THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CAO ỐC VĂN PHÒNG – KHÁCH SẠN, SỐ 115 PHẠM VIẾT CHÁNH, Q. BÌNH THẠNH, TP. HCM.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO
CAO ỐC VĂN PHÒNG – KHÁCH SẠN, SỐ 115 PHẠM
VIẾT CHÁNH, Q. BÌNH THẠNH, TP. HCM.

Họ và tên sinh viên: THÂN ĐÌNH DUY
Ngành :CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2007 – 2011

Tháng 05/2011


THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ CHO CAO ỐC VĂN
PHÒNG – KHÁCH SẠN, SỐ 115 PHẠM VIẾT CHÁNH, Q. BÌNH
THẠNH, TP. HCM.

THÂN ĐÌNH DUY

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công nghệ Nhiệt lạnh

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sỹ: NGUYỄN HÙNG TÂM
Kỹ sư: NGUYỄN KHOA TY

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 05/2011

i


LỜI CẢM ƠN
Quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp diễn ra trong khoảng thời gian 4 tháng,
có những khó khăn dường như mất phương hướng, có những khi lại có nhiều ý tưởng
chưa được sắp xếp thực hiện , tuy nhiên mọi khó khăn đã được em nỗ lực hoàn thành.
Em xin tỏ lòng biết ơn đến :
-

Ban giám hiệu trường Đại học Nông lâm TP.HCM.

-

Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Công nghệ, Trường Đại học Nông lâm
TP.HCM cùng toàn thể quý thầy cô Trường Đại học Nông lâm TP.HCM nói
chung và thầy cô Khoa Cơ khí Công nghệ nói riêng đã cất công dạy dỗ và
cho em những kiến thức vô giá trong thời gian em học tại trường.

Em xin chân thành cảm ơn đến thầy Th.S – Nguyễn Hùng Tâm, giảng viên
trường Đại học Nông Lâm, khoa Cơ Khí – Công Nghệ, đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ
em trong quá trình thực hiện luận văn, thầy đã có những lời khuyên và nhắc nhỡ đúng
lúc giúp em có được những định hướng chính xác trong từng bước đi.
Xin cảm ơn KS – Nguyễn Khoa Ty, Công ty TNHH kỹ thuật điện HTD, đã tận
tình chỉ bảo và giúp đỡ em tìm hiểu các hệ thống lạnh trong thực tế, cũng như các kiến
thức từ các công trình đang thi công.
Cuối cùng xin gởi đến quý thầy cô lời cảm ơn, lời chúc sức khỏe và nhiểu thành
đạt trong cuộc sống

TP.HCM, ngày 15 tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiện đề tài
Thân Đình Duy.

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu: “Điều hòa không khí cho Cao ốc Văn Phòng – Khách Sạn”
mà đối tượng nghiên cứu cụ thể là: Cao ốc Văn Phòng – Khách Sạn, số 115 Phạm Viết
Chánh, Q. Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh. Với đề tài luận văn này em đã phân
tích, lựa chọn phương án thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho cao ốc với mục tiêu
đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về cung cấp lạnh và những quy định của ngành điều hòa
không khí.
Nội dung chính như sau:
Chương 1: MỞ ĐẦU
Chương 2: TỔNG QUAN
Giới thiệu lịch sử về kỹ thuật lạnh, về điều hòa không khí và các yếu tố ảnh
hưởng của môi trường lên cơ thể người… Ngoài ra còn giới thiệu một số hệ thống điều
hòa không khí thường sử dụng trong thiết kế.
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Ở chương này sẽ trình bày phần cơ sở tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không
khí và tính toán cụ thể phụ tải lạnh cho công trình.
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ

iii


MỤC LỤC
Trang

Trang tựa ................................................................................................................. i
Lời cảm ơn ..............................................................................................................ii
Tóm tắt .................................................................................................................. iii
Mục lục .................................................................................................................. iv
Danh sách các hình .............................................................................................. vii
Danh sách các bảng............................................................................................. viii
CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU ......................................................................................... 1 
1.1 Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................1 
1.2 Mục đích của đề tài .......................................................................................2 
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN ................................................................................. 3 
2.1 Tổng quan về kỹ thuật lạnh ..........................................................................3 
2.1.1  Lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh ...........................................................3 
2.1.2  Ứng dụng kỹ thuật lạnh .......................................................................4 
2.2 Tổng quan về điều hòa không khí.................................................................5 
2.2.1  Lịch sử phát triển điều hòa không khí .................................................5 
2.2.2  Hệ thống điều hòa không khí ..............................................................7 
2.2.3  Ảnh hưởng của môi trường lên cơ thể con người ...............................7 
2.2.4  Sự ô nhiễm không khí và vấn đề thông gió, tiếng ồn ..........................8 
2.2.5  Hệ thống phân phối và vận chuyển chất tải lạnh ................................9 
2.2.6  Ứng dụng kỹ thuật điều hòa không khí ...............................................9 
2.2.7  Lịch sử phát triển kỹ thuật Lạnh và ĐHKK ở Việt Nam ..................10 
2.3 Một số hệ thống điều hòa không khí thường gặp trong thiết kế. ................11 
2.3.1  Hệ thống điều hòa cục bộ ..................................................................11 
2.3.2  Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn.........................................................12 
2.3.3  Hệ thống điều hòa trung tâm nước (Water Chiller) ..........................13 
2.3.4  Máy điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume) .........................16 
CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN ...................................... 17 
3.1 

