Luận Văn Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà khách sạn SÀI GÒN – BAN MÊ – 01 - 03 Phan

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà khách sạn SÀI GÒN – BAN MÊ – 01 - 03 Phan Chu Trinh – Thành phố Buôn Ma Thuột – Tỉnh Daklak


MỤC LỤC
MỤC LỤC . i
DANH MỤC HÌNH v
DANH MỤC BẢNG . vi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT . vi
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG I . 2
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ . 2
1.1.khái niệm . 2
1.2. Lịch sử ra đời và phát triển 2
1.3. Vai trò và ý nghĩa của ĐHKK trong đời sống VÀ sản xuất 5
1.3.1.Vai trò của ĐHKK đối với con người 5
1.3.2. Vai trò của ĐHKK đối với sản xuất 6
1.4. Các vấn đề môi trường trong điều hòa không khí 7
1.4.1. Sự ô nhiễm không khí và thông gió 7
1.4.2. Các tiêu chuẩn môi trường trong ĐHKK 8
1.4.3. Ảnh hưởng của môi trường đối với con người . 8
1.5. Giới thiệu về thông gió và mục đích của việc thông gió . 9
1.5.1 Khái niệm . 9
1.5.2. Mục đích của việc thông gió . 10
CHƯƠNG II 12
PHÂN TÍCH LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CÔNG
TRÌNH . 12
2.1. Phân loại các hệ thống điều hòa không khí 12
2.2. Máy điều hòa phòng RAC . 12
2.2.1. Máy điều hòa cửa sổ . 12
2.2.2.Máy điều hòa hai mảng 14
2.3. Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 15
2.3.1. Máy điều hòa tách không ống gió . 15
2.3.2.Máy điều hòa tách có ống gió 15
ii
2.3.3.Máy điều hòa dàn ngưng đặt xa . 15
2.3.4. Máy điều hòa lắp mái 15
2.3.5. Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước . 16
2.3.6. Máy điều hòa VRF 16
2.4.Hệ thống điều hòa trung tâm nước 18
2.4.1.Khái niệm chung 18
2.4.2.Máy làm lạnh nước (Water Chiller) . 19
2.5. Lựa chọn phương án thiết kế 20
2.5.1. Yêu cầu thiết kế của công trình . 20
CHƯƠNG III 24
TÍNH CÂN BẰNG NHỆT ẨM 24
3.1.Giới thiệu công trình . 24
3.2. Chọn thông số tHiết kế . 27
3.2.1.Chọn cấp điều hòa phòng . 27
3.2.2.Chọn thông số thiết kế trong và ngoài nhà 29
3.2.2.1.Chọn thông số thiết kế trong nhà . 29
3.2.2.2.Thông số thiết kế ngoài trời . 31
3.2.1. Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời, Q
11
. 33
3.2.2. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do
21
() tQ 
. 36
3.2.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q
22
. 37
3.2.3.1. Nhiệt truyền qua tường bao do chênh lệch nhiệt độ (Q
22t
) . 37
3.2.3.2. Nhiệt hiện truyền qua cửa ra vào Q
22c
39
3.2.3.3. Nhiệt hiện truyền qua cánh cửa sổ, Q
22k
. 39
3.2.4. Nhiệt hiện truyền qua nền Q
23
. 40
3.2.5. Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q
31
40
3.2.6. Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q
32
. 41
3.2.7. Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q
4
41
3.2.7.1. Nhiệt hiện do người tỏa ra trong không gian điều hòa, Q
4h
41
3.2.7.2. Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q
4â
. 41
3.2.8. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào, Q
hN và Q
âN
. 42
3.2.9. Nhiệt hiện và ẩn do gió rò lọt vào không gian điều hòa Q
5h và Q
5â
. 42
iii
3.2.10. Các nguồn nhiệt khác, Q
6
43
3.2.11. Xác định phụ tải lạnh 43
CHƯƠNG IV 44
THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA 44
4.1. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí 44
4.2.Nguyên lý làm việc của hệ thống 46
