Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khí hậu Việt Nam mang đặc trưng nhiệt đới gió mùa, mùa hè có nhiệt độ cao và độ ẩm lớn. Tại các công trình trụ sở cơ quan, văn phòng làm việc và ngân hàng – nơi có mật độ nhân viên và khách hàng tập trung đông cùng nhiều thiết bị điện tử hoạt động liên tục – việc kiểm soát môi trường vi khí hậu trong nhà đóng vai trò thiết yếu nhằm đảm bảo điều kiện sinh lý cho con người và duy trì độ tin cậy của trang thiết bị công nghệ.
Đồ án tốt nghiệp thực hiện nhiệm vụ tính toán và thiết kế hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) và thông gió cho công trình tòa nhà trụ sở Ngân hàng Vietcombank Nam Định.
Nhiệm vụ nghiên cứu và thiết kế của đồ án được xác định theo các nội dung chính sau:
- Thu thập, khảo sát thông số kiến trúc, mặt bằng công năng và điều kiện khí hậu thực tế tại địa điểm xây dựng công trình.
- Xác định các tiêu chuẩn kỹ thuật, lựa chọn cấp điều hòa và các thông số vi khí hậu tính toán trong nhà và ngoài trời vào mùa hè.
- Tính toán phụ tải nhiệt hiện và nhiệt ẩn thừa của tất cả các không gian điều hòa trong công trình theo từng thành phần nguồn nhiệt.
- Lập sơ đồ xử lý không khí trên đồ thị nhiệt ẩm $I-d$, tính toán các hệ số nhiệt hiện ($RSHF$, $GSHF$, $ESHF$), xác định nhiệt độ đọng sương của thiết bị và lưu lượng không khí xử lý.
- Phân tích, so sánh các giải pháp kỹ thuật và lựa chọn hệ thống điều hòa phù hợp (VRV), tính chọn công suất dàn lạnh và dàn nóng.
- Thiết kế hệ thống đường ống phân phối không khí và mạng lưới phân phối gió tươi; tính toán tổn thất áp suất và lựa chọn quạt thông gió.
- Đề xuất quy trình và giải pháp kỹ thuật lắp đặt dàn nóng, dàn lạnh và mạng đường ống.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí và thông gió công trình dân dụng công cộng.
- Phạm vi không gian: Tòa nhà trụ sở Ngân hàng Vietcombank Chi nhánh Nam Định, tọa lạc tại số 629 đường Trần Hưng Đạo, phường Lộc Vượng, thành phố Nam Định, tỉnh Nam Định. Công trình có diện tích khu đất $850\text{ m}^2$, quy mô gồm 7 tầng nổi và 1 tầng mái kỹ thuật (tổng chiều cao trần điển hình các phòng là $2{,}6\text{ m}$).
- Phạm vi thời gian và chế độ vận hành: Tính toán phụ tải nhiệt và chế độ xử lý không khí cho điều kiện làm việc mùa hè với thời gian làm việc tiêu chuẩn của khối văn phòng (khoảng 10 giờ/ngày).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng trong đồ án bao gồm:
- Tiêu chuẩn thiết kế: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687-2010 "Thông gió - Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế". Công trình được lựa chọn thiết kế theo điều hòa Cấp III với số giờ cho phép không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm $m = 400\text{ h/năm}$ (hệ số bảo đảm $K_{\text{bđ}} = 0{,}954 \div 0{,}960$).
- Phương pháp tính toán tải nhiệt: Sử dụng phương pháp Carrier để tính riêng rẽ tổng nhiệt hiện thừa ($Q_{\text{ht}}$) và nhiệt ẩn thừa ($Q_{\text{at}}$) tác động vào không gian điều hòa:
$$Q_0 = Q_{\text{t}} = \sum Q_{\text{ht}} + \sum Q_{\text{at}}$$
Các nguồn phụ tải nhiệt thành phần được tính toán bao gồm:
- $Q_{11}$: Nhiệt bức xạ mặt trời qua kính có xét hệ số tác dụng tức thời $n_t$, hệ số kết cấu khung $\varepsilon_{\text{kh}} = 1{,}17$, hệ số mặt trời $\varepsilon_T = 0{,}56$ và mật độ bức xạ mặt trời theo vĩ độ Nam Định ($20^\circ25'12''\text{N}$).
