nhiệt nhiều hơn nữ giới Nhiệt tỏa từ người bao gồm hai thành phần chính.

- 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).

Nhiệt tỏa từ một người được xác định bằng công thức Q3 = n.q, trong đó W là nhiệt tỏa tính trên mỗi người Với nhiệt độ phòng khoảng 25°C, trong môi trường văn phòng, trạng thái lao động nhẹ được áp dụng để tính toán.

Bảng 2 3 Bảng kết quả tính nhiệt tỏa từ người.

2.2.4 Nhiệt do sản phẩm mang vào Q 4

Tổn thất nhiệt dạng này thường xảy ra tại các xí nghiệp và nhà máy, nơi có sự trao đổi sản phẩm có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường điều hòa Tuy nhiên, trong bối cảnh hội trường, tổn thất nhiệt này là không đáng kể, với Q4 = 0.

2.2.5 Nhiệt tỏa ra từ bề mặt thiết bị nhiệt Q 5

Trong hội trường không có các thiết bị trao đổi nhiệt như lò sưởi, thiết bị sấy, ống dẫn hơi, nên Q5 =0.

Tính toán ẩm thừa

Ẩm thừa trong không gian điều hòa gồm thành phần chính: W= W1 + W2 + W3 +

W1: lượng ẩm thừa do người tỏa ra, (kg/s)

W2: lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm, (kg/s)

W3: lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, (kg/s)

W4: lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào, (kg/s)

2.3.1 Lượng ẩm do người tỏa ra W 1

Lượng ẩm do người tỏa ra được xác định theo biểu thức:

Với: n: số người trong phòng điều hòa, (người) gn: lượng ẩm do người tỏa ra trong 1 đơn vị thời gian, g/h.người

Bảng 2 7 Lượng ẩm do người tỏa ra W1.

2.3.2 Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W 2

Khi đưa sản phẩm ướt vào phòng, hơi nước sẽ bốc lên không khí, trong khi sản phẩm khô sẽ hút ẩm Thành phần ẩm thừa chỉ xuất hiện trong môi trường công nghiệp, vì vậy W2 = 0.

2.3.3 Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W 3

Trong trường hợp này, nền các phòng của resort thường lót gạch men nên lương ẩm bay hơi từ sàn có thể bỏ qua, W3 = 0.

2.3.4 Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W 4

Trong các phòng của khách sạn thì không có rò rỉ hơi nóng nên W4 = 0.

Kết quả tính toán

Bảng 2 8 Tổng kết các nguồn nhiệt, ẩm.

THIẾT LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Lựa chọn các thông số tính toán

3.1.1 Các thông số bên trong và bên ngoài

Lập sơ đồ điều hòa không khí là quá trình xác định các thay đổi trạng thái của không khí trên đồ thị I-d Mục đích của việc này là xác định các bước xử lý cần thiết và năng suất lạnh để đạt được trạng thái không khí mong muốn trước khi đưa vào phòng.

Sơ đồ điều hoà không khí được lập trên cơ sở:

-Điều kiện khí hậu địa phương nơi lắp đặt công trình: tN , ϕ N

-Yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ: tT, ϕ T

-Các kết quả tính cân bằng nhiệt: QT, WT

Để đảm bảo vệ sinh và an toàn, nhiệt độ không khí trước khi thổi vào phòng không được thấp hơn nhiều so với nhiệt độ trong phòng, nhằm tránh gây cảm lạnh cho người sử dụng Cụ thể, nhiệt độ không khí phải đạt điều kiện: tv ≥ tT - a.

-Đối với hệ thống điều hoà không khí thổi từ trên xuống: a= 10 0 C

-Đối với hệ thống điều hoà không khí thổi từ dưới lên: a= 7 0 C b Lượng khí tươi cấp vào phòng phải đảm bảo đủ cho mọi người trong phòng:

Trong đó : n- Số người trong phòng mk- Khối lượng gió tươi cần cấp cho 01 người trong một đơn vị thời gian, kg/người.h

- Khối lượng riêng của không khí, = 1,2 kg/m 3

Vk- Lượng không khí tươi cần cung cấp cho 1 người trong 1 đơn vị thời gian

3.1.2 Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí

Mỗi hệ thống điều hòa không khí cơ bản bao gồm bốn khâu, và việc lựa chọn từng khâu phải phù hợp với tình hình thực tế Khi thiết kế, các kỹ sư thường dựa vào sơ đồ điều hòa không khí để đưa ra những quyết định tối ưu.

Sơ đồ điều hòa không khí được xây dựng dựa trên kết quả tính toán cân bằng nhiệt ẩm, đồng thời đáp ứng các yêu cầu về tiện nghi cho con người và công nghệ phù hợp với điều kiện khí hậu.

