Đồ án điều hòa không khí

đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Lời Nói Đầu

Đồ án tốt nghiệp là nhiệm vụ và yêu cầu của sinh viên để kết thúc khoá học trớc
khi tốt nghiệp ra trờng, đồng thời nó cũng giúp cho sinh viên tổng kết đợc những kiến
thức đã học trong suốt quá trình học tập, cũng nh phần nào xác định đợc công việc
mà mình sẽ làm trong tơng lai khi tốt nghiệp ra trờng.
Với đề tài Tính thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho viện anh ngữ Đại Học
Đà Nẵng sau khi tìm hiểu và tiến hành làm đồ án, cùng với sự hớng dẫn tận tình
của thầy giáo chịu trách nhiệm hớng dẫn về đề tài này đã đem lại cho em những
kiến thức bổ ích và kinh nghiệm cho công việc tơng lai của em.
Trong suốt quá trình làm đồ án với sự nổ lực của bản thân cùmg với sự hớng dẫn
tận tình của thầy: PGS- TSKH: PHAN QUANG XƯNG cùng các thầy cô khác
trong khoa đến nay đồ án của em đã đợc hoàn thành. Trong cuốn thuyết minh này
em đã cố gắng trình bày một cách trọn vẹn và mạch lạc từ đầu đến cuối tuy nhiên
trong khi làm đồ án thì viện anh ngữ cha đợc xây dựng do vậy các số liệu về phần
xây dựng có thể cha khớp với thiết kế cho lắm lại một phần do kiến thức còn hạn chế
và tài liệu không đầy đủ nên không tránh khỏi sai sót vì vậy em mong muốn có đợc sự
chỉ bảo quí báo của thầy cô. Em xin chân thành cảm ơn.

Đà Nẵng, tháng 6 năm 2002
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Bá Cờng
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí

Trang
Trang
1
1
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
mụC LụC
Lời nói đầu
Mục lục
Chơng 1: Giới thiệu chung
1.1. Giới thiệu mặt bằng xây dựng
1.2. ý nghĩa việc lắp điều hoà không khí tại viện Anh Ngữ
1.3. Giới thiệu về điều hoà không khí và chọn hệ thống
Chơng 2: Tính nhiệt thừa và ẩm thừa
2.1. Chọn các thông số tính toán
2.1.1. Các thông số về điều kiện làm việc
2.1.2. Thông số khí hậu (trong nhà và ngoài trời)
2.1.3. Hệ truyền nhiệt các kết cấu
2.2. Các công thức tính toán
2.2.1. Công thức tính nhiệt thừa
2 2.2.1.1. Lợng nhiệt truyền do độ chênh nhiệt độ
2.2.1.2. Nhiệt truyền vào nhà do bức xạ mặt trời
2.2.1.3. Nhiệt toả do máy móc
2.2.2. Công thức tính nhiệt bổ sung
2.2.3. Công thức tính ẩm thừa
2.3. Bảng kết quả tính toán nhiệt thừa và ẩm thừa (cho các tầng và tổng)

2.4. Tính kiểm tra đọng sơng
Chơng 3: Lập sơ đồ điều hoà không khí
3.1 Lựa chọn sơ đồ
3.2 Tính chọn máy cho hệ thống điều hoà không khí
Chơng 4: Tính toán thiết kế hệ thống ống nớc
4.1 Hệ thống ống dẫn nớc lạnh
4.2 Hệ thống ống dẫn nớc làm mát bình ngng
Chơng 5: Tính toán thiết kế hệ thống vận chuyển
và phân phối không khí
Chơng 6: Tiêu âm hệ thống điều hoà không khí
Các kí hiệu
Tài liệu tham khảo
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
2
2
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
CHƯƠNG 1: GiớI THIệU CHUNG
1.1 Giớí thiệu về công trình
Viện anh ngữ Đại Học Đà Nẵng là một công trình lớn đợc xây dựng tại thành phố
Đà Nẵng. Toàn bộ công trình là một toà nhà cao 16 tầng cao 62,3m diện tích mặt bằng
xây dựng là 40,6mì25m=1015m
2

nằm trên hai trục đờng là phía bắc giáp đờng Lê Duẩn
phía đông giáp đờng Lê Lợi toà nhà đợc xây dựng quay về hớng tây. Toà nhà có một tầng
hầm để làm bãi đậu xe từ tầng 5 đến tầng 11 là nơi dạy học ngoại ngữ cho các sinh viên
các tầng còn lại đợc xây thành các phòng là nơi làm việc của giám đốc, phó giám đốc,
viện trởng, viện phó, các chuyên gia, các giáo viên và nhân viên Ngoài ra viện anh ngữ
là nơi hội thảo và nghiên cứu khoa học của các chuyên gia trong và ngoài nớc.
1.2 ý nghĩa việc lắp điều hoà không khí tại viện anh ngữ:
Việt Nam là một nớc nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm vì vậy mà tại
thành phố Đà Nẵng vào những mùa hè rất là oi bức lại thêm môi trờng không khí không
đợc trong sạch nếu không muốn nói là ô nhiễm. Việc xây dựng viện anh ngữ là nằm trong
kế hoạch nâng cao chất lợng giáo dục của Bộ Giáo Dục cho nên việc lắp đặt điều hoà
không khí tại viện anh ngữ là không thể thiếu để tạo ra môi trờng không khí trong sạch có
chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng chính là yếu tố gián tiếp nâng cao chất lợng dạy và học.
1.3 Giới thiệu điều hoà không khí và chọn hệ thống
1.3.1 Khái niệm về điều hoà không khí
Điều hoà không khí là một nghành khoa học nghiên cứu các phơng pháp, công
nghệ và thiết bị để tạo ra một môi trờng không khí phù hợp với công nghệ sản xuất, chế
biến hoặc tiện nghi đối với con ngời. Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong không gian
cần điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoà không khí còn phải giữ độ không khí
trong không gian đó ổn định ở một mức qui định nào đó. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến
vấn đề bảo vệ độ trong sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lu thông hợp lí của
dòng không khí.
Nói chung, có thể chia khái niệm điều hoà không khí thờng đợc mọi ngời sử dụng
thành 3 loại với các nội dung rộng hẹp khác nhau:
-Điều tiết không khí: thờng đợc sử dụng để thiết lập môi trờng thích hợp với việc
bảo quản máy móc, thiết bị và đáp ứng yêu cầu của những công nghệ sản xuất, chế biến
cụ thể.
-Điều hoà không khí: nhằm tạo ra các môi trờng tiện nghi cho các sinh hoạt của
con ngời.
-Điều hoà nhiệt độ: nhằm tạo ra môi trờng có nhiệt độ thích hợp.

Nh vậy, phụ thuộc vào những điều kiện cụ thể khác nhau, việc điều chỉnh nhiệt độ
trong không gian cần điều hoà không phải lúc nào cũng theo chiều hớng giảm so với nhiệt
độ môi trờng xung quanh. Tơng tự, nh vậy độ ẩm của không khí cũng có thể đợc điều
chỉnh không chỉ giảm mà có khi còn đợc yêu cầu tăng lên so với độ ẩm bên ngoài.
Một hệ thống điều hoà không khí đúng nghĩa là hệ thống có thể duy trì trạng thái
của không khí trong không gian điều hoà ở trong vùng qui định nào đó, nó không thể bị
ảnh hởng bởi sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài hoặc sự biến đổi phụ tải bên
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
3
3
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
trong. Từ những điều đã nói, rõ ràng có mối liên hệ mặt thiết giữa các điều kiện thời tiết ở
bên ngoài không gian cần điều hoà với chế độ hoạt động và các đặc điểm cấu tạo của hệ
thống điều hoà không khí.
1.3.2 ảnh hởng của trạng thái không khí tới con ngời
Trạng thái không khí đợc biểu thị bởi nhiệt độ t, độ ẩm tơng đối , tốc độ , độ
trong sạch và nồng độ chất độc hại cùng độ ồn. Các đại lợng trên của không khí sẽ tác
động tới con ngời và qui trình công nghệ sản xuất.
1.3.3 ảnh hởng của nhiệt độ
Nhiệt độ bên trong cơ thể con ngời luôn giữ ở 37C. Để có đợc nhiệt độ này ngời
luôn sản sinh ra nhiệt lợng. Trong bất kỳ hoàn cảnh nào (hoạt động, ngủ nghỉ ngơi ) con
ngời sản sinh ra lợng nhiệt nhiều hơn lợng nhiệt cơ thể cần để duy trì ở 37C. Vậy lợng

