Hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khách sạn hải đăng tp rạch giá, tỉnh kiên giang
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.03 MB, 107 trang )
- 1 -
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công nghiệp và đời sống con người, môi trường không khí với các yếu tố
vi khí hậu thích hợp là những nhu cầu cần thiết. Môi trường không khí tự nhiên hầu
như không đáp ứng được các nhu cầu đó. Vì vậy phải sử dụng các biện pháp để tạo
ra và giữ ổn định môi trường không khí với các yếu tố vi khí hậu đáp ứng được các
yêu cầu tiện nghi và công nghệ. Biện pháp tối ưu nhất là sử dụng hệ thống điều hòa
không khí và thông gió.
Trong nhiều năm qua nền kinh tế nước ta từng bước phát triển và đạt được
nhiều thành tựu to lớn. Kinh tế phát triển nên mức sống tăng lên và các công trình
xây dựng như nhà cửa, trường học, bệnh viện, khách sạn mọc lên nhanh chóng.
Khi mức sống tăng lên thì con người sẽ nghĩ tới việc chăm sóc sức khỏe. Một
trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới sức khỏe con người là môi trường
không khí xung quanh. Mọi sự thay đổi của môi trường không khí về nhiệt độ, độ ẩm,
nồng độ các chất độc hại đều ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người.
Do đó điều hòa tiện nghi không thể thiếu trong các tòa nhà, văn phòng, khách
sạn, nhà hàng
Là một sinh viên ngành Nhiệt – Lạnh, sau khi hoàn thành các môn học đại
cương, cơ sở và chuyên ngành em đủ điều kiện để thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Được sự phân công của Ban chủ nhiệm khoa Chế biến, Thầy trưởng bộ môn Kỹ
thuật lạnh và sự đồng ý thực tập của Ban giám đốc Công ty cổ phần điện Gree, em
thực hiện đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế, chọn máy và thiết bị của hệ thống điều
hòa không khí và thông gió cho khách sạn Hải Đăng – thành phố Rạch Giá, tỉnh
Kiên Giang.
Để thực hiện đề tài này, em đã vận dụng các kiến thức, kinh nghiệm thực tập và
các tài liệu liên quan để tính toán, thiết kế mang lại tính chính xác cao nhất cho công
trình dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Nguyễn Thanh.
Mặc dù em đã cố gắng tìm tòi và học hỏi nhưng do kinh nghiệm, kiến thức còn
hạn chế nên không tránh khỏi thiếu sót trong quá trình làm đồ án. Em rất mong nhận
- 2 -
được sự giúp đỡ của các thầy cô và các bạn để em hoàn thiện hơn về kiến thức
chuyên môn.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong trường Đại học Nha
Trang, đặc biệt là các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật lạnh đã dạy dỗ em trong thời
gian em học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Thanh đã tận
tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này. Em xin gửi lời cảm ơn đến các anh trong
Công ty cổ phần điện Gree đã giúp đỡ em trong thời gian em thực tập tại công ty.
Nha Trang, ngày 6 tháng 11 năm 2007
Sịnh viên thực hiện
Đỗ Văn Giáp
- 3 -
LỜI CAM ĐOAN
1. Tôi xin cam đoan đồ án này do tôi tự lập tính toán thiết kế, chọn máy và
thiết bị và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Nguyễn Thanh.
2. Để hoàn thành đồ án này tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục tài
liệu tham khảo, ngoài ra tôi không sử dụng bất kì tài liệu khác nào mà không được
liệt kê.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo qui định.
Nha Trang, ngày 6 tháng 11 năm 2007
Sinh viên thực hiện
Đỗ Văn Giáp
- 4 -
DANH MỤC VIẾT TẮT
Kí hiệu Viết đầy đủ Chú thích
TS Tiến sĩ Tiến sĩ
CU Condenser Unit Dàn nóng
FCU Fan Coil Unit Dàn lạnh
FAL Fresh Air Louver Mặt nạ gió tươi
EAL Exhaust Air Louver Mặt nạ gió thải
FAF Fresh Air Fan Quạt cấp khí tươi
EAF Exhaust Air Fan Quạt hút khí thải
FAG Fresh Air Griller Miệng cấp khí tươi kiểu lưới
EAG Exhaust Air Griller Miệng hút khí thải kiểu lưới
[1] Tài liệu thứ nhất Xem số thứ tự ở mục Tài liệu tham khảo
Bảng 4.1[1] Bảng 4.1 ở tài liệu thứ nhất Xem bảng 4.1 trong tài liệu thứ nhất
- 5 -
Chương 1
PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. KHÁI NIỆM
Điều hòa không khí là quá trình xử lí không khí, trong đó các thông số về nhiệt
độ và độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn lưu thông phân phối không khí, độ sạch bụi,
cũng như các tạp chất hóa học, tiếng ồn…được điều chỉnh trong phạm vi cho trước
theo yêu cầu của không gian cần điều hòa mà không phụ thuộc vào các điều kiện
thời tiết đang diễn ra ở bên ngoài không gian điều hòa.
1.2. VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Điều hòa không khí tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí
trong không gian hoạt động của con người luôn nằm ở vùng cho phép, để cho con
người luôn cảm thấy dễ chịu nhất. Ngoài ra điều hòa không khí đáp ứng việc đảm
bảo các thông số trạng thái của không khí theo điều kiện của công nghệ sản xuất.
1.2.1. Ảnh hưởng của điều hòa không khí đến sức khỏe con người
Có nhiều thông số của trạng thái không khí ảnh hưởng đến sức khỏe con người,
trong đó các thông số tác động trực tiếp và có ảnh hưởng thường xuyên là nhiệt độ
và độ ẩm.