Khi lập sơ đồ điều hòa không khí, các thông số tính toán như nhiệt độ và độ ẩm của không khí ngoài trời (tN, N) và trong nhà (tT, T) cần được xác định trước Đồng thời, cũng phải xem xét nhiệt thừa (QT) và ẩm thừa để đảm bảo hiệu quả trong quá trình điều hòa không khí.

WT cũng như hệ số góc tia quá trình tự thay đổi trạng thái không khí trong phòng

Nhiệm vụ của bài toán là xác định quá trình xử lý không khí trên đồ thị I-d, lựa chọn thiết bị phù hợp cho khâu xử lý không khí và tính toán năng suất cần thiết của các thiết bị đó Đồng thời, cần kiểm tra các điều kiện vệ sinh liên quan đến quá trình này.

Việc lập sơ đồ điều hòa không khí chủ yếu được thực hiện cho mùa hè tại Việt Nam, do mùa đông không lạnh nhiều Do đó, chỉ cần tập trung vào việc thiết kế sơ đồ cho mùa hè là đủ.

Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, bạn có thể lựa chọn giữa các loại sơ đồ như: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn một cấp, sơ đồ tuần hoàn hai cấp, hoặc sơ đồ có phun ẩm bổ sung.

Việc thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí được tính toán cho mùa hè và mùa đông

Tuy nhiên do tính chất khí hậu ở Việt Nam nên ta chỉ tính chọn cho mùa hè.

Có nhiều loại sơ đồ điều hoà không khí như sơ đồ thẳng,sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp….

Tuy nhiên do tính chất thiết kế cho công trình là khu văn phòng làm việc nên ta chọn loại sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.

Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp có điều chỉnh nhiệt độ thổi vào có ưu điểm.

Tận dụng nhiệt của không khí tuần hoàn nên năng suất lạnh và năng suất làm khô giảm so với sơ đồ thẳng.

TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG

Lựa chọn hãng sản xuất

4.1.1 Mô tả hệ thống điều hòa Chiller Trane

Trane áp dụng công nghệ tiên tiến để kiểm soát nhiệt độ với độ chính xác cao trong khoảng 0,5 độ C, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng, từ điều hòa không khí đến thiết bị công nghiệp Các mô hình mới gần đây đã được giới thiệu với công suất tăng lên đến 480 HP, bao gồm nhiều loại như đơn vị biến tần tiên tiến, đơn vị làm mát quanh năm, và các đơn vị có khả năng chịu ngâm nước muối Daikin cũng cung cấp một loạt các giải pháp linh hoạt cho các ứng dụng nguồn nhiệt khác nhau với đội hình đa dạng các lựa chọn nguồn nhiệt.

Làm lạnh nước được thiết kế đặc biệt có khả năng hoạt động liên tục suốt cả năm nhờ vào khả năng phục vụ nhiều mức nhiệt độ ngoài trời khác nhau Những mô hình hiệu suất cao với công suất vượt trội đảm bảo hiệu quả tối ưu cho nhu cầu sử dụng.

Máy bơm nhiệt 40 HP cung cấp khả năng kiểm soát chính xác từ 10% đến 100%, phù hợp với các điều kiện khắt khe trong ứng dụng công nghiệp Hệ thống làm mát bằng không khí này tiết kiệm năng lượng và là giải pháp kinh tế cho nguồn cung cấp nước nóng và lạnh đáng tin cậy Với thiết kế nhỏ gọn không cần tháp làm mát, chúng rất thích hợp cho các tòa nhà văn phòng điều hòa không khí Các mô hình cao cấp đáp ứng đa dạng nhu cầu về điều hòa không khí.

Các đơn vị làm mát bằng nước cung cấp nước ướp lạnh ổn định quanh năm, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ ngoài trời Chúng không chỉ được ứng dụng trong điều hòa không khí mà còn mang lại độ tin cậy cao trong quá trình làm mát công nghiệp nhờ vào giải pháp ổn định và khả năng kiểm soát nhiệt độ rộng rãi.

Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller Trane nổi bật với độ chính xác và độ bền cao Cánh quạt cửa khẩu được thiết kế đặc biệt ở hai bên của vít, giúp loại bỏ tải lập dị do áp suất chênh lệch gây ra Trục cánh quạt sử dụng bóng có độ chính xác cao và vòng bi lăn, kéo dài tuổi thọ gấp đôi so với các loại vít thông thường Ngoài ra, cánh quạt cửa khẩu còn được cân bằng áp lực, giảm thiểu tiếng ồn và độ rung trong quá trình hoạt động.

Cường độ âm thanh và rung động thấp:

Trane Water Chillers sử dụng cánh quạt cửa làm bằng nhựa kỹ thuật cao, giúp tối ưu hóa hiệu suất và chia lưới với rotor vít Thiết kế này không chỉ giảm thiểu độ rung và sốc mà còn đảm bảo hoạt động ổn định Các cánh quạt được cân bằng để duy trì áp lực, đồng thời giảm thiểu tiếng ồn và độ rung trong quá trình vận hành.

Sự dao động của áp suất lớn với "5 quá trình nén" trong một lần quay:

- Việc xây dựng trục vít đơn loại bỏ thổi từ cao phần áp suất thấp để giảm thiểu thất thoát năng lượng.

- Xây dựng cánh quạt duy nhất, đơn giản cho phép một thiết kế nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ.

- Truyền tải điện giữa các cánh quạt được giảm xuống, do đó loại trừ hao mòn ma sát.

- 6 rãnh được phân vùng và bởi cánh quạt cửa khẩu để tạo 12 phòng nén.

Thời gian bảo trì 7 năm (khoảng 40,000 hours).

Hệ thống bôi trơn đơn giản với áp suất cao/thấp giúp phân biệt giữa bóng và vòng bi lăn, giảm thiểu các yếu tố có thể gây ra vấn đề.

Tính chọn AHU

Hình 4.1 AHU CLCP XP hãng TRANE.

Khi lựa chọn AHU, cần đảm bảo rằng năng suất lạnh của dàn lạnh phải lớn hơn hoặc bằng yêu cầu Ngoài ra, việc chọn AHU còn phụ thuộc vào lưu lượng không khí cần cung cấp cho KGĐH và nhiệt độ nước vào, ra của AHU Hãy chọn AHU dựa trên các giá trị cụ thể này để đạt hiệu quả tối ưu.

- Nhiệt độ nước vào AHU là 7 0 C, [5].

- Nhiệt độ nước ra khỏi AHU là 12 0 C, [5].

Với công suất lạnh, không khí cần cung cấp cho KGĐH, sử dụng catalogue AHU hãng TRANE [Tr06,10]

Tìm được thiết bị phù hợp với các thông số được trình bày theo bảng 4.5, phụ lục 12.

STT Model Số lượn g lượng Lưu (l/phút nước ) lượng Lưu (m gió 3 /s)

Cột áp (kPa ) Điện áp Công điện suất (kW)

Vậy, tổng số lượng AHU cho tòa nhà là 3 AHU với tổng công suất lạnh: 405,45kW.

Tính chọn miệng thổi, miệng hút

Bảng 4.2 Số miệng thổi cho hội trường.

Hội Trường Số miệng thổi

Lưu lượng trung bình cho một miệng thổi là GMT = 1700m 3 /h

Với GMT ta chọn miệng thổi khuếch tán gắn trần có kích thước= 550x550(mm),Lưu lượng= 2040 (m 3 /h)

Bảng 4.3 Số miệng hút cho hội trường.

Hội Trường Số miệng hút

8Dựa vào lưu lượng gió qua một miệng hút ta chọn loại miệng hút kiểu lá sáchAFL của hãng HT Air Grilles có kích thước= 600x600 (mm), Lưu lượng= 1940 (m 3 /h)

Tính chọn máy điều hòa

Hình 4 2 Chiller RTWF hãng TRANE.

Khi chọn chiller cần phụ thuộc vào công suất lạnh và nhiệt độ nước ra vào chiller. Chọn chiller với các giá trị cụ thể như sau:

- Nhiệt độ nước vào chiller là 12 0 C, [5].

- Nhiệt độ nước ra chiller là 7 0 C, [5].

Công suất lạnh của chiller cần phải lớn hơn hoặc bằng tổng công suất lạnh của các AHU Ngoài ra, khi lựa chọn máy lạnh trung tâm, cần đảm bảo công suất lạnh phù hợp với yêu cầu của công trình và xem xét tình huống máy hỏng để đưa ra phương án hợp lý.

Do công trình là văn phòng cho thuê với tải không đồng thời, việc sử dụng 3 máy lạnh có tổng công suất 405,45 kW sẽ nâng cao hiệu quả sử dụng và tiết kiệm năng lượng hơn là chỉ chọn một máy.

Dựa vào catalogue của hãng Trane, model máy chiller được chọn là RTWF120 SE với công suất lạnh đạt 417 kW.

> 405,45 kW (Tổng công suất lạnh của AHU).

Bảng 4 4 Thông số Chiller RTWF120 SE.

