Tính toán thiết kế, lập phương án thi công hệ thống điều hòa không khí tòa nhà ngân hàng Vietcombank chi nhánh Ninh Bình

Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

MỤC LỤC

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

11

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của kinh tế 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. Điều hòa tiện nghi không thể
thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, văn phòng, nhà hàng, các dịch vụ du lich, văn
hóa, y tế, thể thao mà còn cả trong các căn hộ, nhà ở, các phương tiện đi lại như ô
tô, tàu hỏa, tàu thủy…Bên cạnh đó điều hòa công nghệ trong những năm qua cũng
đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế, góp phần để nâng cao chất lượng sản
phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ như trong các ngành sợi, dệt, chế biến thuốc
lá, chè, in ấn, điện tử, cơ khí chính xác, hóa học…
Xuất phát từ nhu cầu trên và được sự phân công của bộ môn Nhiệt lạnh –
Khoa Điện và sự hướng dẫn của Th.s Nguyễn Ngọc Quý.Em nhận đề tài “Tính
toán thiết kế, lập phương án thi công hệ thống điều hòa không khí tòa nhà ngân

hàng Vietcombank chi nhánh Ninh Bình’’
Địa điểm: 872 đường Trần Hưng Đạo, phường Tân Thành, thành phố Ninh
Bình.
Nội dung đồ án bao gồm:
 Đại cương về kỹ thuật điều hòa không khí trong dân dụng và trong công
nghiệp.
 Tính năng suất lạnh.
 Sử dụng hệ thống điều hòa Chiller.
 Thiết kế hệ thống nước lạnh, ống thoát nước ngưng, mạch điện động lực
và điều khiển.
 Phương án thi công, lập dự toán vật tư, nhân công, máy thi công.
Mặc dù có rất nhiều cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm thực tế có
hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót rất mong nhận được
sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô cho đồ án của em thêm hoàn thiện.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô đã dạy dỗ, truyền đạt cho
em những kiến thức quý báu trong suốt những năm theo học tại trường cho dù sự
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

22

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

tiếp thu của em còn hạn chế không tiếp thu hết kinh nghiệm thầy truyền đạt. Xin
chân thành cảm ơn Th.s Nguyễn Ngọc Quý đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn trực

tiếp cho em thực hiện đồ án này.

Sinh viên thực hiện

Ngày…tháng 06 năm 2012

Trần Văn Khanh

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

33

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
1.1. KHÁI NIỆM.
Điều tiết không khí ( ĐTKK ) hoặc điều hòa không khí ( ĐHKK ) là quá
trình tạo ra và giữ ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chương
trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện khí tượng bên ngoài.
Để giải quyết được nhiệm vụ trên, không khí trước khi đưa vào phòng cần
được xử lý nhiệt ẩm đến trạng thái thích hợp tùy theo mức độ thải nhiệt, thải ẩm của
các đối tượng trong phòng.
1.2. LỊCH SỬ RA ĐỜI VÀ PHÁT TRIỂN.

Cách đây khoảng 5000 năm, con người đã biết bảo quản lương thực
và thực phẩm trong các hang động và nhiệt độ thấp do các mạch nước ngầm nhiệt
độ thấp chảy qua.
Các tranh vẽ trên tường trong các kim tự tháp Ai Cập cách đây 2500 ÷ 3000
năm đã mô tả cảnh nô lệ quạt các bình gốm xốp cho nước bay hơi làm mát không
khí.
Cách đây 2000 năm người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết trộn muối vào nước
đá để tạo ra nhiệt độ thấp hơn. Trải dài trong suốt quá trình hình thành và phát triển
điều hòa không khí, trên thế giới đã có những dấu mốc nổi bật như:
Năm 1834, Perkins đã đăng kí bằng phát minh về máy lạnh nén hơi chạy
bằng ete đầu tiên trên thế giới.
Năm 1845, bác sĩ người mỹ John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên
để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông. Chính sự kiện này đã làm cho ông
nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của kỹ thuật điều hòa không khí.
Năm 1859, Carre phát minh ra máy lạnh hấp thụ NH 3/ H2O đầu tiên. Bắt đầu
từ những năm 1860 ở Pháp F.Carré đã đưa ra những ý tưởng về điều hòa không khí
cho các phòng ở và đặc biệt cho các nhà hát.
Năm 1884, tàu hỏa sử dụng điều hòa không khí đầu tiên khánh thành chạy
trên tuyến đường Baltimore-Ohio.
Năm 1894, công ty Line đã xây dựng một hệ thống điều hòa không khí bằng
máy lạnh ammoniac dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí trong mùa hè. Dàn lạnh
44
SVTH: Trần Văn Khanh
Khoa Điện
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

