Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình Nha Trang Center

i
MỤC LỤC

MỤC LỤC i
DANH MỤC HÌNH vii
Lời Mở Đầu ix
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ 1
1.1 Sự hình thành và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí 1
1.2 Ứng dụng của kỹ thuật điều hòa không khí 1
1.3 Lịch sử phát triển của điều hòa không khí ở Việt Nam 2
1.4 Mục đích – ý nghĩa của điều hòa không khí 3
CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH CẦN ĐIỀU HOÀ, LỰA CHỌN
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 5
2.1 Giới thiệu công trình. 5
2.2 Phân tích đặc điểm công trình và lựu chọn phương án thiết kế 7
2.2.1 Phân tích đặc điểm của các hệ thống điều hòa không khí hiện nay 7
2.2.1.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 7
2.2.1.2 Máy điều hòa cửa sổ 8
2.2.1.3 Máy điều 2 cục 9
2.2.1.4 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn 10
2.2.1.5 Máy điều hòa nguyên cụm 10
2.2.1.6 Máy điều hòa VRV 11
2.2.1.7 Hệ thống điều hòa trung tâm nước 14
2.2.2 Lựa chọn phương án thiết kế: 24
2.3 Chọn các thông số thiết kế 25
2.3.1 Các thông số thiết kế trong nhà 25
2.3.2 Các thông số thiết kế ngoài nhà 25
2.3.3 Nhiệt độ ngưng tụ 27
2.3.4 Gió tươi và hệ số trao đổi không khí 27
2.3.5 Độ ồn cho phép 28
2.3.6 Tốc độ không khí 28

CHƯƠNG 3 TÍNH NHIỆT TẢI CHO CÔNG TRÌNH, CHỌN MÁY VÀ
THIẾT BỊ 29
3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI LẠNH 29
ii
3.1.1 Tổn thất do bức xạ qua kính Q
11
29
3.1.2 Nhiệt hiện truyền qua kết cấu bao che Q
2
36
3.1.2.1 Nhiệt hiện truyền qua trần, sàn hoặc nền Q
21
36
3.1.2.2 Nhiệt hiện truyền qua vách Q
22
37
3.1.3 Nhiệt tỏa ra do máy móc thiết bị trong phòng Q
3
39
3.1.3.1 Nhiệt hiện toả do đèn chiếu sáng Q
31
39
3.1.3.2 Nhiệt hiện do máy móc toả ra Q
32
40
3.1.4 Nhiệt hiện và ẩn do người toả ra Q
4
42
3.1.5 Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q
5

43
3.1.6 Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q
6
43
3.1.7 Tính toán phụ tải lạnh chọn thiết bị 45
3.2 Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí 45
3.2.1 Thành lập sơ đồ điều hòa không khí 45
3.2.2 Tính toán sơ đồ điều hòa không khí. 47
3.2.2.1 Điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF: 47
3.2.2.2 Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF ( Room Sensible Heat Factor)

hf
48
3.2.2.3 Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF (Grand sensible heat factor) ε
ht
48
3.2.2.4 Hệ số đi vòng (Bypass factor) ε
BF
49
3.2.2.5 Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng ESHF (Effective Sensible Heat Factor) 50
3.2.2.6 Nhiệt độ đọng sương của thiết bị 51
3.2.2.7 Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh 51
3.2.2.8 Tính toán lưu lượng không khí qua các dàn lạnh. 52
3.3 Tính chọn máy và thiết bị 53
3.3.1 Tính chọn FCU 53
3.3.2 Tính chọn Chiler 54
3.3.4 Tính chọn tháp giải nhiệt 54
CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CẤP, GIÓ THẢI VÀ
THÔNG GIÓ 56
4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CẤP, GIÓ THẢI 56

4.1 Giới thiệu chung 56
4.2 Các thiết bị chính trên đường ống gió 57
4.2.1 Ống gió Quạt gió 57
4.2.2 Quạt gió 57
4.2.3 Miệng gió cấp 57
iii
4.3 Tính toán đường ống gió cấp 60
4.3.1 Phương pháp thiết kế đường ống gió 60
4.3.2 Tính toán đường ống 61
4.4 Tính toán đường ống cấp gió tươi 64
4.4.1 Tính toán kích thước đường ống 64
4.4.2 Tính tổn thất áp suất trên đường ống và chọn quạt cấp gió tươi 68
4.4.2.1 Cơ sở lý thuyết 68
4.4.2.2 Tính tổn thất trên đường ống cấp gió tươi: 72
4.4.3 Chọn quạt 76
4.4.3.1 Cơ sở lý thuyết 76
II. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG THÔNG GIÓ, HÚT KHÓI. 79
4.1 Tính toán hệ thống hút khí thải nhà vệ sinh 79
4.1.1 Tính cho toilet: 80
Ví dụ ta tính cho phòng toilet tầng G: 80
4.1.2 Tính chọn quạt 83
4.1.3 Nguyên lý điều khiển hoạt động của quạt hút toilet cho các tầng 88
4.2 Tính toán thông gió tầng hầm. 88
4.2.1 Hệ thống thông gió 89
4.2.2.1 Hệ thống hút khí thải cho tầng hầm 93
4.2.2.2 Hệ thống hút khói cho tầng hầm khi có cháy 94
CHƯƠNG 5 TÍNH THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC 97
5.1 Lựa chọn sơ đồ hệ thống đường ống nước lạnh 97
5.2 Tính toán thiết kế hệ thống đường ống nước 98
5.2.1 Tính toán đường ống dẫn nước lạnh 98

