Giáo trình Thiết kế và lắp đặt hệ thống điều hòa không khí (Ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí)

UBND TỈNH HẢI PHỊNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠNG NGHIỆP HẢI PHỊNG

Giáo trình: Thiết kế và lắp đặt hệ thống điều hịa
khơng khí
Chun ngành: Kỹ thuật máy lạnh và điều hịa khơng khí
(Lưu hành nội bộ)

HẢI PHỊNG
3


MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu
Bài1. Tính tốn xác định phụ tải hệ thống điều hồ khơng ..................... 10
1. Xác định kết cấu hệ điều hồ khơng khí ............................................. 13
2. Tiêu chuẩn vệ sinh an toàn, chọn cấp điều hoà và xác định thơng số tính
tốn trong nhà, ngồi trời ............................................................................... 14
3 Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương .................................. 18
4. Xây dựng sơ đồ điều hồ khơng khí, biểu diễn qua trình xử lý khơng khí
trên đồ thị I – D, xác định cơng suất lạnh/nhiệt,năng suất gió của hệ thống. . 35
Bài 2. Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hồ khơng khí ...................... 46
1. Chọn máy và thiết bị cho hệ thống điều hồ khơng khí: máy nén, AHU,
FCU, dàn nóng, dàn lạnh, bơm, quạt, tháp giải nhiệt. .................................... 46
2. Bố trí thiết bị, tính tốn xác định kích thước hệ thống nước, khơng khí
................................................................................................................. 68
3. Tính tốn đường ống, cách nhiệt, cách ẩm đường ống gió, nước lạnh, tính
và thiết kế lắp đặt hệ thống tiêu âm. ................................................................ 70
Tài liệu tham khảo

4


5


GIÁO TRÌNH: THIẾT KẾ SƠ BỘ HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
MỤC TIÊU MƠ ĐUN
- Nắm được phương pháp tính tốn tải hệ thống điều hịa khơng khí(ĐHKK)
thiết lập sơ đồ hệ thống và sơ đồ nguyên lý ĐHKK, tính toán, lựa chọn máy và
thiết bị trang bị cho hệ thống
- Tính sơ bộ được nhiệt thừa, ẩm thừa, xác định được cơng suất lạnh, năng
suất gió của hệ thống, xác định được số lượng, chủng loại máy và thiết bị. Thiết kế
và thể hiện được sơ đồ lắp nối hệ thống.
ĐIỀU KIỆN ĐỂ HỌC MÔ ĐUN
- Học sau khi đã học xong các môn kỹ thuật cơ sở, môn học cơ sở kỹ thuật
nhiệt lạnh và điều hồ khơng khí, các mơ đun về điện, các mơ đun bổ trợ, các mô
đun chuyên nghành như: lạnh cơ bản, hệ thống điều hồ khơng khí cục bộ, hệ
thống điều hồ khơng khí trung tâm, điện tử chun nghành.
- Tính chất: ứng dụng các kiến thức đã học để tập sự giải quyết nhiệm vụ cụ
thể được giao
ĐỀ CƯƠNG NỘI DUNG MƠ ĐUN
Tính tốn xác định phụ tải hệ thống điều hồ khơng khí
Thiết kế lắp đặt sơ bộ hệ thống điều hồ khơng khí.
HỌC LIỆU
- Máy và thiết bị lạnh: Nhà xuất bản giáo dục: Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn
Tuỳ.
- Thơng gió và điều hồ khơng khí: : Nhà xuất bản giáo dục - Nguyễn Đức
Lợi, Phạm Văn Tuỳ.
- Giáo trình, sổ tay thiết kế, các tiêu chuẩn nhà nước liên quan..

BÀI 1: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI
6


HỆ THỐNG ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
MÃ BÀI: MĐ 27-01
I. MỤC TIÊU CỦA BÀI
- Xác định kết cấu hộ ĐHKK: Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt
bằng khơng gian ĐHKK.
- Xác định công năng các không gian ĐHKK. Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn,
chọn cấp điều hịa và xác định thơng số tính tốn trong nhà, ngồi trời.
- Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương.
- Xây dựng sơ đồ ĐHKK, biểu diễn q trình xử lý khơng khí trên đồ thị I-d
hoặc t-d, xác định cơng suất lạnh nhiệt, năng suất gió của hệ thống.
II. NỘI DUNG BÀI HỌC
Mở đầu
1. Xác định kết cấu hộ điều hòa khơng khí
2. Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa và xác định thơng số trong
nhà, ngồi trời
3. Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương
4. Xây dựng sơ đồ điều hịa khơng khí, biểu diễn q trình sử lý khơng khí
trên đồ thị i-d hoặc t-d, xác định năng suất năng suất gió của hệ thống
Mở đầu
Lịch sử phát triển của điều hịa khơng khí
Ngay từ thời cổ đại, con người đã biết đốt lửa sưởi ấm vào mùa đơng và
dùng quạt hoặc tìm vào các hang đơng mát mẻ vào mùa hè. Hồng đế thành Rơm
Varius Avitus trị vì năm 218 đến 222 đã cho đắp cả một núi tuyết trong vườn
thượng uyển để mùa hè có thể thưởng ngoạn những ngọn gió mát thổi vào cung
điện.

Trong cuốn “The Origins of Air Conditioning” đã nhắc đến rất nhiều tài liệu
tham khảo và giới thiệu nhiều hình vẽ mơ tả những thử nghiệm về điều hồ khơng
khí.. ví dụ, Agricola đã mơ tả một cơng trình bơm khơng khí xuống giếng mỏ để
cung cấp khí tươi cũng như điều hồ nhiệt độ cho cơng nhân mỏ vào năm 1555.
Nhà bác học thiên tài Leonardo de Vinci cũng đã thiết kế và chế tạo hệ
thống thơng gío cho một giếng mỏ. ở Anh, Humphrey Davy đã trình quốc hội một
dự án cải thiện khơng khí trong tồ nhà quốc hội.
Năm 1845, bác sĩ người Mỹ John Gorrie đã xhế tạo máy lạnh nén khí đầu
tiên để điều hồ khơng khí cho bệnh viện tư của ơng. Chính sự kiện này đã làm cho
ông nổi tiếng thế giới và đi vào lịch sử của kỹ thuật điều hoà khơng khí .
Năm 1850, nhà thiên văn học Piuzzi Smith người Scotland lần đầu tiên đưa
ra dự án điều hoà khơng khí phong ở bằng máy lạnh nén khí. Sự tham gia của nhà
bác học nổi tiếng Rankine đã làm cho đề tài khơng những trở nên nghiêm túc mà
cịn được đông đảo mọi người quan tâm theo dõi. Bắt đầu từ những năm 1860 ở
7


Pháp, F.Crré đã đưa ra những ý tưởng về điều hồ khơng khí cho các phịng ở và
đặc biêt cho các nhà hát.
Theo C.Linde, ngay cả vào thời điểm những năm 1890 và sau đó, người ta
vẫn chưa hiểu được những u cầu vệ sinh của khơng khí đối với con người cũng
như những khả năng kinh tế mà ngành kỹ thuật này có thể tạo ra,tuy rằng khơng có
khó khăn gì về mặt kỹ thuật.
Năm 1894, Cty Linde đã xây dựng một hệ thống điều hồ khơng khí bằng
máy lạnh amoniac cách dùng để làm lạnh và khử ẩm khơng khí mùa hè. Dàn lạnh
đặt trên trần nhà, khơng khí đối tự nhiên, khơng khí lạnh tự đi xuống phía dưới do
mật độ lớn hơn. Máy lạnh đặt dưới tầng hầm.
Năm 1901, một cơng trình khống chế nhiệt độ dưới 28 oC với độ ẩm thích
hợp cho phịng hồ nhạc ở Monte Carlo được khánh thành. Khơng khí được đưa
qua buồng phun nước với nhiệt độ nước 10oC rồi cấp vào phòng. Năm 1904, trạm

