Đánh giá, mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối gió trong hệ thống điều hòa không khí vùng không gian nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT

ĐÁNH GIÁ, MÔ PHỎNG CÁC YẾU TỐ
ẢNH HƯỞNG ĐẾN PHÂN PHỐI GIĨ TRONG
HỆ THỐNG ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ
VÙNG KHƠNG GIAN NHỎ HẸP TẠI XƯỞNG NHIỆT

GVHD: TS. ĐẶNG HÙNG SƠN
SVTH: VÕ TRƯỜNG VŨ
MSSV: 15147067
SVTH: NGUYỄN PHÚC LỘC
MSSV: 16147053
SVTH: PHẠM HỮU THẮNG
MSSV: 15147044
SVTH: TRẦN NHẬT HUY
MSSV: 16147037

SKL 0 0 7 8 0 2

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 01/2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt
Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ, MÔ PHỎNG CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN PHÂN PHỐI GIĨ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU
HỒ KHƠNG KHÍ VÙNG KHƠNG GIAN NHỎ HẸP
TẠI XƯỞNG NHIỆT
SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
GVHD:

VÕ TRƯỜNG VŨ
15147067
NGUYỄN PHÚC LỘC
16147053
PHẠM HỮU THẮNG
15147044
TRẦN NHẬT HUY
16147037
TS. ĐẶNG HÙNG SƠN

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01, năm 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt

Tên đề tài:

ĐÁNH GIÁ, MÔ PHỎNG CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
ĐẾN PHÂN PHỐI GIĨ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU
HỒ KHƠNG KHÍ VÙNG KHƠNG GIAN NHỎ HẸP
TẠI XƯỞNG NHIỆT

SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
SVTH:
MSSV:
GVHD:

VÕ TRƯỜNG VŨ
15147067
NGUYỄN PHÚC LỘC
16147053
PHẠM HỮU THẮNG

15147044
TRẦN NHẬT HUY
16147037
TS. ĐẶNG HÙNG SƠN

TP. Hồ Chí Minh, tháng 01, năm 2021


TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc

TP. Hồ Chí Minh, ngày ….. tháng ..… năm ……

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1. Thông tin sinh viên

Họ và tên sinh viên:
Võ Trường Vũ

MSSV: 15147067

Nguyễn Phúc Lộc

MSSV: 16147053

Phạm Hữu Thắng

MSSV: 15147044

Trần Nhật Huy

MSSV: 16147037

Chuyên ngành: Cơng Nghệ kỹ thuật Nhiệt
Mã ngành: 147
Hệ: Đại học chính quy
2. Thông tin đề tài

-

Tên của đề tài: Đánh giá, mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối gió
trong hệ thống điều hịa khơng khí vùng khơng gian nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt.

-

Mục đích của đề tài: Nghiên cứu, thực nghiệm hệ thống điều hịa khơng khí
cho phịng họp.

-

Đồ án tốt nghiệp được thực hiện tại: Bộ Môn Cơng Nghệ Kĩ Thuật Nhiệt,
Khoa Cơ Khí Động Lực, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ
Chí Minh.

-

Thời gian thực hiện: Từ ngày 14/12/2020 đến 01/02/2021

3. Các nhiệm vụ cụ thể của đề tài

-

Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu, tính tốn về điều hịa khơng khí cho vùng khơng gian
nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt.

-

Nhiệm vụ 2: Thiết kế hệ thống trên phần mềm INVENTOR


-

Nhiệm vụ 3: Mô phỏng trên phần mềm ANSYS

-

Nhiệm vụ 4: Thi cơng mơ hình thực tế.

4. Lời cam đoan của sinh viên

-

Chúng tơi cam đoan ĐATN là cơng trình nghiên cứu của bản thân chúng tôi
dưới sự hướng dẫn của tiến sĩ Đăng Hùng Sơn.

