(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí cao ốc văn phòng Ocean tower TP.HCM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT – ĐIỆN LẠNH
-------***-------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
TÍNH TỐN KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ CAO ỐC

VĂN PHÒNG OCEAN TOWER TP.HCM
GVHD: PGS.TS. ĐẶNG THÀNH TRUNG
SVTH:
1. Lê Hoàng Nhi
MSSV: 15147111
2. Đặng Cao Hoàng Duy
MSSV: 15147075
3. Nguyễn Trung Khánh
MSSV: 15147100

TP. HỒ CHÍ MINH – 01/2020


LỜI CẢM ƠN
Sau khoảng thời gian bốn năm học tập tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật
TPHCM, chúng em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ mơn Cơng nghệ Nhiệt
– Điện lạnh, Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố
Hồ Chí Minh đã dạy dỗ, giúp đỡ tận tình để giúp cho chúng em trang bị cho mình những
kiến thức cơ bản để vận dụng và hoàn thành đồ án tốt nghiệp cũng như trong công việc
sau này.
Đặc biệt, chúng em xin gửi những lời cảm ơn chân thành, sâu sắc nhất tới thầy

PGS.TS. Đặng Thành Trung đã định hướng đề tài, tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và đưa
ra những chỉ dẫn kịp thời những vấn đề phát sinh trong quá trình làm đồ án để giúp đỡ
chúng em có thể hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp của mình.
Bên cạnh đó, chúng em cũng khơng qn gửi lời cảm ơn tới gia đình, tập thể lớp
Nhiệt K15 đã hỗ trợ, động viên chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường. Trong
q trình tính tốn, chắc chắn khơng tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em rất mong
được sự chỉ bảo tận tình của các thầy cơ để chúng em tích lũy thêm những kiến thức bổ
ích cho mình.

ix


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ................................................................................i
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... xiii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................xiv
DANH MỤC BẢNG BIỂU ..........................................................................................xvi
LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ .........................................2
1.1. Lịch sử hình thành ................................................................................................2
1.2. Tầm quan trọng của điều hịa khơng khí đối với con người và sản xuất .............4
1.2.1. Đối với con người ..........................................................................................4
1.2.2. Đối với quá trình sản xuất .............................................................................4
1.3. Giới thiệu về một số hệ thống điều hịa khơng khí...............................................5
1.3.1. Hệ thống điều hịa cục bộ ..............................................................................5
1.3.2. Hệ thống điều hòa trung tâm .........................................................................6
1.4. Giới thiệu tổng quan về cao ốc văn phòng OCEAN TOWER TP.HCM ...........10
1.5. Chọn phương án thiết kế cho cao ốc văn phòng Ocean Tower ..........................11
CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN NHIỆT TẢI CHO CƠNG TRÌNH ...................................15

2.1. Tổng quát ............................................................................................................15
2.2. Tính nhiệt hiện và nhiệt ẩn .................................................................................16
2.2.1. Nhiệt hiện bức xạ qua cửa kính (Q1) ...........................................................16
2.2.2. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che (Q2) ........................................................25
2.2.3. Nhiệt tỏa ra từ thiết bị (Q3) ..........................................................................37
2.2.4. Nhiệt do người tỏa ra (Q4) ...........................................................................46
2.2.5. Nhiệt do gió tươi mang vào (QN) ................................................................50
2.2.6. Nhiệt do gió lọt mang vào (Q5) ...................................................................53
2.2.7. Nhiệt từ nguồn khác Q6 ...............................................................................56
2.2.8. Kiểm tra đọng sương ...................................................................................56
CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ....58
3.1. Lựa chọn sơ đồ điều hịa khơng khí ...................................................................58
3.2. Xác định các thơng số trạng thái trên ẩm đồ ......................................................59
3.2.1. Xác định được các điểm trạng thái ban đầu ................................................59
x


3.2.2. Xác định các hệ số .......................................................................................60
3.3. Thành lập sơ đồ tuần hoàn một cấp ....................................................................63
3.4. Năng suất lạnh ....................................................................................................67
3.5. Kiểm tra tải bằng phần mềm Daikin...................................................................68
3.5.1. Giới thiệu phần mềm ...................................................................................68
3.5.2. Các thao tác tính trên phần mềm .................................................................68
CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN MÁY VÀ THIẾT BỊ ..................................................76
4.1. Tổng quan ...........................................................................................................76
4.4. Chọn dàn lạnh .....................................................................................................76
4.5. Chọn dàn nóng ....................................................................................................80
4.6. Chọn bộ chia gas ................................................................................................83
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN HỆ THỐNG THƠNG GIĨ ..............................................84
5.1. Tính tốn hệ thống cấp gió tươi..........................................................................84

5.1.1. Mục đích cấp gió tươi ..................................................................................84
5.1.2. Xác định tốc độ khơng khí trong ống ..........................................................84
5.1.3. Xác định kích thước đường ống ..................................................................84
5.1.4. Tính tổn thất để chọn quạt ...........................................................................87
5.2. Tính tốn hệ thống cấp gió lạnh .........................................................................94
5.2.1. Xác định kích thước đường ống ..................................................................94
5.2.2. Xác định kích thước miệng gió. ..................................................................96
5.2.3. Tính tổn thất để kiểm tra áp suất máy tầng 2. .............................................98
5.3. Hút khói hành lang .............................................................................................99
5.4. Thơng gió tầng hầm ............................................................................................99
5.4.1. Mục đích thơng gió tầng hầm ......................................................................99
5.4.2. Tính tốn lưu lượng thơng gió .....................................................................99
5.4.3. Tính tốn thiết kế đường ống và chọn quạt tầng hầm 1 ............................100
5.5. Thông gió nhà vệ sinh ......................................................................................104
5.5.1. Mục đích hút gió thải .................................................................................104
5.5.2. Tính tốn lưu lượng khơng khí ..................................................................105
5.5.3. Tính tổn thất áp ..........................................................................................106
5.6. Tạo áp cầu thang ...............................................................................................109
5.6.1. Mục đích tạo áp cầu thang .........................................................................109
xi