Phương pháp ..........................................................................................17 

iv


3.2 

Phương tiện ............................................................................................17 

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................... 19 
4.1 Cơ sở tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí ................................19 
4.1.1  Điều kiện khí hậu ngoài trời nơi xây dựng công trình ......................19 
4.1.2  Thông số thiết kế trong nhà ...............................................................20 
4.1.3  Thông số thiết kế ngoài nhà ..............................................................20 
4.1.4  Đặc điểm về mục đích sử dụng. ........................................................20 
4.1.5  Đặc điểm về các nguồn phát nhiệt ....................................................21 
4.1.6  Đặc điểm về kết cấu bao che .............................................................21 
4.2 Tính toán tải lạnh cho công trình theo phương pháp Carrier .....................22 
4.2.1  Nhiệt xâm nhập từ bên ngoài vào kết cấu bao che ............................22 
4.2.2  Nhiệt thừa xuất phát từ bên trong không gian điều hòa ....................27 
4.3 Chọn máy điều hòa không khí và môi chất lạnh ........................................29
4.4 Tính toán thiết kế đường ống gió thải và chọn quạt ...................................30 
CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .......................................................... 32 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
PHỤC LỤC

v


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Máy điều hòa một cục. .........................................................................11 
Hình 2.2: Máy điều hòa hai cục. ...........................................................................12 

Hình 2.3: Máy điều hòa loại package. ..................................................................12 
Hình 2.4: Máy điều hòa loại tách có ống gió........................................................13 
Hình 2.5: Cụm máy Water Chiller. .......................................................................14 
Hình 2.6: Chiller giải nhiệt gió .............................................................................15 
Hình 2.7: Chiller giải nhiệt nước. .........................................................................15 
Hình 2.8: Máy điều hòa VRV. ..............................................................................16 

vi


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 4.1: Lượng bức xạ mặt trời lớn qua cửa kính loại cơ bản ở vĩ độ 10° ........19 
Bảng 4.2: Tên phòng có điều hòa cùng chức năng và diện tích từng phòng. .......20 
Bảng 4.3: Lượng bức xạ mặt trời vào thời điểm 15 giờ trong tháng 12 ...............24 
Bảng 4.4: Kết quả tính toán tải lạnh cho toàn bộ công trình ................................28 
Bảng 4.5: Danh sách máy điều hòa không khí .....................................................29 
Bảng 4.6: Thể tích từng phòng .............................................................................32 
Bảng 4.7: Danh sách quạt gió ...............................................................................33 

vii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Việt Nam hiện tại cũng như trong tương lai điều hoà không khí phát triển không
ngừng và ngày càng có vị trí quan trọng trong nền kinh tế đang phát triển. Điều hoà
không khí đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống như: các toà
nhà cao tầng, khách sạn, cơ quan, các ngành giao thông, sản xuất, chế biến... Người kỹ
sư ngành lạnh phải chú ý và quan tâm hàng đầu đến công việc tính toán và thiết kế một

hệ thống điều hoà không khí để làm sao đáp ứng được những yêu cầu của người sử
dụng, cũng như yêu cầu kỹ thuật, và phải có hiệu quả kinh tế cao trong quá trình vận
hành hệ thống.
Theo nhiệm vụ được giao: “Thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho toà nhà
cao ốc Văn Phòng Khách Sạn, số 115 Phạm Viết Chánh, Q. Bình thạnh, Tp. HCM”.
Tòa nhà được xây dựng tại trung tâm của thành phố Hồ Chí Minh, số 115 Phạm Viết
Chánh, Q. Bình Thạnh. Tòa nhà được xây dựng với mục đích chính là cho thuê văn
phòng làm việc. Tòa nhà được xây dựng gồm 8 tầng và 1 tầng hầm. Với chức năng
từng tầng như sau:
 Tầng hầm dùng làm nơi để xe môtô, ôtô và 1 máy phát điện.
 Tầng trệt gồm có 1 phòng quản lý, 1 sảnh, 1 nhà hàng và 1 hành lang.
 Từ tầng lững, tầng 1 - tầng 5, mỗi tầng gồm 2 văn phòng và 1 hành lang.
Trong đó từ tầng 1 – tầng 3 có cấu trúc giống nhau, tầng 4 và tầng 5 có cấu
trúc giống nhau.
 Tầng 6 là sân thượng.
Tổng diện tích mặt bằng của công trình là : 1490,4 m2
Tổng chiều cao của công trình: 24,6 m
Tổng diện tích cần điều hòa: 608,8 m2
1


