Tài liệu Thiết kế hệ thống điều hòa không khí vrv (tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí khu văn phòng và trung tâm thương mại tòa nhà md complex tower)

Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÁC HỆ THỐNG ĐHKK THÔNG DỤNG 1.1. MÁY ĐIỀU HÒA CỤC BỘ Hệ thống điều hoà cục bộ gồm máy điều hoà cửa sổ, máy điều hoà tách (hai và nhiều cụm loại nhỏ) năng suất lạnh nhỏ dưới 7kW (24000BTU/h). Đây là loại máy nhỏ hoạt động tự động, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa dễ dàng, tuổi thọ trung bình, độ tin cậy cao, giá thành rẻ, rất thích hợp đối với các phòng và các căn hộ nhỏ và tiền điện thanh toán riêng biệt theo từng máy. Tuy nhiên hệ thống điều hoà cục bộ có nhược điểm là khó áp dụng cho các phòng lớn như hội trường, phân xưởng, nhà hàng, cửa hàng, các toà nhà như khách sạn, văn phòng vì khi bố trí ở đây các cụm dàn nóng bố trí phía ngoài nhà sẽ làm mất mỹ quan và phá vỡ kết cấu xây dựng của toà nhà. Nhưng với kiến trúc xây dựng, phải đảm bảo không làm ảnh hưởng tới mỹ quan công trình. 1.1.1. Máy điều hòa cửa sổ Là thiết bị gọn trọn bộ lắp trong một vỏ dùng để điều hòa không khí cho một phòng, năng suất lạnh đến 7kW (24.000Btu/h), một chiều hoặc hai chiều, thường được bố trí qua của sổ hoặc qua vách. Ưu điểm    Có sưởi mùa đông bằng bơm nhiệt;  Có khả năng lấy gió tươi qua cửa lấy gió tươi;  Vốn đầu tư thấp vì giá rẻ do được sản xuất hàng loạt. Nhược điểm  Nhiệt độ phóng được điều chỉnh nhờ thermostat với độ dao động khá lớn, độ ẩm tự biến đổi theo nên không khống chế được độ ẩm, điều chỉnh theo kiểu on – off; 1 Đồ án tốt nghiệp  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 tường rộng bằng máy điều hòa hoặc phải cắt của sổ để bố trí máy. Không có khả năng lắp cho tường trực tiếp ngoài trời.  Phạm vi ứng dụng  Thích hợp cho các phòng nhỏ, căn hộ gia đình khó sử dụng cho các tòa nhà cao tầng vì làm mất mỹ quan và phá vỡ kiến trúc. Hình 1.1 – Máy điều hòa của sổ 1.2.2. Máy điều hoà (tổ hợp) gọn Là các loại máy hoặc hệ thống điều hòa cỡ trung bình bố trí gọn thành các tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh từ 3 đến 220 tấn lạnh Mỹ, dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, dàn ngưng giải nhiệt gió hoặc nước, kiểu nguyên cụm (máy điều hòa thương nghiệp lắp mái, máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước) hoặc loại tách (2 hoặc nhiều cụm), có hoặc không có ống gió, 1 hoặc 2 chiều, chủ yếu dùng cho điều hòa thương nghiệp và công nghệ. a) Máy điều hòa nguyên cụm Gồm có hai loại là máy điều hoà lắp mái và máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước, máy điều hoà nguyên cụm là loại máy có năng suất lạnh trung bình và lớn. Dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp, và quạt dàn bay hơi là quạt ly tâm cột cao áp. Máy được bố trí ống phân phối gió và ống gió hồi. Đặc điểm của máy điều hoà lắp mái là máy được đặt trên mái nhà cao, thông thoáng nên dàn ngưng làm mát bằng gió và cụm dàn lạnh, cụm dàn nóng được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất. Đặc điểm của máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước là bình ngưng 2 Đồ án tốt nghiệp rất gọn nhẹ, không chiếm diện tích và thể tích lắp đặt lớn như dàn ngưng giải nhiệt gió nên bình ngưng, máy nén và dàn bay hơi được bố trí thành một tổ hợp hoàn chỉnh. Loại máy này có công suất lớn tới 370kW và chủ yếu dùng cho điều hoà