Tổng quan về trung tâm dữ liệu và tiêu chuẩn Tier 3
Quy hoạch và thiết kế trung tâm dữ liệu
Một yếu tố quan trọng trong trung tâm dữ liệu là hệ thống cơ sở hạ tầng tiện ích, bao gồm nguồn điện, điều hòa không khí, hệ thống chữa cháy và các thiết bị an ninh khác.
Một trung tâm dữ liệu phải đảm bảo ba yêu cầu chức năng chính:
- Bố trí không gian phù hợp để bảo vệ máy chủ, các thiết bị lưu trữ hệ thống mạng
- Nguồn cung cấp điện và kết nối mạng luôn được đảm bảo
- Điều kiện nhiệt độ, độ ẩm được kiểm soát trong phạm vi cho phép
Khi thiết kế, quy hoạch trung tâm dữ liệu cần xem xét đến các vấn đề sau:
Để bảo vệ trung tâm dữ liệu khỏi độ ẩm và rò rỉ nước, cần tránh đặt nó dưới các khu vực có nguy cơ nước hoặc hơi ẩm xâm nhập Việc thiết kế không có cửa sổ mở ra bên ngoài là cần thiết để ngăn chặn không khí và độ ẩm rò rỉ Ngoài ra, chỉ nên sử dụng lối đi lại ở mức tối thiểu để giảm thiểu nguy cơ này.
Để bảo vệ trung tâm dữ liệu khỏi ô nhiễm, cần cô lập nó với các nguồn gây ô nhiễm và đảm bảo không khí cấp vào luôn sạch Nồng độ bụi trong phòng phải thấp hơn 100mg/m2/24h theo tiêu chuẩn TCV 9259/2012 Đồng thời, cần duy trì nồng độ bụi, độ ẩm và nhiệt độ trong các giới hạn cho phép để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Để giảm thiểu ảnh hưởng xấu lên hệ thống, lý tưởng nhất là thiết kế trung tâm dữ liệu dưới dạng một phòng nhỏ bên trong một phòng lớn (room in room), đảm bảo rằng không có bức tường nào tiếp giáp với mặt tiền bên ngoài.
Để đảm bảo hiệu quả trong việc vận chuyển, cần phải có đầy đủ lối di chuyển vào và ra trung tâm dữ liệu, bao gồm sảnh, thang máy vận chuyển hàng hóa và các lối đi cho thiết bị khác.
Để duy trì hiệu suất tối ưu cho trung tâm dữ liệu, cần trang bị hệ thống điều hòa không khí phù hợp để làm mát toàn bộ hệ thống Ngoài ra, việc thiết lập hệ thống cảnh báo và xử lý tự động là rất quan trọng để kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, đảm bảo không vượt quá ngưỡng quy định.
- Luồng khí: xem xét luồng khí vào và khí thải của hệ thống và đảm bảo luồng khí phù hợp nhu cầu làm mát và tiết kiệm năng lượng
Phòng mở rộng trong thiết kế trung tâm dữ liệu cần được xây dựng để đáp ứng nhu cầu mở rộng thiết bị trong tương lai, bao gồm cả hệ thống cung cấp năng lượng và không gian sử dụng linh hoạt.
Phương án lắp đặt thiết bị
Cấu hình và bố trí thiết bị CNTT đóng vai trò quan trọng trong việc định hướng luồng khí qua các máy chủ, giúp tản nhiệt hiệu quả Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến việc này, bao gồm cấu trúc và kích thước tủ, cũng như hệ thống tản nhiệt của tủ Một số vấn đề thường gặp khi bố trí thiết bị có thể ảnh hưởng đến hiệu suất làm mát và hoạt động của hệ thống.
Vị trí lắp đặt các tủ rack được thiết kế hợp lý nhằm ngăn chặn khí nóng thoát ra từ tủ này xâm nhập vào tủ khác, tránh tình trạng làm nóng tủ thứ hai.
Lưu lượng không khí làm mát không đủ có thể xảy ra do khoảng cách không đủ giữa các tủ hoặc thiết bị Để đảm bảo có đủ lượng không khí, các tủ cần có khả năng mở tối thiểu 63% ở cả phía trước và phía sau.
Vị trí của các tủ ảnh hưởng đến mật độ nhiệt trong không gian, vì vậy ASHRAE khuyến nghị bố trí các giá đỡ thiết bị theo cách phân biệt luồng không khí lạnh và nóng Cụ thể, cần sắp xếp các giá đỡ theo hàng, với mặt trước của tủ hướng về luồng không khí lạnh và mặt sau quay về luồng không khí nóng Thiết kế này giúp giảm thiểu sự hòa trộn giữa không khí nóng và lạnh, từ đó tối đa hóa khả năng tản nhiệt của hệ thống.
Theo tiêu chuẩn ANI/TIA/EIA – 942 năm 2012, cần có tối thiểu 4 feet (1200 mm), tương đương với hai viên gạch lát sàn 600x600 mm, để lắp đặt thiết bị, đặc biệt là khoảng không gian tối thiểu phía sau.
2 feet (600 mm), phía trước được khuyến nghị là 3 feet (900 mm).
Tiêu chuẩn Tier 3
A, Giới thiệu về các cấp độ Tier
Uptime Institute, một tổ chức của Mỹ, đã phát triển các tiêu chuẩn đánh giá cho thiết kế, xây dựng và vận hành dịch vụ của các trung tâm dữ liệu Đánh giá của tổ chức này được chia thành bốn cấp độ, từ thấp đến cao.
Cấp độ đánh giá được chia thành bốn mức: Tier 1, Tier 2, Tier 3 và Tier 4, trong đó Tier 1 là cấp độ thấp nhất và Tier 4 là cấp độ cao nhất Các đặc điểm của từng cấp độ được trình bày chi tiết trong bảng 1.1.
Bảng 1 1: Các tiêu chí đánh giá cấp độ Tier
Tier 1 - Các thiết bị CNTT chỉ được cung cấp bởi đường dẫn không có dự phòng
- Công suất của các thành phần không có sự dự phòng
Tier 2 - Các thiết bị CNTT tương đương hoặc cao hơn mức độ tier 1
- Hạ tầng và các thành phần đều được dự phòng
Tier 3 - Mức độ này các tiêu chí xếp hạng cao hơn tier 1 và tier 2
- Các thiết bị CNTT được cung cấp bởi nhiều đường độc lập
- Tất cả thiết bị phải được cung cấp bởi nguồn điện kép và cấu trúc liên kết phải phù hợp kiến trúc của TTDL
Tier 4 - Mức độ này là mức độ đánh giá cao nhất của TTDL
- Tất cả hệ thống làm lạnh phải tách biệt với chế độ nguồn kép
Một trung tâm dữ liệu đạt chuẩn Tier 3 phải thỏa mãn các tiêu chí sau:
- Trung tâm điều hành phải cá các khả năng sau:
+ Giám sát và điều khiển hệ thống mạng, điện, điều hòa, phòng cháy và an ninh của
Giải pháp Multi Router Traffic Grapher (MRTG) là công cụ giám sát mạng hiệu quả, giúp đảm bảo tính sẵn sàng của hệ thống mạng MRTG đo lường lưu lượng truy cập và mức sử dụng, phát hiện sự thay đổi trạng thái kết nối và cung cấp cảnh báo khi đạt ngưỡng đã định Nhờ đó, giải pháp này hỗ trợ giám sát mạng, phát hiện sự cố kịp thời và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.
+ Sử dụng hệ thống Camera giám sát được kết nối với đầu ghi hình DVR theo dõi hình ảnh bên trong và bên ngoài DC
Hệ thống quản lý mạng (MNS) có khả năng giám sát ổn định trạng thái hoạt động của thiết bị mạng, server và thông số của từng đường truyền Hệ thống này cũng phát hiện kịp thời những thay đổi trong kết nối mạng.
Đưa ra các thông báo kịp thời trước khi tốc độ kết nối vượt quá ngưỡng cho phép giúp hạn chế tối đa thời gian ngừng hoạt động.
Tier 3 data center cung cấp khả năng hỗ trợ truy cập từ xa, cho phép khách hàng giám sát và quản lý máy chủ mà không cần phải có mặt tại trung tâm dữ liệu Điều này giúp khách hàng theo dõi và giải quyết các vấn đề xảy ra với máy chủ một cách hiệu quả, giống như họ đang có mặt trực tiếp tại data center.
+ Theo dõi thông số về môi trường thường xuyên và liên tục, giúp kỹ thuật viên điều chỉnh hệ thống điều hòa hoạt động cho phù hợp
+ System log: Kết nối với máy chủ Syslog phải luôn luôn bật để giám sát quá trình vận hành hệ thống
+ Các máy phát điện hoạt động dự phòng 1+1 Máy nổ có bể dầu riêng đảm bảo không bị gián đoạn khi hoạt động
+ DC Tier 3 cần dự phòng ít nhất N+1 các thiết bị như trạm biến áp, UPS, máy phát điện, cáp backbone
+ Có thể tiến hành bảo trì bất cứ lúc nào mà không gây ra sự gián đoạn dịch vụ
+ Kiểm soát độ ẩm chính xác (+/-5%)
+ Kiểm soát nhiệt độ chính xác ((+/-1℃)
+ Kết nối mạng và hệ thống BMS hiện hành
+ Giám sát bộ lọc khí và điều khiển tốc độ quạt gió
+ Vận hành liên tục, ổn định 24h/7
+ Độ ồn thấp do hấp thụ thay vì phản âm.
