MỤC LỤC
1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của cả nước, ngành lạnh nói
chung và ngành điều hòa không khí nói riêng đã và đang phát triển rất mạnh và ngày
càng trở nên quen thuộc, gần gũi với đời sống nhiều hơn đặc biệt là điều hòa dân dụng
Ngày nay đất nước phát triển, chủ trương công nghiệp hóa và hiện đại hóa đã tạo
ra một môi trường kinh doanh và đầu tư cạnh tranh rất lớn các công ty kinh doanh và
sản xuất điều hòa của các nước đầu tư vào Việt Nam cũng nhiều, điều đó càng làm
cho ngành lạnh của nước ta phát triển.
Điều hòa tiện nghi không thể thiếu trong các tòa nhà, khách sạn, văn phòng, nhà
hàng, các dịch vụ du lịch, thể thao văn hóa, mà còn trong các căn hộ nhà ở, các
phương tiện giao thông vận tải…Chính vì những ứng dụng và những ưu điểm như vậy
mà ngày nay ngành nhiệt lạnh đang trở nên rất phát triển, đóng góp không nhỏ vào
phục vụ đời sống con người, làm cho cuộc sống tiện nghi hơn và trở nên cần thiết
trong tất cả các lĩnh vực của đời sống.
Với mục đích củng cố những kiến thức đã học mở rộng kiến thức chuyên
môn kết hợp với kiến thức thực tế và cũng là dịp giúp em được làm quen với công tác
nghiên cứu khoa học ứng dụng trong thực tế. Nay em được giao thực hiện đồ án tốt
nghiệp với đề tài:
“Thiết kế hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRF cho giảng đường G7
– Trường Đại Học Nha Trang”. Với sự hướng dẫn của thầy Trần Đại Tiến.
Đề tài được thực hiện với các nội dung chính sau:
Chương 1Tổng quan về điều hòa không khí, khảo sát công trình.
Chương 2 chọn thông số thiết kế, tính toán cân bằng nhiệt ẩm.
2
Chương 3 chọn máy và thiết bị cho điều hòa không khí.
Chương 4 tính toán thiết kế đường ống gas, đường ống nước ngưng và hệ
thống thông gió
Chương 5 trang bị tự động hóa và vận hành hệ thống điều hòa không khí
Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã được thầy hướng dẫn thầy Trần Đại Tiến

lớn hơn. Máy lạnh được đặt dưới tầng hầm.
+ Đúng vào thời điểm này, một nhân vật quan trọng đã đưa ngành điều hòa không
khí của Mỹ nói riêng và của toàn thế giới nói chung một bước phát triển rực rỡ đó là
Willis H. Carrier. Chính ông là người đã đưa ra định nghĩa điều hòa không khí kết
4
hợp với sưởi ấm, làm lạnh, gia ẩm, hút ẩm, lọc và rửa không khí, tự động duy trì trạng
thái không khí không đổi phục vụ cho yêu cầu tiện nghi hoặc công nghệ.
+ Năm 1911, Carrier đã lần đầu tiên xây dựng ẩm đồ của không khí ẩm và cắt
nghĩa tính chất nhiệt của không khí ẩm và các biện pháp xử lý để đạt được trạng thái
yêu cầu. Ông đã cống hiến cả đời mình cho điều hòa không khí và đã trở thành người
vĩ đại nhất của ngành điều hòa.
1.1.3 Vai trò của điều hòa không khí
Chúng ta đều thấy ở tất cả các nước phát triển trên thế giới thì ở những vùng hàn
đới hay nhiệt đới đều cần tới điều hòa không khí.
Ở nước ta có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm gió mùa nhiệt độ và độ ẩm tương đối của
không khí khá cao. Vì vậy luôn làm cho con người không được thoải mái khi làm việc
cũng như khi nghỉ ngơi, kèm theo đó là sự mệt mỏi và dễ mắc các bệnh về đường hô
hấp làm ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Để giải quyết vấn đề này chỉ có
điều hòa không khí mới có thể tạo ra môi trường không khí hoàn toàn đáp ứng cho cơ
thể con người.
+Trong sản xuất công nghiệp điều hòa không khí là không thể thiếu. Các thông số
của không khí là điều kiện cần thiết mà đôi khi cũng là yếu tố quyết định đến quá
trình sản xuất. Nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí ảnh hưởng rất lớn tới hiệu quả
và chất lượng của quá trình công nghệ trong các nhà máy: chế biến, dệt sợi, thuốc lá,
in ấn, điện tử và trong các phòng thí nghiệm…
+ Trong y tế, điều hòa không khí ngày càng được sử dụng rộng rãi, hầu hết các
bệnh viện đều được trang bị hệ thống điều hòa cho các phòng điều trị để tạo ra môi
trường vi khí hậu giúp cho bệnh nhân nhanh chóng hồi phục sức khỏe.
+ Điều hòa không khí có ý nghĩa thiết yếu trong các phòng thí nghiệm phục vụ
cho công tác nghiên cứu khoa học, các thông số nhiệt độ, độ ẩm của không khí phải