5.2.2 Tính toán đường kính ống giải nhiệt 104
5.2.3 Tính toán đường ống bypass 105
5.3 Tính tổn thất áp suất và chọn bơm 106
5.3.1 Tính tổn thất và chọn bơm trên đường ống cấp nước lạnh 108
5.3.2 Tính tổn thất và chọn bơm trên đường nước giải nhiệt 111
5.4 Tính toán đường cấp nước bổ sung cho tháp giải nhiệt, chọn bơm và két nước 115
5.5 Chọn hệ thống xử lý nước (Water softener) 117
5.6 Tính toán thể tích và chọn bình giãn nở 117
CHƯƠNG 6 TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG 119
6.1 Chức năng nhiệm vụ của hệ thống điều khiển 119
iv
6.2 Điều khiển hệ thống Chiller – Tháp giải nhiệt 119
6.2.1 Điều khiển chiller và bơm nước lạnh 121
6.2.2 Điều khiển van By-pass 123
6.2.3 Điều khiển hệ thống tháp giải nhiệt 124
6.3 Nguyên lý điều khiển FCU 126
Bình luận 128
I.Phân tích công trình 128
II. Hệ thống quản lí công trình, ứng dụng để tiết kiệm chi phí vận hành: 129
1. BMS – Hệ thống quản lý tòa nhà 129
2.Một số lợi ích của hệ BMS có thể kể đến là: 130
3.Quản lý điện năng 131
4. Hệ thống quản lý cơ sở vật chất 132
Tài liệu tham khảo 135
II. Bảng kích thước của công trình 136
II.1 Bảng kích thước trần 136
II.2 Bảng kích thước tầng G 136
II.3 Bảng kích thước tầng 1 137
II.4 Bảng kích thước tầng 2 138
II.5 Bảng kích thước tầng 3: 139

II.6 Bảng kích thước tầng 4: 139
II.7 Bảng kích thước tầng 5: 140
III. Bảng tính toán nhiệt 140
III.1. Bảng tính toán nhiệt Q
1
140
III.1.1 Bảng tính toán nhiệt Q
1
của tầng G 140
III.1.2 Bảng tính toán nhiệt Q
1
của tầng 1 141
III.1.3 Bảng tính toán nhiệt Q
1
của tầng 2 141
III.1.4 Bảng tính toán nhiệt Q
1
của tầng 3 142
III.1.5 Bảng tính toán nhiệt Q
1
của tầng 4 142
III.1.6 Bảng tính toán nhiệt Q
1
của tầng 5 143
III.2 Bảng tính toán nhiệt truyền qua trần sàn Q
21
143
III.2.1 Bảng tính toán nhiệt Q
21
của tầng G 143

III.2.2 Bảng tính toán nhiệt Q
21
của tầng 1 144
III.3 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
22
145
III.3.1 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
2
của tầng G. 145
v
III.3.2 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
2
của tầng 1 147
III.3.3 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
2
của tầng 2 148
III.3.4 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
2
của tầng 3 148
III.3.5 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
2
của tầng 4 149
III.3.6 Bảng tính toán nhiệt truyền qua tường Q
2
của tầng 5 151
III.4.1 Bảng tính toán nhiệt do máy móc thiết bị Q
3
của tầng G 151
III.4.2 Bảng tính toán nhiệt do máy móc thiết bị Q
3

của tầng 1 152
III.4.3 Bảng tính toán nhiệt do máy móc thiết bị Q
3
của tầng 2 153
III.4.4 Bảng tính toán nhiệt do máy móc thiết bị Q
3
của tầng 3 154
III.4.5 Bảng tính toán nhiệt do máy móc thiết bị Q
3
của tầng 4 154
III.4.6 Bảng tính toán nhiệt do máy móc thiết bị Q
3
của tầng 5 155
III.5.1 Bảng tính toán nhiệt do con người Q
4
của tầng G 156
III.5.2 Bảng tính toán nhiệt do con người Q
4
của tầng 1 157
III.5.3 Bảng tính toán nhiệt do con người Q
4
của tầng 2 158
III.5.4 Bảng tính toán nhiệt do con người Q
4
của tầng 3 159
III.5.5 Bảng tính toán nhiệt do con người Q
4
của tầng 4 159
III.5.6 Bảng tính toán nhiệt do con người Q
4

của tầng 5 160
III.6.1 Bảng tính toán nhiệt do gió tươi mang vào Q
5
của tầng G 160
III.6.2 Bảng tính toán nhiệt do gió tươi mang vào Q
5
của tầng 1 161
III.6.3 Bảng tính toán nhiệt do gió tươi mang vào Q
5
của tầng 2 162
III.6.4 Bảng tính toán nhiệt do gió tươi mang vào Q
5
của tầng 3 163
III.6.5 Bảng tính toán nhiệt do gió tươi mang vào Q
5
của tầng 4 164
III.6.6 Bảng tính toán nhiệt do gió tươi mang vào Q
5
của tầng 5 165
III.7.1 Bảng tính toán nhiệt do gió lọt Q
6
của tầng G 166
III.7.2 Bảng tính toán nhiệt do gió lọt Q
6
của tầng 1 168
III.7.3 Bảng tính toán nhiệt do gió lọt Q
6
của tầng 2 169
III.7.4 Bảng tính toán nhiệt do gió lọt Q
6

