MỤC LỤC

MỤC LỤC...........................1

LỜI NÓI ĐẦU...................... 2

LỜI CẢM ƠN........................... 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN....................... 5

1.1 Cơ sở điều hòa không khí................... 5

1.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật điều hòa không khí............... 5

1.1.2 Lịch sử phát triển của điều hòa không khí tại Việt Nam.................. 6

1.1.3 Điều hòa không khí và tầm quan trọng của điều hòa không khí ...................7

1.2 Giới thiệu công trình: Văn phòng loại 2 phương án 1........................... 9

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP CARRIER CHO VĂN PHÒNG LOẠI 2 PHƯƠNG ÁN 1. ...............10

2.1 Tính nhiệt hiện bức xạ qua kính Q₁₁...................10

2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do Δt (Q₂₁). ...................13

2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q₂₂. .....................14

2.3.1 Nhiệt truyền qua tường Q_22t ....................14

2.3.2 Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q_22c ................16

2.3.3 Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q_22k. ..................18

2.4 Nhiệt hiện truyền qua nền Q₂₃. ........................19

2.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q₃₁. ..................20

2.6 Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc thiết bị Q₃₂.................... 22

2.7 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏ ra Q₄. .......................25

2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra Q_4h. ...................25

2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q_4Â. ................26

2.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Q_hN và Q_âN. ..............28

2.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q_5h và Q_5â ................29

2.10 Các nguồn nhiệt khác Q₆. ................30

2.11 Xác định phụ tải lạnh. ..................31

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ ...............33

3.1 Tính toán các thông số trong sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp................. 33

3.2 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF................. 34

3.3 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF. ...................34

3.4 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF.................. 36

3.5 Hệ số đi vòng  (Bypass Factor). ....................37

3.6 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF.................... 38

3.7 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị ...................39

3.8 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh. .......................40

3.9 Xác định các điểm trên ẩm đồ............................ 41

3.10 Lưu lượng không khí qua dàn lạnh.................. 42

3.11 Tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống. ....................42

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG.................... 45

4.1 Lựa chọn dàn lạnh................... 45

4.2 Lựa chọn dàn nóng. .................46

CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THỰC HIỆN QUA PHẦN MỀM CHỌN MÁY CỦA DAIKIN  ........... 51

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ỐNG GIÓ.................. 53

6.1 Hệ thống quạt 1............... 53

6.2 Hệ thống quạt 2. .............60

KẾT LUẬN.................. 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO................ 66

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây,cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điểu 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.

Ngày nay,điều hòa tiện nghi không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, các dịch vụ, văn hóa, y tế, thể thao, mà còn cả trong các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô tô, tàu hỏa, tàu thủy….

Điều hòa công nghệ trong những năm qua cũng đã hổ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, vi điện tử, bưu điện, viễn thông, máy tính, quang học, cơ khí chính xác, hóa học…

Ngoài việc đáp ứng nhu cầu của sinh viên chuyên ngành lạnh và điều hòa không khí, kỹ sư các ngành khác có liên quan đến điều hòa không khí về việc tìm hiểu, lựa chọn, tính toán, thiết kế cũng như việc lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa các thiết bị lạnh và các hệ thống điều hòa không khí…

Điều hòa không khí còn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm nhiệt, một loại máy lạnh dùng để sưởi ấm trong mùa đông. Bơm nhiệt thực ra là một máy lạnh với sự khác biệt là 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.

Bơm nhiệt đầu tiên được William Thomson (Lord Kelvin) sáng chế năm 1852. Theo tính toán lý thuyết, bơm nhiệt nén khí của ông sẽ đạt hệ số nhiệt là 30 (nghĩa là nếu bỏ ra một công nén 1kWh cấp cho máy nén ta thu được 30kWh nhiệt tương đương để sưởi ấm phòng) với độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nóng và lạnh là 10⁰C. Nguồn lạnh là nước 10⁰C và nguồn nóng là không khí sưởi trong phòng 20⁰C. Tuy vậy, việc phát triển bơm nhiệt đã trải qua một thời gian khá dài. Lý do chính là giá thành thiết bị bơm nhiệt,giá điện cũng như giá vận hành khá đắt. Ngày nay các loại máy điều hòa không khí hai chiều (bơm nhiệt) đã trở thành rất phổ biến và thông dụng.