công nghiệp và thương nghiệp. Máy điều hoà lắp mái và máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước được sản xuất hàng loạt và lắp ráp hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ và mức độ tự động cao, giá thành rẻ, máy gọn nhẹ chỉ cần lắp đặt nối với hệ thống ống gió (nếu cần) và hệ thống nước làm mát là máy sẵn sàng hoạt động được. Qua cách phân tích hệ thống cấu tạo, cách lắp đăt và vận hành ta thấy máy điều hoà lắp mái và máy điều hoà nguyên cụm giả nhiệt nước thích hợp vơi các phân xưởng sản xuất (sợi dệt…) và các nhà hàng siêu thị hội trường. Máy điều hoà lắp mái có độ ồn thấp nên được sử dụng cho điều hoà tiện nghi, còn máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt nước thì có độ ồn cao do vậy chỉ sử dung rộng rãi cho điều hoà công nghệ. Nếu sử dụng cho điều hoà tiện nghi thì phải có buồng máy cách âm và bố trí tiêu âm cho cả ống cấp gió và ống hồi gió. Đối với nhà cao tầng máy điều hoà nguyên cụm không thích hợp và rất ít khi được sử dụng là vì đường ống gió kích thước lớn nếu bố trí đường ống gió đi xa thì tổn thất trên đường ống lớn, tốn vật liệu làm đường ống, tốn diện tích bố trí đường ống…  Ưu điểm:  Máy xoắn ốc nhẹ hơn 10% và gọn hơn 30% so với máy piston truyền thống làm cho kích thước máy gọn nhẹ hơn nhiều;  Máy nén xoắn ốc đỡ rung và đỡ ồn hơn nhiều so với máy nén piston. b) Máy điều hòa tách Máy điều hòa tách của hệ thống điều hòa tổ hợp gọn cũng giống máy điều hòa cục bộ nhưng vì nó có công suất lớn hơn do vậy kết cấu của cụm dàn nóng và cụm dàn lạnh sẽ có những biến đổi phù hợp với những kiến trúc của những công trình xây dựng và thoả mãn thị hiếu của khách hàng. Máy điều 3 Đồ án tốt nghiệp hòa tách thường có công suất lạnh trung bình (đến 48.000BTU/h) tuỳ thuộc vào nhu cầu sử dụng mà người ta đã chế tạo ra máy điều hòa tách có ống gió và không có ống gió. Nếu muốn phân phối đều gió cho một không gian rộng hoặc cho nhiều phòng thì người ta lắp quạt cao áp và lắp thêm ống gió. Một máy điều hòa tách được phân loại ở Mỹ là một cụm dàn lạnh có ống gió gắn với một cụm dàn nóng ngoài trời. Vào những năm đều thập kỷ 70, các máy hai cụm không ống gió RAC và PAC nhỏ, có thể có thêm chức năng bơm nhiệt được bán chủ yếu ở Nhật. Vào cuối những năm 1980 các mặt hàng này trở nên phổ biến ở Nhật, Đông Á và miền Nam Châu Âu. Hiện nay loại không ống gió phát triển tới mức, nó chiếm hơn 50% toàn bộ số máy điều hòa bán ra trên toàn thế giới. Đạt được điều đó là vì nó có các ưu điểm: lắp đặt tiện lợi, dễ dàng, có nhiều cỡ và chủng loại để lựa chọn, vận hành êm, không ồn. RAC (Room Air Conditioner – Máy điều hòa phòng) được chia làm hai loại: cửa sổ và 2 cụm không ống gió.  Loại cửa sổ: chủ yếu được bán ở Mỹ và các nước tiêu dùng hàng Mỹ như Brazil, Australia, Philippins, Ấn Độ, Đài Loan và Hồng Kông;  Loại 2 cụm không ống gió: thường đến 5kW năng suất lạnh, chủ yếu bán ở các thị trường Nhật, Trung Quốc, Hàn Quốc, Thái Lan, Malaysia, Tây Ban Nha, Ý và các nước khác. PAC (Packaged Air Conditioner – Máy điều hòa tổ hợp gọn) cũng chia làm 2 dòng:  Máy điều hòa nguyên cụm (giải nhiệt nước hoặc kiểu lắp mái giải nhiệt gió) có công nghệ theo thị trường của Mỹ, chủ yếu được bán ở Mỹ, Australia, Trung Đông, Canada và Mêxico. Ở thị trường này còn tiêu thụ loại 2 cụm, dàn lạnh có ống gió;  Kiểu 2, nhiều cụm (chủ yếu năng suất lạnh từ 4kW trở lên). Các loại đó được sử dụng chủ yếu ở Nhật, Hàn Quốc, Trung Quốc, các nước ASEAN và một vài nước Châu Âu. Đặc điểm và khác biệt với thị 4 Đồ án tốt nghiệp trường Mỹ là máy loại này không có ống gió.  