5.6.2. u cầu kỹ thuật ........................................................................................109
5.6.3. Thơng số cơng trình ...................................................................................110
5.6.4. Tính tốn tạo áp lồng cầu thang ................................................................110
5.6.5. Tính tổn thất áp suất chọn quạt .................................................................114
5.7. Kết luận.............................................................................................................118
CHƯƠNG 6: ỨNG DỤNG REVIT DỰNG LẠI MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA
KHƠNG KHÍ CHO CAO ỐC VĂN PHỊNG OCEAN TOWER...............................119
6.1. Khái niệm về BIM - Revit ................................................................................119

6.2. Lý do sử dụng Revit .........................................................................................119
6.3. Dựng mơ hình hệ thống điều hịa khơng khí và thơng gió cho cao ốc văn phịng
Ocean Tower............................................................................................................119
6.3.1. Mở phần mềm Revit ..................................................................................120
6.3.2. Link file kiến trúc kết cấu vào dự án .........................................................125
6.4. Dựng lại mơ hình ..............................................................................................126
6.5. Kiểm tra xung đột hệ thống ..............................................................................129
6.6. Bóc tách khối lượng..........................................................................................131
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..............................................................132
7.1. Kết luận.............................................................................................................132
7.2. Kiến nghị ..........................................................................................................133
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................134

xii


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
1. ĐHKK: Điều hịa khơng khí
2. VRF: Variable refrigerant flow
3. FCU: Fan coil unit
4. AHU: Air handling unit
5. TSTT: Thơng số tính tốn
6. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
7. HRV: Heat recovery ventilator
8. VCD: Volume control damper

xiii


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. 1: Máy điều hịa cục bộ ......................................................................................5
Hình 1. 2: Điều hịa trung tâm VRV................................................................................7
Hình 1. 3: Điều hịa trung tâm Water Chiller ..................................................................9
Hình 2. 1: Sơ đồ tính tốn nhiệt theo phương pháp Carrier ..........................................15
Hình 2. 2: Kết cấu xây dựng mái ...................................................................................26
Hình 2. 3: Cấu trúc của tường .......................................................................................28
Hình 2. 4: Cấu trúc của tường .......................................................................................31
Hình 3. 1: Sơ đồ tuần hồn khơng khí một cấp .............................................................58
Hình 3. 2: Điểm góc G (t = 260C, φ = 50%) trên ẩm đồ ...............................................59
Hình 3. 3: Hệ số nhiệt hiệu dụng (ESHF) và điểm đọng sương (S) trên ẩm đồ............61
Hình 3. 4: Hệ số nhiệt hiện tổng (GSHF) và điểm hoà trộn (H) trên ẩm đồ .................62
Hình 3. 5: Hệ số nhiệt hiện phịng (RSHF) và quá trình biến đổi V-T trên ẩm đồ .......62
Hình 3. 6: Sơ đồ tuần hồn khơng khí một cấp với các hệ số nhiệt hiện, hệ số đi vòng và
quan hệ qua lại với các điểm H, T, O, S ........................................................................64
Hình 3. 7: Xác định các điểm trạng thái trên ẩm đồ văn phịng khu A tầng 2 ..............65
Hình 3. 8: Phần mềm Heat Load Daikin .......................................................................68
Hình 3. 9: Nhập Project Outline trên Heat Load Daikin ...............................................69
Hình 3. 10: Nhập City/ Country trên Heat Load Daikin ...............................................69
Hình 3. 11: Nhập Room Data trên Heat Load Daikin ...................................................70
Hình 3. 12: Giao diện của kết quả của Heat Load Daikin .............................................72
Hình 4. 1: Một số dàn lạnh VRV Daikin .......................................................................77
Hình 4. 2: Dàn lạnh VRV Daikin dạng giấu trần nối ống gió hồi sau ..........................77
Hình 4. 3: Dàn nóng VRV IV model RXQ20TANYM(E) ...........................................80
Hình 4. 4: Các bộ chia ga trong catalogue Daikin VRV IV ..........................................83
Hình 5. 1: HRV hệ thống thơng gió thu hồi nhiệt – loại VAM .....................................85
Hình 5. 2: Bản vẽ bố trí đường ống cấp tươi cho tầng 2 ...............................................86
Hình 5. 3: Bản vẽ bố trí đường ống cấp gió lạnh cho tầng 2.........................................94
Hình 5. 4: Kích thước miệng gió sọt trứng..................................................................100
Hình 5. 5: Sơ đồ bố trí đường ống gió thải hầm 1 .......................................................101
Hình 5. 6: Thơng số quạt gió hút tầng hầm 1 ..............................................................103

Hình 5. 7: Thơng số quạt gió hút tầng hầm 2 ..............................................................104
xiv


