điều hoà không khí trong điều kiện khí hậu việt nam

Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Điều hoà không khí trong điều kiện khí hậu Việt Nam
LỜI CAM ĐOAN
Em xin cam đoan bản đồ án này do em tự tính toán, thiết kế và nghiên
cứu dưới sự hướng dẫn của GS.TS Phạm Văn Tuỳ
Để hoàn thành đồ án này, em chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong
mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà
không được ghi.
Nếu sai, em xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Sinh viên thực hiện
(ký tên)

1
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
MỤC LỤC
NỘI DUNG
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG 1. VAI TRÒ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ TRONG ĐIỀU KIỆN
KHÍ HẬU VIỆT Nam
5
1. Vai trò điều hoà không khí trong đời sống 5
2. Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người 7
CHƯƠNG 2. PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG ĐIỀU HOÀ
KHÔNG KHÍ
9
2.1. Hệ thống điều hoà không khí cục bộ 9
2.1.1. Máy điều hoà cửa sổ 9
2.1.2. Máy điều hoà tách 11
2.2. Hệ thống điều hoà không khí tổ hợp gọn 12

2.2.1. Máy điều hoà tách 12
2.2.2. Máy điều hoà nguyên cụm 14
2.3. Hệ thống điều hoà trung tâm nước 17
2.3.1. Máy làm lạnh nước (Water Chiller) 18
2.3.2. Hệ thống nước lạnh, FCU và AHU 19
2.3.3. Hệ thống nước giải nhiệt 23
CHƯƠNG 3. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ LỰA CHỌN CẤP ĐHKK
25
3.1. Giới thiệu công trình 25
3.2. Lựa chọn hệ thống ĐHKK 26
CHƯƠNG 4. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT - ÈM CHO CÔNG TRÌNH
30
4.1. Tính cân bằng nhiệt 31
4.1.1. Nhiệt toả từ máy móc Q
1
35
4.1.2. Nhiệt toả từ các thiết bị chiếu sáng Q
2
36
4.1.3. Nhiệt do người toả ra Q
3
37
4.1.4. Nhiệt toả ra từ bán thành phẩm Q
4
39
4.1.5. Nhiệt toả ra từ các thiết bị Trao đổi nhiệt Q
5
39
4.1.6. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q
6

39
4.1.7. Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua líp bao che Q
7
41
4.1.8. Nhiệt toả do rò lọt không khí qua cửa hay qua các khe cửa Q
8
43
4.1.9. Nhiệt truyền qua vách Q
9
45
4.1.10. Nhiệt truyền qua trần Q
10
49
4.1.11. Nhiệt truyền qua nền Q
11
49
4.1.12. Nhiệt bổ sung do gió và hướng vách Q
bs
52

2
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
4.2. Tính kiểm tra đọng sương trên vách 53
4.3. Tính lượng Èm thừa W
T
54
CHƯƠNG 5. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT LẠNH – NĂNG SUẤT GIÓ CỦA
HỆ THỐNG ĐHKK
56

5.1. Tính toán hệ số góc tia quá trình ε
56
CHƯƠNG 6. CHỌN MÁY VÀ BỐ TRÍ THIẾT BỊ
62
6.1. Khái quát chung 62
6.2. Lựa chọn thiết bị 64
CHƯƠNG 7. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG PHÂN PHỐI KHÍ
74
7.1. Khái niệm chung 74
7.2. tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió 74
CHƯƠNG 8. HỆ THỐNG ĐIỆN - ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN
77
8.1. Hệ thống điện 77
8.2. Hệ thống điện điều khiển 77
CHƯƠNG 9. LẮP RÁP, VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐHKK
79
9.1. Lắp đặt hệ thống ĐHKK 79
KẾT LUẬN
84
TÀI LIỆU THAM KHẢO
85
LỜI NÓI ĐẦU
Cuộc cách mạng khoa học công nghệ đang diễn ra vô cùng mạnh mẽ
với quy mô rộng lớn chưa từng thấy đã tác động đến mọi hoạt động của xã
hội, tạo ra những thành quả to lớn, tạo tiền đề để con người hướng đến xã hội
hiện đại hơn, văn minh hơn.
Với xu thế phát triển của cuộc sống, lĩnh vực điều hoà không khí cũng
đã có những bước phát triển, đã có những đóng góp đáng kể vào quá trình
nâng cao chất lượng cuộc sống và sản xuất, từ những căn hộ, các khu công
nghiệp, các phương tiện giao thông, và nhiều lĩnh vực khác

