thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho tòa nhà e-75 đinh tiên hoàng-bưu điện tp.hà nội

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO TÒA NHÀ
E-75 ĐINH TIÊN HOÀNG - BƯU ĐIỆN THÀNH PHỐ HÀ NỘI
GVHD : TS. Nguyễn Xuân Tiên
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CHẾ BIẾN
Lê Văn Cường
NHA TRANG - 12/21/2007
01/15/15
NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
Chương 1: Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ
ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH
Chương 2: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
Chương 3: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU
HÒA KHÔNG KHÍ
Chương 4: LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CÁC
THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG ĐHKK
Chương 5:TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG
ỐNG DẪN KHÔNG KHÍ
01/15/15
Chương 1
Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ ĐẶC
ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH

Điều hòa không khí được hiểu là các quá trình xử lý không khí
cho không gian trong nhà, trong đó các thông số về nhiệt độ, độ
ẩm tương đối, sự tuần hoàn, lưu thông phân phối không khí và độ
sạch… được điều chỉnh trong phạm vi cho trước theo yêu cầu của
không gian cần điều hòa, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết
ngoài nhà.


ĐHKK có ý nghĩa rất quan trọng trong mọi lĩnh vực kinh tế, kỹ
thuật. Ngày nay ĐHKK còn được coi như là một tiêu chí để đánh
giá chất lượng cuộc sống của xã hội con người. Ngành ĐHKK có
tác động mạnh mẽ thúc đẩy sự phát triển của hầu hết mọi ngành
kinh tế, kỹ thuật, dịch vụ.
1.1. Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
01/15/15

Tòa nhà E-75 Đinh Tiên Hoàng - Bưu điện thành phố Hà
Nội là một tòa nhà gồm 3 tầng, có diện tích mặt bằng rộng
khoảng 2328 m
2
.

Về kết cấu của công trình được xây dựng theo kiểu nhà
khung bê tông cốt thép và dầm vững chắc. Tường bao gồm
hai lớp gạch đỏ dầy 200mm, bên ngoài trát vữa xi măng dầy
20mm và sơn màu vàng cam. Tất cả các tầng đều có trần giả
bằng thạch cao, khoảng cách từ trần bê tông chịu lực tới trần
giả là 350mm. Mặt trước của tòa nhà giáp với tòa nhà B - 5
tầng và hai tòa nhà thông với nhau qua hành lang.
1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG TRÌNH
01/15/15

Tầng 1, có diện tích 990 m
2
bao gồm các phòng thiết bị và
các văn phòng.

Tầng 2 với diện tích 685 m

2
, bao gồm các phòng làm việc
và các phòng lãnh đạo các đơn vị.

Tầng 3 có diện tích là 416 m
2
, bao gồm một phòng làm việc
rộng 326m
2
, một phòng họp rộng 27m
2
và 4 phòng lãnh đạo
các đơn vị.
Các kích thước và thông số cụ thể của các phòng trang bị hệ
thống điều hòa không khí được thể hiện trong bảng 1.1.
01/15/15
Chương 2
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
A. CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ.
2.1. CẤP ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.
Toà nhà sử dụng chủ yếu làm văn phòng, phòng thiết bị
không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, nên ta chọn
hệ thống điều hoà cấp 3.
2.2. CHỌN CÁC THÔNG SỐ THIẾT KẾ TRONG VÀ
NGOÀI NHÀ.
Theo TCVN 5687 – 1992, ta chọn các thông số tính toán
trong và ngoài nhà cho trong bảng 2.1 và 2.2.
01/15/15
Bảng 2.1 : Các thông số tính toán trong nhà
Không gian Mùa

Thông số
Nhiệt độ,
0
C
Độ ẩm,
%
Độ chứa hơi,
g/kgkkk
Entanpy
kj/kg
Trong nhà
Hè 25 65 13,1 58
Đông 22 65 10,8 49
Hành lang
Hè 18,5 65 15,8 67,5
Đông 17 65 8 37
Bảng 2.2 : Các thông số tính toán ngoài trời .
Không
gian
Mùa
Thông số
Nhiệt độ,
0
C
Độ ẩm,
%
Độ chứa hơi,
g/kgkkk
Entanpy,
kj/kg