đặt trên trần nhà, không khí lạnh đối lưu tự nhiên từ trên đi xuống phía dưới do mật
độ lớn hơn, máy lạnh đặt dưới tầng hầm. Và đến năm 1895 thì Line đã chế tạo được
máy hóa lỏng không khí đầu tiên.
Năm 1901, một công trình khống chế nhiệt độ dưới 28 oC với độ ẩm thích
hợp cho phòng hòa nhạc ở Monte Carlo được khánh thành. Không khí được đưa
qua buồng phun nước với nhiệt độ 10 oC rồi cấp vào phòng. Năm 1904, trạm điện
thoại ở Hamburg được duy trì nhiệt độ mùa hè dưới 23 oC và độ ẩm 70%. Năm 1910
công ty Borsing xây dựng các hệ thống điều hòa không khí ở Koeln và Rio de
Janeiro. Các công trình này chủ yếu mới là các chế độ nhiệt, chưa đạt được sự hoàn
thiện và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Nhưng cũng từ lúc này bắt
đầu hình thành hai xu hướng cơ bản là điều hòa tiện nghi cho các phòng ở và điều
hòa công nghệ phục vụ các nhu cầu sản xuất.
Năm 1911, Carrier đã đặt nền móng đầu tiên cho kỹ thuật điều hòa không
khí. Ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí là sự kết hợp sưởi ấm,
hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì khống chế trạng thái không khí không
đổi phục vụ cho mọi yêu cầu tiện nghi và công nghệ. Ông đã lần đầu tiên xây dựng
ẩm đồ của không khí ẩm và cắt nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các
phương pháp xử lý để đạt được các trạng thái không khí yêu cầu. Ông là người đi
đầu trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong phát minh, sáng chế, thiết
kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hòa không khí.
Có thể thấy lịch sử phát triển điều hòa không khí đã bắt đầu từ rất sớm, và
không ngừng tạo ra những bước tiến vượt trội. Ngày nay, lĩnh vực điều hòa không
khí, ngoài việc điều hòa tiện nghi cho các phòng có người như nhà ở, nhà hàng, hội
trường, khách sạn, văn phòng mà điều hòa không khí còn đóng vai trò rất quan
trọng trong việc phát triển các nghành kinh tế khác. Điều hòa không khí bao gồm
nhiều lĩnh vực sản xuất khác nhau trong đó có sợi dệt, thuốc lá, dược liệu, đồ da và
hàng loạt các phòng thí nghiệm khác. Như vậy, điều hòa không khí là nhu cầu thiết
yếu đối với đời sống con người, cũng như đối với bất kì nghành công nghiệp nào.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

55

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

1.3. TÌNH HÌNH Ở VIỆT NAM.
Việt Nam điều hòa không khí có một ý nghĩa vô cùng quan trọng với đời
sống con người và sản xuất. Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước trong vài
năm trở lại đây nhu cầu về kỹ thuật lạnh nói chung và điều hòa không khí nói riêng
gia tăng mạnh mẽ.
Ở nước ta, nhu cầu sẽ là rất lớn và ngày càng tăng các thiết bị điều hòa được
nhập từ nhiều nước khác nhau ngày một nhiều và hiện đại hơn. Song các tài liệu
tham khảo về công nghệ và kỹ thuật điều hòa không khí bằng tiếng Việt còn rất hạn
chế hoặc có thì còn ít chưa đáp ứng được nhu cầu và kỹ thuật hiện đại ngày nay.
Việc đào tạo các chuyên gia am hiểu một cách cơ bản đã không được chú ý trước
đây và hiện tại cũng chỉ đang ở mức hoàn thiện dần. Nhìn chung, với kiến thức
trang bị và số lượng đội ngũ chuyên gia về lĩnh vực điều hòa không khí ở nước ta
hiện nay là còn nhỏ bé so với các nước trên thế giới và chưa đáp ứng được nhu cầu
thực tế ngày càng tăng cùng sự phát triển kinh tế trong nước .
Nhưng chắc chắn, trong tương lai gần, kỹ thuật lạnh nói chung và điều hòa
không khí nói riêng sẽ phát triển mạnh ở Việt Nam.
1.4. CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ.
Hệ thống điều hòa không khí là một tổ hợp các máy móc, thiết bị, công cụ để