của tầng 3 170
III.7.5 Bảng tính toán nhiệt do gió lọt Q
6
của tầng 4 170
III.7.6 Bảng tính toán nhiệt do gió lọt Q
6
của tầng 5 171
III.8.1 Các hệ số nhiệt hiện 171
III.9 bảng tính toán nhiệt độ đọng sương của các phòng 175
III.10 bảng thống kê chọn máy của các tầng 179
IV.1 bảng tính toán kích thước ống gió của FCU 183
IV.2 bảng tính toán kích thước ống gió của AHU của các tầng 185
vi
IV.3 bảng thông kê kết quả tính toán đường ống cấp gió tươi 191
IV.4 bảng thông kê kết quả tính toán trở lực đường ống cấp gió tươi. 193
Tổn thất qua cút 193
IV.5 bảng thông kê kết quả tính toán đường ống gió của toilet. 194
IV.6bảng thông kê kết quả tính toán trở lực cho đường ống gió của toilet. 195
V.1 bảng thông kê kết quả tính toán đường ống nước lạnh. 196
VI. Thông số của thiết bị 199
VI.1 AHU 199
VI.2 FCU 200
VI.3 CHILLER 202
202





vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Cấu tạo của máy nén cửa sổ 8
Hình 2.2. Cấu tạo máy điều hòa dạng tách 9
Hình 2.3. Sơ hệ thống VRV 12
Hình 2.4. Sơ đồ lắp đặt hệ thống VRV 12
Hình 2.5 sơ đồ hệ thống trung tâm với chiller giải nhiệt nước 15
Hình 2.6. Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 3 ngả. 16
Hình 2.7. Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 2 ngả. 17
Hình 2.8. Sơ đồ hệ thống Decoupled 17
Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý điều khiển hệ thống Decoupled. 18
Hình 2.10. Sơ đồ hệ thống VPF. 20
Hình 2.11. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống VPF. 21
Hình 2.12. Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống Decoupled với bơm sơ cấp
biến tần. 23
Hình 3.1 Sơ đồ mặt bằng khu thương mại tầng G. 32
Hình 3.2. Sự thay đổi nhiệt bức xạ tại các thời điểm khác nhau trong ngày
của văn caffe shop trong tháng 12 34
Hình 3.3 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp trên ẩm đồ Carrrier. 47
Hình 3.4 Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện của ẩm đồ. 48
Hình 3.5. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng và cách xác định nhiệt độ điểm đọng
sương của thiết bị trên ẩm đồ Carrie. 51
Hình 3.6 Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp văn phòng caffe shop tầng G 54
Hình 4.1.Sơ đồ đường ống dẫn gió lạnh từ FCU tới các miệng thổi. 61
Hình 4.2. Sơ đồ cấp gió tươi cho các FCU. 64
Hình 4.3. Sơ đồ cấp gió tươi cho các FCU. 67
Hình 4.4. loại Côn giảm. 70
Hình 4.5. Đồ thị đặc tính của quạt. 77
Hình 4.6. Co 90
0

tiết diện hình chư nhật. 84
viii
Hình 4.7. Cút 90
0
thẳng góc tiết diện hình chữ nhật. 92
Hình 4.8. Cút 90
0
cong đều tiết diện hình chữ nhật. 95
Hình 4.9. Cút 90
0
cong đều tiết diện hình chữ nhật. 96
Hình 5.1. Sơ đồ bố trí đường ống nước. 97
Hình 5.3.Sơ đồ bố trí đường nước tháp giả nhiệt. 105
Hình 5.4. đồ thị đường đặc tính của quạt KDN 125 – 400. 110
Hình 5.5. Sơ đồ nguyên lý hệ thống giải nhiệt. 113
Hình 5.6 Đồ thị đường đặc tính của bơm KDN 100-400. 114
Hình 6.1 Sơ đồ nguyên lý điều khiển phòng máy chiller (chiller plant contronller) 120
Hình 6.2. Sơ đồ điều khiển van Bypass. 123
Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý điều khiển FCU. 126










ix

Lời Mở Đầu

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật nói chung, ngành Kỹ
Thuật Lạnh và Điều Hòa Không Khí nói riêng cũng đã và đang phát triển mạnh mẽ,
đặc biệt trong những năm gần đây nó ngày càng trở lên đặc biệt quan trọng và thậm
chí là không thể thiếu trong các ngành khoa học kỹ thuật công nghệ cao, trong sản
xuất như: công nghệ chế biến thủy sản, y tế, điện tử, dệt may, công nghệ sinh học,
cơ khí chính xác…Ngoài ra điều hòa không khí là không thể thiếu trong các tòa
nhà, khách sạn, văn phòng…nơi mà nhu cầu về điều kiện tiện nghi của con người
ngày càng được nâng cao.
Với đặc điểm khí hậu nóng ẩm như ở nước ta, thì việc áp dụng kỹ thuật điều
hòa không khí vào phục vụ sản xuất và đời sống ở nước ta là hết sức quan trọng
trong xu thế hội nhập hiện nay.
Với những lý do trên, em chọn đề tài: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí
cho trung tâm thương mại Nha Trang Center, Nha Trang – Khánh Hòa.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đồ án, song vẫn còn
những sai sót. Em rất mong được sự góp ý của quý thầy cô, để đồ án của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Ngô Đăng Nghĩa đã trực tiếp
hướng dẫn em thực hiện đồ án và các thầy cô trong bộ môn nhiệt tình giúp đỡ em
hoàn thành đò án này.

