Thiết kế hệ thống phòng sạch nhà máy công ty k won vina bắc ninh đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:
“THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHỊNG SẠCH NHÀ MÁY CƠNG TY
K-WON VINA BẮC NINH”
Giảng viên hướng dẫn

: Th.S Phạm Thế Văn

Sinh viên thực hiện

: Vũ Cao Đạt

Ngày sinh

: 30/01/2000

Lớp

: DCKTN9.10

Ngành

: Công nghệ kỹ thuật nhiệt

Khoa

: Nhiệt - Điện lạnh

Khóa

:9

Mã sinh viên

: 187510206210

Bắc Ninh, năm 2022


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐÔNG Á
----------------

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên : Vũ Cao Đạt

Khóa : 9

Lớp : DC KTN9.10

1. Tên đề tài:Thiết kế hệ thống phòng sạch nhà máy công ty K-WON VINA Bắc Ninh.
2. Các số liệu ban đầu: cơng trình ở khu cơng nghiệp Quế Võ thuộc tỉnh Bắc Ninh.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn :
- Tổng quan về phịng sạch
- Giới thiệu về cơng trình, phân tích lựa chọn cấp dhkk và thơng số tính tốn
- Tính cân bằng nhiệt, cân bằng ẩm và kiểm tra đọng sương
- Thành lập và tính tốn sơ đồ điều hịa khơng khí

- Tính chọn thiết bị
- Tính thiết kế bộ tải ống gió
- Tính chọn Air shower
- Tính kinh tế kỹ thuật

4. Các bản vẽ :
- Bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị hệ thống điều hịa khơng khí
- Bản vẽ mặt bằng đường ống gió
- Bản vẽ mặt bằng nước ngưng

5. Giảng viên hướng dẫn : Ths. Phạm Thế Văn
6. Ngày giao nhiệm vụ :……………………
7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ : ……………
8. Điểm :

Bằng số : …………

Bằng chữ : …………
………,Ngày … tháng … năm 2022

TRƯỞNG KHOA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN

Trước khi bắt đầu trình bày phần thuyết minh, với lòng biết ơn sâu sắc nhất,
em xin cảm ơn quý thầy cô ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt trường đại học cơng
nghệ Đơng Á đã tận tình truyền đạt kiến thức cũng như giúp đỡ em trong quá trình
học tập tại trường.
Đặc biệt, em xin ghi nhớ sự nhiệt tình của thầy Phạm Thế Văn, người trực
tiếp hướng dẫn và đã giúp em hoàn thành đề tài này.
Sau cùng, em cũng xin cảm ơn tới những người anh khóa trên đã đóng góp
ý kiến và hỗ trợ thơng tin để em hoàn thiện đề tài.
Tuy nhiên trong quá trình nghiên cứu đề tài, do kiến thức chuyên ngành cịn
hạn chế nên em vẫn cịn nhiều thiếu sót khi tìm hiểu, đánh giá và trình bày về đề
tài. Rất mong nhận được sự quan tâm, đóng góp ý kiến của các thầy giảng viên
bộ môn để đề tài của em được đầy đủ và hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Bắc Ninh, tháng 11 năm 2022
Sinh viên

Vũ Cao Đạt


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

LỜI GIỚI THIỆU
Cuộc sống hiện đại ngày càng phát triển và nâng cao, khiến cho các tiêu
chuẩn về mức độ sạch và an tồn càng khắt khe. Từ đó mà thế giới đã xuất hiện
phịng sạch, nó dường như là cấu trúc khơng thể thiếu cho rất nhiều các lĩnh vực
hiện nay như dược phẩm, thực phẩm, sản xuất điện tử, chất bán dẫn, vi sinh học,

thí nghiệm, bệnh viện, cơng nghệ nano,…
Với mỗi lĩnh vực khác nhau, quy trình sản xuất và tiêu chuẩn hệ thống phịng
sạch sẽ có những quy định, địi hỏi khác nhau. Trong ngành điện tử nói chung,
đặc biệt là trong sản xuất các loại linh kiện điện tử, vi mạch, bán dẫn, yêu cầu đối
với cấp độ sạch của môi trường sản xuất là rất quan trọng. Việc ứng dụng phòng
sạch vào sản xuất điện tử đã dần trở thành điều kiện tiên quyết. Phòng sạch thiết
kế để đảm bảo những tiêu chuẩn cần thiết về: chống bụi bẩn tuyệt đối, ổn định
được nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và khả năng chống tĩnh điện,… là những vấn đề
quan trọng trong quá trình sản xuất điện tử.
Dưới nhiệm vụ được đặt ra là thiết kế hệ thống phịng sạch nhà máy cơng ty
K-WON VINA Bắc Ninh, em có cơ hội được nghiên cứu và tìm hiểu kỹ hơn về
một hệ thống hiện đại như phòng sạch. Qua đó em nhận được những kiến thức bổ
ích, những kinh nghiệm quý báu và hơn nữa là nhận thấy được thiếu sót của bản
thân và cần phải cố gắng hơn nữa để hồn thiện bản thân trong q trình nghiên
cứu và công tác sau này.

