(Đồ án tốt nghiệp) Tính toán, thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà Gion Building Thành phố Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÍNH TỐN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA
KHƠNG KHÍ CHO TỊA NHÀ
GION BUILDING THÀNH PHỒ HỒ CHÍ MINH
SVTH:

TƠ ANH TUẤN

MSSV: 16147216
GVHD: THS. LÊ BÁ TÂN

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8 năm 2020.

1


LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan đề tài: “Tính Tốn - Thiết kế hệ thống điều hòa tòa nhà GION
BUILDING TP.HCM” là một cơng trình nghiên cứu độc lập dưới sự hướng dẫn của
giáo viên hướng dẫn: TS Lê Bá Tân. Ngồi ra khơng có bất cứ sự sao chép của người
khác. Đề tài, nội dung báo cáo thực tập là sản phẩm mà em đã nỗ lực nghiên cứu
trong quá trình học tập tại trường. Các số liệu, kết quả trình bày trong báo cáo là hồn
tồn trung thực, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, kỷ luật của bộ mơn và nhà trường
đề ra nếu như có vấn đề xảy ra.”
Em xin cảm ơn Thầy Ths. Lê Bá Tân, người đã hướng dẫn đồ án tốt nghiệp này
cho em. Cảm ơn Thầy đã hướng dẫn tận tình, truyền đạt kinh nghiệm, hướng nghiên
cứu và lối suy nghĩ khoa học cho em trong suốt q trình thực hiện đờ án tốt nghiệp.

Em chúc Thầy ln có nhiều sức khỏe, luôn tràn trề cảm hứng để nâng bước những
thế hệ tiếp theo.
Bên cạnh đó, em xin bày tỏ lịng biết ơn đến những Thầy Cô đã giảng dạy em, sự
hỗ trợ mà em nhận được từ Khoa Cơ khí động lực, cũng như từ trường Đại Học Sư
phạm kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh trong suốt bốn năm học vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn tất cả mọi người!
Sinh viên thực hiện
Tô Anh Tuấn

i


LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước,
ngành điều hịa khơng 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 hịa tiện nghi và
điều hịa cơng nghệ khơng thể thiếu trong các tịa nhà, khách sạn, siêu thị, các dịch
vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao... Trong những năm qua ngành điều hịa khơng
khí (ĐHKK) cũng đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao
chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình cơng 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 ta đã thấy được tầm quan trọng to lớn của ĐHKK. Vì vậy
việc học tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo các hệ thống ĐHKK là điều rất
cần thiết. Nhận thức được sự cần thiết ấy, em thực hiện đồ án này 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 q báu cho q trình cơng tác sau này.
Em xin chúc q Thầy Cơ và tồn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều thành
công trong công việc, học tập và nghiên cứu. Em xin chân thành cảm ơn.

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i
LỜI NÓI ĐẦU ........................................................................................................... ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU .................................................v
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG....................................................................................... vii
CHƯƠNG 1 ................................................................................................................1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ .....................................1
VAI TRỊ CỦA ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ...............................................................1
1.1. Vai trị của điều hịa khờng khí ........................................................................1
1.2. Quan hệ giữa mơi trường và con người............................................................2
CHƯƠNG 2 ................................................................................................................4
GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH VÀ CHỌN THƠNG SỐ TÍNH TỐN .....................4
2.1. Giới thiệu cơng trình ............................................................................................4
2.1.1. Đặc điểm của cơng trình:...............................................................................4
2.2.1. Chọn thơng số thiết kế trong nhà: .................................................................6
CHƯƠNG 3: ...............................................................................................................9
TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT ............................................................................9
3.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ...........................................................................9
3.2. TÍNH NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA .........................................9
3.2.1. Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời Q11 ...................................9
3.2.2. Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ Q21 ...............13
3.2.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 ...................................................................15
3.2.4. Nhiệt hiện truyền qua nền Q23 .....................................................................20
3.2.5. Nhiệt hiện toả ra do đèn chiếu sáng Q31 ......................................................21
3.2.6. Nhiệt hiện toả ra do máy móc Q32 ...............................................................23

3.2.7. Nhiệt hiện và ẩn do người toả Q4 ................................................................25
3.2.8. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN ....................................28
3.2.9. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5â .........................................................31
3.2.10. Các ng̀n nhiệt khác: ...............................................................................34
3.3. Tính tốn lượng ẩm thừa: ...................................................................................34
3.3.1. Lượng ẩm do con người tỏa ra W1 ..............................................................35
3.3.2. Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W2 ..................................................37
3.3.3. Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W3 .....................................................37
3.3.4. Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm W4 ..................................................37
3.4. Kiểm tra đọng sương trên vách: .........................................................................37
CHƯƠNG 4: THÀNH LẬP - TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ....40
4.1. Lựa chọn và thành lập sơ đờ điều hồ khơng khí: .............................................40
4.1.1 Lựa chọn sơ đờ điều hịa khơng khí: ............................................................40
4.1.2 Thành lập sơ đờ tuần hồn khơng khí 1 cấp mùa hè. ...................................41
4.2. Các bước tính tốn sơ đờ tuần hoàn một cấp .....................................................44
4.2.1. Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat Factor): hef .............44
iii


