Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho hệ thống điều hoà không khí Trung tâm kỹ thuật y tếc ao cấp

Website: Email : Tel (: 0918.775.368
Lời nói đầu
Thông gió và điều hoà không khí ra đời vào những năm cuối thế kỷ 19 và đ-
ợc phát triển mạnh từ những năm 30 của thế kỷ 20.
Ngày nay, thông gió và điều hoà không khí đã đóng góp một vai trò quan
trọng trong đời sống dân sinh, trong kỹ thuật và nhiều nghành công nghiệp của
các quốc gia trên thế giới. Đặc biệt đối với Việt Nam là một nớc có khí hậu nhiệt
đới nóng ẩm, vì vậy, ứng dụng kỹ thuật điều hoà không khí có ý nghĩa vô cùng to
lớn đối với đời sống của con ngời và sản xuất ở Việt Nam.
Trớc đây, do điều kiện kinh tế cha cho phép nên việc ứng dụng kỹ thuật điều
hoà không khí phục vụ các lĩnh vực này còn rất hạn chế. Trong thời gian gần đây,
đi đôi với sự phát triển kinh tế của đất nớc nhờ các chính sách đổi mới của Đảng
và Nhà nớc với mục tiêu công nghiệp hoá, hiện đại hoá, nhu cầu về kỹ thuật điều
hoà không khí đang gia tăng mạnh mẽ. Các thiết bị điều hoà không khí đã đợc
nhập từ nhiều nớc khác nhau với nhiều chủng loại đa dạng, hiện đại và một số
loại đã bắt đầu đợc tiến hành sản xuất lắp ráp trong nớc.
Có thể nói, hầu nh trong tất cả các cao ốc văn phòng, khách sạn, nhà hàng,
rạp chiếu bóng, nhà văn hoá, một số phân xởng, bệnh viện đã và đang xây dựng
đều đợc trang bị hệ thống điều hoà không khí nhằm tạo ra môi trờng khí hậu
thích nghi cho ngời sử dụng. Hiện nay, ngời dân việt nam chi phí cho nhu cầu về
ngành lạnh và điều hoà không khí vẫn còn thấp so với các nớc trong khu vực nh
Thái Lan, Singapo, điều đó chứng tỏ đây là một ngành có tiềm năng phát triển
mạnh mẽ trong tơng lai. Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, Thông gió
và điều hoà không khí đã trở nên hết sức cấp thiết, đặc biệt đối với các ngành
công nghệ cao, các công trình đặc biệt, hiện đại.
Trong phạm vi đồ án tốt nghiệp, tác giả đợc giao nhiệm vụ thiết kế hệ thống
điều hoà không khí và bảo vệ môi trờng không khí cho các phòng sạch của Trung
tâm kỹ thuật Y tế cao cấp với nội dung cụ thể sau:
1. Vai trò của điều hoà không khí đối với công trình Trung tâm kỹ thuật y tế
cao cấp.
2. Phân tích lựa chọn ph ơng án thiết kế hệ thống điều hoà không khí

3.Tính toán cân bằng nhiệt ẩm cho hệ thống điều hoà không khí.
4.Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí.
5. Chọn máy và thiết bị chính.
6. Bố trí lắp đặt hệ thống. Tính thuỷ lực hệ thống đờng ống dẫn.
1
Chơng 1
vai trò của điều hoà không khí
đối với công trình Trung tâm y tế cao cấp
1.1. ảnh hởng của các thông số môi trờng trong phòng đối với
con ngời
Các yếu tố vi khí hậu của môi trờng không khí ảnh hởng đến đời sống
con ngời nh sau
1.1.1. Nhiệt độ t
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ rệt nhất đối với con ngời.
Cơ thể con ngời có thể xem nh một máy nhiệt. Đối với bình thờng, nhiệt độ
thân nhiệt khoảng 37
0
C. Trong quá trình vận động cơ thể luôn luôn sản sinh ra
một lợng nhiệt nhiều hơn nó cần cho nên để duy trì đợc nhiệt độ này, con ngời
có sự trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh. Tuy nhiên, lợng nhiệt của con
ngời thải ra môi trờng nhiều hay ít phụ thuộc vào cờng độ vận động của cơ
thể, ngời ta chia cờng độ vận động thành các dạng: tĩnh tại, nhẹ , trung bình,
nặng.
Cơ thể con ngời trao đổi nhiệt với môi trờng xung quanh qua 3 hình thức:
Đối lu, bức xạ, bay hơi mồ hôi
- Trao đổi nhiệt đối lu
Khi nhiệt độ của môi trờng không khí lạnh hơn cơ thể con ngời, lớp
không khí tiếp xúc với cơ thể ngời sẽ nóng dần lên và có xu hớng chuyển
động về phía trên. Khi đó, lớp không khí lạnh hơn sẽ tiến đến thế chỗ, từ đó
hình thành sự chuyển động tự nhiên của lớp không khí bao quanh cơ thể con

ngời. Chính sự di chuyển này đã lấy đi một phần nhiệt lợng của cơ thể thải ra
ngoài môi trờng.
- Trao đổi nhiệt bức xạ
Nhiệt nhiệt độ cơ thể con ngời sẽ bức xạ tới bất kỳ bề mặt nào có nhiệt
độ nhỏ hơn nhiệt độ của cơ thể. Hình thức trao đổi nhiệt này hoàn toàn độc lập
với hiện tợng đối lu đã nêu ở trên và không phụ thuộc vào nhiệt độ không khí
xung quanh. Cờng độ trao đổi nhiệt bằng hình thức bức xạ phụ thuộc vào độ
chênh nhiệt độ giữa cơ thể con ngời và các bề mặt xung quanh.
- Trao đổi nhiệt bằng bay hơi mồ hôi
Nếu điều kiện của môi trờng thích ứng với những hình thức trao đổi nhiệt
của cơ thể thì con ngời cảm thấy dễ chịu, còn ngợc lại thì cảm thấy khó chịu,
thậm chí nghiêm trọng sẽ nguy hại đến sức khoẻ.
Khi nhiệt độ môi trờng nhỏ hơn 36
0
C, cơ thể sẽ thải nhiệt vào môi trờng
bằng hình thức đối lu và bức xạ, và nếu độ chênh lệch nhiệt độ này càng lớn
sẽ làm cho nhiệt lợng cơ thể mất đi càng nhiều, tới một mức độ nào đó thì cơ
thể sẽ có cảm giác ớn lạnh.
Ngợc lại, khi nhiệt độ môi trờng lớn hơn 36
0
C, cơ thể lại nhận nhiệt từ
môi trờng nên sẽ có cảm giác nóng. Khi nhiệt độ môi trờng lớn hơn 36
0
C thì
cơ thể thải nhiệt vào môi trờng bằng hình thức toả ẩm (hơi thở, sự bay hơi của
mồ hôi). Tuy nhiên, cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay ít còn phụ thuộc vào nhiệt độ,
độ ẩm tơng đối và tốc độ lu chuyển của không khí xung quanh cơ thểTrong
một số trờng hợp nhiệt độ môi trờng không cao lắm, nhng bề mặt của một số
vật thể có nhiệt độ rất cao (lò luyện kim, lò rèn) khi đó có một vài bộ phận
của cơ thể nóng quá mức do bức xạ nhiệt từ các bề mặt có nhiệt độ cao. Trong

truờng hợp này nếu diện tích bề mặt nóng càng lớn, khoảng cách từ bề mặt
nóng đến con ngời càng nhỏ thì con ngời chịu tác động càng cao.
Từ đó, rút ra kết luận việc giảm nhiệt độ các bề mặt xung quanh sẽ làm
gia tăng cờng độ trao đổi nhiệt của cơ thể con ngời bằng bức xạ và ngợc lại
1
Miền có mồ hôi
Miền không có mồ hôi
30
40
10
20
15
25
70
50 60
80 90
C
t

nếu nhiệt độ các bề mặt xung quanh tiến dần đến nhiệt độ cơ thể thì việc trao
đổi nhiệt bức xạ sẽ giảm đi rất nhanh.
Qua các công trình nghiên cứu kết hợp với kinh nghiệm, các nhà nghiên
cứu đã rút ra kết luận rằng trong phần lớn các trờng hợp nghiên cứu, cơ thể
luôn cảm thấy dễ chịu trong vùng nhiệt độ từ 22
0
C đến 27
0
C.
1.1.2. Độ ẩm tơng đối

Độ ẩm tơng đối

là yếu tố quyết định điều kiện hơi nớc từ cơ thể ngời
bay hơi vào không khí. Sự bay hơi của mồ hôi vào không khí chỉ diễn ra khi
độ ẩm tơng đối

< 100%. Nếu không khí có độ ẩm vừa phải có nghĩa là khả
năng bay hơi của hơi nớc vào không khí nhiều nên khi không khí có nhiệt độ
cao, cơ thể sẽ đổ mồ hôi, lợng mồ hôi này sẽ bay hơi vào không khí đợc nhiều,
và đó là dạng thải nhiệt dới hình thức toả ẩm, sẽ làm cơ thể có cảm giác dễ
chịu hơn. Ngợc lại, nếu độ ẩm

quá lớn, mồ hôi thoát ra ngoài bay hơi kém
hoặc không bay hơi đợc, trên da sẽ có một lớp mồ hôi nhớp nháp khó chịu [5].