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 1


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ PHỊNG SẠCH ................................................... 8

1.1

Định nghĩa phịng sạch ....................................................................................... 8

1.2

Q trình hình thành và phát triển của phịng sạch ............................................. 8

1.3

Tiêu chuẩn phòng sạch ....................................................................................... 9

CHƯƠNG 2:
2.1
2.1.1

GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH .................................................... 11

Tổng quan về cơng trình .................................................................................. 11
Tổng quan về tỉnh Bắc Ninh ......................................................................... 11

2.1.1.1 Vị trí địa lý .................................................................................................... 11
2.1.1.2 Địa hình ........................................................................................................ 12
2.1.1.3 Khí hậu ......................................................................................................... 12
2.1.1.4 Kinh tế .......................................................................................................... 12
2.1.2

Giới thiệu về cơng trình.................................................................................. 13

2.1.3

Chọn cấp điều hịa khơng khí ......................................................................... 13

2.2

Các thơng số tính toán .................................................................................... 14

2.2.1

Phân loại độ sạch và chọn số lần trao đổi khơng khí ....................................... 14

2.2.2

Tiêu chuẩn về độ ồn ....................................................................................... 15

2.2.3

Tiêu chuẩn về áp suất ..................................................................................... 15

2.2.4

Thơng số tính tốn trong nhà .......................................................................... 15

2.2.5

Thơng số tính tốn ngồi trời ......................................................................... 16

2.2.6

Diện tích mặt bằng, tường , kính phịng sạch .................................................. 17

2.3

Các kiểu thiết kế phòng sạch .......................................................................... 18

2.3.1

Kiểu phòng thơng hơi hỗn loạn ...................................................................... 18

2.3.2

Phịng sạch kiểu định hướng hồn tồn .......................................................... 19

2.3.3

Chọn phương án thiết kế phịng sạch .............................................................. 20

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 2


Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG 3:

Khoa nhiệt - điện lạnh

TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CƠNG TRÌNH .................... 21

3.1

Tổng quan về cân bằng nhiệt ẩm .................................................................... 21

3.2

Tính cân bằng nhiệt ........................................................................................ 22

3.2.1

Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11 ...................................................................... 22

3.2.2

Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t : Q21 .................................... 22

3.2.3

Hệ số truyền nhiệt qua vách Q22 ..................................................................... 23

3.2.4

Nhiệt hiện truyền qua nền .............................................................................. 25

3.2.5

Nhiệt hiện tỏa do đèn chiếu sáng Q31.............................................................. 26

3.2.6

Nhiệt hiện tỏa ra do máy móc Q32 .................................................................. 28

3.2.7

Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa Q4.................................................................... 29

3.2.8

Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Qhn và Qân .......................................... 29

3.2.9

Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q5h và Q5a............................................................. 30

3.2.10 Tổng Q ......................................................................................................... 31
3.2.11 Kiểm tra đọng sương trên vách ..................................................................... 31
CHƯƠNG 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TỐN SƠ ĐỒ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ.. 33
4.1

Hệ số nhiệt hiện phòng ................................................................................... 33

4.2

Hệ số nhiệt hiện tổng...................................................................................... 34

4.3

Hệ số đi vòng ................................................................................................. 35

4.4

Hệ số nhiệt hiệu dụng..................................................................................... 35

4.5

Nhiệt độ đọng sương của thiết bị .................................................................... 36

4.6

Xác định lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh ................................................... 37

4.7

Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh .................................................................... 37

CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA
KHƠNG KHÍ ... ........................................................................................................ 40
5.1

Giới thiệu tổng quát về các hệ thống ĐHKK .................................................. 40

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 3


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

5.1.1

Hệ thống điều hịa khơng khí cục bộ RAC ..................................................... 40

5.1.2

Hệ thống điều hịa khơng khí tổ hợp nhỏ gọn ................................................. 41

5.1.3

Hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm Water Chiller .................................... 41

5.1.4

Hệ thống điều hịa khơng khí VRV (VRF) ..................................................... 43

5.2

Lựa chọn hệ thống điều hịa khơng khí ........................................................... 44

5.3

u cầu đối với việc chọn máy và thiết bị ...................................................... 45

5.4

Tính tốn và lựa chọn thiết bị phù hợp với hệ thống điều hịa khơng khí ........ 45

CHƯƠNG 6:

TÍNH TỐN THIẾT KẾ BỘ TẢI ỐNG GIĨ .................................. 48

6.1

Fan Filter Unit................................................................................................ 48

6.2

Tính chọn FFU ............................................................................................... 51

6.3

Tính tốn thiết kế đường ống gió .................................................................... 52

6.3.1

Phương pháp thiết kế đường ống gió .............................................................. 52

6.3.2

Tính chọn, thiết kế đường ống gió .................................................................. 52

6.3.3

Tính tổn thất áp suất trên đường ống gió ........................................................ 54

6.4

Chọn quạt....................................................................................................... 58

CHƯƠNG 7:

AIR SHOWER ................................................................................ 60

7.1

Giới thiệu chung về buồng tắm khí (Air shower) ............................................ 60

7.1.1

Giới thiệu chung ............................................................................................ 60

7.1.2

Nguyên lý hoạt động của Air shower : ........................................................... 62

7.2

Cấu tạo của air shower ................................................................................... 63

7.3

Tính chọn air shower...................................................................................... 66

CHƯƠNG 8:
8.1

Tính kinh tế kỹ thuật ........................................................................ 67

Bảng tổng hợp các vật tư , thiết bị của phòng sạch ......................................... 67

