Tính toán thiết kế hệ thống điều khiển cho điều hòa không khí của tầng 1 tòa nhà thư viện

MỤC LỤC

1


DANH MỤC HÌNH ẢNH

2


DANH MỤC BẢNG BIỂU

3


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được nhiều sự giúp đỡ,
đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt tình của thầy cô, gia đình và bạn bè.Em xin gửi lời
cảm ơn chân thành đến Th.s Lê Ngọc Trúc và Th.s Đặng Thị Bình, giảng viên Bộ
môn Cơ Điện Lạnh và Điều Hòa Không Khí thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em
trong suốt quá trình làm đồ án.
Em cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong trường Đại học sư
phạm kĩ thuật Hưng Yên nói chung, các thầy cô trong bộ môn Cơ điện lạnh và điều
hòa không khí riêng đã dạy dỗ cho em kiến thức về các môn đại cương cũng như
các môn chuyên ngành, giúp em có được cơ sở lý thuyết vững vàng và tạo điều kiện
giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn thầy cô, gia đình và bạn bè, đã luôn
tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em trong suốt quá trình học tập và hoàn
thành đồ án tốt nghiệp.

4

LỜI NÓI ĐẦU
Điều hòa không khí là một trong những lĩnh vực quan trọng trong đời sống
cũng như trong các ngành công nghiệp khác. Kinh tế và xã hội càng phát triển thì
nhu cầu về điều kiện sinh hoạt và làm việc của con người ngày càng cao.
Trong những năm gần đây, kinh tế nước ta phát triển với tỉ lệ tăng trưởng
đáng kể, bước đầu thực hiện có hiệu quả công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về thiết bị lạnh cũng tăng theo nhanh chóng.
Việt nam là một thị trường đầy tiềm năng của rất nhiều hãng sản xuất, kinh doanh
máy và thiết bị dùng cho hệ thống điều hòa không khí.Điều hòa không khí có vai trò
quan trọng đối với sức khỏe con người và sản xuất. Hệ thống điều hoà không khí
tạo ra môi trường tiện nghi, đảm bảo chất lượng cuộc sống cao hơn, đặc biệt với
nước ta thuộc vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa, nhiệt độ trung bình năm và
độ ẩm tương đối cao.
Đối với sinh viên ngành Công nghệ Cơ điện lạnh và ĐHKK, ngoài việc nắm
vững các kiến thức cơ bản, các phương pháp tính toán thiết kế thì việc tìm hiểu các
công việc liên quan đến lắp đặt, vận hành, sửa chữa… là rất cần thiết. Để đảm bảo
yêu cầu nghiêm ngặt về các điều kiện và thông số của không khí như thành phần độ
ẩm, nhiệt độ, độ chứa bụi và các loại hoá chất độc hại khác.
Dưới sự hướng dẫn của Ths. Đặng Thị Bình và Ths. Nguyễn Ngọc Trúc –
trường Đại học SPKT Hưng Yên, em thực hiện đề tài tốt nghiệp: “Tính toán thiết
kế hệ thống điều khiển cho điều hòa không khí của tầng 1 tòa nhà thư viện”.
Đề tài gồm những nội dung chính sau:
-Chương 1: Giới thiệu tổng quan về điều hòa không khí và tòa nhà thư viện.
-Chương 2: Cơ sở lí thuyết hệ thống điều hòa không khí và tính toán thiết kế
hệ thống điện cho điều hòa không khí.
-Chương 3: Tính toán thiết kế hệ thống điện cho điều hòa không khí của tầng
1 tòa nhà thư viện.

5


Trong quá trình tham gia thực hiện đề tài, mặc dù đã có nhiều cố gắng song
vẫn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự góp ý của quý thầy (cô)
cùng bạn đọc.
Em xin chân thành cảm ơn.
Hưng Yên,ngày 20 tháng 05 năm 2019
Sinh viên thực hiện

6


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
VÀ TÒA NHÀ THƯ VIỆN
1.1. Khái niệm điều hòa không khí
Không gian điều hoà luôn luôn chịu tác động của nhiễu loạn bên trong và
bên ngoài làm cho các thông số của nó luôn luôn có xu hướng xê dịch so với thông
số yêu cầu đặt ra. Vì vậy nhiệm vụ của hệ thống điều hoà không khí là phải tạo ra
và duy trì chế độ vi khí hậu đảm bảo theo yêu cầu đặt ra.
Điều hòa không khí còn gọi là điều tiết không khí là một ngành khoa học
nghiên cứu các phương pháp, công nghệ và thiết bị để tạo ra và duy trì ổn định một
môi trường không khí phù hợp với một công nghệ sản xuất, chế biến hoặc tiện nghi
đối với con người. Các thông số vi khí hậu được tạo ra, duy trì và khống chế theo
một chương trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài, bao gồm các
yếu tố sau:
- Nhiệt độ không khí: t,0C;
- Độ ẩm tương đối: φ,%;
- Tốc độ lưu chuyển của không khí: ω,m/s;
- Nồng độ bụi trong không khí: Nbụi,%;

