Tài liệu đề tài thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà văn phòng cho thuê số 4 láng hạ hà nội

Luận văn tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN 1 - Em xin cam đoan bản đồ án này do em độc lập nghiên cứu tính toán và thiết kế dưới sự hướng hẫn của thầy giáo PGS TS Nguyễn Đức Lợi. 2 - Để hoàn thành bản đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không được liệt kê ở tài liệu tham khảo. Nếu sai, em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định. Hà Nội, tháng 11 năm 2007. Sinh viên thực hiện: Đinh Thanh Hùng Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 1 Luận văn tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Được sự phân công của các thầy trong bộ môn Kỹ thuật lạnh - Trường đại học Nha Trang, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS TS Nguyễn Đức Lợi - Viện KH & CN Nhiệt Lạnh Trường ĐHBK Hà Nội em được giao thực hiện đề tài tốt nghiệp: “ Thiết kế hệ thống Điều hòa không khí cho tòa nhà văn phòng cho thuê số 4 Láng Hạ - Hà Nội ”. Trong quá trình làm đồ án, do còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức thực tế nên bản đồ án này chỉ dừng ở mức độ ban đầu của việc thiết kế một hệ thống điều hòa không khí và chắc chắn không tránh khỏi những sai sót. Em rất mong sự đóng góp của các thầy cô cùng toàn thể các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật lạnh - Trường ĐH Nha Trang, thầy giáo PGS TS Nguyễn Đức Lợi - Trường ĐHBK Hà Nội và Ban giám đốc, các anh, các chú trong Công ty cổ phần Việt Kim - chi nhánh Hà Nội là đơn vị nơi em thực tập tốt nghiệp đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội, tháng 11 năm 2007. Sinh viên thực hiện: Đinh Thanh Hùng Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 2 Luận văn tốt nghiệp MỤC LỤC CHƯƠNG 1: Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ, GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN.................................................5 1.1.Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ......................................................5 1.1.1. Tầm quan trọng của điều hoà không khí đối với con người......................5 1.1.2. Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với sản xuất........................6 1.2. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH............................................................................9 1.3.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN...............................................11 1.3.1.Chọn cấp điều hoà không khí....................................................................11 1.3.2. Thông số tính toán ngoài trời....................................................................12 1.3.3. Thông số tính toán trong nhà....................................................................12 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ CHỌN HỆ THỐNG ĐHKK CHO TOÀ NHÀ.............................................................................14 2.1. HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ CỤC BỘ.................................................................14 2.1.1. Máy điều hoà cửa sổ.................................................................................14 2.1.2. Máy điều hoà loại tách..............................................................................15 2.2.HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ GỌN (TỔ HỢP).....................................................16 2.2.1.Máy điều hoà tách:.....................................................................................16 2.2.2 Máy điều hoà nguyên cụm:.......................................................................17 2.3. HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ TRUNG TÂM NƯỚC...........................................18 2.3.1 Đặc điểm chung:........................................................................................18 2.3.2. Máy làm lạnh nước (Water Chiller).........................................................20 2.4. MÁY ĐIỀU HOÀ VRV...................................................................................20 2.5. CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ CHO TOÀ NHÀ...............23 CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM.........................................................24 3.2. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT.............................................................................25 3.2.1. Nhiệt toả từ máy móc Q1..........................................................................25 3.2.2. Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng......................................................................27 3.2.3. Nhiệt toả từ người Q3................................................................................28 3.2.4. Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm Q4...........................................................30 3.2.5. Nhiệt toả ra từ thiết bị trao đổi nhiệt Q5...................................................30 3.2.6. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6..........................................30 3.2.7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che Q7...........................................32 3.2.8. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa Q8.................................................34 3.2.9. Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9....................................................................35 3.2.10. Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10..................................................................41 3.2.11. Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11...................................................................41 3.3. TÍNH TOÁN LƯỢNG ẨM THỪA................................................................42 3.4. KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG TRÊN VÁCH..................................................44 3.5. TÍNH TOÁN HỆ SỐ GÓC TIA QUÁ TRÌNH...............................................46 CHƯƠNG 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 48 4.1. THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ.........................................48 4.2. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ 1 CẤP MÙA HÈ.........50 Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 3 Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN MÁY VÀ CÁC THIẾT BỊ...........................................54 5.1. Chọn dàn lạnh..................................................................................................54 5.2. Chọn dàn nóng.................................................................................................58 5.3. Chọn bộ chia gas (REFNET)..........................................................................59 5.4. Chọn đường ống dẫn môi chất........................................................................60 5.5. Chọn tháp giải nhiệt và chọn bơm nước.........................................................61 1. Chọn tháp........................................................................................................61 2. Chọn Bơm nước..............................................................................................61 5.6. Chọn hệ thông gió thu hồi nhiệt HRV.............................................................65 5.7. Chọn bộ điều khiển..........................................................................................66 CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ.............68 6.1. TỔNG QUAN..................................................................................................68 6.2. LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ............68 6.2.1. Lựa chọn miệng thổi và miệng hồi...........................................................68 6.2.2. Chọn các thiết bị phụ của đường ống gió.................................................69 6.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ TƯƠI....................................70 6.4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG HÚT GIÓ THẢI...........................72 6.4.1. Tính toán thiết kế đường ống hút gió thải tầng hầm................................72 6.4.2. Tính toán thiết kế đường ống hút gió thải nhà vệ sinh.............................75 CHƯƠNG 7: CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA.........................................................................................77 7.1. BIỆN PHÁP THI CÔNG LẮP ĐẶT...............................................................77 7.1.1. Lắp đặt hệ ống dẫn môi chất lạnh và hệ thoát nước ngưng.....................77 7.1.2. Lắp đặt hệ thống điện...............................................................................82 7.1.3. Lắp đặt các dàn nóng và dàn lạnh (Outdoor và Indoor)..........................82 7.1.4. Hút chân không và nạp gas vào hệ đường ống môi chất.........................83 7.2. CÔNG TÁC VẬN HÀNH...............................................................................85 7.2.1. Vận hành máy nén....................................................................................85 7.2.2. Vận hành các thiết bị tự động...................................................................85 7.3. CÔNG TÁC BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA...............................................85 Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 4 Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 1: Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ, GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN Ngay từ thời xa xưa con người đã luôn tìm cách để sinh tồn chống lại thiên nhiên khắc nghiệt, đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông giá rét, sống ở sâu trong hang đá để tránh cái nắng gay gắt của mùa hè. Nhưng phải đến đầu thế kỷ 20 thì lý thuyết về điều hoà không khí mới thực sự phát triển, hoàn thiện và ngày nay đã trở thành một phần quan trọng trong kỹ thuật và đời sống của con người trên thế giới. 1.1.Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 1.1.1. Tầm quan trọng của điều hoà không khí đối với con người Tất cả các nước trên thế giới, dù ở vùng hàn đới hay nhiệt đới đều phải cần đến điều hoà không khí để tạo ra một môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống. Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm có gió mùa và gió phơn Tây Nam, nhiệt độ trung bình năm và độ ẩm tương đối khá cao. Với nhiệt độ và độ ẩm cao đó cộng vào đó là bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là những tòa nhà kiến trúc hiện đại có diện tích cửa kính rất lớn, bên trong lại có nhiều nguồn tỏa nhiệt, tỏa ẩm khác như người, thiết bị chiếu sáng, thiết bị điện - điện tử… làm cho nhiệt độ và độ ẩm không khí trong phòng tăng cao, vượt xa giới hạn tiện nghi nhiệt đối với con người. Để đảm bảo cho con người có một môi trường thoải mái thì chỉ có điều hòa mới giải quyết được vấn đề nêu trên. Ngày nay ta có khó thể hình dung được nếu không có điều hòa không khí trong các tòa nhà cao tầng, công sở, khách sạn, nhà hát… thì các công trình đó có phát huy được hết hiệu quả sử dụng của nó hay không. Nền kinh tế nước ta hiện nay đã có những bước tiến đáng kể, đời sống của nhân dân ngày càng được cải thiện, nhiều gia đình ở các đô thị cũng đã thấy được sự cần thiết phải lắp đặt hệ thống điều hòa Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 5 Luận văn tốt nghiệp không khí trong ngôi nhà của mình để đảm bảo một môi trường vi khi hậu bên trong phù hợp với điều kiện vệ sinh, đảm bảo sức khỏe. Trong ngành y tế, nhiều bệnh viện cũng trang bị hệ thống điều hòa không khí trong các phòng điều trị bệnh nhân để tạo ra môi trường vi khí hậu tối ưu giúp cho người bệnh nhanh chóng hồi phục sức khỏe. Điều hòa không khí tạo ra các phòng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đối của không khí và nhiệt độ, độ ẩm được khống chế ở mức tối ưu để tiến hành các quá trình y học quan trọng như nuôi cấy vacxin, bảo quản mô, phẩu thuật… Mặc dù chi phí lắp đặt hệ thống điều hòa không khí là khá tốn kém nhưng nhu cầu về điều hòa không khí để phục vụ cho sinh hoạt bảo vệ sức khỏe cho con người là quá rõ ràng không thể phủ nhận. 1.1.2. Tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với sản xuất Nền công nghiệp hiện đại rất cần môi trường không khí với thành phần và các thông số vật lý như nhiệt độ, độ ẩm thích hợp để thực hiện các quá trình công nghệ. Trong công nghiệp ngành điều hoà không khí đã có những bước tiến nhanh chóng. Ngày nay người ta không thể tách rời kỹ thuật điều tiết không khí với các ngành như cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử và vi điện tử, kỹ thuật phim ảnh, máy tính điện tử, kỹ thuật quang học…Để đảm bảo chất lượng cao của các sản phẩm, để đảm bảo các máy móc, thiết bị làm việc bình thường cần có những yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số của không khí như thành phần, độ ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các hoá chất độc hại… Ví dụ như trong công nghiệp kỹ thuật điện thì để sản xuất được dụng cụ điện cần không chế nhiệt độ trong khoảng từ 20 oC đến 22oC, độ ẩm từ 50 đến 60%. Trong ngành cơ khí, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học, độ trong sạch và ổn định của nhiệt độ và độ ẩm là điều kiện quyết định cho chất lượng, độ chính xác và độ bền của sản phẩm. Nếu các linh kiện, chi tiết của máy đo, kính quang học được chế tạo trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm không ổn định làm cho độ co dãn khác nhau về kích thước của chi tiết sẽ làm giảm độ chính xác của máy móc. Bụi xâm nhập vào bên trong máy sẽ làm tăng độ mài mòn giữa các chi tiết và dụng cụ chóng hư hỏng, chất lượng giảm sút rõ rệt. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 6 Luận văn tốt nghiệp Trong công nghiệp sợi và dệt, điều hòa không khí có ý nghĩa quan trọng. Khi độ ẩm không khí cao, độ dính kết, ma sát giữa các xơ bông sẽ lớn và quá trình kéo sợi sẽ khó khăn, ngược lại độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ bị giảm. Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, nhiều quá trình công nghệ đòi hỏi phải có môi trường không khí thích hợp. Nếu độ ẩm quá thấp sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giảm khối lượng và chất lượng sản phẩm. Ngược lại nếu độ ẩm quá cao cộng với nhiệt độ cao thì đó là môi trường tốt để vi sinh vật phát triển làm giảm chất lượng hoặc phân huỷ sản phẩm. Bên cạnh đó lượng nhiệt và hơi ẩm toả ra bên trong phân xưởng tương đối lớn, thường xảy ra hiện tượng đọng sương trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mặt thiết bị, máy móc gây mất vệ sinh và tạo điều kiện cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển. Tất cả những vấn đề bất lợi đó đều có thể giải quyết được bằng hệ thống điều hoà không khí. Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè đen, quá trình vò che, ủ lên men có tác dụng làm cho chất dinh dưỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí và oxy hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hoá khác tạo ra các axit amin, giữ màu sắc và hương vị thơm ngon của chè. Các quá trình này đòi hỏi phải tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ ẩm cao. Công nghiệp chế biến thuốc lá và sản xuất thuốc điếu có đạt được năng suất và chất lượng hay không là nhờ một phần quan trọng vào hệ thống điều hoà không khí. Thuốc lá là một loại nguyên liệu rất nhạy cảm với nhiệt độ và độ ẩm không khí, đặc biệt là độ ẩm. Nếu như nhiệt độ, độ ẩm không ổn định thì độ dẻo, kích thước của giấy cuốn cũng như tính chất cơ lí của sợi thuốc cũng thay đổi làm cho máy móc hoạt động kém hiệu quả và sản phẩm kém chất lượng. Đặc biệt là công đoạn ủ lên men thuốc lá trước khi thái sợi, nhiệt độ và độ ẩm được duy trì theo một quy trình chặt chẽ nhất định: thời gian đầu trong 2 ÷ 3 ngày nhiệt độ được nâng dần lên từ nhiệt độ trung bình đến mức 50 ÷ 60oC, sau đó nhiệt độ giữ không đổi ở mức trên trong thời gian 6 ÷ 7 ngày, cuối cùng là giai đoạn hạ nhiệt độ từ từ trở về nhiệt độ bình thường trong khoảng thời gian 2 ÷ 3 ngày. Độ ẩm được khống chế ở mức 90 ÷ 95%. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 7 Luận văn tốt nghiệp Các thông số của môi trường không khí trong các nhà máy sản xuất phim, giấy ảnh cũng cần được duy trì ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ thống điều hoà không khí (Ví dụ việc bảo quản phim cần khống chế nhiệt độ trong khoảng từ 18 oC đến 22oC, độ ẩm từ 40 đến 60%). Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm giảm chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ cao trong phân xưởng làm nóng chảy lớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phim và giấy ảnh. Độ ẩm quá thấp gây ra hiện tượng khô vênh, cong queo của giấy và phim. Ngược lại độ ẩm quá cao làm cho sản phẩm dính bết vào nhau. Trong lĩnh vực hàng không: Việc điều tiết không khí cho máy bay (đặc biệt cho buồng lái) cũng trở nên rất quan trọng. Tốc độ máy bay càng cao, buồng lái càng nóng. Tuy ở độ cao lớn, không khí rất lạnh nhưng do không khí đập vào vỏ ngoài, động năng biến thành nhiệt năng làm cho máy bay bị bao trùm bởi một lớp không khí nóng. Hơn nữa, vì phải đảm bảo áp suất trong khoang máy bay bằng áp suất khí quyển trên mặt đất nên phải nén không khí khí loãng bên ngoài máy bay để cung cấp cho các khoang. Quá trình nén này cũng làm cho nhiệt độ không khí tăng đáng kể. Trên máy bay thường có hệ thống nén khí turbin để cung cấp khí nén cho các động cơ phản lực nên chu trình lạnh nén khí để điều hoà không khí là phù hợp hơn cả. Ở đây cần trang bị thêm một máy giản nở turbin phù hợp và hiệu quả với các thiết bị trao đổi nhiệt thích hợp là đã có một hệ thống điều hoà không khí hoàn chỉnh. Điều hoà không khí còn tác động mạnh đến sự phát triển của bơm nhiệt, một loại máy lạnh dùng để sưởi ấm vào mùa đông. Bơm nhiệt thực ra chỉ là một loại máy lạnh với khác biệt ở mục đích sử dụng. Gọi là máy lạnh khi người ta sử dụng hiệu ứng lạnh ở thiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng nguồn nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ. Ở các nước tiên tiến các chuồng trại chăn nuôi của công nghiệp sản xuất thịt sữa được điều hoà không khí để có thể đạt được tốc độ tăng trọng cao nhất vì gia súc và gia cầm có khoảng nhiệt độ và độ ẩm thích hợp để tăng trọng và phát triển. Ngoài khoảng nhiệt độ đó, quá trình phát triển và tăng trọng giảm xuống và nếu vượt qua giớ hạn nhất định chúng có thể bị sút cân hoặc bệnh tật. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 8 Luận văn tốt nghiệp Đối với văn phòng làm việc như đã giới thiệu ở trên. Toà nhà là một công trình lớn và đẹp với các trang thiết bị hiện đại, có các yêu cầu cao về vi khí hậu nên việc lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí là rất cần thiết. 1.2. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Trung tâm thương mại và văn phòng cho thuê số 4 Láng Hạ là một toà nhà hiện đại cao 15 tầng có diện tích mặt bằng là 760 m 2 với hướng chính là hướng Đông Nam. Toà nhà được xây dựng để cho thuê làm văn phòng làm việc. Đây là một công trình điều hoà tiện nghi, có nhu cầu điều hoà không khí về cả mùa hè và mùa đông. Tầng 1 của toà nhà có 3 khu vực cần điều hoà, đó là: - Phòng làm việc: Phòng làm việc của tầng 1 có diện tích 505 m 2, các cửa sổ kính chủ yếu được bố trí ở 3 hướng đó là hướng Đông Bắc, hướng Đông Nam và Tây Bắc. Ngoài ra còn một cửa ra vào thông với cầu thang thoát hiểm. - Hành lang thang máy: Hành lang thang máy có diện tích 23 m 2, có 1 cửa ra vào thông sang khu vệ sinh và 2 cửa thông sang khu vực làm việc. - Phòng quản lý: Phòng quản lý có diện tích 17 m 2, có 1 cửa sổ kính hướng Tây Bắc và một cửa ra vào thông với sảnh. Phòng phuc vụ cho công tác quản lý toà nhà. Tầng 2, 3 có 2 khu vực cần điều hoà, đó là: - Phòng làm việc: Phòng làm việc của tầng 2 có diện tích 528 m 2, các cửa sổ kính được bố trí cả bốn hướng nhưng chủ yếu là hướng Đông Bắc và hướng Đông Nam. Ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với cầu thang thoát hiểm. - Hành lang thang máy: Hành lang thang máy có diện tích 28 m 2, có 2 cửa ra vào thông sang khu vệ sinh và 1 cửa thông sang khu vực làm việc. - Phòng quản lý: Phòng quản lý có diện tích 40 m 2, cửa sổ kính được bố trí ở hai hướng đó là hướng Tây Nam và hướng Tây Bắc, ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với sảnh. Phòng phuc vụ cho công tác quản lý toà nhà. Tầng 4 có 2 khu vực cần điều hoà: Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 9 Luận văn tốt nghiệp - Phòng làm việc: Phòng làm việc của tầng 2 có diện tích 528 m 2, các cửa sổ được bố trí cả bốn hướng nhưng chủ yếu là hướng Đông Bắc và hướng Đông Nam. Ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với cầu thang thoát hiểm. - Hành lang thang máy: Hành lang thang máy có diện tích 28 m 2, có 2 cửa ra vào thông sang khu vệ sinh và 1 cửa thông sang khu vực làm việc. - Phòng quản lý: Phòng quản lý có diện tích 40 m 2, cửa sổ kính được bố trí ở hai hướng đó là hướng Tây Nam và hướng Tây Bắc, ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với sảnh. Phòng phuc vụ cho công tác quản lý toà nhà. Tầng 5 đến tầng 14 có 2 khu vực cần điều hoà: - Phòng làm việc: Phòng làm việc của tầng 2 có diện tích 528 m 2, các cửa sổ kính được bố trí cả bốn hướng nhưng chủ yếu là hướng Đông Bắc và hướng Đông Nam. Ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với cầu thang thoát hiểm. - Hành lang thang máy: Hành lang thang máy có diện tích 28 m 2, có 2 cửa ra vào thông sang khu vệ sinh và 1 cửa thông sang khu vực làm việc. - Phòng quản lý: Phòng quản lý có diện tích 40 m 2, cửa sổ kính được bố trí ở hai hướng đó là hướng Tây Nam và hướng Tây Bắc, ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với sảnh. Phòng phuc vụ cho công tác quản lý toà nhà. Tầng 15 có 2 khu vực cần điều hoà: - Phòng làm việc: Phòng làm việc của tầng 15 có diện tích 150 m 2, các cửa sổ kính được bố tri ở hai hướng đố là Đông Nam và Tây Nam. - Hội trường: Hội trường có diện tích 293 m2, các cửa sổ kính được bố trí ở hai hướng đó là hướng Đông Bắc và hướng Tây Bắc. Ngoài ra còn có một cửa ra vào thông với cầu thang thoát hiểm. Phòng phục vụ cho các buổi họp, hội thảo của toà nhà. - Phòng quản lý: Phòng quản lý có diện tích 40 m 2, cửa sổ kính được bố trí ở hai hướng Tây Bắc, ngoài ra phòng có một cửa ra vào thông với sảnh. Phòng phuc vụ cho công tác quản lý toà nhà. Các nguồn nhiệt ở đây chủ yếu là do người toả ra, do tổn thất nhiệt từ bên ngoài truyền vào nhà và ở một số phòng có sự toả nhiệt của các thiệt bị điện, điện tử. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 10 Luận văn tốt nghiệp Hệ thống điều hoà không khí cần phục vụ cho toàn bộ các gian phòng nói trên từ tầng 1 đến tầng 15. Hệ thống điều hoà không khí ở đây phải đảm bảo được tiện nghi, thoả mãn yêu cầu vi khí hậu nhưng không làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội thất bên trong của toà nhà cũng như cảnh quan xung quanh. 1.3.TÍNH CHỌN CÁC THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 1.3.1.Chọn cấp điều hoà không khí Căn cứ theo mức độ tin cậy và tính kinh tế của hệ thống điều hoà không khí mà người ta chia ra làm 3 cấp điều hoà không khí: - Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 duy trì các thông số trong nhà với mọi phạm vi biến thiên nhiệt độ ngoài trời từ nhiệt độ cực tiểu (mùa lạnh) đến nhiệt độ cực đại (mùa nóng). Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 có độ tin cậy rất cao nhưng giá thành lớn nên chỉ sử dụng trong những trường hợp đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm nghiêm ngặt và độ tin cậy cao. - Hệ thống điều hoà không khí cấp 2 duy trì được các thông số trong nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200 h trong một năm, điều đó có nghĩa là thông số trong nhà có thể cho phép sai lệch so với chế độ tính toán khi có biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu. - Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400 h trong một năm. Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 có độ tin cậy không cao lắm nhưng rẻ tiền, vì vậy được sử dụng phổ biến trong các công trình dân dụng như rạp hát, thư viện, hội trường, văn phòng,… hoặc các nhà máy xí nghiệp không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm. Trung tâm thương mại và Văn Phòng cho thuê số 4 Láng Hạ là một công trình dân dụng được sử dụng để làm văn phòng làm việc, không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, các phòng luôn có người ra vào nên việc duy trì chính xác các thông số nhiệt ẩm trong nhà với mọi phạm vi nhiệt độ ngoài trời là rất khó và trở nên lãng phí nếu sử dụng hệ thống cấp 1 hoặc hệ thống cấp 2. Hơn nữa với quy mô công trình như đã giới thiệu thì chi phí đầu tư, lắp đặt và vận hành hệ thống ĐHKK ở đây chắc chắn sẽ không nhỏ cho nên ta chọn hệ thống điều hoà tiện nghi cấp 3. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 11 Luận văn tốt nghiệp 1.3.2. Thông số tính toán ngoài trời Công trình được xây dựng tại thành phố Hà Nội, căn cứ vào điều kiện khí hậu tại nơi đây ta chọn các thông số nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời vào mùa hè theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992. Thông số nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời tN, N vào mùa hè được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992, cụ thể như sau: - tN = ttbmax (nhiệt độ cực đại trung bình của tháng nóng nhất); - N = 13-15 (Độ ẩm không khí lấy vào thời điểm 13-15h trong ngày của tháng nóng nhất). Theo bảng 1.7 [1] nhiệt độ và độ ẩm của các địa phương dùng để tính toán hệ thống điều hoà không khí trích từ TCVN 4088-1985 [1] ta có các thông số tính toán ngoài trời tN, N của công trình cho hệ thống ĐHKK cấp 3 tại Hà Nội như sau: Bảng 1.1. Thông số tính toán ngoài trời. Mùa Nhiệt độ tN, o C Hè Thông số Độ ẩm  N , Entanpy IN, kJ/kg % 32,8 66 Độ chứa ẩm dN, g ẩm/kg kkk 87,4 21,3 1.3.3. Thông số tính toán trong nhà Các thông số tính toán trong nhà tT, T cần phải được chọn phù hợp với yêu cầu vệ sinh và yêu cầu kinh tế. Mùa nóng ở nước ta không khí có nhiệt độ và độ ẩm khá cao, nên cần xây dựng các không gian đệm (là khoảng không gian để đảm bảo không có sự chênh lệch nhiệt độ đột ngột khi ra vào phòng có điều hoà). Các không gian này thường là hành lang, sảnh …và có nhiệt đô thấp hơn nhiệt độ trong phòng từ 3  4 K. Thông số tính toán trong nhà được chọn theo TCVN 5687-1992 và được giới thiệu trong bảng 1.2 Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 12 Luận văn tốt nghiệp Bảng 1.2. Thông số tính toán không khí trong nhà. Không gian Mùa Trong nhà Hè Nhiệt độ, 0 C 25 Hành lang Hè 29 Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh Thông số Entanpy Độ ẩm, % kJ/kg 65 58,,4 65 71,3 Độ chứa ẩm g/kg 13,1 18,6 13 Luận văn tốt nghiệp CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ VÀ CHỌN HỆ THỐNG ĐHKK CHO TOÀ NHÀ Hệ thống điều hoà không khí là tập hợp máy móc, thiết bị, dụng cụ… được kết nối với nhau thành một hệ thống để tiến hành các quá trình xử lý không khí như làm lạnh, sưởi ấm, khử ẩm, gia ẩm… điều chỉnh duy trì các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu về tiện nghi và công nghệ. Hệ thống điều hoà không khí rất đa dạng và phong phú, do đó việc phân loại rất phức tạp. Ở đây xin giới thiệu một số loại hệ thống điều hoà thông dụng. 2.1. HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ CỤC BỘ Máy điều hoà cục bộ gồm có hai loại chính là máy điều hoà cửa sổ và máy điều hoà loại tách năng suất đến 7 kW (24000Btu/h). Đây là loại máy nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ thích hợp với các căn hộ nhỏ. Nhược điểm cơ bản của hệ thống là rất khó lắp đặt cho các căn phòng lớn, hội trường, phân xưởng, các toà nhà cao tầng như khách sạn, văn phòng vì khi đó bố trí cụm dàn nóng khó khăn và làm mất cảnh quan toà nhà. 2.1.1. Máy điều hoà cửa sổ Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt dàn lạnh, các thiết bị điều khiển… đều được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Ưu nhược điểm của hệ thống điều hoà cửa sổ: - Chỉ cần cắm điện là máy chạy không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao. - Có sưởi mùa đông bằng bơm nhiệt; - Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi; Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 14 Luận văn tốt nghiệp - Nhiệt độ trong phòng được điều chỉnh nhờ thermostat với độ dao động khá lớn, độ ẩm tự biến đổi theo nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo chế độ on-off; - Khả năng làm sạch không khí kém; - Độ ồn cao; - Khó bố trí hơn so với loại hai cụm. Phải đục một khoảng tường rộng bằng máy. Không lắp được cho phòng không có tường tiếp xúc trực tiếp với ngoài trời; - Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình. Khó sử dụng cho các toà nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc. 2.1.2. Máy điều hoà loại tách Máy điều hoà loại tách bao gồm có hai cụm: Cụm trong nhà và cụm ngoài trời. Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ điều khiển, quạt ly tâm kiểu trục cán. Cụm ngoài trời gồm lốc, dàn nóng, quạt hướng trục. Hai cụm được nối với nhau bằng đường ống gas đi và về. Ống xả nước ngưng từ dàn bay hơi ra và đường dây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này thành một búi ống. Máy điều hoà hai và nhiều cụm có nhiều ưu điểm trong đó việc giảm được tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được sử dụng rộng rãi trong gia đình. Một ưu điểm khác là dễ lắp đặt, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu của nhà, tiết kiệm diện tích lắp đặt, bảo đảm thẩm mỹ cao. Nhược điểm chủ yếu là: + Không lấy được gió tươi nên cần có quạt lấy gió tươi. + Ống dẫn gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn. + Giá thành đắt hơn. + Ồn về phía ngoài nhà ảnh hưởng đến các căn hộ bên cạnh. Khi lắp đặt, thường dàn lạnh cao hơn dàn ngưng nhưng chiều cao không nên quá 3m và chiều dài ống dẫn gas không nên quá 10 m. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 15 Luận văn tốt nghiệp 2.2.HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ GỌN (TỔ HỢP) 2.2.1.Máy điều hoà tách: a) Máy điều hoà tách không ống gió: Có thể nói, nhiều máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa gọn và của hệ thống điều hòa cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh. Do năng suất lạnh lớn hơn nên kết cấu của cụm dàn nóng và dàn lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng hơn. Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với 3 mặt dàn. Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều, ngoài loại treo tường, còn có loại treo trần, dấu trần, kê sàn…đôi khi trong điều hòa thương nghiệp, công nghệ, người ta còn gặp loại tách đặc biệt cụm dàn nóng chỉ có quạt, còn máy nén lại được lắp cùng với dàn lạnh. Ưu nhược điểm của các loại máy này giống như máy cục bộ hai cụm. Nhược điểm chính của loại máy này là không có khả năng lấy gió tươi nên cần có quạt thông gió đặc biệt cho các không gian đông người, khi gió lọt qua cửa không đủ cung cấp ôxi cho phòng. b) Máy điều hoà có ống gió: Máy điều hoà tách có ống gió thường gọi là máy điều hoà thương nghiệp kiểu tách, năng suất lạnh từ 12.000 Btu/h đến 240.000Btu/h. Dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau. c) Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa: Đa số các máy điều hoà tách có máy nén bố trí chung với cụm dàn nóng. Nhưng một số trường hợp máy nén lại nằm trong cụm dàn lạnh, người ta gọi đó là máy nén có dàn ngưng đặt xa. Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng có các yêu điểm và nhược điểm của máy điều hoà tách, nhưng do máy nén bố trí ở cụm dàn lạnh nên độ ồn trong nhà cao. Chính vì điều đó mà máy điều hoà dàn ngưng đặt xa không thích hợp cho điều hoà tiện nghi, chỉ dùng loại máy náy cho điều hoà công nghệ hoặc thương nghiệp, những nơi chấp nhận được độ ồn của máy. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 16 Luận văn tốt nghiệp 2.2.2 Máy điều hoà nguyên cụm: a) Máy điều hoà lắp mái: Máy điều hoà lắp mái (Rooftop Air Conditioner) là máy điều hoà nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình và lớn, chủ yếu trong thương nghiệp và công nghiệp. Cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn với nhau thành một khối duy nhất. Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao. Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và ống gió hồi. Ngoài khả năng lắp đặt máy trên mái của phòng điều hoà còn có khả năng lắp đặt ở ban công hoặc mái hiên. Các loại máy điều hoà lắp mái loại đời mới có nhiều ưu điểm hơn như máy nén xoắn ốc nhẹ hơn 10% và gọn hơn 30% so với máy pittông, làm cho kích thước máy gọn nhẹ hơn nhiều. Ưu điểm khác của máy xoắn ốc là đỡ rung và ồn nhiều so với máy nén pittông. b) Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước: Do bình ngưng của máy giải nhiệt bằng nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và không gian lắp đặt lớn như giải nhiệt gió nên thường được bố trí cùng máy nén và dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh. Toàn bộ máy và thiết bị lạnh như máy nén, bình ngưng, dàn lạnh và các thiết bị khác được bố trí gọn vào trong một vỏ dạng tủ. Do bình ngưng làm mát bằng nước nên máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước. Tủ có cửa gió cấp để lắp đường ống gió phân phối và có cửa gió hồi cũng như cửa gió tươi, các phin lọc trên các đường ông gió. Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước có ưu điểm cơ bản là: - Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước làm mát và hệ thống ống gió là có thể hoạt động được. - Vận hành kinh tế trong điều kiện thay đổi. - Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên ngành lạnh, vận hành, bảo dưỡng, vận chuyển dễ dàng. - Bố trí dễ dàng trong các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu thị chấp nhận được độ ồn cao. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 17 Luận văn tốt nghiệp 2.3. HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ TRUNG TÂM NƯỚC 2.3.1 Đặc điểm chung: Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ điều hoà trung tâm nước bao gồm: - Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 120C xuống 70C. - Hệ thống ống dẫn nước lạnh. - Hệ thống nước giải nhiệt. - Nguồn nhiệt để sưởi ấm, để điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp. - Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU (Fan Coil Unit) hoặc AHU (Air Handling Unit). - Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí. - Hệ tiêu âm và giảm âm. - Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và triệt khuẩn cho không khí. - Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản sau: - Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài. - Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. - Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc mà không làm mất cảnh quan. - So với ống gió thì ống nước nhỏ hơn, do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng. -Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu về độ sạch bụi bẩn, tạp chất và mùi… Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 18 Luận văn tốt nghiệp - Ít phải bảo dưỡng sửa chữa… - Năng suất lạnh hầu như không bị hạn chế. So với hệ thống điều hoà VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên dễ kiểm soát. Nhược điểm: - Vì dùng nước làm chất thải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn hơn. - Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU. - Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp. - Lắp đặt và vận hành khó khăn, đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề. - Cần định kỳ sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ máy lạnh và các dàn FCU. 8 8 FCU F CU FCU F CU FCU 6 2 4 1 AH U 7 5 3 Heä tho án g nöôùc g iaûi n hieät Heä thoán g maùy laøm laïnh nöôùc He ä thoán g nöô ùc laïn h vô ùi FCU Hình 2.1.Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK với chất tải lạnh bằng nước 1234- Máy nén. Dàn ngưng. Van tiết lưu. Thiết bị bay hơi. Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 5- Bơm nước TGN. 6- Tháp giải nhiệt. 7- Bơm nước lạnh. 8- Bình dãn nở. 19 Luận văn tốt nghiệp 2.3.2. Máy làm lạnh nước (Water Chiller) a) Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước: Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước thường là tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm bao gồm máy nén, bình ngưng giải nhiệt nước, bình bay hơi và các thiết bị phụ khác. Tất cả mọi công việc lắp ráp, thử bền, nạp gas đều được tiến hành tại nhà máy chế tạo nên chất lượng rất cao, chỉ cần nối với hệ thống ống nước giải nhiệt và hệ thống nước lạnh là máy có thể vận hành được ngay. Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước thường sử dụng với bơm và tháp giải nhiệt nước để tiết kiệm nước giải nhiệt. b) Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió: Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác với máy làm lạnh nước giải nhiệt nước ở dàn ngưng tụ làm mát bằng gió. Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng giải nhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh, nên làm cho năng suất lạnh của tổ hợp máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước. Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được hệ thống nước làm mát như bơm, tháp tải nhiệt, đường ống nước. Máy thường đặt trên mái nên cũng đỡ tốn diện tích sử dụng, tuy nhiên vì trao đổi nhiệt của dàn ngưng kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao hơn, dẫn đến công nén cao hơn và điện năng tiêu thụ lớn hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nước. 2.4. MÁY ĐIỀU HOÀ VRV Do các hệ thống ống gió CAV (Constant Air Volume) và VAV (Variable Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm của phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống nên hãng Daikin của Nhật đã đưa ra giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) là điểu chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất. Thực chất là phát triển của máy điều hoà tách từ mặt năng suất lạnh cũng như số làm lạnh trực tiếp đặt trong các phòng (lên 8 thậm chí 16 cụm dàn lạnh), tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các toà nhà cao tầng như văn phòng, khách sạn. Vì đối với những toà nhà cao tầng từ trước đến nay chỉ Đinh Thanh Hùng – K45 Ngành Nhiệt Lạnh 20