nhiệt d thừa này cần phải thải vào môi trờng không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài
cơ thể ngời bằng 3 phơng thức truyền nhiệt sau: đối lu, bức xạ, bay hơi.
-Đối lu là quá trình nhiệt truyền từ bề mặt ngoài cơ thể con ngời tới không khí,
phụ thuộc vào tốc độ chuyển động của không khí và hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ mặt ngoài
cơ thể (khoảng 36C) và nhiệt độ t
kk
của không khí xung quanh t=36-t
kk
. Khi tốc độ
không khí
k
lớn, hiệu nhiệt độ t lớn thì nhiệt toả ra bằng đối lu từ ngời tới không khí
lớn (lúc này ta cảm thấy lạnh), ngợc lại khi tốc độ
k
nhỏ và hiệu nhiệt độ nhỏ thậm chí
bằng và nhỏ hơn không, lúc này nhiệt đối lu nhỏ, bằng không hoặc thậm chí cơ thể ngời
lại còn nhận thêm nhiệt từ không khí xung quanh (lúc này ta cảm thấy nóng và toát mồ
hôi).
-Bức xạ là quá trình truyền nhiệt truyền từ bề mặt ngoài cơ thể tới bề mặt tờng
xung quanh của phòng. Nhiệt bức xạ ở đây không phụ thuộc tốc độ không khí chỉ phụ
thuộc hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ bề mặt ngoài cơ thể và nhiệt độ bề mặt tờng t
w
lớn (cũng
lúc là nhiệt độ không khí lớn) thì bức xạ có thể bỏ qua ta thấy nhiệt đối lu và nhiệt bức xạ
đều phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ và lợng nhiệt này gọi chung là thành phần nhiệt hiện q
h
toả ra từ con ngời.
-Truyền nhiệt bằng bay hơi là nhiệt toả ra khi có sự bay hơi nớc từ con ngời (do
mồ hôi, do hơi thở có chứa hơi nớc). Lợng nhiệt bay hơi này ta gọi là nhiệt ẩn q
a

toả ra từ
con ngời.
Khi nhiệt độ không khí xung quanh t
kk
tăng lên, nhiệt hiện q
h
toả ra do đối lu và
bức xạ giảm, cơ thể con ngời tự động tiết ra mồ hôi để bay hơi nớc vào môi trờng, nghĩa
là thành phần nhiệt ẩn q
a
tăng lên để bảo đảm luôn thải ra một lợng q=q
h
+q
a
vào môi tr-
ờng.
Qua nghiên cứu thấy rằng con ngời thấy thoả mái dễ chịu khi sống trong môi trờng
không khí có nhiệt độ t
kk
=2227C.
1.3.3.1 ảnh hởng của độ ẩm tơng đối
Độ ẩm tơng đối của không khí đợc tính bằng %; không khí cha bão hoà
<100%, không khí bão hoà =100%. Độ ẩm tơng đối của không khí là yếu tố quyết
định tới lợng nhiệt ẩn bay hơi q
a
từ cơ thể ngời vào không khí. Khi không khí có độ ẩm
nhỏ, hơi nớc từ mồ hôi dễ dàng bay vào không khí, còn khi không khí có độ ẩm lớn chỉ
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang

Trang
4
4
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
có một lợng nhỏ hơi nớc trong mồ hôi có thể bay hơi nên giá tri q
a
nhỏ. Lúc này nếu nhiệt
độ môi trờng không khí lại cao thì mồ hôi đợc tiết ra càng nhiều.
Sự ra mồ hôi trên da ngời phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm của không khí tĩnh. Qua
nghiên cứu ta thấy con ngời sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trờng không khí có
độ ẩm tơng đối =4070%.
1.3.3.2 ảnh hởng của tốc độ không khí
Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lợng nhiệt toả ra từ cơ thể bằng đối lu và
bằng bay hơi đều tăng và ngợc lại. Qua nghiên cứu ta thấy con ngời sẽ cảm thấy dễ chịu
khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s.
Nh vậy chúng ta thấy cả 3 yếu tố nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ không khí xung quanh
tác động đồng thời tới quá trình toả nhiệt từ cơ thể con ngời tới không khí.
Ngoài ra để đảm bảo vệ sinh, nhiệt độ của dòng không khí thổi trực tiếp vào ngời
không đợc thấp hơn nhiệt độ không khí trong phòng từ 3ữ6C.
Để đảm bảo vệ sinh thì dòng không khí này có nồng độ các chất độc hại phải nằm
trong giới hạn cho phép cũng nh độ ồn của hệ thống điều hoà khống khí gây ra.
1.3.4 Phân loại hệ thống điều hoà không khí
Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hoà không khí, ở đây chủ yếu sẽ trình bày 2
cách phân loại hay dùng:
-Phân loại theo quá trình truyền nhiệt giữa không khí và môi chất lạnh trong dàn bốc

hơi của máy lạnh: hệ thống điều hoà làm lạnh trực tiếp (không qua chất tải lạnh nh nớc);
hệ thống điều hoà làm lạnh gián tiếp (qua chất tải lạnh trung gian nh nớc).
-Phân loại theo cách cung cấp không khí lạnh đã qua xử lý cho không gian cần điều
hoà; hệ thống điều hoà trung tâm, hệ thống điều hoà phân tán, hệ thống điều hòa cục bộ.
1.3.4.1 Hệ thống điều hoà không khí trực tiếp
Hệ thống điều hoà không khí trực tiếp là hệ trong đó không khí trong phòng đợc
làm lạnh trực tiếp bằng dàn bốc hơi (dàn lạnh) của máy lạnh. Dàn bốc hơi có thể đặt ngay
trong phòng cần điều hoà (hệ thống điều hoà cục bộ ) hoặc dàn bốc hơi đợc đặt ngoài
phòng điều hoà cùng với đờng ống dẫn không khí (hệ thống điều hoà phân tán hoặc trung
tâm), ở đây có thể sử dụng các loại máy điều hoà:
-Máy điều hoà cửa sổ: tất cả các bộ phận của máy điều hòa đặt trong vỏ máy.
Ưu điểm là gọn, dễ lắp đặt; nhợc điểm là phải đục tờng đặt máy nên mất mỹ quan, máy
có năng suất lạnh nhỏ.
-Máy điều hoà tách rời: máy đợc phân thành 2 mảng: mảng trong nhà (indoor
unit), mảng ngoài trời (outdoor unit). Mảng trong nhà gồm một hay nhiều khối trong có
chứa dàn bốc hơi (dàn lạnh) nên còn gọi là khối lạnh; mảng ngoài trời chỉ gồm một khối
trong có chứa dàn ngng (dàn nóng) nên còn gọi là khối nóng. Máy điều hoà loại này th-
ờng có năng suất lạnh nhỏ.
-Máy điều hoà dạng tủ hai khối: một khối trong nhà (khối lạnh) có thể đặt đứng
hoặc treo, môt khối ngoài trời (khối nóng). Loại máy này có năng suất lạnh vừa và nhỏ.
-Máy điều hoà hoà VRV: về cấu tạo máy VRV giống nh máy loại tách rời
nghĩa là gồm hai mảng: mảng ngoài trời và mảng trong nhà gồm nhiều khối trong có dàn
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
5
5
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp

nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
bốc hơi và quạt. Sự khác nhau giữa VRV và dạng tách rời là với VRV chiều dài và chiều
cao giữa khối ngoài trời và trong nhà cho phép rất lớn (100m chiều dài 50m chiều cao),
chiều cao giữa các khối trong nhà có thể tới 15m.