-

Các kết quả công bố trong ĐATN là trung thực và không sao chép từ bất kỳ
cơng trình nào khác.
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
………………………………………………
Xác nhận của Bộ Môn

Tp.HCM, ngày

tháng năm 2019

Giáo viên hướng dẫn

(Ký ghi rõ họ tên và học hàm học vị)


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THUẬT TP. HCM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC
Bộ mơn: Cơng nghệ kỹ thuật Nhiệt
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên hướng dẫn)
Tên đề tài: Đánh giá, mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối gió trong hệ
thống điều hịa khơng khí vùng khơng gian nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt.
Họ tên sinh viên :
Võ Trường Vũ

MSSV: 15147067

Nguyễn Phúc Lộc

MSSV: 16147053

Phạm Hữu Thắng

MSSV: 15147044

Trần Nhật Huy

MSSV: 16147037

Chuyên nghành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt.
Họ và tên GV hướng dẫn: TS. Đặng Hùng Sơn.
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Nhận xét về tinh thần, thái độ làm việc của sinh viên (không đánh máy)

...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nhận xét về kết quả thực hiện của ĐATN (khơng đánh máy)
2.1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


2.2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.3.Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2.4. Những tồn tại (nếu có):
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

3. Đánh giá:

TT

1.

Mục đánh giá
Hình thức và kết cấu ĐATN

Điểm

Điểm đạt

tối đa

được

30

Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của các mục

10

Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10

2.

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

5

thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế chế tạo một hệ thống, thành phần, hoặc

15

quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng buộc
thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

5

ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

4. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng

Giảng viên hướng dẫn

(Ký, ghi rõ họ tên)

năm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THUẬT TP. HCM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ mơn: Cơng nghệ kỹ thuật Nhiệt
PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

(Dành cho giảng viên phản biện)
Tên đề tài: Đánh giá, mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối gió trong hệ
thống điều hịa khơng khí vùng khơng gian nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt.
Họ tên sinh viên:
Võ Trường Vũ

MSSV: 15147067

Nguyễn Phúc Lộc

MSSV: 16147053

Phạm Hữu Thắng

MSSV: 15147044

Trần Nhật Huy

MSSV: 16147037

Chuyên nghành: Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt.
Họ và tên GV phản biện: KS. Đoàn Minh Hùng
Ý KIẾN NHẬN XÉT
1. Kết cấu, cách thức trình bày ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
2. Nội dung đồ án:
(Cơ sở lý luận, tính thực tiễn và khả năng ứng dụng của đồ án, các hướng nghiên
cứu có thể tiếp tục phát triển)
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................


...........................................................................................................................................
3. Kết quả đạt được:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
4. Những thiếu sót và tồn tại của ĐATN:
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................

...........................................................................................................................................
5. Câu hỏi:
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................
...........................................................................................................................................
6. Đánh giá:

Mục đánh giá

TT

1.

Hình thức và kết cấu ĐATN
Đúng format với đầy đủ cả hình thức và nội dung của

Điểm

Điểm đạt

tối đa

được

30
10

các mục
Mục tiêu, nhiệm vụ, tổng quan của đề tài

10

Tính cấp thiết của đề tài

10


2.

Nội dung ĐATN

50

Khả năng ứng dụng kiến thức toán học, khoa học và kỹ

5

thuật, khoa học xã hội…
Khả năng thực hiện/phân tích/tổng hợp/đánh giá

10

Khả năng thiết kế, chế tạo một hệ thống, thành phần,

15

hoặc quy trình đáp ứng yêu cầu đưa ra với những ràng
buộc thực tế.
Khả năng cải tiến và phát triển

15

Khả năng sử dụng công cụ kỹ thuật, phần mềm chuyên

5

ngành…
3.

Đánh giá về khả năng ứng dụng của đề tài

10

4.

Sản phẩm cụ thể của ĐATN

10

Tổng điểm

100

7. Kết luận:
 Được phép bảo vệ
 Không được phép bảo vệ
TP.HCM, ngày

tháng

Giảng viên phản biện

(Ký, ghi rõ họ tên)

năm


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

THUẬT TP. HCM

Độc lập - Tự do – Hạnh phúc

KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC

Bộ mơn: Cơng nghệ kỹ thuật Nhiệt

XÁC NHẬN HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN
Tên đề tài: Đánh giá, mô phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối gió trong hệ
thống điều hịa khơng khí vùng khơng gian nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt.
Họ tên sinh viên:
Võ Trường Vũ