Điều hòa không khí hay điều hòa nhiệt độ là quá trình loại bỏ nhiệt và độ ẩm trong không gian trong nhà để cải thiện sự thoải mái cho người sử dụng. Máy điều hòa có thể được sử dụng trong quy mô gia dụng và thương mại. Ứng dụng phổ biến nhất của quá trình điều hòa là nhằm tăng sự tiện nghi, thoải mái của môi trường, thường dành cho con người và các động vật khác; tuy nhiên, điều hòa không khí cũng được sử dụng để làm mát và khử ẩm cho các phòng chứa thiết bị điện tử sinh nhiệt, như máy chủ máy tính, bộ khuếch đại, và để trưng bày, lưu trữ một số sản phẩm cần được bảo quản cẩn thận, như các tác phẩm nghệ thuật.

Trong cấu tạo của máy điều hòa không khí thường có quạt để phân phối không khí điều hòa đến một không gian kín khác, như tòa nhà hoặc xe hơi, để cải thiện sự thoải mái nhiệt và chất lượng không khí trong không gian kín đó. Các loại thiết bị điều hòa không khí điện sử dụng môi chất lạnh rất đa dạng, bao gồm từ các thiết bị nhỏ có thể làm mát một phòng ngủ, với trọng lượng mà một người trưởng thành có thể di chuyển được, đến các thiết bị lớn hơn được lắp đặt trên tầng mái của các tòa tháp văn phòng và có khả năng làm mát toàn bộ tòa nhà. Thông thường, quá trình giải nhiệt được thực hiện nhờ vào chu trình làm lạnh, nhưng đôi khi sử dụng hệ thống làm mát thụ động như quá trình giải nhiệt bay hơi hoặc giải nhiệt tự do. Hệ thống điều hòa không khí cũng có thể hoạt động nhờ chất hút ẩm (là loại hóa chất loại bỏ hơi ẩm trong không khí). Một số hệ thống điều hòa không khí còn có thể thải nhiệt hoặc lưu trữ nhiệt trong các đường ống ngầm.

Những tòa nhà sử dụng thiết kế thụ động thường ít tốn kém hơn so với những tòa nhà sử dụng hệ thống HVAC thông thường, đồng thời chi phí bảo trì cũng thấp hơn.Mặc dù kỹ thuật thụ động có thể giúp đạt được hàng chục lần trao đổi không khí mỗi giờ và giảm nhiệt độ hàng chục độ, nhưng khi đó phải tính toán đến điều kiện vi khí hậu tại địa điểm cụ thể, gây phức tạp hơn cho việc thiết kế tòa nhà.Các hệ thống làm mát thụ động hầu như không gây ra tiếng ồn.

Trong điều kiện khí hậu khô nóng, có thể tạo ra hiệu ứng làm mát bay hơi bằng cách đặt nước ở cửa hút gió, sao cho gió thổi qua mặt nước và thổi vào nhà. Vì lý do này, đôi khi người ta nói rằng đài phun nước trong kiến trúc khí hậu nóng khô, giống như lò sưởi trong kiến trúc của khí hậu lạnh.Làm mát bằng bay hơi cũng giúp tăng độ ẩm cho không khí, hữu ích trong điều kiện khí hậu sa mạc khô hạn.

Con người cảm thấy mát hơn khi không khí chuyển động so với khi ở trong không khí tĩnh ở cùng nhiệt độ, bởi vì gió lùa phá vỡ vùng ranh giới không khí ấm và giúp làm bay hơi mồ hôi. Do đó, các kỹ thuật điều khiển luồng không khí liên tục rất phổ biến, như phương pháp làm mát bay hơi, chớp gió che chọn lọc, gió, đối lưu nhiệt và tích trữ nhiệt, có thể được sử dụng để tạo ra sự chênh lệch áp suất và giúp tuần hoàn không khí.

Ở những khu vực lạnh vào ban đêm hoặc một số nơi vào mùa đông, người ta áp dụng phương pháp trữ nhiệt. Nhiệt có thể được giữ trong đất hoặc vữa gạch xây; không khí được hút qua khối vữa gạch xây để làm nóng hoặc làm mát nó.