Trong quá trình học tập và dưới sự giảng dạy của các thầy cô giáo cùng
với quá trình được làm quen học hỏi trong lĩnh vực chuyên môn em đã được

3
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
giao thực hịên bản đồ án tốt nghiệp với đề tài: Thiết kế hệ thống điều hoà
không khí cho Trụ sở làm việc Công đoàn hàng không dân dụng Việt Nam.
Trong bản đồ án tốt nghiệp của mình, em đã cố gắng phấn đấu hết mình
để thực hiện nhưng do còn hạn chế về chuyên môn và kinh nghiệm thực tế
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý
kiến đóng góp và sự giúp đỡ của thầy cô để em có thể hoàn thành tốt hơn nữa
và tạo cho em những hành trang khi bước vào đời.
Để hoàn thành bản đồ án này, em xin chân thành cảm ơn các thầy trong
bộ môn Kỹ thuật lạnh và Điều hoà không khí cùng toàn thể các thầy cô trong
Viện KH & CN Nhiệt Lạnh đã tạo điều kiện để em hoàn thành tốt bản đồ án
tốt nghiệp của mình. Và đặc biệt em xin chân thành cảm ơn thầy giáo GS.TS
Phạm Văn Tuỳ luôn tận tình giúp đỡ và chỉ bảo và tạo điều kiện em hoàn
thành tốt bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên
CHƯƠNG 1: VAI TRÒ CỦA ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
TRONG ĐIỀU KIỆN KHÍ HẬU VIỆT NAM
Từ ngàn xưa, con người đã có ý thức tạo ra điều kiện không khí tiện
nghi chung quanh mình: mùa đông thì sưởi Êm, mùa hè thì thông gió tự nhiên
hoặc cưỡng bức. Nhưng nói đến kỹ thuật điều hoà không khí thì phải kể đến
hệ thống điều hoà không khí đầu tiên của tiến sĩ W. H. Carrier (1876 - 1950)
xây dựng vào năm 1902 ở một nhà máy giấy. Năm 1905 Carrier xây dựng
một hệ thống khống chế độ Èm, năm 1911 ông công bố kết quả nghiên cứu về
tính chất của không khí Èm và năm 1919 ông đưa ra đồ thị nhiệt Èm của

không khí Èm. Cùng với đồ thị h – x (entanpi - độ chứa hơi) của Mollier, đồ
thị của Carrier vẫn giữ nguyên giá trị cho đến ngày nay.

4
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
1.Vai trò của điều hoà không khí trong đời sống
Điều hoà không khí là quá trình tạo ra và giữ ổn định các thông số
trạng thái của không khí bên trong và các không gian kiến trúc theo một
chương trình định sẵn phù hợp với nhu cầu và mục đích sử dụng của con
người, không phụ thuộc vào điều kiện khí tượng bên ngoài.
Trong công nghiệp, ngành điều hoà không khí đã có những bước tiến
nhanh chóng. Ngành điều hoà không khí đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành
kinh tế nh dệt, thuốc lá, chè, giấy in Ên, thông tin, vô tuyến điện, bưu điện,
điện tử, máy tính quang học, phim ảnh, sinh học, cơ khí chính xác, khai thác
mỏ, nông nghiệp, dược liệu…
Ngày nay, mỗi ngành đều có những công trình riêng nghiên cứu về điều
hoà không khí ứng dụng riêng cho ngành mình. Ví dụ đối với ngành dệt,
thuốc lá, bột giấy…thì hai thông số nhiệt độ và độ Èm là quan trọng nhất.
Nhưng trong các xí nghiệp in Ên, hoá chất thì việc thải nhiệt và hơi độc lại
quan trọng hơn. Trong các ngành quang học, điện tử, vi điện tử, phim ảnh, cơ
khí chính xác thì ngoài nhiệt độ và độ Èm, độ sạch của không khí được đặc
biệt chú ý.
Điều hoà không khí tiện nghi càng ngày càng trở nên quen thuộc đặc
biệt trong các ngành y tế, văn hoá, thể dục thể thao, vui chơi, giải trí…
Trong khi điều hoà kỹ thuật đòi hỏi một môi trường không thay đổi so
với bên ngoài thì ngược lại, điều hoà tiện nghi lại thay đổi theo mùa và thậm
trí cả theo giê trong một ngày và đặc biệt thay đổi theo tập quán của từng
vùng dân cư.
Yêu cầu tiện nghi đối với con người có thể chia làm hai nhóm chính:

Nhóm 1: Nhiệt độ không khí, độ Èm không khí, tốc độ không khí và
nhiệt độ vách bao quanh.