- Nồng độ của các chất độc hại: Nz;%
- Nồng độ khí ôxi và khí cacbonic trong không khí: NO2, NCO2,%;
- Độ ồn: Lp,dB.
Điều hòa không khí sử dụng trong sản xuất công nghiệp, công nghệ gia công
chế biến còn được gọi là điều tiết không khí.
Điều hòa không khí phục vụ cho đời sống sinh hoạt, phù hợp với sinh lý và
sức khỏe con người thì còn được gọi là điều hòa tiện nghi.Cụm từ điều hòa nhiệt độ
để chỉ thiết bị lạnh với nhiệm vụ chính là tạo ra nhiệt độ thích hợp.

7


1.1.1. Sơ đồ nguyên lí của hệ thống điều hòa không khí

Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh, ĐHKK, bơm nhiệt

Trong đó: MN- Máy nén (Compressor)
NT- Thiết bị ngưng tụ (Condenser)
TL- Thiết bị tiết lưu (Expansion valve)
BH- Thiết bị bay hơi (Evaporator)
Với sơ đồ nguyên lý ở hình 1.1 thì có 4 chu trình lạnh là: 1 - 2 - 3 - 4
1’ - 2’ - 3’ - 4’
1 - 2 - 3’ - 4’
1’ - 2’ - 3 – 4
- 1 là trạng thái hươi bão hoà khô của môi chất lạnh trước khi vào máy nén,
trạng thái 1 có: áp suất thấp bằng P0 ; nhiệt độ thấp bằng t0.
- 1’ là trạng thái hơi quá nhiệt của môi chất lạnh trước khi vào máy nén, trạng
thái 1’ có: áp suất thấp bằng P0 ; nhiệt độ thấp.

8

- 2 là trạng thái hơi quá nhiệt của môi chất lạnh sau khi ra khỏi máy nén và
trước khi vào thiết bị ngưng tụ, trạng thái 2 có áp suất cao bằng PK ; nhiệt độ cao.
- 2’ là trạng thái hơi quá nhiệt của môi chất lạnh sau khi ra khỏi máy nén và
trước khi vào thiết bị ngưng tụ, trạng thái 2’ có áp suất cao bằng P K ; nhiệt độ cao.
- 3 là trạng thái lỏng sôi của môi chất lạnh sau khi ra khỏi thiết ngưng tụ và
trước khi vào thiết bị tiết lưu, trạng thái 3 có áp suất cao bằng PK ; nhiệt độ cao.
- 3’ là trạng thái lỏng chưa sôi của môi chất lạnh sau khi ra khỏi thiết ngưng tụ
và trước khi vào thiết bị tiết lưu, trạng thái 3’ có áp suất cao bằng P K ; nhiệt độ cao.
- 4 là trạng thái hơi bão hoà ẩm của môi chất lạnh sau khi ra khỏi thiết bị tiết
lưu và trước khi vào thiết bị bay hơi, trạng thái 4 có áp suất thấp bằng P 0 ; nhiệt độ
thấp bằng t0.
-4’ là là trạng thái hơi bão hoà ẩm của môi chất lạnh sau khi ra khỏi thiết bị tiết
lưu và trước khi vào thiết bị bay hơi, trạng thái 4’ có áp suất thấp bằng P 0 ; nhiệt độ
thấp bằng t0.

Hình 1.2: Đồ thị lgP-i

- Quá trình 1-2 và 1’-2’ là quá trình nén đoạn nhiệt ở máy nén, có:
9


s1 = s2; s2’ = s1’
P1 = P0 < P2 = PK ;P1’ = P0< P2’ = PK
t2> t1, t2’> t1’
i2 > i1; i2’> i1’
Công nén riêng cần cấp cho quá trình 1-2 là l12 = i2 – i1
Công nén riêng cần cấp cho quá trình 1’-2’ là l1’2’ = i2’ – i1’
- Quá trình 2’-3’ và 2-3 là quá trình toả nhiệt ngưng tụ đẳng áp ở thiết bị

ngưng tụ
P3 = P2 = PK;P3’ = P2’ = PK
t2 = t3, t2’ = t3’
i2 > i3; i2’> i3’
Nhiệt lượng cần nhả ra ở quá trình 2-3 là QK23 = i3 – i2
Nhiệt lượng cần nhả ra ở quá trình 2’-3’ là QK2’3’ = i3’ – i2’
Nhiệt lượng cần nhả ra ở quá trình 2-3’ là QK23’ = i3’ – i2
Nhiệt lượng cần nhả ra ở quá trình 2’-3 là QK2’3 = i3 – i2’
- Quá trình 3-4 và 3’-4’ là quá trình dãn nở đẳng entanpy ở thiết bị tiết lưu, có:
i3 = i4 ;i3’ = i4’
P3>P4 ; P3’> P4’
t4< t3, t4’< t3’
- Quá trình 4’-1’và 4 -1 là quá trình nhận nhiệt bay hơi đẳng áp ở thiết bị bay
hơi, có:
P4 = P1 = P0; P4’ = P1’ = P0
t1 = t4, t1’ = t4’
i1 > i4; i1’> i4’
10