tiến hành xử lý không khí như: sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm ...Điều chỉnh
khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như: nhiệt độ, độ sạch, khí
tươi, sự tuần hoàn không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công
nghệ.
Việc phân loại hệ thống điều hòa không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa
dạng và phong phú, đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các nghành kinh tế .
Tuy nhiên việc phân loại hệ thống điều hòa không khí theo các cách sau đây:
-Theo mục đích ứng dụng: Có thể phân ra điều hòa tiện nghi và điều hòa
công nghệ.
-Theo tính chất quan trọng: Phân ra thành cấp 1, cấp2, cấp 3.
-Theo tính chất tập chung: phân ra hệ thống điều hòa cục bộ, hệ thống điều
hòa tổ hợp gọn (với các cụm máy gọn ) và hệ thống trung tâm nước.
66
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

-Theo cách làm lạnh không khí: phân ra hệ thống trực tiếp(làm lạnh không
khí trực tiếp bằng bay hơi ) hoặc gián tiếp (qua nước lạnh với dàn FCU và AHU).
Loại gián tiếp có thể phân ra thành loại khô và loại ướt.Loại khô là loại có dàn ống
xoắn trao đổi nhiệt có cánh, nước lạnh đi trong ống còn không khí đi ngoài ống.
Loại ướt (còn gọi là dàn phun) là loại buồng điều hòa có dàn phun phun trực tiếp
nước lạnh và không khí cần làm lạnh. Loại khô còn gọi là hệ thống kín còn loại ướt
còn được gọi là hệ thống hở.

-Theo cách phân phối không khí: Có thể phân ra hệ thống điều hòa cục bộ
hoặc trung tâm. Kiểu cục bộ xử lý không khí có tính chất cục bộ cho từng không
gian điều hòa riêng lẻ. Còn kiểu trung tâm không khí được xử lý ở một khu trung
tâm và phân phối đến các không gian điều hòa bằng các ống gió.
-Theo năng suất lạnh: Có thể phân ra 3 loại, loại nhỏ (tới 2 tấn lạnh Mỹ hay
24000Btu/h), loại trung bình (từ 3 đến 100 tấn lạnh ) và loại lớn (từ 100 tấn lạnh trở
lên ).
-Theo chức năng: Có 2 loại là máy điều hòa một chiều và máy điều hòa hai
chiều. Máy điều hòa một chiều là máy chỉ có chức năng làm lạnh ,còn máy hai
chiều là loại máy bơm nhiệt vừa có khả năng làm lạnh vào mùa hè, vừa có khả năng
sưởi ấm vào mùa đông .
-Căn cứ vào kết cấu máy: Chia ra làm 3 loại là máy điều hòa 1 cụm ,2 cụm
và nhiều cụm. Loại 1 cụm được gọi là máy điều hòa nguyên cụm như máy điều hòa
cửa sổ, máy điều hòa được lắp trên mái, máy điều hòa giải nhiệt nước. Máy điều
hòa 2, nhiều cụm được gọi là máy điều hòa tách . Các loại máy điều hòa này có tên
chung là máy điều hòa tổ hợp gọn (Unitary packeged air conditioner) hay gọi tắt là
máy điều hòa gọn.
-Theo cách bố trí giàn lạnh: chia ra các loại cửa sổ, treo tường ,giấu trần hoặc
âm trần, giấu trần cassette, dấu trần cassette một cửa hoặc nhiều cửa, tủ tường, kiểu
tủ hành lang, hộp tường ...
-Theo cách làm mát thiết bị ngưng tụ: có 3 loại, loại giải nhiệt gió (làm mát
không khí kiểu dàn quạt ), loại giải nhiệt nước (làm mát không khí bằng nước) hoặc
kết hợp gió nước và không khí. Làm mát bằng nước có thể dùng nước thành phố,
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

