Bài tiểu luận Điều hòa không khí

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước, ngành
điều hòa không khí cũng đã có những bước phát triển vượt bậc và ngày càng trở
nên quen thuộc trong đời sống và sản xuất, Việt Nam là đất nước có khí hậu
nhiệt đới nóng và ẩm. Vì vậy điều hoà không khí và thông gió có ý nghĩa vô
cùng to lớn đối với đời sống con người. Cùng với sự phát triển như vũ bảo của
khoa học kỹ thuật nói chung, kỹ thuật điều tiết không khí cũng có những bước
tiến đáng kể trong một vài thập kỷ qua. Đặc biệt ở việt Nam từ khi có chính sách
mở cửa, các thết bị điều hoà không khí đã được nhập từ nhiều nước khác nhau
với nhu cầu ngày càng tăng và cũng ngày càng hiện đại hơn.
Ngày nay điều hào tiện nghi không thể thiếu trong các toà nhà, khách sạn,
văn phòng, nhà hàng, các dịch vụ du lịch, văn hoá, y tế, thể thao mà còn cả trong
các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô tô, tàu hoả, tàu thuỷ. Trong các
toà nhà, năng lượng sử dụng cho hệ thống thiết bị là rất đáng kể, bao gồm hệ
thống điều hòa không khí, hệ thống chiếu sáng, hệ thống thang máy, hệ thống
thiết bị văn phòng và các thiết bị phụ trợ khác như bơm nước, thông gió... Cơ
cấu năng lượng sử dụng trong một toà nhà bao gồm: năng lượng tiêu tốn cho hệ
thống điều hoà không khí chiếm 40 - 60%, hệ thống chiếu sáng chiếm khoảng
15 - 20%, các thiết bị văn phòng chiếm 10 - 15%, phần còn lại dành cho các
thiết bị phụ trợ khác... Vì vậy, việc tiết kiệm năng lượng cho điều hòa không khí
là rất quan trọng hiện nay.
Ở Việt Nam, những kết quả nghiên cứu được công bố gần đây cho thấy các tòa
nhà (công sở, văn phòng, khách sạn, chung cư...) là thành phần chủ yếu trong
tiêu thụ năng lượng thương mại và dịch vụ. Mức tiêu thụ năng lượng trong lĩnh
vực thương mại và dịch vụ chiếm 10% và dự báo trong vòng 10 năm tới nhu cầu
tiêu thụ năng lượng trong lĩnh vực này tăng gấp 3.6 lần, do các tòa nhà thương
mại được xây dựng ngày càng tăng tại Việt Nam. Riêng TP.HCM mỗi năm phải
trích từ 14 - 15% GDP dành cho nhu cầu năng lượng, chi gần 13 nghìn tỷ đồng
để chi trả cho mức tiêu hao năng lượng. Năm 2003 Chính phủ đã ban hành Nghị
1

định số 102/2003/NĐ-CP ngày 3/9/2003 về sử dụng năng lượng tiết kiệm và
hiệu quả, đáp ứng nhu cầu sử dụng năng lượng ngày một cao hơn của nền kinh
tế quốc dân, đồng thời bảo vệ tốt môi trường, khai thác hợp lý các nguồn tài
nguyên năng lượng, thực hiện phát triển kinh tế - xã hội bền vững.
Theo Hội đồng doanh nghiệp thế giới về phát triển bền vững (WBCSD)
thì trong lĩnh vực xây dựng trên toàn cầu cần cắt giảm khoảng 60% mức tiêu thụ
năng lượng trong các toà nhà cho đến năm 2050 để đạt được mục tiêu chống
biến đổi khí hậu. Để đạt được mục tiêu trên cần thực hiện bằng các giải pháp
thông qua việc thực hiện các chính sách pháp lý kết hợp với cải tiến đổi mới
công nghệ, áp dụng thiết bị tiết kiệm năng lượng, thay đổi các thói quen trong sử
dụng, thiết kế và vận hành tòa nhà.
Theo các chuyên gia, tiềm năng TKNL tại các tòa nhà ở Việt Nam là
tương đối lớn, khoảng 10 - 40 % năng lượng sử dụng trong công trình. Một
trong những biện pháp hiệu quả TKNL trong các tòa nhà là trang bị các thiết bị
hiện đại, hệ thống điều khiển tự động, vận hành tiên tiến. Các tòa nhà được thiết
kế xây dựng mới hoặc cải tạo với quy mô lớn thì việc thực hiện TKNL sẽ đem
lại hiệu quả tốt hơn từ việc áp dụng các công nghệ TKNL và hiệu suất cao như:
hệ thống điều hòa không khí, hệ thống bơm có sử dụng biến tần, chiếu sáng hiệu
suất cao, hệ thống cấp nước nóng mặt trời, hệ thống điều khiển giám sát tự động
BMS...
Xuất phát từ thực tế về tiềm năng tiết kiệm đó nhóm em được tìm hiểu về
hệ thống điều hòa trong các tòa nhà và tiềm năng tiết kiệm của hệ thống điều
hòa.Trong quá trình tìm hiểu, với sự hướng dẫn của thầy và nỗ lực của các thành
viên, nhóm đã hoàn thành báo cáo của đề tài. Tuy nhiên, do lượng kiến thức và
kinh nghiệm thực còn hạn chế nên bài đồ án của nhóm em không tránh khỏi
những sai sót và hạn chế. Nhóm em rất mong nhận được sự góp ý và giúp đỡ
của các thầy, để em hoàn thiện thêm kiến thức của mình.
Nhóm em xin chân thành cảm ơn!
2