1.2. Ý nghĩa và vai trò củađiều hoà không khí trong đời sống sinh hoạt và sản
xuất
1.2.1. Ý nghĩa và vai trò của điều hoà không khí trong đời sống sinh hoạt
a, Nhiệt độ với lượng nhiệt tỏa của cơ thể.
Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng lạnh đối với con người. Cơ thể con
người có nhiệt độ xấp xỉ 37ºC. Trong quá trình vận động cơ thể con người luôn luôn
thải ra môi trường nhiệt lượng q toả. Lượng nhiệt do cơ thể toả ra phụ thuộc vào
cường độ vận động: vận động càng nhiều thì nhiệt lượng toả ra càng lớn. Vì vậy để
duy trì thân nhiệt cơ thể thường xuyên trao đổi nhiệt với môi trường xung quanh.
Để thải nhiệt ra môi trường cơ thể có 02 hình thức trao đổi:

- Truyền nhiệt ra môi trường do chênh lệch nhiệt độ Δt. Nhiệt lượng trao đổi
theo dạng này gọi là nhiệt hiện qh.
- Thải nhiệt ra môi trường do thoát mồ hôi hay còn gọi là toả ẩm. Nhiệt
lượng trao đổi dưới hình thức này gọi là nhiệt ẩn qâ.
Nếu vì một lý do nào đó mất cân bằng thì sẽ gây rối loạn và sinh đau ốm.
Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn thân nhiệt, cơ thể truyền nhiệt cho môi trường, khi
nhiệt độ môi trường lớn hơn thân nhiệt thì cơ thể nhận nhiệt từ môi trường. Khi
nhiệt độ môi trường khá thấp, cơ thể mất nhiều nhiệt nên có cảm giác lạnh và ngược
lại khi nhiệt độ môi trường lớn khả năng thải nhiệt ra môi trường giảm nên có cảm
giác nóng.
Ngay cả khi nhiệt độ môi trường lớn hơn thân nhiệt (37ºC), cơ thể con người
vẫn truyền được nhiệt ra môi trường thông qua hình thức tỏa ẩm, đó là đổ mồ hôi.
Người ta đã tính được rằng cứ thoát 1g mồ hôi thì cơ thể thải được một lượng nhiệt
tương đương 2500J. Nhiệt độ càng cao, độ ẩm môi trường càng thấp thì mức độ
thoát mồ hôi càng nhiều.
Rõ ràng rằng, con người có thể sống trong một phạm vi thay đổi nhiệt độ khá
lớn, tuy nhiên nhiệt độ thích hợp nhất đối với con người chỉ nằm trong khoảng hẹp.

11


Theo đó, khí hậu nóng là nơi có nhiệt độ bằng và lớn hơn 30ºC, (đối với lao
động nhẹ: 34ºC, lao động nặng: 30ºC). Khí hậu lạnh là nơi có nhiệt độ bằng và nhỏ
hơn 18ºC, (đối với lao động nhẹ: 20ºC, lao động nặng: 16ºC) .
Nhiệt độ quá cao sẽ gây bệnh thần kinh, tim mạch, bệnh ngoài da, say nóng,
say nắng. Nhiệt độ thấp hơn tiêu chuẩn cho phép có thể làm tê liệt sự vận động, do
đó làm tăng mức độ nguy hiểm khi sử dụng máy móc thiết bị. Nhiệt độ quá thấp sẽ
gây các bệnh về hô hấp, bệnh thấp khớp, khô niêm mạc, cảm lạnh v.v...
b,Độ ẩm tương đối.
Độ ẩm tương đối có ảnh hưởng lớn đến khả năng thoát mồ hôi vào trong môi

trường không khí xung quanh. Quá trình này chỉ có thể xảy ra khi φ< 100%. Độ ẩm
quá cao, hay quá thấp đều không tốt đối với con người.
Khi độ ẩm cao: Khi độ ẩm tăng lên quá cao làm cho khả năng thoát mồ hôi
kém, cơ thể cảm thấy nặng nề, mệt mỏi, dễ gây cảm cúm và là điều kiện thuận lợi
cho vi khuẩn phát triển. Người ta nhận thấy ở một nhiệt độ và tốc độ gió không đổi
khi độ ẩm lớn khả năng bay hơi mồ hôi chậm hoặc không thể bay hơi được, điều đó
làm cho bề mặt da có lớp mồ hôi lắng đọng.
Khi độ ẩm thấp: Khi độ ẩm thấp mồ hôi sẽ bay hơi nhanh làm da khô, gây
nứt nẻ chân tay ... Như vậy độ ẩm quá thấp cũng không tốt cho cơ thể.
Độ ẩm thích hợp đối với cơ thể con người nằm trong khoảng tương đối rộng
φ= 60÷ 80%.
c, Ảnh hưởng của tốc độ không khí.
Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và
trao đổi chất (thoát mồ hôi) giữa cơ thể con người với môi trường xung quanh. Khi
tốc độ lớn cường độ trao đổi nhiệt ẩm tăng lên. Vì vậy khi đứng trước gió ta cảm
thấy mát và thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt
độ.

