BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CƠ KHÍ
-  - LÊ NGỌC MINH
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
VRV CHO CÔNG TRÌNH NHA TRANG PALACE HOTEL ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
(CHUYÊN NGÀNH: NHIỆT LẠNH) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
TS. TRẦN DANH GIANG

Nha Trang, tháng 6 Năm 2014
i
LỜI CAM ĐOAN

Sau bốn năm học tại trường Đại học Nha Trang, đến nay em đang ở trong giai
đoạn cuối của chương trình đào tạo tại nhà trường và hoàn thành đồ án tốt nghiệp
đại học.
Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được sự giúp đỡ vô cùng quý giá
từ ban chủ nhiệm Khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi, cùng sự chỉ bảo,
sẵn sàng giúp đỡ của các Thầy Cô trong bộ môn Kỹ thuật Nhiệt-Lạnh.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban
chủ nhiệm Khoa Cơ Khí cùng toàn thể các Thầy, Cô giáo đã tham gia giảng dạy em
trong suốt bốn năm qua.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành, lời biết ơn sâu sắc tới Thầy Trần Danh
Giang đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em
hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin gửi lời cảm ơn tới Cha, Mẹ, các Anh, Chị, và tất cả những người bạn
đã giúp đỡ em trong suốt chặng đường học tập củng như suốt thời gian làm đề tài
tốt nghiệp, đã cho em động lực để hoàn thành khoá học và đề tài tốt nghiệp của
mình.
Em xin chân thành cảm ơn !
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC BẢNG vii

24
3.2.2. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q
2
31
3.2.3. Nhiệt tỏa ra do máy móc thiết bị Q
3
38
3.2.4. Nhiệt hiện và ẩn do người tỏa ra Q
4
40
3.2.5. Nhiệt hiện và ẩn do gió tươi mang vào Q
N
41
3.2.6. Nhiệt hiện và ẩn do gió lọt mang vào Q
5
42
3.2.7. Các nguồn nhiệt khác 43
3.2.8. Tính toán phụ tải chọn thiết bị 43
3.3. Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí 43
3.3.1. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí 43
3.3.2. Tính toán sơ đồ điều hòa không khí 46
3.4. Chọn máy và thiết bị lạnh 50
3.4.1. Chọn máy 50
3.4.2. Chọn thiết bị lạnh 51
CHƯƠNG 4. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ ĐƯỜNG ỐNG GIÓ CẤP, GIÓ THẢI
VÀ THÔNG GIÓ 57
4.1. Hệ thống đường ống thông gió 57
4.2. Tính toán đường ống gió cấp 57
4.3. Tính toán đường ống gió tươi 60
4.3.1. Tốc độ không khí đi trong ống 60

ĐHKK: Điều Hòa Không Khí.
VRV: Hệ thống thay đổi lưu lượng môi chất lạnh (Variable Refrigerant Volume).
CAV: Hệ thống ống gió lưu lượng không đổi (Constant Air volume).
VAV: Hệ thống ống gió lưu lượng thay đổi (Variable Air Volume).
VCD: Bộ điều chỉnh lưu lượng (Volume control Damper).
FCU: Fan Coil Unit.
AHU: Air Handling Unit.
VSD: Bộ biến tần thay đổi tốc độ theo tín hiệu chênh áp.
SAG: Miệng gió 01 nang (Single Air Grille).
DAG: Miệng gió 02 nang (Double Air Grille).
EAG: Miệng gió sọt trứng (Egg Air Grille).
CSL: Công suất lạnh.

vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Tổ chức bên trong công trình. 12
Bảng 2.2. So sánh hai hệ thống điều hòa không khí VRV và Chiller 14
Bảng 2.3. Thông số vi khí hậu thích ứng với các trạng thái lao động. 17
Bảng 2.4. Gió tươi và hệ số thay đổi không khí 18
Bảng 2.5. Độ ồn cho phép theo tiêu chuẩn Đức 18
Bảng 2.6. Các thông số thiết kế ngoài nhà theo điều hòa cấp III 19
Bảng 2.7. Thông số thiết kế trong và ngoài nhà. 20
Bảng 3.1. Nhiệt bức xạ qua kính lớn nhất của các hướng 25
Bảng 3.2. Các thông số của kính 26
Bảng 3.3. Các thông số của màn che. 26
Bảng 3.4. Thông số diện tích kính tầng 10 27
Bảng 3.5. Bức xạ mặt trời theo 2 hướng khác nhau vào phòng 10-01. 29
Bảng 3.6. Thông số vật liệu xây tường 35
Bảng 3.7. Các loại dàn lạnh được sử dụng 50
Bảng 3.8. Chi tiết các dàn nóng được chọn 51