5
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Nhóm 2: Độ trong sạch của không khí, độ ồn, trường tĩnh điện. Nhóm 1
đề cập chủ yếu đến cơ chế toả nhiệt của con người. Cơ thể con người luôn toả
nhiệt. Lượng nhiệt toả phụ thuộc vào hoạt động của con người. Nhiệt toả ra
bằng ba cách:
- Đối lưu và dẫn nhiệt qua da vào không khí
- Bức xạ từ da vào môi trường
- Bay hơi nước trên bề mặt da.
Hai thành phần trên phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ giữa cơ thể với môi
trường. Trời càng rét, đối lưu và bức xạ càng mạnh. Đến nhiệt độ khoảng
35
0
C thì cơ thể nhận nhiệt từ môi trường vào cơ thể. Thành phần thứ 3 nhá
khi nhiệt độ không khí thấp, tăng dần khi nhiệt độ không khí tăng. Từ 35
0
C
trở lên thì cơ thể chỉ thải nhiệt qua đường bay hơi nước trên bề mặt da do đó
mồ hôi đổ dữ dội. Nếu độ Èm không khí thấp và tốc độ không khí lớn thì sự
thải nhiệt còn dễ dàng hơn nhưng nếu độ Èm cao và tốc độ không khí nhỏ thì
con người sẽ cảm thấy ngột ngạt khó chịu vì cơ thể không thải được nhiệt.
Nhóm 2 đề cập đến độ ồn, độ sạch và trường tĩnh điện vì chúng tác
động mạnh lên tiện nghi con người. Không khí bao giờ cũng lẫn tạp chất nh
bụi, các khí lạ, vi khuẩn.Tuỳ theo yêu cầu có thể lắp đặt các thiết bị để khử
bụi, khử hóa chất độc hại và vi khuẩn, tạp chất trong không khí. Tiếng ồn
cũng là tiêu chuẩn đánh giá mức độ tiện nghi. Tiếng ồn gây ra từ máy móc,

thiết bị giao thông vận tải và chính từ thiết bị điều hoà không khí. Cần phải
nghiên cứu các phương pháp và các thiết bị giảm tiếng ồn xuống dưới mức
cho phép.
2. Các yếu tố khí hậu ảnh hưởng đến con người
Độ Èm tương đối là yếu tố quyết định đến sự toả mồ hôi vào không khí.
Sự bay hơi nước chỉ diễn ra khi ϕ < 100%. Nếu không khí có độ Èm vừa phải

6
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
thì khi có nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hôi bay và không khí nhiều
sẽ gây cho cơ thể con người cảm giác thoải mái. Khi cơ thể bay hơi được 1
gram mồ hôi, cơ thể thải được nhiệt lượng khoảng 2500 J, nhiệt lượng này
tương đương với nhiệt lượng của 1 m
3
không khí giảm nhiệt độ đi 2
0
C. Nếu
độ Èm ϕ càng lớn thì sự bay hơi càng giảm.
Hình 1.1. Giới hạn miền có mồ hôi trên da
Ngoài hai yếu tố nh nhiệt độ và độ Èm đã nêu ở trên, ảnh hưởng trực
tiếp đến đời sống của con người phải kể đến tốc độ lưu chuyển không khí
Tốc độ không khí tác động trực tiếp tới khả năng toả nhiệt và trao đổi
nhiệt của cơ thể đối với môi trường xung quanh. Khi tăng tốc độ chuyển động
của không khí (ω
k
) sẽ làm tăng cường độ toả nhiệt và cường độ toả chất. Do
đó, về mùa đông , khi (ω
k
) lớn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể làm cho

con người có cảm giác lạnh, ngược lại về mùa hè sự lưu chuyển không khí lại
làm cho con người có cảm giác mát mẻ dễ chịu. Đặc biệt trong điều kiện độ
Èm ϕ lớn thì (ω
k
) tăng sẽ làm tăng nhanh quá trình bay hơi mồ hôi trên da.