1 1 1







Vì vậy khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và
điều kiện làm mát giàn ngng bằng không khí tốt hơn. Ngoài ra máy điều hoà VRV có u
việt là khả năng lớn trong việc thay đổi công suất lạnh bằng việc thay đổi tần số điện cấp
cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén thay đổi và lu lợng môi chất lạnh cũng thay
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
6
6
2
1 11
Hình 1: Máy điều hòa dạng tách rờì
1 1. Khối lạnh (dàn bốc hơi)

2. Khối nóng (dàn ngng tụ và máy nén)
2
Tầng 6
Tầng 5
Tầng 4
Tầng 3
Tầng 2
Tầng 11
Hình 2: Máy điều hòa
VRV
1. Khối lạnh
(dàn bốc hơi)
2. Khối nóng
(dàn ngng tụ và
máy nén)
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
đổi. Nhợc điểm là vì ống dẫn môi chất dài nên khó kiểm tra rò rỉ và cần lợng môi chất
lạnh nạp vào máy nhiều hơn.
Các loại máy điều hoà kể trên có đặt điểm chung là: không khí trong phòng nhờ
quạt trong khối lạnh đợc hút vào và qua dàn lạnh lại thổi vào phòng. Nghĩa là khi cửa của
phòng đóng kín, sẽ không có không khí tơi ở ngoài phòng vào cho nên ngời ta chỉ dùng
loại máy điều hoà trong hệ thống trực tiếp này cho không gian cần điều hoà không có
nhiều ngời (phòng làm việc, phòng ngủ ).
-Máy điều hoà nguyên cụm: máy đợc đặt ngoài phòng cần điều hoà, có loại không
cần đờng dẫn không khí lạnh và các miệng thổi. Ưu điểm của loại máy điều hoà nguyên

cụm là ngoài việc hút không khí trong phòng điều hoà còn hút một lợng không khí tơi
ngoài trời rồi đi qua dàn lạnh thổi vào phòng (hệ thống điều hoà phân tán hoặc trung
tâm). Nhợc đểm là đờng ống gió cồng kềnh và có khả năng lan truyền hoả hoạn. Việc làm
mát thiết bị ngng tụ có thể bằng không khí hoặc bằng nớc. Khi làm mát bằng nớc máy
phải kết hợp với tháp làm mát bằng nớc. Loại máy điều hoà nguyên cụm thờng có năng
suất lạnh vừa và lớn.
1.3.4.2 Hệ thống điều hoà không khí gián tiếp
Hệ thống điều hoà không khí gián tiếp là hệ thống điều hoà trong đó đầu tiên môi
chất lạnh trong bình bốc hơi của máy lạnh làm lạnh nớc (là chất tải lạnh) sau đó nớc sẽ
làm lạnh không khí trong phòng cần điều hoà bằng thiết bị trao đổi nhiệt nh FCU, AHU
hoặc buồng phun. Vậy ở đây môi chất lạnh không làm lạnh trực tiếp không khí nh trong
hệ trực tiếp nh trên mà thông qua chất tải lạnh là nớc. Hệ điều hoà không khí gián tiếp
này còn đợc gọi hệ thống điều hoà dùng nớc lạnh.
Khi nớc lạnh thực hiện vòng tuần hoàn trong ống mà không tiếp xúc với không
khí bên ngoài (với AHU, FCU) ta gọi là hệ điều hoà không khí gián tiếp kín, nếu nớc lạnh
tuần hoàn mà có tiếp xúc với không khí bên ngoài (với buồng phun) ta gọi là hệ điều hoà
không khí gián tiếp hở.
1. Hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín
a. Hệ thống điều hoà
Hình 3 biểu diễn hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín, ở đây nớc lạnh từ bình
bốc hơi của máy lạnh (máy sản xuất nớc lạnh-water chiller) chuyển động dẫn tới AHU
(đặt ngoài phòng điều hoà) hoặc FCU (đặt trong phòng điều hoà cùng với quạt) để làm
lạnh không khí rồi nớc lại quay lại bình bốc hơi của máy lạnh. Vậy nớc lạnh thực hiện
vòng tuần hoàn mà không tiếp xúc với không khí ngoài trời nên gọi là hệ điều hoà không
khí gián tiếp kín (hệ điều hoà nớc lạnh kín).



Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí

Trang
Trang
7
7
Không khí
Tơi
Không khí
Hồi
Không khí
Lạnh

AHU
1 2
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Hình 3: Hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín với AHU, FCU
1. Điều chỉnh không khí 2. Quạt cấp và quạt hồi 3. Bơm nớc 4. Bộ lọc bụi
5. Thiết bị cấp nớc nóng WC: Máy lạnh water chiller
Trong hệ thống điều hoà không khí gián tiếp có đờng ống dẫn không khí ngời ta
hay sử dụng biện pháp thay đổi lu lợng không khí lạnh để điều chỉnh phụ tải năng suất
lạnh cho phù hợp với yêu cầu sử dụng. Ưu điểm của điều hoà gián tiếp kín với AHU là do
có đa một lợng không khí tơi từ ngoài trời vào nên không khí trong không gian điều hoà
trong sạch hơn. Vì vậy hệ điều hoà với AHU này nên dùng để điều hoà cho phòng đông
nguời hoạt động (phòng họp, phòng ăn, ). Nhợc điểm là cần thêm đờng ống dẫn không
khí.
Khi cần sởi ấm về mùa đông, ta cho máy lạnh ngng hoạt động và thiết bị cung cấp

nớc nóng hoặc hơi nớc sẽ đi vào AHU để đốt nóng không khí. Hoặc khi sử dụng máy lạnh
hai chiều lúc này nớc nóng sẽ cung cấp cho AHU, FCU.
Trong hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín với việc sử dụng FCU (gồm dàn
ống có cành và quạt) ta thấy vì FCU đặt ngay trong phòng nên không có hệ thống ống dẫn
không khí, đó là u điểm. Nhng ngợc lại là không chủ động đợc đa một lợng không khí tơi
từ ngoài trời vào phòng nên độ trong sạch không khí trong phòng giảm. Vì lý do này chỉ
nên dùng FCU cho phòng điều hoà có ít ngời hoạt động (phòng ngủ, phòng làm việc ).
Nếu một công trình cần điều hoà cho cả phòng đông ngời và phòng ít ngời thì nên
sử dụng hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín với cả AHU và FCU.
b. Hệ thống ống nớc
Ưu điểm của việc sử dụng ống nớc so với việc dùng ống dẫn không khí là dễ đạt đ-
ợc mỹ quang của công trình vì ống nớc nhỏ. Hơn nửa hệ thống điều hoà với ống nớc lạnh
không bị lây lan hoả hoạn nh trong đờng ống có dẫn không khí khi có hoả hoạn xảy ra.
Nhợc điểm của hệ thống ống nớc này là trở lực trên các đờng ống dẫn tới các FCU
lớn, để khắc phục ngời ta dùng một hệ ống nớc cấp nhng với hai ống nớc hồi, với cách
này trở lực của nớc qua các FCU sẽ đồng đều vì chiều dài đờng nớc đi từ máy lạnh qua
các FCU và về máy lạnh sẽ tơng đối bằng nhau nên lợng nớc cung cấp cho các FCU cũng
đồng điều.
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
8
8
Không khí
Tơi
Phòng ở
FCU
Nớc
Lạnh

Nớc hồi
Máy
Lạnh WC
Tháp làm
Mát
Nớc làm mát
Lạnh
1
1
3
4
5
2
3
3
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
c. Bình giãn nỡ
Trong hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín sử dụng nớc lạnh AHU hoặc FCU
phải có thêm một bộ phận gọi là bình giãn nở bình này có nhiệm vụ:
-Chống hiện tợng giãn nở của nớc gây ra do nhiệt độ thay đổi hoặc có khí lột vào
đờng ống làm áp suất nớc tăng và tạo dòng nớc chảy không ổn định, khi có bình giãn nở,
nớc trong bình có thể giãn nở và khí thoát ra ngoài qua bề mặt thoáng tiếp xúc với không
khí nên không gây ra hiện tợng tăng áp suất của nớc.
-Tạo thêm một lợng nớc dự trữ để bổ sung cho hệ thống khi nớc bị rò rỉ.
-Có hai loại bình giãn nở: bình giãn nở hở (thông với khí quyển) và bình giãn nở