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 4


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 phịng sạch kiểu thơng hơi hỗn loạn ............................................................ 18
Hình 2.2 Mặt cắt phịng sạch kiểu định hướng hồn tồn ........................................... 19
Hình 2.3 Dịng khơng khí di chuyển trong phịng sạch ............................................... 20
Hình 3.1 sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và ẩn chính theo Carrier ............................. 21
Hình 3.2 Tường đơi ................................................................................................... 23
Hình 3.3 Cấu trúc dải nền .......................................................................................... 25
Hình 3.4 Đèn led tp đơi .......................................................................................... 27
Hình 4.1 hệ số nhiệt hiện phòng ɛhf và cách xác định quá trình biến đổi V-T ............. 33
Hình 4.2 hệ số nhiệt tổng ɛht và sự biến đổi khơng khí HV trong dàn lạnh ................. 34
Hình 4.3 Sơ đồ tuần hồn một cấp với các hệ số nhiệt hiện ........................................ 36
Hình 4.4 Sơ đồ tuần hoàn hai cấp để điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm thổi vào............... 38
Hình 5.1 Điều hịa cục bộ hãng Đaikin....................................................................... 47
Hình 6.1 Thiết bị FFU................................................................................................ 48
Hình 6.2 Cấu tạo FFU ................................................................................................ 49
Hình 6.3 Màng lọc hepa ............................................................................................. 50
Hình 6. 4 Quạt âm trần nối ống gió ............................................................................ 58
Hình 7.1 Buồng tắm khí (air shower) ......................................................................... 60
Hình 7.2 Hướng di chuyển của khơng khí trong buồng thổi khí ................................. 62

Hình 7.3 Cấu tạo của air shower ................................................................................ 63

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 5


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 ( 1963 ) .................................................. 10
Bảng 1.2 Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 E (1992) ................................................ 10
Bảng 1.3 Giới hạn hàm lượng bụi trong tiêu chuẩn ISO 14644-1 ............................... 10
Bảng 2.1 Các ví dụ về phịng sạch vi điện tử .............................................................. 14
Bảng 2.2 Thơng số tính tốn trong nhà....................................................................... 16
Bảng 2.3 Nhiệt độ và độ ẩm tính tốn ngồi trời ........................................................ 16
Bảng 2.4 Thơng số tính tốn ngồi trời ...................................................................... 17
Bảng 2.5 Diện tích mặt bằng ...................................................................................... 17
Bảng 2.6 Diện tích tường ........................................................................................... 17
Bảng 2.7 Diện tích kính ............................................................................................. 18
Bảng 3.1 Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu ........................................................................ 24
Bảng 3.2 Nhiệt truyền qua vách vào phòng sản xuất .................................................. 24
Bảng 3.3 Nhiệt truyền qua vách vào phòng kiểm tra .................................................. 25
Bảng 3.4 Nhiệt hiện truyền qua nền phòng kiểm tra ................................................... 26
Bảng 3.5 Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sáng .................................................................... 28
Bảng 3.6 Hiệu suất và công suất của một số thiết bị ................................................... 28
Bảng 3.7 Nhiệt tỏa ra do máy móc phịng kiểm tra..................................................... 28

Bảng 3.8 Nhiệt tỏa ra do máy móc phịng sản xuất..................................................... 29
Bảng 3.9 Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra ................................................................. 29
Bảng 3.10 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào ...................................................... 30
Bảng 3.11 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt ........................................................................ 31
Bảng 3.12 Tổng nhiệt hiện và nhiệt ẩn ....................................................................... 31
Bảng 4.1 Hệ số nhiệt hiện phòng ............................................................................... 34
Bảng 4.2 Lưu lượng khơng khí qua dàn lạnh.............................................................. 37
Bảng 4.3 Nhiệt độ khơng khí sau dàn lạnh ................................................................. 37
Bảng 4.4 Tổng hợp kết quả tính sơ đồ điều hịa khơng khí ......................................... 39
Bảng 6.1 Thông số kỹ thuật của FFU ......................................................................... 51
Bảng 6.2 Bảng tính thiết kế đường ống gió cho hệ thống cấp gió tươi 2 ..................... 54
Bảng 6.3 Bảng tính thiết kế đường ống gió cho hệ thống cấp gió tươi 1 ..................... 54
Bảng 6.4 Bảng tính tổn thất áp suất ma sát cho hệ thống cấp gió tươi 1 ..................... 55

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 6


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

Bảng 6.5 Bảng tính tổn thất áp suất ma sát cho hệ thống cấp gió tươi 2 ..................... 55
Bảng 6.6 Tổn thất áp suất suất cục bộ qua côn thu của hệ thống cấp gió tươi 1 .......... 56
Bảng 6.7 Tổn thất áp suất cục bộ qua côn thu của hệ thống cấp gió tươi 2 ................. 56
Bảng 6.8 Tổn thất áp suất cục bộ qua rẽ nhánh của hệ thống cấp gió tươi 1 ............... 57
Bảng 6.9 Tổn thất áp suất cục bộ qua rẽ nhánh của hệ thống cấp gió tươi 2 ............... 57
Bảng 6.10 Các trở lực khác ........................................................................................ 57
Bảng 7.1 Thông số kỹ thuật của air shower ................................................................ 66

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 7


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHỊNG SẠCH
1.1

Định nghĩa phịng sạch
Phịng sạch là một căn phịng mà ở trong đó rất sạch sẽ, rất kín mà bụi bẩn khơng

thể lọt vào được. Theo định nghĩa về phòng sạch theo tiêu chuẩn ISO 14644 – 1 thì
phịng sạch “là một phịng mà bên trong đó các hạt lơ lửng bên trong khơng khí bị khống
chế và nó được xây dựng và sử dụng trong một kết cấu sao cho sự có mặt, sự sản sinh
và duy trì các hạt trong phịng được giảm đến tối thiểu và các yếu tố khác trong phòng
như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất đều có thể khống chế và điều khiển”.

