Luận Văn Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho khách sạn Mường Thanh - Xa La

Đồ án tốt nghiệp
Đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho khách sạn Mường Thanh - Xa La, Hà Đông, Hà Nội


MỤC LỤC
Chương 1: NHU CẦU VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRONG ĐỜI
SỐNG VÀ CÔNG NGHIỆP 4
1.1. Khái niệm . 4
1.2. Lịch sử phát triển của điều hòa không khí 4
1.3. Yêu cầu của điều hòa không khí đối với đời sống và sản xuất 5
1.3.1. Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người 5
1.3.1.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ (t) . 5
1.3.1.2. Ảnh hưởng của độ ẩm (φ) 6
1.3.1.3. Ảnh hưởng của dòng không khí (ω) 6
1.3.1.4. Độ trong sạch của không khí 7
1.3.1.5. Độ ồn . 7
1.3.2. Điều hòa không khí đối với sản xuất công nghiệp . 8
Chương 2: PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ . 11
2.1. Phân loại hệ thống điều hoà không khí . 11
2.2. Máy điều hòa phòng RAC . 13
2.2.1. Máy điều hòa cửa sổ . 13
2.2.2. Máy điều hoà hai mảng . 14
2.3. Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn 15
2.3.1. Máy điều hòa hai cụm không ống gió 15
2.3.2. Máy điều hòa hai cụm có ống gió . 16
2.3.3. Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa 16
2.3.4. Máy điều hòa lắp mái . 16
2.3.5. Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước . 16
2.3.6. Máy điều hòa VRV . 17
2.4. Hệ thống điều hòa trung tâm nước 19
Chương 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM 23
3.1. Giới thiệu công trình khách sạn Mường Thanh – Xa La 23
3.2. Chọn các thông số thiết kế 25
3.2.1. Chọn cấp điều hòa trong phòng 25
3.2.2. Các thông số tính toán trong và ngoài nhà . 26
3.3. Xác định các nguồn nhiệt gây tổn thất 29
2
3.3. Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa. 31
3.3.1. Nhiệt tổn thất qua kính do bức xạ mặt trời Q11
. . 31
3.3.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do t  : Q
21
. 37
3.3.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q22
39
3.3.3.1. Nhiệt hiện truyền qua tường Q22t
. 40
3.3.3.2. Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào: Q
22c
41
3.3.3.3. Nhiệt truyền qua kính cửa sổ : Q
22cs, W . 43
3.3.4. Nhiệt truyền qua nền, Q23
. 44
3.3.5. Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng, Q31
44
3.3.6. Nhiệt hiện tỏa do máy móc, Q32
. 45
3.3.7. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra, Q4
. 46
3.3.7.1. Nhiệt hiện do người tỏa ra, Q4h
46
3.3.7.2. Nhiệt ẩn do người tỏa ra, Q4â
. 47
3.3.8. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào phòng, Q
hN và Q
âN
47
3.3.9. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt, Q5h và Q
5â
. 48
3.3.10. Xác định phụ tải lạnh Q
0, W . 48
Chương 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ . 52
4.1. Các quá trinh cơ bản trên ẩm đồ . 52
4.1.1. Quá trình sưởi nóng không khí đẳng dung ẩm 52
4.1.2. Quá trình làm lạnh và khử ẩm 52
4.1.3. Quá trình hòa trộn không khí . 53
4.1.4. Quá trình gia ẩm bằng nước và hơi nước . 54
4.2. Các sơ đồ điều hòa không khí cho mùa hè 54
4.2.1. Sơ đồ thẳng . 54
4.2.2. Sơ đồ tuần hoàn một cấp . 56
4.2.3. Sơ đồ tuần hoàn 2 cấp . 57
4.3. Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 58
4.3.1. Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF ( Sensible Heat Factor) 
h.
. 58
4.3.2. Hệ số đi vòng BF (Bypass Fator): 
BF
59
4.3.3. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF(Effective Sensible Heat Factor): 
hef
. 59
4.3.4. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor):
ht
61
4.3.5. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF ( Room Sensible Heat Factor) 
hf
62
4.3.6. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị: t
s
63
4.3.7. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh . 64
4.3.8. Lưu lượng không khí qua dàn lạnh . 65
Chương 5: CHỌN MÁY, THIẾT BỊ VÀ BỐ TRÍ HỆ THỐNG . 81
5.1. Chọn hệ thống điều hòa không khí 81
3
5.2. Chọn dàn lạnh 82
5.3. Chọn cụm dàn nóng . 87
5.4. Chọn hệ thống cung cấp không khí tươi 91
5.5. Chọn bộ chia gas 93
5.6. Chọn đường ống dẫn môi chất . 94
Chương 6: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN, PHÂN PHỐI
KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ . 96
6.1. Tính chọn và bố trí miệng thổi, miệng hồi 96
6.2. Tính toán thiết kế đường ống dẫn không khí 97
6.3. Tính toán thiết kế đường ống dẫn khí thải của nhà vệ sinh 102
6.4. Tính toán thiết kế tăng áp cầu thang . 103
Chương 7 : TRANG BỊ ĐIỆN, ĐIỀU KHIỂN . 105
7.1. Hệ thống điện động lực . 105
7.2. Hệ thống điều khiển . 105
7.2.1. Điều khiển cho mỗi dàn lạnh 105
7.2.2. Điều khiển trung tâm 106
Chương 8: LẮP ĐẶT, VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG MÁY VÀ HỆ THỐNG 108
8.1. Lắp đặt hệ thống điều hòa không khí 108
8.1.1. Lắp đặt dàn nóng và dàn lạnh . 108
8.1.2. Lắp đặt đường ống gas, đường ống nước xả, cách nhiệt cho hệ thống 108
8.1.3. Lắp đặt hệ thống điện . 110
8.2. Kiểm tra và chạy thử . 111
8.2.1. Thử kín, thử bền 111
8.2.2. Hút chân không, nạp gas . 111
8.2.3. Chạy thử 112
8.3. Sửa chữa và bảo dưỡng 113
KẾT LUẬN 114
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 115
PHỤ LỤC . 116
4
Chương 1
NHU CẦU VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRONG ĐỜI
SỐNG VÀ CÔNG NGHIỆP
1.1. Khái niệm
Điều hòa không khí được hiểu là các quá trình xử lý không khí cho không gian
cần điều hòa, trong đó các thông số về nhiệt độ, độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn, lưu
thông phân phối không khí và độ sạch được điều chỉnh trong phạm vi cho trước theo
yêu cầu của không gian cần điều hòa, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết bên
ngoài.
1.2. Lịch sử phát triển của điều hòa không khí
Từ xa xưa con người đã biết tạo ra những điều kiện không khí tiện nghi xung
quanh mình như: Mùa đông thì đốt lửa sưởi ấm, mùa hè thì thông gió tự nhiên hoặc
cưỡng bức để tạo cho mình có cảm giác thoải mái nhất. Nhưng điều hòa không khí chỉ
thực sự bắt đầu hình thành từ năm 1845 khi một bác sĩ người Mỹ John Gorrie chế tạo
máy nén khí đầu tiên cho bệnh viện của mình. Sự kiện này đã đưa ông đi vào lịch sử
ngành điều hòa không khí.
+ Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa dự án
điều hòa không khí phòng ở bằng máy lạnh nén khí.
+ Năm 1860 ở Pháp, F. Carrier 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 amoniac 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.
5
+ Năm 1901, một công trình khống chế nhiệt độ dưới 28
0
C với độ ẩm thích hợp cho
phòng hòa nhạc ở Monte Carlo được khánh thành.
+ Năm 1910 Công ty Borsig đã xây dựng các hệ thống điều hòa không khí ở Koeln
và Rio de Janeiro. Các công trình này chủ yếu mới là khống chế nhiệt độ, chưa đạt
được sự hoàn thiện và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Nhưng cũng từ lúc
này đã bắt đầu hình thành hai xu hướng cơ bản là điều hòa tiện nghi cho các phòng ở
và điều hòa công nghệ để phục vụ các nhu cầu sản xuất.
+ Đúng vào thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không
khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung một bước phát triển rực rỡ, đó là
Willis H. Carrier. Chính ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí kết hợp
với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng thái
không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.
+ Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa
tính chất nhiệt của không khí ẩm và các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái yêu cầu.
Ông đã cống hiến cả đời mình cho điều hòa không khí và đã trở thành ông tổ vĩ đại
nhất của ngành điều hòa.
1.3. Yêu cầu của điều hòa không khí đối với đời sống và sản xuất
1.3.1. Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người
1.3.1.1.Ảnh hưởng của nhiệt độ (t)
Khi nhiệt độ không khí xung quanh cơ thể con người giảm xuống, cường độ trao đổi
nhiệt đối lưu giữa cơ thể và môi trường sẽ tăng lên. Cường độ này càng tăng khi độ
chênh lệch nhiệt độ giữa bề mặt cơ thể và không khí càng tăng, nếu độ chênh lệch này
quá lớn thì nhiệt lượng cơ thể mất đi càng lớn và đến một mức nào đó sẽ bắt đầu có
cảm giác khó chịu. Việc giảm nhiệt độ của các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng
cường độ trao đổi nhiệt bằng bức xạ, ngược lại, nếu nhiệt độ của các bề mặt xung
quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể thì thành phần trao đổi nhiệt bằng bức xạ sẽ giảm đi
rất nhanh.
6
Các nghiên cứu và kinh nghiệm đã chỉ ra rằng, trong phần lớn các trường hợp thì
con người sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ khoảng từ 22
0
C đến 27
0
C.
1.3.1.2. Ảnh hưởng của độ ẩm (φ)
Chính độ ẩm tương đối của không khí xung quanh quyết định tới mức độ bay hơi,
bốc ẩm từ cơ thể ra ngoài môi trường. Nếu độ ẩm tương đối giảm xuống thì lượng ẩm
bốc ra từ cơ thể sẽ càng nhiều, điều đó cũng có nghĩa là cơ thể sẽ thải nhiệt ra ngoài
môi trường nhiều hơn. Kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ không khí là 27
0
C thì độ
ẩm không khí để con người có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%.
