Đề tài thiết kế hệ thống thông gió tầng hầm honeywell

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Mơn học: Hệ thống quản lý tịa nhà thơng minh
Đề tài : Thiết kế hệ thống thơng gió tầng hầm Honeywell

Giáo viên hướng dẫn : PSG TS Bùi Đăng Thảnh
Nhóm sinh viên thực hiện

:

Nhóm 8

Bùi Đình Thiệu

20174237

Nguyễn Đăng Tiến

20174260

Trần Anh Tú

20174314

Trần Văn Chiến

20173682

Nguyễn Khắc Duyệt

20173807

Hà Nội, 8 – 2021


LỜI MỞ ĐẦU
Sự quan trọng của việc lưu thông không khí trong các tịa nhà thơng minh,
từ mức độ nhỏ đến lớn đều cần tính tốn, thiết kế để việc thải khơng khí đã bị ơ
nhiễm bởi các chất độc hại và nhiệt ra bên ngoài, đồng thời thay thế vào đó là
khơng khí đã được xử lý, khơng có các chất độc hại, có nhiệt độ phù hợp và
lượng ôxi đảm bảo. Quá trình như vậy gọi là thông gió. Q trình thơng gió thực
chất là q trình thay đổi khơng khí trong phịng đã ơ nhiễm bằng khơng khí mới
bên ngồi trời đã qua xử lý. Nhận biết được tầm quan trọng của vấn đề này trong
cuộc sống sinh hoạt hằng ngày, nhóm chúng em quyết định lựa chọn đề tài “Hệ
thống thơng gió tầng hầm ” để tìm hiểu, nghiên cứu sâu hơn và làm rõ thêm
mảng kiến thức về hệ thống thơng gió, cụ thể là hệ thống thơng gió của
Honeywell trong các tịa nhà thơng minh cũng như giúp mọi người hiểu sơ qua
về hệ thống thơng gió trong tịa nhà.
Nhóm 8 chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Bùi Đăng Thảnh– người
đã trực tiếp giúp đỡ, quan tâm, hướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo này
trong thời gian qua.
Bài báo cáo môn học được thực hiện trong khoảng thời gian một kì học. Bước
đầu đi vào tìm hiểu mơn học của chúng em còn hạn chế và còn nhiều bỡ ngỡ nên
khơng tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được những ý kiến đóng
góp quý báu của Thầy để kiến thức của chúng em trong lĩnh vực này được hồn
thiện hơn đồng thời có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức của mình.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!

2

Phân cơng nhiệm vụ : Nhóm 8 chúng em tập trung làm từng phần và họp lại tổng
kết lại kết quả mỗi chương hằng ngày, nên việc phân chia công việc khơng được
cụ thể. Theo buổi trình bày bài, nhóm em chia việc trình bày như sau:
Nội dung
Chương I: Tổng quan hệ thống thơng gió tầng hầm
Chương II: Tính tốn thiết kế thơng gió tầng hầm
Chương II: Lựa chọn thiết bị
Chương IV: Mạng truyền thông
Chương V: Giao diện vận hành hệ thống

Sinh viên thực hiện
Nguyễn Đăng Tiến
Trần Anh Tú
Trần Văn Chiến
Nguyễn Khắc Duyệt
Bùi Đình Thiệu

3


Mục lục
CHƯƠNG 1. Tổng quan hệ thống thơng gió tầng hầm ......................................................... 5
1. Đặt vấn đề ...................................................................................................................... 5
2. Hệ thống thơng gió là gì? ............................................................................................... 6
CHƯƠNG 2. Tính tốn thiết kế thơng gió tầng hầm ........................................................... 17
1. Mơ tả bài tốn .............................................................................................................. 17
2. Tính tốn thiết kế hệ thống .......................................................................................... 17
2.1 Tính thể tích tầng hầm ......................................................................................... 17

2.2 Tính lưu lượng gió thải ........................................................................................ 18
2.3 Tính chọn quạt hút khí thải.................................................................................. 18
2.4 Tính tốn ống thơng gió chính ............................................................................. 19
2.5 Tính tốn số lượng miệng ống gió ....................................................................... 20
CHƯƠNG 3. Lựa chọn thiết bị ............................................................................................ 21
1. Cấu trúc hệ thống ......................................................................................................... 21
2. Lựa chọn thiết bị .......................................................................................................... 21
2.1 Bộ điều khiển ........................................................................................................ 21
2.2 Cảm biến khí ......................................................................................................... 22
2.3 Cảm biến nhiệt độ & độ ẩm .................................................................................. 25
2.4 Cảm biến tốc độ gió............................................................................................... 26
CHƯƠNG 4. Mạng truyền thơng ........................................................................................ 28
1. Tổng quan .................................................................................................................... 28
2. BACnet ........................................................................................................................ 29
2.1 Nguyên lý hoạt động ............................................................................................. 29
2.2 Giao thức BACnet ................................................................................................. 31
3. Tìm hiểu về LONmark ................................................................................................. 32
4. Tìm hiểu về ModBus RTU .......................................................................................... 33
5. Lựa chọn giao thức ...................................................................................................... 36
CHƯƠNG 5. Giao diện vận hành hệ thống ......................................................................... 38
1. Lưu đồ thuật toán ......................................................................................................... 38
2. Winform ....................................................................................................................... 39
2.1 Winform là gì? ..................................................................................................... 39
2.2 Ưu nhược điểm các phần mềm trên Winform ..................................................... 39
3. Giao diện vận hành ...................................................................................................... 41

