TÒNG QUAN VÈ ĐIÈU HÒA KHÔNG K H Í
KHÁI N IỆ M
Điều hòa không khí là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và thiết bị nhằm tạo ra và duy trì môi trường không khí phù hợp cho sản xuất, chế biến và tiện nghi con người Nó bao gồm việc tạo ra, duy trì và kiểm soát không khí để đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.
- Sự lưu thông và tuần hoàn không khí.
- Bụi và thành phần lạ của không khí.
- Chúng ta nên sử dụng khái niệm:
+ Điều tiết không khí cho công nghệ gia công chế biến.
+ Điều hòa không khí cho đời sống tiện nghi (phù họp với sinh lý của con người).
+ Điều hòa nhiệt độ với nội dung hẹp hơn, mục đích chính là tạo ra nhiệt độ thích họp.
LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN
Từ thời cổ đại, con người đã sử dụng lửa để sưởi ấm vào mùa đông và tìm kiếm nơi mát mẻ như hang động vào mùa hè Họ cũng đã biết đến việc bơm không khí xuống giếng mỏ để cung cấp gió tươi và điều hòa nhiệt độ cho công nhân làm việc trong các mỏ.
1555 Nhà bác học thiên tài Leonardo de Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ thống thông gió cho một giếng mỏ.
Vào năm 1845, bác sĩ John Gorrie đã phát minh ra máy lạnh nén khí đầu tiên nhằm điều hòa không khí cho bệnh viện tư của mình Sự kiện này đã giúp ông trở nên nổi tiếng toàn cầu và ghi dấu ấn trong lịch sử kỹ thuật điều hòa không khí.
Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa dự án Điều hòa không khí phòng ở bằng máy lạnh nén khí.
Năm 1860 ở Pháp, F Carré đã đưa những ý tựởng về Điều hòa không khí cho các phòng ở và đặt biệt cho các nhà hát.
Năm 1894, công ty Linde đã phát triển hệ thống điều hòa không khí bằng máy lạnh amoniac để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè, với dàn lạnh đặt trên tầng nhà và không khí lạnh tự nhiên đi xuống do mật độ lớn hơn Cùng thời điểm này, Willis H Carrier đã có những đóng góp quan trọng cho ngành điều hòa không khí toàn cầu, khi ông định nghĩa điều hòa không khí là sự kết hợp giữa sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng thái không khí ổn định phục vụ cho nhu cầu tiện nghi và công nghệ.
Năm 1911, Carrier đã phát minh ra ẩm đồ không khí ẩm và giải thích các tính chất nhiệt của nó, cùng với các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái mong muốn Ông đã cống hiến cả cuộc đời cho ngành điều hòa không khí, trở thành biểu tượng vĩ đại nhất trong lĩnh vực này.
Môi chất lạnh đóng vai trò quan trọng trong hệ thống làm lạnh và cần được lựa chọn cẩn thận, bao gồm các loại như amoniac, dioxit sunfua độc hại và CO2 với áp suất ngưng cao.
Năm 1930, hãng DuPont de Nemours và Co (Mỹ) đã phát minh ra môi chất lạnh Freon, đánh dấu bước tiến quan trọng trong công nghệ điều hòa không khí Từ đó, hệ thống điều hòa không khí đã có những cải tiến vượt bậc và trở thành một phần thiết yếu trong cuộc sống hàng ngày cũng như trong nhiều ngành nghề kinh tế khác.
Từ năm 1921, kỹ thuật điều hòa không khí đã có những bước tiến quan trọng với sự phát minh của máy lạnh ly tâm bởi Carier, đánh dấu sự phát triển mạnh mẽ trong nhiều lĩnh vực Năm 1944, điều hòa không khí bắt đầu thâm nhập vào ngành hàng không, và từ năm 1945, ngành đường sắt Mỹ cũng đã áp dụng điều hòa không khí, không còn toa xe nào thiếu thiết bị này Hơn nữa, điều hòa không khí đã ảnh hưởng lớn đến sự phát triển của bơm nhiệt, một loại máy lạnh dùng để sưởi ấm vào mùa đông, với sự khác biệt trong mục đích sử dụng giữa máy lạnh và bơm nhiệt.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, đời sống con người ngày càng được nâng cao, kéo theo sự phát triển của điều hòa không khí Các thiết bị điều hòa hiện đại, gọn nhẹ và giá cả phải chăng ngày càng trở nên phổ biến, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng Tại Việt Nam, máy điều hòa không khí, đặc biệt là các loại máy bơm nhiệt, đang trở thành lựa chọn thông dụng cho nhiều hộ gia đình.