Hình 5. 8: Catalogue miệng gió của hãng LG .............................................................112
Hình 5. 9: Kí hiệu đoạn ống tạo áp cầu thang .............................................................113
Hình 5. 10: Thơng số quạt tạo áp cầu thang ................................................................117
Hình 6. 1: Giao diện khi mở Revit ..............................................................................120
Hình 6. 2: Vị trí các thanh cơng cụ trên Revit .............................................................121
Hình 6. 3: Thanh cơng cụ Quick Access Toolbar .......................................................121
Hình 6. 4: Thanh cơng cụ Ribbon ...............................................................................122
Hình 6. 5: Thanh Properties hồ sơ ...............................................................................123
Hình 6. 6: Thanh Properties khi chọn đối tượng .........................................................123
Hình 6. 7: Thanh Project Browser ...............................................................................124
Hình 6. 8: Tổng quan dự án cao ốc văn phòng Ocean Tower .....................................125
Hình 6. 9: Mặt bằng tầng 2 cao ốc văn phịng Ocean Tower nhìn từ trên cao ............126
Hình 6. 10: Kích thước, cao độ ống gió tầng 2 ...........................................................127
Hình 6. 11: Mặt cắt hệ thống điều hịa khơng khí tầng 2 ............................................127
Hình 6. 12: Mơ hình 3D hệ thống điều hịa khơng khí cao ốc văn phịng Ocean Tower
.....................................................................................................................................128
Hình 6. 13: Danh sách các xung đột giữa ống gió với ống gió ...................................129
Hình 6. 14: Xung đột giữa ống cấp lạnh và gió tươi ...................................................130
Hình 6. 15: Sau khi xử lý xong xung đột ....................................................................130
Hình 6. 16: Bảng khối lượng vật tư ống gió ................................................................131
Hình 6. 17: Bảng khối lượng vật tư ống gas, ống nước ngưng ...................................131

xv


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. 1: Những cột mốc quan trọng trong q trình phát triển của máy điều hịa ......2
Bảng 1. 2: Các thơng số thiết kế ngồi nhà ...................................................................12
Bảng 1. 3: Các thông số thiết kế trong nhà....................................................................12
Bảng 1. 4: Các thông số thiết kế trong nhà và ngồi nhà ..............................................13
Bảng 1. 5: Tốc độ khơng khí theo nhiệt độ ...................................................................13
Bảng 1. 6: Lưu lượng khí tươi cần cung cấp .................................................................14
Bảng 2. 1: Độ cao sàn các tầng......................................................................................17
Bảng 2. 2: Nhiệt bức xạ qua kính của các hướng ..........................................................18
Bảng 2. 3: Nhiệt bức xạ qua kính của các hướng ..........................................................20
Bảng 2. 4: Nhiệt bức xạ qua kính Q1 .............................................................................22
Bảng 2. 5: Nhiệt truyền qua mái ....................................................................................27
Bảng 2. 6: Kết cấu tường bao 200mm ...........................................................................28
Bảng 2. 7: Kết cấu tường 300mm thang máy ................................................................29
Bảng 2. 8: Kết cấu tường bao 200mm ...........................................................................31
Bảng 2. 9: Kết cấu tường trong 100mm ........................................................................32
Bảng 2. 10: Thơng số kính dày 10mm ..........................................................................32
Bảng 2. 11: Nhiệt truyền qua tường ..............................................................................33
Bảng 2. 12: Nhiệt truyền qua nền ..................................................................................35
Bảng 2. 13: Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q2..........................................................35
Bảng 2. 14: Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng ...........................................................38
Bảng 2. 15: Nhiệt toả ra do máy móc ............................................................................39
Bảng 2. 16: Nhiệt hiện và ẩn do người toả ra ................................................................43
Bảng 2. 17: Nhiệt do người tỏa ra Q4 ............................................................................47
Bảng 2. 18: Nhiệt do gió tươi mang vào QN..................................................................51
Bảng 2. 19: Nhiệt do gió lọt mang vào Q5 ....................................................................54
Bảng 3. 1: Các thơng số tính tốn xác định được trên ẩm đồ........................................66
Bảng 3. 2: So sánh tải lạnh giữa thiết kế và tính tốn ...................................................73

xvi

Bảng 4. 1: Bảng năng suất lạnh của dàn lạnh VRV Daikin giấu trần nối ống gió hồi sau
.......................................................................................................................................78
Bảng 4. 2: Bảng chọn dàn lạnh cho các phòng .............................................................79
Bảng 4. 3: Bảng cơng suất của dàn nóng Daikin...........................................................81
Bảng 4. 4: Chọn tổ hợp dàn nóng cho các tầng .............................................................82
Bảng 4. 5: Chọn bộ chia gas theo công suất danh định dàn nóng tra trong catalogue
Daikin IV .......................................................................................................................83
Bảng 5. 1: Kết quả tính các đoạn ống gió chính............................................................87
Bảng 5. 2: Chi tiết tổn thất cục bộ .................................................................................89
Bảng 5. 3: Bảng tính tổn thất qua các cút ......................................................................90
Bảng 5. 4: Bảng tính tổn thất qua cánh bướm ...............................................................90
Bảng 5. 5: Bảng tính tổn thất cục bộ qua thu lại ...........................................................91
Bảng 5. 6: Bảng tính tổn thất cục bộ qua mở ra ............................................................91
Bảng 5. 7: Bảng tính tổn thất cục bộ qua nhánh............................................................92
Bảng 5. 8: Tổng tổn thất áp suất quạt các tầng..............................................................92
Bảng 5. 9: Thơng số quạt cấp gió tươi các tầng ............................................................93
Bảng 5. 10: Thông số dàn lạnh các tầng ........................................................................95
Bảng 5. 11: Bảng thơng số miệng gió cấp lạnh .............................................................97
Bảng 5. 12: Chi tiết tổn thất cục bộ ...............................................................................98
Bảng 5. 13: Chi tiết tổn thất cục bộ ...............................................................................98
Bảng 5. 14: Lưu lượng thơng gió tầng hầm ..................................................................99
Bảng 5. 15: Chọn kích thước miệng gió sọt trứng ......................................................100
Bảng 5. 16: Kích thước đường ống gió hút tầng hầm .................................................101
Bảng 5. 17: Tổn thất cục bộ đường gió thải tầng hầm ................................................102
Bảng 5. 18: Thơng số quạt cấp gió tươi tầng hầm 1....................................................103
Bảng 5. 19: Thơng số quạt cấp gió tươi tầng hầm 2....................................................104
Bảng 5. 20: Bảng tính thơng gió nhà vệ sinh ..............................................................106
Bảng 5. 21: Bảng so sánh lưu lượng thông gió cơ khí ................................................106
Bảng 5. 22: Tổn thất cục bộ đường gió thải nhà vệ sinh .............................................108