MSSV: 15147067

Nguyễn Phúc Lộc

MSSV: 16147053

Phạm Hữu Thắng

MSSV: 15147044

Trần Nhật Huy

MSSV: 16147037

Chuyên Ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Nhiệt
Sau khi tiếp thu và điều chỉnh theo góp ý của Giảng viên hướng dẫn, Giảng viên
phản biện và các thành viên trong Hội đồng bảo vệ. Đồ án tốt nghiệp đã được hoàn
chỉnh đúng theo yêu cầu về nội dung và hình thức.
Chủ tịch Hội đồng: ...............................................................................................
..............................................................................................................................
Giảng viên hướng dẫn: .........................................................................................
..............................................................................................................................
Giảng viên phản biện: ..........................................................................................
Tp. Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm 2021


MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU............................................... i
DANH MỤC CÁC BẢNG ..........................................................................iii
DANH MỤC CÁC HÌNH .......................................................................... iv
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................ vi
TÓM TẮT ................................................................................................. vii
MỞ ĐẦU ................................................................................................. viii

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG ......................................................... 1
1.1

GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ .............................. 1

1.2

Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ ................................ 1

1.3

ẢNH HƯỞNG CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẾN CON NGƯỜI ......... 1

1.3.1

Ảnh hưởng của nhiệt độ. ........................................................ 1

1.3.2

Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối. .......................................... 2

1.3.3

Ảnh hưởng của nồng độ các chất độc hại. ............................. 2

1.4

MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA PHỔ BIẾN .......................... 3

1.4.1

Hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt bằng nước (Water
Chiller) ................................................................................... 3

1.4.2

Hệ thống điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume): ..... 4

1.4.3

Hệ thống điều hòa cục bộ ...................................................... 5

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT............................................................. 8
2.1

TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG....................... 8

2.1.1

Lựa chọn tốc độ khơng khí đi trong ống. ............................... 8

2.1.2

Tính chọn đường ống chính ................................................... 8

2.1.2.1. Tính chọn đường ống chính 1 ................................................ 9
2.1.2.2. Tính chọn đường ống chính 2 ................................................ 9
2.1.5

Tính chọn miệng gió ............................................................ 10

2.1.6

Chọn quạt ............................................................................. 10

2.1.7

Tính lại các thơng số đường ống ......................................... 10

2.1.8

Tính tổn thất áp suất ............................................................ 11

2.2

CHỌN VẬT LIỆU...................................................................... 13

2.2.1
2.3

Ống nhựa PVC ..................................................................... 13

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊM CỨU THỰC NGHIỆM ............... 14


2.4

XÂY DỰNG MODEL ............................................................... 17

2.4.1

Giới thiệu về phần mềm Autodesk Inventor ........................ 17

2.4.2

Xây dựng mơ hình trên phần mềm Autodesk Inventor
Professional 2020 ................................................................. 18

2.4.3

Chi tiết mơ hình ................................................................... 19

2.4.4

Mơ hình ống phân phối gió .................................................. 22

CHƯƠNG 3: MƠ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM .................................... 24
3.1

MÔ PHỎNG VỚI ANSYS WORKBENCH 14.0 ...................... 24

3.1.1

Giới Thiệu Ansys ................................................................. 24

3.1.2

Mơ hình dịng chảy k – ε ..................................................... 25

3.1.3

Xử lý số liệu ban đầu ........................................................... 25

3.1.4

Bắt đầu với Project – Model 1 ............................................. 29

3.1.5

Edit Geometry ...................................................................... 29

3.1.6

Xây dựng Mesh .................................................................... 30

3.1.7

Tạo và thiết lập FLUENT .................................................... 36

3.2

THIẾT LẬP THỰC NGHIỆM ................................................... 42

3.2.1

Khảo sát phòng và chọn vị trí lắp đặt cho đường ống. ........ 42

3.2.2

Tiến hành lập bảng thống kê vật tư và lập phương án lắp đặt.