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, khiến điều hòa không khí trở nên thiết yếu trong đời sống và sản xuất Nhu cầu về kỹ thuật lạnh, đặc biệt là điều hòa không khí, đang gia tăng mạnh mẽ cùng với sự phát triển kinh tế Hệ thống điều hòa không khí đã trở nên phổ biến tại các cao ốc, văn phòng, bệnh viện, khách sạn và trong các gia đình, nhằm tạo ra môi trường sống và làm việc thoải mái Tuy nhiên, nhiều người vẫn chưa hiểu và tận dụng hết tính năng của hệ thống điều hòa, như khả năng sưởi ấm vào mùa đông, do thói quen và điều kiện kinh tế Việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí là cần thiết trong mỗi công trình kiến trúc, nhưng việc sử dụng bơm nhiệt vào mùa đông vẫn còn hạn chế, ảnh hưởng đến sự phát triển của công nghệ này.
VAI TRÒ, ÚNG DỤNG, MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
hè và sưởi ấm vào mùa đông sẽ trở lên thông dụng và rộng rãi hơn.
1.3 VAI TRÒ, ỨNG DỤNG, MỤC ĐÍCH VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIÊU HÒA KHÔNG KHÍ
Hiện nay, điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, trở thành một ngành khoa học độc lập và phát triển vượt bậc Nó không chỉ cung cấp sự thoải mái mà còn hỗ trợ hiệu quả cho nhiều ngành khác.
1.3.1 Vai trò của điều hòa không khí đối với con người
Sức khoẻ con người là yếu tố quyết định năng suất lao động, và một trong những cách nâng cao sức khoẻ là tạo điều kiện vi khí hậu thích hợp Nhiệt độ cơ thể người luôn duy trì khoảng 37°C, do đó cần thải nhiệt ra môi trường xung quanh để ổn định nhiệt độ bên trong Quá trình thải nhiệt diễn ra qua ba hình thức: đối lưu, bức xạ và bay hơi Để hỗ trợ quá trình này, cần có không gian với nhiệt độ và độ ẩm phù hợp, và hệ thống điều hoà không khí đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra môi trường sống tiện nghi và nâng cao chất lượng cuộc sống.
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa với nhiệt độ trung bình và độ ẩm cao Sự kết hợp giữa nhiệt độ cao, độ ẩm và bức xạ mặt trời qua kính ở những toà nhà hiện đại có diện tích kính lớn, cùng với thiết bị chiếu sáng và điện tử, khiến nhiệt độ không khí trong phòng tăng cao, vượt quá mức tiện nghi cho con người Để tạo ra một môi trường sống thoải mái, điều hòa không khí là giải pháp hiệu quả nhất.
Kinh tế Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, dẫn đến đời sống người dân ngày càng cải thiện Sự gia tăng này đã thúc đẩy nhu cầu sử dụng điều hòa không khí dân dụng, khiến thiết bị này trở nên phổ biến trong các hộ gia đình ở thành phố.
Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện đã lắp đặt hệ thống điều hòa không khí trong các phòng điều trị để tạo ra môi trường vi khí hậu tối ưu, giúp bệnh nhân nhanh chóng phục hồi sức khỏe Hệ thống này tạo ra các phòng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đối của không khí, cùng với việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm ở mức tối ưu, phục vụ cho các quy trình y học quan trọng.
1.3.2 Vai trò của điều hòa không khí đối với sản xuất Điều tiết không khí đã gắn liền và bổ frợ cho các ngành sản xuất: như cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử, kỹ thuật viễn thông, quang học, ừong y học, trong công nghệ sinh học, kỹ thuật quốc phòng, vũ trụ Bởi vì các máy móc thiết bị hiện đại chỉ có thể làm việc chính xác, an toàn và hiệu quả cao ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích họp.
Nhờ vào việc điều tiết không khí, các ngành công nghiệp nhẹ như dệt vải, kéo sợi, thuốc lá, rượu bia, bánh kẹo, phim ảnh, chế biến thủy sản và thực phẩm có thể đảm bảo chất lượng sản phẩm tốt hơn.
Nghiên cứu cho thấy rằng việc điều chỉnh nhiệt độ và tạo ra khí hậu phù hợp cho từng loại vật nuôi có thể nâng cao năng suất chăn nuôi lên khoảng 10-15%.
Ngoài ra, điều hòa không khí tiện nghi còn được ừong hệ thống giao thông vận tải như: ô tô, tàu thuỷ, tàu lửa và máy bay
1.3.3 Mục đích và ý nghĩa của điều hòa không khí Điều hòa không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra bên trong các công trình kiến trúc một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ không khí nằm trong phạm vi ổn định phù họp với sự thích nghi của cơ thể con người, làm cho con người cảm thấy dễ chịu và thoải mái, bảo vệ sức khỏe nhằm phát huy năng suất lao động.
Điều hòa không khí không chỉ mang lại sự tiện nghi cho con người mà còn hỗ trợ nhiều quá trình công nghệ khác Những quá trình này chỉ có thể diễn ra hiệu quả trong môi trường có nhiệt độ và độ ẩm được kiểm soát trong giới hạn nhất định.
PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
1.4.1 Phân loại các hệ thống điều hòa không khí
Hệ thống điều hòa không khí có sự đa dạng phong phú, phục vụ cho nhiều ứng dụng trong các ngành kinh tế khác nhau Tuy nhiên, việc phân loại chúng có thể dựa trên một số đặc điểm nhất định.
- Theo mục đích sử dụng có thể phân ra điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ.
- Theo tính chất quan trọng có thể phân ra điều hòa cấp 1, cấp 2 và Cẩp3.
- Theo tính tập trung phân ra hệ thống điều hòa cục bộ, hệ thống điều hòa tổ họp gọn và điều hòa trung tâm nước.
Hệ thống làm lạnh không khí được phân loại thành hai loại chính: làm lạnh trực tiếp, nơi không khí được làm lạnh thông qua dàn bay hơi, và làm lạnh gián tiếp, nơi không khí được làm lạnh qua nước thông qua các thiết bị như AHU (Air Handling Unit) và FCU (Fan Coil Unit).
- Theo cách phân phối khí có thể phân ra hệ thống cục bộ hoặc trung tâm.
- Theo năng suất lạnh có thể phân ra loại nhỏ (tới 2 tẩn lạnh Mỹ), loại trung bình (từ 3^-100 tấn lạnh Mỹ) và loại lớn ( >100 tấn lạnh Mỹ).
Máy điều hòa có hai loại chức năng chính: loại 1 chiều chỉ có khả năng làm lạnh, trong khi loại 2 chiều không chỉ làm lạnh vào mùa hè mà còn có chức năng sưởi ấm vào mùa đông nhờ công nghệ bơm nhiệt.
- Theo kết cấu máy chia ra máy điều hòa 1 cụm, 2 cụm và nhiều cụm.
- Theo cách bố ừ í dàn làm lạnh chia ra loại cửa sổ, ữeo trần, ừeo tường, giấu trần hoặc âm trần
- Theo cách làm mát thiết bị ngưng tụ chia ra giải nhiệt gió hoặc giải nhiệt nước.
- Theo chu trình làm lạnh có thể phân ra máy lạnh nén hơi, hấp thụ, ejectơ hoặc nén khí.
- Theo môi chất lạnh chia ra máy lạnh dùng NH3 hoặc Fréon.
- Theo kiểu máy nén chia ra máy nén pittông, trục vít, roto, xoắn ốc hoặc
- Theo kết cấu máy nén chia ra máy nén hở, bán kín hoặc kín.
- Theo cách bố trí ống dẫn nước lạnh của hệ thống trung tâm nước chia ra hệ thống 2 ống, hệ hồi ngựoc, hệ 3 ổng và 4 ống nước
- Theo hệ thống ống phân phối gió chia ra hệ thống 1 ống gió, 2 ống giỏ hoặc hệ thống không ống gió
- Theo cách điều chỉnh phân ra hệ thống lưu lượng không thay đổi (CAV- Constant Aữ Volume) và hệ thống lưu lượng thay đổi (VAV - Variable Air Volume).
Hệ thống điều hòa không khí VRV (Variable Refrigerant Volume) của Daikin sử dụng công nghệ máy biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh, cho phép tối ưu hóa hiệu suất làm lạnh Bằng cách ngắt máy nén hoặc điều chỉnh tốc độ vô cấp, hệ thống có thể hoạt động với lưu lượng môi chất không đổi hoặc thay đổi Một cụm dàn nóng VRV có thể kết nối tới 8 hoặc 16 dàn lạnh, mang lại sự linh hoạt và hiệu quả cho các không gian khác nhau.
- Theo áp suất gió trong ống gió có loại gió áp cao và gió áp thấp.
- Theo tốc độ gió trong ống gió có loại tốc độ cao và tốc độ thấp.
1.4.2 M ột số hệ thống điều hòa không khí
I.4.2.I Hệ thống điều hòa cục bộ
1 Máy điều hòa cửa sổ (Window-type room aừ conditioner) a Định nghĩa: Máy điều hòa cửa sổ là thiết bị gọn trọn bộ lắp trong một vỏ dùng để điều hòa không khí cho một phòng, năng suất lạnh nhỏ đến 7kW (24.000 BTU/h) một chiều hoặc hai chiều, thường được bố trí qua cửa sổ hoặc qua vách.
- Chỉ cần cấp điện là chạy không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao. Ưu điểm:
- Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi.
- Có sưởi mùa động bằng bơm nhiệt.
Hình 1.1 Vị trí lắp đặt của máy điều hòa
- Nhiệt độ phòng được điều chỉnh với độ dao động khá lớn.
- Chi phí đầu tư ban đầu thấp và thích họp cho các phòng nhỏ.
- Khả năng làm sạch không khí kém.
- Khó bố trí ừong hơn so với 2 cụm.
- Phải đục một khoảng tường hoặc phải cắt cửa sổ để bố ừí máy Không có khả năng lắp cho phòng không có tường trực tiếp ngoài trời.
2 Máy điều hòa kiểu tách rời
Máy điều hòa hai cụm (split air conditioner) là loại máy gồm hai phần chính: cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh Cụm dàn nóng bao gồm máy nén và dàn ngưng quạt, trong khi cụm dàn lạnh gồm dàn lạnh và quạt Loại máy này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội.
- Giảm được tiếng ồn ữong nhà rất phù họp với điều hòa tiện nghi nên được sử dụng rộng rãi ữong gia đình.
Dễ dàng lắp đặt và bố trí dàn lạnh cùng dàn nóng, hệ thống này không yêu cầu nhiều phụ kiện vào kết cấu của ngôi nhà, giúp tiết kiệm diện tích lắp đặt và đảm bảo tính thẩm mỹ cho không gian.
- Không lấy được gió tươi nên phải có quạt lấy gió tươi.
- Ống gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn, giá thành đắt hơn.
-Ồn phía ngoài nhà, có thể làm ồn các nhà bên cạnh. b Hệ thống điều hòa tổ hựp gọn
+ Máy điều hoà tách không ổng gió
Cụm dàn nóng của máy điều hoà tách có kiểu quạt hướng trục thổi nên ừên với
Dàn lạnh của hệ thống điều hòa không khí hiện nay rất đa dạng, bao gồm các loại như treo tường, treo trần, giấu trần, kê sàn và giấu tường Mặc dù có nhiều ưu điểm, nhưng loại máy này cũng có nhược điểm tương tự như máy cục bộ hai cụm, đặc biệt là không có khả năng lấy gió tươi Do đó, cần trang bị thêm quạt thông gió cho những không gian đông người, vì gió lọt qua cửa không đủ cung cấp oxy cho phòng.
+ Máy điều hoà tách cỏ ổng gió
Máy điều hòa tách có ống gió, hay còn gọi là máy điều hòa thương nghiệp kiểu tách, có năng suất lạnh từ 12.000 Btu/h đến 240.000 Btu/h Dàn lạnh của máy được thiết kế với quạt ly tâm cột áp cao, cho phép lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong không gian rộng hoặc dẫn gió đến nhiều phòng khác nhau.
Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa là loại máy mà máy nén được bố trí trong cụm dàn lạnh, khác với hầu hết các máy điều hòa tách rời có máy nén chung với dàn nóng Điều này giúp tối ưu hóa hiệu suất làm lạnh và tiết kiệm không gian lắp đặt.
Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa có những ưu và nhược điểm tương tự như máy điều hoà tách, nhưng do máy nén được bố trí ở cụm dàn lạnh, nên độ ồn trong nhà thường cao Vì vậy, loại máy này không phù hợp cho không gian cần điều hòa tiện nghi, mà chỉ nên sử dụng cho các ứng dụng công nghệ hoặc thương mại, nơi có thể chấp nhận mức độ ồn của thiết bị.
- Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt bằng nước
Bình ngưng của máy giải nhiệt nước có thiết kế gọn nhẹ, tiết kiệm diện tích lắp đặt, thường được kết hợp với máy nén và dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh Toàn bộ thiết bị lạnh, bao gồm máy nén, bình ngưng, dàn lạnh và các thiết bị khác, được bố trí ngăn nắp trong một vỏ tủ Vì sử dụng nước để làm mát, máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước Tủ được trang bị cửa gió cấp để lắp đặt đường ống phân phối, cùng với cửa gió hồi và cửa gió tươi, cũng như các phin lọc trên các đường ống gió.
Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước cỏ ưu điểm cơ bản là:
Máy được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy, đảm bảo độ tin cậy cao, tuổi thọ dài và tính tự động hóa tốt Với giá thành hợp lý và thiết kế gọn nhẹ, máy chỉ cần kết nối với hệ thống nước làm mát và ống gió là có thể hoạt động hiệu quả.
- Vận hành kinh tế trong điều kiện thay đổi.
- Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành, bảo dưỡng, vận chuyển dễ dàng.
- Bố trí dễ dàng trong các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu thị chấp nhận được độ ồn cao.
- Hệ thống điều hòa trung tâm nước
Hình 1.3 Hệ thống trung tâm nước
Hệ thống điều hòa trung tâm nước sử dụng nước lạnh để làm mát không khí thông qua các dàn trao đổi nhiệt như FCU và AHU Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần thiết yếu để đảm bảo hiệu suất làm lạnh tối ưu.
- Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ
- Hệ thống ống dẫn nước lạnh.
- Hệ thống nước giải nhiệt.
- Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ẩm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện ừở cung cấp.
- Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU (Fan Coil Unit) hoặc AHU (Aừ Hanling Unit).
- Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí.
- Hệ thống tiêu âm và giảm âm.
- Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và ừiệt khuẩn cho không khí.
Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm phòng, kiểm soát gió tươi và gió hồi, phân phối không khí hiệu quả, điều chỉnh năng suất lạnh, cùng với việc quản lý, báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống.
Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản sau:
- Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài.
- Có thể khống chế nhiệt ẩm ừong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy ữ ì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.
- Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc mà không làm mất cảnh quan.
- So với ống gió thì ống nước nhỏ hơn, do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng.
- Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao đáp ứng mọi yêu cầu vệ độ sạch bụi bẩn, tạp chất và mùi
- ít phải bảo dưỡng, sửa chữa
ĐẶC ĐIỂM KIẾN TRÚC VÀ KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH
Bệnh viện có quy mô 17 tầng, bao gồm 2 tầng hầm và diện tích mặt bằng 3.519 m2, tổng diện tích xây dựng lên tới 47.160 m2 với hơn 600 giường điều trị nội trú Hệ thống khám ngoại trú của bệnh viện được thiết kế khép kín với 40 phòng khám đa dạng các chuyên khoa Ngoài ra, bệnh viện còn sở hữu 15 phòng mổ, đủ khả năng thực hiện các ca phẫu thuật phức tạp như ghép tạng, phẫu thuật tim hở, cùng nhiều chuyên ngành khác như sọ não thần kinh, lồng ngực mạch máu, tổng quát tiết niệu, chấn thương chỉnh hình, đầu mặt cổ, tai mũi họng và giải phẫu thẩm mỹ.
Bệnh viện được thiết kế bởi Yooil Architects & Engineering, công ty chuyên thiết kế kiến trúc bệnh viện tại Hàn Quốc, với quy trình quản lý vận hành theo tiêu chuẩn quốc tế Kết cấu công trình là kiểu nhà khung bê tông cốt thép, ngăn cách bởi gạch đỏ và sơn nước màu trắng Các cửa sổ lớn bằng kính trắng nằm ở mặt tiền phía bắc, hướng ra đường Hồng Bàng, được bảo vệ bởi mái che bằng gỗ trượt, giúp giảm bức xạ trực tiếp từ ánh nắng mặt trời.
Tòa nhà được trang bị 7 thang máy dành cho người, 1 thang máy chuyên dụng cho thực phẩm, và 1 thang máy để vận chuyển rác Ngoài ra, có 1 cầu thang bộ từ tầng trệt lên tầng 4, 1 cầu thang bộ từ tầng hầm lên tầng 4, cùng 3 cầu thang bộ từ tầng hầm lên tầng thượng Tòa nhà còn có 4 giếng trời giúp thông gió và hệ thống ống gió xuyên tầng Các phòng máy được xử lý bằng cách phun polyurethan để đảm bảo cách âm hiệu quả.
Tầng hầm chia làm nhiều phòng: phòng máy, kho tài liệu, kho thuốc, phòng xác, khu để xe ôtô và xe máy.
Tầng ữệt được chia thành ba khu vực chuyên môn chính: khu cấp cứu, khoa chẩn đoán hình ảnh và khu truyền dịch Bên cạnh đó, tầng này còn có hai khu chờ, khu tiền sảnh và khu vệ sinh để phục vụ nhu cầu của bệnh nhân và người nhà.
Tầng 1 gồm 17 phòng khám nội khoa, 19 phòng khám ngoại khoa, phòng lấy máu, phòng chuẩn đoán chức năng, phòng chỉnh hình, phòng siêu âm, phòng nội soi Ngoài ra còn có 2 khu chờ, 1 khu vệ sinh.
Tầng 2 là khu mổ và hồi sức với 14 phòng mổ, 6 kho, 1 phòng hồi sức, 1 phòng chờ mổ, 1 phòng gây mê, 1 phòng chờ thân nhân, 1 phòng ăn, 1 khu vệ sinh, phòng bác sĩ và phòng điều dưỡng.
Tầng 3 là không gian chủ yếu phục vụ cho ăn uống và sinh hoạt, hội họp.
Tầng 4 dành cho bộ phận hành chính với 1 cafe sân thượng, 1 khuân viên, 3 phòng giám đốc, 1 phòng khách, 1 phòng thư kí, 1 phòng hành chính, 1 phòng kế toán, 2 trưởng phòng, 2 phòng họp nhỏ, 1 phòng họp lớn 110 chỗ, 1 phòng hang hiết bị y tế, phòng tổ chức nhân sự, phòng điều dương trung, phòng huấn luyện, phòng kế hoạch, trung tâm máy tính, 1 phòng ăn VIP, 1 phòng ăn nhân viên 144 chỗ, 1 phòng vệ sinh.
Tầng 5-6 là 2 tầng dành cho bệnh nhân VIP, mỗi tầng gồm 12 phòng bốn giường, 10 phòng hai giường, 4 phòng một giường, 2 phòng khám, 2 phòng họp, 2 phòng điều trị, 2 phòng thay đồ điều dưỡng, 2 phòng chuẩn bị, 2 phòng bác sĩ, phòng điều dưỡng, nghỉ điều dưỡng, nghỉ bác sĩ, phòng thư giãn.