12


Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiều nhiệt gây
cảm giác lạnh. Tốc độ gió thích hợp tùy thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ gió, cường
độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khỏe của mỗi người v.v...
Trong kỹ thuật thông gió và điều hòa không khí người ta chỉ quan tâm đến
tốc độ gió trong vùng làm việc, tức là vùng dưới 2 mét kể từ sàn nhà. Đây là vùng
mà một người khi ngồi hay đứng trong phòng đều đã được giới hạn vào trong khu
vực đó.
Chọn tốc độ không khí lưu thông được lựa chọn theo nhiệt độ không khí
trong phòng và được quy định theo TCVN: 5687. Khi nhiệt độ phòng thấp cần chọn

tốc độ gió nhỏ, nếu tốc độ quá lớn cơ thể mất nhiều nhiệt, sẽ ảnh hưởng sức khoẻ.
Để có được tốc độ hợp lý cũng cần lựa chọn loại miệng gió thổi phù hợp và bố trí
hợp lý.
Như vậy, ở chế độ điều hoà không khí, tốc độ gió thích hợp lưu động trong
nhà khá nhỏ. Vì vậy người thiết kế phải hết sức chú ý đảm bảo tốc độ gió hợp lý.
d, Ảnh hưởng của nồng độ bụi trong không khí
Độ trong sạch của không khí là một trong những tiêu chuẩn quan trọng cần
được khống chế trong các không gian điều hoà và thông gió. Ngoài các tiêu chuẩn
căn bản cần thiết, các tiêu chuẩn này cũng được phân loại để đáp ứng các đối tượng
khác nhau như trong bệnh viện, cơ sở nghiên cứu, phòng chế biến thực phẩm, các
phân xưởng sản xuất đồ điện tử, thiết bị quang học ....Bụi là những phần tử vật chất
có kích thước nhỏ bé khuếch tán trong môi trường không khí.
Trong không khí tồn tại các chất độc hại chiếm một tỷ lệ lớn thì nó sẽ có ảnh
hưởng đến sức khỏe con người: ảnh hưởng đến hệ hô hấp, thị giác và chất lượng
cuộc sống. Đặc biệt đối với đường hô hấp, hạt bụi càng nhỏ ảnh hưởng của chúng
càng lớn, với cỡ hạt 0,5 ÷10μm chúng có thể thâm nhập sâu vào đường hô hấp nên
còn gọi là bụi hô hấp. Mức độ tác hại của mỗi một chất tùy thuộc vào bản chất của
bụi, nồng độ của nó trong không khí, thời gian tiếp xúc của con người, tình trạng
sức khỏe, kích cỡ hạt bụi . . .
13


Kích thước càng nhỏ thì càng có hại vì nó tồn tại trong không khí lâu và khả
năng thâm nhập vào cơ thể sâu hơn và rất khó khử bụi. Hạt bụi lớn thì khả năng khử
dễ dàng hơn nên ít ảnh hưởng đến con người.
Về bản chất: bụi có 2 nguồn gốc hữu cơ và vô cơ. Nói chung bụi vô cơ có hại
hơn bụi hữu cơ vì thường có kích thước nhỏ hơn và có số lượng lớn hơn, thường
gặp hơn trong thực tế. Nhất là tình hình các đô thị Việt Nam hiện nay đang trong
quá trình cải tạo mới.
e) Ảnh hưởng của các chất độchại

Trong quá trình sản xuất và sinh hoạt, không khí môi trường có thể có lẫn
các chất độc hại như NH3, Clo, CO2 v.v... Đó là những chất rất có hại đến sức khỏe
con người.
Cho tới nay không có tiêu chuẩn chung để đánh giá mức độ ảnh hưởng tổng
hợp của các chất độc hại trong không khí. Theo TCVN 5687: 1992 nồng độ các chất
độc hại của không khí trong phòng cho ở bảng 1dưới đây.

Bảng 1.1: Nồng độ cho phép của một số chất theo TCVN 5687:1992

ồng độ cho phép mg/Lít
0,0007
0,1
0,02
0,003

TT
56
57
58
59

0,005
0,2
0,3
0,1
0,02
0,2
0,01
0,001
0,00005

0,01

60
61
62
63
64
65
66
67
68
69

14


0,02
0,05
0,001
0,01
0,05
0,03
0,005
0,001
0,003
0,01
0,3
0,093
0,05
0,3

0,001
0,0001
0,1
0,1
0,001
0,01
0,01
0,001
0,001
0,0003
0,0001
0,02
0,002
0,0005
0,001
0,03
0,03
0,03
0,03
0,003
0,0001
0,005
0,02
0,001
0,005