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
1.1 Khái niệm
Điều hòa không khí (điều hòa nhiệt độ) là một loại thiết bị nhằm duy trì
không khí trong phòng ổn định về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch không khí, và thay
đổi thành phần không khí và áp suất không khí nhằm tạo môi trường tốt nhất
đáp ứng nhu cầu của người dùng.
1.2 Lịch sử hình thành và phát triển
Máy điều hoà hiện nay đã trở nên phổ biến trên toàn thế giới. Đặc biệt ở
Việt Nam, do là một nước nhiệt đới nên nhu cầu sử dụng máy điều hoà không
khí rất cao. Để có được công nghệ như ngày nay, máy điều hoà trải qua nhiều
gia đoạn hình thành và phát triển:
+ Vào năm 1758, Benjamin Franklin (1785–1788), thống đốc bang
Pennysylvania và nhà phát minh John Hadley (1731–1764), giáo sư hóa học tại
Đại học Cambridge đã tiến hành nghiên cứu thử nghiệm và phát hiện ra mối liên
hệ giữa sự bay hơi của chất lỏng và quá trình làm lạnh không khí.
+ Năm 1820, nhà hoá học người Anh Michael Faraday (1791–1867) đã thực
hiện thành công thí nghiệm nén và hóa lỏng khí amoniac. Ông nghiên cứu được
rằng khi bay hơi, khí amoniac có khả năng làm lạnh không khí xung quanh. Đó
là cơ sở đầu tiên để năm 1842 bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803–1855)
tạo nên cỗ máy tạo băng làm mát cho cả một toà nhà lớn.
+ Hơn 20 năm sau đó, vào năm 1842, bác sĩ người Scotland John Gorrie (1803–
1855) đã dùng kỹ thuật nén khí nhằm tạo ra băng để làm mát các bệnh nhân
trong bệnh viện tại Apalachicola, Florida. Từ thành công đó, ông hy vọng sẽ tạo
nên một cỗ máy tạo băng để làm mát cả một tòa nhà. Thậm chí, bác sĩ John đã

3

hình dung ra một cỗ máy có thể làm mát không khí cho cả một thành phố.
Ngành điều hòa thật sự bắt đầu từ đây.

Tuy nhiên sau đó mô hình tạo băng của bác sĩ John Gorrie không được ủng hộ
+ Năm 1851, kỹ sư James Harrison chế tạo thành công cỗ máy làm nước đá đầu
tiên. Năm 1854 cỗ máy này chính thức được thương mại hoá. Năm 1855, ông
được trao bằng sáng cho việc phát minh ra chế hệ thống tủ lạnh nén khí ete.

Cỗ máy tạo băng của Harrison
4


+ Năm 1860 ở Pháp, F. Carier đã đưa những ý tưởng về điều hòa không khí cho
các phòng ở và đặc biệt cho các nhà hát.
+ Năm 1894 công ty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hòa không khí bằng
máy lạnh ammoniac dùng làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè. Dàn lạnh đặt
trên trần nhà, không khí đối lưu tự nhiên. Không khí lạnh từ trên đi xuống phía
dưới do mật độ lớn hơn. Máy lạnh được đặt dưới tầng hầm.
+ Ngày 17 tháng 7 năm 1902, Willis Carrier sáng tạo ra chiếc máy điều hoà
không khí đầu tiên chạy bằng điện.
Hệ thống điều hoà không khí của Willis Carrier được dùng trong một nhà
máy in. Hệ thống này giúp kiểm soát nhiệt độ và còn giữ độ ẩm trong nhà máy.
Nguyên lý giữ ẩm cho không khí của Carrier áp dụng khá đơn giản, thay vì đẩy
không khí qua ống nung nóng, dòng không khí di chuyển qua ống được làm lạnh
bằng amoniac hoá lỏng. Chính ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa
không khí kết hợp với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm và lọc không khí, tự động duy
trì trạng thái không khí không phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ. Sự
kiện này đã đưa nghành điều hòa không khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế
giới nói chung đi đến một bước phát triển rực rỡ.

Hệ thống điều hoà không khí đầu tiên của Willis Carrier
5


Ngay sau thành công của mô hình máy điều hòa đầu tiên, cũng trong năm 1902,
Trung tâm giao dịch chứng khoán New York đã lắp đặt hệ thống làm lạnh trung
tâm song song với một hệ thống sưởi ấm được thiết kế bởi kỹ sư Alfred Wolff.
+ Năm 1906, kỹ sư Stuart Cramer nghĩ ra ý tưởng chế tạo thiết bị thông gió lắp
vào nồi chứa nước cất của hệ thống dệt để tạo ra độ ẩm giúp quá trình dệt diễn
ra dễ dàng hơn. Cramer đã gọi quá trình này là "điều hòa không khí" (air
conditioning).
+ Năm 1911, Carrier giới thiệu “công thức làm lạnh với tỷ lệ độ ẩm hợp lý” cho
hội kỹ sư cơ khí của Hoa Kỳ. Phương pháp làm lạnh này được áp dụng cho tới
ngày nay trong một số lĩnh vực của ngành công nghiệp làm lạnh.
+ Năm 1914, hộ gia đình Charles Gates tại Minneapolis đã lắp đặt hệ thống điều
hoà của Carrier chế tạo và là người đầu tiên sở hữu máy điều hòa tại nhà riêng.

