thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm vrf cho giảng đường g7 – trường đại học nha trang

MỤC LỤC
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của cả nước, ngành lạnh nói
chung và ngành điều hòa không khí nói riêng đã và đang phát triển rất mạnh và ngày
càng trở nên quen thuộc, gần gũi với đời sống nhiều hơn đặc biệt là điều hòa dân dụng
Ngày nay đất nước phát triển, chủ trương công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã tạo
ra một môi trường kinh doanh và đầu tư cạnh tranh rất lớn các công ty kinh doanh và
sản xuất điều hòa của các nước đầu tư vào Việt Nam cũng nhiều, điều đó càng làm
cho ngành lạnh của nước ta phát triển.
Điều hòa tiện nghi không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, văn phòng, nhà
hàng, các dịch vụ du lịch, thể thao văn hóa, mà còn trong các căn hộ nhà ở, các
phương tiện giao thông vận tải…Chính vì những ứng dụng và những ưu điểm như vậy
mà ngày nay ngành nhiệt lạnh đang trở nên rất phát triển, đóng góp không nhỏ vào
phục vụ đời sống con người, làm cho cuộc sống tiện nghi hơn và trở nên cần thiết
trong tất cả các lĩnh vực của đời sống.
Với mục đích củng cố những kiến thức đã học mở rộng kiến thức chuyên
môn kết hợp với kiến thức thực tế và cũng là dịp giúp em được làm quen với công tác
nghiên cứu khoa học ứng dụng trong thực tế. Nay em được giao thực hiện đồ án tốt
nghiệp với đề tài:
“Thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRF cho giảng đường G7
– Trường Đại Học Nha Trang”. Với sự hướng dẫn của thầy Trần Đại Tiến.
Đề tài được thực hiện với các nội dung chính sau:
Chương 1Tổng quan về điều hòa không khí, khảo sát công trình.
Chương 2 chọn thông số thiết kế, tính toán cân bằng nhiệt ẩm.
2
Chương 3 chọn máy và thiết bị cho điều hòa không khí.
Chương 4 tính toán thiết kế đường ống gas, đường ống nước ngưng và hệ
thống thông gió
Chương 5 trang bị tự động hóa và vận hành hệ thống điều hòa không khí
Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã được thầy hướng dẫn thầy Trần Đại Tiến

tận tình chỉ dẫn và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành đề tài này. Mặc dù đã cố gắng
rất nhiều nhưng đồ án không thể tránh khỏi sai sót. Rất mong được sự thông cảm và
góp ý của quý thầy và các bạn để đề tài của em được hoàn chỉnh hơn.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn Trần Đại Tiến đã
tạo mọi điều kiện giúp đỡ em hoàn thành đề án này.
Nha Trang, tháng 11/2013
Sinh viên: Ngụy Hoàng Đàn
3
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ, KHẢO SÁT
CÔNG TRÌNH
1.1 Tổng quan về điều hòa không khí
1.1.1 Khái niệm
Điều hòa không khí là một ngành khoa học kĩ thuật nghiên cứu các biện pháp kĩ
thuật công nghệ và sử dụng các thiết bị nhằm tạo ra một môi trường có không khí
thích hợp có các điều kiện như: nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió…phù hợp với sự thích
nghi của con người trong lao động cũng như trong tiện nghi làm cho con người có
cảm giác thoải mái và dễ chịu đồng thời đảm bảo sức khỏe
1.1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
Từ xa xưa con người đã biết tạo ra những điều kiện không khí tiện nghi xung quanh mình
như: mùa đông thì đốt lửa sưởi ấm, mùa hè thì thông gió tự nhiên hoặc cưỡng bức để tạo
cho mình có cảm giác thoải mái nhất. Ngành điều hòa không khí thực sự bắt đầu từ năm
1845 bác sĩ người Mỹ John Gorrie chế tạo máy nén khí đầu tiên cho bệnh viện của mình
sự kiện này đã đưa ông đi vào lịch sử ngành điều hòa không khí.
+ Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa dự
án điều hòa không khí phòng ở bằng máy lạnh nén khí.
+ Năm 1860 ở Pháp, F. Carrier đã đưa những ý tưởng về điều hòa không khí cho
các phòng ở và đặc biệt cho các nhà hát.
+ Năm 1894 công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hòa không khí bằng
máy lạnh amoniac dùng làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè. Dàn lạnh đặt trên trần
nhà, không khí đối lưu tự nhiên. Không khí lạnh từ trên đi xuống phía dưới do mật độ