Giới thiệu về công trình
Vinagame (VNG) là một công ty công nghệ Việt Nam, thành lập vào năm 2004 với
VNG, doanh nghiệp khởi nghiệp kỳ lân đầu tiên tại Việt Nam, đã hoạt động 15 năm và đạt giá trị trên 1 tỷ USD Công ty chủ yếu tập trung vào 4 mảng sản phẩm chính: trò chơi trực tuyến, nền tảng kết nối, thanh toán điện tử và dịch vụ điện toán đám mây.
Dự án thiết kế của tôi, VNG Campus, tọa lạc tại khu chế xuất Tân Thuận, Quận 7, với tổng diện tích xây dựng và sử dụng lên tới 52,440 m² Tòa nhà bao gồm nhiều phòng làm việc và phòng chức năng khác nhau, trong đó có bốn phòng dữ liệu nằm ở tầng 2 và tầng 3, với kích thước được trình bày trong bảng 1.2.
Bảng 1 2: Thông số kích thước của các phòng dữ liệu
Tầng Phòng/khu vực Diện tích Chiều cao m 2 m
Tầng 1 Phòng dữ liệu DC 1 414,5 4,2
Tầng 2 Phòng dữ liệu DC 3 414,5 4,2
Ngoài bốn phòng dữ liệu công trình thiết kế còn bao gồm một số khu vực văn phòng làm việc và phòng kĩ thuật được thể hiện dưới bảng 1.3:
Bảng 1 3: Thông số kích thước của các phòng chức năng và phòng làm việc
Diện tích sàn Chiều cao
Khu vực làm việc tầng 1 557,8 5,15
Phòng năng lượng MEC R1 13,1 5,15 Phòng năng lượng MEC R2 13,2 5,15
Trung tâm điều hành mạng 76,8 4,25
Phòng làm việc lãnh đạo 1 8 4,25
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 12 4,25
Phòng làm việc lãnh đạo 2 8 4,25
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 12 4,25
Phòng làm việc lãnh đạo 3 8 4,25
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 12 4,25
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 39,7 4,25
Các phòng dữ liệu sẽ không sử dụng trần giả, trong khi các phòng và bộ phận khác sẽ có chiều cao trần giả là 1,2 m Do đó, chiều cao của các phòng làm việc sẽ đạt 3,95 m, trong khi chiều cao của các khu vực khác như hành lang sẽ là 3,05 m.
Định hướng thiết kế
Trung tâm dữ liệu hàng đầu yêu cầu một công trình với diện tích sử dụng điều hòa lớn và hoạt động liên tục Hệ thống điều hòa không khí cần có dải công suất rộng và khả năng điều khiển chính xác nhiệt độ cũng như độ ẩm để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.
Xem xét hệ thống Chiller có:
Máy lạnh trung tâm có thể lắp đặt trên tầng mái, với các dàn trao đổi nhiệt được bố trí trong các phòng điều hòa Hệ thống đường ống nước lạnh sẽ phân phối nước đến các dàn trao đổi nhiệt này, đảm bảo hiệu quả làm mát cho toàn bộ không gian.
7 được đi trong hộp kỹ thuật và trên trần giả vì vậy việc lắp đặt hệ thống không làm ảnh hưởng đến kết cấu kiến trúc của công trình
Hệ thống ống gió và các miệng thổi từ trần giúp cấp lạnh hiệu quả cho phòng điều hòa Việc bố trí các miệng thổi một cách hợp lý sẽ đảm bảo khả năng khuyếch tán đều không khí lạnh trong không gian, mang lại sự thoải mái cho người sử dụng.
Hệ thống trung tâm cung cấp khí tươi dễ dàng thông qua ống gió, sử dụng thiết bị hòa trộn không khí AHU để kết hợp khí tươi với không khí hồi từ mỗi FCU và AHU Điều này khó thực hiện với các máy điều hòa cục bộ.
Hệ thống máy lạnh với hệ số tiêu thụ điện năng thấp và khả năng điều chỉnh công suất tốt giúp tự động điều chỉnh công suất máy nén, từ đó giảm thiểu chi phí điện năng trong quá trình vận hành Điều này không chỉ tối ưu hóa hiệu suất mà còn giảm đáng kể chi phí vận hành cho toàn bộ hệ thống.
+ Độ bền và tuổi thọ cao (Trên 15 năm)
Máy có nhiều lựa chọn về dải công suất, giúp bạn dễ dàng chọn loại phù hợp với từng công trình thiết kế Điều này cũng hỗ trợ việc mở rộng hệ thống một cách thuận tiện.
+ Chi phí đầu tư ban đầu lớn
+ Yêu cầu trình độ kỹ năng cao khi vận hành, bảo trì, sửa chữa
+ Do công suất lớn nên khi hoạt động gây ra tiếng ồn Cần chú ý khi thiết kế để tránh ảnh hưởng đến sự tiện nghi
+ Sử dụng cho các công trình lớn, đòi hỏi độ chính xác về các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm,…
- Định hướng thiết kế phòng dữ liệu và phòng điều hành điện:
+ Với 4 phòng dữ liệu hoạt động 24/24h của công trình ta chọn tiêu chuẩn tier 3 để thiết kế, lắp đặt hệ thống máy điều hòa
Để đảm bảo hoạt động liên tục 24/24 giờ cho các phòng dữ liệu và phòng điều hành điện, việc duy trì nhiệt độ và độ ẩm chính xác là rất quan trọng Do đó, chúng tôi đã lựa chọn hệ thống điều hòa không khí chính xác nhằm phục vụ tốt nhất cho nhu cầu của các phòng này.
Do mật độ người trong các phòng này thấp hơn so với các khu vực khác, phương án tối ưu là đưa gió tươi trực tiếp vào hệ thống lọc bụi trước khi cung cấp vào phòng.
- Định hướng thiết kế phòng làm việc tập trung:
Đối với các phòng làm việc thông thường của nhân viên, hoạt động khoảng 8 giờ mỗi ngày, hệ thống điều hòa cấp 3 sử dụng nước lạnh để làm mát các AHU là sự lựa chọn phù hợp.
Các phòng làm việc tập trung thường có mật độ người cao, dẫn đến lượng gió tươi cấp vào phòng lớn Để tối ưu hóa nhiệt từ gió thải, hệ thống tuần hoàn không khí một cấp với AHU bánh xe thu hồi nhiệt được lựa chọn nhằm tận dụng hiệu quả nhiệt thải.
- Định hướng thiết kế các phòng/ khu vực chức năng của tòa nhà:
Các khu vực được đề cập bao gồm phòng trưng bày sản phẩm, phòng thực phẩm, phòng điều hành mạng, tiện nghi văn phòng, phòng khách, thang máy, sảnh và hành lang Với diện tích hạn chế so với các khu vực làm việc khác, phương án sử dụng FCU cho các phòng và khu vực này là lựa chọn phù hợp.
+ Với những vị trí lắp FCU do lượng nhiệt sử dụng khá nhỏ nên ta chọn phương án cấp gió tươi trực tiếp vào các FCU
Các phòng có thời gian hoạt động không cố định như phòng làm việc, phòng nghỉ trưa của lãnh đạo và phòng họp khách sẽ được lắp đặt điều hòa cục bộ để đáp ứng nhu cầu sử dụng linh hoạt của các phòng ban này.
Các tiêu chuẩn áp dụng
- ASNI/TIA-942:2005, Telecommunication infrastructure standard for data center
- Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9250 : 2012 về cơ sở hạ tầng kĩ thuật về trung tâm dữ liệu
- Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5687:2010 về Thông gió - Điều hòa không khí
- QCVN 09:2017/BXD - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả.
Lựa chọn thông số tính toán
Chọn thông số tính toán bên trong phòng
Trong khu vực phòng trung tâm dữ liệu, thông số tính toán được lựa chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9250:2012, với nhiệt độ làm việc từ 20℃ đến 25℃ và độ ẩm từ 45% đến 55% Bản đồ án này sử dụng các thông số tính toán nêu trên.
+ Nhiệt độ không khí tT1 = 24 o C
Khu vực phòng điện cung cấp điện cho trung tâm dữ liệu hoạt động liên tục 24/24 giờ, yêu cầu môi trường tối ưu để đảm bảo hiệu suất tối đa và kéo dài tuổi thọ thiết bị Vì vậy, việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trong phòng là rất cần thiết.
Khu vực văn phòng được thiết kế dựa trên tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687:2010, với các thông số tính toán phù hợp cho cả trạng thái nghỉ ngơi tĩnh và động, cũng như mức độ lao động nhẹ hoặc nặng.