điện thoại ở Hamburg được duy trì nhiệt độ mùa hè dưới 23oC và độ ẩm 70%. Năm
1910 Cty Borsig xây dựng các hệ thống điều hồ khơng khí ở Koeln và Rio de
Janeiro.
Các cơng trình này chủ yếu mới là khống chế nhiệt độ, chưa đạt được sự
hoàn thiện và đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết. Những cũng từ lúc này
đã bắt đàu hình thành 2 xu hướng cơ bản là điều hồ khơng khí tiện nghi cho các
phịng ở vaf điều hồ cơng nghệ phục vụ các nhu cầu sản xuất.
Đúng vài thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hồ
khơng khí của Mỹ nói riêng và của tồn thế giới nói chung đến một bước phát triển
rực rỡ, đó là Willis H.Carrier. Chính ơng là người đưa ra định nghĩa điều hồ
khơng khí kết hợp sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa khơng khí, tự
động duy trì khống chế trạng thái khơng khí khơng đổi phục vụ cho mọi u cầu
tiện nghi hoặc công nghệ.
Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của khơng khí ẩm và cắt
nghiã tính chất nhiệt của khơng khí ẩm và các phương pháp xử lý để đạt được các
trạng thái không khí yêu cầu( Trans. Amer. Soc. Mech. Engineers, Bd. 33(1911) p.
1005). ông là người đi đầu cả trong việc xây dựng cơ sở lý thuyết cũng như trong
phát minh, sáng chế, thiết kế và chế tạo các thiết bị và hệ thống điều hồ khơng khí
ơng đã cống hiến trọn đời mình cho ngành điều hồ khơng khí và cũng đã trở thành
ông tổ vĩ đại nhất của ngành này.
Mỗi hệ thống điều hồ khơng khí bao gồm một máy lạnh( hoặc một nguồn
nước lạnh 10oC đủ dùng).
Do các hệ thống điều hồ khơng khí thường phuc vụ cho các phịng có người
ở, trong cac khu dân cư đơng đúc như thành phố, khu công nghiệp nên vấn đề sử
dụng môi chất lạnh là rất quan trọng và cần được lựa chọn cẩn thận. Amoniac và
diơxit sunfua độc hại có mùi khó chịu nên khơng sử dụng được. CO2 khơng độc
nhưng áp suất ngưng tụ quá cao. Carrier đã thiết kế máy lạnh với máy nén ly tâm,
môi chất dicloêtylen và diclomêtan. Ban đầu, hai môi chất này tạm thời đáp ứng
8

được một số yêu cầu đề ra. Trong quá trình phát triển, kỹ thuật điều hồ khơng khí
đã thúc đẩy các ngành khác phát triển, đặc biệt thúc đẩy ngành cơng nghiệp hố
chất tìm tịi mơi chất lạnh mới. Năm 1930, Lần đầu tiên hãng Du Pont de Nemours
và Co. (Kinetic Chemicals) ở Wilmington (Mỹ) đã sản xuất ra một loạt các môi
chất lạnh với tên thương mại Freon rất phù hợp với những u cầu của điều hồ
khơng khí. Chỉ từ khi đó điều hồ khơng khí mới có những bước nhảy vọt và nước
Mỹ trở thành nước có ngành cơng nghiệp điều hồ khơng khí lớn nhất thế giới.
Ngồi việc điều hồ khơng khí tiện nghi cho các phịng có người như nhà ở,
nhà hàng, nhà hát, rạp chiếu phim, hội trường, phòng họp, khách sạn, trường học,
văn phịng...mà khi đó ở Châu Âu vẫn coi là xa xỉ và sang trọng thì việc điều hồ
cơng nghệ cúng đã được cơng nhận. Điều hồ cơng nghệ bao gồm nhiều lĩnh vực
sản xuất khác nhau trong đó có sợi dệt, thuốc lá, in ấn phim ảnh, dược liệu, đồ da,
quang học, điện tử, cơ khí chính xác và một loạt các phịng thí nghiệm khác
nhau...ví dụ, điều hồ khơng khí trong các giếng mỏ đã phát triên mạnh mẽ vì nó
đảm bảo sức khoẻ và nâng cao hiệu suất lao động của công nhân rất nhiều.
ở Mỹ, từ năm 1945, điều hồ khơng khí trong ngành đường sắt phát triển
đến mức khơng cịn một toa xe chở người nào mà khơng được điều hồ. Cơng ty
đường sắt Bantimore-Ohio-đã có những toa tàu điều hồ khơng khí đầu tiên bằng
nước đá ngay từ những năm 1884. Đến năm 1929 các toa tàu được điều hoà bằng
máy lạnh amoniac, năm1930 bằng máy lạnh metyncnorid và đến ngày 24-5-1931,
đoàn tàu điều hoà khơng khí tồn bộ chạy trên đoạn New York-Washington đi vào
hoạt động. Trước năm 1932 máy lạnh kiểu amoniac, máy nén được kéo bằng động
cơ xăng. Nhưng từ năm 1932, tồn bộ các hệ thống điều hồ khơng khí đã chuyển
sang sử dụng môi chất freon R12. Những thành tựu đáng kể trong lĩnh vực này
thuộc về chương trình “Train of Tomorrow” của hãng Frigidaire ở Dayton Ohio.
Hãng Carrier còn phát triển máy lạnh ejectơ để điều hồ khơng khí cho tầu
hoả vì nguồn hơi có thể lấy trực tiếp từ đầu tầu, nhưng chương trình này khơng đạt
được kết quả gì vì ngày nay các đầu máy hơi nước được thay thế bằng các đầu máy
diesel và đầu máy chạy điện.

Mặc dù việc điều hồ khơng khí bằng máy lạnh phát triển nhanh chóng,
những việc điều hồ khơng khí trên tầu hoả bằng nước đá vẫn được sử dụng cho
tới nhiều năm sau vì tính chất đơn giản của nó.
Các cây đá 150 kg được cung cấp tại các trạm tiếp đá đảm bảo việc điều hồ
khơng khí cho cả đoạn đường, việc điều hồ khơng khí bằng nước đá cũng được
ứng dụng rộng rãi hơn trên tầu thuỷ.
Điều hồ khơng khí cho máy bay (đặc biệt buồng lái) cũng trở nên hết sức
quan trọng. Tốc độ máy bay càng cao, buồng lái càng nóng. Tuy ở độ cao lớn,
khơng khí rất lạnh, nhưng do khơng khí đập vào vỏ ngoài, động năng biến thành
nhiệt năng làm cho máy bay bị bao trùm bởi một lớp khơng khí nóng. Hơn nữa, vì
phải đảm bảo áp suất trong khong máy bằng áp suất khi quyển trên mặt đất nên
phải nén khơng khí lỗng ngồi máy bay để cung cấp cho các khoang. Quá trình
9


nén này cũng làm cho nhiệt độ khơng khí tăng nên đáng kể. Trên máy bay thường
có hệ thống nén khí turbin để cung cấp khí nén cho các động cơ phản lực nên chu
trình lạnh nén khí để điều hồ khơng khí là phù hợp hơn cả. ở đây chỉ cần trang bị
thêm một máy dãn nở turbin phù hợp và hiệu quả với các thiết bị trao đổi nhiệt
thích hợp là đã có một hệ thống điều hồ khơng khí hồn chỉnh.
Điều hồ khơng khí cịn tác động mạnh mẽ đến sự phát triển của bơm nhiệt,
một loại máy lạnh dùng để sưởi ấm trong mùa đông. Bơm nhiệt thực ra là một máy
lạnh với khác biệt là ở mục đích sử dụng. Gọi là máy lạnh khi người ta sử dụng
hiệu ứng lạnh ở thiết bị bay hơi còn gọi là bơm nhiệt khi sử dụng nguồn nhiệt lấy
từ thiết bị ngưng tụ.
Bơm nhiệt đàu tiên được William Thomson (Lord Kelvin) sáng chế năm
1852. Theo tính tốn lý thuyết, bơm nhiệt nén khí của ơng sẽ đạt hệ số nhiệt
 =30 (nghĩa là nếu bỏ ra một công nén 1kW/h cấp cho máy nén ta thu được
30 kW/h nhiệt tương đương để sưởi ấm phòng) với độ chênh nhiệt độ giữa nguồn
nóng và lạnh là 10oC. Nguồn lạnh là nước 10oC và nguồn nóng là khơng khí sưởi