Nha Trang, tháng 6 năm 2011
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thành Ghin
1
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1.1 Sự hình thành và phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí
Để cân bằng, điều chỉnh không khí trong môi trường sống, từ xa xưa con
người đã biết sử dụng các biện pháp để tác động vào nó như: đốt lửa sưởi ấm mùa
đông, dùng quạt gió để làm mát, hay tìm các hang động mát mẻ, ấm cúng để
ở…Tuy nhiên vẫn chưa hề có khái niệm và hiểu biết về thông gió và điều hòa
không khí. Mãi đến năm 1845, một Bác sĩ người Mỹ tên John Gorrie đã chế tạo ra
máy nén khí đầu tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông. Chính sự
kiện này đã làm ông nổi tiếng và đi vào lịch sử của ngành kỹ thuật điều hòa không
khí. Từ đó khái niệm về điều hòa không khí được hình thành và ngày càng nhiều
công trình nghiên cứu, tìm hiểu về điều hòa không khí và ứng dụng của nó trong đời
sống. Bởi vậy ngành kỹ thuật điều hòa không khí ngày càng được hoàn thiện và
phát triển mạnh mẽ cho đến ngày nay nó đã trở thành một bộ phận không thể thiếu
đối với cuộc sống con người. Sự có mặt của điều hòa không khí và chất lượng của
nó đã trở thành một tiêu chí để đánh giá mức độ hiện đại và chất lượng của một
công trình cũng như của cuộc sống ngày nay.
1.2 Ứng dụng của kỹ thuật điều hòa không khí
- Điều hoà trong sinh hoạt, đời sống: nhà ở, nhà hàng , nhà hát, rạp chiếu
phim, hội trường, phòng họp, khách sạn, văn phòng,… đặt biệt trong các ngành y tế,
văn hoá, thể thao, du lịch…điều hoà không khí thay đổi theo mùa, thậm chí cả theo
giờ trong một ngày, thay đổi theo tuỳ vùng dân cư.
- Điều hoà trong công nghiệp: được ứng dụng vào việc điều hoà công nghệ
như trong lĩnh vực sản xuất: sợi dệt, thuốc lá, in ấn , phim ảnh, dược liệu, rượu bia
…nhằm bảo đảm chất lượng sản phẩm.
- Điều hoà không khí gắn liền với các ngành sản xuất: như cơ khí chính
xác, kỹ thuật điện tử vi điện tử, máy tính điện tử, quang học, vi phẫu thuật, kỹ thuật
2
quốc phòng, kỹ thuật vũ trụ, …bởi vì những máy móc và thiết bị hiện đại chỉ có thể
làm việc tin cậy, an toàn, đạt hiệu quả cao ở nhiệt độ thích hợp.
- Điều hoà trong nông nghiệp và chăn nuôi: điều hoà nhiệt độ nhằm tạo
điều kiện khí hậu thích hợp để thúc đẩy sự tăng trưởng, phát triển và đạt năng suất cao.

1.3 Lịch sử phát triển của điều hòa không khí ở Việt Nam
Đối với Việt Nam, là nước có khí hậu nóng và ẩm, đặc biệt miền Nam hầu
như chỉ có mùa mưa và mùa nắng. Kỹ thuật lạnh ngày càng đóng vai trò quan trọng
trong việc phát triển kinh tế nước ta. Kỹ thuật lạnh đã xâm nhập hơn 60 ngành kinh
tế, đặt biệt là ngành chế biến thực phẩm, hải sản xuất khẩu, công nghiệp nhẹ, điều
hòa không khí.
Nhược điểm chủ yếu của ngành lạnh ở nước ta hiện nay là quá nhỏ, non yếu
và lạc hậu, chỉ chế tạo được các loại máy lạnh Amoniac loại nhỏ, chưa chế tạo được
các loại máy nén và thiết bị cỡ lớn, các loại máy lạnh Freon, các thiết bị tự động.
Ngành lạnh nước ta chưa được quan tâm đầu tư và phát triển đúng mức. Cho nên
việc các đơn vị sử dụng lạnh ở các ngành thường trang bị tự phát đôi khi dẫn tới
thiệt hại và lãng phí tiền vốn.
Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước trong khoảng trên 10 năm nay, ở
các thành phố lớn phát triển lên hàng loạt các cao ốc, nhà hàng, khách sạn, các rạp
chiếu phim, các biệt thự sang trọng, nhu cầu tiện nghi của con người ở thành phố
tăng cao, đặt biệt ở các thành phố phía Nam, ngành điều hòa không khí đã bắt đầu
có vị trí quan trọng và có nhiều hứa hẹn cho tương lai ở các thành phố phía Nam.
Điều đáng lưu ý nhất là sự phát triển mạnh mẽ của ngành điều hòa không khí tại
thành phố Hồ Chí Minh, hầu như khá nhiều máy điều hòa không khí độc lập được
trang bị ở các khu dân cư có mức sống trung bình trở lên. Các hệ thống điều hòa
không khí trung tâm hầu như đã chiếm lĩnh tất cả các cao ốc văn phòng, nhà hàng
khách sạn, nhà hát
Sự chiếm lĩnh của ngành điều hòa không khí minh chứng một hiện tại rõ
ràng vị trí quan trọng của ngành điều hòa không khí trong sinh hoạt và mọi hoạt
3
động, cho thấy ngành lạnh ở Việt Nam đang ngày càng phát triển mạnh mẽ phục vụ
cho nhiều mục đích sử dụng.
1.4 Mục đích – ý nghĩa của điều hòa không khí
Nước ta có khí hậu tương đối phức tạp, ở miền Bắc từ đèo Hải Vân trở ra có
2 mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm, mùa đông lại giá rét có khi còn có tuyết ở một số