4.3.Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (
h
) . 46
4.3.1.Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor) 46
4.3.2.Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor) 47
4.3.3. Hệ số đi vòng bypass (
BF
) 48
4.3.4.Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (
hef
) . 49
4.3.5.Nhiệt độ đọng sương của thiết bị . 50
4.3.6.Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 50
4.3.7.Xác định lưu lượng không khí qua dàn lạnh 51
CHƯƠNG V 53
TÍNH CHỌN MÁY THIẾT BỊ VÀ ĐƯỜNG ỐNG DẪN GAS VÀ PHÂN PHỐI
GIÓ 53
5.1.Chọn máy và thiết bị của hệ thống 53
5.1.1. Đặc điểm của hệ thống ĐHKK đã chọn 53
5.1.2.Ứng dụng công nghệ mới vào hệ thống . 56
5.2. Chọn các thiết bị chính cho hệ thống . 58
5.2.1. Chọn dàn lạnh . 58
5.2.2. Chọn dàn nóng 59
5.3. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ PHÂN PHỐI
KHÔNG KHÍ 60
5.3.1. Tổ chức trao đổi không khí trong không gian điều hòa 60
5.3.2. Yêu cầu của miệng thổi và miệng hút . 61
5.3.3. Tính hệ thống đường cung cấp gió tươi 61
5.3.4. Tính hệ thống hút gió thải nhà vệ sinh 62
CHƯƠNG VI 64
iv
TRANG BỊ TỰ ĐỘNG, CÔNG TÁC THI CÔNG LẮP ĐẶT – VẬN HÀNH HỆ
THỐNG ĐHKK 64
6.1. Nhiệm vụ và chức năng của hệ thống điều khiển 64
6.2. Hệ thống điều khiển và cung cấp điện . 64
6.3.Công tác thi công lăp đặt . 67
6.3.1. Lắp đặt hệ thống điện 67
6.3.2. Lắp đặt dàn nóng, dàn lạnh . 69
6.3.3. Lắp đặt hệ thống đường ống dẫn không khí . 71
6.3.4. Lắp đặt hệ thống đường ống thải nước ngưng 72
6.3.5. Kiểm tra hệ thống 73
6.3.6. Công tác vận hành . 74
6.3.6.Công tác bảo dưỡng và sửa chữa . 75
KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ . 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 79
v
DANH MỤC HÌNH
Hình. 2.1. Cấu tạo máy điều hòa cửa sổ 13
Hình.2.2. Cấu tạo máy điều hòa hai mảng 14
Hình.2.3. Sơ đồ hệ thống VRF 17
Hình.3.1. Khách sạn Sài Gòn – Ban Mê . 24
Hình 3.2. Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn theo phương pháp Carrier 32
Hình.4.1. Sơ đồ nguyên lý điều hòa không khí 1 cấp . 45
Hình.4.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp 45
Hình.4.3. Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện của ẩm đồ . 46
Hình.4.4. Các điểm nút của sơ đồ tuần hoàn 1 cấp điển hình . 50
Hình.5.1. LEV . 54
Hình.5.2. Biến đổi tầng số điện áp cho máy nén 55
Hình.5.3. Đường cong điều chỉnh tần số công suất 56
Hình.5.4. Hệ thống điều khiển và kết nối của hệ thống ĐHKK VRF 57
Hình.6.1. Remote điều khiển riêng lẻ cho tầng dàn lạnh 65
Hình.6.2. Bộ điều khiển trung tâm cho hệ thống 66
Hình.6.3. Sơ đố đấu nối dây điện 67
Hình.6.4. Treo ty và cùm hệ thống ống 68
Hình.6.5. Chi tiết lắp đặt dàn nóng . 69
Hình.6.6. Chi tiết lắp đặt dàn lạnh 70
Hình.6.7. Chi tiết cách nhiệt ống gió 71
Hình.6.8. Chi tiết treo ống gió . 72
Hình.6.9. Chi tiết lắp đặt quạt hướng trục . 72
Hình.6.10. Chi tiết treo ống nước ngưng 73
vi
DANH MỤC BẢNG
Bảng.3.1. Thông số tính toán ngoài nhà các cấp điều hòa 1, 2, 3 . 28
Bảng.3.2. Thông số vi khí hậu tối thích với các trạng thái laođộng[TL1] 29
Bảng.3.3. Các thông số tính toán trong nhà, hành lang và sảnh tầng[TL1] 30
Bảng.3.4. Lượng gió tươi và hệ số thay đổi không khí theo TC CHLB Đức . 30
Bảng.3.5. Độ ồn cho phép theo tiêu chuẩn Đức 31