............................................................................................. 42

3.2.3

Tiến hành lắp đặt mơ hình thực nghiệm .............................. 43

3.2.4

Kiểm tra và đánh giá độ hoàn thiện của mơ hình thực
nghiệm. ................................................................................ 49

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MƠ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM .................. 50
4.1

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ............................................................ 50

4.1.1

Kết quả mơ phỏng trước khi lắp đặt đường ống gió ............ 50

4.1.2

Kết quả mô phỏng khi lắp đặt đường ống gió ..................... 53

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................. 57
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 61


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
Các kí hiệu công thức

c: Nhiệt dung riêng khối lượng (J/kg độ)
𝜌: Trọng lượng riêng (kg/m3)
α1 (w/m2độ) hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà
α2 (w/m2độ) hệ số tỏa nhiệt phía ngồi nhà
F: diện tích nhận bức xạ của bao che, m2
ɛ : hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của vật liệu
Is : cường độ bức xạ mặt trời, w/m2
ω : tốc độ gió, m/s
Q : Lưu lượng trao đổi khơng khí, m3/ h
AC/h : bội số trao đổi gió
V: Thể tích, m3
S : tiết diện ống, m2
n : số lượng miệng gió
vmg : tốc độ gió, m/s
∆p: tổn thất áp suất, Pa
∆Pms : Trở kháng ma sát trên đường ống, mmH2O
∆Pcb : Trở kháng cục bộ, mmH2O
Rms : Trở kháng ma sát, mmH2O
δ: độ dày, mm
λ: độ dẫn nhiệt, w/m oC
q : mật độ dòng nhiệt, w/ m2

i


Chữ viết tắt
ĐHKK: Điều hịa khơng khí
AHU: air handing unit
FCU: Fan coil unit
VRV: Variable Refrigerant Volume

PVC: Poly Vinyl Clorua

ii


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2. 1 Tổng hợp kết quả tính tốn cho đường ống gió ....................................... 13
Bảng 3. 1 Các vật thể trong phòng............................................................................ 20
Bảng 3. 2 Bảng số liệu nhiệt độ bề mặt .................................................................... 28
Bảng 3. 3 Danh sách thống kê vật tư ........................................................................ 42
Bảng 3. 4 Số liệu thực nghiệm sau khi hồn thành thi cơng .................................... 56
Bảng 4. 1 Số liệu thực nghiệm trước khi lắp đặt đường ống gió(oC) ...................... 56
Bảng 4. 2 Số liệu thực nghiệm sau trước khi lắp đặt đường ống gió(ͦ C) ................. 57
Bảng 4. 3 So sánh thông số thực nghiệm và mơ phỏng(khơng ống gió) .................. 57
Bảng 4. 4 So sánh thơng số thực nghiệm và mơ phỏng (có ống gió) ....................... 58

iii


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1 Hệ thống Water Chiller ............................................................................... 4
Hình 1. 2 Hệ thống VRV ............................................................................................ 4
Hình 1. 3 Sơ đồ cấu tạo điều hòa của sổ cục bộ ......................................................... 7
Hình 1. 4 Điều hịa của sổ cục bộ hai chiều ................................................................ 7
Hình 1. 5 hệ thống điều hịa cục bộ kiểu multi . ......................................................... 7
Hình 2. 1 Ống nhựa PVC .......................................................................................... 14
Hình 2. 2 Mơ hình phịng Lab được xây dựng trên phần mềm Autodesk Inventor
Professional 2020 ...................................................................................................... 19
Hình 2. 3 Mơ hình Room được dựng trên phần mềm Autodesk Inventor
Professional 2020 ...................................................................................................... 20