Ở những khu vực mà nhiệt độ ban đêm xuống dưới điểm đông vào mùa đông, người ta thu thập và trữ tuyết, băng trong nhà trữ băng để sử dụng sau này khi cần làm mát.Kỹ thuật này đã có hơn 3.700 năm tuổi ở Trung Đông.Vào đầu thế kỷ XVII, những người châu Âu giàu có đã bắt đầu thực hiện việc thu hoạch băng ngoài trời trong mùa đông rồi vận chuyển và lưu trữ để sử dụng vào mùa hè; sau đó, phương pháp này dần trở nên phổ biến ở châu Âu và châu Mỹ vào cuối thế kỷ XVII. Phương pháp này sau đó đã được thay thế bằng máy làm đá chu trình nén cơ học.

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắn liền với những sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp của người khác. Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu học tập tại trường đến nay, chúng em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ  của quý thầy cô, gia đình và bạn bè. Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi đến quý thầy Khoa Nhiệt-Lạnh – Trường Cao đẳng Lý Tự Trọng TP. Hồ Chí Minh cùng với tri thức và tâm huyết của mình đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Và đặc biệt là thầy: Ths…………… đã cùng em trong 10 tuần hướng dẫn làm đồ án chuyên ngành. Nếu không có những lời hướng dẫn, dạy bảo tận tình của thầy thì chúng em nghĩ đồ án này rất khó có thể hoàn thiện được. Bước đầu đi vào thực tế của chúng em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ. Do vậy, không tránh khỏi những thiếu sót là điều chắc chắn, chúng em rất mong nhận được nhũng ý kiến đóng góp quý báu của thầy để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn.

Nhóm em xin chân thành cảm ơn!

                                                                                                                                        TP. Hồ chí minh, ngày …. tháng … năm 20…

                                                                                                                                       Nhóm sinh viên hướng dẫn

                                                                                                                                    …………...……..

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1  Cơ sở điều hòa không khí

1.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật điều hòa không khí

Vào năm 218 đến 222, đế Varius Avitus ở thành Rome đã cho người đắp lên núi tuyết ở tầng thượng để  làm mát những ngọn gió bay vào cung diện.

Vào năm 1845, bác sĩ John Gorrie người Mỹ đã tạo ra bộ nén máy khí đầu tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông. Chính điều đó làm ông nổi tiếng và đi vào lịch sử của điều hòa không khí.

Năm 1850, nhà hoàn thiện văn học Puizzi Smith lần đầu tiên được đưa ra dự án điều hòa không khí trong phòng bằng khí nén máy lạnh.

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đời sống con người càng được nâng cao thì điều hòa không khí ngày càng phát triển mạnh, ngày càng có thiết bị, hệ thống điều hòa không khí hiện đại, gọn nhẹ rẻ tiền.

1.1.2 Lịch sử phát triển của điều hòa không khí tại Việt Nam

Đối với Việt Nam, là một đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm. Điều hoà không khí có ý nghĩa vô cùng to lớn trong việc phát triển kinh tế nước ta. Điều hòa không khi đã xâm nhập vào hầu hết các ngành kinh tế, đặc biệt là ngành chế biến và bảo quản thực phẩm, các ngành công nghiệp nhẹ, ngành xây dựng.

Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước trong những năm gần đây, ở các thành phố lớn phát triển lên hàng loạt các cao ốc, nhà hàng, khách sạn, các rạp chiếu phim, các biệt thự sang trọng, nhu cầu tiện nghi của con người tăng cao, ngành điều hòa không khí đã bắt đầu có vị trí quan trọng và có nhiều hứa hẹn trong tương lai.

Trong điều kiện hiện nay, khi cuộc sống của người dân ngày càng được cải thiện đáng kể về mọi mặt thì việc các tòa nhà trọc trời, khách sạn, nhà hàng, siêu thị, trung tâm thương mại... sử dụng hệ thống điều hòa không khí là một điều hợp lý và cấp thiết nhất là trong điều kiện khí hậu ngày càng nóng lên trên toàn thể giới vì hiệu ứng nhà kính mà Việt Nam của chúng ta cũng đang phải chịu ảnh hưởng lớn từ hiện tượng này. 

1.1.3 Điều hòa không khí và tầm quan trọng của điều hòa không khí

Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên. (Theo Điều 1, Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam). Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự nhiên và xã hội cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như môi trường tài nguyên thiên nhiên, môi trường không khí, môi trường đất, môi trường nước, môi trường ánh sáng... 

Tóm lại, con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí với các thông số thích hợp. Môi trường không khí tự nhiên không thể đáp ứng được những đòi hỏi đó. Vì vậy phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo bằng điều hòa không khí. Điều hòa không khí (ĐHKK) là quá trình tạo ra và duy trì ổn định trạng thái không khí trong nhà theo một chương trình định trước, không phụ thuộc vào trạng thái không khí ngoài trời .