Ngoài nhà
Hè 32,8 66 21,3 85
Đông 13,8 64 6,7 29,6
01/15/15
B.TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM.
Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác
nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu. Tuy nhiên có 2
phương pháp phổ biến được áp dụng tính toán là phương
pháp truyền thống và phương pháp Carrier.
Tính toán theo phương pháp Carrier:
Q
0
= Q
t
= ΣQ
ht
+ΣQ
ât
Ta có thể lập sơ đồ tính toán nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt
ẩn thừa theo phương pháp Carrier như sau(Hình 2.1).
01/15/15
Q
0
= Q
t
= ∆Q
ht
+∆Q
ât
Nhiệt hiện thừa Q

ht
do: Nhiệt ẩn thừa Q
ât
do:
Gió
tươi
hiện
Q
hN
Gió
tươi
ẩn
Q
âN
Đèn
Q
31
Máy
Q
32
Người
hiện
Q
4h
Người
ẩn
Q
4â
Gió
lọt ẩn

Q
5â
Gió
lọt
hiện
Q
5h
Vách
Q
22
Nền
Q
23
Khác
Q
6
Trần
Q
21
Qua
kính
Q
11
Do gió
tươi Q
N

Nhiệt
toả Q
3

Người

Q
4
Gió

lọt
Q
5
Bức
xạ
Q
1
∆t qua
bao che
Q
2
Nguồn
khác
Q
6
Hình 2.1: Các nguồn nhiệt hiện và ẩn chính theo Carrier.
01/15/15
Toàn bộ công việc tính nhiệt tải được tính toán chi tiết
trong bản thuyết minh và được tổng hợp trong bảng 2.3
PHỤ TẢI LẠNH
Q
0
= Q
t

= ∑Q
ht
+ ∑Q
ât
W.
Q
0
= 379803,9 W.
01/15/15
Chương 3
THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ
3.1 THÀNH LẬP SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.
N
H
O
V
T
1
2 3 4
5
6
7
8
9
10
11
12
Hình 3.1: Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp
1. Gió tươi vào

2. Buồng hòa trộn
3. Bộ lọc bụi
4. Thiết bị xử lý nhiệt ẩm
5. Quạt gió
6. Ống gió cấp
7. Miệng thổi
8. Không gian điều hòa
9. Miệng hút
10. Ống gió hồi
11. Quạt hút
12. Cửa gió thải
01/15/15
3.2 TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.
3.2.1 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat
Factor) ε
h
.
Đồ thị I-d lấy điểm
I=O và t = 0
0
C trên
trục tung làm điểm
gốc cho các tia quá
trình thì ẩm đồ lấy
điểm gốc G ở
t = 24
0
C và ϕ = 50% .
Thang chia hệ số
nhiệt hiện đặt ở bên

phải ẩm đồ.
Nhiệt độ
Ẩm dung
ϕ = 100%
1,00
ε
hf
ε
h
24
0
C
ε
ht
G
ε
hef
ϕ = 50%
Hình 3.2: Ẩm đồ Carrier
01/15/15
Trong đó:
Q
hf
: Tổng nhiệt hiện của phòng (không tính đến nhiệt hiện
của gió tươi), W;
Q
âf
: Tổng nhiệt ẩn của phòng (không tính đến nhiệt ẩn của
gió tươi), W.
3.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat

Factor) ε
hf
Hệ số nhiệt hiện phòng biểu diễn tia quá trình tự biến đổi
không khí trong buồng lạnh V-T. Được tính theo biểu thức:
âfhf
hf
hf
QQ
Q
+
=
ε
01/15/15
3.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand Sensible Heat
Factor):ε
ht
Hệ số nhiệt hiện tổng chính là độ nghiêng của tia quá trình
từ điểm hoà trộn đến điểm thổi vào, đây chính là quá trình
làm lạnh và khử ẩm của không khí trong dàn lạnh sau khi
hòa trộn giữa gió tươi và gió tuần hoàn


