Công trình và Hệ thống điều hòa không khí

Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

chơng I
tổng quan về công trình và vai trò của
hệ thống điều hoà không khí
I.1 giới thiệu chung về công trình

Là một trung tâm thơng mại dùng để buôn bán các loại
hàng hoá, công trình này khá lớn về mặt diện tích cũng nh
quy mô xây dựng. Công trình gồm hai tầng với diện tích
mặt hàng là 21600 x 28800 m m. Công trình đòi hỏi phải
có một hệ thống điều hoà không khí để tạo điều kiện
thuận lợi cho khách hàng, nhân viên phục vụ và tạo ra một
môi trờng sạch sẽ thuận lợi cho bảo quản sản phẩm... Yêu cầu
của công trình là đối với mùa hè, mùa đông phải có nhiệt độ
( 25 2 )0C và độ ẩm là = 65%:
Trung tâm thơng mại này đợc đặt tại thành phố Hải Dơng với kiến trúc đẹp nó đã góp phần làm cho cảnh quan
của thành phố Hải Dơng thêm hiện đại và to đẹp. Góp phần
nâng cao văn hoá, văn minh lịch sự của thành phố.Với kiến
trúc hớng tây là xây tờng gạch để tránh ánh nắng mặt trời
và các hớng còn lại đợc thiết kế bằng kính với độ dày 15 m
m , là một kiến trúc khá đẹp và hiện đại.
Tầng 1 và tầng 2 của trung tâm có diện tích và kiến
trúc giống nhau. Phía trên của tầng 2 một phần đợc làm mái
tôn chống nóng và phần còn lại

dùng để máy móc và các

thiết bị cho hệ thống điều hoà không khí cho cả toà nhà.

Hệ thống điều hoà không khí cần phải phục vụ toàn bộ
diện tích tầng 1 và tầng 2 thoả mản các yêu cầu về khí hậu

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

1 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

nhng không làm ảnh hởng đến kết cấu xây dợng và trang
trí, hàng hoá trong toà nhà, củng nh cảnh quan bên ngoài.

I.2 vai trò của điều hoà không khí đối với con ngời

Điều kiện khí hậu có có ảnh hởng nhiều đến sức khoẻ
và năng suất lao động của con ngời lao đông trong quá
trình sản xuất,. Nh ta đã biết không khí bao gồm những
thành phần chính là Nitơ và ôxy, ngoài ra trong không khí
còn chứa các loại khí nh cácbon nic, ácgon, các loại khí khác
và hơi nớc, thành phần các chất này ít và luôn luôn thay
đổi.
Khi lợng ôxy trong không khí giảm xuống chỉ còn 12%
thì con ngời sẽ cảm thấy khó chịu (khó thở), bộ máy hô hấp
phải làm việc căng, thở nhiều và sâu, ở tình trạng đó con
ngời chỉ có thể chịu đợc không quá nửa giờ. Do đó để
tránh ảnh hởng xấu trên thì vùng làm việc cần đợc thông
thoáng, nhiệt độ thích hợp. Có nghĩa là phải tác động làm

cho điều kiện khí hậu nơi làm việc thuận lợi (trang bị hệ
thống điều hoà không khí và thông gió lọc bụi tốt ), bảo
đảm cho không khí luôn đợc trong sạch, không bị ô nhiễm
bởi hơi, bụi độc hại.
Không khí còn là môi trờng thờng xuyên thay đổi nhiệt
do cơ thể con ngời, máy móc thiết bị toả ra và bức xạ mặt
trời truyền tới. Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh rõ
rệt nhất đối với con ngời. Cũng nh mọi động vật máu nóng
khác, con ngời có thân nhiệt không đổi (37 0C) và luôn luôn

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

2 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

trao đổi nhiệt với môi trờng sung quanh dới hai hình thức:
truyền nhiệt và toả ẩm.
Truyền nhiệt bằng đối lu và bức xạ từ bề mặt da (nhiệt
độ khoảng 360C) hoặc chỉ bằng dẩn nhiệt qua lớp quần áo
đợc diễn ra khi có chênh lệch nhiệt độ giữa môi trờng và bề
mặt da. Khi nhiệt độ môi trờng nhỏ hơn 36C, có thể thảy
nhiệt bằng truyền nhiệt, nếu mất nhiệt lợng quá mức thì cơ
thể sẽ có cảm giác lạnh và ngợc lại. khi nhiệt độ không khí lớn
hơn 36OC thì cơ thể thải nhiệt vào môi trờng bằng hình
thức toả ẩm ( thở, bay hơi mồ hôi ...) Cơ thể đổ mồ hôi
nhiều hay ít cũng phụ thuộc vào nhiệt độ môi trờng, ngoài

ra còn phụ thuộc vào độ ẩm tơng đối của không khí và tốc
độ chuyển động của không khí quanh cơ thể.
Mỗi ngành kỹ thuật, công nghệ yêu cầu một chế độ vị
khí hậu riêng biệt, do đó ảnh hởng của môi trờng không khí
là không giống nhau. Nhìn chung các quá trình sản xuất thờng kèm theo sự thải nhiệt, thải khí CO 2 hơi nớc, có khi cả bụi
các chất hoá học độc hại, làm cho môi trờng không khí sản
xuất luôn biến động. Sự biến độ đó đều ảnh hởng ít
nhiều đến sản xuất nhng ở mỗi lĩnh vực là khác nhau.
Một số ngành sản xuất đòi hỏi nhiệt độ không khí quá
thấp nh: sản xuất bánh kẹo cao cấp (sản xuất kẹo socola cần
nhiệt độ 7+80C, kẹo cao su 200C), chế biến thuỷ hải sản.
Trong khi đó thì ngành sản xuất sợi dệt cần duy trì ở nhiệt
độ ở (20+ 300C, độ ẩm

45+65%), ngành sản xuất và chế

biến dợc phẩm lại yêu cầu một chê độ nghiêm ngặt hơn nhiệt
độ 23+280C, độ ẩm 45+60% đặc biệt là môi trờng không
khí phải sạch không có nhiều bụi bẩn và không nhiễm các

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

3 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

chất độc hại. Với các ngành sản xuất thực phẩm thịt, sửa...

nhiệt độ yêu cầu vừa phải (20+280C) nếu nhiệt độ cao quá
rể bị ôi, thiu sản phẩm khi chế biến. Tóm lại nhiệt độ và độ
ẩm là hai yếu tố quan trọng tác động trực tiếp đến chất lợng
sản phẩm khi chế biến, sản xuất,. Nhng độ trong sạch của
không khí cũng là yếu tố quan trọng không kém, không cho
phép có bụi bẩn bám trên bề mặt và độ vô trùng là tuyệt
đối.
ở đây xin đề cập đến điều hoà không khí cho
những siêu thị, đây là một trong những trung tâm dịch vụ,
loại hình kinh doanh phục vụ cho nhu cầu tiêu thụ sản phẩm,
từ loai cần đợc bảo quản hơn cho khách hàng và tạo nên một
môi trờng dể chịu thoải mái cho khách hàng khi đến siêu
thị. Nên yêu cầu về điều hoà về không khí là không thể
thiếu, việc tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí
đối với siêu thị đòi hỏi một kiến thức tổng hợp và độ chính
xác trong việc lựa chọn máy móc tơng đối cao, nếu không sẽ
ảnh hởng đến kinh tế (doanh thu) của siêu thị.
Một siêu thị có một kiến trúc, mặt bằng khác nhau, nên
việc thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho mỗi công
trình không thể giống nhau. Với nhu cầu mức sống càng cao
và với tốc độ phát triển kinh tế nh hiện nay, loại hình kinh
doanh kiểu này rất đáng đợc đầu t phát triển, do vậy cần
tránh tình trạng thi công theo kinh nghiệm không có tính
toán cụ thể chính xác về điều hoà không khí, cũng từ đó
nói lên tầm quan trọng của việc tính toán thiết kế hệ thống
điều hoà không khí.

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

4 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

Chơng II
khái lợc điều hoà không khí và lựa chọn điều hoà
không khí cho công trình

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

5 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

II.1 khái lợc hệ thống điều hoà không khí

Hệ thống điều hoà không khí là tập hợp các máy móc,
thiết bị, dụng cụ để tiến hành các quá trình xử lý không
khí nh sởi ấm, làm lạnh, khử ẩm, gia ẩm ... điều chỉnh và
khống chế các thông số vi khí hậu trong nhà nh nhiệt độ,
độ ẩm, độ sạch, khí tơi và sự tuần hoàn không khí trong
nhà đáp ứng nhu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.
Việc phân loại hệ thống điều hoà không khí là rất
phức tạp vì chúng đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng
dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên theo

tài liệu [2] có thể phân loại các hệ thống điều hoà không
khí nh sau:
- Theo mục đích ứng dụng có thể phân ra điều hoà
tiện nghi và công nghệ.
-Theo tính chất quan trọng có thể phân ra điều hoà
cấp 1, cấp 2, cấp 3.
- Theo tính tập trung phân ra hệ thống điều hoà
không khí cục bộ, hệ thống điều hoà tổ hợp gọn và trung
tâm nớc.
- Theo cách làm lạnh không khí phân ra hệ thống trực
tiếp ( lạm lạnh không khí bằng dàn bay hơi), gián tiếp (gián
tiếp qua nớc lạnh bằng FCU hoặc AHU). Loại gián tiếp có thể
phân ra loại khô và loại ớt. loại khô là loại có dàn ống xoắn
trao đổi nhiệt có cánh, nớc lạnh đi trong ống còn không khí
đi ngoài ống. Loại ớt còn gọi dàn phun là loại buồng đều
không có dàn phun trực tiếp nớc lạnh và không khí cần làm
lạnh. Loại khô đợc gọi là hệ thống kín, loại ớt gọi là hệ thống
hở.

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

6 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

- Theo cách phân phối không khí có thể phân ra hệ
thống cục bộ hoặc trung tâp xử lý gió. Kiểu cục bộ xử lý

không khí có tính cụ bộ cho từng không gian điều hoà riêng
lẻ còn kiểu trung tâm là không khí đợc xử lý tại một trung
tâm và phân phối không khí tới không gian điều hoà bằng
ống gió.
- Theo năng suất lạnh có thể phân gia loại nhỏ (tới 2 tấn
lạnh Mỹ hay 24.000 Btu/h hoặc 7 kW), loại trung tâm từ 3
đến 100 tấn và loại lớn từ 100 tấn lạnh Mỹ trở lên.
- Theo chúc năng có loại một chiều hoặc hai chiều. Máy
điều hoà một chiều là loại máy chỉ một chức năng làm lạnh.
Máy điều hoà hai chiều là loại có khả năng làm lạnh vào màu
hè và sởi ấm vào mùa đông.
- Căn cứ kết cấu máy chia ra máy điều hoà một cụm,
hai cụm và nhiều cụm. Loại máy một cụm còn đợc gọi là máy
điều hoà nguyên cụm nh máy điều hoà cửa sổ, máy điều
hoà lắp trên mái, máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nớc.
Máy hai và nhiều cụm còn gọi là máy điều hoà tách. Các loại
máy này có tên chung là máy điều hoà tổ hợp gọn (theo các
đơn nguyên) (unitary packaged air canditioner) hay gọi tắt
là máy điều hoà gọn.
- Theo cách bố trí làm lạnh chia ra loại cửa sổ, treo tờng,
treo trần, giấu trần (âm trần), hộp tờng, kiểu tủ hành lang...
- Theo cách làm mát thiết bị ngng tụ có loại giàn ngng
giải nhiệt gío (làm mát bằng không khí kiểu giàn quạt) hoặc
giải nhiệt nớc (làm mát bằng nớc) hoặc loại kết hợp gió nớc.
Làm mát bằng nớc có thể dùng nguồn nớc thành phố, nớc giếng
khoan và sử dụng nớc tuần hoàn qua tháp giải nhiệt (Cooling

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

7 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

Tower). Làm mát bằng nớc kết hợp với gió là loại dàn ngng tới
hoặc tháp ngng.
-Theo chu trình lạnh chia ra máy lạnh nén hơi, hấp thụ,
êjectơ hoặc nén khí.
- Theo môi chất lạnh chia ra máy lạnh dùng amôniac, frêôn
R22, R134A, R404A, B hoặc R123...
- Theo kiểu máy nén chia ra máy nén pittông, trục vít,
rôto, xoắn ốc hoặc turbin. Theo kết cấu máy nén chia ra
máy nén kín, hở hoặc nửa kín...
- Theo cách bố trí ống nớc lạnh của hệ thống trung tâm
nớc phân ra hệ thống hai ống nớc, hệ thống ba ống và hệ
thống bốn ống nớc.
- Theo hệ thống phân phối gió chia ra loại một ống gió,
hai ống gió hoặc không ống gió.
- Theo cách điều chỉnh lu lợng gió phân ra hệ thống lu
lợng gió áp cao và ống gió áp thấp.
- Theo cách điều chỉnh lu lợng gió phân ra hệ thống lu
lợng gió không thay đổi (CAV Constant Air Voluume) hệ
thống lu lợng gió thay đổi (VAV Variable Air Voluume).
- Theo điều chỉnh lu lợng môi chất phân ra hệ thống lu
lợng môi chất không đổi và lu lợng môi chất thay đổi (VRV
Variable Refrigerant Voluume). VRV là hệ thống lạnh đặc
biệt của hãng DAIKIN sử dụng máy biến tần điều chỉnh năng
suất lạnh.

Với cách phân loại nh trên ta có thể định nghĩa một số
thuật ngữ nh sau:
1. Máy điều hoà không khí cục bộ (individual room air
conditioning system) là các loại máy điều hoà nhỏ năng suất

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

8 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

lạnh đến 24.00 Btu/h (có khi đến 48.00 But/h) có dàn bay
hơi làm lạnh không khí trực tiếp và dàn ngng tụ giải nhiệt
gió kiểu một cụm hoặc tách (hai hoặc nhiều cụm), một
chiều hoặc hai chiều nóng lạnh.
2. Hệ thống điều hoà không khí tổ hợp gọn (Unitary
packeged air conditioning system) là các loại máy hoặc hệ
thống điều hoà không khí cỡ trung bình bố trí gọn thành
các tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh từ 3 đến 220 tấn lạnh
Mỹ, dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, thiết bị ngng
tụ giải nhiệt gió hoặc nớc, một chiều hoặc hai chiều, dùng
cho điều hoà tiện nghi hoặc công nghệ, kiểu một cụm
(máy điều hoà đặt trên mái), máy điều hoà nguyên cụm
giải nhiệt nớc...) hoặc kiểu tách hai hoặc nhiều cụm .
3. Hệ thống điều hoà không khí trung tâm nớc
(hydraulic central air conditioning system) là các loại hệ thống
điều hoà không khí gián tiếp sử dụng làm lạnh nớc (Water

Chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nớc lạnh FCU (Fan
Coil Unit) hoặc AHU (Air Handling Unit) khô hoặc ớt dàn ống
xoắn hoặc dàn phun, đôi khi còn gọi hệ kín và hệ hở),
thiết bị ngng tụ giải nhiệt nớc. Hệ thống ống dẫn nớc lạnh có
thể là loại hai ống, hệ hồi ngợc, hệ ba ống hoặc hệ bốn ống.
4. Hệ thống hai ống nớc (two pipe system ) là hệ thống
ống nớc cấp cho các dàn FCU, AHU với một ống cấp chung và
một ống hồi chung cho cả nớc nóng và nớc lạnh các FCU và
AHU.
5. Hệ thống hồi ngợc (reverse return system) là hệ thống
2 ống nhng có thêm ống hồi ngợc để cân bằng áp suất tự
nhiên giữa các FCU và AHU.

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

9 Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

6. Hệ thống 3 ống (Three pipe system)

hệ thống nớc

nóng và lạnh cho các FCU và AHU với hai ống cấp riêng rẽ cho
nớc nóng và nớc lạnh nhng chỉ có một ống hồi chung.
7. Hệ thống 4 ống (Four pipe system) hệ thống ống nớc
nóng và lạnh cấp cho các FCU và AHU với hai ống cấp và hai

ống hồi riêng cho nớc nóng và nớc lạnh.
8. Hệ thống ống gió (non ducted air conditioning
system) các hệ thống hoặc máy điều hoà không khí có quạt
dàn bay hơi với cột áp nhỏ không đợc phép lắp thêm ống gió.
9. Hệ thống có ống gió (ducted air conditioning system)
là các hệ thống hoặc máy điều hoà không khí có quạt dàn
bay hơi với cột áp lớn đợc phép lắp thêm ống gió phân phối.
10. Hệ thống một ống gió (single ducted system) là hệ
thống điều hoà không khí trong đó gió đợc xử lý và đa
đến phòng điều hoà bằng một ống gió duy nhất.
11. Hệ thống hai ống gió (dual ducted system) là hệ
thống điều hoà không khí trong đó gió đợc xử lý ở trạm
trung tâm thành hai dòng riêng biệt với hai giá trị nhiệt độ
và độ ẩm khác nhau rồi đợc cấp vào phòng điều hoà qua hai
hệ thống ống độc lập. Để đạt đợc các thông số nhiệt độ và
độ ẩm yêu cầu riêng rẽ của từng buồng điều hoà chúng đợc
hoà trộn theo một tỷ lệ nhất định. Hệ thống này do cồng
kềnh phức tạp nên rất ít đợc sử dụng trong thực tế.
12. Máy điều hoà cửa sổ (window type room air
conditionir) thiết bị trọn bộ lắp trong một vỏ dùng để điều
hoà không khí cho một phòng, năng suất lạnh đến 7 kW, một
chiều hoặc hai chiều thờng đợc bố trí qua cửa sổ hoặc qua

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

10Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

vách, còn gọi là máy điều hoà một cụm hoặc máy điều hoà
phòng.
13. Máy điều hoà đặt trên mái (roof top commercial
air conditioner) máy điều hoà nguyên cụm thiết kế để lắp
trên mái bằng mái hiên hoặc ban công, thờng có ống phân
phối gió và ống hồi, hay dùng cho thơng nghiệp, năng suất
lạnh tới 100kW, một chiều hoặc hai chiều nóng lạnh.
14. Máy điều hoà giải nhiệt gió (air cooled air
conditioner) máy điều hoà có dàn ngng làm mát bằng không
khí.
15. Máy điều hoà giải nhiệt nớc (water cooled air
conditioner) máy điều hoà có dàn ngng làm mát bằng nớc.
16. Máy điều hoà gọn (unitary packaged air conditioner)
máy điều hoà đợc chế tạo theo các tổ hợp gọn hoặc các
đơn nguyên kiểu một cụm hoặc nhiều cụm.
17. Máy điều hoà nguyên cụm (self contained packed
air conditioner) máy điều hoà mà tất cả các thiết bị đợc lắp
gọn thành một tổ hợp duy nhất nh máy điều hoà cửa sổ
hoặc máy điều hoà lắp trên mái, máy điều hoà nguyên cụm
giải nhiệt nớc.
18. Máy điều hoà tách (split air conditioner ) máy điều
hoà hai cụm và máy điều hoà nhiều cụm.
19. Máy điều hoà hai cụm

(split air conditioner) máy

điều hoà gồm hai cụm dàn nóng và dàn lạnh. Cụm dàn nóng
bao gồm máy nén dàn ngng quạt, cụm dàn lạnh bao gồm dàn

lạnh và quạt.
20. Máy điều hoà hai chiều (heat pump air conditioner,
all year air conditioner) máy điều hoà có khả năng làm lạnh

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

11Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

về mùa hè và sởi ấm về mùa đông bằng chu trình lạnh và
bơm nhiệt.
21. Máy điều hoà nhiều cụm (multi system split air
conditioner) máy điều hoà có một cụm dàn nóng và nhiều
cụm dàn lạnh.
22. Máy điều hoà không ống gió (non ducted air
conditioner, free blow air conditioner) máy điều hoà gọn
hoặc nhiều cụm mà dàn bay hơi không lắp thêm ống gió.
23. Máy điều hoà có ống gió (ducted air conditioner)
máy điều hoà gọn kiểu nguyên cụm hoặc nhiều cụm, năng
suất lạnh lớn, dàn bay hơi có quạt li tâm áp suất cao, đợc
ghép lắp thêm ống gió để phân phối gió đi xa.
24. Máy điều hoà tủ tờng (slim packaged hoặc free
blow packaged air conditioner) máy điều hoà tách, cụm dàn
lạnh có dạng một tủ tờng năng suất lạnh đến 14kW (48000
Btu/h).
25. Máy điều hoà VRV (VRV air conditioner) máy điều

hoà gồm một cụm dàn nóng và nhiều cụm dàn lạnh (8 hoặc
lớn nhất là 16) của hãng DAIKIN với các đặc điểm chiều dài
đờng ống lên tới 150m, độ cao giữa dàn nóng và lạnh lên tới
50m và độ cao giữa các dàn lạnh tới 15m, điều chỉnh năng
suất lạnh máy biến tần với 21 nấc điều chỉnh.
26. Máy điều hoà thơng nghiệp (commercical air
conditioner)máy điều hoà dùng trong thơng nghiệp, loại gọn
một hoặc nhiều cụm giải nhiệt gió hoặc nhiều nớc, một
chiều hoặc hai chiều, năng suất lạnh trung bình, thích hợp
cho các cửa hàng siêu thị.
II.2 lựa chọn hệ thống cho công trình

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

12Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

Từ các phân tích trên đây, trớc khi thiết kế cần xây
dựng một số yêu cầu chung cho toàn bộ hệ thống để từ đó
đa ra phơng án thiết kế tổng thể có khả năng đáp ứng tối
đa các yêu cầu đề ra. Từ nhận thức trên, hệ thống điều hoà
không khí sẽ đợc thiết kế theo những quan điểm hay định
hớng thiết kế chủ đạo sau:
1. Đảm bảo cung cấp khí tơi đúng yêu cầu
2. Đảm bảo các chế độ nhiệt ẩm cho các không gian
điều hoà.

3. Nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch của không khí có thể
đặt và duy trì ở các mức độ khác nhau tuỳ theo yêu cầu sử
dụng.
4. Tổ chức phân phối không khí, thông gió một cách
hợp lý.
5. Do sự cần thiết của hệ thống điều hoà không khí
nên hệ thống điều hoà không khí đợc thiết kế phải có độ
tin cậy cao, đảm bảo hoạt động liên tục.
6. Để giảm chi phí vân hành, tiết kiệm năng lợng, hệ
thống điều hoà không khí phải có khả năng điều chỉnh
công suất lạnh theo phụ tải nhiệt thực tế của toà nhà.
7. Nh đã nêu, toà nhà siêu thị là một công trình có kiến
trúc và nội thất đẹp, lịch sự, vì vậy hệ thống điều hoà
không khí cần đợc thiết kế đảm bảo không ảnh hởng tới nội
thất và phá vỡ cảnh quan kiến trúc của công trình.
Qua các phân tích trên đây, theo bản vẽ thiết kế toà
nhà, theo yêu cầu của chủ đầu t và mục đích sử dụng của
toà nhà. Toà nhà gồm 2 tầng, độ cao của toà nhà là nhỏ hơn
50m, trần nhà đợc đổ bê tông có chiều cao 4,3m trong đó

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

13Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

có 600 mm là trần giả. Trên cơ sở đó ta thấy hệ thống điều

hoà không khí kiểu trung tâm giải nhiệt bằng không khí là
hợp lý.
II.3 chọn các thông số thiết kế.

Qua phân tích đặc điểm của công trình siêu thị, đã
cho thấy toà nhà không có những phòng đòi hởi nghiêm
ngặt về chế độ nhiệt ẩm. Hơn nữa, trong điều kiện kinh
tế nớc ta hiện nay, việc đầu t lắp đặt một hệ thống điều
hoà không khí cho một công trình công cộng lớn nh một siêu
thị, khách sạn là một khản đầu t không nhỏ. Vì vậy, trong
thực tế khi tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí
cho những toà nhà này ngời ta thờng chọn thông số trạng thái
không khí đối với hệ thống điều hoà không khí cấp 3. Hệ
thống này duy trì thông số trạng thái không khí trong nhà
trong phạm vi sai lệch cho phép tới 400 giờ trong một năm.
II.3.1. Thông số trạng thái không khí tính toán trong nhà.

Thông thờng chọn thông số trạng thái không khí tính toán
trong nhà là:
- Nhiệt độ trong nhà:
- Độ ẩm trong nhà:

tT = 25 20C
T = 65%

Từ các thông số trên, dựa vào đồ thị I d của không khí
ẩm ta tìm đợc:
- Entanpi:

IT = 57,78 KJ Kg

- Độ chứa hơi :

dT = 13

g

Kg

II.3.2 Thông số trạng thái không KHí tính toán ngoài trời.

Thông số trạng thái không khí tính toán ngoài trời đối với
hệ thống điều hòa không khí cấp 3 đợc xác định theo tiêu

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

14Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

chuẩn TCVN 5687 92 và TCVN 4088 89 đợc xác định nh
sau:
Về mùa hè:
Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực đại trung
bình tháng nóng nhất, độ ẩm tính toán ngoài trời là độ ẩm
tơng đối lúc 13 ữ 15 giờ tháng nóng nhất.
tN = tTb max = 32,20C

N = (13 ữ 15)h = 69%

Dựa vào đồ thị I- d của không khí ẩm, ta tìm đợc các
thông số còn lại:
- Entanpi:

IN = 90,4

- Độ chứa hơi:

KJ

Kg .

dN = 22,5

g

Kg .

Về mùa đông:
Nhiệt độ tính toán ngoài trời là nhiệt độ cực tiểu trung
bình của tháng lạnh nhất, độ ẩm tính toán ngoài trời là độ
ẩm tơng đối lúc 13 ữ 15 giờ của tháng lạnh nhất.
tN = tTb min = 13,80C.
N = (13 ữ 15)h = 64%.

Dựa vào đồ thị I d của không khí ẩm, ta tìm đợc các
thông số còn lại.
- Entanpi:

- Độ chứa hơi:

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

IN = 30,1

KJ

Kg .

dN = 6,4

g

Kg .

15Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

chơng III
tính toán cân bằng nhiệt ẩm
Có rất nhiều phơng pháp tính cân bằng nhiệt ẩm khác
nhau để xác định năng suất lạnh yêu cầu khác nhau. Có thể
tính toán theo một số phơng pháp tính cân bằng nhiệt ẩm
nh:
Tính theo phơng pháp truyền thống.

Tính theo phơng pháp Carrier.
ở đây em tiến hành tính theo phơng pháp truyền
thống:
III.1. tính toán nhiệt thừa.

Lợng nhiệt thừa đợc xác định bằng tổng lợng nhiệt tỏa,
nhiệt bức xạ và nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che, bao
gồm :
QT = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (W).
Q1 Nhiệt tỏa do ngời (W).
Q2 Nhiệt tỏa từ các thiết bị (W).
Q3 Nhiệt tỏa từ các đèn chiếu sáng (W).
Q4 Nhiệt do các bức xạ mặt trời (W).
Q5 Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che (W).
Q6 Các nguồn nhiệt khác( Từ bán thành phẩm các thiết
bị trao
đổi nhiệt... ).(W).
III.1.1. Nhiệt tỏa do ngời.
Theo công thức (3.13 ) tài liệu cơ sở kỹ thuật điều tiết
không khí .[1].
Q1 = n ì q (W).

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

16Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

n Số ngời có mặt trong phòng.
q Nhiệt tỏa toàn phần tỏa ra từ mỗi ngời (W).
Lợng nhiệt tỏa ra tù mỗi ngời phụ thuộc vào điều kiện
làm việc và nhiệt độ, độ ẩm của môi trờng sung quanh. Đối
với công trình là một trung tâm thơng mại thì chúng ta tính
toán điều kiện làm việc của nhân viên và khách hàng là lao
động nhẹ.
q = 125 ( W/ ngời. h ).
Q11 = 125 ì 200 = 25000 (W).
Q22 = 125 ì 200= 25000 (W).
Q1 =Q11 + Q22 = 50000

III.1.2

(W).

Nhiệt tỏa tù các thiết bị:

Theo công thức ( 3.11 ) tài liệu [1].
Q2 =



Nđ . kft . kđt ( 11 - 1+ Kt ) (W).

Nđ - Công suất động cơ điện ( W ).
kft Hệ số phụ tải. Đợc xác định theo mức độ dự trữ
động cơ.
kđt Hệ số làm việc đồng thời của các thiết bị.

h
1 - Hiệu suất động cơ điện 1 = . k c .
đ
h

k c - Hệ số hiệu chỉnh phụ thuộc vào hệ số phụ tải.

đ - Hiệu suất động cơ.
kt Hệ số tải nhiệt, lấy kt = 1.
Tại các tầng chỉ có máy tính tiền và máy nghe nhạc, các
số liệu do chủ đầu t cung cấp:
Q12 = 1000 ( W ) ; Q22 = 1000 ( W ).
Q2 = Q12 + Q22 = 1000 + 1000 = 2000 ( W ).

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

17Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp
III.1.3

Đỗ Xuân Khánh

Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng.

Theo công thức (3.12 ) tài liệu [1].
Q3 = NS ( W ).
NS Tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng (W).

Công suất suất chiếu sáng định mức tính trên mỗi mét
vuông sàn là:
Nđm = 10 ( W m 2 )
NS = F.Nđm.
F Diện tích sàn
F1 = F2 = 622 ( m2 ).
Nhiệt tỏa từ đèn chiếu sáng ở mùa đông và mùa hè đợc
tính nh sau:
Q13 = 622 . 10 = 6220 (W).
Q23 = 622 . 10 = 6220 (W).
Q3 = Q13 + Q23 = 12440 (W).

III.1.4 Nhiệt độ bức xạ mặt trời.
Nhiệt độ bức xạ mặt trời là tổng lợng đo nhiệt do mặt
trời bức xạ qua kính (QK) qua kết cấu bao che, chủ yếu là qua
mái (Qbc) vào phòng.
ở đây ta tính nhiệt bức xạ vào phòng nh một nguồn
nhiệt tỏa.
Theo công thức (3.16 ). Tài liệu [1].
Q4 = Qk + Qbc . (W).

II.1.4.1 Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính vào phòng Qk
Qk = IS . Fk . 1. 2 . 3 . 4 (W).
IS Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng phụ thuộc
vào hớng địa lý W m 2 .
Fk Diện tích kính m2.
Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

18Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

1 Hệ số trong suốt của kính.Với kính một lớp 1 = 0,9.
2 Hệ số khúc xạ. Với kính đặt chống 2 = 0,8.
3 Hệ số khúc xạ. Với kính một lớp khung kim loại 3 =
0,75.
4 Hệ số tán xạ do che chắn. Với kính tán xạ 4 = 0,7.
= 1. 2 . 3 . 4 = 0,9 . 0,8 . 0,75 . 0,7 = 0,378.

a> Tầng 1.
Tra các thông số theo bảng 3.3.Tài liệu [2].
Đối với hớng Nam thì:
IS = 0 ( W m 2 ).

Q1KN = 0 (W).

Đối với hớng Đông thì:
IS = 569 ( W m 2 ).
Q1KĐ = 569 .( 21,6 . 3,7 ). 0,378 = 17189,350
(W).
Đối với hớng Bắc thì:
IS = 122 ( W m 2 ).
Q1KB = 122 .( 28,7 . 3,7 ). 0,378 = 4914,12
(W).
Còn lại hớng Tây không có bức xạ qua kính:
QK = Q1KN + Q1KĐ + Q1KB = 17189,35 + 4914,12 + 0 =

22103,47 (W).
b> Tầng 2.
Do tầng 2 giống tầng 1 nên:
Q2k = Q1k = 22103,47 (W).


Qk = Q2k + Q1k = 44206,94 (W).

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

19Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

III.1.4.2 Nhiệt bức xạ mặt trời qua mái vào phòng
QBC.
Do bức xạ qua vách đứng là nhỏ nên có thể bỏ qua.
Đối với tầng 1 trần là sàn của tầng 2 thì sẽ không có bức
xạ qua mái.
Nhiệt bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che chủ yếu là
qua mái, phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố.
QBC = 0,055 . k . IS . F . s (W).
Trong đó:
k Hệ số truyền nhiệt ( W m 2 .K ).
IS Cờng độ bức xạ mặt trời trên mặt nằm ngang ( W m 2
).
F - Diện tích bề mặt nhận bức xạ theo phơng ngang

( m2 ).
s - Hệ số bức xạ mặt trời của bề mặt bao che.
ở đây ta chỉ tính cho tầng 2 mái kết cấu gồm có ( 7,2 .
21,6 m ) là mái bằng và ( 21,6 . 21,6 m )là mái tôn.
a> Hệ số truyền nhiệt qua mái bằng.
Từ bản vẽ thiết kế, ta xác định đợc kết cấu mái nh hình
vẽ gồm:
TT

(m)

Vật liệu

( W m 2 .K )

1

Vữa trát tổng hợp.

0,01

0,93

2

Bê tông chống thấm.

0,05

1,0

3

Bê tông cốt thép.

0,1

1,55

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

20Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

4

Lớp vữa trát trong.

5

Lớp không khí tĩnh.

6

Lớp gỗ trần giả

0,05

0,93

0,6

0,0259

0,01

0,35

Với kết cấu mái nh trên, theo tài liệu [1] ta chọn
= 0,65 đồng thời tính đợc hệ số truyền nhiệt K theo
công thức:
1
k = 1 + I + 1 ( W m 2 .K ).

T
I
n

T , N
W

- Hệ số tỏa nhiệt bên trong và bên ngoài vách (

m 2 .K ).

T = 10 (W m 2 .K ). Nếu là vách trơn.

T = 8 (W m .K ). Nếu là vách có trọng âm.
2

N = 20 (W m 2 .K ). Nếu là vách tiếp xúc trực tiếp với không
khí ngoài trời.

N = 10 (W m 2 .K ). Nếu là vách có tiếp xúc gián tiếp với
không khí bên ngoài trời.

i - Chiều dầy của lớp vật liệu thứ i (m) có hệ số dẫn
nhiệt

i

( W m.K ).

1
k = 1 0,01 0,05 0,1 0,05
0,6
0,01 1 = 0,043 (
+
+
+
+
+
+
+
20 0,93 1 1,55 0,93 0,0259 0,35 10
W

m 2 .K ).

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

21Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

Qmb = 0,055 . 0,043 .( 7,2 . 21,6 ). 0,65 . 928 = 221,85
(W).
................................................................................................................................................
.......................................
................................................................................................................................................
..........................................

................................................................................................................................................
.......................................
................................................................................................................................................
...........................................
.

1 Lớp vữa trát.
2 Lớp bê tông chống thấm.
3 Lớp bê tông cốt thép.
4 Lớp vữa trát.
5 Lớp không khí tĩnh.

6 Lớp trần bằng gỗ ép.
b> Hệ số truyền nhiệt qua mái lợp.
1
k = 1 + I + 1

T
I
N

N = 20 (W m .K ). Hệ số tỏa nhiệt từ phía ngoài mái của
2

không khí.
T = 10 (W m 2 .K ). Hệ số tỏa nhiệt của không khí phía trong.

i 1 2 3 4 5
= + + + +
i
1
2
3
5
4
1 = 50 (m m) = 0,05 m. Chiều dầy lớp chống lót bằng
bông thủy tinh.

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

22Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội

Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

1 = 0,16 ( W m .K ). Hệ số dẫn nhiệt của lớp tấm lót bằng
bông thủy tinh.
2 = 1,5 (m). Chiều dày của lớp không khí tĩnh.
2 = 0,0259 (W m .K ). Hệ số dẫn nhiệt của lớp không khí
tĩnh.
3 = 100 (m m) = 0,1 (m). Bề dày của lớp trần bê tông cốt
thép.
3 = 1,55 ( W m .K ). Hệ số dẫn nhiệt của lớp trần bê tông cốt
thép.
4 = 0,6 (m). Chiều dày của lớp không khí tĩnh.
4 = 0,0259 ( W m .K ). Hệ số dẫn nhiệt của lớp không khí
tĩnh.
5 = 100 (m m) = 0,01 (m). Hệ số dẫn nhiệt của lớp gỗ
làm trần giả.


k =

2
i 0,05
1,5
0,1
0,6
0,01
=

+
+
+
+
= 81,49 m
K .W .
i 0,16 0,0259 1,55 0,0259 0,35

1

1
1 = 0,012 ( W m 2 .K ).
+ 81,49 +
20
10

Qml = 0,055 . 0,012 .( 21,6 . 21,6 ). 928 . 0,63 = 180 (W).


Qm = Qmb + Qml (W).

Qm = 221,85 + 180 = 401,85 (W).
Q4 = Q1k + Q2k + Qm (W).

Q4 = 44608,79 (W).
III.1.5

Lợng nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che.

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

23Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh

1 Lớp vữa tổng hợp.

2

= 0,015 (m).

= 0,77 ( W m

.K

).

2 Lớp gạch đỏ.
1

= 0,015 (m).
W

= 0,77 ( m .K ).
3 Lớp vữa tổng hợp.
= 0,015 (m).
W

= 0,77 ( m .K ).

Do bức xạ mặt trời đã đợc tính nh một nguồn nhiệt tỏa
nên lợng nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che đợc tính trong
điều kiện không có nắng và đợc tính theo công thức:
1
k= 1 + I + 1 ( W m 2 .K ).

T
I
n

Vách tiếp xúc trực tiệp với không khí.
1
k = 1 0,015 + 0,22 + 0,015 + 1 = 1,475 ( W m 2 .K ).
20 0,77 0,45 0,77 10

Hệ số truyền nhiệt qua kính.
1
k = 1 + I + 1 ( W m 2 .K ).

T
I
n

Vách tiếp xúc trực tiếp với không khí : N = 20 ( W m 2 .K ).
Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà :

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

T = 10 ( W m 2 .K ).

24Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội


Đồ án tốt nghiệp

Đỗ Xuân Khánh
i = 0,015 (m).

Độ dày vật liệu :

i = 0,16 ( W m .K ).

Hệ số dẫn nhiệt :
k =

1
= 0,24
1 0,015 1
+
+
10 0,16 20

W

m 2 .K .

* Lợng nhiệt thẩm thấu qua nền ( ở đây chỉ tính cho

tầng 1).
Lợng nhiệt này đợc tính theo phơng pháp dải nền. Ta coi
nền nh một vách phẳng trong đó truyền nhiệt, theo bề mặt
nền ra ngoài theo các dải khác nhau. Nền đợc chia làm 4 dải
mỗi dải có bề rộng 2 m. Dãi thứ 4 là phần còn lại của nền nh
hình vẽ:
Theo tài liệu [1] hệ số truyền nhiệt ki và diện tích của
nền nh sau:

2m

F1
F2
F4

21,6

F3

28,8

Hệ số truyền nhiệt ki của mỗi dãi nên có trị số nh sau:

Viện KH & CN Nhiệt -Lạnh

25Trờng Đại học Bách Khoa Hà Nội