Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho Trung tâm văn hoá Hà Tĩnh - UBND Tỉnh Hà Tĩnh

cửa lớn có chiều rộng 3,6 m chiều cao 3,2 m. còn ở hướng Tây của toà nhà bố trí 2 cửa phụ với chiều rộng mỗi cửa 2,4 m , chiều cao 2,5 m. Riêng với hội trường bố trí 5 cửa giống nhau với chiều rộng 2,5 m, chiều cao 2,7 m, được bố trí theo 5 hướng khác nhau: Đông, Đông Nam, Đông Bắc, Tây Nam và Tây Bắc. Lời nói đầu Việt Nam là đất nước nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới nóng ẩm. Vì vậy kỹ thuật thông gió, điều tiết không khí là một trong những nghành có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với đời sống con người và sản xuất. Môi trường không khí là yếu tố vô cùng quan trọng đối với con người. Đó là nơi con người sinh sống, lao động và phát triển. Mọi sự thay đổi của moi trường không khí về nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ các chất độc hại…đều gây tác động trực tiếp tới sức khoẻ con người, quá trình công nghệ …Chính vì vậy từ xưa con người đã biết tạo ra môi trường vi khí hậu thích hợp để đảm bảo cho cuộc sống, hạn chế những tác động của môi trường không khí khắc nghiệt. Ngày nay, trên tất cả các miền của đất nước ta, các công trình văn hoá, nhà ở, văn phòng, khách sạn, bệnh viện, phân xưởng sản xuất đã và đang xây dựng trong đó không thể thiếu phần trang bị các hệ thống đIều hoà không khí để taọ ra môi trường không khí tiện nghi cho sinh hoạt cho con người và cho quy trình công nghệ sản xuất. Với thế gới, kyz thuật đIều hoà không khí đã được phát triển từ lâu nhưng với Việt Nam thì còn là lĩnh vực mới phát triển. Là một sinh viên nghành Nhiệt - Lạnh trong đợt thiết kế tốt nghiệp này em được phân công thiết kế hệ thống đIều hòa không khí cho Trung tâm văn hoá Hà Tĩnh – UBNH Tỉnh Hà Tĩnh , nội dung đồ án của em gồm các chương: Chương I: ảnh hưởng của môi trường khí hậu đến đời sống và sản xuất. Chương II: Các hệ thống điều hoà không khí thông dụng. Chương III: Tính toán nhiệt - ẩm cho công trình. Chương IV: Lập sơ đồ điều hòa không khí, xác định công suất lạnh, năng suất gió. Chương V: Chọn máy, bố trí thiết bị, tính miệng thổi, miệng hồi, chọn quạt gió, tính chọn cách nhiệt. Trong quá trình thực hiện với sự cố gắng của bản thân cùng với sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của thầy giáo hướng dẫn: PGS – TS. Phạm Văn Tuỳ mà em đã hoàn thành tốt đồ án này. Tuy nhiên, do còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức thực tế nên ở bản đồ án này không thể tránh khỏi nhiều sai sót, em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ dẫn của thầy cô để em có được những kiến thức hoàn chỉnh hơn. Em xin chân thành cảm ơn! CHƯƠNG 1: ảnh hưởng của môI trường không khí tới đời sống và sản xuất. 1.1.Đại cương. - Khí quyển bao quanh trái đất là môi trường sống của con người và trong quá trình tiến hoá con người đã thích nghi với môi trường mà mình đang sống. Thành phần của không khí (bảng 1) chủ yếu gồm khí Nitơ, ôxi, cacbonic, hyđro và khí hiếm. Hơi nước luôn tồn tại trong không khí nên gọi là không khí ẩm. Bụi vi khuẩn và các loại vi sinh vật khác được coi là thành phần lạ của không khí. Bụi là các hạt rắn có kích thước từ 1 đến 150 àm. Bảng 1.1.Thành phần của không khí. Tên gọi Công thức hoá học Thành phần khối lượng Thành phần thể tích Nitơ N2 75,47 78,03 Oxi O2 23,19 20,90 Cacbonic CO2 0,04 0,03 Hydro H2 0,00 0,01 Nước H20 Bụi Khí hiếm 1,3 0,94 Ngày nay, công nghiệp hoá hiện đại hoá trên phạm vi toàn thế giới đang diễn ra mạnh mẽ thì nhiều khu công nghiệp đã và đang mọc nên môĩ ngày một nhiều. Chính những khu công nghiệp này mỗi ngày thải vào môi trường không khí khối lượng lớn các bụi bẩn và khí độc. Trong nông nghiệp thì việc chăm sóc cây trồng bằng phân hoá học, thuốc trừ sâu