4


CHƯƠNG 1. Tổng quan hệ thống thơng gió tầng hầm

1. Đặt vấn đề
Với cuộc sống hiện đại ngày nay, các tịa nhà thơng minh ngày càng được
chú ý và xem xét lựa chọn do sự tiện lợi, an toàn và những trải nghiệm tuyệt vời mà
nó đem lại. Các trung tâm thương mại, các tòa chung cư cao tầng, các khách sạn,
nơi vui chơi giải trí,… đều có các tầng hầm đề phục vụ nhu cầu gửi xe và phục vụ
các nhu cầu khác của con người. Trong đó, hệ thống thơng gió là một trong những
thành phần khơng thể thiếu giúp đem lại cho tịa nhà một khơng gian tươi và sạch.
Không gian tầng hầm là nơi được sử dụng chủ yếu để làm bãi đỗ xe, thu gom rác
hoặc làm các trung tâm thương mại dưới lòng đất,... chính vì thế rất dễ sản sinh ra
một lượng lớn khí độc hại như NO, CO2, SO2… Đây đều là những tác nhân gây
ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống và công việc của các cư dân và các nhân viên
làm việc tại các khu vực này. Đặc biệt, việc tích tụ khí CO2 quá nhiều sẽ rất dễ xảy
ra các sự cố xảy ra ngoài ý muốn như hỏa hoạn làm ảnh hưởng khơng nhỏ đến tính
mạnh và tài sản của những người sinh sống và làm việc tại đây. Vì vậy hệ thống
thơng gió tầng hầm là vơ cùng quan trọng.
Theo EPA ( Environmental Protection Agency), tạm dịch là cơ quan bảo vệ mơi
trường, thì các loại nấm mốc này, đặc biệt là nấm mốc đen gây ra các loại dị ứng,
tăng nặng các cơn hen và tạo ra triệu chứng cúm. Thông thường ở Việt nam người
ta chỉ biết tới thơng gió tầng hầm để giảm lượng khí CO có trong tầng hầm, tuy
nhiên ở nước ngồi, người ta quan tâm tới giảm thiểu lượng khí Radon nhiều hơn –
lượng khí này là nguyên nhân chính gây ra bệnh ung thư phổi của những người
không hút thuốc.
Hiện nay ở Việt Nam, Tiêu chuẩn 5687-2010 vẫn là tiêu chuẩn ưu tiên số 1 để thiết
kế hệ thống thông gió tầng hầm. Đây là cách tính thơng gió tầng hầm chính thống
nhất:

5


Hình 1.1 TCVN 5687:2010 về thơng gió tịa nhà

2. Hệ thống thơng gió là gì?
Một hệ thống thơng gió là một hệ thống giúp khơng khí trong lành lưu thơng
trong một không gian hoặc một khoảng không gian giới hạn và loại bỏ khơng khí bị
ơ nhiễm. Nó được sử dụng tại các môi trường khác nhau, bao gồm cả trong gia đình
và nơi làm việc. Hệ thống này có nhiều mục đích sử dụng bao gồm việc duy trì độ
ẩm và nhiệt độ ổn định, loại bỏ khơng khí bụi bẩn và chất gây dị ứng, cung cấp, trao
đổi khí O2 và CO2.

6


Hình 1.2 Mơ phỏng hệ thống thơng gió
3. Chức năng của hệ thống thơng gió
 Quạt thơng gió tầng hầm sẽ giúp loại bỏ các khí độc hại như CO2, SO2
và các khí bẩn khác đồng thời đưa khí tươi từ bên ngồi vào để làm cho khơng
khí sạch hơn và thống mát hơn.
 Tạo bầu khơng khí trong lành trong môi trường làm việc, tăng cường
sức khỏe cho người lao động.
 Phịng chống hỏa hạn, kiểm sốt chống cháy, giúp hút khói và mùi khi hỏa
hoạn xảy ra một cách nhanh chóng, giúp hỗ trợ con người di tản ra nơi an tồn.
 Tiết kiệm chi phí lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng dễ dàng, phù hợp với tiêu
chuẩn sử dụng cũng như điều kiện khí hậu và kinh tế của Việt Nam.