4.2.2. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor): hf ...............44
4.2.3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat Factor): ht .................44
4.2.4. Hệ số đi vòng: BF........................................................................................44
4.2.5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF: hef ........................................................45
4.2.6. Nhiệt độ đọng sương của thiết bị: tS ............................................................45
4.2.7. Xác định lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh: ..............................................45
CHƯƠNG 5: .............................................................................................................45
TÍNH TỐN CHỌN MÁY VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG .................50
5.1. LỰA CHỌN HÃNG SẢN XUẤT .....................................................................50
5.2. LỰA CHỌN DÀN LẠNH .................................................................................50
5.3. LỰA CHỌN DÀN NÓNG .................................................................................54

5.4. KIỂM TRA VIỆC CHỌN THIẾT BỊ ĐƯỜNG ỐNG .......................................55
5.4.1. Kiểm tra chọn bộ chia gas REFNET Joints.................................................55
5.4.2. Kiểm tra chọn kích cỡ ống đồng .................................................................57
5.4.3. Tính chọn kích cỡ ống nước ngưng: ...........................................................58
Chương 6 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................59
6.1. Kết luận: .............................................................................................................59
6.2. Kiến nghị: ...........................................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................60

iv


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
ĐHKK

Điều hòa khơng khí

PCCC

Phịng cháy chữa cháy

TP

Thành phố

BTCT

Bê tơng cốt thép

VP

Văn phịng

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

VRV

Variable Refrigerant Volume

VRV/VRF

Variable Refrigerant Volume/ Variable Refrigerant Flow

FCU

Fan coil Unit

AHU

Air handing Unit

SHF

Sensible Heat Factor

RSHF

Room Sensible Heat Factor

GSHF

Grand Sensible Heat Factor

ESHF

Effective Sensible Heat Factor

v


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. GION BUILDING.......................................................................................4
Hình 2.2. Hướng của mặt bằng ...................................................................................5
Hình 3.1. Sơ đờ tính tốn nhiệt theo phương pháp Carrier ........................................9
Hình 3.2. Trần mái bằng............................................................................................14
Hình 3.3. Kết cấu xây dựng của tường. .....................................................................16
Hình 4.1. Sơ đờ tuần hồn khơng khí 1 cấp ..............................................................41
Hình 4.2. Sơ đờ tuần hồn khơng khí một cấp mùa hè .............................................42
Hình 4.3. Đờ thị không khí ẩm t-d được thể hiện sơ đồ ĐHKK tuần hồn 1 cấp .....43
Hình 5.1. Bảng thơng số dàn lạnh tra được trong catalogue daikin ..........................51
Hình 5.2: Hệ số tải cho công suất định mức. ............................................................54

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1. Các thông số thiết kế trong nhà ..................................................................6
Bảng 2-2. Thông số thiết kế trong và ngoài nhà .........................................................7

Bảng 3-1. Bức xạ mặt trời qua mặt kính vào trong phòng lớn nhất ở các hướng ....11
Bảng 3-2. Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 tại từng tầng ..........................................11
Bảng 3.3: Vật liệu trần. .............................................................................................14
Bảng 3-4. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t: Q21 .............................15
Bảng 3-5. Nhiệt hiện truyền qua vách Q22 ................................................................18
Bảng 3-6. Nhiệt hiện truyền qua nền Q23..................................................................21
Bảng 3-7. Nhiệt toả do đèn chiếu sáng Q31...............................................................21
Bảng 3-8. Nhiệt hiện toả do máy móc Q32 ................................................................24
Bảng 3-9. Nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người toả ra Q4h và Q4â ...................................26
Bảng 3-10. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào QhN và QâN ...............................29
Bảng 3.11 trang 177, tài liệu [1] ...............................................................................32
Bảng 3-12. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt mang vào Q5h và Q5â...................................32
Bảng 3-13. Bảng lượng ẩm thừa WT ........................................................................35
Bảng 4-1. Tổng kết các nguồn nhiệt .........................................................................47
Bảng 5-1. Lựa chọn thiết bị dựa trên cơng suất u cầu của cơng trình ..................51
Bảng 5-2. Lựa chọn thiết bị dựa trên công suất yêu cầu của cơng trình ..................55
Bảng 5-3. REFNET cho đường ống nhánh nhánh đầu tiên ......................................55
Bảng 5-4. REFNET cho các dàn lạnh các tầng ........................................................56
Bảng 5.5. Kích cỡ ống đồng kết nối với dàn nóng ...................................................57
Bảng 5-6. Kích cỡ ống đờng kết nối giữa bộ chia gas và dàn lạnh ..........................57
Bảng 5-7: Kích cỡ ống đồng giữa các bộ chia gas ...................................................57
Bảng 5-8. Kích cỡ ống nước ngưng ..........................................................................58