77

Khoa Điện

Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

nước giếng, nhưng hầu hết các công trình dùng nước tuần hoàn với tháp giải nhiệt.
Làm mát bằng nước kết hợp với gió là loại giàn ngưng tưới hoặc tháp ngưng.
-Theo chu trình lạnh: có thể phân ra máy lạnh nén hơi, hấp thụ, Ejectơ hoặc
nén khí .
-Theo môi chất lạnh của máy nén hơi: chia máy lạnh dùng NH 3, R22 ,134A,
404A , 502...hoặc hơi nước .
-Theo kiểu máy nén: chia ra máy nén piston, trục vít, ro to, xoắn ốc hoặc
tuabin.
-Theo kết cấu của máy nén: chia ra kiểu kín, kiểu hở ,hoặc nửa kín.
-Theo cách bố trí hệ thống dẫn ống nước lạnh của hệ thống máy lạnh trung
tâm: chia ra hệ thống 2 ống, 3 ống, 4 ống hoặc hệ thống hồi ngược .
-Theo hệ thống ống phân phối gió: chia ra 3 loại, hệ thống một ống gió, hai
ống gío hoặc không ống gió .
-Theo cách điều chỉnh gió: có hai loại hệ thống có lưu lượng thay đổi và hệ
thống có lưu lượng không thay đổi.
-Theo áp suất gió trong ống gió: có hai loại áp suất gió cao và áp suất gió
thấp .
-Theo tốc độ gió trong ống: có hai loại tốc độ cao và tốc độ thấp .
1.4.1. Hệ thống điều hòa cục bộ.
a. Máy điều hoà cửa sổ
Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng
suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như máy
nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển,
điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ
khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh dưới 24000 Btu/h và

thường chia ra 5 loại 6, 9, 12, 18 và 24 ngàn Btu/h. Máy được lắp đặt ngay trên
tường ngăn cách giữa không gian cần điều hòa và bên ngoài.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

88

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.1. Máy điều hòa cửa sổ
b. Máy điều hoà tách
* Máy điều hoà hai cụm
Máy điều hoà hai cụm là loại máy có một dàn nóng và một dàn lạnh. Cụm
dàn lạnh được đặt ở trong nhà bao gồm dàn lạnh, bảng mạch điều khiển và quạt.
Cụm dàn nóng được đặt ở ngoài trời bao gồm máy nén, và quạt giải nhiệt. Hai cụm
được nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về.

Hình 1.2. Máy điều hòa 2 cụm
* Máy điều hoà nhiều cụm
Máy điều hoà nhiều cụm là máy điều hoà có một dàn nóng với nhiều dàn
lạnh bố trí cho các phòng khác nhau. Các loại dàn lạnh cho máy điều hoà nhiều cụm
rất đa dạng, từ loại treo tường truyền thống đến loại treo trần, treo trên sàn, giấu
trần có hoặc không có ống gió, năng suất lạnh của các dàn lạnh thông thường từ 2,5
đến 7 kW.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

99

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.3. Máy điều hòa nhiều cụm
1.4.2. Hệ thống điều hòa trung tâm.
a. Hệ thống điều hoà không khí VRV
Hệ thống điều hòa không khí VRV là loại máy điều chỉnh năng suất lạnh qua
việc điều chỉnh lưu lượng môi chất nhờ vào việc sư dụng máy nén biến tần, làm cho
hệ số lạnh không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ máy thông dụng. Đây
là loại máy thích hợp cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn. Một số
đặc điểm nổi bật của hệ VRV được nêu ra dưới đây:
- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng,
kết nối trong mạng điều khiển.
- Các máy VRV có dải công suất rộng và hợp lý lắp ghép với nhau thành các
mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 5HP đến 54HP
- Không cần thiết phải có máy dự trữ hệ vẫn tiếp tục vận hành trong trường
hợp một trong các cụm máy hư hỏng do đó giảm chi phí đầu tư, hệ làm việc ở
khoảng nhiệt độ rất rộng.
- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén, điều đó được thể hiện là:
Cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 90 m, chiều dài đường ống tương

đương tối đa lên đến 190 m, tổng chiều dài đường ống tối đa là 1000 m. Chênh lệch
chiều cao giữa các dàn lạnh tối đa là 15 m.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