trrong phòng 20oC. Tuy vậy, việc phát triển bơm nhiệt đã trải qua một thời gian
khá dài.
Lý do chính là giá thành thiết bị bơm nhiệt, giá điện cũng như giá vận hành
khá đắt.
Ngày nay các loại máy điều hoà khơng khí 2 chiều ( bơm nhiệt) đã trở thành
rất phổ biến và thông dụng.
1. Xác định kết cấu hệ điều hịa khơng khí
1.1. Xác định kích thước, kết cấu ngăn che, mặt bằng khơng gian điều hịa
khơng khí
Việc đầu tiên và quan trọng nhất của tính tốn thiết kế hệ thống điều hịa
khơng khí là phân tích đầy đủ tính chất của cơng trình cần điều hịa như : kích
thước, mặt bằng khơng gian cần điều hịa…ta mới có thể chọn được một hệ thống
điều hịa thích hợp, đạt hiệu quả kinh tế cao cả về vốn đầu tư thiết bị cũng như giá
vận hành, bão dưỡng, sữa chữa.
Ngoài ra ta còn đáp ứng được các yêu cầu thẩm mỹ cồng trình, đảm bảo
cảnh quan xung quanh, bảo vệ được môi trường, hạn chế được tiếng ồn cũng như
ảnh hưởng khác cuả cơng trình tới mơi trường xung quanh.
Cơng trình cần nêu được một số đặc điểm sau đây:
- Đặc điểm khí hậu vùng xây dựng cơng trình
- Quy mơ cơng trình, đặc điểm kiến trúc, hướng xây dựng…
- Tầm quan trọng điều hịa khơng khí đối với cơng trình, chọn cấp điều hịa
phù hợp.
- Đặc điểm về mặt bằng xây dựng cơng trình
- Cảnh quan mơi trường xung quanh.
- Đặc điểm về mực đích sử dụng
10


- Đặc điểm về trang bị nội thất.
- Đặc điểm về các nguồn nhiệt như chiếu sáng, động cơ, máy tính, quạt,..

- Đặc điêm kết cấu bao che và nhiệt tổn thất tòa nhà
- Đặc điểm thay đổi tải lạnh, tải nhiêt của cơng trình.
- Đặc điểm về vận hành và sử dụng thiết bị điều hịa.
Ví dụ: Cơng trình được điều hoà ở đây là toà nhà làm việc của báo nhân dân
số 71 –Hàng Trống –Hà Nội. Toà nhà 6 tầng, phía mặt tiền của tồ nhà quay mặt
về hướng Nam còn các mặt còn lại quay về các hướng Đơng, hướngTây,
hướngBắc.
Với mỗi tầng của tồn nhà đều được thiết kế có các phịng nhỏ có
diện tích 125m2, các văn phòng được ngăn cách bằng tường gạch.
Mỗi tầng đều có một sảnh rộng và các tầng lưu thơng với nhau bởi hai cầu
thang bộ và hai thang máy. Để tạo ra môi trường làm việc thoả mái, tiện nghi cho
các văn phịng làm việc và khơng gian dễ chịu thống mát ở sảnh tồ nhà có trang
bị hệ thống điều hồ cho tất cả các phịng và sảnh ở mỗi tầng.
1.2. Xác định công năng các không gian điều hịa khơng khí
Năng suất lạnh của khơng gian cần điều hòa được xác định bằng biểu thức:
Q0 = G.q0, kw (1-1)
G- lưu lượng khối lượng môi chất lạnh qua máy nén, kg/s
q0- năng suất lạnh riêng khối lượng, kJ/ kg;
q0= i1-i4, kJ/ kg (1-2)
i1,i4- entanpy của môi chất lạnh ở cửa ra và vào thiết bị bay hơi
G=

  .d 2
Vtt

= .Vlt = .
.s.z.n , kg/s (1-3)
v1 4
v1 v1

Vtt- thể tích thực tế của mơi chất lạnh nén qua máy nén tính theo
trạng thái hút, m3/s
ở - hệ số cấp hoặc hiệu suất thể tích của máy nén;
v1- thể tích riêng của hơi mơi chất lạnh hút vào máy nén, m3/kg;
Vlt- thể tích hút lý thuyết của máy nén, cịn gọi là thể tích qt của
3
pittong, m /s;
d- đường kính pittong, m;
s- khoảng chạy pittong, m;
z- số lượng pittong, cái;
n- số vòng quay trục khuỷu, vòng/giây.
2. Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa và xác định thơng số tính
tốn trong nhà, ngồi trời
2.1. Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn, chọn cấp điều hịa
2.1.1. Tiêu chuẩn vệ sinh an tồn
* gió tươi và hệ số thay đổi khơng khí
Theo tiêu chuẩn việt nam TCVN 5687-1992, lượng gió tươi cho một người
một giờ đối với phần lớn các cơng trình là 20 m3/người.h.
11


Tuy nhiên lượng gió tươi này khơng được thấp hơn 10% lượng gió tuần
hồn. Ví dụ đối với một phịng điều hịa có lưu lượng gió tuần hồn là 1000 m 3/h
nhưng số người chỉ có 3, lượng gió tươi cần thiết chỉ là 3 x 20 = 60 m 3/h, thì phải
tự động tăng lượng gió tươi lên đạt 10% của 1000 m3/h chứ không phải là 60 m3/h.
Như vậy việc lựa chọn lượng gió tươi phải đáp ứng 2 điều kiện:
- Đạt tối thiểu 20 m3/h. người.
- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hồn
Trong đó lưu lượng gió tuần hồn bằng thể tích phịng nhân với hệ số thay
đổi khơng khí

Bảng 1.1. Lưu lượng gió tươi và hệ số thay đổi khơng khí theo tiêu
chuẩn CHLB Đức
Gió tươi
Hệ số thay đổi
3
Tên phịng
m /h.người khơng khí m3/h
(m3phịng)
Cửa hàng ăn uống, restaurant
- khơng hút thuốc
20-30
8
- có hút thuốc
30-50
8
Phịng làm việc, văn phịng
3-8
Rạp hát, rạp chiếu bóng( khơng hút thuốc)
20-30
5-6
Thư viện, kho
4-8
Trường học
3-6
Bệnh viện
- Phòng ngủ
5-10
- Phòng giải phẩu
60
5-8

- Phòng hộ sinh, thai sản
100
- Phòng dịch tễ
170
đến 10
Phòng in bản vẽ
10-15
Bếp khách sạn, bếp lớn
10-20
Phòng phun sơn
20-50
Bảng (1.1) giới thiệu một số giá trị định hướng về gió tươi và hệ số thay đổi
khơng khí đối với một số loại khơng gian điều hịa
Trong đó hệ số thay đổi khơng khí ( cịn gọi là bội số tuần hồn) là lưu
lượng gió tuần hồn trong một giờ (m3/h) chia cho thể tích phịng (m3).
* Chọn độ ồn cho phép
Bảng 1.2. Độ ồn cho phép theo tiêu chuẩn đức
Tên phòng
Giờ trong ngày
Độ ồn cực đại cho
phép, dB
Cho phép Nên chọn
Bửnh nhân, trại điều
6-12
35
30
dưỡng
22-6
30
30

