Tài liệu Bài tiểu luận điều hòa không khí

LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điều hòa không khí cũng đã có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất, Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm. Vì vậy điều hoà không khí và thông gió có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với đời sống con người. Cùng với sự phát triển như vũ bảo của khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật điều tiết không khí cũng có những bước tiến đáng kể trong một vài thập kỷ qua. Đặc biệt ở việt Nam từ khi có chính sách mở cửa, các thết bị điều hoà không khí đã được nhập từ nhiều nước khác nhau với nhu cầu ngày càng tăng và cũng ngày càng hiện đại hơn. Ngày nay điều hào tiện nghi không thể thiếu trong các toà nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hoá, y tế, thể thao mà còn cả trong các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô tô, tàu hoả, tàu thuỷ. Trong các toà nhà, năng lượng sử dụng cho hệ thống thiết bị là rất đáng kể, bao gồm hệ thống điều hòa không khí, hệ thống chiếu sáng, hệ thống thang máy, hệ thống thiết bị văn phòng và các thiết bị phụ trợ khác như bơm nước, thông gió... Cơ cấu năng lượng sử dụng trong một toà nhà bao gồm: năng lượng tiêu tốn cho hệ thống điều hoà không khí chiếm 40 - 60%, hệ thống chiếu sáng chiếm khoảng 15 - 20%, các thiết bị văn phòng chiếm 10 - 15%, phần còn lại dành cho các thiết bị phụ trợ khác... Vì vậy, việc tiết kiệm năng lượng cho điều hòa không khí là rất quan trọng hiện nay. Ở Việt Nam, những kết quả nghiên cứu được công bố gần đây cho thấy các tòa nhà (công sở, văn phòng, khách sạn, chung cư...) là thành phần chủ yếu trong tiêu thụ năng lượng thương mại và dịch vụ. Mức tiêu thụ năng lượng trong lĩnh vực thương mại và dịch vụ chiếm 10% và dự báo trong vòng 10 năm tới nhu cầu tiêu thụ năng lượng trong lĩnh vực này tăng gấp 3.6 lần, do các tòa nhà thương mại được xây dựng ngày càng tăng tại Việt Nam. Riêng TP.HCM mỗi năm phải trích từ 14 - 15% GDP dành cho nhu cầu năng lượng, chi gần 13 nghìn tỷ đồng để chi trả cho mức tiêu hao năng lượng. Năm 2003 Chính phủ đã ban hành Nghị 1 định số 102/2003/NĐ-CP ngày 3/9/2003 về sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh tế quốc dân, đồng thời bảo vệ tốt môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững. Theo Hội đồng doanh nghiệp thế giới về phát triển bền vững (WBCSD) thì trong lĩnh vực xây dựng trên toàn cầu cần cắt giảm khoảng 60% mức tiêu thụ năng lượng trong các toà nhà cho đến năm 2050 để đạt được mục tiêu chống biến đổi khí hậu. Để đạt được mục tiêu trên cần thực hiện bằng các giải pháp thông qua việc thực hiện các chính sách pháp lý kết hợp với cải tiến đổi mới công nghệ, áp dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng, thay đổi các thói quen trong sử dụng, thiết kế và vận hành tòa nhà. Theo các chuyên gia, tiềm năng TKNL tại các tòa nhà ở Việt Nam là tương đối lớn, khoảng 10 - 40 % năng lượng sử dụng trong công trình. Một trong những biện pháp hiệu quả TKNL trong các tòa nhà là trang bị các thiết bị hiện đại, hệ thống điều khiển tự động, vận hành tiên tiến. Các tòa nhà được thiết kế xây dựng mới hoặc cải tạo với quy mô lớn thì việc thực hiện TKNL sẽ đem lại hiệu quả tốt hơn từ việc áp dụng các công nghệ TKNL và hiệu suất cao như: hệ thống điều hòa không khí, hệ thống bơm có sử dụng biến tần, chiếu sáng hiệu suất