Ưu điểm:  Giảm tiếng ồn trong nhà rất phù hợp với yêu cầu tiện nghi nên được sử dụng rộng rãi trong gia đình;  Dễ lắp đặt, dễ bố trí dàn nóng và dàn lạnh, ít phụ thuộc hơn vào kết cấu trong nhà, đỡ tốn diện tích lắp đặt, tường chỉ phải đục một lỗ nhỏ đường kính 70mm, đảm bảo thẩm mỹ. Nhược điểm:  Ống dẫn gas dài, dây điện tốn nhiều hơn, giá thành  đắt hơn; Làm ồn ngoài nhà có thể ảnh hưởng đến hộ bên  cạnh. Ứng dụng:  Hiện nay được sử dụng rộng rãi trong  các hộ gia đình. 1.2.3. Hệ thống điều hòa trung tâm nước Hệ thống điều hoà trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7oC để làm lạnh không khí gián tiếp qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ thống điều hoà trung tâm nước chủ yếu gồm:  Máy làm lạnh nước (water chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 12oC xuống 7oC;  Hệ thống ống dẫn nước lạnh;  Hệ thống nước giải nhiệt;  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 ở các FCU cung cấp;  Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí 5 Đồ án tốt nghiệp bằng nước nóng FCU (Fan Coil Unit) hoặc AHU (Air Handling Unit);  Hệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối không  Hệ thống tiêu âm và giảm âm;  Hệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí;  Bộ xử lý không khí;  Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh khí; gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh, và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau:   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 độ và độ ẩm trong không gian điều hoà theo từng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì điều kiện vi khí hậu tốt nhất;  Thích hợp cho các toà nhà 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 làm ống;  Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất, hoá chất và mùi.  Ít phải bảo dưỡng và sửa chữa;  So với hệ thống VRF, vòng tuần hoàn môi chất lạnh đơn giản hơn nhiều nên rất dễ kiểm soát;   Tuổi thọ và độ tin cậy của máy nén cao do tốc độ thấp. Hệ thống trung tâm nước có các nhược điểm sau:  Tốn diện tích lắp đặt, do đường ống gió cồng kềnh;  Tốn nhân lực để thi công lắp đặt hệ thống; 6 Đồ án tốt nghiệp  Tiêu thụ điện năng nhiều hơn so với máy VRV;  Cần công nhân vận hành lành nghề;  Cần bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU;  Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạo đặc biệt do đọng sương ví độ ẩm ở Việt Nam quá cao;  Cần định kỳ sửa chữa máy lạnh và các FCU.  Không thể tính tiền điện riêng biệt cho các hộ tiêu thụ riêng lẻ mà chỉ có thể tính toán theo mét vuông sử dụng.  Không có khả năng mở rộng do hệ thống đường ống nước, bơm nước đã cố định.  Phạm vi ứng dụng: Các phân xưởng cần khống chế cả nhiệt độ và độ ẩm, làm việc liên tục 24h/24h như sợi dệt, in ấn, dược phầm, chế biến chè… Các tòa nhà cao tầng hoặc các công trình lớn có nhu cầu cấp lạnh 24h/24h như khách sạn, khu liên hợp thể thao, bệnh viện, … với diện tích sàn trên 20000m 2, năng suất lạnh trên 3000kW, nhu cầu lạnh tương tối ổn định [2]. 