- Do các hoạt động ở văn phòng có thể coi là trạng thái lao động nhẹ, tra bảng A.1
[2, tr.46] ta lựa chọn được các thông số tính toán vào mùa hè như sau:
+ Nhiệt độ không khí tT3 = 26 o C
Trong không gian hành lang và sảnh, do mật độ hoạt động thấp hơn, nên nên chọn nhiệt độ cao hơn so với văn phòng để tiết kiệm chi phí.
+ Nhiệt độ không khí tT4 = 27 o C
Chọn thông số tính toán bên ngoài
- Đối với khu vực là phòng dữ liệu và phòng điện, ta lựa chọn cấp độ điều hòa là cấp 1 với số giờ không đảm bảo là 0÷35 giờ/năm
Tra bảng thông số tính toán bên ngoài theo số giờ không đảm bảo là m = 35 h/năm tại TP Hồ Chí Minh ta có:
+ Nhiệt độ không khí tN = 36,8 o C
Sử dụng phần mềm AirCalc ta tính được các thông số còn lại của không khí theo nhiệt độ và độ ẩm tương đối đã lựa chọn
Bảng 1 4 Thông số tính toán mùa hè trong nhà và ngoài trời của phòng dữ liệu và phòng năng lượng điện
Khu vực Nhiệt độ Độ ẩm Nhiệt độ đọng sương Dung ẩm Entanpy Nhiệt độ ướt t ( o C) % ts ( o C) d (g/kg) I (kJ/kg) tư ( o C)
- Đối với công trình là văn phòng , ta lựa chọn cấp độ điều hòa là cấp 3 với số giờ không đảm bảo là 350÷400 h/năm
Tra bảng thông số tính toán bên ngoài theo số giờ không đảm bảo là m = 400 h/năm tại TP Hồ Chí Minh ta có:
+ Nhiệt độ không khí tN = 35,6 o C
Bảng 1 5: Thông số tính toán mùa hè trong nhà và ngoài trời của văn phòng và hành lang
Khu vực Nhiệt độ Độ ẩm Nhiệt độ đọng sương Dung ẩm Entanpy
Nhiệt độ ướt t ( o C) % ts ( o C) d (g/kg) I (kJ/kg) tư ( o C)
TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CÔNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CARRIER
Bố trí tủ rack và lựa chọn các thông số kĩ thuật
- Công trình thiết kế gồm 4 phòng dữ liệu với diện tích các phòng xấp xỉ 414,5 𝑚 2 Chiều dài và chiều rộng của phòng lần lượt là 31,8 m và 17,1 m
Trong các trung tâm dữ liệu, rack 42U là loại rack phổ biến nhất Chúng tôi lựa chọn tủ rack 42U D1000 với kích thước H.2100*W.600*D.1000 (mm) để sử dụng trong phòng máy.
- Phòng dữ liệu được lát bằng gạch vuông với kích thước là 600 mm
- Theo TCVN 9250 : 2012 các thông số kích thước của hành lang gió lạnh và hành lang gió nóng trong các hàng là:
+ 1200 mm với lối vào gió lạnh
+ Tối thiểu 900 mm với lối ra gió nóng
Ta chọn kích thước của hành lang gió lạnh là 1200 mm và lối ra của hành lang gió nóng là 1000 mm
Dựa theo thông số đã chọn ta bố trí được 196 tủ rack với 14 hàng tủ rack, mỗi hàng
Trong một phòng trung tâm dữ liệu, có nhiều loại rack với mức tiêu thụ điện năng khác nhau Thông thường, các thiết bị chính trong một phòng dữ liệu bao gồm nhiều thành phần quan trọng.
+ Tủ rack mạng: 2 – 5 kW/rack
+ Tủ rack server lưu trữ offline: 3- 5 kW/rack
+ Tủ rack sever lưu trữ trực tuyến: 4 – 15 kW/rack
+ Tủ rack server chạy cơ sở dữ liệu: 8 – 20 kW/rack
+ Tủ rack chạy các ứng dụng người dùng: 8 – 20 kW/rack
Trong bản đồ án này ta tính toán nhiệt với các loại rack có số lượng và công suất như sau:
+ Tủ rack mạng: 5 kW (32 tủ)
+ Tủ rack server lưu trữ offline: 5 kW (40 tủ)
+ Tủ rack server lưu trữ trực tuyến: 5 kW (40 tủ)
+ Tủ rack server chạy cơ sở dữ liệu; 17 kW (36 tủ)
+ Tủ rack server chạy các ứng dụng người dùng: 17 kW (48 tủ)
- Lượng nhiệt tỏa ra của một phòng dữ liệu khi đó là:
Thực tế, một rack chỉ hoạt động với 50% công suất, trong khi 50% còn lại ở trạng thái nghỉ Lượng nhiệt tỏa ra trong tình trạng này chỉ đạt 60% so với khi rack hoạt động ở 100% công suất Do đó, nhiệt lượng tỏa ra thực tế của một phòng dữ liệu sẽ được xác định dựa trên mức công suất hoạt động này.
Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa
2.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Đặc điểm công trình hiện tại:
Tầng 1 bao gồm các phòng điện tổng và phòng năng lượng IT được xây bằng tường, trong khi các tầng 1, 2, 3 và 4 được thiết kế làm phòng dữ liệu và văn phòng làm việc cho nhân viên, sử dụng kính Calorex màu xanh dày 6 mm và màn che màu sáng.
+ Theo [1, tr.143] ta có nhiệt bức xạ qua kính:
Trong đó: 𝑛 𝑡 – Hệ số tác dụng tức thời
Hệ thống điều hòa không khí hoạt động hiệu quả trong các giờ nắng với trọng lượng 700 kg/m² trên sàn Dựa vào bảng 4.6 [1, tr 157], khi tính toán bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che, chúng ta có thể tối ưu hóa hiệu suất làm mát.
Bảng 2 1: Hệ số tác dụng đồng thời Đông Tây Nam Bắc nt 0,62 0,65 0,67 0,88
𝑄 11 ′ - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng
Diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép được tính bằng F, với đơn vị m² Nếu cửa sổ có khung gỗ, diện tích này sẽ được lấy bằng 0,85F Trong các công trình được bao quanh bởi kính và sử dụng khung thép, diện tích F được xác định bằng tích của chiều cao và độ rộng của kính.
RT – Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào trong phòng, W/m 2
Giá trị RT chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày và độ cao so với mực nước biển (H=0) Trong nghiên cứu này, góc tới trung bình của tia sáng được thiết lập ở mức 30 độ, với tốc độ gió bên ngoài kính là 2,5 m/s và bên trong kính là 1 m/s.
Hệ thống điều hòa hoạt động liên tục trong suốt những giờ có ánh nắng, vì vậy có thể xác định giá trị RTmax Thành phố Hồ Chí Minh có vĩ độ khoảng 10 độ, cho phép ta ước lượng gần đúng giá trị này.
Tra bảng 4.2 [1, tr.152] ta có :
Bảng 2 2: Nhiệt bức xạ qua cửa kính theo các hướng Đông Tây Nam Bắc
𝜀 𝑐 – Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển
1000⋅ 0,023 (2.3 Tòa nhà làm việc tọa lạc tại thành phố Hồ Chí Minh với độ cao trung bình từ 20 đến
Cao độ H của tầng 1 tòa nhà được xác định là 50 mét so với mực nước biển Vì giá trị 𝜀 𝑐 giữa các tầng có sự chênh lệch không đáng kể, nên chúng ta có thể tính toán cho các tầng chung mặt bằng dựa trên tầng cao nhất trong số đó.
Hệ số 𝜀 ⅆ𝑠 phản ánh tác động của sự chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của không khí quan sát và nhiệt độ đọng sương ở độ cao mặt nước biển là 20 độ C.
- Với không gian phòng dữ liệu có 𝑡 𝑠 = 11,1℃
- Với không gian trong phòng có ts,91 o C
- Với không gian hành lang, sảnh có ts= 19,86 o C
𝜀 𝑚𝑚 – Hệ số ảnh hưởng của mây mù khi trời không mây 𝜀 𝑚𝑚 = 1, khi trời có mây
𝜀 𝑚𝑚 = 0,85 Ở đây ta lấy theo giá trị lớn nhất 𝜀 𝑚𝑚 = 1
𝜀 𝑘ℎ - Hệ số ảnh hưởng của khung, khung gỗ lấy 𝜀 𝑘ℎ = 1, khung kim loại lấy 𝜀 𝑘ℎ 1,17 Công trình có khung là kim loại nên ta lấy 𝜀 𝑘ℎ = 1,17
𝜀 𝑚 – Hệ số kính, phụ thuộc vào màu sắc và kiểu loại kính khác với kính cơ bản Tra theo bảng 4.3 [1,tr 153] với kính cơ bản ta có 𝜀 𝑚 = 1
Hệ số mặt trời 𝜀 𝑇 phản ánh ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong kính Theo bảng 4.4, với mành màu sáng, 𝜀 𝑇 đạt giá trị 0,56, trong khi màn che Brella trắng kiểu Hà Lan có 𝜀 𝑇 là 0,33.