vii


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
VAI TRỊ CỦA ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
1.1. Vai trị của điều hịa khơng khí
Hệ thống điều hịa khơng khí được áp dụng lần đầu tiên vào khoảng năm 1920
mục đích của nó nhằm tạo ra môi trường thuận lợi cho các hoạt động của con người
và thiết lập các điều kiện phù hợp với các cơng nghệ sản xuất, chế biến, bảo quản
máy móc thiết bị,.
Trước đây thường có ý nghĩ sai lầm rằng hệ thống điều hịa khơng khí là hệ
thống dùng để làm mát khơng khí. Thật ra vấn đề khơng hồn tồn đơn giản như vậy.
Ngồi nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong khơng gian cần điều hịa ở mức u cầu, hệ
thống điều hịa khơng khí phải giữ độ ẩm khơng khí trong khơng gian đó ổn định ở
một mức quy định nào đó. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến vấn đề bảo đảm độ trong
sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lý của dịng khơng khí.
Nói chung, có thể chia khái niệm điều hịa khơng khí thường được mọi người
sử dụng thành 3 loại với các nội dung rộng hẹp khác nhau:
- Điều tiết không khí: thường được dùng để thiết lập các môi trường thích hợp
với việc bảo quản máy móc, thiết bị, đáp ứng các u cầu của cơng nghệ sản xuất,
chế biến cụ thể.
- Điều hịa khơng khí: nhằm tạo ra các môi trường tiện nghi cho các sinh hoạt
của con người.
- Điều hòa nhiệt độ: nhằm tạo ra mơi trường có nhiệt độ thích hợp.
Một hệ thống điều hịa khơng khí đúng nghĩa là hệ thống có thể duy trì trạng
thái của khơng khí trong khơng gian cần điều hịa ở trong vùng quy định nào đó, nó
khơng thể bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài hoặc sự biến
đổi của phụ tải bên trong. Từ những điều đã nói, rõ ràng có một mối liên hệ mật thiết
giữa các điều kiện thời tiết ở bên ngồi khơng gian cần điều hòa với chế độ hoạt động
và các đặc điểm cấu tạo của hệ thống điều hịa khơng khí.
Mặc dù hệ thống điều hịa khơng khí có những tính chất tổng quát đã nêu trên,
tuy nhiên trong thực tế người ta thường quan tâm đến chức năng cải thiện và tạo ra

môi trường tiện nghi nhằm phục vụ con người là chủ yếu. Với ý nghĩa đó, có thể nói
rằng, trong điều kiện khí hậu Việt Nam, nhất là ở các tỉnh phía nam, nhiệm vụ của hệ
thống điều hịa khơng khí thường chỉ là làm giảm nhiệt độ và độ ẩm của không khí ở
1


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

bên trong không gian cần điều hịa so với khơng khí ở bên ngồi và duy trì nó ở vùng
đã quy định. Điều hịa khơng khí khơng chỉ ứng dụng cho các khơng gian đứng yên
như: nhà ở, hội trường, nhà hát, khách sạn, nhà hàng, bệnh viện, văn phòng làm việc,
Mà còn ứng dụng cho các không gian di động như ô tô, tàu thủy, xe lửa, máy bay,...
1.2 Quan hệ giữa con người và môi trường
Tùy từng mục đích cụ thể mà hệ thống điều hịa khơng khí có chức năng khác
nhau, chủ yếu ta xem hệ thống điều hịa khơng khí là phương tiện nhằm tạo ra môi
trường tiện nghi, thoải mái cho các hoạt động của con người.
Không thể có tiêu chuẩn hoặc u cầu về mơi trường giống nhau cho tất cả mọi
con người. Nói chung, tùy theo tuổi tác và mức độ vận động của cơ thể mà việc phát
nhiệt và sự cảm nhận dễ chịu hay khơng dưới tác động của mơi trường xung quanh
hồn tồn khác nhau.
Như chúng ta đã biết, cơ thể con người có thể được xem tương tự như một cái
máy nhiệt. Đối với một con người bình thường, nhiệt độ phần bên trong của cơ thể
khoảng chừng 37oC. Do cơ thể luôn luôn sản sinh ra một lượng nhiệt nhiều hơn nó
cần, cho nên để duy trì ổn định nhiệt độ của phần bên trong cơ thể con người luôn
luôn thải nhiệt ra môi trường xung quanh. Thông thường người ta chia mức độ vận
động đó ra thành các loại: nhẹ, trung bình và nặng. Có thể đưa ra một số ví dụ sau:
hoạt động của cơ thể con người trong các lớp học, phòng làm việc,.. được xem là vận
động nhẹ, các hoạt động trong vũ trường xem là vận động nặng.