21 phòng học, 1 phòng chờ giáo viên. Cấu tạo mỗi phòng được thể hiện ở bảng 1.1 và
diện tích kính các hướng được thể hiện bảng 1.3 . Mỗi phòng học có từ 90-106 chỗ /
6
phòng, được trang bị thiết bị Máy chiếu, Âm thanh
phục vụ công tác Giảng dạy của Nhà trường.
Các nguồn nhiệt ở đây chủ yếu là do người toả ra, do
tổn thất nhiệt từ bên ngoài truyền vào nhà và ở một
số phòng có sự toả nhiệt của các thiệt bị điện, điện tử
Hệ thống điều hòa cần thiết kế phải đảm bảo
điều hòa được tất cả các không gian trong phòng
học. Khi thiết kế hệ thống điều hòa cần phải đáp ứng
được các chỉ tiêu cơ bản sau:
+ Đảm bảo các điều kiện vi khí hậu hợp lý theo tiêu chuẩn của Việt Nam về điều
hòa không khí.
+ Hệ thống điều hòa không khí làm việc dễ vận hành tự động hoá.
+ Lượng không khí tươi phải đảm bảo tối thiểu là 20 m
3
/h/người.
+ Không khí tuần hoàn trong phòng phải thông thoáng tránh hiện tượng nơi này
được điều hòa còn nơi khác lại thiếu không khí.
+ Bố trí các thiết bị lấy gió tươi, gió thải, nước ngưng từ các dàn lạnh. Đặc biệt là
bố trí quạt hút gió thải phải thiết kế sao cho không khí thải được hút hết
+ Các thiết bị trong hệ thống có độ bền và tin cậy cao, hài hòa về thẩm mỹ.
Kết cấu tường bao của công trình:
Bảng 2.1. Kết cấu của tường bao
STT LỚP
Chiều dày,
δ, (mm)
Hệ số dẫn nhiệt,
λ (W/mK)

8
Hình 2.2. Cấu trúc xây
dựng của nền
Hình 2.3.
Cấu trúc xây dựng của
mái
STT LỚP
Chiều dày,
δ, (mm)
Hệ số dẫn nhiệt,
λ (W/mK)
1 Lớp gạch men 10 0,93
2 Vữa xi măng 20 0,52
3 Bê tông cốt thép 200 0,93
là thông số trong nhà có thể cho phép sai lệch so với chế độ tính toán khi có biến
thiên nhiệt ẩm ngoài trời cực đại hoặc cực tiểu.
- Hệ thống điều hoà không khí cấp 3 duy trì được các thông số trong nhà ở một
phạm vi cho phép với độ sai lệch không quá 400 h trong một năm. Hệ thống điều
hoà không khí cấp 3 có độ tin cậy không cao lắm nhưng rẻ tiền, vì vậy được sử dụng
phổ biến trong các công trình dân dụng như rạp hát, thư viện, giảng đường, hội
trường, văn phòng,… hoặc các nhà máy xí nghiệp không đòi hỏi cao về chế độ nhiệt
ẩm.
Giảng đường G7 đại học Nha Trang không đòi hỏi nghiêm ngặt về chế độ nhiệt
ẩm nên lãng phí nếu sử dụng hệ thống cấp 1 hoặc hệ thống cấp 2. Hơn nữa với quy
mô công trình như đã giới thiệu thì chi phí đầu tư, lắp đặt và vận hành hệ thống
ĐHKK ở đây chắc chắn sẽ không nhỏ cho nên ta chọn hệ thống điều hoà tiện nghi
cấp 3. Với hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRF
VRF là hệ thống điều hòa có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần
hoàn và qua đó có thể thay đổi công suất theo phụ tải bên ngoài.
Loại hệ thống này bao gồm một số lượng dàn lạnh (có thể lên tới 64) được nối với