cao, hệ thống cấp nước nóng mặt trời, hệ thống điều khiển giám sát tự động BMS... Xuất phát từ thực tế về tiềm năng tiết kiệm đó nhóm em được tìm hiểu về hệ thống điều hòa trong các tòa nhà và tiềm năng tiết kiệm của hệ thống điều hòa.Trong quá trình tìm hiểu, với sự hướng dẫn của thầy và nỗ lực của các thành viên, nhóm đã hoàn thành báo cáo của đề tài. Tuy nhiên, do lượng kiến thức và kinh nghiệm thực còn hạn chế nên bài đồ án của nhóm em không tránh khỏi những sai sót và hạn chế. Nhóm em rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ của các thầy, để em hoàn thiện thêm kiến thức của mình. Nhóm em xin chân thành cảm ơn! 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1.1 Khái niệm Điều hòa không khí (điều hòa nhiệt độ) là một loại thiết bị nhằm duy trì không khí trong phòng ổn định về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch không khí, và thay đổi thành phần không khí và áp suất không khí nhằm tạo môi trường tốt nhất đáp ứng nhu cầu của người dùng. 1.2 Lịch sử hình thành và phát triển Máy điều hoà hiện nay đã trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Đặc biệt ở Việt Nam, do là một nước nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng máy điều hoà không khí rất cao. Để có được công nghệ như ngày nay, máy điều hoà trải qua nhiều gia đoạn hình thành và phát triển: + Vào năm 1758, Benjamin Franklin (1785–1788), thống đốc bang Pennysylvania và nhà phát minh John Hadley (1731–1764), giáo sư hóa học tại Đại học Cambridge đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm và phát hiện ra mối liên hệ giữa sự bay hơi của chất lỏng và quá trình làm lạnh không khí. + Năm 1820, nhà hoá học người Anh Michael Faraday (1791–1867) đã thực hiện thành công thí nghiệm nén và hóa lỏng khí amoniac. Ông nghiên cứu được rằng khi bay hơi, khí amoniac có khả năng làm lạnh không khí xung quanh. Đó là cơ sở đầu tiên để năm 1842 bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803–1855) tạo nên cỗ máy tạo băng làm mát cho cả một toà nhà lớn. + Hơn 20 năm sau đó, vào năm 1842, bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803– 1855) đã dùng kỹ thuật nén khí nhằm tạo ra băng để làm mát các bệnh nhân trong bệnh viện tại Apalachicola, Florida. Từ thành công đó, ông hy vọng sẽ tạo nên một cỗ máy tạo băng để làm mát cả một tòa nhà. Thậm chí, bác sĩ John đã 3 hình dung ra một cỗ máy có thể làm mát không khí cho cả một thành phố. Ngành điều hòa thật sự bắt đầu từ đây. Tuy nhiên sau đó mô hình tạo băng của bác sĩ John Gorrie không được ủng hộ + Năm 1851, kỹ sư James Harrison chế tạo thành công cỗ máy làm nước đá đầu tiên. Năm 1854 cỗ máy này chính thức được thương mại hoá. Năm 1855, ông được trao bằng sáng cho việc phát minh ra chế hệ thống tủ lạnh nén khí ete. Cỗ máy tạo băng của Harrison 4 + Năm 1860 ở Pháp, F. Carier đã đưa những ý tưởng về điều hòa không khí cho các phòng ở và đặc biệt cho các nhà hát. + Năm 1894 công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hòa không khí bằng máy lạnh ammoniac dùng làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè. Dàn lạnh đặt trên trần nhà, không khí đối lưu tự nhiên. Không khí lạnh từ trên đi xuống phía dưới do mật độ lớn hơn. Máy lạnh được đặt dưới tầng hầm. + Ngày 17 tháng 7 năm 1902, Willis Carrier sáng tạo ra chiếc máy điều hoà không khí đầu tiên chạy bằng điện. Hệ thống điều hoà không khí của Willis Carrier