kín (không thông với khí quyển). Bình giãn nở hở đợc đặt cao hơn so với vị trí cao nhất
trên đờng ống dẫn nớc ống hồi để khí dễ thoát ra khỏi nớc (không thể đặt trên đờng ống
nớc cấp, bởi vì lúc này áp suất nớc trong đờng nớc cất sẽ giảm và ngang bằng với áp suất
khí quyển, nớc sẽ không đến các AHU, FCU đợc). Bình giãn nở kín cũng đợc đặt trên đ-
ờng nớc hồi nhng không cần ở vị trí cao nhất, thờng thì ở phía đầu vào của bơm.
2. Hệ thống điều hoà gián tiếp hở:
ở đây nớc lạnh đợc làm lạnh trong bình bốc hơi của máy lạnh (WC-water chiller)
rồi phun trong buồng phun để làm lạnh không khí rồi đợc bơm hút về máy lạnh. Nh vậy
nớc lạnh thực hiện vòng tuần hoàn hở có tiếp xúc với không khí nên ở đây gọi là hệ điều
hoà không khí gián tiếp hở. Không khí lạnh tạo ra nhờ quạt đa vào không gian cần điều
hoà, không khí hồi từ không gian điều hoà nhờ quạt hồi đa vào buồng hỗn hợp với không
khí tơi lấy từ ngoài trời. Ưu điểm của loại này là có khả năng tạo ra không khí (hoặc
nóng) có độ chứa hơi cao, vì vậy loại này thờng dùng cho các phân xởng sản xuất. Nhợc
điểm là cấu tạo buồng phun phức tạp hơn AHU, FCU.
1.3.4.3 Hệ thống điều hoà không khí trung tâm, phân tán, cục bộ
1. Hệ thống điều hoà trung tâm:
Hệ thống điều hoà trung tâm là hệ trong đó chỉ có một bộ phận xử lý không khí để
tạo ra một dòng không khí lạnh chung cung cấp cho nhiều không gian cần điều hoà.
ở đây không khí tơi từ ngoài trơi hút vào 1 cùng với không khí tái tuần hoàn đợc
hoà trộn trong buồng hoà trộn sau đó không khí đợc xử lý trong xử lý 3 tạo ra không khí
lạnh rồi nhờ quạt 4 cùng hệ thống ống dẫn không khí 5

thổi vào phòng 7 qua các miệng
thổi 6. Không khí trong phòng điều hoà nhờ quạt hồi 11 hút qua miệng thải 8 và đờng ống
hồi 9, phin lọc bụi 10 một phần thải ra ngoài qua cửa thải 12, phần còn lại vào buồng hoà
trộn 2. Ưu điểm của hệ trung tâm: do chỉ cần một bộ phận xử lý không khí cho nhiều
phòng điều hoà nên giá thành thiết bị giảm, tiết kiệm đợc mặt bằng bố trí máy. Nhợc
điểm là: do chỉ tạo ra một dòng không khí có cùng trạng thái nên không đáp ứng đợc
nhiều yêu cầu khác nhau của các phòng cần điều hoà, hệ thống có đờng ống dẫn không
khí dài và liên thông với nhau nên tiêu phí nhiều vật liệu chế tạo ống cùng năng lợng cho

quạt và có nguy cơ lây lan hoả hoạn.
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
9
9
Không khí
lạnh
Không khí tơi 1
2 3
4 5
6
7
8
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Hình 4: Hệ thống điều hoà không khí trung tâm
2. Hệ thống điều hoà phân tán :
Hệ thống điều hoà phân tán là hệ trong đó chỉ có một bộ phận xử lý không khí
(nóng, lạnh) tạo ra một dòng không khí cho không một gian cần điều hoà. Ưu điểm của
hệ phân tán là không khí xử lý đúng yêu cầu của từng không gian cần điều hoà, hệ thống
đờng ống không khí riêng biệt cho mỗi không gian điều hoà nên ít có nguy cơ lây lan hoả
hoạn. Nhợc điểm là vì mỗi nơi điều hoà cần một hệ thống riêng nên chi phí đầu t lón, cần
mặt bằng đặt và nhiều thiết bị.
3. Hệ thống điều hoà cục bộ:

Hệ thống điều hoà cục bộ là hệ thống chỉ có tác dụng trong một không gian hẹp và
không đợc làm lạnh trực tiếp ngay tại không gian cần điều hoà.
1.3.5. Lựa chọn hệ thống điều hoà không khí lắp đặt cho viện anh ngữ:
Qua mục 1.3.4 về phân loại hệ thống điều hoà không khí và phân tích u nhợc điểm
của từng hệ thống điều hoà không khí, em nhận thấy rằng việc lắp đặt hệ thống điều hoà
không khí tại viện anh ngữ nên dùng hệ thống điều hoà klhông khí gián tiếp kín với chất
tải lạnh là nớc. Bởi vì tại viện anh ngữ là nơi để dạy học ngoại ngữ, hội nghị và văn phòng
làm việc là chủ yếu vì vậy việc dùng hệ thống điều hoà không khí gián tiếp kín với các
AHU, FCU (tuỳ theo yêu cầu của từng phòng từng tầng) sẽ rất tiện lợi và đạt hiệu quả
kinh tế cao.
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
10
10
Không khí hồi
6
7
8
10 9
12
11
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
CHƯƠNG 2 :

Tính Nhiệt Thừa Và ẩmThừa
2.1. Các thông số tính toán
2.1.1. Các thông số về yêu cầu vệ sinh
-Ngoài 3 yếu tố t, ,

môi trờng không khí trong không gian điều hoà còn phải bảo
đảm độ trong sạch nhất định và đợc đặc trng bằng nồng độ các chất độc. Các chất độc có
trong không khí thờng gặp có thể phân thành 3 loại.
-Bụi là các hạt vật chất kích thớc nhỏ có thể xâm nhập vào đờng thở.
-Khí CO
2
và hơi nớc tuy không có độc tính nhng nồng độ lớn sẽ làm giảm lợng O
2
trong không khí chúng phát sinh do hô hấp của động thực vật hoặc do đốt cháy các chất
hữu cơ
-Nồng độ các hoá chất độc dạng khí, hơi lớn hay nhỏ mà gây ra cảm giác khó chịu,
có loại gây bệnh nghề nghiệp.
-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 các số liệu dới đây.
Bảng 1: Tiêu chuẩn vệ sinh thamkhảo theo bảng 1.5 [2]trang 16
Các hạt lơ lửng <0,15mg/m
3
khkhí
Nồng độ CO
<0,001 thể tích
Nồng độ CO
2
<0,1 thể tích
Nhiệt độ
Từ 17 28C tuỳ từng trờng hợp

độ ẩm tơng đối
Từ 40 70%
Tốc độ chuyển động của không khí <0,5m/s
-Một bộ phận quan trọng của hệ thống điều hoà không khí là thiết bị dùng để tuần
hoàn, lu thông, phân bố và lấy gió trời hoà trộn với không khí tuần hoàn. Lợng gió mới là
lợng gió ngoài trời đợc đa vào phòng trong 1 giờ cho 1 ngời còn số lần thay đổi không khí
trong phòng là tỉ số giữa gió thổi vào phòng và thể tích của phòng.
Bảng 2: Bội số tuần hoàn
Bội số tuần hoàn(m
3
/h) Tên phòng
3 8
Phòng làm việc,văn phòng
3 6
Lớp học
4 8
Th viện, kho
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
11
11
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
-ứng với nồng độ CO

2
ở mức độ cho phép nào đó, có thể tính lu lợng không khí tơi
cần phải đa vào không gian điều hoà nh sau.

(1. 1) theo [2] trang 15
ở đây:
k: lợng khí CO
2
do con ngời thải ra thông qua hoạt động hít thở, m
3
/h.ngời.
: nồng độ CO
2
cho phép trong không gian cần điều hoà % thể tích.
a: nồng độ CO
2
trong không khí ở ngoài trời (thông thờng là 0,03 % thể tích).
Q: lu lợng không khí tơi phải thổi vào không gian cần điều hoà để nồng độ.
CO
2
đợc duy trì ở mức chấp nhận ,m
3
/h.ngời.
Bảng 3: Theo[2]t15
Cờng độ vận dộng k(m
3
/h.ngời)
Q(m
3
/h.ngời)

Khi =0,1% Khi =0,15%
Nghỉ ngơi 0,013 18,6 10,8
Rất nhẹ 0,022 31,4 18,3
Nhẹ 0,03 43,0 25,0
Trung bình 0,046 65,7 38,3
Nặng 0,074 106,0 61,7
-Bất cứ một hệ thống điều hoà không khí nào cũng có các bộ phận có thể gây ồn ở
một mức độ nhất định nguyên nhân là do:
+Máy nén, bơm, quạt.
+Các ống dẫn không khí.
+Các miệng thổi không khí.
tuỳ từng trờng hợp cụ thể mà mức độ cho phép sẽ khác nhau.
Bảng 4: Tiêu chuẩn về độ ồn
Trờng hợp
độ ồn cực đại cho phép ,db
Cho phép Nên chọn
Giảng đờng, lớp học 40 35
Phòng đặt máy tính 40 35
Văn phòng làm việc 50 45
Phòng hội thảo họp 55 50
Phòng ở 30 30
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
12
12
a
k
Q

=

đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
2.1.2. Thông số khí hậu
2.1.2.1. Cấp điều hoà trong hệ thống điều hoà không khí
-Khi thiết kế hệ thống điều hoà không khí việc đầu tiên là phải lựa chọn cấp điều hoà
cho hệ thống điều hoà cần tính. Cấp điều hoà thể hiện độ chính xác trạng thái không khí
cần điều hoà (nhiệt độ, độ ẩm ) của công trình. Có 3 cấp điều hoà:
+Cấp 1 có độ chính xác cao nhất.
+Cấp 2 có độ chính xác trung bình.
+Cấp 3 có độ chính xác vừa phải.
-Cần lu ý rằng nếu chọn công trình có độ chính xác cao nhất (cấp 1), sẽ kéo theo ví dụ
nh năng suất lạnh yêu cầu lớn nhất và cũng sẽ kéo theo giá thành công trình cũng sẽ cao
nhất. Ngợc lại khi chọn độ chính xác của công trình vừa phải vừa phải thì giá thành công
trình cũng vừa phải. Chính vì vậy hệ thống điều hoà không khí tại viện anh ngữ em chọn
hệ thống cấp 3 vì ở đây độ chính xác chỉ cần vừa phải.
2.1.2.2 Chọn thông số tính toán
-Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tơng đối của không khí trong phòng
cần điều hoà và ngoài trời.
1. Nhiệt độ và độ ẩm không khí của không khí trong phòng
Nhiệt độ và độ ẩm tơng đối của không khí trong phòng ký hiệu t
T
,
T

ứng với trạng
thái của không khí trong phòng đợc biểu diễn bằng điểm T của không khí ẩm. Việc chọn
giá trị t
T
,
T
phụ thuộc vào mùa trong năm, ở Việt Nam nói chung ta có hai mùa là mùa
nóng và mùa lạnh. Khi không gian điều hoà tiếp xúc với không khí ngoài trời chỉ qua
vách ngăn mà không qua một không gian đệm có điều hoà (nh hành lang để giảm sự
chênh lệch nhiệt độ trong phòng và ngoài trời), việc chọn thông số tính toán trong nhà nh
sau :
-Mùa nóng:
Độ ẩm tơng đối:
T
= 35 ữ70%.
Nhiệt độ:
t
T
=28 ữ30
o
C khi nhiệt độ ngoài trời t
N
>36C.
t
T
=24 ữ27C khi nhiệt độ ngoài trời t
N
< 36 C.
ở nớc ta có nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời khá cao mà ít có điều kiện xây dựng phòng đệm.
Vì vậy không nên chọn nhiệt độ tính toán trong nhà chênh lệch so với ngoài nhà (t

N
- t
T
=6 ữ8C) lớn quá. Thông thờng ta có thể chọn nh sau:
Độ ẩm tơng đối:
T
= 60%.
Nhiệt độ: t
T
=25C.
-Mùa lạnh: ở nớc ta chỉ có các tỉnh phía Bắc mới có mùa lạnh và nói chung nhiệt độ
ngoài trời ít khi xuống quá thấp, nhân dân ta thờng có tập quán mặc áo ấm mùa đông
trong phòng. Vì vậy hệ thống điều hoà không khí ở viện anh ngữ về mùa đông sẽ ngừng
hoạt động.
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
13
13
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
2. Nhiệt độ và độ ẩm của không khí ngoài trời
Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời ký hiệu t
N
,

N
. Trạng thái của không khí
ngoài trời đợc biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm. Chọn thông số tính toán
ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hoà.
Hệ thống điều hoà không khí tại viện anh ngữ ta chọn hệ cấp 3 vậy các thông số
tính toán ta chọn đối với hệ cấp 3 là:
Mùa nóng: t
N
= t
max
,
N
=(t
max
).
t
max
, (
max
): Là nhiệt độ và độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất trong năm
theo bảng 3-4 và bảng 3-6 [3] thì tại Đà Nẵng tháng nóng nhất là tháng 6 khi đó tra bảng
ta có.
t
N
= t
max
=34,5C.

N
=(t

max
) =76,5%.
2.1.3. Hệ số truyền nhiệt của kết cấu
2.1.3.1. Cấu trúc bao che
Viện anh ngữ đợc xây dựng gồm 16 tầng với cấu trúc của kết cấu bao che nh sau:
- Sàn nhà cấu trúc chủ yếu là bê tông cốt thép có lót gạch nền.
+ trờng hợp đối với tầng 1:
. lót gạch ceremic dày 5mm
. lát vữa xi măng mac 75 dày 20mm
. đá dâm 40ì60mac dày 100mm
. đất đắp pha cát có tới nớc đầm kỹ từng lớp dày 200mm
+ trờng hợp đối với sàn và trần
. lớp bê tông sỏi ở giữa dày 100mm có lớp vữa ở trên 25mm có lát gạch
vinyl dày 3mm
. phía dới có một lớp vữa xi măng và đợc sơn vôi trắng
- Tờng bao che: phần tờng tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài xây bằng
gạch dày 200mm có trát vữa còn tờng không tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời
dày 100mm có trát vữa đều đợc sơn vôi trắng.
- Kính lắp khung cửa sổ có một lớp dày 10mm màu nâu đồng với khung là nhôm,
phía bên trong có màn che màu nhạt.
2.1.3.2. Xác định hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che
a. Giả sử rằng các phòng đợc xây gạch đến sát trần và cùng đợc điều hoà không khí,
các phòng tầng dới đợc ngăn cáchvới các phòng ở tầng trên nên không có tổn thất nhiệt
giữa các phòng với nhau. Do vậy khi tính tổn thất nhiệt cho các phòng thì chỉ có các
phòng ở tầng 1. Đối với các phòng này khi tính hệ số truyền nhiệt thì tính theo phơng
pháp dải nền nh sau:
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang

14
14
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Theo phơng pháp này ngời ta coi nền nh một vách phẳng, trong đó nhiệt truyền theo
bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau. Nền đợc chia làm bốn dải, mỗi dải có bề
rộng 2m riêng dải thứ t là phần còn lại của nền.
hệ số truyền nhiệt k
i
của mỗi dải nền có trị số nh sau: theo[1]t41
dải 1 có hệ số truyền nhiệt k
1
=0,5w/m
2
K
dải 2 có k
2
=0,2 w/m
2
K
dải 3 có k
3
=0,1 w/m
2
K
dải 4 có k

4
= 0,07 w/m
2
K


Hình 5: Biểu diễn 4 dãy nền
Diện tích các dải nền đợc xác định nh sau
F
1
=2(2a+2b)=4(a+b) m
2
(2.1)
F
2
=4(a+b)-48=F
1
- 48 m
2
(2.2)
F
3
=F
1
- 80 m
2
(2.3)
F
4
=ab +128 - 3F

1
m
2
(2.4)
Ta thấy khi F
1
< 48 m
2
thì chỉ có một dải nền
b. Xác dịnh hóỷ sọỳ truyóửn nhióỷt cho kóỳt cỏỳu bao che :
Cọng thổùc :
K
i
= 1/(R
N
+ R
T
+ R
i
) W/m
2
. K (2.5)
Trong õoù :
- R
N
= 1/
N
: nhióỷt trồớ toaớ nhióỷt tổỡ bóử mỷt vaùch õóỳn khọng khờ ngoaỡi trồỡi, m
2
.K/W.

N
: hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên ngoài của kết cấu bao che , W/m
2
K
R
N
phuỷ thuọỹc sổỷ tióỳp xuùc giổợa vaùch vaỡ khọng khờ ngoaỡi:
+nóỳu vaùch tióỳp xuùc trổỷc tióỳp vồùi khọng khờ ngoaỡi trồỡi thỗ:
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
15
15
a
2m
2m
b
Dãy 4 Dãy 3
Dãy 2
Dãy 1
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng

N

= 20 W/m
2
.K, suy ra R
N
=0,05 W/m
2
.K
+nóỳu vaùch vaỡ khọng khờ ngoaỡi trồỡi tióỳp xuùc giaùn tióỳp thỗ :

N
= 10 W/m
2
.K, suy ra R
N
=0,1 W/m
2
.K
-R
T
= 1/
T
: nhióỷt trồớ toaớ nhióỷt giổợa vaùch trong vồùi khọng khờ trong nhaỡ, m
2
.K/W

T
: hệ số trao đổi nhiệt trên bề mặt bên trong của kết cấu bao che, W/m
2
K
+nóỳu vaùch trồn thỗ

T
= 10 W/m
2
.K, suy ra R
T
=0,1 W/m
2
.K
+nóỳu vaùch coù trang ỏm thỗ:
T
= 8 W/m
2
.K, suy ra R
T
=0,125 W/m
2
.K
-R
i
=
i
/
i
: nhióỷt trồớ cuớa lồùp vỏỷt lióỷu thứ i, m
2
.K/W.

i
: bề dày của lớp vật liệu thứ i trong kết cấu bao che, m

i
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK
Vỗ nhióỷt trồớ toaớ nhióỷt R
N
vaỡ R
T
ờt phuỷ thuọỹc vaỡo kóỳt cỏỳu nón coù thóứ tờnh gọỹp
R
N
+ R
T
= R
1
vaỡ goỹi chung laỡ nhióỷt trồớ toaớ nhióỷt. Khi tờnh toaùn coù thóứ lỏỳy
R
1
= 0.15 m
2
.K/W vồùi vaùch tióỳp xuùc trổỷc tióỳp vaỡ lỏỳy R
1
= 0.2 m
2
.K/W khi vaùch
tióỳp xuùc gian tióỳp.
1. Tính hệ số truyền nhiệt của tờng bao
-khi tờng bao xây bằng gạch dày 200mm
có
i
=0,7 kcal/mhK=4,18.1000.0,7/3600=0,812 W/mK, bảng4-22 [3]t279
suy ra

i
/
i
=0,2/0,812=0,246 m
2
K/W
thêm 2 lớp vữa dày 20 mm
có
i
=0,8 kcal/mhK=4,18.1000.0,8/3600=0,929 W/mK, bảng4-22 [3]t279
suy ra
i
/
i
=2.0,02/0,929=0,043 m
2
K/W
+ nếu tờng tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì:
K
i
= 1/(R
1
+ R
i
)=1/(0,15+0,246+0,043)=2,278 W/m
2
.K
+nếu tờng tiếp xúc gián tiếp với không khí thì:
K
i

=1/(0,2+0,246+0,043)=2,045 W/m
2
.K
-Khi tờng bao xây bằng gạch 100mm tiếp xúc gián tiếp với không khí
K
i
=1/(0,2+0,043+0,123)=2,732 W/m
2
.K
2. Xác định hệ số truyền nhiệt của kính
- Đối với các nhà cao tầng thì ta chọn kờnh daỡy 0,01m
có
k
=0,65 kcal/mhK = 4,18.1000.0,65/3600=0,754 W/mK, bảng4-22 [3]t279
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
16
16
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
suy ra R
k
=
k

/
k
=0,01/0,754=0,013m
2
K/W
+khi cổớa kờnh tióỳp xuùc trổỷc tióỳp vồùi khọng khờ ngoaỡi trời nên :
Ta choỹn R
1
= 0.15 m
2
.K/W
aùp duỷng cọng thổùc : (2.5)
K
i
= 1/( R
1
+ R
i
) = 1/(0,013+ 0,15) = 6,1345 W/m
2
.K
+Khi cửa kính tiếp xúc gián tiếp với không khí
Ta chọn R
1
=0,2 m
2
.K/W
áp dụng công thức (2.5)
K
i

=1/(R
1
+ R
i
) =1/ ( 0,013 + 0,2 ) =4,695 W/m
2
.K
3. Hệ số truyền nhiệt của trần K=1,72 W/m
2
.K [3]t220
4. Hệ số truyền nhiệt của sàn nhà bằng bêtông 100mm, bên trên có lớp vữa 25mm bề
mặt trên có lát gạch vinyl 3mm: K=3,07 W/m
2
K, bảng 7.13b-1 [2]t259
2.2. Các công thức tính toán
2.2.1. Công thức tính nhiệt thừa
Nhiệt thừa trong không gian điều hoà có các thành phần sau
-Thành phần nhiệt do các nguồn nhiệt có trong không gian cần điều hoà toả ra là Q
toả
-Thành phần nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm:
+lợng nhiệt truyền qua kết cấu bao che do độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ trong
nhà và nhiệt độ ngoài trời ký hiệu là Q
t
.
+ lợng nhiệt truyền qua kết cấu bao che do bức xạ mặt ký hiệu Q
bx
.
Q
thừa
=Q

toả
+ Q
t
+Q
bx
(2.5)
2.2.1.1. Tính lợng nhiệt truyền qua kết cấu bao che do độ chênh nhiệt độ Q

t
Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ, ta có
thể xác định đợc lợng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của nhà (tờng, cửa ,mái )
từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằng công thức sau:
Q=10
-3
.k.F.t kW (2.6)
Trong đó:
k: là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m
2
K
F: là diện tích của kết cấu bao che, m
2
t: là hiệu số nhiệt độ tính toán, C
1. Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán
t = (t
N
- t
T
)
t
T

: nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà. Ta chọn t
T
=25C
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
17
17
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
t
N
: nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài. Ta chọn t
N
=34,5C
: hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí ngoài trời. Sở dĩ
nh vậy là vì kết cấu bao che nh tờng, sàn, mái không phải bao giờ cũng tiếp xúc trực tiếp
với không khí bên ngoài.
a. Đối với trần dới hầm mái
-khi mái nhà bằng tôn, ngói, fibrô xi măng với kết cấu mái không kín thì
=0,9 và khi kín thì =0,8
-khi mái nhà lợp bằng giấy dầu thì: =0,75
b. Đối với tờng ngăn cách giữa phòng đợc tính toán điều hoà nhiệt độ với phòng
khác (gọi là phòng đệm) không đợc điều hoà nhiệt độ:
-nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài: =0,7

-nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài: =0,4
c. Đối với sàn trên tầng hầm
-nếu tầng hầm có cửa sổ: =0,6
-nếu tầng hầm không có cửa sổ: =0,4
d. Đối với tờng hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài: =1
Vậy khi đã biết đợc vị trí không gian điều hoà thì ta tính đợc độ chênh nhiệt độ đó:
-Khi không gian điều hoà tiếp xúc với phòng đệm thì:
t =0,7.(34,5-25)=6,65C
-Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì:
t =1.(34,5-25)=9,5C
-Khi trần không gian điều hoà dới mái không kín :
t =0,9(34,5-25)=8,55C
-Khi sàn trên tầng hầm có cửa sổ:
t =0,6(34,5-25)=5,7C
2. Tóm tắt công thức tính Q
t

-Đối với tờng bao:
+nếu tờng bao dày 220mm:
.khi tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:
Q
t
=10
-3
2,278.9,5.F
=0,021.F kW (2.7)
.khi tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời:
Q
t
=10

-3
.2,045.6,65.F
=0,013F kW (2.8)
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
18
18
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
+nếu tờng bao dày 120mm:
.khi tiếp xúc gián tiếp:
Q
t
=10
-3
.2,732.6,65F
=0.018F kW (2.9)
-Đối với kính:
.khi tiếp xúc trực tiếp:
Q
t
=10
-3
.6,1345.9,5.F

=0,058F kW (2.10)
.khi tiếp xúc gián tiếp:
Q
t
=10
-3
4,695.6,65.F=0,031F kW (2.11)
-Đối với trần tầng thợng:
Q
t
=10
-3
1,72.8,55.F=0,001F kW (2.12)
-Đối với nền tầng 1:
+dải 1: Q
t
=10
-3
0,5.6,65.F
1
=0,003F
1
kW (2.13)
+dải 2 : Q
t
=10
-3
0,2.6,65.(F
1
-48)=0,001(F

1
-48) kW (2.14)
+dải 3: Q
t
=10
-3
0,1.6,65.F
3
=0,0006F
3
kW (2.15)
+dải 4: Q
t
=10
-3
0,07.6,65.F
4
=0,0004.F
4
kW (2.16)
-Đối với sàn:
Q
t
= 10
-3
3,07.5,7.F=0,017F kW (2.17)
2.2.1.2. Tính toán lợng nhiệt truyền vào nhà do bức xạ mặt trời Q
bx
Đối với các vùng nhiệt đới nh nớc ta, quanh năm có mặt trời, nhất là về mùa hè
ánh sáng càng gây gắt, do đó nhiệt lợng do bức xạ mặt trời truyền qua kết cấu bao che vào

nhà rất lớn. Lợng nhiệt này phụ thuộc vào cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng kết cấu
bao che và khả năng cản nhiệt bức xạ của bản thân kết cấu bao che. Trong các điều kiện
nh nhau nhng kết cấu bao che mỏng, khả năng cản nhiệt kém thì nhiệt lợng bức xạ truyền
vào nhà càng lớn và do đó nhiệt độ trong nhà càng cao.
Khi nắng chiếu trên bề mặt một kết cấu bao che nào đó với cờng độ bức xạ nhất
định thì ứng với cờng độ ấy lợng nhiệt truyền vào nhà nhiều hay ít là tuỳ thuộc vào tính
chất của kết cấu bao che. Nếu kết cấu bao che là cửa kính thì vì cửa kính trong suốt nên
hết năng lợng của tia nắng xuyên qua đợc và đi trực tiếp vào phòng, trong phòng tia nắng
bị phản xạ nhiều lần qua lại trên các bề mặt bên trong phòng và cuối cùng chúng bị hấp
thụ hoàn toàn. Kết quả là năng lợng của tia nắng biến thành nhiệt và làm nhiệt trong
phòng tăng lên cao. Trờng hợp kết cấu bao che không trong suốt nh tờng, mái thì tia
nắng một phần bị phản chiếu lại, một phần bị bề mặt kết cấu hấp thụ. Phần năng lợng bị
hấp thụ lại có một bộ phận có tác dụng nung nóng kết cấu bao che, làm cho nhiệt độ bề
mặt của nó tăng cao gây nên hiện tợng trao đổi nhiệt đối lu với môi trờng xung quanh. Bộ
phận còn lại mới xuyên đợc vào phòng.
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
19
19
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Nh vậy để tính toán bức xạ nhiệt, trớc tiên ta cần phải biết cờng độ bức xạ mặt trời
và khả năng cản nhiệt bức xạ của kết cấu bao che.
1. Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính

Lợng nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính vào nhà có thể xác định theo công thức sau :
Q
k
bx
= 10
-3

1
.
2
.
3
.
4.
q
bx
.F
k
kW (2.18)
Trong đó :
F
k
: diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán , m
2

1
,
2
,
3

,
4
: lần lợt là các hệ số kể đến độ trong suốt của kính, độ bẩn của kính ,
mức độ che khuất bởi cánh cửa và bởi hệ thống che nắng.
a. hệ số trong suốt của kính
1
-cửa kính 1 lớp: 0,9
-cửa kính 2 lớp: 0,81
do công trình lắp kính một lớp nên ta chọn
1
=0,9
b. hệ số mức độ bẩn của kính
2
-mặt kính đứng 1 lớp: 0,8
-mặt kính đứng 2 lớp: 0,7
-mặt kính nghiêng 1 lớp: 0,65
ta chọn mặt kính đúng một lớp nên
2
=0,8
c. hệ số che khuất bởi khung cửa
3
-cửa sổ 2 lớp kính trong khung gỗ: 0,3ữ0,5
-cửa sổ 1 lớp kính trong khung gỗ: 0,61ữ0,64
-cửa sổ và cửa mái 1 lớp kính thẳng đứng trong khung thép: 0,75ữ0,79
-cửa sổ và cửa mái kính trong khung thép nghiêng: 0,81ữ0,83
ta chọn khung thép nên
3
=0,75
d. hệ số che khuất bởi các hệ thống che nắng
4

-ô văng che nắng: 0,95
-lá sách: 0,7
-kính sơn trắng đục: 0,65ữ0,8
- rèm cửa bên ngoài: 0,7
-rèm cửa bên trong: 0,4
-kính nhám: 0,3
ta chọn loại rèm cửa bên trong nên
4
=0.4
q
bx
: cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt phẳng chịu bức xạ tại thời điểm tính
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
20
20
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
toán, W/m
2
Vì mặt trời mọc ở phía đông, năng luợng mặt trời qua kính sẽ rất cao trong khoảng
8h sáng và giảm dần vào buổi tra và buổi chiều, còn ở phía nam bức mặt trời lớn nhất vào
lúc tra; ở phía tây nhiệt bức xạ mặt trời sẽ ngợc lại với phía đông nó đạt đợc cực đại vào
lúc 4h chiều. Các hớng phía bắc sẽ nhận đợc ít năng lợng mặt trời hơn, ngoài ra đây là

năng lợng tán xạ chứ không phải là trực xạ. Nếu phòng hớng về hớng đông hoặc đông
nam thì nhiệt bức xạ sẽ giảm 25; còn nếu hớng về hớng bắc hoặc nằm trong bóng râm thì
bức xạ nhiệt có thể giảm 1/10 lần giá trị bức xạ nhiệt cực đại so với huớng đông hoặc h-
ớng tây và 1/7 lần so với cửa huớng nam. Tấm bạt che bên ngoài có thể làm giảm 75%
năng lợng mặt trời, trong khi đó mái che hoặc cửa chớp bên trong chỉ làm giảm đợc 35%
năng lợng qua chúng.
Tại Quảng Nam - Đà Nẵng có số giờ nắng khoảng 2000giờ/năm độ cao mặt trời cực
đại vào tháng 5 và 8 khoảng 872 lợng bức xạ trung bình hàng năm 135ữ150
kcal/cm
2
năm, độ cao của thành phố so với mực nớc biển là 7m.
Cờng độ bức xạ tại thành phố Đà Nẵng tính theo ngày 15 hàng tháng theo thống kê
của khí tợng thuỷ văn nh sau:
Bảng 6: Cờng độ bức xạ mặt trời tại thành phố Đà Nẵng W/m
2
Tháng Giờ
12 13 14 15 16 17
1 898 854 759 591 355 84
2 953 916 810 638 405 128
3 989 952 845 673 442 175
4 986 950 846 678 457 201
5 951 917 817 650 450 207
6 924 890 795 641 442 208
7 936 903 805 649 446 207
8 974 939 836 671 456 204
9 994 957 850 679 452 184
10 969 933 826 662 420 143
11 911 873 769 599 364 92
12 879 844 742 574 338 83
Theo hớng nam giá trị cờng độ bức xạ lớn nhất vào lúc 12h rơi vào tháng 9 có giá trị là:

994W/m
2
Theo hớng đông và tây thì vào lúc 8h và 16h rơi tháng 4: 457W/m
2
Theo theo hớng đông nam và tây nam thì vào lúc 9h và 15h vào tháng 9: 679W/m
2
Theo hớng đông bắc và tây bắc thì lúc 8h và 16h vào tháng: 457W/m
2
Theo hớng bắc thì lúc 9h và 15h vào tháng 9: 679W/m
2
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
21
21
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Theo mặt nằm ngang lúc 12h vào tháng 9: 994W/m
2
Nếu kính ở hớng nam thì :
Q
kn
x
= 10
-3

1
.
2
.
3
.
4.
q
bx
n
.F
k
n
kW
=10
-3
0,9.0,8.0,75.0,4.994.F
k
n
=0,214F
k
n
kW (2.19)
Nếu kính ở hớng bắc thì:
Q
kb
bx
= 10
-3

1
.
2
.
3
.
4.
q
bx
b
.F
k
b
k W
=10
-3
0,9.0,8.0,75.0,4.679.F
k
b
=0,146.F
k
b

kW (2.20)
Nếu kính ở hớng đông và tây thì:
Q
k
bx
= 10

-3

1
.
2
.
3
.
4.
q
bx
.F
k
kW
=10
-3
0,9.0,8.0,75.0,4.457.F
k
=0,098.F
k
kW (2.21)
2. Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che
Nhiệt bức xạ của mặt trời truyền qua kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ có thể là
mái hoặc tờng vào trong phòng có thể tính theo công thức sau:
Q
bc
bx
=10
-3
0,047.k.F..q

bx
kcal/h (2.22)
Trong đó:
k: hệ số truyền nhiệt của bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ, kcal/m
2
hK
F: diện tích bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ, m
2
: hệ số hấp thụ của bộ phận kết cấu bao che nhận nhiệt bức xạ phụ thuộc vào tính
chất vật liệu, màu sắc và trạng thái bề mặt của chúng đợc xác định theo bảng 4-25 [3]t291
-Đối với mặt mái bằng tôn màu sáng =0,8
-Đối với mặt tờng bằng gạch tráng men màu trắng =0,26
q
bx
: cờng độ bức xạ mặt trời tại địa điểm xây dựng công trình, kcal/m
2
h
+khi bức xạ truyền qua mái thì :
Q
m
bx
=10
-3
0,047.k.F..q
bx
=10
-3
0,047.1,481.0,8.856,076.F
=10
-3

47,671.F kcal/h
=10
-3
1,161.47,671.F=0,005F kW (2.23)
ở đây :
k=1,72 W/m
2
K =1,72.3600.10
-3
/4,18 =1,481 kcal/m
2
hK hệ số
truyền nhiệt của trần {2.1.3.2:3}t17
q
bx
=994W/m
2
=994.3600.10
-3
/4,18=856,076 kcal/m
2
h {bảng 6}t21
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
22
22
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp

nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
+khi bức xạ truyền qua tờng thì:
. nếu tờng hớng nam thì:
Q
tn
bx
=10
-3
1,161.0,047.k.F
tn
..q
bx

=10
-3
1,161.0,047.1,042.0,26.856,076.F
tn
= 0,012F
tn
kW (2.24)
ở đây :
k=1,21W/m
2
K =1,21.3600.10
-3
/4,18=1,042kcal/m
2

hK hệ số truyền
nhiệt của tờng xây dày 220mm tiếp xúc trực tiếp với không khí
ngoài trời {2.1.3.2:1}t16
. nếu tờng hớng bắc thì:
Q
tb
bx
=10
-3
1,161.0,047.1,042.0,26.584,784.F
tb
=0,008.F
tb
kW (2.25)
q
bx
=679W/m
2
=679.3600.10
-3
/4,18=584,784kcal/m
2
h {bảng 6}t21
. nếu tờng hớng đông hoặc tây thì:
Q
tđ
bx
=10
-3
1,161.0,047.0,26.1,042.393,588.F

tđ
=0,005.F
tđ
kW (2.26)
q
bx
=457.3600.0,001/4,18=393,588 kcal/m
2
{bảng 6}t21
2.2.1.3. Tính lợng nhiệt toả Q
toả
a. Nhiệt toả do thắp sáng Q
1
Lợng nhiệt toả ra do thắp sáng trong nhiều trờng hợp chiếm một phần đáng kể
khi thắp sáng các loại đèn điện thông thờng đèn dây tóc cũng nh đèn huỳnh quang thì hầu
hết năng lợng điện sẽ biến thành nhiệt, do đó lợng nhiệt toả ra đợc xác định theo công
thức :
Q
1
=10
-3
N kW (2.27)
Trong đó :
N: công suất của tất cả các thiết bị chiếu sáng kW, khi tính sơ bộ có thể dự tính
năng suất chiếu sáng đơn vị khoảng 10 ữ12 W/m
2
. Ta chọn 12 W/m
2
Q
1

=10
-3
.12.S kW
=0,012.S (2.28)
S : diện tích sàn ,m
2
b. Nhiệt do ngời toả ra Q
2
Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể ngời ta tỏa nhiệt, lợng nhiệt do ngời
toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trờng không khí xung quanh, lứa
tuổi Nhiệt do ngời toả ra gồm 2 phần: một phần toả trực tiếp vào không khí, gọi là nhiệt
hiện, một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da, lợng nhiệt này toả vào môi trờng không
khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độ của không khí gọi là lợng
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
23
23
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
nhiệt ẩn, tổng 2 lợng nhiệt này gọi là lợng nhiệt toàn phần do ngời toả ra đợc xác định
theo bảng 4-28[3]t296.
ở nhiệt độ môi trờng xung quanh là 25C
. Đối với các hoạt động văn phòng nh văn phòng làm việc, khách sạn, lớp học
thì q=120kcal/hngời =120.1,161=139,32 W/ngời

khi đó lợng nhiệt toả ra do ngời là :
Q
2
=10
-3
n.q kW (2.29)
=0,139.n kW (2.30)
Trong đó :
n: là số nguời trong phòng
q: là nhiệt lợng toàn phần do mỗi ngời toả ra
c. Nhiệt do thiết bị, máy móc trong phòng toả ra Q
3
Nhiệt này đợc tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại,
các thiết bị máy móc ở đây chủ yếu là máy vi tính, ti vi, tủ lạnh, máy học ngoại ngữ .
Q
3
=10
-3
P kW (2.31)
P : là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W
Máy vi tính : 200 W=0,2 kW
Tủ lạnh : 120 W=0,12 kW
Ti vi : 85 W=0,85 kW
Máy pho to copy : 1000 W=1 kW
2.2.2. Tính nhiệt bổ sung
Lợng nhiệt này chính là lợng nhiệt tổn thất gây nên do hiện tợng lọt không khí vào
nhà xảy ra chủ yếu bởi tác động của gió và một phần do sự chênh lệch khối lợng riêng
của không khí. Lợng nhiệt này có thể tính theo công thức sau :
Q
bs

=10
-3
1,161.0,24L
rò

N
(t
N
-t
T
) kW
Trong đó:
L
rò
:lợng gió rò tổng cộng, m
3
/h
L
rò
=(1,5ữ2)V
phòng
Ta chọn L
rò
=2V
phòng

N
: khối lợng riêng của không khí bên ngoài, kg/m
3

N
=1,14kg/m
3
ở 34,5C
0,24: tỉ nhiệt của không khí
t
N
=34,5C nhiệt độ không khí bên ngoài
t
T
=25C nhiệt độ không khí bên trong
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
24
24
đồ án tốt nghiệp
đồ án tốt nghiệp
nguyễn bá c
nguyễn bá c
ờng
ờng
Vậy Q
bs
=10
-3
1,161.0,24.2V
phòng
(34,5-25)

=0,005V
phòng
kW (2.32)
2.2.3. Tính lợng ẩm thừa
Đối với các công trình có điều hoà không khí, kết bao che đủ kín để có thể bỏ qua
lợng ẩm truyền qua các bộ phận kết cấu bao che, lợng ẩm thừa W
T
đợc tính bằng lợng ẩm
toả từ các nguồn toả ẩm:
ở viện anh ngữ ta chỉ tính lợng ẩm toả ra do ngời vì ở đây không tồn tại các sản
phẩm, các dụng cụ thiết bị toả hơi nớc
lợng ẩm do ngời toả ra đợc xác định theo công thức:
W=n.g.10
-3
kg/h (2.33)
Trong đó
n: số nguơì thờng xuyên ở trong phòng
g: lợng ẩm một ngời toả ra, g/h.ngời, phụ thuộc vào trạng thái, c-
ờng độ lao động và nhiệt độ môi trờng xung quanh, đợc xác định theo bảng 4-29 [3]t299.
ở nhiệt độ môi trờng 25C trong văn phòng làm việc, trờng học thì ta chọn là:
105g/h.ngời
Vậy W
1
=10
-3
.105.n kg/h
=0,105.n kg/h (2.34)
2.3 Bảng kết quả nhiệt thừa và ẩm thừa
Chiều cao của mỗi phòng là 3m trong đó có tờng ngoài có gơng cao 1,9m và tờng cao
1,1m

Hình 6: Kích thớc sơ bộ của phòng
Để dễ thuận tiện tính diện tích cho từng phòng ta ghi tờng hoặc kính theo hớng của
phòng đó ví dụ nh: tờng B là tờng hớng Bắc, tờng N là tờng hớng Nam
1. Đối với tầng 1
p.bảo vệ: kính B:1,9 xì4=7,6m
2
tuờng B: 1,1xì4=4,4m
2
tờng Đ: 1,9ì3=5,4m
2
p.kỹ thuật A: tờng Đ: 1,9ì3=5,4m
2

p.kỹ thuật C,B: tờng Đ: 1,9ì3=5,4m
2
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Thiết kế hệ thống điều hoà không khí
Trang
Trang
25
25
3m
1,9m
1,1m