70
71
72
73

74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103

104
105
106
107
108

0,001

109

0,01

110

f, Ảnh hưởng của lượng CO2 và lượng gió tươi cung cấp

15


Khí CO2 không phải là một khí độc, nhưng khi nồng độ của chúng lớn thì sẽ
làm giảm nồng độ O2 trong không khí, gây nên cảm giác mệt mỏi. Khi nồng độ quá
lớn có thể dẫn đến ngạt thở, kích thích thần kinh, tăng nhịp tim và các rối loạn khác.
Trong các công trình dân dụng, chất độc hại trong không khí chủ yếu là khí
CO2 do con người thải ra trong quá trình sinh hoạt.
Bảng dưới đây trình bày mức độ ảnh hưởng của CO 2 theo nồng độ của nó
trong không khí. Theo bảng này khi nồng độ CO 2 trong không khí chiếm 0,5% theo
thể tích là có thể gây nguy hiểm cho con người. Nồng độ cho phép của CO 2 trong
không khí thường lấy là 0,15% theo thể tích.
g, Ảnh hưởng của độ ồn tới sức khoẻ và công việc
Độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một hệ

thống điều hòa không khí.
Độ ồn ảnh hưởng đến con người thông qua các nhân tố sau:
Ảnh hưởng đến sức khoẻ: Người ta phát hiện ra rằng khi con người làm việc
lâu dài trong khu vực có độ ồn cao thì lâu ngày có thể gây một số bệnh như: stress,
bứt rứt, gây các rối loạn nhịp tim... Độ ồn lớn tác động khá nhiều đến hệ thần kinh
và sức khoẻ của con người.
Ảnh hưởng đến mức độ tập trung vào công việc hoặc đơn giản hơn là gây sự
khó chịu cho con người. Độ ồn trong các phòng ngủ phải nhỏ không gây ảnh hưởng
đến giấc ngủ của con người, nhất là những người lớn tuổi.
Ảnh hưởng đến chất lượng công việc: Chẳng hạn trong các phòng Studio của
các đài phát thanh và truyền hình, đòi hỏi độ ồn rất thấp, dưới 30 dB. Nếu độ ồn cao
sẽ ảnh hưởng đến chất lượng âm thanh.
Vì vậy độ ồn là một tiêu chuẩn quan trọng không thể bỏ qua khi thiết kế một
hệ thống điều hòa không khí. Đặc biệt các hệ thống điều hoà cho các đài phát thanh,
truyền hình, các phòng studio, thu âm, thu lời thì yêu cầu về độ ồn là quan trọng
nhất.

16


1.2.2. Ý nghĩa và vai trò của điều hòa không khí trong sản xuất
Trong những năm gần đây, ngành điều hòa không khí đã có những bước tiến
vũ bão giúp hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh tế như công nghiệp dệt, thuốc lá,
chè, các nhà máy bột và giấy, xưởng in ấn... và không thể thiếu trong các ngành như
kỹ thuật thông tin, vô tuyến điện tử, vi tính, máy tính, quang học, cơ khí chính xác,
sinh học, vi sinh, kỹ thuật y sinh... Mỗi ngành đều có những công trình nghiên cứu
riêng về điều hòa không khí ứng dụng cho mình.
- Độ ẩm và nhiệt độ không khí là hai thông số quan trọng trong các phân
xưởng sản xuất thuốc lá, bột, giấy, sợi, dệt...
- Ở các xí nghiệp hóa chất hoặc xưởng in thì việc thải nhiệt và hơi độc hại

đóng vai trò quan trọng hơn. Nhiệm vụ chính của điều hòa không khí ở đây là duy
trì được thành phần không khí, thải được các hóa chất độc hại ảnh hưởng đến sức
khỏe người công nhân và không chế chúng ở dưới mức cho phép.
- Các ngành quang học, công nghiệp điện tử, vi điện tử, cơ khí chính xác,
phim ảnh, máy tính điện tử và các phòng thí nghiệm... thì ngoài nhiệt độ và đổ ẩm,
người ta đặc biệt chú trọng đến độ sạch của không khí. Ví dụ trong phòng máy tính
yêu cầu số lượng bụi không vượt quá 2.105 hạt/m3 có kích thước lớn hơn hoặc bằng
3 micromet.
a, Ảnh hưởng của độ sạch trong thành phần không khí
Độ sạch là một trong những tiêu chuẩn quan trọng cần được khống chế trong
các không gian điều hoà.
Độ trong sạch của không khí được thể hiện qua nồng độ bụi có trong không
khí, nồng độ đã được dẫn ra trong các tài liệu chuyên môn cho từng loại bụi.
Có nhiều ngành sản xuất yêu cầu phải thực hiện trong gian cực kỳ trong
sạch. Ví dụ như ngành sản xuất và chế biến thực phẩm, tiêu chuẩn này càng quan
trọng đối với các đối tượng như bệnh viện, phòng chế biến thực phẩm, các phân
xưởng sản xuất đồ điện tử, sản xuất hàng điện tử bán dẫn, phim ảnh, sản xuất thiết
bị quang học .v.v...
17


