TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO KÍ TÚC XÁ K7 TẦNG 1

KHOA CƠ KHÍ - BỘ MÔN KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH ĐỒ ÁN KỸ THUẬT ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TÊN ĐỒ ÁN:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNGĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍCHO KÍ TÚC XÁ K7 TẦNG 1. GVHD: TS TRẦN ĐẠI TIẾN. SVTH: VÕ ĐỨC HUY. MSSV:58132078. LỚP: 58NL. 2 LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điều hòa không khí cũng đã có bước phát triển vượt bậc, ngày càng trở nên quen thuộc hơn trong đời sống và sản xuất. Ngày nay, điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, siêu thị, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao... Trong những năm qua ngành điều hòa không khí (ĐHKK) cũng đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, máy tính, cơ khí chính xác, hóa học... Ở trên ta đã thấy được tầm quan trọng to lớn của ĐHKK. Vì vậy việc học tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo các hệ thống ĐHKK là điều rất cần thiết. Nhận thức được sự cần thiết ấy, em thực hiện đồ án này với mong muốn củng cố thêm những kiến thức đã được tiếp thu trong thời gian học tập trên ghế nhà trường, được tiếp xúc nhiều hơn với công việc thực tế, thu lượm những kinh nghiệm quý báu cho quá trình công tác sau này

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Điều hòa không khí là một lĩnh vực khoa học kỹ thuật nghiên cứu các biện pháp công nghệ và sử dụng thiết bị để tạo ra môi trường không khí thích hợp, đảm bảo các điều kiện như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, vận tốc gió, cũng như thay đổi thành phần và áp suất không khí Mục tiêu của điều hòa không khí là giúp con người thích nghi trong lao động và sinh hoạt, mang lại cảm giác thoải mái, dễ chịu và đảm bảo sức khỏe.

Thiết bị điều hòa không khí không chỉ phục vụ cho con người mà còn được ứng dụng rộng rãi cho động vật, thực vật, máy móc, trang thiết bị y tế và dược phẩm Vai trò của điều hòa không khí ngày càng quan trọng trong việc duy trì môi trường sống và làm việc lý tưởng cho nhiều đối tượng khác nhau.

Ở các nước phát triển, điều hòa không khí là thiết yếu tại những vùng hàn đới và nhiệt đới Tại Việt Nam, với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ và độ ẩm cao gây khó chịu cho con người trong công việc và nghỉ ngơi Điều này dẫn đến mệt mỏi và tăng nguy cơ mắc các bệnh về đường hô hấp, ảnh hưởng đến sức khỏe Giải pháp hiệu quả cho vấn đề này là sử dụng điều hòa không khí, giúp tạo ra môi trường không khí lý tưởng cho cơ thể.

Trong sản xuất công nghiệp, điều hòa không khí đóng vai trò thiết yếu, với các thông số như nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí là yếu tố quyết định cho quá trình sản xuất Những yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả và chất lượng của các quy trình công nghệ trong nhiều lĩnh vực như chế biến thực phẩm, dệt may, sản xuất thuốc lá, in ấn, điện tử và các phòng thí nghiệm.

Trong lĩnh vực y tế, điều hòa không khí ngày càng trở nên quan trọng, với hầu hết các bệnh viện trang bị hệ thống này cho các phòng điều trị nhằm tạo ra môi trường vi khí hậu thuận lợi cho sự hồi phục của bệnh nhân Ngoài ra, điều hòa không khí cũng đóng vai trò thiết yếu trong các phòng thí nghiệm nghiên cứu, nơi mà các thông số nhiệt độ và độ ẩm cần được duy trì ổn định để đảm bảo độ chính xác của kết quả nghiên cứu trong các lĩnh vực sinh học, sinh hóa và sinh thái học Đối với việc bảo quản hiện vật như tranh, ảnh, và sách cổ trong bảo tàng và thư viện, việc tạo ra một môi trường không khí sạch với nhiệt độ và độ ẩm ổn định là cần thiết để làm chậm quá trình hư hại, bảo tồn các giá trị văn hóa cho các thế hệ tương lai.

Trong thời đại công nghiệp phát triển mạnh mẽ, điều hòa không khí trở thành yếu tố thiết yếu cho nhiều quy trình công nghệ, đặc biệt trong sản xuất Những năm gần đây, ngành điều hòa không khí đã có sự phát triển vượt bậc, trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất, không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, nhà hàng, và các dịch vụ như du lịch, văn hóa, y tế, thể thao Điều hòa không khí không chỉ là công cụ hỗ trợ mà còn góp phần quan trọng vào tăng trưởng kinh tế, nâng cao chất lượng sản phẩm và đảm bảo quy trình công nghệ trong các ngành như sợi, dệt, chế biến.

Điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng về mặt kinh tế, lịch sử và văn hóa Tuy nhiên, việc thiết kế và tính toán một hệ thống điều hòa không khí không phải là điều đơn giản, bởi độ phức tạp của nó phụ thuộc vào loại công trình và mức độ công nghệ đầu tư để đạt hiệu quả tối ưu.

KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

Chọn phương án thiết kế

2.1 Đặc điểm kiến trúc và khảo sát công trình: Đây là công trình tại Nha Trang, công trình là KTX K7 gồm có tầng nhằm phục vụ nơi ở và sinh hoạt giành cho sinh viên

Công trình được thiết kế theo kiểu nhà khung bê tông cốt thép truyền thống, với hệ thống cột bê tông chịu lực và tường bao hai bên Cửa kính chủ yếu được đặt ở mặt tiền và mặt hậu, trong khi mái hành lang bê tông bên ngoài giúp ngăn chặn bức xạ trực tiếp từ ánh nắng mặt trời vào trong phòng.

Tầng 1 khu kí túc xá K7 được thiết kế :

Mặt trước : hướng Tây Nam

Mặt sau : hướng đông Bắc

 Tầng 1 kí túc xa K7 có 14 phòng:

Mỗi phòng có :8 người

Mỗi phòng có : 6 bóng đèn

Kích thước mỗi phòng như nhau và có kích thước như sau :

+Chiềurô ̣ng:1,4 m khung nhôm , cử a kính dày

Diện tích mỗi phòng : S  6, 4 5,9   37, 76 m 2

Diện tích cửa chính : S cc  2, 25 0,86   1, 935 m 2

Diện tích cửa sổ : S cs  1, 4 1, 4   1, 96 m 2

Khi thiết kế hệ thống điều hòa cần phải đáp ứng được các chỉ tiêu cơ bản sau:

1 Đảm bảo các điều kiện vi khí hậu hợp lý theo tiêu chuẩn của Việt Nam về điều hòa không khí

2 Hệ thống điều hòa không khí làm việc dễ vận hành tự động hoá

3 Lượng không khí tươi phải đảm bảo tối thiểu là 7,5 m 3 /h/người

4 Không khí tuần hoàn trong phòng phải thông thoáng tránh hiện tượng nơi này được điều hòa còn nơi khác lại thiếu không khí

5 Bố trí các thiết bị lấy gió tươi, gió thải, nước ngưng từ các dàn lạnh Đặc biệt là bố trí quạt hút gió thải phải thiết kế sao cho không khí thải được hút hết, tránh hiện tượng không khí từ nhà vệ sinh tràn ra ngoài gây ô nhiễm cho các không gian khác

6 Thiết bị trong hệ thống có độ bền và tin cậy cao, hài hòa về thẩm mỹ

2.2 Phân loại hệ thống điều hoà không khí

Việc phân loại hệ thống điều hòa không khí rất phức tạp do sự đa dạng và phong phú của chúng, phục vụ cho nhiều ứng dụng trong các ngành kinh tế khác nhau Có thể phân loại chúng một cách sơ bộ thành nhiều nhóm khác nhau.