được dùng trong một nhà máy in. Hệ thống này giúp kiểm soát nhiệt độ và còn giữ độ ẩm trong nhà máy. Nguyên lý giữ ẩm cho không khí của Carrier áp dụng khá đơn giản, thay vì đẩy không khí qua ống nung nóng, dòng không khí di chuyển qua ống được làm lạnh bằng amoniac hoá lỏng. Chính ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí kết hợp với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm và lọc không khí, tự động duy trì trạng thái không khí không phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ. Sự kiện này đã đưa nghành điều hòa không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung đi đến một bước phát triển rực rỡ. Hệ thống điều hoà không khí đầu tiên của Willis Carrier 5 Ngay sau thành công của mô hình máy điều hòa đầu tiên, cũng trong năm 1902, Trung tâm giao dịch chứng khoán New York đã lắp đặt hệ thống làm lạnh trung tâm song song với một hệ thống sưởi ấm được thiết kế bởi kỹ sư Alfred Wolff. + Năm 1906, kỹ sư Stuart Cramer nghĩ ra ý tưởng chế tạo thiết bị thông gió lắp vào nồi chứa nước cất của hệ thống dệt để tạo ra độ ẩm giúp quá trình dệt diễn ra dễ dàng hơn. Cramer đã gọi quá trình này là "điều hòa không khí" (air conditioning). + Năm 1911, Carrier giới thiệu “công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý” cho hội kỹ sư cơ khí của Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này được áp dụng cho tới ngày nay trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp làm lạnh. + Năm 1914, hộ gia đình Charles Gates tại Minneapolis đã lắp đặt hệ thống điều hoà của Carrier chế tạo và là người đầu tiên sở hữu máy điều hòa tại nhà riêng. Carrier và hệ thống điều hoà trên nóc một toà nhà + Từ năm 1924 đến năm 1930, chứng kiện sự phổ biến của máy điều hòa đến với nhiều cơ sở làm việc của chính phủ Mỹ như Thượng viện, Hạ viện, nhà 6 Trắng, trung tâm thương mại và nhiều tòa nhà quan trọng khác trên khắp nước Mỹ. + Năm 1928, kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley, Jr. (1889–1944) lần đầu tiên sản xuất thành công khí Freon, chất khí trơ, khó cháy, không độc hại cho con người. Khí Freon (Chlorofluorocarbon hay CFC) nhanh chóng được sử dụng làm chất sinh hàn trong công nghệ làm lạnh được sử dụng rộng rãi cho các thế hệ máy lạnh đến năm 1994. + Năm 1931, H.H. Schultz và J.Q. Sherman chế tạo thành công máy điều hoà có kích thước nhỏ gọn đặt trên bệ cửa sổ và làm mát một căn phòng. Thế hệ máy điều hòa này được chính thức thương mại hóa 1 năm sau đó. + Từ năm 1939–1945, điều hòa không khí và công nghệ làm lạnh phục vụ cho chiến tranh thế giới thứ II. Tại nhiều nơi, máy điều hòa không khí bị tháo gỡ từ các cửa hàng để sử dụng cho nhà máy sản xuất của quân đội. Tại các vùng khí hậu nóng, điều hòa không khí còn được sử dụng để bảo quản máy bay chiến đấu. Để đóng góp cho chiến tranh, Carrier còn đề xuất dùng máy điều hòa không khí để mô phỏng điều kiện môi trường trên không trung ngay tại mặt đất để thử nghiệm máy bay, đây là điều mà không có người đương thời nào nghĩ đến. + Sau chiến tranh thế giới thứ II, năm 1946, 30.000 máy điều hoà gia dụng được sản xuất và cung cấp cho người dân trên khắp nước Mỹ. Nhu cầu máy điều hòa tại thời điểm bấy giờ đã vượt quá nguồn cung cấp. Cho tới năm 1953, hơn 1 triệu máy điều hòa đã được sản xuất và bán ra trên khắp nước Mỹ nhưng theo các số liệu không chính thống, con số thực tế còn vượt xa con số thống kê trên. 7 