Carrier và hệ thống điều hoà trên nóc một toà nhà

+ Từ năm 1924 đến năm 1930, chứng kiện sự phổ biến của máy điều hòa đến
với nhiều cơ sở làm việc của chính phủ Mỹ như Thượng viện, Hạ viện, nhà

6


Trắng, trung tâm thương mại và nhiều tòa nhà quan trọng khác trên khắp nước
Mỹ.
+ Năm 1928, kỹ sư người Mỹ Thomas Midgley, Jr. (1889–1944) lần đầu tiên
sản xuất thành công khí Freon, chất khí trơ, khó cháy, không độc hại cho con

người. Khí Freon (Chlorofluorocarbon hay CFC) nhanh chóng được sử dụng
làm chất sinh hàn trong công nghệ làm lạnh được sử dụng rộng rãi cho các thế
hệ máy lạnh đến năm 1994.
+ Năm 1931, H.H. Schultz và J.Q. Sherman chế tạo thành công máy điều hoà có
kích thước nhỏ gọn đặt trên bệ cửa sổ và làm mát một căn phòng. Thế hệ máy
điều hòa này được chính thức thương mại hóa 1 năm sau đó.
+ Từ năm 1939–1945, điều hòa không khí và công nghệ làm lạnh phục vụ cho
chiến tranh thế giới thứ II. Tại nhiều nơi, máy điều hòa không khí bị tháo gỡ từ
các cửa hàng để sử dụng cho nhà máy sản xuất của quân đội. Tại các vùng khí
hậu nóng, điều hòa không khí còn được sử dụng để bảo quản máy bay chiến đấu.
Để đóng góp cho chiến tranh, Carrier còn đề xuất dùng máy điều hòa không khí
để mô phỏng điều kiện môi trường trên không trung ngay tại mặt đất để thử
nghiệm máy bay, đây là điều mà không có người đương thời nào nghĩ đến.
+ Sau chiến tranh thế giới thứ II, năm 1946, 30.000 máy điều hoà gia dụng được
sản xuất và cung cấp cho người dân trên khắp nước Mỹ. Nhu cầu máy điều hòa
tại thời điểm bấy giờ đã vượt quá nguồn cung cấp. Cho tới năm 1953, hơn 1
triệu máy điều hòa đã được sản xuất và bán ra trên khắp nước Mỹ nhưng theo
các số liệu không chính thống, con số thực tế còn vượt xa con số thống kê trên.

7


Máy lạnh được lắp đặt bên ngoài giảng đường Đại học California
+ Năm 1957 đánh dấu bước chuyển mình ngoạn mục của công nghệ sản xuất
máy điều hòa với việc chế tạo thành công máy nén khí ly tâm đầu tiên trên thế
giới bởi kỹ sư người Đức Heinrich Krigar. Kỹ thuật này cho phép chế tạo các
thế hệ máy điều hòa mới với kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, vận hành êm và
đạt hiệu suất cao hơn so với kỹ thuật dùng piston để nén khí sử dụng trước đó.
+ Năm 1969, chính công nghệ điện lạnh đã tạo điều kiện góp phần thực hiện
chuyến đi lên Mặt Trăng thành công. 2 phi hành gia Neil Armstrong và Buzz

Aldrin đã hạ thực hiện chuyến đi bộ trên Mặt Trăng với bộ quần áo phi hành gia
có trang bị hệ thống làm mát nhằm chống lại các điều kiện ngoài không gian.
+ Năm 1987, Liên Hiệp Quốc ban hành nghị định thư Montreal nhằm bảo vệ
tầng ozone của Trái Đất. Nghị định thư quy định các quốc gia hạn chế sử dụng
các phương pháp có chất thải gây ô nhiễm môi trường và làm thủng tầng ozone,
trong số đó bao gồm kỹ thuật làm lạnh bằng CFC, hợp chất được sử dụng chủ
yếu trong các máy điều hòa và tủ lạnh.