cũng làm cho môi trường bị ô nhiễm lớn. Các phương tiện giao thông mỗi ngày một nhiều cũng thải các khói độc ra môi trường với số lượng ngày một lớn. Chính các khí thải và khí độc này đã làm cho tầng ôzôn bảo vệ trái đất bị phá huỷ dần, làm cho nhiệt độ trái đất mỗi ngày một nóng lên, khí hậu trên trái đất cũng thay đổi nhiều. Việc mưa nắng thất thường, nơi thì hạn hán, nơi thì lụt lội đã xẩy ra ở một số năm gần đây. Đặc biệt Việt Nam là đất nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm thì ảnh hưởng của môi trường không khí rất nặng nề. Vì vậy việc điều tiết không khí và thông gió có ý nghĩa vô cùng to lớn đối với con người và sản xuất. 1.2. Nhiệt độ. Nhiệt độ là yếu tố gây cảm giác nóng, lạnh rõ rệt nhất đối với con người. Cũng như mọi động vật máu nóng khác con người có thân nhiệt không đổi (370C). Để có được nhiệt độ này con người luôn sản sinh ra nhiệt lượng.Trong bất kỳ hoàn cảnh nào (hoạt động vui chơi giải trí, nghỉ ngơi, ăn uống, lao động, hay ngủ…) cơ thể luôn tuần hoàn và sản sinh ra nhiệt lượng nhiều hơn, cơ thể cần duy trì ở nhiệt độ 370C. Vậy nhiệt lượng dư thừa do cơ thể sản sinh ra này cần phải được thải vào môi trường không khí xung quanh qua bề mặt ngoài của cơ thể. Quá trình thải nhịêt này được diễn ra theo 3 phương thức cơ bản sau: truyền nhiệt, đối lưu bức xạ, bay hơi. - Truyền nhiệt bằng đối lưu: là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt ngoài cơ thể người tới không khí xung quanh, nó phụ thuộc vào tốc độ, chuyển động của không khí và hiệu nhiệt độ bề mặt ngoài cơ thể và nhiệt độ không khí xung quanh. Nhiệt độ bề mặt ngoài cơ thể trung bình khoảng 360C và nhiệt độ không khí xung quanh là (tk), thì hiệu nhiệt độ Δt = 36 – tk. Khi tốc độ không khí (φk) lớn (do tác nhân cơ học hay tự nhiên như quạt gió, gió tự nhiên) thì hiệu nhiệt độ Δt lớn. Ví dụ về mùa đông, nhiệt toả ra bằng con đường đối lưu là rất lớn do vậy nhiệt mất mát do truyền nhiệt từ cơ thể con người ra môi trường xung quanh (tạo cho cơ thể cảm giác lạnh). Ngược lại, khi tốc độ không khí (φk) nhỏ (không có quạt hoặc không có gió trời) khi đó hiệu nhiệt độ (Δt ) nhỏ thậm trí bằng không hoặc nhỏ hơn không. Ví dụ: về mùa hè, nhiệt độ môi trường xung quanh thường cao, lúc này nhiệt đối lưu nhỏ, hoặc bằng không, thậm chí cơ thể con người còn nhận thêm nhiệt từ không khí xung quanh, làm cho con người có cảm giác nóng bức, đổ mồ hôi. - Bức xạ: là quá trình truyền nhiệt từ bề mặt ngoài cơ thể tới bề mặt xung quanh của không gian được gới hạn như tường chắn của gian phòng… Nhiệt bức xạ ở đây không phụ thuộc vào tốc độ của không khí mà chỉ phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ bề mặt ngoài của cơ thể và nhiệt độ bề mặt của vật rắn (tW).Trong thực tế, nói chung thành phần nhiệt bức xạ nhỏ, như mùa hè khi nhiệt độ bề mặt tường do tiếp xúc trực tiếp với nắng mặt trời, nhiệt độ bề mặt tường (tW) lớn ( cũng là lúc nhiệt độ không khí lớn ) thì bức xạ có thể bỏ qua. Ta thấy nhiệt đối lưu và nhiệt bức xạ đều phụ thuộc vào hiệu số nhiệt độ và lượng nhiệt này gọi chung là thành phần nhiệt hiện ( qa) toả ra từ cơ thể con người. - Truyền nhiệt bằng bay hơi: là nhiệt toả ra khi có sự bay hơi nước từ cơ thể con người (do mồ hôi, do hơi thở có chứa hơi nước). Lượng nhiệt bay hơi này ta gọi là nhiệt ẩn ( qh ) toả ra từ cơ thể con người. Ngay cả khi nhiệt độ không khí lớn hơn 360C thì cơ thể vẫn thải nhiệt vào môi trường bằng hình thức toả ẩm, cơ thể đổ mồ hôi nhiều hay ít cũng phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí và tốc độ chuyển động của không khí xung quanh cơ thể. Khả năng của con người ví như một cái máy tự động, khi nhiệt độ môi trường không khí xung quanh ( tk ) tăng lên ( về mùa hè ), nhiệt hiện (qh) toả ra do đối lưu và bức xạ giảm, cơ thể con người tự động tiết ra mồ hôi đê bay hơi nước vào môi trường, nghĩa là thành phần nhiệt ẩn ( qa ) tăng lên để đảm bảo luôn có một lượng nhiệt q = qh + qa toả vào môi trường. Quá trình biểu hiện thành phần nhiệt hiện và nhiệt ẩn ( qh , qa ) của con người ở trạng thái tĩnh phụ thuộc vào nhiệt độ không khí xung quanh (Hình 1.1). qh(%) qh(%) 80 60 40 20 80 60 40 20 0 15 20 25 30 35 40 t0kC Hình 1.1.Quan hệ qh , qa phụ thuộc vào nhiệt độ không khí. 1.3. Độ ẩm tương đối ( φ ). Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hôi vào không khí. Sự bay hơi nước vào không khí chỉ diễn ra khi φ < 100%. Nếu không khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và mồ hơi bay hơi vào không khí được nhiều sẽ gây cảm giác dễ chịu hơn ( khi bay hơi 1g mồ hôi, cơ thể thải được nhiệt lượng khoảng 2500 J, nhiệt lượng này tương đương với nhiệt lượng của 1 m 3 không khí giảm nhiệt độ đi 20 C). Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quýêt định tới lượng nhiệt ẩn bay hơi từ cơ thể con người vào không khí, còn không khí có độ ẩm lớn thì chỉ có một lượng nhiệt nhỏ nước trong mồ hôi có thể bay hơi vào không khí nên giá trị nhiệt ẩn nhỏ. Lúc này nếu nhiệt độ môi trường không khí lại cao thì mồ hôi tiết ra lại càng nhiều. Sự ra mồ hôi trên da người phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí được trình bày giới hạn miền mồ hôi trên da ở (hình 1.2). 10 15 20 25 30 t0C Miền có mồ hôi Miền không có mồ hôi Hình 1.2. Miền có và không có mồ hôi. Ta nhận thấy: ở trị số φ bé, cơ thể chỉ có mồ hôi trên da ở nhiệt độ khá cao, còn khi φ lớn cơ thể có cả mồ hôi ở nhiệt độ thấp, khi φ = 75%, trên da có mồ hôi ở cả nhiệt độ thấp hơn 200C. 1.4. Tốc độ lưu chuyển của không khí ( φk ). Ta biết rằng, tốc độ không khí sẽ làm tăng cường độ toả nhiệt và cường độ toả môi chất của cơ thể. Do đó về mùa đông, khi tốc độ không khí lớn sẽ làm tăng sự mất nhiệt của cơ thể gây cảm giác lạnh, ngược lại về mùa hè sẽ tăng cảm giác mát mẻ. Đặc biệt trong điều kiện độ ẩm tương đối lớn thì tốc độ không khí tăng sẽ làm tăng nhanh quá trình bay mồ hôi trên da. Vì vậy về mùa hè ta thường thích sống trong môi trường không khí lưu chuyển mạnh ( có gió trời hoặc quạt gió ). Đây cũng chính là thói quen của người Việt Nam do điều kiện khí hậu nóng ẩm, do đó khi thiết kế thông gió và điều hoà không khí cần phải chú ý một cách phù hợp.Tuy nhiên, tốc độ không khí lớn quá mức cần thiết dễ gây mất nhiệt cục bộ, làm cho cơ thể chóng mệt mỏi. Trong thực tế ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25 m/s. Nhiệt độ không khí xung quanh 16-20 21-23 24-25 26-27 28-29 >30 Tốc độ không khí, m/s <0,25 0,25-0,3 0,4-0,6 0,7-1 1,1-1,3 1,3-1,5 - Như chúng ta thấy cả 3 yếu tố nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc độ không khí xung quanh tác động đồng thời tới quá trình toả nhiệt từ cơ thể con người đến môi trường. Nói cách khác cả 3 yếu tố này tác động tới cảm giác dễ chịu của con người. Có nhiều cách đánh giá tác dụng tổng hợp của 3 yếu tố trên để tìm miền trạng thái vi khí hậu thích hợp với điều kiện sống của con người, gọị là điều kiện tiện nghi chỉ có tính tương đối và nó phụ thuộc vào cường độ lao động và thói quen của từng người, từng lĩnh vực hoạt động. 1.5. Nồng độ chất độc hại. - Ngoài 3 yếu tố kể trên, môi trường không khí còn phải đảm bảo trong sạch nhất định đặc trưng bằng nồng độ các chất độc hại. Các chất độc hại trong không khí thường gặp có thể phân ra các nhóm sau: + Bụi là các hạt, vật mang kích thước, nhỏ, có thể xâm nhập vào đường hô hấp. + CO2 và hơi nước tuy không có độc tính song nồng độ lớn sẽ làm giảm lượng O2 trong không khí. Chúng phát sinh do hô hấp của động vật, thực vật hoặc do đốt cháy các chất hữu cơ hoặc trong các phản ứng hoá họckhác. + Các chất