Máy lạnh được lắp đặt bên ngoài giảng đường Đại học California + Năm 1957 đánh dấu bước chuyển mình ngoạn mục của công nghệ sản xuất máy điều hòa với việc chế tạo thành công máy nén khí ly tâm đầu tiên trên thế giới bởi kỹ sư người Đức Heinrich Krigar. Kỹ thuật này cho phép chế tạo các thế hệ máy điều hòa mới với kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, vận hành êm và đạt hiệu suất cao hơn so với kỹ thuật dùng piston để nén khí sử dụng trước đó. + Năm 1969, chính công nghệ điện lạnh đã tạo điều kiện góp phần thực hiện chuyến đi lên Mặt Trăng thành công. 2 phi hành gia Neil Armstrong và Buzz Aldrin đã hạ thực hiện chuyến đi bộ trên Mặt Trăng với bộ quần áo phi hành gia có trang bị hệ thống làm mát nhằm chống lại các điều kiện ngoài không gian. + Năm 1987, Liên Hiệp Quốc ban hành nghị định thư Montreal nhằm bảo vệ tầng ozone của Trái Đất. Nghị định thư quy định các quốc gia hạn chế sử dụng các phương pháp có chất thải gây ô nhiễm môi trường và làm thủng tầng ozone, trong số đó bao gồm kỹ thuật làm lạnh bằng CFC, hợp chất được sử dụng chủ yếu trong các máy điều hòa và tủ lạnh. 8 1.3 Vai trò & l ợi ích 1.3.1 Vai trò a. Trong sinh ho ạ t, dân dụng Môi trường khí h ậu có ảnh hưở ng tr ực tiế p r ất l ớn tớ i tr ạng thái c ủa con người và nó đượ c th ể hi ện qua các yế u t ố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ lưu chuyể n không khí, n ồng độ các ch ất độ c h ại và độ ồn. Nhi ệt độ là yế u t ố gây ra c ả m giác nóng, l ạnh rõ r ệ t nh ất đố i v ới con người, do đây là yế u t ố quyết định sự truyề n nhiệ t gi ữa b ề mặt da và môi trườ ng không khí xung quanh. Nhi ệt độ c ủ a con ngườ i luôn là 37oC mà nhi ệt độ môi trườ ng l ại thường xuyên thay đổ i vì v ậ y có s ự chênh l ệ ch nhi ệt độ gi ữa người v ới môi trường xung quanh d ẫn đế n quá trình truyề n nhiệ t b ằng đối lưu và bức x ạ gi ữa cơ thể và môi trườ ng. Khi nhi ệt độ môi trườ ng nhỏ hơn nhiệt độ cơ thể người thì con người s ẽ có c ả m giác l ạnh. Khi nhi ệt độ môi trường cao hơn nhiệt độ cơ thể người thì con ngườ i s ẽ có c ả m giác nóng. Độ ẩm tương đố i là yế u t ố quyết định điều ki ện bay hơ i mồ hôi vào không khí. N ếu không khí có độ ẩ m v ừa ph ả i thì khi nhi ệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay vào không khí đượ c nhiề u sẽ gây cho cơ thể c ả m giác d ễ ch ịu hơn. Nếu độ ẩ m quá l ớn, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém, s ẽ dính l ại trên da và gâ y cho con ngườ i có c ả m giác khó ch ị u. Tốc độ lưu chuyể n không khí ảnh hưởng t ới cường độ toả nhiệ t và to ả ch ấ t c ủa cơ thể . Khi t ốc độ lưu chuyển không khí quá l ớn s ẽ làm cho t ốc độ cường độ to ả nhi ệt và to ả ch ất c ủa cơ thể l ớn có th ể gây nên tình tr ạng mấ t nhi ệ t nhanh d ẫn đến con ngườ i có c ả m giác mệ t mỏi và đau đầu. Như vậ y ta có th ể th ấy các yế u t ố khí h ậu có ảnh hưở ng r ất l ớn t ới s ức khỏ e c ủa con người. Điều hoà không khí giúp t ạo ra môi trườ ng không khí trong s ạ ch, có nhi ệt độ, độ ẩ m và v ận t ố c gió n ằ m trong ph ạ m vi ổn định phù h ợp v ới c ảm giác nhi ệt c ủa cơ thể con ngườ i, ứng v ới các tr ạng thái lao động khác nhau, làm cơ thể con người c ảm th ấ y d ễ ch ịu thoả i mái, không nóng b ức v ề mùa hè, rét bu ốt về mùa đông, bảo v ệ đượ c s ức khỏe và phát huy đượ c năng suất lao độ ng cao nh ất. 9 b. Trong công nghi ệ p, s ả n xuấ t Thành ph ần không khí và các thông