1.2 Giới thiệu công trình:

Văn phòng loại 2 phương án 1 thê rhieenj như hình vẽ.

CHƯƠNG 2: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM BẰNG PHƯƠNG PHÁP CARRIER

CHO VĂN PHÒNG LOẠI 2 PHƯƠNG ÁN 1

2.1. Tính nhiệt hiện bức xạ qua kính Q₁₁

Áp dụng theo công thức:

Q₁₁ = n_t. Q^'₁₁ W

Vào mùa hè - tháng 6 là tháng nóng nhất nên ta có R_T = R_tmax = 489 (bảng tra 4.1 Giáo trình thiết kế HT ĐHKK).

Hệ thống hoạt động 24/24 và g_s = 500 kg/m² sàn, tra bảng 4.6 ta được hệ số tác động tức thời n_t lớn nhất.

Hệ số tác động tức thời của lượng bức xạ mặt trời qua cửa kính có màn che bên trong ở các hướng, giờ Mặt Trời như bảng dưới.

2.2. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do Δt (Q₂₁)

Ta có:

Q₂₁: Dòng nhiệt đi vào không gian cần điều hòa do sự tích nhiệt của các kết cấu mái và do độ chênh nhiệt độ của không khí giữa bên ngoài và bên trong.

k: hệ số truyền nhiệt qua mái (trần)

Ta chọn trần bê tông dày 150mm, lớp vữa xi măng cát dày 25mm trên có lớp bitum, 437kg/cm² vào mùa hè với trần giả bằng thạch cao dày 12mm có k=1,67W/m².K 

Tính Q₂₁ cho phòng làm việc chung:

Diện tích mái F = 492,24 m²

=> Q₂₁ = k.F.∆_td = 1,67 . 492,24 . 32,45 = 26675,22 W

2.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q₂₂

Vách bao che chung quanh cũng có nhiều dạng: tường, cửa ra vào và cửa sổ. Tuy nhiên công thức chung tính nhiệt truyền qua vách vẫn được tính bằng biểu thức:

Q₂₂ = ∑Q_2i = k_i . F_i . ∆_t = Q_22t + Q_22c + Q_22k [W]

Trong đó:

Q_2i: nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, cửa sổ…

k_i: hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính [W/m².K]

F_i: diện tích tường, cửa, kính tương ứng [m2]

2.3.1. Nhiệt truyền qua tường Q_22t

Q_22t= k_t . F_t . Δt

Ta có:

∆t: chênh lệch nhiệt độ. Đối với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời:

∆t= t_N - t_T = 36,8-24 = 12,8⁰C

δ_i: Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường [m]

λ_i: Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường [W/m.K]

F_t: Diện tích bao quanh [m²]

Tính cho phòng làm việc chung: 

Diện tích tường F = 198,8 m²

=> Q_22t = k₁ . F₁ . ∆_t = 2,075 . 198,8 . 13,3  = 5845,978 [W]

2.3.3. Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q_22k

Nhiệt truyền qua cửa ra vào được xác định như sau:

Q_22k= k_k . F_k . Δt

Trong đó:

F_k: Diện tích kính cửa sổ, m².

∆t: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. Đối với kính tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài trời thì:

∆t = t_N – t_T = 36,8 - 24 = 12,8 ^oC.

k_k: Hệ số truyền nhiệt qua cửa ra vào. W/m².K

- Đối với cửa kính thông thường lắp ở cửa sổ (kính đặt đứng), ta chọn kính cửa sổ 1 lớp vào mùa hè ta được k = 5,89 W/m².K

2.5. Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q₃₁

Q₃₁ = n_t . n_d . Q_d

Trong đó:

n_t: hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng; chọn số giờ sau khi bật đèn là 13 giờ với khối lượng

g_s = 500kg/m² sàn ta được n_t = 0,22

n_d: hệ số tác dụng đồng thời, đối với công sở ta chọn n_d  = 0,8

Q_d: Tổng nhiệt do chiếu sáng (W); các phòng đều lắp đèn led âm trần 36W

Tính cho phòng làm việc: Có F = 492,24 m²  N = 10. 492,24 = 4922,40 W

=> Q_d = 1,25 . 4922,40 =  6153,00 W 

=> Q₃₁ = n_t . n_d . Q_d = 0,22 . 0,8 . = 1082,93 W

2.7. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏ ra Q₄

Q₄ = Q_4h + Q_4â   [W]