ix
DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Máy điều hòa cửa sổ 4
Hình 2.2. Máy điều hòa 2 cụm 5
Hình 2.3. Máy điều hòa nhiều cụm 5
Hình 2.4. Máy làm lạnh nước Water Chiller 8
Hình 2.5. Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió của hãng HITACHI 10
Hình 2.6. Phối cảnh công trình Nha Trang Palace Hotel 11
Hình 2.7. Nhiệt độ được chọn theo các cấp điều hòa 19
Hình 3.1. Sơ đồ tính các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn theo Carrier 22
Hình 3.2. Kết cấu xây dựng của mái 32
Hình 3.3. Hình vẽ kết cấu của tường 35
Hình 3.4. Nguyên lý sơ đồ tuần hoàn 1 cấp. 44
Hình 3.5. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp biểu diễn trên ẩm đồ 45
Hình 3.6. Phần mềm chọn bộ chia ga và kích thước ống đồng. 54
Hình 4.1. Sơ đồ đường ống dẫn gió lạnh từ dàn lạnh tới các miệng thổi 58
Hình 4.2. Sơ đồ cấp gió tươi cho các dàn lạnh tầng 12. 61
Hình 4.3. Tê 90
0
66

tại một số công trình điều hòa không khí ở thành phố Nha Trang kết hợp vận dụng
những kiến thức đã được học trên trường từ Thầy Cô, bạn bè Em đã được giao
nhiệm vụ là: “Tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV cho công trình
Nha Trang PALACE Hotel, số 09-Yersin-Tp. Nha Trang, Khánh Hòa.”
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên bản thân em còn thiếu kinh nghiệm,
còn hạn chế về chuyên môn và kiến thức thực tế nên trong quá trình hoàn thành đồ
án không thể tránh khỏi sự thiếu sót. Vì vậy em rất mong được sự góp ý của quý
thầy cô và bạn bè, để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ kỹ thuật
nhiệt - lạnh, đặc biệt là thầy Trần Danh Giang đã tận tình giúp đỡ em trong suốt
thời gian vừa qua.
Sinh viên thực hiện
Lê Ngọc Minh
2

1.1. Khái niệm hệ thống điều hòa không khí.
Điều hòa không khí là quá trình xử lý không khí trong đó các thông số về
nhiệt độ, độ ẩm tương đối, sự tuần hoàn, lưu thông, phân phối không khí, độ sạch
bụi cũng như các tạp chất hóa học, tiếng ồn…. được điều chỉnh trong phạm vi cho
trước theo yêu cầu của không gian cần điều hòa mà không phụ thuộc vào các điều
kiện thời tiết đang diễn ra ở bên ngoài không gian đó.
1.2. Sự hình thành và phát triển.
Để cân bằng, điều chỉnh không khí trong môi trường sống, từ xa xưa con
người đã biết sử dụng các biện pháp để tác động vào nó như: đốt lửa sưởi ấm mùa
đông, dùng quạt gió để làm mát, hay tìm các hang động mát mẻ, ấm cúng để
ở…Tuy nhiên vẫn chưa hề có khái niệm và hiểu biết về thông gió và điều hòa
không khí. Mãi đến năm 1845, một Bác sĩ người Mỹ tên John Gorrie đã chế tạo ra

hoạt động, cho thấy ngành lạnh ở Việt Nam đang ngày càng phát triển mạnh mẽ
phục vụ cho nhiều mục đích sử dụng.
1.4. Mục đích - ý nghĩa của điều hòa không khí.
Điều hòa không khí là ngành kỹ thuật có khả năng tạo ra trong không gian
điều hòa một môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió nằm
trong phạm vi ổn định phù hợp với sự thích nghi của cơ thể con người trong từng
điều kiện sinh hoạt làm việc cụ thể khác nhau, tạo ra cảm giác thỏa mái sảng khoái
cho con người.
Kỹ thuật điều hòa không khí không chỉ là một công cụ đắc lực phục vụ cho
nhu cầu thiết yếu cuộc sống của con người mà nó còn có mặt trong mọi lĩnh vực
kinh tế. Tuy nhiên, vốn đầu tư và chi phí vận hành một hệ thống điều hòa là không
nhỏ. Và để đảm bảo tính kỹ thuật, tính kinh tế, thì nhiệm vụ đạt ra đối với người Kỹ
sư thiết kế là phải tính toán chính xác tải nhiệt, chọn được phương án thiết kế hợp lý
vừa đảm bảo đáp ứng được tuổi thọ, các thông số yêu cầu, vừa tiết kiệm được vốn
đầu tư ban đầu mà lại vận hành đơn giản và tiết kiệm năng lượng.