s ố v ậ t lý c ủ a nó có ảnh hưởng rấ t l ớn t ới các quy trình công ngh ệ trong các ngành công nghi ệ p, sả n xu ất. M ỗi quy trình công ngh ệ l ại đòi hỏ i nh ững yêu c ầ u khác nhau v ề các thông số vậ t lý c ủa môi trường, vì v ậ y vi ệc tạ o ra một môi trường thích h ợ p là nhi ệ m v ụ của lĩnh vực điều hoà không khí. Qua đó ta thấy điều hoà không khí có vai trò và ý nghĩa h ết s ức quan tr ọng trong công nghi ệp và s ả n xuất. Trong ngành cơ khí chính xá c, chế t ạo d ụng c ụ đo lườ ng, dụ ng c ụ quang h ọ c thì nhi ệt độ và độ ẩ m c ủ a không khí là nh ững yế u t ố có ảnh hưở ng rấ t l ớn đến chất lượng, độ chính xác và độ b ề n c ủa s ả n ph ẩ m. Trong công nghi ệp sợ i d ệt điều hoà không khí cũng có ý nghĩa h ết s ức quan trọng, kh i độ ẩm cao thì độ dính k ế t, ma sát gi ữa các sợ i bông s ẽ l ớn và quá trình kéo s ợi s ẽ khó khăn. Ngượ c l ại n ếu độ ẩ m th ấ p s ẽ làm cho s ợi d ễ bị đứt, do đó hiệu qu ả kéo sợ i gi ả m. Trong công nghi ệ p in ấn, phim ả nh thì vi ệ c s ử d ụng điều hoà không khí cũng sẽ mang lại nh ững hi ệu qu ả cao cho s ả n ph ẩ m. Bụ i nhi ều s ẽ d ễ bám vào b ề mặ t c ủ a gi ấ y, phim ả nh làm gi ả m ch ất lượng s ản phẩ m. Nhi ệt độ cao và độ ẩ m th ấ p s ẽ làm cho gi ấ y và phim ả nh bị cong vênh , còn n ếu độ ẩ m quá cao thì s ẽ làm cho s ản ph ẩ m b ị ẩ m, dính b ết vào nhau. c. Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuậ t Để b ảo qu ản nh ững s ả n ph ẩm văn hoá nghệ thu ật như tranh ảnh, tượng, sách c ổ,…hiện vật trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện,…để gi ữ gìn cho nhi ều th ế hệ sau này, thì vi ệc duy trì đượ c một môi trường không khí có các thông s ố v ậ t lý h ợp lý để đả m b ả o ch ất lượ ng c ủ a s ản ph ẩm thì điều hoà không khí gi ữ mộ t vai trò h ế t s ức quan tr ọng. Tóm l ại, điều hoà không khí gi ữ vai trò r ấ t quan trọng trong đờ i sống, đả m b ảo đượ c chất lượng c ủ a cu ộ c sống con người cũng như chất lượ ng củ a s ản ph ẩ m trong công nghi ệp s ản xuất, đồ ng thời nó cũng có những ý nghĩa vô cùng to lớn đố i v ới vi ệ c b ả o t ồn các giá tr ị văn hóa và lị ch s ử. 10 1.3.2 L ợi ích - Lợi ích từ việc sử dụng điều hòa không khí: Từ khi có máy điều hoà, nó đă đóng góp vào việc tạo nên một môi trường vi khí hậu thích hợp giúp cho con người cảm thấy thoải mái dễ chịu theo ư muốn để phục vụ cho con ngời trong các môi trờng sống và làm việc. Điều đó giúp con người tăng năng suất trong lao động sản xuất, làm ra đợc nhiều của cải sản phẩm hơn, mau hồi phục sức khỏe, tái hồi sức lao động tốt. - Bởi vậy việc trang bị hệ thống điều hoà không khí và thông gió cho công trnh kiến trúc xây dựng là một nhu cầu rất cần thiết, đặc biệt là đối với các công trnh lớn, nhiều người sống và làm việc trong đó. - Điều hoà không khí và thông gió đóng vai tr r điều hoà và cân bằng các thông số trạng thái của không khí, cũng như các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng đến con người, nhằm giải quyết một môi trờng thích ứng với sức khỏe và đời sống con người. 