Bảng 5. 23: Thơng số quạt thơng gió nhà vệ sinh .......................................................108
Bảng 5. 24: Thơng số miệng gió tạo áp cầu thang ......................................................112
Bảng 5. 25: Kích thước đường ống tạo áp cầu thang ..................................................112
xvii


Bảng 5. 26: Thông số từng đoạn ống ..........................................................................114
Bảng 5. 27: Tổn thất cục bộ qua các vị trí ...................................................................116
Bảng 5. 28: Thông số kĩ thuật của quạt tạo áp cầu thang ............................................117

xviii


LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đối với nước ta ngày càng rõ rệt, nhiệt
độ khơng khí cao, khí hậu mùa hè ngày một nóng hơn, mùa đông rét buốt, … làm ảnh
hưởng đến cuộc sống của mọi người.
Điều hịa khơng khí là lựa chọn lý tưởng để kiểm sốt nhiệt độ, sự thơng thống
và trong lành của luồng khơng khí bên trong các tịa nhà, văn phòng, cửa hàng… Với
các tòa nhà được cách âm tốt và các thiết bị điện tử ngày càng hiện đại, nhu cầu về kiểm
sốt khơng khí hiệu quả càng lớn hơn bao giờ hết. Bên cạnh việc làm mát trong những
ngày hè, điều hịa khơng khí cịn có thể sưởi ấm, xóa đi nhu cầu về hệ thống sưởi ấm
riêng biệt.
Nhu cầu máy ĐHKK dạng phân tán và trung tâm ở Việt Nam cũng đang tăng dần
theo xu hướng chung của thế giới. Nguyên nhân chính là làn sóng xây dựng các tịa nhà
lớn, các cao ốc, các văn phịng cơng ty lớn, khách sạn, chung cư cao cấp, trung tâm
thương mại, bệnh viện… kể cả các nhà máy sản xuất đang tăng vọt. Nguyên nhân thứ
hai là các nhà sản xuất cũng đã phát triển được những hệ thống ĐHKK trung tâm đa
dạng khơng chỉ có nhiều tính năng tiên tiến, tiết kiệm điện năng, thân thiện mơi trường
mà cịn với giá thành nhẹ nhàng hơn. Hiểu được tầm quan trọng cũng như nhu cầu thiết

yếu từ những ứng dụng thực tế này, chúng em thực hiện đồ án “Tính tốn kiểm tra hệ
thống điều hịa khơng khí cao ốc văn phịng OCEAN TOWER TP.HCM” nhằm
củng cố thêm những kiến thức đã tích lũy được trong thời gian học tập trên ghế nhà
trường, được tiếp xúc nhiều hơn với công việc thực tế tại các doanh nghiệp, có được
những kiến thức, kinh nghiệm cần thiết cho cơng việc sau này.
Trong quá trình làm đồ án, chúng em đã cố gắng vận dụng kiến thức đã học, kết
hợp với các tài liệu tham khảo để có thể hồn thành đồ án một cách tốt nhất. Tuy nhiên,
do kiến thức cịn hạn chế nên khơng thể tránh khỏi những sai sót trong q trình tính
tốn, do vậy chúng em rất cần sự góp ý từ thầy (cơ), chúng em xin chân thành cảm ơn !

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
1.1. Lịch sử hình thành
Các nhà khảo cổ học và sử học cho rằng mơ hình máy điều hịa khơng khí sơ khai
nhất đã được những người Ai Cập cổ đại áp dụng bằng cách treo lau sậy trên các cửa sổ
và phun nước lên. Khi gió thổi qua cửa sổ sẽ mang theo hơi nước vào và làm mát khơng
khí bên trong căn phịng. Ngồi ra, phương pháp này cịn giúp người Ai Cập cổ làm ẩm
bầu khơng khí trong nhà, tránh được sự khơ nóng của khí hậu sa mạc. [TL1,TL2 ]
Bảng 1. 1: Những cột mốc quan trọng trong q trình phát triển của máy điều hịa
Năm
1758

Nhân vật
John Hadley và
Franklin

Sự kiện
Phát hiện quá trình làm lạnh từ sự bay hơi

1820

Michael faraday

1830

John Gorrie

1851

James Harrison

1881

Hải quân Hoa Kỳ

1902

Willis Carrier

1906

Stuart Cramer

Đặt tên q trình “điều hịa khơng khí”

1914

Charles Gates

Người đầu tiên sở hữu máy điều hòa tại nhà riêng

1928

Thomas Midgley Jr.