4

2.1. Phân tích đặc điểm các hệ thống điều hòa không khí hiện nay.
2.1.1. Hệ thống điều hòa cục bộ.
2.1.1.1. Máy điều hoà cửa sổ.
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 giải nhiệt, quạt gió lạnh, các thiết bị điều khiển, điều
chỉnh tự động, phin lọc gió, khử mùi của gió tươi cũng như các thiết bị phụ khác
được lắp đặt trong một vỏ gọn nhẹ. Năng suất lạnh dưới 24000 Btu/h và thường
chia ra 5 loại 6, 9, 12, 18 và 24 ngàn Btu/h. Máy được lắp đặt ngay trên tường ngăn


Hình 2.3. Máy điều hòa nhiều cụm
6 2.1.2. Hệ thống điều hoà (tổ hợp) gọn.
2.1.2.1. Máy điều hoà hai cụm không ống gió.
Máy điều hoà hai cụm không ống gió là máy điều hoà không khí không được
phép lắp thêm ống gió vì quạt dàn bay hơi có cột áp nhỏ. Có thể nói, nhiều máy
điều hoà hai cụm của hệ thống điều hoà gọn và của hệ thống điều hoà cục bộ chỉ
khác nhau về cỡ máy hay năng suất lạnh, do đó kết cấu của cụm dàn nóng và dàn
lạnh đôi khi cũng có nhiều kiểu dáng hơn.
Máy điều hoà kiểu tủ thường sử dụng cho các hội trường, nhà khách, nhà
hàng, văn phòng tương đối rộng. Dàn bay hơi với quạt gió thổi tự do, không có ống
gió, năng suất lạnh đến 14 kW hay 48000 Btu/h.
2.1.2.2. Máy điều hoà hai cụm có ống gió.
Máy điều hoà hai cụm có ống gió thường được gọi là máy điều hoà hai cụm
thương nghiệp, năng suất lạnh từ 36000 đến 240000 Btu/h. Dàn lạnh được bố trí
quạt ly tâm cột áp cao 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 nhau.
2.1.2.3. Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa.
Đại bộ phận các máy điều hoà tách có máy nén bố trí chung với cụm dàn
nóng. Nhưng trong một số trường hợp, máy nén lại nằm trong cụm dàn lạnh.
Trường hợp này người ta gọi là máy điều hoà có dàn ngưng đặt xa.
Máy điều hoà dàn ngưng đặt xa cũng có chung các ưu nhược điểm của máy
điều hoà tách. Tuy nhiên do đặc điểm máy nén bố trí ở cụm dàn lạnh nên độ ồn
trong nhà cao. Chính vì lý do đó, máy điều hoà dàn ngưng đặt xa không thích hợp
cho điều hoà tiện nghi. Chỉ nên sử dụng loại máy này cho điều hoà công nghệ hoặc
thương nghiệp trong các phân xưởng hoặc cửa hàng, những nơi chấp nhận được
tiếng ồn của nó.

thích hợp cho các tòa nhà cao tầng kiểu văn phòng và khách sạn. Một số đặc điểm
nổi bật của hệ VRV được nêu ra dưới đây:
- Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu vùng, kết
nối trong mạng điều khiển.
- Các máy VRV có dải công suất rộng và hợp lý lắp ghép với nhau thành các
mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau từ 5HP đến 54HP
8 - Không cần thiết phải có máy dự trữ hệ vẫn tiếp tục vận hành trong trường
hợp một trong các cụm máy hư hỏng do đó giảm chi phí đầu tư, hệ làm việc ở
khoảng nhiệt độ rất rộng.
- VRV đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén, điều đó được thể hiện là:
Cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 90 m, chiều dài đường ống tương
đương tối đa lên đến 190 m, tổng chiều dài đường ống tối đa là 1000 m. Chênh lệch
chiều cao giữa các dàn lạnh tối đa là 15 m.
2.1.3. Hệ thống điều hoà trung tâm nước.