Hình 1.3 : Mơ phỏng hệ thống thơng gió

7


4. Phân loại hệ thống thơng gió
4.1 Theo hướng chuyển động của gió

4.1.1. Thơng gió kiểu thổi
Thổi khơng khí sạch vào phịng và khơng khí trong phịng thải ra bên ngồi
qua các khe hở của phịng nhờ chênh lệch cột áp.
Phương pháp thơng gió kiểu thổi có ưu điểm là có thể cấp gió đến các vị trí cần
thiết, nơi tập trung nhiều người, hoặc nhiều nhiệt thừa, ẩm thừa, tốc độ gió luân
chuyển thường lớn.
Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là áp suất trong phòng là dương nên
gió tràn ra mọi hướng, do đó có thể tràn vào các khu vực khơng mong muốn.
4.1.2 Thơng gió kiểu hút
Hút xả khơng khí bị ơ nhiễm ra khỏi phịng và khơng khí bên ngồi tràn vào
phịng theo các khe hở hoặc cửa lấy gió tươi nhờ chênh lệch cột áp.
Thơng gió kiểu hút xả có ưu điểm là có thể hút trực tiếp khơng khí ơ nhiễm tại nơi
phát sinh, khơng cho phát tán ra trong phịng, lưu lượng thơng gió nhờ vậy khơng
u cầu q lớn, nhưng hiệu quả cao.
Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là gió tuần hồn trong phịng rất
thấp, hầu như khơng có sự tuần hồn đáng kể, mặt khác khơng khí tràn vào phịng
tương đối tự do, do đó khơng kiểm sốt được chất lượng gió vào phịng, khơng khí
từ những vị trí khơng mong muốn có thể tràn vào.
4.1.3 Thơng gió kết hợp
Kết hợp cả hút xả lẫn thổi vào phịng, đây là phương pháp hiệu quả. Thơng
gió kết hợp giữa hút xả và thổi gồm hệ thống quạt hút và thổi. Vì vậy có thể chủ
động hút khơng khí ô nhiễm tại những vị trí phát sinh chất độc và cấp vào những vị
trí u cầu gió tươi lớn nhất.
Phương pháp này có tất cả các ưu điểm của hai phương pháp nêu trên, nhưng loại
trừ các nhược điểm của hai kiểu cấp gió đó. Tuy nhiên phương pháp kết hợp có
nhược điểm là chi phí đầu tư cao hơn.

Hình 1.4 Phương pháp thống gió kết hợp
4.2 Theo phương pháp tổ chức
4.2.1. Thơng gió tổng thể

Thơng gió tổng thể cho tồn bộ phịng hay cơng trình, nhà ở.

8


4.2.2. Thơng gió cục bộ
Thơng gió tổng thể cho tồn bộ phịng hay cơng trình, nhà ở.

Hình 1.5 Thơng gió cục bộ cho nhà ở
4.3 Theo mục đích
4.3.1. Thơng gió bình thường
Mục đích của thơng gió nhằm loại bỏ các chất độc hại, nhiệt thừa, ẩm thừa
và cung cấp ôxi cho sinh hoạt của con người.
4.3.2 Thơng gió sự cố
Các chung cư cao cấp, văn phịng, nhà xưởng...đều có trang bị hệ thống
thơng gió nhằm khắc phục các sự cố khẩn cấp.
Ví dụ: Khi xảy ra hoả hoạn: Để lửa khơng thâm nhập các cầu thang và cửa
thốt hiểm. Hệ thống hút gió hoạt động và tạo áp lực dương trên những đoạn này để
mọi người thốt hiểm dễ dàng.

Hình 1.6 So sánh hệ thống thơng gió sự cố và hệ thống thơng gió thơng thường

4.4 Theo động lực
Hiện nay có 2 phương án chính để thơng gió cho tầng hầm bao gồm : thơng
gió tự nhiên và thơng gió cơ học.
4.4.1. Thơng gió tự nhiên

9

Thơng gió tự nhiên tầng hầm là sử dụng các luồng khơng khí tự nhiên.
Phương án này thường chỉ áp dụng có các tầng hầm có phần thiết kế cửa sổ, ơ lấy
gió đặc biệt, có thể mở và đóng tùy chỉnh. Các cửa mở trong trường hợp bình
thường và sẽ đóng lại khi có trời mưa để hạn chế sự xâm nhập của nước vào tầng
hầm.
Để có kết quả tốt nhất thì các cửa lấy gió cần được bố trí cách đều và đối
diện nhau, theo các hướng gió tự nhiên của tầng hầm. Phương án này tiết kiệm được
rất nhiều chi phí cho chủ đầu tư, tuy nhiên khi tầng hầm ẩm mốc quá cao, thì
phương pháp này sẽ khơng hiệu quả.

Hình 1.7: Hệ thống thơng gió tự nhiên

4.4.2 Thơng gió cơ học
Thơng gió cơ học là thơng gió sử dụng quạt và các hệ thống ống gió, cửa gió
đi kèm để hút hoặc cấp khơng khí từ bên ngồi vào khơng gian hầm. Một số tầng
hầm có thể chỉ hút thải, 1 số thì có cả hệ cấp và hút tùy thuộc vào kinh phí của chủ
đầu tư, số tầng hầm và mục đích sử dụng tầng hầm…

10


Hình 1.1 Hệ thống thơng gió cơ học

5. Các loại khí độc có thể có trong tầng hầm
5.1 Khí CO
5.1.1 Khí CO là gì?
Khí CO hay cịn gọi là cacbon monoxit có cơng thức hóa học là CO là một
loại khí khơng màu, khơng mùi, độc tính cao, dễ dàng phát nổ khi có nồng đọ cao.
Khí CO là một sản phẩm của q trình cháy khơng hồn tồn của khí cacbon và các
hợp chất có chứa cacbon như xăng, dầu, gỗ,…Độc tính của cacbon monoxit rất

nguy hiểm chỉ cần tiếp xúc là hít phải với một lượng vừa đủ có thể gây ra ngạt khí
và có thể dẫn đến tử vong nếu khơng phát hiện kịp thời.

