BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
NGUYỄN TIẾN THƢỢNG
THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ CHO CÔNG TRÌNH KHÁCH SẠN
GALINA HOTEL & SPA
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NHIỆT LẠNH
GVHD: ThS. KHỔNG TRUNG THẮNG
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii
DANH MỤC HÌNH viii
MỞ ĐẦU 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 2
1.1. Tổng quan về điều hòa không khí. 2
1.1.1 Định nghĩa 2
1.1.2. Lịch sử ra đời và phát triển. 2
1.1.3. Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí. 3
1.1.4. Phân loại các hệ thống điều hòa không khí 4
1.1.5. Các phƣơng pháp tính cân bằng nhiệt ẩm 6
1.2. Giới thiệu công trình 6
1.2.1. Vị trí 6
1.2.2. Quy mô và số lƣợng phòng 7
1.3. Chọn cấp điều hòa không khí cho công trình 10
1.4. Chọn các thông số tính toán ngoài nhà 10
1.5. Chọn các thông số tính toán trong nhà 10
1.5.1. Nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi 10
1.5.2. Gió tƣơi và hệ số thay đổi không khí 10
1.5.3. Độ ồn cho phép 11
1.6. Chọn sơ đồ hệ thống điều hòa không khí cho công trình 11
CHƢƠNG 2. PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ 12
2.1 Hệ thống điều hòa cục bộ 12
2.1.1. Máy điều hòa cửa sổ 13
2.1.2. Máy điều hòa tách 14
32
35
3.6. Nhiệt hiện và ẩn do ngƣời tỏa ra Q
4
37
3.7. Nhiệt hiện và ẩn do gió tƣơi mang vào Q
hN
và Q
âN
38
3.8. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt Q
5h
và Q
5â
39
3.9. Các nguồn nhiệt khác 40
3.10. Xác định phụ tải lạnh 40
CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ 41
4.1. Sơ đồ tuần hoàn 1 cấp 41
4.2. Tính toán sơ đồ điều hoà không khí. 42
4.2.1. Điểm gốc G và hệ số nhiệt hiện SHF (Sensible Heat Factor)
h
42
4.2.2. Hệ số nhiệt hiện phòng RSHF (Room Sensible Heat Factor )
hf
42
4.2.3. Hệ số nhiệt hiện tổng GSHF ( Grand Sensible Heat Factor)
ht
43
4.2.4. Hệ số đi vòng
6.3.3.2. Tính toán tổn thất áp suất 61
6.3.4. Chọn quạt 64
6.3.4.1. Cơ sở lý thuyết 64
6.3.4.2. Chọn quạt hỗ trợ cấp gió tƣơi 66
6.4.Tính đƣờng ống gió thải 66
6.4.1. Tiết diện của ống gió 66
6.4.2. Tính tổn thát áp suất 68
6.5. Tính toán hệ thống thông gió cho nhà vệ sinh 70
v
6.6. Tính thông gió tầng hầm 72
6.7. Tính toán tăng áp cầu thang 76
6.7.1. Tính toán tăng áp cho cầu thang 1 77
6.7.2. Tính toán cho cầu thang bộ 2 79
6.7.3. Tính toán hệ thống tăng áp cho buồng thang đệm 80
6.7.3.1. Buồng thang đệm 1 80
6.7.3.2. Buồng thang đệm 2 82
6.8. Nguyên lý điều khiển chung của hệ thống 83
6.9. Hệ thống miệng thổi và miệng hút 85
6.9.1. Khái niệm và phân loại 85
6.9.2. Yêu cầu của miệng thổi và miệng hút 85
6.9.3. Chọn và bố trí miệng thổi và miệng hút 85
6.10. Quạt gió 86
6.10.1. Khái niệm và phân loại quạt 86
6.10.2. Chọn quạt gió 86
6.11. Các thiết bị phụ của đƣờng ống gió 86
CHƢƠNG 7. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 88
7.1. Bộ điều khiển từ xa 88
7.2. Hệ thống điều khiển KX4 – SUPERLINK 88
7.3. Bộ điều khiển trung tâm SC – SL3N – BE 89
viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Phối cảnh tòa nhà Galina Hotel & Spa. 9
Hình 2.1. Cấu tạo máy điều hòa cửa sổ 13
Hình 2.2. Cấu tạo máy điều dạng tách 14
Hình 2.3. Sơ đồ hệ thống VRF 16
Hình 2.4. Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc 19
Hình 3.1. Sự thay đổi nhiệt bức xạ tại các tháng khác nhau của văn phòng 1 27