2.7.1 Nhiệt hiện do người tỏa ra Q_4h

Q_4h = n_đ . n . n_t . q_h [W]

Trong đó:

n_t: Hệ số tác dụng tức thời của nhiệt chiếu sáng và nhiệt hiện của người. Theo bảng 4.8 n_t = 0,22

n: số người trong phòng điều hòa.

n_đ: hệ số tác dụng không đồng thời. Đối với công sở (văn phòng) ta chọn n_đ =0,75

q_h: Nhiệt hiện tỏa ra từ 1 người, W/người. Theo bảng 4.18 với nhiệt độ phòng cần điều hòa là 24  nên q_h = 60 W/người tính cho nam giới trưởng thành; phụ nữ bằng 85% nam giới; trẻ em tính bằng 75% nam giới.

Tính cho phòng làm việc với 75 người gồm 45 nam, 30 nữ:

- Tính cho nam: Q_4h  = n_đ . n . n_t . q_h = 0,75 . 31 . 0,22 . 60 = 360,90 W

- Tính cho nữ: Q_4h = n_đ . n . n_t . q_h . 0,85 = 0,75 . 16 .0,22 . 60 . 0,85 = 134,64 W

=> Q_4h = 360,90 + 134,64  = 441,54 W

2.7.2 Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q_4Â

Q_4â = n . q_â W

Trong đó:

n: số người trong phòng điều hòa

q_â: Nhiệt ẩn do một người tỏa ra, W/người. Theo bảng 4.18 với nhiệt độ phòng cần điều hòa là 26  nên q h= 70 W/người tính cho nam giới trưởng thành; phụ nữ bằng 85% nam giới; trẻ em tính bằng 75% nam giới.

Tính cho phòng làm việc chung với 75 người gồm 45 nam, 30 nữ:

+Tính cho nam giới: Q_4â = n . q_â = 31 . 70 = 2170 W

+Tính cho phụ nữ: Q_4â = n . q_â . 0,85 = 16 . 70 . 0,85 = 952 W

=> Q_4ẩ = 3150 + 1785 = 4935 W

2.8 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào Q_hN và Q_âN

Phòng điều hòa luôn phải được cung cấp một lượng gió tươi để đảm bảo đủ oxy cần thiết cho người ở trong phòng. Ký hiệu gió tươi ở trạng thái ngoài trời là N, do gió tươi ở trạng thái ngoài trời với nhiệt độ t_N, ẩm dung d_N và entanpy I_N lớn hơn trạng thái không khí ở trong nhà với nhiệt độ t_T, ẩm dung d_T và entanpy I_T, vì vậy khi đưa gió tươi vào phòng nó sẽ tỏa ra một lượng nhiệt, bao gồm nhiệt hiện Q_hN và nhiệt ẩn Q_âN, được tính bằng các biểu thức:

Q_hN = L. . C_p. (t_N – t_T)  W

Q_âN = L. . r . (d_N - d_T)  W

Tính cho phòng làm việc chung với số người là n = 47:

Q_hN = L.p. C_p. (t_N – t_T) =(47. 7,5) . 1,2 . 1,01 . (37,3 – 24) = 5254,93 W.

Q_âN = L.p. r. (d_N - d_T) =(47. 7,5) . 1,2 . 2500 . (22,3 – 12) . 10^-3 = 10892,25 W.

Nhiệt do gió tươi mang vào: Q_N = Q_hN + Q_âN = 5254,929 + 10892,25 = 16147,18 W

2.9 Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q_5h và Q_5â

Không gian điều hòa cần được làm kín để chủ động kiểm soát được lượng gió tươi cấp cho phòng điều hòa nhằm tiết kiệm năng lượng, nhưng vẫn có hiện tượng rò lọt không khí không mong muốn qua khe cửa sổ, cửa ra vào và cửa mở do người ra vào. Hiện tượng này xảy ra càng mạnh khi chênh lệch nhiệt độ giữa trong và ngoài không gian điều hòa càng lớn. Không khí lạnh thoát ra ở phía dưới cửa và không khí ngoài trời lọt vào từ phía trên cửa. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt được xác định như sau:

Q₅ = G₅. ( I_N – I_T ) = G₅. C_p. ( t_N – t_T ) + G₅. r_o. ( d_N – d_T), W

Trong đó:

G₅: Lưu lượng không khí rò rỉ, g/s.