1.2.4. Máy điều hoà VRF Do hệ CAV (Constant Air Volume) và VAV (Variable Air Volume) sử dụng ống gió điều chỉnh nhiệt độ phòng quá cồng kềnh, tốn nhiều thời gian và diện tích lắp đặt, tốn vật liệu làm đường ống, nên năm 1982, Daikin đã phát triển loại máy VRV (Variable Refrigerant Volume), điều chỉnh năng suất lạnh qua việc điều chỉnh lưu lượng môi chất. Ngày này các hãng chế tạo khác đều sản xuất dạng máy VRV với tên thương mại khác và được ký hiệu chung là VRF (Variable Refrigerant Flow), được xếp vào dạng điều hòa tổ hợp gọn PAC. Các đặc điểm của hệ VRF: 7 Đồ án tốt nghiệp - Chỉ sử dụng cho điều hòa tiện nghi ở các công trình cỡ nhỏ, tung bình và lớn như các tòa nhà văn phòng khách sạn, trường học, bệnh viện,…. VRF đặc biệt thích hợp và tiết kiệm năng lượng cho các ứng dụng lạnh cục bộ, phân tán, không ổn định như các tòa nàh văn phòng cho thuê và cần tính tiền điện riêng biệt [2]. - Tổ ngưng tụ có hai máy nén điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểu on-off còn một máy điều chỉnh bậc theo máy biến tần nên số bậc điều chỉnh từ 0 đến 100% gồm 21 bậc, đảm bảo tiết kiệm năng lượng hiệu quả kinh tế cao. - Các thông số vi khí hậu được khống chế phù hợp với từng nhu cầu từng vùng, kết nối trong mạng điều khiển trung tâm. - Các máy VRF có các dãy công suất hợp lý lắp ghép với nhau thành các mạng đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh khác nhau nhỏ từ 7kW đến hàng ngàn kW, thích hợp cho các toà nhà cao tầng hàng trăm mét với hàng ngàn phòng đa chức năng. - Thế hệ VRV III đã giải quyết tốt vấn đề hồi dầu về máy nén do đó cụm dàn nóng có thể đặt cao hơn dàn lạnh đến 90m và các dàn lạnh có thể đặt cách nhau cao tới 15m, đường ống dẫn môi chất lạnh từ cụm dàn nóng đến cụm dàn lạnh xa nhất tới 165m tạo điều kiện, bố trí máy dễ dàng trong các toà nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn mà trước đây chỉ có hệ thống trung tâm nước đảm nhiệm. - Do đường ống dẫn gas dài, năng suất lạnh giảm nên người ta đã dùng máy biến tần để điều chỉnh năng suất lạnh, làm cho hệ số lạnh không những được cải thiện mà còn vượt rất nhiều máy thông dụng. - Độ tin cậy do các chi tiết lắp ráp được chế tạo toàn bộ tại nhà máy với chất lượng cao. - Khả năng sửa chữa và bảo dưỡng rất năng động và nhanh chóng nhờ 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. - So với hệ thống trung tâm nước, hệ VRF rất gọn nhẹ vì cụm dàn nóng bố trí trên tầng thượng hoặc bên sườn toà nhà, còn đường ống dẫn môi chất 8 Đồ án tốt nghiệp lạnh có kích thước nhỏ hơn nhiều so với đường ống nước lạnh và đường ống gió. - Linh hoạt trong việc lắp đặt do đường ống gas nhỏ, dàn nóng nhỏ theo từng modul, có thể đưa theo thang máy. Có khả năng mở rộng hệ thống điều hòa dễ dàng bằng cách lắp đặt thêm các tổ máy mới. - Không có tổn thất quán tính nhiệt như hệ trung tâm giải nhiệt nước vì không có chất tải lạnh trung gian. - Hệ VRF có nhiều kiểu dàn lạnh khác nhau đối với tối đa 6 cấp năng suất lạnh (loại đặt sàn, tử tường, treo tường, giấu tường, giấu trần cassette, giấu trần casette một, hai và nhiều cửa thổi giấu trần có ống gió) rất đa dạng và phong phú nên dễ dàng thích hợp với các kiểu kiến trúc khác nhau, đáp ứng thẩm mỹ đa dạng của khách hàng. - Có thể kết hợp làm lạnh và sưởi ấm trong phòng cùng một hệ thống kiểu bơm nhiệt hoặc thu hồi nhiệt hiệu suất cao. Các loại dàn nóng thông dụng của VRF: một chiều, hai chiều (bơm nhiệt) và thu hồi nhiệt. Riêng hệ thu hồi nhiệt có khả năng điều chỉnh ở các chế độ khác nhau: chế độ mùa hè làm lạnh 100% (thải nhiệt 100%) mùa đông sưởi 100% (thu nhiệt 100%), nhưng ở các mùa chuyển tiếp có thể là 