12


Giảng đường, phòng học
Phòng ngủ, nhà trẻ mẫu
giáo
Phòng ăn, quán ăn lớn
Quán ăn, hiệu cà phê nhỏ
Phòng ở
Khách sạn
Nhà hát, phịng nhạc
Phịng họp, rạp chiếu
bóng
Các phịng họp khác, hội
nghị

6-22
22-6

6-22
22-6
6-22
22-6

40
40
30

35
35

30

50
45
40
30
45
40
30
40
55
50
70

45
40
30
30
35
30
30
35
50
45
65

Phịng làm việc trí óc
Phịng máy tính điện tử
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần
được khống chế, đặc biệt đối với điều hịa tiện nghi và một số cơng trình điều hòa

như phòng như stuio, trường quay, phòng phát thanh truyền hình, ghi âm... Bộ xây
dựng Việt Nam đã ban bố tiêu chuẩn ngành về tiếng ồn 20 TCN 157-90 quy định
về mức ồn cho phép.
Bảng (1.2) giới thiệu độ ồn cho phép đối với một số loại buồng điều hịa
khơng khí theo tiêu chuẩn đức.
* Hàm lượng chất độc hại, bụi, cháy nổ
Hàm lượng chất độc hại tại các nơi làm việc được cho trong phụ lục 4
TCVN 5687-1992.
Bảng phân cấp an tồn cháy nổ trong điều hịa khơng khí được giới thiệu
TCVN 5687-1992.
Đối với yêu cầu đặc biệt về phòng sạch như sản xuất thuốc, dược liệu, linh
kiện điện tử, quang học... có các tiêu chuẩn riêng, ở đây do khn khổ cuốn sách
có hạn nên khơng giới thiệu.
2.1.2. Chọn cấp điều hòa
Cấp điều hòa cần chọn phụ thuộc vào các yếu tố sau đây:
- Yêu cầu về sự quan trọng của điều hịa khơng khí đối với cơng trình.
- Yêu cầu của chủ đầu tư.
- Khẳ năng vốn đầu tư ban đầu.
13


Đối với hầu hết các cơng trình dân dụng như điều hịa khơng khí khách sạn,
nhà ở, siêu thị, rạp hát, rạp chiếu bóng... chỉ cần chọn cấp điều hịa cấp 3. Các cơng
trình quan trọng hơn như khách sạn 4-5 sao, bệnh viện quốc tế nên chọn điều hòa
cấp 2…
Điều hịa cấp 1 chỉ áp dụng cho những cơng trình điều hịa tiện nghi đặc
biệt quan trọng hoặc các điều hịa cơng nghệ u cầu nghiêm ngặt : ví dụ điều hịa
khơng khí trong Lăng chủ tịch Hồ Chí Minh, điều hòa cho các phân xưởng sản
xuất linh kiện điện tử, cơ chính xác...
Nói chung, việc chọn cấp điều hịa khơng khí cho cơng trình chỉ là một

phương pháp chọn số liệu ban đầu để thiết kế, tiêu chuẩn mỗi nước mỗi khác.
2.2. Chọn thơng số tính tốn trong nhà, ngồi trời
2.2.1. Lựa chọn các thơng số trong khơng gian điều hòa
* Nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi
Đối với điều hoà tiện nghi cần phải chọn các điều kiện tiện nghi thích hợp,
cịn đối với điều hồ cơng nghệ thì thơng số thiết kế trong nhà phải tn theo yêu
cầu công nghệ.
Về tiện nghi cũng cần lựa chọn các thơng số thích hợp với từng ứng dụng
cụ thể. Nếu nhà ở bình thường nên chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5787 –
1992, nếu là khách sạn phục vụ du khách nước ngồi thì có thể tham khảo thêm
thông số tiện nghi của các tài liệu tiêu chuẩn quốc tế hoặc Châu âu.
Các thơng số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động khác nhau của
con người theo TCVN 5787 – 1992 được giới thiệu trên bảng (1.3)
* Điều hồ cơng nghệ
Khi thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí phục vụ cho q trình cơng
nghệ thì tất cả các thơng số khơng khí như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, độ sạch bụi,
trường tĩnh điện... hoàn toàn phải phù hợp với yêu cầu cơng nghệ sản xuất hoặc
chế biến đó.
2.2.2. Chọn các thơng số ngồi khơng gian điều hịa
* Chọn cấp điều hồ khơng khí
Theo mức độ quan trọng của cơng trình, điều hồ khơng khí được chia làm 3
cấp như sau:
- Hệ thống điều hồ khơng khí cấp 1 duy trì được các thông số trong nhà ở
mọi phạm vi biến thiên nhiệt ẩm ngoài trời cả về mùa hè và mùa đơng.
- Hệ thống điều hồ khơng khí cấp 2 duy trì duy trì được các thơng số trong
nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 200h một năm khi
có biến thiên nhiệt ẩm ngồi trời cực đại hoặc cực tiểu.
- Hệ thống điều hồ khơng khí cấp 3 duy trì duy trì được các thơng số trong
nhà ở một phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400h một năm
14

Trạng thái lao
động
Nghỉ ngơi
Lao động nhẹ
Lao động vừa
Lao động nặng

t, 0C
20- 24
20- 24
20- 22
18- 20

Mùa đông
, %
,m/s
0,1-0,3
0,3-0,5
60- 75
0,3-0,5
0,3-0,5

t, 0C
24- 27
24-27
23- 26
22- 25

Mùa hè
, %

60-75

,m/s

0,3-0,5
0,5-0,7
0,7-1,0
0,7-1,5

Bảng 1.3. Các thơng số vi khí hậu
* Chọn độ ẩm
Chọn độ ẩm theo tiểu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992 là  = 13-15 (độ
ẩm lúc 13 -15 h của tháng nóng nhất và lạnh nhất) theo các trị số ttbmin , ttbmax
Cách xác định 13- 15
- Xác định ttbmax, ttbmin
- Xác định giao điểm A của ttbmin với tb.
- Xác định giao điểm B của d= const qua A và t = 0,5 (t tbmax+ttbmin)
- Độ ẩm tương đối qua B là độ ẩm lúc 13 - 15h cần tìm.
3. Tính nhiệt thừa, ẩm thừa, kiểm tra đọng sương
3.1. Tính nhiệt thừa
3.1.1. Nguồn nhiệt do máy móc
Có nhiều cách tính nhiệt do máy móc toả ra. Thông thường, các máy đều
được dẫn động bằng động cơ điện, do đó tính nhiệt toả ra theo công suất động cơ
điện là tiện hơn cả:
Q1 =  Nđ .Kft . Kđt .(1/ 1 – 1 + KT), kW (1-4)
Trong đó:
Nđ - Cơng suất đặt của động cơ, kW;

Kft - hệ số phụ tải, bằng tỷ số giữa công suất làm việc thực tế với công suất
đặt của động cơ: Kft = NLV/Nđ;
Kđt - hệ số đồng thời, Kđt =  Ni.  i/  Ni với Ni là công suất của động cơ thứ
i làm việc trong thời gian tương ứng  i, h;
KT - hệ số thải nhiệt, với hầu hết các động cơ điện làm việc ở chế độ biến đổi
điện năng thành cơ năng, KT = 1; trường hợp động cơ kéo quạt gió, thiết bị hút bụi:
KT = 0,1; động cơ kéo bơm nước hoặc động cơ làm việc dưới chụp hút của thơng
gió cục bộ: KT = 0,2; nếu trong phịng có tủ lạnh thì KT =  + 1 (  là hệ số lạnh
của chu trình, thường lấy  = 3  4 );
 i - hiệu suất làm việc thực tế của động cơ:  i =  đ .Khc. ở đây  đ là hiệu
suất của động cơ theo catalog; Khc là hệ số hiệu chỉnh, xác định theo hệ số phụ tải
như sau:
15