I_N, I_T: Enthalpy không khí bên ngoài và bên trong phòng , kJ/kg.

d_N, d_T: Ẩm dung không khí ngoài nhà và trong nhà, kg/kgkk.

t_N, t_T: Nhiệt độ không khí ngoài nhà và trong nhà,  

C_p: Nhiệt dung riêng , kJ/kg độ. r_o : Ẩn nhiệt , kJ/kg.

Tuy nhiên, lưu lượng không khí rò rỉ thường không theo quy luật và rất khó xác định. Nó phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất, vận tốc gió, kết cấu khe hở cụ thể, số lần đóng mở cửa… Vì vậy trong các trường hợp này có thể xác định theo kinh nghiệm:

Q_5h = 0,39.e . V. (t_N – t_T )

Q_5â = 0,84. e. V. (d_N – d_T )

CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

3.1. Tính toán các thông số trong sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp

Việc thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí được tiến hành đối với mùa hè và mùa đông, nhưng ở TP. Hồ Chí Minh thì mùa đông không lạnh lắm nên không cần lập sơ đồ mùa đông. Như vậy, ta chỉ cần lập sơ đồ cho mùa hè cho công trình.

Có 3 loại sơ đồ điều hòa không khí: sơ đồ thẳng, sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp và sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 2 cấp. Đối với công trình văn phòng loại 2 phương án 1, bên trong không có chất độc hại và có sự hòa trộn không khí tươi bên ngoài nên ta chọn sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp cho công trình, đảm bảo được nhiệt và ẩm, hiệu quả kinh tế.

Không khí bên ngoài trời có trạng thái N (t_N, j_N) qua cửa lấy gió có van điều chỉnh (l), được đưa vào buồng hoà trộn (3), tại đây không khí hoà trộn với không khí hồi có trạng thái T (t_T, j_T) với lưu lượng L_T từ các miệng hồi gió (2). Hỗn hợp hoà trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý (4). Tại đây, không khí được xử lý theo chương trình định sẵn đến một trạng thái O nhất định nào đó và được quạt 5 vận chuyển theo đường ống gió 6 vào phòng 8 qua các miệng thổi (7). 

3.2. Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF

Điểm gốc G xác định trên ẩm đồ là điểm có trạng thái (t = 24 , φ = 50%). Thang chia hệ số nhiệt hiện ε_h đặt ở bên phải ẩm đồ t-d.

3.4. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF

Ta có:

Q_h : Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi mang vào, W.

Q_â : Thành phần nhiệt ẩn, kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi mang vào, W.

Q_t : Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh Q_o = Q_t , W.

Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình từ điểm hoà trộn đến điểm thổi vào. Đây chính là quá trình làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi hoà trộn giữa gió tươi và gió tái tuần hoàn.

Tính cho phòng làm việc chung với các thông số đã tính trong bảng 2.1:

Q_hf = 97191,07 W.             Q_âf = 15344,93 W.

Q_hN = 56,39 W.                   Q_âN = 10892,25 W.

Q_h = Q_hf + Q_hN = 97191,07 + 56,39  = 97247,46 W.

Q_â = Q_âf + Q_âN = 15344,93 + 10892,25  = 26237,18 W.

=> GSHF = 26238,18.

3.6. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF

Tính cho phòng làm việc chung ta có:

Q_hef = Q_hf + . Q_hN = 97191,07 + 0,1 . 56,39 = 97196,71 W.

Q_âef = Q_âf + . Q_âN = 15344,93 + 0,1 . 10892,25 = 16434,15 W.

=> ESHF = 0,86

3.8. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh

Tính cho phòng làm việc chung:

t_O = t_S + (t_H – t_S) = t_V = 15,70 + 0,1. (26,1 – 15,70) =16.74  .

3.9. Xác định các điểm trên ẩm đồ

Tính cho phòng làm việc chung:

Tính RSHF = 0,86; GSHF = 0,79; ESHF = 0,86.

Xác định điểm T (24 ^oC, 60% ), N (37,3 ^oC, 55%) và G (24^oC, 50%).

Qua T kẻ đường thẳng song song với G - e_hef cắt j = 100% ở S, xác định được điểm nhiệt độ đọng sương t_S = 15,70 ^oC.

