MỤC LỤC

MỤC LỤC...........................2

LỜI NÓI ĐẦU…………………3

LỜI CẢM ƠN……………………4

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT..................... 5

1.1. Tính cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp carrier cho văn phòng loại 2 phương án 2:........... 6

1.2. Tính nhiệt hiện bức xạ qua kính Q₁₁:.............. 6

1.3. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do Δt (Q21):............... 9

1.4. Nhiệt hiện tuyền qua vách Q22:.................. 11

1.4.1. Nhiệt truyền qua tường Q22t:.............. 12

1.4.2. Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c: ..............14

1.4.3. Nhiệt truyền qua kính cửa sổ Q22k: .....................16

1.5. Nhiệt hiện tuyền qua nền Q23:.................. 19

1.6. Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31: ................20

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

1.8. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4: ....................28

1.8.1. Nhiệt hiện do người tỏa ra Q4h: .................28

1.8.2. Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4â: .................29

1.9. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào phòng QhN và QâN:................. 31

1.10. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5h và Q5â: .................32

1.11. Xác định phụ tải lạnh: ..................34

1.12. Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí: ...............38

1.13. Tính toán các thông số trong sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn một cấp: .............39

1.14. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF: .................39

1.15. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF: .....................41

1.16. Hệ số đi vòng εBF (Bypass Factor): ..................43

1.17. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF................... 44

1.18. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị ....................45

1.19. Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh. ..................46

1.20. Xác định các điểm trên ẩm đồ........................ 48

1.21. Lưu lượng không khí qua dàn lạnh. .......................49

1.22. Tính kiểm tra năng suất lạnh của hệ thống. ...............50

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG:............... 52

2.1. Lựa chọn dàn lạnh: ................52

2.2. Thông số kỹ thuật dàn lạnh: .............55

CHƯƠNG 3: CHỌN DÀN NÓNG:................ 56

KẾT LUẬN: ....................56

TÀI LIỆU THAM KHẢO......................... 57

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành điều hòa không khí cũng đã có bước phát triển vượt bậc, ngày càng trở nên quen thuộc hơn trong đời sống và sản xuất. Ngày nay, điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, siêu thị, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao,.. Trong những năm qua ngành điều hòa không khí cũng đã hỗ 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, máy tính, cơ khí chính xác, hóa học,… Ở trên đây đã thấy được tầm quan trọng to lớn của điều hòa không khí. Vì vậy việc học tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo các hệ thống điều hòa không khí là điều rất cần thiết. Nhận thức được sự cần thiết ấy, em thực hiện tiểu luận “Thiết kế sơ bộ hệ thống điều hòa không khí” này của thầy : Ths……………, với mong muốn củng cố thêm những kiến thức đã được tiếp thu trong thời gian học tập trên ghế nhà trường, được tiếp xúc nhiều hơn với công việc thực tế, thu lượm những kinh nghiệm quý báo cho quá trình công tác sau này. Trong quá trình làm tiểu luận, do còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức của bản thân , nên em không thể tránh khỏi có những thiếu sót còn mắc phải. Em mong thầy chỉ bảo thêm.

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian nghiên cứu và tham khảo để hoàn thành tiểu luận , em xin chân thành cảm ơn:Trường Cao đẳng Lý Tự Trọng Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện tốt nhất về cơ sở vật chất kĩ thuật, trang thiết bị để chúng em có thể hoàn thành tiểu luận trong thời gian ngắn.Thư viện trường đã cung cấp những tư liệu hết sức có giá trị, là tài liệu thanh khảo tốt và quý báu.Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy : Ths………………, người trực tiếp hướng dẫn tận tình để nhóm chúng em hoàn thành đồ án đúng thời hạn.

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

                                                                                                                   Nhóm sinh viên thực hiện

                                                                                                                   ………………..

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT

1.1. Tính cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp carrier cho văn phòng loại 2 phương án 2:

1.1.1. Tính nhiệt hiện bức xạ qua kính Q­₁₁:

Q₁₁ = n_t . Q^'₁₁ W

Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng có màn che:

Q’₁₁=F.R_k. ε_c. ε_ds.ε_m­­m. ε_kh.ε_m

- Hệ số ảnh hưởng của kính, chọn kính carolex xanh dày 6mm tra bảng 4.3 [TL2/131], ta có: α_k =0,75; ρ_k = 0,05; τ_k = 0.2; ε_m = 0,57

Tra bảng 4.4 [TL2/132] với rèm che Brella trắng kiểu Hà Lan, ta có: α_m =0,09; ρ_m = 0,77; τ_m = 0,14

TP.HCM có vĩ độ là 10⁰ Bắc:

 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). Ta có: R_N=R_T/0,88 ( W/m²)

R_k=(0,4. α_k+τ_k(α_m+τ_m+ ρ_k.ρ_m + 0,4. α_k. α_m)). R_N

R_N: Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính.