Hình 3.2. Sự thay đổi nhiệt bức xạ tại các thời điểm khác nhau của văn phòng
1 trong tháng 6 27
Hình 3.3. Sự thay đổi nhiệt bức xạ mặt trời tại các tháng khác nhau của văn
phòng 12 29
Hình 3.4. Sự thay đổi nhiệt bức xạ tại các thời điểm khác nhau của văn phòng
12 trong tháng 3-9 30
Hình 3.5. Sự thay đổi nhiệt bức xạ tại các thời điểm khác nhau của tầng 6 31
Hình 4.2. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp biểu diễn trên ẩm đồ. 41
Hình 4.3. Điểm gốc G và thang chia hệ số nhiệt hiện của ẩm đồ. 42
Hình 4.4. Hệ số nhiệt hiện phòng
hf
và cách xác định quá trình biến đổi V-T
trên ẩm đồ 43
Hình 4.5. Hệ số nhiệt hiện tổng
ht
và sự biến đổi không khí HV trong dàn
lạnh 44
Hình 4.6. Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng và cách xác định nhiệt độ điểm đọng
sƣơng của thiết bị trên ẩm đồ Carrie. 46
Hình 5.1. Bộ chia ga của hãng Mitsubishi 51
Hình 6.1. Sơ đồ đƣờng ống dẫn gió lạnh từ dàn lạnh tới các miệng thổi 55
văn hóa, y tế, thể thao…
Sau khi hoàn thành khóa học em đã đƣợc giao làm đồ án tốt nghiệp với tên
đề tài là: “Thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình Khách Sạn Galina
Hotel & Spa”. Nội dung chính của đồ án gồm 7 chƣơng nhƣ sau:
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
CHƢƠNG 2. PHÂN TÍCH CÁC HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ VÀ
CHỌN HỆ THỐNG PHÙ HỢP CHO CÔNG TRÌNH
CHƢƠNG 3. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT ẨM CHO CÔNG TRÌNH
CHƢƠNG 4. TÍNH TOÁN SƠ ĐỒ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHÔNG KHÍ
CHƢƠNG 5. TÍNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA
KHÔNG KHÍ
CHƢƠNG 6. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN VÀ
PHÂN PHỐI KHÔNG KHÍ
CHƢƠNG 7. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
Đƣợc sự hƣớng dẫn giúp đỡ tận tình của thầy Khổng Trung Thắng, Khổng
Minh Trƣởng và các bạn sinh viên trong lớp cùng với sự nỗ lực của bản thân em đã
hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp này. Mặc dù em đã cố gắng hết sức nhƣng trong
đồ án vẫn còn nhiều khiếm khuyết. Em rất mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp của
các thầy cô cùng các bạn để đồ án tốt nghiệp của em đƣợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn.
2
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về điều hòa không khí.
1.1.1 Định nghĩa
Điều hòa không khí còn gọi là điều tiết không khí là quá trình tạo ra và giữ
ổn định các thông số trạng thái của không khí theo một chƣơng trình định sẵn không
phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.
Khác với thông gió, trong hệ thống điều hòa, không khí trƣớc khi thổi vào
1.1.3 Vai trò và ứng dụng của điều hoà không khí.
Điều hoà không khí là ngành kĩ thuật có khả năng tạo ra bên trong các công
trình kiến trúc một môi trƣờng 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 ngƣời, làm
cho con ngƣời cảm thấy dễ chịu thoải mái không nóng bức về mùa hè, không rét
buốt vào mùa đông, bảo vệ sức khoẻ, phát huy năng suất lao động.
Ngoài mục đích tạo điều kiện tiện nghi cho cơ thể con ngƣời, điều hoà không
khí còn có tác dụng phục vụ cho nhiều quá trình công nghệ khác nhau mà những
quá trình công nghệ đó chỉ có thể đƣợc tiến hành tốt trong môi trƣờng không khí có
nhiệt độ và độ ẩm nằm trong giới hạn nhất định, ngƣợc lại sản lƣợng cũng nhƣ chất
lƣợng sản phẩm sẽ bị giảm.