Chế tạo thành công chất sinh hàn Freon (CFC)

H.H.Schultz và

Chế tạo máy điều hịa đầu tiên có kích thước nhỏ

J.Q.Sherman

gọn

1939-

H.H.Schultz và

Cơng nghệ làm lạnh phục vụ chiến tranh thế giới thứ

1945

J.Q.Sherman

II

H.H.Schultz và

Hơn 1 triệu máy điều hòa dân dụng được bán ra trên

J.Q.Sherman

khắp nước Mỹ

1931

1953

Nén và hóa lỏng khí Amoniac
Thổi khơng khí lạnh để làm mát bệnh nhân, ý tưởng
chế tạo máy điều hịa
Chế tạo thành cơng máy tạo băng
Hệ thống dùng nước đá để làm mát tổng thống
James Garfield
Chế tạo máy điều hịa khơng khí đầu tiên trên thế
giới

2


1957

1969

Heinrick Krigar

Chế tạo thành công máy nén ly tâm

Neil Armstrong và

Đi bộ trên mặt trăng với bộ quần áo có trang bị máy

Buzz Aldrin

điều hịa

Vào năm 1901, một cơng trình đã khống chế được nhiệt độ trong phòng hòa nhạc
ở Monte Carlo cùng độ ẩm thích hợp so với nhiệt độ môi trường đã được khánh thành.
Vào năm 1902, mô hình máy điều hịa khơng khí hiện đại đầu tiên vận hành bằng năng
lượng điện được phát minh bởi Willis Carrier (1875-1950) tại Buffalo, New York. Vào
năm 1911, Carrier tiếp tục giới thiệu "công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý" cho
hội kỹ sư cơ khí Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này vẫn còn được áp dụng cho đến
ngày nay trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp làm lạnh.
Vào năm 1922, Carrier tiếp tục tạo nên 2 bước tiến đột phá cho ngành công nghiệp
sản xuất máy điều hòa. Đầu tiên là thay thế chất sinh hàn độc hại amoniac bằng hợp chất
khác an toàn hơn là dielene (dichloroethylene, hoặc C2H2Cl2). Vào năm 1944, điều hịa
khơng khí đã xâm nhập vào thị trường ngành hàng khơng.
Năm 1957 đánh dấu bước chuyển mình ngoạn mục của cơng nghệ sản xuất máy
điều hịa với việc chế tạo thành cơng máy nén khí ly tâm đầu tiên trên thế giới bởi kỹ sư
người Đức Heinrich Kriga.
Hiện nay, khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển đời sống con người ngày một
nâng cao, cùng với đó điều hồ khơng khí cũng ngày một phát triển mạnh mẽ, hệ thống
thiết bị ngày một hiện đại, gọn nhẹ và giá thành hợp lí hơn nhằm đáp ứng cho nhu cầu
của con người.

3

1.2. Tầm quan trọng của điều hịa khơng khí đối với con người và sản xuất
1.2.1. Đối với con người
Hiệu quả của con người tăng lên: Nghiên cứu đã tìm thấy rằng trong điều kiện
thoải mái, khả năng làm việc của con người tăng lên. Nếu nhiệt độ phòng rất cao, tất cả
nhiệt từ cơ thể được giải phóng và cảm thấy khó chịu từ sâu bên trong gây ra sự kích
thích tâm trí và thiếu tập trung. Người cũng có xu hướng mệt mỏi nhanh trong nhiệt độ
cao. Ở điều kiện thoải mái do điều hịa khơng khí tạo ra, người đó cảm thấy n bình từ
sâu bên trong và có thể làm việc nhiều hơn. Khơng khí trong lành hơn nữa giúp con
người thực hiện nhiều công việc hơn.
Máy điều hịa giúp lưu thơng khơng khí được lọc bên trong phịng hoặc văn phịng.
Khơng khí này khơng có bụi và các hạt bụi bẩn, khói, vi sinh vật, vi khuẩn,… Do môi
trường lành mạnh này được tạo ra trong phịng và sức khỏe của con người được cải
thiện.
Ít tiếng ồn có sự n tĩnh trong các phịng, mang lại giấc ngủ êm dịu vào ban đêm
và cũng duy trì sự yên tĩnh vào ban ngày.
1.2.2. Đối với quá trình sản xuất
Mơi trường kiểm sốt khí hậu có thể mang lại lợi ích khơng chỉ cho máy móc, mà
cả con người, ngay từ năm 1950, các nhà nghiên cứu của chính phủ đã bắt đầu nghiên
cứu tác động của điều hịa khơng khí trong nơi làm việc sản xuất. Họ nhanh chóng nhận
ra năng suất tăng của nhân viên làm việc trong các văn phòng và nhà máy thương mại
được điều hịa khơng khí. Nghiên cứu ban đầu lưu ý rằng điều hịa khơng khí giúp tăng
năng suất của nhân viên ít nhất 25%, cũng như dẫn đến sự vắng mặt của nhân viên ít
hơn so với những nhân viên khơng làm việc trong mơi trường máy lạnh.
Điều hịa khơng khí cũng được sử dụng để làm mát và hút ẩm các phòng chứa đầy
các thiết bị điện tử sản xuất nhiệt, như máy chủ, bộ khuếch đại công suất, và để hiển thị
và lưu trữ một số sản phẩm tinh tế, như tác phẩm nghệ thuật.

