Tài liệu tính toán các hệ thống điều hòa không khí, Chương 2 ppt

Chương 2: Vai trò và ứng dụng của điều
hòa không khí
Điều hòa không khí là một lĩnh vực quan trọng của Kỹ thuật
lạnh. Ngày nay kỹ thuật điều hòa không khí đã trở thành một
ngành khoa học độc lập phát triển vượt bật và bổ trợ đắc lực cho
nhiều ngành khác.
a.
ứng dụng trong công nghiệp:
Điều hòa không khí đã hỗ trợ đắc lực cho nhiều ngành kinh
t
ế như: công nghiệp dệt, thuốc lá, chè, các nhà máy bột và giấy,
xưởng in ấn,
…và không thể thiếu trong các ngành kỹ thuật thông
tin, vô tuyến điện tử, vi tính, máy tính, quang học, cơ khí chính
xác, sinh học, vi sinh,… mới đảm bảo được chất lượng sản phẩm.
Điều h
òa không khí không chỉ mang lại kết quả cao trong các
ngành công nghiệp sản xuất mà còn tăng năng suất cho ngành chăn
nuôi. Người ta đ
ã thí nghiệm và kết luận rằng năng suất chăn nuôi
sẽ tăng lên khoảng 10 - 15% nếu ta điều chỉnh được nhiệt độ và tạo
ra khí hậu thích hợp cho từng loại vật nuôi.
b. ứng dụng trong sinh hoạt và đời sống :
Điều hòa tiện nghi ngày càng trở nên quen thuộc đặc biệt
trong các ngành y tế, văn hóa, thể duc thể thao, vui chơi giải trí và
du l
ịch….
Hiện nay, ngành điều hòa không khí nói riêng và ngành Lạnh
nói chung đ
ã trở thành một ngành có đóng góp và ý nghĩa hết sức
quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế nước nhà.

1.3.2. Mục đích và ý nghĩa của điều hòa không khí.
Điều hòa không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra bên
trong các công trình ki
ến trúc một môi trường không khí trong
sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định
phù hợp với sự thích nghi của cơ thể con người, làm cho con người
cảm thấy dễ chịu, thoải mái không nóng bức vào về mùa hè, không
rét bu
ốt về mùa đông, bảo vệ sức khỏe, phát huy năng suất lao
động.
Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con người,
điều h
òa không khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình
công ngh
ệ khác nhau mà những quá trình công nghệ đó chỉ có thể
được tiến h
ành tốt trong môi trường không khí có nhiệt độ và độ
ẩm nằm trong giới hạn nhất định, ngược lại sản lượng cũng như
chất lượng sản phẩm sẽ bị giảm.
1.4. Hệ thống Điều hòa không khí.
Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp máy móc, thiết
bị, dụng cụ để tiến hành các quá trình xử lý không khí như: sởi
ấm, l
àm lạnh, khử ẩm, gia ẩm điều chỉnh khống chế và duy trì các
thông s
ố vi khí hậu trong nhà như: nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí t-
ươi, sự tuần hoàn không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu
tiên nghi và công nghệ.
Do tính chất phức tạp và đa dạng của không gian điều hòa
không khí cho nên h

ệ thống điều hòa không khí có rất nhiều chủng
loại khác nhau. Việc phân loại hệ thống điều hòa không khí được
tiến hành nhiều cách, thường phổ biến hơn là cách phân loại theo
tính tập trung, theo cách này thì hệ thống điều hòa được chia làm
ba lo
ại: đó là hệ thống điều hòa cục bộ, hệ thống điều hòa tổ hợp
gọn và hệ thống trung tâm nước. Nhưng ở đây em chọn cách phân
loại theo chất tải lạnh. Theo cách này thì hệ thống điều hòa không
khí được chia làm hai loại chính: đó là loại không sử dụng chất tải
lạnh ( làm lạnh trực tiếp không khí bằng dàn bay hơi) hay còn gọi
là hệ thống trực tiếp và loại sử dụng chất tải lạnh (làm lạnh không
khí thông qua môi chất lạnh là nước hoặc nước muối ) loại này hay
còn g
ọi là hệ thống gián tiếp qua nước làm lạnh với dàn FCU và
AHU.
1.4.1. Hệ thống điều hòa không khí không sử dụng chất tải
lạnh.
Trong trường hợp các không gian cần điều hòa không khí có
kích th
ước nhỏ, các yêu cầu kỹ thuật không phức tạp thông thường
người ta sử dụng máy điều hòa cửa sổ, máy điều hòa hai mảng hay
máy điều h
òa nguyên cụm tùy vào từng điều kiện cụ thể. Nói
chung loại hệ thống điều hòa này chủ yếu có dàn lạnh đặt ngay
trong hoặc gần với không gian điều hòa. Hệ thống này xét về mặt
thiết bị so với hệ thống có sử dụng Chất tải lạnh thì hệ thống này ít
thi
ết bị hơn. Trong hệ thống này có thể chia ra làm nhiều loại theo
công suất lớn nhỏ khác nhau…
1.4.1.1. Máy điều hòa cửa sổ.