Điều hoà không khí đƣợc ứng dụng để nâng cao đời sống sinh hoạt, bảo vệ
sức khỏe, đảm bảo chất lƣợng cuộc sống cho con ngƣời. Ở Việt Nam ta, khí hậu
nhiệt đới nóng ẩm, nhiệt độ và độ ẩm tƣơng đối của không khí khá cao, vì thế luôn
làm cho con ngƣời mất cảm giác thoải mái khi làm việc cũng nhƣ khi nghỉ ngơi,
kèm theo đó là sự mệt mỏi, dễ mắc các bệnh về đƣờng hô hấp, ảnh hƣởng trực tiếp
đến sức khoẻ con ngƣời. Để giải quyết đƣợc vấn đề này, chỉ có điều hoà không khí
mới có thể tạo ra môi trƣờng không khí hoàn toàn đáp ứng cho cơ thể con ngƣời.
Hiện nay, hầu hết các công sở, khách sạn, nhà hát… đều đƣợc trang bị hệ thống
điều hoà không khí nhằm đảm bảo cho khí hậu bên trong phù hợp với điều kiện vệ
sinh, đảm bảo sức khoẻ cũng nhƣ phát huy hiệu quả sử dụng chúng.
4
Trong sản xuất công nghiệp điều hoà không khí cũng không thể thiếu. Các
thông số của không khí là điều kiện cần thiết mà cũng có thể là yếu tố quyết định
đến quá trình sản xuất. Nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí ảnh hƣởng rất lớn
đến hiệu quả và chất lƣợng của các quá trình công nghệ trong các nhà máy dệt sợi,
thuốc lá, in ấn, quang học, điện tử, cơ học chính xác và các phòng thí nghiệm…
Còn rất nhiều quá trình công nghệ đòi hỏi phải có điều hoà không khí mới
tiến hành đƣợc hiệu quả. Điều này ta có thể tìm hiểu và nghiệm thấy trong thực tế
- Hệ thống điều hòa không khí cấp III: là hệ thống điều hoà có khả năng duy
trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không qúa 400 giờ trong 1 năm,
tƣơng đƣơng 17 ngày.
Khái niệm về mức độ quan trọng mang tính tƣơng đối và không rõ ràng.
Chọn mức độ quan trọng là theo yêu cầu của khách hàng và thực tế cụ thể của công
trình. Tuy nhiên hầu hết các hệ thống điều hoà trên thực tế đƣợc chọn là hệ thống
điều hoà cấp III.
Việc chọn cấp của các hệ thống điều hoà không khí có ảnh hƣởng đến việc
chọn các thông số tính toán bên ngoài.
Theo chức năng: phân ra làm 3 loại:
- Hệ thống điều hoà cục bộ: là hệ thống nhỏ chỉ điều hòa không khí trong
một không gian hẹp, thƣờng là một phòng. Kiểu điều hoà cục bộ trên thực tế chủ
yếu sử dụng các máy điều hoà dạng cửa sổ , máy điều hoà kiểu rời (2 mãnh) và máy
điều hoà ghép.
- Hệ thống điều hoà phân tán: là hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý
nhiệt ẩm phân tán nhiều nơi. Có thể ví dụ hệ thống điều hoà không khí kiểu
khuyếch tán trên thực tế nhƣ hệ thống điều hoà kiểu VRV (Variable Refrigerant
Volume ), kiểu làm lạnh bằng nƣớc (Water chiller) hoặc kết hợp nhiều kiểu máy
khác nhau trong 1 công trình.
- Hệ thống điều hoà trung tâm: là hệ thống mà khâu xử lý không khí thực
hiện tại một trung tâm sau đó đƣợc dẫn theo hệ thống kênh dẫn gió đến các hộ tiêu
thụ. Hệ thống điều hoà trung tâm trên thực tế là máy điều hoà dạng tủ, ở đó không
khí đƣợc xử lý nhiệt ẩm tại tủ máy điều hoà rồi đƣợc dẫn theo hệ thống kênh dẫn
6
đến các phòng.