N
(m
3
/s).
- Cấp điều hòa không khí.
- Nồng độ cho phép của các chất độc hại có trong phòng.
2.1.1 Thông số tính toán ngoài trời
Công trình được xây dựng tại thành phố Nha Trang, căn cứ vào điều kiện khí hậu tại
nơi đây ta chọn các thông số nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời vào mùa hè theo tiêu chuẩn Việt
Nam TCVN 5687-1992.
Thông số nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời t
N
,
ϕ
N
vào mùa hè được chọn theo tiêu chuẩn
Việt Nam TCVN 5687-1992, cụ thể như sau:
- t
N
= t
tb
max
(nhiệt độ cực đại trung bình của tháng nóng nhất);
-
ϕ
N
=
ϕ
13-15
(Độ ẩm không khí lấy vào thời điểm 13-15h trong ngày của tháng

,
g ẩm/kg kkk
Nóng 33.7 59 84 19.5
Thông số tính toán trong nhà
Các thông số tính toán trong nhà t
T
,
T
ϕ
cần phải được chọn phù hợp với yêu cầu vệ sinh
và yêu cầu kinh tế.
Thông số tính toán trong nhà được chọn theo TCVN 5687-1992 và được giới thiệu
trong bảng 1.2
Bảng 2.2. Thông số tính toán không khí trong nhà.
Trạng
thái lao
động
Mùa hè Mùa đông
t,
o
C
ϕ
, %
t,
o
C
ω
, %
lao động
nhẹ

công trình phải đáp ứng được 2 điều kiện:
- Đạt tối thiểu 20 m
3
/h.người.
- Đạt tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn (cần chú ý khi tính toán nhiệt bằng
phương pháp Carrier thì ta không cần phải tuân theo điều kiện này).Trong đó lưu lượng
không khí tuần hoàn bằng thể tích phòng nhân hệ số thay đổi không khí.
Hệ số thay đổi không khí
Theo bảng 1.4[1], có giới thiệu một số giá trị định hướng về gió tươi và hệ số thay
đổi không khí đối với một số không gian điều hòa. Ta có thể chọn như sau:
Bảng 2.4. Gió tươi và hệ số thay đổi không khí.
Tên phòng Gió tươi, m
3
/h.người
Hệ số thay đổi không khí,
m
3
/h/m
3
phòng
Trường học 20 - 30 3 - 6
13
Văn phòng, phòng làm việc 30 - 50 3 - 8
Độ ồn cho phép:
Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi truờng nên nó cần được
khống chế, đặc biệt là đối với điều hòa tiện nghi và một số công trình điều hòa như phòng
studio, phát thanh, ghi âm, rạp chiếu phim, phòng học…Độ ồn được Bộ Xây dựng Việt
Nam qui định trong tiêu chuẩn ngành 20 TCN 175-90.
Theo bảng 1.5[1], độ ồn cho phép cực đại có thể chọn là 30 ÷ 50 dB.
Tốc độ không khí:

toán được của mỗi tầng mà ta sẽ phân phối số lượng các dàn lạnh có công suất phù hợp.
Năng suất lạnh của hệ thống Qo là tổng nhiệt thừa, nhiệt ẩm của công trình:
0 âtt ht
Q Q Q Q= = +
∑ ∑
Trong đó:Q
ht
: nhiệt hiện thừa.
Q
at
: nhiệt ẩm thừa.
Theo Carrier các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa được tính toán theo sơ đồ
dưới đây:
15
Q0 = Qt = Qht +Qât
Nhiệt hiện thừa Qht do: Nhiệt ẩn thừa Qât do:
Gió tươi hiện QhNGiótươi ẩn QâN
Đèn Q31Máy Q32
Người hiện Q4hNgười ẩn
Q4â
Gió lọt ẩn Q5âGió lọt hiện Q5h
Vách Q22Nền Q23
Khác Q6
Trần Q21
Qua kính
Q11
Do gió tươi QN Nhiệt toả Q3
Người Q4
Gió lọt Q5Bức
xạ

t
: Hệ số tác động tức thời, được chọn căn cứ vào hướng bức xạ, thời điểm bức xạ
của hướng có nhiệt bức xạ lớn nhất. Hệ số n
t
= f(g
s
) với g
s
( kg/m
2
sàn ) là giá trị
mật độ (khối lượng riêng) diện tích trung bình của toàn bộ kết cấu bao che ( bao
gồm: tường, trần, sàn ). Giá trị của g
s
tính như sau:
=
s
g
s
F
GG
,,,
5,0+
(kg/m
2
)
G
’
: Khối lượng tường có mặt ngoài tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời và của
sàn nằm trên mặt đất, kg.

. ε
m
. ε
r

Trong đó:
17
- ε
c
: Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển. Được tính theo biểu
thức:
023,0.
1000
1
H
c
+=
ε
Trường Đai học Nha Trang được xây dựng trên đồi LaSan có độ cao so với mặt
nước biển là khoảng 40m.
ε
c
=
100092,1023,0
1000
40
1023,0
1000
1 ≈=×+=×+
H

đs
ε
Lấy ε
đs
=0,94.
-
mm
ε
:Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không có mây mù thì
mm
ε

= 1
-
kh
ε
: Hệ số ảnh hưởng của khung, khung kim loại chọn
kh
ε
= 1,17.
-
m
ε
: Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản.
- ε
r
: Hệ số mặt trời, kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong
kính.
18
Toàn bộ cửa sổ, cửa ra vào của các phòng ở giảng đường G7 đều sử dụng một loại kính

2
).
Giá trị của R
T
phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính.
Nha Trang ở vĩ độ 10, tra bảng 4.2 [152, TL2], ta có các giá trị của R
T
như sau:
- R
T
= R
tmax
= 126 W/m
2
Tính toán ví dụ cho tầng 2 (do cấu trúc tầng 2 giống tầng 3,4,5). Cấu trúc tầng 1 chỉ
gồm 2 phòng. Các thông số tầng 2:
- Chiều dài mỗi phòng 11m, chiều rộng mỗi phòng 8m. Mỗi tầng gồm 5 phòng ( trừ
tầng 1 có 2 phòng)
- Lấy vật lệu tường có khối lượng 360 kg/ m
2
, của sàn 410 kg/m
2
.
- Tổng diện tích kính: theo thống kê bảng 1.2 ta có
S
kính hướng Bắc
= 280,3 m
2
S
kính hướng Nam

g
s
F
GG
,,,
5,0+
=
588
562512.5,02.91895
x
+
= 848,07 (kg/m
2
).
Tra bảng 4.7 [157 – TL1], ta có các giá trị n
t
:
Ta có g
s
=848.07 > 700 ta chọn n
t
=0,74 vào tháng 5
Ví dụ tính Q
11
cho phòng 201:
Q
’
11
= F.R
T