Máy điều hòa cửa sổ là loại máy điều hòa không khí nhỏ nhất
cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Về cấu
tạo toàn bộ các thiết bị chính như: máy nén, dàn ngưng, dàn bay
hơi, quạt giải nhiệt, quạt gió lạnh v
à các thíêt bị điều khiển…được
lắp đặc trong một vỏ gọn nhẹ. Loại máy này người sử dụng muốn
đư
a máy vào hoạt động thì chỉ việc lựa chọn vị trí lắp đặt thích hợp
rồi đục tường hay cửa sổ gắn vào (phía lạnh hướng vào không gian
c
ần điều hòa, khối nóng hướng ra ngoài trời). Năng suất lạnh
không quá 7 kW (24.000 Btu/h).
Máy điều hòa cửa sổ có các ưu - nhược điểm chủ yếu sau:
* Ưu điểm.
- Chỉ cần cắm phích điện là áy chạy được, không cần công
nhân lắp đặt có tay nghề cao.
- Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi.
Hình 1.Vị trí lắp đặt máy điều hoà cửa sổ
- Nhiệt độ phòng được điều chỉnh nhờ thermostat với độ dao
động khá lớn.
- Có sưởi ấm bằng bơm nhiệt.
- Vốn đầu tư ban đầu thấp.
- Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình.
* Nh
ược điểm.
- Không khống chế được độ ẩm.
- Khả năng làm sạch không khí kém.
- Độ ồn cao và tăng sau một thời gian sử dụng.
- Tính mỹ quan kém, khó bố trí trong phòng hơn so với các
loại khác.

- Điều chỉnh on - off.
-
Do đặc điểm loại máy này phải lắp xuyên qua tường điều
này làm hạn chế khả năng phân phối không đều lượng gió lạnh đến
các nơi khác trong cùng không gian điều h
òa.
- Khó s
ử dụng cho các tòa nhà cao tầng vì làm mất mỹ
quang và phá vỡ kiến trúc.
1.4.1.2. Máy điều hòa hai và nhiều mảng.
1. Máy điều hòa block.
Lo
ại máy này được tạo nên từ hai phần rời nhau: phần lắp
trong không gian điều h
òa gồm dàn lạnh, bộ điều khiển, quạt ly
tâm và ống tiết lưu được bố trí trong một mảng còn phần lắp bên
ngoài bao g
ồm máy nén, dàn nóng và quạt dàn nóng các thiết bị
này cũng được lắp chung trong một mảng. Hai cụm được nối với
nhau bằng các đường ống gas đi và về.
* Ưu điểm.
- Dễ lắp đặc, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào
kêt c
ấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặc, đảm bảo thẩm mỹ cao.
- Độ ồn trong nhà ít, phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được
sử dụng rộng rãi trong gia đình.
* Nhược điểm.
- Nhược điểm chủ yếu là không lấy được gió tươi.
- Chi phí và giá thành ban đầu cao.
- Khi lắp đặt cần có thợ chuyên môn mới lắp đặt được. Dàn

