Đồ án Điều hòa không khí

Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

LỜI NÓI ĐẦU
Trong đời sống hằng ngày nhu cầu sinh hoạt cũng như lao động sản xuất đóng vai trò
hết sức quan trọng. Vì vậy nhằm đảm bảo cho hoạt động sinh hoạt cũng như lao động
được tốt hơn,chúng ta cần cải thiện môi trường làm việc nhằm đảm bảo nhiệt độ và
không khí trong môi trường làm việc luôn trong lành.
Trong kì này em được tập thực hiện“Đồ ánthiết kế hệ thống điều hòa không khí
VRV cấp gió tươi gián tiếp của Công ty Điện tử HANEL”.
Với địa điểm đặt hệ thống điều hòa ở Đà nẵng.Với sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo
Võ Chí Chính và sự tìm tòi của bản thân nay em đã hoàn thành nhiệm vụ được
giao.Trong quá trình thực hiện thiết kế hệ thống điều hòa không khí,do những hạn chế về
kinh nghiệm cũng như kiến thức bản thân,tài liệu tham khảo chưa được phong phú.Vì
vậy còn nhiều thiếu sót trong quá trình thực hiện mong thầy góp ý thêm để đề tài thêm
hoàn thiện và góp phần củng cố kiến thức cho bản thân em.
Em xin chân thành cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 12 tháng 10 năm 2016
Sinh viên thực hiện

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 1


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ
1.1 Vai trò của ĐHKK
Điều hoà không khí là một ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, công nghệ
và thiết bị để tạo ra một môi trường không khí phù hợp với công nghệ sản xuất, chế biến
hoặc tiện nghi đối với con người. Ngoài nhiệm vụ duy trì nhiệt độ trong không gian cần
điều hoà ở mức yêu cầu, hệ thống điều hoà không khí còn phải giữ độ không khí trong
không gian đó ổn định ở một mức quy định nào đó. Bên cạnh đó, cần phải chú ý đến vấn
đề bảo vệ độ trong sạch của không khí, khống chế độ ồn và sự lưu thông hợp lí của dòng
không khí.
1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ:
Nhiệt độ bên trong cơ thể con người luôn giữ ở 37 0C. Để có được nhiệt độ này người
luôn sản sinh ra nhiệt lượng. Trong bất kỳ hoàn cảnh nào con người sản sinh ra lượng
nhiệt nhiều hơn lượng nhiệt cơ thể cần để duy trì ở 37 0C. Vậy lượng nhiệt dư thừa này
cần phải thải vào môi trường không khí xung quanh từ bề mặt bên ngoài cơ thể người
bằng 2 phương thức truyền nhiệt: đối lưu, bức xạ.
Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoả mái dễ chịu khi sống trong môi trường
không khí có nhiệt độ tkk = 22 ÷ 270C.
1.1.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối:
Độ ẩm tương đối của không khí φ được tính bằng %, không khí chưa bão hoà φ
<100%, không khí bão hoà φ = 100%. Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyết
định tới lượng nhiệt ẩn bay hơi q a từ cơ thể người vào không khí. Qua nghiên cứu ta thấy
con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường không khí có độ ẩm tương đối
φ = 60 ÷ 75%.
1.1.3 Ảnh hưởng của tốc độ không khí:
Ta biết rằng khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt toả ra từ cơ thể bằng đối lưu và
bằng bay hơi đều tăng và ngược lại. Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ
chịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s.

1.1.4 Nồng độ các chất độc hại.
Khi trong không khí có các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn thì nó sẽ có ảnh hưởng
đến sức khỏe con người. Mức độ tác hại của mỗi một chất tùy thuộc vào bản chất chất
khí, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của con người, tình trạng sức
SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 2


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

khỏe ...vv.
Các chất độc hại bao gồm các chất chủ yếu sau: Bụi, khí CO 2, SO2, NH3, Clo …
Tuycácchấtđộchạicónhiềunhưngtrênthựctếtrongcáccôngtrìnhdândụngchấtđộc
hạiphổbiếnnhấtđólàkhíCO2doconngườithảiratrongquátrìnhhôhấp.Vìthếtrongkỹthuật
điềuhoà người ta chủ yếuquantâmđến nồng độ CO2.
1.1.5 Độ ồn:
Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc lâu dài trong khu vực có độ ồn cao
thì lâu ngày cơ thể sẽ suy sụp, có thể gây một số bệnh như: stress, bồn chồn và gây các rối
loạn gián tiếp khác. Độ ồn tác động nhiều đến hệ thần kinh. Mặt khác khi độ ồn lớn có thể
làm ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự khó chịu
cho con người.
Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệ thống
điều hòa không khí.
1.2 Các hệ thống ĐHKK.
1.2.1 Máy điều hoà cục bộ