Số liệu tính toán được thống kê trong bảng 2.5
Như vậy tổng lượng nhiệt bức xạ qua kính Q
11
=35412,04 W = 35,4 kW
20
2.3.2 Nhiệt truyền qua mái do bức xạ mặt và do chênh lệch nhiệt độ Q
21
.
Mái bằng của phòng điều hòa có 3 dạng:
Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong tòa nhà điều hòa khi đó
= 0, Q
21
= 0.
Phía trên phòng điều hòa đang tính toán là phòng không điều hòa khi đó
)(5.0
TN
ttt −=∆
,
k lấy theo bảng 4.15. [170 - TL1].
Trường hợp trần mái có bức xạ mặt trời ( tầng thượng ) thì lượng nhiệt truyền vào phòng
gồm 2 thành phần: do bức xạ mặt trời và do chênh lệch nhiệt độ giữa không khí trong nhà
và ngoài nhà.
Đối với tòa nhà này thì xảy ra 2 trong 3 trường hợp trên:
Tầng 1: tầng 1 có điều hòa và bên trên là tầng 2 cũng điều hòa do đó ta tính theo trường
hơp 1.
Tầng 2: tính toán tương tự như tầng 1
Tầng 3: tính toán tương tự như tầng 1
Tầng 4: tính toán tương tự như tầng 1
Tầng 5: tính theo trường hợp 3
- Phòng điều hòa nằm giữa các tầng trong một toà nhà điều hòa, nghĩa là bên trên

F: Diện tích trần phòng 501 có: F =88 (m
2
)
∆t
tđ
: Hiệu nhiệt độ tương đương
∆t
tđ
= 1 do có mái che
t
N
: Nhiệt độ không khí ngoài trời, t
N
= 33,7
0
C
t
T
: Nhiệt độ không khí bên trong không gian điều hòa, t
T
= 25
0
C
k

- hệ số truyền nhiệt qua mái, phụ thuộc vào kết cấu và vật liệu làm mái. Kết cấu của
trần gồm :
22
1- Gạch nung màu.
2- Vật liệu cách ẩm.

Nên nhiệt truyền qua vách chủ yếu là do chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên
ngoài nhà.
Nhiệt truyền qua vách được tính theo biểu thức sau:
Q
22
= ∑Q
i
= k
i
.F
i
.∆t (3.3)
= Q
22t
+ Q
22c
+ Q
22k
, (W)
Trong đó:
k
i
: Hệ số truyền nhiệt tương ứng của tường, cửa, kính, W/m
2
K
F
i
: Diện tích tường, cửa, kính tương ứng, m
2


= 20 W/m
2
K.
- Khi tường tiếp xúc với không gian đệm (hành lang) α
N
= 10 W/m
2
K.
α
T
: Hệ số tỏa nhiệt phía trong nhà, α
T
= 10 W/m
2
K. [166 - TL1]
δ
i
: Độ dày lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, m.
λ
i
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i của cấu trúc tường, W/mK
Theo kết cấu xây dựng của tường bao dã cho ở bảng 2.1, hình 2.1, ta xác định được hệ số
truyền nhiệt k của tường bao:
- Với tường tiếp xúc với không khí ngoài trời:
k
10
1
52,0
18,0
93,0

∆t = t
N
– t
T
= 33,7 – 25 = 8,7
o
K
- Đối với tường tiếp xúc với không khí hành lang đệm:
∆t = t
N
– t
T
= 29 – 25 = 4
o
K
Vậy theo biểu thức (3.3.1) nhiệt truyền qua tường là:
Q
1
22t
= F.1,93.8,7 = 16,79.F, W.
Hoặc Q
2
22t
= F.1,76.4 = 7,04.F, W.
Đặc điểm chung của tất cả các phòng là đều tiếp xúc với hành lang đệm, có 3 trường hợp
xảy ra :
- Trường hợp 1 : các phòng có một mặt tiếp xúc với phòng vệ sinh mặt khác tiếp
xúc với phòng điều hòa, đó là các phòng nằm ở 2 đầu tầng ( 102, 203, phòng GV,
303, 403, 503 )
- Trường hợp 2 : các phòng nằm giữa 2 phòng điều hòa, đó là các phòng 202, 302,