Hình 1.9 Ngộ độc khí CO

5.1.2 Các nguồn gây ra khí CO và các triệu chứng ngộ độc khí CO
Khí CO là sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu như xăng dầu. Trong
tầng hầm việc phương tiện đông ra vào liên tục và khơng gian khơng thống khí, thì
nồng độ CO tăng lên rất nhanh chóng.
Thơng thường, các tầng hầm bãi đậu xe của chung cư, trung tâm mua sắm,
siêu thị… đều có hệ thống thơng gió, và được hoạt động theo thời gian không liên
tục để tiết kiệm, và hạn chế tiếng ồn.
11


Dưới đây là bảng tóm tắt các triệu chứng khi ngộ độc khi CO:

Nồng độ khí CO
(ppm)
50
200
400
800

1600

3200

Thời gian tiếp
Triệu chứng

xúc
8 giờ
Không tác dụng phụ
2-3 giờ
Đau đầu nhẹ, mệt mỏi, buồn
nôn và chóng váng
1 – 2 giờ
Đau đầu nặng
>3 giờ
Khó thở
45 phút
Chống váng, buồn nơn và co
2 – 3 giờ
giật
Tử vong
20 phút
Đau đầu, chống váng và buồn
1 giờ
nơn
Tử vong
5 -10 phút
Đau đầu, chống váng và buồn
1 giờ
nơn
Tử vong

5.1.3 Giải pháp kiểm sốt nồng độ khí CO trong tầng hầm
Mục tiêu:
 Giám sát nồng đồ CO toàn bộ tầng hầm
 Điều khiển quạt hút hoạt động, di trì nồng độ ln ở mức an toàn

 Điều khiển quạt hút nhiều cấp độ giúp tiết kiệm điện và giảm tiếng ồn
5.1.4 Ứng dụng của cảm biến CO trong hệ thống điều khiển quạt khí thải
Hệ thống điều khiển nồng độ khí CO sẽ đọc tất cả các giá trị cảm biến khí
CO về. Các cảm biến cùng một khu vực (zone) sẽ được xem xét. Tùy vào chọn vào
nhu cầu điều khiển để lấy giá trị Min/Max hoặc lấy giá trị trung bình từ các cảm
biến. Sau khi có giá trị nồng độ khí CO từ khu vực đó, bộ điều khiển sẽ so sánh với
giá trị cài đặt trước (Setpoint) của hệ thống để xuất lệnh điều khiển.
Ví dụ khi nồng độ khí CO trên 50PPM thì hệ thống sẽ kích chạy quạt ở tốc độ thấp.
Cịn khi nồng độ khí CO trên 200PPM thì hệ thống sẽ kích chạy quạt ở tốc độ cao.
Khi đó, hệ thống sẽ liên động với quạt hút cấp cao để cân bằng nồng độ.
5.2 Khí NO2
5.2.1 Khí NO2 là gì
Nitơ điơxít hay điơxít nitơ là một hợp chất hóa học có cơng thức NO2. Nó là
một trong các loại ơxít nitơ. Nitơ điơxít là chất trung gian trong q trình tổng hợp
cơng nghiệp của axit nitric, với hàng triệu tấn được sản xuất mỗi năm. Khí độc màu
nâu đỏ này có mùi gắt đặc trưng và là một chất gây ơ nhiễm khơng khí nổi bật.

12


Oxit Nitơ hiện nay có nhiều loại nhưng thường gặp nhất là NO và NO2. Chất khí
này được hình thành giữa khí Nitơ và oxy trong khơng khí kết hợp với nhau ở điều
kiện nhiệt độ cao. Do vậy nó chỉ thường thấy ở các khu công nghiệp và đô thị lớn.
5.2.2 Tác hại của khí NO2 đến sức khỏe
NO2 là loại khí rất độc ảnh hưởng đến sức khoẻ của con người, độc hơn hơn
cả NO. Ở nhiệt độ bình thường, khí NO2 thường hay đi kèm với Na2SO4 để tạo
nên một hỗn hợp khí màu mầu đỏ, khó ngửi và cực kì độc.
 Nồng độ NO2 ở vào khoảng 50 – 100 ppm dưới 1h rất có thể sẽ gây viêm
phổi trong 6 – 8 tuần.
 Nồng độ NO2 ở vào khoảng 150 – 200 ppm dứơi 1h cũng sẽ gây phá huỷ