- Máy điều hoà cửa sổ: tất cả các bộ phận của máy điều hòa đặt trong vỏ máy. Ưu
điểm: gọn, dễ lắp đặt. Nhược điểm là phải đục tường đặt máy nên mất mỹ quan, máy có
năng suất lạnh nhỏ.
- Máy điều hoà tách rời: máy được phân thành 2 mảng: mảng trong nhà (indoor unit),
mảng ngoài trời (outdoor unit). Mảng trong nhà gồm một hay nhiều khối trong có chứa
dàn bốc hơi (dàn lạnh) nên còn gọi là khối lạnh; mảng ngoài trời chỉ gồm một
khối trong có chứa dàn ngưng (dàn nóng) nên gọi là khối nóng. Máy điều hoà loại này
thường có năng suất lạnh nhỏ.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 3


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Hình 1.1- Điều hòa không khí hai mảnh.
- Máy điều hoà dạng tủ hai khối: một khối trong nhà (khối lạnh) có thể đặt đứng hoặc
treo, môt khối ngoài trời (khối nóng). Loại máy này có năng suất lạnh vừa và nhỏ.
1.2.2. Máy điều hoà VRV
- Máy điều hoà hoà VRV: về cấu tạo máy VRV giống như máy loại tách rời nghĩa là
gồm hai mảng: mảng ngoài trời và mảng trong nhà (gồm nhiều khối trong có dàn bốc hơi
và quạt). Sự khác nhau giữa VRV và dạng tách rời: với VRV chiều dài và chiều cao giữa
khối ngoài trời và trong nhà cho phép rất lớn (100m- chiều dài lớn nhất giữa dàn nóng và
dàn lạnh).

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 4


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Hình 1.2- Mô hình điều hòa không khí VRV.

Hình 1.3- Sơ đồ nguyên lý điều hòa không khí VRV.
Vì vậy khối ngoài trời có thể đặt trên nóc nhà cao tầng để tiết kiệm không gian và
điều kiện làm mát giàn ngưng bằng không khí tốt hơn. Ngoài ra, máy điều hoà VRV có
ưu việt là khả năng lớn trong việc thay đổi công suất lạnh bằng việc thay đổi tần số điện
cấp cho máy nén, nên tốc độ quay của máy nén thay đổi và lưu lượng môi chất lạnh cũng

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 5


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

thay đổi. Nhược điểm là ống dẫn môi chất dài nên khó kiểm tra rò rỉ và cần lượng môi
chất lạnh nạp vào máy nhiều hơn.
1.2.3. Máy điều hoà water chiller
Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm máy
lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7 oC. Sau đó nước
được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU và
AHU đểxử lý nhiệt ẩm không khí. Như vậy trong hệ thống này nước sử dụng làm chất
tải lạnh.
Hệ thống gồm các thiết bị chính sau:
- Cụm máy lạnh Chiller.
- Tháp giải nhiệt đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước.
- Bơm nước giải nhiệt
- Bơm nước lạnh tuần hoàn
- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung
- Hệ thống xử lý nước
- Các dàn lạnh FCU và AHU
1.2.4 Hệ thống điều hoà trung tâm
Hệ thống điều hoà trung tâm là hệ thống trong đó chỉ có một bộ phận xử lý không khí
để tạo ra một dòng không khí lạnh chung cung cấp cho nhiều không gian cần điều hoà.

1
3
2

4

5
11

6

12

7
8

9

10

Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý điều hòa trung tâm đơn giản.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 6


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Không khí tươi từ ngoài trời hút vào 1 cùng với không khí tái tuần hoàn 2 được
hoà trộn trong buồng hoà trộn 3 sau đó không khí được xử lý trong buồng xử lý 4 tạo ra
không khí lạnh rồi nhờ quạt 5 cùng hệ thống ống dẫn không khí 6 thổi vào phòng 8 qua
các miệng thổi 7. Không khí trong phòng điều hoà nhờ quạt hồi 11 hút qua miệng thải 9
bằng đường ống hồi 10, phin lọc bụi 12một phần thải ra ngoài qua cửa thải, phần còn lại
vào buồng hoà trộn 3.
+ Ưu điểm của hệ trung tâm: Chỉ cần một bộ phận xử lý không khí cho nhiều phòng