Qua S kẻ đường thẳng song song với G - e_ht cắt đường NT tại H, xác định được điểm hòa trộn t_H = 26,1 ^oC.

3.11. Tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống

Năng suất lạnh của hệ thống điều hòa không khí có thể được tính kiểm tra bằng biểu thức:         

Q₀ = G. (I_H – I_V) , W

Trong đó:

G = r.L: lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh, kg/s.

r : khối lượng riêng (mật độ) không khí r = 1,2 kg/m³.

L = L_N + L_T: lưu lượng thể tích của không khí, l/s.

L_N: lượng không khí tươi đưa vào, l/s. L_T: lượng không khí tái tuần hoàn, l/s.

I_H: enthalpy không khí điểm hòa trộn º không khí vào dàn lạnh, kJ/kg.

I_V = I_O: enthalpy không khí điểm thổi vào º không khí ra khỏi dàn lạnh, kJ/kg.

Tính cho phòng làm việc chung:

Q₀ = G. (I_H – I_V) = 1,2 . 1833,35 . (58,5 – 43) = 123234,60 W.

Sau khi tính toán kiểm tra lại ta thấy Q_osau= 186875,22 W < Q_o= 190251,22 W. Tuy nhiên sai số không đáng kể, cho nên ta vẫn sử dụng Q_o= 190251,22 W để tính toán và chọn thiết bị cho hệ thống.

CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG

4.1  Lựa chọn dàn lạnh

Năng suất lạnh của phòng làm việc chung là Q_o= 123,23 kW.

Theo Catalog VRV IV của Daikin: Ta chọn dàn lạnh dạng cassette âm trần đa hướng thổi của Daikin có model FXFQ100LUV1 với công suất làm lạnh Q_m = 4,5 kW.

=> Chọn 11 dàn lạnh loại FXFQ40LUV1.

4.2  Lựa chọn dàn nóng

Từ các dàn lạnh đã chọn, sử dụng phần mềm VRV IV của Daikin. 

Dàn thứ 2 bắt đầu từ bước 2 và tương tự như dàn 1 cho các bước còn lại. Ta chọn được dàn nóng thứ 2.

CHƯƠNG 5: SƠ ĐỒ HỆ THỐNG THỰC HIỆN QUA PHẦN MỀM CHỌN MÁY CỦA DAIKIN

Phần này nhóm em thực hiện qua phần mềm chọn máy của VRV Xpess của Daikin theo các thông số đã tính ở trên, theo dàn lạnh đã chọn. Với phương pháp GVHD đã chỉ dạy. Được chia làm 2 hệ thống:

Cho phòng làm việc chung : Như hình vẽ.

Cho các phòng còn lại: Như hình vẽ.

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ỐNG GIÓ

6.1  Hệ thống quạt 1

Lưu lượng gió ra khỏi quạt: Quạt = 880 lít/s

Tổn thất áp suất cho tất cả các miệng gió: 20 N/m²

Tê 90 độ, cắt chéo 90 độ

Cút 90 độ, không cách hướng dòng R = 1,25.d

Tra bảng 7.2 [TL2/296] tạm chọn vận tốc đoạn khởi đầu ω = 6,4 m/s

Từ V = 880 lít/s và ω = 6,3 tra đồ thị 7.24 [TL2/300] ta có

Δp_l = 1,2 và d_tđ= 410 mm, nhưng ta tra bảng 7.3 [TL2/297] ta thấy với S=0,14 m² ta có d_tđ = 409 mm.

l = 5 + 6,5 + 6,5 + 3,6 + 5,7 + 5,7 = 33 (m)

Vậy tổn thất ma sát trên toàn tuyến ống:

Δp_ms = l . Δp_l = 33 . 1,2 = 39,6 (Pa)

- Đoạn từ A đến B

+ Bộ thu (Nối giảm)

Tra bảng 7.7 [TL2/304] chọn a = 30^o ta có n = 1,02      

Tra bảng 7.6 [TL2/303] với

ω₁ = 4  m/s ta có p_đ1 = 9,6 (Pa)

ω₂ = 5,3 m/s ta có p_đ2 = 16,95 (Pa)

Vậy Δp_cb = n . (p_đ2 - p_đ1) = 7,5 (Pa)

- Đoạn từ 9 đến 10

+ Bộ thu (Nối giảm)

Tra bảng 7.7 chọn a = 30^o ta có n =1,02  

Tra bảng7.6 với

ω₁ = 3,2m/s ta có p_đ1 = 6,2 (Pa)