Bảng 1.4. Hệ số hiệu chỉnh xác định theo hệ số phụ tải
Kft
Kh

0,8

0,70

0,6

0,5

0,4

0,3

1

0,99

0,98

0,97

0,95

0,92

c

Trường hợp khơng có catalog của động cơ thì có thể tính gần đúng  1 theo
cơng suất làm việc thực tế của động cơ như sau:
Bảng 1.5. Hiệu suất làm việc thực tế xác định theo công suất làm việc
thực tế
Ns, kW
≤ 0,5
>28
0,5  5
5  10
10  28
1
0,75
0,84
0,85
0,88 0,9

3.1.2. Nguồn nhiệt do chiếu sáng
Q2 = Ns, (kW) (1-5)
Trong đó Ns – tổng cơng suất của tất cả các đèn chiếu sáng, kW.
Đối với nhà hát, sân khấu, hội trường... ta phải tính tổng cơng suất của đèn
chiếu sáng.
Đối với phòng làm việc, phân xưởng sản xuất, khách sạn, văn phịng. Có thể
tính cơng suất chiếu sáng qua diện tích sàn.
Thơng thường, ở các xí nghiệp cơng nghiệp cần bảo đảm công suất chiếu
sáng 10-12W cho mỗi mét vuông sàn.
3.1.3. Nguồn nhiệt do người toả ra
Như đã nói ở trên, con người dù khi nghỉ ngơi hay vận động cũng đều luôn
thải nhiệt vào môi trường không khí để giữ cho thân nhiệt ổn định. Mức độ thải
nhiệt của mỗi người vào môi trường tuỳ thuộc chủ yếu vào cường độ lao động và
nhiệt độ, độ ẩm của khơng khí.
Nhiệt toả từ người vào khơng khí gồm có hai phần: nhiệt hiện q h (do truyền
bằng đối lưu và bức xạ) và nhiệt ẩn qâ do bay hơi nước (mồ hơi và hơi thở).
Như vậy, nhiệt tồn thân toả ra từ mỗi người là:
q = qh + qâ (1-6)
Khi tính tốn thơng gió và ĐHKK nếu chỉ quan tâm đến thay đổi nhiệt độ
khơng khí trong phịng thì tính tốn nhiệt toả theo nhiệt hiện. Thường người ta cần
tính tốn thay đổi trạng thái của khơng khí về cả nhệt độ và độ ẩm, khi đó phải tính
tốn theo nhiệt toả tồn thân của mỗi người:
Q3 = n . q . 10-3, kW (1-7)
Trong đó: n – số người trong phịng;
q – nhiệt tồn phần toả ra từ mỗi người, xác định theo bảng 1.6
Ghi chú: trị số trong ngoặc là nhiệt hiện qn (W/người)
Đối với động vật ni trong phịng, nhiệt toả có thể tính gần đúng theo công
thức sau:
16

Q3* = 1,86.10-3.G33/4, kW. (1-8)
Trong đó: G3 – tổng khối lượng động vật nuôi, kg.
Bảng 1.6. Toả nhiệt của người lớn (đàn ơng), q và qh (W/người)
Nhiệt độ
15
20
25
30
35
phịng, 0C
145
116
93
93
93
Tĩnh tại
(116)
(87)
(58)
(41)
(12)
157
151
14
14
14
Lao động nhẹ
(122)
(99)

5 (64)
5 (41)
5 (6)
Lao động
209
204
19
19
19
trung bình
(134)
(105)
8 (70)
8 (41)
8 (6)
Lao động
291
291
29
29
29
nặng
(163)
(128)
1 (93)
1 (52)
1 (12)
Phòng ăn,
204
169

14
14
14
khách sạn
(140)
(105)
5 (70)
5 (52)
5 (12)
273
233
26
16
34
Vũ trường
(157)
(116)
7 (81)
7 (58)
9 (17)
3.1.4. Nguồn nhiệt do sản phẩm mang vào
Nếu nhiệt độ của bán thành phẩm đưa vào t1 khác với nhiệt độ khơng khí
trong nhà thì sẽ có một phần nhiệt lượng toả ra (hoặc thu vào) khi bán thành phẩm
sẽ nguội (hoặc nóng) đến t2. Nếu bán thành phẩm bay hơi nước vào khơng khí thì
nhiệt lượng toả ra còn thêm cả thành phần nhiệt ẩn. Như vậy:
Q4 = G4 cp(t1 – t2) + W4 .r0, kW (1-9)
Trong đó:
G4 – tổng khối lượng của bán thành phẩm đưa vào trong đơn vị thời gian,
kg/s;
cp - nhiệt dung riêng khối lượng của bán thành phẩm, kJ/kg.K; t1 và t2 –

nhiệt độ bán thành phẩm khi vào và ra khỏi gian máy, 0C;
W4 – lượng ẩm toả ra của bán thành phẩm trong đơn vị thời gian, kg/s, nếu
bán thành phẩm khơng chứa hơi nước thì W4 = 0;
r0 – nhiệt ẩn hoá hơi của nước, r0 = 2500 kJ/kg.
3.1. 5. Nhiệt tỏa ra từ thiết bị trao đổi nhiệt
Nếu trong phịng có đặt các thiết bị trao đổi nhiệt, các đường ống dẫn mơi
chất có nhiệt độ làm việc khác với nhiệt độ khơng gian điều hịa thì lượng nhiệt tỏa
ra hoặc thu vào từ khơng gian điều hịa được xác định theo công thức:
Q5 =ỏtb.Ftb(ttb- tT), W (1-10)
ỏtb - hệ số tỏa nhiệt do đối lưu và bức xạ từ vách thiết bị trao đổi
2
nhiệt,Wm K, lấy gần đúng bằng 10 Wm2K;
Ftb – diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2;
ttb- tT – hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị và nhiệt độ phòng, k.
3.1.6. Nguồn nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che
17


Nguồn nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm nguồn nhiệt truyền qua vách
(QV), nguồn nhiệt truyền qua trần (Qtr), nguồn nhiệt truyền qua nền (Qn)
Nhiệt truyền qua vách
Qv   k i Fi t i (1-11)
ki - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i W/m2K
Fi - diện tích bề mặt truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ m2
ti - hiệu nhiệt độ trong và ngồi nhà của kết cấu bao che thứ i, K.
Bình thường ti = tN - tT , nhưng khi buồng điều hồ có bng đệm hoặc
hành lang lạnh thì chọn ti nhỏ hơn
Với k – W/m2.K;

k

1


1
 i 
T
i  n
1

(1-12)

với T = 10W/m2K – hệ số toả nhiệt trong nhà
T = 20W/m2K – hệ số toả nhiệt ngoài nhà
Nhiệt truyền qua trần
Qtr   k i Fi t i (1-13)
ki - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i W/m2K ( tra bảng 1.7)
Fi - diện tích bề mặt truyền nhiệt bề mặt trần hoặc mái, m2
ti - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K.
Bảng 1.7. Gía trị định hướng hệ số truyền nhiệt k qua kết cấu bao che
Kết cấu bao che
k,
2
W/m K
Tường bao bằng gạch xây 200 mm không chát vữa
2,22
Tường bao bằng gạch xây 200 mm có trát vữa
1,48
T Tường bao bằng gạch xây 300 mm có trát vữa
1,25