Theo phƣơng pháp xử lý nhiệt ẩm: chia ra làm 2 loại:
- Hệ thống điều hoà kiểu khô: không khí đƣợc xử lý nhiệt ẩm nhờ các thiết bị
trao đổi nhiệt kiểu bề mặt. Đặc điểm của việc xử lý không khí qua các thiết bị trao
đổi nhiệt kiểu bề mặt là không có khả năng làm tăng dung ẩm của không khí. Quá
Phƣơng pháp tính tải theo phƣơng pháp Carrier chỉ khác phƣơng tính theo
phƣơng pháp truyền thống ở cách xác định năng suất lạnh Q
0
mùa hè và Q
s
vào mùa
đông bằng cách tính riêng tổng nhiệt hiện thừa Q
ht
và nhiệt ẩm thừa Q
ât
của mọi
nguồn nhiệt tỏa và thẩm thấu tác động vào phòng điều hòa.
1.2. Giới thiệu công trình
1.2.1. Vị trí
Khách sạn Galina Hotel & Spa đƣợc xây dựng tại số 05 đƣờng Hùng Vƣơng,
phƣờng Lộc Thọ, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa là nơi có khí hậu trong
7
lành với 2 mùa chính là: mùa mƣa và mùa khô. Đây là công trình khách sạn lớn và
hiện đại với diện tích mặt bằng 1330 m
2
(chiều dài 58m, chiều rộng 28m, cao trên
50 m) mặt trƣớc là phía Tây hƣớng ra mặt đƣờng. Khách sạn góp phần làm cho
thành phố Nha Trang thêm hiện đại và to đẹp, góp phần nâng cao văn hóa, văn
minh, lịch sự, tăng khả năng cạnh tranh về du lịch cho thành phố, với nhiệm vụ
chính là phục vụ du khách quốc tế và trong nƣớc.Nơi đây hứa hẹn sẽ là một nơi lý
tƣởng để thu hút khách gần xa.
1.2.2. Quy mô và số lƣợng phòng
Khách sạn Galina Hotel & Spa đƣợc xây dựng trên khu đất có diện tích 2746
tiện nghi:
- Đảm bảo các thông số nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch của không khí theo tiêu
chuẩn tiện nghi của tiêu chuẩn Việt Nam(TCVN 5687-2008).
- Lƣợng khí tƣơi cần đảm bảo mức tối thiểu là 25 m
3
/h cho một ngƣời.
- Không khí tuần hoàn trong nhà phải đƣợc thông thoáng, hợp lý.
- Hệ thống điều hòa không khí cần có khả năng điều chỉnh năng suất lạnh
nhằm tiết kiệm chi phí vận hành.
- Bố trí hợp lý các hệ thống phụ nhƣ lấy gió tƣơi, xả gió thải, thải nƣớc
ngƣng từ các dàn lạnh.
- Các thiết bị của hệ thống cần có độ tin cậy cao, đảm bảo an toàn, đảm bảo
mĩ quan công trình.
9
Hình 1.1. Phối cảnh tòa nhà Galina Hotel & Spa.
10
1.3. Chọn cấp điều hòa không khí cho công trình.
Công trình “Khách sạn Galina Hotel & Spa” là một công trình lớn nhƣng các
phòng chỉ cần điều hòa tiện nghi là đủ. Nếu ta chọn điều hòa cấp 1 hoặc cấp 2 thì sẽ
lãng phí về chi phí đầu tƣ, chi phí vận hành. Do vậy với công trình này em chọn
điều hòa không khí cấp 3 là phù hợp và đảm bảo yêu cầu.Việc tính cân bằng nhiệt
ẩm cho công trình áp dụng theo phƣơng pháp tính cân bằng nhiệt ẩm của Carrier.
1.4. Chọn các thông số tính toán ngoài nhà
Công trính khách sạn Galina Hotel & Spa xây dựng tại Nha Trang. Tra bảng
1.9 [2,tr.20 - 21] ta có:
- Nhiệt độ bên ngoài t
Entanpi, kJ/kg
Độ chứa hơi,
g/kg
Trong nhà
25,0
65
58
14
Ngoài nhà
33,7
79
105
26
1.5.2. Gió tƣơi và hệ số thay đổi không khí
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 2010, lƣợng gió tƣơi cho một
ngƣời một giờ đối với phần lớn công trình là 25m
3
/h. Tuy nhiên lƣợng gió tƣơi
11
không đƣợc thấp hơn 10% lƣợng gió tuần hoàn. Nhƣ vậy việc chọn gió tƣơi phải
đáp ứng đƣợc 2 điều kiện sau:
- Đạt tối thiểu 35m
3
/h.ngƣời.