Tầng 7-14 là khu dành cho phòng bệnh nhân.
Mái 1 là nơi đặt phòng máy.
Các kích thước và thông số cụ thể của các phòng ữang bị hệ thống điều hòa được thể hiện trong bảng 1.1.
+ Khả năng vốn đầu tư ban đầu.
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hòa không khí được chia làm 3 cấp như sau:
Hệ thống điều hòa không khí cấp 1 có khả năng duy trì các thông số môi trường trong nhà ổn định, bất chấp sự biến đổi của nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài, cả trong mùa hè lẫn mùa đông.
Hệ thống điều hòa không khí cấp 2 có khả năng duy trì các thông số trong nhà ở trong một phạm vi cho phép, với độ sai lệch không vượt quá 200 giờ mỗi năm, ngay cả khi có sự biến thiên nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài ở mức cực đại hoặc cực tiểu.
Hệ thống điều hòa không khí cấp 3 có khả năng duy trì các thông số trong nhà ở trong một phạm vi cho phép, với độ sai lệch không quá 400 giờ mỗi năm Trong khi đó, điều hòa cấp một được áp dụng cho những công trình có yêu cầu đặc biệt và nghiêm ngặt, như điều hòa không khí cho Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh và các nhà máy sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác, cũng như các cơ sở sản xuất thuốc hoặc dược liệu đặc biệt.
Các công trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4 - 5 sao, bệnh viện quốc tế nên chọn điều hòa không khí cấp 2.
Hệ thống điều hòa không khí cấp 3 là lựa chọn tối ưu cho các công trình dân dụng như khách sạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường và rạp hát, nhờ vào chi phí đầu tư, lắp đặt và vận hành thấp Mặc dù độ tin cậy không cao, nhưng tính kinh tế của hệ thống này khiến nó trở thành sự lựa chọn phổ biến trong thực tế.
Bệnh viện Đại học Y Dược là một công trình lớn nhưng không có yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ và độ ẩm, do có lượng người ra vào thường xuyên Việc duy trì chế độ nhiệt ẩm trong nhà không thể thay đổi theo các điều kiện nhiệt độ ngoài trời, do đó, việc sử dụng hệ thống điều hòa không khí cấp 1,2 tại đây là hoàn toàn lãng phí.
CHỌN CÁC THÔNG s ố THIẾT K Ế
Các thông số tính toán thiết kế bao gồm:
+ Tốc độ chuyển động của không khí trong phòng 03 (m/s)
+ Lượng không khí tươi cung cấp LN (m3/s)
16.1 Các thông số không khí trong nhà
Theo qui chuẩn Việt Nam QCVN 02:2009/BXD, các thông số nhiệt độ và độ ẩm trong nhà được xác định cho khu vực Tp.HCM.
+ Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = (24 ^ 27)°c, ta chọn tT = 26°c
+ Độ ẩm tương đối trong nhà: V t = (60 * 75)%, ta chọn
76 (W/i" 2k>-
10 0,93 0,58 10 + Độ chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài ừời: Atx= 36,4-26= 10,4°c.
+ Độ chênh lệch nhiệt độ trong nhà và hành lang đệm: At2 = 29- 26= 3°c. Tính cho phòng 1401:
Có tường tiếp xúc với không gian ngoài: F= 28 m2, At = 8,6°c.
Có tường tiếp xúc với không gian đệm: F= 33,6 m2, At = 3°c.
Kết quả tữih toán của các phòng và tầng còn lại được tổng kết trong bảng 2.3
2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào: Q22c, (W)
Nhiệt truyền qua cửa ra vào được tính:
F: Diện tích cửa, m2. k: Hệ số truyền nhiệt qua cửa, W/m2K Với k được tính: k = —— j — , W/m2K. a x Ẳ a 2
+ a x = 10 W/m2K : Hệ số tỏa nhiệt trong phòng.
+ a 2 \ Hệ số tỏa nhiệt ngoài phòng Chọn a 2 = 20 W/m2K.
+ Ằ : Hệ số dẫn nhiệt của kính Tra bảng 4.11 [1]
+ s e: Bề dầy của cửa, m. Đối với cửa làm bằng kính: ỏc= 10 mm, \ = 0,08 W/mK. kk = Y 0,01 "T = 3 ’63 (w/m2)- ĨÕ + ÕÕ8 + 2Õ
At: Hệu nhiệt độ ừong nhà và hành lang đệm, °c.
Tính cho phòng 1401 có cửa ra vào: F= 2,4m2, At= 3°c.