7
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Tốc độ không khí đối với sản xuất chủ yếu liên quan đến tiết kiệm năng
lượng quạt gió. Tốc độ lớn quá định mức cần thiết ngoài việc gây cảm giác
khó chịu với cơ thể con người còn làm tăng tiêu hao công suất động cơ kéo
quạt. Riêng đối với một số ngành sản xuất, không cho phép tốc độ gió ở vùng
làm việc lớn quá nh ngành sợi dệt, nếu tốc độ lớn quá sẽ ảnh hưởng đến quá
trình sản xuất.
Điều hoà không khí còn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm
nhiệt, một loại máy dùng để sưởi Êm mùa đông. Bơm nhiệt thực ra là một loại
máy lạnh chỉ khác nhau ở mục đích sử dụng. Gọi là máy lạnh khi người ta sử
dụng hiệu ứng lạnh ở thiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng nguồn
nhiệt lấy từ thiết bị ngưng tụ.


8
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
CHƯƠNG2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG
ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
Hệ thống điều hoà không khí là tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ
để tiến hành các quá trình xử lý không khí như sưởi Êm, làm lạnh, khử Èm,
gia Èm…§iÒu chỉnh và khống chế các thông số vi khí hậu trong nhà như

nhiệt độ, độ Èm, độ sạch, khí tươi và sự tuần hoàn không khí trong phòng đáp
ứng nhu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.
2.1. Hệ thống ĐHKK cục bộ
Hệ thống điều hoà không khí cục bộ gồm 2 loại chính là máy điều hoà
cửa sổ và máy điều hoà tách năng suất lạnh đến 7 kW (24.000 Btu/h). Đây là
các loại máy nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo
dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ, rất
thích hợp với các phòng và các căn hộ nhỏ.
Nhược điểm cơ bản của hệ thống điều hoà cục bộ là rất khó áp dụng
cho các phòng lớn, hội trường, phân xưởng, nhà hàng, cửa hàng, các toà nhà
cao tầng như các khách sạn, văn phòng vì khi lắp đặt các cụm dàn nóng ngoài
nhà làm ảnh hưởng đến thẩm mỹ của công trình.
2.1.1. Máy điều hoà cửa sổ
Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về
công suất lạnh và kích thước cũng nh khối lượng. Toàn bộ các thiết bị chính
như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết
bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng
như các thiết bị phụ khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh
không quá 7 kW (24.000 Btu/h) và thường chia ra 5 loại: 6, 9,12, 18, và 24
nghìn Btu/h

9
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Hình 2.1. Nguyên tắc cấu tạo của một máy điều hoà cửa sổ.
1. Quạt hướng trục; 2. động cơ quạt; 3. cửa lấy gió tươi; 4. quạt ly tâm; 5. dàn
bay hơi; 6. phin lọc không khí; 7. tấm ngăn cách nhiệt; 8. bảng điều khiển; 9.
ống mao; 10. phin sấy lọc; 11. bầu giãn nở, tách lỏng, tiêu âm đường hút; 12.
máy nén roto; 13. dàn ngưng; 14. phin lọc không khí; A và B. không khí lạnh
trong phòng vào và ra; C và D. gió giải nhiệt vào và ra.

Máy điều hoà hai chiều là thiết bị được lắp đặt thêm van đảo chiều số 2
nh hình vẽ. Van đảo chiều số 2 chức năng chính là có thể đổi chiều làm việc,
dàn nóng thành dàn lạnh và dàn lạnh trong nhà thành dàn nóng.
b) sưởi Êm mùa đông