Bảng.3.6. Thông số tính toán ngoài trời ở Buôn Ma Thuột [TL1] . 32
Bảng.3.7. Nhiệt bức xạ qua kính lớn nhất của 4 hướng (W/m
2
) . 35
Bảng.3.8. So sánh nhiệt bức xạ tổng của các hướng theo thời gian trong ngày . 36
Bảng.3.9. kết cấu của tường bao 38
Bảng 5.1. Chi tiết chọn dàn lạnh cho công trình . 58
Bảng 5.2. Chi tiết chọn dàn nóng của công trình 59
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
- TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
- ĐHKK: Điều hòa không khí
- VRF: Variable Refrigerant Flow
- FCU: Fan Coil Unit
- AHU: Air Handing Unit
- MHI: Mitsubishi Heavy Industries
- CAV: Constant Air Volume
- VAV: Variable Air Volume
1
MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành K ỹ
Thuật Lạnh và Điều Hòa Không Khí nói riêng cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ,
đặc biệt trong những năm gần đây nó ngày càng trở nên đặc biệt quan trọng và thậm
chí là không thể thiếu trong các ngành khoa học kỹ thuật công nghệ cao, trong sản
xuất như: công nghệ chế biến thủy sản, y tế, điện tử, dệt may, công nghệ sinh học,
cơ khí chính xác Ngoài ra điều hòa không khí còn không thể thiếu trong các tòa
nhà, khách sạn, văn phòng .nơi mà nhu cầu và điều kiện tiện nghi của con người
ngày càng được nâng cao.
Với đặc điểm khí hậu nóng ẩm như ở nước ta, thì việc áp dụng kỹ thuật điều hòa
không khí vào phục vụ sản xuất và đời sống là hết sức quan trọng trong xu thế hội
nhập như hiện nay.
Với những lý do trên nên trong đồ án tốt nhiệp của mình em chọn đề tài là:
“Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà khách sạn SÀI
GÒN – BAN MÊ – 01-03 Phan Chu Trinh – Thành phố Buôn Ma Thuột – Tỉnh
Daklak”.


CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
1.1.KHÁI NIỆM
Điều hòa không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công
nghệ và thiết bị tạo ra và duy trì một môi trường không khí phù hợp với công nghệ
sản xuất, chế biến hoặc tiện nghi đối với con người, bao gồm các việc tạo ra duy trì
và không chế:
- Nhiệt độ.
- Độ ẩm.
- Sự lưu thông và tuần hoàn không khí.
- Bụi và thành phần lạ của không khí.
- chúng ta nên sử dụng khái niệm:
+ Điều tiết không khí cho công nghệ gia công chế biến.
+ Điều hòa không khí cho đời sống tiện nghi.
+ Điều hòa không nhiệt độ với nội dung hẹp hơn, mục đích chính là tạo ra nhiệt độ
thích hợp.
1.2. LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN
Ngày từ thời cổ đại con người đã biết dung lửa sưởi ấm vào mùa đông và vào
mùa hè đã dung quạt hay tiềm kiếm các hang đá để tránh nắng. hoàng đế thành Rôm
Varius Avitus trị vì từ năm 218 đến 222 đã cho đắp cả một ngọn núi tuyết trong
vườn thượng uyển để mùa hè có thể thưởng ngoạn những ngọn gió mát thổi vào
cung điện. Trong cuốn “The Origins of Air conditioning” đã nhắc đến rất nhiều tài
liệu tham khảo và giới thiệu nhiều hình vẽ mô tả những thử nghiệm về điều hòa
không khí . Ví dụ Agricola đã mô tả một công trình bơm không khí xuống giếng
mỏ để cung cấp khí tươi cũng như điều hòa nhiệt độ cho công nhân mỏ vào năm
1555. Nhà bác học thiên tài Leonardo de Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ thống
thông gió cho một giếng mở. Ở Anh, humphrey Davy đã trình quốc hội một dự án
cải thiện không khí trong tòa nhà quốc hội.
