đồ án môn học điều hòa không khí

Phạm Thị Nga

Contents

NL11- Hà Nội


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội
LỜI NÓI ĐẦU

Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, hệ thống điều hòa không khí đã trở
nên vô cùng quen thuộc, và dần trở thành một phần không thể thiếu trong bất
cứ công trình nào. Với sự phát triển không ngừng của khoa học & công nghệ,
các hệ thống điều hòa không khí đã đáp ứng ngày một tốt hơn các nhu cầu về
công nghệ cũng như tiện nghi phục vụ sinh hoạt và sản xuất. Kèm theo đó là
sự có mặt của nhiều công ty chuyên về điều hòa không khí, cùng với sự ra đời
của rất nhiều sản phẩm, thiết bị chuyên nghành. Điều này một mặt tạo điều
kiện thuận lợi cho người kỹ sư Nhiệt Lạnh trong việc đưa ra nhiều lựa chọn
hơn trong việc thiết kế một hệ thống đhkk, sao cho đáp ứng được yêu cầu đưa
ra. Mặt khác, đối với những người chưa có kinh ngiệm thì đây lại là một khó
khăn không nhỏ để tìm được thiết bị phù hợp cho công trình của mình.
Do đó, việc nắm vững các kiến thức chuyên nghành đồng thời tích lũy
kinh nghiệm thực tế là yêu cầu cấp thiết của sinh viên nghành Máy và thiết bị
Nhiệt Lạnh. Thực hiện đồ án môn học điều hòa không khí, không những giúp
em nắm vững hơn các kiến thức đã được học, tìm cách vận dụng những kiến
thức đó vào thực tế, mà còn giúp em từng bước làm quen với công việc thiết
kế một hệ thống lạnh hoàn chỉnh. Đồng thời trong quá trình tìm đọc tài liệu
phục vụ cho việc làm đồ án đã giúp em có thêm khá nhiều kiến thức thực tế
về chuyên nghành mình đang theo học.

Trong quá trình làm đồ án, chắc chắn không thể không có những thiếu
xót, em mong sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các thầy cô trong bộ
môn để em có thể dần dần hoàn thiện kỹ năng của mình. Em xin chân thành
cảm ơn!


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

CHƯƠNG 1 : KHẢO SÁT CÔNG TRÌNH CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ
1.1 Mô tả công trình
Công trình được thiết kế hệ thống điều hòa không khí là Tòa nhà Kí túc xá
Trường đại học Nha Trang. Với tổng diện tích sàn khoảng 1500m2 bao gồm 9
tầng,1 tầng trệt, 1 tầng tum và 1 tầng mái. Chiều cao xây dựng mỗi tầng là
3,6m. Có 4 cầu thang máy và 3 cầu thang bộ.
TP. Nha Trang có vị trí địa lý:
- Vị trí toạ độ : 20 độ vĩ Bắc; 109 độ kinh Đông…
- Độ cao khoảng m so với mực nước biển.
1.2 Phân loại hệ thống điều hòa không khí
1.2.1 Hệ thống điều hòa không khí cục bộ
Hệ thống điều hòa không khí cục bộ gồm 2 loại chính là máy điều hòa
cửa sổ và máy điều hòa tách năng suất lạnh đến 7 kW ( 24000 BTU/h ). Đây
là các loại máy nhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt, vận hành, bảo trì,
bảo dưỡng sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ,
rất thích hợp với các phòng và các căn hộ nhỏ.
a. Máy điều hòa cửa sổ
Máy điều hòa cửa sổ là loại máy điều hòa 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.
Ưu điểm:
- Dễ dàng lắp đặt và sử dụng.
- Giá thành tính trung bình cho một đơn vị công suất lạnh thấp
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 3


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

- Đối với công sở có nhiều phòng riêng biệt, sử dụng máy điều hoà
cửa sổ rất kinh tế , chi phí đầu tư và vận hành đều thấp.
Nhược điểm:
- Công suất bé, tối đa là 24.000 Btu/h
- Đối với các toà nhà lớn, khi lắp đặt máy điều hòa dạng cửa sổ thì sẽ
phá vỡ kiến trúc và làm giảm vẻ mỹ quan của công trình.
- Dàn nóng xả khí nóng ra bên ngoài nên chỉ có thể lắp đặt trên tường
ngoài. Đối với các phòng nằm sâu trong công trình thì không thể sử dụng máy
điều hoà dạng này, nếu sử dụng cần có ống thoát gió nóng ra ngoài rất phức
tạp. Tuyệt đối không nên xả gió nóng ra hành lang vì nếu xả gió nóng ra hành
lành 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.
- 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.

Hình 2.1 Máy điều hòa cửa sổ
b. Máy điều hòa tách
i. Máy điều hòa hai cụm
Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ điều khiển và quạt ly tâm kiểu trục
cán. Cụm ngoài trời gồm máy nén, động cơ và quạt hướng trục. Hai cụm được
nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về. Ống xả nước ngưng từ dàn bay
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 4


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

hơi ra và đường dây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này
thành một búi ống.
ii) Máy điều hòa nhiều cụm :
Máy điều hòa nhiều cụm gồm 1 cụm ngoài nhà với 2 đến 7 cụm trong
nhà dùng cho một hộ gia đình có nhiều phòng. Khi chọn năng suất lạnh thích
hợp có thể sử dụng lạnh đồng thời cho tất cả các phòng hoặc sử dụng lạnh
không đồng thời. Các loại dàn lạnh cho máy điều hòa nhiều cụm rất đa dạng:
treo tường, treo trần, đặt trên sàn, giấu trần có hoặc không có ống gió. Năng
suất lạnh của các dàn lạnh từ 2,5 đến 7 kW.
Máy điều hòa tách có nhiều ưu điểm như giảm được tiếng ồn trong
nhà, lắp đặt dễ dàng, ít phụ thuộc hơn về kết cấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt.
Máy điều hòa tách có hai loại 1 chiều lạnh và 2 chiều nóng lạnh, điều chỉnh
năng suất lạnh có thể bằng máy nén biến tần.
Nhược điểm chủ yếu của máy điều hòa tách là không lấy được gió

tươi nên cần có quạt lấy gió tươi. Ống dẫn gas dài hơn, dây điện tốn nhiều
hơn, giá thành đắt hơn. Khi lắp đặt, thường dàn lạnh cao hơn dàn ngưng
nhưng chiều cao không nên quá 3 m và chiều dài ống dẫn gas không nên quá
10 m.

Hình 2.2 Máy điều hòa nhiều cụm
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 5


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

iii) Máy điều hòa tách không ống gió :
Máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa tổ hợp gọn và của hệ thống
điều hòa cục bộ chỉ khác nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh. Do năng suất
lạnh lớn hơn nên kết cấu của cụm dàn nóng và dàn lạnh đôi khi cũng có nhiều
kiểu dáng hơn. Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với 3 mặt
dàn. Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều ngoài loại treo tường còn có
loại treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tường ...
iiii) Máy điều hòa tách có ống gió :
Máy điều hòa tách có ống gió thường được gọi là máy điều hòa
thương nghiệp kiểu tách. Do dàn lạnh có năng suất lạnh lớn, từ 18.000 đến
200.000 BTU/h, lưu lượng gió cũng lớn, dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm cột
áp cao nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối gió để phân phối đều gió cho
cả phòng lớn hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác nhau.

Hình 2.3 Máy điều hòa tách có ống gió

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 6


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

1.2.2 Máy điều hòa trung tâm
a. Máy điều hòa VRV
Máy điều hoà VRV ra đời từ những năm 70 trước yêu cầu về tiết kiệm
năng lượng và những yêu cầu cấp thiết của các nhà cao tầng.
Cho tới nay vẫn chưa có tên gọi tiếng Việt nào phản ánh đúng bản chất máy
điều hoà kiểu VRV. Tuy nhiên trong giới chuyên môn người ta đã chấp nhận
gọi là VRV như các nước vẫn sử dụng và hiện nay được mọi người sử dụng
rộng rãi.
Máy điều hoà VRV do hãng Daikin của Nhật phát minh đầu tiên. Hiện
nay hầu hết các hãng đã sản xuất các máy điều hoà VRV và đặt dưới các tên
gọi khác nhau , nhưng về mặt bản chất thì không có gì khác.
Tên gọi VRV xuất phát từ các chữ đầu tiếng Anh: Variable Refrigerant
Volume, nghĩa là hệ thống điều hoà có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi
chất tuần hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài.
Máy điều hoà VRV ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều
hoà dạng rời là độ dài đường ống dẫn ga, chênh lệch độ cao giữa dàn nóng,
dàn lạnh và công suất lạnh bị hạn chế. Với máy điều hoà VRV cho phép có
thể kéo dài khoảng cách giữa dàn nóng và dàn lạnh lên đến 100m và chênh
lệch độ cao đạt 50m. Công suất máy điều hoà VRV cũng đạt giá trị công suất
trung bình.

• Nguyên lý và cấu tạo.
Hệ thống bao gồm các thiết bị chính: Dàn nóng, dàn lạnh, hệ thống
đường ống dẫn và phụ kiện.
- Dàn nóng: dàn nóng là một dàn trao đổi nhiệt lớn ống đồng, cánh
nhôm trong có bố trí một quạt hướng trục. Môtơ máy nén và các thiết bị phụ
của hệ thống làm lạnh đặt ở dàn nóng. Máy nén lạnh thường là loại máy ly
tâm dạng xoắn.
- Dàn lạnh: Dàn lạnh có nhiều chủng loại như các dàn lạnh của các
máy điều hòa rời. Một dàn nóng được lắp không cố định với một số dàn lạnh
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 7


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

nào đó, miễn là tổng công suất của các dàn lạnh dao động trong khoảng từ 50
÷ 130% công suất dàn nóng. Nói chung các hệ VRV có số dàn lạnh trong
khoảng từ 4 đến 16 dàn.
Hiện nay có một số hãng giới thiệu các chủng loại máy mới có số dàn
nhiều hơn. Trong một hệ thống có thể có nhiều dàn lạnh kiểu dạng và công
suất khác nhau. Các dàn lạnh hoạt động hoàn toàn độc lập thông qua bộ điều
khiển. Khi số lượng dàn lạnh trong hệ thống hoạt động giảm thì hệ thống tự
động điều chỉnh công suất một cách tương ứng.
- Các dàn lạnh có thể được điều khiển bằng các Remote hoặc các bộ
điều khiển theo nhóm thống.
- Nối dàn nóng và dàn lạnh là một hệ thống ống đồng và dây điện
điều khiển. Ống đồng trong hệ thống này có kích cỡ lớn hơn máy điều hòa

rời. Hệ thống ống đồng được nối với nhau bằng các chi tiết ghép nối chuyên
dụng gọi là các REFNET rất tiện lợi.
- Hệ thống có trang bị bộ điều khiển tỷ tích vi ( PID ) để điều khiển
nhiệt độ phòng.
- Hệ có hai nhóm đảo từ và điều tần ( Inverter ) và hồi nhiệt ( Heat
recovery ). Máy điều hoà VRV kiểu hồi nhiệt có thể làm việc ở 2 chế độ sưởi
nóng và làm lạnh.
• Đặc điểm chung
* Ưu điểm :
- Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều
công suất, kiểu dáng khác nhau. Tổng năng suất lạnh của các IU cho phép
thay đổi trong khoảng lớn 50 - 130% công suất lạnh của OU
- Thay đổi công suất lạnh của máy dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng
môi chất tuần hoàn trong hệ thống thông qua thay đổi tốc độ quay nhờ bộ biến
tần.
- Hệ vẫn có thể vận hành khi có một số dàn lạnh hỏng hóc hay
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 8


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

đang sửa chữa.
- Phạm vi nhiệt độ làm việc nằm trong giới hạn rộng.
- Chiều dài cho phép lớn (500m ) và độ cao chênh lệch giữa OU
và IU: 50m, giữa các IU là 15m.
- Nhờ hệ thống ống nối REFNET nên dễ dàng lắp đặt đường ống

và tăng độ tin cậy cho hệ thống.
- Hệ thống đường ống nhỏ nên rất thích hợp cho các tòa nhà cao
tầng khi không gian lắp đặt bé.
* Nhược điểm :
- Giải nhiệt bằng gió nên hiệu quả làm việc chưa cao.
- Số lượng dàn lạnh bị hạn chế nên chỉ thích hợp cho các hệ
thống công suất vừa. Đối với các hệ thống lớn thường người ta sử dụng hệ
thống Water chiller hoặc điều hòa trung tâm
- Giá thành cao nhất trong các hệ thống điều hoà không khí
Hệ thống VRV ( Variable Refrigerant Volume ) điều chỉnh năng suất
lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất. Thực chất là phát triển máy điều
hòa tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các
phòng. Máy điều hòa VRV chủ yếu dùng cho điều hòa tiện nghi.
Hệ thống điều hòa không khí cho toàn bộ tòa nhà như hệ thống ống gió
lưu lượng không đổi CAV ( Constant Air Volume ) và hệ thống có lưu lượng
gió thay đổi được VAV ( Variable Air Volume ) sử dụng ống gió điều chỉnh
nhiệt độ, độ ẩm trong phòng cồng kềnh, tốn nhiều không gian, diện tích lắp
đặt và vật liệu làm đường ống, trái lại hệ thống VRV chỉ làm lạnh riêng lẻ cho
từng phòng. Do mỗi phòng được điều khiển riêng biệt và chỉ có ở những
phòng nào được yêu cầu mới được làm lạnh hay sưởi ấm.

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 9


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

Hơn nữa nhờ vào công nghệ biến tần, mức độ điều hòa không khí được
điều khiển một cách chính xác tùy thuộc vào điều kiện từng phòng. Do đó rất
lý tưởng khi thay đổi cách bố trí đối với từng loại cao ốc điển hình. Hơn thế
nữa, hệ thống VRV có thể điều khiển chính xác theo từng mức độ phù hợp
với điều kiện của mỗi phòng. Điều khiển riêng biệt tạo ra tính kinh tế và hiệu
quả hơn cho hệ thống.
• Kết hợp sử dụng HRV (Hệ thống gió thu hồi nhiệt) để thông gió
Hệ thống HRV trao đổi nhiệt giữa không khí được cấp mới và gió
thải để thu hồi năng lượng nhiệt chứa trong khí thải, vì vậy cho phép thông
gió mà không tốn nhiều tải cho hệ thống điều hòa, cải thiện đáng kể hiệu quả
năng lượng.
Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng một hệ thống kiểu
bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao.

Hình 2.4 Thiết bị thu hồi nhiệt HVRV
• Hiệu quả không gian nâng cao
Do máy nhỏ gọn chiều dài ống dài và khả năng đáp ứng một hệ
thống điều hòa không khí cỡ lớn chỉ với tuyến ống đơn.
Hệ thống VRV với hệ đường ống môi chất đơn làm giảm không
gian cần thiết để lắp đặt và độ cao chênh lệch giữa dàn nóng và dàn lạnh có
thể lên tới 50 m, ngay cả đối với một tòa nhà 15 tầng thì mọi dàn nóng đều có
thể đặt trên mái để việc sử dụng không gian trống được hiệu quả hơn.
• Mẫu mã đa dạng
Hệ VRV có nhiều kiểu dàn lạnh khác nhau: đặt sàn, tủ tường, treo
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 10


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

tường, giấu tường, treo trần, giấu trần, giấu trần cassette, giấu trần cassette
kiểu góc, giấu trần cassette một, hai và nhiều cửa thổi giấu trần có ống gió.

Hình 2.5 Một số mẫu thiết bị hệ thống ĐHKK VRV
• Linh hoạt trong thiết kế
Nhờ có dãy công suất dàn lạnh và dàn nóng rộng nên có thể đáp ứng
nhu cầu về kích cỡ công trình và trang trí nội thất. Chiều dài cho phép các
đường ống môi chất lớn cho phép linh hoạt trong thiết kế. Với máy nén áp
suất cao, dãy nhiệt độ hoạt động từ -15°C đến –20°C.
• Dễ sử dụng
Hệ thống điều khiển trung tâm đáp ứng nhu cầu của những tòa nhà
cỡ lớn, việc điều khiển cao cấp giúp dễ dàng vận hành điều khiển.
• Lắp đặt đơn giản
Với hệ thống chỉ gồm đường ống và dây điều khiển cùng với dàn
lạnh nhỏ gọn, vài người có thể lắp đặt hệ thống VRV nhanh chóng và dễ
dàng. Hệ thống siêu dây dẫn được sử dụng để nối giữa dàn lạnh, dàn nóng và
hệ điều khiển trung tâm, đơn giản hóa công việc đi dây, giảm chi phí và thời
gian lắp đặt.
Hệ thống REFNET đơn giản hóa công việc đi, ống làm cho việc lắp
đặt trở nên dễ dàng, chỉ cần 2 đường ống môi chất chính trong một hệ thống,
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 11


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

không đòi hỏi các thiết bị lọc, van chặn, van 2 ngả và 3 ngả như khi sử dụng
hệ đường ống nước thông thường.
• Độ tin cậy cao
Hệ thống VRV điều hòa riêng biệt từng phòng, cho phép khi có sự
cố xảy ra chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến máy đó mà không bắt buộc cả hệ thống
điều hòa phải ngừng hoạt động.
Chức năng dò tìm địa chỉ và tự động kiểm tra lỗi trên đường ống và
dây dẫn cho phép lắp đặt với độ tin cậy cao.
Địa chỉ của từng dàn lạnh được dò tìm tự động cùng lúc khi chúng
được nối với nhau, do đó không cần phải điều chỉnh bằng tay cho từng địa
chỉ.
b. Máy làm lạnh nước (Water Chiller)
Bộ phận quan trọng nhất của hệ thống điều hòa trung tâm nước là máy
làm lạnh nước. 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.
Máy lạnh có máy nén cơ cũng lại có thể phân ra nhiều loại khác nhau
theo kiểu máy nén như máy nén piston, roto, trục vít và turbin, kiểu kín, nửa
kín hoặc hở... Theo môi chất phân ra máy nén R22, R134a, R404A, R123...
Theo cách giải nhiệt ngưng tụ phân ra giải nhiệt nước hoặc gió.
i) Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước thường là một tổ hợp hoàn chỉnh
nguyên cụm, cùng hệ thống bơm thường được bố trí phía dưới tầng hầm hoặc
tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng. Để tiết kiệm nước giải nhiệt
người ta sử dụng nước tuần hoàn với bơm và tháp giải nhiệt nước.
Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 7°C rồi được bơm
đưa nước lạnh đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. Ở đây nước thu
nhiệt của không khí nóng trong phòng, nóng lên đến 12°C và lại được bơm
đẩy trở về bình bay hơi để tái làm lạnh đến 7°C, khép kín vòng tuần hoàn

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 12


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

nước lạnh. Đối với hệ thống nước lạnh kín ( không có dàn phun ) cần thiết
phải có thêm bình dãn nở để bù nước trong hệ thống dãn nở khi thay đổi nhiệt
độ.

Hình 2.6 Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước
ii) Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió
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 piston, 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 làm mát như bơm, đường ống và tháp giải nhiệt. Máy
đặt trên mái nên 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 cho một đơn vị lạnh cao hơn so với máy làm mát bằng nước.

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 13

Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

Hình 2.7 Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 14


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

• Hệ thống nước lạnh, FCU và AHU
- FCU là dàn trao đổi nhiệt ống xoắn có quạt, nước lạnh hoặc nước nóng
chảy trong ống xoắn, không khí đi phía ngoài. Để tăng cường độ trao đổi
nhiệt phía không khí, người ta bố trí cánh tản nhiệt bằng nhôm với bước cánh
khoảng 0,8 ÷ 3 mm. Giống như dàn bay hơi, FCU cũng có nhiều loại như treo
tường, tủ tường, đặt sàn, giấu tường, treo trần.
Các bộ phận chính của FCU là dàn ống nước lạnh và quạt để thổi cưỡng
bức không khí trong phòng từ phía sau qua dàn ống trao đổi nhiệt. Để đảm
bảo áp suất gió phân phối qua ống gió và miệng thổi, các FCU thường được
trang bị quạt ly tâm. Dưới dàn bố trí máng hứng nước ngưng.
FCU có ưu điểm là gọn nhẹ, dễ bố trí nhưng cũng có nhược điểm là
không có cửa lấy gió tươi nếu cần phải bố trí hệ thống gió tươi riêng.
• Các buồng xử lý không khí AHU (Air Handling Unit)
Các buồng xử lý không khí AHU cũng là các dàn trao đổi nhiệt giống

như các FCU nhưng có năng suất lạnh lớn hơn và có cửa lấy gió tươi, thường
sử dụng cho các phòng có không gian rộng lớn. AHU có các bộ phận lọc khí,
gia nhiệt để có thể điều chỉnh và khống chế chính xác nhiệt độ cũng như độ
ẩm tương đối của không khí thổi vào phòng. AHU có quạt ly tâm cột áp cao
để có thể lắp với hệ thống ống gió lớn.
AHU có loại kiểu khô như FCU, nước và không khí trao đổi nhiệt qua
dàn ống có cánh. Hệ điều hòa có dùng FCU và AHU kiểu khô còn gọi là hệ
kín có bình dãn nở. AHU cũng có loại kiểu ướt, loại phun nước lạnh trực tiếp
vào không khí để làm lạnh và rửa khí, nước lạnh và không khí trao đổi nhiệt
ẩm trực tiếp trực tiếp khi phun nước lạnh vào không khí.
Theo hình dạng AHU có thể chia ra kiểu đứng và kiểu nằm ngang. Căn
cứ vào dàn gia nhiệt có loại sử dụng dàn ống nước nóng hoặc sử dụng dàn
sưởi điện trở, căn cứ vào áp suất có loại áp suất thấp, áp suất cao, một quạt
hoặc hai quạt.

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 15


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

Hình 2.8 Buồng xử lý không khí AHU
• Làm lạnh không khí trực tiếp
Làm lạnh không khí trực tiếp giải nhiệt gió.
Làm lạnh không khí trực tiếp giải nhiệt nước.
Hệ thống nước giải nhiệt gồm có tháp giải nhiệt (Cooling tower), bơm
nước giải nhiệt và hệ thống đường ống nước tuần hoàn từ bình ngưng tới tháp

và ngược lại. Hệ thống điều hòa trung tâm nước với máy làm lạnh nước giải
nhiệt nước có thể sử dụng nước giếng hoặc nước thành phố một lần không tái
tuần hoàn hoặc tái tuần hoàn, trong đó sử dụng nước tái tuần hoàn với tháp
giải nhiệt phổ biến hơn vì có nhiều ưu điểm hơn không tái tuần hoàn: Tiết
kiệm nước hơn, kích thước gọn nhẹ hơn các dàn giải nhiệtgió, độ tin cậy cao,
chịu được mưa nắng, thích hợp với việc lắp đặt trên tầng thượng tòa nhà.
1
2
3
4
5
9

6
7

12

11

14
PI

8

10

13

Hình 2.9 Tháp giải nhiệt

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 16

15


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

1. Quạt gió

2. Vỏ tháp

3. Chắn bụi nước

4. Dàn phun nước

5. Khối đệm

6. Cửa không khí vào

7. Bể nước

8. Đường nước lạnh cấp

9. Đường nước ra khỏi bình ngưng;

10. Phin lọc nước

11. Phễu chảy tràn

12. Van xả đáy

13. Bơm

14. Áp kế

15. Bình ngưng

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 17


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

1.3Lựa chọn phương án điều hòa cho công trình
Qua việc phân tích đặc điểm của từng loại hệ thống điều hòa không khí,
ta nhận thấy rằng hệ thống điều hòa không khí VRV đáp ứng được những yêu
cầu của công trính nên ta chọn hệ thống VRV cho công trình này.
• Cơ sở chọn:
- Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều
công suất khác nhau.
- Tổng năng suất lạnh của các dàn lạnh (Indoor Unit) cho phép
thay đổi trong khoảng lớn ( 50 ÷ 130) % công suất lạnh của các dàn nóng

(Outdoor Unit).
1.4 Chọn các thông số tính toán
1.4.1 Chọn các thông số thiết kế ngoài nhà
• Thông số ngoài nhà được chọn cho điều hoà cấp 3 theo tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN 5687–1992.
•

Điều kiện khí hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088–85

•

Sau khi chọn và tra đồ thị ta được các thông số thiết kế ngoài nhà như
bảng sau:
Bảng 1.1 Các thống số trạng thái không khí ngoài nhà

Không
gian

Mùa

Ngoài nhà

Hè

Thông số
Nhiệt độ
Độ ẩm
Entanpi
0
C

%
kJ/kg
33,7
59
84,5
Bảng 1.2 Lượng gió tươi cần thiết

Gió tươi, m3/h/người
20-25

Tên phòng
Trường học
1.4.2 Chọn các thông số thiết kế trong nhà
Đồ án thiết kế ĐHKK

Độchứa ẩm
g/kg
19,4

Page 18


Phạm Thị Nga

Không
gian

NL11- Hà Nội

Mùa

Nhiệt độ
0

Trong nhà
Hành lang

Hè
Hè

Đồ án thiết kế ĐHKK

C
25
28

Thông số
Độ ẩm
Entanpi
%
65
65

Page 19

kJ/kg
58,2
67,8

Độchứa ẩm

g/kg
13
15,5


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

CHƯƠNG 2 : TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
2.1 Lựa chọn phương pháp tính tốn
Có rất nhiều phương pháp để tính tốn cân bằng nhiệt ẩm. Ở đây trình
bày phương pháp tính cân bằng nhiệt ẩm theo phương pháp Carrier: tính tốn
năng suất lạnh Q0 bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn
thừa Qat của mọi nguồn nhiệt tỏa ra và thẩm thấu tác động vào phòng điều
hòa.
2.2 Tính tốn lượng nhiệt thừa,ẩm thừa
Theo phương pháp Carrier : Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât
Q0 = Qt = ∑Qht + ∑Qât

Nhiệt ẩn thừa Qât do:

Nhiệt hiện thừa Qht do:

Bức xạ
Q1

∆t

Nhiệt

Do

Do gió

Gió

Nguồn

toả

người

tươi

lọt

khác

Q3

Q4

QN

Q5

Q6

qua

bao
che

Qu Trầ vá Nề Đè Má Ng Ng
a

n

Q
ch 2 n

kín (m
h

Q2

2

y

ười ười

Q3 hiệ ẩn

ái) Q2Hình
3 2.1
Q3
Q2

Q1

n

Gi

Gi

Gi

Gi Kh

ó

ó

ó

ó

tươ tươ lọt

lọt

Sơ2 đồ ntính tốni nhiệt
theo
i hiệ

phương
pháp
1

hiệ ẩn
Q4Carrier

1

1

Q4
h

â

n
Qh

ác

ẩn Q6

n

Qâ Q5 Q5
N

h

â

N

2.2.1 Nhiệt bức xạ qua kính Q11
Nhiệt hiện bức xạ qua kính được xác định theo biểu thức sau:

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 20


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

• nt - Hệ số tác động tức thời. Theo tài liệu [1], n t = f(gs), với gs là mật độ
diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che vách, trần, sàn. Giá trị
gs được xác định qua công thức:
+ G’ – Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời và
của sàn nằm trên mặt đất
+ G’’ – Khối lượng tường có mặt ngoài không tiếp xúc với bức xạ mặt
trời và của sàn không nằm trên mặt đất.
Chọn tường bao khối lượng tính 360 kg/m 2 và khối lượng tính bê tông
410 kg/m2.
Tính ví dụ cho phòng 501 ta được :
Diện tích tường có mặt ngoài tiếp xúc với bức xạ mặt trời :

Theo tài liệu [1] ta có:
Bảng 2.1

Giá trị của nt

Hướng

Bắc

Đông

Nam

Tây

nt

0,74

0,4

0,51

0,44

• Q’11 – Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, được tính theo
công thức :
Trong đó:
+ Fk – Diện tích bề mặt kính cửa sổ:
Bảng 2.2 Giá trị của Fk
Hướng

Bắc

Đông

Nam

Tây

Fk (m2)

0

0

0

3

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 21


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

+ RT – Nhiệt bức xạ mặt trời qua cửa kính cơ bản vào phòng, W/m 2. Tại
Hà Nội ở tọa độ 20°15'52"B 109°13'41"Đ, ta có:
Bảng 2.3 Giá trị lớn nhất của RT
Hướng

Bắc

Đông

Nam

Tây

RT (W/m2)

129

505

38

505

+ εc – Hệ số ảnh hưởng của độ cao H ( m) nơi đặt kính so với mực nước
biển tính theo công thức sau:
Lấy độ cao trung bình của Hà Nội so với mực nước biển là H = 60m

+ εđs – Hệ số ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương ts (oC) và
nhiệt độ đọng sương của không khí ở mức nước biển là 20 oC, tính theo công
thức:
Với t N = 33,7℃ ; φN = 59%, tra đồ thị I-d của không khí ẩm ta được t S
= 25℃

+ εmm – Hệ số ảnh hưởng của mây mù. Trời không có mây εmm = 1
+ εkh – Hệ số ảnh hưởng của khung kính. Khung kính bằng gỗ εkh = 1
+ εm – Hệ số kính. Kính cơ bản nên εm = 1
+ εr – Hệ số mặt trời. Kính cơ bản không có màn che εr = 1.

Vậy ta có :

Vì các phòng có cấu trúc như nhau chỉ khác nhau vị trí nên tính tương tự cho
các phòng khác ta có :
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 22


Phạm Thị Nga
Phòng
501-505
506-517
518-524
525-530

Fk - B [m2]
0
3
0
0

NL11- Hà Nội
Fk - Đ[m2]
0
0
3
0

Fk - N[m2]

0
0
0
3

Fk - T[m2]
3
0
0
0

Q11 [W]
623
267
566
54

2.2.2 Nhiệt hiện bức xạ qua trần Q21
Tầng 5-7 ko có trần nên : Q21 = 0 (W)
2.2.3 Nhiệt hiện truyền qua vách Q22
Trong đó :
+ Q22t - Nhiệt truyền qua tường
+ Q22c - Nhiệt truyền qua cửa ra vào
+ Q22k - Nhiệt truyền qua kính cửa sổ
a) Nhiệt truyền qua tường:
• Ft - Diện tích tường:
• kt - Hệ số truyền nhiệt qua tường, xác định bằng công thức:
+ αN - Hệ số tỏa nhiệt bên ngoài của vách. Vách tiếp xúc trực tiếp với
không khí ngoài trời => αN = 20 W/m2K
+ αT - Hệ số tỏa nhiệt bên trong của vách. αT = 10 W/m2K.

+ δi - Chiều dày của lớp vật liệu thứ i [m] và có hệ số dẫn nhiệt λi

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 23


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

Hình 2.2: Kết cấu tường bao
1- Lớp vữa trát, 2- Lớp gạch đỏ, 3- Lớp vữa trát.
TT

Vật Liệu

δ [m]

λ [W/mK]

1

Vữa vôi trát mặt ngoài

0,01

0,87

2

Gạch thông thường với vữa nặng

0,20

0,81

0,01

0,7

3
Vữa vôi trát mặt trong
Bảng 2.6 Thông số vật liệu tường

• ∆t - Độ chênh nhiệt độ trong nhà và ngoài trời. Tường tiếp xúc trực tiếp
với không khí ngoài trời nên:

b) Nhiệt truyền qua cửa ra vào:
+ Fc - Diện tích cửa
+ kc - Hệ số truyền nhiệt qua cửa. Cửa gỗ dày 20mm chọn k c = 3,27
W/m K
2

Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 24


Phạm Thị Nga

NL11- Hà Nội

+ ∆t - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. ∆t =11,1℃
c) Nhiệt truyền qua kính cửa sổ:
+ Fk - Diện tích cửa sổ:
+ kk - Hệ số truyền nhiệt qua kính. Kính 1 lớp, đặt đứng chọn k k = 5,89
W/m K
+ ∆t - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà. ∆t =8,7℃
2

Vậy :
Lượng nhiệt truyền qua vách của các phòng gần như nhau.
* Kiểm tra đọng sương :
Hiện tượng đọng sương xảy ra khi nhiệt độ vách nhỏ hơn nhiệt độ đọng
sương của không khí. Hiện tượng này không những gây mất mỹ quan của
công trình nói chung mà còn có thể ảnh hưởng nghiêm trọng tới tuổi thọ của
các kết cấu xây dựng. Để tránh hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt qua
vách ki < kmax. Giá trị kmax được xác định qua công thức :
Với αN = 20 W/m2K là hệ số tỏa nhiệt của không khí ngoài trời.

Ta thấy toàn bộ các bề mặt của công trình đều thỏa mãn điều kiện k < k max .
Vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương ở phía vách có nhiệt độ cao.
2.2.4 Nhiệt truyền qua nền Q23
2.2.5 Nhiệt hiện tỏa ra do đèn chiếu sáng Q31
Trong đó :
+ nt – hệ số tác dụng tức thời của đèn chiếu sáng. Theo [1], nt = 0,84
+ nđ – hệ số tác dụng đồng thời. Chọn nđ = 0,85
+ Q – tổng nhiệt tỏa ra do chiếu sáng:
Đồ án thiết kế ĐHKK

Page 25