ω₂ = 4m/s ta có p_đ2 = 9,6 (Pa)

Vậy Δp_cb = n . (p_đ2 - p_đ1) = 3,468 (Pa)

Áp suất tổng trên đường ống có tổn thất lớn nhất:

Δp = Δp_cb + Δp_ms = 39,6 + 87,326 = 126,926 (Pa)

Áp suất tĩnh tổng cần thiết để chọn quạt:

Δp_t = 126,92 + 20 = 146,92 (Pa)

Chọn quạt bằng phần mềm của Fantech:

- Bước 1: khởi động phần mềm chọn quạt của Fantech.

- Bước 2: ở Step 2, nhập lưu lượng vào ô Air Flow (chỉnh đơn vị phù hợp), ở đây lưu lượng là 880 l/s.

- Bước 4: ở Step 5, chọn loại quạt. Có nhiều loại quạt, ta chọn loại quạt trong ống In-Line và click vào Seach for Fans.

Sau khi hoàn thành các bước trên, ta chọn được quạt: 

Thông số quạt 1: mã AP0312AP10/25

Đường kính: 315 mm               Tốc độ: 2880 vòng/ phút

Loại cánh: hướng trục              Khối lượng: 22,30 kg

6.2 Hệ thống quạt 2

Lưu lượng gió ra khỏi quạt: Quạt = 505 lít/s

Tổn thất áp suất cho tất cả các miệng gió:20 N/m²

Tê 90 độ, cắt chéo 90 độ

Cút 90 độ, không cách hướng dòng R = 1,25.d

Tra bảng 7.2 [TL2/296] tạm chọn vận tốc đoạn khởi đầu ω = 6,7 m/s

Tổng chiều dài tổng từ quạt đến miệng gió 11:

l = 5 + 15,7 + 5,3 + 3,95 + 3,275 + 3,2 = 36,425 (m)

Vậy tổn thất ma sát trên toàn tuyến ống:

Δp_ms = l . Δp_l = 36,425 . 1,6 = 58,28 (Pa)

Áp suất tổng trên đường ống có tổn thất lớn nhất:

Δp = Δp_cb + Δp_ms = 58,28 + 84,43 = 142,71 (Pa)

Áp suất tĩnh tổng cần thiết để chọn quạt:

Δp_t = 142,71 + 20 = 162,71 (Pa)

Chọn quạt bằng phần mềm Fantech: ta tiếp tục làm các bước tương tự như quạt 1 với lưu lượng 505 l/s, áp suất tĩnh 162,71 (Pa).

Thông số quạt: mã AP0312AP5/12

Đường kính: 315mm           Tốc độ: 2880 vòng/phút

Loại cánh: hướng trục         Khối lượng: 22,00 kg

KẾT LUẬN

Sau quá trình thực hiện đồ án nhóm em rút ra được kết luận sau: để tiến hành thiết kế sơ bộ một hệ thống điều hòa không khí ta phải thực hiện các bước chính sau:

* Bước 1: Tìm hiểu đặc điểm công trình, từ đó xác định yêu cầu điều hòa, và lựa chọn thông số tính toán trong và ngoài nhà.

* Bước 2: Lập sơ đồ cân bằng nhiệt, tính toán nhiệt thừa, năng suất lạnh cũng như lưu lượng gió cấp cho phòng.

* Bước 3: Chọn máy từ những thông số tính toán được như chọn dàn lạnh VRV, chọn dàn nóng, và một số thiết bị phụ kiện thông qua phần mềm VRV của Daikin...

* Bước 4: Thiết kế sơ đồ và thực hiện tính toán hệ thống ống gió, chọn quạt cho hệ thống.

* Bước 5: Kiểm tra.

Đây cũng là những nội dung đã được hoàn thành trong đề tài của nhóm em, thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho văn phòng loại 2 phương án 1.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

 [TL1]. Lê Chí Hiệp, Giáo trình điều hòa không khí, NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM, 2011

[TL2]. Nguyễn Đức Lợi, Thiết kế hệ thống điều hòa không khí. NXB Giáo dục Việt Nam, 2010.

[TL3]. Catalog VRV IV của Daikin.

[TL4]. https://pinsolar.net/bang-ke-cong-suat-tieu-thu-thiet-bi-dien-gia-dung

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ ĐỒ ÁN"