10
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
a) Làm lạnh mùa hè
Hình 2.2. Máy điều hoà hai chiều có van đảo chiều
1. máy nén; 2. van đảo chiều; 3. ống mao
Ở chế độ làm lạnh, dòng môi chất đi vào dàn nóng phía ngoài nhà và đi
qua ống mao để vào dàn lạnh trong nhà. Ở chế độ sưởi Êm, van đảo chiều 2
hoạt động làm đổi chiều dòng môi chất từ máy nén
2.1.2 Máy điều hoà tách
+) Máy điều hoà hai côm
Là loại máy điều hoà gồm có hai cụm là cụm trong nhà và cụm ngoài
nhà. Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ điều khiển và quạt ly tâm kiểu trục cán.
Cụm ngoài trời gồm block, động cơ và quạt hướng trục. Hai cụm được nối với
nhau bằng các đường ống Gas đi và về.
Ưu điểm của loại máy này là dễ lắp đặt, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng,
Ýt phụ thuộc vào kết cấu toà nhà, khi lắp đặt tốn Ýt diện tích. Hơn nữa khi
vận hành tiếng ồn giảm rõ rệt nên được sử dụng rất rộng rãi.
Nhược điểm chủ yếu là không lấy được gió tươi nên cần có quạt lấy gió
tươi, lắp đặt tốn nhiều đường ống gas và cụm ngoài nhà khi vận hành có tiếng
ồn nên ảnh hưởng Ýt nhiều đến những hộ gia đình bên cạnh.

11
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt

Hình a) côm trong nhà hình b) Cụm ngoài nhà
Hình 2.3. Máy điều hoà hai côm
+) Máy điều hoà nhiều cụm
Là hệ thống máy điều hoà gồm có 1 cụm dàn nóng ngoài nhà với từ 2 đến 7
cụm dàn lạnh trong nhà.
Loại máy này thích hợp với những hộ gia đình có nhiều phòng, có năng suất
lạnh từ 2,5 đến 6,0 thậm chí 7,0 kW, điều chỉnh bằng máy biến tần.
Hình 2.4. Máy điều hoà nhiều cụm
2.2. Hệ thống điều hoà (tổ hợp) gọn
2.2.1. Máy điều hoà tách
+) Máy điều hoà tách không ống gió
Máy điều hoà tách của hệ thống điều hoà tổ hợp gọn và của hệ thống
điều hoà cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh. Do năng suất
lạnh lớn hơn nên kết cấu của cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh đôi khi cũng có
nhiều kiểu dáng hơn. Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với

12
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
3 mặt dàn. Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều, ngoài loại treo tường
còn có loại treo trần, giấu trần, kê sàn, dấu tường

13
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
• Dàn lạnh (Indoor unit)

a) dàn lạnh kiểu Cassette b) dàn lạnh kiểu âm trần
âm trần 4 hướng thổi (FHC35- 60F) (FHB35 – 60Hz)

• Dàn nóng (Outdoor unit)

a) R125F b) R60E
Hình 2.5: Hình dáng dàn lạnh và dàn nóng máy điều hoà hai côm, hai chiều
+) máy điều hoà tách có ống gió
Máy điều hoà tách có ống gió thường được gọi là máy điều hoà thương
nghiệp kiểu tách, có năng suất lạnh từ 12.000 đến 24.000 Btu/ h. Dàn lạnh
được bố trí quạt ly tâm cột áp cao nên có thể lắp đặt thêm ống gió để phân
phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng
khác nhau

14
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
• Dàn lạnh (Indoor unit)

FD(Y) M FD(Y)
• Dàn nóng (Outdoor unit)

Hình 2.6: Hình dáng một số máy điều hoà 2 cụm có ống gió của DAIKIN
+) Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa
Máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa có sự khác biệt hẳn so với các loại
máy điều hoà khác vì có máy nén được bố trí bên trong dàn lạnh.
Máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa cũng có chung các ưu nhược điểm
với các loại máy điều hoà tách. Tuy nhiên do đặc điểm máy nén bố trí ở cụm
dàn lạnh nên khi vận hành độ ồn phía trong nhà cao nên loại này không thích
hợp cho điều hoà tiện nghi. Chỉ nên sử dụng máy này cho điều hoà công nghệ
hoặc thương nghiệp trong các phân xưởng hoặc cửa hàng, những nơi chấp
nhận được tiếng ồn cao.