Tường bao bằng bêtơng 150 mm khơng trát vữa
3,30
Tường bao bằng bêtơng 300 mm có trát vữa
2,34
Tường gạch rỗng 250 mm không trát vữa
1,42
Tường gạch rỗng 250 mm có trát vữa
1,12
Vách ngăn bằng kính 5 mm 1 lớp
6,12
Vách ngăn bằng kính 5 mm 2 lớp
2,84
Vách ngăn bằng gạch xây dựng 100 mm có trát vữa
2,10
Vách ngăn bằng gỗ dầy 25 mm
3,39
Vách ngăn bằng gỗ dầy 40 mm
2,95
Vách ngăn bằng gỗ dầy 50 mm
2,62
Sàn hoặc trần bằng gỗ
1,59
Sàn hoặc trần bằng xi măng, bêtông
1,88
Sàn hoặc trần bằng gỗ
1,12
Sàn hoặc trần trát ximăng phẳng
1,90
Sàn hoặc trần bằng trát ximăng cát
2,44

18


- Khi trần tiếp xúc trực tiếp với khơng khí ngoài trời lấy bằng ti = tN - tT
- Khi trần có khơng gian đệm lấy bằng 0,7(ti = tN - tT)
- Khi trần tiếp xúc trực tiếp với không gian điều hoà của tầngtrên lấy bằng 0.
Nhiệt truyền qua nền
Qn   k i Fi t i (1-14)
ki - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i W/m2K
Fi - diện tích bề mặt truyền nhiệt bề mặt trần hoặc mái, m2
ti - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K.
- Nếu nền là sàn, phía dưới chỉ là khơng gian điều hồ lấy bằng 0
- Nếu là sàn, phía dưới là không gian đệm Khi lấy bằng 0,7(ti = tN - tT)
- Nếu là nến đặt trực tiếp trên nền đất lấy ti = tN - tT nhưng áp dụng phương
pháp tính theo dải nền rộng 2m tính từ ngồi vào trong phịng với hệ số truyền
nhiệt được quy ước cho từng dải, cụ thể:
+ Dải 1 rộng 2m theo chu vi buồng với k = 0,47 W/m2K;
+ Dải 2 rộng 2m tiết theo với k = 0,23 W/m2K
+ Dải 3 rộng 2 m tiếp theo với k = 0,12 W/m2K
+ Dải 4 là phần còn lại của buồng với k = 0,07 W/m2K
Riêng diện tích góc 2m x 2m của dải 1 được tính 2 lần cho chiều rộng và
chiều dài vì dịng nhiệt được coi là đi vào từ hai phía
Diện tích của dải nền được xác định như sau: ( xem hình 1.1)

Hình 1.1. Hình ảnh mơ tả diện tích
F1= 2(2a+2b)= 4(a+b) trong đó a là chiều rộng, b là chiều dài;
F2 = 2[2(a-4)+2(b-8)]= 4(a+b)- 48
ở đây lấy b -8 vì góc khơng cịn được tính gấp đôi nữa.
F3 = 2[2(a-8)+2(b-12)]= 4(a+b)- 80= F1- 80
F4 = (a-12)(b-12)

Như vậy nếu phịng nhỏ hơn 48 m2 sẽ khơng có F2, nhỏ hơn 80m2 sẽ khơng
có F3 nếu có một cạnh nhỏ hơn hoặc bằng 12m sẽ khơng có F4
19


Vậy nguồn nhiệt truyền qua kết cấu bao che là:
Q6  Qv  Qtr  Qn , kW (1-15)
3.1.7. Nguồn nhiệt do bức xạ
Bức xạ mặt trời Q7 có thể truyền trực tiếp vào phịng qua cửa kính hoặc cửa
mở (ký hiệu Qk), cũng có thể truyền tới bề mặt bao che (mái, tường), tại đó bị phản
xạ một phần (ký hiệu QR), phần còn lại được kết cấu bao che hấp thu (ký hiệu Q A)
làm chúng nóng lên, từ đó truyền một phần ra ngồi khơng khí (ký hiệu Q α, do
nhiệt độ bề mặt có nắng chiếu thường cao hơn nhiệt độ mơi trường. Phần cịn lại
của QA truyền vào phòng (ký hiệu Qm). Như vậy, nhiệt do bức xạ của mặt trời toả
vào khơng khí trong phòng là:
Q7= Qk + Qm ( 1-16)
Bức xạ nhiệt qua kính Qk được tính theo cơng thức:
Qk = Is,đ.Fk.  1  2  3  4 (1-17)
Trong đó:
Is,đ - cường độ bức xạ mặt trời trên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lý, W/m2;
 1 – hệ số trong suốt của kính, với cửa mở khơng kính  1 = 1
với cửa kính một lớp
 1 = 0,9
với cửa kính hai lớp
 1 = 0,81
 2 – hệ số bám bẩn,
2=1
với cửa mở khơng kính
với cửa kính một lớp mặt đứng  2 = 0,8
với cửa kính một lớp mặt nghiêng  2 = 0,65

với cửa kính hai lớp mặt đứng  2 = 0,7
 3 – hệ số khúc xạ,
3=1
với cửa mở khơng kính
với cửa kính hai lớp khung gỗ  3 = 0,3  0,55
với cửa kính một lớp khung gỗ  3 = 0,61  0,64
với cửa kính một lớp khung kim loại
 3 = 0,75  0,79
 4 – hệ số tán xạ do che chắn, với các vật che nắng:
 4 = 0,05
mái đua (ô văng)
 4 = 0,25
mành mành
 4 = 0,30
cửa chớp
 4 = 0,35
sơn trắng trên kính
 4 = 0,3
rèm che ngồi
 4 = 0,6
rèm che trong
 4 = 0,7
kính khuếch tán
Bức xạ mặt trời qua bao che (chủ yếu là mái) đi vào phòng phụ thuộc vào
nhiều yếu tố và được tính theo cơng thức sau:
Qm = Cs.KS.sin(h).cos(  ).F.  s.k/αN.sin(h+aS), (1-18)
Trong đó:
CS = 1360 W/m2 (hoặc 1170 kcal/m2.h) – hằng số bức xạ của mặt trời;
20

KS – hệ số tính tốn phụ thuộc mùa trong năm, với mùa hè K S = 0,97, mùa
đông KS = 1;
h và  - góc cao và góc phương vị của mặt trời, độ;
as – hệ số kể đến độ trong suốt của khí quyển nơi tính bức xạ mặt trời;
F – diện tích bề mặt nhận bức xạ (theo hướng ngang), m2;
 s – hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt kết cấu bao che;
k – hệ số truyền nhiệt từ bề mặt bao che tới khơng khí ngồi trời, W/m2.K;
ỏN – hệ số toả nhiệt từ bề mặt bao che tới khơng khí ngồi trời, W/m2.K.
Tại Hà Nội (và các tỉnh phía Bắc cùng vĩ độ) góc cao mặt trời vào tháng 6
lúc 12 giờ trưa là khoảng 91027’, góc phương vị đối với mặt ngang là  = 00 (còn
đối với mặt đứng  = 900); hệ số as = 0,3  0,54; trị số αN đối với bề mặt có nắng
khoảng 20 W/m2.K. Khi đó có thể sử dụng cơng thức gần đúng để tính Q m theo
phương ngang:
Qm = 0,055.10-3.k.F.  s.Is, kW. (1-19)
Trong đó:
F – diện tích bề mặt nhận bức xạ (theo phương ngang), m2;
k – W/m2.K;

k

1


1
 i 
T
i  n
1

(1-20)

với T = 10W/m2K – hệ số toả nhiệt trong nhà
N = 20W/m2K – hệ số toả nhiệt ngồi nhà
Is – có thể tham khảo trong bảng (1.8) cho Hà Nội và các tỉnh miền Bắc
Cường độ bức xạ mặt trời Is , W/m2 trên mặt nằm ngang lúc 12 giờ và đứng
cảu một số địa phương lúc 8 dến 9 giờ và 15 đến 16 giờ thánhg 6 hoặc tháng 7 (lấy
trị số cực đại) theo TCVN40788-85.
Bảng 1.8. Cường độ bức xạ