75% lạnh +25% sưởi (thải nhiệt 50%), 25% lạnh +75% sưởi (thu nhiệt 50%), 50% lạnh +50% sưởi (cụm ngoài không thu và không thải nhiệt). Sơ đồ dưới đây sẽ tổng kết các loại ĐHKK 9 Đồ án tốt nghiệp Hệ thống điều hòa không khí có máy nén cơ Kiểu cục bộ RAC Kiểu (tổ hợp) gọn (Room Air Conditioner) PAC (Packaged Air Conditioner) Qo đến 2 tấn lạnh Mỹ (7kW) Qo từ 3 đến 100 tấn lạnh Mỹ (7 – 350kW) Kiểu trung tâm nước (Hydrolic Air Con. System) Qo thường lớn hơn 100 tấn lạnh Mỹ (350kW) Dàn bay hơi làm lạnh không khí trực tiếp HT 0 ống gió HT 1 ống gió HT lưu lượng không đổi CAV HT 2 ống gió HT lưu lượng thay đổi VAV 10 Máy làm lạnh nước giả nhiệt nước Dàn FCU và AHU làm lạnh không khí gián tiếp qua nước lạnh HT 4 ống nước Giải nhiệt nước HT hối ngược Giải nhiệt gió HT 3 ống nước Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió Điều hòa tiện nghi và công nghệ HT 2 ống nuớc Giải nhiệt nước Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước Giải nhiệt gió Máy điều hòa VRF Máy điều hòa tách ( hai mảng hoặc nhiều mảng) Máy điều hòa tách Maý điều hòa của sổ Giải nhiệt gió Máy điều hòa nguyên cụm mái Điều hòa tiện nghi thương nghiệp và công nghiệp ( hai mảng hoặc nhiều mảng) Điều hòa tiện nghi Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH VÀ PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ 2.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH Công trình cần thiết kế ở đây là Tòa nhà MD Complex Tower, với chủ đầu tư là Công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên đầu tư và phát triển nhà đô thị Bộ Quốc Phòng. MD Complex Tower là dự án tổ hợp căn hộ cao cấp, văn phòng và trung tâm thương mại với quy mô lớn, sang trọng và hiện đại tọa lạc trên khu đất 2.B.V, khu đô thị mới Mỹ Đình 1, Từ Niêm, Hà Nội. Dự án được thực hiện trên khu đất 6021m2 với phần đất xây dựng khoảng 3686m2 còn lại là khu cây xanh, trung tâm thể dục thể thao, đường giao thông và bãi đỗ xe, bao gồm hai tòa tháp, trong đó tòa chung cư cao cấp 24 tầng và tòa tháp văn phòng hiện đại 24 tầng được kết nối với khối đế 4 tầng, với tầng 1 và tầng lửng là khu mua sắm thương mại sang trọng, tầng 2 và 3 gồm khu văn phòng cho thuê và căn hộ cao cấp. Hai tầng hầm trên với diện tích 4448m2/tầng có thể chứa được khoảng 145 ôtô và khoảng 340 xe máy, tầng hầm dưới cùng có thể chứa được khoảng 700 xe máy. 2.1.1. Khối tháp căn hộ Thiết kế hiện đại và tinh tế và được hoàn thiện với chất lượng cao nhằm thỏa mãn những yêu cầu khắt khe nhất, các căn hộ cao cấp tại MD Complex Tower đem lại không gian sống thoải mái và tiện nghi. Khu căn hộ cao cấp tại MD Complex Tower được bố trí linh hoạt từ tầng 2-3, 4-18, 19-25 với diện tích đa dạng từ 94m2 đến 118.5m2, có 190 căn hộ với tổng diện tích 24570.4m2. 2.1.2. Khối tháp văn phòng (VP) Tháp cao 24 tầng trong có 1 tầng kỹ thuật và 1 tầng mái, 22 tầng còn lại 11 Đồ án tốt nghiệp được sử dụng làm văn phòng. Khu văn phòng có lối ra vào riêng biệt, đảm bảo an ninh và độc lập với các phần khác của toà nhà, được thiết kế và trang bị đạt tiêu chuẩn cao cấp. Toàn bộ bề mặt xung quanh của tháp văn phòng đều được lắp kính bao quanh, làm tăng vẻ sang trọng và hiện đại của công trình, nhưng cũng làm tăng tác động của bức xạ mặt trời qua kính. Để hạn chế điều này, bên trong mỗi tầng đều được lắp rèm che và lắp kính 2 lớp. Trần của mỗi tầng đều được lắp trần giả bằng thạch cao, vừa đáp ứng được tính thẩm mĩ của