15
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
2.2.2. Máy điều hoà nguyên cụm
+) Máy điều hoà lắp mái
Máy điều hoà lắp mái là máy điều hoà nguyên cụm có năng suất lạnh
trung bình và lớn, chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghiệp. Cụm
dàn nóng và cụm dàn lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất.
Hình 2.7. Máy điều hoà lắp mái
+) Máy ĐH nguyên cụm giải nhiệt nước
Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ không tốn diện tích nên
thường lắp đặt cùng với máy nén để tạo thành một tổ hợp hoàn chỉnh.
Toàn bộ máy và thiết bị lạnh nh máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi và
các thiết bị khác được bố trí gọn vào một vỏ tủ. Do bình ngưng làm mát bằng
nước nên máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước. Máy có năng
suất lạnh tới 370 kW và chủ yếu dùng cho điều hoà công nghệ và thương
nghiệp.

16
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Hình 2.8 Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước của Carrier
• Máy điều hoà VRV giải nhiệt gió
Do những hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh với các hệ thống ống
nước, gió cồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiên vật
liệu làm đường ống nên hãng Daikin của Nhật năm 1982 đã cho ra đời hệ
VRV để lắp đặt cho các toà nhà cao tầng như khách sạn, các toà nhà văn
phòng, chung cư cao tầng…mà trước đây chỉ do hệ thống trung tâm nước đảm
nhận. Daikin cũng đã đưa ra VRV cải tiến gọi là VRVII có nhiều tính năng
vượt trội. Hiện nay nhiều hãng sản xuất các sản phẩm tương tự nhưng lấy tên

VRF (Variable Rerigerant Flow).
• Máy điều hoà VRV giải nhiệt nước
Vừa qua, Daikin đưa ra hệ thống VRV II giải nhiệt nước. Cấu tạo hệ
thống cũng giống nh VRV II giải nhịêt gió nhưng các dàn nóng giải nhiệt
bằng nước. Cụm dàn nóng được lắp ngay cùng tầng với dàn lạnh nên đường
ống gas sẽ rất ngắn. Các cụm dàn nóng cũng có thể được gom thành 1 phòng
máy nhưng vẫn đảm bảo được chiều dài của các đường ống gas và độ cao

17
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
chênh lệch giữa các cụm dàn lạnh là được. Đường ống nước làm mát sẽ được
đưa từ tháp giải nhiệt tầng thượng đến từng cụm dàn nóng. Áp lực nước cho
phép là 1,96 Mpa tương đương chiều cao toà nhà gần 200 m. Với giải pháp
này hệ VRV có thể lắp đặt cho các toà nhà cao tới 56 tầng x 3,6 m/ 1 tầng. Do
làm mát bằng nước nên sưởi Êm mùa đông phải thông qua 1 bình đun nước
nóng bằng điện, được hệ điều hoà hấp thụ qua chu trình bơm nhiệt để chuyển
đến các phòng.
Máy điều hoà VRV chủ yếu phục vụ cho điều hoà tiện nghi chất lượng
cao nhưng nhược điểm của VRV là không lấy được gió tươi nên Daikin đã
thiết kế thiết bị thu hồi nhiệt lấy gió tươi đi kèm rất hiệu quả. Thiết bị thu hồi
nhiệt HRS (Heat Recovery System) có khả năng điều chỉnh ở các chế độ khác
nhau. Chế độ mùa hè làm lạnh 100%, mùa đông sưởi Êm 100% nhưng các
mùa chuyển tiếp có thể là 75% lạnh và 25% sưởi, 50% lạnh và 50% sưởi hay
25% lạnh và 75% sưởi. Ở chế độ 50/ 50 cụm ngoài trời không thu và thải
nhiệt.
Thiết bị thu hồi nhiệt không những hạ được nhiệt độ mà còn hạ được cả
độ Èm của gió tươi đưa vào phòng.
2.3. Hệ thống điều hoà trung tâm nước
Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7

0
C
để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU.
Hệ thống điều hoà trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản là:
- Có vòng tuần hoàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi
chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không ngộ độc.
- Có thể khống chế nhiệt Èm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng
rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.
- Thích hợp cho các toà nhà nh khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và
mọi kiến trúc, không làm phá vỡ cảnh quan