Địa
phương

Mặt nằm
ngang
W/m

Mặt thẳng đứng, W/m2
Đông/tây

2

Lai Châu
Sơn La
Sapa
Cao Bằng
Móng Cái
Phủ Liễu
Phú Hộ
Hà Nội

Vinh

858
903
994
935
897
935
935
928
942

608
558
600
730
512
600
576
569
590

Na

Bắc

Đơng nam
Tây Nam

Đơng Bắc

Tây Bắc

3
0
10
10
0
0
0
0
0

133
147
164
108
122
140
122
122
143

321
356
359
370
324
342
335
328

321

447
499
537
516
457
485
481
450
513

m

21


 s – hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt bao che, được cho trong phụ

lục.
Chú ý rằng Q7 chỉ tính cho mùa hè, cịn mùa đơng coi Q7 = 0.
3.1.8. Nguồn nhiệt do rị rỉ khơng khí
Nhiệt do lọt khơng khí mang vào được xác định theo công thức:
Q8 = G8 (IN – IT) (1-21)
Trong đó G8 (kg/s) là lượng khơng khí lọt trong mỗi đơn vị thời gian. Nói
chung, việc tính lượng khơng khí lọt qua cửa L8 rất phức tạp do khơng có quy luật
nhất định, có thể tính tốn theo kinh nghiệm thơng qua hệ số lọt khơng khí  :
G8 = 1,2.  .Vf/3600, kg/s. (1-22)
Trong đó:
Vf – thể tích của khơng gian cần điều hồ (cịn gọi là khối tích khơng khí),

3
m /s;
 - hệ số lọt khơng khí vào phòng mỗi giờ, 1/h; xác định theo bảng (1.9).
Trị số của  phụ thuộc thể tích phịng Vf.
Trường hợp phịng có nhiều người ra vào thường xuyên (như ở cửa hàng,
khách sạn, ...) thì cần tính thêm vào lượng khơng khí lọt qua cửa ra vào một lượng
 I8 ứng với số người ra vào mỗi giờ n.
Trị số  I7 cho trong bảng 1.10.
Bảng 1.9. Hệ số lọt không khí vào phịng mỗi giờ
3
Vf, m
<500
500
1000
1500
2000
2500
>3000
 (1/h)
0,7
0,6
0,55
0,50
0,42
0,40
0,35
Tóm lại, tổng nhiệt toả từ các nguồn nếu tính cả nhiệt do bức xạ mặt trời vào
phòng:
Qtoả = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 +Q5 + Q6 + Q7+ Q8 (1-23)
Nếu đưa thành phần Q7 vào tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che hoặc tính

nhiệt thừa cho mùa đơng thì :
Qtoả = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 +Q5 + Q7 + Q8 (1-24)

Số người qua lại mỗi giờ
n, ng/h
Dưới 100
100  700
700  1400
1400  2100

22

Bảng 1.10. Trị số  I7
 I8, kg/s đối với loại cửa ra vào
Cửa thông thường
Cửa quay
3,6.n/3600
0,96.n/3600
3,6.n/3600
0,84.n/3600
3,6.n/3600
0,6.n/3600
3,3.n/3600
0,36.n/3600


3.2. Xác định ẩm thừa
3.2.1. Lượng ẩm do người toả ra
Lượng ẩm do người toả ra được xác định theo cơng thức:
W1 = n.qn.10-3, kg/s. (1-25)

Trong đó: n – số người;
qn – toả ẩm của mỗi người trong đơn vị thời gian.
Cũng giống như toả nhiệt, toả ẩm của mỗi người phụ thuộc cường độ
động và nhiệt độ được xác định theo bảng 1.11.
Bảng 1.11. Toả ẩm của mỗi người trong một giờ gn (g/h.ng)
0
Nhiệt độ, C
1
2
2
3
5
0
5
0
5
Tĩnh tại
4
4
5
7
0
0
0
5
15
Lao động nhẹ
5
7
1

1
5
5
15
50
00
Lao động trung bình
1
1
1
2
10
40
85
30
80
Lao động nặng
1
2
2
3
85
40
95
55
15
Nhà ăn
9
9
1

1
0
0
71
65
50
Vũ trường
1
1
2
3
60
60
00
05
65

lao

3
1
2
2
4
2
4

3.2.2. Lượng ẩm thốt ra từ sản phẩm
Khi đưa sản phẩm ướt vào phòng sẽ có một lượng hơi nước bay hơi đoạn
nhiệt vào khơng khí. Ngược lại, nếu đưa sản phẩm khơ có khả năng hút ẩm (có tính

mao dẫn) vào trong phịng có độ ẩm cao sẽ xảy ra q trình hút ẩm của vật liệu.
Kết quả của quá trình bốc hơi ẩm hoặc hút ẩm là thủy phân (tỉ lệ phần trăm khối
lượng nước tự do) của bán thành phẩm sẽ thay đổi. Lượng ẩm toả ra khơng khí
(hay hút từ khơng khí) được tính theo độ biến đổi thủy phần:
W2 = G2 (y2% - y1%)/100, kg/s. (1-26)
Trong đó: G2, kg/s – lượng bán thành phẩm đưa vào trong đơn vị thời
gian;
y1% - thủy phần của bán thành phẩm khi đưa vào;
y2% - thủy phần của bán thành phẩm khi đưa ra.
Trị số y1 và y2 do điều kiện công nghệ quyết định. Trị số W2 có thể dương
hoặc âm tuỳ theo quan hệ giữa các trị số y1 và y2.
3.2.3. Lượng ẩm do rị rỉ khơng khí
W3 = G8(dN – dT), kg/s. (1-27)
23


Trong đó:

G8, kg/s – lượng khơng khí lọt;
G8 = 1,2  Vf/3600, kg/s;
trị số  tra bảng 1.9;
dN và dT, kg/kg – dung ẩm của khơng khí trong nhà và ngoài

trời.
3.2.4. Lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt
Trong một số q trình cơng nghệ có thể có nước rơi rớt làm ướt sàn. Trong
trường hợp này có thể có một lượng ẩm do bay hơi đoạn nhiệt nước:
W4 = 1,67.10-6 FS (tT – tư), kg/s. (1-28)
Trong đó: FS, m2 – diện tích sàn bị ướt;
tư – nhiệt độ nhiệt kế ướt của khơng khí trong phịng;

tT – nhiệt độ khơng khí trong phịng.
Vậy lượng ẩm thừa trong khơng gian diều hòa là:
W= W1 + W2 + W3 + W4 (1-29)
3.3. Kiểm tra đọng sương
Khi có độ chênh lệch nhiệt độ giữa trong nhà và ngoài trời xuất hiện
một trường nhiệt độ trên vách bao che, kể cả cửa kính. Nhiệt độ trên bề mặt vách
phía nóng khơng được thấp hơn nhiệt độ đọng sương.
Nếu bằng hoặc thấp hơn nhiệt độ đọng sương trên vách, hiện tượng đọng
sương làm tổn thất nhiệt lớn lên, tải lạnh yêu cầu tăng mà còn làm mất mỹ quan do
ẩm ướt, nấm mốc gây ra.
Hiện tượng đọng sương chỉ xảy ra ở bề mặt vách phía nóng nghĩa là về mùa
hè là bề mặt ngồi nhà và mùa đơng là bề mặt phía trong nhà.
Để không xảy ra hiện tượng đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực tế k t của
vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính theo các biểu thức sau đây
Điều kiện đọng sương:
kt < kmax (1-30)
Mùa hè:
Mùa đông:

kmax =αN tN  tsN , W/m2K

(1-31)