Hình 2. 4 Mơ hình các đồ vật trong Room ............................................................... 21
Hình 2. 5 Mơ hình trần nhà được dựng trên phần mềm Autodesk Inventor
Professional 2020 ...................................................................................................... 21
Hình 2. 6 Mơ hình Room Air được dựng trên phần mềm Autodesk Inventor
Professional 2020 ...................................................................................................... 22
Hình 2. 7 Mơ hình đường ống phần phối gió được dựng trên Autodesk Inventor
Professional 2020 ...................................................................................................... 22
Hình 2. 8 Mơ hình ống phân phối gió trong khơng gian Room................................ 23
Hình 2. 9 Mơ hình ống phân phối gió nhìn từ trên xuống ........................................ 23
Hình 3. 1 Phần mềm ANSYS WORKBENCH 14.0 ................................................ 24
Hình 3. 2 Import Geometry > Assembly 1.igs.......................................................... 29
Hình 3. 3 Đặt tên cho Bodies. ................................................................................... 30
Hình 3. 4 Khởi tạo Mesh........................................................................................... 31
Hình 3. 5 Tạo Named Selections cho mặt Wall........................................................ 31
Hình 3. 6 Tạo Named Selections cho mặt Glass ...................................................... 32
Hình 3. 7 Chọn các mặt để tạo bàn ........................................................................... 32
Hình 3. 8 Thiết lập các thơng số trong bảng tùy chọn chia lưới. .............................. 33
Hình 3. 9 Sau khi chia lưới và mặt cắt của lưới........................................................ 33
Hình 3. 10 Hệ số chất lượng cho từng phần tử của mơ hình .................................... 34
Hình 3. 11 Thơng số Skewness và bảng phân loại chất lượng lưới.[8] .................... 35
Hình 3. 12 Tỉ lệ khung là 1 và 20 của biên dạng hình tam giác và hình vng. ...... 35
Hình 3. 13 Thơng số Aspect Ratio ............................................................................ 36
Hình 3. 14 Các bước khởi tạo Fluid Flow (FLUENT). ............................................ 36
Hình 3. 15 Giao diện cài đặt của FLUENT .............................................................. 37
Hình 3. 16 Setup thơng số cho General. ................................................................... 37
Hình 3. 17 Setup thơng số cho Models ..................................................................... 38
Hình 3. 18 Setup thơng số cho Materials .................................................................. 38
Hình 3. 19 Setup thơng số cho Cell Zone Conditions. ............................................. 39
Hình 3. 20 Setup thơng số cho glass ......................................................................... 39
Hình 3. 21 Setup thơng số cho Inletcoolair .............................................................. 40

Hình 3. 22 Setup thơng số cho inletcoolair ............................................................... 40
Hình 3. 23 Thiết lập thuộc tính Hybrid Initialization ............................................... 41
Hình 3. 24 Setup giá trị cho Run Calculation. .......................................................... 41
Hình 3. 25 Thiết kế sơ bộ.......................................................................................... 42
Hình 3. 26 Bản vẽ trên CAD..................................................................................... 43
Hình 3. 27 Đo đạc và tiến hành cắt ống thành từng đoạn ......................................... 43
iv


Hình 3. 28 Đo vị trí đặt ti .......................................................................................... 44
Hình 3. 29 Ước lượng vị trí đặt ống ........................................................................ 44
Hình 3. 30 Khoan ti đặt ống tại các điểm đã đánh dấu ............................................. 45
Hình 3. 31 Khoan ti đặt quạt Bắt ti lên trần .............................................................. 46
Hình 3. 32 Bắt Tacke sắt để nối ti............................................................................. 47
Hình 3. 33 Đo và lắp đặt quạt ................................................................................... 47
Hình 3. 34 Lắp đặt và cố định đường ống ................................................................ 48
Hình 3. 35 Đo vận tốc gió tại đầu ra của ống gió ..................................................... 49
Hình 4. 1 Trường nhiệt độ của mặt cắt 1 (trục YZ ) ................................................. 50
Hình 4. 2 Trường nhiệt độ của mặt cắt 2 (trục YZ ) ................................................. 50
Hình 4. 3 Trường nhiệt độ mặt cắt XZ ..................................................................... 51
Hình 4. 4 Trường vận tốc mặt cắt YZ ....................................................................... 51
Hình 4. 5 Luồng khơng khí sau khi ra khỏi dàn lạnh ............................................... 52
Hình 4. 6 khơng khí chuyển động theo hướng vector .............................................. 52
Hình 4. 7 Trường nhiệt độ của mặt cắt (trục YX ) ................................................... 53
Hình 4. 8 Trường nhiệt độ của mặt cắt 1 (trục YZ ) ................................................. 53
Hình 4. 9 Trường vận tốc mặt cắt YX ...................................................................... 54
Hình 4. 10 Trường vận tốc mặt cắt YZ ..................................................................... 54
Hình 4. 11 Luồng khơng khí sau khi ra khỏi ống gió ............................................... 55
Hình 4. 12 khơng khí chuyển động theo hướng vecto .............................................. 55
Hình 4. 13 Vị trí đặt cảm biến trên mặt cắt YZ ........................................................ 56