Công trình có 4 hướng chính, hướng chính diện là Tây Nam, phía sau là Đông
Bắc, hai hướng bên cạnh là Tây Bắc và Đông Nam.
Đây là một thử thách lớn đối với em khi chuẩn bị tốt nghiệp và để bước ra thực
tế công việc trong tương lai. Sau quá trình học tập tại nhà trường cùng sự dạy bảo tận
tình của thầy cô giáo cũng như những lần thực tập tại các công trình trong thực tế. Mặc
dù với những điều kiện tốt như vậy,nhưng bản thân em vẫn còn thiếu kinh nghiệm nên
trong quá trình hoàn thành đồ án không thể tránh khỏi sự thiếu sót.
1.2 Mục đích của đề tài
Tính toán thiết kế nhằm lựa chọn một hệ thống Điều Hòa Không Khí cho tòa

nhà Cao Ốc Văn Phòng – Khách Sạn, đảm bảo khả năng:
- Phân phối không khí cho các tầng phù hợp.
- Không phá vỡ tính mỹ quan của công trình.
- Xử lý hết nguồn nhiệt thừa trong không gian làm việc.
- Tạo môi trường làm việc thoải mái, tránh gây tác hại đến sức khỏe con
người làm việc trong môi trường điều hòa.
Với nội dung cụ thể như sau:
- Tính toán phụ tải lạnh cho công trình và chọn thiết bị điều hòa không
khí.
- Thiết kế hệ thống đường ống gió thải và chọn quạt.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1

Tổng quan về kỹ thuật lạnh.

2.1.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh. /TL2/
Đã mấy ngàn năm trôi qua, từ khi con người còn chưa đạt được những thành
tựu về khoa học, chúng đã biết sử dụng lửa vào công việc sưởi ấm vào mùa đông và sử
dụng băng, tuyết vào việc giữ gìn bảo quản thực phẩm… Cách đây khoảng hơn 2000
năm người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết cách trộn muối với nước hoặc nước đá để tạo
ra nhiệt độ thấp hơn.
Vào năm 1761 – 1764, giáo sư Black đã tìm ra nhiệt ẩn hóa hơi và nhiệt ẩn
nóng chảy. Từ đó mà con người biết làm lạnh bằng cách cho chất lỏng bay hơi ở áp
suất thấp.
Đến thế kỷ XIX, thì kỹ thuật mới thực sự phát triển mạnh mẽ. Năm 1810, máy

lạnh hấp thụ với chu kì với cặp môi chất H2O/H2SO4 đầu tiên do Leslie (Pháp) đưa ra.
Đến giữa thế kỷ XIX nó được phát triển rầm rộ nhờ vào kỹ sư Carré (Pháp) với hàng
loạt phát minh về máy lạnh hấp thụ chu kì và liên tục với cặp môi chất khác nhau.
Năm 1873 Vander Waals công bố phương trình trạng thái. Cùng lúc đó các nhà
bác học Pháp là Charler Tellier trình bày luận án ở viện hàn lâm Pháp về việc dùng
lạnh để bảo quản thịt, ông được cả thế giới xem như là ông tổ ngành lạnh.
Năm 1898, Dewar hóa lỏng được H2 và Linde hóa lỏng được O2, N2 và tách
bằng chưng cất. Đến cuối thế kỷ XIX, hàng loạt cải tiến của Linde với việc sử dụng
môi chất NH3 cho máy lạnh nén hơi, làm cho máy lạnh nén hơi được sử dụng phổ biến
ở nhiều nơi.
Năm 1904: Mollier xây dựng đồ thị i – s, logP – i.
Năm 1930, sự kiện quan trong phát triển kỹ thuật lạnh là việc sản xuất và ứng
dụng môi chất lạnh Freon ở Mĩ. Môi chất lạnh Freon là hợp chất hữu cơ hydrocacbua

3


no hoặc không no như metan (CH4) hoặc etan (C2H6)…,được thay thế một phần hoặc
toàn bộ các nguyên tử hydro bằng nguyên tử halogen như Clo , Flo (F), Brom (Br).
2.1.2 Ứng dụng kỹ thuật lạnh. /TL2/
Ứng dụng trong bảo quản thực phẩm: đây là lĩnh vực quan trọng nhất trong kỹ
thuật lạnh, nhằm đảm bảo cho các thực phẩm như: rau, quả, thịt, cá, sữa… không bị ôi
thui do vi khuẩn gây ra. Đặc biệt những nước có thời tiết nóng và ẩm như nước ta thì
quá trình ôi thiu sẽ diễn ra khá nhanh. Vì thế việc áp dụng kỹ thuật lạnh vào việc bảo
quản thực phẩm là hết sức cần thiết.
Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong thể dục thể thao: nhờ có kỹ thuật lạnh mà người
ta có thể tao ra sân trượt băng, đường đua trượt băng và trượt tuyết nhân tạo cho các
vận động viên tập luyện hoặc cho các đại hội thể thao ngay cả khi nhiệt độ không khí
còn rất cao, hoặc có thể sưởi ấm bể bơi.
Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong ngành hang không và du hành vũ trụ: do điều