Hình 1.1. Mô tả giới hạn miền có mồ hôi trên da [5]
Từ hình 1.1 có thể thấy: ở trị số

bé, cơ thể chỉ có mồ hôi trên da khi ở
nhiệt độ khá cao, khi trị số

lớn thì cơ thể có mồ hôi trên da ngay cả ở nhiệt
độ thấp. Khi



75% trên da vẫn có mồ hôi với nhiệt độ t

20
0

C.
Sự thải nhiệt độ tháo mồ hôi (do bay hơi kém) thờng kèm theo rối loạn
điện dịch trong cơ thể, đến mức độ nào đó sẽ gây choáng ngất, nhẹ hơn cũng
làm cơ thể mệt mỏi.
Để thấy đợc vai trò của độ ẩm tơng đối

, có thể tham khảo bảng 1.1 về
tỉ lệ % giữa nhiệt cơ thể thải ra dới hình thức bay hơi nớc (nhiệt ẩn) với nhiệt
thải dới hình thức truyền nhiệt thuần túy (nhiệt hiện ) [5].
Bảng 1.1: Quan hệ giữa nhiệt độ với tỉ lệ phần trăm giữa nhiệt cơ thể thải
ra dới hình thức bay hơi nớc (nhiệt ẩn) với nhiệt thải dới hình thức truyền
nhiệt thuần túy (nhiệt hiện )
t
0
C 10 26,7 29 36 37,8 40,6 43,3
Tỷ lệ % 18 30 40 100 120 160 200
Theo kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ của không khí là 27
0
C, để có
cảm giác dễ chịu thì độ ẩm tơng đối của không khí nên vào khoảng 50%.
2
Một môi trờng không khí trong sạch, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp là yếu
tố gián tiếp nâng cao đợc năng suất lao động và chất lợng sản phẩm.
Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lợng không khí tại công sở, tr-
ờng học, bệnh viện ngời ta đã và đang ứng dụng ngày càng nhiều kỹ thuật
điều hoà không khí nhằm tạo ra một môi trờng có nhiệt độ, ẩm độ thích hợp
nhất cho con ngời.
Để minh hoạ, bảng 1.2 sẽ chỉ rõ các thông số nhiệt độ và độ ẩm cho từng
loại công trình [4]
Bảng 1.2: Các thông số nhiệt độ và độ ẩm cho từng loại công trình

STT Loại công trình
Thông số nhiệt
độ t (
0
C)
Thông số độ ẩm

(%)
1 Kỹ thuật điện, điện tử 20
ữ
22 50
ữ
60
2 Cơ khí chính xác 20
ữ
24 35
ữ
50
3
Đồ hộp, bảo quản chế
biến thực phẩm
22
ữ
24 65
ữ
75
4 Dợc phẩm 20
ữ
24 30
ữ

60
5 Phim ảnh 20
ữ
24 40
ữ
65
6 In 22
ữ
26 45
ữ
60
7 Dệt (kéo sợi) 22
ữ
25 55
ữ
65
8 Phòng mổ 20
ữ
25 50
ữ
65
9 Phòng bệnh viện 22
ữ
26 35
ữ
60
1.1.3. Tốc độ lu chuyển của không khí W
k
Ngoài hai yếu tố nhiệt độ t và độ ảm tơng đối

của không khí nh đã nêu
ở trên ra, tốc độ lu chuyển của không khí W
k
là yếu tố đóng vai trò quan trọng
trong quá trình trao đổi nhiệt ẩm giữa cơ thể và môi trờng.
Khi tốc độ lu chuyển của không khí W
k
tăng sẽ làm tăng cờng độ toả
nhiệt

và cờng độ toả chất

. Do dó, trong mùa đông, khi W
k
lớn sẽ làm
tăng sự mất nhiệt của cơ thể và gây cảm giác lạnh. Ngợc lại, về mùa hè sẽ gây
cảm giác mát mẻ. Trong điều kiện độ ẩm tơng đối cao, W
k
tăng sẽ làm quá
trình bay hơi mồ hôi trên bề mặt da diễn ra nhanh hơn khiến cơ thể dễ chịu
hơn nhiều. Chính vì vậy, vào mùa hè, con ngời luôn muốn sống trong điều
kiện môi trờng không khí có lu chuyển mạnh (nh có quạt hay gió trời), đặc
biệt đối với ngời Việt Nam vì nớc ta là nớc có điều kiện khí hậu nóng ẩm, do
đó khi thiết kế hệ thống thông gió hoặc điều hoà không khí cần phải chú ý
quan tâm thích đáng đến đặc điểm này. Tuy nhiên, tốc độ gió lớn hay bé tuỳ
thuộc vào nhiệt độ không khí, nếu W
k
lớn quá mức cần thiết sẽ gây mất nhiêt
cục bộ, khiến cơ thể mệt mỏi.
Điểm cần chú ý là mặc dù nhiệt độ bên trong cơ thể duy trì ở 37

0
C nhng
nhiệt độ bề mặt lớp da bao quanh cơ thể không hoàn toàn ổn định.
Tuỳ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm của không khí xung quanh mà nhiệt độ
lớp da dao động từ 4,4
0
C
ữ
40
0
C. Ngoài ra, cần chú ý đến chênh lệch nhiệt độ
giữa không khí bên trong không gian cần điều hoà và dòng không khí thổi trực
tiếp vào cơ thể. Để đảm bảo sức khoẻ cho con ngời thì độ chênh lệch nhiệt độ
đó không nên vợt quá từ 3
0
C
ữ
6
0
C.
Bảng 1.3: Các điểm tơng thích với cảm giác dễ chịu của con ngời [5]
Nhiệt độ
không khí
trong phòng
(
0
C)
16
ữ
20 21

ữ
23 24
ữ
25 26
ữ
27 28
ữ
30
>30
3
Tốc độ không
khí (m/s)
<0,25
0,25
ữ
0,3 0,4
ữ
0,6 0,7
ữ
1,0 1,1
ữ
1,3 1,3
ữ
1,5
Tóm lại, cả ba yếu tố khí hậu: nhiệt độ t, độ ẩm tơng đối

, vận tốc gió
W
k
đều ảnh hởng đến cảm giác dễ chịu của con ngời. Có nhiều cách để tổng

hợp các yếu tố này lại để tìm ra miền vi khí hậu thích hợp với trạng thái của
con ngời, song nó cũng chỉ mang tính chất tơng đối vì nó còn phụ thuộc vào c-
ờng độ lao động và thói quen của từng ngời.
Theo nghiên cứu và điều tra thực tế cho thấy, cơ thể con ngời có cảm giác
dễ chịu khi ở trong môi trờng không khí có điều kiện nh sau:
- Độ ẩm tơng đối

= 35% - 70%
- Nhiệt độ t = 24
0
C 27
0
C (mùa hè)
t = 20
0
C 23
0
C (mùa đông)
- Vận tốc gió W
k
= 0,5 1,5 m/s (trạng thái tĩnh)
1.1.4.Tiếng ồn
Tiếng ồn là yếu tố không kém phần quan trọng, ảnh hởng đến cảm giác
của con ngời. Tiếng ồn có tác động trực tiếp đến cơ quan thính giác của con
ngời, tác động đến hệ thần kinh trung ơng. Do vậy, tiếng ồn quá lớn sẽ gây
nhức đầu, choáng và mỏi mệt cho con ngời.
Trong môi tròng khí hậu thích hợp, vẫn có thể có nhiều nguồn gây ra
tiếng ồn nh:
- Tiếng ồn do quạt gió, máy lạnh, bơm hay cơ cấu chuyển động nói
chung

- Tiếng ồn khí động của dòng khí (tiếng ồn thứ cấp)
- Tiếng ồn của các nguồn ngoài: khó khống chế nên thờng không
xét đến.
Tiếng ồn có thể truyền vào trong phòng theo các đờng sau:
Theo đờng ống gió từ quạt gió (và cả máy lạnh nếu có), theo đờng ống
gió cấp và gió hồi, qua tiêu âm vào phòng, theo các chi tiết khác của hệ thống
đờng ống truyền trực tiếp vào phòng.
Theo đờng phát xạ từ vách ống dẫn hoặc từ các thiết bị cuối của đờng
ống qua trần giả vào phòng.
Theo không khí tiếp xúc với buồng máy vào phòng.
Theo kết cấu xây dựng truyền vào phòng.
Nh vậy tiếng ồn là một yếu tố ảnh hởng rất lớn tới sức khoẻ cũng nh tinh
thần của con ngời. Tuỳ từng mức độ cụ thể mà mức ồn cho phép sẽ khác nhau,
song trong mọi trờng hợp độ ồn không đợc vợt quá 90 dB, vì sẽ gây nguy hại
đến thính giác của con ngời khi phải tiếp xúc với môi trờng đó. Cho nên vấn
đề nghiên cứu giảm nhẹ tiếng ồn là một trong những nhiệm vụ cơ bản. Vì vậy,
khi thiết kế để tạo ra môi trờng khí hậu nhân tạo thích hợp cần chú ý phối hợp
xử lý chống rung kết hợp với chống ồn.
Bảng1.4: Độ ồn cực đại cho phép trong một số trờng hợp cụ thể theo tiêu
chuẩn xây dựng175:1990 [6]
STT Tên gọi các công trình công cộng
Mức âm L
A
hoặc mức âm t-
ơng đơng L
Atd
dBA
Ban đêm (từ
22h đến 6h)
Ban ngày (từ

6h đến 22h)
1 Các phòng điều trị, phòng mổ trong các
bệnh viện, phòng ngủ trẻ em trong nhà
35 50
4
mẫu giáo, nhà trẻ
2
Khu vực bệnh viện, nhà nghỉ, nhà điều d-
ỡng, nhà trẻ, nhà mẫu giáo
40 55
3
Phòng khám ở: bệnh viện đa khoa, chuyên
khoa, nhà điều dỡng, nhà nghỉ, phòng
đọc, phòng ngủ trong khách sạn, trong
nhà tập thể
40 55
4
Phòng học trong các trờng (phổ thông, kỹ
thuật , nghiệp vụ)
40 55
5
Phòng khán giả trong các rạp, các câu lạc
bộ, nhà văn hoá, gian hoà nhạc, phòng
họp, hội trờng, gian xử án
- 55
6
Phòng làm việc trong các trụ sở cơ quan
viện thiết kế, viện nghiên cứu
40 55
7

Tiệm ăn, nhà ăn tập thể, phòng ăn của
khách sạn, tiền sảnh của các loại phòng
khán giả
- 60
8
Của hàng bách hoá bán lẻ xen kẽ trong
các khu nhà ở
45 60
9
Gian phòng của trung tâm thơng mại,
bách hoá trung tâm, các gian thể thao,
gian hành khách của các ga xe lửa, ga
hàng không, bến xe
55 70
10
Khu vực chợ trung tâm, hội chợ triển lãm
lớn, sân vận động, bãi thể thao
55 70
11
Khu vực chợ xanh, vùng sinh hoạt văn
hoá công cộng xen kẽ trong khu nhà ở
- 65
12 Khu vực sân bãi thể thao trong khu nhà ở - 65
1.1.5. Nồng độ các chất độc hại
Ngoài ba yếu tố nhiệt độ t, độ ẩm tơng đối

, vận tốc gió W
k
đã nói ở
trên, môi trờng không khí còn phải đợc đảm bảo mức độ trong sạch nhất định,