8


1.3 Vai trò & lợi ích
1.3.1 Vai trò
a.

Trong sinh hoạt, dân dụng

Môi trường khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn tới trạng thái của con người
và nó được thể hiện qua các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ lưu
chuyển không khí, nồng độ các chất độc hại và độ ồn. Nhiệt độ là yếu tố gây ra
cảm giác nóng, lạnh rõ rệt nhất đối với con người, do đây là yếu tố quyết định sự
truyền nhiệt giữa bề mặt da và môi trường không khí xung quanh. Nhiệt độ của
con người luôn là 37oC mà nhiệt độ môi trường lại thường xuyên thay đổi vì vậy
có sự chênh lệch nhiệt độ giữa người với môi trường xung quanh dẫn đến quá
trình truyền nhiệt bằng đối lưu và bức xạ giữa cơ thể và môi trường. Khi nhiệt
độ môi trường nhỏ hơn nhiệt độ cơ thể người thì con người sẽ có cảm giác lạnh.
Khi nhiệt độ môi trường cao hơn nhiệt độ cơ thể người thì con người sẽ có cảm
giác nóng. Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào
không khí. Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ
hôi và mồ hôi bay vào không khí được nhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác dễ chịu

hơn. Nếu độ ẩm quá lớn, mồ hôi thoát ra ngoài da bay hơi kém, sẽ dính lại trên
da và gây cho con người có cảm giác khó chịu. Tốc độ lưu chuyển không khí
ảnh hưởng tới cường độ toả nhiệt và toả chất của cơ thể. Khi tốc độ lưu chuyển
không khí quá lớn sẽ làm cho tốc độ cường độ toả nhiệt và toả chất của cơ thể
lớn có thể gây nên tình trạng mất nhiệt nhanh dẫn đến con người có cảm giác
mệt mỏi và đau đầu. Như vậy ta có thể thấy các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng rất
lớn tới sức khỏe của con người. Điều hoà không khí giúp tạo ra môi trường
không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn
định phù hợp với cảm giác nhiệt của cơ thể con người, ứng với các trạng thái lao
động khác nhau, làm cơ thể con người cảm thấy dễ chịu thoải mái, không nóng
bức về mùa hè, rét buốt về mùa đông, bảo vệ được sức khỏe và phát huy được
năng suất lao động cao nhất.

9


b.

Trong công nghiệp, sản xuất

Thành phần không khí và các thông số vật lý của nó có ảnh hưởng rất lớn tới các
quy trình công nghệ trong các ngành công nghiệp, sản xuất. Mỗi quy trình công
nghệ lại đòi hỏi những yêu cầu khác nhau về các thông số vật lý của môi trường,
vì vậy việc tạo ra một môi trường thích hợp là nhiệm vụ của lĩnh vực điều hoà
không khí. Qua đó ta thấy điều hoà không khí có vai trò và ý nghĩa hết sức quan
trọng trong công nghiệp và sản xuất. Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo
dụng cụ đo lường, dụng cụ quang học thì nhiệt độ và độ ẩm của không khí là
những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, độ chính xác và độ bền của
sản phẩm. Trong công nghiệp sợi dệt điều hoà không khí cũng có ý nghĩa hết
sức quan trọng, khi độ ẩm cao thì độ dính kết, ma sát giữa các sợi bông sẽ lớn và

quá trình kéo sợi sẽ khó khăn. Ngược lại nếu độ ẩm thấp sẽ làm cho sợi dễ bị
đứt, do đó hiệu quả kéo sợi giảm. Trong công nghiệp in ấn, phim ảnh thì việc sử
dụng điều hoà không khí cũng sẽ mang lại những hiệu quả cao cho sản phẩm.
Bụi nhiều sẽ dễ bám vào bề mặt của giấy, phim ảnh làm giảm chất lượng sản
phẩm. Nhiệt độ cao và độ ẩm thấp sẽ làm cho giấy và phim ảnh bị cong vênh ,
còn nếu độ ẩm quá cao thì sẽ làm cho sản phẩm bị ẩm, dính bết vào nhau.
c.

Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuật

Để bảo quản những sản phẩm văn hoá nghệ thuật như tranh ảnh, tượng, sách cổ,
…hiện vật trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện,…để giữ gìn cho
nhiều thế hệ sau này, thì việc duy trì được một môi trường không khí có các
thông số vật lý hợp lý để đảm bảo chất lượng của sản phẩm thì điều hoà không
khí giữ một vai trò hết sức quan trọng. Tóm lại, điều hoà không khí giữ vai trò
rất quan trọng trong đời sống, đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con
người cũng như chất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản xuất, đồng thời
nó cũng có những ý nghĩa vô cùng to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa
và lịch sử.

10


1.3.2 Lợi ích
- Lợi ích từ việc sử dụng điều hòa không khí: Từ khi có máy điều hoà, nó đă
đóng góp vào việc tạo nên một môi trường vi khí hậu thích hợp giúp cho con
người cảm thấy thoải mái dễ chịu theo ư muốn để phục vụ cho con ngời trong
các môi trờng sống và làm việc. Điều đó giúp con người tăng năng suất trong
lao động sản xuất, làm ra đợc nhiều của cải sản phẩm hơn, mau hồi phục sức
khỏe, tái hồi sức lao động tốt.

- Bởi vậy việc trang bị hệ thống điều hoà không khí và thông gió cho công tŕnh
kiến trúc xây dựng là một nhu cầu rất cần thiết, đặc biệt là đối với các công tŕnh
lớn, nhiều người sống và làm việc trong đó.
- Điều hoà không khí và thông gió đóng vai tṛ điều hoà và cân bằng các thông số
trạng thái của không khí, cũng như các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng đến con người,
nhằm giải quyết một môi trờng thích ứng với sức khỏe và đời sống con người.