độc dạng khí, hơi (hoặc một số dạng bụi..) phát sinh trong quá trình sản xuất hoặc phản ứng hoá học. - Tóm lại, độ sạch không khí đảm bảo ở mức độ cho phép để con người cảm thấy dễ chịu, thoải mái. 1.6. Độ ồn. Tiếng ồn là một trong những chỉ tiêu của hệ thống điều hà không khí (ĐHKK) vì nó cũng là một những nhân tố đánh giá tiện nghi vi khí hậu. Vì vậy không thể coi thường tiếng ồn khi lắp đặt hệ thống ĐHKK, đặc biệt đối với các công trình văn hoá. - Ngày nay, với việc áp dụng khoa học kỹ thuật để phục vụ đời sống con người không còn gặp mấy khó khăn ví như ngày hôm nay còn nằm trong phòng thí nghiệm thì ngày mai đã có hàng tiêu dùng. Nói tóm lại, đó cũng là việc nêu cao tính thiết thực của khoa học công nghệ nói chung cũng như ngành điều hoà không khí nói riêng. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật thì trình độ chung của xã hội cũng dần được nâng cao để phù hợp với cuộc sống, do vậy mà con người không ngừng học hỏi nâng cao hiểu biết của mình. Khi trình độ nhân loại đã đạt tới một trình độ cao thì ý thức của con người không chỉ tồn tại trong tiềm thức đơn giản mà vươn tới xa hơn, đòi hỏi có một cuộc sống tốt hơn nữa so với những gì mà họ đã đạt được. Chính vì thế, con người luôn chủ động trong lĩnh vực của cuộc sống. - Ngành điều hoà không khí cũng là một nghành công nghiệp được thế giới quan tâm, bởi vì lợi ích của nó đem lại cho con người cũng như sản xuất là rất lớn. Đối với con người việc kết hợp không khí phù hợp với điều kiện tiện nghi để đưa ra một trạng thái không khí phù hợp với con người là một vấn đề khó mà các nghành khác không làm được. Nghành điều hoà không khí đã giải quyết triệt để vấn đề đó. Để đảm bảo được điều kiện đó các nhà khoa học trên thế giới đã ứng dụng thành tựu khoa học, nghiên cứu và ứng dụng vào thực tế, hàng loạt các công ty ra đời đã nghiên cứu các phương pháp tạo ra và duy trì một môi trường không khí phù hợp với con người, đó là những ứng dụng trong nghành điều hoà không khí cụ thể như công ty Trane, National, Mishubishi,…Những ứng dụng của nghành điều hoà không khí trong dân dụng, trong công nghiệp hầu hết ở các quốc gia. Đối với Việt Nam, do kinh tế còn chậm phát triển, trình độ khoa học còn non kém, chính vì lẽ đó việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật vẫn còn gặp những khó khăn. Song việc đưa ra những ứng dụng của nghành điều hoà không khí vào sản xuất để phục vụ cho con người có những khởi sắc.Thực tế, những ứng dụng đã đưa vào công nghiệp như nghành dệt, công nghiệp in, thông tin, bưu điện, hàng không, khai thác mỏ, thể thao, các công trình dân dụng như các khu chung cư, cao ốc, rạp hát, rạp chiếu phim, nhà ga, trung tâm văn hoá,…Một số công trình quan trọng đòi hỏi kinh nghiệm nghiêm ngặt về nhiệt độ ,độ ẩm, độ ồn,…ví như lăng Chủ Tịch Hồ CHí Minh là một đỉên hình, ngoài ra công trình dân dụng như trung tâm văn hoá Hà Tĩnh –UBNH Tỉnh Hà Tĩnh cũng đòi hỏi phải thiết kế sao cho đảm bảo về nhiệt độ và độ ồn cho phép. Chương II: Các hệ thống điều hoà không khí đặc điểm và phạm vi ứng dụng. Hệ thống điều hoà không khí là một trong những máy móc, thiết bị, dụng cụ…để tiến hành các quá trình sử lý không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm …điều chỉnh, khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn phân phối khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ. 