đợc đặc trng bằng nồng độ các chất độc hại trong không khí. Các chất độc hại
trong môi trờng không khí có thể chia ra làm 3 loại chủ yếu:
- Bụi: là các hạt vật chất có kích thớc rất nhỏ, có thể xâm nhập vào cơ thể
con nguời qua đờng hô hấp và khó lọc sạch bằng các thiết bị thông thờng. Tùy
theo kích thớc hạt bụi mà thời gian tồn tại của chúng ít hay nhiều. Hạt có kích
thớc càng nhỏ thì càng khó lắng đọng, thời gian tồn tại của nó trong không khí
càng lâu và mức độ nguy hiểm đôí với con ngời càng cao khi chúng thâm
nhập vào trong cơ thể con ngời.
Trong các ngành nh quang học, điện tử, cơ khí chính xác, phim ảnh, tin
học, ngoài nhiệt độ và ẩm độ, ngời ta còn chú ý đến độ nhiễm bẩn do bụi và
các hạt lơ lửng khác.Ví dụ: trong phòng đặt máy vi tính thì số lợng các loại
hạt không vợt quá 2.10
5
hạt/m
3
. (chỉ tính hạt có kích thớc lớn hơn 3
m
à
)
- Khí CO
2
: Bình thờng loại này không mang tính độc nhng nếu ở nồng
độ quá lớn sẽ làm giảm lợng O
2
trong không khí và ảnh hởng đến khả năng hô
hấp của con ngời.
- Các chất độc hại dạng khí và hơi (hay ở dạng bụi): Phát sinh trong quá
trình sản xuất hay trong các phản ứng hoá học Mức độ độc hại phụ thuộc
5
vào cấu trúc hoá học, nồng độ của từng chất và thời gian tiếp xúc của con ngời

với các chất đó. Nhẹ thì gây khó chịu, nồng độ lớn sẽ có thể gây chết hoặc
hỏng chức năng của cơ thể tơng ứng.Thời gian tiếp xúc lâu ở nồng độ nhỏ với
các chất độc hại do nghề nghiệp sẽ gây ra những bệnh mãn tính, có hại đến
sức khoẻ của con ngời.
Nh đã biết, một trong những vấn đề cơ bản khi thiết kế hệ thống điều hoà
không khí cần chú ý là vấn đề thông gió cho không gian cần điều hoà.
Không gian cần điều hoà là không gian tơng đối kín, trong đó còn có con
ngời cùng những loại vật dụng khác nhau. Do vậy, bên cạnh sự ảnh hởng của
bụi bặm và các vật dụng thì con ngời và hoạt động của con ngời là những
nguyên nhân chính gây ra ô nhiễm không khí trong không gian cần điều hoà.
Cụ thể những nguyên nhân đó là:
- Do hít thở
- Do hút thuốc lá
- Do các loại mùi khác nhau từ cơ thể phát ra.
Đây là nguyên nhân chính làm tăng lợng CO
2
, CO, nhiều loại vi khuẩn,
nấm mốc gây bệnh và tạo ra các loại khí độc khác nhau trong không gian cần
điều hoà.
Để tạo ra một môi trờng không khí trong lành thì cần phải thiết kế hệ
thống thông gió với kỹ thuật phù hợp. Có thể hiểu thông gió là thay thế một l-
ợng không khí trong không gian cần điều hoà bằng một lợng không khí mới, t-
ơi, trong sạch lấy từ bên ngoài.
Phơng án cấp không khí tơi, trong sạch cũng rất đa dạng. Thông thờng,
trong điều hoà không khí ngời ta thờng hoà trộn không khí tơi với không khí
tuần hoàn, hay có thể dùng hoàn toàn không khí tơi lấy từ ngoài.
Trớc đây, nói đến ô nhiễm không khí là ngời ta thờng nghĩ đến độ CO
2
có trong không khí. Nhng trong những năm gần đây, ngoài CO
2

ngời ta còn lu
ý đến việc khử mùi phát ra từ cơ thể con ng ời và đang nghiên cứu tìm các chỉ
số thích hợp để đáng giá tác động của yếu tố này đến môi trờng.
Dù vậy, cho đến nay, ngời ta vẫn sử dụng nồng độ CO
2
nh là chỉ số biểu
diễn mức độ ô nhiễm. Bảng 1.5 sẽ chỉ ra ảnh hởng của CO
2
đến sức khoẻ của
con ngời [2]
Khi trong không gian phòng có nồng độ CO
2
vợt quá mức quy định thì
cần thiết phải bổ xung một lợng không khí mới. Lợng không khí tơi cần thiết
cho một ngời trong một giờ phụ thuộc vào cờng độ vận động của con ngời đó
trong không gian cần điều hoà Bảng 1.6 sẽ chỉ rõ mối quan hệ giữa lợng
không khí tơi cần cung cấp ứng với các loại cờng độ lao động [2].
Ngoài những điều quan trọng ở trên, khi đánh giá mức độ vệ sinh của
một môi trờng nào đó theo nhiều yếu tố tổng hợp khác nhau, có thể tham khảo
số liệu trong bảng 1.7 [2]
Bảng 1.5: ảnh hởng của CO
2
đến sức khoẻ của con ngời
Nồng độ CO
2
(% thể tích)
Phạm vi ảnh hởng
Ghi chú
0,07
Đây là mức độ chấp nhận đợc khi có nhiều ngời

trong phòng
Các giá trị
này bản thân
nó cha đợc
xem là mức
độ nguy
0,01 Nồng độ cho phép trong các trờng hợp thông
thờng
6
hiểm, tuy
nhiên, với t
cách là chỉ
số ô nhiễm
không khí
thì nó là con
số cần lu ý
nếu nh nồng
độ CO
2
tiếp
tục tăng
0,15
Nồng độ cho phép khi dùng để tính toán thông
gió
0,2
ữ
0,5 Nồng độ tơng đối nguy hiểm

0,5 Nồng độ nguy hiểm
4

ữ
5
Hệ thần kinh bị kích thích, gây ra thở sâu và
nhịp thở gia tăng. Nếu hít thở trong môi trờng
này kéo dài thì có thể gây ra nguy hiểm.
8
Nếu hít thở trong môi trờng này kéo dài hơn 10
phút thì mặt sẽ đỏ bừng và bị đau đầu

18 Hết sức nguy hiểm, có thể dẫn đến tử vong
Bảng 1.6: Lợng không khí tơi cần cung cấp ứng với các cờng độ lao động
STT Cờng độ vận động
K,
m
3
/ngời.h
Q, m
3
/ngời.h
Khi

=0,1% Khi

=0,15%
1 Nghỉ ngơi 0,013 18,6 10,8
2 Rất nhẹ 0,022 31,4 18,3
3 Nhẹ 0,030 43,0 25,0
4 Trung bình 0,046 06,7 38,3
5 Nặng 0,074 106 61,7

Bảng 1.7: Một số tiêu chuẩn đánh giá mức độ vệ sinh môi trờng
STT Các yếu tố đánh giá Tiêu chuẩn đánh giá
1 Các hạt lơ lửng < 0,15 mg/m
3
không khí
2 Nồng độ CO < 0,001 % theo thể tích
3 Nồng độ CO
2
< 0,1% theo thể tích
4 Nhiệt độ 17
0
C
ữ
28
0
C tuỳ trờng hợp
5 Độ ẩm tơng đối 40%
ữ
70%
6 Tốc độ chuyển động của không khí < 0,5m/s
Nh vậy có thể thấy đợc tầm quan trọng của việc thông gió cho không
gian cần điều hoà. Điều đó góp phần loại bỏ các chất độc hại, khử đợc mùi
khó chịu do con ngời hay các vật dụng tạo nên, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh,
đảm bảo sức khoẻ cho con ngời làm việc trong một môi trờng tốt.
Tóm lại, các yếu tố trên có ảnh hởng rất lớn đến sức khoẻ của con ngời,
vì vậy việc thiết kế để tạo ra một môi trờng khí hậu nhân tạo thích hợp với con
ngời là hoàn toàn cần thiết, đặc biệt là trong sự phát triển ngày càng cao của
khoa học công nghệ và sự gia tăng ô nhiễm của môi trờng không khí.
1.2. Sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí
Điều hoà không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra bên trong các

cồng trình kiễn trúc một môi trờng không khí trong sạch, có nhiệt độ, và độ
7
ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt (tiện
nghi nhiệt) của cơ thể con ngời ứng với các trạng thái lao động khác nhau, làm
cho con ngời cảm thấy dễ chịu thoải mái, không nóng bức về mùa hè, rét buốt
về mùa đông, bảo vệ đợc sức khỏe và phát huy đợc năng suất lao động cả chân
tay lẫn trí óc.
Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con ngời, điều hoà
không khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau
mà những quá trình này chỉ có thể đợc tiến hành tốt trong môi trờng không
khí có nhiệt độ và độ ẩm nằm trong giới hạn nhất định.
1.2.1. Trong sinh hoạt, bảo vệ sức khỏe cho con ngời
ở tất cả các nớc phát triển trên thế giới, dù ở vùng hàn đới hay nhiệt đới
đều cần đến điều hoà không khí để đảm bảo môi trờng không khí trong phòng
theo yêu cầu.
Việt Nam ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm có gió mùa và gió
Phơn Trờng Sơn (gió Lào ở các địa phơng Nghệ An, Hà Tĩnh), nhiệt độ
trung bình năm khá cao, cộng vào đó độ ẩm tơng đối của không khí cũng rất
cao ngay cả ở các vùng gió Lào. Ví dụ ở Hà Nội, nhiệt độ không khí trên 26
0
C
xuất hiện trên 3500 giờ/năm chiếm gần 40% thời gian trong năm: độ ẩm trên
70% xuất hiện trên 7100 giờ/năm, tức chiếm 81% thời gian trong năm. ở
thành phố Hồ Chí Minh, các giá trị nhiệt độ và độ ẩm nêu trên xuất hiện một
cách tơng ứng là 61% và 65% thời gian trong năm. Với nhiệt độ và độ ẩm nêu
trên, cộng vào đó là bức xạ mặt trời qua cửa kính, nhất là các loại nhà công sở,
nhà cao tầng theo phong cách kiến trúc hiện đại, diện tích cửa kính rất lớn,
bên trong nhà lại có nhiều toả nhiệt, toả ẩm khác nhau nh ngời, chiếu sáng,
thiết bị điện- điện tử Tất cả những yếu tố đó làm nhiệt độ và độ ẩm không
khí trong phòng tăng cao, vợt xa so với giới hạn tiện nghi nhiệt đối với cơ thể

con ngời. Chỉ có điều hoà không khí mới có thể giải quyết đợc vấn đề nêu
trên. Ngày nay ta có thể hình dung đợc nếu không có điều hoà không khí
trong các công trình trên thì liệu các công trình đó có phát huy đợc hiệu quả
sử dụng hay không? Hiện nay nền kinh tế của nớc ta đã có những bớc tiến
đáng kể, đời sống của nhân dân đợc cải thiện rõ rệt, nhiều nhà ở các t nhân, ở
các đô thị cũng đã thấy sự cần thiết phải lắp đặt hệ thống điều hoà không khí
để đảm bảo môi trờng vi khí hậu bên trong nhà phù hợp với điều kiện vệ sinh,
đảm bảo sức khoẻ.
Trong Y tế, điều hoà không khí ngày càng sử dụng rất rộng rãi. Nhiều
bệnh viện đợc trang bị hệ thống điều hoà không khí trong các phòng điều trị
để tạo môi trờng vi khí hậu tối u giúp cho bệnh nhân chóng hồi phục sức khỏe.
Các phòng vi khí hậu nhân tạo với độ trong sạch tuyệt đối của không khí và
nhiệt độ, độ ẩm đợc khống chế ở mức tối u, không thay đổi là nhu cầu bức xúc
để tiến hành nhiều nhiệm vụ và quá trình Y học quan trọng nh nuôi cấy vắc
xin, bảo quản mô, phẫu thuật
Cũng cần biết rằng điều hoà không khí là khá tốn kém. Thông thờng đầu
t ban đầu cho điều hoà không khí loại nhà công cộng chiếm khoảng 15-20%
tổng kinh phí xây dựng và chiếm 60-70% chi phí sử dụng chung của toàn
công trình. Mặc dù vậy, nhu cầu về điều hoà không khí để phục vụ sinh hoạt
bảo vệ sức khoẻ cho cộng đồng dân c, nhất là các đô thị lớn, là quá rõ ràng,
không ai có thể phủ nhận đợc.
1.2.2. Trong sản xuất công nghiệp
Thành phần không khí và các thông số vật lý của nó (nhiệt độ, độ ẩm) là
điều kiện cần thiết, nhiều khi là bắt buộc, để tiến hành nhiều loại quá trình
công nghệ khác nhau của nền công nghiệp hiện đại.
Để thấy rõ vai trò của điều hoà không khí trong sản xuất công nghiệp, ta
có thể xem xét một số trờng hợp cụ thể sau đây [1]:
8
- Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lờng, dụng cụ điện
tử, vi mạch, quang học, độ trong sạch và sự ổn định của nhiệt độ và độ ẩm