kiện bên ngoài quá khắc nghiệt, nhằm giúp những nhà khoa học kiểm tra máy bay hay
tàu vũ trụ có làm việc được trong các điều kiện tương tự.
Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong công nghiệp hóa chất: những ứng dụng quan
trọng nhất trong công nghiệp hóa chất là sự hóa lỏng khí bao gồm hóa lỏng các chất
khí là sản phẩm của công nghiệp hóa chất như: Cl2, NH3, CO2, SO2, HCl và các loại
khí đốt khác. Người ta thường dùng kỹ thuật lạnh để cô đặc nước quả, rượu nho…
nhẳm làm tăng hiệu suất nước ép hoa quả.
Ứng dụng kỹ thuật lạnh trong công nghiệp: luyện kim, chế tạo máy, y học, dược
phẩm, ngành vải sợi, cao su nhân tạo…
Ứng dụng trong nông nghiệp : nhằm bảo quản giống, lai tạo giống, điều hòa
cho các trại chăn nuôi, trồng trọt, bảo quản và chế biến các nông sản thực phẩm.
Ứng dụng trong ngành Y học: Trong y tế người ta ứng dụng lạnh để bảo quản
thuốc và các vật phẩm y tế… kỹ thuật lạnh được sử dụng trong y tế ngày càng nhiều
và càng đem lại hiệu suất hết sức to lớn. Phần lớn các loại thuốc quí, hiếm đều cần bảo
quản lạnh ở nhiệt độ thích hợp: Như các loại vacxine, kháng sinh, gây mê…
Ứng dụng trong đời sống: sản xuất nước đá và dùng nước đá cho việc trữ lạnh
khi vận chuyển, bảo quản nông sản, thực phẩm, cho chế biến thủy sản và cho sinh hoạt
con người, nhất là các vùng nhiệt đới để làm mát và giải khát.
4


2.2 Tổng quan về điều hòa không khí
2.2.1 Lịch sử phát triển điều hòa không khí
Từ cổ đại con người đã biết đốt lửa để sưởi ấm vào mùa đông và tìm những
hang động mát mẻ vào mủa hẻ. Hoàng đế thành Rome Varius Avitus trị vị từ năm 218
đến năm 222, đã cho đắp cả núi tuyết trong vườn thượng uyển để mùa hè có thể
thưởng ngoạn những cơn gió thổi mát vào cung điện.
Năm 1555, Agricola đã mô tả một công trình bơm không khí xuống giếng mỏ
để cung cấp khí tươi cũng như điều hòa không khí cho công nhân mỏ.
Ngay cả nhà bác học thiên tài Loenardo De Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ

thống thông gió cho một giếng mỏ. Ở Anh, Humphrey Davy đã trình Quốc hội một dự
án cải thiện không khí trong tòa nhà Quốc hội.
Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã chế tạo máy lạnh nén khí đầu tiên
để điều hòa không khí cho bệnh viện tư của ông.
Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa ra
dự án điều hòa không khí phòng bằng máy lạnh nén khí. Cùng với sự tham gia của nhà
bác học nổi tiếng Rankine đã làm cho đề tài không những nghiêm túc mà còn được
đông đảo mọi người quan tâm theo dõi.
Bắt đầu những năm 1860, ở Pháp, F.Carré đã đưa ra những ý tưởng về điều hòa
không khí cho các phòng ở, đặc biệt cho các nhà hát.
Năm 1894, Cty linde đã xây dựng hệ thống điều hòa không khí bằng ammoniac
dùng để làm lạnh và khử ẩm không khí mùa hè.
Năm 1901, một công trình khống chế nhiệt độ dưới 28°C với ẩm độ thích hợp
cho phòng hòa nhạc ở Monte Carlo được khánh thành. Không khí được đưa qua buồng
phun nước với nhiệt độ 10°C rồi cấp vào phòng. Năm 1904, trạm điện thoại Hamburg
được duy trì mùa hè dưới 23°C và độ ẩm 70%. Năm 1910, Cty Borsig xây dựng các hệ
thống điều hòa không khí ở Koeln và Rio de Janeiro. Các công trình này mới chỉ
khống chế nhiệt độ, chưa đạt sự hoàn thiện và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần
thiết. Cũng như lúc này hình thành hai xu hướng cơ bản là điều hòa tiện nghi cho các
phòng ở và điều hòa công nghệ phụ vụ cho các nhu cầu sản xuất.
Đúng vào thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không
khí của Mỹ nói riêng và toàn thể thế giới nói chung đến một bước phát triển rực rỡ, đó
5


là Willis H. Carrier. Chính ông đưa ra định nghĩa điều hòa không khí là kết hợp sưởi
ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rữa không khí tự động duy trì và khống chế trạng
thái không khí không đổi phục vụ cho mọi yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.
Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ không khí ẩm và cắt nghĩa
tính chất nhiệt của không khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được trạng thái yêu