nơi. Ở miền Trung và miền Nam lại nóng ẩm quanh năm. Chính vì vậy luôn làm
cho con người mất cảm giác thỏa mái khi làm việc và nghỉ ngơi kèm theo đó là sự
mệt mỏi, dễ mắc các bệnh về đường hô hấp ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của
con người. Kỹ thuật điều hòa không khí có thể giải quyết tốt được vấn đề trên. Điều
hòa không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra trong không gian điều hòa một
môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió nằm trong phạm
vi ổn định phù hợp với sự thích nghi của cơ thể con người trong từng điều kiện sinh
hoạt làm việc cụ thể khác nhau. Nó tạo ra cảm giác thỏa mái sảng khoái cho con
người, không nóng bức về mùa hè, không lạnh giá về mùa đông, cung cấp đủ dưỡng
khí trong lành, bảo vệ sức khỏe, phát huy năng suất lao động của con người. Hiện
nay trong các công trình xây dựng như: Các công sở, khách sạn, nhà hàng, siêu thị,
nhà hát, các trung tâm vui chơi giải trí, nhà ở… đều được trang bị hệ thống điều hòa
không khí.
Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người, điều hòa không
khí còn nhằm phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác.
Cùng với quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, các ngành nghề
ngày càng được phát triển và mở rộng và kéo theo đó là sự phát triển của kỹ thuật
điều hòa không khí. Một số ngành sản xuất có công nghệ đặc biệt nó đòi hỏi phải có
một chế độ nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí phù hợp. Điều này chỉ có kỹ
thuật điều hòa không khí mới có khả năng đáp ứng được. Ngành công nghiệp sợi
đòi hỏi độ ẩm phải thật thích hợp. Ngành cơ khí chính xác chế tạo dụng cụ đo
lường, dụng cụ quang học… thì yêu cầu về nhiệt độ độ ẩm, độ sạch của không khí.
Ngành công nghiệp sản xuất thuốc lá cũng đòi hỏi có một môi truờng sản xuất có
4
nhiệt độ và độ ẩm thích hợp…Còn rất nhiều qui trình công nghệ đòi hỏi phải áp
dụng kỹ thuật điều hòa không khí mới có thể sản xuất hiệu quả được.
Như vậy kỹ thuật điều hòa không khí không chỉ là một công cụ đắc lực phục
vụ cho nhu cầu thiết yếu cuộc sống của con người mà nó còn có mặt trong mọi lĩnh
vực kinh tế. Nó đóng một phần không nhỏ vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống
của con người, nâng cao năng suất lao động, chất lượng sản phẩm của các ngành

sản xuất công nghiệp. Tuy nhiên, vốn đầu tư và chi phí vận hành một hệ thống điều
hòa là không nhỏ. Và để đảm bảo tính kỹ thuật, tính kinh tế, thì nhiệm vụ đạt ra đối
với người Kỹ sư thiết kế là phải tính toán chính xác tải nhiệt, chọn được phương án
thiết kế hợp lý vừa đảm bảo đáp ứng được tuổi thọ, các thông số yêu cầu, vừa tiết
kiệm được vốn đầu tư ban đầu mà lại vận hành đơn giản và tiết kiệm năng lượng.


















5
CHƯƠNG 2
KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH CẦN ĐIỀU HOÀ, LỰA CHỌN
PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ

2.1 Giới thiệu công trình.
Chủ Đầu tư: Công Ty TNHH Hoàn Cầu Nha Trang (Hoàn Cầu Co., Ltd).

Địa chỉ: 20 Trần Phú, Tp Nha Trang.
Diện tích: 10.000 m
2

Qui mô công trình: 22 tầng và 1 tầng hầm

Mục đích sử dụng của tòa nhà:
+ Tầng hầm: để xe, nơi hút gió thải, có bồn chứ nước thải, đặt một số thiết bị
máy móc phục vụ tòa nhà, kho.
+ Tầng G – 5: phục vụ cho công việc thương mại. Trong đó:
+ Tầng G – 2: phục vụ siêu thị
+ Tầng 3 – 4: phục vụ nhà hàng quán café
6
+ Tầng 5: phòng đặt máy và văn phòng giao dịch
+ Tầng 6 – 22: phục vụ khách sạn
Tòa nhà hướng ra biển, có 2 hướng mặt tiền chính là hướng Đông Nam và
Tây Nam, 2 hướng này được thiết kế là kính trong suốt có rèm che nên nhận nhiệt
bức xạ mặt trời nhiều nhất.
Kích thước đầy đủ của công trình được tổng hợp trong bảng II.1 phần phụ
lục (bảng II.1-II.7).
Yêu cầu thiết kế của công trình:
Hệ thống điều hoà cần đạt được các mục tiêu sau:
 Tạo ra môi trường vi khí hậu với các thông số nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, và
độ trong sạch của không khí được kiểm soát và điều chỉnh theo điều kiện tiện
nghi của con người.
 Tổ chức thông thoáng, hút thải không khí từ các khu vệ sinh, và các khu vực
cần thiết ra khỏi công trình
 Hệ thống thông gió và điều hòa không khí được thiết kế lắp đặt không ảnh
hưởng tới kiến trúc công trình. Làm tăng vẻ đẹp nội thất, độ ồn do hệ thống
gây ra ở mức độ cho phép không ảnh hưởng tới các khu vực trong và ngoài