18
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
- Èng nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều nên tiết kiệm được vật liệu xây dựng
- Đạt được độ trong sạch không khí rất cao vì có cả các thiết bị lọc khí, lọc
bụi và các hoá chất độc hại…
- Năng suất lạnh gần nh không bị hạn chế …
Nhược điểm:
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn
hơn…
- Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU.
- Lắp đặt khó khăn
- Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề
- Cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU
2.3.1. Máy làm lạnh nước (Water Chiller)
Máy làm lạnh nước là bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà
trung tâm nước. Máy làm lạnh nước gồm hai loại là máy làm lạnh nước giải
nhiệt nước và máy làm lạnh nước giải nhiệt gió. Máy làm lạnh nước giải nhiệt
gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt nước là có dàn ngưng làm mát

bằng không khí nên diện tích của dàn lớn cồng kềnh làm cho năng suất lạnh
của một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước

19
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Hình 2.5 Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước, máynén pittong
Hình 2.6 Máy làm lạnh nước gải nhiệt gió của Carrier
Nhưng với kiểu giải nhiệt gió có ưu điểm là không cần nước làm mát
nên làm giảm toàn bộ hệ thống nước làm mát nh bơm, đường ống và tháp giải
nhiệt. Máy đặt trên mái nên cũng tiết kiệm được diện tích sử dụng nhưng vì
trao đổi nhiệt ở dàn ngưng kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công
nén cao hơn và điện năng tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy
làm lạnh nước giải nhiệt nước.
2.3.2 Hệ thống nước lạnh, FCU và AHU
a) Hệ thống đường ống nước lạnh
Theo cách bố trí ống nước mà có thể phân ra hệ thống hai ống, hệ hồi
ngược hay hệ 3 ống, 4 ống…
Hệ thống 2 ống là hệ thống đơn giản nhất, chỉ gồm có hai ống góp mắc
song song còn các FCU mắc nối tiếp giữa hai ống. Nước lạnh được bơm
qua các FCU để thu nhiệt trong không gian điều hoà thải ra ngoài qua
tháp giải nhiệt. Nước nóng được bơm từ nồi hơi đến cấp nhiệt cho các dàn
FCU để sưởi phòng.

20
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
Hệ thống này có ưu điểm là đơn giản, rẻ tiền có thể áp dụng tốt với các
công trình lớn. Nhưng nhược điểm lại là khó cân bằng áp suất nên cần lắp
thêm các van điều chỉnh để chia đều nước cho các dàn

Hình 2.7. Các hệ thống ống nước và FCU
a) Hệ 2 ống; b) Hệ hồi ngược; c) Hệ 3 ống; d) Hệ 4 ống

21
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
ML – Máy làm lạnh nước; NH – nồi hơi đun nước nóng sưởi
mùa đông; FCU – dàn trao đổi nhiệt; BNL – bơm nước lạnh;
BNN – bơm nước nóng; BDN – bình dãn nở
- Do khó cân bằng áp suất nên đã cải tiến hệ 2 ống thành hệ hồi ngược. Ở đây
bố trí thêm một ống hồi ngược nên đảm bảo cân bằng áp suất tự nhiên trong
toàn bộ các dàn vì tổng chiều dài đường ống qua các dàn là bằng nhau. Tuy
nhiên nhược điểm của hệ thống này là tốn thêm đường ống, giá thành cao hơn
- Ngoài ra còn có hệ 3 đường ống và hệ 4 đường ống nhằm mục đích sử dụng
lạnh và sưởi đồng thời ở các mùa giao thời cho các khách sạn sang trọng hay
các công trình quan trọng trong một thời gian phòng này cần làm lạnh nhưng
phòng kia lại cần sưởi Êm. So với hệ 2 đường ống và hệ hồi ngược thì hệ 3
đường ống tiết kiệm hơn khi lắp đặt vì chỉ có 1 đường hồi nên tổn thất năng
lượng vận hành lớn. Hệ 4 đường ống tiêu tốn nhiều vật liệu hơn khi lắp đặt
nhưng loại trừ được nhược điểm vận hành của hệ 3 ống vì có hai đường ống
hồi riêng biệt.
Với các vùng không có mùa đông hoặc mùa đông ngắn thì người ta chỉ
sử dụng hệ 2 ống hoặc hệ hồi ngược và sử dụng điện trở mắc trong FCU và
AHU để sưởi cho mùa đông nếu cần thiết. Thực tế khi toà nhà cao từ 6 đến 7
tầng trở lên thì nên sử dụng hệ hồi ngược.
b) FCU
Các FCU là các dàn trao đổi nhiệt ống xoắn có quạt, nước lạnh (hoặc
nước nóng) chảy phía trong ống xoắn, không khí đi phía ngoài. Để tăng
cường trao đổi nhiệt phía không khí, người ta bố trí cánh tản nhiệt bằng nhôm
với bước cánh khoảng 0,8 đến 3 mm.