Tùy vào mức độ vận động của cơ thể mà lượng nhiệt thải ra sẽ ít hay nhiều. Như
đã rõ, nhiệt phát ra từ cơ thể con người thông qua 2 hình thức: truyền nhiệt (dẫn nhiệt,
toả nhiệt đối lưu và bức xạ) và toả ẩm. Ở trường hợp đối lưu, lớp không khí tiếp xúc
với cơ thể sẽ dần dần nóng lên và có xu hướng đi lên, khi đó lớp khơng khí lạnh hơn
sẽ tiến đến thế chỗ và từ đó hình thành nên sự chuyển động tự nhiên của lớp không
khí bao quanh cơ thể, chính sự chuyển động này đã lấy đi một phần nhiệt lượng của
cơ thể thải ra môi trường. Bức xạ là hình thức thải nhiệt thứ hai, trong trường hợp này
nhiệt từ cơ thể sẽ bức xạ ra bất kỳ bề mặt xung quanh nào có nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt
độ của của cơ thể, hình thức trao đổi nhiệt này hồn tồn độc lập với hiện tượng đối
lưu đã nói ở trên và không phụ thuộc vào nhiệt độ của không khí xung quanh.

2


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Cần phải chỉ rõ ra rằng, 3 thơng số mơi trường có ảnh hưởng lớn đến mức độ
trao đổi nhiệt giữa môi trường và cơ thể là: nhiệt độ, độ ẩm tương đối và đặc điểm
chuyển động của dịng khơng khí.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ: khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống,
cường độ trao đổi nhiệt đối lưu giữa cơ thể và môi trường sẽ tăng lên. Cường độ này
càng tăng khi độ chênh lệch nhiệt độ này khá lớn thì nhiệt lượng cơ thể mất đi càng
lớn và đến một mức nào đó sẽ bắt đầu có cảm giác khó chịu và ớn lạnh. Việc giảm
nhiệt độ của các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt bằng bức
xạ, ngược lại, nếu nhiệt độ của các bề mặt xung quanh tiến gần đến nhiệt độ cơ thể
thì thành phần trao đổi nhiệt bằng bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.
- Ảnh hưởng của độ ẩm: chính độ ẩm tương đối của không khí xung quanh quyết
định mức độ bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể ra ngồi mơi trường. Nếu độ ẩm tương đối

giảm xuống, lượng ẩm bốc ra từ cơ thể sẽ càng nhiều, điều đó cũng có nghĩa là cơ thể
sẽ thải nhiệt ra môi trường nhiều hơn. Kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ của khơng
khí là 27oC thì độ ẩm khơng khí để có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%.
- Ảnh hưởng của dịng khơng khí: Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dịng
khơng khí mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể sẽ nhiều hay ít. Khi chuyển động của dịng
khơng khí tăng lên thì lớp khơng khí bảo hịa xung quanh bề mặt cơ thể càng dễ bị
kéo đi để nhường chổ cho không khí khác ít bảo hịa hơn, do đó khả năng bốc ẩm từ
cơ thể sẽ nhiều hơn. Cũng cần phải thấy chuyển động của dịng khơng khí khơng chỉ
ảnh hưởng đến lượng ẩm bốc mà còn ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng
đối lưu. Rõ ràng, quá trình đối lưu càng mạnh khi chuyển động của dịng khơng khí
càng lớn.

3


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH VÀ CHỌN THƠNG SỐ TÍNH
TỐN
2.1 Giới thiệu cơng trình.
Tịa nhà GION building Thủ Đức là cơng trình được xây dựng bao gồm 11
tầng, được qui hoạch trên một khu đất rộng 405 m2. Tòa nhà dự án tổ hợp căn hộ

studio, văn phòng tọa lạc tại 53A đường số 2, Thủ Đức Tp. HCM

Hình 2.1. GION BUILDING
2.1.1 Đặc điểm của cơng trình:

Cơng trình thuộc khu vực TP.HCM trong vùng chuyển tiếp giữa Đông Nam
Bộ và Tây Nam Bộ ,có hai mùa rõ rệt, độ ẩm và nhiệt độ rất cao.
4


Đờ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Cơng trình gờm 11 tầng lầu và mục đích sử dụng của công trình như sau:
• Tầng 1: 1 phịng quản lý, 1 sảnh và 1 văn phịng 184 m2
• Tầng 2: 1 showroom
• Tầng 3: 2 văn phịng, 2 nhà vệ sinh.
• Tầng 4: 1 phòng co-working, 1 văn phòng, 2 phòng họp, 2 phịng vệ sinh.
• Tầng 5,6: 12 căn hộ, 1 bếp, sảnh sinh hoạt chung và 1 phịng giặt.
• Tầng 7: 9 căn hộ studio và 1 phòng kỹ thuật.
• Tâng 8: 1 phịng ngủ bà, 9 căn hộ studio.
• Tầng 9: 1 dining room, 1 lobby, 1 living room, 1 kitchen, 1 laundry room, 1
phòng bếp, 1 phòng storage và 1 phịng vệ sinh ngồi.
• Tầng 10: 2 phịng ngủ, 1 phịng master room và khơng gian gia đình.
• Tầng 11: Entertainment room , Gym/yoga, 1 mini golf yard và hờ bơi.
Cơng trình có 4 hướng được trình bày như sau:
Ví dụ đối với cơng trình tầng 1 dưới đây ( Các tầng khác có phương hướng tương tự )

Hình 2.2. Hướng của mặt bằng
Cơng trình gờm:
•

Có 2 cầu thang bộ thốt hiểm chính.