dây khí quản và gây tử vong nếu thời gian nhiễm độc kéo dài 3 – 5 tuần.
 Nồng độ NO2 là 500 ppm hay có thể lớn hơn trong 2 – 10 ngày thì sẽ gây tử
vong.
5.2.3 Cảm biến khí NO2
Với tác hại tương tự như khí CO đối với sức khỏe con người, một trong
những giải pháp nhằm kiểm sốt lượng khí NO2 trong tầng hầm là sử dụng các cảm
biến NO2.
6. Tổng quan về cơng ty Honeywell
Honeywell là tập đồn đa quốc gia tại Mỹ, chuyên cung cấp đa dạng các giải
pháp và sản phẩm từ công nghiệp đến tiêu dùng, dịch vụ kỹ thuật, công nghệ vũ trụ
cho nhiều đối tượng khách hàng khác nhau. Honeywell được chia làm 4 nhánh nhỏ
hơn, chuyên trách về từng lĩnh vực cụ thể, bao gồm Aerospace (hàng không vũ trụ),
Home and Building Technologies (công nghệ phục vụ cơng trình tịa nhà), Safety
and Productivity Solutions (giải pháp bảo hộ lao động), Performance Materials and
Technologies (nguyên liệu và cơng nghệ hiệu suất cao). Honeywell cịn là một trong
những top công ty hàng đầu tại Mỹ, với doanh thu cực lớn (gần 40 tỷ USD vào năm
2016). Công ty hiện có 130 nghìn nhân cơng đang hoạt động, với 58 nghìn người
làm việc tại Mỹ. Trụ sở của công ty là tại Morris Plains, bang New Jersey. Công ty
được thành lập vào năm 1906 tại Wabash, bang Indiana. Trải qua q trình hình
thành và phát triển, uy tín của Honeywell trên tồn cầu là vơ cùng lớn, với những
sản phẩm có chất lượng cực tốt.
Với sứ mệnh là một cơng ty tồn cầu, Honeywell thiết kế và sản xuất ra các
sản phẩm công nghệ cao nhằm giải quyết những vấn đề thơng thường trong cuộc
sống, đối phó với những thách thức khó khăn nhất mà tồn nhân loại đang phải đối
mặt - trong các lĩnh vực như phát triển toàn cầu, cung cấp năng lượng hiệu quả,
nguồn năng lượng sạch, an tồn và bảo mật, tồn cầu hóa, tối ưu sản phẩm cho
người dùng. Đối với nhánh Building Solutions, Honeywell tập trung giải quyết
những vấn đề đó trong phạm vi các tòa nhà hiện đại. Nhiệm vụ của HBS là cung
cấp, duy trì, phát triển hệ thống thiết bị cho tịa nhà để đem lại sự an tồn, thoải mái,
hiệu quả làm việc, cũng như tiết kiệm năng lượng và thân thiện với môi trường.

13


a) cảm biến bụi HBM

c) Thiết bị thơng gió thu hồi nhiệt

b) Động cơ điều khiển van gió

d) Bộ điều khiển VAV

Hì nh 1.10 Một số thiết bị của cơng ty Honeywell

7. Nguyên lý hoạt động của hệ thống thông gió cơ học tầng hầm
7.1 Sơ đồ ngun lý thơng gió tầng hầm
Sơ đồ ngun lý hút thải tầng hầm

Hình 1.11 : Sơ đồ nguyên lý hút thải tầng hầm

14


Trong đó:
 FD: Van chặn lửa được lắp sau quạt để tránh sự cháy lan
 NRD: Van 1 chiều tránh sự di chuyển sai hướng của luồng gió
 EAG: Exhaust Air Grille = cửa hút, miệng hút gió thải tầng hầm
 EAF: Exhaust Air Fan = quạt hút thải tầng hầm
 EAL: Exhaust Air Louver = cửa thải gió tầng hầm.
Nguyên lý hoạt động: Các quạt hút gió EAF thường được đặt tại phòng quạt

riêng để giảm tiếng ồn trong q trình hoạt động. Gió thải sẽ được hút qua các EAG
rồi đi qua hệ thống đường ống gió (màu nâu), sau đó sẽ được quạt hút và thải ra
louver đặt bên ngồi trời. Các van 1 chiều có giúp luồng khơng khí di chuyển theo 1
chiều đảm bảo khơng khí chứa nhiều CO, CO2 khơng bị quay lại tầng hầm. Van
chặn lửa đảm bảo an toàn khi xảy ra sự cố cháy nổ trong tầng hầm.
Ngồi ra, quạt thơng gió tầng hầm thường đảm nhiệm 2 chế độ là hút thải và hút
khói. Trong trường hợp hút khói thì lưu lượng quạt thường tăng lên khoảng 1.5-1.6
lần chế độ hút thải thơng thường.
Sơ đồ ngun lý cấp khí tươi cho tầng hầm

Hình 1.2 Sơ đồ ngun lý cấp khí tương cho tầng hầm

Trong đó:
 FD: Van chặn lửa được lắp sau quạt để tránh sự cháy lan
 SAG: Supply air grille = cửa cấp gió tươi tầng hầm (đặt trong các máng dẫn
khí)
 SAF: Supply Air Fan = quạt cấp gió tầng hầm
 SAL: Supply Air Louver = cửa cấp gió tầng hầm (đặt ngồi trời)
Ngun lý hoạt động của hệ thống cấp khí tươi tương tự như hệ thống hút khí thải
tầng hầm nhưng với chiều ngược lại. Khơng khí được hút từ mơi trường qua các
đường dẫn khí (màu xanh) cấp vào trong tầng hầm qua các SAG.