Hình 4. 14 Biểu đồ nhiệt độ mơ phỏng và thực tế .................................................... 58
Hình 4. 15 Biểu đồ nhiệt độ mô phỏng và thực tế .................................................... 58

v


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt những năm gắn bó tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
TP.HCM, chúng em đã được sự dạy dỗ ân cần, tận tình của Thầy Cơ giáo trong
trường, đặc biệt là Thầy Cô giáo trong bộ môn Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh. Chúng
em xin chân thành cảm ơn:
Toàn thể giáo viên trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã dạy dỗ,
giúp đỡ chúng em trong suốt q trình học tập.
Tồn thể Thầy Cơ bộ môn Công nghệ Nhiệt – Điện lạnh đã cung cấp cho
chúng em những kiến thưc bổ ích trong suốt quá trình học tập.
Gia đình, bạn bè đã cổ vũ, động viên chúng em trong suốt quá trình ngồi trên
giảng đường đại học.
Đặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS. Đặng Hùng
Sơn đã tận tình truyền đạt kiến thức chuyên môn kỹ thuật như INVENTOR,
ANSYS,..... Ngồi vốn kiến thức được tiếp thu trong q trình học tập và làm đồ án,
thầy còn truyền tin thần, lịng nhiệt huyết trong cơng việc, vượt qua mọi áp lực để
có thể hồn thành đồ án.
Trong suốt q trình thực hiện đồ án chắc chắn không tránh khỏi những thiếu
sót. Chúng em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các Thầy, các Cơ để
chúng em có thể cải thiện cả về mặt kiến thức chuyên môn cũng như thái độ học tập
và làm việc sau này.

vi

TĨM TẮT
Đồ án “Đánh giá, mơ phỏng các yếu tố ảnh hưởng đến phân phối gió trong hệ
thống điều hịa khơng khí vùng khơng gian nhỏ hẹp tại xưởng nhiệt” là đồ án cuối
khố dành cho sinh viên ngành cơng nghệ kỹ thuật Nhiệt, trường Đại học Sư phạm
Kỹ thuật TP.HCM. Đồ án sẽ bao gồm 3 nội dung chính là tính tốn, thiết kế hệ
thống điều hồ khơng khí phịng họp tại xưởng nhiệt; mơ phỏng phân bố vấn tốc và
nhiệt độ của khơng khí trong phịng bằng phần mềm ANSYS; dựng mơ hình thực tế.
Tính tốn là phần kiểm tra lại kiến thức, phương pháp tính tốn hệ thống điều
hồ khơng khí. Nội dung tính tốn ở đây có nghĩa là trên cơ sở thực tế chúng em sẽ
tính tốn bằng kiến thức của mình, tham khảo các tiêu chuẩn về điều hồ khơng khí
để tính tốn, sau đó thiết kế trên phần mềm INVENTOR.
Mơ phỏng phân bố vấn tốc và nhiệt độ của khơng khí trong phịng bằng phần
mềm ANSYS.
Dựng mơ hình thực tế, dựa vào thiết kế trên chúng em sẽ mua thiết bị dụng cụ
để thi cơng lắp ráp thực tế trên phịng họp.

vii


MỞ ĐẦU
Công nghệ Nhiệt - Điện lạnh là ngành học nghiên cứu về các hệ thống nhiệt và
hệ thống lạnh, ứng dụng khoa học kỹ thuật để thiết kế, vận hành các hệ thống, trang
thiết bị nhiệt - lạnh, phục vụ cho nhu cầu cuộc sống con người cũng như sản xuất
cơng nghiệp. Kỹ sư Kỹ thuật Nhiệt có khả năng thiết kế, chế tạo, lặp đặt, sửa chữa,
vận hành, bảo trì các thiết bị có liên quan đến ngành như: Kỹ thuật nhiệt, kỹ thuật
lạnh, kỹ thuật điều hoà khơng khí, kỹ thuật tiết kiệm năng lượng, năng lượng tái
tạo…
Sinh viên chuyên ngành Nhiệt - Điện lạnh cần phải trang bị những kiến thức
nền tảng về nguyên lý làm việc và cấu tạo của các thiết bị trong các hệ thống điều
hồ khơng khí, hệ thống lạnh cơng nghiệp, hệ thống nhiệt công nghiệp, nhà máy