•

2 cầu thang máy
5


Đờ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Tịa nhà được xây dựng với kết cấu gồm các trụ bê tông và dầm vững chắc, tường
bao gồm lớp gạch bê tông dày 100 mm, bên ngoài trát vữa ximăng dày 20 mm. Tất
cả các tầng đều có gắn trần giả bằng thạch cao.
Kính được sử dụng là kính trong phẳng dày 6mm, bên trong có rèm che cho
các phịng. Hệ thống điều hịa cần được phục vụ tồn bộ diện tích của tòa nhà tầng
1 đến tầng 12. Khu vệ sinh có hệ thống ống gió thải và có hệ thống quạt hút từ các
khu vệ sinh từng tầng. Khu cầu thang máy bố trí quạt và các hệ thống tăng áp để có
áp suất dương đề phịng các trường hợp hỏa hoạn xảy ra.
Hệ thống điều hịa khơng khí đảm bảo tiện nghi thoải mái, thỏa mãn yêu cầu
vi khí hậu nhưng không được làm ảnh hưởng đến kết cấu xây dựng và trang trí nội
thất bên trong toà nhà cũng như cảnh quan sân vườn cây cảnh, bể bơi bên ngồi tịa
nhà.
2.2 . Chọn phương án thiết kế cho Trung tâm hành chính GION BUILDING:
2.2.1 Chọn thơng số thiết kế trong nhà:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam mới TCVN 5687 – 2008, (bảng 1.1[10]) yêu cầu
tiện nghi của con người được chọn như sau:
- Nhiệt độ không khí trong nhà, tT = 25oC,
- Độ ẩm tương đối khơng khí trong nhà, φ = 65 %.
Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I- d của không khí ẩm ta tìm được các
thơng số cịn lại:

- Entanpy của khơng khí trong nhà, IT = 58,2 kJ/kg,
- Độ chứa hơi của khơng khí trong nhà, dT = 13 g/kg khơng khí khô.
Bảng 2-1. Các thông số thiết kế trong nhà
Entanpi
Độ chứa hơi
i
d (g/kg.k)
(kJ/kg.k)
Giá trị
25
65
58.2
13
Vậy thông số thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí trong nhà và ngồi nhà cho
Nhiệt độ Độ ẩm
Thơng số
tN 0C.
ωN %

cơng trình là:

6


Đồ án tốt nghiệp

Khu vực

GVHD: Ths Lê Bá Tân
Bảng 2-2. Thơng số thiết kế trong và ngồi nhà

Entanpi
0
Độ
ẩm
ω
%
N
Nhiệt độ tN C
i
(kJ/kgkkk)

Độ chứa hơi d
(g/kg kkk)

Trong nhà

25

65

58.2

13

Ngoài nhà

35.6

66

99.8

25

Theo mức độ quan trọng của cơng trình, điều hồ khơng khí được chia làm
3 cấp như sau:

Điều hồ khơng khí cấp 1: Là điều hồ tiện nghi có độ tin cậy cao nhất,
duy trì các thơng số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụ
thuộc vào biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đơng đã
ghi nhận được trong nhiều năm.

Điều hồ khơng khí cấp 2: Là điều hồ khơng khí có độ tin cậy trung
bình, duy trì được các thơng số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không
quá 200h trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngồi trời của cả mùa
hè và mùa đơng.

Điều hồ khơng khí cấp 3: Là điều hồ tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy
trì được các thơng số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch khơng q 400h
trong 1 năm khi có biến động khí hậu cực đại ngồi trời của mùa hè và mùa
đơng.
Điều hồ khơng khí cấp 1 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 công trình điều hồ
tiện nghi đặc biệt quan trọng trong các cơng trình điều hồ cơng nghệ.
Các cơng trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4 – 5 sao, bệnh viện quốc
tế... thì nên chọn điều hồ khơng khí cấp 2.
Trên thực tế, đối với hầu hết các cơng trình như điều hồ khơng khí khách
sạn, văn phịng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện,... chỉ cần điều hoà cấp 3.
Điều hồ cấp 3 tuy độ tin cậy khơng cao nhưng đầu tư không cao nên thường
được sử dụng cho các cơng trình trên.

Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư và đặc điểm của
cơng trình, phương án cuối cùng được lựa chọn là điều hồ khơng khí cấp 3.
7


Đờ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Thơng số ngồi nhà chọn cho điều hoà cấp 3 theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5687 – 1992 biểu diễn trên đồ thị I - d của không khí ẩm. Điều kiện khí
hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 – 85, bảng 1.6 [1].