11


CHƯƠNG 2
CẤU TẠO, NGUYÊN LÝ VÀ PHÂN LOẠI CỦA ĐIỀU
HÒA KHÔNG KHÍ
2.1 Cấu tạo
2.1.1 Cấu tạo của điều hòa
a.

Máy nén
Máy nén thường dùng là loại bơm piston, hút môi chất ở dạng hơi từ dàn

bay hơi về và nến tạo áp suất cao, qua bình ngưng trao đổi nhiệt với nước nước
làm mát ngưng tụ biến thành dạng môi chất lỏng cung cấp cho dàn bay hơi. Khi
môi chất lỏng qua van tiết lưu sẽ biến thành dạng hơi. Tùy thuộc vào công suất
và nhiệt độ làm lạnh yêu cầu.
b.

Bình ngưng (dàn ngưng, dàn nóng)

Môi chất ở dạng hơi sau máy nén có áp suất và nhiệt độ cao, để biến môi chất
môi chất dạng hơi thành dạng lỏng thì ta phải lấy nhiệt của môi chất ở dạng hơi,

tức là phải làm mát môi chất, thường có 2 cách để làm mát:
+ Dùng nước để làm mát: dùng đối lưu nhiệt để làm mát.
+ Dùng quạt gió: Thổi không khí qua làm mát môi chất hay sử dụng trong
các hệ thống điều hòa (dàn nóng).
c.
-

Van tiết lưu
Là thiết bị đặt trước giàn bay hơi, sau dàn ngưng tụ.
Môi chất lỏng qua van tiết lưu thì áp suất bị giảm mạnh làm môi chất biến
từ dạng lỏng sang dạng hơi. Khi môi chất bay hơi nhiệt độ sẽ giảm mạnh,
thu nhiệt từ môi chất. Van tiết lưu có chức năng làm giảm ápsuất của môi

d.

chất và dùng đề điều chỉnh lưu lượng chất lỏng cung cấp cho dàn bay hơi.
Dàn bay hơi (dàn lạnh)

12


-

Là nơi môi chất lỏng bay hơi, áp suất và nhiệt độ giảm, thu nhiệt từ các

-

vật cần làm lạnh trong buồng lạnh; ngưng tụ->tiết lưu ->bay hơi.
Có 2 phương pháp để làm lạnh:
+ Làm lạnh trực tiếp: Dàn bay hơi đặt trực tiếp ngay trong buồng lạnh,

không khí đói lưu tự nhiên và cưỡng bức, trao đổi nhiệt trực tiếp với vật cần làm
lạnh. Phương pháp này thường dùng trong hệ thống điều hòa không khí cục bộ.
+ Làm lạnh gián tiếp: Dùng một môi chất trung gian để truyền từ dàn bay
hơi vào buồng lạnh. Môi chất trung gian có thể là không khí hoặc nước muối.
Phương pháp này thường dùng trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm.
1.4.2 Nguyên lý làm việc

Van tiết lưu

Sơ đồ chu trình làm việc của điều hòa không khí
– Các chu trình:

13


1 – 2: Môi chất lạnh ở dạng lỏng, áp suất thấp trong thiết bị bay hơi hấp
thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, thường là không khí, nước hoặc chất lỏng
khác. Trong quá trình này, môi chất thay đổi từ trạng thái lỏng sang khí và sẽ bị
quá nhiệt tại đầu ra của thiết bị bay hơi.
2 – 3: Hơi quá nhiệt cấp vào máy nén, tại đó áp suất hơi tăng lên. Nhiệt
độ cũng tăng vì một phần năng lượng đưa vào quá trình nén đã chuyển sang môi
chất lạnh.
3 – 4: Khi quá nhiệt áp suất cao đi từ máy nén vào bình ngưng. Bộ phận
đầu tiên của quy trình làm mát là khử quá nhiệt khí trước khi quay trở lại dạng
lỏng. Quy trình này thường sử dụng không khí hoặc nước để làm mát. Tại bình
chứa chất lỏng và hệ thống ống, nhiệt độ sẽ giảm thêm dung dịch môi chất lạnh
dược làm mát sơ bộ trước khi đi vào van tiết lưu.
4 – 1: Dung dịch đã dược làm mát sơ bộ với áp suất cao sẽ đi vào van tiết
lưu, tại đây áp suất chất lỏng giảm và lưu lượng chất lỏng được điều chỉnh đến

thiết bị bay hơi.
2.3 Phân loại
Có nhiều cách phân loại phân loại hệ thống điều hoà kiểu khô dựa trên các tiêu
chí khác nhau, cụ thể như sau:


Theo đặc điểm của thiết bị xử lý nhiệt ẩm

- Hệ thống điều hoà cục bộ.
- Hệ thống điều hoà kiểu phân tán.
- Hệ thống điều hoà trung tâm.


