Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV IV Daikin

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.


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:
•
•
•
•
•

Điều hòa không khí cho các nhà máy công nghiệp.
Điều hòa không khí cho các nhà máy chăn nuôi.
Điều hòa không khí cho các trại điều dưỡng, bệnh viện.
Điều hòa không khí cho các cao ốc, nhà hát lớn.
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.
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 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 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 CO 2 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.
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.


AC Building là tòa nhà văn phòng cho thuê đường Duy Tân thuộc Cụm TTCN và

CNN Cầu Giấy, P. Dịch Vọng Hậu-Q. Cầu Giấy- Hà Nội, một trong những tuyến phố
được đánh giá phát triển nhất của quận Cầu Giấy.
Tòa nhà sở hữu một vị trí đẹp
•
•
•
•

Phía Bắc đối diện HL Tower.
Phía Nam đối diện Sannam Tower.
Phía Đông đối diện ngõ 78 Duy Tân.
Phía Tây giáp IC Tower.

Về quy mô, Tòa nhà văn phòng AC Building có chiều cao gồm 10 tầng nổi và 1
tầng hầm với diện tích tổng thể 2000m2 với tổng diện tích cho thuê 5000m2, trong đó
diện tích một sàn là 730m2, diện tích cho thuê nhỏ nhất 47m2. (trong phạm vi đồ án
này không thiết kế cho tầng hầm).
Về ưu thế, AC Building được thiết kế rất linh hoạt với diện tích nhỏ nhất khoảng
47m2 để phù hợp với tất cả các công ty vừa và nhỏ có thể thuê được. Ngoài ra, nằm
trong khu vực vực phát triển sầm uất trên phố Duy Tân, AC Building còn được thừa
hưởng moi tiện ích của khu vực xung quanh. Trong vòng bán kính 1km, dự án nằm
trong quần thể văn phòng, trụ sở của các bộ ban ngành, xung quanh là những khu đô
thị mới với tốc độ phát triển mạnh mẽ và lượng dân cư đông đúc như khu đô thị Cầu
Giấy, khu đô thị Mỹ Đình, khu đô thị Yên Hòa, và nhiều tòa nhà văn phòng cho thuê
có tỷ lệ thuê cao nhất: Tòa nhà CMC, Tòa nhà FPT, TTC Tower…Tòa nhà còn có vị
trí giao thông thuận lợi và dễ dàng kết nối với các khu vực khác qua các tuyến đường:
Trần Thái Tông, Phạm Hùng, Cầu Giấy.
Với vị trí chiến lược trong khu vực và cơ sở hạ tầng đồng bộ, hiện đại, AC
Building sẽ là một trong những tòa nhà văn phòng cho thuê lý tưởng tại Cầu Giấy.
•

•
•
•

Tòa nhà bao gồm 11 tầng: 1 tầng hầm và 10 tầng nổi.
Tổng diện tích xây dựng: 2000 m2 .
Tổng diện tích cho thuê: 5000m2.
Diện tích xây dựng : 730 m2 .

Chi tiết từng tầng.
Tầng 1: Văn phòng cho thuê+Quản lý tòa nhà
- 2 Văn phòng cho thuê.
- 1 Phòng điều khiển an ninh.
- 1 Sảnh + hành lang.
- 1 Phòng kỹ thuật.
- 2 Thang máy.
- 1 Thang thoát hiểm.
- 1 Khu vệ sinh.
Tầng 2: Văn phòng cho thuê.
- 3 Văn phòng cho thuê.
- 1 Khu vệ sinh.


1 Phòng kỹ thuật.
1 Hàng lang.
2 Thang máy.
1 Thang thoát hiểm.
Tầng 3->8: Văn phòng cho thuê.
- 3 Văn phòng cho thuê.
- 1 Khu vệ sinh.