Ta biết cơ thể con người luôn giữ ở nhiệt độ 37
0
C. Để đảm bảo được nhiệt độ
này cơ thể luôn sản sinh ra một nhiệt lượng trong mọi trường hợp (nghỉ ngơi hay
hoạt động). Lượng nhiệt này được truyền vào môi trường không khí bằng các
phương thức là: đối lưu, bức xạ và bay hơi. Truyền nhiệt đối lưu và bức xạ phụ thuộc
vào hiệu số nhiệt độ nên gọi lượng nhiệt này là nhiệt hiện q
h
tỏa ra từ cơ thể người.
Truyền nhiệt bằng bay hơi là nhiệt tỏa ra khi có sự bay hơi nước từ cơ thể người.
Lượng nhiệt này gọi là nhiệt ẩn q
a
tỏa ra từ người.
Cơ thể con người luôn có sự điều tiết trước sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm.
Khi nhiệt độ tăng thì cơ thể tăng cường bay hơi mồ hôi để giảm nhiệt độ. Nếu
khoảng nhiệt độ thay đổi nhiệt dao động lớn và nhanh thì cơ thể sẽ phản ứng không
- 6 -
kịp và bị nhiễm bệnh. Độ ẩm tác động đến sức khỏe con người ở việc khống chế cơ
chế bay hơi mồ hôi. Nếu ở nhiệt độ cao và độ ẩm cao thì cơ thể tiết ra rất ít mồ hôi,
dẫn đến tình trạng bí nhiệt và cơ thể dễ bị sốt.
Các yếu tố về nồng độ chất độc hại, tốc độ không khí cũng ảnh hưởng đến sức
khỏe con người.Tôc độ không khí tùy thuộc vào dòng chuyển động của không khí
mà lượng ẩm thoát ra từ cơ thể con người là nhiều hay ít. Nếu tốc độ không khí lớn
sẽ làm tăng quá trình trao đổi nhiệt đối lưu, do đó khả năng bốc ẩm từ cơ thể tăng,
làm cơ thể mất nhiều nhiệt, cơ thể bị cảm lạnh. Mặt khác, khi trong không gian điều
hòa có nồng độ chất độc hại vượt quá mức cho phép sẽ gây ngộ độc cơ thể.
Như vậy điều hòa không khí phải đáp ứng được yêu cầu đảm bảo được nhiệt độ
và độ ẩm trong phạm vi thích hợp, đảm bảo được tốc độ luân chuyển không khí ổn
dịnh và nồng độ chất độc hại không được vượt quá mức cho phép. Điều này phụ
thuộc vào hệ thống điều hòa không khí và thông gió của công trình.
Qua nghiên cứu của ngành y tế cho thấy con người cảm thấy thoải mái khi sống
trong môi trường có nhiêt độ t
kk
= 22 ÷ 27
0
C, độ ẩm khoảng từ 30 ÷ 70%.
Hơn nữa, qua thực tế cho thấy hiệu quả làm của con người sẽ tăng lên khi con
người làm việc trong môi trường mát mẻ, dễ chịu. Bên cạnh đó thái độ làm việc giữa
các nhân viên với nhau cũng được cải thiện đáng kể. Hiện nay trong các cuộc hội
họp trao đổi ngoại giao đều diễn ra trong không gian có điều hòa nhằm tạo môi
trường dễ chịu cho đối tác trong quá trình làm việc.
Như vậy, đối với công trình khách sạn, văn phòng cho thuê thì việc trang bị hệ
thống điều hòa không khí là rất cần thiết.
1.2.2. Ảnh hưởng của điều hòa không khí đến sản xuất
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển nên một số ngành sản xuất hiện nay
không thể thiếu quá trình điều hòa không khí.
Đối với các ngành công nghiệp như sản xuât sợi, giấy điều hòa không khí hầu
như có mặt ở tất cả các khâu của quá trình sản xuất.
Đối với ngành sản xuất thuốc lá thì hệ thống điều hòa phải đảm bảo được nhiệt
độ, độ ẩm để sợi thuốc đạt chất lượng cao.
- 7 -
Trong các ngành về khoa học như: điện tử, cơ khí chính xác hay tin học yêu
cầu hệ thông điều hòa không khí phải đảm bảo được độ sạch bụi, độ ẩm thích hợp và
độ ồn thấp. Vì trong các ngành này có những yêu cầu về độ chính xác rất cao. Trong
quá trình làm việc thì người công nhân không được để mồ hôi trên tay bám vào chi
tiết máy khi lắp ráp hay chế tạo vì việc này ảnh hưởng đến độ chính xác cũng như
độ nhạy của các chi tiết.
Trong ngành hàng không, việc điều hòa không khí cho các máy bay là rất quan
trọng. Do các máy bay chuyển động với tốc độ cao nên có sự ma sát với không khí
rất lớn. Điều này làm cho nhiệt độ của máy bay tăng lên và đặc biệt ở buồng lái phải
chịu một sức nóng khá lớn. Mặt khác, để cân bằng áp suất trong máy bay với bên
ngoài thì phải có không khí từ bên ngoài nén vào bên trong máy bay. Lượng khí nén
này cũng góp phần làm tăng lượng nhiệt trên máy bay. Trên máy bay thường sử
dụng hệ thống lạnh nén khí với hệ thống nén khí và giãn nở tuabin. Không khí sau
khi giãn nở đi qua dàn trao đổi nhiệt bên trong máy bay để nhận nhiệt trong máy bay
thải ra ngoài.