15


Bảng ngun lý hoạt động của quạt thơng gió :
Nồng độ CO

Nồng độ NO2

1

Nhỏ hơn 9ppm

Nhỏ hơn 0.2 ppm

Các quạt chạy
40% công suất

2

Từ 9ppm đến
25ppm

Từ 0.2 ppm đến
0.7ppm

Các quạt chạy
60% công suất

3

Từ 25ppm đến
40ppm

Từ 0.7ppm đến
1.2ppm

Các quạt chạy
80% công suất

4

Trên 40ppm

Trên 1.2ppm

Các quạt chạy
100% công suất

Mức

Hoạt động của các
quạt

8. Bài toán thiết kế
Lựa chọn đối tượng thiết kế:
 Hệ thống thơng gió tầng hầm của một khu thương mại.
 Tầng hầm có một tầng và được dung làm bãi đỗ xe
 Kích thước: 70m x 70m x 3m
70

70

Hình 1.12 Sơ đồ thiết kế tầng hầm

16


CHƯƠNG 2. Tính tốn thiết kế thơng gió tầng hầm

1. Mơ tả bài tốn
Trong khn khổ bài tập lớn này, chúng em sẽ thiết kế hệ thống thơng gió
cho tầng hầm của một khu thương mại. Tầng hầm này có 1 tầng dùng để làm bãi đỗ
xe với kích thước: chiều rộng x chiều dài x chiều cao = 70m x 70m x 3m
Yêu cầu thiết kế:
 Loại bỏ khí độc hại ( CO, NO2 ) ra khỏi khu vực để xe, duy trì nồng độ các
khí ở mức an tồn.
 Cung cấp đủ lượng khí tươi cần thiết cho tầng hầm.
 Kiểm tra, giám sát nhiệt độ, độ ẩm trong tầm hầm
 Cho phép ban quản lý giám sát và điều khiển hoạt động thơng gió tầng hầm.
70

70

Hình 2.1 Sơ đồ thiết kế tầng hầm
2. Tính tốn thiết kế hệ thống
2.1 Tính thể tích tầng hầm
Giả thiết tầng hầm có kích thước 70m x 70m có chiều cao 3m
 Tổng thể tích tầng hầm là V  70m  70m  3m  14700m3

17


2.2 Tính lưu lượng gió thải
Quy chuẩn thiết kế: Theo tài liệu tiêu chuẩn Sigapore CP 13 1999: lưu lượng
thay đổi khơng khí trong khơng gian tầng hầm dùng làm bãi đậu xe như sau:
Lưu lượng khơng khí thải lấy đi ở trạng thái bình thường:
= V  6  14700m3  6 

88200m3 / h

 24500l / s
3.6

Lưu lượng khơng khí thải lấy đi ở trạng thái có cháy:
132300m3 / h
 36750l / s
= V  9  14700m  9 
3.6
3

2.3 Tính chọn quạt hút khí thải
Chọn số lượng quạt hút khơng khí thải là 2 cho 2 đường ống hút
Do đó lưu lượng mỗi quạt sẽ là:
Trạng thái bình thường:
 Chọn lưu lượng quạt 12500 l/s
Theo kết cấu đường ống khơng khí thải đã thiết kế, chọn cột áp tĩnh của quạt là
550Pa.
Trạng thái có cháy:
 Chọn lưu lượng quạt 18500 l/s
Như vậy quạt được chọn là 2 loại tốc độ, theo đó thơng số quạt sẽ là:
- Bình thường Q1  12500 l / s, P1  550 Pa
2

-

Q 
Khi có cháy Q2  18500 l / s, P2   2   P1  550 Pa
 Q1 

 Sử dụ��c hại và dễ

cháy được tìm thấy trong các khơng gian tịa nhà thương mại và các tòa nhà phụ,

22


bao gồm CO, NO2, O2, H2, H2S, CH4 và C3H8. Nó có thể được sử dụng như một
thiết bị độc lập với phát hiện khí đơn hoặc kép (tức là sử dụng cảm biến từ xa) hoặc
được triển khai như một thiết bị có thể kết nối mạng (tương thích với BACnet,
Modbus hoặc Hệ thống tự động hóa tịa nhà khác): E3Point cũng hoạt động với khí
dựa trên bộ điều khiển hiện có hệ thống giám sát và các thành phần của hệ thống
giám sát khí có dây-khơng dây.

Hình 3.3 E3Point

E3Point sử dụng Hệ thống thơng gió kiểm sốt theo nhu cầu — thông qua rơ
le, Hệ thống tự động hóa tịa nhà (BAS) hoặc bộ điều khiển — để tăng khả năng tiết
kiệm năng lượng, kéo dài tuổi thọ quạt và phù hợp với các phương pháp hay nhất về
cơng trình xanh. Trong cấu hình mạng của mình, E3Point cũng tối ưu hóa hiệu suất
HVAC, lửa / khói, giám sát và các hệ thống tòa nhà khác.
Thiết kế sản phẩm thơng minh giúp giảm chi phí sở hữu của đơn vị trong khi
tăng tính linh hoạt của ứng dụng. Cảm biến thông minh được hiệu chỉnh trước, tự
động cấu hình khi thiết lập và hoạt động liên tục trên cơng nghệ Reflex © đã được
cấp bằng sáng chế, liên tục theo dõi tình trạng của tế bào cảm biến và cảnh báo
người dùng về trạng thái lỗi. Hộp mực cảm biến plug-n-play, menu thân thiện với
người dùng và các tùy chọn đi dây giúp đơn giản hóa việc lắp đặt và bảo trì, đồng
thời giảm chi phí giám sát khí trong vịng đời của thiết bị.
Các tính năng và lợi ích bổ sung:
Hoạt động linh hoạt:
 Đi kèm độc lập, độc lập với điều khiển từ xa (chế độ khí kép) hoặc phiên bản
mạng

 Kết nối với các hệ thống tương tự hoặc kỹ thuật số
 Hoạt động với hầu hết mọi BAS bao gồm BACnet và Modbus
23