công trình.
 Thiết bị lựa chọn cho hệ thống phải đảm bảo tính hiện đại, làm việc tin cậy,
vận hành đơn giản và thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa.
 Hệ thống có khả năng phục vụ độc lập theo yêu cầu sử dụng cho từng khu
vực. Công suất của hệ thống được tự động điều chỉnh theo tải nhiệt thực tế của
toà nhà tại từng thời điểm để nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống và
giảm chi phí vận hành.
 Hệ thống được thiết kế tuân theo các tiêu chuẩn và quy phạm về an toàn
phòng chống cháy, không tạo ra các nguồn nhiệt có nhiệt độ cao, và không sử
dụng các loại vật liệu dễ gây cháy nổ.
7
2.2 Phân tích đặc điểm công trình và lựu chọn phương án thiết kế
2.2.1 Phân tích đặc điểm của các hệ thống điều hòa không khí hiện nay
Sau một thời gian hình thành và phát triển, đến nay kỹ thuật điều hòa không
khí ngày càng được hoàn thiện có đầy đủ các chức năng hiện đại với nhiều mẫu mã
chủng loại khác nhau.
Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp máy móc, thiết bị, dụng cụ… để
tiến hành các quá trình xử lý không khí như là để: làm lạnh, sưởi ấm, tăng ẩm, giảm
ẩm, lọc bụi…
Do tính chất phức tạp, đa dạng của không gian điều hòa và cũng để đáp ứng
nhu cầu đòi hỏi của các chủ đầu tư hiện nay các nhà sản xuất đã đưa ra các hệ thống
điều hòa không khí với nhiều mẫu mã chủng loại, tính năng ưu việt khác nhau.
Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hòa không khí nhưng thường phổ biến
hơn là phân loại theo tính tập trung và theo chất tải lạnh. Ta chọn cách phân loại
theo tính tập trung. Theo cách này thì hệ thống điều hòa sẽ được chia làm 3 loại:
+ Hệ thống điều hòa cục bộ.
+ Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn.
+ Hệ thống điều hòa trung tâm nước.
2.2.1.1 Hệ thống điều hòa cục bộ
Hệ thống điều hòa cục bộ là hệ thống điều hòa không khí trong phạm vi hẹp.

Thường là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ.
 Ưu điểm:
Máy 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.
 Nhược điểm:
Chỉ áp dụng phù hợp cho những không gian nhỏ, rất khó áp dụng cho các
phòng lớn, hội trường, nhà hàng, khách sạn, ngoài ra tính thẩm mỹ của công trình
không cao.
Hiện nay trên thị trường sử dụng phổ biến 2 loại: Điều hòa cửa sổ và điều
hòa 2 cục.
8
2.2.1.2 Máy điều hòa cửa sổ
Máy điều hòa cửa sổ thường được gắn trên tường giống như cửa sổ. Đây là
dạng máy điều hòa nhỏ gọn cả về năng suất lạnh về kích thước cũng như khối
lượng. Tất cả các thiết bị chính của nó như: máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt
giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển khác… đều lắp trong một vỏ máy
gọn nhẹ.

Hình 2.1 Cấu tạo của máy nén cửa sổ
 Ưu điểm:
- Chỉ cần cấp nguồn điện là chạy, không cần công nhân lắp đặt có tay nghề
cao, không cần công nhân vận hành máy.
- Có chế độ sưởi ẩm vào mùa đông bằng bơm nhiệt.
- Có khả năng lấy gió tươi.
- Có thể điều chỉnh nhiệt độ phòng bằng thermorstat với giải điều chỉnh lớn.
- Giá thành rẻ, vốn đầu tư thấp.
 Nhược điểm:
- Độ ẩm tự biến đổi theo từng chế độ điều chỉnh bởi vậy mà không thể khống
chế được độ ẩm.
- Khả năng làm sạch không khí kém.

- Máy hoạt động có độ ồn cao.
- Khó bố trí trong phòng, thường phải đục một khoảng tường có kích thước
bằng kích thước của máy để đặt máy.
9
2.2.1.3 Máy điều 2 cục
Máy điều hòa tách gồm hai cụm: dàn nóng và dàn lạnh, được bố trí tách rời
nhau và được kết nối với nhau bằng ống đồng dẫn gas và dây điện điều khiển. Máy
nén thường được đặt bên trong cụm dàn nóng. Dàn lạnh có chứa bộ điều khiển.