Đối với các nước tiên tiến, điều hòa nhiệt độ còn được sử dụng trong lĩnh vực
chăn nuôi. Các chuông trại được trang bị hệ thống điều hòa để khống chế nhiệt độ,
độ ẩm thích hợp cho sự phát triển của đàn gia súc cũng như gia cầm của họ.
Điều hòa không khí còn được ứng dụng trong lĩnh vực bơm nhiệt. Vào mùa
đông khi nhiệt độ ngoài trời nhỏ hơn nhiệt độ bên trong nên bên trong cần được sưởi
ấm. Lúc này hệ thống lạnh sẽ có dàn lạnh bên ngoài và dàn nóng bên trong. Thực
chất bơm nhiệt là sự chuyển đổi từ dàn lạnh sang dàn nóng và từ dàn nóng sang dàn
lạnh trong hệ thống lạnh.
- 8 -
Chương 2
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH
VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ
2.1. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH
Khách sạn Hải Đăng là một tòa nhà có cấu trúc hiện đại, gồm:17 tầng lầu, một
tầng trệt và một tầng mái, cao khoảng 60 m. Mặt bằng xây dựng của tòa nhà rộng
khoảng 651,3 m
2
, với mặt tiền quay về hướng Bắc. Vị trí của khách sạn tọa lạc trên
đường Trung tâm, phường Vĩnh Bảo, thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang. Đây là
khách sạn mới xây dựng nhằm phục vụ cho khách trong nước và quốc tế.
Ngoài trang thiết bị cơ sở vật chất hiện đại đáp ứng được tiêu chuẩn khách sạn
bốn sao, công trình còn có kiến trúc đẹp góp phần làm tôn thêm vẻ đẹp của thành
phố, phù hợp với sự phát triển chung của toàn tỉnh. Công trình với kiến trúc hiện đại
được phân thành nhiều phòng phù hợp với từng mục đích sử dụng khác nhau. Bên
cạnh đó khách sạn bố trí các cầu thang bộ, thang máy và cầu thang thoát hiểm.
- Tầng trệt của khách sạn gồm một sảnh đón, một sảnh tiếp tân, một khu để xe
nhân viên, một khu đậu xe 12 chỗ, một khu đậu xe 7 chỗ, một khu đậu xe 4 chỗ, một
hồ massege, 4 phòng xông hơi, 6 phòng tắm, một phòng làm thức ăn, một phòng gửi
đồ, 16 phòng massege, 5 phòng Spa, một phòng thư giãn, khu vệ sinh, thang máy,
cầu thang bộ và cầu thang thoát hiểm.
- Lầu 1 gồm 2 phòng văn phòng lớn, một hồ bơi, phòng gửi đồ, khu vệ sinh và
hệ thống cầu thang.
- Lầu 2 ÷ 10 gồm một phòng nhân viên, 4 phòng ngủ loại 1, một phòng tài xế,
một kho và hệ thống cầu thang.
- Lầu 11 ÷ 14 và lầu 16 gồm một phòng tiếp khách, 4 phòng ngủ loại 2, một
phòng tài xế, một kho và hệ thống cầu thang.
- Lầu 15 gồm một phòng thư kí, một phòng khách, một phòng nghỉ nguyên thủ,
một phòng vệ sĩ, một phòng tài xế, một kho và hệ thống cầu thang.
- Lầu 17 gồm khu pha chế đồ uống, quầy bar, chỉnh nhạc và hệ thống cầu thang.
- 9 -
- Tầng mái của khách sạn được sử dụng để đặt các cụm dàn nóng của máy điều
hòa, các bồn cung cấp nước và một hồ bơi sâu 1,6 m.
Tòa nhà được xây dựng bằng vật liệu xây dựng thông dụng hiện nay. Khung
dầm chịu lực là bê tông cốt thép. Các tường ngăn gồm một lớp gạch ống, hai bên
được trát vữa và được phủ các lớp sơn chống thấm. Các cửa ra vào đều là gỗ. Tất cả
các tầng đều có trần giả bằng thạch cao.
Trang thiết bị được sử dụng chủ yếu ở đây là máy vi tính, ti vi, đèn chiếu sáng,
đèn ngủ, máy sấy tóc, bàn là, các thiết bị sinh hoạt trong phòng ở của khách sạn…
Do yêu cầu đảm bảo sức khỏe của khách hàng, cũng như trang thiết bị trong
khách sạn…nên cần thiết lắp đặt hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho
khách sạn.
Hệ thống điều hòa phục vụ từ tầng 1 đến tầng 17.
Hệ thống điều hòa không khí và thông gió phải kết hợp được các yêu cầu như
sau:
- Điều hòa nhiệt độ cho các phòng của khách sạn.
- Hệ thống cấp gió tươi và thải khí thải.
- Không khí được lọc bụi, trong sạch.
Trần các tầng đều có trần giả để dàn lạnh máy lạnh, trần giả cao 0,7 m. Như vậy
chiều cao thực của các phòng bằng chiều cao của phòng trừ đi chiều cao của trần giả.
Diện tích tường bao là diện tích tường (không kể đến diện tích của kính và cửa
ra vào) tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài. Diện tích tường ngăn là diện tích
tường (không kể đến diện tích của kính và cửa ra vào) tiếp xúc gián tiếp với không
khí bên ngoài.