Lập bảng excel tính ta có kết quả trong bảng 2.3 :
Bảng 2 3: Nhiệt bức xạ truyền qua kính
Khu vực làm việc tầng 1
2.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do t
Các tầng 1, 2 và 3 có phòng bên trên là phòng điều hòa ta có: t = 0 => Q21=0
Tầng 4 bên trên là tầng kỹ thuật và tầng mái không có điều hòa, phần mái tầng 4 không chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời nên ta tính nhiệt giống trường hợp nhiệt truyền qua nền với 𝑡 = 0,5(𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 ) Theo [1, tr.170] ta có nhiệt truyền qua mái tầng 7 là:
+ k – Hệ số truyền nhiệt qua mái, W/m 2 K;
Chọn theo bảng 4.15 [1, tr.170] với sàn bê tông dày 300 mm có lớp vữa ở trên 25mm, có lát gạch Vinyl 3mm ta có k = 2,15 W/m 2 K
+ t – Chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong, K
Lập bảng tính excel ta có kết quả trong bảng :
Bảng 2 4: Bảng tính nhiệt hiện truyền qua mái
Khu vực văn phòng 3 2,15 2554,9 35,6 26 587 0,47 20 23,39 128506,8 Phòng băng hình 2,15 12,4 35,6 26 587 0,47 20 23,39 623,69
Phòng làm việc lãnh đạo 3 2,15 8 35,6 26 587 0,47 20 23,39 402,38
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 2,15 12 35,6 26 587 0,47 20 23,39 603,57
Phòng kĩ thuật tầng thượng 2,15 39,7 35,6 26 430 0,47 20 19,7 1681,92
2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q 22
- Nhiệt truyền qua vách Q22 gồm 2 thành phần:
- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà
- Do chênh lệch giữa 2 không gian có nhiệt độ khác nhau ( Ta bỏ qua lượng nhiệt truyền qua không quá lớn)
+ Không gian văn phòng sử dụng vách bê tông, tấm thạch cao ốp mặt tường, không gian bên ngoài sử dụng vách kính
+ Tường tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài: ∆𝑡 = tN –tT
- Khu vực tiếp xúc với ngoài trời : tN - Nhiệt độ ngoài trời, o C tT - Nhiệt độ trong nhà o C Nhiệt truyền qua vách tính theo công thức
Q22t, Q22c, Q22k – Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa sổ, W; ki – Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/m 2 K;
Fi – Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m 2 a) Nhiệt truyền qua tường
∆t = (tN – tT) – Hiệu nhiệt độ trong và ngoài, K; k – Hệ số truyền nhiệt qua tường, W/m 2 K
Hệ số truyền nhiệt của tường xác định bằng biểu thức
𝛼 𝑁 = 20 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài, 𝛼 𝑁 = 10 W/m 2 K khi tiếp xúc gián tiếp với không khí bên ngoài;
𝛼 𝑇 = 10 W/m 2 K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà;
i – Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, m; λi – Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, W/Mk
Tra hệ số dẫn nhiệt λ theo bảng 4.11[1, tg.167] ta có:
+ Đối với tấm và thạch cao nguyên chất : λ=0.41 W/mK
+ Đối với kính : λ=0.76 W/mK b) Nhiệt truyền qua cửa ra vào
∆t = (tN – tT) – Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà, K; k – Hệ số truyền nhiệt qua cửa,W/m 2 K c) Nhiệt truyền qua kính cửa sổ
∆t = (tN – tT) – Hiệu nhiệt độ trong và ngoài phòng, K; k – Hệ số truyền nhiệt qua kính, W/m 2 K
Công trình sử dụng vách kính nên truyền nhiệt qua cửa coi như tính cho truyền nhiệt qua vách kính
Bảng 2 5: Bảng tính nhiệt truyền qua vách do chênh lệch nhiệt độ với bên ngoài
Diện tích vách ∝ 𝑛 ∝ 𝑡 𝜆 K Tn Tt ΔT Q22 m 2
Khu vực làm việc tầng 1 333,67 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 8008,08 Phòng họp khách 57,95 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 1390,8 Phòng điện tổng MEC 1 75,6 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 2003,4 Phòng điện tổng MEC 2 32,4 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 858,6 Phòng năng lượng MEC
Phòng điện tổng IT1 30,24 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 801,36 Phòng điện tổng IT2 36,72 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 973,08 Phòng điện tổng IT3 34,02 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 901,53 Phòng năng lượng IT1 31,86 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 844,29
Phòng năng lượng IT3 31,86 20 10 0,8 2,5 35,6 25 10,6 844,29 Phòng giới thiệu sản phẩm 108,54 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 2604,96
Phòng thực phẩm 1 52,92 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 1270,08 Phòng thực phẩm 2 33,48 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 803,52 Phòng thực phẩm 3 33,48 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 803,52
Phòng dữ liệu DC 1 312,5 20 10 0,8 2,5 36,8 24 12,8 10001,1 Phòng dữ liệu DC 2 312,5 20 10 0,8 2,5 36,8 24 12,8 10001,1 Phòng lớn DC 5&6 161,195 20 10 0.8 2,5 35.6 26 9,6 3868,68
TT điều hành mạng 57,165 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 1371,96 Hành lang 1 (tầng 2) 154,5 20 10 0,8 2,5 35,6 27 8,6 3321,75 Hành lang 2 (tầng 2) 128,75 20 10 0,8 2,5 35,6 27 8,6 2768,13 Sảnh thang máy 2 55,62 20 10 0,8 2,5 35,6 27 8,6 1195,83 Phòng làm việc lãnh đạo
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 41,715 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 1001,16
Phòng dữ liệu DC 3 312,5 20 10 0,8 2,5 36,8 24 12,8 10001,1 Phòng dữ liệu DC 4 312,5 20 10 0,8 2,5 36,8 24 12,8 10001,1 Phòng lớn DC 7&8 124,115 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 2978,76 Sảnh thang máy 3 55,8775 20 10 0,8 2,5 35,6 27 8,6 1201,366 Hành lang 1 (tầng 3) 154,5 20 10 0,8 2,5 35,6 27 8,6 3321,75 Hành lang 2 (tầng 3) 128,75 20 10 0,8 2,5 35,6 27 8,6 2768,13 Phòng làm việc lãnh đạo
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 16,48 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 395,52
Khu vực văn phòng 3 126,175 20 10 0,8 2.5 35,6 26 9,6 3028,2 Phòng làm việc lãnh đạo
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 15,45 20 10 0,8 2.5 35,6 26 9,6 370,8
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 104,8 20 10 0,8 2,5 35,6 26 9,6 2515,2
2.2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q 23
Nhiệt truyền qua nền được tính theo biểu thức:
∆t - Độ chênh nhiệt độ bên ngoài và bên trong k - Hệ số truyền nhiệt qua sàn hoặc nền W/m 2 K
Công trình có nền tầng 1 nằm trên mặt đất là lớp bê tông dày 300 mm, có lớp vữa trên 25 mm có gạch lát Vinyl 3 mm Khi đó ta có: ∆𝑡 = 0,5 (𝑡 𝑁 − 𝑡 𝑇 )
Tầng hai của không gian, mặc dù không có điều hòa, vẫn tiếp xúc với tầng một, dẫn đến sự truyền nhiệt qua nền, ảnh hưởng đến cả hai không gian.
Tra bảng 4.15 [1, tr.170] ta có hệ số truyền nhiệt k =2,15 W/m 2 K
Lập bảng tính excel ta có kết quả trong bảng 2.6:
Bảng 2 6: Nhiệt truyền qua nền
Khu vực làm việc tầng 1 557,8 2,15 35,6 26 9,6 11512,99
Phòng năng lượng MEC R1 13,1 2,15 35,6 25 10,6 298,55 Phòng năng lượng MEC R2 13,2 2,15 35,6 25 10,6 300,83
Phòng giới thiệu sản phẩm 76,8 2,15 35,6 26 9,6 1585,15
Sảnh chính+thang máy 1+ hành lang 1 134,1 2,15 35,6 27 8,6 2479,51
Phòng làm việc lãnh đạo 1 8 2,15 35,6 26 9,6 165,12
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 12 2,15 35,6 26 9,6 247,68
2.2.5 Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng
Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng được tính theo công thức:
𝑄 32 = 𝑛 𝑡 𝑛 đ 𝑄 (𝑊) (2.12) Trong đó: nt – Hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng;
Với phòng dữ liệu hoạt động 24/24 giờ thì hệ số nt=1
Các phòng làm việc và văn phòng thường hoạt động từ 8 đến 10 giờ mỗi ngày Theo bảng 4.8, với tải trọng sàn là 700 kg/m² và thời gian hoạt động là 10 giờ, hệ số tác dụng đồng thời (nt) được tính là 0,87 Đối với các tòa nhà và công trình lớn có hệ thống điều hòa không khí, hệ số nđ được áp dụng, trong khi các công trình khác sẽ sử dụng nđ = 1.