- $Q_{21}$: Nhiệt truyền qua mái bằng bức xạ và chênh lệch nhiệt độ ($Q_{21} = 0$ do có tầng mái kỹ thuật che chắn bên trên).
- $Q_{22}$: Nhiệt truyền qua vách bao che gồm tường ($Q_{22\text{t}}$), cửa sổ kính ($Q_{22\text{k}}$ với $k = 3{,}1\text{ W/m}^2\text{K}$) và cửa đi ($Q_{22\text{c}}$).
- $Q_{23}$: Nhiệt truyền qua nền ($Q_{23} = 0$ do các sàn trung gian nằm giữa các không gian cùng điều hòa).
- $Q_{31}$: Nhiệt hiện tỏa ra từ hệ thống chiếu sáng đèn huỳnh quang với suất tiêu thụ định mức $q_{\text{đ}} = 12\text{ W/m}^2$.
- $Q_{32}$: Nhiệt tỏa từ máy móc, thiết bị văn phòng (máy tính, máy in, máy fax, tủ lạnh, camera...) với hệ số đồng thời $k_{\text{đt}} = 0{,}6$.
- $Q_4$: Nhiệt hiện ($Q_{4\text{h}} = 60\text{ W/người}$) và nhiệt ẩn ($Q_{4\text{a}} = 70\text{ W/người}$) do người tỏa ra ở trạng thái lao động vừa.
- $Q_N$: Nhiệt hiện ($Q_{\text{h}N}$) và nhiệt ẩn ($Q_{\text{a}N}$) do gió tươi mang vào, dựa trên lưu lượng khí tươi tiêu chuẩn $l = 6{,}94\text{ l/s/người}$.
- $Q_5$: Nhiệt do gió lọt qua khe cửa và tổn thất khi đóng mở cửa ($Q_{5\text{h}}$, $Q_{5\text{a}}$, $Q_{\text{bsh}}$, $Q_{\text{bsa}}$).
- Phương pháp phân tích nhiệt ẩm: Sử dụng đồ thị $I-d$ để biểu diễn các quá trình nhiệt ẩm; xác lập các hệ số nhiệt hiện phòng ($RSHF$ hay $\varepsilon_{\text{hf}}$), hệ số nhiệt hiện tổng ($GSHF$ hay $\varepsilon_{\text{ht}}$), hệ số đi vòng của dàn lạnh ($\varepsilon_{BF} = 0{,}05 \div 0{,}1$) và hệ số nhiệt hiệu dụng ($ESHF$ hay $\varepsilon_{\text{hef}}$).