- 10 -
Bảng 2.1. Thông số của các phòng cần trang bị điều hòa
Tầng Phòng
Mục đích
sử dụng
Diện
tích
[m
2
]
Chiều
cao
[m]
DT
kính
[m
2
]
DT
tường
bao
[m
2
]
DT
tường
ngăn
[m
2
]
01 Sảnh đón 321,86 2,8 15,68 85,96 99
02 Sảnh tiếp tân 59,89 2,8 15,96 15,4 59,64
03 ÷ 18 Massege 6 2,8 0 5,32 3,78
19 ÷ 23 Spa 11,6 2,8 0 0 14
Trệt
24 Thư giãn 56 2,8 0 0 77
01 Văn phòng 107,61 2,8 8 50, 1 5,04
1
02 Văn phòng 101,53 2,8 6 53,92 22
01 P. nhân viên 14,63 2,8 0 21,56 19,58
02 P.ngủ loại1 30,74 2,8 3 28,96 8,94
03 P.ngủ loại1 28,67 2,8 3 7,92 8,94
04 P.ngủ loại1 31,46 2,8 3 10,44 11,46
05 P.ngủ loại1 24,58 2,8 3 7,92 8,94
2 ÷ 10
06 P. tài xế 14,11 2,8 4,5 17,06 19,58
01 P.tiếp khách 14,63 2,8 4,5 21,56 8,66
02 P.ngủ loại 2 35,29 2,8 3 33,72 4,76
03 P.ngủ loại 2 28,67 2,8 3 7,92 8,94
04 P.ngủ loại 2 31,46 2,8 3 10,44 11,46
05 P.ngủ loại 2 24,58 2,8 3 7,92 8,94
11 ÷ 14
& 16
06 P. tài xế 14,11 2,8 4,5 17,06 19,58
01 P. thư kí 14,63 2,8 0 21,56 19,58
02 P. tiếp khách 22,53 2,8 4,5 27,47 10,92
03
P. nghỉ
nguyên thủ
60,69 2,8 5,25 26,39 20,4
15
04 P. vệ sĩ 24,58 2,8 4,5 7,92 8,94
- 11 -
05 P. tài xế 14,11 2,8 4,5 17,06 19,58
17
Quầy
bar, Pha
chế &
Chỉnh
nhạc
Thư giãn, giải
trí & ca nhạc
191,4 3 0 168,6 0
2.2. CHỌN CẤP ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Điều hòa không khí tiện nghi là quá trình xử lí không khí trong phòng về nhiệt
độ (tăng, giảm), độ ẩm (tăng, giảm), về khí độc, độ ồn và tốc độ lưu thông không khí
trong phòng cho tiện nghi sinh hoạt của con người.
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hòa không khí được chia làm ba
cấp như sau:
- Hệ thống điều hòa không khí cấp 1: duy trì được các thông số trong nhà ở mọi
phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả về mùa hè (cực đại) và mùa đông (cực tiểu).
- Hệ thống điều hòa 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 một năm khi có biến thiên nhiệt
ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu.
- Hệ thống điều hòa 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 một năm.
Đối với công trình khách sạn Hải Đăng thì hệ thống điều hòa không khí được
thiết kế để đáp ứng nhu cầu về điều hòa tiện nghi nên ở đây chọn cấp điều hòa không
khí là cấp 3. Các thông số trong nhà cần được duy trì như: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ
gió, độ ồn Bên cạnh đó cần phải đảm bảo tỉ lệ hòa trộn không khí thích hợp để đáp
ứng được mức độ làm lạnh thích hợp.
2.3. CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ
2.3.1. Chọn thông số thiết kế ngoài nhà
Thông số ngoài nhà được chọn cho điều hòa cấp 3 theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5687-1992 biểu diễn trên đồ thị t-d của không khí ẩm.
- 12 -
Cấp điều hòa Mùa hè
t
N
N
Cấp 3
t
tbmax
13-15
Trong đó:
- t
tbmax
: nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất.
-
13-15
: độ ẩm lúc 13 ÷ 15 h của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất ghi nhận
theo TCVN 4088-1985.
Điều kiện khí hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088-85:
- Nhiệt độ không khí bên ngoài: t
N
= t
tbmax
= 33,5
0
C
- Độ ẩm tương đối không khí bên ngoài:
N
=
13-15
= 60%
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị t-d ta tra được các thông số còn lại (số liệu
trong bảng 2.2).
2.3.2. Chọn thông số thiết kế trong nhà
2.3.2.1. Nhiệt độ và độ ẩm không khí
Trạng thái không khí trong phòng bao gồm nhiệt độ và độ ẩm có ký hiệu là: t
T
và
T
.
Việc chọn giá trị t
T
và
T
phụ thuộc vào mùa trong năm. Vì ở thành phố Rạch
Giá, tỉnh Kiên Giang mùa hè và mùa đông có nhiệt độ cách biệt không lớn lắm nên
chọn thông số nhiệt độ và độ ẩm mùa hè để tính toán nhiệt cho cả hai mùa. Các
thông số này được chọn theo yêu cầu tiện nghi của con người. Yêu cầu tiện nghi
được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992.
Thông số nhiệt độ và độ ẩm cần duy trì trong phòng điều hòa là:
- Nhiệt độ không khí trong nhà: t
T
= 25
0
C
- Độ ẩm tương đối không khí trong nhà:
T
= 65%
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị t-d ta tra được các thông số còn lại (số liệu
trong bảng 2.2).
- 13 -
2.3.2.2. Tốc độ không khí
Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và
thoát mồ hôi giữa cơ thể với môi trường xung quanh. Khi tốc độ không khí lớn,
cường độ trao đổi nhiệt, ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm thấy mát và
da thường khô hơn khi ta ở nơi yên tĩnh gió trong cùng điều kiện nhiệt độ và độ ẩm.