của không khí là điều kiện quyết định cho chất lợng, độ chính xác và độ bền
của sản phẩm. Nếu các linh kiện, chi tiết tinh vi của máy đo, kính quang học
đợc chế tạo trong điều kiện nhiệt độ và độ ẩm không ổn định thì độ co dãn
khác nhau về kích thớc của chi tiết sẽ làm cho độ chính xác của máy móc
không đảm bảo, nhiều khi trở thành phế phẩm. Bụi thâm nhập vào bên trong
máy móc tinh vi làm độ mài mòn các chi tiết tăng cao và dụng cụ chóng h
hỏng, chất lợng giảm sút rõ rệt, đặc biệt là các loại kính quanh học, đồng hồ
- Trong công nghiệp sợi và dệt, điều hoà không khí có ý nghĩa rất quan
trọng. Khi độ ẩm cao, độ dính kết, ma sát giữa các sơ bông sẽ lớn và quá trình
kéo sợi sẽ rất khó khăn, sợi kéo ra không đợc suôn sẻ đều đặn, ngợc lại độ ẩm
quá thấp sẽ làm cho sợi dễ bị đứt, năng suất kéo sợi sẽ bị giảm. Thông thờng
điều kiện tối u cho quá trình kéo sợi là nhiệt độ nằm trong khoảng 20-28
0
C, độ
ẩm từ 50-55%. Đối với quá trình dệt vải thì độ ẩm lại phải tơng đối cao để sợi
khỏi bị đứt và mặt vải đợc mịn. Độ ẩm không khí cho phân xởng dệt nằm
trong khoảng từ 70-75% là hợp lý, còn nhiệt độ cũng tơng tự nh quá trình kéo
sợi (giới hạn của nhiệt độ áp dụng cho mùa đông, giới hạn trên cho mùa hè).
- Công nghệ in, nhất là in nhiều màu, in tiền đòi hỏi phải tiến hành
trong điều kiện nhiệt độ, độ ẩm ổn định để kích thớc của giấy không bị co dãn
thất thờng, lúc đó các mảng màu trên tờ in mới liền khít nhau, không bị sai
lệch. Ngoài ra, nhiệt độ và độ ẩm của không khí ổn định còn tác dụng giữ cho
màu sắc của mực in đợc ổn định, đồng đều.
- Nhiều qúa trình trong công nghệ chế biến thực phẩm đòi hỏi phải có
môi trờng không khí thích hợp. VD: trong khâu chế biến thịt, sản xuất giò,
xúc xích nếu độ ẩm sẽ làm cho sản phẩm khô hanh, giảm khối lợng và chất l-
ợng sản phẩm. Ngợc lại, nếu độ ẩm quá cao, cộng với nhiệt độ cao thì đó là
môi trờng tốt để vi sinh vật phát triển làm giảm chất lợng hoặc phân huỷ sản
phẩm. Một đặc điểm nữa trong công nghiệp thực phẩm là lợng nhiệt và ẩm
(hơi nớc) toả ra bên trong phân xởng tơng đối lớn thờng xảy ra hiện tợng đọng

sơng trên bề mặt kết cấu bao che hoặc bề mặt thiết bị máy móc công nghệ,
gây mất vệ sinh, vì đó là môi trờng tốt cho vi khuẩn, vi sinh vật phát triển. Tất
cả những hiện tợng bất lợi nêu trên đều có thể giải quyết đợc bằng hệ thống
điều hoà không khí.
- Quá trình tạo mạch nha, làm lạnh nớc, hoa quả lên men, ủ lên men
bia là các quá trình chính của công nghiệp sản xuất bia đều đòi hỏi phải tiến
hành trong môi trờng không khí có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp.
Trong công nghiệp chế biến và sản xuất chè đen, quá trình vò chè, ủ lên
men có tác dụng làm cho chất dinh dỡng trong lá chè tiếp xúc với không khí
và oxi hoá kết hợp với các quá trình biến đổi sinh hóa khác tạo ra các axit
amin, cố định màu sắc hấp dẫn và hơng vị thông thờng của chè. Các quá trình
này đòi hỏi phải tiến hành ở điều kiện mát mẻ và độ ẩm cao. Quá trình ủ lên
men của chè, sau khi vò đòi hỏi môi trờng không khí hoàn toàn trong sạch,
nhiệt độ nằm trong khoảng từ 18 dến 24
0
C và độ ẩm từ 95-98%. ở công đoạn
sàng chọn và đóng bao thành phẩm cũng nh nhập kho lại đòi hỏi độ ẩm thấp:
50-55% để chè không ngậm ẩm thêm vào sau khi đã đợc sấy khô đến thuỷ
phần 5-6% ở công đoạn trớc đó.
Công nghiệp chế biến thuốc lá và sản xuất thuốc điếu có đạt đợc năng
suất và chất lợng cao hay không là nhờ một phần quan trọng vào hệ thống
điều hoà không khí. Thuốc lá là loai nguyên liệu rất nhạy cảm với nhiệt độ và
độ ẩm không khí, đặc biệt là độ ẩm. Ngoài ra, các nguyên vật liệu khác nh
giây cuốn điếu cũng có tính chất tơng tự. Nếu nhiệt độ, độ ẩm không ổn định
thì độ dẻo, kích thớc của giấy cũng nh tính chất cơ lý của sợi thuốc cũng thay
đổi theo làm cho máy móc hoạt động kém hiệu quả và sản phẩm kém chất l-
ợng. Độ ẩm quá thấp thì điếu thuốc lá dễ bị rỗ đầu. Đặc biệt ở công đoạn ủ lên
9
men thuốc lá trớc khi thái sợi, nhiệt độ và độ ẩm cần đợc duy trì theo một quy
trình chặt chẽ nhất định: thời gian đầu trong 2 - 3 ngày, nhiệt độ đợc nâng dần

lên từ nhiệt độ bình thờng đến mức 50 : 600 C, sau đó nhiệt độ đợc giữ không
đổi ở mức trên trong thời gian 6 - 7 ngày, cuối cùng là giai đoạn hạ nhiệt độ từ
từ trở về nhiệt độ bình thờng trong khoảng thời gian 2 - 3 ngày. Trong suốt quá
trình nêu trên độ ẩm đợc khống chế ở mức 90 95% Tất cả những yêu cầu
công nghệ nêu trên đều phải cần đến hệ thống điều hoà không khí. Ngoài ra,
trong các phân xởng chế biến thuốc lá vấn đề ô nhiễm bụi và hơi khí độ hại
nh hơi nicôtin, hơi hơng liệu để phun tẩm vào sợi thuốc là những vấn đề rất
quan trọng và khó khăn mà ngời kỹ s Thông gió - Điều hòa không khí - Môi
trờng khí phải giải quyết để bảo vệ môi trờng, đảm bảo sức khỏe cho ngời lao
động.
Các thông số của môi trờng không khí trong các nhà máy sản xuất phim,
giấy ảnh cũng cần đợc duy tri ở mức nhất định và chặt chẽ bằng hệ thống điều
hoà không khí. Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh làm giảm chất lợng
sản phẩm. Nhiệt độ cao của không khí trong phân xởng làm cho nóng chảy
lớp thuốc ảnh phủ trên bề mặt phim và giấy ảnh. Độ ẩm quá thấp gây ra hiện
tợng khô vênh, cong queo của giấy và phim. Ngợc lại, độ ẩm quá cao làm cho
sản phẩm dính bết vào nhau. Còn rất nhiều quá trình công nghệ khác đòi hỏi
phải có điều hoà không khí mới tiến hành đợc hiệu quả. Điều này ta có thể tìm
hiểu và nghiệm thấy trong thực tế sản xuất nhất là ở thời đại công nghiệp phát
triển ở trình độ cao trong nớc cũng nh trên thế giới.
1.2.3. Trong lĩnh vực bảo quản công trình lịch sử, văn hóa, nghệ thuật
Ta có thể tự hào là trên đất nớc ta có một công trình lịch sử vĩnh cửu, tầm
cỡ nhất nhì trên thế giới, đó là Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh. Công trình này có
tồn tai vĩnh hằng hay không một phần quan trọng là nhờ vào hệ thống điều
hoà không khí. Độ tinh khiết của môi trờng không khí ở những khu vực trọng
yếu của lăng phải là tuyệt đối, còn nhiệt độ và độ ẩm ở những khu vực này
phải duy trì ở mức 16 0,5
0
C và 75 5% quanh năm bất kể thời tiết bên
ngoài thay đổi nh thế nào.