10

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.4 Hệ thống điều hòa không khí VRV
b. Hệ thống điều hòa trung tâm nước Chiller.
Là hệ thống sử dụng nước lạnh 7 0C để làm lạnh không khí qua các dàn trao
đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ thống điều hòa trung tâm nước chủ yếu gồm :
-Máy làm lạnh nước, hay máy sản xuất nước lạnh từ thường từ 12 xuống 70C
-Hệ thống ống dẫn nước lạnh.
-Hệ thống nước giải nhiệt.
-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.
-Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sươi ấm không khí bằng nước nóng
FCU hoặc AHU.
*Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau :
+Có vòng tuần hoàn an toàn nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi
chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại.
+ 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.
11
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

+Thích hợp cho 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 đề ra.
+Ít phải bảo dưỡng sửa chữa.
+Năng suất lạnh hầu như không hạn chế.
+So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều
nên dễ kiểm soát.
*Nhược điểm của hệ thống điều hòa trung tâm nước :
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên bị tổn thất năng suất lạnh.
- Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU.
- Vấn đề cách nhiệt cho đường ống nước lạnh và đường nước ngưng khá
phức tạp đặc biệt do đọng ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao.
+ Lắp đặt khó khăn.
+ Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề.
+ Cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU
Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà trung tâm nước Chiller là

máy làm lạnh nước.
* Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước (Water Cooled Water Chiller)
Máy là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm, căn cứ vào chu trình lạnh có thể
phân ra máy làm lạnh nước dùng máy nén cơ, dùng máy nén ejectơ hoặc máy lạnh
hấp thụ. Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần hoàn với bơm và
tháp giải nhiệt.
Việc lắp nhiều máy nén trong một cụm máy có ưu điểm:
- Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo nhiều bậc.
- Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho máy khác hoạt động trong khi
tiến hành sửa chữa máy hỏng.
- Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động quá lớn.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

12

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí
phía dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng.

Hình 1.5 Hệ thống điều hòa trung tâm Water Cooled Water Chiller
* Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió (Air Cooled Water Chiller)
Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt

nước ở dàn ngưng làm mát bằng không khí. Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn
ngưng giải nhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh làm cho năng suất
lạnh của một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước. Máy nén thường là loại
pittông, môi chất là R22, R134a, R407C.
Kiểu giải nhiệt gió có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được
toàn bộ hệ thống nước làm mát như bơm, đường ống và tháp giải nhiệt.
Máy đặt trên mái cũng đỡ tốn diện tích sử dụng nhưng vì trao đổi nhiệt ở dàn
ngưng kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện năng
tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nước.
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

13

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Hình 1.6 Air Cooled Water Chiller Trane

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

14

Khoa Điện

Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG II
KHẢO SÁT MẶT BẰNG KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ

2.1. KHẢO SÁT MẶT BẰNG.
Tòa nhà ngân hàng vietcombank chi nhánh Ninh Bình tọa lạc ở 872 Trần
Hưng Đạo Phường Tân Thành Thành phố Ninh Bình Tỉnh Ninh Bình.
Vị trí của tòa nhà:
-Mặt trước tòa nhà hướng Đông.
-Mặt sau hướng Tây.
-Hai mặt bên hướng Nam và Bắc.
Tòa nhà có 7 tầng
Tầng 1 : quầy giao dịch ,quầy thu ngân
Tầng 2 : quầy kế toán , phòng phó giám đốc , phòng hành chính
Tầng 3 : quầy khách hàng , phòng giám đốc , phòng họp và phòng tiếp khách
Tầng 4 : phòng hội trường, phòng họp , phòng hồ sơ và phòng máy tính
Tầng 5 : phòng hội trường, phòng họp , phòng hồ sơ và phòng máy tính
Tầng 6 : 4 phòng ngủ , phòng khách , bếp và ban công ngắm cảnh
Kích thước của tòa nhà.
Hướng Bắc dài 22,2 m Hướng Nam dài 10,2m
Hướng Tây rộng 15,7 m Hướng Đông rộng 9,2m
Chiều cao 21.5m

Hướng Tây

Hướng Nam

Hướng Bắc

Hướng Đông

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

15

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

2.2. YÊU CẦU CỦA KHÔNG GIAN ĐIỀU HÒA.
2.2.1.Môi trường trong nhà.
* Nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi.
Đối với văn phòng làm việc và các phòng nghỉ ngơi thì các thông số được
chọn theo yêu cầu tiện nghi của con người. Theo TCVN 5687 - 2010 ta chọn điều
kiện thiết kế trong nhà:
Mùa hè:
- Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 250C
- Độ ẩm tương đối trong nhà: ϕT = 70%
Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tìm được các
thông số còn lại:
- Entanpi:

IT = 60,47 kJ/kg.