cầu.
Kỹ thuật điều hòa không khí bắt đầu chuyển mình và có bước 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 sinh hoạt khác nhau của con người…
Do các hệ thống điều hòa không khí lúc bấy giờ sử dụng những môi chất lạnh
tương đối độc hại (amoniac, dioxit, sunfua) và hiệu quả không cao (CO2) cho nên nhu
cầu tất yếu là phải tìm ra được môi chất mới hiệu quả hơn trong việc làm lạnh và đặc
biệt là không độc hại.
Năm 1930, lần đầu tiên hang Du Pont de Nemours và Co. (Kinetic Chemical)
Wilmington (Mỹ) đã sản xuất ra một loạt môi chất mới với tên thông mại là Freon rất
phụ hợp với yêu cầu điều hòa không khí. Chỉ từ khi đó điều hòa không khí mới có
nững bước nhảy vọt mới và nước Mỹ trở thành nước có ngành công nghiệp điều hoà
không khí lớn nhất thế giới.
Khí hậu nước ta nóng ẩm mưa nhiều, phía nam hầu như không có mùa đông, rất
thuận lợi cho công tác nghiên cứu và ứng dụng điều hoà không khí vào cuộc sống vào
sản xuất. Tuy nhiên ngành điều hòa không khí nước ta còn non yếu, nhỏ bé và lạc hậu,
sử dụng những thiết bị thực sự chưa phù hợp gây lãng phí tiền vốn một cách đáng kể.
Vì vậy việc nghiên cứu tổ chức và phát triển ngành điều hòa không khí ở nước ta là
thật sự cần thiết và chắc chắn nó sẽ mang lại hiệu quả to lớn.

6


2.2.2 Hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống diều hòa không khí được áp dụng nhằm tạo ra môi trường thuận lợi
cho các hoạt động của con người và thiết lập các điều kiện phù hợp với các công nghệ
sản xuất, chế biến và bảo quản máy móc thiết bị.
Điều hòa không khí, tùy theo điều kiện khí hậu và yêu cầu cụ thể, là điều khiển
nhiệt độ và độ ẩm không gian cần điểu hòa dao động ở trong qui định nào đó. Nó
không phụ thuộc vào sự thay đổi của điều kiện khí hậu bên ngoài cũng như phụ tải bên
trong.
Về mặt thiết bị, hệ thống điều hòa không khí là một tổ hợp bao gồm các thành
phần cơ bản sau:
- Máy lạnh: là bộ phận cơ bản của hệ thống, đóng vai trò chủ yếu trong
việc khống chế lại trạng thái của không khí trong không gian cần điều
hòa nằm trong vùng qui định.
- Bộ gia nhiệt và hâm nóng: là bộ phận hổ trợ máy lạnh trong việc điều
chỉnh các thông số của không khí.
- Hệ thống vận chuyển chất tải lạnh: là hệ thống vận chuyển chất tải lạnh
từ nguồn sinh lạnh đến không gian cần điều hòa không khí.
- Hệ thống phun ẩm: thường được dùng cho những nơi có nhu cầu gia tăng
độ chứa hơi của không khí trong không gian cần điểu hòa.
- Hệ thống đường ống phân bố không khí
- Hệ thống giảm ồn, chống cháy, lọc bụi, khử mùi.
- Hệ thống thải không khí trong không gian điều hòa ra ngoài trời hoặc
đưa tuần hoàn trở lại hệ thống.
- Bộ điều chỉnh và khống chế tự động theo dõi và duy trì tự động các
thông số chính của hệ thống.
2.2.3 Ảnh hưởng của môi trường lên cơ thể con người.
2.2.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ. /TL1/
Khi nhiệt độ không khí xung quanh giảm xuống, cường độ trao đổi nhiệt bằng
hình thức đối lưu giữa cơ thể người và môi trường sẽ tăng lên. Việc giảm nhiệt độ của
các bề mặt xung quanh sẽ làm gia tăng cường độ trao đổi nhiệt bằng hình thức bức xạ.

7


Các nghiên cứu và khinh nghiệm thực tế đã chỉ ra rằng, trong phần lớn các
trường hợp thì con người sẽ cảm thấy dễ chịu trong vùng có nhiệt độ khoảng từ 22°C
đến 27°C.
2.2.3.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối. /TL1/
Độ ẩm của không khí cung quanh quyết định mức đô bay hơi, bốc ẩm từ cơ thể
ra môi trường bên ngoài. Khi đô ẩm tương đối giảm xuống, lượng ẩm nhả ra từ cơ thể
càng nhiều, điều đó cũng có nghĩa là cơ thể thải nhiệt ra môi trường xung quanh nhiều
hơn. Kinh nghiệm cho thấy, nếu nhiệt độ không khí là 27°C thì độ ẩm không khí để
con người có cảm giác dễ chịu nên vào khoảng 50%.
2.2.3.3 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của không khí. /TL1/
Tùy thuộc vào mức độ chuyển động của dòng không khí mà lượng ẩm thoát ra
từ cơ thể nhiều hay ít. Tốc độ chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng
đến lượng ẩm nhả ra, mà còn ảnh hưởng mạnh mẽ đến cường độ trao đổi nhiệt bằng
hình thức đối lưu.
Các nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng, đối với nhiều người, để tạo ra cảm
giác dễ chịu thì tốc độ chuyển động của không khí trong vùng ưu tiên nên vào khoảng
0.25 m/s. Tuy nhiên cần phải lưu ý đến sự tương thích với nhiệt độ không khí:
Nhiệt độ, °C