Điều hoà không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệm
phục vụ cho công tác nghiên cứu khoa học; cụ thể là thành phần và các thông
số nhiệt độ, độ ẩm của không khí phải đợc giữ ở mức không đổi để tạo ra các
kết quả tơng tự trong lĩnh vực sinh học, sinh hóa, sinh thái học
Đối với quá trình bảo quản và khai thác các mẫu đo lờng chuẩn, yêu cầu
về thành phần và thông số vật lý của môi trờng không khí xung quanh là hết
sức nghiệm ngặt mà chỉ có điều hoà không khí mới đáp ứng đợc.
Để bảo quản những giá trị vĩ đại của văn hóa - lịch sử nh tranh, ảnh, t-
ợng, sách cổ, hiện vật trong các phòng trng bày, viện bảo tàng, th viện v.v. lu
truyền cho nhiều thế hệ mai sau thì điều cốt yếu là phải tạo ra môi trờng
không khí có thành phần trong sạch với nhiệt độ và độ ẩm không thay đổi ở
mức thích hợp. Rõ ràng là môi trờng không khí với các thông số thích hợp của
nó có thể làm chậm lại một cách đáng kể hoặc ngừng hẳn quá trình phá hủy
của nó mà ngời ta thờng gọi là "sức phá hủy của thời gian"
Tóm lại, điều hoà không khí cho các mục đích nêu ra trên đây có ý nghĩa
kinh tế, lịch sử, văn hóa vô cùng to lớn .
1.3. Giới thiệu sơ lợc công trình Trung tâm kỹ thuật Y tế cao
cấp và vai trò của hệ thống điều hoà không khí
1.3.1. Giới thiệu sơ lợc về công trình Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp
Công trình Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp là công trình đợc nhà nớc
đầu t xây dựng với mục đích tạo nên một trung tâm Y tế với đầy đủ trang thiết
bị hiện đại, đáp ứng đợc những đòi hỏi ngày càng cao của công tác Y tế. Đợc
10
xây dựng trên một mặt bằng rộng khoảng 1450 m
2
với 6 tầng, đợc trang bị tới
3 thang máy, một sân đỗ trực thăng, 15 máy chạy thận nhân tạo, 2 phòng mổ
và khu hậu phẫu đợc trang bị hiện đại với hệ thống cung cấp O
2
tới tận giờng

bệnh
Tầng 1: Khoa Cấp cứu hồi sức: 16 giờng
Tầng 2: Khoa chẩn đoán hình ảnh
Tầng 3: Khu phòng mổ
Tầng 4: Khu điều trị bệnh nhân
Tầng 5: Khoa thận nhân tạo và khoa Thăm dò chức năng
Tầng 6: Khoa cận lâm sàng và Xét nghiệm
Khoa Sinh Hoá, khoa Huyết học và khoa vi sinh vật
Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp đã đáp ứng đợc những yêu cầu đặc biệt,
nên ngoài trang thiết bị Y tế, cơ sở vật chất hiện đại, công trình còn có kiến
trúc tơng đối đẹp, lịch sự, tạo nên một tổng thể kiến trúc hài hoà.
Là một công trình Y tế có những nét đặc thù riêng, nhà Trung tâm kỹ
thuật Y tế cao cấp đợc phân thành nhiều phòng với kích thớc và chức năng
rất khác biệt. Có một số phòng đòi hỏi một chế độ nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch
của không khí hết sức khắt khe nh đối với phòng mổ (tầng 3), phòng hồi sức
cấp cứu (tầng 1), phòng chạy thận nhân tạo (tầng 5) , tại các phòng này,
ngoài việc cần một môi trờng vi khí hậu thực sự tiện nghi, môi trờng không
khí trong phòng còn đòi hỏi phải sạch, tuyệt đối tránh nhiễm khuẩn gây ra các
tai biến sau phẫu thuật cho các bệnh nhân đang trong tình trạng nguy kịch sau
phẫu thuật, các bệnh nhân mắc các bệnh hiểm nghèo (cấp cứu)
Về kết cấu công trình, công trình đợc xây dựng theo phơng pháp thông
thờng hiện nay, kết cấu chịu lực là hệ khung dầm bê tông cốt thép, các tờng
ngăn giữa các phòng là 1 lớp gạch đỏ. Các tờng ngăn cách toà nhà với bên
ngoài cũng đợc xây gạch đỏ 2 lớp. Toàn bộ các tờng bao và tờng ngăn không
phải chịu lực. Để đảm bảo chiếu sáng tự nhiên, ngoài hệ thống chiếu sáng
nhân tạo bằng hệ thống đèn bố trí trên trần, các cửa sổ đợc làm bằng kính một
lớp màu xanh dày 5 mm có rèm che trong.
Về nội thất, hầu hết các phòng làm việc, các phòng bệnh trong toà nhà
đều đợc bố trí trần thạch cao tấm có kích thớc 600x600 mm. Riêng các phòng
mổ, do yêu cầu độ kín cao, tránh rơi bụi bẩn từ trần xuống nên đợc bố trí trần

thạch cao xơng chìm có bả matit. Khoảng cách từ trần thật đến trần giả là 500
mm. Khoảng cách từ bụng dầm thấp nhất xuống trần giả là 250 mm.
1.3.2. Vai trò của hệ thống điều hoà không khí đối với công trình
Việc lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì đợc chế
độ nhiệt ẩm, duy trì đợc hàm lợng oxi, khống chế nồng độ các chất độc hại
của môi trờng không khí theo tiêu chuẩn là hết sức cần thiết đối với công trình
Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp.
Nh đã giới thiệu ở phần trên, Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp là một
công trình Y tế có quy mô lớn và đợc trang bị rất nhiều trang thiết bị hiện đại
nh máy chụp X quang, máy thăm dò chức năng điện não, máy chạy thận nhân
tạo, máy siêu âm, đèn mổ Cùng với đèn chiếu sáng và các thiết bị văn phòng
(máy vi tính. Máy copy, máy in) các thiết bị này trong quá trình vận hành đã
toả ra một nguồn nhiệt không nhỏ.
Bên cạnh lợng nhiệt toả ra từ các máy móc, thiết bị khi vận hành, không
thể không kể đến lợng nhiệt toả ra từ con ngời (bệnh nhân, y bác sỹ, ngời nhà
bệnh nhân) và lợng nhiệt bức xạ qua các cửa kính (có diện tích không nhỏ),
qua mái
Cùng với lợng nhiệt toả ra lớn, do có số lợng ngời làm việc, ngời điều trị,
kéo theo số ngời khách đến khám bệnh và đến thăm bệnh nhân rất đông nên l-
ợng ẩm toả ra (mồ hôi, hơi ngời) là rất lớn.
11
Chính lợng nhiệt thừa, ẩm thừa toả ra từ các nguồn kể trên đã tạo nên
một môi trờng gây khó chịu cho con ngời.
Các nguồn thải từ bệnh nhân nh thuốc gây mê trong phòng mổ, hoá chất,
từ các bông băng, từ các khu vệ sinh là những nguồn gây ô nhiễm không khí
rất nguy hiểm.
Trong một môi trờng khí hậu ẩm, nóng và có mức độ ô nhiễm cao nh vậy
thì ngay cả những ngời bình thờng khoẻ mạnh nh các y bác sỹ, cán bộ công
nhân viên của bệnh viện cũng sẽ cảm thấy mệt mỏi, căng thẳng, giảm hiệu
suất làm việc. Đối với các bệnh nhân nặng có nguy cơ tử vong do nhiễm trùng

sẽ cao hơn rất nhiều. Các bệnh nhân mắc các bệnh không quá ngặt nghèo thì
thời gian hồi phục và điều trị sẽ dài hơn. Nguy hiểm hơn bệnh viện lúc này trở
thành một ổ dịch, là nơi hình thành và phát triển của nhiều loại bệnh lây
nhiễm.
Nếu mùa hè khí hậu nóng ẩm rất khó chịu thì mùa đông nớc ta lại có một
đợt rét rất khắc nghiệt. Những đợt rét này chính là nguyên nhân gây ra rất
nhiều bệnh phổ biển và khá nguy hiểm nh bệnh viêm phổi, đau nửa đầu, viêm
họng, cúm dịch Đối với những bệnh nhân nặng thì những đợt rét này rất có
thể là nguyên nhân quyết định gây ra tử vong.
Qua những phân tích trên ta có thể đi đến kết luận: Việc tạo ra một môi
trờng vi khí hậu thật vệ sinh, đảm bảo các thông số nhiệt ẩm tiện nghi nhất
cho Trung tâm Y tế kỹ thuật cao cấp là hết sức cần thiết. Do đó, cần lắp đặt
một hệ thống điều hoà không khí đảm bảo duy trì đợc chế độ nhiệt ẩm, duy trì
đợc hàm lợng oxi, khống chế nồng độ các chất độc hại của môi trờng không
khí theo tiêu chuẩn là hết sức cần thiết. Cũng theo phân tích trên đây, để có
một điều kiện môi trờng tiện nghi trong suốt cả năm, cần phải lắp đặt một hệ
thống điều hoà không khí 2 chiều: làm mát không khí về mùa hè và suởi ẩm
không khí về mùa đông. (Quá trình thiết kế tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN
5678-92. Quá trình chế tạo, lắp đặt tuân thủ theo tiêu chuẩn TCXD 232).
Theo yêu cầu của chủ đầu t, do kinh phí cấp cho điều hoà còn hạn chế,
nên chỉ lắp đặt điều hoà không khí cho những vùng vần thiết nhất đã đợc chỉ
định và việc thiết kế cần tính tới khả năng mở rộng trong tơng lai. Đồng thời
những vùng đợc chỉ định lắp đặt hệ thống điều hoà không khí đều đợc cho trớc
trong các số liệu cần thiết phục vụ cho việc tính toán. Các số liệu này đợc nêu
trong bảng 1.8 Các số liệu ban đầu.
Các số liệu ban đầu
12
C¸c sè liÖu ban ®Çu
13
Chơng 2

Phân tích lựa chọn phơng án thiết kế hệ thống
điều hoà không khí trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp
2.1. Các yêu cầu chung của hệ thống
Trớc khi thiết kế cần xác định một số yêu cầu chung cho toàn bộ hệ
thống để từ đó đa ra phơng án thiết kế tổng thể có khả năng đáp ứng tối đa các
yêu cầu đề ra. Hệ thống điều hoà không khí sẽ đợc thiết kế theo những quan
điểm hay định hớng thiết kế sau :
1. Đảm bảo các thông số nhiệt ẩm và độ sạch của không khí trong mọi
điều kiện thời tiết.
2. Lu lợng không khí tơi cung cấp cho toà nhà nhờ hệ thống điều hoà
không khí phải đảm bảo đáp ứng trị số cao trong giải trị số cho phép.
3. Cần thiết kế, lắp đặt hệ thống điều hoà không khí đảm bảo điều hoà
cho các không gian đệm nh: sảnh, hành lang, sảng chờ thang máy,tránh thay
đổi nhiệt độ đột ngột gây sốc trong quá trình đi lại giữa các khu vực ra vào toà
nhà. Đặc biệt là các khu thờng xuyên có bệnh nhân nặng đi qua nh hành lang
nối phòng mổ và khu hậu phẫu.
4. Nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí có thể đặt và duy trì ở các
mức độ khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử dụng. Các phòng đặc biệt nh phòng
mổ, phòng hậu phẫu, phòng chạy thận nhân tạo cần có biện pháp vô trùng.
5. Tổ chức phân phối không khí, thông gió một cách hợp lí, tránh hiện t-
ợng lan truyền không khí giữa các phòng gây ô nhiễm. Cần lu ý tới những yêu
cầu đặc thù đối với các ngành y tế.
6. Do sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí nên hệ thống điều
hoà không khí đợc thiết kế phải có độ tin cậy cao, đảm bảo hoạt động liên tục.
7. Do đây là một công trình đòi hỏi có năng suất lạnh lớn, hệ số an toàn
cao nên rất có thể trong hầu hết thời gian hệ thống không chạy hết công suất.
Vì vậy để giảm chi phí vận hành, tiết kiệm điện năng, hệ thống điều hoà
không khí đợc thiết kế phải có khả năng tự điều chỉnh công suất theo phụ tải
nhiệt thực tế của toà nhà.
8. Nh đã nêu ở trên, toà nhà Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp" là một