4

Trong một ơ tơ, hệ thống điều hịa khơng khí sẽ sử dụng khoảng 3kW của động cơ
điện, do đó tăng mức tiêu thụ nhiên liệu của xe.
Hệ thống điều hịa cơng nghiệp có dải cơng suất để lựa chọn rộng, vì vậy có thể
chọn loại máy với cơng suất phù hợp với các loại cơng trình thiết kế và đầu tư mở rộng
hệ thống dễ dàng.
Ngoài ra, hệ thống làm mát khơng khí này có khả năng tự động điều chỉnh nhiệt
độ phù hợp với nhiệt độ phòng. Do đó trong q trình vận hành, máy lạnh sẽ tự động
điều chỉnh cơng suất máy nén. Từ đó đảm bảo giảm tối thiểu chi phí điện năng trong
q trình vận hành cho tồn bộ hệ thống.
Tiết kiệm chi phí trong việc bảo trì, bảo dưỡng máy móc sản xuất.
1.3. Giới thiệu về một số hệ thống điều hịa khơng khí
Hệ thống sưởi ấm và làm mát là hai trong số những điều quan trọng nhất mà nhiều
người cân nhắc khi mua một ngơi nhà mới. Về cơ bản có hai loại hệ thống sưởi và làm
mát: cục bộ và trung tâm.
1.3.1. Hệ thống điều hòa cục bộ
Điều hòa cục bộ là máy điều hịa khơng khí gồm các máy cục bộ đơn chiếc được
lắp đặt cho các khu vực điều hồ đơn lẻ. [TL3]
Hệ thống điều hịa gồm 2 loại chính là máy điều hịa một khối và máy điều hai
khối. (Hình 1.1)

Hình 1. 1: Máy điều hịa cục bộ

5


Ưu điểm của hệ thống điều hòa cục bộ:
- Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng.
- Các máy hồn tồn độc lập với nhau, nên dễ dàng trong việc sử dụng.
- Sửa chữa, bảo trì đơn giản.

- Giá thành tương đối rẻ.
- Máy hoạt động ổn định, tuổi thọ trung bình.
Nhược điểm của hệ thống điều hòa cục bộ:
- Thường được áp dụng cho các cơng trình đơn giản, nhỏ, khơng có u cầu khắc khe
về các thơng số của mơi trường.
- Chi phí vận hành khá lớn do có hệ số tiêu thụ điện năng lớn.
- Ảnh hưởng đến kiến trúc mỹ quan của tòa nhà do phải lắp quá nhiều dàn ngưng trên
tường, …
- Âm thanh vận hành khá lớn.
1.3.2. Hệ thống điều hịa trung tâm
Hệ thống điều hồ trung tâm là hệ thống bao gồm một hay rất nhiều máy trung tâm
kết hợp lại với nhau thành một hệ thống nhằm mục đích chính là phân phối lạnh đi làm
mát cho tồn khu vực bên trong tịa nhà. Điều hòa trung tâm thường thiết kế cho những
nhà máy nhà xưởng, khu trung tâm thương mại, tịa nhà… nó cung cấp dàn nóng, dàn
lạnh với cơng suất rất lớn; đây là một hệ thống làm mát được sử dụng để làm mát tồn
bộ nhà xưởng, tịa nhà, trung tâm thương mại…
Hệ thống điều hịa trung tâm gồm có hai loại chính là: điều hịa trung tâm VRV và
điều hịa trung tâm Water Chiller.
1.3.2.1. Hệ thống điều hòa VRV
VRV là viết tắt của từ tiếng Anh “Variable Refrigerant Volume”. Hệ thống điều
hòa trung tâm VRV là kiểu hệ thống máy lạnh dành cho các tịa nhà cao tầng, các cơng
trình diện tích sử dụng lớn và có sự hạn chế về vị trí đặt các dàn nóng giải nhiệt riêng
rẽ. [TL4]
Hệ thống điều hịa trung tâm VRV có 4 loại: (Hình 1.2)
- Hệ thống điều hịa trung tâm VRV casstle âm trần
6


- Hệ thống điều hòa trung tâm VRV âm trần nối ống gió
- Hệ thống điều hịa trung tâm VRV đặt sàn

- Hệ thống điều hòa trung tâm VRV treo tường
Điều hịa VRV có đặc điểm là có thể sử dụng cho những khu vực có diện tích
lớn, đơng người. Dàn ngưng của hệ điều hịa có thể đặt ở trên tầng mái hay ở tầng hầm
của tòa nhà, các dàn trao đổi nhiệt đặt trong các phòng điều hòa ở các tầng, hệ thống
đường ống gas, đường ống nước ngưng được đặt trên trần giả và các hộp gen trong trục
kỹ thuật nên không làm ảnh hưởng đến vẻ mỹ quan của cơng trình.

Hình 1. 2: Điều hịa trung tâm VRV
Máy điều hòa dạng VRV chủ yếu dùng cho điều hịa tiện nghi và có các đặc điểm
sau:
- Tổ hợp ngưng tụ (dàn nóng) có 3 máy nén trong đó có một máy nén điều chỉnh
năng suất lạnh theo kiểu ON – OF còn lại điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc
điều chỉnh từ 0% (đóng) cho đến 100% (hoàn toàn mở) gồm 21 bậc, đảm bảo năng lượng
tiết kiệm hiệu quả.
- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với nhu cầu của từng vùng.
- Các máy VRV có các dãy cơng suất kết hợp lắp ghép với nhau thành các mạng
đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ nhỏ (7KW đến hàng ngàn KW) cho các
nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng.
7


- VRV đã giải quyết tốt vấn đề thu hồi dầu về máy nén nên dàn nóng có thể đặt
cao hơn dàn lạnh đến 50m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m, đường ống
dẫn môi chất lạnh từ dàn nóng đến dàn lạnh xa tới 100m, Ngồi ra đường ống cũng có
thể kéo dài thêm 60m kể từ nhánh rẻ đầu tiên, tạo điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng
trong các nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn…
- Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên người ta dùng máy biến tần
để điều chỉnh năng suất lạnh và cũng nhờ máy biến tần mà hệ số làm lạnh không những
cải thiện mà cịn vượt nhiều hệ thống khác.
- Ngồi ra các chi tiết lắp ghép có độ tin cậy cao.