công trình, vừa tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công lắp đặt các thiết bị thông gió và điều hòa không khí. Bên cạnh hệ thống thang máy và cầu thang bộ, tháp văn phòng còn được lắp đặt hệ thống thang thoát hiểm nhằm tăng tính an toàn cho công trình khi có sự cố. 2.1.3. Khối trung tâm thương mại (TTTM) Diện tích sàn tầng 1 khoảng 2350m2, tầng lửng khoảng 1300m2 dành cho siêu thị và các gian hàng thương mại. Việc đi lại giữa các tầng của trung tâm thương mại nhờ vào 2 thang truyền lên xuống, hoặc cầu thang máy, ngoài ra mỗi tầng đều có 1 khu vệ sinh riêng, cầu thang bộ và cầu thang thoát hiểm để đề phòng có trường hợp khẩn cấp. Khu TTTM tại tầng 1 và tầng lửng, không gian ở 2 tầng này được thông với nhau. Do vậy trong suốt quá trinh tính toán, ta sẽ coi cả hai khu này là một. Đây là trung tâm thương mại tương đối lớn với nhiều loại dịch vụ khác nhau như cửa hàng, siêu thị, nhà trẻ và mỗ giáo (NT&MG), với kiến trúc và các trang thiết bị hiện đại. Trong bản đồ án này, em chỉ tính toán thiết kế hệ thống ĐHKK cho khu văn phòng và TTTM. Bảng thống kê diện tích sử dụng điều hòa của các tầng : 12 Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.1. Không gian sử dụng điều hòa Tầng Sảnh tầng 1 & Lửng 3 4÷17 18 19 20÷24 25 Lửng 86 TTTM 2277 1 220 Lửng Sảnh tầng Văn phòng Sảnh tầng 220 64 1237 64 Văn phòng 1237 Sảnh tầng 64 Văn phòng 677 Sảnh tầng 64 Văn phòng 677 Sảnh tầng 64 Văn phòng 677 Sảnh tầng 64 Văn phòng 677 Sảnh tầng 64 Văn phòng 677 NT & MG 2 1 Diện tích m2 343 Phòng 2.2. CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ 2.2.1. Chọn các thông số thiết kế trong nhà a) Nhiệt độ và độ ẩm tiện nghi Đối với văn phòng làm việc thì các thông số được chọn theo yêu cầu tiện nghi của con người. Yêu cầu tiện nghi được chọn theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992 [1]. Mùa hè: 13 Đồ án tốt nghiệp - Nhiệt độ không khí trong nhà: tT = 250C ± 20C; - Độ ẩm tương đối trong nhà: T = 65% ± 5%. Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị I-d của không khí ẩm, ta tìm được các thông số còn lại: - Entanpi: IT = 58kJ/kg; - Độ chứa hơi: dT = 13g/kg không khí ẩm. Đối với các hành lang, sảnh, để tránh sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn giữa các vùng gây ra sốc nhiệt đối với con người, vì vậy tại các vùng này ta chọn các thông số nhiệt độ và độ ẩm như sau: - Nhiệt độ: tHL = 270C; - Độ ẩm: HL = 65%. Dựa trên đồ thị I-d của không khí ẩm ta tìm được các thông số còn lại: - Entanpi: IHL = 65kJ/kg; - Độ chứa hơi: dHL = 15g/kg không khí ẩm. Kết quả xác định các thông số thiết kế trong nhà tại bảng 2.2 Bảng 2.2. Các thông số thiết kế trong nhà Thông số Không gian Trong nhà Nhiệt độ 0 C 25 Độ ẩm % 65 Entanpi kJ/kg 58.2 Hành lang 27 65 64.6 Độ chứa hơi g/kg 13 14.7 b) Gió tươi và hệ số thay đổi không khí Theo [3], lưu lượng gió tươi cần cấp cho mỗi m2 sàn của các công trình: 14 Đồ án tốt nghiệp Bảng 2.3. Lượng gió tươi cần cấp Kiểu công trình Lượng không khí tươi cấp nhỏ nhất Lựa chọn Văn phòng Siêu thị, cửa hàng bách hóa Hành lang, tiền sảnh, lối đi l/s/m2 sàn 0.65 1.00 0.25 l/s/m2 sàn 0.65 1.00 0.25 c) Độ ồn cho phép Độ ồn được coi là một yếu tố quan trọng gây ô nhiễm môi trường nên nó cần được khống chế, đặc biệt đối với một số công trình đặc biệt như phòng studio, phòng ghi âm... Độ ồn cho phép của bộ xây dựng đã ban bố tiêu chuẩn về tiếng ồn TCVN 175 – 90 quy