Bảng dưới đây giới thiệu về giới hạn nồng độ hóa chất cho phép trong phân
xưởng sản xuất của CHDC Đức (cũ).
Bảng 1.2:Giới hạn nồng độ hóa chất cho phép.
Nồng độ lớn nhất cho phép
cm3/m3kk
mg/ m3kk
1000
2400
500

2350
10
32
200
750
200
260
1000
1900
400
1200
0,5
1,5
5000
9000
0,1
0,2
5
13
50
35
0,2
0,1
0,1
0,1

Tên hóa chất
Axeton
Xăng (ốc tan)
Benzol

Toluol
Metanol
Rượu
Ete
Clo
Các bo nic (CO2)
Ô zôn (O3)
Oxit sunfua (SO2)
Amoniac (NH3)
Chì
Crom
Thủy ngân
Selen

Giới hạn dưới gây nổ
% thể tích
2,1
2,4
1,4
1,2
6,0
3,3
2,2

b, Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ có ảnh hưởng đến nhiều loại sản phẩm. Một số quá trình sản xuất
đòi hỏinhiệt độ phải nằm trong một giới hạn nhất định. Ví dụ:
o

Kẹo Sôcôla: 7 - 8 C

o

Kẹo cao su:20 C
o

Bảo quả rau quả:10 C
o

Đo lường chính xác: 20 - 24 C
o

Dệt : 20 -32 C
Chế biến thịt, thực phẩm: Nhiệt độ cao làm sản phẩm chóng bịthiu.
Bảng dưới đây giới thiệu tiêu chuẩn về nhiệt độ và độ ẩm của một số quá
trình sản xuất thường gặp.
18


Bảng 1.3:Điều kiện công nghệ của một số quá trình

C

Cô

c, Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối
Độ ẩm cũng có ảnh nhiều đến một số sản phẩm nếu không thoả mãn những
điều kiện yêu cầu:
Khi độ ẩm cao có thể gây nấm mốc cho một số sản phẩm nông nghiệp và
công nghiệp nhẹ, chẳng hạn như trong công nghệp thuốc lá, sợi dệt, dày da vv...
Ví dụ:

+ Sản xuất bánh kẹo: Khi độ ẩm cao thì kẹo chảy nước. Độ ẩm thích hợp cho
sản xuất bánh kẹo là φ =50-65%
+ Ngành vi điện tử, bán dẫn: Khi độ ẩm cao làm mất tính cách điện của các
mạch điện.
Khi độ ẩm thấp sản phẩm sẽ khô, giòn không tốt có thể gây gãy vỡ các sản
19


phẩm hoặc bay hơi làm giảm chất lượng sản phẩm hoặc hao hụt trọng lượng.
Ví dụ công nghiệp thuốc lá và dệt, khi độ ẩm nhỏ, hơi nước bay hơi nhiều
các sợi thuốc lá, sợi vải quá khô rất dễ gãy. Trong kỹ thuật chế biến thực phẩm, rau
quả, độ khô lớn làm bay hơi nước giảm số lượng và chất lượng thực phẩm.
d, Ảnh hưởng của vận tốc không khí
Tốc độ của không khí ảnh hưởng đến sản xuất như sau:
Khi tốc độ lớn: Trong nhà máy dệt, sản xuất giấy vv. . sản phẩm nhẹ sẽ bay
khắp phòng hoặc làm rối sợi. Trong một số trường hợp thì sản phẩm bay hơi nước
nhanhlàm giảm chất lượng và trọng lượng. Ngoài ra tốc độ cao cũng ảnh hưởng đến
người làm việc trong phòng đặc biệt các khu vực nhiệt độ thấp.
Vì vậy trong một số xí nghiệp sản xuất người ta cũng qui định tốc độ không
khí không được vượt quá mức cho phép.
Khi tốc độ nhỏ: Tuần hoàn gió trong phòng quá thấp thì khả năng trao đổi
không khí bị hạn chế nên có những ảnh hưởng nhất định. Lượng hơi ẩm hoặc nhiệt
cóthể tích tụ tại một số vùng nhất định trong phòng, ít nhiều ảnh hưởng đến con
người và chất lượng sản phẩm trong phòng.
1.3. Phân loại điều hòa không khí
1.3.1. Phân loại theo mức độ của các hệ thống điều hoà không khí
Theo mức độ quan trọng thì hệ thống điều hòa không khí được chia làm 3
cấp như sau:
a, Hệ thống điều hòa không khí cấp I
Là hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà

với mọi phạm vi thông số ngoài trời, ngay tại cả ở những thời điểm khắc nghiệt nhất
trong năm về mùa Hè lẫn mùa Đông.
b, Hệ thống điều hòa không khí cấp II