2.1. Phân loại các hệ thống điều hoà không khí. Việc phân loại các hệ thống điều hoà không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các nghành kinh tế. Tuy nhiên, có thể phân loại các hệ thống điều hoà không khí theo các đặc điểm sau đây: - Theo mục đích ứng dụng có thể phân ra điều hoà tiện nghi và điều hoà công nghệ. - Theo tính chất quan trọng phân ra điều hoà cấp 1, cấp 2, cấp 3. - Theo tính chất tập trung phân ra hệ thống điều hoà cục bộ, hệ thống điều hoà tổ hợp gọn (các cụm máy gọn ) và hệ thống trung tâm nước. - Theo cách làm lạnh khômg khí phân ra hệ thống trực tiếp ( làm lạnh trực tiếp không khí bằng bay hơi ) hoặc gián tiếp ( qua nước làm lạnh FCU và AHU). Loại gián tiếp có thể phân ra loại khô và loại ướt. Loại khô là loại có dàn ống xoắn trao đổi nhiệt có cánh, nước lạnh đi trong ống còn không khí đi ngoài ống. Loại ướt còn gọi là dàn phun là buồng điều hoà không khí có dàn phun trực tiếp nước lạnh vào không khí cần làm lạnh. Loại khô còn gọi là hệ thống kín và loại ướt gọi là hệ thống hở. - Theo cách phân phối không khí có thể phân ra hệ thống cục bộ hoặc trung tâm. Kiểu cục bộ là xử lý không khí có tính chất cục bộ cho từng gian điều hoà riêng lẻ còn kiểu trung tâm là không khí được xử lý tại một trung tâm và phân phối đến các gian điều hoà bằng ống gió. - Theo chức năng có loại 1 chiều hoặc hai chiều. Máy điều hoà 1 chiều là loại chỉ có một chức năng làm lạnh. Máy điều hoà hai chiều là lọai bơm nhiệt có khả năng làm lạnh vào mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông. - Theo cách bố trí dàn lạnh chia ra loại cửa sổ, treo tường, treo trần, giấu trần hoặc âm trần, giấu trần cassette, giấu trần cassette một cửa hoặc nhiều cửa thổi, tủ tường, kiểu tủ hành lang…. - Theo cách làm mát thiết bị ngưng tụ chia ra loại giải nhiệt gió ( làm mát bằng không khí kiểu dàn quạt ) hoặc giải nhiệt nước ( làm mát bằng nước) hoặc kết hợp gió nước. - Theo chu trình lạnh của máy lạnh nén hơi, hấp thụ, nén khí hoặc ejectơ. - Theo môi chất lạnh của máy nén chia ra máy nén lạnh dùng amoniắc, freôn R22, 134a, 404A, B, 507, 123 hoặc nước… 2.2.Hệ thống điều hoà cục bộ . 2.2.1.Máy điều hoà cửa sổ. Hình vẽ 2.1.Hình dáng bên ngoài máy điều hoà BK. 1-vỏ; 2-nắp mặt; 3-nắp trang trí; 4- vít; 5- phích cắm điện; 6- bảng điều khiển; 7-nắp lật hướng gió ra; 8- giàn ngưng; 9- nắp chụp; 10- ống xả nước ngưng; 11- cửa chớp lấy gió làm mát. a. Đặc điểm Máy điều hoà cửa sổ là loại máy điều hoà không khí nhỏ nhất cả về năng suất lạnh và kích thước cũng như khối lượng. Toàn bộ các thiết bị chính như máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt gió nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi, cửa gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh không quá 7 kW (24.000 Btu/h). Máy điều hoà cửa sổ có ưu nhược điểm chủ yếu sau : b. Ưu điểm: Chỉ cần cắm phíc điện là máy chạy, không cần công nhân lắp đặt có tay nghề cao. Có sưởi ấm mùa đông bằng bơm nhiệt. Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gío tươi. c. Nhược điểm: Nhiệt độ trong phòng được điều chỉnh nhờ themostat với độ giao động khá lớn, độ ẩm tương đối biến đổi theo nên khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo kiểu ON-OFF. Khả năng làm sạch không khí kém. Độ ồn cao, khó bố trí trong phòng hơn so với loại hai cụm. Phải đục một khoảng để bố trí máy. d. Phạm vi sử dụng: Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình. Không sử dụng cho các toà nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc. 2.2.2.Máy điều hoà hai cụm. a. Đặc điểm: Máy điều hoà hai cụm là máy điều hoà được phân ra làm hai cụm, một cụm đặt trong nhà và một cụm đặt ngoài trời. Cụm ngoài trời gồm lốc (máy nén), động cơ quạt hướng trục. Hai cụm được nối với nhau bằng các đường ống gas đi về. Đường ống nước ngưng từ dàn bay hơi ra và đường dây điện đôi khi được bố trí dọc theo hai đường ống này và bọc thành một búi ống. Máy điều hoà hai cụm có ưu nhược điểm sau đây : b.