21

22

23

24

Tốc độ chuyển động của không

0,15 đến

0,20 đến

0,25 đến

0,30 đến

khí, m/s

0,20

0,24

0,30

0,35

2.2.4 Sự ô nhiễm không khí và vấn đề thông gió, tiếng ồn. /TL1/
Một trong những vấn đề cơ bản mà người thiết kế hệ thống điều hòa không khí
cần phải chú ý là việc thông gió cho không gian điều hòa không khí.
Bên cạnh ảnh hưởng của bụi bặm và các vật thể li ti có sẳn trong không khí,
chính người và các vật dụng đã nói là nguyên nhân gây ra sự ô nhiễm không khí trong
không gian cần điều hòa.
Để làm cho không khí trong không gian cần điều hòa trong lành hơn, bớt ô
nhiễm hơn, cần thiết phải thực hiện vấn đề thông gió. Trong điều hòa không khí, có
thể hiểu thông gió là biện pháp kỹ thuật nhằm thay đổi một bộ phận không khí trong
không gian đó bằng bẳng một lượng không khí tươi tương ứng lấy từ bên ngoài. Tất

8


nhiên lượng khí tươi này phải được làm sạch trước khi đưa nó vào không gian điều
hòa.
Bất cứ một hệ thống điểu hòa không khí nào cũng có các bộ phận có thể gây ồn
ở mức độ nhất định, nguyên nhân tiếng ồn là do:
- Máy nén, bơm, quạt.
- Các ống dẫn không khí và nước.
- Các miệng thổi không khí.
Tùy từng trường hợp cụ thể mà mức ồn cho phép sẽ khác nhau, người thiết kế
cần phải xem yêu cầu giảm tiếng ồn là trong những nhiệm vụ cơ bản.
2.2.5 Hệ thống phân phối và vận chuyển chất tải lạnh
Trong các hệ thống điều hòa không khí loại tập trung, việc sản xuất lạnh thông
thường được thực hiện tại một nơi thích hợp nào đó, sau đó thông qua các hệ thống
chuyền tải người ta phân phối lạnh đến các nơi có yêu cầu. Có hai phương pháp phổ
biến là tải lạnh bằng không khí hoặc bằng nước, đôi khi kết hợp cả không khí và nước.
Việc lựa chọn phương án chuyển tải lạnh là bài toán tối ưu trên cơ sở: yêu cầu
kỹ thuật, kinh tế, thẫm mỹ, vấn đề bảo dưỡng và vận hành, đặc điểm của khu vực điều
hòa…
Thường chọn tải lạnh bằng nước khi nơi cần tiêu thụ lạnh bị phân tán trên một
diện rộng, hoặc khoảng cách đến nơi tiêu thu khá xa. Ngược lại thì chọn tải lạnh bằng
không khí.
2.2.6 Ứng dụng kỹ thuật điều hòa không khí
Điều hòa trong sinh hoạt, đời sống: nhà ở, nhà hàng, nhà hát, rạp chiếu phim,
hội trường, phòng họp, khách sạn, văn phòng… đặc biệt trong các ngành y tế, văn hóa,
thể thao, du lịch…điều hoà không khí theo mùa, thậm chí cả theo giờ trong một ngày,
thay đổi theo tùy vùng dân cư.
Điều hòa trong công nghiệp: được ứng dụng vào việc điều hòa công nghệ như
trong lĩnh vực sản xuất: dợi dệt, thuốc lá, in ấn, phim ảnh, dược liệu, rượu bia… nhằm

bảo đảm chất lượng sản phẩm, sản xuất linh kiện điện tử bán dẫn.
Điều hòa không khí gắn kiền với sản xuất cơ khí chính xác, kỹ thuật điện tử cơ
điện tử, máy tính điện tử, quang học, vi phẩu thuật, kỹ thuật quốc phòng, kỹ thuật vũ

9


trụ…, bởi vì những máy móc thiết bị hiện đại chỉ có thể làm việc tin cậy, an toàn, đạt
nhiệt đô thích hợp.
Điều hòa nông nghiệp và chăn nuôi: điều hòa nhiệt đô nhằm tạo điều kiện khí
hậu thích hợp để thúc đẩy sự tăng trưởng, phát triển và đạt năng suất cao.
2.2.7 Lịch sử phát triển kỹ thuật Lạnh và ĐHKK ở Việt Nam
Đối với Việt Nam là nước có khí hậu nóng và ẩm, đặc biệt là miền nam chỉ có
mùa mưa và mùa nắng. Kỹ thuật lạnh ngày càng đóng vai trò quan trọng trong việc
phát triển kinh tế nước ta. Kỹ thuật lạnh đã xâm nhập hơn 60 ngành kinh tế, đặc biệt là
ngành chế biến thực phẩm, hải sản xuất khẩu, công nghiệp nhẹ, điều hòa không khí.
Nhược điểm chủ yếu của ngành lạnh ở nước ta hiện nay là quà nhỏ, non yếu và
lạc hậu, chỉ chế tạo được 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. Cho nên việc các đơn
vị sử dụng lạnh ở các ngành thường trang bị tự phát đôi khi dẫn đến thiệt hại và lãng
phí tiền vốn. Việc xây dung các phòng lạnh nhằm trang bị cho các xí nghiệp bảo quản
thực phẩm đông lạnh ở Việt Nam ta hiện nay đều mới chỉ là tính toán từng bộ phận
riêng lẻ rồi lựa chọn thiết bị của các nước trên thế giới để rắp ráp thành 1 cụm máy, ta
chưa thể thực hiện việc chế tạo được từng thiết bị cụ thể như máy nén, van tiết lưu
điện từ, tháp giải nhiệt…hoặc nếu có sản xuất được thì cũng chỉ mới là lẻ tẻ mang tính
rời rạc tự phát với chất lượng còn kém.
Cùng với sự phát triển trên 10 năm nay, 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 ở thành phố tăng cao, đặc biệt ở các thành phố phía Nam,