Theo đặc điểm môi chất giải nhiệt dàn ngưng

- Hệ thống điều hoà giải nhiệt bằng nước (water cooled)
- Hệ thống điều hoà giải nhiệt bằng không khí (air cooled)
14




Theo khả năng xử lý không khí

- Máy điều hoà 1 chiều lạnh: Là dạng máy chỉ có khả năng làm lạnh.
- Máy điều hoà 2 chiều nóng lạnh: Máy vừa có khả năng làm lạnh vừa có khả
năng gia nhiệt không khí khi cần. Về mùa hè máy chạy chế độ làm lạnh, về mùa
đông, máy chạy chế độ sưởi ấm không khí. Để chuyển sang chế độ sưởi ấm mùa
đông, thông qua hệ thống van đảo chiều, dàn lạnh chuyển thành dàn nóng và dàn
nóng chuyển thành dàn lạnh, máy hoạt động theo chế độ bơm nhiệt và sưởi ấm

không khí.
2.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ


Ưu điểm chung

Hệ thống này gồm 2 loại chính là máy điều hòa cửa sổ và máy điều hòa tách
năng suất lạnh đến 7kw (24000Btu/h). Đây là loại máy lạnh nhỏ hoạt động hoàn
toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì, bảo dưỡng, sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ
trung bình cao, độ tin cậy cao, giá thành rẻ thích hợp với các phòng và căn hộ
nhỏ.


Nhược điểm

Hệ thống cơ bản là khó áp dụng được cho các phòng lớn, hội trường, phân
xưởng, và các tòa nhà cao tầng như văn phòng, khách sạn vì khi đó việc bố trí
cụm dàn nóng khó khăn và làm mất cảnh quan của tòa nhà.
2.3.1a. Máy điều hòa cửa sổ (một khối)
- Máy điều hòa loại một khối thường được lắp đặt trên các tường trông giống
như các cửa sổ nên thường được gọi là máy lạnh dạng cửa sổ. Toàn bộ các thiết
bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, các thiết bị điều
khiển,… đều được lắp đặt trong một khối. Máy điều hòa cửa sổ là loại máy điều
hòa không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh, kích thước cũng như số lượng.
Công suất nằm trong khoảng 7.000 Btu/h-24.000 Btu/h với các model chủ yếu
15


sau có công suất sau 7.000 Btu/h, 9.000 Btu/h, 12.000 Btu/h, 18.000 Btu/h và
24.000 Btu/h.



Ưu điểm

+ Vận hành dễ dàng, không cần công nhân có tay nghề cao.
+ Có sưởi ấm bằng bơm nhiệt.
+ Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi.
+ Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ Thermostar với độ dao động tương đối
lớn,
+ Vốn đầu tư thấp vì giá rẻ vì được sản xuất hàng loạt.
+ Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình.


Nhược điểm

+ Công suất bé, tối đa là 24.000 Btu/h
+ Khả năng làm sạch không khí kém.
+ Độ ẩm tự biến đổi theo nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo chế
độ on-off.
+ Độ ồn cao.
+ Dàn nóng xả khí nóng ra bên ngoài nên chỉ có thể lắp đặt trên tường bao. Đối
với các phòng nằm sâu trong công trình thì không thể sử dụng máy điều hoà cửa
sổ, nếu sử dụng cần có ống thoát gió nóng ra ngoài rất phức tạp. Tuyệt đối
16


không nên xả gió nóng ra hành lang vì như vậy sẽ tạo ra độ chênh nhiệt độ rất
lớn giữa không khí trong phòng và ngoài hành lang rất nguy hiểm cho người sử
dụng đi vào và ra phòng

+ Khó sử dụng cho các toà nhà lớn vì khi lắp đặt máy điều hòa dạng cửa sổ thì
sẽ phá vỡ kiến trúc và làm giảm vẻ mỹ quan của công trình do số lượng các cụm
máy quá nhiều các tòa nhà cao tầng vì sẽ làm mất mỹ quan phá vỡ kiến trúc
+ Kiểu loại không nhiều nên người sử dụng khó khăn lựa chọn. Hầu hết các máy
có bề mặt bên trong khá giống nhau nên về mặt mỹ quan người sử dụng không
có một sự lựa chọn rộng rãi.
2.3.1b Máy máy điều hòa kiểu rời (điều hòa 2 mảnh)
Máy máy điều hòa kiểu rời là loại máy bao gồm 2 cụm riêng biệt: trong nhà
và ngoài trời. Cụm trong nhà có: dàn lạnh, bộ điều khiển, quạt ly tâm kiểu
hướng trục. Cụm ngoài trời gồm: máy nén, dàn nóng và quạt hướng trục. Hai
cụm được nối với nhau bằng đường ống dẫn môi chất và dây điều khiển. Quá
trình điều khiển sự làm việc của máy được thực hiện từ dàn lạnh thông qua bộ
điều khiển có dây hoặc điều khiển từ xa. Ống xả nước ngưng từ dàn bay hơi và
đường dây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này thành một búi
ống.

17




Ưu điểm

+ Khắc phục nhược điểm của máy điều hoà cửa sổ là không thể lắp đặt cho các
phòng nằm sâu trong công trình thì máy điều hòa rời cho phép lắp đặt ở nhiều
không gian khác nhau.
+ Có nhiều kiểu dáng, chủng loại dàn lạnh cho phép người sử dụng có thể chọn
loại thích hợp nhất cho công trình cũng như ý thích cá nhân.
+ Giảm tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được sử dụng
rộng rãi trong gia đình.