Mô tả thiết bị Yêu cầu Đơn vị

Lượng môi chất lạnh 85 kg

Kích thước ống vào/ra DN100 mm

Kích thước ống vào/ra DN100 mm

4.4.1 Xác định chu trình máy lạnh

Chu trình làm việc của máy là loại một cấp có hồi nhiệt

Hình 4 3 Chu trình máy lạnh một cấp có hồi nhiệt.

1-2: Quá trình nén đoạn nhiệt

3-3’: Quá lạnh lỏng ngưng trong hồi nhiệt ở Pk=const

1’-1: Quá nhiệt hơi trong hồi nhiệt ở Po=const

Trong quá trình xác định các điểm nút, nhiệt độ sôi t0 là yếu tố quan trọng Ngoài việc xác định nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong dàn bốc hơi của máy điều hòa, cần chú ý đến nhiệt độ của không khí được làm lạnh khi thổi qua dàn bốc hơi hoặc dàn nước lạnh.

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh trong máy điều hoà nhiệt độ được chọn: t0=210 o C Ở đây ta chọn t0=5 o C

Nhiệt độ sôi trong máy điều hòa cần lớn để đảm bảo nước lạnh đạt trên 0 oC, tránh tình trạng nước đóng băng trong ống và gây vỡ ống Đối với máy điều hòa làm lạnh nước, nhiệt độ nước vào bình bốc hơi được ký hiệu là t’n, trong khi nhiệt độ nước ra khỏi bình bốc hơi là t”n Độ chênh lệch nhiệt độ giữa nước ra và nhiệt độ bốc hơi phải đạt t”n = t”n - to ≥ 3 oC để đảm bảo hiệu quả trong quá trình truyền nhiệt giữa nước và dàn lạnh, với t”n được chọn là 3 oC.

Nước lạnh từ bình của máy điều hòa được bơm qua ống dẫn đến thiết bị trao đổi nhiệt (như FCU hoặc AHU), nơi nước chảy qua các ống có cánh bên ngoài để làm lạnh không khí trước khi thổi vào phòng cần điều hòa.

Khi kể đến tổn thất lạnh trên đường ống giả thiết nhiệt độ nước lạnh vào TBTĐN t’nT cao hơn nhiệt độ nước ra khỏi bình khoảng 0,51 o C: t’nT=t”n+(0,51 o C)

Tương tự nhiệt độ nước lạnh ra khỏi TBTĐN t”nT thấp hơn nhiệt độ nước vào trong bình bay hơi khoảng 0,51 o C: t”n=t”nT+(0,5 1) o C.

Và hiệu giữa nhiệt độ nước lạnh vào và ra khỏi TBTĐN thường chọn:

Vậy khi ta chọn to=5 o C, t”n=3 o C, t”k=6 o C, tn=3 o C thì ta có thể xác định được các nhiệt độ của nước lạnh và không khí:

+ Nhiệt độ của nước ra khỏi bình bay hơi: t”n=to+t”n=5+3=8 o C

+ Nhiệt độ nước vào TBTĐN: t’nT=t”n+1=8+1=9 o C

+ Nhiệt độ nước ra TBTĐN: t”nT=t’nT+tn=9+3 o C

+ Nhiệt độ nước vào bình bay hơi: t’n=t”nT+1+1 o C

+ Hiệu nhiệt độ nước lạnh trong bình bay hơi: tnB=t’n- t”n-8=5 o C

+ Nhiệt độ không khí lạnh ra khỏi TBTĐN: t”kT=t’nT+t”k=9+6 o C

Khi chọn nhiệt độ ngưng tụ cho môi chất lạnh trong máy điều hòa không khí, yếu tố quyết định là loại chất làm mát bình ngưng, trong trường hợp này là nước.

Trong hệ thống máy điều hòa không khí, nước được sử dụng để làm mát bình ngưng thông qua một vòng tuần hoàn kín Nước sau khi đi qua bình ngưng sẽ hấp thụ nhiệt từ hơi môi chất lạnh, khiến nhiệt độ nước tăng lên Sau đó, nước nóng này được đưa vào tháp giải nhiệt để giảm nhiệt độ trước khi quay trở lại bình ngưng.

Hình 4 4 Bình ngưng giải nhiệt bằng nước.