11 CHƯƠNG 2 CẤU T ẠO, NGUYÊN LÝ VÀ PHÂN LO ẠI CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 2.1 Cấu tạo 2.1.1 Cấu tạo của điều hòa a. Máy nén Máy nén thường dùng là loại bơm piston, hút môi chất ở dạng hơi từ dàn bay hơi về và nến tạo áp suất cao, qua bình ngưng trao đổi nhiệt với nước nước làm mát ngưng tụ biến thành dạng môi chất lỏng cung cấp cho dàn bay hơi. Khi môi chất lỏng qua van tiết lưu sẽ biến thành dạng hơi. Tùy thuộc vào công suất và nhiệt độ làm lạnh yêu cầu. b. Bình ngưng (dàn ngưng, dàn nóng) Môi chất ở dạng hơi sau máy nén có áp suất và nhiệt độ cao, để biến môi chất môi chất dạng hơi thành dạng lỏng thì ta phải lấy nhiệt của môi chất ở dạng hơi, tức là phải làm mát môi chất, thường có 2 cách để làm mát: + Dùng nước để làm mát: dùng đối lưu nhiệt để làm mát. + Dùng quạt gió: Thổi không khí qua làm mát môi chất hay sử dụng trong các hệ thống điều hòa (dàn nóng). c. Van tiết lưu - Là thiết bị đặt trước giàn bay hơi, sau dàn ngưng tụ. - Môi chất lỏng qua van tiết lưu thì áp suất bị giảm mạnh làm môi chất biến từ dạng lỏng sang dạng hơi. Khi môi chất bay hơi nhiệt độ sẽ giảm mạnh, thu nhiệt từ môi chất. Van tiết lưu có chức năng làm giảm ápsuất của môi chất và dùng đề điều chỉnh lưu lượng chất lỏng cung cấp cho dàn bay hơi. d. Dàn bay hơi (dàn lạnh) 12 - Là nơi môi chất lỏng bay hơi, áp suất và nhiệt độ giảm, thu nhiệt từ các vật cần làm lạnh trong buồng lạnh; ngưng tụ->tiết lưu ->bay hơi. - Có 2 phương pháp để làm lạnh: + Làm lạnh trực tiếp: Dàn bay hơi đặt trực tiếp ngay trong buồng lạnh, không khí đói lưu tự nhiên và cưỡng bức, trao đổi nhiệt trực tiếp với vật cần làm lạnh. Phương pháp này thường dùng trong hệ thống điều hòa không khí cục bộ. + Làm lạnh gián tiếp: Dùng một môi chất trung gian để truyền từ dàn bay hơi vào buồng lạnh. Môi chất trung gian có thể là không khí hoặc nước muối. Phương pháp này thường dùng trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm. 1.4.2 Nguyên lý làm việc Van tiết lưu Sơ đồ chu trình làm việc của điều hòa không khí – Các chu trình: 13 1 – 2: Môi chất lạnh ở dạng lỏng, áp suất thấp trong thiết bị bay hơi hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, thường là không khí, nước hoặc chất lỏng khác. Trong quá trình này, môi chất thay đổi từ trạng thái lỏng sang khí và sẽ bị quá nhiệt tại đầu ra của thiết bị bay hơi. 2 – 3: Hơi quá nhiệt cấp vào máy nén, tại đó áp suất hơi tăng lên. Nhiệt độ cũng tăng vì một phần năng lượng đưa vào quá trình nén đã chuyển sang môi chất lạnh. 3 – 4: Khi quá nhiệt áp suất cao đi từ máy nén vào bình ngưng. Bộ phận đầu tiên của quy trình làm mát là khử quá nhiệt khí trước khi quay trở lại dạng lỏng. Quy trình này thường sử dụng không khí hoặc nước để làm mát. Tại bình chứa chất lỏng và hệ thống ống, nhiệt độ sẽ giảm thêm dung dịch môi chất lạnh dược làm mát sơ bộ trước khi đi vào van tiết lưu. 4 – 1: Dung dịch đã dược làm mát sơ bộ với áp suất cao sẽ đi vào van tiết lưu, tại đây áp suất chất lỏng giảm và lưu lượng chất lỏng được điều chỉnh đến thiết bị bay hơi. 2.3 Phân lo ại Có nhi ều cách phân lo ạ i phân lo ại h ệ thống điều hoà ki ểu khô d ựa trên các tiêu chí khác nhau, cụ th ể như sau:  Theo đặc điể m củ a thi ế t b ị x ử lý nhi ệ t ẩ m - Hệ thống điều hoà cụ c bộ . - Hệ thống điều hoà ki ể u phân tán. - Hệ thống điều hoà trung tâm.  