8


Đờ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

CHƯƠNG 3:
TÍNH TỐN CÂN BẰNG NHIỆT
3.1 . PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN
Có hai phương pháp phổ biến được áp dụng tính toán là phương pháp hệ số
nhiệt ẩm thừa (phương pháp truyền thống) và phương pháp hệ số nhiệt hiện (phương
pháp Carrier). Ở đây phương pháp Carrier được lựa chọn để tính cân bằng nhiệt ẩm.
Lượng nhiệt tổn thất được tính theo:
Qt = ∑Qht + ∑Qat
Giới thiệu sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa theo
Carrier được minh họa trên hình 3.1:

Hình 3.1. Sơ đờ tính tốn nhiệt theo phương pháp Carrier
3.2 . TÍNH NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA
3.2.1 Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời Q11
Do các phòng đều được lắp kính bao quanh, nên chịu bức xạ của mặt trời khá
lớn. Đa số các cửa kính đều thẳng đứng theo kiến trúc của toà nhà. Bức xạ mặt trời
tác động vào một mặt tường thẳng đứng, nghiêng hoặc ngang là liên tục thay đổi. Mặt
kính quay hướng Đông là nhận nhiệt bức xạ là lớn nhất từ 8h  9h và kết thúc vào
12h. Mặt kính quay hướng Tây nhận bức xạ cực đại từ 16h  17h. Vì vậy mức độ bức
9


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

xạ phụ thuộc rất lớn vào thời gian, cường độ và hướng bức xạ. Lượng nhiệt bức xạ
này xác định gần đúng theo kinh nghiệm:
Q11 = nt×Q11’, (W)

(3-1)

Q11’ = F×RT×k, (W )

(3-2)

Trong đó:
Với :


nt - Hệ số tác dụng tức thời;



Q11’ - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W;



F - Diện tích bề mặt cửa sổ có khung kim loại, m2 ;



RT - Bức xạ mặt trời qua mặt kính vào trong phòng, W/m2. Giá trị của

RT phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày.


e - Hệ số hiệu chỉnh kể đến các ảnh hưởng;
e = c×đs×mm×kh×m×r

(3-3)

 c - Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển tính theo cơng thức:
ε c = 1+

H
×0,023
1000

(3-4)

H - là độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong tồn cơng trình cần tính tốn
(m). Hệ số này sẽ thay đổi khi tính vị trí các tầng khác nhau, ở đây sẽ tính trung bình
các tầng với tầng 1 cao hơn mực nước biển là 19 m.
H = 19 + 31.4 = 50.4 m
Như vậy tính toán chung cho các cửa sổ ở các tầng với hệ số c là:

ε C =1+

50.4
×0,023=1,0534
1000

 đs - Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của
môi trường không khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độ đọng sương của
không khí trên mặt nước biển là 200C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên đs
giảm và được tính theo cơng thức:
ε đs = 1 -

t s -20
×0,13
10

(3-5)

Nhiệt độ đọng sương mùa hè ở HCM là ts = 240C

10

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

 đs2  1 

24  20
 0,13  0,948
10

 mm - Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây mm = 1, khi trời có
mây chọn mm = 0.85;
 kh - Hệ số ảnh hưởng của khung kim loại kh = 1.17;
 m - Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản.
Kính được sử dụng là kính cơ bản, dày 6mm nên m = 0.94;
 r - Hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên
trong. Do tất cả các phòng đều được trang bị rèm che (màn che loại Metalon
310/2) có r = 0,58.
 k - Hệ số hiệu chỉnh đối với phòng có rèm che:

k = ε c ×ε ds ×ε mm ×ε kh ×ε m ×ε r =1,0534×0,948×1×1,17×0.94×0.58=0.637
* RT - Bức xạ mặt trời qua kính vào trong không gian điều hoà, (W/m2).
TP.HCM nằm ở bán cầu Bắc, vĩ độ 10 tra bảng 4.2 [1] ta được:
Bảng 3-1. Bức xạ mặt trời qua mặt kính vào trong phòng lớn nhất ở các hướng
Đông–Bắc
Tây
Nam
Bắc
Tây Bắc Tây nam
Hướng

RTmax
(W/m2)

483

489

44

126

483

173

Tra bảng 4.6 [1]: Với hệ thống điều hoà hoạt động 24h/24h, gs = 500kg/m2,
mặt kính hướng về phía nào ta tìm được hệ số tác động tức thời nt lớn nhất ở phía ấy
Nhiệt xâm nhập qua kính do bức xạ mặt trời Q11:

Q11 = k.F.R T max  0.637.F.R T max
Kết quả tính toán cho các phòng được tổng kết ở bảng 3.2 (quy ra đơn vị kW).