ngành điều hòa không khí đã bắt đầu có vị trí quan trọng và có nhiều hứa hẹn cho
tương lai ở các thành phố phía Nam. Điều đáng lưu ý nhất là sự phát triển mạnh mẽ
của ngành điều hòa không khí tại thành phố Hồ Chí Minh, hầu như khá nhiều máy
điều hòa không khí độc lập, được trang bị ở các khu dân cư có mức sống trung bình trở
lên.
Các hệ thống điều hòa không khí trung tâm hầu như đã chiếm lĩnh các cao ốc
văn phòng, nhà hàng, khách sạn, nhà hát, rạp chiếu phim, hội trường, các phòng học,
đạt tiêu chuẩn quốc tế, các trung tâm mua sắm, hệ thống siêu thị…
10


Khi cuộc sống của người dân cư đang ngày càng được cải thiện đáng kể thì nhu
cầu vế máy điều hòa không khí càng trở nên 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 chúng ta
cũng không thể tránh khỏi ảnh hưởng chung của toàn cầu này.
Trong điều kiện hiện nay khi ngành công nghiệp Dược phẩm nước nhà đang có
những bước phát triển mạnh cả về số lượng và chất lượng thì ngành điều hòa không
khí lại càng có chổ đứng hơn nữa. Khi mà từ ngày 18/11/2004 Bộ Y tế ban hành quyết
định về việc triển khai áp dụng nguyên tắc sản xuất thuốc đạt tiêu chuẩn GMP – WHO
mới được phép sản xuất thuốc chửa bệnh thì lúc này một loạt các nhà máy Dược phải
thay đổi công nghệ mới với điều kiện khắc khe hơn về môi trường sản xuất, do đó
ngành điều hòa không khí cho nhà máy dược hẳn có chổ đứng vững chắc.
Sự chiếm lĩnh của ngành điều hòa không khí chứng minh một hiện tại rõ ràng vị
trí quan trọng của ngành điều hòa không khí trong sinh hoạt và mọi hoạt động, cho
thấy ngành lạnh ở Việt Nam ngày càng đang phát triển mạnh mẽ phục vụ cho nhiều
mục đích sử dụng.
2.3 Một số hệ thống điều hòa không khí thường gặp trong thiết kế.
2.3.1 Hệ thống điều hòa cục bộ.
2.3.1.1 Máy điều hòa của sổ (window – type room air conditioner). /TL2/

Hình 2.1: Máy điều hòa một cục.
Máy điều hòa của sổ là loại máy máy điều hòa không khí nhỏ nhất cả về năng
suất lạnh và kích thước cung như khối lượng. toàn bộ các thiết bị chính như máy nén,
dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều
11


chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được
lặp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh không quá 7 kW (24.000 Btu/h) và
thường chia ra làm 5 loại: 6000, 9000, 12.000, 18.000, 24.000 Btu/h.
2.3.1.2 Máy điều hòa tách (split air conditioner). /TL2/

Hình 2.2: Máy điều hòa hai cục.
Máy điều hòa tách thường gồm 2 cụm. Cụm trong nhà gồm dàn lạnh, bộ diều
khiển và quạt ly tâm kiểu trục cán. Cụm ngoài trời gồm lốc (máy nén), động cơ và quạt
hướng trục. Hai cụm được nối với nhau bằng các đường ống gas đi và về. Ống xả nước
ngưng từ dàn bay hơi ra và đường dây điện dôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống
này thành một búi ống.
2.3.2 Hệ thống điều hòa (tổ hợp) gọn.
2.3.2.1 Máy điều hòa tách không ống gió. /TL2/

Hình 2.3: Máy điều hòa loại package.
Những máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa tổ hợp và của hệ thống điều
hoà cục bộ chỉ khác nhau về năng suất lạnh cỡ máy. Cụm dàn nóng có kiểu quạt
12


hướng trục thổi lên trên với 3 mặt dàn. Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn nhiều ngoài
loại treo tường còn có loại treo trần, giấu trần kê sàn, giấu tường…
Dàn bay hơi với gió quạt thổi tự do, không ống gió, năng suất lạnh đến 14 kW

(48.000 Btu/h).
2.3.2.2 Máy điều hòa tách có ống gió. /TL2/

Hình 2.4: Máy điều hòa loại tách có ống gió.
Loại này cũng có dàn nóng và dàn lạnh. Năng suất lạnh từ 12.000 đến 24.000
Btu/h. dàn lạnh được bố trí quạt ly tâm nên có thể lắp thêm ống gió.
2.3.3 Hệ thống điều hòa trung tâm nước (Water Chiller). /TL2/
Đây là hệ thống sử dụng nước lạnh để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi
nhiệt AHU và FCU. Ở hệ thống này thông thường nước được làm lạnh đến 7°C, và
thực hiện chu trình khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh.