- Độ chứa hơi:

dT = 14,04 g/kg không khí ẩm.

Kết quả xác định các thông số thiết kế trong nhà tại bảng 2.1
Bảng 2.1 Các thông số thiết kế trong nhà
Thông số
Không gian

Nhiệt độ

Độ ẩm

Entanpi

Độ chứa hơi

C

%

kJ/kg

g/kg

25

70

60,47

14,04

0

Trong nhà

*Gió tươi và hệ số thay đổi không khí.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 - 2010, lượng gió tươi cho một người
một giờ đối với phần lớn các công trình là 20 m 3/h. Tuy nhiên lượng gió tươi không
được thấp hơn 10% lượng gió tuần hoàn. Như vậy việc chọn gió tươi phải đáp ứng
được 2 điều kiện sau:
- Đạt tối thiểu 20 m3/h.người.
- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn (Phương pháp Carrier không yêu
cầu điều kiện này).
Trong đó lưu lượng gió tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân với hệ số thay
đổi không khí.
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

16

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

- Hệ số thay đổi không khí:
+Phòng làm việc, văn phòng: 3 ÷ 8 m3/h.
*Độ ồn cho phép.
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần
được khống chế, đặc biệt đối với một số công trình đặc biệt như phòng studio,
phòng ghi âm... Độ ồn cho phép của bộ xây dựng đã ban bố tiêu chuẩn về tiếng ồn
TCVN 175 - 90 quy định về mức ồn cho phép, theo bảng đối với phòng làm việc là
45 ÷ 50 dB.
*Tốc độ không khí.
Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và
thoát mồ hôi giữa cơ thể với môi trường xung quanh. Khi tốc độ lớn, cường độ trao
đổi nhiệt, ẩm tăng lên, nhưng nếu tốc độ quá lớn sẽ gây ồn không thích hợp cho nơi
làm việc tại ngân hàng cũng như nghỉ ngơi (tầng 6).
Tốc độ gió thích hợp tuỳ thuộc vào yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao động,
độ ẩm, trạng thái sức khoẻ... Thông thường tốc độ gió tiện nghi được khuyên dùng
là 0,3 ÷ 1,5 m/s.
2.2.2. Môi trường bên ngoài.
Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia làm 3
cấp như sau:
-Điều hoà không khí cấp 1: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy cao nhất, duy
trì các thông số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụ thuộc vào
biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông đã ghi nhận được
trong nhiều năm.
-Điều hoà không khí cấp 2: Là điều hoà không khí có độ tin cậy trung bình,
duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 200h
trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa
đông.
-Điều hoà không khí cấp 3: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy trì

được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400h trong 1
năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của mùa hè và mùa đông.
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

17

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Điều hoà không khí cấp 1 tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu
tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hoà tiện nghi
đặc biệt quan trọng trong các công trình điều hoà công nghệ.
Các công trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4 - 5 sao, bệnh viện quốc tế...
thì nên chọn điều hoà không khí cấp 2.
Nhưng trên thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hoà không khí khách
sạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện, ngân hàng.... chỉ cần điều hoà
cấp 3. Điều hoà cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thường
được sử dụng cho các công trình trên.
Đây là một công trình sử dụng làm văn phòng quản lý , nghỉ ngơi, giao dịch
nên đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm không khắt khe, đồng thời căn cứ yêu cầu của chủ đầu
tư nên phương án cuối cùng được lựa chọn là điều hoà không khí cấp 3.
Thông số ngoài nhà chọn cho điều hoà cấp 3 theo tiêu chuẩn Việt Nam
TCVN 5687 - 2010 biểu diễn trên đồ thị I - d của không khí ẩm.
Bảng 2.2: Thông số ngoài nhà cho điều hòa cấp 3.
Mùa nóng

Cấp
ĐHKK
Cấp 3

Nhiệt độ
0

C

ttbmax

Mùa lạnh

Độ ẩm
%
ϕN = ϕ13-15

Nhiệt độ
0

C

ttbmin

Độ ẩm
%
ϕN = ϕ13-15

Trong đó:

ttbmax: nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất.
ttbmin: nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất.
ϕ13-15: độ ẩm lúc 13 ÷ 15h của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất ghi nhận
theo TCVN 5687 - 2010