18


+ Lắp đặt dễ dàng, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà,
tiết kiệm diện tích lắp đặt, chỉ phải đục tường một lỗ nhỏ đường kính 70mm nên
bảo đảm thẩm mỹ cao.
+ Dễ dàng sử dụng, bảo dưỡng, sửa chữa.
+ Giá thành rẻ, phù hợp.


Nhược điểm

+ Công suất hạn chế, tối đa là 60.000 Btu/h.
+ Độ dài đường ống và chênh lệch độ cao giữa các dàn bị hạn chế. Khi lắp đặt
thường dàn lạnh cao hơn giàn ngưng nhưng chiều cao không nên quá 3m và
chiều dài đường ống dẫn gas không nên quá 10m.
+ Ống dẫn gas dài hơn, dây điện tốn nhiều hơn.
+ Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả không cao, đặc biệt những ngày trời nóng.
+ Không lấy được gió tươi nên cần phải có quạt lấy gió tươi.
+ Giá thành đắt hơn.
+ Gây ồn bên ngoài nhà làm ảnh hưởng đến các hộ xung quanh.
+ Đối với công trình lớn, sử dụng máy điều hoà rời rất dễ phá vỡ kiến trúc công
trình, làm giảm mỹ quan của nó, do các dàn nóng bố trí bên ngoài gây ra. Trong
một số trường hợp rất khó bố trí dàn nóng.
Theo đặc điểm của dàn lạnh có thể chia ra: Máy điều hoà gắn tường, đặt
nền, áp trần, dấu trần, cassette, máy điều hoà kiểu vệ tinh.
a. Dàn lạnh đặt sàn (Floor Standing)
Loại đặt sàn có cửa thổi gió đặt phía trên, cửa hút đặt bên hông, phía trước.
Loại này thích hợp cho không gian hẹp, nhưng trần cao. Do có cấu tạo mỏng,
dẹt nên dàn lạnh đặt sàn có thể đặt ở sát tường ngay trong phòng (xem hình 6.5)

19


rất thuận lợi. Tuy nhiên dàn lạnh đặt sàn cũng có nhược điểm là do đặt trên sàn
nhà nên chiếm một phần diện tích phòng làm việc, mặt trước dàn lạnh cách một
khoảng nhất định không được bố trí thiết bị bất kỳ gây cản trở lưu thông gió.
Mặt khác sinh hoạt của con người cũng ảnh hưởng ít nhiều đến lạnh, đặc biệt
chổ đông người, như hành lang, sảnh khách sạn không nên sử dụng loại này, vì
người qua lại thường hay vứt các loại giấy vụn, rác vào bên trong qua miệng
thổi của dàn lạnh.

b. Dàn lạnh treo tường (Wall mounted)
Đây là dạng dàn lạnh phổ biến nhất, nó được lắp đặt trên tường, có cấu tạo rất
đẹp, gió phân bố đều trong phòng. Máy điều hoà dạng treo tường thích hợp cho
phòng cân đối, không khí được thổi ra ở cửa nhỏ phía dưới và hút về ở phía cửa
hút nằm ở phía trên. Cửa thổi có cánh hướng dòng, có thể cho đứng yên hoặc
chuyển động chao qua lại, tuỳ theo sở thích của người sử dụng.

c. Loại áp trần (Under Ceiling, Ceiling suspended)
20


Loại áp trần được lắp đặt áp sát laphông. Dàn lạnh áp trần thích hợp cho các
công trình có trần thấp và rộng. Gió được thổi ra đi sát trần, gió hồi về phía dưới
dàn lạnh. Về hình thức dàn lạnh áp trần rất giống dàn lạnh đặt sàn vì thế khi lắp
đặt rất dễ nhầm lẫn. Tuy bên ngoài giống nhau nhưng máng hứng nước ngưng
bên trong đặt ở những vị trí rất khác nhau

d. Loại cassette
Dàn lạnh cassette được lắp gắp lên trần, với toàn bộ dàn lạnh nằm khuất trong

laphông, phần nhô xuống dưới là phần mặt nạ. Mặt nạ của dàn lạnh cassette có
01 cửa hút nằm ở giữa và các miệng thổi bố trí ở 4 phía. Tuỳ theo từng loại mà
mặt nạ có 2, 3 hoặc 4 cửa thổi.

Loại cassette rất thích hợp cho khu vực có trần cao, không gian rộng như các
phòng họp, đại sảnh, hội trường. Dàn lạnh kiểu cassette có kiểu dáng rất đẹp, là
thiết bị có thể dùng trang trí làm tăng thẩm mỹ bề mặt trần nhà. Tuy nhiên máy
điều hoà có dàn lạnh kiểu casette có giá thành cao. Do dàn lạnh rất sát trần, nước
ngưng muốn chảy tự do phải bố trí phía dưới laphông vì vậy máy có trang bị
21


bơm nước ngưng, để bơm lên độ cao cần thiết phía trong laphông. Công suất
máy cassette thường lớn và nằm trong khoảng 18.000-36.000 Btu/h.
e. Loại dấu trần (concealed type)
Dàn lạnh kiểu dấu trần được lắp đặt hoàn toàn bên trong la phông. Để dẫn gió
xuống phòng và hồi gió trở lại bắt buộc phải có ống cấp, hồi gió và các miệng
thổi, miệng hút. Kiểu dấu trần thích hợp cho các văn phòng, công sở, các khu
vực có trần giả. Công suất dàn lạnh dấu trần thường lớn và nằm trong khoảng
36.000 - 60.000 Btu/h. Máy điều hoà có dàn lạnh kiểu dấu trần có thể lắp đặt
cho các phòng tương đối lớn.