Thông số tính toán vi khí hậu được xác lập như sau:
| Thông số |
Không khí trong nhà (Mùa hè) |
Không khí ngoài trời (Nam Định - Mùa hè) |
| Nhiệt độ không khí khô $t$ ($^\circ\text{C}$) |
$25{,}0$ |
$35{,}2$ |
| Độ ẩm tương đối $\varphi$ ($%$) |
$60{,}0$ |
$57{,}2$ |
| Entanpy $I$ ($\text{kJ/kg}$) |
$55{,}43$ |
$88{,}00$ |
| Dung ẩm $d$ ($\text{kg/kg}_{\text{kkk}}$) |
$0{,}0119$ |
$0{,}0205$ |
| Nhiệt độ đọng sương $t_{\text{s}}$ ($^\circ\text{C}$) |
$16{,}7$ |
$25{,}36$ |
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1. Giới thiệu công trình và hệ thống điều hòa không khí
Chương này mô tả quy mô kiến trúc tòa nhà gồm 6 tầng chức năng chính và 1 tầng mái đặt quạt thông gió, cụm dàn nóng. Diện tích và chiều cao trần ($2{,}6\text{ m}$) của các phòng được thống kê chi tiết: Tầng 1 gồm Sảnh giao dịch ($300\text{ m}^2$), Phòng kế toán ($35\text{ m}^2$); Tầng 2 gồm Phòng khách hàng ($262\text{ m}^2$), Quản lý nợ ($100\text{ m}^2$), Phó giám đốc ($40\text{ m}^2$), Khách VIP ($36\text{ m}^2$); Tầng 3 gồm Hành chính nhân sự ($76\text{ m}^2$), Phòng nghỉ ($30\text{ m}^2$), Giám đốc ($110\text{ m}^2$), Họp giao ban ($87\text{ m}^2$), Phục vụ ($12\text{ m}^2$); Tầng 4 gồm Kế toán ($260\text{ m}^2$), Dự trữ phát triển ($99\text{ m}^2$), Tổ tin học ($20\text{ m}^2$), Kho tin học ($10\text{ m}^2$), Máy chủ ($10\text{ m}^2$); Tầng 5 gồm Không gian dự trữ ($330\text{ m}^2$), Kho hồ sơ ($76\text{ m}^2$); Tầng 6 gồm Không gian đa năng ($100\text{ m}^2$), Sân khấu ($260\text{ m}^2$), Phục vụ ($12\text{ m}^2$), Phòng tâm linh ($24\text{ m}^2$), Phòng truyền thống ($49\text{ m}^2$).
Tác giả phân loại và đánh giá ưu nhược điểm của các hệ thống ĐHKK trực tiếp (máy cục bộ, tủ đứng, VRV, máy nguyên cụm) và gián tiếp (Water Chiller, AHU, FCU, hệ thống hở buồng phun). Trên cơ sở yêu cầu công năng tòa nhà nhiều phòng làm việc độc lập, diện tích sàn và số tầng lớn, tác giả chọn hệ thống điều hòa biến lưu lượng môi chất VRV kết hợp bộ chia gas RefNet và công nghệ biến tần điều khiển lưu lượng ga theo tải thực tế.
Chương 2. Tính toán cân bằng nhiệt ẩm
Chương 2 trình bày chi tiết các bước tính toán tải nhiệt thừa cho từng không gian theo phương pháp Carrier. Kết quả tổng hợp tải lạnh tính toán cho các phòng tiêu biểu được thể hiện qua các bảng số liệu:
| Tầng |
Không gian chức năng |
Diện tích ($m^2$) |
Số người |
Nhiệt hiện $Q_h$ ($W$) |
Nhiệt ẩn $Q_a$ ($W$) |
Tổng tải $Q$ ($W$) |
| 1 |
Sảnh giao dịch |
$300$ |
$37$ |
$32.683{,}00$ |
- |