Theo đặc điể m môi ch ấ t gi ả i nhi ệt dàn ngưng - Hệ thống điều hoà gi ả i nhi ệt bằng nướ c (water cooled) - Hệ thống điều hoà gi ả i nhi ệt bằ ng không khí (air cooled) 14  Theo khả năng xử lý không khí - Máy điề u hoà 1 chi ều l ạnh: Là dạ ng máy ch ỉ có khả năng làm lạ nh. - Máy điều hoà 2 chi ề u nóng l ạ nh: Máy vừa có kh ả năng làm lạ nh v ừa có kh ả năng gia nhiệt không khí khi c ần. Về mùa hè máy ch ạ y ch ế độ làm l ạ nh, v ề mùa đông, máy chạ y ch ế độ sưởi ấm không khí. Để chuyể n sang ch ế độ sưở i ấ m mùa đông, thông qua hệ thống van đảo chi ều, dàn l ạnh chuyể n thành dàn nóng và dàn nóng chuyể n thành dàn l ạ nh, máy ho ạt động theo ch ế độ bơm nhiệt và sưởi ấ m không khí. 2.3.1 Hệ thống điề u hòa cục bộ  Ưu điể m chung Hệ thống này gồ m 2 lo ại chính là máy điề u hòa c ửa s ổ và máy điề u hòa tách năng suấ t l ạnh đến 7kw (24000Btu/h). Đây là loại máy l ạ nh nh ỏ ho ạt động hoàn toàn t ự độ ng, l ắp đặt, v ậ n hành, b ả o trì, b ảo dưỡng, s ửa ch ữa d ễ dàng, tu ổ i thọ trung bình cao, độ tin c ậ y cao, giá thành r ẻ thích hợ p v ới các phòng và căn hộ nhỏ .  Nhược điể m Hệ th ống cơ bả n là khó áp d ụng được cho các phòng l ớn, hội trường, phân xưở ng, và các tòa nhà cao t ầng như văn phòng, khách sạn vì khi đó việ c bố trí c ụm dàn nóng khó khăn và làm mấ t cả nh quan c ủ a tòa nhà. 2.3.1a. Máy điề u hòa c ửa s ổ (mộ t khố i) - Máy điề u hòa lo ại mộ t kh ối thường đượ c l ắp đặt trên các tườ ng trông gi ống như các cửa sổ nên thường đượ c gọ i là máy l ạ nh d ạng c ửa s ổ . Toàn b ộ các thi ết b ị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, qu ạt gi ải nhiệ t, các thi ết bị điều khi ển,… đều đượ c l ắp đặ t trong mộ t kh ối. Máy điều hòa c ửa sổ là lo ại máy điề u hòa không khí nh ỏ nh ấ t c ả v ề năng suấ t lạnh, kích thước cũng như số lượ ng. Công su ất n ằ m trong kho ảng 7.000 Btu/h-24.000 Btu/h v ới các model ch ủ yế u 15 sau có công su ấ t sau 7.000 Btu/h, 9.000 Btu/h, 12.000 Btu/h, 18.000 Btu/h và 24.000 Btu/h.  Ưu điể m + Vậ n hành d ễ dàng, không cầ n công nhân có tay ngh ề cao. + Có sưởi ấ m b ằng bơm nhiệt. + Có kh ả năng lấy gió tươi qua cửa l ấy gió tươi. + Nhi ệt độ phòng được điều chỉ nh nh ờ Thermostar v ới độ dao động tương đối l ớn, + Vốn đầu tư thấp vì giá rẻ vì đượ c s ản xuấ t hàng lo ạt. + Thích hợ p cho các phòng nh ỏ, căn hộ gia đình.  Nhược điể m + Công su ất bé, tối đa là 24.000 Btu/h + Kh ả năng làm sạ ch không khí kém. + Độ ẩ m t ự bi ến đổi theo nên không kh ống ch ế được độ ẩm, điề u ch ỉnh theo ch ế độ on-off. + Độ ồn cao. + Dàn nóng x ả khí nóng ra bên ngoài nên ch ỉ có th ể l ắp đặt trên tường bao. Đố i v ới các phòng n ằ m sâu trong công trình thì không th ể s ử dụ ng máy điề u hoà c ửa s ổ , n ếu s ử dụ ng c ần có ố ng thoát gió nóng ra ngoài r ấ t ph ức t ạ p. Tuyệt đối 16 không nên x ả gió nóng ra hành lang vì như vậ y s ẽ t ạo ra độ chênh nhi ệt độ r ất l ớn gi ữa không khí trong phòng và ngoài hành lang r ất nguy hi ểm cho người sử d ụng đi vào và ra phòng + Khó s ử d ụng cho các toà nhà l ớ n vì khi l ắp đặt máy điều hòa d ạ ng c ửa sổ thì s ẽ phá v ỡ ki ến trúc và làm gi ả m v ẻ mỹ quan c ủa công trình do s ố lượng các c ụ m máy quá nhi ều các tòa nhà cao t ầng vì s ẽ làm mấ t mỹ quan phá v ỡ ki ến trúc + Ki ể u lo ại không nhi ều nên ngườ i s ử dụng khó khăn lựa ch ọn. Hầ u hế t các máy có b ề mặ t bên trong khá gi ố ng nhau nên v ề mặ t mỹ quan ngườ i s ử dụng không có mộ t s ự l ựa chọn rộng rãi. 2.3.1b Máy máy điều hòa ki ể u rời (điề u hòa 2 mả nh) Máy máy điề u hòa ki ể u rờ i là lo ại máy bao g ồ m 2 cụ m riêng bi ệ t: trong nhà và ngoài tr ời. Cụ m trong nhà có: dàn l ạnh, bộ điề u khiể n, qu ạ t ly tâm ki ểu hướ ng tr ục. C ụ m ngoài tr ời g ồ m: máy nén, dàn nóng và qu ạt hướ ng tr ục. Hai c ụm đượ c n ố i v ới nhau b ằng đườ ng ống d ẫn môi ch