Khi nhiệt độ không khí thấp mà tốc độ gió quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cho
ta cảm giác lạnh. Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ gió,
độ ẩm, cường độ lao động, trạng thái sức khỏe…Thông thường tốc độ gió tiện nghi
được lấy trong khoảng 0,07 ÷ 0,21 m/s.
2.3.2.3. Gió tươi và hệ số thay đổi không khí
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-1992, lượng gió tươi cần cho một người
trong một giờ đối với phần lớn các công trình là 20 m
3
/h.người và lượng gió tươi cần
cấp vào phòng phải lớn hơn hoặc bằng 10% lượng gió tuần hoàn. Như vậy việc chọn
lưu lượng gió tươi phải đáp ứng được hai điều kiện:
- Đạt tối thiểu 20 m
3
/h.người
- Đạt tối thiểu lưu lượng gió tuần hoàn.
Trong đó, lưu lượng gió tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân với hệ số thay đổi
không khí.
Hệ số thay đổi không khí: Đối với phòng làm việc và văn phòng thì hệ số thay
đổi không khí: 3 ÷ 8 m
3
/h.phòng
2.3.2.4. Độ ồn cho phép
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần
được khống chế, đặc biệt đối với điều hòa tiện nghi. Bất cứ một hệ thống điều hòa
nào cũng có các bộ phận gây ồn như các ống dẫn khí, các miệng thổi, miệng hồi
không khí…Độ ồn cho phép được Bộ Xây dựng Việt Nam đã ban bố tiều chuẩn về
tiếng ồn 20TCVN 175-90. Theo bảng 1.5[1] ta chọn độ ồn cho phép là 30 ÷ 35 dB
cho các phòng của khách sạn.
- 14 -
Bảng 2.2. Các thông số tính toán trong nhà và ngoài nhà
Thông số
Nhiệt độ
t [
0
C]
Độ ẩm
[%]
Entanpy
I [kJ/kg kkk]
Độ chứa hơi
d [g/kg kkk]
Nhiệt độ đọng
sương t
s
[
0
C]
Trong nhà 25
0
C 65% 58 12,8 17,8
Ngoài nhà 33,5
0
C 60% 84,5 19,8 24,6
2.4. CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CÔNG TRÌNH
2.4.1. Phương án lựa chọn
Hệ thống điều hòa không khí cần đảm bảo được các thông số sau:
- Đảm bảo được các thông số về nhiệt độ và độ ẩm, độ sạch của không khí theo
tiêu chuẩn Việt Nam, nhưng cần chú ý mở rộng khoảng điều chỉnh nhiệt độ ở các
phòng đặc biệt dành cho khách quốc tế.
- Lượng khí tươi cần đảm bảo mức tối thiểu 20 m
3
/h cho một người.
- Không khí tuần hoàn trong nhà phải được thông thoáng hợp lí và có quạt hút
khí thải. Tránh hiện tượng khí từ các khu vệ sinh lan truyền vào hành lang và vào
phòng, tránh hiện tượng không khí ẩm vào trong không gian điều hòa gây hiện tượng
đọng sương trên bề mặt thiết bị.
- Thiết kế các vùng đệm để tránh gây sốc nhiệt do chênh lệch nhiệt độ quá cao
giữa bên trong và bên ngoài không gian điều hòa.
- Hệ thống điều hòa phải có khả năng điều chỉnh năng suất theo tải nhiệt trong
phòng để tiết kiệm năng lượng, kéo dài tuổi thọ của thiết bị. Hệ thống phải được thiết
kế tự động ngắt điện khi khách mang chìa khóa ra khỏi phòng.
- Bố trí hệ thống phụ như hệ thống lấy gió tươi, xả gió thải, thải nước ngưng từ
các FCU. Cần thiết kế các bẫy nước trên đường ống xả nước ngưng để tránh nước bị
chảy ngược về lại FCU.
- Các thiết bị của hệ thống phải đảm bảo độ tin cậy cao, vận hành đơn giản, bảo
dưỡng thuận lợi và đảm bảo mỹ quan cho công trình.
- 15 -
Trong thực tế hiện nay, với các công trình lớn như khách sạn Hải Đăng, người
ta thường sử dụng một trong hai hệ thống điều hòa không khí đó là:
- Hệ thống điều hòa trung tâm nước giải nhiệt nước hoặc giải nhiệt gió.
- Hệ thống điều hòa không khí VRV.
Bên cạnh đó các không gian điều hòa có tải nhiệt ít thay đổi và mức độ sử dụng
không thường xuyên thì có thể chọn máy điều hòa hai mảng gắn ống gió.
Dựa vào các đặc điểm của các hệ thống điều hòa không khí và các yêu cầu riêng
của công trình cộng với quá trình nghiên cứu, khảo sát thực tế ta có thể chọn trước
chủng loại thiết bị ĐHKK cho công trình.
Đối với công trình khách sạn Hải Đăng ta chọn hệ thống điều hòa không khí
loại một mẹ nhiều con VRV (Variable Refrigerant Volume) điều chỉnh năng suất
lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất là phù hợp với kiến trúc của công trình
và tiết kiệm năng lượng nhất.