1.3.2.2. Hệ thống điều hòa Water Chiller
Hệ thống điều hòa Chiller dùng nước để làm chất tải lạnh. Hệ thống cụm máy
Chiller khơng trực tiếp xử lí khơng khí mà sẽ làm lạnh nước giảm xuống khoảng 7˚C.
Tiếp theo, nước được dẫn qua đường ống có bọc lớp cách nhiệt đến các dàn trao đổi
nhiệt là FCU, AHU nhằm xử lý nhiệt ẩm trong khơng khí. Vì vậy, nước được dùng làm
chất tải lạnh. Quạt gắn tại các FCU sẽ thổi khơng khí tuần hồn qua các dàn để xử lí
nhiệt độ cũng như độ ẩm. Cụm trung tâm Chiller thường được đặt trên sân thượng của
tòa nhà. Nhiệt độ và tốc độ gió của hệ thống cấp cho khơng gian điều hịa sẽ được điểm
khiển bằng “Thermorstart”. (Hình 1.3)
Hệ thống gồm có:
- Cụm trung tâm làm lạnh nước (Water Chiller).
- Hệ thống ống dẫn nước lạnh, bơm nước lạnh.
- Hệ thống nước giải nhiệt.
- Các dàn trao đổi nhiệt FCU,AHU,… để làm lạnh mùa hè, sưởi ấm mùa đông.
- Hệ thống ống gió và vận chuyển phân phối khí.
- Hệ thống tiêu âm, giảm âm.
- Hệ thống lọc bụi.
- Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong phịng, điều chỉnh gió tươi, điều
chỉnh năng suất lạnh, …

8


Hình 1. 3: Điều hịa trung tâm Water Chiller
Ưu điểm của điều hịa trung tâm Water Chiller:
- Hệ thống có vịng tuần hồn là nước nên rất an tồn nên khơng sợ ảnh hưởng do rị rỉ
mơi chất ra ngồi vì nước khơng độc hại.
- Cơng suất hệ thống: 5 Ton lên đến hàng ngàn Ton lạnh (1 Ton = 3024 kcal/h)
- Có thể kiểm sốt nhiệt độ trong khơng gian điều hòa theo từng phòng riêng rẽ, ổn định
và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.

- Phù hợp đối với cơng trình lớn và rất lớn như: các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương
mại, khách sạn, văn phịng, ... mà khơng ảnh hưởng đến mỹ quan của tòa nhà.
- Hệ thống ống nước nhỏ hơn ống gió rất nhiều lần nên tiết kiệm được vật liệu xây dựng.
- Khơng khí sau khi ra khỏi FCU và AHU có độ sạch cao, đáp ứng được các tiêu chuẩn
khác nhau về tiêu chuẩn khơng khí.
- Hoạt động ổn định ít phụ thuộc thời tiết, tuổi thọ cao.
Nhược điểm của điều hòa trung tâm Water Chiller:
- Khi lắp đặt, sửa chữa, bảo trì hệ thống yêu cầu phải có đội kĩ thuật lành nghề có trình
độ chun mơn cao.
- Hệ thống cần phải sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ cũng như chi phí vận hành lớn.
- Khi vận hành cũng phải cần người có chun mơn, trình độ cao về hệ thống.
9


1.4. Giới thiệu tổng quan về cao ốc văn phòng OCEAN TOWER TP.HCM
Tịa nhà Ocean Tower (Hình 1.4) được xếp hạng C với thiết kế dựa trên tiêu chuẩn
văn phòng cho thuê hiện đại, chuyên nghiệp tọa lạc trên đường Cộng Hịa, phường 12,
Quận Tân Bình.
Tịa nhà văn phịng cho thuê quận Tân Bình Ocean Tower được trang bị hệ thống
máy lạnh, internet cáp quang, hệ thống báo chữa cháy, hệ thống toilet cao cấp với khơng
gian rộng rãi, thống mát, hệ thống dây điện thoại, xung quanh là kính cường lực chống
nhiệt hứa hẹn sẽ mang lại cho chúng ta một văn phịng làm việc lí tưởng.
Hệ thống điều hịa khơng khí và thơng gió được Cơng ty cổ phần cơ điện lạnh Đại
Việt thiết kế và thi công. [TL5 ]
Hiện nay cơng trình đã được hồn thành và đưa vào sử dụng.
Kết cấu hạ tầng của tòa nhà:
2 tầng hầm, 1 tầng trệt, 11 tầng và 2 thang máy.
Gần 2.400 m2 tổng diện tích sàn.
Số diện tích sàn mỗi tầng : 200 m2.