ất và dây điều khi ển. Quá trình điề u khiể n s ự làm vi ệ c c ủa máy đượ c th ực hi ện t ừ dàn l ạ nh thông qua bộ điều khiể n có dây ho ặc điều khi ển t ừ xa. Ống x ả nước ngưng từ dàn bay hơi và đường dây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này thành mộ t búi ố ng. 17  Ưu điể m + Kh ắ c ph ục nhược điể m c ủa máy điề u hoà c ửa sổ là không th ể l ắp đặ t cho các phòng n ằm sâu trong công trình thì máy điề u hòa r ời cho phép l ắp đặt ở nhiều không gian khác nhau. + Có nhi ều kiể u dáng, ch ủng lo ại dàn l ạnh cho phép người s ử d ụng có th ể chọn lo ại thích h ợp nh ất cho công trình cũng như ý thích cá nhân. + Gi ả m ti ế ng ồn trong nhà r ấ t phù h ợp v ới yêu c ầ u ti ện nghi nên đượ c s ử dụng r ộng rãi trong gia đình. 18 + Lắp đặt d ễ dàng, d ễ b ố trí dàn l ạnh và dàn nóng, ít ph ụ thuộ c vào k ế t c ấu nhà, ti ết ki ệ m di ệ n tích l ắp đặt, chỉ ph ải đục tườ ng mộ t l ỗ nh ỏ đường kính 70mm nên b ảo đả m th ẩ m mỹ cao. + Dễ dàng s ử d ụng, bảo dưỡng, s ửa ch ữa. + Giá thành r ẻ , phù h ợ p.  Nhược điể m + Công su ất h ạ n ch ế , t ối đa là 60.000 Btu/h. + Độ dài đường ố ng và chênh lệch độ cao gi ữa các dàn b ị h ạn ch ế . Khi l ắp đặt thường dàn l ạnh cao hơn giàn ngưng nhưng chiều cao không nên quá 3m và chiều dài đường ống d ẫn gas không nên quá 10m. + Ống d ẫn gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn. + Gi ả i nhi ệt b ằng gió nên hi ệ u qu ả không cao, đặc bi ệt nh ững ngày tr ờ i nóng. + Không l ấy được gió tươi nên cần ph ải có qu ạt l ấy gió tươi. + Giá thành đắt hơn. + Gây ồ n bên ngoài nhà làm ảnh hưởng đến các h ộ xung quanh. + Đố i v ới công trình l ớn, s ử d ụng máy điều hoà r ời r ấ t dễ phá vỡ ki ến trúc công trình, làm gi ả m mỹ quan c ủa nó, do các dàn nóng b ố trí bên ngoài gây ra. Trong mộ t s ố trường h ợp r ất khó bố trí dàn nóng. Theo đặc điể m c ủ a dàn l ạnh có th ể chia ra: Máy điề u hoà gắn tường, đặt n ền, áp tr ần, d ấu tr ần, cassette, máy điề u hoà ki ểu vệ tinh. a. Dàn lạnh đặ t sàn (Floor Standing) Lo ại đặ t sàn có c ửa th ổi gió đặt phía trên, c ửa hút đặt bên hông, phía trướ c. Lo ại này thích hợ p cho không gian h ẹp, nhưng trần cao. Do có c ấu tạ o mỏ ng, d ẹt nên dàn lạnh đặt sàn có th ể đặ t ở sát tường ngay trong phòng (xem hình 6.5) r ất 19 thu ận l ợi. Tuy nhiên dàn l ạnh đặt sàn cũng có nhược điểm là do đặt trên sàn nhà nên chiế m mộ t ph ần di ện tích phòng làm vi ệ c, mặt trướ c dàn l ạnh cách mộ t kho ảng nhất định không được b ố trí thi ết b ị b ất k ỳ gây c ả n trở lưu thông gió. Mặ t khác sinh ho ạt của con người cũng ảnh hưởng ít nhi ều đến l ạnh, đặ c biệt chổ đông người, như hành lang, sảnh khách s ạ n không nên s ử d ụng lo ại này, vì người qua l ại thường hay v ứt các loạ i gi ấy v ụ n, rác vào bên trong qua mi ệ ng thổ i c ủ a dàn l ạnh. b. Dàn l ạnh treo tường (Wall mounted) Đây là dạng dàn l ạnh phổ bi ến nh ất, nó đượ c l ắp đặt trên tườ ng, có c ấu t ạo r ất đẹp, gió phân b ố đều trong phòng. Máy điề u hoà d ạng treo tường thích h ợp cho phòng cân đối, không khí đượ c thổ i ra ở cửa nhỏ phía dướ i và hút v ề ở phía c ửa hút nằ m ở phía trên. C ửa thổi có cánh hướ ng dòng, có th ể cho đứng yên ho ặc chuyển động chao qua l ạ i, tu ỳ theo sở thích c ủa ngườ i s ử dụ ng. c. Lo ại áp tr ần (Under Ceiling, Ceiling suspended) 20 Lo ạ i áp trần đượ c lắp đặt áp sát laphông. Dàn l ạnh áp tr ần thích h ợ p cho các