1.2

Q trình hình thành và phát triển của phịng sạch
Ứng dụng đầu tiên của phòng sạch là trong lĩnh vực y tế, các cơng trình ban đầu

được nghiên cứu và phát triển bởi Pasteur, Koch, Lister và các nhà sinh học tiên phong
khác đã chỉ ra rằng: sự nhiễm khuẩn là nguyên nhân của nhiều căn bệnh, mà một trong
những nguyên nhân chính của sự nhiễm khuẩn là sự mất vệ sinh trong môi trường.

Vào những năm 1860, lần đầu tiên Joseph Lister – một giáo sư ở Đại Học Tổng Hợp
Glasgow đã phát triển một hệ thống phòng khép kín nhằm hạn chế các loại bụi bẩn,
chống sự nhiễm khuẩn ở Viện xá Hoàng Gia Glasgow – Royal Infirmary, là một Viện
xá được thành lập bởi trường Đại Học Glasgow, hiện nay đổi tên thành Glasgow Western
Infirmary. Đây được xem như là phòng sạch đầu tiên trên thế giới, tuy nó cịn đơn giản
và sử dụng các thiết bị thô sơ nhưng đã đánh dấu cho bước đầu của ngành cơng nghiệp
sử dụng phịng sạch.
Kể từ thế chiến thứ II, hệ thống phòng sạch đã được ứng dụng nhiều hơn trong việc
sản xuất và chế tạo các loại vũ khí qn sự, súng ống. Do đó mà các thiết bị phòng sạch
như máy hút ẩm, máy hút bụi đơn giản đã được ứng dụng vào trong phòng sạch. Tiếp
đến là nhờ vào việc nghiên cứu và phát triển vũ khí hạt nhân, sinh và hóa dẫn đến sự ra
đời của các hệ thống lọc khơng khí.
Kể từ năm 1955, các hệ thống lọc khơng khí với cơng suất lớn được sản xuất nhằm
đáp ứng được cho nhu cầu của các phịng sạch có kích thước lớn. Trước đây, khi chưa
ứng dụng phịng sạch vào sản xuất, Cơng ty điện tử Western Electric Company
SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 8


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

(Winston-Salem, Mỹ) đã gặp rất nhiều rắc rối khi sản xuất ra các sản phẩm lỗi, hư hỏng
trong quá trình sử dụng do sự có mặt của các hạt bụi có trong khơng khí phịng sản xuất
linh kiện. Do đó mà họ đã ứng dụng phòng sạch vào trong sản xuất với nhiều thiết bị và
máy móc hiện đại hơn như: hệ thống lọc, hệ thống điều khiển, quần áo, trang thiết bị
bảo hộ lao động phòng sạch,… nhằm tránh được các loại bụi bẩn bám vào linh kiện.
Cho đến thời điểm hiện tại, phòng sạch được ứng dụng rất nhiều trong đời sống và

sản xuất như: y tế, khoa học nghiên cứu, nhà máy sản xuất vật liệu, linh kiện điện tử, lý,
hóa, sinh, cơ khí chính xác, dược phẩm,…

1.3

Tiêu chuẩn phịng sạch
Tiêu chuẩn đầu tiên của phịng sạch đó chính là hàm lượng bụi bẩn lơ lửng bên trong

khơng khí được khống chế đến mức nào (các loại bụi bám cũng không loại trừ). Bạn
thử làm phép so sánh giữa sợi tóc người có đường kính khoảng 100 µm, các hạt bụi lơ
lửng bên trong phịng sạch có đường kính từ 0.5 đến 50 µm, vậy sợi tóc có thể gấp từ 2
đến 200 lần các hạt bụi lơ lửng.
Vào năm 1963 tại Mỹ, lần đầu tiên tiêu chuẩn về phòng sạch đã được đưa ra một
cách nghiêm túc, và hiện nay tiêu chuẩn này đã được dùng chung cho toàn thế giới. Tiêu
chuẩn phòng sạch quy định lượng hạt bụi lơ lửng trong một đơn vị thể tích khơng khí,
người ta chia thành các tầm kích cỡ bụi là loại phịng được xác định bởi số lượng hạt
bụi có kích thước lớn hơn 0.5 µm trên một thể tích là 1 foot khối (ft3) khơng khí trong
phịng sạch.
Dưới đây sơ đồ các thơng số u cầu của phịng sạch:
* Tiêu chuẩn Federal Standard 209 (1963) – tiêu chuẩn đo độ bụi phòng sạch.
Đây là tiêu chuẩn đầu tiên đối với phịng sạch, được quy định vào năm 1963 có tên
là 209, thời gian sau tiếp tục được cải tiến, hoàn tiện thành các phiên bản 209 A (1966),
209 B (năm 1973),… cho đến chuẩn 209 E (năm 1992).

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 9


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

Bảng 1.1 Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 ( 1963 )
* Tiêu chuẩn Federal Standard 209 E (1992) – đo độ bụi trong phòng sạch.
Tiêu chuẩn này xác định hàm lượng bụi lửng trong khơng khí theo đơn vị chuẩn
(đơn vị thể tích khơng khí là m3). Sự phân loại phịng sạch được xác định theo thang
loga của hàm lượng bụi có đường kính lớn hơn 0,5 μm. Dưới đây là bảng tiêu chuẩn FS
209 E.