STT

Bảng 3-2. Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 tại từng tầng
Diện
Hệ số tác dụng đồng
Tên phịng
tích( m2)
thời các hướng

Q11 (kW)

Tầng 1:
1

Phòng Quản Lý

9

0.65

0.79

2

Sảnh

26

0.51

1.436

3

Hội trường 184 m

184

N: 0.71+ T: 0.51 + B:
0.8 + ĐB: 0.6

22.504

2

11


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Tầng 2:
1

T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB: 0.6

Show room

277

25.88

1

Văn phòng

116

2

Văn phòng

123

1

Phòng họp

18

0.6

2.462

2

Phòng họp

24

0.6

3.372

3

Văn Phòng

85

4

Co-working

147

0.51

8.329

1

Căn hộ studio

35

T: 0.51 + B: 0.8

2.774

2

Căn hộ studio

14.09

0.6

0.27

3

Căn hộ studio

12.11

0.6

0.21

4

Căn hộ studio

11.55

0.6

0.21

5

Căn hộ studio

14.21

0.6

0.27

6

Căn hộ studio ( 4
phòng, mỗi phịng có S
= 11.66 m2 )

11.66

0.51

0.12

7

Căn hộ studio

12.45

0.51

0.21

8

Căn hộ studio

13.42

0.51

0.21

9

Căn hộ studio

12.54

0.51

0.21

1

Căn hộ studio

40

T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB:
0.6

3.377

2

Căn hộ studio

20

0.6

1.23

3

Căn hộ studio

26

0.6

0.80

4

Căn hộ studio

23

0.6

0.80

5

Căn hộ studio (gồm 4

19.02

0.51

0.69

Tầng 3:
0.51
T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB: 0.6

0.829

25.89

Tầng 4:

T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB: 0.6

13.277

Tầng 5,6:

Tầng 7:

12


Đờ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

phịng, mỗi phịng có S
= 19.02 m2)
Căn hộ studio

6

21

0.51

1.15

108,9

T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB:

3.11

Tầng 8:
1

Phòng ngủ bà

2

Căn hộ studio

16

0.6

2.49

3

Căn hộ studio

17

0.6

1.38

4

Căn hộ studio

19.93

0.51

1.19

5

Căn hộ studio

19.89

0.51

1.19

6

Căn hộ studio

21

T:0.51 + TN:0.53

0.775

Dining room – living

109,64

T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB:

10.961

0.6

Tầng 9:
1

room - lobby

2

0.6

Maid room

35,3

0

0

1

Master room

73

6.887

2

Bedroom 1

30

T: 0.51 + B: 0.8 + ĐB:
0.6 + N: 0.71
0.6

3

Bedroom 2

38

T: 0.51 + TN: 0.53

1.136

1

Entertainment room

32

0.53

0.17

2

Gym/Yoga

20

0.6

1.42

Tầng 10:

2.01

Tầng 11:

Đặc điểm cơng trình là sử sụng nhiều kính tại vì thế nhiệt bức xạ mặt trời rất
cao. Ngoài ra nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che như tường sàn cũng ảnh hưởng đến
nhiệt độ khơng khí trong phịng.
3.2.2

Nhiệt hiện truyền qua mái do bức xạ và chênh lệch nhiệt độ Q21

Lượng nhiệt này được xác định theo công thức :
Q21 = k×F×t, (W)

(3-6)

Trong đó:
 k - Hệ số truyền nhiệt qua mái;
13


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Tra bảng 4.9 [1] được k = 1,67 W/m2K;
 F - Diện tích trần nhà chịu bức xạ mặt trời, m2;
 t - Hiệu nhiệt độ giữa trần và không khí tầng trên, (K);
 Với khơng gian trong khơng có điều hịa:

t1 = 0,5×(tN – tT) = 0,5×(35.6– 25) = 5,3 K

Stt

Vật liệu

Bảng 3.3: Vật liệu trần.
Độ dày
Mật độ
Hệ số dẫn nhiệt Trở nhiệt
mm

1

Bi tum

1500

15

0.87

0.017

2

Cách nhiệt

2002

50

0.93

0.016

3

Bê tơng cốt thép

2004

150

0.55

0.142

4

Vữa xi măng

2002

25

0.93

0.142

5

Khơng khí

100

0.023

6

Trần giả thạch cao

12

0.17

881

1
2
4

3
5
6

0.017

1: Lớp bi tum.
2: Lớp cách nhiệt.

3: Lớp vữa xi măng dày
15mm.
4: Lớp bê tông cốt thép dày
220mm.
5: Lớp khơng khí dày
100mm.
6: Lớp thạch cao làm trần
giả.

Hình 3.2. Trần mái bằng
Các tầng còn lại :
Các tầng còn lại trần tiếp xúc với khơng gian điều hịa phía dưới nên:
t = 0
Kết quả tính toán nhiệt hiện truyền qua mái Q21 được tổng kết ở bảng 3.4 (quy ra đơn
vị kW).
14


Đồ án tốt nghiệp
Tần
g
1
2
4
8

9

10
11

GVHD: Ths Lê Bá Tân

Bảng 3-4. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t: Q21
k
Diện tích mái tiếp
Phòng
Delta t
2
(W/m K)
xúc (m2)
Phòng Quản lý
2.78
9
5.3
Sảnh
2.78
26
5.3
Hội trường
2.78
184
5.3
Showroom
2.78
34.3
5.3
Co-working
2.78
76.02