Giống nh dàn bay hơi, FCU cũng có rất nhiều loại nh treo tường, tủ
tường, đặt sàn, giấu tường, treo trần.

22
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt

a) b)

c) d)
Hình 2.8. Dàn trao đổi nhiệt FCU
a) Loại dấu trần; b) Loại âm tường; c) Loại đặt sàn; d) Loại cassette
Các bộ phận chính của FCU là dàn ống nước lạnh và quạt để thổi
cưỡng bức không khí trong phòng từ phía sau qua dàn ống trao đổi nhiệt.
Dưới dàn bố trí máng hứng nước ngưng. Để đảm bảo áp suất gió phân phối
qua ống gió và miệng thổi, các FCU thường được trang bị quạt ly tâm. FCU
có ưu điểm gọn nhẹ dễ bố trí nhưng cũng có nhược điểm là không có cửa lấy
gió tươi vì vậy cần bố trí hệ thống lấy gió tươi riêng khi cần thiết.
c) Các buồng xử lý không khí AHU (Air Handling Unit)
Các buồng xử lý không khí AHU cũng là các dàn trao đổi nhiệt giống
nh các FCU nhưng có năng suất lạnh lớn hơn và có cửa lấy gió tươi thường sử
dụng cho các phòng có không gian rộng lớn. AHU có các bộ phận lọc khí, gia

23
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
nhiệt để có thể điều chỉnh và khống chế chính xác nhiệt độ cũng nh độ Èm
tương đối của không khí thổi vào phòng. AHU có quạt ly tâm cột áp cao để có
thể lắp với hệ thống ống gió lớn.
AHU có loại kiểu khô nh các FCU và có loại ướt và loại có dàn phun

nước lạnh trực tiếp vào không khí (còn gọi là kiểu hở ) để làm lạnh và rửa khí.
Hệ điều hoà dùng FCU và AHU kiểu khô còn được gọi là hệ nước kín có bình
dãn nở. Hệ điều hoà dùng AHU kiểu ướt còn được gọi là hệ nước hở không
có bình dãn nở
Hình 2.9. Cấu tạo của một AHU
1. phin lọc gió; 2. dàn lạnh kiểu khô; 3. dàn sưởi; 4. quạt ly tâm;9. vỏ cách
nhiệt kiểu tủ; 13. van điều chỉnh gió hồi; 14. van điều chỉnh gió tươi
2.3.3 Hệ thống nước giải nhiệt
Hệ thống nước giải nhiệt gồm có tháp giải nhiệt (Cooling tower), bơm
nước giải nhiệt và hệ thống đường ống nước tuần hoàn từ bình ngưng tới tháp
và ngược lại. Hệ thống điều hoà trung tâm nước với máy làm lạnh nước giải
nhiệt nước có thể sử dụng nước giếng hoặc nước thành phố một lần không tái
tuần hoàn nhưng việc sử dụng nước tái tuần hoàn với tháp giải nhiệt là rất
quan trọng vì nó có các ưu điểm như:

24
Đồ án tốt nghiệp sinh viên thực hiện : Nguyễn Thị Minh
Nguyệt
- Tiết kiệm được nước tới mức tối đa mà tháp giải nhiệt có khả năng
tiết kiệm nước cao.
- Kích thước của máy gọn nhẹ, hình thức đẹp, chịu được thời tiết khắc
nghiệt, có độ tin cậy cao, tuổi thọ lớn, rất thích hợp với việc đặt máy trên tầng
thượng toà nhà.
Hình 2.10. Tháp giải nhiệt
1. quạt gió; 2. vỏ tháp; 3. chắn bụi nước; 4. dàn phun nước; 5. khối đệm; 6.
cửa không khí vào; 7. bể nước; 8. đường nước lạnh cấp để làn mát bình
ngưng; 9. đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để làm mát
xuống nhờ không khí đi ngược chiều từ dưới lên; 10. phin lọc nước; 11. phễu
chảy tràn; 12. van xả đáy; 13. bơm một chiều; 14. đồng hồ đo áp kế; 15. bình
ngưng

25