Công trình là công sở làm việc, theo [1, tr.171] có nđ =0,7÷0,85 Chọn nđ=0,85
Q – Tổng nhiệt tỏa do chiếu sáng, W
Công trình sử dụng đèn huỳnh quang, ta có:
𝑄 = 1,25 𝑁 (𝑊) (2.13) Với N là tổng công suất ghi trên bóng đèn
Với phòng dữ liệu ta có qđ= 19W/m 2 sàn
Do chưa biết tổng công suất đèn tại hành lang nên ta lấy theo giá trị định hướng theo tiêu chuẩn là 10 ÷ 12 W/m 2 sàn Chọn qđW/m 2 sàn
Theo QCVN 09:2017 - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả: công suất chiếu sáng tiêu chuẩn: qđ= 11 w/m 2
𝑄 = 𝑞 đ 𝐹 (𝑊) (2.15) Với F là diện tích sàn, m 2
Lập bảng tính excel ta có kết quả trong bảng:
Bảng 2 7: Nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng
Diện tích sàn Q nt nd Q31 m 2 W/m 2 sàn W
Khu vực làm việc tầng 1 557,8 11 0,87 0,85 4537,42
Phòng điện tổng MEC 1 46,2 11 0,87 0,85 375,81 Phòng điện tổng MEC 2 46,4 11 0,87 0,85 377,44 Phòng năng lượng MEC R1 13,1 11 0,87 0,85 106,56
Phòng giới thiệu sản phẩm 76,8 11 0,87 0,85 624,73
Phòng lớn DC 5&6 971,2 11 0,87 0,85 7900,23 Trung tâm điều hành mạng 76,8 11 0,87 0,85 624,73
Phòng làm việc lãnh đạo 1 8 11 0,87 0,85 65,08 Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 12 11 0,87 0,85 97,61
Hành lang 2 ( tầng 3) 93,8 10 0,87 0,85 693,65 Phòng làm việc lãnh đạo 2 8 11 0,87 0,85 65,08 Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 12 11 0,87 0,85 97,61
Phòng làm việc lãnh đạo 3 8 11 0,87 0,85 65,08 Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 12 11 0,87 0,85 97,61
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 39,7 11 0,87 0,85 322,94
2.2.6 Nhiệt tỏa ra do máy móc
Phòng dữ liệu phát sinh nhiệt chủ yếu từ các rack dữ liệu, với công suất điện của thiết bị rack tương ứng với công suất nhiệt tỏa ra Theo tính toán trong phần 2.1, bảng công suất nhiệt tỏa ra của các phòng dữ liệu được trình bày như sau:
Bảng 2 8: Nhiệt tỏa ra do máy móc trong phòng dữ liệu
Các thiết bị điện tử như ti vi, máy tính, máy in, máy fax, tủ lạnh, máy chiếu và điện thoại cố định là những nguồn tỏa nhiệt chính trong môi trường văn phòng.
Ni - Công suất ghi trên dụng cụ điện, W; nt – Hệ số thời gian sử dụng đồng thời
Các thiết bị điện sinh nhiệt chính của tòa nhà bao gồm:
Bảng 2 9: Công suất các thiết bị điện
Máy chiếu Điện thoại Loa Tivi Vật dụng khác (máy pha ca phê, tủ lạnh)
Lập bảng tính excel ta có kết quả trong bảng:
Bảng 2 10: Nhiệt tỏa ra do các thiết bị điện trong phòng
Vật dụng khác nt Ni
Khu vực làm việc tầng 1 303 30 30 0 0 0 10 0,87 99030 86156,1
Phòng giới thiệu sản phẩm 20 1 1 8 10 10 15 0,87 10711 9318,57
Trung tâm điều hành mạng 16 2 2 2 1 2 3 0,87 6807 5922,09
Phòng làm việc lãnh đạo 1 1 1 1 0 0 1 2 0,87 1749 1521,63
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 0 0 0 0 1 1 2 0,87 387 336,69
Phòng làm việc lãnh đạo 2 1 1 1 0 0 1 2 0,87 1749 1521,63
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 0 0 0 0 1 1 2 0,87 387 336,69
Phòng làm việc lãnh đạo 3 1 1 1 0 0 1 2 0,87 1749 1521,63
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 0 0 0 0 1 1 2 0,87 387 336,69
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 4 1 1 1 1 2 4 0,87 3031 2636,97
Các phòng điện tổng và phòng năng lượng IT không chỉ chịu tác động từ nhiệt tỏa ra từ các thiết bị như ti vi, máy tính, và điện thoại, mà còn nhận một lượng nhiệt lớn từ nguồn điện tổng của toàn bộ công trình Thông thường, nhiệt lượng này chiếm khoảng 1% tổng nguồn điện tiêu thụ của tòa nhà.
Nguồn điện của tòa nhà là nguồn điện cung cấp cho toàn bộ các thiết bị máy móc
Dự án này dự kiến cung cấp tổng công suất điện khoảng 9000 kW, với lượng nhiệt tỏa ra từ nguồn điện này đạt 90 kW Nhiệt độ sẽ được phân bổ đồng đều cho các phòng chức năng, và chi tiết về lượng nhiệt tỏa ra tại từng phòng được trình bày trong bảng 2.11.
Bảng 2 11: Tổng nhiệt tỏa máy móc ra ở phòng điện
Phòng/ khu vực Nhiệt tỏa từ nguồn điện tổng
Nhiệt tỏa do thiết bị khác
2.2.7 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra
Nhiệt hiện do người tỏa Q4h
Nhiệt hiện do người tỏa vào không gian điều hòa chủ yếu là đối lưu và bức xạ nhiệt, được xác định theo biểu thức:
𝑄 4ℎ = 𝑛 𝑞 ℎ , 𝑊 (2.16) Trong đó: n - Số người trong không gian điều hòa; qh - Nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người, W/người
Nhiệt ẩn do người tỏa Q4â
𝑄 4â = 𝑛 𝑞 𝑎 , 𝑊 (2.17) Trong đó: n - Số người trong không gian điều hòa; qa - Nhiệt ẩn do 1 người tỏa ra, W/người
Tại các phòng dữ liệu có rất ít người làm việc Ta lấy trung bình 10 người 1 phòng dữ liệu
- Tại các phòng làm việc tập trung ta đếm số lượng ghế ngồi có trong phòng để tính ra số người
- Tra theo bảng 4.18 [1, tr.175] ta có lượng nhiệt ẩn, hiện do người tỏa ra:
+ Đối với văn phòng làm việc: qh` w/người, qap w/người,
Lập bảng tính excel ta có kết quả trong bảng 2.12 :
Bảng 2 12: Lượng nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra
Số người nt nd qh qa Q4h Q4a m 2 n W/người W/người W W
Khu vực làm việc tầng 1 557,8 303 0,86 0,75 60 70 11726.1 21210
Phòng giới thiệu sản phẩm 76,8 20 0,86 0,75 60 70 774 1400
Sảnh chính+ thang máy 1+hành lang 1 165,5 36 0,86 0,75 60 70 1393,2 2520 Tầng 2 Phòng dữ liệu DC1
Trung tâm điều hành mạng 76,8 16 0,86 0,75 60 70 619,2 1120
Phòng làm việc lãnh đạo 1 8 1 0,86 0,75 60 70 38,7 70
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 12 1 0,86 0,75 60 70 38,7 70
Phòng làm việc lãnh đạo 2 8 1 0,86 0,75 60 70 38,7 70
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 12 1 0,86 0,75 60 70 38,7 70
Phòng làm việc lãnh đạo 3 8 1 0,86 0,75 60 70 38,7 70
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 12 1 0,86 0,75 60 70 38,7 70
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 39,6 6 0,86 0,75 60 70 232,2 420
2.2.8 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q hN và Q âN
Tổng nhiệt tính toán cho công trình
Ta có tổng nhiệt tính theo công thức:
Vậy năng suất lạnh cần thiết của hệ thống:
Kết quả tính toán tổng nhiệt được thể hiện chi tiết trong bảng 2.17:
Bảng 2 17: Tổng lượng nhiệt tỏa ra trong không gian các phòng/ khu vực
Khu vực làm việc tầng 1
Phòng giới thiệu sản phẩm 0 0 2604,9
Sảng chính+thang máy 1+hành lang 1 0 0 3441,4 2479,5
0 6862,5 34861,5 6554,2 7470,1 226911,2 Trung tâm điều hành mạng 0 0 1371,96 0 624,7 5922,09 619,2 1120 1382,4 1828,8 1036,6 1181,4 15087,15 Hành lang 1
Phòng làm việc lãnh đạo 1 0 0 271,9 165,2 65,1 1521,6 38,7 70 86,4 95,2 88,1 100,4 2502,6
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 0 0 1001,2 247,6 97,6 336,8 38,7 70 86,4 95,2 132,1 150,5 2256,1
Phòng làm việc lãnh đạo 2 0 0 778,7 165,2 65,1 1521,6 38,7 70 86,4 95,2 88,1 100,4 3009,4
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 0 0 395,5 2247,6 97,6 336,7 38,7 70 86,4 95,2 132,1 150,5 3650,3
Phòng làm việc lãnh đạo 3 0 402,4 889,9 0 65,1 1521,6 38,7 70 86,4 95,2 88,1 100,4 3357,8
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 0 603,6 370,8 0 97,6 336,7 38,7 70 86,4 95,2 132,1 150,5 1981,6
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 0 1681,9 2515,2 0 322,9 2636,9 232,2 420 518,4 685 416,2 474,5 9903,2
Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) tại thành phố Hồ Chí Minh có thể gặp tình trạng đọng sương ở bề mặt ngoài của bao che Để ngăn ngừa hiện tượng đọng nước trên vách, hệ số truyền nhiệt k của vách cần phải nhỏ hơn kmax, với kmax được xác định theo công thức cụ thể.