$32.683{,}00$ |
| 1 |
Phòng kế toán |
$35$ |
$3$ |
$3.230{,}44$ |
- |
$3.230{,}44$ |
| 2 |
Phòng khách hàng |
$262$ |
$32$ |
$19.003{,}42$ |
- |
$19.003{,}42$ |
| 2 |
Phòng quản lý nợ |
$100$ |
$15$ |
$10.439{,}49$ |
- |
$10.439{,}49$ |
| 2 |
Phòng Phó giám đốc |
$40$ |
$4$ |
$5.054{,}58$ |
- |
$5.054{,}58$ |
| 2 |
Phòng khách VIP |
$36$ |
$4$ |
$4.977{,}45$ |
- |
$4.977{,}45$ |
| 3 |
Phòng hành chính nhân sự |
$76$ |
$20$ |
$11.782{,}76$ |
- |
$11.782{,}76$ |
| 3 |
Phòng nghỉ |
$30$ |
$4$ |
$1.910{,}30$ |
- |
$1.910{,}30$ |
| 3 |
Phòng giám đốc |
$110$ |
$8$ |
$7.399{,}84$ |
- |
$7.399{,}84$ |
| 3 |
Phòng họp giao ban |
$87$ |
$26$ |
$12.863{,}38$ |
- |
$12.863{,}38$ |
| 4 |
Phòng kế toán tầng 4 |
$260$ |
$30$ |
$17.668{,}56$ |
- |
$17.668{,}56$ |
| 4 |
Dự trữ phát triển |
$99$ |
$8$ |
$10.744{,}04$ |
- |
$10.744{,}04$ |
| 4 |
Tổ tin học |
$20$ |
$2$ |
$2.792{,}55$ |
- |
$2.792{,}55$ |
| 4 |
Kho tin học |
$10$ |
$1$ |
$1.557{,}95$ |
- |
$1.557{,}95$ |
| 5 |
Không gian dự trữ |
$330$ |
$5$ |
$20.529{,}80$ |
- |
$20.529{,}80$ |
| 6 |
Không gian đa năng |
$100$ |
$40$ |
$14.637{,}38$ |
- |
$14.637{,}38$ |
| 6 |
Phòng tâm linh |
$24$ |
$2$ |
$2.194{,}01$ |
- |
$2.194{,}01$ |
| 6 |
Phòng truyền thống |
$49$ |
$4$ |
$4.485{,}16$ |
- |
$4.485{,}16$ |
Tác giả thực hiện kiểm tra điều kiện đọng sương trên bề mặt ngoài của kết cấu bao che mùa hè. Với $\alpha_N = 20\text{ W/m}^2\text{K}$, nhiệt độ ngoài trời $t_N = 35{,}1^\circ\text{C}$, nhiệt độ đọng sương ngoài trời $t_{N_s} = 25{,}36^\circ\text{C}$ và nhiệt độ trong nhà $t_T = 25^\circ\text{C}$, hệ số truyền nhiệt giới hạn được xác định:
$$k_{\max} = \alpha_N \cdot \frac{t_N - t_{N_s}}{t_N - t_T} = 20 \cdot \frac{35{,}1 - 25{,}36}{35{,}1 - 25} = 19{,}29\text{ W/m}^2\text{K}$$
Vì hệ số truyền nhiệt $k$ của tường, vách ngăn và kính đều nhỏ hơn $k_{\max}$ ($19{,}29\text{ W/m}^2\text{K}$), kết cấu bao che đảm bảo không xảy ra hiện tượng đọng sương.
Chương 3. Lập sơ đồ điều hòa không khí
Chương này so sánh 3 sơ đồ xử lý không khí mùa hè: sơ đồ thẳng, sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp và sơ đồ tuần hoàn không khí hai cấp. Tác giả tính toán xác định các thông số nhiệt động của quá trình:
| Tầng |
Không gian |
$Q_{\text{hf}}$ ($W$) |
$Q_{\text{af}}$ ($W$) |
$\varepsilon_{\text{hf}}$ |
$\varepsilon_{\text{ht}}$ |
$\varepsilon_{\text{hef}}$ |
Lưu lượng gió $L$ ($l/s$) |
Gió tươi $L_n$ ($l/s$) |
Gió hồi $L_T$ ($l/s$) |
$t_H$ ($^\circ C$) |
$t_O = t_V$ ($^\circ C$) |
| 1 |