W/m2K

(1-32)

tN  tT
kmax =αT tN  tsT
tN  tT

,

ỏN – hệ số tỏa nhiệt phí trong nhà, ỏN = 20 W/m2K nếu bề mặt ngồi tiếp xúc
trực tiếp với khơng khí ngồi trời và ỏN = 10 W/m2K nếu có khơng gian đệm;
ỏT – hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, ỏT = 10 W/m2K;
tsN - nhiệt độ đọng sượng bên ngoài, xác định theo tN, ửN mùa hè;
tsT - nhiệt độ đọng sượng trong, xác định theo tT, ửT mùa đông.
Nếu không đảm bảo kt < kmax, cần phải tăng cường cách nhiệt cho bao che.
3.4. Tính cân bằng nhiệt ẩm bằng phương pháp Carrier
Phương pháp tính tải lạnh Carier khác phương pháp tính truyền thống ở cách
xác định năng suất lạnh Q0 mùa hè và năng suất sưởi Qs mùa đông bằng cách tính
24


riêng tổng nhiệt hiện thừa Qht và nhiệt ẩn thừa Qât của mọi nguồn nhiệt toả và thẩm
thấu tác động vào phịng điều hồ:
Q0  Qt   Qht   Qat (1-33)
3.4.1. Tính nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa
Sơ đồ đơn giản cách tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa theo
Carier.
a) Nhiệt hiện bức xạ qua kính
Q11  nt Q'11 (1-34)
Giá trị RT phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng cửa kính, cửa sổ, giờ trong
ngày và độ cao mực nước biển (H=0). Nếu hệ thống điều hoà hoạt động từ 6h sáng
đến 16h và hoạt động cả ngày có thể lấy giá trị RTmax cho trong bảng 4-2 (Hướng
dẫn thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí-Nguyễn Đức Lợi)
c - hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển thính theo công thức:
c  1

H
.0,023 (1-35)
1000

đs - hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh lệch giữa nhiệt độ đọng sương
của khơng khí quan sát so với nhiệt độ đọng sương của khơng khí ở trên mặt nước
biển là 200C, xác định theo công thức:
 ds  1 

t s  20
10

.0,13 (1-36)

mm - hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây lấy mm = 1, khi trời
có mây lấy mm =1,17.
m - hệ số kính, phụ thuộc mầu sắc kính và kiểu loại kính so với kính cơ bản
xem bảng 4-3. Kính cơ bản là loại kính trong suốt, dầy 3 mm có hệ số hấp thụ
=6%, hệ số phản xạ =8% ứng với góc phản xạ là 300
r - hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn chắn che
bên trong kính, khi khơng có màn che lấy r = 1.
Nếu khác kính cơ bản và có rèm che bên trong, nhiệt bức xạ mặt trời vẫn
được tính theo công thức Q'11 nhưng r = 1 va f RT được thay bằng nhiệt bức xạ vào
phịng khác kính cơ bản RK
RK  0,4 k   m   k  m  0,4 k  m RN (1-37)
 k , k ,  k ,  m , m ,  m - hệ số hấp thụ, xuyên qua, phản xạ của kính và màn che,
giới thiệu trong bảng 4 -3 ĐHKK
RN 

RT

0,08

RN - bức xạ mặt trời qua kính vào trong khơng gian điều hồ (bảng 4 -1)
ĐHKK
Cơng thức tính Q'11 là:
Q'11  F.RK  c . ds . mm kh . m r (1-39)
25


b) Nhiệt hiện truyền qua mái bằng bức xạ và do t. Q21
Mái bằng của phịng điều hồ có 3 dạng.
- Phịng nằm ở giữa các tầng trong một tồ nhà điều hồ, thì t=0,.Q21=0
- Phía trên phịng điều hồ đang tính tốn là phịng khơng điều hồ,
t=0,5(tN - tT). tính nhiệt truyền qua mái theo cơng thức :Q21= k.F. t
- Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời, đối với toà nhà nhiều tầng, đây là
mái bằng tầng thượng thì lượng nhiệt truyền vào phịng gồm hai thành phần, do
ảnh hưởng của bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa khơng khí trong nhà
và ngồi nhà.
Q21  k.F . td (1-40)
Q21 - dòng nhiệt truyền qua mái
K - hệ số truyền nhiệt qua mái tra bảng 4-9 ĐHKK
ttd = t N  tT  

 s RN
R
với RN  T
N
0,88

s - hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của một số dạng bề mặt mái giới thiệu

trong bảng 4- 10 (Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí-Nguyễn Đức
Lợi)
c) Nhiệt truyền qua vách Q22
Nhiệt truyền qua vách cũng gồm hai thành phần
- Do bức xạ mặt trời vào tường.
- Do chênh lệch nhiệt độ trong nhà và ngoài trời.
Vách bao che chung quanh cũng có nhiều dạng: tường, cưả ra vào và cửa sổ
Q22   Q2i  ki .Fi  Q22t  Q22c  Q22k , W (1-41)
Q2i - nhiệt truyền qua tường, cửa ra vào, của sổ (kính).
ki - hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/m2K
Fi - diện tích tường, cửa, kính tương ứng.
+ Hệ số truyền nhiệt qua tường.
k

1


1
 i 
T
i  N
1



1
1

T

  Ri 

1

, W/m2K (1-42)

N

với T = 10W/m2K – hệ số toả nhiệt trong nhà
N = 20W/m2K – hệ số toả nhiệt khi tiếp xúc với khơng khí ngồi
bên ngồi. N = 10W/m2K khi tường tiếp xúc gián tiếp với khơng khí bên ngoài.
Ri -nhiệt trở dẫn nhiệt lớp thứ i cấu trúc tường, m2K/W
i - độ dày lớp thứ i của cấu trúc tường, m:
i - hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường. (bảng 4 -11. Hướng
dẫn thiết kế hệ thống điều hồ khơng khí-Nguyễn Đức Lợi)
+ Nhiệt truyền qua cửa ra vào
Q22C  k.F .t (1-43)
26


F - diện tích cửa, m2
t - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà tN - tT
k - hệ số truyền nhiệt qua cửa W/m2K bảng (1.12)
Bảng 1.12. Hệ số truyền nhiệt qua cửa
K, W/m2k
Chiều dầy cửa gỗ
Mùa hè
20
3.27
30

2.65
40
2.23
50
2.01

Mùa đông
3.43
2.75
2.30
2.07

+ Nhiệt truyền qua kính cửa sổ
Q22k  k.F .t (1-44)
2

F - diện tích cửa sổ, m
t - hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà tN - tT
k - hệ số truyền nhiệt qua cửa W/m2K bảng (1.13, 1.14)
Bảng 1.13. Hệ số truyền nhiệt qua cửa
Khoảng
cách giữa
2 lớp
kính,mm
0
5
10
15
20100

che

che

1 lớp

Kính dặt đứng (cửa sổ)
2 lớp
3 lớp

Kính nằm ngang (giếng trời)
1 lớp
2 lớp

hè

đơng

hè

đơng

hè

đơng

hè

đơng

hè

đơng

5.89
-

6.42
-

3.35
3.15
2.97
2.89

3.52
3.29
3.10
3.01

2.31
2.10
1.93
1.88

2.39
2.16
1.99
1.93

4.88
-

7.95
-

2.84
-

3.98
-

Bảng 1.14. Hệ số truyền nhiệt k, W/m2.k của gạch, kính, tường
K, W/m2.k
kích thước gạch kính
Khối lượng riêng
đơ
rơng x cao x dầy, mm
diện tích, kg/m2
hè
ng
196 x 196 x 40
3.0
3.
196 x 196 x 100
0
13
196 x 196 x 100 có màn
55
2.8

3.
90
9
01
300 x 300 x 100
90
2.6
2.
300 x 300 x 100 có màn
90
9
79
90
2.7
2.
9
90
2.5
2.
27