4.Nhiệt truyền qua nền Q23, (W) Đối với nhiệt truyền qua nền cũng được tính theo biểu thức:
At: Hiệu nhiệt độ và bên ngoài và bên trong. Đối với tòa nhà này thì sàn được đặt ừên tầng hầm nên
Còn đối với các sàn ở giữa hai phòng điều hòa thì
Q23 = 0 kn: Hệ số truyền nhiệt qua sàn, W/m2K Tra bảng 4.15/ tr.l45[l] đối với sàn bê tông dầy 300 mm có lớp vữa 25mm và lát gạch Vinyl 3mm ở hên thì k = 2,15 W/m2K
Ví dụ tính toán đối với phòng 004
Phòng 004 có diện tích sàn là 24 m2 Do đó nhiệt truyền qua nền Q23 đối với phòng 004 là:
023= 24.2,15 4,3= 221,88(W) Kết quả tỉnh toán đối với các phòng còn lại được tổng kết trong bảng 2.5.
2.2.3 Nhiệt hiện tỏa ra do thiết bị, Q3 (W)
2.2.3.I Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng, Q31 (W)
Có hai loại đèn cơ bản được sử dụng trong chiếu sáng: đèn huỳnh quang và đèn dây tóc Những loại đèn này chuyển đổi năng lượng đầu vào thành nhiệt năng và quang năng, trong đó lượng nhiệt được trao đổi với không khí trong phòng qua đối lưu và bức xạ Tuy nhiên, phần bức xạ cũng bị cấu trúc bao che hấp thụ, dẫn đến nhiệt tác động lên tải lạnh nhỏ hơn giá trị tính toán.
Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng được xác định:
Hệ số tác động tức thời của đèn chiếu sáng trong bệnh viện được xác định bằng Q31 = nt nd Đối với các phòng bệnh hoạt động 24/24, hệ số nt = 1, trong khi các phòng chỉ hoạt động trong giờ hành chính (8 đến 10 giờ/ngày) có nt = 0,87 theo bảng 4.8/ tr.136 [1] Hệ số tác dụng không đồng thời nd, áp dụng cho các công trình lớn như bệnh viện, được chọn là nd = 0,4.
THIẾT LẬP CÁC s ơ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG K H Í
2.3.1 Thiết lập sơ đồ điều hòa
Thiết sơ đồ điều hòa không khí là quy trình xử lý không khí dựa trên đồ thị i-d, dựa vào lượng nhiệt hiện tại và lượng nhiệt ẩm đã tính toán Từ đó, xác định năng suất cần thiết của các thiết bị trong hệ thống điều hòa để đạt trạng thái không khí tối ưu trước khi thổi vào phòng Điều này cũng tạo cơ sở cho việc bố trí thiết bị của hệ thống điều hòa một cách hợp lý và thẩm mỹ hơn.
Sơ đồ điều hòa không khí được thành lập ừên cơ sở :
+ Điều kiện khí hậu địa phương lắp đặt công trình
+ Yêu cầu về tiện nghi hoặc công nghệ
+ Các kết quả tính cân bằng nhiệt
+ Thoả mãn điều kiện vệ sinh
2.3.2 Các sơ đò điều hòa không khí mùa hè
Sơ đồ thẳng là loại sơ đồ không có chu trình tuần hoàn không khí từ phòng trở lại thiết bị xử lý không khí Trong sơ đồ này, toàn bộ không khí được đưa vào thiết bị xử lý đều là không khí tươi.
Sơ đồ thẳng được biểu diễn như sau:
Nguyên lý làm việc của hệ thống thông gió bao gồm việc không khí bên ngoài được lấy qua cửa gió có van điều chỉnh, sau đó được đưa vào buồng xử lý nhiệt ẩm Tại đây, không khí được hòa trộn giữa không khí tươi và một phần không khí thải theo chương trình đã định sẵn Quạt sẽ vận chuyển không khí qua đường ống gió vào phòng thông qua các miệng thổi.
Sau khi vào phòng, không khí có trạng thái V sẽ tiếp nhận nhiệt thừa và độ ẩm thừa, sau đó tự điều chỉnh đến trạng thái T (tT, ẹ T) Cuối cùng, không khí này được xả ra ngoài qua cửa thải (7).
- Đơn giản gọn nhẹ, dễ lắp đặt
- Không tận dụng nhiệt từ không khí thải nên hiệu quả thấp
Các hệ thống xử lý chất thải thường được áp dụng trong những tình huống có sự phát sinh của chất độc hại hoặc mùi khó chịu Điều này đặc biệt quan trọng khi đường ống dẫn quá xa, cồng kềnh và không hiệu quả về mặt kinh tế hoặc không thể thực hiện được.
Sơ đồ thẳng chỉ nên được áp dụng trong những tình huống cụ thể, chẳng hạn như khi kênh gió hồi quá lớn, dẫn đến việc thực hiện hồi gió trở nên tốn kém hoặc không khả thi do không gian hạn chế.
+ Khi ữong không gian điều hòa có sinh ra nhiều chất độc hại, việc hồi gió không có lợi.
2.3.2.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Để tận dụng lượng nhiệt từ không khí thài người ta sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp.
Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp:
4 TB Xử lí không khí
11 Quạt hút gió Miệng hút gió thải
Nguyên lý làm việc: không khí ngoài trời có trạng thái N(tN, ỌN ) với lưu lượng
Cửa lấy gió có van điều chỉnh (1) được sử dụng để đưa không khí vào buồng hòa trộn (3), nơi không khí hồi có trạng thái T(tT, ẹ T) với lưu lượng LT từ các miệng hồi gió (2) được hòa trộn.
Hỗn hợp không khí hòa trộn sẽ được đưa đến thiết bị xử lý, nơi nó được xử lý theo chương trình định sẵn cho đến khi đạt trạng thái mong muốn Sau đó, không khí được quạt vận chuyển qua kênh gió vào phòng Khi ra khỏi miệng thổi, không khí có trạng thái V sẽ nhận nhiệt thừa và độ ẩm thừa, dẫn đến sự thay đổi trạng thái từ V.
T, sau đó một phần không khí được hồi lại theo đường ống dẫn (10) vào thiết bị hòa trộn và một phần khí thải được thải ra ngoài theo cửa (12).
2.3.2.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp Để khắc phục nhược điểm của sơ đồ 1 cấp do phải có thiết bị sấy cấp 2 khi trạng thái V không thoả mãn điều kiện vệ sinh, người ta sử dụng sơ đồ 2 cấp có thể điều chỉnh nhiệt độ không khí thổi vào phòng mà không cần có thiết bị sấy.
Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp:
Sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp được áp dụng phổ biến trong hệ thống điều hòa tiện nghi khi nhiệt độ thổi vào quá thấp, không đạt tiêu chuẩn vệ sinh Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất như dệt may và thuốc lá Để triển khai sơ đồ này, cần có các thiết bị chính như quạt cấp gió, quạt hồi gió, thiết bị xử lý không khí, cùng với hệ thống kênh cấp gió, hồi gió và các miệng thổi, miệng hút.
Do phải cú thờm buồng hũa trộn thứ 2 và hệ thống trớch giú đến buồng hũa frửn này nên chi phí đầu tư và vận hành tăng.
Qua việc phân tích đặc điểm và ưu nhược điểm của các sơ đồ điều hòa không khí, sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp được xác định là phù hợp và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu Đối với phòng mổ và phòng sạch, do yêu cầu vệ sinh nghiêm ngặt, sơ đồ thẳng là lựa chọn tối ưu cho hai không gian này.
2.3.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp theo đồ thị t - d
2.3.3.I Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF, £hf
Hệ số nhiệt hiện phòng là tỷ lệ giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và ẩn trong không gian điều hòa, không bao gồm ảnh hưởng của gió tươi.
Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diển tia quá trình tự biến đổi không khí trong buồng lạnh V-T.
Hệ số nhiệt hiện phòng được tính theo biểu thức.
Qhf- tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi), w.
Qâf- tổng nhiệt ẩn của phòng (không có thành phần nhiệt ẩn của gió tươi), w
Ví dụ tính cho phòng 1401:
2.3.3.2 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF(Grand sensible heat factor), Eht £ = ^ hf + ^ hN ht Q h + Q â ( Q h f + Q h N ) + Ì Q â f + Q ă N )
Qh- thành phần nhiệt hiện,kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào QhN
Qâ -thành phần nhiệt hiện ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào QâN
Ví dụ tính cho phòng 1401:
2.3.3.3 HỆ số đi vòng, £ b f (Bypass Factor)
Hệ số đi vòng (ký hiệu 8 B F) là tỷ lệ giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không thực hiện trao đổi nhiệt ẩm với dàn nóng so với tổng lượng không khí được thổi qua dàn.
G h - Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s, nên vẫn có trạng thái của điểm hòa trộn H.
G0- lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm với dàn ,kg/s,và đạt được ừạng thái o ;
G - Tổng lưu lượng không khí qua dàn, kg/s.
Công ữình là bệnh viện Tra bảng 4-22/ữ.l62 [1] ta chọn: S b f = 0,1.
2.3.3.4 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor), 8hef
Là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng: £hef= _ =9ỉ!5L
Qhef- nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH (Effective room sensible heat):
Qhef - Qhf+ sBF-QhN- Qâef- nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH (Effective room latent heat):
Ví dụ tính cho phòng 1401:
Qhef =Qhf+ eBF-QhN= 2555,91 +0,1 626,88= 2618,6 (W) Qâef= Qâf+ eBF.QâN= 207,06 + 0,1 2013,55= 408,42 (W) Vậy: ehef= — ^ - = 0,865
Các phòng còn lại được tính tương tự ở bảng 2.13.
2.3.3.S Nhiêt đô đong sương của thiết bi
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi, không khí sẽ đạt trạng thái bão hòa tại điểm s Điểm s này chính là điểm đọng sương, và nhiệt độ ts được xác định là nhiệt độ đọng sương của thiết bị.
-Xác định các điểm T, N và G : Điểm T : tT = 26°c , cpT = 60 % Điểm N : tN = 34,6°c ,(P k = 59% Điểm G : tG = 24°c ,