Q
h
: Thành phần nhiệt hiện, kể cả phần nhiệt hiện do gió tươi
Q
â
: Thành phần nhiệt ẩn kể cả phần nhiệt ẩn do gió tươi
Q
t

: Tổng nhiệt thừa dùng để tính năng suất lạnh Q
0
= Q
t
.
t
h
âNâfhNhf
hNhf
Q
Q
)QQ()QQ(
QQ
=
+++
+
=
âh
h
ht
QQ
Q
+
=ε
01/15/15
3.2.4 Hệ số đi vòng BF (Bypass Fator): ε
BF
Hệ số đi vòng ε
BF
là tỷ số giữa lượng không khí qua dàn

lạnh nhưng không trao đổi nhiệt ẩm với bề mặt dàn (coi
như đi vòng qua dàn) so với toàn bộ lượng không khí qua
dàn lạnh.
Theo bảng 4.22 – [TL1] chọn ε
BF
= 0,05.
3.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF(Effective Sensible
Heat Factor): ε
hef
.
Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng là tỉ số giữa nhiệt hiện hiệu
dụng của phòng Q
hef
và nhiệt tổng hiệu dụng của phòng Q
ef

do ảnh hưởng của lượng không khí đi vòng qua dàn lạnh.
01/15/15
Trong đó:
Q
hef
: nhiệt hiện hiệu dụng của phòng;
Q
âef
: nhiệt ẩn hiệu dụng của phòng;
Q
hN
: nhiệt hiện do gió tươi mang vào, W;
Q
âN

: nhiệt ẩn do gió tươi mang vào, W;
Q
hf
: tổng nhiệt hiện của phòng, W;(không có gió tươi)
Q
âf
: tổng nhiệt ẩn của phòng, W.(không có gió tươi)
)Q.Q()Q.Q(
Q.Q
Q
Q
Q
Q
Q
âNBFâfhNBFhf
hNBFhf
âefhef
hef
ef
hef
hef
ε++ε+
ε+
=
+
==ε
01/15/15
S
Ẩm dung
(SHF)

Nhiệt độ
ϕ = 100%
1,00
ε
hf
ε
h
24
0
C
C
V
T
H
N
ε
ht
G
ε
hef
t
0
t
s
t
H
Hình 3.3: Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp
Các kết quả tính được của các phòng được tổng hợp trong
bảng 3.1
01/15/15

Chương 4
LỰA CHỌN, TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ CÁC THIẾT BỊ
CHÍNH CỦA HỆ THỐNG ĐHKK
4.1 CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.
4.1.1 Hệ thống điều hòa cục bộ.

Máy điều hòa cửa sổ

Máy điều hòa tách
4.1.2 Hệ thống điều hòa dạng tổ hợp gọn (trừ loại VRV)

Máy điều hòa tách

Máy điều hòa nguyên cụm
4.1.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước:
4.1.4 Máy điều hoà VRV
01/15/15
Đối với công trình này ta sử dụng hệ thống VRV là thích
hợp nhất, để tận dụng sự nhỏ gọn, đơn giản trong lắp đặt và
trong vận hành của hệ thống và để thỏa mãn yêu cầu của
điều hòa tiện nghi.
01/15/15
4.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG.
Phương án sử dụng hệ thống cấp lạnh cho công trình này là
hệ máy điều hòa không khí VRV-II của hãng DAIKIN. Do
vậy các điều khiện, thông số tính toán dựa theo các thông
số kỹ tuật cho trong catalog của DAIKIN.
4.2.1 Chọn dàn lạnh (indoor).
Q
0tt