Sảnh giao dịch |
$3.909{,}83$ |
$5.689{,}10$ |
$0{,}407$ |
$0{,}361$ |
$0{,}665$ |
$470{,}89$ |
$256{,}94$ |
$213{,}94$ |
$30{,}51$ |
$18{,}08$ |
| 1 |
Phòng kế toán |
$377{,}15$ |
$670{,}17$ |
$0{,}360$ |
$0{,}331$ |
$0{,}556$ |
$44{,}89$ |
$20{,}83$ |
$24{,}06$ |
$29{,}69$ |
$18{,}00$ |
| 2 |
Phòng khách hàng |
$3.798{,}27$ |
$5.684{,}69$ |
$0{,}401$ |
$0{,}360$ |
$0{,}650$ |
$453{,}75$ |
$222{,}22$ |
$231{,}53$ |
$29{,}95$ |
$18{,}02$ |
| 2 |
Phòng quản lý nợ |
$1.616{,}90$ |
$2.364{,}77$ |
$0{,}406$ |
$0{,}361$ |
$0{,}662$ |
$194{,}45$ |
$104{,}17$ |
$90{,}29$ |
$30{,}41$ |
$18{,}07$ |
| 2 |
Phòng Phó giám đốc |
$526{,}76$ |
$805{,}91$ |
$0{,}395$ |
$0{,}360$ |
$0{,}639$ |
$62{,}52$ |
$27{,}78$ |
$34{,}74$ |
$29{,}49$ |
$17{,}98$ |
| 2 |
Phòng khách VIP |
$498{,}08$ |
$753{,}32$ |
$0{,}398$ |
$0{,}360$ |
$0{,}645$ |
$59{,}32$ |
$27{,}78$ |
$31{,}54$ |
$29{,}73$ |
$18{,}00$ |
| 3 |
Hành chính nhân sự |
$1.744{,}84$ |
$2.399{,}22$ |
$0{,}421$ |
$0{,}363$ |
$0{,}694$ |
$213{,}42$ |
$138{,}89$ |
$74{,}53$ |
$31{,}57$ |
$18{,}19$ |
| 3 |
Phòng giám đốc |
$1.268{,}59$ |
$2.006{,}24$ |
$0{,}387$ |
$0{,}359$ |
$0{,}621$ |
$149{,}03$ |
$55{,}56$ |
$93{,}47$ |
$28{,}77$ |
$17{,}91$ |
| 3 |
Phòng họp giao ban |
$2.183{,}70$ |
$2.963{,}85$ |
$0{,}424$ |
$0{,}363$ |
$0{,}701$ |
$268{,}00$ |
$180{,}56$ |
$87{,}45$ |
$31{,}80$ |
$18{,}21$ |
| 4 |
Kế toán tầng 4 |
$3.663{,}93$ |
$5.518{,}40$ |
$0{,}399$ |
$0{,}360$ |
$0{,}647$ |
$436{,}89$ |
$208{,}33$ |
$228{,}56$ |
$29{,}82$ |
$18{,}01$ |
| 4 |
Dự trữ phát triển |
$1.189{,}73$ |
$1.861{,}62$ |
$0{,}390$ |
$0{,}359$ |
$0{,}627$ |
$140{,}23$ |
$55{,}56$ |
$84{,}67$ |
$29{,}00$ |
$17{,}93$ |
| 5 |
Không gian dự trữ |
$2.665{,}76$ |
$4.688{,}73$ |
$0{,}362$ |
$0{,}355$ |
$0{,}567$ |
$302{,}08$ |
$34{,}72$ |
$267{,}35$ |
$26{,}16$ |
$17{,}65$ |
| 6 |
Không gian đa năng |
$3.116{,}90$ |
$4.114{,}77$ |
$0{,}431$ |
$0{,}364$ |
$0{,}715$ |
$385{,}25$ |
$277{,}78$ |
$107{,}47$ |
$32{,}28$ |
$18{,}26$ |
| 6 |
Sân khấu |
$5.463{,}93$ |
$7.618{,}40$ |
$0{,}418$ |
$0{,}362$ |
$0{,}687$ |
$665{,}84$ |
$416{,}67$ |
$249{,}18$ |
$31{,}32$ |
$18{,}16$ |
Hiệu nhiệt độ phòng và nhiệt độ thổi vào được kiểm tra theo tiêu chuẩn vệ sinh: $\Delta t_{VT} = t_T - t_V$. Với nhiệt độ thổi vào $t_V$ dao động trong khoảng $17{,}65^\circ\text{C} \div 18{,}26^\circ\text{C}$, ta có $\Delta t_{VT} = 6{,}74\text{ K} \div 7{,}35\text{ K} \le 10\text{ K}$, thỏa mãn yêu cầu tiện nghi và không cần thiết bị sấy bổ sung.
Chương 4. Chọn máy và thiết bị cho hệ thống điều hòa không khí
Nội dung chương trình bày việc lựa chọn kiểu loại dàn lạnh (Indoor Unit) và tổ hợp dàn nóng (Outdoor Unit) thuộc hệ thống VRV. Việc chọn thiết bị dựa trên phụ tải lạnh yêu cầu của từng phòng, đặc điểm kiến trúc trần treo, tính thẩm mỹ và hệ số hiệu chỉnh công suất theo chiều dài đường ống gas cùng độ chênh cao độ giữa dàn nóng và dàn lạnh.
Chương 5. Tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió
Chương này thực hiện thiết kế mạng đường ống cấp gió, hồi gió và cấp gió tươi. Tác giả áp dụng phương pháp giảm dần tốc độ hoặc ma sát đồng đều để xác định tiết diện đường ống gió chính và ống nhánh; lựa chọn các loại miệng gió (miệng thổi, miệng hút, miệng gió tươi); tính toán tổn thất áp suất bao gồm tổn thất ma sát dọc đường và tổn thất áp suất cục bộ tại các phụ kiện (cút $90^\circ$, côn thu đột biến); từ đó tính chọn cột áp và lưu lượng cho quạt thông gió.
Chương 6. Phương án lắp đặt hệ thống điều hòa không khí
Chương cuối trình bày các giải pháp kỹ thuật thi công thực tế tại công trình Vietcombank Nam Định:
- Lắp đặt dàn nóng máy điều hòa không khí: bố trí trên sàn tầng mái kỹ thuật để đảm bảo thông thoáng giải nhiệt, có bệ đỡ bê tông và đệm cao su giảm chấn.
- Lắp đặt dàn lạnh: định vị gắn chắc chắn trên trần bê tông thông qua hệ ty treo, đảm bảo cao độ trần giả và kết nối thuận tiện với ống thoát nước ngưng có độ dốc tiêu chuẩn.
- Lắp đặt hệ thống đường ống: thi công tuyến ống đồng dẫn gas với bộ chia RefNet, bọc cách nhiệt chống đọng sương và lắp đặt hệ thống giá đỡ treo ống gió theo quy phạm kỹ thuật.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
Đồ án triển khai thiết kế hệ thống kỹ thuật tổng thể cho công trình Vietcombank Nam Định với các đặc tính cấu trúc:
- Kiến trúc hệ thống ĐHKK: Sử dụng hệ thống điều hòa không khí VRV giải nhiệt gió. Cụm dàn nóng được bố trí tập trung trên tầng mái nhằm tối ưu hóa diện tích sử dụng và tạo điều kiện giải nhiệt đối lưu không khí tốt nhất. Chiều dài đường ống ga và độ chênh cao giữa dàn nóng - dàn lạnh tuân thủ giới hạn cho phép của nhà sản xuất (chiều dài tối đa đến $100\text{ m}$).
- Cấu trúc phân phối môi chất: Mạng đường ống đồng dẫn gas kết nối giữa dàn nóng và các dàn lạnh trong từng tầng thông qua các phụ kiện nối rẽ nhánh chuyên dụng (RefNet Joint). Hệ thống cho phép dải thay đổi công suất tổng của các dàn lạnh từ $50%$ đến $130%$ công suất dàn nóng nhờ bộ biến tần điều khiển tốc độ quay của máy nén.