1.3.1.3. Ảnh hưởng của dòng không khí (ω)
Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ
thể sẽ nhiều hay ít. Khi chuyển động của dòng không khí tăng lên thì lớp không khí
bão hòa xung quanh bề mặt cơ thể càng dễ bị kéo đi để nhường chỗ cho lớp không khí
khác ít bão hòa hơn, do đó khả năng bốc ẩm từ cơ thể sẽ nhiều hơn. Cũng cần phải thấy
rằng, chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng đến lượng ẩm bốc ra mà
còn ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt đối lưu. Rõ ràng, quá trình đối lưu càng
mạnh khi vận tốc chuyển động của dòng không khí càng lớn.
Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng, để tạo cảm giác dễ chịu cho con người
thì tốc độ lưu chuyển không khí trong vùng ưu tiên nên khoảng chừng 0,25 m/s. Tuy
vậy, khi chọn tốc độ không khí ta cần phải lưu ý đến sự tương thích với nhiệt độ không
khí xung quanh, bảng 1.1 biểu diễn sự phụ thuộc của tốc độ lưu chuyển không khí vào
nhiệt độ.
Bảng 1.1. Tốc độ gió cho phép
Nhiệt độ không khí trong phòng, t [
o
C ] Tốc độ không khí trong phòng,
k
 [m/s]
16ư20 < 0,25
21ư23 0,25ư0,3
24ư25 0,4ư0,6
26ư27 0,7ư1,0
27ư28 1,1ư1,3
>30 1,3ư1,5
7
Cũng cần phải chú ý rằng nếu tốc độ lưu chuyển không khí lớn quá mức cần thiết dễ
gây ra hiện tượng mất nhiệt cục bộ, làm cho cơ thể con người chóng mệt mỏi.
1.3.1.4. Độ trong sạch của không khí
Ngoài ba yếu nhiệt độ, độ ẩm, và tốc độ lưu chuyển của không khí đã nói ở trên
thì môi trường không khí còn phải bảo đảm độ trong sạch nhất định. Không khí bao giờ
cũng lẫn nhiều tạp chất như bụi, các khí lạ và vi khuẩn . Tùy theo yêu cầu, ta phải
dùng các biện pháp và thiết bị để xử lý không khí như: Khử bụi, khử hóa chất lạ và vi
khuẩn, kết hợp với việc thay đổi không khí trong phòng. Các chất độc hại có trong
không khí thường gặp có thể phân thành ba loại:
- Bụi: Là các chất có kích thước nhỏ bé có thể xâm nhập vào cơ thể theo đường hô
hấp (thở).
- Khí CO2
và hơi nước không có độc tính nhưng nồng độ lớn sẽ làm giảm lượng O2
trong không khí. Chúng phát sinh do hô hấp của động vật, thực vật hoặc do đốt cháy
các chất hữu cơ hoặc trong các phản ứng hóa học.
- Các hóa chất độc hại dạng khí, hơi (hoặc một số dạng bụi) phát sinh trong quá
trình sản xuất hoặc các phản ứng hóa học. Mức độ độc hại tùy thuộc vào cấu tạo hóa
học và nồng độ của từng chất: Có loại chỉ gây cảm giác khó chịu, có loại gây bệnh
nghề nghiệp, có loại gây ngộ độc hoặc nặng hơn có thể sẽ dẫn đến tử vong khi nồng độ
của các chất này đủ lớn.
1.3.1.5. Độ ồn
Độ ồn cũng được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường, làm ảnh
hưởng tới thính giác và tâm lý con người. Bất cứ một hệ thống điều hoà nào cũng có
các bộ phận có thể gây ra tiếng ồn ở một mức độ nhất định, nguyên nhân do: Máy nén,
bơm, quạt, các ống dẫn không khí, các miệng thổi không khí


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bùi Hải - Hà Mạnh Thư - Vũ Xuân Hùng (2001), Hệ thống điều hòa
không khí và thông gió, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
2. Lê Chí Hiệp (2007), Kỹ thuật điều hòa không khí, nhà xuất bản khoa học
và kỹ thuật, Hà Nội.
3. Nguyễn Đức Lợi (2007), Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không
khí, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
4. Nguyễn Đức Lợi (2009), Giáo trình thiết kế hệ thống điều hòa không khí,
Nhà xuất bản giáo dục.
5. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tuỳ (1998), Kỹ thuật lạnh cơ sở, Nhà xuất
bản giáo dục, Hà Nội.
6. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tuỳ – Đinh Văn Thuận (1998), Kỹ thuật
lạnh ứng dụng, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội.
7. Hà Đăng Trung – Nguyễn Quân (2005), Cơ sở điều tiết không khí, Nhà
xuất bản khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
8. Catalogue thương mại VRV III - DAIKIN, số hiệu VN-PCV0915.
9. Catalogue thương mại quạt của hãng NedFon.
Tiếng Anh
10. DAIKIN, Engineering Data VRV III, Japan.
11. British Standar 5588-1998, England.
Trang Web
12. www.daikin.com
13. www.vinfa.com
14. www.nhietlanhvietnam.net
15. www.hvacr.vn