= α.Q
0TC
Trong đó:
Q
0tt
: năng suất lạnh thực tế, kW;
Q
0TC
: năng suất lạnh tiêu chuẩn tra ở catalog thương mại.
α: hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh, phụ thuộc vào điều kiện
vận hành cụ thể tra trong catalog kỹ thuật.
Các phòng được tính chọn và tổng hợp ở bảng 4.1.
01/15/15
4.2.2 Chọn dàn nóng (outdoor).
Việc chọn dàn nóng phụ thuộc vào các dàn lạnh đã chọn,
sao cho năng suất lạnh hay sưởi của dàn nóng bằng tổng
năng suất lạnh hay sưởi của các dàn lạnh mà nó phục vụ.
Các tầng được tính chọn và tổng hợp ở bảng 4.2.
Bảng 4.2: Danh mục các dàn nóng sử dụng
Tầng Phòng Kiểu dàn
Số lượng
(tổ dàn)
Công suất
lạnh, kW
Công suất
sưởi, kW
1
101 ÷ 110
RXYQ30MY1B 1 87,2 95,0
111 ÷ 122

RXYQ30MY1B 1 87,2 95,0
2
201 ÷ 206
RXYQ44MY1B 1 127 138
207 ÷ 215
RXYQ42MY1B 1 121 132
3
301 ÷ 306
RXYQ42MY1B 1 121 132
01/15/15
4.2.3 Chọn bộ chia gas Refnet.
4.2.4 Chọn đường ống dẫn môi chất.
4.2.5 Chọn hệ thống cấp khí tươi.
Hệ thống cấp khí tươi được thiết kế với nhiệm vụ cấp bổ
sung không khí sạch vào tòa nhà, thải một phần không khí
ở trong phòng ra ngoài nhằm đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho
con người trong tòa nhà.
Ở đây em chọn hệ “thông gió tái thu hồi nhiệt HRV” của
hãng DAIKIN, bảng 4.6.
01/15/15
4.2.6 Chọn hệ thống điều khiển.
Ở đây ta sử dụng các thiết bị điều khiển trung tâm và cục
bộ của chính hãng DAIKIN. (Sơ đồ kết nối HT điều khiển)
•
Điều khiển cục bộ thông qua bộ điều khiển từ xa có dây.
•
Điều khiển trung tâm bằng máy vi tính thông qua bộ xử
lý trung tâm, bộ lập trình thời gian và bộ chuyển đổi tín
hiệu qua máy vi tính.
01/15/15

Chương 5
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG
DẪN KHÔNG KHÍ
5.1 TỔNG QUAN
Sau khi tính toán cân bằng nhiệt ẩm, thành lập và tính toán
sơ đồ điều hòa không khí, ta đã biết lượng không khí tươi
cần cung cấp cho không gian điều hòa và lưu lượng không
khí đi qua dàn lạnh. Để đảm bảo các yêu cầu trên ta phải
tiến hành thiết kế hệ thống các đường ống dẫn không khí.
5.2 LỰA CHỌN VÀ BỐ TRÍ MIỆNG THỔI, MIỆNG HỒI
Lựa chọn miệng thổi và hình thức thổi gió ta dựa vào chiều
cao từ sàn tới trần, diện tích sàn không gian điều hòa và lưu
lượng không khí cần thiết.
01/15/15
Lưu lượng không khí qua dàn lạnh: L = 4453 m
3
/h.
Chọn loại miệng thổi khuếch tán gắn trần vuông, với số
lượng là 6 miệng thổi.
Lưu lượng gió qua mỗi miệng thổi: 742 m
3
/h
Khoảng cách từ miệng thổi đến vùng làm việc: T = 2,8 m.
Nên ta chọn tốc độ không khí tại các miệng thổi là
ω = 1,5m/s. [TL1, tr368].
Tiết diện miệng thổi là: 0,1374 m
2
Ta chọn loại miệng thổi khuếch tán SSD-D20 của hãng
ETECHCO [TL6].
Tính ví dụ cho phòng 106: