Đồ Án Tốt Nghiệp Thiết Kế Chế Tạo Hệ Thống Điều Hòa Không Khí

VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ, CHẾ TẠO HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

ADMINISTRATOR

1


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển kinh tế của cả nước,
ngành điều hòa không khí cũng đã có bước phát triển vượt bậc, ngày càng trở
nên quen thuộc hơn trong đời sống và sản xuất.
Ngày nay, điều hòa tiện nghi và điều hòa công nghệ không thể thiếu trong
các tòa nhà, khách sạn, siêu thị, các dịch vụ du lịch, văn hóa, y tế, thể thao...
Trong những năm qua ngành điều hòa không khí (ĐHKK) 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, vi điện tử, bưu điện, máy tính, cơ khí chính xác, hóa học...
Ở trên ta đã thấy được tầm quan trọng to lớn của ĐHKK. Vì vậy việc học
tập nghiên cứu, tiến tới thiết kế, chế tạo các hệ thống ĐHKK là điều rất cần thiết.
Nhận thức được sự cần thiết ấy, em thực hiện đồ án này với mong muốn củng cố
thêm những kiến thức đã được tiếp thu trong thời gian học tập trên ghế nhà

trường, được tiếp xúc nhiều hơn với công việc thực tế, thu lượm những kinh
nghiệm quý báu cho quá trình công tác sau này.
Trong quá trình làm đồ án, do còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức của bản thân
em nên không thể tránh khỏi có những thiếu sót còn mắc phải. Em rất mong nhận được sự
chỉ bảo và góp ý của các quý thầy cô và các bạn.
Nhân đây, em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc tới trường đại học Bách khoa Hà Nội, viện
Khoa học và Công nghệ Nhiệt Lạnh, đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em
được thực hiện bản đồ án tốt nghiệp này. Đặc biệt, em xin gửi lời cám ơn chân thành nhất tới
giảng viên, thạc sĩ Phạm Thái Sơn vì sự quan tâm, hướng dẫn nhiệt tình của thầy trong suốt
thời gian em thực hiện đồ án này.
Xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 08/06/2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trần Quân

ADMINISTRATOR

2


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan bản đồ án này do tôi tự tính toán, thiết kế và nghiên cứu
dưới sự hướng dẫn của giảng viên, thạc sĩ Phạm Thái Sơn
Để hoàn thành đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã ghi trong mục
tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất cứ tài liệu nào khác mà không

được ghi.
Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trần Quân

ADMINISTRATOR

3


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

MỤC LỤC

ADMINISTRATOR

4


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN

1.1 – Cơ sở kĩ thuật điều hòa không khí
1.1.1 – Lịch sử phát triển của kỹ thuật điều hòa không khí
Vào năm 218 đến 222, hoàng đế Varius Avitus ở thành Rome đã cho
người đắp ngọn núi tuyết ở vườn thượng uyển để làm mát những ngọn gió thổi

vào cung điện.
Vào năm 1845, bác sĩ John Gorrie người Mỹ đã chế tạo máy nén khí đầu
tiên để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông. Chính điều đó làm ông nổi
tiếng và đi vào lịch sử của điều hòa không khí.
Năm 1850, nhà thiên văn học Puizzi Smith lần đầu tiên đưa ra dự án điều
hòa không khí trong phòng ở bằng máy lạnh nén khí.
Năm 1911, Carrier lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và định
nghĩa tính chất nhiệt động của không khí ẩm và phương pháp xử lý để đạt được
các trạng thái không khí theo yêu cầu.
Kỹ thuật điều hòa không khí bắt đầu chuyển mình và có những bước tiến
nhảy vọt đáng kể, đặc biệt là vào năm 1921 khi tiến sĩ Willis H. Carrier phát
minh ra máy lạnh ly tâm. Điều hòa không khí thực sự lớn mạnh và tham gia vào
nhiều lĩnh vực khác nhau như:
1.

Điều hòa không khí cho các nhà máy công nghiệp.

2.

Điều hòa không khí cho các nhà máy chăn nuôi.

3.

Điều hòa không khí cho các trại điều dưỡng, bệnh viện.

4.

Điều hòa không khí cho các cao ốc, nhà hát lớn.

5.

Điều hòa không khí cho các nơi sinh hoạt khác nhau của con người…

Đến năm 1932, toàn bộ các hệ thống điều hòa không khí đã chuyển sang
sử dụng môi chất freon R12.
ADMINISTRATOR

5


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, đời sống con người ngày càng
được nâng cao thì điều hòa không khí ngày càng phát triển mạnh mẽ, ngày càng
có thiết bị, hệ thống điều hòa không khí hiện đại, gọn nhẹ, rẻ tiền.
1.1.2 – Lịch sử phát triển của điều hòa không khí tại Việt Nam
Đối với Việt Nam, là một đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm. Điều
hoà không khí có ý nghĩa vô cùng to lớn trong việc phát triển kinh tế nước ta.
Điều hòa không khí đã xâm nhập vào hầu hết các ngành kinh tế, đặc biệt là
ngành chế biến và bảo quản thực phẩm, các ngành công nghiệp nhẹ, ngành xây
dựng.
Nhược điểm chủ yếu của ngành lạnh ở nước ta là quá nhỏ, non yếu và lạc
hậu, chỉ chế tạo ra các loại máy lạnh amoniac loại nhỏ, chưa chế tạo được các
loại máy nén và thiết bị cỡ lớn, các loại máy lạnh Freon, các thiết bị tự động.
Ngành lạnh nước ta chưa được quan tâm đầu tư và phát triển đúng mức dẫn đến
việc các đơn vị, xí nghiệp sử dụng lạnh chưa hợp lý gây thiệt hại và lãng phí tiền
vốn. Ở Việt Nam hiện nay, việc tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí
cho một công trình nào đó đều chỉ là tính toán từng bộ phận riêng lẻ rồi lựa chọn

các thiết bị của các nước trên thế giới để lắp ráp thành một cụm máy, ta chưa thể
chế tạo được từng thiết bị cụ thể hoặc có chế tạo được nhưng chất lượng còn
kém.
Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước trong những năm gần đây, ở
các thành phố lớn phát triển lên hàng loạt các cao ốc, nhà hàng, khách sạn, các
rạp chiếu phim, các biệt thự sang trọng, nhu cầu tiện nghi của con người tăng
cao, ngành điều hòa không khí đã bắt đầu có vị trí quan trọng và có nhiều hứa
hẹn trong tương lai.
Trong điều kiện hiện nay, khi cuộc sống của người dân ngày càng được
cải thiện đáng kể về mọi mặt thì việc các tòa nhà trọc trời, khách sạn, nhà hàng,
siêu thị, trung tâm thương mại… sử dụng hệ thống điều hòa không khí là một
điều hợp lý và cấp thiết nhất là trong điều kiện khí hậu ngày càng nóng lên trên
toàn thế giới vì hiệu ứng nhà kính mà Việt Nam của chúng ta cũng đang phải
chịu ảnh hưởng lớn từ hiện tượng này. Việc các hệ thống điều hòa trung tâm hầu
như đã chiếm lĩnh tất cả các cao ốc văn phòng, khách sạn, các trung tâm mua
ADMINISTRATOR

6


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

sắm, các siêu thị… đã chứng minh một thực tế rõ ràng vị trí quan trọng của
ngành điều hòa không khí trong sinh hoạt và trong mọi hoạt động sản xuất. Việc
này còn cho ta thấy ngành lạnh nước ta đang ngày càng phát triển mạnh mẽ phục
vụ cho nhiều mục đích sử dụng.
1.1.3 – Điều hòa không khí và tầm quan trọng của điều hòa không khí
Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và yếu tố vật chất nhân tạo quan

hệ mật thiết với nhau, bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất,
sự tồn tại, phát triển của con người và thiên nhiên. (Theo Điều 1, Luật Bảo vệ
Môi trường của Việt Nam). Môi trường theo nghĩa rộng là tất cả các nhân tố tự
nhiên và xã hội cần thiết cho sự sinh sống, sản xuất của con người, như môi
trường tài nguyên thiên nhiên, môi trường không khí, môi trường đất, môi trường
nước, môi trường ánh sáng... Trong đó môi trường không khí có ý nghĩa sống
còn để duy trì sự sống trên Trái đất, trong đó có sự sống của con người. Môi
trường không khí có đặc tính là không thể chia cắt, không có biên giới, không ai
có thể sở hữu riêng cho mình, môi trường không khí không thể trở thành hàng
hoá, do đó nhiều người không biết giá trị vô cùng to lớn của môi trường không
khí, chưa quí trọng môi trường không khí và chưa biết cách tạo ra một môi
trường không khí trong sạch không ôi nhiễm.
Cũng giống như các loài động vật khác sống trên trái đất, con người có
thân nhiệt không đổi (370C) và luôn luôn trao đổi nhiệt với môi trường không khí
xung quanh. Con người luôn phải chịu sự tác động của các thông số không khí
trong môi trường không khí như nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ các chất độc hại và
tiếng ồn. Chúng có ảnh hưởng rất lớn đến con người theo hai hướng tích cực và
tiêu cực. Do đó để hạn chế những tác động tiêu cực và phát huy những tác động
tích cực của môi trường xung quanh tác động đến con người, ta cần phải tạo ra
một môi trường thoải mái, một không gian tiện nghi cho con người. Những điều
kiện tiện nghi đó hoàn toàn có thể thực hiện được nhờ kỹ thuật điều hoà không
khí.
Không những tác động tới con người, môi trường không khí còn tác động
tới đời sống sinh hoạt và các quá trình sản xuất của con người… Con người tạo
ra sản phẩm và cũng tiêu thụ sản phẩm đó. Do đó con người là một trong những
ADMINISTRATOR

7

VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

yếu tố quyết định năng suất lao động và chất lượng sản phẩm. Như vậy, môi trường không khí trong sạch, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp cũng chính là yếu tố
gián tiếp nâng cao năng suất lao động. Mặt khác, mỗi ngành kỹ thuật lại yêu cầu
một chế độ vi khí hậu riêng biệt do đó ảnh hưởng của môi trường không khí đối
với sản xuất không giống nhau. Hầu hết các quá trình sản xuất thường kèm theo
sự thải nhiệt, thải khí CO2 và hơi nước, có khi cả bụi và các chất độc hại vào môi
trường không khí ngay bên trong nơi làm việc, làm thay đổi nhiệt độ và độ ẩm
không khí trong phòng đồng thời gây ra những ảnh hưởng không tốt đến quá
trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Chẳng hạn như trong các quá trình sản
xuất thực phẩm, chúng ta đều cần duy trì nhiệt độ và độ ẩm theo tiêu chuẩn. Độ
ẩm thấp quá làm tăng nhanh sự thoát hơi nước trên mặt sản phẩm, do đó tăng
hao trọng, có khi làm giảm chất lượng sản phẩm (gây nứt nẻ, vỡ do sản phẩm bị
giòn quá khi khô). Nhưng nếu lớn quá cũng làm môi trường phát sinh nấm mốc.
Một số ngành sản xuất như bánh kẹo cao cấp đòi hỏi nhiệt độ không khí khá thấp
(ví dụ ngành chế biến sôcôla cần nhiệt độ 7 ÷ 8oC, kẹo cao su là 20oC), nếu nhiệt
độ không đạt yêu cầu sẽ làm hư hỏng sản phẩm. Độ trong sạch của không khí
không những tác động đến con người mà còn tác động trực tiếp đến chất lượng
sản phẩm. Bụi bẩn bám trên sản phẩm không chỉ làm giảm vẻ đẹp mà còn làm
hỏng sản phẩm. Các ngành sản xuất thực phẩm không chỉ yêu cầu không khí
trong sạch, không có bụi bẩn mà còn đòi hỏi vô trùng nữa.
Còn rất nhiều quá trình sản xuất khác đòi hỏi phải có điều hòa không khí
mới tiến hành được hiệu quả như ngành y tế, ngành giao thông vận tải, ngành
công nghiệp in, ngành công nghiệp sợi, ngành cơ khí chính xác... Điều này ta có
thể tìm hiểu và nhận thấy trong thực tế sản suất nhất là ở thời đại công nghiệp
phát triển ở trình độ cao trong nước cũng như trên thế giới.
Tóm lại, con người và sản xuất đều cần có môi trường không khí với các
thông số thích hợp. Môi trường không khí tự nhiên không thể đáp ứng được

những đòi hỏi đó. Vì vậy phải sử dụng các biện pháp tạo ra vi khí hậu nhân tạo
bằng điều hòa không khí.
Điều hòa không khí (ĐHKK) là quá trình tạo ra và duy trì ổn định trạng
thái không khí trong nhà theo một chương trình định trước, không phụ thuộc vào
trạng thái không khí ngoài trời.
ADMINISTRATOR

8


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Điều hoà không khí không chỉ giữ vai trò rất quan trọng trong đời sống
hàng ngày mà còn đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con người cũng như
nâng cao hiệu quả lao động và chất lượng của sản phẩm trong công nghiệp sản
xuất. Đồng thời nó cũng có những ý nghĩa to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị
văn hóa và lịch sử.
1.2 – Giới thiệu về công trình
Công trình tòa nhà chung cư cao tầng tại thành phố Hồ Chí Minh. Công
trình thuộc loại chung cư cao cấp gồm có một tầng hầm phục vụ cho công tác
trông giữ phương tiện giao thông. Tầng một dành cho công tác quản lý tòa nhà,
dịch vụ thương mại và những sinh hoạt cộng đồng. Tầng hai dành cho trường
mẫu giáo với ba lớp học có đầy đủ cơ sở vật chất phục vụ công tác nuôi dạy con
em các gia đình thuộc chung cư. Từ tầng ba tới tầng hai mươi là khu vực các căn
hộ dành cho các gia đình.
Tòa nhà bao gồm 21 tầng:
1.

1 tầng hầm

2.

20 tầng dành cho các căn hộ

3.

1 tầng áp mái

Diện tích nền móng: 57000 x 35700 (2035 m2)
Diện tích nền nhà: 51000 x 25200 (1285 m2)

Bảng 1.1 – Độ cao tòa nhà
Tầng
Tầng hầm
Tầng 1
Tầng 2
Tầng 3
Tầng 4
Tầng 5
Tầng 6

Độ cao nền

ADMINISTRATOR

Độ cao sử dụng
-2,45
0,75

5,25
9,25
12,35
15,45
18,55

Tầng
3,20Tầng 11
4,50Tầng 12
4,00Tầng 13
3,10 Tầng 14
3,10 Tầng 15
3,10 Tầng 16
3,10 Tầng 17

Độ cao nền

Độ cao sử dụng
34,05
37,15
40,25
43,35
46,45
49,55
52,65

3,10
3,10
3,10
3,10

3,10
3,10
3,10

9


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH
Tầng 7
Tầng 8
Tầng 9
Tầng 10

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

21,65
24,75
27,85
30,95
Độ cao tòa nhà (độ cao mái)

3,10 Tầng 18
3,10 Tầng 19
3,10 Tầng 20
3,10 Áp mái

55,75
58,85
61,95
65,05

68,85

3,10
3,10
3,10
3,80

Chi tiết các tầng
1.

2.

Tầng hầm: được sử dụng cho mục đích để xe là chính.
1.

2 phòng thường trực

2.

2 phòng kĩ thuật điện

3.

4 thang máy

4.

2 cầu thang bộ

5.

Ngoài ra còn có hệ thống rãnh và bơm thoát nước

Tầng 1: Dùng cho các mục đích sinh hoạt chung
1.

1 phòng quản lý tòa nhà

2.

2 phòng bảo vệ

3.

2 phòng kĩ thuật điện

4.

2 phòng kĩ thuật nước

5.

4 thang máy

6.

4 cầu thang bộ (2 cái dùng để thoát hiểm)

7.

5 phòng vệ sinh chung

8.

3 khu vực không gian công cộng

9.

1 phòng sinh hoạt cộng đồng

ADMINISTRATOR

10


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

10.

3.

Ngoài ra còn có 2 lối vào chung cư dành người đi bộ, 2
đường dốc dành cho người tàn tật, 2 cửa thoát hiểm, 2 sảnh, 2
khu vực gom rác, lối vào và ra tầng hầm dành cho người đi
xe.

Tầng 2: Dành cho nhà trẻ
1.

Nhà trẻ tại tầng 2 được chia làm 3 lớp và 1 khu dành cho giáo

viên

2.

Khu vực dành cho giáo viên gồm có: văn phòng, khu nấu ăn
– phụ trợ, 2 nhà vệ sinh và 1 ban công.

3.

Mỗi lớp dành cho trẻ gồm

4.

4.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.

1 phòng snh hoạt chung

2.

1 phòng dành cho trẻ mệt nghỉ ngơi

3.

1 hiên chơi

4.

1 nhà vệ sinh chung

5.

Khu vực gửi đồ

6.

Ban công

7.

Nhà kho

Ngoài ra tại tầng 2 cũng có 2 phòng kĩ thuật điện, 4 thang
máy, 4 cầu thang bộ, 2 phòng kĩ thuật nước và khu vực gom
rác

Tầng 3 – 20: Các căn hộ
Từ tầng 3 tới tầng 20 của tòa nhà mỗi tầng có 14 căn hộ chia
làm 4 loại A, B, C và D với diện tích sử dụng khác nhau.
Bảng 1.2 – Phân loại và thống kê số lượng mỗi loại căn hộ

ADMINISTRATOR

11


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Loại căn hộ
Diện tích sử dụng (m2)
Sô lượng mỗi tầng
Tổng số lượng

A
54.1
4
72

B
60.8
4
72

C
60.4
4
72

D
60.6
2
36

Ngoài ra mỗi tầng cũng có 2 phòng kĩ thuật điện, 4 thang
máy, 4 cầu thang bộ, 2 phòng kĩ thuật nước và khu vực gom

rác.
5.

Tầng áp mái
1.

Tại tầng áp mái có

2.

2 phòng kĩ thuật điện

3.

2 phòng kĩ thuật thang máy

4.

4 bể nước inox 20 m3

Xác định vị trí tương quan giữa các phòng cần lắp điều hòa. Để quy ước ta
đánh số thứ tự các căn hộ từ tầng 3 đến tầng 20 như sau

ADMINISTRATOR

12


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Ta có bảng thống kê diện tích và và vị trí tương quan theo các hướng của
các phòng như sau
Các từ viết tắt
NT: ngoài trời
HL: hành lang
CT: cầu thang
VCC: không gian vui chơi chung
SHC: phòng sinh hoạt chung
PTM: phòng trẻ mệt
CHxy: căn hộ số xy
SHCD: sinh hoạt cộng đồng

ADMINISTRATOR

13


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Bảng 1.3 – Phân tích sơ bộ vị trí tương quan các phòng của chung cư
Phòng
Bảo vệ (phía tây)
Bảo vệ (phía đông)
Quản lý tòa nhà
Sinh hoạt cộng đồng
Giáo viên

SHC1
SHC2
SHC3
PTM1
PTM2
PTM3
VCC
CH01
CH02
CH03
CH04
CH05
CH06
CH07
CH08
CH09
CH10
CH11
CH12
CH13
CH14

tầng
1
1
1
1
2
2
2

2
2
2
2
2
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20
3…20

diện tích
9,0
9,0
21,1
138,6
47,6
117,2
117,2
117,2
19,2

19,2
19,2
235,5
54,1
60,8
60,4
60,6
60,4
60,8
54,1
54,1
60,8
60,4
60,6
60,4
60,8
54,1

Đông
Tây
Nam
phòng KT điện CT
HL
CT
phòng KT điện HL
phòng SHCD khu gom rác NT
HL
phòng QL
NT
VCC

nấu ăn
HL
PTM1
VCC
HL
SHC1
PTM2
NT
PTM3
SHC2
NT
NT
SHC1
HL
SHC2
NT
NT
NT
SHC3
NT
HL
HL
SHC
CH02
NT
CT
CH03
CH01
HL
NT

CH02
CH04
CH11
HL
CH05
NT
CH06
NT
CH05
CH07
NT
CH06
NT
NT
NT
CH09
CT
CH08
CH10
HL
CH09
NT
CH11
HL
CH04
CH12
CH13
NT
NT
CH14

CH12
NT
NT
CH13
NT

Bắc
khu TM
khu TM
HL
HL
NT
NT
HL
HL
NT
HL
HL
NT
NT
NT
NT
CH03
CH04
HL
CT
NT
NT
NT
CH10

CH11
HL
CT

Như vậy, tòa chung cư gồm có một tầng hầm phục vụ trông giữ phương
tiện giao thông, hai tầng phục vụ cho những tiện ích cộng đồng cùng công tác
quản lý tòa nhà và 252 căn hộ các loại chia ra 18 tầng, mỗi tầng gồm 14 căn hộ
dành cho mỗi gia đình sinh sống.

ADMINISTRATOR

14


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

1.3 – Chọn cấp điều hòa và thông số tính toán
1.3.1 – Chọn cấp điều hòa
Theo tiêu chuẩn, tùy theo mức độ quan trọng của công trình mà hệ thống
điều hòa không khí được chia làm 3 cấp:
1.

Cấp 1: hệ thống điều hòa phải duy trì được các thông số trong nhà ở mọi
phạm vi biến thiên độ ẩm ngoài trời cả mùa đông và mùa hè (phạm vi sai
lệch là 0h), dùng cho các công trình đặc biệt quan trọng.

2.

Cấp 2: hệ thống phải duy trì được các thông số trong nhà ở phạm vi sai
lệch là 200h một năm, dùng cho các công trình tương đối quan trọng.

3.

Cấp 3: Hệ thống phải duy trì các thông số trong nhà trong phạm vi sai lệch
không quá 400h một năm, dùng trong các công trình thông dụng như
khách sạn, văn phòng, nhà ở,…
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.
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,... 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.
Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư và đặc điểm của
công trình, phương án cuối cùng được lựa chọn là điều hoà không khí cấp 3.
1.3.2 – Chọn thông số tính toán ngoài nhà

ADMINISTRATOR

15


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Theo số liệu về khí hậu Việt Nam của tổng cục thống kê, ta có các thông
số tính toán ngoài nhà cho địa điểm tại thành phố Hồ Chí Minh như sau:
1.

Nhiệt độ: 35,6 oC;

2.

Độ ẩm: 49,7 %;
Từ đó ta xác định các thông số khác
ph,max =

= 0,058 bar

ph = ph, max.φ =

d = 0,621.

= 0,029 bar

=

= 0,019 kg/kg

I = 1,004.t + d.(2500 + 1,842.t)
= 1,004.35,6 + 0,019.(2500 + 1,842.35,6)
= 84,2 kJ/kg
Như vậy ta có các thông số tính toán cho không khí bên ngoài không gian
điều hòa như sau:

1.

Nhiệt độ: t = 35,6 oC;

2.

Độ ẩm: φ = 49,7 %;

3.

Dung ẩm: d = 0,019 kg/kg;

4.

Entanpy: I = 84,2 kJ/kg.

1.3.3 – Chọn thông số điều hòa trong nhà
Theo tiêu chuẩn về điều kiện tiện nghi, áp dụng cho đối tượng là căn hộ
chung cư cao tầng, ta chọn các thông số điều hòa cho không gian trong nhà như
sau:
ADMINISTRATOR

16


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH
5.

Nhiệt độ: 27 oC;

6.

Độ ẩm: 60 %;

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Từ đó ta xác định các thông số khác
ph,max =

= 0,035 bar

ph = ph, max.φ =

d = 0,621.

= 0,021 bar

=

= 0,014 kg/kg

I = 1,004.t + d.(2500 + 1,842.t)
= 1,004.27,0 + 0,014.(2500 + 1,842.27,0)
= 62,1 kJ/kg
Như vậy ta có các thông số tính toán cho không khí bên trong không gian
điều hòa như sau:
7.

Nhiệt độ: t = 27,0 oC;

8.

Độ ẩm: φ = 60,0 %;

9.

Dung ẩm: d = 0,014 kg/kg;

10.

Entanpy: I = 62,1 kJ/kg.

ADMINISTRATOR

17


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

CHƯƠNG 2 – PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
VÀ LỰA CHỌN HỆ THỐNG PHÙ HỢP

2.1 – Yêu cầu đối với một hệ thống điều hòa không khí
Hệ thống phải đảm bảo các thông số trong và ngoài nhà, có tính tự động
hóa cao. Hệ thống phải đáp ứng được các yêu cầu về mặt kỹ thuật cũng như mỹ
thuật và mục đích sử dụng của công trình. Khi thi công láp đặt đường ống thiết
bị không quá phức tạp gây cản trở cho các hạng mục khác.
Giá thành của thiết bị, vật tư phải phù hợp với công trình và nhà đầu tư.

Khi đưa vào hoạt động phải đảm bảo an toàn, độ tin cậy, tuổi thọ và mang
lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà đầu tư.
2.2 – Máy điều hoà cục bộ
Hệ thống điều hoà cục bộ gồm máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà tách
(hai và nhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ dưới 7kW (24000 BTU/h). Đây
là loại máy nhỏ hoạt động tự động, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa dễ
dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, rất thích hợp đối với các
phòng và các căn hộ nhỏ và tiền điện thanh toán riêng biệt theo từng máy. Tuy
nhiên hệ thống điều hoà cục bộ có nhược điểm là khó áp dụng cho các phòng lớn
như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, cửa hàng, các toà nhà như khách sạn, văn
phòng vì khi bố trí ở đây các cụm dàn nóng bố trí phía ngoài nhà sẽ làm mất mỹ
quan và phá vỡ kết cấu xây dựng của toà nhà. Nhưng với kiến trúc xây dựng,
phải đảm bảo không làm ảnh hưởng tới mỹ quan công trình.

ADMINISTRATOR

18


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Do những đặc điểm trên, thiết kế hệ thống điều hòa cho công trình chung
cư, không xét tới việc sử dụng những máy điều hòa cục bộ do công suất của máy
cục bộ nhỏ, chỉ sử dụng cho từng hộ riêng biệt và ảnh hưởng lớn tới mĩ quan
công trình.

2.3 – Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió
Là hệ thống mà không khí được làm lạnh bằng nước lạnh hoặc gas trong

các AHU rồi không khí lạnh được các đường ống dẫn vào phòng.
Hệ thống điều hoà tách hai cụm có ống gió chủ yếu gồm:
1.

Máy lạnh làm lạnh không khí trục tiếp bằng gas

2.

Hệ thống ống dẫn gas

3.

Hệ thống nước giải nhiệt

4.

Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng gas nóng
FCU (fan coil unit) hoặc AHU (air handling unit)

5.

Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

6.

Hệ thống tiêu âm và giảm âm

7.

Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí

8.

Bộ xử lý không khí

9.

Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm 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

10.

Có thể có buồng phun

Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió có các ưu điểm sau:
1.

Đường ống dẫn gas ngắn nên vòng tuần hoàn gas ít bị tắc nghẽn và rò rỉ
gas.

ADMINISTRATOR

19


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

2.

Có thể khống chế nhiệt, ẩm trong không gian điều hoà nhờ buồng phun.

3.

Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra
cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi.

Hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió có các nhược điểm sau:
1.

Tốn diện tích lắp đặt, do đường ống gió cồng kềnh.

2.

Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống.

3.

Vấn đề cách nhiệt đường ống gió phức tạo, đặc biệt do đọng sương rớt lên
trần giả vì độ ẩm ở Việt Nam cao.

2.4 – Hệ thống điều hòa trung tâm nước
Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7 oC để
làm lạnh không khí gián tiếp qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU.
Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yếu gồm:
1.

Máy làm lạnh nước (water chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ

12oC xuống 7oC

2.

Hệ thống ống dẫn nước lạnh

3.

Hệ thống nước giải nhiệt

4.

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 ở các FCU cung cấp

5.

Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước
nóng FCU (fan coil unit) hoặc AHU (air handling unit)

6.

Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không khí

7.

Hệ thống tiêu âm và giảm âm

8.

Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí

9.

Bộ xử lý không khí

ADMINISTRATOR

20


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH
10.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm 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
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí

ở dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng. Trái lại, máy
làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt trên tầng thượng.
Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7 oC rồi được bơm
nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. ở đây nước thu nhiệt
của không khí nóng trong phòng nóng lên đến 12oC và lại được bơm đẩy về bình
bay hơi để tái làm lạnh xuống 7 oC khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh. Đối với
hệ thống lạnh kín (không có dàn phun) cần phải có thêm bình giãn nở để bù nước
trong hệ thống giãn nở khi thay đổi nhiệt độ. Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta
thấy hệ thống có máy làm lạnh nước giải nhiệt nước tốn thêm một diện tích lắp

đặt ở tầng dưới cùng. Nếu dùng hệ thống với máy làm lạnh nước giải nhiệt gió
hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng diện tích đó vào mục đích khác như làm
gara ô tô.
Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hoà trung tâm nước là máy làm lạnh
nước.
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước là một tổ hợp hoàn chỉnh nguyên cụm.
Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy
chế tạo nên chất lượng rất cao. Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải
nhiệt và hệ thống nước lạnh là máy có thể vận hành được ngay.
Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần hoàn với bơm
tháp và tháp giải nhiệt nước. Trong một tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc
lắp nhiều máy nén trong một cụm máy có ưu điểm:
1.

Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo từng bậc.

ADMINISTRATOR

21


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH
2.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho các máy khác hoạt động trong
khi tiến hành sửa chữa máy hỏng.

3.

Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động quá lớn.
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. Nhưng nó lại có ưu
điểm là không cần nước làm mát nên giảm được hệ thống 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 dàn ngưng cồng kềnh và 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. Đây cũng là vấn đề đặt ra đối
với người thiết kế khi chọn máy.
Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau:
1.

Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do
rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại

2.

Có thể khống chế nhiệt độ và độ ẩm trong không gian điều hoà theo từng
phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì điều kiện vi khí hậu tốt nhất

3.

Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và
mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan

4.

Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật
liệu làm ống

5.

Có khả năng xử lý không khí với độ sạnh cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra
cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi

6.

Ít phải bảo dưỡng và sửa chữa

ADMINISTRATOR

22


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH
7.

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều
nên rất dễ kiểm soát.

Hệ thống trung tâm nước có các nhược điểm sau:
1.

Tốn diện tích lắp đặt, do đường ống gió cồng kềnh

2.

Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống

3.

Tiêu thụ điện năng nhiều hơn so với máy VRV rất nhiều

4.

Cần công nhân vận hành lành nghề

5.

Cần bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU

6.

Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức
tạo đặc biệt do đọng sương ví độ ẩm ở Việt Nam quá cao

7.

Cần định kỳ sửa chữa máy lạnh và các FCU

2.5 – Hệ thống điều hòa không khí VRV
Do hệ thống ống gió (Constant Air Volume) và VAV (Variable Air
Volume) (hệ thống ống gió lưu lượng không đổi và hệ thống ống gió lưu lượng
thay đổi) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều

thời gian và diện tích lắp đặt, tốn vật liệu làm đường ống. Nên người ta đưa ra
giải pháp VRV (Variable Refrigerant Volume) là điều chỉnh năng suất lạnh qua
việc điều chỉnh lưu lượng môi chất.
Thực chất là phát triển máy điều hoà tách về mặt năng suất lạnh cũng như
số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng lên đến 8 thậm chí đến 16 cụm dàn
lạnh, tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và cụm
dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các toà nhà cao tầng kiểu khách sạn và văn
phòng, mà từ trước hầu như chỉ có hệ thống điều hoà trung tâm nước lạnh đảm

ADMINISTRATOR

23


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

nhiệm, vì so với ống gió dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều. Máy điều hoà VRV
chủ yếu sử dụng cho điều hoà tiện nghi.
Tổ ngưng tụ có hai máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on_off
còn một máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến
100% gồm 21 bậc, đảm bảo tiết kiệm năng lượng hiệu quả kinh tế cao.
Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu từng
vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm.
Các máy VRV có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các
mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau nhỏ từ 7kW đến hàng ngàn kW,
thích hợp cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức
năng.
VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có

thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 50m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới
15m, đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất
tới 100m tạo điều kiện, bố trí máy dễ dàng trong các toà nhà cao tầng, văn
phòng, khách sạn mà trước đây chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm.
Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất
lượng cao.
Khả năng sửa chữa và bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ các
thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng. Cũng như sự kết nối để phát hiện hư
hỏng tại trung tâm qua internet.
So với hệ thống trung tâm nước, hệ VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố
trí trên tầng thượng hoặc bên sườn toà nhà, còn đường ống dẫn môi chất lạnh có
kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió.
Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu
bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao.
ADMINISTRATOR

24


VIỆN KH&CN NHIỆT – LẠNH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Máy điều hoà VRV có 3 kiểu dàn nóng: một chiều, hai chiều (bơm nhiệt)
và thu hồi nhiệt. Máy điều hoà VRV chủ yếu phục vụ cho điều hoà tiện nghi chất
lượng cao.
Ưu điểm:
1.

Tiết kiệm điện năng khi vận hành

2.

Vận hành đơn giản, tốn ít công lắp đặt

3.

Thiết bị đơn giản gọn nhẹ

4.

Có khả năng tự động hóa cao

Nhược điểm:
5.

Giống như máy điều hoà hai cụm, máy VRV có nhược điểm là
không lấy được gió tươi nên người ta đã thiết kế thiết bị hồi nhiệt
lấy gió tươi đi kèm rất hiệu quả. Thiết bị hồi nhiệt này không những
hạ nhiệt độ mà còn hạ được độ ẩm của gió tươi đưa vào phòng.

6.

Gas vận chuyển trong hệ thống phức tạp dễ gây rò rỉ và tắc nghẽn

2.6 – So sánh và lựa chọn hệ thống điều hòa không khí
Trước khi so sánh để lựa chọn giữa các hệ thống điều hòa, ta cần nắm
được các đặc điểm về kiến trúc của các tòa nhà chung cư cần lưu ý khi lựa chọn
hệ thống điều hòa không khí:
1.

Yêu cầu về điều hòa của chung cư là điều hòa tiện nghi.

2.

Tòa nhà chung cư được chia làm nhiều hộ, nhiều phòng với các nhu cầu
sử dụng điều hòa khác nhau.

3.

Chiều cao của tòa nhà có ảnh hưởng tới khả năng lắp đặt.

4.

Có yêu cầu về thẩm mĩ, cảnh quan, kiến trúc.

5.

Do là nơi sinh hoạt của nhiều người nên yêu cầu mức độ an toàn về cháy
nổ, rò rỉ môi chất, giảm độ ồn,… cao.

ADMINISTRATOR

25