5.3
Văn phòng
2.78
7.21
5.3
Phòng studio
2.78
8.49
5.3
Phòng studio
2.78
19.13
5.3
P.ngủ bà
2.78
7.74
5.3
Maid room
2.78
9.33
5.3
Khu vực dining
room - living room 2.78
23.4
5.3
lobby
Master room
2.78
73
5.3

Bedroom 2
2.78
10.04
5.3
Entertainment room
2.78
83.5
5.3
Gym
2.78
47.8
5.3

Q21
(kW)
0.13
0.38
2.71
0.51
0.91
0.23
0.13
0.28
0.11
0.14
0.34
1.08
0.15
1.23
0.7

3.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22
Nhiệt truyền qua vách Q22 cũng gồm 2 thành phần:
- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà t = tN – tT.
- Do bức xạ mặt trời vào tường. Tuy nhiên, ta coi lượng nhiệt này bằng khơng,
do bề mặt xung quanh của cơng trình được lắp kính toàn bộ.
Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau:
Q22 = Q2i = ki×Fi×t = Q22t + Q22c + Q22k, (W)

(3-7)

Trong đó:
 Q2i - Nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào và kính, (W);
 ki - Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa ra vào và kính,
(W/m2K);
 Fi - Diện tích tường, cửa ra vào, kính tương ứng, (m2).
a) Nhiệt truyền qua tường Q22t

Q22t =  k×F×Δt (W)

(3-8)

Hệ số truyền nhiệt của tường xác định theo biểu thức:

15


Đồ án tốt nghiệp

GVHD: Ths Lê Bá Tân

k=

1


1
 i 
N
i  T
1

, (W/m2K) .

(3-9)

 N = 20W/m2K - Hệ số toả nhiệt phía ngoài tường khi tiếp xúc trực tiếp
với khơng khí ngồi trời;
 N = 10W/m2K - Hệ số toả nhiệt phía ngồi tường khi tiếp xúc với khơng
gian đệm (hành lang, sảnh);
 T = 10W/m2K - Hệ số toả nhiệt phía trong nhà;
 i - Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, (m);
 i - Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, (W/mK);
 t - Độ chênh nhiệt độ, (K).
Kết cấu xây dựng của tường nhà cơng trình lắp đặt ĐHKK thể hiện trên hình
3.2

2

1

1,3 - Lớp vữa trát.
3

2 - Lớp gạch xây dựng

Hình 3.3 Kết cấu xây dựng của tường.
Lớp vữa trát có:
-

Bề dày: 1 = 20mm;

-

Hệ số dẫn nhiệt: 1 = 0,93W/mK;

-

Khối lượng riêng của xi măng: 1 = 1800kg/m3.

Lớp gạch là gạch rỗng xây với vữa nhẹ:
-

Bề dày: 2 = 100mm;

-

Hệ số dẫn nhiệt: 2 = 0,81 W/mK;

-

Khối lượng riêng của gạch: 2 = 1350kg/m3
k=

1
1
=
1 0,1 2×0.02 1
1 δ 2 2.δ1 1
+
+
+
+ +
+
α N λ 2 λ1 α T 10 0,81 0,93 10

k = 2.73 W/m2K.
16


Đồ án tốt nghiệp


GVHD: Ths Lê Bá Tân

Đối với tường tiếp xúc với không khí ở sảnh (tường ngăn):
t = tN – tT = 25 – 25 = 0 K.



Đối với tường tiếp xúc với không khí ở không gian đệm (tường ngăn):

t1 = 0,5×(tN - tT) = 0,5×(35.6– 25) = 5.3 K



Đối với tường tiếp xúc với không khí ngồi trời (tường bao):
Ta có thể bỏ lượng nhiệt này qua do hầu hết diện tích xung quanh của khu

trung tâm thương mại và văn phòng đều được lắp kính.
b) Nhiệt truyền qua kính Q22k
Nhiệt truyền qua kính Q22k được xác định như sau:
Q22k = kk×Fk×ti, (W)

(3-10)

Trong đó:
 Fk - Diện tích kính, (m2 ) ;
 t - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà hoặc hiệu nhiệt độ giữa hành lang
đệm và phịng điều hịa, (K);
-

Tiếp xúc với khơng khí ngoài trời:
t1 = tN – tT = 35,6 – 25 = 10.6 K;

-

Tiếp xúc với khơng gian ngồi sảnh:
t2 = tHL – tT = 27 – 25 = 2 K.

 kk - Hệ số truyền nhiệt qua cửa kính, (W/m2K).
Tra bảng 4.13 [1] với kính 2 lớp cho mùa hè ta được: kk = 2.89 W/m2K.

c) Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c
Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q22c được xác định như sau :
Q22c = kc×Fc×ti, (W)

(3-11)

Trong đó:
 Fc - Diện tích cửa m2 ;
 ti - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài cửa hoặc hiệu nhiệt độ giữa hành lang
và phòng điều hòa, K;
 Tiếp xúc với khơng khí ngồi trời:
t1 = tN – tT = 35.6– 25 = 10.6 K;
 Tiếp xúc với khơng gian ngồi khơng gian có điều hịa:
t2 = tN – tT = 25-25 = 0 K;
17