nhiệt điện, cũng như các hệ thống năng lượng tái tạo, thu hồi nhiệt tải, vấn đề tiết
kiệm và sử dụng hiệu quả năng lượng và những kiến thức chuyên ngành ở mức độ
phù hợp để có thể hiểu được tầm ảnh hưởng của các giải pháp kỹ thuật trong các
vấn đề kinh tế, môi trường và xã hội.
Trong nhiều năm qua trước sự phát triển vượt bậc nền công nghiệp nước ta đã
cho ra các sản phẩm chất lượng, giá thành hợp lý, linh hoạt trong các chi tiết kĩ
thuật và thân thiện với mơi trường. Trong đó có thiết kế hệ thống điều hịa khơng
khí là một hướng đi mới, ứng dụng công nghệ cao, đầy tiềm năng đang được đầu tư
phát triển.

viii


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1

GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
Mục đích của hệ thống điều hịa khơng khí (ĐHKK) và thơng gió là tạo ra sự tiện

nghi và mơi trường khơng khí trong lành cho người sử dụng cũng như giải nhiệt cho các
thiết bị cơ điện. Tạo ra mơi trường khơng khí trong lành theo các thơng số về nhiệt độ, độ
ẩm, đối lưu khơng khí, lọc bụi và kiểm sốt các chất gây ơ nhiễm là quan trọng hàng đầu.
Song song với các điều trên, việc lắp đặt hệ thống ĐHKK phải đảm bảo không tạo ra độ
ồn và rung động lớn bên trong tòa nhà. Đặc biệt chú ý đến việc kiểm soát độ ồn và rung
động của hệ thống ĐHKK và những khu vực yêu cầu độ ồn thấp.
Hệ thống ĐHKK sẽ được cung cấp đến các khu vực sau: văn phòng, cửa hàng, dịch
vụ cơng cộng.... Hệ thống thơng gió sẽ được cung cấp đến các khu vực sau: tầng hầm,
nhà vệ sinh, bếp, phòng kỹ thuật... Hệ thống ĐHKK tại khu vực văn phịng sử dụng máy
lạnh trung tâm sẽ được kiểm sốt nhiệt độ bằng bộ cảm biến nhiệt độ đặt tại khu vực đó,
trong khi hệ thống máy lạnh dạng hai mảnh sẽ được sử dụng cho phòng riêng biệt như

phòng bảo vệ, khu căn hộ,... Tại đây nhiệt độ được điều khiển bằng remote từ xa hoặc có
dây.
1.2

Ý NGHĨA CỦA ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
Phát triển kinh tế ln gắn liền với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Ngày nay kỹ

thuật điều hồ khơng khí liên tục phát triển để đáp ứng yêu cầu cuộc sống của con người
trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất.
Các thông số cơ bản của mơi trường có ảnh hưởng đến q trình trao đổi nhiệt giữa
môi trường và con người là:

1.3

-

Nhiệt độ của khơng khí.

-

Độ ẩm tương đối của khơng khí.

-

Tốc độ chuyển động của dịng khơng khí.

-

Nồng độ các chất độc hại trong mơi trường khơng khí.

ẢNH HƯỞNG CỦA MƠI TRƯỜNG ĐẾN CON NGƯỜI

1.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ.
Nhiệt độ bên trong cơ thể của con người luôn ổn định ở 37 ͦ C. Trong suốt quá trình