điều hoà nên giá thành thiết bị giảm, tiết kiệm được mặt bằng bố trí máy.
+ Nhược điểm: Chỉ tạo ra một dòng không khí có cùng trạng thái nên không đáp ứng
được nhiều yêu cầu khác nhau của các phòng cần điều hoà, hệ thống có đường ống dẫn
không khí dài và liên thông với nhau, nên tiêu phí nhiều vật liệu chế tạo ống cùng năng
lượng cho quạt và có nguy cơ lây lan hoả hoạn cao.
1.3. Phân tích lựa chọn hệ thống ĐHKK
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 trình nên
ta chọn hệ thống điều hòa không khí VRV.
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).
- Thay đổi công suất lạnh dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ
thống thông qua thay đổi tốc độ quay của máy nén nhờ bộ biến tần.
- Công trình là tòa nhà có nhiều phòng nên mỗi phòng hoạt động độc lập nhau, nên việc
lắp đặt VRV là rất phù hợp cho việc trả tiền điện cũng như tiết kiệm tối đa cho công trình
khi các văn phòng không hoạt động cùng một lúc.
- Mặt khác nhờ hệ thống đường ống gas có kích thước nhỏ nên phù hợp cho công trình
cao tầng, đồng thời có hệ thống nối RefNet nên dễ dàng lắp đặt đường ống.
Với những ưu điểm trên,chúng ta chọn VRV là hợp lý nhất.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 7


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

CHƯƠNG 2
TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT ẨM
2.1. Giới thiệu công trình.

A-A

A

Hình 2.1. Mặt bằng sơ bộ công ty điện tử Hanel.
SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 8


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

- Tên công trình: Công ty điện tử HANEL.
- Địa điểm: Đà Nẵng.
- Tính năng: Khu văn phòng công ty.
- Tồng diện tích mặt bằng: 699 m2.
- Chiều cao: 6 m (chưa có trần).
- Không gian phòng máy: + Diện tích: 24 m2.
+ Chiều cao: 4,5 m (chưa có trần).

- Đặc điểm cấu tạo mặt bằng công trình:
Bảng 2.1- Thông số các phòng.
Phòng

Kích thước
(m2)

Phòng 1
Phòng 2
Phòng 3
Phòng 4
Phòng 5
Phòng 6
Phòng 7
Phòng 8
Phòng 9
Phòng 10

7,5 x 9
7,5 x 9
7.5 x 9
7,5 x 9
7,5 x 9
7,5 x 9
7,5 x 9
7,5 x 9
7,5 x 9
7,5 x 9

Đèn

huỳnh quang
( cái×36W)
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6

Máy móc
( chiếc×200W)

Người

6
6
6
6
6
6
6
6
6
6

10

10
10
10
10
10
10
10
10
10

2.1.2 Các thông số tính toán và khảo sát
Thông số tính toán ở đây là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng
cần điều hoà và ngoài trời (tN).
2.1.2.1. Chọn thông số tính toán bên ngoài trời
Nhiệt độ và độ ẩm không khí ngoài trời ký hiệu là t N, φN. Trạng thái của không khí
ngoài trời được biểu thị bằng điểm N trên đồ thị không khí ẩm. Chọn thông số tính toán
ngoài trời phụ thuộc vào mùa nóng, mùa lạnh và cấp điều hoà. Lấy theo TCVN 56871992 như sau:

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 9


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Bảng 2.2. Nhiệt độ và độ ẩm tính toán ngoài trời

Hệ
thốn
g
Hệ
thốn
g cấp
I:
Mùa
hè
Mùa
đông

Nhiệ
t độ
Độ ẩm
tN ,
[0C] ϕN , [%]
tmax
tmin

ϕ(tmax)
ϕ(tmin)

Hệ
thốn 0,5(t 0,5[ϕ(tm
g cấp max +
ax) +
tb
II:
t max) ϕ(ttbmax)

Mùa 0,5(t
]
hè
+
min
0,5[ϕ(tm
tb
Mùa t min)
in) +
đông
ϕ(ttbmin)]
Hệ
thốn
g cấp
III:
Mùa
hè
Mùa
đông

ttbmax
ttbmin

ϕ (ttbmax)
ϕ (ttbmin)

Trong đó:
- tmax, tmin là nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong năm, đo lúc 13÷15h.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 10


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

- ϕ(tmax), ϕ(tmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ lớn nhất và nhỏ nhất tuyệt đối trong
năm.
Tuy nhiên, do hiện nay các số liệu này ở Việt Nam chưa có nên có thể lấy bằng
ϕ( ttbmax) và ϕ( ttbmin)
- ttbmax, ttbmin là nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất và lạnh nhất trong năm.
- ϕ( ttbmax) và ϕ( ttbmin) là độ ẩm tương đối ứng với nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất
và lạnh nhất trong năm.
Hệ thống điều hoà không khí tại Công ty ta chọn hệ thống cấp III nên các thông số
tính toán ta chọn như sau:
Mùa hè: tN = ttbmax , φN = ϕ(ttbmax).
Đối với hệ thống điều hòa không khí cấp III, tại Hải Phòng tháng nóng nhất là tháng
6 khi đó tra theo PL-1 và PL-2 [TL1- trang 455,456] ta có các thông số khí hậu:
tN = ttbmax = 32,1oC

Nhiệt độ:
Độ ẩm:

φN = ϕ(ttbmax) = 83 %.

