Đồ án tốt nghiệp: Tính toán thiết kế hệ thống ĐHKK cho khách sạn 4 sao Nhật Hạ

Tham khảo đồ án tính toán thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khách sạn 4 sao. Gồm cơ sở lý thuyết, tính tải nhiệt, chọn thiết bị.

• Tác giả: Huỳnh Anh Hào
• Người hướng dẫn: Ts. Đặng Hùng Sơn
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Cơ Khí Động Lực
• Đề tài: Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa Không Khí Và Thông Gió Cho Khách Sạn 4 Sao Nhật Hạ
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Thiết Kế Điều Hòa Không Khí và Thông Gió Khách Sạn

Thiết kế điều hòa không khí và thông gió là một trong những yếu tố quan trọng nhất trong việc xây dựng các công trình khách sạn hiện đại. Vai trò của hệ thống điều hòa không khí không chỉ dừng lại ở việc điều chỉnh nhiệt độ mà còn đảm bảo chất lượng không khí bên trong các phòng, sảnh chờ và các khu vực công cộng của khách sạn. Ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm tương đối và tốc độ lưu chuyển không khí trực tiếp tác động đến sự thoải mái của du khách. Một hệ thống thông gió hiệu quả giúp loại bỏ các chất độc hại, kiểm soát nồng độ CO2 và duy trì môi trường sống lành mạnh. Đồ án thiết kế này tập trung vào tính toán và lựa chọn các thiết bị chính phù hợp với quy mô khách sạn 4 sao, đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật và yêu cầu về an toàn vệ sinh lao động.

1.1. Vai Trò Của Điều Hòa Không Khí Đối Với Con Người

Điều hòa không khí tạo ra điều kiện sống và làm việc tối ưu cho con người. Nhiệt độ phòng được duy trì ở mức 22-24°C, độ ẩm tương đối từ 40-60% giúp người ở cảm thấy thoải mái nhất. Các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, năng suất làm việc và trải nghiệm của khách hàng tại khách sạn.

1.2. Các Thành Phần Chính Của Hệ Thống Thông Gió

Hệ thống thông gió cấp khí cung cấp không khí sạch từ bên ngoài vào các phòng, trong khi thông gió thoát khí loại bỏ không khí nội thất bị ô nhiễm. Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp là phương án phổ biến nhất, giúp duy trì áp suất không khí ổn định và chất lượng không khí tốt.

II. Cơ Sở Tính Toán Thiết Kế Hệ Thống Điều Hòa

Cơ sở tính toán thiết kế bao gồm việc xác định các thông số ban đầu như nhiệt độ, độ ẩm thiết kế và phân tích các nguồn nhiệt trong công trình. Phương trình cân bằng nhiệt ẩm là nền tảng để tính toán công suất cần thiết của hệ thống. Các nguồn nhiệt cần xem xét bao gồm: bức xạ mặt trời, nhiệt từ người sử dụng, thiết bị chiếu sáng và tổn thất qua kết cấu bao che. Việc xác định chính xác các tham số này giúp lựa chọn thiết bị phù hợp và tối ưu hóa chi phí vận hành. Kiểm tra đọng sương cũng là bước quan trọng để đảm bảo không khí không bị ẩm quá mức, tránh gây hư hại cho cơ sở vật chất và ảnh hưởng đến sức khỏe.

2.1. Các Thông Số Thiết Kế Ban Đầu

Nhiệt độ thiết kế ngoài được xác định theo dữ liệu khí hậu địa phương, trong khi nhiệt độ và độ ẩm nội thất được quy định bằng tiêu chuẩn kỹ thuật. Tốc độ lưu chuyển không khí trong phòng thường không vượt quá 0.25m/s để đảm bảo sự thoải mái của cư dân.

2.2. Phương Trình Cân Bằng Nhiệt và Ẩm

Phương trình cân bằng nhiệt tính toán tổng lượng nhiệt thừa từ các nguồn khác nhau trong phòng. Cân bằng ẩm xác định lượng hơi nước cần loại bỏ để duy trì độ ẩm thiết kế. Sử dụng đồ thị I-d (Mollier) để biểu diễn các điểm nút trong quá trình điều hòa.

III. Kết Quả Tính Toán và Chọn Thiết Bị Chính

Kết quả tính toán được thực hiện theo cả phương pháp lý thuyết và phần mềm HAP (HVAC Calculation Software). Công suất dàn lạnh được xác định dựa trên tổng lượng nhiệt thừa QT của công trình. Đối với khách sạn 4 sao, việc chọn dàn lạnh phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất năng lượng và độ tin cậy. Phương án VRV (Variable Refrigerant Volume) là lựa chọn tối ưu cho các công trình khách sạn, vì nó cho phép điều chỉnh công suất theo nhu cầu thực tế. Phần mềm Daikin VRV Xpress được sử dụng để chọn dàn nóng và bộ chia gas phù hợp. Các thông số thiết kế của từng khu vực như sảnh chờ, sảnh khách sạn, văn phòng được tính toán riêng biệt để đảm bảo hiệu quả cao nhất.

3.1. Các Phương Án Lựa Chọn Hệ Thống Điều Hòa

Phương án điều hòa cục bộ phù hợp với các công trình nhỏ. Phương án VRV là lựa chọn tiên tiến với một dàn nóng và nhiều dàn lạnh. Phương án điều hòa trung tâm sử dụng hệ thống ống gió phân phối, phù hợp với các công trình lớn như khách sạn 4 sao.

3.2. Quá Trình Chọn Thiết Bị Theo Công Suất

Công suất tính được từ các phép tính toán nhiệt được so sánh với công suất tiêu chuẩn của các thiết bị có sẵn trên thị trường. Dàn lạnh được chọn sao cho công suất thực tế lớn hơn hoặc bằng công suất tính toán để đảm bảo khả năng làm lạnh đủ.

IV. Thiết Kế Hệ Thống Thông Gió Cho Các Khu Vực Khác Nhau

Thiết kế thông gió cho từng khu vực của khách sạn cần được tính toán riêng biệt dựa trên mục đích sử dụng và tiêu chuẩn vệ sinh. Thông gió bãi xe cần loại bỏ khí CO từ các phương tiện giao thông. Phòng bơm PCCC, phòng máy phát điện cần thông gió tốt để tránh quá nhiệt. Toilet, phòng xử lý nước thải cần hệ thống thoát khí riêng để loại bỏ mùi hôi. Việc chọn miệng gió và ống gió được thực hiện bằng phần mềm Duct Checker và tiêu chuẩn ASHRAE để đảm bảo tổn thất áp không vượt quá giới hạn cho phép. Bản vẽ lên mặt bằng chi tiết vị trí miệng gió, ống gió và các thiết bị là bước cuối cùng trong quá trình thiết kế.

4.1. Tính Toán Thông Gió Cho Các Khu Vực Tầng Hầm và Tầng 1

Thông gió bãi xe được tính dựa trên nồng độ CO cho phép là 50ppm với thời gian lưu 6 lần/giờ. Phòng bơm PCCC, phòng máy phát điện cần 10-15 lần thay đổi không khí/giờ. Phòng xử lý nước thải cần thông gió thoát khí để duy trì áp suất âm.

4.2. Chọn Miệng Gió và Tính Tổn Thất Áp

Miệng gió cấp và miệng gió thoát được chọn dựa trên lưu lượng gió và vận tốc cho phép (thường 2-4m/s). Phần mềm ASHRAE Duct Fitting tính toán tổn thất áp các phụ kiện ống gió, giúp lựa chọn quạt thích hợp với công suất đủ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VÀ THÔNG GIÓ.1 Vai trò của điều hoà không khí đối với đời sống của con người. Phát triển kinh tế luôn gắn liền với sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Ngày nay kỹ thuật điều hoà không khí liên tục phát triển để đáp ứng yêu cầu cuộc sống của con người trong sinh hoạt cũng như trong sản xuất.

Các thông số cơ bản của môi trường có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi nhiệt giữa môi trường và con người là: - Nhiệt độ của không khí. - Độ ẩm tương đối của không khí. - Tốc độ chuyển động của dòng không khí. - Nồng độ các chất độc hại trong môi trường không khí.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ.

Nhiệt độ bên trong cơ thể của con người luôn ổn định ở 37oC. Trong suốt quá trình vận động và làm việc con người luôn thải một lượng nhiệt lượng nhất định vào môi trường không khí xung quanh. Lượng nhiệt này truyền vào không khí bằng đối lưu, bức xạ. Do vậy khi nhiệt độ không khí của môi trường xung quanh thay đổi sẽ ảnh hưởng đến quá trình truyền nhiệt từ cơ thể con người vào môi trường.

Khi nhiệt độ môi trường quá cao hoặc quá thấp sẽ gây ra cảm giác khó chịu cho con người và ảnh hưởng đến sinh hoạt, lao động của con người. Điều hoà không khí có thể khắc phục được điều này, đối với từng trường hợp cụ thể hệ thống điều hoà không khí là phương tiện có thể tạo ra môi trường có nhiệt độ từ 24 0C dến 27oC là môi trường tiện nghi, thoải mái cho các hoạt động của con người.2 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối. Độ ẩm tương đối của không khí là yếu tố quyết định tới mức độ bay hơi, thoát ẩm từ cơ thể con người ra môi trường (Dưới hình thức đổ mồ hôi). Nếu độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh giảm xuống lượng ẩm thoát ra từ cơ thể con người dễ dàng bay hơi vào không khí, điều này có nghĩa là cơ thể thải nhiệt ra môi trường không khí xung quanh nhiều hơn.

Trái lại nếu độ ẩm tương đối lớn quá sẽ hạn chế quá trình thoát ẩm của cơ thể, mồ hôi toát ra, bay hơi kém bám lại trên da gây cảm giác khó chịu. Thông thường khi nhiệt độ ở vào khoảng 24oC đến 27oC, để 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: T.S Đặng Hùng Sơn con người có cảm giác thoải mái dễ chịu thì độ ẩm tương đối của không khí vào khoảng 50% đến 60%.3 Tốc độ lưu chuyển của không khí. Tuỳ thuộc vào tốc độ chuyển động của dòng khí mà lưu lượng ẩm thoát ra từ cơ thể con người là nhiều hay ít. Khi tốc độ chuyển động của dòng không khí tăng lên thì lớp không khí bão hoà xung quanh bề mặt của cơ thể dễ bị kéo đi nhường chỗ cho cho lớp không khí khác chưa bão hoà làm tăng khả năng thoát ẩm từ cơ thể ra môi trường không khí xung quanh.

Tốc độ chuyển động của dòng không khí không chỉ ảnh hưởng tới sự thoát ẩm của cơ thể mà còn ảnh hưởng đến cường độ trao đổi nhiệt bằng đối lưu. Khi tốc độ của dòng không khí lớn quá mức sẽ gây ra mất nhiệt cục bộ làm cho cơ thể chóng mệt mỏi. Tuỳ thuộc vào nhiệt độ đặt trong phòng mà ta chọn tốc độ gió sao cho phù hợp. Vai trò của thông gió 1.1 Thông gió cấp khí Thông gió là sự chuyển động có chủ ý của dòng không khí từ bên ngoài vào bên trong khách sạn và dòng không khí này được gọi là “không khí thông gió” theo định nghĩa của Hiệp hội các kỹ sư nhiệt, lạnh và điều hòa không khí của Mỹ trong Tiêu chuẩn ASHRAE , là dòng khí sử dụng để cung cấp không khí bên trong với chất lượng chấp nhận được với mục đích làm loãng các mùi và giảm thiểu lượng CO2 cũng như các chất gây ô nhiễm trong không khí như bụi, khói, và các chất hữu cơ dễ bay hơi.2 Thông gió thoát khí Thông gió thoát khí nội bộ hướng đến việc tránh sự ô nhiễm của không khí bên trong gây ra bởi các nguồn khí thải lớn, bằng cách giữ lại các chất ô nhiễm lơ lửng trước khi chúng phát tán vào môi trường.