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

18

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

=100%
cấp III

cấp II

d

Hình 2.1 Đồ thị biểu diễn thông số ngoài nhà cho cấp điều hòa cấp 1,2,3
chọn theo tiêu chuẩn 5678 - 2010.
Theo bảng xác định được thông số tính toán ngoài trời cho khu vực Ninh
Bình như sau:
Mùa hè: - Nhiệt độ: t = 32,40C.
- Độ ẩm : ϕN = 83%

Bảng 2.3 Các thông số thiết kế ngoài nhà cho ĐHKK cấp 3 tại Ninh Bình
dùng cho công trình
Thông số
Mùa

Độ ẩm

Entanpi

Độ chứa hơi

0

%
83

kJ/kg
98,11

g/kg
26,2

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

19

Hè

Nhiệt độ

C
32,4

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

2.3. KẾT CẤU XÂY DỰNG.
2.3.1. Nền
Khu vực tầng trệt có cấu tạo nền như sau:
1
2

33
3
3

Hình 2.3. Kết cấu nền
Trong đó:
1- Lớp đá granit.
2-Lớp vữa xi măng
3-Lớp bê tông cốt thép
2.3.1. Tường bao.
3

1

1,3 - Lớp vữa trát.
2 - Lớp gạch xây dựng.

2

Hình 2.2.Kết cấu tường bao.
Bảng 2.4 Thông số kết cấu tường bao.
TT

Vật liệu

1
2
3

Vữa xi măng
Lớp gạch
Vữa xi măng

δ

(mm)
10
200
10

λ

(w/mk)
0,93

0,52
0,93

-Không khí đối lưu bên ngoài có hệ số tỏa nhiệt: αN = 20 w/m2K.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

20

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

2.3.2. Trần mái bằng.
Trần của tầng 6 có cấu tạo như sau:

2
3
4
5
6

Hình 2.3 Kết cấu trần mái bằng
1 – Lớp Bitum

2 – Lớp cách nhiệt

3 – Lớp vữa dầy 25mm

4 – Lớp bê tông dầy 100mm

5 – Không khí.

6 – Trần giả thạch cao 12mm.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

21

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH
Có rất nhiều phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác nhau để xác định
năng suất lạnh yêu cầu khác nhau nhưng trên thực tế thường dùng theo hai phương
pháp sau:
- Tính theo phương pháp truyền thống (hệ số nhiệt ẩm thừa)
- Tính theo phương pháp Carrier.
Hai phương pháp này chỉ khác nhau ở cách xác định năng suất lạnh Q o mùa
hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Q ht và

nhiệt ẩn thừa Qat của mọi nguồn nhiệt toả ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều
hoà. Ở đây, đồ án chọn phương pháp truyền thống để tính cân bằng nhiệt ẩm cho
công trình.
3.1. PHƯƠNG TRÌNH CÂN BẰNG NHIỆT TỔNG QUÁT.
Theo [1] nhiệt thừa được xác định như sau:
Qt=Qtoả+Qtt , W

(3.1)

Qt - Nhiệt thừa trong phòng, W;
Qtỏa - Nhiệt toả ra trong phòng, W;
Qtt - Nhiệt thẩm thấu từ ngoài vào qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt
độ, W.
Qtoả = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 , W

(3.2)

Q1 - Nhiệt toả từ máy móc;
Q2 -Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng;
Q3 - Nhiệt toả từ người;
Q4 - Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm;
Q5 - Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt;
Q6 - Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính;
Q7 - Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che;
Q8 - Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa;
Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs , W

(3.3)

Q9 - Nhiệt thẩm thấu qua vách;

Q10 - Nhiệt thẩm thấu qua trần mái;
Q11 - Nhiệt thẩm thấu qua nền;
Qbs - Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách;
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

22

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Theo [1] ẩm thừa được xác định như sau:
Wt = W1 + W2 + W3 + W4 + W5 , kg/s;

(3.4)

W1 - Lượng ẩm do người toả vào phòng, kg/s;
W2 - Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s;
W3 - Lượng ẩm do bay hơi từ sàn ẩm, kg/s;
W4 - Lượng ẩm do hơi nước nóng toả vào phòng, kg/s;
W5 - Lượng ẩm do không khí lọt mang vào, kg/s;
3.2. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT.
3.2.1. Nhiệt toả từ máy móc:
Theo [1] nhiệt toả từ máy móc được tính như sau:

∑N

Q1 =

dc

1

.K tt .K dt . − 1 + KT 
η


, W

(3.5)

Nđc - Công suất đặt của động cơ, W;
Ktt - Hệ số phụ tải, bằng tỉ số giữa công suất làm việc thực tế với công suất
đặt của động cơ, ktt = NLV/Nđc.
Kđt - Hệ số đồng thời, Kđt = ∑Ni.τi/∑Ni với Ni là công suất của động cơ thứ i
làm việc trong thời gian tương ứng

τi

τ

, .