20


Là hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà
với sai số không qúa 200 giờ trong 1 năm, tức tương đương khoảng 8 ngày trong 1
năm. Điều đó có nghĩa là trong 1 năm ở những ngày khắc nghiệt nhất về mùa Hè và
mùa Đông hệ thống có thể có sai số nhất định, nhưng số lượng những ngày đó cũng
chỉ xấp xỉ 4 ngày trong một mùa.
c, Hệ thống điều hòa không khí cấp III
Hệ thống điều hoà có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với
sai số không qúa 400 giờ trong 1 năm, tương đương 17 ngày.
Khái niệm về mức độ quan trọng mang tính tương đối và không rõ ràng.
Chọn mức độ quan trọng là theo yêu cầu của khách hàng và thực tế cụ thể của công
trình. Tuy nhiên hầu hết các hệ thống điều hoà trên thực tế được chọn là hệ thống
điều hoà cấp III.
Việc chọn cấp của các hệ thống điều hoà không khí có ảnh hưởng đến việc
chọn các thông số tính toán bên ngoài trời trong phần tính toán cân bằng nhiệt và
cân bằng ẩm ở chương 3.
1.3.2. Phân loại theo phương pháp xử lý nhiệt ẩm
Theo phương pháp xử lý nhiệt ẩm thì hệ thống điều hòa không khí được chia
làm 2 loại sau:
a, Hệ thống điều hoà không khí kiểu khô
Không khí được xử lý nhiệt ẩm nhờ các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt.
Đặc điểm của việc xử lý không khí qua các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt là
không có khả năng làm tăng dung ẩm của không khí. Quá trình xử lý không khí qua
các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu bề mặt tuỳ thuộc vào nhiệt độ bề mặt mà dung ẩm

không đổi hoặc giảm. Khi nhiệt độ bề mặt thiết bị nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương
tscủa không khí đi qua thì hơi ẩm trong nó sẽ ngưng tụ lại trên bề mặt của thiết bị,
kết quả dung ẩm giảm. Trên thực tế, quá trình xử lý luôn luôn làm giảm dung ẩm
của không khí nên gọi là hệ thống điều hòa không khí kiểu khô.

21


b, Hệ thống điều hoà không khí kiểu ướt
Không khí được xử lý qua các thiết bị trao đổi nhiệt kiểu hỗn hợp. Trong
thiết bị này không khí sẽ hỗn hợp với nước phun đã qua xử lý để trao đổi nhiệt ẩm.
Kết quả quá trình trao đổi nhiệt ẩm có thể làm tăng, giảm hoặc duy trì không đổi
dung ẩm của không khí.
1.3.3. Phân loại theo đặc điểm khâu xử lý nhiệt ẩm
Theo đặc điểm khâu xử lý nhiệt ẩm thì hệ thống điều hòa không khí được
chia làm 3 loại sau:
a, Hệ thống điều hoà cục bộ
Hệ thống điều hòa cục bộ là hệ thống nhỏ, chỉ điều hòa không khí trong một
không gian hẹp, thường là một phòng.
Kiểu điều hoà cục bộ trên thực tế chủ yếu sử dụng các máy điều hoà dạng
cửa sổ (kiểu cũ), máy điều hoà kiểu rời (2 mảnh hay còn gọi là điều hòa 2 cục) và
máy điều hoà ghép.
b, Hệ thống điều hoà phân tán
Hệ thống điều hòa phân tán là hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý
nhiệt ẩm phân tán đến nhiều nơi. Có thể ví dụ hệ thống điều hoà không khí kiểu
khuyếch tán trên thực tế như hệ thống điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant
Volume) , kiểu làm lạnh bằng nước (Water chiller) hoặc kết hợp nhiều kiểu máy
khác nhau trong 1 công trình.
c, Hệ thống điều hoà trung tâm
Hệ thống điều hoà trung tâm là hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý

không khí thực hiện tại một trung tâm sau đó được dẫn theo hệ thống kênh dẫn gió
đến các hộ tiêu thụ.
Hệ thống điều hoà trung tâm trên thực tế là máy điều hoà dạng tủ lớn, ở đó
tiếp nhận không khí nhiệt độ cao hút về từ các phòng theo kênh hút khí nóng riêng.
Không khí nóng được xử lý nhiệt ẩm tại tủ máy điều hoà để trở thành không khí
22