3
Năm 1845 bác sĩ người Mỹ là John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên để
điều hòa không khí (ĐHKK) cho bệnh viện tư của ông. chính sự kiện này đã làm
cho ông nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của kỹ thuật ĐHKK.
Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa ra dự
án ĐHKK bằng máy lạnh nén khí. Sự tham gia của nhà bác học nổi tiếng Rankine
đã làm cho đề tài không những trở lên nghiêm túc mà còn được đông đảo người
quan tâm theo dõi. Bắt đầu từ những năm 1860 ở Pháp, Fcarre đã đưa ra ý tưởng về
ĐHKK cho các phòng ở và đặt biệt cho các nhà hát.
Theo c.Linde, ngay cả vào thời điểm những năm 1890 và sau đó, người ta vẫn
chưa hiểu được những yêu cầu vệ sinh của không khí đối với con người cũng như
khả năng kinh tế mà ngành kỹ thuật này có thể tạo ra, tuy rằng không có khó khăn
gì về mặt kỹ thuật.
Năm 1894, Cty Lind xây dựng một hệ thống ĐHKK 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 đi từ từ xuống đuối mật độ lớn hơn máy lạnh đặt
dưới tầng hầm.
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. Không khí được đưa qua
buồn phun nước với nhiệt độ 10
0
C rồi cấp vào phòng. Năm 1904, trạm điện thoại ở
Hamburg được duy trì nhiệt độ mùa hè dưới 23
0
C và độ ẩm 70%. Năm 1910, công
ty Borsig xây dựng các hệ thong ĐHKK 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 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 phục vụ
cho các nhu cầu sản xuất.
Đúng vào thời điểm này thì xuất hiện một nhân vật quan trọng đã đưa ra ngành
ĐHKK của Mỹ cũng như của thế giới đến một bước phát triển vượt bậc, đó chính là
Willis H. Carrier. Chính ông là người đưa ra định nghĩa ĐHKK là kết hợp sưởi ấm,
làm lạnh, gia ẩm, hát ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì khống chế trạng thái
không khí không đổi phục vụ mọi yêu cầu tiện nghi và công nghệ.
4
Năm 1911, Carrier lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa
tính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp sử lý để đạt được các trạng
thái không khí yêu cầu, ông là người đi đầu trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết
cũng như phát minh, thiết kế, chế tạo ra các thiết bị về hệ thống ĐHKK.
Môi chất lạnh được sử dụng trong hệ thống rất quan trọng và được lựa chọn cẩn
thận: Amoniac, dioxit sunfua độc, CO
2
có áp suất ngưng quá cao Đến năm 1930,
hang Du Pont de Nemours và Co (Mỹ) đã sản xuất ra môi chất lạnh Freon. Từ đó
ĐHKK mới có những tiến bộ nhảy vọt, và cho đến nay thì ĐHKK đã thực sự trở
thành thứ không thể thiếu trong cuộc sống con người cũng như các ngành nghề kinh
tế khác của xã hội.
Ngoài việc điều hòa tiện nghi cho các phòng có người như nhà ở, nhà hang, nhà
hát, rạp chiếu phim, hội trường, phòng họp, khách sạn, trường học, văn phòng mà
khi đó ở Châu Âu vẫn coi là xa xỉ và sang trọng thì việc điều hòa công nghệ cũng đã
được công nhận. Điều hòa công nghệ bao gồm nhiều lĩnh vực công nghệ sản xuất
khác nhau trong đó có sợi dệt, thuốc lá, in ấn, phim ảnh, dược liệu, đồ da, quang
học, điện tử, cơ khí chính xác và hành loạt các phòng thí nghiệm khác nhau.
Ngoài ra ĐHKK còn được sử dụng nhiều trong lĩnh vực giao thong vận tải. Ở
Mỹ, từ năm 1945 ĐHKK trong ngành đường sắt phát triển đến mức không còn một
toa xe lửa chở người nào mà không được điều hòa. Việc ĐHKK trên máy bay cũng
trở nên hết sức quan trọng, vì vậy nó được chú trọng phát triển ngày càng hiện đại,
đáp ứng nhu cầu sử dụng tiện nghi cho con người ngày càng cao.