công trình không những đợc trang bị đầy đủ các trang thiết bị hiện đại mà còn
có kiến trúc và nội thất đẹp, lịch sự. Vì vậy, hệ thống điều hoà không khí cần
đợc thiết kế đảm bảo không ảnh hởng tới nội thất, phá vỡ cảnh quan kiến trúc
của công trình và cần giảm tối đa độ ồn của hệ thống.
2.2. Phân tích các phơng án điều hoà không khí
Theo định hớng thiết kế đã trình bày ở trên thì hệ thống điều hoà không
khí ngoài việc phải đảm bảo duy trì đợc chế độ nhiệt ẩm theo các tiêu chuẩn
còn cần phải đảm bảo cung cấp cho con ngời trong tòa nhà một lợng không
khí tơi đủ lớn và đảm bảo điều kiện vệ sinh, đồng thời hút thải ra ngoài các
khí gây ô nhiễm. Nói cách khác, hệ thống phải mang đầy đủ ý nghĩa của một
hệ thống thông gió và điều tiết không khí.
Việc lựa chọn hệ thống điều hoà thích hợp cho công trình là hết sức quan
trọng trong việc đảm bảo cho hệ thống đáp ứng đợc đầy đủ những yêu cầu của
công trình. Vì vậy, ngay từ ban đầu ta có thể loại bỏ ngay phơng án điều hoà
cục bộ sử dụng rất nhiều máy điều hoà loại cửa sổ hoặc 2 cục làm mất mỹ
quan công trình mà không đảm bảo đợc yêu cầu thông gió và xin phép chỉ
trình bày và phân tích các phơng án điều hoà có thể đáp ứng đợc các yêu cầu
về thông gió.
Công trình Trung tâm kỹ thuật Y tế cao cấp là không gian có ẩm thừa
cao và không đòi hỏi độ ẩm cao nh các phân xởng công nghiệp nên quá trình
xử lý không khí chỉ bao gồm: Quá trình làm lạnh, quá trình sởi ẩm, quá trình
14
giảm ẩm mà không có quá trình lắng ẩm. Theo các dữ kiện cũng không có
không gian đòi hỏi độ ẩm cao (nh phòng thí nghiệm). Vì vậy, chúng ta không
cần xem xét tới việc sử dụng buồng điều không kiểu uớt cho công trình này.
Trong quá trình thiết kế nếu có trờng hợp cần tăng ẩm thì sẽ xem xét phơng án
lắp đặt thêm các thiết bị phun ẩm bổ sung.
Nh vậy, theo các phân tích trên đây, ta sẽ chỉ xem xét tới các phơng án
điều hoà không khí trung tâm với các buồng máy điều hoà không khí kiểu
khô.

Có rất nhiều cách phân loại các hệ thống điều hoà không khí. Cách phân
loại theo buồng điều không: có buồng điều không kiểu ớt và buồng điều
không kiểu khô. Đối với buồng điều không kiểu khô cũng có nhiều cách phân
loại: phân loại chất tải lạnh, phân loại theo phơng pháp làm mát
Trong phạm vi một đồ án thiết kế, không đi sâu vào các cách phân loại
mà chỉ xin nêu ra đây một số phơng án điều hoà không khí trung tâm thờng đ-
ợc sử dụng hoặc có thể sử dụng đợc cho toà nhà Trung tâm Y tế kỹ thuật cao
cấp. Trong đó có thể có những phơng án còn rất mới mẻ trong điều kiện Việt
Nam hiện nay, từ đó đi đến lựa chọn hoặc kết hợp chúng để có một phơng án
giải quyết tối u nhất. Phơng án này có thể là một trong số các phơng án đã nêu
hoặc có thể là kết quả của sự kết hợp giữa các phơng án.
2.2.1. Hệ thống điều hoà không khí dùng trực tiếp tác nhân lạnh làm
chất tải lạnh
Đối với các trờng hợp không gian điều hoà có kích thớc nhỏ, yêu cầu kỹ
thuật không phức tạp, thông thờng ngời ta sử dụng các máy điều hoà không
khí kiểu cục bộ. Trong đó, máy điều hoà không khí loại cửa sổ có dạng hình
khối chữ nhật, bên trong ngời ta lắp đặt đầy đủ và hoàn chỉnh các bộ phận cần
thiết của một máy điều hoà. Nh vậy, đối với loại máy này, khi sử dụng thì chỉ
phải lựa chọn vị trí thích hợp và đục tờng để gắn máy vào. Tuy nhiên, ngay từ
ban đầu ta đã lu ý là máy điều hoà dạng cục bộ không phù hợp với công trình
do đó ta không đi sâu phân tích các u nhợc điểm của chúng mà chỉ xem xét
với các máy điều hoà kiểu tủ.
Trong trờng hợp phụ tải và kích thớc của không gian điều hoà cần điều
hoà lớn hơn, có thể sử dụng loại máy điều hoà kiểu tủ (Packaged Unit). Về
mặt cấu tạo, loại máy này giống loại máy điều hoà cửa sổ, tức là tất cả các bộ
phận đều nằm trong một vỏ máy, nếu phân loại theo cách truyền tải lạnh, ta
có:
- Kiểu tủ điều hoà thổi gió lạnh trực tiếp vào không gian cần điều hoà.
- Kiểu tủ điều hoà truyền tải lạnh bằng không khí thông qua đoạn ống
ngắn.

- Kiểu tủ điều hoà dùng ống dẫn hơi dài để phân phối gió lạnh.
Đối với những máy có sử dụng đờng ống cấp không khí, có thể có đờng
ống hồi không khí về hoặc không. Trong thực tế đối với trờng hợp có sử dụng
gió hồi, ngời ta sử dụng không gian phía trên trần giả để thay thế cho đờng
ống. Bằng cách này chi phí về đờng ống đợc giảm bớt, tuy nhiên mức độ đồng
đều sẽ không cao.
Việc giải nhiệt cho tác nhân lạnh trong quá trình ngng tụ, có thể dùng gió
hay nớc.
2.2.2. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là không khí
Đối với các không gian điều hoà có phụ tải lớn thì các hệ thống điều hoà
đã nêu ở trên (mục 2.2.1) sẽ không thích hợp. Hình 2.1 Trình bày sơ đồ
nguyên tắc của hệ thống điều hoà không khí hoàn toàn dùng không khí làm
chất trung gian để chuyển tải lạnh. Từ sơ đồ, ta thấy về cơ bản hệ thống gồm
những chi tiết và thiết bị nh sau:
15
Máy lạnh: Dùng để cung cấp nớc lạnh. Thông thờng đây là cụm thiết
bị hoàn chỉnh có các bộ phận nh: máy nén lạnh, bình ngng và bình bốc hơi có
dạng thân nằm ngang với nớc đợc chuyển động trong các ống trao đổi nhiệt.
Để giải nhiệt cho quá trình ngng tụ, ta thấy ngời ta sử dụng nớc và sau đó là
tháp giải nhiệt làm phơng tiện trung gian chuyển tải nhiệt lợng đó ra môi tr-
ờng.
AHU (Air Handling Unit): là thiết bị chính dùng để làm mát lợng
không khí cấp vào không gian cần điều hoà. AHU bao gồm:
- Coil lạnh.
- Quạt.
- Bộ lọc không khí.
- Cơ cấu điều chỉnh lu lợng gió ở đờng lấy gió tơi và đờng rút gió hồi.
Đờng ống cấp không khí vào không gian cần điều hoà (còn gọi là đờng
ống đi).
Các miệng thổi: để phân phối gió lạnh vào không gian cần điều hoà

sao cho bảo đảm đợc các yêu cầu về tốc độ không khí và sự phân bố nhiệt độ
trong vùng u tiên.
Các miệng hút và đờng ống hồi (hay còn gọi là đờng ống về): để đa
không khí trong không gian cần điều hoà quay về AHU và thải bỏ một phần ra
ngoài trời.
Quạt hút gió hồi (có thể có hay không).
Hệ thống đờng ống dẫn nớc (hay tác nhân lạnh) đến coil lạnh.
Thiết bị cung cấp môi chất để làm nóng không khí khi hệ thống hoạt
động vào mùa đông.
Miệng thải một phần không khí hồi ra ngoài trời.
Hình vẽ 2.1: Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là không khí
1. Không gian cần điều hoà
2. Đờng ống đi
3. AHU
4. Tháp giải nhiệt
5. Bơm nớc giải nhiệt bình ngng
6. Máy lạnh
7. Bơm nớc lạnh
8. Thiết bị cấp môi chất nóng
9. Đờng hút gió tơi
10. Van điều chỉnh lợng gió hồi
11. Đờng gió hồi
12. Điều chỉnh lợng gió thải
16
Sơ đồ hình 2.1 đợc xem là khá phổ biến nếu dùng không khí làm chất tải
lạnh. Từ sơ đồ, ta thấy không khí tơi ở ngoài trời đợc cho vào hoà trộn với
không khí hồi theo một tỷ lệ yêu cầu, sau đó đi qua bộ lọc, coil lạnh và đi vào
đờng ống cấp gió. ở trờng hợp này, thông thờng độ chứa hơi và nhiệt độ của
không khí cấp vào nhỏ hơn các giá trị tơng ứng của không khí trong không
gian cần điều hoà. Chính vì vậy, cho nên quá trình giải phóng lợng nhiệt thừa