+ αN - Hệ số tỏa nhiệt đối lưu phía ngoài phòng, W/m 2 K;
+ tN, tT, tN_s, - Lần lượt là nhiệt độ ngoài trời, nhiệt độ trong nhà và nhiệt độ đọng sương bên ngoài ( tra bảng 2.1)
Thay số vào công thức (2.32) ta được:
- Đối với không gian phòng dữ liệu:
- Đối với không gian phòng điện:
- Đối với không gian văn phòng: kmax = 20 35,6−23.6
- Đối với không gian hành lang, sảnh: kmax = 20 35,6−23.6
So với giá trị truyền nhiệt k của các vật liệu xây dựng trong kết cấu bao che như vách ngăn, tường và kính, giá trị k luôn nhỏ hơn kmax, điều này giúp ngăn chặn hiện tượng đọng sương trên kính.
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, SO SÁNH LỰA
Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp và các bước tính
3.1.1 Đối với khu vực sử dụng FCU cấp gió tươi trực tiếp
Hình 3 1: Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp
Trong đó: 1 - Cửa lấy gió ngoài trời; 2 - Buồng hoà trộn; 3 - Thiết bị xử lý;
4 - Quạt gió; 5 - Đường ống; 6 - Không gian điều hoà; 7 - Miệng gió thổi; 8 - Miệng hút; 9 - Đường gió hồi; 10 - Lọc bụi
- Biểu diễn quá trình trên ẩm đồ t – d:
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là hút không khí ngoài trời qua cửa lấy gió tươi, sau đó hòa trộn với gió hồi trong buồng hòa trộn Không khí đã được hòa trộn sẽ được đưa qua thiết bị xử lý không khí để điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm đến trạng thái mong muốn trước khi được đưa vào không gian sử dụng.
Hình 3 2: Sơ đồ tuần hoàn một cấp biểu diễn trên ẩm đồ
45 không gian phòng thông qua quạt gió 4 Gió hồi trong phòng được hút về buồng hòa trộn
2 cùng với gió tươi để tạo thành hỗn hợp gió thực hiện chu trình mới
3.1.2 Đối với không gian sử dụng AHU bánh xe thu hồi nhiệt
Hình 3 3: Sơ đồ tuần hoàn không khí cấp 1 sử dụng bánh xe thu hồi nhiệt
1 – Cửa lấy gió tươi 2 – Phin lọc 3 – Bánh xe hồi nhiệt
4 – Giàn lạnh 5 – Quạt cấp 6 – Cửa hồi
7 – Van gió hồi 8 – Quạt gió thổi 9 – Miệng gió cấp
10 – Không gian điều hòa 11 – Cửa gió hồi
- Biểu diễn trên đồ thị t- d:
Hình 3 4: Đồ thị t – d khu vực văn phòng làm việc tập trung
Nguyên lý làm việc của hệ thống:
Không khí ngoài trời với trạng thái N (tN, φN) đi qua cửa gió 1 và phin lọc 2, sau đó đi qua bánh xe thu hồi nhiệt 3 Tại đây, nó trao đổi một phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn với gió tuần hoàn 11 có trạng thái T (tT, φT) Kết quả là gió tươi sau khi qua bánh xe hồi nhiệt sẽ có trạng thái N’ (tN’, φN’).
Không khí được hòa trộn từ hai nguồn: 46 và một phần gió tuần hoàn 11 với trạng thái T (tT, φT) tại buồng hòa trộn Sau khi hòa trộn, không khí đạt trạng thái H (tH, φH) và đi qua dàn lạnh 4 để xử lý nhiệt ẩm, cuối cùng đạt trạng thái O ≡ V và được quạt 5 thổi vào phòng 10 qua miệng thổi 9 Trong phòng 11, không khí có trạng thái T được quạt hút qua thiết bị lọc bụi; một phần không khí được tái tuần hoàn về buồng hòa trộn qua van gió hồi 7, trong khi phần còn lại được trao đổi nhiệt ẩm với gió tươi và sau đó được quạt thải 8 thải ra ngoài.
3.1.3 Đối với khu vực phòng dữ liệu, phòng điện và phòng năng lượng IT
Hình 3 5 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp
Hình 3.6: Đồ thị t – d khu vực phòng dữ liệu
Sơ đồ điều hòa chính xác tương tự như sơ đồ điều hòa không khí sử dụng FCU, với điểm khác biệt nằm ở thời gian hoạt động của thiết bị Các bước tính toán và xác định vẫn giống như trong phần không gian điều hòa với FCU được trình bày ở mục 3.1.1.
Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF ( Room sensible heat factor) ε hf
Hệ số nhiệt hiện RSHF (𝜀ℎ𝑓) là tỷ lệ giữa thành phần nhiệt hiện và tổng thành phần nhiệt hiện cùng với nhiệt ẩn trong một phòng, không bao gồm ảnh hưởng của gió tươi và gió lọt 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 công thức [1, trg.188]:
+ Qhf - Tổng nhiệt hiện của phòng, W (không có nhiệt hiện của gió tươi );
+ Qaf - Tổng nhiệt ẩn của phòng, W (không có nhiệt ẩn của gió tươi)
Hệ số nhiệt hiện phòng được tính chi tiết trong bảng 3.1
Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (grand sensible heat factor) ε ht
Hệ số nhiệt hiện phòng GSHF (𝜀ℎ𝑡) là tỷ lệ giữa thành phần nhiệt hiện và tổng thành phần nhiệt hiện cùng với nhiệt ẩn trong không gian điều hòa, đồng thời tính đến ảnh hưởng của gió tươi và gió lọt.
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 Quá trình này diễn ra sau khi không khí tươi được hòa trộn với không khí tái tuần hoàn.
Hệ số nhiệt hiện tổng được tính theo công thức [1,trg 189]:
Thành phần nhiệt hiện (Qh) bao gồm cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào, được đo bằng đơn vị W Trong khi đó, thành phần nhiệt ẩn (Qa) cũng bao gồm phần nhiệt ẩn do gió tươi cung cấp, và cũng được tính bằng W.
+ Hệ số nhiệt hiện tổng được tính cụ thể trong bảng 3.1.
Hệ số đi vòng (bypass factor) ε BF
Hệ số đi vòng (𝜀 𝐵𝐹) là tỷ lệ giữa lượng không khí đi qua dàn lạnh mà không thực hiện trao đổi nhiệt ẩm với dàn so với tổng lượng không khí được thổi qua dàn.
GH - Lưu lượng không khí đi qua dàn lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với dàn;
GO - Lưu lượng không khí qua dàn lạnh trao đổi nhiệt ẩm với dàn;
G - Tổng lưu lượng không khí qua dàn
Hệ số đi vòng phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng như 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 theo bảng 4.22 [1, trg 191] với dàn lạnh ứng dụng cho văn phòng làm việc ta có
Hệ số nhiệt hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) hef
Là tỷ số giữa nhiệt hiện hiệu dụng của các phòng và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng
Theo [1, trg.192] ta có: ef hef hef hef hef aef
+ Qhef – Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng ERSH (Effective Room Sensible Heat):
Qhef = Qhf +εBF QhN (3.5) + Qaef – Nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng ERLH (Effective Room Latent Heat)
Qaef = Qaf + εBF QaN (3.6) + εBF – Hệ số đi vòng ( Bypass Factor);
+ QhN – Hiện hiện do gió tươi mang vào, W;
+ QaN – Nhiệt ẩn do đó tươi mang vào, W
Hệ số nhiệt hiệu dụng được tính cụ thể trong bảng 3.1:
Bảng 3 1: Tổng các thành phần nhiệt hiện và hệ số
MEC 2 17013,1 280 381,6 783 17394,7 1063 0,05 0,98 0,94 0,98 Phòng năng lượng MEC R1 6779,2 140 190,8 391,5 6970 531,5 0,05 0,98 0,93 0,98 Phòng năng lượng MEC R2 6782,3 140 190,8 391,5 6973,1 531,5 0,05 0,98 0,93 0,98 Phòng điện tổng
Phòng năng lượng IT2 12823,3 350 477 978,8 13300,3 1328,8 0,05 0,97 0,91 0,97 Phòng năng lượng IT3 13584,1 350 477 978,8
1 1328,8 0,05 0,97 0,91 0,97 Phòng trưng bày sản phẩm 15752,2 2363,5 1728 2286
2 4649,5 0,05 0,87 0,79 0,86 Phòng thực phẩm 1 5947,4 1110,5 1555,2 2057,4 7502,6 3167,9 0,05 0,84 0,70 0,83 Phòng thực phẩm 2 5061,4 871,6 691,2 914,4 5752,6 1786 0,05 0,85 0,76 0,85 Phòng thực phẩm 3 5061,4 871,6 691,2 914,4 5752,6 1786 0,05 0,85 0,76 0,85 Phòng thực phẩm 4 5186,1 640,1 518,4 685,8 5704,5 1325,9 0,05 0,89 0,81 0,89 Sảng chính+thang máy 1+hành lang 1
6 63681,6 0,05 0,84 0,72 0,84 Trung tâm điều hành mạng 9574.55 2301,4 1382,4 1828,8
Phòng làm việc lãnh đạo 1 2150.6 170,4 86,4 95,2 2237 265,6 0,05 0,93 0,89 0,92
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 1854 220,5 86,4 95,2 1940,4 315,7 0,05 0,89 0,86 0,89
9 180257 77587,7 0,05 0,83 0,70 0,83 Tiện nghi văn phòng 4725,8 1364,6 225 1143 4950,8 2507,6 0,05 0,78 0,66 0,77 Phòng khách 2304,6 776,8 345,6 457,2 2650,2 1234 0,05 0,75 0,68 0,74 Hành lang 1
Phòng làm việc lãnh đạo 2 2657,4 170,4 86,4 95,2 2743.8 265,6 0,05
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 3248,2 220,5 86,4 95,2 3334,6 315,7 0,05 0,94 0,91 0,94 Tầng 4
Phòng làm việc lãnh đạo 3 3005,8 170,4 86,4 95,2 3092,2 265,6 0,05 0,95 0,92 0,95
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 1579,5 220,5 86,4 95,2 1665,9 315,7 0,05 0,88 0,84 0,88
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là mức nhiệt mà khi tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi, chúng ta sẽ đạt được trạng thái hòa trộn H qua điểm V.