Trên thị trường hiện nay, có rất nhiều hãng sản xuất loại máy một mẹ nhiều con
thay đổi năng suất lạnh như: Gree, Daikin, Carrier, Trane…Việc lựa chọn nhà cung
cấp máy phải dựa trên các yêu cầu về: chất lượng, giá cả, khả năng cung cấp và thời
gian cung cấp để có thể đảm bảo được tính mỹ quan của công trình và chế độ bảo
hành sau này. Sau khi khảo sát thực tế và cân nhắc các thông tin có liên quan chúng
tôi chọn hệ thống điều hòa VRV một mẹ nhiều con thay đổi năng suất lạnh của hãng
Gree có tên thương mại là GMV (Gree Multi Variable).
2.4.2. Các ưu điểm vượt trội của hệ GMV
- Tổ ngưng tụ có hai máy nén, trong đó một máy nén điều chỉnh năng suất lạnh
theo kiểu on-off, còn một máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần, đảm bảo năng
lượng tiết kiệm rất hiệu quả.
- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu không gian
điều hòa, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm.
- Điều chỉnh nhiệt độ phòng chính xác hơn rất nhiều, thời gian xả lạnh nhanh
hơn nhiều.
- 16 -
- Các máy lạnh có các dãy công suất hợp lí lắp ghép với nhau thành các mạng
đáp ứng năng suất lạnh khác nhau từ nhỏ đến lớn cho các tòa nhà cao tầng với hàng
ngàn phòng đa chức năng.
- Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất
lượng cao.
- Khả năng bảo dưỡng và sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết
bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại
trung tâm qua internet.
- So với hệ trung tâm nước, hệ GMV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên
tầng thượng hoặc bên sườn tòa nhà, còn đường ống dẫn môi chất lạnh có kích thước
nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió.
- Dàn lạnh đa dạng và phong phú với nhiều kiểu khác nhau (giấu tường, giấu
trần cassette, giấu trần nối ống gió, giấu trần một, hai và nhiêu cửa thổi ) nên dễ
dàng thích hợp với các kiểu kiến trúc khác nhau, đáp ứng thẩm mĩ đa dạng của khách
hàng
- 17 -
Chương 3
TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI
(theo phương pháp Carrier)
3.1. TỔNG QUÁT
Nhiệt tải của hệ thống điều hòa không khí là phụ tải lạnh của hệ thống máy lạnh,
sao cho nó có khả năng khử được các lượng nhiệt thừa (nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn
thừa) phát sinh trong không gian cần điều hòa nhằm duy trì không khí trong không
gian đó ổn định ở mức nhiệt độ và độ ẩm yêu cầu (Cân bằng nhiệt ẩm).
Về các yếu tố phát sinh lượng nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa trong không gian
cần điều hòa không khí, dựa vào nguồn gốc xuất phát ta có thể phân chia thành hai
nhóm sau:
- Nhiệt thừa xuất phát từ bên trong không gian cần điều hòa (do con người, đèn
chiếu sáng, máy móc thiết bị…).
- Nhiệt thừa do sự xâm nhập của các nguồn nhiệt bên ngoài vào trong không
gian cần điều hòa (do bức xạ mặt trời, độ chênh lệch nhiệt độ không khí giữa bên
trong và bên ngoài không gian điều hòa, gió tươi mang vào, gió lọt…).
Do đặc điểm địa lí của thành phố Rạch Giá - tỉnh Kiên Giang nên chênh lệch
nhiệt độ giữa các mùa trong năm không nhiều. Do đó hệ thống điều hòa không khí ở
đây chỉ sử dụng với mục đích làm lạnh. Nên ta chỉ cần tính năng suất lạnh mùa hè
mà không cần tính năng suất sưởi mùa đông. Do đó công trình khách sạn Hải Đăng
không dùng máy điều hòa hai chiều.
Có rất nhiều phương pháp để tính toán cân bằng nhiệt ẩm. Ở đây trình bày
phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp Carrier: tính toán năng suất
lạnh Q
0
bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Q
ht
và nhiệt ẩn thừa Q
at
của mọi
nguồn nhiệt tỏa ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa
Theo phương pháp Carrier: Q
0
= Q
t
=
atht
- 18 -
Hình 3.1. Sơ đồ tính toán nhiệt theo phương pháp Carrier
Q
0
= Q
t
=
Q
ht
+
Q
at
Nhiệt hiện thừa Q
ht
Nhiệt ẩn thừa Q
at
Bức
xạ
Q
1
t
qua
bao
che Q
2
Nhiệt
tỏa Q
3
Người
Q
4
Gió
tươi
Q
N
Gió
lọt
Q
L
Nguồn
khác
Q
K
tr
ầ
n
(mái)
Q
21
Qua
kính
Q
11
Vách
Q
22
Nền
Q
23
Đèn
Q
31
Máy
Q
32
Người
hiện
Q
4h
Người
ẩn Q
4a
Gió
tươi
ẩn
Q
aN
Gió
lọt
ẩn
Q
a
L
Gió
lọt
hiện
Q
hL
Gió
tươi
hiện
Q
hN
- 19 -
3.2. TÍNH NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA
Do số lượng phòng nhiều nên không thể trình bày các bước tính toán cân bằng
nhiệt ẩm cho từng phòng một nên ở đây chỉ trình bày phương pháp, công thức tính
toán, đồng thời giải thích chi tiết từng thành phần, cách tra số liệu ở đâu, sách tham
khảo nào và tính toán chi tiết cho một số phòng đặc trưng, còn các phòng còn lại tính
toán tương tự bằng cách lập bảng trong chương trình Excel và kết quả tính toán của
từng phòng được lập trong các bảng ở các phụ lục ghi kết quả tính toán nhiệt ở cuối
mục này.