- 1 Hàng lang.
- 1 Phòng kỹ thuật.
- 2 Thang máy.
- 1 Thang bộ.
Tầng 9: Văn phòng cho thuê+Căn hộ chung cư.
- 1 Văn phòng cho thuê.
- 1 Khu vệ sinh.
- 1 Hàng lang.
- 3 Căn hộ cho thuê gồm:
• Căn hộ 1(CH1): 1 Phòng khách+ Bếp, 3 phòng ngủ, 3 phòng vệ sinh,
1 kho.
• Căn hộ 2(CH2): 1 Phòng khách+Bếp, 1 Phòng ngủ, 1 phòng vệ sinh.
• Căn hộ 3(Ch3): 1 Phòng khách+Bếp, 1 Phòng ngủ, 1 Phòng thay đồ,
1 phòng vệ sinh.
-

Tầng 10: Căn hộ chung cư cao cấp.
1 Phòng khách.
1 Phòng làm việc.
1 Phòng xem phim
1 Phòng thờ.
5 Phòng ngủ.
1 Khu bếp.
1 Phòng ăn.
1 Phòng sauna
2 Phòng thay đồ.
7 Phòng vệ sinh.
1 Kho.
1 Hành lang.
1 Phòng kỹ thuật.

2 Thang máy.
1 Thang bộ.
1.2. Chọn cấp điều hòa cho công trình.
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:
• 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.
-


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.
• 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.
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 Hà Nội như sau:
• Nhiệt độ: 35,1 oC;
• Độ ẩm: 57,2 %;
Sử dụng phần mềm PsychTool tra được các thông số còn lại như sau
•
Dung ẩm: d = 21.02 g/kg.
•
Entanpy: I = 88,39 kJ/kg.
Như vậy ta có thông số tính toán ngời nhà(Điểm N) như sau:
• Nhiệt độ:
t=
35,1 oC
• Độ ẩm tương đối: φ 57,2 %.
• Dung ẩm:
d = 21.02 g/kg.
• Entanpy:
I = 88,39 kJ/kg.
•

1.3.3. Chọn thông số điều hòa trong nhà.
Theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 về điều kiện tiện nghi, áp dụng cho đối
tượng là văn phòng, ta chọn các thông số điều hòa cho không gian trong nhà như sau:
Nhiệt độ: 26 oC.
Độ ẩm: 65 %.
Sử dụng phần mềm PsychTool tra được các thông số còn lại như sau
•
Dung ẩm: d = 14.93 g/kg.
•
Entanpy: I = 63.71 kJ/kg.
Như vậy ta có thông số tính toán ngời nhà(Điểm T) như sau:

• Nhiệt độ:
t = 26 oC
• Độ ẩm tương đối: φ 65 %.
• Dung ẩm:
d = 14.93 g/kg.
• Entanpy:
I = 63.71 kJ/kg.
•
•


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
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.
Do những đặc điểm trên, thiết kế hệ thống điều hòa cho công trình văn phòng,
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:
•

Máy lạnh làm lạnh không khí trục tiếp bằng gas

•

Hệ thống ống dẫn gas

•

Hệ thống nước giải nhiệt

•

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)

•

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

•

Bộ xử lý không khí


•

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

•

Có thể có buồng phun

Ưu nhược điểm của hệ thống điều hòa tách hai cụm có ống gió:
* Ưu điểm:
• Đường ống dẫn gas ngắn nên vòng tuần hoàn gas ít bị tắc nghẽn và rò rỉ

gas.
•

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

•

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.

Nhược điểm
• Tốn diện tích lắp đặt, do đường ống gió cồng kềnh.
• Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống.
• 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:
•

Máy làm lạnh nước (water chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường
từ 12oC xuống 7oC.

•

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 ở các FCU cung cấp.

•

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).

•

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.


•

Bộ xử lý không khí.

•

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 7oC 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:
•

Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo từng bậc.

•

Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho các 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.

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.
Ưu nhược điểm của hệ thống trung tâm nước:
*Ưu điểm:
•

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.

•

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.

•

Thích hợp cho các toà nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều 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 làm ống.

•

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.

•

Ít phải bảo dưỡng và sửa chữa.

•

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

Nhược điểm:
•

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

•

Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống.

•

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

•

Cần công nhân vận hành lành nghề.

•

Cần bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU.

•

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.

•

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 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.
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 nhược điểm của hệ thống điều hòa không khí VRV:
* Ưu điểm:
•

Tiết kiệm điện năng khi vận hành

•

Vận hành đơn giản, tốn ít công lắp đặt

•

Thiết bị đơn giản gọn nhẹ

•

Có khả năng tự động hóa cao

* Nhược điểm:
•

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.