l
ạnh cao hơn dàn ngưng nhưng không nên quá 3 m, và chiều dài
đường ông dẫn gas không quá 10m.
- Gây ồn phía ngoài nhà có thể làm ảnh hưởng đến các nhà
bên c
ạnh.
2. Máy điều hòa nhiều mảng.
Tr
ước tình hình đó vào đầu năm 1994, hãng Daikin của Nhật
bản giới thiệu máy điều hòa nhiều cụm (multi - system) gồm một
cụm dàn nóng và 3 đến 5 cụm dàn lạnh, ngoài ra còn có loại từ 2
đến 7 cụm d
àn lạnh, 1 chiều và 2 chiều dùng cho một hộ gia đình
có nhi
ều phòng. Các loại dàn lạnh cho máy điều hòa nhiều cụm rất
đa dạng, từ loại treo tường truyền thống đến loại treo trần, treo tr
ên
sàn, giấu trần có hoặc không có ống gió với năng suất lạnh của các
dàn lạnh như thông thường từ 2,5 đến 6,0 thậm chí 7,0 kW.
* Ưu điểm.
So với hệ thống hai mảng thì hệ thống nhiều mảng có nhiều -
ưu điểm vợt trội hơn.
- Có thể điều chỉnh năng suất bằng máy biến tần.
- Có thể sử dụng lạnh đồng thời hoặc không đồng thời.
- Các loại dàn lạnh rất đa dạng.
- Khả năng lắp đặt phong phú và rộng rải hơn.
* Nhược điểm.
- Chi phí và giá thành ban đầu cao.
- Năng suất lạnh còn hạn chế, chưa sử được cho các công
trình lớn.

3. Máy điều hòa VRV (Variable Refrigerant Volume).
Máy điều hòa VRV cũng là loại máy điều hòa gồm một cụm
dàn nóng và nhiều cụm dàn lạnh ( từ 8 đến 16) của hảng Daikin
với các đặc điểm chiều dài đường ống gas lên đến 150 m, độ cao
giữa dàn nóng và dàn lạnh lên tới 50 m và độ cao giữa các dàn lạnh
lên tới 15 m, điều chỉnh năng suất lạnh bằng máy biến tần thông
qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất, với 21 bậc điều chỉnh.
Thực chất máy điều hòa VRV là phát triển máy điều hòa tách về
mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh đặt trực tiếp trong các
phòng, tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đương ống giữa cụm
dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các tòa nhà cao tầng
kiểu văn phòng và khách sạn mà từ trước đến giờ hầu như chỉ có
hệ thống điều hòa trung tâm nước đảm nhiệm.
Máy điều h
òa VRV có các đặc điểm sau:
- Tổ ngưng tụ có hai máy nén, trong đó một máy nén điều
chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on - off máy còn lại điều chỉnh năng
suất lạnh theo máy biến tần nên có thể điều chỉnh từ 0 đến 100 %
gồm 21 bậc. Đảm bảo năng lượng tiết kiệm rất hiệu quả.
- Các máy VRV có dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau
tạo thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ
nhỏ (7 kW) đến hàng ngàn kW cho tòa nhà cao hàng trăm mét với
hàng trăm ph
òng đa chức năng.
- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng
nhu cầu vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm.
- Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm phòng trong cùng một
hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao.
- Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên Daikin
đã dùng máy biến tần điều chỉnh năng suất lạnh làm cho hệ số lạnh

không những được cải thiện mà còn vượt nhiều hệ máy thông
dụng.
- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó
cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 50 m và các dàn
l
ạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15 m, đường ống dẫn môi chất
lạnh từ dàn nóng đến dàn lạnh xa nhất tới 100 m tạo điều kiện cho
việc bố trí máy dễ dàng trong các nhà cao tầng, văn phòng, khách
s
ạn…
- Độ tin cậy và chất lượng cao, do các thiết bị được lắp ráp,
chế tạo toàn bộ tại nhà máy.
- Kh
ả năng bảo dưởng, sửa chữa rất năng động và nhanh
chóng nh
ờ các thiết bị tự phát hiện hư hỏng chuyên dùng cũng như
sự kết nối để phát hiện hư hỏng tại trung tâm qua internet.
- Hệ thống VRV có 3 kiểu dàn nóng: một chiều, hai chiều
bơm nhiệt v
à thu hồi nhiệt và có 9 kiểu dàn lạnh khác nhau với tối
đa 6
cấp công suất lạnh rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng
thích h
ợp với các kiểu cấu trúc khác nhau đáp ứng tính thẩm mỹ đa
dạng của khách hàng.
- H
ệ thống VRV có một nhược điểm là không lấy được gió
tươi và vốn đầu tư ban đầu cao.