Hình 1. 4: Cao ốc văn phòng OCEAN TOWER TP.HCM

10


1.5. Chọn phương án thiết kế cho cao ốc văn phịng Ocean Tower
Để thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí cần phải tiến hành chọn các thơng số tính
tốn của khơng khí ngồi trời và thơng số tiện nghi trong nhà. Các thơng số đó bao gồm:
Nhiệt độ t (oC).
Độ ẩm tương đối φ (%).
Tốc độ chuyển động không khí trong phịng ra (m/s).
Độ ồn cho phép trong phịng Lp (dB).
Lượng khí tươi cung cấp LN (m3/s).
Nồng độ cho phép của các chất độc hại trong phòng.
- Chọn cấp điều hịa:
Dựa vào thơng số tính tốn (TSTT) ngồi trời để thiết kế khơng khí cần được chọn
theo số giờ m (tính trên năm) và hệ số bảo đảm Kbđ.
TSTT bên ngoài cho DHKK chia làm 3 cấp: I, II và III
Cấp I với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là m =
35 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0,996 - dùng cho hệ thống ĐHKK có độ tin cậy
cao nhất, dùng trong các cơng trình có cơng dụng đặc biệt quan trọng.
Cấp II với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là m =
150 h/năm đến 200 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0,983 đến 0,977 - dùng cho các
hệ thống ĐHKK đảm bảo điều kiện tiện nghi nhiệt và điều kiện cơng nghệ trong các
cơng trình có công dụng thông thường như công sở, cửa hàng, nhà văn hóa - nghệ thuật,
nhà cơng nghiệp.
Cấp III với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm bên trong nhà là m =
350 h/năm đến 400 h/năm, ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0,960 đến 0,954 - dùng cho các
hệ thống ĐHKK trong các công trình cơng nghiệp khơng địi hỏi cao về chế độ nhiệt
ẩm.

Điều hịa khơng khí cấp I tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu tư, lắp
đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những cơng trình điều hịa tiện nghi đặc biệt
quan trọng hoặc các cơng trình điều hịa cơng nghệ u cầu nghiêm ngặt như: Lăng Bác,
các phân xưởng sản xuất linh kiện điện tử, quang học, cơ khí chính xác.
11


Điều hịa khơng khí cấp II thường chỉ áp dụng cho các cơng trình chủ yếu như:
khách sạn 4, 5 sao, bệnh viện quốc tế.
Điều hịa khơng khí cấp III có mức độ tin cậy thấp nhất tuy nhiên trên thực tế nó
lại được sử dụng nhiều nhất do chi phí đầu tư ban đầu thấp nhất. Hầu hết các cơng trình
dân dụng như: điều hịa khơng khí khách sạn, văn phịng, siêu thị, hội trường, rạp hát,
rạp chiếu bóng, nhà ở chỉ cần chọn điều hòa cấp III là được.
Dự án cao ốc văn phòng Ocean Tower là một cơng trình lớn nhưng chỉ cần điều
hịa cấp III là đủ. Nếu sử dụng điều hoà cấp I hoặc II là rất lãng phí cả về chi phí đầu tư
và chi phí vận hành.
Bảng 1. 2: Các thơng số thiết kế ngồi nhà

Thơng số

Giá trị

m

I

t



(h/năm)

(kJ/kg)

(0C)

(%)

350

101,9

34,6

74

d

Ts

(g/kg kkk) (0C)

26

29,3

Chọn thơng số thiết kế trong nhà:
Dựa vào TCVN, bảng A3 thơng số tính tốn hợp lí của khơng khí bên trong của
cao ốc. ( TL3-Tr.47)
Bảng 1. 3: Các thông số thiết kế trong nhà

Thông số

Giá trị

tT (0C)

 (%)

25

60

12

I

d

(kJ/kg)

(g/kg kkk)

55,6

12


Vậy thơng số thiết kế trong nhà và ngồi nhà sử dụng trong dự án:
Bảng 1. 4: Các thông số thiết kế trong nhà và ngồi nhà

 (%)

tT (0C)

Thơng số

I

d

(kJ/kg)

(g/kg kkk)

Ngồi nhà

34,6

74

101,9

26

Trong nhà

25

60

55,6

12

Tốc độ khơng khí xung quanh:
Tốc độ khơng khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và trao
đổi chất (thốt mồ hơi) giữa cơ thể con người với môi trường xung quanh. Khi tốc độ
lớn cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và
thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ.
Khi nhiệt độ khơng khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh.
Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ
ẩm, trạng thái sức khỏe của mỗi người, …
Bảng 1. 5: Tốc độ khơng khí theo nhiệt độ
Nhiệt độ khơng khí (0C)

Tốc độ khơng khí (m/s)

25

0,8

Độ ồn cho phép:
Độ ồn có ảnh hưởng đến trạng thái và mức độ tập trung vào công việc của con
người. Mức độ ảnh hưởng đó tuỳ thuộc vào cơng việc đang tham gia, hay nói cách khác
là tuỳ thuộc vào tính năng của phịng. Vì trung tâm vừa có khu sản xuất vừa có nhiều
phịng hành chính, hội trường chọn 40 - 55dB.
Lượng khí tươi cần cung cấp:
Để đánh giá mức độ ơ nhiễm người ta dựa vào nồng độ CO2 có trong khơng khí,
vì CO2 là chất độc hại phổ biến nhất do con người thải ra trong quá trình sinh hoạt và

sản xuất.

13


Lưu lượng khơng khí tươi cần thiết cung cấp cho 1 người trong 1 giờ được xác
định như sau:
Vk = VCO2 / (  -a)

(2-1)

Ở đây:
VCO2 là lượng CO2 do con người thải ra: m3/h. người.
Nồng độ CO2 cho phép, % thể tích. Thường chọn  = 0,15.
Nồng độ CO2 trong khơng khí mơi trường xung quanh, % thể tích.
Thường chọn a = 0,03%.
Vk Lưu lượng khơng khí cần cấp, m3/h. người.
Lượng CO2 do 1 người thải ra phụ thuộc vào cường độ lao động, nên vk cũng phụ
thuộc vào cường độ lao động.
Bảng 1. 6: Lưu lượng khí tươi cần cung cấp
Cường độ vận động

VCO2(m3/h)

Vk(m3/h) với  = 0,15

Nhẹ

0,03

25

14