ẩn và hiện trong không gian đó mới có thể diễn ra. Do nhiệt độ bề mặt của các
đờng ống dẫn không khí hơi thấp, có khả năng thấp hơn nhiệt độ đọng sơng
của lớp không khí bao quanh, cho nên cần phải bọc ống dẫn bằng một lớp
cách nhiệt có bề dày thích hợp để tránh hiện tợng đọng sơng. Ngoài ra, việc
bọc cách nhiệt đờng ống dẫn không khí còn cần thiết nhằm mục đích hạn chế
bớt tổn thất lạnh khi không khi di chuyển trong ống dẫn.ở các AHU thông th-
ờng chúng ta thấy quạt cấp gió đợc lắp đặt phía sau Coil lạnh nếu tính theo
chiều chuyển động của dòng không khí. Khi thiết kế đờng ống cấp gió, cần lu
ý đến lu lợng và cột áp của quạt để có sự phù hợp cần thiết.
ở các hệ thống điều hoà dùng không khí làm chất tải lạnh, việc lắp đặt
đờng gió hồi và đờng gió thải đợc xem là cần thiết. Nhờ những đờng ống này,
áp suất trong phòng không bị gia tăng, do đó không ảnh hởng xấu đến sự hoạt
động của quạt. Trong trờng hợp nếu đờng ống hồi khá dài, ngời ta có thể đặt
thêm quạt trên đờng ống này để hỗ trợ quạt cấp trong việc làm cho dòng
không khí chuyển động.
Ưu điểm của hệ thống này là khả năng hoàn thiện điều kiện môi trờng
trong không gian cần điều hoà. Nhờ có sự chuyển động liên tục của không khí
vào và ra, độ ô nhiễm của không khí sẽ giảm bớt đáng kể và các loại mùi khó
chịu cũng sẽ đợc thải ra ngoài, Tuy nhiên, nhợc điểm lớn nhất của phơng pháp
này là độ choán chỗ khá lớn của hệ thống ống dẫn không khí. Nếu không gian
cần điều hoà bao gồm nhiều không gian riêng biệt khác nhau, có mức độ cấu
trúc phức tạp, độ cao và độ xa khá lớn thì không nên dùng phơng pháp này.
Qua hình 2.1 ta thấy vào mùa đông có thể cho thấy hệ thống máy lạnh
ngừng hoạt động, lúc đố thiết bị 8 sẽ cung cấp môi chất nóng (ví dụ nớc nóng
hay hơi nớc) cho AHU và không khí nóng sẽ đợc cấp vào các không gian cần
điều hoà để làm nhiệm vụ sởi ấm.
Do mức độ yêu cầu điều chỉnh phụ tải và khống chế các thông số trong
không gian cần điều hoà có khác nhau, thực tế ta có thể gặp hệ thống với
không khí là chất tải lạnh ở các dạng sau đây:
- Theo sơ đồ ống dẫn không khí: Ta có loại 1 ống dẫn và loại 2 ống dẫn

Nếu hệ thống có 2 ống dẫn thì sẽ có một ống dẫn không khí lạnh và một ống
dẫn không khí nóng.
- Theo cách điều chỉnh và khống chế lu lợng không khí : Ta có hệ thống
với lu lợng không thay đổi (Constant Volume) và hệ thống với lu lợng thay đổi
đợc (Variable Air Volume VAV).
- Theo yêu cầu khống chế nhiệt độ, giá trị điểm đọng sơng, lu lợng và độ
trong sạch của không khí: Có loại đơn vùng và đa vùng. ở loại đơn vùng, các
thông số đã nêu đợc điều khiển theo yêu cầu kỹ thuật của vùng chính. ở loại
đa vùng, việc điều khiển đợc tiến hành trên cơ sở có quan tâm đến yêu cầu của
tất cả các vùng.
2.2.3. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là nớc
Để khắc phục những nhợc điểm đã nói ở trên của hệ thống điều hoà
không khí với chất tải lạnh là không khí, có thể thay chất tải lạnh bằng nớc để
tiết kiệm không gian, giảm khó khăn trong quá trình lắp đặt và hạ thấp chi phí
đầu t.
Do vậy, hệ thống với chất tải lạnh là nớc đợc xem thích hợp cho những
toà nhà cao tầng, có nhiều không gian riêng biệt, có cấu trúc phức tạp và có
thể có những yêu cầu không đồng nhất.
17
Về cơ bản, sơ đồ của hệ thống với chất tải lạnh là nớc cũng có các bộ
phận giống nh mô tả ở hình 2.1, ngoại trừ đờng ống dẫn không khí. Trong tr-
ờng hợp này, thiết bị mà ta gọi là AHU đợc đặt ngay trong không gian cần
điều hoà thờng đợc gọi là FCU, có kích thớc nhỏ hơn AHU. Nh vậy, với mỗi
không gian cần điều hoà riêng biệt có các FCU với các số lợng khác nhau.
Vào mùa hè, nớc lạnh từ các máy lạnh sẽ đa đến các FCU để làm mát không
khí trong không gian cần điều hoà. Về mùa đông, các thiết bị cung cấp các
môi chất nóng đa vào các FCU để sởi ấm.
Có thể thấy rằng, bằng cách này, những nhợc điểm của hệ thống dùng
chất tải lạnh bằng không khí đã đợc giải quyết. Tuy nhiên, hệ thống dùng chất
tải lạnh bằng nớc không có những u điểm của hệ thống dùng chất tải lạnh

bằng không khí đã nêu trên.
Rõ ràng, không khí vào và ra khỏi AHU hoàn toàn là không khí trong
không gian cần điều hoà mà không phải là không khí tơi ở ngoài trời. Trong
trờng hợp cần phải sử dụng phơng án này cần thiết phải tạo một đờng lu thông
cỡng bức không khí nhằm cải thiện một phần nào nhợc điểm đã nói trên.
2.2.4. Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh kết hợp nớc với
không khí
Một cách tổng quát, hệ thống dùng nớc và không khí làm chất tải lạnh
có thể bao gồm các bộ phần và thiết bị sau:
Máy sản xuất nớc lạnh có nhiệm vụ cung cấp nớc lạnh cho các thiết bị
xử lí không khí nh máy AHU hoặc FCU. Đây là một tổ hợp máy lạnh hoàn
chỉnh và thờng đợc chế tạo theo kiểu nguyên cụm.
AHU (Air Handling Unit) là thiết bị chính để xử lý không khí trớc khi
cấp vào không gian điều hoà.
Đờng ống cấp gió sau khi đã đợc xử lý tới không gian điều hòa. Thông
thờng là một đờng có nhiều nhánh rẽ. Điểm xuất phát chung của đờng ống
này là AHU, điểm cuối cùng của từng đờng ống nhánh có thể là đầu vào của
các FCU hay có thể là chính bản thân của không gian cần điều hoà.
Đờng ống hồi và đờng ống thải.
Các FCU trong từng không gian cần điều hoà .
Thiết bị cung cấp môi chất nóng
Nh đã trình bày ở trên, hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là
nớc hay là không khí đều có u nhợc điểm riêng. Đặc biệt, ta thấy rằng, nhng u
điểm của hệ thống này lại là nhợc điểm của hệ thống kia và ngợc lại. Chính vì
vậy, phơng pháp kết hợp không khí và nớc làm chất tải lạnh thờng đợc các nhà
thiết kế sử dụng nhằm phát huy u điểm của từng phơng pháp riêng rẽ và hạn
chế những nhợc điểm của chúng.
Hình 2.2 trình bày sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà không khí với
chất tải lạnh kết hợp nớc với không khí. Về cơ bản, sơ đồ hầu nh đợc thiết lập
theo kiểu tổng hợp của cả hai hệ thống hoàn toàn dùng nớc hay không khí làm

chất tải lạnh. Trong sơ đồ này, ngời ta dùng AHU để làm mát lợng không khí
cấp vào các không gian cần điều hoà. ở đầu vào AHU, trong một số trờng hợp
ngời ta dùng hoàn toàn gió tơi, ở một số trờng hợp khác, có thể là sự hoà trộn
giữa không khí và không khí hồi. Bên trong mỗi không gian cần điều hoà,
thông thờng ngời ta đặt một thiết bị là FCU để làm mát không khí, có cấu tạo
giống AHU nhng có kích thớc nhỏ hơn.
18
Hình vẽ 2.2: Hệ thống điều hoà không khí với chất tải lạnh là nớc kết hợp
với không khí
1. Bộ phận điều chỉnh lu lợng thải
2. Quạt gió hồi và thải
3. Đờng gió hồi
4. Không gian cần điều hoà
5. Fan Coil Unit (FCU)
6. Tháp giải nhiệt
7. Cụm máy lạnh
8. Thiết bị cấp môi chất nóng
9. Đờng hút gió tơi
10.Điều chỉnh lu lợng gió tơi
11. Bộ lọc
12. Coil lạnh
13. Quạt cấp
Kết luận
Từ những phân tích đặc điểm của các hệ thống, cho phép đa ra một số kết
luận để lựa chọn công nghệ điều hoà không khí đối với công trình Trung tâm
kỹ thuật Y tế cao cấp:
Hệ thống kiểu cục bộ: Không sử dụng đợc vì phá vỡ cảnh quan kiến
trúc của công tình, năng suất nhỏ không đáp ứng đợc không gian cần điều
hoà, độ ồn cao, khả năng khống chế nhiệt độ, độ ẩm kém. Sau một thời gian
sử dụng sẽ bị h hỏng hàng loạt.

Hệ thống kiểu phân tán: Không sử dụng đợc vì đòi hỏi phải đặt nhiều
phòng điều không do đó tốn diện tích sử dụng mặt bằng rất lớn.
Hệ thống trung tâm với chất tải lạnh là không khí: Không sử dụng đợc
vì hệ thống đòi hỏi phải có buồng điều không có kích thớc lớn và hệ thống đ-
ờng ống dẫn không khí cũng chiếm mất nhiều không gian. Với điều kiện cụ
thể của công trình, do yêu cầu độ cao thông thoáng của các phòng nên trần giả
hẹp, có chỗ khoảng cách từ trần giả đến bụng dầm chỉ có 250 mm, nên khó bố
trí đờng ống dẫn không khí trong đó. Mặt khác, trần giả còn là nơi bố trí, lắp
đặt các hệ thống kỹ thuật khác nh hệ thống điện chiếu sáng, hệ thống chống
cháy, hệ thống nớc cấp, nớc thải
Hệ thống trung tâm với chất tải lạnh là nớc: Với những u điểm chủ yếu
của hệ thống là kích thớc đờng ống dẫn nớc nhỏ, không yêu cầu có buồng
điều không, có các máy làm lạnh nớc có thể bố trí riêng biệt, nên rất phù hợp
với đặc điểm công trình này. Đặc biệt chất tải lạnh là nớc sẽ không có tác hại
19
lớn đối với các phòng chức năng khi có sự cố xảy ra nh khi dùng ống dẫn môi
chất lạnh trực tiếp. Tuy nhiên, hệ thống kiểu này cũng có một nhợc điểm là
khó bổ xung đợc không khí tơi, do vậy ta phải khắc phục bằng phơng pháp lắp
đặt hệ thống quạt thông gió cỡng bức để bổ xung không khí tơi, cải thiên môi
trờng cần điều hoà.
2 0
Chơng 3

tính toán cân bằng nhiệt ẩm đối với hệ thống điều
hoà không khí Trung tâm Kỹ thuật Y tế cao cấp
3.1. xác định các thông số tính toán
Qua phân tích đặc điểm của công trình Trung tâm Kỹ thuật Y tế cao
cấp đã cho thấy toà nhà không có những đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt
ẩm nh các phòng thí nghiệm, các phòng bào chế dợc phẩmHơn nữa, việc
đầu t, lắp đặt một hệ thống điều hoà không khí cho một công trình công cộng

nh bệnh viện lại là một khoản đầu t không nhỏ. Từ yêu cầu của công trình và
thực tế kinh phí hạn hẹp hiện nay, khi tính toán thiết kế hệ thống điều hoà
không khí cho toà nhà này, để đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ thuật, thờng chọn
thông số trạng thái không khí đối với hệ thống điều hoà không khí cấp 3, là hệ
thống duy trì thông số trạng thái không khí trong nhà trong phạm vi sai lệch
cho phép 400 giờ trong một năm.
3.1.1. Thông số trạng thái không khí trong nhà
Theo kinh nghiệm thiết kế, đồng thời tham khảo đồ thị miền tiện nghi
[5], ta chọn các thông số tính toán trong nhà nh sau:
Đối với các phòng bệnh, phòng làm việc, thông thờng chọn các thông số
trạng thái không khí trong nhà cả về mùa hè và mùa đông là:
- Nhiệt độ vùng làm việc:
T
t
= 25