Bảng 1.2 Giới hạn bụi trong tiêu chuẩn 209 E (1992)
* Tiêu chuẩn ISO 14644-1

Bảng 1.3 Giới hạn hàm lượng bụi trong tiêu chuẩn ISO 14644-1
SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 10


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH
2.1

Tổng quan về cơng trình
Nhà máy K – won vina nằm ở khu công nghiệp Quế Võ tỉnh Bắc Ninh

2.1.1 Tổng quan về tỉnh Bắc Ninh

2.1.1.1 Vị trí địa lý
Tỉnh Bắc Ninh thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ, Việt Nam, nằm gọn trong châu thổ
sông Hồng và liền kề với thủ đô Hà Nội và là một trong 8 tỉnh thuộc vùng Kinh tế trọng
điểm Bắc Bộ, khu vực có mức tăng trưởng kinh tế cao, giao lưu kinh tế mạnh của cả
nước. Bắc Ninh là một tỉnh cửa ngõ phía Bắc của Thủ đơ Hà Nội, trung tâm xứ Kinh
Bắc cổ xưa, mảnh đất địa linh nhân kiệt, nơi có truyền thống khoa bảng và nền văn hóa
lâu đời.
Tọa độ địa lý của tỉnh Bắc Ninh nằm ở 105°54'10"Đ - 106°18'20"Đ và 21°15'55"B
- 20°56'15"B. Phía bắc của tỉnh giáp với tỉnh Bắc Giang, phía nam giáp tỉnh Hưng n,
phía Đơng giáp tỉnh Hải Dương, và phía tây giáp thủ đô Hà Nội. Nằm trong vùng kinh
tế trọng điểm là tam giác tăng trưởng Hà Nội - Hải Phịng - Quảng Ninh - khu vực có
mức tăng trưởng kinh tế cao, giao lưu kinh tế mạnh, Bắc Ninh có nhiều điều kiện thuận
lợi cho sự phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh. Là cửa ngõ phía Đơng Bắc của thủ đơ Hà
Nội, Bắc Ninh là cầu nối giữa Hà Nội và các tỉnh trung du miền núi phía Bắc, trên đường
bộ giao lưu chính với Trung Quốc và có vị trí quan trọng đối với an ninh quốc phòng.
Bắc Ninh bao gồm 02 thành phố (thành phố Bắc Ninh, Từ Sơn) và 6 huyện (Gia
Bình, Lương Tài, Quế Võ, Thuận Thành, Tiên Du, Yên Phong)
Với diện tích 822 km2, Bắc Ninh là tỉnh có diện tích nhỏ nhất cả nước. Tính đến
năm 2019, dân số tỉnh Bắc Ninh là gần 1 triệu 400 ngàn người, chủ yếu là dân tộc Kinh,
Tày và Nùng. Chỉ có khoảng 3,9 % dân số theo tôn giáo gồm Công giáo và Phật giáo.

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 11


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

2.1.1.2 Địa hình
Bắc Ninh có địa hình tương đối bằng phẳng, có hướng dốc chủ yếu từ Bắc xuống
Nam và từ Tây sang Đơng, được thể hiện qua các dịng chảy mặt đổ về sơng Đuống và
sơng Thái Bình. Diện tích đồi núi chiếm tỷ lệ rất nhỏ (0,53%) so với tổng diện tích tự
nhiên tồn tỉnh. Có hai dạng đơ thị vùng đồng bằng và trung du,bên cạnh đó có một số
vùng trũng nếu biết khai thác có thể tạo ra cảnh quan sinh thái đầm nước vào mùa mưa
để phục vụ cho các hoạt động văn hố và du lịch.
2.1.1.3 Khí hậu
Bắc Ninh thuộc vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa đơng lạnh giống như hầu
hết các tỉnh phía Bắc Việt Nam. Thời tiết Bắc Ninh chia làm 4 mùa rõ rệt xuân, hạ, thu
, đông.
Về nhiệt độ giữa các màu, ở Bắc Ninh có sự chênh lệch rõ ràng về nhiệt độ giữa mùa
hè nóng ẩm và mùa đơng khơ lạnh. Nhiệt độ trung bình năm là 23,3°C, sự chênh lệch
nhiệt đạt 15 – 16°C.
Lượng mưa trung bình hàng năm dao động trong khoảng 1.400 - 1.700mm nhưng
phân bố không đều giữa các giai đoạn trong năm. Mùa mưa tập trung chủ yếu từ tháng
5 đến tháng 10, lượng mưa trong giai đoạn này chiếm 80% tổng lượng mưa cả năm.
Mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau chỉ chiếm 20% tổng lượng mưa trong năm.
Tổng số giờ nắng trong năm dao động từ 1.530 - 1.776 giờ, trong đó tháng có nhiều
giờ nắng trong năm là tháng 7, tháng có ít giờ nắng trong năm là tháng 1.
Có 2 loại gió hoạt động chính ở Bắc Ninh là gió mùa Đơng Bắc (từ tháng 10 đến
tháng 3 năm sau) và gió mùa Đơng Nam (từ tháng 4 đến tháng 9, gây mưa rào).
Những điều kiện khí hậu trên là điều kiện thuận lợi để tỉnh Bắc Ninh phát triển các
vùng rau, hoa quả, chăn nuôi, tạo ra giá trị lớn trên một đơn vị diện tích.
2.1.1.4 Kinh tế
Tổng sản phẩm trên địa bàn (GRDP) năm 2020 tuy không đạt mức tăng theo kế
hoạch đề ra nhưng có kết quả tăng trưởng dương GRDP (theo giá so sánh 2010) cả năm
ước đạt 124.975 tỷ đồng, tăng 3,31%; theo giá hiện hành ước đạt 209.227 tỷ đồng, tăng
SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 12