f. Loại vệ tinh (Ceiling mounted built-in)
Ngoài các dạng dàn lạnh phổ biến như trên, một số hãng còn chế tạo loại dàn
lạnh kiểu vệ tinh. Dàn lạnh kiểu vệ tinh gồm một dàn chính có bố trí miệng hút,
dàn chính được nối với các vệ tinh, đó là các hộp có các cửa thổi gió. Các vệ
tinh được nối với dàn chính qua ống nối mềm. Mỗi dàn có từ 2 đến 4 vệ tinh đặt
ở các vị trí tuỳ ý.

2.3.1c Máy điều hòa kiểu ghép (Multi - SPLIT)

22


Máy điều hòa kiểu ghép về thực chất là máy điều hoà gồm 1 dàn nóng và nhiều
dàn lạnh hơn (2 - 4 dàn lạnh). Mỗi cụm dàn lạnh được gọi là một hệ thống.
Thường các hệ thống hoạt động độc lập. Mỗi dàn lạnh hoạt động không phụ
thuộc vào các dàn lạnh khác. Các máy điều hoà ghép có thể có các dàn lạnh
chủng loại khác nhau.
Máy điều hòa dạng ghép có những đặc điểm và cấu tạo tương tự máy điều hòa
kiểu rời. Tuy nhiên do dàn nóng chung nên tiết kiệm diện tích lắp đặt.

Bố trí bên trong dàn nóng gồm 2 máy nén và sắp xếp như sau:
- Trường hợp có 2 dàn lạnh: 2 máy nén hoạt động độc lập cho 2 dàn lạnh.
- Trường hợp có 3 dàn lạnh: 1 máy nén cho 1 dàn lạnh, 1 máy nén cho 2 dàn
lạnh.
Như vậy về cơ bản máy điều hoà ghép có các đặc điểm của máy điều hoà 2
mãnh. Ngoài ra máy điều hoà ghép còn có các ưu điểm khác:
- Tiết kiện không gian lắp đặt dàn nóng
- Chung điện nguồn, giảm chi phí lắp đặt.
2.3.1d. Máy điều hoà kiểu rời dạng tủ
Máy điều hoà rời dạng tủ là máy điều hoà có công suất trung bình. Đây là chủng
máy rất hay được lắp đặt ở các nhà hàng và sảnh của các cơ quan.
23


Công suất của máy từ 36.000 - 120.000 Btu/h
Về nguyên lý lắp đặt cũng giống như máy điều hoà rời gồm dàn nóng, dàn lạnh
và hệ thống ống đồng, dây điện nối giữa chúng.

Ưu điểm của máy là gió lạnh được tuần hoàn và thổi trực tiếp vào không gian
điều hoà nên tổn thất nhiệt bé, chi phí lắp đặt nhỏ. Mặt khác độ ồn của máy nhỏ
nên mặc dù có công suất trung bình nhưng vẫn có thể lắp đặt ngay trong phòng
mà không sợ bị ảnh hưởng.
2.3.2 Hệ thống điều hòa phân tán
2.3.1a. Máy điều hòa nhiệt độ làm lạnh bằng nước (Water Chiller)
Hệ thống điều hòa nhiệt độ kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống sử dụng
nước lạnh để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ
thống điều hòa trung tâm nước chủ yếu bao gồm:
Máy làm lạnh nước, hay máy sản xuất nước lạnh từ thường từ 12oC xuống 7oC.
Hệ thống bơm và đường ống dẫn nước lạnh đến AHU và FCU.
Hệ thống bơm nước giải nhiệt vào Cooling Tower.
Nguồn nhiệt để sưởi ấm, dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông
thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp.

24


Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sươi ấm không khí bằng nước nóng
FCU hoặc AHU.
Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí.
Hệ thống tiêu âm và giảm âm.
Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí.
Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong phòng, điều chỉnh gió tươi.
Gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng
như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống.


Ưu điểm

+ Công suất dao động lớn từ 5 tấn lạnh lên đến hàng ngàn tấn lạnh.
+ Hệ thống hoạt động ổn định, bền, ít phải bảo dưỡng sửa chữa và tuổi thọ cao.
+ Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải
bên ngoài và do đó tiết kiệm điện năng khi non tải. Một máy thường có từ 3 đến
5 cấp giảm tải.
+ Có thể khống chế độ ẩm trong không gian điều hòa theo từng phòng riêng
biệt, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.
+ Có vòng tuần hoàn môi chất đơn giản, an toàn, dễ kiểm soát nên không sợ ngộ
độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước không độc hại.
+ Thích hợp cho các công trình lớn, các tòa nhà như khách sạn, văn phòng,…
với mọi tiêu chuẩn cao và mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan.
+ Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu
xây dựng.
+ Có khả năng sử lí độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu về độ sạch, bụi
bẩn, tạp chất và mùi…
25