- Hệ thống phân phối gió: Hệ thống ống gió cấp và hút hồi bằng tôn tráng kẽm bọc lớp cách nhiệt, kết hợp các cửa cấp gió khuếch tán và cửa hút gió hồi gắn trần. Mạng lưới cấp gió tươi độc lập được cấp trực tiếp đến từng không gian điều hòa với lưu lượng định mức $6{,}94\text{ l/s/người}$ ($25\text{ m}^3\text{/h/người}$), duy trì nồng độ $\text{CO}_2$ và độ trong sạch không khí trong không gian làm việc.
Kết quả và đóng góp
- Kết quả tính toán cụ thể: Đồ án đã tính toán đầy đủ phụ tải nhiệt ẩm cho toàn bộ 6 tầng chức năng của tòa nhà. Tải nhiệt hiện lớn nhất tập trung tại Sảnh giao dịch tầng 1 ($32.683{,}00\text{ W}$), Không gian dự trữ tầng 5 ($20.529{,}80\text{ W}$), Phòng khách hàng tầng 2 ($19.003{,}42\text{ W}$) và Phòng kế toán tầng 4 ($17.668{,}56\text{ W}$).
- Xác lập thông số vận hành: Hệ thống điều hòa duy trì ổn định nhiệt độ trong nhà $t_T = 25^\circ\text{C}$, độ ẩm $\varphi_T = 60%$, độ ồn và vận tốc gió trong giới hạn tiện nghi ($0{,}25\text{ m/s}$). Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh đạt $17{,}65^\circ\text{C} \div 18{,}26^\circ\text{C}$, chênh lệch nhiệt độ thổi vào $\Delta t_{VT} \le 7{,}35\text{ K}$, đáp ứng tiêu chuẩn vệ sinh mà không phát sinh chi phí năng lượng cho khâu sấy cấp II.
- Giải pháp kỹ thuật: Việc lựa chọn hệ thống VRV cho phép điều khiển độc lập nhiệt độ tại từng phòng làm việc riêng biệt của ngân hàng, tối ưu hóa điện năng tiêu thụ khi các phòng không hoạt động đồng thời, đồng thời tiết kiệm không gian lắp đặt trục kỹ thuật nhờ đường kính ống môi chất nhỏ gọn.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
- Hạn chế: Thuyết minh đồ án tập trung tính toán phụ tải nhiệt và sơ đồ xử lý không khí cho chế độ mùa hè tại khu vực Nam Định; các chế độ vận hành mùa đông hoặc điều kiện chuyển tiếp chưa được phân tích chi tiết. Mặt khác, một số phụ tải máy móc và chiếu sáng được chọn theo định mức diện tích kinh nghiệm ($12\text{ W/m}^2$, hệ số đồng thời $0{,}6$).
- Hướng phát triển: Mở rộng tính toán mô phỏng năng lượng động công trình theo toàn bộ các tháng trong năm; nghiên cứu tích hợp các giải pháp thu hồi nhiệt từ khí thải thông gió (hộp thu hồi nhiệt ERV/HRV) để gia tăng hiệu quả tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà ngân hàng.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên ngành cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Nhiệt - Điện lạnh, Kỹ thuật Công trình xây dựng và các kỹ sư thiết kế cơ điện (MEP).
Các nội dung có giá trị tham khảo ứng dụng cao gồm:
- Quy trình từng bước tính toán phụ tải nhiệt ẩm công trình văn phòng theo phương pháp Carrier.
- Phương pháp tra cứu và tính toán các hệ số nhiệt hiện phòng ($RSHF$), nhiệt hiện tổng ($GSHF$), nhiệt hiệu dụng ($ESHF$) và nhiệt độ đọng sương thiết bị.
- Bảng tổng hợp chi tiết phụ tải nhiệt, lưu lượng gió tươi, gió hồi và nhiệt độ điểm hòa trộn cho từng loại hình phòng làm việc đặc thù của chi nhánh ngân hàng thương mại.