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

4,58%. Kết quả này phản ánh những nỗ lực rất lớn của tỉnh, đặc biệt trong 4 tháng cuối
năm.
Khu vực công nghiệp xây dựng, ngành công nghiệp ước đạt 88.404 tỷ đồng duy trì
mức tăng 5,0% (năm 2019 giảm 0,2%), đóng góp 3,5 điểm phần trăm vào mức tăng
chung. Cùng với xu hướng của cả nước, công nghiệp của Bắc Ninh chuyển dịch theo
hướng phát triển các ngành cơng nghiệp có giá trị tăng cao và qui mô xuất khẩu lớn.
Trong khu vực dịch vụ, đóng góp của một số ngành dịch vụ thị trường có tỷ trọng
lớn vào mức tăng chung như sau: Bán bn bán lẻ tăng 2.8%, đóng góp lớn nhất vào
mức tăng chung 0,12 điểm phân trăm, hoạt động tài chính, ngân hàng và bảo hiểm tăng
8,3%, đóng góp 0,14 điểm phần trăm hoạt động kinh doanh bất động sản tăng 3,9% đóng
góp 0,049 điểm phần trăm, hoạt động giáo dục và đào tạo tăng 40%, đóng góp 0,06 điểm
phần trăm.

2.1.2 Giới thiệu về cơng trình
Cơng trình nằm ở khu công nghiệp Quế Võ (khu vực mở rộng), Xã Phương Liễu,
Huyện Quế Võ, Tỉnh Bắc Ninh.
Công ty làm về sản xuất linh kiện, điện tử. Chủ sở hữu là Kim Wooshik.
Số người lao động là 100.
Cơng trình có kích thước mặt bằng là 48 x 47 (m) trong đó kích thước làm phịng
sạch là 31 x 47 (m)

2.1.3 Chọn cấp điều hịa khơng khí
Theo TCVN mới hướng dẫn cách chọn cấp điều hịa khơng khí cho cơng trình như

sau :
- Cấp 1 có số giờ khơng đảm bảo 35h/ năm , dùng cho các cơng trình đặc biệt quan
trọng như Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh , khách sạn 4-5 sao , các xưởng sản xuất linh
kiện điện tử , quang học , cơ khí chính xác , thuốc hoặc dược liệu đặc biệt …
- Cấp 2 có số giờ đảm bảo 150 ÷ 200h/ năm dùng phổ cập cho các khách sạn, văn
phòng , nhà ở , bệnh viện , trường học , hội trường , rạp chiếu bóng, các xưởng in ấn ,
vải sợ, thuốc lá,…
SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 13


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

- Cấp 3 có số giờ bảo đảm từ 350 ÷ 400h/ năm đung cho các cơng trình khơng địi
hỏi cao về chế độ nhiệt ẩm như căn hộ , nhà ở , các phân xưởng may mặc , da giày , cơ
khí … mà thơng gió cơ khí khơng thể đảm bảo được các thơng số trong nhà u cầu .
Vì là khơng phải là cơng trình đặc biệt quan trọng nên em chọn điều hịa khơng khí
cấp 2 có số giờ bảo đảm 150 ÷ 200 h/ năm ứng với hệ số bảo đảm Kbđ = 0,996 các
xưởng sản xuất linh kiện điện tử.

2.2

Các thơng số tính tốn

2.2.1 Phân loại độ sạch và chọn số lần trao đổi khơng khí
Dựa theo TCVN 8664-4:2011 bảng B.2

Bảng 2.1 Các ví dụ về phịng sạch vi điện tử
U – là dịng khơng khí khơng đẳng hướng
N – là dịng khơng khí đẳng hướng
M – là dịng khơng khí hỗn hợp (U + N)

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 14


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

- Ta xác định được cấp độ sạch cho xưởng sản xuất là ISO 6.
- Độ sạch của khơng khí đạt được bằng cách cho khơng khí đi qua bộ lọc HEPA.
Khơng khí đi qua bộ lọc HEPA càng thường xuyên thì càng ít hạt cịn sót lại trong khơng
khí trong phịng. Số lần trao đổi khơng khí được đề xuất ở trên chỉ là một quy tắc thiết
kế chung. Bởi vì cịn nhiều khía cạnh cần phải xem xét, chẳng hạn như kích thước phịng,
số lượng người trong phịng, thiết bị trong phịng, các q trình liên quan, mức tăng
nhiệt, …
Dựa theo bảng B.2 thì em chọn số lần trao đổi khơng khí trong phịng là 80 lần/h.

2.2.2 Tiêu chuẩn về độ ồn
Mức áp suất âm thanh lựa chọn phải dựa trên cơ sở các yêu cầu đến tiện nghi và an
toàn của nhân viên và xem xét áp suất âm thanh tạo ra trong mơi trường (ví dụ các thiết
bị khác). Dải áp suất âm thanh phù hợp với phòng sạch nằm trong khoảng từ 55dB đến
65dB.

2.2.3 Tiêu chuẩn về áp suất

Tiêu chuẩn về chênh áp suất: Áp suất quá áp tối thiểu giữa các khu vực cấp sạch
khác nhau là 5 Pa. Áp suất giữa khu vực sạch và khu vực không sạch liền kề là 12 – 14
Pa. Khi một số phịng sạch có các mực độ sạch khác nhau được kết hợp thành một khu
vực, cần duy trì một hệ thống phân cấp áp suất dương theo mức độ sạch, bao gồm cả
Airlock.