Máy điều hoà cục bộ

Máy điều hoà tổ hợp gọn

Hệ thống điều hòa trung tâm

Hệ thống điều hòa trung tâm gió

Hệ thống điều hoà trung tâm nước

2.3 Hệ thống điều hòa cục bộ a Máy điều hòa cửa sổ (Window-type room air conditioner) Định nghĩa:

Máy điều hòa cửa sổ là thiết bị lắp đặt gọn gàng trong một vỏ, có chức năng điều hòa không khí cho một phòng với công suất lạnh từ 7kw (24.000 BTU/h) cho cả hai chiều Thiết bị này thường được lắp đặt qua cửa sổ hoặc vách, mang lại hiệu quả làm mát tối ưu cho không gian sống.

Chỉ cần cắm phít là chạy không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao

Có sưởi màu động bằng bơm nhiệt

Có khẳ năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi

Nhiệt độ phòng được điều chỉnh với độ dao động khá lơn.Vốn đầu tư thấp và thích hợp cho các phòng nhỏ

Khả năng làm sạch không khí kém Độ ồn cao.Khó bố trí trong hơn so với 2 cụm

Phải đục một khoảng tường hoặc phải cắt cửa sổ để bố trí máy, ảnh hưởng tới kết cấu kiến trúc

Không có khả năng lắp cho phòng không có tường trực tiếp ngoài trời

9 b Máy điều hòa kiểu tách

Máy điều hòa hai cụm : (split air conditioner) Định nghĩa:

Máy điều hòa 2 cụm bao gồm hai phần chính: cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh Cụm dàn nóng chứa máy nén và dàn ngưng quạt, trong khi cụm dàn lạnh bao gồm dàn lạnh và quạt Sản phẩm này mang lại nhiều ưu điểm vượt trội trong việc điều hòa không khí.

Giảm được tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với điều hòa tiện nghi nên được sử dụng rộng rãi trong gia đình

Dễ dàng lắp đặt và bố trí dàn lạnh cũng như dàn nóng, hệ thống này ít phụ thuộc vào kết cấu của ngôi nhà, giúp tiết kiệm diện tích lắp đặt và đảm bảo tính thẩm mỹ.

Để đảm bảo không khí trong lành, việc sử dụng quạt để lấy gió tươi là cần thiết Tuy nhiên, việc lắp đặt hệ thống này thường tốn kém hơn do ống gas và dây điện dài hơn Ngoài ra, tiếng ồn từ quạt có thể ảnh hưởng đến sự yên tĩnh của các nhà lân cận.

Máy điều hòa nhiều cụm (multi-system split air conditioner) Định nghĩa

Máy điều hòa nhiều cụm là máy điều hòa có 1 cụm dàn nóng với nhiều cụm dàn lạnh bố trí cho các phòng khác nhau Ưu - nhược điểm:

Máy điều hòa nhiều cụm không chỉ tương tự như máy điều hòa hai cụm mà còn có ưu điểm vượt trội, cho phép sử dụng cho hộ gia đình có nhiều phòng và điều chỉnh nhiệt độ riêng biệt cho từng phòng.

2.4 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn a Máy điều hòa nguyên cụm Định nghĩa:

Máy điều hòa nguyên cụm (self-contained packaged air conditioner) là thiết bị được lắp ráp hoàn chỉnh thành một tổ hợp duy nhất, mang lại nhiều ưu điểm vượt trội Với quy trình sản xuất hàng loạt, máy có độ tin cậy cao, tuổi thọ lâu dài và mức độ tự động hóa tốt Ngoài ra, giá thành của máy điều hòa nguyên cụm cũng rất hợp lý và thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt và vận chuyển.

Lắp đặt nhanh chóng không cần thợ chuyên ngành lạnh,vận hành bảo dưỡng vận chuyển dễ dàng

Có cửa lấy gió tươi

Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất

Máy điều hòa VRV (Variable Air Volume) có nhược điểm là độ ồn cao, do đó nếu muốn sử dụng cho không gian tiện nghi, cần phải có buồng máy cách âm và thiết kế tiêu âm cho cả ống gió cấp và gió hồi.

Hệ thống ống gió CAV và VAV thường chiếm nhiều không gian và vật liệu, gây khó khăn trong lắp đặt Để khắc phục vấn đề này, hãng Daikin Nhật Bản đã giới thiệu giải pháp VRV, cho phép điều chỉnh năng suất lạnh thông qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất, mang lại hiệu quả sử dụng cao hơn.

Máy điều hòa VRV của Daikin là hệ thống điều hòa không khí bao gồm một dàn nóng và nhiều dàn lạnh, nổi bật với khả năng kéo dài đường ống gas lên tới 150m và độ chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh lên tới 50m Hệ thống này cho phép điều chỉnh năng suất lạnh linh hoạt với 21 bước thông qua máy biến tần, mang lại hiệu suất tối ưu cho người sử dụng.

Tổ ngưng tụ được trang bị hai máy nén, trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on-off, trong khi máy còn lại sử dụng biến tần để điều chỉnh bậc từ 0 đến 100% với 21 bậc khác nhau Cách thiết kế này giúp tiết kiệm năng lượng một cách hiệu quả.

Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm

Máy VRV cung cấp dãy công suất linh hoạt, cho phép lắp ghép thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh đa dạng, từ nhỏ đến lớn Điều này đặc biệt phù hợp cho các tòa nhà cao hàng trăm mét với nhiều phòng đa chức năng.

TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM

Chọn các thông số thiết kế

Để thiết kế một hệ thống điều hòa không khí hiệu quả, cần lựa chọn các thông số tính toán của không khí ngoài trời cùng với các thông số tiện nghi trong nhà Những thông số này đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự thoải mái và hiệu suất của hệ thống.

Nhiệt độ t ( 0C ) Độ ẩm tương đối ( %)

Tốc độ chuyển động của không khí trong phòng (m/s) Độ ồn cho phép trong phòng Lp (dB)

Lượng khí tươi cung cấp LN (m /s)

Cấp điều hòa không khí

Nồng độ cho phép của các chất độc hại có trong phòng a Chọn cấp điều hòa trong phòng

Dựa vào tính năng của công trình và và đây chỉ là kí túc xá sinh viên mà ta có thể chọn một trong ba cấp điều hòa sau:

Hệ thống điều hòa không khí cấp một đảm bảo các thông số trong nhà luôn ổn định, không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố thời tiết bên ngoài, cả trong mùa hè lẫn mùa đông.

Hệ thống điều hòa không khí cấp hai giúp duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà, đảm bảo không có sai lệch quá 200 giờ mỗi năm.

Hệ thống điều hòa không khí cấp ba giúp duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà ổn định, với độ sai lệch không vượt quá 400 giờ mỗi năm.

Hệ thống điều hòa không khí cấp 1 mang lại độ tin cậy cao nhưng có chi phí đầu tư lớn, thường được áp dụng cho các công trình quan trọng yêu cầu kiểm soát nhiệt độ nghiêm ngặt, như xưởng chế tạo linh kiện điện tử Trong khi đó, các công trình có mức độ quan trọng thấp hơn thường lựa chọn hệ thống điều hòa cấp 2.

17 dựng với mục đích học tập Vậy nên đối với công trình này ta chọn cấp điều hòa là cấp ba b Các thông số trong và ngoài nhà

Việc lựa chọn các thông số nhiệt độ và độ ẩm trong thiết kế công trình phụ thuộc vào mục đích sử dụng, đặc biệt là trong môi trường làm việc hoặc nghỉ ngơi Cơ thể con người duy trì nhiệt độ khoảng 37°C và tỏa ra nhiệt lượng tùy thuộc vào cường độ vận động Để giữ thân nhiệt ổn định, cơ thể cần trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh Đối với thiết kế ký túc xá, nhiệt độ lý tưởng cho con người nằm trong khoảng 22-27°C Độ ẩm tương đối ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát mồ hôi; quá trình này chỉ diễn ra khi độ ẩm dưới 100%, và độ ẩm càng thấp thì khả năng thoát mồ hôi càng cao.

Thành phố Nha Trang có hai mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Để tính toán các thông số như nhiệt độ và độ ẩm, mùa khô, đặc biệt là mùa hè, được chọn làm thời điểm tham khảo chính.

Ký túc xá K7 (tầng 1) thuộc trường Đại Học Nha Trang – số 2 Nguyễn Đình Chiểu – Nha Trang – Khánh Hòa

Công trình nằm ở vĩ độ 10 0 Bắc Độ ồn cho phép trong không gian điều hòa là 45dB ÷ 50dB

Tốc độ không khí trong không gian điều hòa ứng với 24 0 C là 0,3 ÷ 0,35 m/s Điều kiện ngoài trời :

18 Độ ẩm bên ngoài: ng = 60% Độ chứa hơi: dN = 20,3g hơi nước/ 1kg không khí khô (g/kgkkk)

Entanpy: IN = 87 kj/kg kkk

Nhiệt độ đọng sương: ts = 25,4 0 C tN 0C  ng

(%) dN (g/kgkkk) IN (kj/kgkkk) ts ( 0 C)

Nhiệt độ bên trong: t0 = 25 0 C Độ ẩm bên trong: ng = 70% Độ chứa hơi: dN = 14g hơi nước/1kg không khí khô (g/kgkkk)

Entanpy: IT = 61 kj/kg kkk

TT 0C  T (%) dT (g/kgkkk) IT (kj/kgkkk)

Xác định các nguồn nhiệt gây tổn thất

Có nhiều phương pháp để tính toán cân bằng nhiệt ẩm, trong đó phương pháp Carrier được sử dụng phổ biến Phương pháp này tính toán năng suất lạnh Q0 bằng cách xác định tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qat từ tất cả các nguồn nhiệt phát ra và thẩm thấu vào phòng điều hòa.

Ta có thể lập sơ đồ tính toán nguồn nhiệt hiện và ẩn chính theo Carrier như sau:

Các nguồn nhiệt gây tổn thất cho không gian điều hòa:

Nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời Q1

Nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q2

Nhiệt tổn thất do máy và thiết bị chiếu sáng tỏa ra Q3

Nhiệt tổn thất do người tỏa ra Q4

Nhiệt tổn thất do gió tươi mang vào QN

Nhiệt tổn thất do gió lọt Q5.

Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa

3.1 Nhiệt tổn thất qua kính do bức xạ mặt trời Q 11

Cửa kính trong khu KTX K7 được thiết kế bằng kính màu một lớp, lắp đặt thẳng đứng và có rèm che nắng màu sáng trung bình Những cửa kính này hướng về phía bắc và nam, đồng thời còn có phòng cửa kính ở hướng đông và tây Để tính toán nhiệt bức xạ qua kính, có thể áp dụng công thức tính gần đúng theo kinh nghiệm.

Trong đó: nt là hệ số tác dụng tức thời: nt = f (gs)

Q’11 là lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng

(W) , RN - bức xạ mặt trời bên ngoài mặt kính

F là diện tích bề mặt cửa kính cửa sổ có khung thép (m 2 )

RT - nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính vào phòng (w/m 2 )

Cửa kính quay hướng bắc RT 6 W/m 2

Cửa kính quay hướng nam RT = 378 W/m 2

 c - hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mực nước biển, được tính theo công thức:

H là độ cao so với mực nước biển, được đo bằng mét (m) Kí túc xá K7 có một tầng với độ cao từ tầng 1 là 3,5 m Tại đây, chúng ta chọn độ cao trung bình là H = 7 m.

Hệ số ds phản ánh sự ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát và nhiệt độ đọng sương của không khí ở mực nước biển 20°C, được tính toán theo công thức cụ thể.

   ts là nhiệt độ đọng sương Tra ẩm đồ Carrier với các thông số ngoài trời tng = 34 0 C,

 mm - hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây  mm = 1

 kh - hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ lấy  kh = 1 và khung kim loại  kh 1,17 Ở đây khung kính làm bằng nhôm nên ta có  kh = 1,17

 m - hệ số kính, phụ thuộc mầu sắc và kiểu loại kính khác nhau (Tra bảng 4.3) Kính được chọn là kính màu trong dầy 6 mm nên  m = 0,94

 r - hệ số mặt trời có màn che  r = 0,56

Xác đi ̣nh hê ̣ số tức thời khối lượng 1m 2 tường 310 kg/m 2

Khối lượng 1m 2 sàn bê tông 410 kg/m 2

Diện tích tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời tính như sau:

Khối lượng tường có cửa sổ tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn nằm trên mă ̣t đất G’ = 310×F + 410×F

Khối lượng tường không tiếp xúc với ánh nắng mặt trời:

Hệ số đặc tính bức xạ :

Trường hợp cửa sổ nằm ở hướng tây nam – đông bắc :

=>Tra bảng 4.6, ta có nt =0,66 với cửa sổ quay tây nam vào lúc 3h chiều

Tra bảng 4.6, ta có nt =0,58 hướng đông bắc theo 7h

Hướng Tên phòng Diện tích kính (m 2 )

 Tổng tổn thất nhiệt qua kính do bức xạ mặt trời là 1345,54(W)

Trường hợp cửa sổ nằm ở hướng đông nam – tây bắc:

=>Tra bảng 4.6, ta có nt = 0,64 với cửa sổ quay đông nam vào lúc 10h sáng

Tra bảng 4.6, ta có nt =0,61 hướng tây bắc theo 5h chiều

Hướng Tên phòng Diện tích kính (m 2 )

Cả tầng (W) Đông nam – tây bắc 211, 212, 213, 214 4 963,84 + 369,8 1333,64

 Tổng tổn thất nhiệt qua kính do bức xạ mặt trời là 1333,64(W)

3.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do t Q 21 =0(vì tầng 1)

3.2.1 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22 :

Thành phần nhiệt truyền qua vách bao gồm: nhiệt truyền qua tường, nhiệt truyền qua cửa ra vào và nhiệt truyền qua kính cửa sổ:

Q22c – nhiệt truyền qua cửa ra vào

Q22k – nhiệt truyền qua kính cửa sổ

Ki là hệ số truyền nhiệt của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ

Fi là diện tích của tường, cửa ra vào, kính cửa sổ

t là chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong không gian điều hòa

Hình vẽ kết cấu của tường:

Vật liệu Bề dầy  mm Hệ số dẫn nhiệt  w/mk

Lớp gạch xây nhiều lỗ 200 0,7

Hệ số truyền nhiệt qua tường được xác định: km=   

 20 w/m 2 k - hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài

 T = 10 w/m 2 k - hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà và khi tường tiếp xúc với không gian đệm

 i - độ dày của lớp vật liệu thứ i

 i - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i w/mk

Diện tích tường tiếp xúc với không khí bên ngoài Ft= 37,76 m 2 Độ chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời: t= 34 - 25= 9 0 C

 Tổng tổn thất nhiệt qua tường là

3.2.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào: Q 22c

Tất cả các cửa ra vào được làm bằng kim loại 1 lớp

Nhiệt truyền qua cửa ra vào tính bằng biểu thức sau:

Fc : diện tích cửa ra vào

K là hệ số truyền nhiệt của kính, tra bảng 4.13 có k = 5,89 w/m 2 k

t = (tN – tT) = 9 0 C Các phòng có cửa ra vào là cửa kính : F=2m 2

 Tổng tổn thất nhiệt qua cửa ra vào là :136,02(w)

3.2.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ : Q 22cs W

Cửa sổ ban công được thiết kế bằng kính trắng dày 6 mm, vừa là cửa ra vào vừa tạo tầm nhìn ra biển, hướng đông Các cửa sổ này được lắp đặt ở mặt tiền, mang lại không gian thoáng đãng và ánh sáng tự nhiên cho các phòng.

K là hệ số truyền nhiệt của kính, tra bảng 4.13 có k = 5,89 w/m 2 k

Fk là diện tích cửa kính, m 2

tlà hiệu nhiệt độ trong và ngoài phòng t= 34 – 25 = 9 0 C

Diện tích kính là Fk =2 m 2 ,

 Tổng tổn thất nhiệt qua cửa sổ kính : 136,02 (w)

3.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23 :

Nhiệt truyền qua nền cũng được tính the biểu thức:

 t = (tN – tT): hiệu nhiệt độ bên ngoài và bên trongt= 34 – 25 = 9 0 C k: hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền (W/m 2 K), giới thiệu trong bảng 4.15

Vì sàn đặt ngay trên mặt đất: lấy k của sàn bê tông dày 300 mm

 k = 1,77 (có lát gạch Vinyl 3mm)

3.2.5 Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng, Q 31 W

Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng được xác định:

Q31 = nt  nd Q ( w) nt là hệ số tác động tức thời của đèn chiếu sáng, các phòng ở KTX K7 (10h/ ngày) Tra bảng 4.8 ta được: nt = 0,87

Hệ số tác dụng đồng thời (nd) là yếu tố quan trọng trong thiết kế các toà nhà lớn như khách sạn và công sở Đối với công trình trụ sở, hệ số này được xác định là nd = 0,8.

Q là tổng nhiệt tỏa do chiếu sáng: Đối với đèn huỳnh quang: Q = 1,25 qd F( w)

F: diện tích sàn qd là công suất theo tiêu chuẩn chiểu sáng trên 1m 2 : qd = 12 w/m 2 sàn

 Tổng tổn thất nhiệt do đèn chiếu sáng :426,21 (w)

3.2.6 Nhiệt hiện tỏa do máy móc: Q 32 , W

Nhiệt tỏa do máy móc được tính:hiệu suất 91%

Tính trung bình một phòng có 6 máy tính

 Tổng tổn thất nhiệt do máy móc : 1054,944 (w)

3.2.7 Nhiệt hiện do người tỏa ra Q 4h

Nhiệt hiện do người tỏa ra chủ yếu là do đối lưu và bức xạ được tính theo công thức:

N là số người trong phòng điều hòa

Qh là nhiệt hiện tỏa ra từ một người, tra bảng 4.18, nhiệt độ trong phòng 25 0 C có qh = 65 w/người

Tính cho phòng KTX, phòng có 8 người: n =8

3.2.8 Nhiệt ẩn do người tỏa ra, Q 4â

Nhiệt ẩn tỏa ra do sự đổ mồ hôi và bay hơi của người trong phòng, được tính:

Công thức tính nhiệt ẩn do một người tỏa ra trong phòng điều hòa là Q4â = n × qâ, trong đó qâ được xác định là 65 w/người tại nhiệt độ phòng 25°C Với n là số người trong phòng, ở đây n = 8 người.

Tính cho phòng KTX, có 8 sinh viên :

 Tổng tổn thất nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra: 1040w

3.2.9 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào phòng Q hN , Q aN (w)

Không gian điều hòa là không gian kín, vì vậy cần cung cấp gió tươi từ ngoài trời để đảm bảo lượng oxy cho con người Gió tươi có trạng thái nhiệt độ tNg và độ ẩm dNg cao hơn không khí trong nhà, dẫn đến việc khi đưa vào phòng, gió tươi sẽ tỏa ra nhiệt lượng hiện QhNg và nhiệt ẩn QaNg.

QaNg = 3,0 n l (dNg – dT), trong đó n là số người làm việc trong phòng điều hòa Giá trị l đại diện cho lượng không khí tươi cần thiết cho mỗi người trong một giây, được xác định là l = 7,5 l/s, tương đương với 27 m³/h, theo bảng 4.19.

Tổn thất nhiệt do gió tươi mang vào QhN, QâN : = 1939 (w)

3.2.10 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q 5h và Q 5â , w

Không gian điều hòa được kín để kiểm soát lượng gió tươi, tiết kiệm năng lượng, nhưng vẫn có khả năng gió từ hành lang lọt vào do chênh lệch nhiệt độ, áp suất và vận tốc gió giữa phòng và hành lang Nhiệt ẩn và nhiệt hiện do gió lọt vào cần được tính toán để đảm bảo hiệu quả điều hòa không khí.

 là hệ số kinh nghiệm, tra theo bảng 4.20 V < 500 m 3 chọn  = 0,7

 Tính toán cho phòng KTX có thể tích là 132,16m 3 :

 Tổng thất nhiệt do gió lọt Q5h, Q5aa : 92,22 (w)

3.2.11 Xác định phụ tải lạnh, Q 0 (w)

Phụ tải lạnh là tổng các phụ tải lạnh thành phần:

Vậy tổng lượng nhiệt xâm nhập vào không gian điều hòa là :

Trường hợp cửa theo hướng đông nam – tây bắc : Q 0 = 8487,934(w)  8,5(kw)

Trường hợp cửa theo hướng tây nam – đông bắc : Q 0 = 8476,034 (w)  8,5 (kw)

THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Thiết lập các sơ đồ điều hòa không khí

1.1 Thiết lập sơ đồ điều hòa

Thiết sơ đồ điều hòa không khí là quy trình xử lý không khí trên đồ thị i – d, dựa vào lượng nhiệt hiện tại và nhiệt ẩm đã tính toán Qua đó, xác định công suất cần thiết cho các thiết bị trong hệ thống điều hòa, nhằm đạt trạng thái không khí lý tưởng trước khi thổi vào phòng Điều này cũng tạo cơ sở cho việc bố trí thiết bị hệ thống điều hòa một cách hợp lý và thẩm mỹ hơn.

Sơ đồ điều hòa không khí được thành lập trên 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

1.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp Để tận dụng lượng nhiệt từ không khí thải người ta sử dụng sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp:

4 Thiết bị xử lý không khí

Nguyên lý hoạt động : Không khí ngoài trời (1) với lưu lượng GN trạng thái

Không khí (tN, N) được hút vào cửa để lấy gió tươi và đi vào buồng hòa trộn 2 Tại đây, không khí ngoài trời hòa trộn với không khí tuần hoàn có trạng thái (tT, T) và lưu lượng tuần hoàn GT Sau quá trình hòa trộn, không khí đạt trạng thái (tH, H) với lưu lượng mới.

Không khí được lọc bụi và xử lý nhiệt ẩm tại thiết bị xử lý không khí, sau đó được vận chuyển qua ống tới miệng thổi và thổi vào không gian cần điều hòa Khi vào phòng, không khí chuyển từ trạng thái V sang T do nhận nhiệt và độ ẩm thừa Không khí ở trạng thái T sau đó được quạt hút với lưu lượng GT qua các miệng hút, một phần được thải ra ngoài và một phần đi vào buồng hòa trộn.

Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp biểu diễn trên ẩm đồ

N – Trạng thái không khí ngoài nhà

T - Trạng thái không khí trong nhà

H - Trạng thái không khí sau khi hoà trộn

1.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp theo đồ thị t – d : a Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ht)

Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ht : là tỉ số giữa nhiệt hiện tổng và nhiệt tổng

Hệ số nhiệt hiện tổng là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hòa trộn đến điểm thổi vào, thể hiện quá trình làm lạnh và khử ẩm không khí trong dàn lạnh sau khi gió tươi và gió tái tuần hoàn được hòa trộn.

Hệ số nhiệt hiện tổng được tính theo biểu thức: t ht at ht ht ht Q

Qh: thành phần nhiệt hiện (kể cả nhiệt hiện do gió tươi đem vào QhN có trạng thái ngoài N)

Qâ: thành phần nhiệt ẩn, (kể cả nhiệt ẩn do gió tươi đem vào QâN)

Qt: Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh Q0 = Qt, W

Tính cho phòng KTX K7 (tầng 1) :

6075,434+6829,214 = 0,47 b Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF(hf) âf hf hf hf Q Q

Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (εhf) là tỷ lệ giữa nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và ẩn của phòng, không bao gồm thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi và gió lọt (QhN và QâN) vào không gian điều hòa.

Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong buồng lạnh V-T

Hệ số nhiệt hiện phòng được tính theo biểu thức: âf hf hf hf Q Q

Qhf: tổng nhiệt hiện của phòng (không có nhiệt hiện của gió tươi), W

Qâf: tổng nhiệt ẩn của phòng (không có nhiệt ẩn của gió tươi), W

Tính cho phòng KTX K7 (tầng 1) :

4936,714+520 = 0,9 c Hệ số đi vòng  BF (Bypass Factor)

Hệ số đi vòng là tỷ lệ giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không xảy ra trao đổi nhiệt ẩm với tổng lượng không khí được thổi qua dàn.

Hệ số đi vòng tính theo công thức:

GH : 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

GO: lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh có trao đổi nhiệt ẩm với dàn, kg/s, và đạt được trạng thái O

G0: tổng lưu lượng không khí đi qua dàn, kg/s

Hệ số đi vòng phụ chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm bề mặt trao đổi nhiệt của dàn, cách bố trí bề mặt trao đổi nhiệt ẩm, số hàng ống và tốc độ không khí.

Tra bảng 4.22 ta chọn  BF = 0,1 (ứng dụng khi cần lượng không khí tươi nhiều) d Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor),  hef

Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng là tỷ lệ giữa nhiệt hiện hiệu dụng của phòng và tổng nhiệt hiệu dụng của phòng Công thức tính toán hệ số này được biểu diễn như sau: ef = hef / (aef + hef + hef + hef).

Qhef là nhiệt hiện hiệu dụng của phòng

Qaef là nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng

Qhn - nhiệt hiện do gió tươi mang vào, (w)

Qan- nhiệt ẩn do người mang vào, (w)

Qhf - tổng nhiệt hiện của phòng không có nhiệt hiện do gió tươi, (w)

Qaf- tổng nhiệt ẩn của phòng, không có nhiệt ẩn do gió tươi, (w)

. aN BF af hN BF hf hN BF hf hef Q Q Q Q

→ ( ) ( ) hf BF hN hef hf BF hN af BF aN

   = 0,9 e Xác định các điểm trên ẩm đồ :

Trên ẩm đồ ta xác định các điểm T (25 0 C, 70%) , N(31 0 C , 60%) và điểm G(24 0 C,

Trên thang chia hệ số nhiệt hiện ta xác định các hệ số:  ht ,  hef , hf

Điểm S là điểm đọng sương của thiết bị, nơi mà nhiệt độ tại đó đạt 100% độ ẩm tương đối Nhiệt độ đọng sương của thiết bị được xác định khi tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi qua điểm V theo đường ht, dẫn đến trạng thái bão hòa 100% tại điểm S.

Qua S kẻ đường song song với G-ht cắt đường NT tại H, xác định được điểm hòa trộn H

Qua T kẻ đường song song với G-hf cắt đường SH tại O, xác định được điểm thổi vào O

Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có O  V là điểm thổi

36 f Nhiệt độ đọng sương của thiết bị t s :

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà tại đó hỗn hợp không khí hồi và không khí tươi được làm lạnh qua điểm V theo đường  ht, dẫn đến không khí đạt trạng thái bão hòa 100% tại điểm S, điểm này được xác định là điểm đọng sương của thiết bị.

Dựa vào hệ số nhiệt hiện hiệu dụng và điểm T, ta có thể xác định nhiệt độ đọng sương của thiết bị bằng cách kẻ đường G -  hef và đường song song từ T cắt tại S với độ ẩm  = 100% Ngoài ra, nhiệt độ đọng sương (ts) cũng có thể được tính toán từ ẩm đồ, với tT = 25°C,  T = 70% và  hef = 0,86, dẫn đến kết quả ts = 18,7°C (theo bảng 4.24).

Xác đi ̣nh lưu lượng thể tích không khí qua dàn la ̣nh :

Sơ đồ tuần hoàn một cấp mùa hè

KTX K7(tầng 1) 0,46 63 25,7 tv = t0 = ts +  BF (tH – ts) = 18,7+ 0,1 (25,8– 18,7) = 19,3 0 C (I0 = IV) s H s

Phòng  hf I (kJ/kg) t ( 0 C)

KTX K7(tầng 1) 0,84 53,8 19,39 g Kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào:

Ta thấy:t VT = 5,61 0 C ≪10 0 C nên đạt tiêu chuẩn vệ sinh h Năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí có thể tính kiểm tra bằng công thức:

G : lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh

IH : entanpy không khí điểm hòa trộn  không khí vào dàn lạnh

` IV : entanpy không khí điểm thổi vào  không khí ra khỏi dàn lạnh

TÍNH VÀ CHỌN MÁY, THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Xác định năng suất lạnh thực

Việc xác định năng suất lạnh thực của hệ thống là rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả hoạt động của hệ thống Năng suất lạnh không phải là cố định mà thay đổi theo điều kiện môi trường; cụ thể, năng suất lạnh của máy điều hòa không khí tăng khi nhiệt độ trong phòng tăng và nhiệt độ ngoài nhà giảm Do đó, máy điều hòa không khí cần đáp ứng những yêu cầu nhất định để hoạt động hiệu quả.

Phải chọn máy có đủ năng suất lạnh yêu cầu ở đúng chế độ làm việc đã tính

Phải chọn máy có đủ năng suất gió đạt yêu cầu thiết kế

Lựa chọn đhkk

Hệ thống cấp lạnh được lựa chọn cho KTX K7 là hệ thống điều hòa không khí VRV của hãng DAIKIN (Nhật Bản), sử dụng công nghệ điều hòa trung tâm VRV IV, mang lại nhiều tính năng ưu việt.

VRV, viết tắt của "Variable Refrigerant Volume", là hệ thống máy lạnh trung tâm cho phép điều chỉnh lưu lượng môi chất thông qua tần số dòng điện Daikin, nhà sản xuất điều hòa không khí tiên phong, đã phát minh ra công nghệ này và đã phát triển qua 4 thế hệ: VRV I, VRV II, VRV III, và VRV IV trong suốt hơn 31 năm.

Máy lạnh trung tâm VRV III là phiên bản cải tiến của VRV, đánh dấu sự cách mạng trong công nghệ điều hòa không khí cho các tòa nhà Hệ thống này áp dụng các kỹ thuật tiên tiến để đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng Dàn nóng của máy lạnh VRV III bao gồm từ 1 đến 3 máy nén, trong đó có một máy nén được điều khiển biến tần (inverter), cho phép điều chỉnh tốc độ quay của động cơ và khả năng thay đổi phụ tải linh hoạt.

Máy nén inverter có tần số điện thay đổi từ 52 đến 210 Hz, giúp điều chỉnh năng suất lạnh của hệ thống qua 62 bước cho máy 54Hp Tính năng này cho phép điều khiển riêng biệt hoặc điều khiển tuyến tính cho từng dàn.

Khi lựa chọn thiết bị điều hòa không khí cho các công trình cao tầng, cần cân nhắc giữa máy lạnh trung tâm và máy lạnh cục bộ, mỗi phương án đều có nhược điểm riêng Việc lắp đặt nhiều dàn nóng của máy lạnh cục bộ có thể ảnh hưởng xấu đến cảnh quan tòa nhà, trong khi đó, máy lạnh trung tâm VRV sử dụng gas lạnh để làm lạnh và giải nhiệt bằng gió, cho phép lắp ghép nhiều dàn nóng để đáp ứng tổng tải lạnh cho toàn bộ tòa nhà Hệ thống VRV mang lại nhiều kiểu dáng và công suất dàn lạnh khác nhau, giúp dễ dàng lựa chọn thiết bị phù hợp với yêu cầu kiến trúc, đảm bảo tính thẩm mỹ và linh hoạt trong việc bố trí.

Hệ thống giải nhiệt bằng gió có thể lắp đặt ở mọi địa điểm, kể cả những nơi không có nguồn nước sạch, và không yêu cầu thiết bị kèm theo như các hệ thống giải nhiệt bằng nước.

Kỹ thuật máy nén điều khiển bằng biến tần cho phép điều chỉnh tải lạnh linh hoạt theo nhu cầu sử dụng, dẫn đến việc tải lạnh thực tế thấp hơn so với tổng tải thiết kế ban đầu Điều này giúp giảm đáng kể điện năng tiêu thụ của toàn bộ hệ thống, đồng nghĩa với việc người dùng chỉ phải chi trả cho năng lượng thực sự sử dụng Hơn nữa, việc tiêu thụ điện được giám sát chính xác nhờ vào các chức năng ưu việt của hệ thống điều khiển.

Dàn nóng được lựa chọn là loại đứng, thiết kế gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt tại vị trí mong muốn Khi hoạt động, dàn nóng này ít rung động, do đó không cần gia cố sàn, giúp chủ đầu tư tiết kiệm chi phí đáng kể.

41 dàn nóng bao gồm 13 máy nén trong đó có 1 máy nén biến tần, do đó chủ đầu tư không cần phải lo lắng khi có sự cố xảy ra

Trong 1 hệ, cho phép kết nối 1 dàn nóng đơn với 18 dàn lạnh, 1 cụm dàn nóng có thể kết nối tới 64 dàn lạnh có năng suất lạnh và kiểu dáng khác nhau

Năng suất lạnh của các dàn lạnh có thể điều chỉnh từ 50% đến 130% so với cụm dàn nóng, và có thể lên đến 200% với dàn nóng đơn và một số loại dàn lạnh Điều này cho phép hệ thống hoạt động bình thường ngay cả khi một trong các dàn lạnh gặp sự cố, không cần máy dự trữ Hơn nữa, việc giảm số lượng dàn nóng không chỉ tiết kiệm chi phí mua sắm, bảo hành và bảo trì mà còn tiết kiệm không gian lắp đặt.

Chọn thiết bị chính của hệ thống

Hệ VRV bao gồm các thiết bị sau:

Hệ thống đường ống và bộ chia gas

Phụ tải lạnh của KTX K7 (tầng 1) là :

Q0LT = 8 kw là năng suất lạnh lí thuyết

𝛼 1 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ngoài tra theo hình 5.8/194 𝜶1 = 1,0

𝛼 2 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ trong nhà tra theo hình 5.9/194 𝜶 𝟐 = 0,93

𝛼 3 là hệ số hiệu chỉnh theo chiều dài và chênh lệch độ cao giữa 2 dàn tra theo hình 5.10/195 𝜶 𝟑 = 0,88

𝛼 4 là hệ số hiệu chỉnh theo tỷ lệ kết nối dàn nóng/ dàn lạnh tra theo hình 5.12/197

Ta thấy Q0t= 8kw >Q0yc = 7 kw => ta chọn máy và thiết bi ̣ theo Q 0tt

Tính cho KTXK7 (tầng 1) có 14 phòng=≥ Qot = 112 (kw)

3.2 Chọn máy : a Chọn cụm máy,chọn ống đồng và bộ chia gas cho dàn nóng :

 Bảng chọn ống cho dàn nóng :

HP Đường kính ngoài , mm Ông hơi Ông lỏng

 Bảng chọn bộ chia gas dàn nóng :

Công suất dàn nóng REFNET Ký Hiệu

 Catolog loại COP cao ( tiết kiệm năng lượng):

 Bảng chọn cụm dàn nóng và ống đồng cho hệ thống điều hoà không khí:

Tên phòng Model Năng suất lạnh (KW)

Tính cho ̣n bô ̣ chia gas dàn nóng :

Việc chọn bộ chia gas là rất quan trọng, tương tự như dàn lạnh và dàn nóng, vì nó ảnh hưởng đến lưu lượng môi chất cung cấp cho dàn lạnh Điều này quyết định khả năng đảm bảo năng suất lạnh và năng suất nhiệt của hệ thống.

Việc lựa chọn bộ chia gas theo tiêu chuẩn của nhà chế tạo và phụ thuộc vào các yếu tố:

Vị trí lắp đặt bộ chia gas rất quan trọng, vì nó được sử dụng để kết nối các dàn nóng với nhau hoặc phân chia gas tới các bộ chia khác và dàn lạnh Việc lắp đặt đúng cách giúp tối ưu hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Lượng nhánh rẽ sau bộ chia: 2, 4, 6 hay 8 nhánh

Năng suất lạnh mà bộ chia phục vụ

Tên Phòng Công suất dàn nóng

Cụm dàn nóng DaiKin : b Chọn cụm máy,chọn ống đồng và bộ chia gas cho dàn lạnh :

 Bảng chọn bộ chia gas dàn lạnh :

Chỉ số năng suất lạnh tổng hợp Ký hiệu bộ chia gas

640 trở lên KHRP26A73T ÷ KHRP26M73TP

Bảng chọn cụm dàn lạnh và ống đồng cho hệ thống điều hoà không khí :

Công suất làm la ̣nh kW 7,7

Công suất sưởi ấm kW 10

Công suất điện tiêu thụ

Tên Mode FXMQ80PVE bình/Thấp)

 Tính chọn bộ chia gas dàn lạnh :

Tên Phòg Chỉ số năng suất lạnh Kí hiệu bộ chia gas

CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC, GAS, ĐƯỜNG ỐNG GIÓ, THÔNG GIÓ VÀ CẤP GIÓ TƯƠI.

Tính toán thiết kế đường ống gas

Tính toán đường ống gas theo catalogue của dàn lạnh:

- Đoạn ống chính được tính theo công thức

Trong đó: d1 : Đường kính ống dẫn môi chất chính d2, d3: Đường kính dẫn môi chất tại các điểm phân nhánh, (d3 = dC)

Để tính toán kích thước các đoạn đường ống góp, ta cần xác định đường kính dẫn môi chất của dàn lạnh A, B, C (dA, dB, dC) từ catalogue thương mại Công thức tính kích thước các đoạn ống được áp dụng như sau: d2 = √(d3² + dB²), d1 = √(d2² + dA²), và d3 = √(d1² + d2²) Cụ thể, với d2 = √(15,9² + 15,9²), ta có d2 = 22,5 mm; và d1 = √(22,5² + 15,9²), kết quả là d1 = 27,5 mm.

tính toán thiết kế đường ống gió, thông gió và cấp gió tươi

Tính hệ thống đường cung cấp gió tươi

Hệ thống đường dẫn không khí thông thường có 2 loại chính: hệ thống kênh ngầm và hệ thống kiểu treo

Trong tính toán thiết kế đường ống gió, ta phải đáp ứng được yêu cầu sau:

Bố trí đường ống đơn giản và nên đối xứng d 1 d 2 d 3

Hệ thống đường ống gió cần phải được thiết kế sao cho không gây cản trở đến các kết cấu xây dựng, kiến trúc và thiết bị khác trong khu vực thi công, đồng thời cũng phải bảo đảm tính thẩm mỹ của công trình.

Có nhiều phương pháp tính toán thiết kế hệ thống đường ống dẫn không khí, mỗi phương pháp mang lại kết quả khác nhau về kích thước đường ống, giá thành tổng thể, quạt gió, không gian lắp đặt, độ ồn và các phụ kiện như tê, cút, côn Để chọn quạt phù hợp, cần dựa vào các yếu tố quan trọng liên quan đến hệ thống.

Hệ thống HRV cho tầng 2:

Tổng lưu lượng gió tươi cần cung cấp cho tầng 1 (14 phòng) là:

Tầng 1 sử dụng 14 dàn lạnh Vậy lưu lượng gió cần cấp cho từng dàn lạnh là:

Ta sử dụng 2 HRV để cung cấp gió tươi cho các phòng KTX K7 (tầng 1)

Sử dụng phương pháp xác định bằng đồ thị:

Tổng lưu lượng gió tươi cần cung cấp cho 10 phòng của tầng 2 là:

Chọn tổn thất áp suất trên 1 mét chiều dài Δpl = 1 (Pa/m)

Quạt hút được lắp đặt phải thỏa mãn điều kiện:

Chọn tổn thất áp suất trên 1 mét chiều dài Δpl = 1 (Pa/m)

 Tổng chiều dài tương đương của đoạn ống: w = ltd

Tổng trở lực đường ống: ∑Δpcb = ltd  Δp1 = 1 0,72 1,2 = 0,864 Pa

(Δp1 =1Pa/m) Trong đó: 1,2 - hệ số an toàn

Tổn thất áp suất qua ống rẽ nhánh:

   (tra bảng 7.7 tr304 ta có hệ số áp suất động 1,94) Δps 1-6 = 11,2

∑Δps = Δpms + Δpcb + Δps 1-6 = 29,5 + 0,864 +11,2 = 41,56 (N/m 2; Pa)

Tương tự tính cho 4 phòng hướng đông nam:

=>Chọn 3 quạt cấp gió tươi với : Δpt (Pa)

Là dòng quạt hướng trục nối ống gió, truyền động trực tiếp và cánh quạt có góc nghiêng cánh điều chỉnh được

+ Đường kính quạt từ 315mm đến 2000mm

+ Lưu lượng: 720m3/h đến 460800m3/h Áp suất tĩnh: lên đến 3500Pa

Cánh quạt hướng trục airfoil hiệu suất cao của Elta Anh được sản xuất với công nghệ đúc hàng đầu thế giới, mang logo đặc trưng của thương hiệu trên mỗi lá cánh và guồng cánh, đảm bảo chất lượng và hiệu suất tối ưu.

Tính thông gió nhà vệ sinh

Các nhà vệ sinh của khu ký túc xá K7 đều có kích thước đồng nhất và được ngăn cách với không gian bên ngoài bằng tường Do đó, phương án thông gió được lựa chọn là thông gió cục bộ cho từng phòng Mỗi nhà vệ sinh sẽ được trang bị một quạt hút có lưu lượng phù hợp với thể tích của phòng.

Thể tích nhà vệ sinh

Theo bảng 1.4[1] ta có thể chọn hệ số thay đổi không khí định hướng cho khu nhà vệ sinh là: K = 10 m3/h.m 3 phòng

Vậy lưu lượng gió thải cần hút trong nhà vệ sinh trong 1 h là:

Chọn quạt hút MPE AFC - 150

Công suất hút gió: 288 m³/h Điện thế: 220V/ 50Hz Đường kính cánh quạt: 150 mm

Kích thước đục lỗ: 200 mm x 200 mm Độ ồn: 43 dB

Tốc độ động cơ: 1.300 vòng/phút

Hệ thống đường nước ngưng

Hệ thống đường ống nước ngưng, ống dẫn môi chất và ống gió là ba thành phần chính trong một hệ thống điều hòa không khí hoàn chỉnh Đặc biệt, ống dẫn nước ngưng đóng vai trò quan trọng và không thể thiếu trong hệ thống điều hòa trung tâm.

Hệ thống đường ống dẫn nước ngưng có nhiệm vụ thu gom, vận chuyển và thải nước ngưng từ các dàn lạnh ra ngoài, giúp ngăn chặn tình trạng nước ngưng ứ đọng tại các dàn lạnh hoặc rơi ra không gian điều hòa, từ đó bảo vệ chất lượng công trình Nguyên lý hoạt động của hệ thống này đảm bảo hiệu suất tối ưu trong việc quản lý nước ngưng.

Tại dàn lạnh, gas có nhiệt độ thấp từ dàn nóng sẽ chạy trong các ống trao đổi nhiệt Khi quạt dàn lạnh hút không khí ẩm từ môi trường bên ngoài, không khí này sẽ được làm lạnh đến nhiệt độ yêu cầu khi tiếp xúc với dàn ống trao đổi nhiệt và sau đó được thổi vào không gian.

Khi không khí ẩm được làm lạnh bởi điều hòa, hơi ẩm sẽ ngưng tụ lại trên bề mặt ống trao đổi nhiệt và chảy xuống máng hứng nước ngưng của dàn.

Nước ngưng tại các dàn lạnh sẽ được bơm hoặc do chênh lệch áp suất thủy tĩnh đẩy vào hệ thống ống dẫn nước ngưng, sau đó được đưa vào hệ thống đường ống nước thải của tòa nhà.

Tính toán lượng nước ngưng thải ra từ các dàn lạnh:

G là lượng không khí cấp vào dN: độ chứ hơi d không khí cấp vào d0: độ chứ hơi d không khí trong phòng với dN = 20,3 g/kgkkk ; d0 = 14 g/kgkkk

TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA, LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Tủ điện tổng và tủ điện điều khiển

Tủ điện tổng được lắp đặt gần các cụm dàn nóng, cung cấp điện từ nguồn đến các tủ điện ở mỗi tầng Mỗi dàn nóng sử dụng nguồn điện 3 pha với điện áp từ 380 đến 415V và tần số 50 Hz.

Tất cả các aptomat của các dàn lạnh được đặt trong các tủ này Mỗi dàn lạnh sử dụng một điện nguồn: 1 pha- 220 ÷ 240V/220V - 50 Hz.

Hệ thống điều khiển

Bộ điều khiển từ xa không dây cho phép điều khiển cục bộ từng dàn lạnh trong từng phòng, giúp người dùng dễ dàng cài đặt các thông số như nhiệt độ, tốc độ gió và chế độ tắt/mở cho từng dàn lạnh hoặc một tổ dàn lạnh đã được kết nối.

Bộ điều khiển trung tâm được đặt trong phòng kỹ thuật: có khả năng điều khiển được tối đa 64 dàn lạnh một cách độc lập

Phân cấp điều khiển cho bộ điều khiển không dây

Màn hình hiển thị tình trạng hoạt động của hệ thống, của từng dàn lạnh, các chế độ cài đặt

Màn hình hiển thị mã sự cố khi hệ thống gặp sự cố, giới hạn các thông số hoạt động của các dàn lạnh quản lý

Tổng chiều dài dây lên đến 2 km, dễ dàng thích ứng với việc mở rộng hệ thống

Các dàn lạnh gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trung tâm để phân tích và xử lý, sau đó phát ra tín hiệu điều khiển Thiết bị chuyển đổi tín hiệu cho máy tính cùng phần mềm hỗ trợ giúp người dùng quản lý hệ thống, bao gồm việc cài đặt nhiệt độ phòng và tốc độ gió.

Bộ điều khiển cao cấp:

Hiển thị màn hình trực quan bằng đồ họa

Quản lý thông minh từ xa

Lập lịch điều khiển / vận hành tự động Điều khiển nhiệt độ chênh lệch

Chức năng theo dõi, kiểm tra sự cố từ xa

Giới hạn nhiệt độ sử dụng

Công tác vận hành

Để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và đạt được các chế độ nhiệt ẩm yêu cầu, người vận hành cần có kiến thức cơ bản về VRV và tuân thủ quy định an toàn lao động Trước khi vận hành, cần kiểm tra bơm và quạt tháp giải nhiệt, cho bơm quạt chạy trước, sau đó mới khởi động dàn nóng để tránh sự cố không mong muốn.

Máy nén hoạt động bình thường khi chạy êm, không rung lắc hay phát ra tiếng kêu lạ Thân máy nóng đều và không có dấu hiệu rò rỉ ga hay dầu qua các mối nối và mặt bích.

2.Vận hành các thiết bị tự động:

Rờ le nhiệt độ cần được đóng ngắt một cách kịp thời và chính xác để đảm bảo hiệu suất hoạt động Việc giữ sạch các tiếp điểm là rất quan trọng để đảm bảo tiếp xúc tốt cho bầu cảm biến nhiệt Đồng thời, ống mao dẫn và bầu cảm biến phải luôn được giữ kín để tránh rò rỉ môi chất.

Van điện từ yêu cầu hoạt động ổn định theo dòng điện, với khả năng đóng mở chính xác Đặc biệt, khi van đóng, cần đảm bảo độ kín tuyệt đối Sự chính xác trong hoạt động của van điện từ là yếu tố then chốt để đảm bảo hệ thống vận hành hiệu quả.