Ví dụ ta tính toán cho phòng 203.
3.2.1. Nhiệt thừa do sự xâm nhập của các nguồn nhiệt bên ngoài vào trong
không gian cần điều hòa
Nhiệt thừa do sự xâm nhập của các nguồn nhiệt bên ngoài vào trong không gian
cần điều hòa bao gồm các thành phần nhiệt là:
- Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q
11
- Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do
t
: Q
21
- Nhiệt hiện truyền qua vách Q
22
- Nhiệt hiện truyền qua nền Q
23
- Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q
N
- Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q
L
3.2.1.1. Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q
11
Nhiệt hiện bức xạ qua kính Q
11
tính theo công thức:
Q
11
= n
t
. Q
’
11
Trong đó:
- n
t
: hệ số tác dụng tức thời. Tra trong bảng 4.6[1]
- Q
’
11
: lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, được xác định theo
công thức:
Q
’
11
= F.R
K
.
c
.
ds
.
mm
.
kh
.
m
, W
- 20 -
Với:
R
K
= [0,4
k
+
k
(
m
+
m
+
k
m
+ 0,4
k
m
)] R
N
R
N
=
88,0
maxT
R
(Hệ thống điều hòa hoạt động 24/24 h)
F: diện tích bề mặt kính cửa sổ có khung thép, m
2
.
Phòng 203 có diện tích kính F = 28,67 m
2
c
: hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển, tính theo công thức:
c
= 023,0.
1000
1
H
H: độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong toàn công trình cần tính toán.
Hệ số này sẽ thay đổi khi ta tính ở những tầng khác nhau. Ở đây ta đang tính toán
cho phòng 203 nên cao hơn mặt đất khoảng 6,6 m. Mặt khác thành phố Rạch Giá,
tỉnh Kiên Giang cao hơn mặt nước biển khoảng 10 m nên:
H = 6,6 + 10 = 16,6 m
c
= 023,0.
1000
6,16
1 = 1,0004
ds
: hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh 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 công thức:
ds
= 94,013,0.
10
)206,24(
113,0.
10
)20(
1
s
t
mm
: hệ số ảnh hưởng của mây mù. Khi xét bức xạ lớn nhất nghĩa là trời không
có mây
mm
= 1
kh
: hệ số ảnh hưởng của khung, khung kim loại
kh
= 1,17
m
: hệ số kính. Khách sạn sử dụng loại kính trong, phẳng, dày 6 mm. Tra bảng
4.3[1], ta có:
m
= 0,94
R
Tmax
: nhiệt bức xạ mặt trời lớn nhất qua cửa kính vào phòng, W/m
2
. Giá trị
R
Tmax
phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, giờ trong ngày.
- 21 -
k
,
k
,
k
,
m
,
m
,
m
: hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn
che. Khách sạn sử dụng kính trong, phẳng, dầy 6 mm và màn che Brella trắng kiểu
Hà Lan, tra bảng 4.3 và 4.4[1] ta có:
k
= 0,15 ;
k
= 0,77 ;
k
= 0,88
m
= 0,09 ;
m
= 0,14 ;
m
= 0,77
Xác định R
Tmax
và n
t
:
- Thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang nằm ở vĩ độ 10
0
vĩ
Bắc. Xác định R
Tmax
,
tra trong bảng 4.2[1]
- Giả sử hệ thống điều hòa hoạt động 24/24 h, và g
s
= 700 kg/m
2
. Xác định n
t
tra
trong bảng 4.6[1]
Bảng 3.1. Bảng giá trị R
Tmax
và n
t
Hướng
Đông Tây Nam Bắc
R
Tmax
517 517 378 126
n
t
0,62 0,65 0,67 0,88
Phòng 203 có một cửa sổ hướng Đông với diện tích F = 3 m
2
Xác định Q
’
11
:
R
N
=
88,0
maxT
R
=
5,587
88,0
517
W/m
2
R
K
= [0,4
k
+
k
(
m
+
m
+
k
m
+ 0,4
k
m
)] R
N
= [0,4.0,15 + 0,77(0,09 + 0,14 + 0,88.0,77 + 0,4.0,15.0,09)].587,5
= 448,27 W/m
2
Q
’
11
= F.R
K
.
c
.
ds
.
mm
.
kh
.
m
= 3.448,27.1,0004.0,94.1.1,17.0,94
= 1390,84 W
- 22 -
Vậy : Q
11
= n
t
. Q
’
11
= 0,62.1390,84
= 862,32 W
Các phòng khác tính tương tự, kết quả được tổng hợp trong bảng phụ lục1.
3.2.1.2. Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do
t
: Q
21
Mái bằng của phòng điều hòa có ba dạng:
a) Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một tòa nhà điều hòa, nghĩa là bên
trên cũng là phòng điều hòa khi đó
t
= 0 và Q
21
= 0.
b) Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa, khi đó
t
=
0,5(t
N
– t
T
).
c) Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, thì lượng nhiệt truyền vào phòng
gồm hai thành phần: do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ
giữa không khí trong nhà và ngoài trời, và được tính theo công thức:
Q
21
= k. F.
t
td
Trong đó:
- k: hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc kết cấu và vật liệu làm mái, tra bảng
4.9[1]
- F: diện tích mái, m
2
-
t
td
: hiệu nhiệt độ tương đương
t
td
= (t
N
– t
T
) +
N
Ns
R
.
Phòng 203 và các phòng khác của khách sạn nằm giữa các tầng trong tòa nhà
điều hòa nên Q
21
= 0.