Hình 2.2. Cấu tạo máy điều hòa dạng tách
 Ưu điểm:
- Có thể lắp đặt ở nhiều không gian, vị trí khác nhau.
- Có nhiều kiểu dàn lạnh cho phép người sử dụng có thể lựa chọn được dạng
phù hợp nhất cho công trình.
- Sử dụng tiện lợi cho không gian nhỏ hẹp, đặc biệt đối với các hộ gia đình.
- Sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa, lắp đặt đơn giản dễ dàng, giá thành rẻ.
 Nhược điểm:
- Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh bị hạn chế.
- Công suất của loại máy này bị hạn chế.
- Tính thẩm mỹ của công trình không cao dễ phá vỡ cảnh quan kiến trúc.
10
 So sánh hệ thống làm lạnh bằng nước và làm lạnh dạng máy 2 mảng AC
Bảng 2.1. So sánh ưu nhược điểm của 2 hệ thống 2 mảng và điều hòa trung tâm.

Hệ thống làm mát không
khi dạng 2 mảng AC
Hệ thống điều hòa trung tâm
dùng Chiller
Ưu
nhược điểm

- Không cần phòng máy
- Không có thông gió.
- Phải có phòng máy bổ sung.
- Có thông gió và xử lý gió tươi sơ
bộ làm tăng chất lượng không khí.
Giới thiệu
-Mỗi thiết bị tòa nhà được đặt
ở ban công
-Không có chức năng thông
gió
-Không có máy dự phòng
- Hệ thống đặt trong phòng máy
và tháp trên tầng mái
Chức năng
thông gió
Không có
Khá tốt
Chi phí
vận hành
180%
100%
Chi phí lắp
đặt ban đầu
95%
100%
Hiệu suất
làm lạnh
Máy làm lạnh 2 mảng cục bộ
giải nhiệt bằng gió có hiệu
suất rất thấp, COP max = 3.5

Máy điều hòa ly tâm có hiệu suất rất
cao COP max = 7

2.2.1.4 Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn
Hệ thống điều hòa không khí tổ hợp gọn là hệ thống điều hòa có kích thước
trung bình bố trí gọn thành các tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh tương đối lớn.
2.2.1.5 Máy điều hòa nguyên cụm
 Máy điều hòa lắp mái
- Máy điều hòa lắp mái là loại máy điều hòa nguyên cụm có năng suất lạnh
trung bình và lớn, nó chủ yếu được dùng trong công nghiệp và thương nghiệp.
11
- Đặc điểm của loại máy này là: cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn với
nhau thành một khối duy nhất. Quạt dàn lạnh là loại quạt li tâm có cột áp cao. Trong
máy được bố trí ống phân phối gió tươi và gió hồi. Máy có thể lắp đặt ở mái bằng
của phòng điều hòa, ở ban công hoặc mái hiên rồi tiến hành bố trí đường ống gió
cấp và gió hồi hợp lý là được.
 Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước
- Máy này có bình ngưng giải nhiệt nước nên rất gọn nhẹ, không chiếm diện
tích và không gian lắp đặt. Tất cả các thiết bị được bố trí thành một tổ hợp gọn hoàn
chỉnh.
 Ưu điểm:
- Được sản suất hàng loạt, lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy,
tuổi thọ, tự động hóa cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước
làm mát và hệ thống ống gió nếu cần là có thể hoạt động được.
- Vận hành trong điều kiện tải thay đổi.
- Có thể bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất, cửa hàng, siêu thị và
các không gian có thể chấp nhận độ ồn cao.
 Nhược điểm:
- Hoạt động có độ ồn cao.
- Công suất bị hạn chế.

- Yêu cầu phải cấp nguồn nước làm mát nên phức tạp hơn.
2.2.1.6 Máy điều hòa VRV
Do các hệ thống ống gió CAV và VAV sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ,
độ ẩm phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều
vật liệu để làm ống nên hãng Daikin của Nhật bản đưa ra giải pháp VRV. VRV là
điều chỉnh năng suất lạnh thông qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất. Thực chất
là phát triển máy điều hòa tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh đặt trực
tiếp trong phòng (8 đến 16 dàn), tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa
dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng trong các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng
và khách sạn.
12

Hình 2.3. Sơ hệ thống VRV









Hình 2.4. Sơ đồ lắp đặt hệ thống VRV
 Ưu điểm:
- Tổ ngưng tụ gồm 2 máy nén trong đó 1 máy nén điều chỉnh năng suất lạnh
theo kiểu on – off, 1 máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ
0÷100% gồm 21 bậc điều chỉnh đảm bảo năng lượng tiết kiệm một cách hiệu quả.
- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với nhu cầu từng vùng,
kết nối trong mạng điều khiển trung tâm BMS.
- Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các

mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ nhỏ (7kW) đến hàng ngàn kW
cho các tòa nhà cao tầng hàng trăm mét với nhiều phòng đa chức năng.
13
- VRV giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do có cụm dàn nóng có thể
đặt cao hơn dàn lạnh tới 50 m, các dàn lạnh có thể đặt cách nhau tới 15 m, đường
ống dẫn môi chất từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất có thể tới 510 m tạo
điều kiện cho việc bố trí máy dễ dàng cho các tòa nhà cao tầng, nhà hàng, khách
sạn, các công trình lớn…
- Do sử dụng máy biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh nên hệ số lạnh
không những được cải thiện mà còn vượt nhiều máy thông dụng.
- Toàn bộ các chi tiết máy được chế tạo và lắp ráp tại nhà máy nên máy có độ
tin cậy cao.
- Khả năng bảo dưỡng sửa chữa rất năng động và nhanh chóng nhờ các thiết
bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng cũng như sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại
trung tâm qua internet.
- So với hệ thống trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố
trí trên tầng thượng hoặc bên sườn nhà còn đường ống dẫn môi chất lạnh nhỏ gọn
hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió.
- Hệ thống VRV có tới 9 kiểu dàn lạnh khác nhau với tối đa 6 cấp năng suất
lạnh rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với các kiểu kiến trúc khác
nhau đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khách hàng.
- Với hệ thống VRV có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng
một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao.
 Nhược điểm:
- Hệ thống VRV thi công lắp đặt đòi hỏi công nhân có trình độ kỹ thuật.
- Vốn đầu tư ban đầu cao nên chủ yếu phục vụ cho điều hòa tiện nghi yêu
cầu chất lượng cao.
- Do sử dụng môi chất lạnh Freon nên khả năng đảm bảo cho con người và
môi trường không cao.