mát và sạch bụi rồi lại được dẫn theo hệ thống kênh dẫn không khí mát đến các
phòng.
1.3.4. Phân loại theo đặc điểm môi chất giải nhiệt
Theo đặc điểm môi chất giải nhiệt thì hệ thống điều hòa không khí được chia
làm 2 loại sau:
a, Giải nhiệt bằng gió (air cooled)
Hệ thống điều hòa air cooled là hệ thống điều hòa mà thiết bị ngưng tụ được
giải nhiệt nhờ không khí môi trường.
Ở tất cả các máy điều hoà công suất nhỏ đều giải nhiệt bằng không khí (ví dụ
như máy điều hòa 1 cục, 2 cục, máy điều hòa tủ đứng loại nhỏ).
Hệ thống điều hòa giải nhiệt bằng gió có ưu điểm là kết cấu nhỏ gọn, đơn
giản, chi phí thấp, lắp đặt đơn giản hơn nhiều so với hệ thống điều hòa không khí
giải nhiệt bằng nước. Chỉ cần lắp đặt thêm quạt gió làm mát để tăng cường trao đổi
nhiệt bằng phương pháp đối lưu cưỡng bức giữa môi chất lạnh ở thiết bị ngưng tụ
với không khí môi trường thông qua vách của dàn ống có cánh.
Các máy điều hoà công suất trung bình có thể giải nhiệt bằng gió hoặc nước,
hầu hết các máy công suất lớn đều giải nhiệt bằng nước.
b, Giải nhiệt bằng nước (water cooled)
Để nâng cao hiệu quả giải nhiệt các máy công suất lớn, người ta sử dụng
nước để giải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ.
Đối với các hệ thống điều hòa không khí giải nhiệt bằng nước đòi hỏi thêm
hệ thống trang bị đi kèm là hệ thống bơm, tháp giải nhiệt, đường ống dẫn nước, bể

chứa nước lạnh (nước trước khi đi làm mát cho thiết bị ngưng tụ), bể chứa nước
nóng (nước sau khi đi làm mát cho thiết bị ngưng tụ) và hệ thống bơm nước sạch bổ
sung (do bay hơi, thất thoát nước).
1.3.5. Phân loại theo khả năng xử lý nhiệt

23


Theo khả năng xử lý nhiệt thì hệ thống điều hòa không khí được chia làm 2
loại sau:
Máy điều hoà 1 chiều lạnh (cooled only air conditioner): Là máy điều hòa
không khí chỉ có khả năng làm lạnh về mùa Hè. Còn về mùa đông thì máy điều
Hòa không khí đó không khả năng sưởi ấm.
Máy điềuhoà 2 chiều nóng lạnh (Heat pump air conditioner): Là máy điều
hòa không khí có hệ thống van đảo chiều cho phép hoán đổi chức năng của các dàn
nóng và lạnh theo 2 mùa khác nhau. Mùa Hè bên trong nhà là dàn lạnh, bên ngoài là
dàn nóng, còn về mùa đông sẽ hoán đổi ngược lại.
Ngoài ra, hệ thống điều hòa không khí còn được phân loại theo một số cách
như: Theo đặc điểm của máy nén lạnh người ta chia ra các loại máy điều hoà có
máy nén piston (reciprocating compressor), trục vít (screw compressor), kiểu xoắn,
ly tâm (Scroll compressor). Theo đặc điểm, kết cấu và chức năng của các máy điều
hoà sẽ có rất nhiều cách phân loại khác nhau.
1.4. Các thiết bị điềukhiển
Để làm nhiệm vụ điều khiển, đóng mở máy trong các mạch điện người ta sử
dụng nhiều thiết bị điện khác nhau.
1. Attomat(MCCB)

Để đóng ngắt không thường xuyên trong các mạch điện người ta sử dụng các
attomat. Cấu tạo attomat gồm hệ thống các tiếp điểm có bộ phận dập hồ quang, bộ
phận tự động cắt mạch để bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Bộ phận cắt mạch điện bằng

tác động điện từ theo dòng cực đại. Khi dòng vượt quá trị số cho phép chúng sẽ cắt
mạch điện để bảo vệ thiết bị.
Như vậy attomat được sử dụng để đóng, ngắt các mạch điện và bảo vệ thiết
bị trong trong trường hợp quá tải.

24


Hình 1.3: Attomat

- Rơ le nhiệt bảo vệ quá dòng và quá nhiệt (OCR)
Rơ le nhiệt được sử dụng để bảo vệ quá dòng hoặc quá nhiệt. Khi dòng điện
quá lớn hoặc vì một lý do gì đó nhiệt độ cuộn dây mô tơ quá cao. Rơ le nhiệt ngát
mạch điện để bảo vệ mô tơ máy nén.
Rơ le nhiệt có thể đặt bên trong hoặc bên ngoài máy nén. Trường hợp đặt bên
ngoài rơ le nhằm bảo vệ quá dòng thường được lắp đi kèm công tắc tơ. Một số máy
lạnh nhỏ có bố trí rơ le nhiệt bên trong ở ngay đầu máy nén.

Hình 1.4: Rơ le nhiệt lắp trong máy nén
1- Dây nối, 2- Chụp nối; 3- Chốt tiếp điểm; 4- Đầu cực 5- Tiếp điểm;
6- Cơ cấu lưỡng kim; 7- Điện trở; 8- Thân; 9- Vít

Phần tử cơ bản của rơ le nhiệt là một cơ cấu lưỡng kim gồm có 2 kim loại
khác nhau về bản chất, có hệ số giãn nở nhiệt khác nhau và hàn với nhau. Bản
lưỡng kim được đốt nóng bằng điện trở có dòng điện của mạch cần bảo vệ chạy
qua. Khi làm việc bình thường sự phát nóng ở điện trở này không đủ để cơ cấu

25