Ưu điểm: máy điều hoà hai cụm giảm được tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên sử dụng rộng rãi trong gia đình. Dễ lắp đặt, dễ bố trí dàn lạnh và dàn nóng, ít phụ thuộc vào kết cấu nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt, chỉ phải đục tường một lỗ nhỏ có đường kính 70 mm, đảm bảo thẩm mỹ cao. c.Nhược điểm: là không lấy được gió tươi nên cần có quạt lấy gió tươi ống dẫn gas dài hơn, dây điện dài hơn, giá thành đắt hơn so với máy điều hoà 1 cục. Hình 2.2. Máy điều hoà 2 cụm. d. Phạm vi sử dụng: thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình. Khó sử dụng cho các toà nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan. 2.3. Hệ thống điều hoà (tổ hợp gọn). 2.3.1. Máy điều hoà tách. 2.3.1.1.Máy điều hoà tách không ống gió . a. Đặc điểm. Có thể nói, nhiều máy điều hoà tách của hệ thống điều hoà gọn và của hệ thống điều hoà cục bộ chỉ khác nhau về kích cỡ máy hay năng suất lạnh. Do năng suất lạnh lớn hơn nên kết cấu của cụm dàn nóng và dàn lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng hơn. Cụm dàn nóng có kiểu quạt hướng trục thổi lên trên với 3 mặt dàn. Cụm dàn lạnh cũng đa dạng hơn rất nhiều ngoài loại treo tường còn có loại treo trần, giấu trần, kê sàn, giấu tường… b. Ưu nhược điểm của các lọai máy này giống như máy cục bộ 2 cụm. c. Nhược điểm chính của máy này là không có khả năng lấy gió tươi nên cần có quạt thông gió đặc biệt cho các không gian đông người hội họp, làm việc khi gió lọt qua cửa không đủ cung cấp ôxi cho phòng. Thường người ta bố trí quạt xả gắn trên tường sát trần nhà. Không khí nóng bốc lên trên được hút xả ra ngoài, không khí tươi sẽ tự động lọt vào phòng qua các kẽ hở như khe cửa sổ, cửa ra vào, hoặc chớp gió bố trí ở cửa ra vào. Thông gió theo kiểu này dễ gây động sương vì khí tươi có nhiệt độ và độ ẩm lớn. d. Phạm vi ứng dụng. Máy điều hoà tách không ống gió thường sử dụng cho các hội trường, nhà khách, nhà hàng tương đối rộng. 2.3.1.2.Máy điều hoà có ống gió. a. Đặc điểm. Máy điều hoà tách có ống gió thường được gọi là máy điều hoà thương nghiệp kiểu tách, năng suất lạnh từ 24.000 Btu/h. Dàn lạnh bố được trí quạt ly tâm cột áp nên có thể lắp thêm ống gió để phân phối đều gió trong phòng rộng hoặc đưa gió đi xa phân phối cho nhiều phòng khác Loại máy điều hoà này gồm 2 chủng loại: loại một chiều và loại hai chiều nóng lạnh. b. Ưu nhược điểm cũng tương tự tách không ống gió có khác là cửa gió tươi, cần có tiêu âm trên đường ống hút và cấp nếu dùng cho điều hoà tiện nghi. c.Phạm vi ứng dụng. Sử dụng thích hợp cho các phòng rộng, cửa hàng thương nghiệp, siêu thị, nhà hàng, phân xưởng sản xuất, phòng thí nghiệm, bệnh viện, trường học, văn phòng, trung tâm thể thao, hội trường, rạp hát,… 2.3.2.Máy điều hoà nguyên cụm. 2.3.2.1.Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt gió. a. Đặc điểm. Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt gió lá máy điều hoà có năng suất lạnh trung bình và lớn, chủ yếu dùng cho thương nghiệp. Cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn liền với nhau và thành một khối duy nhất. Quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao. Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và ống gió hồi. Ngoài khả năng lắp máy trên mái bằng của phòng điều hoà còn có khả năng lắp máy ở ban công hoặc mái hiên phía sau phòng, sau đó bố trí đường ống gió cấp, đường gió hồi hợp lý và đúng kỹ thuật. Dàn ngưng giải nhiệt bằng gió. b. Máy điều hoà lắp mái có ưu điểm cơ bản: Do máy được sản xuất và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ hoạt động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối đường ống gió là sẵn sàng hoạt động. Lắp đặt nhanh chóng, vận hành bảo dưỡng, vận chuyển dễ dàng. Có cửa lấy gió tươi. c. Phạm vi ứng dụng. Sử dụng thích hợp cho các phòng rộng, nhà ở lớn, cửa hàng thương nghiệp, siêu thị, nhà hàng,phân xưởng sản xuất, phòng thí nghiệm, bệnh viện, trường học, văn phòng, trung tâm thể thao, hội trường, rạp hát,… 2.3.2.2.Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước. a. Đặc điểm. Do bình ngưng giải nhiệt nước rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt như dàn ngưng giải nhiệt gió nên thường được bố trí với máy nén và dàn bay hơi thành một tổ hợp hoàn chỉnh. Toàn bộ máy và thiết bị lạnh như máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi và các thiết bị khác được bố trí gọn trong một vỏ dạng tủ. phía trên dàn bay hơi là quạt ly tâm. Do bình ngưng làm mát bằng nước nên máy thường đi kèm với tháp giải nhiệt và bơm nước. Tủ có cửa lấy gió cấp để lắp đường ống gió phân phối và cửa gió hồi cũng như cửa lấy gió tươi, các phin lọc trên đường ống gió. b. Máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước có ưu nhược điểm: - Được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước làm mát và hệ thống ống gió nếu cần là sẵn sàng hoạt động. - Vận hành kinh tế trong điều kiện tải trọng thay đổi. - Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên nghành lạnh, vận hành, bảo dưỡng, vận chuyển dễ dàng. - Có cửa lấy gió tươi. - Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất (sợi, dệt,…) và các cửa hàng, siêu thị chấp nhận độ ồn cao. d. Phạm vi sử dụng. Sử dụng thích hợp cho các phòng rộng, nhà ở, cửa hàng thương nghiệp, siêu thị, nhà hàng, phân xưởng sản xuất, phòng thí nghiệm, bệnh viện, văn phòng, trung tâm, thể thao, rạp hát,… 2.3.3.Máy điều hoà VRV. a.Đặc điểm. Do các hệ thống ống gió và sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, ống quá cồng kềnh, tốn nhiều không gian và diện tích lắp đặt, tốn nhiều vật liệu làm đường ống nên hãng Daikin của Nhật Bản đưa ra giải pháp VRV là điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh. Thực chất, là phát triển máy điều hoà tách về mặt năng suất lạnh cũng như số dàn lạnh trực tiếp đặt trong các phòng ( lên 8 thậm trí 16 dàn lạnh), tăng chiều cao lắp đặt và chiều dài đường ống giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh để có thể ứng dụng cho các toà nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn, mà từ trước chỉ hầu như chỉ có hệ thống điều hoà trung tâm nước đảm nhiệm, vì so với ống gió thì ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều. b. Máy điều hoà VRV có ưu điểm: - Điều chỉnh năng xuất lạnh theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc, đảm bảo năng suất lạnh lại rất hiệu quả. - Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm. - Các máy VRV có dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau. - Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng cao. - Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi hiệu suất cao. - Giống như máy điều hoà 2 cụm, máy VRV có nhược điểm là không lấy được gió tươi nên Daikin đã thiết kế thiết bị hồi nhiệt lấy gió tươi đi kèm rất hiệu quả. Thiết bị thu hồi nhiệt này không những hạ được nhiệt độ còn hạ được cả độ ẩm của gió tươi đưa vào phòng. Hình 2.3.Phương án bố trí máy điều hoà VRV. 1-cụm dàn nóng; 2- cụm dàn lạnh bay hơi trực tiếp. d. Phạm vi ứng dụng: sử dụng thích hợp cho nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn,… 2.4.Hệ thống điều hoà trung tâm nước. a. Đặc điểm. Hệ thống điều hoà trung nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 70C để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yếu là: - Máy làm lạnh nước (Water chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 120 C xuống 70C. - Hệ thống làm lạnh nước. - Hệ thống nước giải nhiệt. Hình 2.4.Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà trung tâm nước đơn giản. 1-máy nén; 2- bình ngưng; 3- tiết lưu; 4- bình bay hơi; 5- bơm giải nhiệt; 6- tháp giải nhiệt; 7- bơm nước lạnh; 8- bình dãn nở. - Nguồn nhiệt để sưởi ấm dùng để điều chỉnh độ ẩm và sưởi ấm mùa đông thường do nồi hơi nước nóng hoặc thanh điện trở cung cấp. - Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí bằng nước nóng FCU và AHU. - Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và cung cấp không khí. - Hệ thống tiêu âm và giảm âm. - Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi, phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và diều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi xuống 70 C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU, ở đây nước thu nhiệt trở của không khí nóng trong phòng, nóng lên 120C và lại được bơm đẩy trở lại bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 70 C, khép kín vóng tuần hoàn lạnh. - Có 2 loại máy lạnh làm lạnh nước đó là: + Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước. + Máy làm lạnh nước giải nhiệt bằng gió. b. Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm cơ bản là: + Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước tuần hoàn nên không độc hại. + Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì vi khí hậu tốt nhất. +Thích hợp cho các toà nhà cao tầng như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc, không phá vỡ cảnh quan. + ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật liệu xây dựng. + Có khả năng xử lý độ sạch không khí cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi,… + ít phải bảo dưỡng sửa chữa. + Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế. c. Nhược điểm: + Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exrgr khá phức tạp đặc biệt do động ẩm vì độ ẩm ở Việt Nam quá cao. + Lắp đặt khó khăn. + Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề. + Cần định kỳ sửa chữa máy lạnh và các dàn FCU.  Chương III. Tính nhiệt, ẩm thừa của công trình . Mục đích tính toán cân bằng nhiệt cho công trình là xác định nhiệt thừa QT và ẩm thừa WT đây là cơ sở để chọn phương án điều hoà không khí ( chọn hệ thống, công suất máy và cách bố trí thiết bị ). 3.1.Chọn cấp điều hoà cho công trình. Để tính toán thiết kế hệ thống điều hoà không khí cần xác định trước các trạng thái không khí trong nhà và ngoài trời. Thường chỉ quan tâm nhiệt độ và độ ẩm tương đối được gọi chung là thông số tính toán. Có nhiều quan điểm khác nhau khi chọn các thông số tính toán của không khí ngoài trời. Theo các tài liệu tham khảo người ta thường chọn nhiệt độ tính toán ngoài trời theo cấp điều hoà không khí. Hệ thống điều hoà không khí được phân ra làm 3 cấp. - Hệ thống cấp I: duy trì các thông số trong nhà với mọi phạm vi nhiệt độ ngoài trời từ trị số cực tiểu (mùa lạnh) đển trị số cực đại (mùa nóng ). Hệ thống cấp I có độ tin cậy cao nhưng đắt tiền nên chỉ sử dụng trong những trường hợp đòi hỏi chế độ nhiệt ẩm nghiêm ngặt và độ tin cậy cao. - Hệ thống cấp II: duy trì các thông số nhiệt ẩm trong nhà ở một phạm vi cho phép sai lệch không quá 200 h trong một năm, nghĩa là thông số trong nhà có thể cho phép sai lệch so với chế độ tính toán khi nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời đạt giá trị cực đại hoặc cực tiểu. - Hệ thống cấp III: duy trì các thông số trong một phạm vi cho phép sai lệch tới 400 h trong 1 năm. Hệ thống cấp 3 có độ tin cậy không cao, nhưng rẻ tiền vì vậy được dùng phổ biến trong các công trình dân dụng nơi công cộng (rạp hát, thư viện, hội trường,..) hoặc trong các xí nghiệp không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm. - Đối với hệ thống cấp I: + Mùa nóng chọn tN = tmax; φ N = φ (tmax); + Mùa lạnh chọn tN = tmin; φ N = φ (tmin); - Đối với hệ thống cấp II: + Mùa nóng chọn tN = 0,5(tmax+ttbmax); φ N = 0,5.[ φ (tmax) + φ (tmintb)]; + Mùa lạnh chọn tN=0,5(tmin+ttbmin); φ N = 0,5.[ φ (tmax) + φ (tmintb)]; - Đối với hệ thống cấp III: + Mùa nóng chọn tN=ttbmax; φ N = φ (tmaxtb); + Mùa lạnh chọ._.