 Kết nối với hệ thống có dây hoặc khơng dây (thông qua bộ điều khiển không
dây 301CW)
 Giá treo tường hoặc ống gió
 Hộp mực được hiệu chuẩn tại nhà máy
Hiệu quả về chi phí:
 Tiết kiệm năng lượng thơng qua Hệ thống thơng gió kiểm sốt nhu cầu
(DCV)
 Đơn giản hóa việc cài đặt / bảo trì thơng qua cảm biến plug-n-play
 Tùy chọn cảm biến từ xa cung cấp khả năng giám sát khí kép (chỉ dành cho
phiên bản độc lập)
 Tối ưu hóa BAS, hệ thống cứu hỏa, thơng gió và các hệ thống an ninh khác
Truyền thông đa năng:
 Hoạt động thông qua BAS để cải thiện chẩn đoán lỗi và thu thập dữ liệu về
mức nồng độ khí, tình trạng cảm biến, v.v.
 Kết hợp với 301C để ghi dữ liệu và chuỗi daisy lên đến 96 đơn vị E3Point
Công nghệ cảm biến tiên tiến:
 Phát hiện CO, NO2, O2, H2, H2S, CH4, C3H8
 Hiệu suất cảm biến điện hóa tiên tiến (đối với khí độc) và hạt xúc tác (đối với
khí dễ cháy)
 Sử dụng cơng nghệ Reflex® và hộp mực thơng minh đã được cấp bằng sáng
chế Chứng chỉ Điện • Hoa Kỳ (ANSI / UL 61010-1) • Canada (CSA C22.2
Số 61010-1)
Các tính năng và lợi ích:
 Độc lập, độc lập với điều khiển từ xa (chế độ khí kép) hoặc các phiên bản
mạng có sẵn

 Tiết kiệm năng lượng thơng qua Hệ thống thơng gió kiểm sốt nhu cầu
Thơng số kỹ thuật nhanh:
 Hệ thống phát hiện khí độc và dễ cháy hồn chỉnh với thiết bị âm thanh trên
tàu
 Có sẵn trong các tùy chọn điểm đơn hoặc khí kép
 Đầu ra analog 4-20 mA hoặc Digital (Bacnet, Modbus và Lonworks)
Phạm vi phát hiện và mức báo động
Khí
Phạm vi đo Cảnh báo
A
CO
0-250 ppm
25 ppm
H2 S
0-50 ppm
10 ppm

Cảnh báo
B
100 ppm
15 ppm

Cảnh báo
C
255 ppm
20 ppm

Tối đa đo
được
500 ppm

150 ppm
24


NO2
O2
COMB

0-10 ppm
0-25%vol
0-100%LEL

0.7 ppm
19.5%vol.
25%LEL

2 ppm
22%vol
50%LEL

9 ppm
22.5%vol
90%LEL

1000 ppm
100%vol
100 %LEL

2.3 Cảm biến nhiệt độ & độ ẩm
Bên cạnh việc quân tâm đến nồng độ an tồn của các thành phần khí có trong

khơng khí thì nhiệt độ và độ ẩm cũng cần phải được lưu ý tới. Khi nhiệt độ quá cao
hoặc độ ẩm trong khơng khí cao sẽ gây nồm, ẩm ướt tới hầm, từ đó gây ra một vài
hư hại cho các phương tiện được để trong hầm.
Mã sản phẩm: XD100D – HT – 485

Hình 3.4 Cảm biến nhiệt độ & độ ẩm
Tính năng:
 Module kỹ thuật số, Độ phân giải 14 bit
 Combo với nhiệt độ và độ ẩm, dễ dàng đo bên ngoài điểm
 Đáng tin cậy và lâu dài
 Cổng kết nối RS485
 Giao thức: MODBUS , dễ dàng kết nối với PLC
 Đã được sử dụng rộng rãi bởi Huawei/Emerson, v. v...
25


Thơng số kỹ thuật
Nguồn điện
Dịng điện hoạt động:
Phạm vi nhiệt độ
Độ chính xác nhiệt độ
Độ phân giải nhiệt độ
Khoảng Đo độ ẩm
Độ ẩm độ phân giải
Độ chính xác độ ẩm
Lưu trữ phạm vi nhiệt độ
Độ ẩm lưu trữ
Phạm vi nhiệt độ hoạt động
Giao tiếp Cấu hình
Truyền Khoảng cách

Trọng lượng
Kích thước

DC 8-16V
Ít hơn 15Ma
-4 ~ 158F(-20 độ C-70 độ C)
± 1 độ C (BFSL)
0.05 độ C
0 ~ 100% RH
0.04% RH
± 4% RH @ 77F(25 độ C)
-40F ~ 185F(-40 độ C ~ 85 độ C)
30-50% RH
-13 ~ 185F(-25 độ C ~ 85 độ C)
9600bps, N, 8, 1
MODBUS-RTU
80g
67.9mm(L) X 13.3MM(D

Hướng dẫn kết nối:

2.4 Cảm biến tốc độ gió
Tên sản phẩm: Cảm biến hướng gió
RS – FX - 120

26


Cảm biến tốc độ gió bao gồm một vỏ, bộ nhận gió 3 cánh và 1 cáp đầu ra 4 dây,
được làm bằng vật liệu hợp kim nhơm.Tồn bộ cảm biến có độ bền cao, chống chịu

thời tiết tốt, chống ăn mòn và khả năng chịu nước, sẽ được để đảm bảo sử dụng lâu
dài.
Cảm biến tốc độ gió được sử dụng rộng rãi trong máy móc kỹ thuật (cần trục, cần
cẩu bánh xích, cần cẩu tháp, v.v.), đường sắt, cảng, bến cảng, nhà máy điện, khí
tượng, cáp treo, mơi trường, nhà kính, chăn ni, điều hịa khơng khí, nơng nghiệp
…
Tính năng của Cảm Biến Tốc Độ Gió:
 Kích thước nhỏ, vật liệu hợp kim nhôm, độ bền cao.
 Ngoại hình tinh tế, độ chính xác cao
 Khả năng chống nhiễu cho khoảng cách truyền xa
 Tiêu thụ điện năng thấp, Phạm vi rộng, thông tin dữ liệu tốt
 Dễ lắp đặt, dễ mang theo
Thông số của Cảm Biến Tốc Độ Gió
Phong cách
Giao tiếp
Điện áp
Độ phân giải
Tín hiệu out
Tốc độ gió khởi động
Tốc độ gió đo được
Nhiệt độ hoạt động
Khoảng cách truyền dẫn:
Chiều dài dây cảm biến

3 cánh
RS485 / RS232
9V-24V DC
0.1M / S
Loại xung MAX ≤ 200MW
0,4 ~ 0,8M / S

0-30m / s hoặc 0-60m / s
-40 ℃ ~ 80 ℃
> 1000 m
3m

Sơ đồ kết nối của Cảm Biến Tốc Độ Gió:

27







Dây màu đỏ —— +9-24V
Dây màu đen —– GND
Dây màu vàng —- Tín hiệu điện áp
Dây màu xanh —– Tín hiệu dịng điện

CHƯƠNG 4. Mạng truyền thơng
1. Tổng quan
Trong lãnh vực tự động tịa nhà, hiện có hai hướng giải quyết liên quan đến
các giao thức. Một số nhà phát triển giao thức chọn cách giữ phần lớn nội dung giao
thức độc quyền đồng thời cho phép các nhà sản xuất phát triển sản phẩm bám chặt
vào các tiêu chuẩn được thiết lập bởi giao thức. Một số nhà phát triển khác thì chọn
cách cơng bố rộng rãi tiêu chuẩn ra công chúng để bất kỳ nhà sản xuất nào cũng có
thể phát triền sản phẩm theo đó.
Ba trong số những giao thức đổi lẫn được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là
BACnet, LonMark và Modbus. Trong khi cả ba giao thức này đều đạt được thành

công trong việc triển khai những hệ thống tự động hóa tịa nhà, cách mà chúng giải
quyết vấn đề thì lại khác nhau vơ cùng. Những sự khác nhau này khơng có nghĩa là
cái nào hay hơn cái nào, chỉ là khác nhau mà thơi.

Hình 4.1 Ba loại giao thức phổ biến trong công nghiệp

28


2. BACnet
BACnet là một giao thức truyền thông dữ liệu chủ yếu được sử dụng trong
ngành tự động hóa tịa nhà và công nghiệp HVAC- Heating Ventilation and Air
Conditioning (Hệ thống thơng gió sưởi ấm và điều hịa khơng khí).
Giao thức cho phép các thiết bị như máy điều hòa khơng khí, máy bơm và
thiết bị thơng gió giao tiếp với PLC. Điều này tạo ra những ngôi nhà "thông minh"
với mức độ tự động hóa cao.
BACnet là viết tắt của Building Automation and Control Networks - Mạng
tự động hóa và điều khiển tòa nhà và được phát triển lần đầu tiên vào năm 1987 với
sự hỗ trợ của Hiệp hội các kỹ sư nhiệt lạnh và điều hịa khơng khí (ASHRAE - The
American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers).
BACnet là tiêu chuẩn quốc gia của Mỹ, tiêu chuẩn châu Âu, tiêu chuẩn quốc gia của
hơn 30 nước và tiêu chuẩn toàn cầu ISO.
2.1 Nguyên lý hoạt động
Giao thức BACnet dùng các dịch vụ để kết nối các thiết bị trong tịa nhà. Các
dịch vụ bao gồm Tơi là ai (Who-Is), Tơi là (I-Am), Ai có (Who-Has), Tơi có ( IHave), dùng cho phát hiện thiết bị và đối tượng. Dịch vụ Thuộc tính đọc (ReadProperty ) và Thuộc tính ghi (Write-Property) dùng để chia sẻ dữ liệu. Giao thức
BACnet định nghĩa đối tượng thực thi theo dịch vụ. Các đối tượng bao gồm: Analog
Input, Analog Output, Analog Value, Binary Input, Binary Output, Binary Value,
Multi-State Input, Multi-State Output, Calendar, Event-Enrollment, File,
Notification-Class, Group, Loop, Program, Schedule, Command, và Device.
BACnet không xác định cấu hình bên trong, cấu trúc dữ liệu hoặc logic điều

khiển của bộ điều khiển. Thông tin cần hiển thị qua mạng truyền thơng được tóm tắt
từ các chi tiết thực hiện thông qua việc sử dụng các đối tượng tiêu chuẩn

Hình 4.1 Các đối tượng BACnet

29