Trang 1


vận động và làm việc con người luôn thải một lượng nhiệt lượng nhất định vào mơi
trường khơng khí xung quanh. Lượng nhiệt này truyền vào khơng khí bằng đối lưu, bức
xạ. Do vậy khi nhiệt độ khơng khí của môi trường xung quanh thay đổi sẽ ảnh hưởng đến
quá trình truyền nhiệt từ cơ thể con người vào mơi trường. Khi nhiệt độ môi trường quá
cao hoặc quá thấp sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho con người và ảnh hưởng đến sinh
hoạt, lao động của con người.
Điều hồ khơng khí có thể khắc phục được điều này, đối với từng trường hợp cụ thể
hệ thống điều hoà khơng khí là phương tiện có thể tạo ra mơi trường có nhiệt độ từ 24 ͦ C
dến 28oC là môi trường tiện nghi, thoải mái cho các hoạt động của con người.
1.3.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối.
Độ ẩm tương đối của khơng khí là yếu tố quyết định tới mức độ bay hơi, thoát ẩm
từ cơ thể con người ra mơi trường (dưới hình thức đổ mồ hơi).
Nếu độ ẩm tương đối của mơi trường khơng khí xung quanh giảm xuống lượng ẩm
thoát ra từ cơ thể con người dễ dàng bay hơi vào khơng khí, điều này có nghĩa là cơ thể
thải nhiệt ra mơi trường khơng khí xung quanh nhiều hơn. Trái lại nếu độ ẩm tương đối
lớn q sẽ hạn chế q trình thốt ẩm của cơ thể, mồ hơi tốt ra, bay hơi kém sẽ bám lại
trên da gây cảm giác khó chịu. Thông thường khi nhiệt độ ở vào khoảng 24 ͦ C đến 27 ͦ C,
để con người có cảm giác thoải mái dễ chịu thì độ ẩm tương đối của khơng khí vào
khoảng 60% đến 65%.
1.3.3 Ảnh hưởng của nồng độ các chất độc hại.
Khơng gian điều hồ khơng khí là một khơng gian tương đối kín, trong đó con
người có thể sống hay lao động sản xuất.

Ngồi sự ơ nhiễm do các yếu tố khách quan như bụi bặm, các chất độc hại có sẵn
trong khơng khí con người và các hoạt động của mình cũng là một trong những nguyên
nhân chủ yếu gây ra sự ô nhiễm không khí trong khơng gian cần điều hồ. Những ngun
nhân gây ô nhiễm do con người tạo ra: Do hô hấp, do hút thuốc lá, do những loại mùi
khác nhau toả ra từ cơ thể con người phát sinh trong quá trình sinh hoạt, sản suất... Đây
cũng chính là ngun nhân, nguồn gốc làm giảm lượng O2, gia tăng lượng CO2 gây ra
cho con người một cảm giác ngột ngạt, khó chịu.

Trang 2


1.4

MỘT SỐ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA PHỔ BIẾN

1.4.1 Hệ thống điều hòa trung tâm giải nhiệt bằng nước (Water Chiller)
Dùng máy lạnh trung tâm (Chiller) đặt tại gian máy cung cấp nước lạnh cho tồn
cơng trình bằng hệ thống bơm nước lạnh tới các AHU, FCU. Phương án điều hòa khơng
khí trung tâm cịn bao gồm rất nhiều loại khác nhau:
-

Điều hoà trung tâm với chất tải lạnh nước: Máy lạnh trung tâm chỉ sản xuất

ra nước lạnh và cung cấp tới các thiết bị trao đổi nhiệt đặt tại các phịng bằng hệ
thống bơm.
-

Điều hồ trung tâm với chất tải lạnh khơng khí: Máy lạnh trung tâm sản

xuất ra khơng khí lạnh cung cấp tới các phịng chức năng bằng hệ thống đường

ống gió.
Ngồi ra điều hồ khơng khí trung tâm còn được phân loại theo hai cách giải nhiệt
cho máy lạnh chính: giải nhiệt bằng nước và giải nhiệt bằng khơng khí.
• Ưu điểm:
-

Tiết kiệm năng lượng

-

Thích hợp với các cơng trình có hệ số sử dụng đồng thời lớn, mặt bằng cần

điều hoà rộng, nhiệt độ điều hịa cần xuống thấp.
-

Đảm bảo được các thơng số về nhiệt độ, độ ẩm, khí sạch.

-

Đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về tiện nghi nhiệt cho con người: nhiệt độ, lưu

lượng gió tươi...
-

Hệ thống điều khiển cơng suất lạnh linh hoạt nhờ bảng điều khiển đặt tại

từng phòng.
-

Với các cơng trình, khi thết kế kiến trúc, đã bố trí các khu vực đặt máy, sẽ

không gây ảnh hưởng xấu tới kiến trúc cơng trình.
• Nhược điểm:
-

Phải có khơng gian đặt các thiết bị: máy lạnh trung tâm, bơm nước lạnh...

-

Giá thành đầu tư ban đầu khá lớn.

-

Hệ thống lớn tương đối cồng kềnh, cần khoảng không gian trên trần giả

nhiều để đi ống.
-

Khơng phù hợp đối với cơng trình có tần suất hoạt động khơng liên tục.

Trang 3