- Đạt tối thiểu 10% lƣu lƣợng gió tuần hoàn (phƣơng pháp Carrier không yêu
cầu điều kiện này).
1.5.3. Độ ồn cho phép
Độ ồn đƣợc coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi truờng nên nó cần
Có nhiều cách phân loại hệ thống điều hòa không khí nhƣng thƣờng phổ biến
hơn là phân loại theo tính tập trung và theo chất tải lạnh. Ta chọn cách phân loại
theo tính tập trung. Theo cách này thì hệ thống điều hòa sẽ đƣợc chia làm 3 loại:
+ Hệ thống điều hòa cục bộ.
+ Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn.
+ Hệ thống điều hòa trung tâm nƣớc.
2.1 Hệ thống điều hòa cục bộ
Hệ thống điều hòa cục bộ là hệ thống điều hòa không khí trong phạm vi hẹp,
thƣờng là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng nhỏ.
Ƣu điểm:
Máy hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt vận hành, bảo trì bảo dƣỡng, sửa
chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ.
Nhƣợc điểm:
Chỉ áp dụng phù hợp cho những không gian nhỏ rất khó áp dụng cho các
phòng lớn, hội trƣờng, nhà hàng, khách sạn, ngoài ra tính thẩm mỹ của công trình
không cao.
13
Hiện nay trên thị trƣờng sử dụng phổ biến 2 loại: Điều hòa cửa sổ và điều
hòa tách.
2.1.1. Máy điều hòa cửa sổ
Máy điều hòa cửa sổ thƣờng đƣợc gắn trên tƣờng giống nhƣ cửa sổ. Đây là
dạng máy điều hòa nhỏ gọn cả về năng suất lạnh về kích thƣớc cũng nhƣ khối
lƣợng. Tất cả các thiết bị chính của nó nhƣ: máy nén, dàn ngƣng, dàn bay hơi, quạt
giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển khác… đều lắp trong một vỏ máy
gọn nhẹ.
Hình 2.1. Cấu tạo máy điều hòa cửa sổ
- Sử dụng, bảo dƣỡng, sửa chữa, lắp đặt đơn giản dễ dàng, giá thành rẻ.
Nhƣợc điểm:
- Chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh bị hạn chế.
- Công suất của loại máy này bị hạn chế.
- Tính thẩm mỹ của công trình không cao dễ phá vỡ cảnh quan kiến trúc.
2.2. Hệ thống điều hòa tổ hợp gọn
Hệ thống điều hòa không khí tổ hợp gọn là hệ thống điều hòa có kích thƣớc
trung bình bố trí gọn thành các tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh tƣơng đối lớn.
2.2.1. Máy điều hòa nguyên cụm
Máy điều hòa lắp mái:
- Máy điều hòa lắp mái là loại máy điều hòa nguyên cụm có năng suất lạnh
trung bình và lớn, nó chủ yếu đƣợc dùng trong công nghiệp và thƣơng nghiệp.
- Đặc điểm của loại máy này là: cụm dàn nóng và dàn lạnh đƣợc gắn với
nhau thành một khối duy nhất. Quạt dàn lạnh là loại quạt li tâm có cột áp cao. Trong
máy đƣợc bố trí ống phân phối gió tƣơi và gió hồi. Máy có thể lắp đặt ở mái bằng
của phòng điều hòa, ở ban công hoặc mái hiên rồi tiến hành bố trí đƣờng ống gió
cấp và gió hồi hợp lý là đƣợc.
Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nƣớc:
- Máy này có bình ngƣng giải nhiệt nƣớc nên rất gọn nhẹ, không chiếm diện
tích và không gian lắp đặt. Tất cả các thiết bị đƣợc bố trí thành một tổ hợp gọn hoàn chỉnh.
Ƣu điểm:
- Đƣợc sản suất hàng loạt, lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy,
tuổi thọ, tự động hóa cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nƣớc
làm mát và hệ thống ống gió nếu cần là có thể hoạt động đƣợc.
- Vận hành trong điều kiện tải thay đổi.
Copyright: Tài liệu đại học ©