2.2.4 Thơng số tính tốn trong nhà
Tiêu chuẩn về nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình từ 20 – 26 °C, đây là nhiệt độ an toàn
cho các thiết bị, linh kiện điện tử, giúp cho một vài loại pin hoạt động ổn định và các
mối hàn hoặc liên kết khơng bị nóng chảy.
Tiêu chuẩn về độ ẩm: Độ ẩm trung bình từ 18 – 55%, cần giữ độ ẩm ở mức phù hợp
tùy thuộc vào độ phức tạp của linh kiện điện tử.

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 15


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

Địa Phương

Nhiệt độ

Độ ẩm

Phòng sản xuất Phòng kiểm tra Phòng sản xuất Phòng kiểm tra
Bắc Ninh

21°C

21°C

45%

45%

Bảng 2.2 Thơng số tính tốn trong nhà

2.2.5 Thơng số tính tốn ngồi trời
Nhiệt độ và độ ẩm khơng khí ngồi trời ký hiệu là tN, φN. Chọn thơng số tính tốn
ngồi trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hoà. Lấy theo TCVN 56871992 như sau:
Nhiệt độ tN , [0C]

Độ ẩm N , [%]

Mùa hè

tmax

(tmax)

Mùa đông

tmin

(tmin)

Mùa hè

0,5(tmax + ttbmax)

0,5[(tmax) + (ttbmax)]

Mùa đông

0,5(tmin + ttbmin)

0,5[(tmin) + (ttbmin)]

Mùa hè

ttbmax

( ttbmax)

Mùa đông

ttbmin

( ttbmin)

Hệ thống
Hệ thống cấp I:

Hệ thống cấp II:

Hệ thống cấp III:

Bảng 2.3 Nhiệt độ và độ ẩm tính tốn ngồi trời
Trong đó:
tmax , tmin là nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm, đo lúc 13÷15h.
(tmax), (tmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong
năm.

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 16


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

Tuy nhiên, do hiện nay các số liệu này ở Việt Nam chưa có nên có thể lấy bằng (
ttbmax) và ( ttbmin)
ttbmax , ttbmin là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm.
( ttbmax) và ( ttbmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ trung bình của tháng nóng
nhất và lạnh nhất trong năm.
Hệ thống điều hồ khơng khí tại cơng trình ta chọn hệ thống cấp II nên các thơng số
tính tốn ta chọn như sau:
Mùa hè: tN = 0,5(tmax + ttbmax) , φN = 0,5[(tmax) + (ttbmax)]
Đối với hệ thống điều hịa khơng khí cấp II, tại nhiệt độ trung bình của tháng
nóng nhất. khi đó tra theo bảng 1.7 [TL 1] ta có các thơng số khí hậu:
(vì trong bảng khơng có tỉnh Bắc Ninh nên ta chọn trung bình 2 tỉnh liền kề là Bắc
Giang và Hải Dương)
Địa phương

Mùa nóng

Bắc Ninh

Nhiệt độ ( °C)

Độ ẩm (%)

Nhiệt độ (°C)

Độ ẩm (%)

37

67

8,3

62

Mùa lạnh

Bảng 2.4 Thơng số tính tốn ngồi trời

2.2.6 Diện tích mặt bằng, tường , kính phịng sạch
Phịng

chiều dài chiều rộng Diện tích

Thể tích

Sản xuất

35.2

31.85

1121.12

5605.6

kiểm tra

17.7

12.75

225.675

1128.375

Bảng 2.5 Diện tích mặt bằng

Phịng
Sản xuất

Đơng
143.325

Kiểm tra

40.81

Diện tích tường
Tây
Nam
136.31
176
63.75

88.5

Bắc
162.6
87.06

Bảng 2.6 Diện tích tường

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 17


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

Phịng
Sản xuất
Kiểm
tra

Đơng
0

Diện tích kính
Tây
Nam
6
0

6

0

0

Bắc
8
0

Bảng 2.7 Diện tích kính

2.3

Các kiểu thiết kế phịng sạch

2.3.1 Kiểu phịng thơng hơi hỗn loạn
Ngun lý thơng hơi của phòng sạch kiểu này cũng tương tự như hầu hết các phịng
điều hịa khơng khí phổ thơng như văn phịng hay cửa hàng. Khơng khí (sạch) được
cung cấp bởi máy điều hịa khơng khí được tỏa đi qua hệ thống khuếch tán trên trần nhà

(hình vẽ).

Hình 2.1 phịng sạch kiểu thông hơi hỗn loạn
Người ta gọi là “thông hơi hỗn loạn” là do không khi di chuyển một cách ngẫu nhiên
và hỗn loạn trong phòng nhờ hệ thống khuếch tán (hình a) hoặc nhờ hệ thống phun
(hình b).

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 18


Đồ án tốt nghiệp

a) di chuyển qua bộ khuếch tán

Khoa nhiệt - điện lạnh

b) sự phun nhờ hệ thống phun hơi

Hệ thống “phun” khơng khí (hình b) thường bắt gặp trong các hệ thống phịng sạch
thơng hơi hỗn loạn truyền thống. Hệ thống kiểu này thường cho các dịng khí thẳng và
có khả năng kiểm sốt tốt q trình nhiễm bẩn dưới bộ lọc. Hệ thống phun này có thể
mang lại các điều kiện khả dĩ hơn bên dưới khi vực cung cấp, nhưng do đó lại làm kém
đi cho các vùng xung quanh trong phòng.