2
0
C
- Độ ẩm vùng làm việc :
T

= 65

5%
Dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm (xem phần phụ lục), ta có:
Entanpi:
T
I
= 58 kJ/ kg

Độ chứa ẩm:
T
d
= 13 g/ kg
Đối với các hành lang có điều hoà, để tránh sự chênh lệch nhiệt độ quá
lớn giữa các vùng, gây ra sốc đối với con ngời, đặc biệt là các bệnh nhân bị
các bệnh về tim mạch, ta dùng các hành lang này làm các không gian đệm.
Tại các vùng này ta chọn các thông số nhiệt ẩm tại vùng làm việc:
Vào mùa hè là:
- Nhiệt độ vùng làm việc:
T
HL
t
= 28

2
0
C
- Độ ẩm vùng làm việc :
T
HL

= 65

5%
Dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm (xem phần phụ lục), ta có:
Entanpi: i
t
= 67 kJ/ kg
Độ chứa ẩm:

T
d
= 15,5 g/ kg
Vào mùa đông là:
- Nhiệt độ vùng làm việc:
T
HL
t
= 28

2
0
C
- Độ ẩm vùng làm việc :
T
HL

= 65

5%
Dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm, ta có:
Entanpi: i
t
= 47 kJ/ kg
Độ chứa ẩm:
T
d
= 10,5 g/ kg
3.1.2. Thông số trạng thái không khí ngoài trời
Thông số trạng thái không khí ngoài trời đối với hệ thống điều hoà không

khí cấp 3 đợc xác định theo tiêu chuẩn TCVN5687-92 và TCVN4088-85 đợc
xác định nh sau
Về mùa hè
2 1
Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực đại trung bình trong thời
gian từ 13 đến 15 giờ của tháng nóng nhất (TNN), độ ẩm tính toán ngoài trời
là độ ẩm tơng ứng với nhiệt độ trên:

(13 15)
H tb
N max
t t TNN= ữ
,

(13 15)
H tb
N max
TNN

= ữ
Theo đó, các thông số trạng thái không khí ngoài trời đối với mùa hè đợc
xác định tại:

H
N
t
= 32.8
0
C

H
N

= 66%
Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tìm đợc các
thông số còn lại:
Entanpi:
T
H
I
= 86 kJ/ kg
Độ chứa ẩm:
T
H
d
= 21,0 g/ kg
Về mùa đông
Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực tiểu trung bình trong thời
gian từ 13 đến 15 giờ của tháng lạnh nhất (TLN), độ ẩm tính toán ngoài trời là
độ ẩm tơng ứng với nhiệt độ trên:

min
(13 15)
D tb
N
t t TLN= ữ

min
(13 15)
D tb

N
TLN

= ữ
Theo đó, các thông số trạng thái không khí ngoài trời đối với mùa hè đợc
xác định tại:

D
N
t
= 13,8
0
C

D
N

= 64%
Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tìm đợc các
thông số còn lại:
Entanpi:
T
D
I
= 27kJ/ kg
Độ chứa ẩm:
T
D
d
= 5,9 g/ kg

3.2. tính toán cân bằng nhiệt ẩm
Để tính toán hệ thống điều hoà không khí cho công trình cần phải xác
định đợc lợng nhiệt và lợng ẩm trong không gian cần điều hoà không khí mà
hệ thống cần xử lý, đó là lợng nhiệt thừa và ẩm thừa.
3.2.1.Tính toán nhiệt thừa
Lợng nhiệt thừa Q
T
đợc xác định bằng tổng lợng nhiệt toả, nhiệt bức xạ
và nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che và các nguồn nhiệt khác[5]
Q
T
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
6
(W)
Trong đó:
Q
T
: Lợng nhiệt thừa (W)
Q
1

: Nhiệt toả do ngời (W)
Q
2
: Nhiệt toả từ các thiết bị (W)
Q
3
: Nhiệt toả từ các đèn chiếu (W)
Q
4:
Nhiệt do bức xạ mặt trời (W)
Q
5
: Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che (W)
Q
6
: Các nguồn nhiệt khác( từ bán thành phẩm, từ thiết bị trao đổi
nhiệt)

(W)
Do số lợng các phòng rất lớn, vì vậy không thể trình bày toàn bộ các bớc
tính nhiệt cho từng phòng nên ở đây chỉ tính toán đại diện cho một phòng và
các phòng còn lại tính tơng tự. Phòng mổ có những yêu cầu mang tính đặc thù
2 2
của một bệnh viện: không chỉ ở yêu cầu chiếu sáng, công suất thiết bị, yêu cầu
nhiệt độ, độ ẩm,mà nó còn có yêu cầu đặc biệt về sự lu thông không khí, độ
sạch, độ vô trùng của không khí, đồng thời phòng mổ còn có sự khác biệt về
nhiệt toả của con ngời trong điều kiện tập trung cao độ Chính vì vậy, ta
chọn phòng mổ để làm đại diện tính toán và lựa chọn thiết bị thông gió, phân
phối không khí trong nhà
a. Nhiệt toả do ngời

Lợng nhiệt do ngời toả ra đợc tính theo công thức [5]:
Q
1
=n*q (W)
Trong đó:
n : Số ngời trong phòng, số liệu cụ thể đã đợc cho trớc ở bảng số liệu ban
đầu, (ngời)
q: lợng nhiệt toả ra từ mỗi ngời (W)
Lợng nhiệt toả ra từ mỗi ngời còn phụ thuộc vào điều kiện làm việc, nhiệt
độ và độ ẩm của môi trờng xung quanh.
Đối với công trình là một bệnh viện:
-
Trong phòng bệnh thông thờng, đợc tính toán với điều kiện làm việc
của các bệnh nhân và các nhân viên y tế là lao động nhẹ, ứng với q
=125(W/ngời. giờ)
-
Trong các phòng đặc biệt nh phòng mổ, phòng cấp cứu, là nơi bác sĩ
và các nhân viên y tế làm việc với yêu cầu tập trung cao độ, nên ta có thể chọn
chế độ làm việc của họ là lao động nặng, ứng với q=250 (W/ngời. giờ)
Trong phòng mổ, nhiệt lợng toả ra ứng với số lợng ngời n= 8 là
Q
1
=8*250 = 2000 (W)
b. Nhiệt toả từ các thiết bị
Lợng nhiệt do máy móc toả ra Q
2
đợc tính theo công thức [5]
Q
2
= n N

d
* K
ft
* K
dt
*
T
1
1
1 K


+
ữ

(W)
Trong đó:
N
đ
: Tổng công suất đặt của động cơ (W).
K
ft
: Hệ số phụ tải. Đợc xác định theo mức độ dự trữ động cơ [5]
K
ft
=
lv
d
N
N

với N
lv
: Công suất làm việc thực của động cơ (W).
K
dt
: Hệ số đồng thời [5]
K
dt
=
* / 24
i i
i
N
N



Với N
i
: Công suất của động cơ thứ i (W).

i
: Thời gian làm việc tơng ứng (h).

1
: Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ

1
*

d hc
K

=
.
K
hc
: Hệ số hiệu chỉnh.

đ
: Hiệu suất của động cơ theo Catalog
K
T
: Hệ số tản nhiệt. , lấy K
T
= 1
Tuy nhiên trong qua trình lập dự án, chủ đầu t đã dự kiến trớc các thiết bị
bố trí trong phòng và trong toà nhà, và đợc cho trớc trong bảng số liệu ban đầu
nên ta không cần tính toán theo công thức trên.
2 3
Nh vậy, theo số liệu đã cho, nhiệt toả do thiết bị đối với phòng mổ là
Q
2
= 1000 W
c. Nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng
Thiết bị chiếu sáng toàn bộ công trình chiếm đến 60 70 % là bóng đèn
huỳnh quang. Ngoài việc chiếu sáng cho phòng, hệ thống chiếu sáng cũng toả
nhiệt vào môi trờng không khí bên trong phòng [5]:
Q
3

= N
s
(W).
Trong đó:
N
s
: Tổng công suất của tất cả các thiết bị chiếu sáng (W).
Theo yêu cầu của chủ đầu t và t vấn, công suất chiếu sáng tính trên mỗi
mét vuông sàn nh sau:
-
Các phòng bệnh, phòng khám, phòng làm việc công suất chiếu sáng
phải đạt 12 W/m
2
-
Các phòng mổ, công suất chiếu sáng phải đạt 20 W/m
2
.
Nh vậy, đối với phòng mổ, nhiệt toả ra từ đèn chiếu sáng là:
Q
3
= 20* S
sàn
= 20*33,48 = 669,6 (W)
d. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời
Nhiệt toả ra do bức xạ mặt trời Q
4
[5] gồm
- Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính: Q
k
.

- Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che: Q
bc
.
Q
4
= Q
k
+ Q
bc
Trong đó:
- Nhiệt bức xạ qua kính đợc tính theo công thức [5]:
Q
k
= I
s
* F
k
*
1
*
2
*
3
*
4
(W)
Với:
I
s
: Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng phụ thuộc vào hớng địa

lý, (W/m
2
).
F
k
: Diện tích kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m
2
.

1
: Hệ số trong suốt của kính. Với kính 1 lớp,
1
= 0,9

2
: Hệ số bám bẩn. Với kính 1 lớp đặt đứng,
2
= 0,8

3
: Hệ số khúc xạ.Với kính 1 lớp khung kim loại,
3
= 0,75

4
: Hệ số tán xạ do che nắng. Với kính có rèm che bên trong,

4
= 0,6
Do toàn bộ toà nhà đều trang bị các cửa kính một lớp đặt đứng, có khung

kim loại, có rèm che bên trong nên ta có thể lấy 1 giá trị chung:

1 2 3 4
* * * 0,9* 0,8 * 0,75* 0,6 0,32

= = =
Tuy nhiên theo thiết kế phòng mổ mà chúng ta đang xét, do xung quanh
có hành lang bao bọc nên không có diện tích kính tiếp xúc với không khí. Vì
vậy, Q
K
= 0
- Nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che (Tính chủ yếu cho mái) [5]:
Q
bc
= 0.055*k* I
s
* F*
s
(W)
Với:
F: Diện tích bề mặt nhận bức xạ theo phơng nằm ngang, m
2
.
k: Hệ số truyền nhiệt qua mái, W/ m
2
.K
I
s
: Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt ngang (W/m
2

).

s
: Hệ số bức xạ mặt trời của bề mặt bao che.
2 4