Công tác bảo dưỡng và sửa chữa

Công tác bảo dưỡng hệ thống máy móc, dù đơn giản hay phức tạp, là yếu tố thiết yếu giúp nâng cao hiệu quả hoạt động, tiết kiệm năng lượng và kéo dài tuổi thọ thiết bị Đặc biệt, việc bảo dưỡng giúp phát hiện sớm hư hỏng để sửa chữa kịp thời Hệ thống điều hòa không VRV của DAIKIN là một hệ thống thông minh, với tất cả thiết bị được kết nối với máy vi tính để giám sát và kiểm tra hoạt động, nhanh chóng báo động sự cố một cách chính xác, từ đó giảm thiểu thời gian khắc phục Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, hệ thống cần được kiểm tra định kỳ 6 tháng một lần các thông số như áp suất làm việc, dòng điện, độ quá nhiệt và độ quá lạnh.

Các dàn lạnh trong phòng điều hòa đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi nhiệt và xử lý không khí Để đảm bảo hiệu suất hoạt động, cần bảo dưỡng dàn lạnh định kỳ 3 tháng một lần, bao gồm việc lau chùi các phin lọc và kiểm tra các thông số như lưu lượng gió, nhiệt độ gió cấp và gió hồi.

Thử bền hệ thống được tiến hành như sau :

- Chuẩn bị thử : Cô lập máy nén, ngắt áp kế đầu hút, mở van (trừ van xả), nối bình khí (hoặc N2) qua van giảm áp

- Nâng áp suất hệ thống từ từ lên áp suất thử bền cho phía cao áp và hạ áp

- Duy trì áp suất thử trong vòng 5 phút rồi giảm dần tới áp suất thử kín

Cần lưu ý rằng máy nén và thiết bị đã được kiểm tra độ bền tại nơi sản xuất, do đó có thể không cần thực hiện thử nghiệm độ bền lần nữa Thay vào đó, chỉ cần kiểm tra hệ thống đường ống và các mối hàn.

Nâng áp suất lên áp suất thử kín

Duy trì áp lực thử trong vòng 24 giờ Trong 6 giờ đầu áp suất thử giảm không quá 10% và sau đó không giảm

Để kiểm tra rò rỉ, hãy thực hiện thử nghiệm bằng nước xà phòng Khả năng rò rỉ ở đường ống nguyên rất thấp, vì vậy cần tập trung kiểm tra các mối hàn, mặt bích và các điểm nối van trước Nếu đã kiểm tra tất cả các vị trí này mà không phát hiện vết xì và áp suất vẫn giảm, bạn có thể tiến hành kiểm tra trên toàn bộ đường ống.

Khi không phát hiện được chổ rò rỉ cần khoanh vùng để kiểm tra

Áp suất trong hệ thống bị ảnh hưởng đáng kể bởi nhiệt độ môi trường, do đó nó có sự biến đổi theo từng giờ trong ngày Vì vậy, việc kiểm tra áp suất nên được thực hiện vào một thời điểm cụ thể trong ngày để đảm bảo độ chính xác.

Khi phát hiện rò rỉ cần loại bỏ áp lực trên hệ thống rồi mới xử lý Tuyệt đối không được xử lý khi áp lực vẫn còn

Chỉ sau khi đã thử xong hoàn chỉnh không phát hiện rò rỉ mới tiến hành bọc cách nhiệt đường ống và thiết bị

Hút chân không là quá trình cần thực hiện nhiều lần để loại bỏ hoàn toàn không khí và hơi ẩm trong hệ thống đường ống và thiết bị Để đảm bảo hiệu quả, áp lực cần duy trì ở mức 50 đến 75 mmHg (tương đương khoảng -700 mmHg) trong 24 giờ, trong đó 6 giờ đầu có thể tăng áp lực lên 50%, nhưng sau đó không được phép tăng thêm.

Trước khi lắp đặt máy điều hòa, cần kiểm tra điện áp của nguồn cấp để đảm bảo nó nằm trong giới hạn quy định Các kỹ thuật viên có kinh nghiệm thường hỏi khách hàng về tình hình điện áp hoặc thực hiện đo điện áp trước khi tiến hành lắp đặt Điều này rất quan trọng vì nếu điện áp yếu, máy điều hòa sẽ không hoạt động hiệu quả.

Để đảm bảo hiệu suất tối ưu, cần thực hiện chế độ chạy thử trong chế độ làm lạnh với nhiệt độ đặt ở mức thấp nhất có thể Tuy nhiên, việc chạy thử này có thể bị ảnh hưởng và vô hiệu hóa tùy thuộc vào nhiệt độ phòng hiện tại.

Thực hiện chạy thử theo hướng dẫn vận hành để đảm bảo tất cả các chức năng, như chuyển động của cửa gió, hoạt động đúng cách Máy điều hòa vẫn tiêu tốn một lượng điện năng nhỏ khi ở chế độ chờ Nếu không sử dụng hệ thống trong thời gian dài sau khi lắp đặt, nên tắt attomat để tránh lãng phí điện Nếu attomat không ngắt điện máy điều hòa, hệ thống sẽ tự khôi phục hoạt động ban đầu khi attomat được bật lại.

Dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Đại Tiến, em đã hoàn thành đồ án môn Thiết Kế Hệ Thống ĐHKK Qua quá trình tính toán thiết kế, em nhận thấy rằng đồ án đã vận dụng hiệu quả kiến thức từ nhiều môn học, giúp củng cố kiến thức cho công việc sau này Đặc biệt, đồ án đã đưa ra phương pháp thiết kế hệ thống ĐHKK trung tâm vừa và lớn, đáp ứng nhu cầu hiện tại.

Việc tính toán tổn thất nhiệt và lựa chọn hệ thống hiện nay vẫn chủ yếu mang tính lý thuyết, chưa áp dụng hiệu quả các công nghệ mới, dẫn đến các thông số ước lượng chưa chính xác.

1 Nguyễn Đức Lợi, Giáo Trình Thiết Kế hệ thống Điều Hòa Không Khí

2 Nguyễn Trần Ninh, Đồ Án Tốt Nghiệp Điều Hoà Không Khí 2019

3 Nguyễn Trần Quân, Đồ Án Tốt Nghiệp Điều Hoà Không Khí 2014

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 3

CHƯƠNG II : KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ…………4

2 Chọn phương án thiết kế 5

2.1 Đặc điểm kiến trúc và khảo sát công trình 5

2.2 Phân loại hệ thống điều hoà không khí 6

2.3 Hệ thống điều hòa cục bộ 7 a Máy điều hòa cửa sổ (Window-type room air conditioner) 7 b Máy điều hòa kiểu tách 9

2.4 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 10 a Máy điều hòa nguyên cụm 10 b Máy điều hòa VRV (Variable Air Volume) 10

2.5 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 12 a Khái niệm chung 12

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 16

1 Chọn các thông số thiết kế : 16

2 Xác định các nguồn nhiệt gây tổn thất : 18

3 Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa 20

3.2.1 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22 : 24

3.2.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào: Q 22c 26

3.2.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ : Q 22cs W .26

3.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23 : 26

CHƯƠNG IV: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ .30

1 Thiết lập các sơ đồ điều hòa không khí .30

1.1 Thiết lập sơ đồ điều hòa 30

1.2 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp 30

1.3 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 1 cấp theo đồ thị t – d 32 a Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (ht)……… 32 b Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF(hf)……….33 c Hệ số đi vòng  BF (Bypass Factor)……… 34 d Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor),  hef ……… 34 e Xác định các điểm trên ẩm đồ 35 f Nhiệt độ đọng sương của thiết bị t s 36 g.Kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào………37 h.Năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí có thể tính kiểm tra bằng công thức……….37

CHƯƠNG V: TÍNH VÀ CHỌN MÁY, THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 39

1 Xác định năng suất lạnh thực : 39

3 Chọn thiết bị chính của hệ thống 41