Tra đồ thị i-d ta có:

iN = 86 kJ/kg
dN = 23,7 g/kg kkk.

2.1.2.2. Chọn thông số tính toán trong phòng:
2.1.2.2.1 Nhiệt độ và độ ẩm:
Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu t T, ϕT ứng với trạng
thái của không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T của không khí ẩm. Việc
chọn giá trị tT, ϕT phụ thuộc vào mùa trong năm, ở Việt Nam nói chung ta có hai mùa là
mùa nóng và mùa lạnh. Việc chọn thông số tính toán trong nhà như sau:
+ Nhiệt độ:

tT = 28 ÷ 30oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN> 36 oC
tT = 24 ÷ 27oC, khi nhiệt độ ngoài trời tN< 36 oC

+ Độ ẩm:

ϕT = 35 ÷ 80%.

Đối với khu công cộng hạng bình thường ta chọn:
+ Nhiệt độ: tT = 250C
+ Độ ẩm:

SVTH:

ϕT = 65%
- Lớp 12N1

Trang 11

Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Tra đồ thị i-d ta có: iT = 58 kJ/kg
dT = 12,7 g/kg kkk.
2.1.2.2.2 Chọn tốc độ không khí trong phòng:
Chọn theo nhiệt độ không khí tính toán trong phòng. Nếu nhiệt độ trong phòng thấp
cần chọn tốc độ gió nhỏ tránh cơ thể mất nhiều nhiệt, theo bảng 2.5[TL2] ứng với nhiệt
độ trong phòng tT = 250C ta chọn ωk = 0,6 m/s.
2.2. Tính phụ tải nhiệt.
2.2.1. Cơ sở lý thuyết.
2.2.1.1. Nhiệt do máy móc thiết bị điện tỏa ra Q1:
Nhiệt này được tính là tổng các công suất của các thiết bị, máy móc cộng lại. Vì đây là
một công ty điện tửnên các thiết bị máy móc ở đây chủ yếu là máy vi tính,máy fax,
photocopy, máy chiếu …

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 12


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Q1 = kđt ∑P , kW

(2.2)
P: Là công suất của các thiết bị đã ghi trên máy, W.
kđt: Hệ số tác động đồng thời. Chọn kđt = 0,8
Vậy:
Q1 = 0,8∑P , kW
2.2.1.2. Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2:
Lượng nhiệt toả ra do thắp sáng trong nhiều trường hợp chiếm một phần đáng kể khi
thắp sáng các loại đèn điện thông thường đèn dây tóc cũng như đèn huỳnh quang thì hầu
hết năng lượng điện sẽ biến thành nhiệt. Ở đây ta chỉ dùng bóng đèn huỳnh quang, trong
quá trình phát sáng sẽ trao đổi nhiệt bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệt với môi trường xung
quanh.
Hiệu quả thắp sáng của đèn huỳnh quang:
- 25% năng lượng đầu vào biến thành quang năng
- 25% được phát ra dưới dạng nhiệt
- 50% dưới dạng đối lưu và dẫn nhiệt
Q2 =n1,25.Nhq, KW
(2.3)
Trong đó:
n- số bóng đèn huỳnh quang có trong 1 phòng.
Nhq- tổng công suất đèn huỳnh quang, kW.
Vậy:
Q2 = 1,25x6x36.10-3=0,27, kW.
2.2.1.3. Nhiệt do người toả ra Q3:
Trong quá trình hô hấp và hoạt động cơ thể người ta tỏa nhiệt, lượng nhiệt do người
toả ra phụ thuộc vào trạng thái, mức độ lao động, môi trường không khí xung quanh, lứa
tuổi...Nhiệt do người toả ra gồm 2 phần: một phần toả trực tiếp vào không khí, gọi là
nhiệt hiện; một phần khác làm bay hơi trên bề mặt da, lượng nhiệt này toả vào môi
trường không khí làm tăng entanpi của không khí mà không làm tăng nhiệt độ của không
khí gọi là lượng nhiệt ẩn, tổng 2 lượng nhiệt này gọi là lượng nhiệt toàn phần do người
toả ra.

Khi đó lượng nhiệt toả ra do người là :
η đt
Q3 =
.10-3.n.q , kW
(2.4)
Trong đó:
n: Là số nguời trong phòng,
(2.5)
q = q w + qh: Là nhiệt lượng toàn phần do mỗi người toả ra. Ta bảng 3.5[TL1], ta có
qw= 65 W/ người ; qh= 65 W/người, do đó q= 65+65=130 W/ người.
η đt
η đt
: Hệ số tác động không đồng thời. Tra bảng 3.4[1],
= (0,75÷0,9), ta chọn
η đt
= 0,9.
Vậy :
Q3 = 117.10-3.n , kW
SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 13


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

2.2.1.4. Nhiệt do sản phẩm mang vào Q4:

Tổn thất nhiệt dạng này chỉ có trong các xí nghiệp, nhà máy. Ở đó, trong không gian
điều hòa thường xuyên và liên tục có đưa vào và đưa ra các sản phẩm có nhiệt độ cao hơn
nhiệt độ trong phòng. Chính vì thế trong trường hợp này ta có thể bỏ qua tổn thất nhiệt
này Q4 = 0.
2.2.1.5. Nhiệt toả ra từ bề mặt thiết bị nhệt Q5:
Nếu trong không gian điều hòa có thiết bị trao đổi nhiệt, chẳng hạn như lò sưởi, thiết
bị sấy, ống dẫn hơi… thì có thêm tổn thất nhiệt từ bề mặt nóng vào phòng. Trên thực tế ít
xảy ra vì khi điều hòa thì các thiết bị này thường ngừng hoạt động. Do vậy trong trường
hợp này Q5 = 0.
2.2.1.6. Nhiệt do bức xạ mặt trời vào phòng Q6
2.2.1.6.1. Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua cửa kính Q61:
Do ở đây là công trình nhà xưởng nên vách bao che không có lắp kính, cũng như
cửa kính, vì vậy ra có thể xem như lượng nhiệt bức xạ qua của kính Q61=0.
2.2.1.6.2. Tính toán nhiệt bức xạ truyền qua kết cấu bao che Q62:
Dưới tác dụng của các tia bức xạ mặt trời, bề mặt bên ngoài cùng của kết cấu bao
che sẽ nóng lên do hấp thụ nhiệt. Lượng nhiệt này sẽ tỏa ra môi trường một phần, phần
còn lại sẽ dẫn nhiệt vào bên trong và truyền cho không khí trong phòng bằng đối lưu và
bức xạ. Quá trình truyền nhiệt này sẽ có độ chậm trễ nhất định. Mức độ chậm trễ phụ
thuộc vào bản chất kết cấu tường, mức độ dày mỏng. Do lượng nhiệt bức xạ qua tường
không đáng kể nên có thể bỏ qua,ta chỉ tính lượng nhiệt bức xạ qua mái cho tầng trên
cùng.
Q62 = 10-3Fm. k.φm.Δt, kW

(2.7)

Trong đó :
ϕm

: hệ số màu của tường hay mái
+ Mái màu sáng:

ϕm

= 0,78

Rxn: nhiệt bức xạ đập vào mái hoặc tường, W/m2.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 14


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

Rxn=

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

R
0.88

R: nhiệt bức xạ qua kính vào phòng,theo 3.10[TL1- trang 69] ta có R = 486 W/m 2
Vậy

Rxn = 552 W/m2
Fm: diện tích mái, m2.
MÁI C
HE

Hình 2.2. Hình chiếu đứng công trình.
Với kết cấu mái che như hình trên, ta tính được chiều dài của mái che như sau:
92 + 2 2 = 9, 22m

Lmái che=
. Chiều dài mỗi phòng là 7,5m suy ra diện tích mái che cần tính
là: Smái che=9,22×7,5= 69,2m2.
k:hệ số truyền nhiệt qua mái. Với mái tôn sáng, có trần thì lấy k=1,59 W/m2K.
εs

: hệ số hấp thụ của mái. Tra theo bảng 3.13[1] ta có

αN

εs

= 0,8

= 23,3 W/m2K – hệ số tỏa nhiệt đối lưu của không khí bên ngoài.

∆t = t td − t tt

- độ chênh nhiệt độ tương đương:
ttd = t N +

SVTH:

ε s Rxn
0,8.552

= 32,1 +
= 45,9 oC
αN
32,1

- Lớp 12N1

Trang 15


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

∆
=> t = 45,9 – 25 = 20,9OC

Vậy ta có: Q62 = 10-3.69,2.0,78.20,9.1,59= 1,8kW
=> Q6=Q62=1,8 kW.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 16


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

2.2.1.7. Nhiệt do lọt không khí vào phòng Q7:
Khi có độ chênh lệch áp suất trong nhà và ngoài trời nên có hiện tượng rò rỉ không
khí và luôn kèm theo tổn thất nhiệt.
Việc tính tổn thất nhiệt do rò rỉ thường rất phức tạp do khó xác định chính xác định
lưu lượng không khí rò rỉ. Mặt khác các phòng có điều hòa thường đòi hỏi phải kín. Phần
không khí rò rỉ có thể coi là một phần khí tươi cung cấp cho hệ thống.
Q7h = 0,335.V.ξ.(tN-tT) , W
(2.8)
Q7w = 0,84.V.ξ.(dN-dT) , W
(2.9)
Trong đó:
V: Thể tích phòng, m3. Tính thể tích phòng như sau :

Hình 2.3. Mô hình thể tích một phòng trong công trình.
Một phòng có kích thước như hình trên, nên ta tính được V=9x7,5x6= 405m 3.
ξ: Hệ số kinh nghiệm cho theo bảng 3.14[1].Ta được ξ = 0.7
tN = 32,1°C : Nhiệt độ không khí bên ngoài
tT = 25°C : Nhiệt độ không khí bên trong
dN= 23,7 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán ngoài trời
dT = 12,7 g/kg kkk: Dung ẩm của không khí tính toán trong nhà.
⇒

Q7h = 0,335.0,7.10-3.(32,1 - 25).V = 1,67.10-3.V, kW
Q7w = 0,84.0,7.10-3. (23,7 – 12,7).V =6,5.10-3.V, kW
Vậy :
Q7 = Qh7 + Qw7 = 8,1.10-3.405=3,3 kW

2.2.1.8. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q8:
Người ta chia ra làm hai tổn thất:

- Tổn thất do truyền nhiệt qua trần, mái, tường, và sàn Q81.
- Tổn thất do truyền nhiệt qua nền Q82.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 17


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Tổng tổn thất truyền nhiệt:
Q8 = Q81 + Q82

(2.11)

2.2.1.8.1. Nhiệt truyền qua tường, trần, sàn tầng trên Q81:
Nếu biết nhiệt độ bên trong và bên ngoài nhà tức là biết độ chênh nhiệt độ, ta có thể xác
định được lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che nào đó của công trình (tường, cửa
,mái...) từ phía có nhiệt độ cao đến phía có nhiệt độ thấp bằng công thức sau:
Q81 = 10-3.k.F.Δt, kW

(2.12)

Trong đó:
k: Là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m 2.OC
F: Là diện tích của kết cấu bao che, m2

Δt: Là hiệu số nhiệt độ tính toán, oC.
a. Xác định hiệu số nhiệt độ tính toán:
Δt = ϕ(tN - tT)
Với: tT: Nhiệt độ tính toán của không khí bên trong nhà, tT = 25 oC
tN: Nhiệt độ tính toán của không khí bên ngoài, tN = 32,1oC.
ϕ: Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che đối với không khí bên ngoài.
+ Đối với trần có mái:
Mái nhà bằng tôn với kết cấu kín thì ϕ = 0,8.
+ Đối với tường ngăn cách giữa phòng có điều hoà với phòng không được điều hoà
(phòng đệm):
- Nếu phòng đệm tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 0,7
- Nếu phòng đệm không tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 0,4.
+ Đối với tường hoặc mái tiếp xúc với không khí bên ngoài: ϕ = 1
Vậy khi đã biết được vị trí không gian điều hoà thì ta tính được độ chênh nhiệt độ đó:
- Khi không gian điều hoà tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời thì:
Δt = 1.(32,1 - 25) = 7,1°C
- Khi không gian điều hoà tiếp xúc với phòng đệm tiếp xúc không khí bên ngoài:
Δt = 0,7.(32,1 - 25) = 4,97°C
SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 18


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

- Khi trần có mái bằng tôn với kết cấu kín:

Δt = 0,8.(32,1 – 25) = 5,68°C.
2.2.1.8.2. Tóm tắt công thức tính Q81:
+ Đối với tường bao, dày 220 mm:
- Khi tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời:
Qttt81 = 10-3.2,021.7,1.Ft

(2.13)

= 0,014.Ft , kW
- Khi tiếp xúc với phòng không được điều hòa:
Qtgt81 = 10-3.1,858.4,79.Ft

(2.14)

= 0,009.Ft , kW
Vậy ta có :
- Đối với kết cấu bao che tiếp xúc trực tiếp với không khí bên ngoài:
Q81t = Qttt81 , kW
(2.17)
= 0,014.Ft
- Đối với kết cấu bao che tiếp xúc gián tiếp với không khí ngoài trời:
Q81g = Qtgt81 ,kW
= 0,009.Ft (2.18)
Ta có tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào phòng:
Q81 = Q81t + Q81g= 0,023.Ft, kW.
(2.19)
Nhiệt truyền qua nền Q82:
Theo phương pháp này người ta coi nền như một vách phẳng, trong đó nhiệt truyền
theo bề mặt nền ra ngoài theo các dải khác nhau. Nền được chia làm bốn dải, mỗi dải có
bề rộng 2m riêng dải thứ tư là phần còn lại của nền.

Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dải nền có trị số như sau:
Dải 1 có hệ số truyền nhiệt k1 = 0,5 W/m2K;
Dải 2 có k2 = 0,2 W/m2K;
Dải 3 có k3 = 0,1 W/m2K;
Dải 4 có k4
2
2m Daíi 1
W/m K.
Daíi 2 Daíi 3

=

0,07

Daíi 4

a

SVTH:

- Lớp 12N1
2m

Trang 19
b


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Hình 2.4. Cấu trúc dải nền
Diện tích các dải nền được xác định như sau:
F1 = 4(a+b)= 4(9+7,5)= 66m2.
F2 = 4(a+b) – 48= 4(9+7,5)- 48=18m2.
F3 = 4(a+b) – 80= 4(9+7,5)- 80= -14 m2 ( loại)
F4 = (a-12)(b-12)= (35,7-12)(18-12)= 13,5 m2 (Coi như lớp thứ 3)
Ta thấy khi F1< 48m2 thì chỉ có một dải nền.
Do ở đây mặt bằng thiết kế 10 phòng có diện tích axb= 9x7,5 m 2 nên Q82 mỗi phòng bằng
nhau, ta tính cho 1 phòng:
Nhiệt truyền qua nền được tính như sau:
Q82= (k1F1+ k2F2+ k3F3)(tN-tT).10-3= (0,5.66+0,2.18+ 0,1.13,5).(32,1-25).10-3= 0,269, kW
( 2.20 )
Như vậy, tổng nhiệt lượng truyền qua kết cấu bao che là:
Q8= Q82 + Q81= 0,269+ 0,023.Ft,kW.
Với phòng có kích thước như hình bên thì ta có:
Ft= 9x6= 54m2.
=> Q8= 0,269+0,023x54= 1,5 kW.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 20


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

2.3. Tính cân bằng ẩm.
2.3.1. Cơ sở lý thuyết:

2.3.1.1. Lượng ẩm do người tỏa ra W1:
W1 = n.gn.10-3, kg/h

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

(2.22)

Trong đó:

+ n: số người trong phòng; n =

Fs
i

, người.

Fs: Diện tích sàn
i: Diện tích phòng dành cho 1 người
+ gn: lượng ẩm do1 người toả ra trong phòng trong 1 đơn vị thời gian, phụ
thuộc vào cường độ lao động và nhiệt độ không khí trong phòng, được xác
định theo bảng bảng 3.21[TL1].
Ở nhiệt độ không khí trong phòng 25°C, trạng thái lao động trí óc thì ta chọn
gn = 105g/h.người.
Vậy: W1 =105.10-3.n, kg/h
2.3.1.2. Lượng ẩm bay hơi từ các sản phẩm W2:
Khi đưa các sản phẩm ướt vào phòng thì có một lượng hơi nước bốc hơi vào phòng.
Ngược lại nếu đưa sản phẩm khô thì nó sẽ hút một lượng ẩm. Thành phần ẩm này chỉ có
trong công nghiệp, W2 = 0.
2.3.1.3. Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt từ sàn W3:
Khi sản phẩm bị ướt thì một lượng hơi ẩm từ đó có thể bốc hơi vào không khí làm

tăng độ ẩm của nó. Lượng ẩm này chỉ có ở khu nhà tắm, nhà bếp, nhà vệ sinh, W 3 = 0.
2.3.1.4. Lượng ẩm do hơi nước nóng mang vào W4:
Khi trong phòng có rò rỉ hơi nóng, ví dụ như hơi từ các nồi nấu, thì cần tính thêm
lượng hơi ẩm thoát ra từ các thiết bị này, W4 = 0.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 21


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Bảng 2.3- Kết quả tính toán phụ tải nhiệt QT, kW.
Phòng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Q1

0,96
0,96
0,96
0,96
0,96
0,96
0,96
0,96
0,96
0,96

Q2
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27
0,27

Q3
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17
1,17

1,17
1,17
1,17
1,17

Q6
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8
1,8

Q7
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3
3,3

Q8

1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5
1,5

∑QT
9
9
9
9
9
9
9
9
9
9

Vậy, tổng lượng nhiệt thừa QT:
8

∑
∑QT =

i =1

QTi = QT1,10=90 kW.

Bảng 2.4- Kết quả tính toán phụ tải ẩmWT, kG/s.
(Khi đã bỏ qua W2, W3, W4 thì WT= W1)
Phòng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

W1
105.10-3.10/3600
105.10-3. 10/3600
105.10-3. 10/3600
105.10-3.10/3600
105.10-3.10/3600
105.10-3.10/3600
105.10-3.10/3600
105.10-3.10/3600
105.10-3.10/3600
105.10-3.10/3600

WT

2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
2,92.10-4
∑WT= 2,92.10-3

Vậy, tổng lượng nhiệt thừa WT= 2,92.10-3 kG/s.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 22


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

2.4. Tính kiểm tra đọng sương.
Như đã biết, khi nhiệt độ vách tw thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí tiếp
xúc với nó sẽ xảy ra hiện tượng đọng sương trên vách đó. Tuy nhiên do xác định nhiệt độ
vách khó nên người ta quy điều kiện đọng sương về dạng khác.
- Về mùa hè: Ta thực hiện chế độ làm lạnh, nhiệt độ bên ngoài lớn hơn nhiệt độ bên

trong. Khi đó tTw> tT > tTs như vậy vách trong không thể xảy ra hiện tượng đọng sương .
Gọi tNs là nhiệt độ đọng sương vách ngoài, ta có điều kiện xảy ra đọng sương:
tNs > tNw
Theo phuơng trình truyền nhiệt ta có:
k(tN - tT) =
hay:

k=

αN

αN

(tN - tNw)

(2.24)

(tN - tNw)/(tN - tT)

Khi giảm tNw thì k tăng, khi giảm tới t Ns thì trên tường bị đọng sương, khi đó ta được giá
trị kmax:
kmax =

αN

(tN - tNs)/(tN - tT)

(2.25)

Điều kiện không đọng sương được viết lại:

kmax=

αN

(tN - tNs)/(tN - tT) > k

(2.26)

Ở đây nhiệt độ đọng sương tNs= 27,50C là nhiệt độ đọng sương của trạng thái có t N
ϕN
0
= 32,1 C,
= 87%.
Đối với tường bên là:
kmax =

αN

(tN - tNs)/(tN - tT) = 23,3(32,1– 27,5)/(32,1 - 25) = 111,88 W/m2.K.

+ Xét điều kiện không bị đọng sương đối với tường bên phần không có kính:

k=

1
1
=
δ
1
0,02

0,2
1
1
1
+
+
+
+∑ i +
23,3 0,93 0,581 11,6
αN
λi α T

= 2,02 W/m2K

Vậy:
kmax = 111,88> k = 2,02 nên vách ngoài phần tường bên không kính không
bị đọng sương.
SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 23


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

SVTH:

- Lớp 12N1

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

Trang 24


Đồ án môn học:Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV

GVHD: PGS. TS. VÕ CHÍ CHÍNH

CHƯƠNG 3
THÀNH LẬP, TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
3.1. Lựa chọn sơ đồ ĐHKK
SƠ ĐỒ TUẦN HOÀN KHÔNG KHÍ 1 CẤP

Hình 3.1- Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp.
N (t N , ϕ N )

Nguyên lý hoạt động : Không khí bên ngoài trời có trạng thái
với lưu
lượng GN qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1, được đưa vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn
với không khí hồi có trạng thái T với lưu lượng G T qua cửa hồi gió 2. Hỗn hợp hòa trộn
có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý nhiệt ẩm 4, tại đây nó được xử lý theo một
chương trình cài sẵn đến trạng thái O và được quạt 5 vận chuyển theo kênh gió 6 vào
phòng 8. Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi 7 có trạng thái V vào phòng nhận nhiệt
thừa QT , ẩm thừa WT và tự thay đổi trạng thái từ V đến T. Sau đó một phần không khí
được thải ra ngoài qua cửa thải 12 và một phần lớn được quạt hồi gió 11 hút về qua các
miệng hút 9 theo kênh hồi gió 10.

SVTH:

- Lớp 12N1

Trang 25