ĐHKK còn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm nhiệt, một loại máy
lạnh dùng để sưởi ấm trong mùa đông. Năm 1852 bơm nhiệt đầu tiên đã được
Wiliam Thomson sáng chế. Trải qua thời gian dài phát triển, người ta đã kết hợp cả
điều hòa làm lạnh và sưởi ấm thành loại máy điều hòa hai chiều mà ngày nay được
sử dụng rất phổ biến. Tuy nhiên giá thành cũng như chi phí vận hành của loại máy
điều hòa này là khá cao.
Đối với Việt Nam là nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Bởi vậy điều hòa không
khí có ý nghĩa quan trọng đối với đời sống con người và sản xuất. Cùng với sự phát
triển của kinh tế cả nước trong những năm gần đây thì nhu cầu về kỹ thuật lạnh nói
5
chung và ĐHKK nói riêng đang gia tăng mạnh mẽ. Có thể thấy rằng hầu như trong
tất cả các nhà cao ốc văn phòng, bệnh viện, khách sạn, nhiều phân xưởng sản xuất
đã được trang bị hệ thống ĐHKK nhằm tạo môi trường dễ chịu và tiện nghi cho con
người. Đối với nước ta nhu cầu về điều hòa không khí là rất lớn, các thiết bị được
nhập từ các nước khác nhau ngày một nhiều và hiện đại.
1.3. VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA ĐHKK TRONG ĐỜI SỐNG VÀ SẢN XUẤT
1.3.1.Vai trò của ĐHKK đối với con người
Sức khỏe con người là một trong những yếu tố quang trọng quyết định đến năng
suất lao động. Một trong những mục đích là nâng cao sức khỏe con người, tạo ra
cho con người điều kiện vi khí hậu thích hợp. Bởi vì nhiệt độ bên trong cơ thể con
người luôn giữ ở 37
0
C (đối với người bình thường). Do đó để duy trì ổn định nhiệt
độ của phần bên trong cơ thể, con người luôn thải ra một lượng nhiệt ở môi trường
xung quanh. Qua trình thải nhiệt này thong qua 3 hình thức cơ bản: đối lưu, bức xạ
và bay hơi. Để quá trình thải nhiệt đó diễn ra thì phải tạo ra một không gian có nhiệt
độ và độ ẩm phù hợp với cơ thể con người. Hệ thống ĐHKK để tạo ra môi trường
tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn.
Nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm
và độ ẩm tương đối cao. Với nhiệt độ và độ ẩm cao cộng vào đó là bức xạ mặt trời
qua cửa kính, nhất là những tòa nhà có kiến trúc hiện đại có diện tích kính lớn, thiết
bị chiếu sáng, thiết bị điện – điện tử .làm cho nhiệt độ 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 sống thoải mái thì chỉ có ĐHKK mới giải quyết được vấn đề nêu
trên.
Kinh tế nước ta hiện nay đã có bước phát triển đáng kể, đời sống nhân dân ngày
càng được cải thiện, cho nên ĐHKK dân dụng đang phát triển mạnh mẽ. Do đó mà
ĐHKK không còn xa lạ với người dân thành thị.
Trong ngành y tế, nhiều bệnh việ đã trang bị hệ thống ĐHKK trong các phòng
điều trị bệnh nhân để tạo ra môi trường vi khí hậu tối ưu giúp người bệnh nhanh
chống phục hồi sức khỏe. Điều hòa không kkhis tạo ra các phòng vi khí hậu nhân


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Đức Lợi (2003), Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí,
NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
2. Lê Chí Hiệp (2001), Kỹ thuật điều hòa không khí, NXB Khoa học và Kỹ
thuật.
3. Hãng Misubishi (2011), “Catalogue Hệ thống KX6 – Điều hòa không khí
biến tần VRF”.
4. TCVN 5687 – 1992.
5. Tiêu chuẩn CP13 - Singepore
6. Website: www.hvacr.com.vn
7. Website: www.nhietlanhvietnam.net.
8. Website: www.google.com.vn