α, ρ, τ: Hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che

R_N=489/0,88=555,68

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.

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

Áp dụng theo công thức:

Q₂₁= K.F. Δt_tđ

Trong đó:

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 

Suy ra ta được:

∆_td = (t_N-t_T)+ ε_s.R_n /α_N = ( 35 – 25 ) + 0,44.870,45/20= 29,15^oC

Tính Q₂₁ cho phòng làm việc chung:

Diện tích mái F = 513,85m²

=> Q₂₁ = k.F.∆_td = 1,67 . 801,9 . 29,15 = 39036,89

1.1.4. Nhiệt truyền qua tường Q22t:

Q_22t= k_t . F_t . Δt

Tính cho phòng làm việc chung: 

Diện tích tường F = 108,46 m²

=> Q_22t = k₁ . F₁ . ∆_t = 2,075 . 108,46 . 10 = 2250,55 [W]

1.1.5. Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c:

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

Q_22c = k_c . F_c . Δt

Trong đó:

F_c: Diện tích cửa, m².

Cửa kính cao 3m, rộng 2,7m cho 1 cửa( của phòng làm việc chung)

Cửa gỗ cao 2,2m, rộng 1m cho 1 cửa(phòng làm việc chung 2 cái), các phòng khác 1 cái)

∆t: Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. Đối với cửa tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài trời thì: ∆t = t_N - t_T = 35 - 25 = 10 ^oC.

1.1.7. Nhiệt hiện tuyền qua nền Q23:

Q₂₃ = k_n . F_n . ∆t

Trong đó:

F_n: diện tích nền, m²

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

∆t= t_N - t_T = 35-25 = 10 ⁰C

k_n: hệ số truyền nhiệt qua nền hoặc sàn. Ta có sàn được đặt ngay trên mặt đất vào mùa hè nên ta chọn sàn bê tông 150mm, có lớp vữa ở trên 25mm với tổng chiều dày là 175mm; đặc điểm mặt trên của sàn hoặc nền là có lót giấy và trải thảm: k = 1,32 W/m².K

Tính cho phòng việc:

F = 513,85 m² => Q₂₃ = k_n . F_n . ∆t = 1,32 . 513,85 . 10 = 8316,89 W

1.1.8. Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31:

Q₃₁ = n_t . n_d . Q_đ

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 chung: Có F = 513,85m²

=> N = 15. 513,85= 7707,75W

=> Q_đ = 1,25 . 7707,75 =  9634,69 W 

=> Q₃₁ = n_t . n_d . Q_đ = 0,22 . 0,8 . 9634,69 = 1695,71 W

1.2. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4:

Q₄ = Q_4h + Q_4â   [W]

1.2.1. Nhiệt hiện do người tỏa ra Q4h:

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 4.8/138

 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 26⁰ 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 80 người gồm 48 nam, 32 nữ:

- Tính cho nam: Q_4h  = n_đ . n . n_t . q_h = 0,75 . 48 . 0,22 . 60 = 475,2 W

- Tính cho nữ: Q_4h = n_đ . n . n_t . q_h . 0,85 = 0,75 . 32 .0,22 . 60 . 0,85 = 269,28 W

=> Q_4h = 475,2 + 269,28 = 744,48 W

1.2.2. Nhiệt ẩn do người tỏa ra Q4â:

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 4.18/149 với nhiệt độ phòng cần điều hòa là 26⁰ 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 80 người gồm 48 nam, 32 nữ:

+ Tính cho nam giới: Q_4â = n . q_â = 48 . 70 = 3360 W

+ Tính cho phụ nữ: Q_4â = n . q_â . 0,85 = 32 . 70 . 0,85 = 1904 W

=> Q_4â = 3360 + 1904 = 5264 W

1.2.3. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi mang vào phòng QhN và QâN:

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.p. C_p. (t_N – t_T)  W

Q_âN = L.p. r . (d_N - d_T)  W

Tính cho phòng làm việc chung với số người là n = 31:

Q_hN = L.p. C_p. (t_N – t_T) =(47. 7,5) . 1,2 . 1,01 . (35 – 25) = 4272,3 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 = 4272,3 + 10892,25 = 15164,55 W

1.2.4. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió lọt Q5h và Q5â:

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

Tính cho phòng làm việc chung với V = 2620,64 m³, chọn  = 0,7.