ht thì không khí đạt trạng thái bão hòa 0% tại điểm S Điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ ts là nhiệt độ đọng sương của thiết bị
Đồ thị không khí ẩm được sử dụng để xác định nhiệt độ đọng sương tại bốn khu vực có nhiệt độ phòng khác nhau, bao gồm phòng làm việc, hành lang, phòng dữ liệu và phòng điện.
Nhiệt độ đọng sương của thiết bị được tính cụ thể trong bảng 3.2.
Xác định lưu lượng không khí
Lưu lượng không khí qua dàn lạnh L được xác định theo [1, trg 203]:
+ Qhef - Nhiệt hiện hiệu dụng của phòng, W;
+ tT - Nhiệt độ trong nhà, °C;
+ ts - Nhiệt độ đọng sương, °C;
+ BF- Hệ số đi vòng (Bybass Factor)
Lượng không khí tái tuần hoàn:
+ L - Lưu lượng không khí qua dàn lạnh, L/s;
+ LN - Lưu lượng gió tươi đưa vào, L/s
Kết quả tính cụ thể trong bảng 3.2.
Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh
- Nhiệt độ không khí tại điểm hòa trộn
- Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh
+ tN, tT, tH, tS, tV - Nhiệt độ ngoài nhà và trong nhà, tại điểm hòa trộn, đọng sương, nhiệt độ thổi vào; o C;
+ GN, GT, G - Lưu lượng không khí tươi, không khí tái tuần hoàn và tổng, kg/s;
+ LN, LT, L - Lưu lượng không khí tươi, không khí tái tuần hoàn và tổng, L/s;
+ BF – Hệ số đi vòng
Kết quả tính cụ thể trong bảng 3.2
- Kiểm tra hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào:
Tiêu chuẩn vệ sinh yêu cầu ∆𝑡 𝑉𝑇 không vượt quá 10 K Nếu không đạt tiêu chuẩn này, cần áp dụng các biện pháp giảm ∆𝑡 𝑉𝑇, chẳng hạn như sử dụng sơ đồ tuần hoàn 2 cấp hoặc hệ thống sưởi bổ sung Việc thổi khí với nhiệt độ quá thấp có thể gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người.
Bảng 3 2 Lưu lượng không khí, nhiệt độ vào, nhiệt độ đọng sương
Phòng/Khu vực tT ts tv ∆tVT L LN LT
Khu vực làm việc tầng 1 26 18,9 19,3 6,7 17592,63 2272,5 15320,13 Phòng họp khách 26 18,9 19,3 6,7 813,80 90 723,80
Phòng năng lượng IT1 25 13,8 14,4 10,6 1056,34 37,5 1018,84 Phòng năng lượng IT2 25 13,8 14,4 10,6 1006,20 37,5 968,70 Phòng năng lượng IT3 25 13,8 14,4 10,6 1065,79 37,5 1028,29 Phòng trưng bày sản phẩm 26 18,9 19,3 6,7 1956,90 150 1806,9
Sảng chính+thang máy 1+hành lang 1 27 19,9 20,3 6,7 1628,60 270 1358,60
5&6 26 18,9 19,3 6,7 19361,28 2287,5 17073,78 Trung tâm điều hành mạng 26 18,9 19,3 6,7 1191,45 120 1071,45
Phòng làm việc lãnh đạo 1 26 18,9 19,3 6,7 266,23 7,5 258,73
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 1 26 18,9 19,3 6,7 229,59 7,5 222,09
Phòng làm việc lãnh đạo 2 26 19,9 20,2 5,8 382,76 7,5 375,26
Khu vực văn phòng 3 26 18,9 19,3 6,7 55888,17 4327,5 51560,67 Phòng băng hình 26 18,9 19,3 6,7 337,73 22,5 315,22
Phòng làm việc lãnh đạo 3 26 18,9 19,3 6,7 371,89 7,5 364,39
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 26 18,9 19,3 6,7 195,68 7,5 188,17
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 26 18,9 19,3 6,7 967,53 45 922,53
TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Hiệu chỉnh công suất lạnh và lựa chọn thiết bị
Khi chọn máy và thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí lắp đặt trong công trình, cần đảm bảo rằng năng suất lạnh thực của máy và thiết bị được lựa chọn phải lớn hơn năng suất lạnh cần thiết, tức là QO thực phải lớn hơn hoặc bằng QO tính.
Theo tài liệu [1] ta có công thức
+ Q0TC - Năng suất lạnh hiệu chỉnh;
+ Q0 - Năng suất lạnh thực từng phòng;
+ α1 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ nước lạnh vào dàn; t = 7 o C tra hình 5.22 [1, trg.251] ta được α1 = 1
+ α2 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ không khí trong phòng tT = 26 o C tra hình 5.23 [1,trg.251] ta được α2 = 0,95 tT = 27 o C tra hình 5.23 [1,trg.251] ta được α2 = 1 tT = 25 o C tra hình 5.23 [1,trg.251] ta được α2 = 0,9
Chọn FCU
Ta có công suất và lưu lượng chọn FCU của các phòng như bảng 4.1 dưới đây :
Bảng 4 1: Bảng hiệu chỉnh công suất FCU và chọn model máy
Tầng Phòng/Khu vực Tổng Q L Qo Chọn máy điều hòa
Phòng trưng bày sản phẩm 22130,2 1956,9 23,3 13 2 FWW1400VC Phòng thực phẩm 1 10670,5 774,4 11,2 13 1 FWW1400VC
Phòng thực phẩm 2 7538,6 629,6 7,9 9,3 1 FWW1000VC
Phòng thực phẩm 3 7538,6 629,6 7,9 9,3 1 FWW1000VC Phòng thực phẩm 4 7030,4 643,9 7,4 9,3 1 FWW1000VC
Sảnh chính + thang máy 1 + hành lang 1
Hành lang 2 (tầng 1) 5274,9 441,1 5,3 3,3 2 FWW300VC Tầng
2 Trung tâm điều hành mạng 15087,2 1191,4 15,8
Sảnh thang máy 2 4097,59 308,7 4,3 3,3 2 FWW300VC Hành lang 1 (tầng 2) 13197,7 990 13,9 3,3 5 FWW300VC Hành lang 2 (tầng 2) 12883,9 1019,5 12,5 3,3 5 FWW300VC
Tiện nghi văn phòng 7458,4 585,3 7,9 9,3 1 FWW1000VC
Hành lang 1 (tầng 3) 13197,7 990 13,9 3,3 5 FWW300VC Hành lang 2 (tầng 3) 12883,9 1019,5 13,6 3,3 5 FWW300VC
Sảnh thang máy 3 5410,3 353,1 5,7 3,3 2 FWW300VC
Hình 4 1: Thông số các máy FCU đã chọn
Tính chọn AHU
Với các kết quả tính toán ta có bảng thông số các khu vực dùng AHU như sau :
Bảng 4 2: Bảng thông số các máy AHU đã chọn
Phòng/Khu vực Q Qo L Tên máy Model máy
Công suất lạnh của máy
Lưu lượng gió của máy kW kW L/s kW L/s
AHU 4.1 DDM1-2027 188,6 14270 AHU 4.2 DDM1-2027 188,6 14270 AHU 4.3 DDM1-2233 262,1 19482 AHU 4.4 DDM1-1823 167,1 11473
Hình 4 2: Thông số các máy AHU đã chọn
Tính chọn máy điều hòa chính xác cho phòng điện và phòng năng lượng IT
Do các phòng chức năng phục vụ cho phòng dữ liệu hoạt động liên tục 24/24h, việc trang bị máy dự phòng là cần thiết để thay thế khi xảy ra sự cố với máy chính Thông số kỹ thuật của các máy dự phòng được trình bày trong bảng 4.3.
Bảng 4 3: Bảng thông số các máy điều hòa đã chọn cho phòng điện và năng lượng IT
Phòng/Khu vực Tổng Q L Qo Chọn máy điều hòa Model máy
Phòng điện tổng MEC 1 có công suất 21,8 kW, tiêu thụ 1485,5 kWh với hệ số công suất 24,2 và hiệu suất 26,6, sử dụng 1 + 1 CWU30 Tương tự, phòng điện tổng MEC 2 có công suất 18,5 kW, tiêu thụ 1333,9 kWh, hệ số công suất 20,5 và hiệu suất 26,6, cũng sử dụng 1 + 1 CWU30 Phòng năng lượng MEC 1 và MEC 2 đều có công suất 7,5 kW, tiêu thụ 531,6 kWh, với hệ số công suất 8,3 và hiệu suất 10,5, sử dụng 1 + 1 CWU10 Đối với phòng điện tổng IT, phòng 1 có công suất 196 kW, tiêu thụ 1210,3 kWh, hệ số công suất 21,8 và hiệu suất 26,6, sử dụng 1 + 1 CWU30 Phòng điện tổng IT 2 và IT 3 lần lượt có công suất 20,6 kW và 20,2 kW, với tiêu thụ 1266,8 kWh và 1243,8 kWh, hệ số công suất 22,9 và 224, cùng hiệu suất 26,6, đều sử dụng 1 + 1 CWU30.
Phòng năng lượng IT 1 15,3 1056,3 17 17,2 1 + 1 CWU20 Phòng năng lượng IT 2 14,6 1006,2 16,2 17,2 1 + 1 CWU20 Phòng năng lượng IT 3 14,4 1065,8 16 17,2 1 + 1 CWU20
Hình 4 3: Thông số máy điều hòa chính xác đã chọn
Chọn điều hòa chính xác cho phòng dữ liệu
Các phòng dữ liệu hoạt động liên tục 24/24h, đòi hỏi hệ thống điều hòa cũng phải duy trì hoạt động không ngừng Mỗi phòng được chia thành hai khu vực hành lang kỹ thuật để lắp đặt hệ thống máy điều hòa CRAC Số lượng máy hoạt động và máy dự phòng phải tuân thủ tiêu chuẩn TIA-942 để đảm bảo hiệu suất và độ tin cậy.
Các máy móc trong khu vực hành lang kỹ thuật được kết nối thành một hệ thống đồng nhất và được gán mã nhận diện Khi một máy gặp sự cố và không hoạt động, máy dự phòng sẽ ngay lập tức nhận tín hiệu và tự động khởi động để đảm bảo hoạt động liên tục.
Các thông số máy PAC chọn lựa được thể hiện trong bảng 4.4 :
Bảng 4 4: Bảng thông số và model các máy điều hòa chính xác phòng dữ liệu
Phòng Tổng Q Lưu lượng gió
Qo Vị trí đặt máy Chọn máy điều hòa
Model máy kW L/s kW kW No
Hành lang kĩ thuật 1 237,4 4 +1 STULZASD
2410WU Hành lang kĩ thuật 2 107,6 4 +1 STULZASU
Hành lang kĩ thuật 3 107,6 4 +1 STULZASU
Hành lang kĩ thuật 4 237,4 4 +1 STULZASD
Hành lang kĩ thuật 5 237,4 4 +1 STULZASD
2410WU Hành lang kĩ thuật 6 107,6 4 +1 STULZASU
Hành lang kĩ thuật 7 107,6 4 +1 STULZASU
Hành lang kĩ thuật 8 237,4 4 +1 STULZASD
Hình 4 4: Thông số kĩ thuật của máy STULZASD2410WU
Hình 4 5: Thông số kĩ thuật của máy STULZASU1070CW2
Tính chọn điều hòa cục bộ
Các phòng sử dụng điều hòa cục bộ thường có thời gian làm việc linh hoạt, khác với các phòng ban khác Đặc biệt, các phòng nghỉ trưa của lãnh đạo chỉ hoạt động vào buổi trưa, nên việc lựa chọn điều hòa cục bộ cho những không gian này là rất hợp lý.
Theo bảng tính nhiệt của các phòng ta chọn được các máy điều hòa cục bộ Các thông số kĩ thuật được thể hiện dưới bảng 4.5:
Bảng 4 5: Thông số kĩ thuật của máy điều hòa cục bộ được chọn
Chọn máy điều hòa model máy Loại điều hòa kW kW kW số lượng Tầng 1 Phòng họp khách 10,2 10,7 11,2 1
Phòng làm việc lãnh đạo 2,5 2,6 2,8 1
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2,3 2,4 2,8 1
Phòng làm việc lãnh đao 2 3 3,2 3,6 1
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 2 3,7 3,9 4,5 1
Phòng làm việc lãnh đạo 3 3,4 3,6 3,6 1
Phòng nghỉ trưa lãnh đạo 3 2 2,1 2,8 1
4 hướng thổi Phòng băng hình 3,7 3,9 4,5 1
Tầng thượng Phòng kĩ thuật 9,9 10,4 11,2 1
Tính chọn máy lạnh trung tâm chiller
Máy lạnh trung tâm cần có công suất lạnh phù hợp với yêu cầu của công trình Nhiệt độ nước vào bình ngưng được tính theo điều kiện hoạt động tại thành phố Hồ Chí Minh, với tN = 36,8℃ và độ ẩm 𝜑N = 56% Để đảm bảo hiệu suất, ta chọn tư = 29℃ và tính toán nhiệt độ nước vào bình ngưng là tw1 = 29 + 3 = 32℃.
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng : tw2 = 32 +5 7℃
Nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình bay hơi: tNL1 = 7℃, tNL2 = 12 ℃
Hệ thống được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong các điều kiện khắc nghiệt nhất, đạt công suất tối đa theo tiêu chuẩn 6586-2010 Việc chọn chiller cần tuân thủ yêu cầu dự phòng (N+1) theo tiêu chuẩn TIA.
Công suất nhiệt của toàn bộ hệ thống: Qo = 6600 kW
Trong quá trình tính toán không tránh khỏi sai sót và làm tròn nên em dự phòng 10% năng suất lạnh
Năng suất lạnh của công trình là :
QoTC = 6600 1,1 = 7260 (kW) Dựa vào catalogue của hãng Daikin và điều kiện hoạt động ta chọn được máy chiller EWWQ-B-SS C19 như sau :
Bảng 4 6: Bảng tổng kết công suất của chiller đã chọn
Số lượng Công suất mỗi chiller Tổng công suất Công suất theo catalogue
Hình 4 6: Thông số kĩ thuật của chiller đã chọn
Chọn tháp giải nhiệt
Tháp giải nhiệt là thiết bị quan trọng trong các hệ thống lạnh và điều hòa không khí, sử dụng nước tuần hoàn để làm mát Nhiệt ngưng tụ từ bình ngưng được truyền qua nước làm mát, sau đó nước này được bơm lên tháp giải nhiệt Tại đây, nước trao đổi nhiệt với không khí thông qua quá trình bay hơi, giúp hạ nhiệt độ nước Thông thường, nước vào bình ngưng có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không khí môi trường từ 3 đến 5K, và khi ra khỏi bình ngưng, nhiệt độ tăng thêm 5K Cuối cùng, nước nóng được đưa qua tháp giải nhiệt để giảm nhiệt độ xuống 5K.
Năng suất lạnh của tháp thể hiện khả năng phục vụ của máy lạnh, trong khi năng suất giải nhiệt QK của tháp cho biết lượng nhiệt mà tháp có thể thải ra môi trường.
- Nhiệt độ nước vào bình ngưng : tw1 = 32℃
- Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng : tw2 = 37℃
Chúng tôi lựa chọn số lượng tháp giải nhiệt và công suất phù hợp với công suất của máy Chiller, bao gồm 4 tháp giải nhiệt hoạt động và 1 tháp giải nhiệt dự phòng.
* Chọn tháp giải nhiệt theo Chiller 1870 kW:
Nhiệt lượng thải ra ở bình ngưng: QK = Qo + N = 1896 + 441 = 2337 (kW)
* Lựa chọn tháp giải nhiệt với các thông số đã có:
Ta có catalogue Cooling tower dòng EX-S của hàng Truwater, Malaysia:
Hình 4 7: Công suất giải nhiệt của các dòng máy
Hình 4 8: Thông số tháp giải nhiệt, Truwater Co, Malaysisa
- Dựa vào Catalogue, ta lựa chọn được tháp giải nhiệt tại Δtw = 37 – 32:
Bảng 4 7: Thông số tháp giải nhiệt lựa chọn
Các thông số L, W, H, h, A theo như hình tháp giải nhiệt
65 Hình 4 9: Hình chiều bằng của tháp giải nhiệt với các thông số