2.3.2 Phòng sạch kiểu định hướng hồn tồn
Hệ thống phịng sạch với kiểu thơng hơi hỗn loạn thường chỉ đạt được các độ sạch
tiêu chuẩn tới cấp ISO 6 trong quá trình sản xuất. Để đạt được các điều kiện tốt hơn thế
trong suốt quá trình hoạt động, điều cần thiết là phải làm lỗng sự sản sinh các hạt. Điều

này có thể đạt được bằng cách dùng dịng khơng khí hồn tồn thẳng.

Hình 2.2 Mặt cắt phịng sạch kiểu định hướng hồn tồn
Hình 2.2 là mặt cắt của một thiết kế phòng sạch với dịng khơng khí lưu chuyển theo
chiều thẳng đứng và được vận hành khép kín theo kiểu như các piston. Do đó, dịng

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 19


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

khơng khí này giúp cho việc đẩy bay các nhiễm bẩn. Khi được lưu chuyển ra cửa, dịng
khơng khí này sẽ vận chuyển theo dịng và lại được lưu chuyển khép kín qua các hệ
thống lọc. Hệ thống này tiên tiến hơn hệ thống thốt khí hỗn loạn rất nhiều bởi khả năng
khử các nhiễm bẩn nhanh tróng. Vận tốc dịng khí thường dùng từ 0,3 m/s đến 0,6 m/s.
Tuy nhiên, loại phòng sạch kiểu này có giá thành và chi phí vận hành cao hơn rất nhiều
so với phịng sạch thơng khí hỗn loạn.

2.3.3 Chọn phương án thiết kế phòng sạch
Em lựa chọn phương án thiết kế thông hơi kiểu hỗn loạn với những lý do sau :

Hình 2.3 Dịng khơng khí di chuyển trong phịng sạch
 Tiết kiệm được chi phí đầu tư.
 Tiết kiệm được diện tích và đơn giản hệ thống.
 Do xưởng sản xuất bố trí nhiều máy móc và nhân cơng nên kiểu phịng
sạch định hướng hồn tồn khơng đạt được hiệu quả cao.

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 20


Đồ án tốt nghiệp

Khoa nhiệt - điện lạnh

CHƯƠNG 3: TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO
CƠNG TRÌNH
3.1

Tổng quan về cân bằng nhiệt ẩm
Phương pháp tính tải lạnh carrier chỉ khác phương pháp truyền thống ở cách xác

định năng suất lạnh Qo mùa hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng
nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động
vào phòng điều hòa :

Qo = Qt = ∑ Qht + ∑ Qât
Hình 3.1 giới thiệu sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa vầ nhiệt ẩn thừa
theo Carrier.
Nhiệt tổn thất do bức xạ Q1, bao che Q2 và nhiệt tỏa Q3, chỉ có nhiệt hiện. Riêng
nhiệt tỏa do người, gió tươi và gió rị lọt gồm 2 thành phần hiện và ẩn.
Các phương pháp lập sơ đồ điều hịa mùa hè, mùa đơng cũng như các sơ đồ thẳng,
tuần hoàn 1 cấp, 2 cấp và phun ẩm bổ sung trong gian máy đều giống như phương pháp
truyền thống, khác biệt duy nhất là tất cả tiến hành trên đồ thị t-d (ẩm đồ) của khơng khí
ẩm theo Carrier.

Hình 3.1 sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và ẩn chính theo Carrier
SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 21


Đồ án tốt nghiệp

3.2

Khoa nhiệt - điện lạnh

Tính cân bằng nhiệt

3.2.1 Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q11
Do phịng sạch sản xuất linh kiện điện tử được thiết kế là một khơng gian điều hịa
nằm ở phía trong một khơng gian khơng điều hịa (khơng tiếp xúc trực tiếp với ánh mặt
trời) nên Q11 = 0

3.2.2 Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do ∆t : Q21
Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngồi cùng của kết cấu bao
che sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra mơi trường một phần, phần
cịn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho khơng khí trong phịng bằng đối lưu và
bức xạ. Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định. Mức độ chậm trễ phụ
thuộc vào bản chất kết cấu tường hay mái, mức độ dày mỏng.
Đối với phòng sản xuất và kiểm tra thì phía trên phịng điều hịa là phịng khơng
điều hịa. Nên cơng thức tính nhiệt truyền qua bằng bức xạ và do ∆t là :

Q21 = Fm.k.∆t

Trong đó :
Fm: là diện tích mái ( m2 )
k: là hệ số truyền nhiệt qua mái
∆t = 0,5 (tN – tT): độ chênh nhiệt độ tương đương.
Đối với phòng sản xuất và kiểm tra thì phía trên phịng điều hịa là phịng khơng
điều hòa.
Trần của phòng điều hòa được lắp tấm panel cách nhiệt bảng 3-9 [TL2] có chiều
dày là 50 mm hệ số dẫn nhiệt của panel EPS là λ=0,035 W/mK
Khoảng cách từ mái đến pannel = 2 m và λkk = 0,023 W/mK
Mái là tơn (tra bảng 1 QCVN 09:2013) có hệ số dẫn nhiệt là λ=58 W/mK
Và ∆t = 0,5 ( tN – tT ) = 0,5 (37 – 21) = 8°C
Hệ số truyền nhiệt k :

SVTH: Vũ Cao Đạt – Lớp DCKTN 9.10

Trang 22