13


Hình 2.5: Cụm máy Water Chiller.
Với hệ thống điều hòa trung tâm nước gồm có các phần chủ yếu sau:
-

Máy làm lạnh nước (water chiler ).

-

Hệ thống dẫn nước lạnh.

-

Hệ thống giải nhiệt.

-

Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh AHU và FCU.

-

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

-

Hệ thống tiêu âm, giảm âm.

-

Hệ thống lọc bụi và triệt khuẩn trong không khí.

-

Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ phòng, độ ẩm phòng, gió tươi, gió
hồi và vận chuyển không khí…

2.3.3.1 Hệ thống trung tâm nước giải nhiệt gió. /TL2/
Loại này có dàn ngưng làm mát bằng không khí. Do khả năng trao đổi nhiệt của
dàn ngưng giải nhiệt kém nên diện tích của dàn lớn. Với loại này thì không cần nước
làm mát nên giảm được toàn bộ hệ thống làm mát: bơm, đường ống, tháp giải nhiệt.
diện tích lắp đặt máy ít, nhưng vì giải nhiệt kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao dẫn đến
công nén cao và tiêu tốn điện năng cao.

14


Hình 2.6: Chiller giải nhiệt gió.

2.3.3.2 Hệ thống trung tâm nước giải nhiệt nước. /TL2/
Với hệ thống trung tâm nước giải nhiệt nước thì hệ thống có thêm bơm, đường
ống nước, tháp giải nhiệt. với loại này, lưu lượng nước cần cho giải nhiệt lớn, để tiết
kiệm ta sử dụng nước tuần hoàn.

Hình 2.7: Chiller giải nhiệt nước.
Với loại này chiếm diện tích nhiều, do có lắp tháp giải nhiệt. khả năng giải
nhiệt tốt hơn giải nhiệt gió.
15


2.3.4 Máy điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume). /TL2/

Hình 2.8: Máy điều hòa VRV.
Do hãng Daikin – Nhật Bản đưa ra giải pháp này đầu tiên, có khả năng điều
chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất.
So với hệ thống trung tâm nước thì VRV rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí
trên tầng thượng còn đường ống môi chất lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với
đường ống nước lạnh và đường ống gió.
Máy VRV chủ yếu phụ vụ cho điều hòa tiện nghi chất lượng cao, loại này tiết
kiệm điện năng nhiều hơn vì sử dụng hệ thống biến tần điều khiển nhưng giá thành
cao.

16


Chương 3
PHƯƠNG PHÁP VÀ PHƯƠNG TIỆN
3.1 Phương pháp.
3.1.1.1 Tính toán tải lạnh cho công trình.

Tính toán tải lạnh thực chất là bài toán cân bằng nhiệt. Điểm tĩnh cân bằng
nhiệt là nhiệt độ phòng mong muốn ở 25°C. Phụ tải lạnh của hệ thống điều hòa không
khí là phụ tải của hệ thống máy lạnh, sao cho nó co khả năng khử được các lượng
nhiệt thừa phát sinh trong không gian cần điều hòa nhằm duy trì không khí trong
không gian đó ổn định ở mức nhiệt độ và độ ẩm theo yêu cầu.
Các yếu tố phát sinh lượng nhiệt thừa trong không gian cần điều hòa được chia
làm hai nhóm:
-

Nhiệt xâm nhập từ bên ngoài vào kết cấu bao che của không gian điều
hòa.

-

Nhiệt xuất phát từ bên trong không gian điều hòa.

Dùng phương pháp tính tải theo Carrier để tính toán.
3.1.1.2 Lựa chọn thiết bị điều hòa không khí.
Dựa vào cấu trúc tòa nhà và nhu cầu của chủ đầu tư mà ta lựa chọn thiết bị một
cách hợp lý và mang tính kinh tế cao.
3.1.1.3 Thiết kế hệ thống gió thải và chọn quạt.
Dựa vào chức năng của công trình và thiết bị điều hòa không khí vừa chọn để
thiết kế hệ thống gió và chọn quạt một cách thích hợp nhằm cung cấp đủ gió tươi cho
không gian cần điều hòa nhằm tạo môi trường làm việc tốt cho moi người làm việc
trong không gian đó.
3.2 Phương tiện.
-

Chương trình Microsoft Word dùng để soạn thảo văn bản đề tài

-

Chương trình Microsoft Excel dùng để hổ trợ tính toán cho đề tài

17