lớn hơn. Máy lạnh được đặt dưới tầng hầm.
+ Đúng vào thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không
khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung một bước phát triển rực rỡ đó là
Willis H. Carrier. Chính ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí kết
4
hợp với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng
thái không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.
+ Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt
nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái
yêu cầu. Ông đã cống hiến cả đời mình cho điều hòa không khí và đã trở thành người
vĩ đại nhất của ngành điều hòa.
1.1.3 Vai trò của điều hòa không khí
Chúng ta đều thấy ở tất cả các nước phát triển trên thế giới thì ở những vùng hàn
đới hay nhiệt đới đều cần tới điều hòa không khí.
Ở nước ta có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí khá cao. Vì vậy luôn làm cho con người không được thoải mái khi làm việc
cũng như khi nghỉ ngơi, kèm theo đó là sự mệt mỏi và dễ mắc các bệnh về đường hô
hấp làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Để giải quyết vấn đề này chỉ có
điều hòa không khí mới có thể tạo ra môi trường không khí hoàn toàn đáp ứng cho cơ
thể con người.
+Trong sản xuất công nghiệp điều hòa không khí là không thể thiếu. Các thông số
của không khí là điều kiện cần thiết mà đôi khi cũng là yếu tố quyết định đến quá
trình sản xuất. Nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí ảnh hưởng rất lớn tới hiệu quả
và chất lượng của quá trình công nghệ trong các nhà máy: chế biến, dệt sợi, thuốc lá,
in ấn, điện tử và trong các phòng thí nghiệm…
+ Trong y tế, điều hòa không khí ngày càng được sử dụng rộng rãi, hầu hết các
bệnh viện đều được trang bị hệ thống điều hòa cho các phòng điều trị để tạo ra môi
trường vi khí hậu giúp cho bệnh nhân nhanh chóng hồi phục sức khỏe.
+ Điều hòa không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệm phục vụ
cho công tác nghiên cứu khoa học, các thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khí phải

được giữ ở mức phù hợp với các quá trình nghiên cứu để có được các kết quả tương
tự trong lĩnh vực sinh học, sinh hóa, sinh thái học…
5
+ Đối với các quá trình bảo quản như bảo quản các hiện vật tranh, ảnh, sách cổ …
trong viện bảo tàng phòng trưng bày, thư viện…Để bảo quản được nhưng hiện vật
này điều cốt yếu là phải tạo một môi trường không khí sạch với nhiệt độ và độ ẩm ổn
định và ở mức thích hợp việc này sẽ làm chậm lại quá trình phá hủy của các công
trình lịch sử có giá trị văn hóa to lớn để truyền lại cho thế hệ sau.
Còn rất nhiều quá trình công nghệ khác đòi hỏi phải có điều hòa không khí mới có
thể tiến hành được hiệu quả. Điều này ta có thể tìm hiểu được trong thực tế sản xuất
nhất là ở thời đại công nghiệp phát triển như vũ bão trong nước nói riêng cũng như
trên thế giới nói chung. Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của
cả nước ngành điều hòa không khí cũng đã có những bước phát triển vượt bậc và
ngày càng trở nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất nó trở nên không thể thiếu
trong các tòa nhà, khách sạn, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao, và
trong các phương tiện đi lại như ôtô, tàu thủy…không chỉ là công cụ đắc lực phục vụ
cho con người mà điều hòa không khí còn vươn xa với một tầm xa mới, nó có mặt
trên hầu hết mọi lĩnh vực kinh tế góp phần không nhỏ vào việc tăng trưởng kinh tế và
nâng cao chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ trong các ngành sợi, dệt,
chế biến…
Tóm lại điều hòa không khí có ý nghĩa kinh tế, lịch sử, văn hóa vô cùng to lớn.
Tuy nhiên việc tính toán thiết kế một hệ thống điều hòa không khí là không đơn giản
mức độ phức tạp phụ thuộc vào công trình và tính công nghệ mà đầu tư có hiệu quả.
1.2 Khảo sát công trình
Giảng đường G7 – Đại học Nha Trang là tòa nhà 5 tầng nằm phía Tây trong khuôn
viên Trường: phía Bắc giáp khu tập thể Giáo viên; phía Đông giáp Giảng đường G6,
phía Nam giáp nhà học Đa năng và khu dân cư, phía Tây giáp Ký túc xá K7
Giảng đường G7 được xây dựng trên diện tích 4180m
2
mỗi tầng cao 3.7 (m) với

21 phòng học, 1 phòng chờ giáo viên. Cấu tạo mỗi phòng được thể hiện ở bảng 1.1 và
diện tích kính các hướng được thể hiện bảng 1.3 . Mỗi phòng học có từ 90-106 chỗ /
6
phòng, được trang bị thiết bị Máy chiếu, Âm thanh
phục vụ công tác Giảng dạy của Nhà trường.
Các nguồn nhiệt ở đây chủ yếu là do người toả ra, do
tổn thất nhiệt từ bên ngoài truyền vào nhà và ở một
số phòng có sự toả nhiệt của các thiệt bị điện, điện tử
Hệ thống điều hòa cần thiết kế phải đảm bảo
điều hòa được tất cả các không gian trong phòng
học. Khi thiết kế hệ thống điều hòa cần phải đáp ứng
được các chỉ tiêu cơ bản sau:
+ Đảm bảo các điều kiện vi khí hậu hợp lý theo tiêu chuẩn của Việt Nam về điều
hòa không khí.
+ Hệ thống điều hòa không khí làm việc dễ vận hành tự động hoá.
+ Lượng không khí tươi phải đảm bảo tối thiểu là 20 m
3
/h/người.
+ Không khí tuần hoàn trong phòng phải thông thoáng tránh hiện tượng nơi này
được điều hòa còn nơi khác lại thiếu không khí.
+ Bố trí các thiết bị lấy gió tươi, gió thải, nước ngưng từ các dàn lạnh. Đặc biệt là
bố trí quạt hút gió thải phải thiết kế sao cho không khí thải được hút hết
+ Các thiết bị trong hệ thống có độ bền và tin cậy cao, hài hòa về thẩm mỹ.
Kết cấu tường bao của công trình:
Bảng 2.1. Kết cấu của tường bao
STT LỚP
Chiều dày,
δ, (mm)
Hệ số dẫn nhiệt,
λ (W/mK)

1 Vữa xi măng 10 0,93
2 Gạch xây dựng 180 0,52
3 Vữa xi măng 10 0,93
7
Hình 1.1. Cấu trúc xây
dựng của tường
Kết cấu của trần nền:
Kết cấu của mái:
STT Lớp
Chiều dày
δ, (mm)
Hệ số dẫn nhiệt,
λ (W/mK)
1
Sơn cách ẩm
50
0,536
Cách nhiệt
2 Vữa xi măng 25 0,93
3 Bê tông cốt thép 200 1,55
1.3 Chọn phương án thiết kế
Căn cứ theo mức độ tin cậy và tính kinh tế của hệ thống điều hoà không khí mà
người ta chia ra làm 3 cấp điều hoà không khí:
- Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 duy trì các thông số trong nhà với mọi
phạm vi biến thiên nhiệt độ ngoài trời từ nhiệt độ cực tiểu (mùa lạnh) đến nhiệt độ
cực đại (mùa nóng). Hệ thống điều hoà không khí cấp 1 có độ tin cậy rất cao nhưng
giá thành lớn nên chỉ sử dụng trong những trường hợp đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm
nghiêm ngặt và độ tin cậy cao.
- Hệ thống điều hoà không khí cấp 2 duy trì được các thông số trong nhà ở một
phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200 h trong một năm, điều đó có nghĩa

8
Hình 2.2. Cấu trúc xây
dựng của nền
Hình 2.3.
Cấu trúc xây dựng của
mái
STT LỚP
Chiều dày,
δ, (mm)
Hệ số dẫn nhiệt,
λ (W/mK)
1 Lớp gạch men 10 0,93
2 Vữa xi măng 20 0,52
3 Bê tông cốt thép 200 0,93
là thông số trong nhà có thể cho phép sai lệch so với chế độ tính toán khi có biến
thiên nhiệt ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu.
- Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong nhà ở một
phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400 h trong một năm. Hệ thống điều
hoà không khí cấp 3 có độ tin cậy không cao lắm nhưng rẻ tiền, vì vậy được sử dụng
phổ biến trong các công trình dân dụng như rạp hát, thư viện, giảng đường, hội
trường, văn phòng,… hoặc các nhà máy xí nghiệp không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt
ẩm.
Giảng đường G7 đại học Nha Trang không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt
ẩm nên lãng phí nếu sử dụng hệ thống cấp 1 hoặc hệ thống cấp 2. Hơn nữa với quy
mô công trình như đã giới thiệu thì chi phí đầu tư, lắp đặt và vận hành hệ thống
ĐHKK ở đây chắc chắn sẽ không nhỏ cho nên ta chọn hệ thống điều hoà tiện nghi
cấp 3. Với hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRF
VRF là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần
hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài.
Loại hệ thống này bao gồm một số lượng dàn lạnh (có thể lên tới 64) được nối với