định về mức ồn cho phép, theo bảng 1.5 [1] đối với phòng làm việc là 45dB ÷ 50dB. d) Tốc độ không khí Tốc độ không khí xung quanh có ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt và thoát mồ hôi giữa cơ thể với môi trường xung quanh. Khi tốc độ lớn, cường độ trao đổi nhiệt, ẩm tăng lên. Vì vậy đứng trước gió cảm thấy mát và thường da khô hơn nơi yên tĩnh trong cùng điều kiện về độ ẩm và nhiệt độ. Khi nhiệt độ không khí thấp, tốc độ quá lớn thì cơ thể mất nhiệt gây cảm giác lạnh. Tốc độ gió thích hợp tuỳ thuộc vào yếu tố: nhiệt độ gió, cường độ lao động, độ ẩm, trạng thái sức khoẻ... 2.2.2. Chọn các thông số tính toán ngoài nhà Theo mức độ quan trọng của công trình, điều hoà không khí được chia làm 3 cấp như sau: Điều hoà không khí cấp 1: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy cao nhất, duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà trong giới hạn cho phép không phụ thuộc vào biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông đã ghi nhận được trong nhiều năm. Điều hoà không khí cấp 2: Là điều hoà không khí có độ tin cậy trung 15 Đồ án tốt nghiệp bình, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 200h trong một năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của cả mùa hè và mùa đông. Điều hoà không khí cấp 3: Là điều hoà tiện nghi có độ tin cậy thấp, duy trì được các thông số vi khí hậu trong nhà với phạm vi sai lệch không quá 400h trong 1 năm khi có biến động khí hậu cực đại ngoài trời của mùa hè và mùa đông. Điều hoà không khí cấp 1 tuy có mức độ tin cậy cao nhất nhưng chi phí đầu tư, lắp đặt, vận hành rất lớn nên chỉ sử dụng cho những công trình điều hoà tiện nghi đặc biệt quan trọng trong các công trình điều hoà công nghệ. Các công trình ít quan trọng hơn như khách sạn 4 – 5 sao, bệnh viện quốc tế... thì nên chọn điều hoà không khí cấp 2. Trên thực tế, đối với hầu hết các công trình như điều hoà không khí khách sạn, văn phòng, nhà ở, siêu thị, hội trường, thư viện,... chỉ cần điều hoà cấp 3. Điều hoà cấp 3 tuy độ tin cậy không cao nhưng đầu tư không cao nên thường được sử dụng cho các công trình trên. Với các phân tích trên, dựa trên yêu cầu của chủ đầu tư và đặc điểm của công trình, phương án cuối cùng được lựa chọn là điều hoà không khí cấp 3. Thông số ngoài nhà chọn cho điều hoà cấp 3 theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992 biểu diễn trên đồ thị I - d của không khí ẩm. Điều kiện khí hậu lấy theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088 – 85, bảng 1.6 [1]. Kết quả xác định các thông số thiết kế ngoài nhà tại bảng 2.4 Bảng 2.4. Các thông số thiết kế ngoài nhà Mùa nóng Cấp ĐHKK Nhiệt độ 0 Cấp 3 Trong đó: Mùa lạnh Độ ẩm C % ttbmax N = 13-15 Nhiệt độ 0 C % ttbmin N = 13-15  ttbmax - nhiệt độ trung bình của tháng nóng nhất; 16 Độ ẩm Đồ án tốt nghiệp  ttbmin - nhiệt độ trung bình của tháng lạnh nhất;  13-15 - độ ẩm từ 13h ÷ 15h của tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất ghi nhận theo TCVN 4088 – 1985. Theo [2], khi thiết kế đủ lạnh cho mùa hè ở miền Bắc, năng suất sưởi của máy luôn dư thừa cho sưởi mùa đông lên ta không phải tính cho mùa đông. Theo bảng 1.7 [1] xác định được thông số tính toán ngoài trời cho khu vực Hà Nội như sau: Mùa hè: - Nhiệt độ: t = 32.80C; - Độ ẩm: N = 66%. Từ các thông số trên, dựa trên đồ thị I-d ta xác định được các thông số còn lại và được tổng kết trong bảng 2.5: Bảng 2.5. Các thông số thiết kế ngoài nhà cho ĐHKK cấp 3 tại Hà Nội dùng cho công trình Mùa Nhiệt độ 0 Hè Thông số Độ ẩm Entanpi Độ chứa hơi C % kJ/kg g/kg 32.8 66 86.6 21.0 17 Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT 3.1. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN Có hai phương pháp phổ biến được áp dụng tính toán là phương pháp hệ số nhiệt ẩm thừa (phương pháp truyền thống) và phương pháp hệ số nhiệt hiện (phương pháp Carrier). Ở đây phương pháp Carrier được lựa chọn để tính cân bằng nhiệt ẩm. Lượng nhiệt tổn thất được tính theo: Qt = ∑Qht + ∑Qat Giới thiệu sơ đồ đơn giản tính các nguồn nhiệt hiện thừa và nhiệt ẩn thừa theo Carrier được minh họa trên hình 3.1: 18 Đồ án tốt nghiệp Hình 3.1. Sơ đồ tính toán nhiệt theo phương pháp Carrier 3.2. TÍNH NHIỆT HIỆN THỪA VÀ NHIỆT ẨN THỪA 3.2.1. Nhiệt xâm nhập qua cửa kính do bức xạ mặt trời Q11 Do các phòng đều được lắp kính bao quanh, nên chịu bức xạ của mặt trời khá lớn. Đa số các cửa kính đều thẳng đứng theo kiến trúc của toà nhà. Bức xạ mặt trời tác động vào một mặt tường thẳng đứng, nghiêng hoặc ngang là liên tục thay đổi. Mặt kính quay hướng Đông là nhận nhiệt bức xạ là lớn nhất từ 8h  9h và kết thúc vào 12h. Mặt kính quay hướng Tây nhận bức xạ cực đại từ 16h  17h. Vì vậy mức độ bức xạ phụ thuộc rất lớn vào thời gian, cường độ và hướng bức xạ. Lượng nhiệt bức xạ này xác định gần đúng theo kinh nghiệm: Q11 = nt×Q11’, [W] (3.1) Q11’ = F×RT×k, [W ] (3.2) Trong đó: Với :  nt - Hệ số tác dụng tức thời;  Q11’ - Lượng nhiệt bức xạ tức thời qua kính vào phòng, [W];  F - Diện tích bề mặt cửa sổ có khung kim loại, [m2] ;  RT - Bức xạ mặt trời qua mặt kính vào trong phòng, [W/m 2]. Giá trị của RT phụ thuộc vào vĩ độ, tháng, hướng của kính, cửa sổ, giờ trong ngày.  k - Hệ số hiệu chỉnh kể đến các ảnh hưởng; k = c×đs×mm×kh×m×r  c - Hệ số ảnh hưởng của độ cao so với mặt nước biển tính theo công thức: c  1 H 0.023 1000 H - là độ cao tương đối của vị trí lắp đặt kính trong toàn công trình cần tính toán [m]. Hệ số này sẽ thay đổi khi tính vị trí các tầng khác nhau, ở đây 19 Đồ án tốt nghiệp sẽ tính trung bình các tầng với tầng 1 cao hơn mực nước biển là 13m. H = 13 + 40 = 53 m Như vậy tính toán chung cho các cửa sổ ở các tầng với hệ số c là:  C 1  53 0.023 1.0012 1000  đs - Hệ số kể đến ảnh hưởng của độ chênh giữa nhiệt độ đọng sương của môi trường không khí trong vùng lắp đặt so với nhiệt độ đọng sương của không khí trên mặt nước biển là 20 0C, do có nhiệt độ đọng sương lớn nên đs giảm và được tính theo công thức: e đs  1  t s  20 0.13 10 Nhiệt độ đọng sương mùa hè là ts = 25.40C  đs 1  25, 4  20 0.13 0.93 10  mm - Hệ số ảnh hưởng của mây mù, khi trời không mây mm = 1.0, khi trời có mây chọn mm = 0.85;  kh - Hệ số ảnh hưởng của khung kim loại kh = 1.1;  m - Hệ số kính phụ thuộc vào màu sắc, kiểu loại kính khác kính cơ bản. Kính được sử dụng là kính màu xám, dày 6mm nên m = 0.73;  r - Hệ số mặt trời kể đến ảnh hưởng của kính cơ bản khi có màn che bên trong. Do tất cả các phòng đều được trang bị rèm che (màn che loại Metalon 310/2) có r = 0.58. Đối với kính khác kính cơ bản và có rèm (màn) bên trong r=1.0, RT trong công thức (3.2) được thay bằng nhiệt bức xạ vào phòng khác kính cơ bản RK được công thức: Q11’ = F×RK×k, [W] (3.3) Trong đó :  RK = {0.4×k + k×(m + m + k×m + 0.4×k×m)}×RN, [W/m2] Với: * RN - Bức xạ mặt trời đến bên ngoài mặt kính, [W/m2]. RN = 20 RT 0.88