Khi ký hiệu nhiệt độ nước làm mát vào và ra khỏi bình ngưng, ta có t”nB = t’nT và t’nB = t”nT, cho thấy mối quan hệ giữa nhiệt độ nước tại các điểm này.

tnB=t”nB- t’nB= tnT =t’nT - t”nT Đối với tháp giải nhiệt, hiệu nhiệt độ nước vào, ra khỏi tháp thường được chọn: tnT=(26) o C

Và để đảm bảo quá trình truyền nhiệt:

t”n=tk-t”nB3 o C và t”nT=tư+(3 5) o C tư- nhiệt độ nhiệt kế ướt

Khi chọn hiệu nhiệt độ nước trong tháp giải nhiệt tnT=5 o C

Ta tìm được nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng t”nB:

tnB=tnT=5 o C=t”nB-t’nB t”nB=t’nB+43+58 o C

Vì ở nhiệt độ 34,5 o C và độ ẩm 76,5% có tư0 o C t”nT=t’nB=tư+40+33 o C

Ta chọn t”n=3 o C=tk-t”nB tk=t”nB+38+3A o C b Nhiệt độ quá lạnh tql, nhiệt độ quá nhiệt tqn

Máy điều hòa không khí sử dụng môi chất lạnh như R22 và R12 với chu trình 1 cấp có hồi nhiệt Trong bình hồi nhiệt kiểu ngược dòng, lỏng ngưng freon từ bình ngưng có nhiệt độ t’1=tk, sau khi tỏa nhiệt, lỏng được làm mát và ra với nhiệt độ t”1=tql (nhiệt độ quá lạnh) để vào bộ phận tiết lưu Đồng thời, hơi freon lạnh từ bình bốc hơi với nhiệt độ t’h=to vào bình hồi nhiệt, sau khi nhận nhiệt, nhiệt độ tăng lên t”h=tqn (nhiệt độ quá nhiệt) và được hút vào máy nén Để đảm bảo hiệu suất truyền nhiệt, việc lựa chọn thiết bị phù hợp là rất quan trọng.

Từ đó khi bỏ qua tổn thất nhiệt ở bình hồi nhiệt ta có phương trình cân bằng nhiệt với

Cplt1=Cphth tql=tk-Cphth/Cpl

Bây giờ ta có to=5 o C, tkA 0 C ta chọn th % o C từ đó ta tính được nhiệt độ :

Nhiệt độ trung bình của hơi được tính bằng công thức th=0,5.(tqn+to)=0,5.(30+5)=17,5 o C Tra bảng R134a, giá trị Cph là 0,82 kJ/kgK Giả sử t” là 10 o C, ta tính t1=0,5.(40+30)=35 o C, từ đó tra bảng lỏng R134a có Cpl=1,3 kJ/kgK Do đó, nhiệt độ quá lạnh lỏng tql được xác định bằng công thức: tql=tk-Cphth/CplA-0,82.25/23 = o C.

Nhiệt độ môi chất bay hơi là:to=5 o C

Nhiệt độ môi chất ngưng tụ là: tkA o C

Nhiệt độ quá lạnh là: tql% o C

Nhiệt độ quá nhiệt là: tqn0 o C

Bảng 4 5 Thông số của các điểm của chu trình.

Các thông số của các điểm tra theo bảng R134a

Năng suất lạnh riêng đơn vị:

Lưu lượng khối lượng tác nhân tuần hoàn

Tính chọn tháp giải nhiệt

Trong hệ thống điều hòa không khí sử dụng nước để giải nhiệt, tháp giải nhiệt là một thành phần thiết yếu Tháp giải nhiệt có chức năng làm mát nước, giúp duy trì hiệu suất hoạt động của giàn ngưng trong máy điều hòa.

Việc lựa chọn tháp giải nhiệt thường dựa trên catalog của máy do tính toán phức tạp Phương pháp chọn tháp của hãng RINKI (Hồng Kông) được áp dụng để xác định năng suất giải nhiệt Khi đã biết năng suất lạnh của hệ thống QO, chúng ta có thể tính được năng suất giải nhiệt của tháp là QK = 1,3.QO.

- Như vậy ta tính được năng suất giả nhiệt của tháp:

- Với yêu cầu năng suất giải nhiệt như trên Ta chọn tháp giải nhiệt Alpha150RT.

Hình 4 5 Tháp giải nhiệt Alpha 150RT.

- Các thông số của tháp:

Khả năng giải nhiệt: 585000 Kcal/hr = 680,35 kw

Lưu lượng nước giải nhiệt: 1950 l/min

Kích thước tháp giải nhiệt: 3300mm x 2415mm (D*H)

Motor quạt hút: 5 HP Đường kính quạt hút: 1700 mm

Trọng lượng tháp giải nhiệt (khô): 650 kg

Trọng lượng tháp giải nhiệt (khi hoạt động): 2720 kg

TÍNH TOÁN LẮP ĐẶT MÁY VÀ HỆ THỐNG GIẢI NHIỆT

TIÊU ÂM HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