Câu hỏi thường gặp
1. Cấp điều hòa không khí và thông số vi khí hậu ngoài trời được lựa chọn cho công trình Vietcombank Nam Định là gì?
Công trình được thiết kế theo điều hòa Cấp III theo TCVN 5687-2010 với số giờ không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm $m = 400\text{ h/năm}$ (hệ số bảo đảm $K_{\text{bđ}} = 0{,}954 \div 0{,}960$). Thông số tính toán ngoài trời mùa hè tại Nam Định là: nhiệt độ không khí $t_N = 35{,}1^\circ\text{C}$ ($35{,}2^\circ\text{C}$ trên bảng tra), độ ẩm tương đối $\varphi_N = 57{,}2%$, entanpy $I_N = 88\text{ kJ/kg}$, dung ẩm $d_N = 0{,}0205\text{ kg/kg}{\text{kkk}}$, nhiệt độ đọng sương $t{N_s} = 25{,}36^\circ\text{C}$.
2. Tiêu chuẩn cấp gió tươi cho mỗi người trong công trình được tính toán với lưu lượng bao nhiêu?
Lưu lượng gió tươi cấp cho người trong không gian điều hòa được tính toán theo tiêu chuẩn với giá trị $l = 6{,}94\text{ l/s/người}$ (tương đương $25\text{ m}^3\text{/h/người}$).
3. Tại sao nhiệt hiện truyền qua mái ($Q_{21}$) và nhiệt truyền qua nền ($Q_{23}$) trong tính toán phụ tải được xác định bằng 0?
Thành phần $Q_{21} = 0$ do tòa nhà có tầng mái kỹ thuật phía trên che chắn nên trần các tầng sử dụng không tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời. Thành phần $Q_{23} = 0$ vì sàn giữa các tầng nằm giữa hai không gian đều được điều hòa không khí, không có chênh lệch nhiệt độ ($\Delta t = 0$).
4. Kết quả kiểm tra điều kiện đọng sương trên vách bao che của công trình như thế nào?
Hệ số truyền nhiệt giới hạn chống đọng sương tính toán được là $k_{\max} = 19{,}29\text{ W/m}^2\text{K}$. Hệ số truyền nhiệt $k$ thực tế của tường, kính ($3{,}1\text{ W/m}^2\text{K}$) và cửa đều nhỏ hơn $k_{\max}$, do đó kết cấu bao che hoàn toàn không bị đọng sương vào mùa hè.
5. Hiệu nhiệt độ giữa phòng và nhiệt độ gió thổi vào ($\Delta t_{VT}$) có thỏa mãn điều kiện vệ sinh không?
Nhiệt độ không khí sau dàn lạnh ($t_O = t_V$) của các phòng dao động từ $17{,}65^\circ\text{C}$ đến $18{,}26^\circ\text{C}$. Độ chênh nhiệt độ $\Delta t_{VT} = t_T - t_V = 25 - t_V$ đạt từ $6{,}74\text{ K}$ đến $7{,}35\text{ K}$, nhỏ hơn giới hạn cho phép theo tiêu chuẩn vệ sinh ($\Delta t_{VT} \le 10\text{ K}$), đảm bảo tiện nghi nhiệt cho người sử dụng.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Trọng Nhật đã hoàn thành việc thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho tòa nhà trụ sở Vietcombank Nam Định với quy mô 7 tầng. Bằng việc áp dụng phương pháp tính toán tải nhiệt Carrier và tiêu chuẩn TCVN 5687-2010, tác giả đã xác định chính xác cân bằng nhiệt ẩm, lập sơ đồ xử lý không khí và lựa chọn giải pháp kỹ thuật hệ thống VRV kết hợp cấp gió tươi đạt chuẩn vi khí hậu. Kết quả tính toán cung cấp đầy đủ thông số kỹ thuật về phụ tải lạnh, lưu lượng gió và các yêu cầu lắp đặt phục vụ cho việc triển khai thi công hệ thống cơ điện của công trình.