KT - Hệ số tải nhiệt, động cơ làm việc ở chế độ biến điện năng thành cơ năng
đều lấy KT = 1.
η - Hiệu suất làm việc thực tế của động cơ, η = ηđ.khc. Ở đây ηđ là hiệu suất
của động cơ theo catalogue, Khc là hệ số hiệu chỉnh theo phụ tải.

Với các máy móc, thiết bị thông dụng, các thông số được thể hiện trong
bảng 2.1.
Bảng 3.1. Nhiệt của từng loại máy trong phòng.
Các thông số của máy
Nđc (W)
Ktt
Kđt
KT
SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

Máy
tính
450
0,8
1
1

Máy in

Tivi

Thiết bị khác

500
0,8
0,3
1

200

0,8
0,5
1

400
0,8
0,8
1

23

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

η

0,75

0,84

0,75

0,75

-Tầng 1: có diện tích 204 m2, tầng 1 có khoảng 10 máy tính, 3 máy in, 1 thiết
bị khác.

Q = (10.450 + 1.400.0,8).0,8.

1
1
+ 3.500.0,3.0,8.
= 5570W
0,75
0,84

Áp dụng công thức (3.5) với các máy móc trong phòng điều hòa, kết quả tính
nhiệt tỏa từ máy móc được thể hiện trong bảng 3.2
Bảng 3.2. Bảng kết quả tính nhiệt toả ra từ máy móc cho các tầng.
Thiết bị trong phòng

Q1 (w)

Tầng
Máy tính
10
9
10
6
6
0

1
2
3
4

5
6
Tổng

Máy in
3
3
3
1
1
0

Ti vi
0
0
1
2
2
4
26648

Thiết bị khác
1
1
2
3
3
3

5570

5090
6018
4260
4260
1450

3.2.2. Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng.
Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng được xác định như sau:
Q2 = Ncs = q.F , W

(3.6)

Ncs - Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W;
F - Diện tích sàn, m2.
Theo tiêu chuẩn chiếu sáng 5687-2010, lấy trên mỗi m 2 văn phòng là :
A = 20 W/m2.
-Tầng 1 có diện tích mặt sàn cần điều hòa 204m2 (bỏ qua diện tích cầu thang, nhà vệ
sinh)
Q2 = 204.20 = 4080 W

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

24

Khoa Điện


Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Áp dụng công thức (3.6) với các thiết bị chiếu sáng, kết quả tính nhiệt tỏa do
đèn chiếu sáng được thể hiện trong bảng 3.3
Bảng 3.3. Bảng kết quả tính nhiệt toả do đèn chiếu sáng.
Thông số
Tầng

q (W/m2)

F ( m2)
1
2
3
4
5
6
Tổng

204
219
219
219
219
208

20
20
20
20

20
20
25760

Q2 (W)
4080
4380
4380
4380
4380
4160

3.2.3. Nhiệt tỏa từ người.
Nhiệt toả từ người được xác định như sau:
Q3 = n.q, W

(3.7)

q - Nhiệt tỏa từ một người, W/người;
n - Số người.
Nhiệt toả ra từ một người trưởng thành, với nhiệt độ trong phòng khoảng
t = 25oC, ở đây ta chọn các phòng hành chính q = 125 W/người, với phòng ngủ
chọn q = 80 W/người .
Với quầy giao dịch và quầy thu ngân ta có mật độ người là 4,6m 2/người, các
phòng hành chính 9.3m2/người, phòng hội thảo 1,4m2/người.
-Tầng 1 dự kiến có 40 người:
Q3 = 40. 160 = 5000 W
Áp dụng công thức (3.7) kết quả tính nhiệt tỏa từ người được thể hiện trong
bảng 3.4.

SVTH: Trần Văn Khanh
ĐH-Nhiệt Lạnh 2-K3

25

Khoa Điện