một dàn nóng lớn.
Lưu lượng môi chất lạnh có thể thay đổi nhờ một máy nén biến tần có thể thay đổi
tốc độ hoặc nhiều máy nén với công suất khác nhau để đáp ứng những thay đổi về
nhu cầu làm lạnh hoặc sưởi ấm trong không gian điều hòa làm việc.
* Có một hệ thống điều khiển phức tạp giúp chuyển đổi giữa các chế độ sưởi ấm và
làm lạnh.
* Đối với những kiểu hệ thống phức tạp hơn, các dàn lạnh có thể vận hành ở chế độ
sưởi ấm hoặc làm lạnh một cách độc lập với nhau.
* Loại hệ thống thứ hai này có khả năng tiết kiệm năng lượng nhiều hơn khi sử
dụng đồng thời cả hai chế độ làm lạnh và sưởi ấm ở những khu vực khác
9
nhau.
* Hệ thống VRF không yêu cầu phải có một không gian định trước trong phòng
để lắp đặt và có rất nhiều loại dàn lạnh khác nhau để lựa chọn.
* Ứng dụng của hệ thống VRF có thể từ các văn phòng, đại lý bán hàng đến các
khách sạn, căn hộ sang trọng hay các tòa nhà công nghiệp
10
CHƯƠNG 2: CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ, TÍNH TOÁN CÂN BẰNG
NHIỆT ẨM
2.1 Chọn các thông số thiết kế
Để tiến hành thiết kế một hệ thống điều hòa không khí ta cần tiến hành chọn các
thông số tính toán của không khí ngoài trời và thông số tiện nghi trong nhà. Các thông số
đó bao gồm:
- Nhiệt độ t (
0
C ).
- Độ ẩm tương đối
ϕ
( %).
- Lượng khí tươi cung cấp L

N
(m
3
/s).
- Cấp điều hòa không khí.
- Nồng độ cho phép của các chất độc hại có trong phòng.
2.1.1 Thông số tính toán ngoài trời
Công trình được xây dựng tại thành phố Nha Trang, căn cứ vào điều kiện khí hậu tại
nơi đây ta chọn các thông số nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời vào mùa hè theo tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN 5687-1992.
Thông số nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời t
N
,
ϕ
N
vào mùa hè được chọn theo tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN 5687-1992, cụ thể như sau:
- t
N
= t
tb
max
(nhiệt độ cực đại trung bình của tháng nóng nhất);
-
ϕ
N
=
ϕ
13-15
(Độ ẩm không khí lấy vào thời điểm 13-15h trong ngày của tháng

nóng nhất).
11
Theo bảng 1.7 giáo trình hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí nhiệt độ và
độ ẩm của các địa phương dùng để tính toán hệ thống điều hoà không khí trích từ TCVN
4088-1985 ta có các thông số tính toán ngoài trời t
N
,
ϕ
N
của công trình cho hệ thống
ĐHKK cấp 3 tại tp Nha Trang như sau:
Bảng 2.1. Thông số tính toán ngoài trời.
Mùa
Thông số
Nhiệt độ t
N
,
o
C
Độ ẩm
N
ϕ
,
%
Entanpy I
N
,
kJ/kg
Độ chứa ẩm d
N

,
g ẩm/kg kkk
Nóng 33.7 59 84 19.5
Thông số tính toán trong nhà
Các thông số tính toán trong nhà t
T
,
T
ϕ
cần phải được chọn phù hợp với yêu cầu vệ sinh
và yêu cầu kinh tế.
Thông số tính toán trong nhà được chọn theo TCVN 5687-1992 và được giới thiệu
trong bảng 1.2
Bảng 2.2. Thông số tính toán không khí trong nhà.
Trạng
thái lao
động
Mùa hè Mùa đông
t,
o
C
ϕ
, %
t,
o
C
ω
, %
lao động
nhẹ

24-27 60-75 20-24 60-75
12
Theo TCVN mới ta chọn nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi cho công trình theo bảng 1.1
giáo trình hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí [1, tr. 9] như sau :
Bảng 2.3 Thông số tính toán không khí trong nhà.
Nhiệt độ t
T
,
o
C
Độ ẩm
T
ϕ
,
%
Entanpy I
T
,
kJ/kg
Độ chứa ẩm d
T
,
g ẩm/kg kkk
25 65 53 14
Gió tươi và hệ số thay đổi không khí:
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992 (Bảng 1.4[1]), lượng gió tươi cần
cho 1 người trong 1 giờ phần lớn đối với các công trình là 20 m
3
. Tuy nhiên lượng gió
tươi này không được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn. Tức là việc cấp gió tươi cho

công trình phải đáp ứng được 2 điều kiện:
- Đạt tối thiểu 20 m
3
/h.người.
- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn (cần chú ý khi tính toán nhiệt bằng
phương pháp Carrier thì ta không cần phải tuân theo điều kiện này).Trong đó lưu lượng
không khí tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân hệ số thay đổi không khí.
Hệ số thay đổi không khí
Theo bảng 1.4[1], có giới thiệu một số giá trị định hướng về gió tươi và hệ số thay
đổi không khí đối với một số không gian điều hòa. Ta có thể chọn như sau:
Bảng 2.4. Gió tươi và hệ số thay đổi không khí.
Tên phòng Gió tươi, m
3
/h.người
Hệ số thay đổi không khí,
m
3
/h/m
3
phòng
Trường học 20 - 30 3 - 6
13
Văn phòng, phòng làm việc 30 - 50 3 - 8
Độ ồn cho phép:
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi truờng nên nó cần được
khống chế, đặc biệt là đối với điều hòa tiện nghi và một số công trình điều hòa như phòng
studio, phát thanh, ghi âm, rạp chiếu phim, phòng học…Độ ồn được Bộ Xây dựng Việt
Nam qui định trong tiêu chuẩn ngành 20 TCN 175-90.
Theo bảng 1.5[1], độ ồn cho phép cực đại có thể chọn là 30 ÷ 50 dB.
Tốc độ không khí:

Tốc độ không khí trong không gian điều hòa có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi
nhiệt và mức độ ra mồ hôi của cơ thể con người với môi trường xung quanh. Khi tốc độ
không khí lớn, cường độ trao đổi nhiệt, ẩm tăng. Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ lớn
thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh và ngược lại. Do vậy cần phải chọn tốc độ gió cho
phù hợp.
Tốc độ gió phù hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ
ẩm, trạng thái sức khỏe, thói quen…Thông thường tốc độ gió tiện nghi được lấy trong
khoảng 0,3 ÷ 1,5 m/s. Tuy nhiên, qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu
khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25 m/s.
2.2 Tính toán cân bằng nhiệt ẩm
Lựa chọn phương pháp tính toán
Trong không gian điều hòa luôn phát sinh nguồn nhiệt thừa và ẩm thừa. Nhiệm vụ cơ bản
của điều hoà không khí là cấp không khí có trạng thái thích hợp sau khi đã được xử lí
nhiệt, ẩm vào không gian điều hòa để khử nhiệt thừa và ẩm thừa đó. Bằng cách đó giữ
cho nhiệt độ, độ ẩm của không khí bên trong không gian điều hòa ổn định ở mức đã chọn .
14
Nguồn nhiệt thừa, ẩm thừa là tổng cộng các lượng nhiệt ẩm truyền qua kết cấu bao
che của không gian phòng do chênh lệch nhiệt độ, áp suất riêng phần hơi nước trong
không khí giữa bên ngoài và bên trong phòng cùng với lượng nhiệt ẩm xâm nhập vào
phòng hoặc phát sinh ra bên trong phòng từ các nguồn nhiệt ẩm khác nhau như bức xạ
mặt trời, thắp sáng, cơ thể con người…
Có nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định năng suất lạnh
yêu cầu. Tuy nhiên có hai phương pháp phổ biến được áp dụng tính toán là phương pháp
truyền thống và phương pháp Carrier. Ở đây em chọn phương pháp Carrier để tính cân
bằng nhiệt ẩm vì phương pháp này vừa dễ hiểu vừa chi tiết, khoa học.
Công trình “ Giảng đường G7 ” được xây dựng với mục đích dùng làm một nơi
giảng dạy và học tập của giảng viên và sinh viên. Nó bao gồm 5 tầng, tuy đều có chức
năng giống nhau nhưng có một số đặc điểm kiến trúc khác nhau nên trong quá trình tính
toán nhiệt ta phải tính cho riêng từng tầng. Tổng nhiệt hiện thừa, nhiệt ẩm thừa của công
trình là lượng nhiệt hiện thừa, nhiệt ẩm thừa của cả 5 tầng. Dựa vào lượng nhiệt thừa tính

toán được của mỗi tầng mà ta sẽ phân phối số lượng các dàn lạnh có công suất phù hợp.
Năng suất lạnh của hệ thống Qo là tổng nhiệt thừa, nhiệt ẩm của công trình:
0 âtt ht
Q Q Q Q= = +
∑ ∑
Trong đó:Q
ht
: nhiệt hiện thừa.
Q
at
: nhiệt ẩm thừa.
Theo Carrier các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa được tính toán theo sơ đồ
dưới đây:
15
Q0 = Qt = Qht +Qât
Nhiệt hiện thừa Qht do: Nhiệt ẩn thừa Qât do:
Gió tươi hiện QhNGiótươi ẩn QâN
Đèn Q31Máy Q32
Người hiện Q4hNgười ẩn
Q4â
Gió lọt ẩn Q5âGió lọt hiện Q5h
Vách Q22Nền Q23
Khác Q6
Trần Q21
Qua kính
Q11
Do gió tươi QN Nhiệt toả Q3
Người Q4
Gió lọt Q5Bức
xạ

Q1
∆t qua bao che Q2 Nguồn khác
Q6
2.3Tính nhiệt thừa và nhiệt ẩn
2.3.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q
11
Giảng đường G7 là một công trình theo hướng Bắc Nam. Tất cả các phòng đều có cửa
sổ lắp kính nhưng quay theo hướng Bắc và hướng Nam nên chịu bức xạ mặt trời khá nhỏ.
Đa số các cửa kính đều thẳng đứng theo kiến trúc của công trình, kính được lựa chọn sao
cho hạn chế tối đa lượng nhiệt bức xạ mặt trời xâm nhập vào phòng nhưng vẫn đảm bảo
đủ độ sáng trong phòng, tạo cảm giác thoải mái cho sinh viên và tính thẩm mĩ của công
trình.
Để xác định hướng nhận bức xạ nhiệt chính của công trình, ta tiến hành tính toán
riêng cho từng hướng khác nhau. So sánh các kết quả tính toán được, hướng chính là
hướng nhận được lượng bức xạ lớn nhất. Nhiệt bức xạ xâm nhập vào công trình từ các
16
hướng còn lại sẽ được tính theo hướng chính đã chọn. Ở đây ta chỉ cần so sánh lượng
nhiệt bức xạ xâm nhập vào công trình theo 2 hướng: hướng Bắc và hướng Nam. Hai
hướng Đông, Tây không có diện tích kính.
Nhiệt bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức:
Q
11
= n
t
. Q
11
’

Trong đó:
- n

t
: Hệ số tác động tức thời, được chọn căn cứ vào hướng bức xạ, thời điểm bức xạ
của hướng có nhiệt bức xạ lớn nhất. Hệ số n
t
= f(g
s
) với g
s
( kg/m
2
sàn ) là giá trị
mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che ( bao
gồm: tường, trần, sàn ). Giá trị của g
s
tính như sau:
=
s
g
s
F
GG
,,,
5,0+
(kg/m
2
)
G
’
: Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời và của
sàn nằm trên mặt đất, kg.

G”: Khối lượng tường không tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn không nằm
trên mặt đất, kg.
F
s
: Diện tích sàn, m
2
.
-
'
11
Q
: Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, W.
Vì tất cả các cửa đều lắp kính khác kính cơ bản và bên trong không có rèm che nên
'
11
Q
được tính theo công thức sau:
Q
’
11
= F.R
T
. ε
c
. ε
đs
. ε
mm
. ε
kh

. ε
m
. ε
r

Trong đó:
17
- ε
c
: Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển. Được tính theo biểu
thức:
023,0.
1000
1
H
c
+=
ε
Trường Đai học Nha Trang được xây dựng trên đồi LaSan có độ cao so với mặt
nước biển là khoảng 40m.
ε
c
=
100092,1023,0
1000
40
1023,0
1000
1 ≈=×+=×+
H

-
đs
ε
: Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương của
không khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của không khí ở trên mặt nước
biển là 20
0
C, xác định theo biểu thức:
13,0.
10
20
1
−
−=
s
đs
t
ε

Dựa vào đồ thị I-d ta xác định được nhiệt độ đọng sương t
s
= 24,5
0
C
9415.013,0.
10
205,24
1 =
−
−=

đs
ε
Lấy ε
đs
=0,94.
-
mm
ε
:Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không có mây mù thì
mm
ε

= 1
-
kh
ε
: Hệ số ảnh hưởng của khung, khung kim loại chọn
kh
ε
= 1,17.
-
m
ε
: Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản.
- ε
r
: Hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong
kính.
18
Toàn bộ cửa sổ, cửa ra vào của các phòng ở giảng đường G7 đều sử dụng một loại kính

như nhau: kính Calorex màu xanh, dày 6 mm, không có rèm che.
Theo bảng 4.3.[TL1], ta chọn
m
ε
= 0,57. Vì không có rèm che nên ta lấy ε
r
= 1. Từ đó ta
có giá trị các hệ số liên quan được cho ở bảng dưới.
Bảng 2.1: Bảng liệt kê giá trị các hệ số liên quan
Hệ số ε
c
ε
đs
ε
mm
ε
kh
ε
m
ε
r
Giá trị 1 0,94 1 1,17 0,57 1
-F: Diện tích cửa kính có tính cả khung, m
2
.
Diện tích cửa kính của các tầng theo các hướng khác nhau sẽ được tính toán và
thống kê chi tiết ở bảng 1.1
- R
T
: Bức xạ mặt trời qua cửa kính vào trong phòng (W/m

2
).
Giá trị của R
T
phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính.
Nha Trang ở vĩ độ 10, tra bảng 4.2 [152, TL2], ta có các giá trị của R
T
như sau:
- R
T
= R
tmax
= 126 W/m
2
Tính toán ví dụ cho tầng 2 (do cấu trúc tầng 2 giống tầng 3,4,5). Cấu trúc tầng 1 chỉ
gồm 2 phòng. Các thông số tầng 2:
- Chiều dài mỗi phòng 11m, chiều rộng mỗi phòng 8m. Mỗi tầng gồm 5 phòng ( trừ
tầng 1 có 2 phòng)
- Lấy vật lệu tường có khối lượng 360 kg/ m
2
, của sàn 410 kg/m
2
.
- Tổng diện tích kính: theo thống kê bảng 1.2 ta có
S
kính hướng Bắc
= 280,3 m
2
S
kính hướng Nam

= 308,6 m
2

Xác định giá trị n
t
- Diện tích sàn: Fs = 8x11x5 = 440 m
2
19
- Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời và của sàn
nằm trên mặt đất:
G’ = 360.( F
B
+ F
N
) + 410. Fs
= 360x( 28,46+26,36 ) + 410x88x2 = 91895,2 kg.
- Khối lượng tường không trực tiếp tiếp xúc với bức xạ mặt trời và của sàn và trần
không nằm trên mặt đất:
G’’= 360(F
T
+ F
Đ
) + 410.F
S
= 360(29,6 + 29,6) + 410x88x3x5 = 562512 kg.
Thay G’, G”, F
S
vào công thức, ta có:
=
s

g
s
F
GG
,,,
5,0+
=
588
562512.5,02.91895
x
+
= 848,07 (kg/m
2
).
Tra bảng 4.7 [157 – TL1], ta có các giá trị n
t
:
Ta có g
s
=848.07 > 700 ta chọn n
t
=0,74 vào tháng 5
Ví dụ tính Q
11
cho phòng 201:
Q
’
11
= F.R
T

.ε
c
. ε
đs
. ε
mm
. ε
kh
. ε
m
. ε
r
Với F= F
kính hướng bắc
+ F
kính hướng nam
= 12,24+14,34=26,58 m
2
Q
’
11
= 26,58.126.1.0,9415.1.1,17.0,57.1 = 2102,84 W
Q
11
= n
t
.Q’
11
= 0,76.2102,84 = 1598,16 W
Tương tự tính toán cho tất cả các phòng

Số liệu tính toán được thống kê trong bảng 2.5
Như vậy tổng lượng nhiệt bức xạ qua kính Q
11
=35412,04 W = 35,4 kW
20
2.3.2 Nhiệt truyền qua mái do bức xạ mặt và do chênh lệch nhiệt độ Q
21
.
Mái bằng của phòng điều hòa có 3 dạng:
Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa khi đó
= 0, Q
21
= 0.
Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa khi đó
)(5.0
TN
ttt −=∆
,
k lấy theo bảng 4.15. [170 - TL1].
Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời ( tầng thượng ) thì lượng nhiệt truyền vào phòng
gồm 2 thành phần: do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà
và ngoài nhà.
Đối với tòa nhà này thì xảy ra 2 trong 3 trường hợp trên:
Tầng 1: tầng 1 có điều hòa và bên trên là tầng 2 cũng điều hòa do đó ta tính theo trường
hơp 1.
Tầng 2: tính toán tương tự như tầng 1
Tầng 3: tính toán tương tự như tầng 1
Tầng 4: tính toán tương tự như tầng 1
Tầng 5: tính theo trường hợp 3
- Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một toà nhà điều hòa, nghĩa là bên trên

cũng là không gian điều hòa khi đó
t∆
= 0 và Q
205
= 0.
- - Trong công trình này thì toàn bộ các phòng tầng 5 trên trần không điều hòa do đó
có tổn thất nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ, nó chịu 2 thành phần nhiệt là
tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong
nhà và ngoài nhà, bức xạ mặt trời hấp thụ vào mái làm cho mái nóng dần lên,
lượng nhiệt hấp thụ một phần truyền qua kết cấu của trần vào không gian điều hòa
21
phía dưới và một phần nhiệt tỏa ngay vào không khí ngoài trời bằng đối lưu và
bức xạ.
2.3.3 Tính toán nhiệt truyền qua mái và chênh lệch nhiệt độ Q
21
theo trường
hợp 3
Dưới tác dụng của bức xạ mặt trời mái dần dần nóng lên do hấp thụ nhiệt. Một
phần lượng nhiệt hấp thụ tỏa ngay vào không khí ngoài trời do bức xạ và đối lưu. Một
phần truyền qua kết cấu mái vào trong phòng điều hòa và tỏa vào trong đó bằng đối lưu
và dẫn nhiệt. Chính vì lý do này mà ta cần phải đi xác định lượng nhiệt này. Để thuận
tiện cho việc tính toán,ta tính ví dụ cho phòng 501.
Việc xác định dòng nhiệt này tương đối phức tạp người ta thường tính toán gần đúng
bằng biểu thức:
Q
21
= k.F.∆t
tđ
, (W)
Trong đó:

F: Diện tích trần phòng 501 có: F =88 (m
2
)
∆t
tđ
: Hiệu nhiệt độ tương đương
∆t
tđ
= 1 do có mái che
t
N
: Nhiệt độ không khí ngoài trời, t
N
= 33,7
0
C
t
T
: Nhiệt độ không khí bên trong không gian điều hòa, t
T
= 25
0
C
k

- hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu và vật liệu làm mái. Kết cấu của
trần gồm :
22
1- Gạch nung màu.
2- Vật liệu cách ẩm.

3- Vật liệu cách nhiệt.
4- Lớp vữa xi măng.
5- Lớp bê tông cốt thép.
Tra bảng 4.9 [TL1- trang 163] :
Trần bê tông dày 100 mm lớp vữa xi măng cát dày 25 mm trên có lớp bitum, 317 kg/m
2
.
Ta chọn k = 1,72
Ví dụ tính cho phòng 501
FkQ
Ttđ
36,1511.88.72,1
501
21
==∆=
W
Tương tự ta tính được các phòng 502,503,504,505 ở bảng 2.6
Từ bảng 2.6 có nhiệt truyền qua mái do bức xạ Q
22
= 756,8 W
2.3.4 Nhiệt hiện truyền qua vách, Q
22
Nhiệt truyền qua vách Q
22
bao gồm 2 thành phần:
- Do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài trời và trong nhà ∆t = t
N
- t
T
- Do bức xạ mặt trời vào tường, tuy nhiên ta coi lượng nhiệt này là không đáng kể.

Nên nhiệt truyền qua vách chủ yếu là do chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên
ngoài nhà.
Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau:
Q
22
= ∑Q
i
= k
i
.F
i
.∆t (3.3)
= Q
22t
+ Q
22c
+ Q
22k
, (W)
Trong đó:
k
i
: Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/m
2
K
F
i
: Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m
2

2.3.5Nhiệt truyền tường, Q
22t
Nhiệt truyền qua tường được xác định theo biểu thức:
Q
22t
= ∑k.F.∆t, W
23
Trong đó:
F: Diện tích tường, m
2
k: Hệ số truyền nhiệt qua tường và được xác định theo biểu thức:
k =
∑
++
Ti
i
N
αλ
ρ
α
11
1
, W/m
2
K
α
N
: Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường.
- Khi tiếp xúc với không khí ngoài trời, ta chọn α
N

= 20 W/m
2
K.
- Khi tường tiếp xúc với không gian đệm (hành lang) α
N
= 10 W/m
2
K.
α
T
: Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, α
T
= 10 W/m
2
K. [166 - TL1]
δ
i
: Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, m.
λ
i
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, W/mK
Theo kết cấu xây dựng của tường bao dã cho ở bảng 2.1, hình 2.1, ta xác định được hệ số
truyền nhiệt k của tường bao:
- Với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời:
k
10
1
52,0
18,0
93,0

01,0
.2
20
1
1
+++
=
= 1,93 W/m
2
K.
- Với tường tiếp xúc với không gian đệm:
k
10
1
52,0
18,0
93,0
01,0
.2
10
1
1
+++
=
= 1,76 W/m
2
K.
∆t: Độ chênh lệch nhiệt độ, K
24
- Đối với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời:

∆t = t
N
– t
T
= 33,7 – 25 = 8,7
o
K
- Đối với tường tiếp xúc với không khí hành lang đệm:
∆t = t
N
– t
T
= 29 – 25 = 4
o
K
Vậy theo biểu thức (3.3.1) nhiệt truyền qua tường là:
Q
1
22t
= F.1,93.8,7 = 16,79.F, W.
Hoặc Q
2
22t
= F.1,76.4 = 7,04.F, W.
Đặc điểm chung của tất cả các phòng là đều tiếp xúc với hành lang đệm, có 3 trường hợp
xảy ra :
- Trường hợp 1 : các phòng có một mặt tiếp xúc với phòng vệ sinh mặt khác tiếp
xúc với phòng điều hòa, đó là các phòng nằm ở 2 đầu tầng ( 102, 203, phòng GV,
303, 403, 503 )
- Trường hợp 2 : các phòng nằm giữa 2 phòng điều hòa, đó là các phòng 202, 302,

402, 502)
- Trường hợp 3 : phòng có mặt tiếp xúc với phòng điều hòa mặt không tiếp xúc với
hành lang đệm, đó là các phòng 101, 201, 204, 205, 301, 304, 305, 401, 404, 405,
501, 504, 505.
Đối với trường hợp 1, ta coi mặt tường tiếp xúc với phòng vệ sinh như tiếp xúc với hành
lang đệm vì ta không bố trí dàn lạnh điều hòa cho phòng vệ sinh.
Đối với trường hợp 2, ta coi chênh lệch nhiệt độ giữa 2 mặt tường có tiếp xúc với phòng
có điều hòa ∆t = 0, do đó ta chỉ tính toán đối với 2 mặt tiếp xúc với hành lang đệm.
Đối với trường hợp 3 ta tính theo trường hợp không tiếp xúc với hành lang đệm
Tính toán ví dụ đối với phòng 201
Các thông số kỹ thuật của phòng 201 :
25