Điều này bao gồm sự kiểm soát hơi nước, khí sinh ra từ các nhà vệ sinh, hơi dung môi từ các quá trình công nghiệp, bụi từ gỗ và kim loại từ các quá trình cơ khí. Không khí có thể được thải ra thông qua những chụp hút áp lực hoặc qua việc sử dụng quạt và nén một khu vực đặc biệt 1. Điều kiện thiết kế và phạm vi công việc.1 Đặc điểm công trình. Công trình khách sạn Nhật Hạ có 19 tầng và 1 tầng hầm để xe, tầng 1 gồm tiền sảnh và chỗ để xe tự động, tầng 2 là 1 nhà hàng, tầng 3 có 2 phòng họp để tổ chức 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: T.S Đặng Hùng Sơn hội nghị vừa và nhỏ, tầng 4 là khu massage cho khách, tầng 5-tầng 18 là không gian chỉ có các phòng ngủ, tầng 19 là bar và phòng PAU, với tổng diện tích sàn là 13640 m2: 1.2 Phạm vi công việc.

✓ Điều hòa nhiệt độ, xử lý không khí (bao gồm cấp gió tươi và lọc bụi), phân bố không khí trong không gian phòng làm việc, phòng ngủ, nhà hàng, phòng hội nghị. ✓ Thông gió - hút khói hành lang, hút mùi khu vệ sinh. ✓ Dựng bản vẽ thiết kế cơ sở bằng AutoCad. Lý do chọn đề tài.

Điều hòa không khí, thông gió cho công trình chung cư, nhà ở, công ty, xí nghiệp đã và đang là một trong những hạng mục quan trọng trong lĩnh vực M&E. Sinh viên ngành nhiệt ra trường chiếm tỉ lệ cao làm việc tại cho các công ty có liên quan đến lĩnh vực này. Bởi Trong các công trình nhà văn hóa, cung thể thao, câu lạc bộ, triễn lãm, trưng bày và đặc biệt là công trình nhà ở… thường có lượng nhiệt ẩm và khí CO2 toả ra rất lớn, để tạo được cảm giác thoải mái và đảm bảo yêu cầu vệ sinh cho con người cần phải tổ chức hệ thống thông gió thổi không khí được làm mát, sạch tới vùng làm việc. Việc thiết kế hệ thống điều hòa tại khách sạn Nhật hạ là một điều kiện tất yếu khi nơi đây là khách sạn cao cấp hàng đầu đồng thời tập trung nhiều người cùng làm việc, đảm bảo một môi trường trong sạch để hít thở không khí, có chế độ nhiệt ẩm thích hợp nhất, đảm bảo sự thoải mái cho con người làm việc tại toà nhà cũng như quan khách khi đến đây.

3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: T.S Đặng Hùng Sơn CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ 2. Giới thiệu về công trình 2. Thông tin sơ bộ: Công trình khách sạn Nhật Hạ có 19 tầng và 1 tầng hầm để xe, tầng 1 gồm tiền sảnh và chỗ để xe tự động, tầng 2 là 1 nhà hàng, tầng 3 có 2 phòng họp để tổ chức hội nghị vừa và nhỏ, tầng 4 là khu massage cho khách, tầng 5-tầng 18 là không gian chỉ có các phòng ngủ, tầng 19 là bar và phòng máy , với tổng diện tích sàn là 13640 m2: Chi tiết công trình: Tầng 1: -Sảnh chờ 1 (sảnh chờ 1.2) : 66 m2 -Sảnh chờ 2 (sảnh chờ 2.2) : 63 m2 -Sảnh chính : 128 m2 -Quầy tiếp tân : 66 m2 -Văn phòng : 61 m2 -Phòng bảo vệ : 15,6 m2 2. Lựa chọn phương án điều hòa cho công trình.

Qua việc phân tích đặc điểm và yêu cầu của khách sạn Nhật Hạ ta nhận thấy rằng hệ thống điều hòa không khí VRV đáp ứng được những yêu cầu của công trính nên ta chọn hệ thống VRV cho công trình khách sạn Nhật Hạ tại Hải Phòng. Cơ sở chọn: - Một dàn nóng cho phép lắp đặt với nhiều dàn lạnh với nhiều công suất khác nhau. - Tổng năng suất lạnh của các dàn lạnh (Indoor Unit) cho phép thay đổi trong khoảng lớn ( 50 ÷ 130) % công suất lạnh của các dàn nóng (OutdoorUnit). - Thay đổi công suất lạnh dễ dàng nhờ thay đổi lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống thông qua thay đổi tốc độ quay của bộ biến tần.

- Công trình là khách sạn có nhiều phòng nên mỗi phòng hoạt động độc lập nhau, nên việc lắp đặt VRV là rất phù hợp và tiết kiệm tối đa cho công trình khi các văn phòng không hoạt động cùng một lúc. - Mặt khác nhờ hệ thống đường ống gas có kích thước nhỏ nên phù hợp cho công trình cao tầng, đồng thời có hệ thống nối RefNet nên dễ dàng lắp đặt đường ống. Với những ưu điểm trên, nhóm em chọn VRV là hợp lý nhất. 4 Đồ án tốt nghiệp GVHD: T.

Thông số ban đầu: Khách sạn Nhật Hạ chọn hệ thống điều hòa không khí cấp III đặt tại Hải Phòng nên tháng nóng nhất là tháng 7 khi đó tra theo đồ thị i-d ta có các thông số khí hậu: Bảng 2. 1 Thông số ban đầu tN φN iN dN 37oC 80% 120,6 kJ/kg 32,4 g/kgkkk 2. Nhiệt độ và độ ẩm trong nhà: Với nhiệt độ ngoài trời là 37oC tra bảng 2.3/[2], đối với khu công cộng hạng sang thì: Bảng 2. 2 Nhiệt độ và độ ẩm trong nhà tT φT iT dT 24 50% 52,33 kJ/kg 9 g/kgkkk 2.

Tốc độ không khí tính toán trong phòng: Chọn theo nhiệt độ không khí tính toán trong phòng, theo bảng 2.5[2] ứng với nhiệt độ trong phòng tT = 240C ta chọn ωk = 0,4 m/s. Nồng độ các chất độc hại: Lưu lượng không khí tươi cần thiết cung cấp cho 1 người trong 1 giờ VK được xác định: 𝑉𝐶𝑂2 0,03 𝑉𝑘 = = = 25 𝑚3 ⁄ℎ. 𝑛𝑔ườ𝑖 𝛽 − 𝛼 0,15 − 0,03 Trong đó: + VCO2 : lượng CO2 do con người thải ra tính theo m3/h. Ở đây ta chọn cường độ vận động là nhẹ theo bảng 2.7 [2] ta được VCO2 = 0,030 m3/h.

+ β: nồng độ CO2 cho phép, % thể tích theo bảng 2.7 [2] chọn: β =0,15% + a: nồng độ CO2 trong không khí môi trường xung quanh, % thể tích, chọn a = 0,03% 2. Phương trình cân bằng nhiệt ẩm: 2.1 Phương trình cân bằng nhiệt: 𝑄𝑇 = ∑ 𝑄𝑡ỏ𝑎 + ∑ 𝑄𝑡𝑡 𝑄𝑇 = 𝐿𝑞. (𝐼𝑇 − 𝐼𝑉 ) [2-1] 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: T.S Đặng Hùng Sơn * Nhiệt toả ra từ các nguồn sáng nhân tạo Q2. Ở đây ta chỉ dùng bóng đèn huỳnh quang, trong quá trình phát sáng sẽ trao đổi nhiệt bức xạ, đối lưu và dẫn nhiệt với môi trường xung quanh.