Đồ án tốt nghiệp: Tính toán và kiểm tra hệ thống điều hòa, thông gió khách sạn Phương Nam

Đồ án tốt nghiệp kỹ thuật nhiệt: Tính toán, kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khách sạn Phương Nam. Phân tích chi tiết thiết kế, vận hành

• Tác giả: Tạ Anh Tuấn
• Người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thành Luân
• Trường học: Đại học Sư phạm Kĩ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ kĩ thuật nhiệt
• Đề tài: Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió khách sạn Phương Nam
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan về tính toán hệ thống điều hòa khách sạn Phương Nam

Hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì môi trường thoải mái cho khách sạn Phương Nam tại thành phố Hồ Chí Minh. Dự án tính toán được thực hiện bởi sinh viên Tạ Anh Tuấn và Phạm Phú Quý dưới sự hướng dẫn của Th.S Nguyễn Thành Luân tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Khách sạn Phương Nam là công trình đa chức năng bao gồm phòng ngủ, phòng ăn, phòng làm việc, phòng giải trí và các khu vực công cộng. Hệ thống điều hòa cần đáp ứng yêu cầu nhiệt độ trong nhà 24°C với độ ẩm tương đối 60%. Nhiệt độ tính toán ngoài nhà đạt 34,6°C với độ ẩm 74%, phản ánh điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm đặc trưng của miền Nam Việt Nam. Việc tính toán cân bằng nhiệt ẩm là bước nền tảng để lựa chọn thiết bị phù hợp và đảm bảo hiệu suất vận hành tối ưu cho toàn bộ công trình.

1.1. Thông số tính toán ngoài nhà và trong nhà

Thông số tính toán ngoài nhà được xác định theo cấp điều hòa không khí III, dựa trên nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất và độ ẩm tương ứng tại TP.HCM. Các giá trị chính bao gồm: nhiệt độ ngoài trời 34,6°C, độ ẩm tương đối 74%, entanpi 101,62 kJ/kg và độ chứa hơi 26,06 g/kg. Thông số trong nhà được thiết kế với nhiệt độ 24°C, độ ẩm 60%, entanpi 52,62 kJ/kg. Sự chênh lệch lớn giữa hai trạng thái này đặt ra yêu cầu công suất làm lạnh đáng kể cho hệ thống điều hòa.

1.2. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm toàn bộ hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho khách sạn Phương Nam với nhiều loại phòng chức năng khác nhau. Phạm vi tính toán涵盖 cân bằng nhiệt ẩm, lựa chọn sơ đồ điều hòa, tính toán thiết bị và hệ thống ống dẫn gió. Nghiên cứu tập trung vào chế độ vận hành mùa hè do đặc thù khí hậu nhiệt đới. Các phòng được phân loại theo công năng gồm phòng ngủ, phòng ăn, phòng bếp, phòng gym, phòng giải trí và khu vực sảnh hành lang công cộng.

II. Phân tích cân bằng nhiệt ẩm và các nguồn tải nhiệt

Cân bằng nhiệt ẩm là bước tính toán cốt lõi trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí. Tại khách sạn Phương Nam, tải nhiệt bao gồm nhiệt hiện và nhiệt ẩn từ nhiều nguồn khác nhau. Nhiệt hiện bức xạ qua kính chiếm tỷ trọng lớn do diện tích mặt tiền tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng mặt trời. Nhiệt truyền qua mái, vách và tường cũng đóng góp đáng kể vào tổng tải nhiệt. Ngoài ra, nhiệt tỏa từ hệ thống đèn chiếu sáng, thiết bị điện như tivi, máy tính, máy chiếu cần được tính toán chính xác. Nguồn nhiệt từ con người bao gồm cả nhiệt hiện và nhiệt ẩn, đặc biệt quan trọng tại các phòng đông người như phòng ăn và sảnh. Gió tươi cấp vào phòng theo tiêu chuẩn TCVN 5687-2010 mang theo nhiệt và hơi ẩm từ môi trường ngoài. Gió lọt qua khe hở cửa cũng là nguồn tải nhiệt cần xem xét. Tổng hợp các nguồn nhiệt này giúp xác định công suất làm lạnh cần thiết.

2.1. Nhiệt truyền qua kết cấu xây dựng

Nhiệt truyền qua kết cấu xây dựng bao gồm nhiều thành phần chính. Nhiệt hiện bức xạ qua kính được tính dựa trên hệ số truyền nhiệt và diện tích cửa sổ tiếp xúc ánh nắng. Nhiệt truyền qua mái tính theo phương trình bức xạ và hiệu số nhiệt độ. Vách, tường và cửa ra vào truyền nhiệt theo cơ chế dẫn nhiệt qua vật liệu xây dựng. Nền nhà cũng là nguồn truyền nhiệt quan trọng. Tại khách sạn Phương Nam, việc kiểm tra đọng sương trên vách được thực hiện để đảm bảo tính toán chính xác và ngăn ngừa hư hỏng kết cấu.

2.2. Nhiệt từ thiết bị và con người

Nhiệt tỏa từ thiết bị điện trong khách sạn Phương Nam được tính dựa trên công suất tiêu thụ của từng thiết bị. Các thiết bị chính bao gồm tivi 300W, máy chiếu 400W, máy tính bàn 250W, laptop 160W, bếp điện và máy chạy bộ. Phần lớn thiết bị chỉ tỏa nhiệt hiện. Nhiệt từ con người bao gồm cả nhiệt hiện và nhiệt ẩn, phụ thuộc vào mức độ hoạt động và mật độ người trong phòng. Giá trị gió tươi tối thiểu 25 m³/h mỗi người và không thấp hơn 10% lưu lượng gió tuần hoàn theo quy chuẩn Việt Nam.

III. Phương pháp tính toán và lựa chọn sơ đồ điều hòa

Phương pháp tính toán hệ thống điều hòa khách sạn Phương Nam tuân theo quy trình chuẩn bao gồm xác định điểm gốc và hệ số nhiệt hiện SHF. Sơ đồ điều hòa một cấp mùa hè được lựa chọn phù hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới của thành phố Hồ Chí Minh. Hệ thống sử dụng AHU xử lý không khí kết hợp với hệ thống ống dẫn gió phân phối đến từng phòng. Việc lựa chọn gió tươi phải đáp ứng đồng thời hai điều kiện: tối thiểu 25 m³/h mỗi người và tối thiểu 10% lưu lượng gió tuần hoàn. Hệ số thay đổi không khí được thiết kế riêng cho từng loại phòng, từ 10 lần/h cho phòng vệ sinh và hút khói hành lang đến 35 m³/h.người cho phòng ngủ. Độ ồn cho phép trong phòng được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng nghỉ ngơi và làm việc. Hệ thống thông gió hút khói hành lang được tính toán riêng với lưu lượng 10 lần/h để đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy cho toàn bộ công trình khách sạn.

3.1. Xác định tải lạnh và chọn thiết bị

Tải lạnh toàn phần được xác định bằng tổng các nguồn nhiệt hiện và nhiệt ẩn trong từng phòng. Hệ số nhiệt hiện SHF giúp phân loại tỷ lệ tải nhiệt cần xử lý. Dựa trên kết quả tính toán, các thiết bị AHU được lựa chọn với công suất phù hợp cho từng khu vực. Phòng ngủ có diện tích nhỏ sử dụng AHU công suất thấp, trong khi phòng ăn, đại sảnh và phòng gym cần thiết bị công suất lớn hơn. Việc chọn thiết bị đảm bảo dự phòng 10-15% so với tải tính toán để bù đắp các tổn thất thực tế.

3.2. Thiết kế hệ thống ống dẫn gió và thông gió

Hệ thống ống dẫn gió được thiết kế để phân phối không khí xử lý đến từng phòng trong khách sạn. Kích thước ống gió được tính toán dựa trên lưu lượng gió và vận tốc cho phép để hạn chế tiếng ồn. Các miệng cấp gió và miệng hồi gió được bố trí hợp lý trong mỗi phòng để đảm bảo phân phối không khí đồng đều. Hệ thống thông gió độc lập phục vụ phòng vệ sinh với hệ số 10 lần/h và hệ thống hút khói hành lang đảm bảo an toàn cháy nổ. Vật liệu ống gió được chọn chống ăn mòn và cách nhiệt hiệu quả.

IV. Kết luận và ứng dụng thực tế hệ thống điều hòa Phương Nam

Đề tài tính toán hệ thống điều hòa không khí khách sạn Phương Nam đã hoàn thành đầy đủ các nội dung từ cân bằng nhiệt ẩm đến lựa chọn thiết bị và thiết kế hệ thống. Kết quả tính toán cho thấy hệ thống điều hòa một cấp mùa hè đáp ứng tốt yêu cầu nhiệt độ 24°C và độ ẩm 60% trong điều kiện khí hậu khắc nghiệt của TP.HCM. Các thông số gió tươi và hệ số thay đổi không khí được thiết kế theo đúng tiêu chuẩn TCVN 5687-2010, đảm bảo chất lượng không khí trong lành cho khách lưu trú. Hệ thống thông gió hút khói hành lang đáp ứng yêu cầu an toàn phòng cháy chữa cháy. Phương pháp tính toán áp dụng trong đề tài có thể mở rộng cho các công trình khách sạn tương tự tại khu vực nhiệt đới. Việc kiểm tra đọng sương trên vách giúp tăng độ bền kết cấu và ngăn ngừa hư hỏng lâu dài. Dự án là minh chứng cho ứng dụng thực tiễn của kiến thức kỹ thuật nhiệt - điện lạnh trong lĩnh vực xây dựng và quản lý khách sạn.

4.1. Đánh giá hiệu quả hệ thống

Hệ thống điều hòa khách sạn Phương Nam đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật về nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí. Công suất làm lạnh được tính toán chính xác cho từng phòng, từ phòng ngủ 22,5 m² đến đại sảnh 30,3 m². Hệ số thay đổi không khí phù hợp với từng công năng phòng, đảm bảo sự thoải mái tối đa cho khách lưu trú. Kết quả kiểm tra đọng sương cho thấy kết cấu xây dựng được bảo vệ hiệu quả. Độ ồn trong phòng được kiểm soát theo tiêu chuẩn cho phép.

4.2. Khả năng mở rộng và ứng dụng

Phương pháp tính toán áp dụng trong đề tài có tính ứng dụng cao cho các công trình khách sạn tương tự tại Việt Nam. Các thông số đầu vào như tải nhiệt thiết bị, tải nhiệt người và gió tươi có thể điều chỉnh linh hoạt theo quy mô công trình. Sơ đồ điều hòa một cấp mùa hè phù hợp với ngân sách đầu tư vừa phải mà vẫn đảm bảo hiệu suất. Kinh nghiệm từ dự án này hữu ích cho việc thiết kế hệ thống cơ điện cho các khách sạn mới xây dựng tại khu vực miền Nam nhiệt đới.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Lí do chọn đề tài. Điều hòa không khí và thông gió là một lĩnh vực rất quan trọng trong cuộc sống ngày nay, bất cứ một công trình nào được xây dựng thì cũng được thiết kế hệ thống thông gió và điều hòa không khí để tạo được môi trường làm việc, nghỉ dưỡng tiện nghi và thoải mái nhất cho con người. Để có cơ hội vận dụng những kiến thức về điều hòa không khí và thông gió đã được học trong suốt 4 năm học đại học vào những công trình thực tế và tập làm quen với công việc sau này, nhóm em đã chọn đề tài để thực hiện đồ án tốt nghiệp là “Tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí và thông gió khách sạn Phương Nam”.

Mục tiêu của đề tài. Với việc chọn đề tài này, nhóm em có mục tiêu là tính toán kiểm tra lại toàn bộ hệ thống điều hòa không khí và thông gió của khách sạn Phương Nam, kiểm tra lại toàn bộ các phòng và từ đó xác định tải lạnh cho các phòng và so sánh với công suất của máy lạnh được lắp đặt ở ngoài thực tế. Về thông gió, chúng em sẽ tính toán kiểm tra cho hệ thống cấp gió tươi, hệ thống thông gió nhà vệ sinh, hệ thống hút khói hành lang và hệ thống tạo áp cầu thang. Qua đây chúng em sẽ đưa ra kết luận về tính hợp lí của công trình.

Học và ứng dụng các phần mềm về tính tải lạnh như Heatload và tính toán đường ống gió Ductchecker và các phần mềm liên quan để giải quyết các vấn đề trong tính toán kiểm tra và phục vụ cho công việc sau này. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu: khách sạn Phương Nam. Phạm vi nghiên cứu: - Kiểm tra hệ thống điều hòa không khí.

- Kiểm tra hệ thống thông gió. - Áp dụng tiêu chuẩn CP13:1999 Singapore. Tổng quan về điều hòa không khí. Ứng dụng của điều hòa không khí trong đời sống.

Ngày nay, xã hội ngày càng một phát triển chính vì thế mà nhu cầu tiện nghi cũng như chất lượng cuộc sống của con người cũng ngày một được nâng cao. Chính vì thế mà điều hòa không khí có vai trò rất quan trọng để đáp ứng được nhu cầu về nhiệt độ và độ ẩm vì sự thoải mái của con người được quyết định bởi yếu tố nhiệt độ và độ ẩm, chỉ khỉ nhiệt độ và độ ẩm môi trường phù hợp với con người thì lúc đó mới tạo nên sự thoải mái để nâng cao chất lượng cuộc sống cũng như nâng cao hiệu quả làm việc. Trong lĩnh vực y tế, hầu hết các bệnh viện đã trang bị hệ thống điều hoà không khí trong các phòng điều trị bệnh để tạo ra môi trường thuận lợi đối với sức khỏe của bệnh nhân và tạo ra các phòng sạch đáp ứng các yêu cầu khắt khe về nhiệt độ và độ ẩm để đáp ứng các yêu cầu về y học và bảo quản dược phẩm. Ứng dụng của điều hòa không khí trong lĩnh vực sản xuất.

Ngày nay, nền kinh tế của Việt Nam và thế giới đã có những bước phát triển vượt bậc chính vì thế mà yêu cầu về điều hòa không khí ngày càng một nâng cao để đáp ứng các yêu cầu về độ ẩm và nhiệt độ giúp đảm bảo chất lượng đầu ra của sản phẩm trong các ngành như công nghiệp thực phẩm, cơ khí, kĩ thuật điện tử, dệt may, giấy, sản xuất phim… Ví dụ như trong ngành công nghiệp điện tử thì các linh kiện điện tử phải đảm bảo được sản xuất trong điều kiện nhiệt độ từ 20oC – 22oC, độ ẩm duy trì từ 50 – 60% để tránh ảnh hưởng của độ ẩm đến chất lượng sản phẩm được tạo ra. Trong ngành công nghiệp thực phẩm đòi hỏi rất khe về nhiệt độ và độ ẩm vì nhiều loại thực phẩm dễ bị biến chất hoặc bị hư hỏng ảnh hưởng đến đầu ra của sản phẩm. Ngoài ra, ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thuận lợi còn giúp thời gian bảo quản thực phẩm được tăng lên giúp tăng thời gian lưu trữ sản phẩm. Đối với các ngành sản xuất phim, giấy ảnh cũng có những yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ và độ ẩm.

Bụi rất dễ bám vào bề mặt phim, giấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Nhiệt 2 độ cao sẽ làm nóng cháy lớp thuốc phủ trên bề mặt phim, độ ẩm cao làm cho sản phẩm dễ dính vào nhau. Từ các phân tích trên ta có thể thấy được hiện nay điều hòa không khí đã gắn liền với đời sống con người cũng như trong nhiều lĩnh vực sản xuất. góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng đời sống cũng như phát triển kinh tế nói chung.

Phân loại hệ thống điều hòa không khí. Hệ thống điều hòa không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị, dụng cụ… Để tiến hành xử lí không khí như sưởi ấm, làm lạnh, khử ẩm… Điều chỉnh khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trong nhà như nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí tươi, sự tuần hoàn phân phối không khí trong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ. Việc phân loại các hệ thống điều hòa không khí là rất phức tạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể của hầu hết các ngành kinh tế. Tuy nhiên có 2 cách phân loại phổ biến nhất: - Theo mức độ quan trọng: + Hệ thống điều hòa không khí cấp I: Hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với mọi phạm vi thông số ngoài trời.

+ Hệ thống điều hòa không khí cấp II: Hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 200 giờ trong 1 năm. + Hệ thống điều hòa không khí cấp III: Hệ thống điều hòa có khả năng duy trì các thông số tính toán trong nhà với sai số không quá 400 giờ trong 1 năm. Khái niệm về mức độ quan trọng mang tính tương 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 hòa trên thực tế được chọn là hệ thống điều hòa cấp III. - Theo chức năng: + Hệ thống điều hòa cục bộ: Là hệ thống điều hòa không khí trong một không gian hẹp, thường là một phòng. Kiểu điều hòa cục bộ trên thực tế chủ yếu sử dụng các máy điều hòa dạng cửa sổ, máy điều hòa 2 khối và máy điều hòa multi. 3 + Hệ thống điều hòa phân tán: Hệ thống điều hòa không khí mà khâu xử lý nhiệt ẩm phân tán nhiều nơi.

Có thể ví dụ hệ thống điều hòa không khí kiểu phân tán trên thực tế như hệ thống điều hòa không khí VRV (Variable Refrigerant Volume), điều hòa không khí VRF (Variable Refrigerant Flow), kiểu làm lạnh bằng nước (Water Chiller). + Hệ thống điều hòa trung tâm: Hệ thống điều hòa trung tâm là hệ thống mà khâu xử lý không khí được thực hiện tại một trung tâm, sau đó được dẫn theo hệ thống kênh gió đến các hộ tiêu thụ. Hệ thống điều hòa trung tâm trên thực tế là máy điều hòa dạng tủ, ở đó không khí được xử lý nhiệt ẩm tại tủ máy điều hòa rồi được dẫn theo hệ thống kênh dẫn đến các phòng. Giới thiệu công trình.1 Khách sạn Phương Nam Công trình khách sạn Phương Nam là công trình được xây dựng bao gồm 10 tầng và 1 tầng lửng với tổng diện tích sàn là 10704m2 và 149 phòng có sử dụng điều hòa không khí.

Khách sạn được trang bị đầy đủ hệ thống điện, nước, hệ thống phòng cháy chữa cháy, điều hòa không khí, thông gió…Hệ thống điều hòa không khí được sử dụng là hệ VRV IV của Daikin cho toàn bộ các phòng của khách sạn. Khách sạn này là nơi nghỉ dưỡng cho du khách trong và ngoài nước, đồng thời cũng là nơi tổ chức các bữa tiệc và các sự kiện quan trọng. 4 Công trình khách sạn Phương Nam được xây dựng tại địa chỉ 252 Nguyễn Trãi, phường Nguyễn Cư Trinh, Quận 1, thành phố Hồ Chí Minh. Thông qua bản vẽ kiến trúc và phần mềm Autocad, ta có thể xác định được thông tin cơ bản của các phòng trong khách sạn Phương Nam như bảng sau: Bảng 1.1 Thông tin cơ bản các phòng của khách sạn Phương Nam Diện Chiều Công Số STT Tầng Phòng Chức năng tích cao Model máy suất lượng (m2) (m) (kW) 1 1 101 P.

Làm việc 90 3,6 FXMQ100PVE 11,2 2 2 1 Sảnh Sảnh chính 112 7 FXSQ140PVE 16 3 3 1 102 P. Làm việc 9,5 3,6 FXAQ20PVE 2,2 1 FXMQ63PVE 7,1 1 4 1 Sảnh Sảnh thang 84,5 3,6 FXMQ50PVE 5,6 1 5 1 WC WC nam 11 3,6 FXMQ32PVE 3,6 1 6 1 WC WC nữ 8 3,6 FXMQ25PVE 2,8 1 7 1 103 Coffee 90 3,6 FXMQ125PVE 14 2 8 1 104 Quầy bar 18 3,6 FXMQ50PVE 5,6 1 9 M M01 P. Hội thảo 94 3,4 FXMQ100PVE 11,2 2 10 M M02 Phòng ăn 18 3,4 FXMQ40PVE 4,5 1 FXMQ140PVE 16 2 11 M M03 Nhà hàng 119 3,4 FXMQ100PVE 11,2 1 12 M M04 Nhà hàng 70 3,4 FXMQ140PVE 16 2 13 M M05 P. Hút thuốc 48 3,4 FXMQ100PVE 11,2 1 14 M WC WC nam 12,2 3,4 FXMQ32PVE 3,6 1 15 M WC WC nữ 10 3,4 FXMQ32PVE 3,6 1 FXMQ140PVE 16 10 16 2 Sảnh Sảnh tiệc 506 3,4 FXMQ125PVE 14 3 5 17 2 Sảnh Sảnh đón 63 3,4 FXMQ125PVE 14 1 18 2 201 Phòng trực 6,2 3,4 FXAQ20PVE 2,2 1 19 2 202 Phòng ăn 67 3,4 FXMQ125PVE 14 1 20 2 203 Văn phòng 54 3,4 FXMQ140PVE 16 1 21 2 WC WC nam 26 3,4 FXMQ40PVE 4,5 1 22 2 WC WC nữ 26 3,4 FXMQ40PVE 4,5 1 23 3 301 Phòng họp 71 3,4 FXMQ125PVE 14 2 24 3 302 P.

Hội thảo 163 3,4 FXMQ140PVE 16 4 25 3 303 Phòng họp 78,4 3,4 FXMQ140PVE 16 2 FXMQ100PVE 11,2 2 26 3 Sảnh Sảnh đón 176 3,4 FXMQ40PVE 4,5 4 27 3 304 P.