Q_5h = 0,39.e. V. (t_N – t_T ) = 0,39. 0,7. 2620,64. (35 – 25) = 7154,34 W.

Q_5â = 0,84.e. V. (d_N – d_T ) = 0,84. 0,7. 2620,64. (22,3 – 12) = 15871,64 W.

Nhiệt do gió lọt: Q₅ = Q_5h + Q_5â = 7154,34 + 15871,64 = 23026,04 W.

1.4. Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí:

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.

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). 

1.6. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF:

Hệ số nhiệt hiện phòng được ký hiệu là RSHF là tỷ số giữa thành phần nhiệt hiện trên tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn của phòng chưa tính đến thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn do gió tươi Q_hN và Q_âN đem vào không gian điều hoà. Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi không khí trong phòng điều hòa V - T.

Tính cho phòng làm việc chung, ta có:

Q_hf = Q₁₁+Q₂₁+Q₂₂+Q₂₃+Q₃₁+Q₃₂+Q_4h+Q_5h

=3129,71+25014,47+2747,08+6782,82+1695,71+41291,05+441,54+7154,34= 88256,72 W.

1.7. 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 khách tầng trệt với các thông số đã tính trong bảng 1.16 và bảng 2.1:

Q_hf = 88256,72W.             Q_âf = 18993,64W.

Q_hN = 4272,3 W.                Q_âN = 10892,25 W.

Q_h= Q_hf + Q_hN = 88256,72 + 4272,3 = 92529,02 W.

Q_â = Q_âf + Q_âN = 18993,64 + 10892,25 = 29885,89 W.

1.9. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF

Tính cho phòng làm việc chung ta có:

Q_hef = Q_hf + e_BF. Q_hN = 88256,72 + 0,1 . 4272,3 = 88683,95 W.

Q_âef = Q_âf + e_BF. Q_âN = 18993,64+ 0,1 . 10892,25 = 20082,87 W.

1.10. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị là nhiệt độ mà khi tiếp tục làm lạnh hỗn hợp không khí tái tuần hoàn và không khí tươi (có trạng thái hoà trộn H) qua điểm V theo đường e_ht thì không khí đạt trạng thái bão hoà j =100% tại điểm S. Điểm S chính là điểm đọng sương và nhiệt độ t_S là nhiệt độ đọng sương của thiết bị.

Nhiệt độ đọng sương của dàn lạnh được xác định khi biết t_T (⁰C, j_T (%), tra bảng 4.24/167 và nội suy ta được t_S.

1.12. Xác định các điểm trên ẩm đồ

Tính cho phòng làm việc chung:

Tính: e_hf = 0,82; e_ht = 0,76;  e_hef = 0,82.

Xác định điểm T (25 ^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.

Qua T kẻ đường thẳng song song với G - e_hf cắt đường SH tại O có t_O = 16,74 ^oC.

Khi bỏ qua tổn thất nhiệt từ quạt gió và từ đường ống gió ta có O ºV là điểm thổi vào.

1.14. 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

Tính cho phòng làm việc chung:

Q₀ = G. (I_H – I_V) = 1,2 . 9123,86. (58,5 – 45) = 147806,53 W.

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG

2.1. Lựa chọn dàn lạnh:

Năng suất lạnh của phòng làm việc chung là Q_o= 147,81 kW.

Theo Catalog VRV IV của Daikin: N= Q_o / Q_m=147,81/50= 3

* Hệ thống phòng làm việc chung: Như hình vẽ dưới.

* Hệ thống các phòng làm việc còn lại: Như hình vẽ dưới.

2.2. Thông số kỹ thuật dàn lạnh:

Thông số kỹ thuật dàn lạnh như bảng dưới.

CHƯƠNG 3: CHỌN DÀN NÓNG

Làm việc chung: chọn RXYQ20TAY1, RXYQ20TAY1, RXYQ18TAY1, RXYQ28TAY1

Các phòng còn lại: chọn RXYQ18TAY1,RXYQ12TAY1,RXYQ8TAY1.

KẾT LUẬN

Sau quá trình thực hiện đồ án nhóm em rút ra được kết luận sau: để tiến hành thiết kế một hệ thống điều hòa không khí và cấp thoát nước 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: 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 2.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

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

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

3. Catalog VRV IV của Daikin.

4. Phần mềm VRV Xpress

"TẢI VỀ ĐỂ XEM ĐẦY ĐỦ TIỂU LUẬN"