•

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:
Yêu cầu về điều hòa của chung cư là điều hòa tiện nghi.
Tòa nhà chung cư được chia làm nhiều hộ, nhiều phòng với các nhu cầu
sử dụng điều hòa khác nhau.
• Chiều cao của tòa nhà có ảnh hưởng tới khả năng lắp đặt.
• Có yêu cầu về thẩm mĩ, cảnh quan, kiến trúc.
• 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.
Do những ảnh hưởng lớn về cảnh quan và kiến trúc nên những máy điều hòa cục
bộ và máy điều hòa nguyên cụm không được lựa chọn cho công trình này.
•
•

Chúng ta chỉ tiến hành so sánh giữa hệ thống điều hòa VRV và điều hòa trung
tâm nước để tìm được hệ thống phù hợp với tòa nhà chung cư này.


Bảng 2.1 – So sánh hai hệ thống điều hòa không khí VRV và trung tâm nước
Đặc điểm

Hệ thống VRV

Mục đích Điều hòa tiện nghi
ứng dụng
Có khả năng lọc bụi và khử mùi,
không có khả năng điều chỉnh độ
ẩm. Phù hợp với căn hộ chung cư.

Hệ thống điều hòa trung tâm
nước
Điều hòa công nghệ
Xử lý không khí tốt nhất cả về
nhiệt độ, độ ẩm, lục bụi, khử
mùi,… tuy nhiên căn hộ chung
cư tại Việt Nam chưa đòi hỏi yêu
cầu cao tới mức này.

Lắp đặt

Đường ống dẫn môi chất và hệ Đường ống nước lạnh và nước
thống điều khiển phức tạp. Thời giải nhiệt phức tạp. Tốn thời gian
gian lắp đặt ngắn hơn.
lắp đặt hơn.

Không gian

Chiếm ít không gian hơn. Không
gian cho phòng máy, phòng AHU
của hệ thống trung tâm nước có

thể làm gara, phòng cho thuê.

Đầu tư thiết Cao hơn.
bị

Cần có không gian phòng máy,
phòng AHU. Điều này chiếm
một khoản đầu tư rất lớn do giá
bất động sản tại Việt Nam rất
cao.
Thấp hơn.

Vận hành, Đơn giản do được tự động hóa, Phức tạp hơn. Cần có công nhân
bảo dưỡng
không cần công nhân vận hành. vận hành. Chi phí cho vận hành
Bảo dưỡng dễ dàng. Chi phí dành và bảo dưỡng do vậy cao.
cho vận hành và bảo dưỡng do vậy
nhỏ hơn.
Khả năng
điều chỉnh
công suất,
làm
lạnh
cục bộ
Khả năng
tính
điện
riêng
cho
từng hộ

Dễ dàng do sử dụng máy biến tần.

Không có khả năng cho máy
chạy khi cần công suất quá nhỏ
do tổn thất quá lớn.

Có thể tính theo sự hoạt đột của Không thể. Do vậy mỗi hộ phải
dàn lạnh. Như vậy mỗi hộ có thể trả chi phí sử dụng khoán theo
trả chi phí theo nhu cầu sử dụng.
diện tích phòng.

Dựa theo bảng so sánh trên ta nhận thấy đối với tòa nhà văn phòng, hệ thống
điều hòa không khí VRV có nhiều yếu tố lợi thế hơn so với hệ thống điều hòa trung
tâm nước. Vì thế e quyết định chọn hệ thống điều hòa không khí VRV để thiết ké cho
công trình tòa nhà AC.


CHƯƠNG 3: 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 = Qtỏa + 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.

Cụ thể, nhiệt tỏa trong phòng và nhiệt thẩm thấu được xác định như sau:
Qtỏa = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 , W
•
•

Q1 : Nhiệt toả từ máy móc, W
Q2 : Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng, W

(3.2)


•
•
•
•
•
•

Q3 : Nhiệt toả từ người, W
Q4 : Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm, W
Q5 : Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt, W
Q6 : Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính,W
Q7 : Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che, W
Q8 : Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa,W

Qtt = Q9 + Q10 + Q11 + Qbs , W
•

•
•
•

(3.3)

Q9 : Nhiệt thẩm thấu qua vách, W
Q10 : Nhiệt thẩm thấu qua trần mái, W
Q11 : Nhiệt thẩm thấu qua nền, W
Qbs : Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách, W

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 toán nhiệt thừa cho công trình.
3.2.1. Nhiệt tỏa từ máy móc Q1.
Theo [1] nhiệt tỏa từ máy móc được xác định như sau :

Q1 = ∑ Nđc .n, W
Nđc – công suất động cơ lắp đặt của máy , W ;
n- số lượng của từng loại máy móc,
Tính ví dụ cho văn phòng 1 tầng 1 có :1 loa công suất là 250W, 5 laptop có công
suất 45W, 12 máy tính để bàn công suất 400W, 1 máy fax công suất 350W, 1 máy in
công suất 200W,1 Tivi coogn suất 120W,1 đầu DVD coogn suất 200W, 2 điện thoại
bàn công suất 9W, 13 điện thoại di động công suất 10W; ta có:
Q1văn phòng 1.1 =1.250 + 5.45+12.400+1.350+1.200+1.120+1.200+2.9+13.10 =6283
W.
Xác định tương tự cho các không gian điều hòa khác. Kết quả chi tiết xem tại phụ lục
1.
3.2.2. Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng Q2 .
Theo [1] nhiệt toả từ đèn chiếu sáng được xác định như sau:


Q2 = Ncs = q.F , W
•
•

(3.5)

Ncs: Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng, W;
F: Diện tích sàn, m2.

Theo tiêu chuẩn chiếu sáng, lấy trên mỗi m2 là q = 10 W/m2.
Tính ví dụ cho văn phòng 1 tầng 1 có diện tích sàn Fphòng = 132 m2 ta có:
Q2, văn phòng 1.1 = 10.132 = 1320 W.
Xác định tương tự cho các không gian điều hòa khác. Kết quả chi tiết xem tại
phụ lục 2.
3.2.3. Nhiệt tỏa từ người Q3.

Theo [1] nhiệt tỏa từ người được xác định như sau:
Q3 = n.q , W

(3.6)

q : Nhiệt tỏa từ một người, W/người;
n : Số người.
Tính ví dụ cho văn phòng 1 tầng 1 với số người là 12 ta có:
•
•

Q3văn phòng 1.1 = 12.125 = 1625 W
Xác định tương tự cho các không gian điều hòa khác. Kết quả chi tiết xem tại
phụ lục 3.
3.2.4. Nhiệt tỏa từ bán thành phẩm Q4.
Với công trình văn phòng và căn hộ không có bán thành phẩm thải ra nhiệt thừa
như các phân xưởng chế biến, sản xuất.
Q4 = 0 W

3.2.5. Nhiệt tỏa từ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt Q5.
Với công trình văn phòng và căn hộ không có các thiết bị trao đổi nhiệt trong
không gian điều hòa (trừ dàn lạnh của máy điều hòa không khí).
Q5 = 0 W
3.2.6. Nhiệt tỏa bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6.
Theo [1] nhiệt từ bức xạ mặt trời qua của kính xác định theo công thức:
Q6 = Isd.Fk.τ1.τ2.τ3.τ4 , W

(3.7)

Isd: Cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lý,

W/m2;
• Fk: Diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2.
•


•
•
•
•

τ1: Hệ số trong suốt của cửa kính, với kính 1 lớp chọn τ1 = 0,81.
τ2: Hệ số bám bẩn, với kính 1 lớp đặt đứng chọn τ2 = 0,80.
τ3: Hệ số khúc xạ, với kính 1 lớp khung kim loại chọn τ3 = 0,75.
τ4: Hệ số tán xạ do che nắng, với rèm che trong chọn τ4 = 0,60.

Ta có:
τ1.τ2.τ3.τ4 = 0,81.0,80.0,75.0,60 = 0,29.
Bảng 3.3. Cường độ bức xạ mặt trời Is theo các hướng tại địa điểm thành phố Hà
Nội (W/m2)
Mặt nằm ngang

Mặt thẳng đứng

928

Đông/Tây

Nam

Bắc

569

0

122

Tính ví dụ cho văn phòng 1 tầng 1 có 7,3m2 ở phía Tây và 15,4m2 ở phía Bắc:
Q6, văn phòng 1.1 = 0,29.(7,3.569+15,4.122) = 1759 W
Xác định tương tự ta có kết quả tính toán cho từng không gian điều hòa theo
các hướng và kết quả tổng hợp bốn hướng. Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 3.
3.2.7. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che Q7.
3.2.8. Nhiệt tỏa do rò lọt không khí Q8.
Theo [1] nhiệt tỏa do rò lọt không khí được xác định như sau:
Q8 = G8.(IN – IT) , W

(3.8)

• G8: Lượng không khí rò lọt qua mở cửa hoặc khe cửa, kg/s.
• IN, IT: entanpy không khí ngoài nhà và trong nhà, J/kg.

IN – IT = 88.39 – 63.71 = 24.68 kJ/kg = 246800 J/kg
Xác định G8 theo [1] ta có: :
G8 = ρ.L8 = 1,2.(1,5 ÷ 2).Vphòng
L8 = ξ.Vphòng ; (3.11). trong đó ξ chọn theo bảng sau :
Thể
tích(m3
ξ

<500

500

1000

1500

2000

2500

>3000

0,7

0,6

0,55

0,5

0,42

0,4

0,35

Tính ví dụ cho đối tượng văn phòng1 tầng1 : L8 = 0,6.Vphòng
Vphòng = Fphòng.H

Fphòng: diện tích phòng, Fphòng = 132 m2;
H: chiều cao phòng, H = 4 m.
Vphòng = 132.4 = 528 m3
L8 = 0,6.Vphòng =0,6.528 = 316,8 m3/h
Theo (3.11) ta có
G8 = 1,2.L8 = 1,2.316,8 = 380,2 kg/h
Theo (3.8) ta có:
Q8 = 380,2.24,68 = 6953,13 W
Tương tự ta xác định được nhiệt tỏa do rò lọt không khí cho các không gian điều
hòa khác. Kết quả chi tiết xem tại phụ lục 4.
3.2.9. Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9.
Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua vách được xác định như sau:
Q9 = ∑k.F.(tN – tT) , W

(3.9)

k: Hệ số truyền nhiệt qua vách, W/m2K.
F: Diện tích vách, m2.
tN, tT: Nhiệt độ ngoài và trong nhà, oC
Xác định hệ số truyền nhiệt k:
•
•
•

k=

(3.10)
•
•

•

αT = 10 W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà;
αN = 20 W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà;
δi, λi – Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu bao che

k = = 1,25 W/m2K
Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà với vách tiếp xúc với không khí ngoài trời:
Δt = tN – tT = 35,1 – 26,0 = 9,1 K
Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà với vách tiếp xúc với không gian đệm:
Δt = 0,7.(tN – tT) = 0,7.9,1 = 6,37 K
Hiệu nhiệt độ qua vách tiếp xúc với không gian điều hòa:
Δt = 0 K
Từ đó ta xác định được nhiệt thẩm thấu qua vách theo các hướng. Tính ví dụ
cho đối tượng văn phòng 1 tầng 1 :
Fkính tây = 7.3 m2, kkính =2,84 W/m2K
Fkính bắc = 15.4 m2, kkính =2,84 W/m2K


Ftường bao = 112,53m2 , ktường bao =1,18 W/m2K
Ftường ngăn = 173,32 m2 , ktường ngăn =2,1 W/m2K
Fcửa gỗ

= 3,692 m2 , kcửa gỗ =3,93 W/m2K

Fcửa kính = 0 m2 , kcửa kính = 2,84 W/m2K
Ta có : Q8 = Q8 kính tây + Q8 kính bắc + Q8tường ngăn + Q8tường bao + Q8cửa gỗ
=2,84.7,3.9,1+2,84.15,4.9,1+2,1.173,32.6,37+1,18.112,53.9,1+3,93.
3,692.6,37
= 4615,92 W

Tương tự ta xác định nhiệt thẩm thấu qua vách cho các đối tượng khác. Kết quả
chi tiết xem tại phụ lục 5.
3.2.10. Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10.
Phía tiếp giáp với trần của các không gian điều hòa đều là không gian điều hòa
của tầng trên nên phần nhiệt thẩm thấu qua trần là không đáng kể. Chỉ có tầng 10 là bị
ảnh hưởng bởi thẩm thấu qua trần.
Ta tính ví dụ cho phòng khách tầng 10 có : F phòng khách = 61 m2 ; tiếp xúc với
không không gian đệm là trần giả, phía trên có mái tôn chống nóng nên lấy
∆t =
2
0,7(tN - tT)=6,37 ͦK , k = 1,88 W/m K
Ta có Q10 = 1,88.61.6,37= 730,51 W.
Tương tự ta xác định nhiệt thẩm thấu qua vách cho các đối tượng khác. Kết quả
chi tiết xem tại phụ lục 6.
3.2.11. Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11.
Phía tiếp giáp với nền của các không gian điều hòa của các tầng 2 đến 10 đều là
không gian điều hòa, phần nhiệt thẩm thấu qua nền là không đáng kể. Riêng với tầng
một phía nền tiếp giáp với tầng hầm là vùng không gian đệm.
Theo [1] nhiệt thẩm thấu qua nền được xác định:
Q11 = k.F.(tN – tT) , W
•
•
•

(3.11)

k: Hệ số truyền nhiệt qua nền, W/m2K
F: Diện tích vách, m2;
tN, tT: Nhiệt độ ngoài và trong nhà, oC.

Xác định hệ số truyền nhiệt k:
k=

(3.12)
•
•
•

αT = 10 W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà.
αN = 20 W/m2K – Hệ số tỏa nhiệt phía ngoài nhà.
δi, λi – Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu bao che.


k = = 1,88 W/m2K
Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà với nền tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài
trời:
Δt = tN – tT = 35,1 – 26,0 = 9,1 K
Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà với nền tiếp xúc với không gian đệm:
Δt = 0,7.(tN – tT) = 0,7.9,1 = 6,37 K
Tính ví dụ cho đối tượng văn phòng 1 có Fnền = 132 m2; Δt = 6,37 K
Q11 = k.F.(tN – tT) = 1,88.132.6,37 = 2258,26 W
Tương tự ta xác định nhiệt thẩm thấu qua nền cho các đối tượng khác. Chi tiết
xem tại phụ lục 7.
3.2.12. Nhiệt tổn thất bổ sung do gió và hướng vách bổ sung Qbs.
Qbs = (1÷2%).(H-4)Q9 +(5÷10%) .Q9.
Trong đó : H – chiều cao tòa nhà ( không gian điều hòa ) m.
FD , FT – diện tích bề mặt vách hướng Đông và Tây của không gian
điều hòa , m2.
F - diện tích tổng vách bao che của không gian điều hòa, m2.
Ta tính ví dụ cho văn phòng 1 tầng 1 có :

Fkính tây =7,3 m2
Fkính bắc =15,4 m2
Q9 = 4615,92 W
H = 3,5m
F = 22,7 m2
=> Qbs = 0,01.(3,5-4) + (0,05.(0+7.3).4615,92)/22,7 = 51,14 W
Tương tự ta xác định nhiệt thẩm thấu qua nền cho các đối tượng khác. Chi tiết
xem tại phụ lục 8.
3.2.13. Tổng nhiệt thừa của công trình.
Theo (3.1), (3.2) và (3.3) ta có:
QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 + Q7 + Q8 + Q9 + Q10 + Q11 +Qbs
Trong đó, với mọi đối tượng:
Q4 = Q 5 = Q7 = 0 W
Vậy ta có với mỗi đối tượng:

(3.16)


QT =Q1+ Q2 + Q3 + Q6 + Q8 + Q9 +Q10 +Q11 +Qbs

(3.13)

Tính ví dụ cho đối tượng văn phòng 1 tầng 1 với :
•
•
•
•
•
•
•

•
•

Nhiệt tỏa từ máy móc Q1 = 6283 W
Nhiệt toả từ đèn chiếu sáng Q2 = 1320 W
Nhiệt toả từ người Q3 = 1500 W
Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính Q6 = 1759,08 W
Nhiệt tỏa do rò lọt không khí qua cửa Q8 = 6953,13 W
Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9 = 4615,92 W
Nhiệt thẩm thấu qua trần Q10 = 0 W
Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11 = 2258,26 W
Nhiệt tổn thất bổ sung Qbs = 51,14 W

=> QT = 6283+1320+1500+1759,08+6953,13+4615,92+0+2258,26+51,14
= 24740 W = 24,74 KW
Tương tự ta xác định được tổng nhiệt thừa cho các không gian điều hòa khác.
Chi tiết xem tại phụ lục 9.
3.3. Ẩm thừa của công trình.
Theo [1] ẩm thừa của công trình được xác định như sau:
WT = W1 + W2 + W3 + W4 , kg/s
•
•
•
•

(3.14)

W1: Lượng ẩm thừa do người tỏa ra, kg/s.
W2: Lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm, kg/s.
W3: Lượng ẩm bay hơi đoạn nhiệt từ sàn ẩm, kg/s.

W4: lượng ẩm bay hơi từ thiết bị, kg/s.

Trong đó, W2, W3, W4 đối với căn hộ chung cư dành cho người ở là không đáng
kể, ta bỏ qua trong tính toán.
Do vậy
WT = W1 , kg/s

(3.19)

Theo [1] lượng ẩm thừa do người tỏa ra được xác định như sau:
W1 = n.qn , kg/s
n: số người trong không gian điều hòa.
qn: lượng ẩm mỗi người tỏa ra trong một đơn vị thời gian, kg/s.
• Trạng thái là lao động nhẹ, qn = 115 g/h.người;
• Trạng thái là tĩnh tại, qn = 50 g/h.người.
Tính ví dụ cho đối tượnglà không gian điều hòa văn phòng 1 tầng 1 với số người
n = 13; qn = 115 g/h.người
-

W1 = 12.115 = 1495 g/h


Tương tự ta xác định lượng ẩm thừa cho các không gian điều hòa khác và tổng
ẩm thừa cho cả công trình. Chi tiết xem tại phụ lục 10.

CHƯƠNG 4: THÀNH LẬP VÀ TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ
4.1. Lựa chọn sơ đồ điều hòa không khí.
Sơ đồ điều hoà không khí được thiết lập dựa trên kết quả tính toán cân bằng
nhiệt ẩm, đồng thời thoả mãn các yêu cầu về tiện nghi của con người và yêu cầu công

nghệ, phù hợp với điều kiện khí hậu. Việc thành lập sơ đồ điều hoà phải căn cứ trên
các kết quả tính toán nhiệt thừa, ẩm thừa của phòng.
Trong điều kiện cụ thể mà ta có thể chọn các sơ đồ: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn
không khí 1 cấp, sơ đồ tuần hoàn không khí 2 cấp. Chọn và thành lập sơ đồ điều hoà
không khí là một bài toán kĩ thuật, kinh tế. Mỗi sơ đồ đều có ưu điểm đặc trưng, tuy
nhiên dựa vào đặc điểm của công trình và tầm quan trọng của hệ thống điều hoà mà ta
quyết định lựa chọn hợp lý.
Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp được sử dụng rộng rãi nhất vì hệ thống tương đối đơn


giản, đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh, vận hành không phức tạp lại có tính kinh tế
cao. Sơ đồ này được sử dụng cả trong lĩnh vực điều hoà tiện nghi và điều hoà công
nghệ như hội trường, rạp hát, nhà ăn, tiền sảnh, phòng họp…
Qua phân tích đặc điểm của công trình, ta nhận thấy đây là công trình điều hoà
không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm, do đó chỉ cần sử dụng sơ đồ tuần hoàn
không khí 1 cấp là đủ đáp ứng các yêu cầu đặt ra.
4.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.
Sơ đồ nguyên lý điều hòa không khí một cấp được minh họa trên hình 4.1

Hình 4.1. Sơ đồ tuần hoàn không khí 1 cấp.
1 - Cửa lấy gió tươi
4 - Quạt gió cấp

2 - Buồng hòa trộn
5 - Miệng thổi

3 - Thiết bị xử lý không khí
6 - Miệng hồi

7 - Lọc bụi

8 - Không gian điều hòa

9 - Van gió hồi

Không khí ngoài trời có trạng thái N (t N, ϕN) qua cửa lấy gió đi vào buồng hoà
trộn 2. Ở đây diễn ra quá trình hoà trộn giữa không khí ngoài trời và không khí tuần
hoàn có trạng thái T (tT, ϕT).
Không khí sau khi hoà trộn có trạng thái H (t H, ϕH) được xử lí trong thiết bị cho
đến trạng thái O ≡ V và được quạt thổi không khí vào trong phòng.
Không khí ở trong phòng có trạng thái T được quạt hút qua thiết bị lọc bụi, một
phần không khí được tái tuần hoàn trở lại, phần còn lại được thải ra ngoài.