Hình 2.4. Máy làm lạnh nước Water Chiller
Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh từ máy lạnh
trung tâm để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU
Ưu điểm:
- Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò
rỉ môi chất lạnh ra ngoài vì nước hoàn toàn không độc hại.
- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng
rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất.
9 - Thích hợp cho các toà nhà như các khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao


- Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động quá lớn.
Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm thường được bố trí
phía dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng.
2.1.3.2. Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió (Air Cooled Water Chiller).
Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh nước giải nhiệt nước
ở dàn ngưng làm mát bằng không khí. Do khả năng trao đổi nhiệt của dàn ngưng
giải nhiệt gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh làm cho năng suất lạnh của
một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước. Máy nén thường là loại pittông,
môi chất là R22, R134a, R407C.
Kiểu giải nhiệt gió có ưu điểm là không cần nước làm mát nên giảm được toàn
bộ hệ thống nước làm mát như bơm, đường ống và tháp giải nhiệt.
Máy đặt trên mái cũng đỡ tốn diện tích sử dụng nhưng vì trao đổi nhiệt ở dàn
ngưng kém nên nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện năng
tiêu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm mát bằng nước. Máy điều hòa
Air Cooled Water Chiller được thể hiện trên hình 2.5. Hình 2.5. Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió của hãng HITACHI.

11 2.2. Phân tích đặc điểm công trình, lựa chọn phương án thiết kế.
2.2.1. Phân tích đặc điểm công trình.

Hình 2.6. Phối cảnh công trình Nha Trang Palace Hotel

Tài xế 2
Quầy vé 1
Thư giãn 1
Masage 10
Vip 3
Nhân Viên 1
Điều Khiển TT 1
Trệt
Nhà hàng Âu 200 chỗ 1
Khu vực đại sảnh 1
Lửng
P. Làm bánh 1
P. Kế toán 1
P. Hành chính 1
Phòng P.GĐ 2
Phòng GĐ 1
Phòng họp 3
1 Nhà hàng 500 chỗ + sân khấu 1
13 Sảnh Tiếp tân hướng dẫn 1
2
P. Hội nghị 250 chỗ + Tiếp tân 1
P. Hồ sơ in ấn 1
P. Hội nghị 60 chỗ 1
P. Hội nghị 80 chỗ 3
Sảnh giải lao 1
Café thư giãn 1
3-5

- Công suất của hệ thống được tự động điều chỉnh theo tải nhiệt thực tế của toà
nhà tại từng thời điểm để nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống và giảm chi phí
vận hành.
- Hệ thống được thiết kế tuân theo các tiêu chuẩn và quy phạm về an toàn
phòng chống cháy.
- Cầu thang bộ cần phải được thiết theo đúng các tiêu chuẩn quy định đối với
nhà cao tầng. Ngoài ra phải thiết kế hệ thống thông gió điều áp và không bị tụ khói
ở buồng thang.
2.2.2. Lựa chọn phương án thiết kế.
Đối với công trình này ta chỉ có thể sử dụng một trong hai hệ thống điều hoà
không khí là VRV và trung tâm nước.
Bảng 2.2. So sánh hai hệ thống điều hòa không khí VRV và Chiller.
Nội dung Water Chiller VRV
Đặc điểm
máy nén.
Rất nhiều loại máy nén từ xoắn
ốc, pittông, trục vít đến tuabin.
Xoắn ốc, Rôto (biến tần hoặc kỹ
thuật số). Máy nén nhỏ, ít ồn, dễ
dàng thay thế, khi hư hỏng các
máy khác cùng dàn nóng hoặc ở
modul khác có thể hoạt động
thay thế tạm thời.
Hệ thống phụ
trợ.
Tháp giải nhiệt và hệ thống bơm
nước giải nhiệt.
Bình giản nở và hệ thống đường
ống, phụ kiện và bơm nước giải
nhiệt

vì hệ thống có thể làm việc hoàn
toàn tự động gần giống như máy
điều hòa hai cụm gia dụng.
Khả năng tự
động
Khó tự động hóa hơn vì phải kết
hợp giữa ba hệ thống là Chiller,
bơm tháp giải nhiệt và bơm nước
lạnh.
Rất cao vì chỉ có một hệ tuần
hoàn gas lạnh gần giống máy
điều hòa hai cụm gia dụng.
Khả năng
chạy giảm tải
Khó hơn vì hệ Chiller đa số là
được điều chỉnh năng suất lạnh
theo bậc và chỉ chạy hiệu quả ở
60 ÷ 100% tải, tuy nhiên hiện nay
đã có một số Chiller biến tần.
Rất dễ dàng và có thể điều chỉnh
được xuống 3 ÷ 10% năng suất
lạnh, hầu như không có tổn thất
năng lượng.
Khả năng
tính tiền điện
riêng biệt
Thường không thể tính tiền điện
riêng biệt cho các hộ riêng lẻ mà
chỉ có thể tính khoán theo m2 sử
dụng, rất thiệt thòi cho các hộ sử