14
2.2.1.7 Hệ thống điều hòa trung tâm nước
1. Khái quát
Hệ thống điều hòa trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh để làm lạnh
không khí qua các dàn trao đổi nhiệt AHU và FCU. Nước lạnh dùng để làm lạnh tùy
theo thiết kế sẽ có Δt khác nhau:
+ Hệ thống nước lạnh cổ điển
Là hệ thống mà có độ chênh nhiệt độ nước Δt = 5
o
C. Với nhiệt độ nước lạnh
cấp là 7
0
C và nhiệt độ nước lạnh hồi là 12
0
C. Đây là phương án đã được sử dụng từ
rất lâu và ngay nay nó vẫn được sử dụng phổ biến trong các công trình.
+ Hệ thống lưu lượng thấp
Là hệ thống mà có độ chênh nhiệt độ nước lạnh cấp và hồi lớn hơn 5
0
C, có
thể là 7
0
C hoặc 9
0
C. Hãng Trane là hãng đi đầu trong công nghệ này với các
Chiller EarthWise có thể tạo ra được độ chênh lệch nhiệt độ nước lạnh cấp hồi lớn
hơn 5
0
C với hiệu suất làm việc cao hơn Chiller của các hãng khác. Đây là phương
án thiết kế mới hiện nay với rất nhiều ưu điểm hơn so với hệ thống nước lạnh cổ

điển.
Ta có:
Q = C
p
× G × Δt.
Trong đó:
C
p
– Nhiệt dung riêng của nước (kJ/kg.K).
G – Lưu lượng nước lạnh cung cấp (kg/s).
Δt – Độ chênh lệch nhiệt độ nước lạnh cấp và hồi (K).
Dựa vào công thức trên ta thấy, khi Δt tăng thì G sẽ giảm.
Ưu điểm: Với lưu lưu lượng nước lạnh cấp đi nhỏ hơn, giúp tiết kiệm được
chi phí đầu tư thiết bị do kích thước của các thiết bị sử dụng nhỏ hơn đồng thời sẽ
giảm chi phí vận hành.
Hệ thống điều hòa trung tâm nước bao gồm các bộ phận sau:
- Máy làm lạnh nước (Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh.
- Hệ thống ống dẫn nước lạnh.
15
- Hệ thống nước giải nhiệt.
- Các FCU, AHU
- Hệ thống ống gió và vận chuyển phân phối khí.
- Hệ thống tiêu âm, giảm âm.
- Hệ thống lọc bụi và thanh trùng.
- Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi gió
hồi, điều chỉnh năng suất lạnh…dự báo sự cố và bảo vệ toàn bộ hệ thống.

Hình 2.5 sơ đồ hệ thống trung tâm với chiller giải nhiệt nước
Máy làm lạnh nước có 2 loại: Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước và máy
làm lạnh nước giải nhiệt gió.

 Ưu điểm:
- Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do
rò rỉ môi chất ra ngoài vì nước không độc hại.
- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng
riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.
16
- Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và
mọi kiến trúc mà không sợ phá vỡ cảnh quan.
- Ống nước nhỏ hơn ống gió rất nhiều nên tiết kiệm được vật liệu xây dựng.
- Có khả năng cung cấp không khí có độ sạch cao đáp ứng mọi nhu cầu đề ra.
- Sử dụng nồi hơi để sưởi ấm vào mùa đông.
- Năng suất gần như không bị hạn chế.
- Vốn đầu tư ban đầu không cao.
 Nhược điểm:
- Lắp đặt đòi hỏi phải có đội ngũ công nhân lành nghề có trình độ cao.
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên tổn thất exergy lớn.
- Hệ thống cần phải định kỳ sửa chữa bảo dưỡng.
2. Các phương pháp điều chỉnh lưu lượng nước lạnh trong hệ thống
a. Hệ thống lưu lượng không đổi với van 3 ngả

Hình 2.6. Hệ thống lưu lượng không đổi sử dụng van 3 ngả.
Đặc điểm của hệ thống này là sử dụng bơm nước với lưu lượng hoàn toàn cố
định, sử dụng van 3 ngả để bypass nước lạnh tại các FCU khi phòng đã đạt nhiệt độ.
Đây là hệ thống đã được sử dụng khá lâu đời với những nhược điểm là chỉ có khả
năng giảm tải tại cụm chiller khi hệ thống yêu cầu tải thấp, trong khi đó năng lượng
điện cung cấp cho cụm bơm nước cũng rất lớn. Đồng thời với việc sử dụng van 3
ngả cũng gây tổn thất nhiệt lớn cho hệ thống cũng làm tăng chi phí cho vân hành.