Riêng tầng 17 trên cùng khách sạn là có lượng nhiệt truyền qua trần vào phòng
do bức xạ và do
t
.
Tính Q
21
của tầng 17:
Q
21
= k.F.
t
- 23 -
Trong đó:
- k : hệ số truyền nhiệt qua trần. Tra bảng 4.15[1] ta có: k = 2,18 W/m
2
K
- F: diện tích trần. Trần tầng 17 có diện tích F = 191,4 m
2
-
t
: hiệu nhiệt độ trong và ngoài phòng.
Nhiệt độ ngoài phòng tầng 17 là nhiệt độ của tầng mái không được điều hòa mà
ta lại không biết được nhiệt độ của tầng mái là bao nhiêu do đó theo [1] ta có:
t
= 0,5(t
N
– t
T
) = 0,5[(33,5 + 273) – ( 25 + 273)] = 4,25 K
Vậy nhiệt hiện truyền qua mái vào tầng 17 do bức xạ và do
t
là:
Q
21
= 2,18.191,4.4,25 = 1773,69 W
Kết quả được tổng hợp trong bảng phụ lục 2.
3.2.1.3. Nhiệt hiện truyền qua vách Q
22
Nhiệt truyền qua vách Q
22
cũng gồm hai 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 phần nhiệt này rất nhỏ nên được
coi bằng không khi tính toán.
Vách là toàn bộ bao che xung quanh phòng, bao gồm: tường (tường bao và
tương ngăn), cửa ra vào và kính cửa sổ.
Nhiệt hiện truyền qua vách được tính theo công thức:
Q
22
=
i
Q
2
= k
i
.F
i
.
t
= Q
22t
+ Q
22c
+ Q
22k
, W
Trong đó:
- Q
22t
: Nhiệt truyền qua tường, W
- Q
22c
: Nhiệt truyền qua cửa ra vào, W
- Q
22k
: Nhiệt truyền qua kính, W
a) Nhiệt truyền qua tường Q
22t
Tường có hai loại là tường bao và tường ngăn.
gạch rỗng vữa trát
Hình 3.2. Cấu trúc tường bao
- 24 -
a1) Nhiệt truyền qua tường bao Q
22tb
:
Nhiệt truyền qua tường bao tính theo công thức:
Q
22tb
= k
tb
. F
tb
.
t
tb
Trong đó:
- F
tb
: diện tích tường bao, F
tb
= 7,92 m
2
-
t
tb
: hiệu nhiệt độ giữa không khí trong và ngoài nhà
t
tb
= t
N
– t
T
= (33,5 + 273) – ( 25 + 273) = 8,5 K
- k
tb
: hệ số truyền nhiệt qua tường bao, được tính theo công thức:
k
tb
=
Tg
g
V
V
N
1
2
1
1
, W/m
2
K
N
: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường bao,
N
= 20 W/m
2
K
T
: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà,
T
= 10 W/m
2
K
V
: độ dầy của lớp vữa trên bề mặt tường,
V
= 0,01 m
V
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa trên bề mặt tường,
V
= 0,93 W/mK
g
: độ dày của lớp gạch trên bề mặt tường,
g
= 0,1 m
g
: hệ số dẫn nhiệt của lớp gạch trên bề mặt tường,
g
= 0,58 W/mK
91,2
10
1
58,0
1,0
93,0
01,0
2
20
1
1
tb
k W/m
2
K
Vậy nhiệt truyền qua tường bao của phòng 203 là:
Q
22tb
= 2,91.7,92.8,5 = 195,9 W
Các phòng khác tính tương tự, kết quả được tổng hợp trong bảng phụ lục 3a1.
a2) Nhiệt truyền qua tường ngăn Q
22tn
:
Nhiệt truyền qua tường ngăn tính theo công thức:
Q
22tn
= k
tn
. F
tn
.
t
tn
- 25 -
Trong đó:
- F
tn
: diện tích tường ngăn, F
tn
= 8,94 m
2
-
t
tn
: hiệu nhiệt độ giữa không khí trong nhà và ngoài hành lang
Do ngoài hành lang là không gian không được điều hòa mà ta không biết được
nhiệt độ ngoài hành lang là bao nhiêu nên theo [1] ta có:
t
= 0,5(t
N
– t
T
) = 0,5[(33,5 + 273) – ( 25 + 273)] = 4,25 K
- k
tn
: hệ số truyền nhiệt qua tường ngăn, được tính theo công thức:
k
tn
=
Tg
g
V
V
N
1
2
1
1
, W/m
2
K
N
: hệ số tỏa nhiệt phía ngoài tường ngăn,
N
= 10 W/m
2
K
T
: hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà,
T
= 10 W/m
2
K
V
: độ dầy của lớp vữa trên bề mặt tường,
V
= 0,005 m
V
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vữa trên bề mặt tường,
V
= 0,93 W/mK
g
: độ dày của lớp gạch trên bề mặt tường,
g
= 0,1 m
g
: hệ số dẫn nhiệt của lớp gạch trên bề mặt tường,
g
= 0,58 W/mK
61,2
10
1
58,0
1,0
93,0
005,0
2
10
1
1
tn
k W/m
2
K
Vậy nhiệt truyền qua tường ngăn của phòng 203 là:
Q
22tn
= 2,61.8,94.4,25 = 99,17 W
Các phòng khác tính tương tự, kết quả được tổng hợp trong bảng phụ lục 3a2.
b) Nhiệt truyền qua cửa ra vào Q
22c
Nhiệt truyền qua cửa ra vào tính theo công thức:
Q
22c
= k
c
.F
c
.
t
Trong đó:
