Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển kinh tế và đô thị hóa, chất lượng môi trường sống và làm việc ngày càng được quan tâm. Hiện tượng hiệu ứng nhà kính và khói bụi đô thị làm nền nhiệt độ môi trường gia tăng, khiến hệ thống điều hòa không khí (ĐHKK) trở thành hạng mục kỹ thuật thiết yếu trong các công trình thương mại, khách sạn và dịch vụ du lịch. Việc khảo sát đặc điểm công trình để lựa chọn hệ thống ĐHKK phù hợp đóng vai trò quyết định đến hiệu quả kinh tế trong các giai đoạn đầu tư, lắp đặt, vận hành, bảo trì, cũng như phát huy tối đa công năng của thiết bị.

Khóa luận tốt nghiệp tập trung giải quyết bài toán tính toán và thiết kế hệ thống ĐHKK cho công trình Khách sạn Rosaka Nha Trang bằng phần mềm chuyên dụng Trace700.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

  • Vận dụng kiến thức chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt và các tài liệu tiêu chuẩn liên quan để thiết kế hệ thống điều hòa không khí đáp ứng yêu cầu tiện nghi nhiệt, độ thoải mái vi khí hậu và tính thẩm mỹ cho khách sạn Rosaka bằng phần mềm Trace700.

Nhiệm vụ nghiên cứu được giao gồm 4 nội dung:

  1. Khảo sát dự án khách sạn Rosaka.
  2. Chọn thiết bị cho hệ thống.
  3. Lập bản vẽ thiết kế hệ thống điều hòa không khí.
  4. Lập dự toán công trình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công trình Khách sạn Rosaka thuộc Công ty Cổ phần Đầu tư Rosaka NT, phục vụ khách du lịch nghỉ dưỡng trong và ngoài nước.
  • Phạm vi không gian: Khách sạn tọa lạc tại số 107A Nguyễn Thiện Thuật, phường Lộc Thọ, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa. Công trình có quy mô diện tích khu đất 439,45 m², tổng diện tích xây dựng hơn 10.000 m², chiều cao 69,7 m, gồm 20 tầng nổi và 1 tầng hầm với 140 phòng ngủ cùng các khu dịch vụ (trên 170 không gian và phòng cần điều hòa).
  • Phạm vi thời gian: Đề tài được giao thực hiện từ ngày 01/03/2021 đến ngày 01/06/2021 và hoàn thành nghiệm thu vào tháng 07/2021.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết truyền nhiệt, nhiệt động lực học và kỹ thuật thông gió - điều hòa không khí:

  • Khái niệm và cơ chế vi khí hậu: Điều hòa không khí là quá trình làm thay đổi và duy trì các thuộc tính nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió và độ sạch của không khí trong không gian điều hòa, giảm thiểu tác động từ biến động thời tiết bên ngoài và phụ tải bên trong. Quá trình trao đổi nhiệt giữa cơ thể người và môi trường diễn ra qua hai hình thức: truyền nhiệt (đối lưu, bức xạ) và tỏa ẩm (bay hơi mồ hôi).
  • Hệ thống tiêu chuẩn, quy chuẩn áp dụng:
    • TCVN 5687:2010 (Thông gió - Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế): Căn cứ lựa chọn thông số vi khí hậu tiện nghi (nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió) phù hợp với trạng thái nghỉ ngơi của du khách và giới hạn độ ồn cực đại cho phép (60 dB).
    • QCVN 02:2009/BXD (Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng): Cơ sở tra cứu dữ liệu khí tượng của thành phố Nha Trang (nhiệt độ cực đại, nhiệt độ trung bình, độ ẩm tương đối của tháng nóng nhất).
    • Tiêu chuẩn ANSI/ASHRAE 90-2004 và các tiêu chuẩn tải của ASHRAE: Căn cứ thiết lập định mức sinh nhiệt bên trong phòng khách sạn (mật độ người, chiếu sáng, thiết bị) và các thông số nhiệt của kết cấu bao che.
  • Phương pháp phân tích và tính toán phụ tải lạnh: Tác giả tiến hành so sánh ba phương pháp:
    • Phương pháp truyền thống: Dùng đồ thị t - d hoặc I - d của không khí ẩm, xác định các trạng thái không khí qua 6 bước tính toán. Phương pháp này phức tạp và tốn nhiều thời gian khi công trình có số lượng phòng lớn.
    • Phương pháp Carrier: Tách riêng tính toán tổng nhiệt hiện thừa ($Q_{ht}$) và nhiệt ẩn thừa ($Q_{\hat{a}t}$), trong đó công suất lạnh tổng $Q_0 = \Sigma Q_{ht} + \Sigma Q_{\hat{a}t}$.
    • Phương pháp mô phỏng số bằng phần mềm Trace700: Phần mềm do hãng Trane phát triển, đã được kiểm chứng qua các tiêu chuẩn quốc tế và nghiên cứu đối chứng tại Đại học Bang Iowa (Iowa State University) và Đại học Bang Arizona (Arizona State University). Phương pháp này cho phép nhập chi tiết hình học, hướng, kết cấu và xuất bảng phụ tải lạnh tự động. Tác giả lựa chọn Trace700 làm công cụ tính toán chính.
  • Nguồn dữ liệu thực tế: Bản vẽ kiến trúc công trình khách sạn Rosaka; tệp dữ liệu khí hậu địa phương Nha Trang định dạng Nhatrang.tm2; catalogue thông số kỹ thuật của các hãng thiết bị ĐHKK.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Lựa chọn cấp điều hòa và sơ đồ xử lý không khí

  • Cấp điều hòa: Công trình được thiết kế theo cấp điều hòa không khí cấp II (cho phép hệ thống có sai số duy trì thông số vi khí hậu trong nhà không quá 200 giờ trong một năm), vừa đảm bảo sự thoải mái cho khách sạn 4 sao vừa tối ưu chi phí đầu tư.
  • Sơ đồ làm lạnh: Tác giả chọn Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp. Không khí hồi từ phòng được hòa trộn với không khí tươi ngoài trời trước khi đưa qua thiết bị xử lý nhiệt ẩm (dàn lạnh) rồi thổi vào phòng. Sơ đồ này giảm đáng kể tải lạnh so với sơ đồ thẳng (100% gió tươi) và có chi phí đầu tư, vận hành thấp hơn sơ đồ tuần hoàn hai cấp.

Lựa chọn hệ thống điều hòa không khí

Tác giả so sánh ba giải pháp hệ thống điều hòa không khí cho công trình:

Tiêu chí Hệ thống ĐHKK cục bộ Hệ thống ĐHKK trung tâm giải nhiệt nước (Chiller) Hệ thống ĐHKK biến lưu lượng môi chất (VRV)
Đặc điểm cấu tạo Gồm cụm dàn nóng và dàn lạnh riêng biệt nối bằng ống gas. Dùng máy sản xuất nước lạnh, tháp giải nhiệt, bơm, hệ thống đường ống nước cấp đến AHU/FCU. Một dàn nóng kết nối nhiều dàn lạnh; tỉ lệ kết nối lên đến 130%; lưu lượng môi chất thay đổi linh hoạt.
Ưu điểm Dễ lắp đặt, ít phụ thuộc kết cấu, chi phí đầu tư ban đầu rẻ. Vòng tuần hoàn nước an toàn, điều khiển linh hoạt từng phòng, tuổi thọ cao, không giới hạn năng suất lạnh. Tiết kiệm không gian đặt máy, đường ống nhỏ gọn đảm bảo mỹ quan, vận hành đơn giản, biên độ nhiệt rộng.
Nhược điểm Mất mỹ quan mặt đứng công trình, hạn chế chiều dài ống gas và chênh lệch độ cao, không hợp nhà cao tầng. Chi phí đầu tư cao, lắp đặt phức tạp, tổn thất năng lượng qua chất tải lạnh trung gian, cần phòng máy chiller. Chi phí đầu tư ban đầu cao, sử dụng môi chất gas trực tiếp nên đòi hỏi kiểm soát rò rỉ trên đường ống dài.
Đánh giá phù hợp Không phù hợp với quy mô khách sạn 20 tầng. Không phù hợp do công trình không có không gian bố trí phòng máy Chiller. Phù hợp nhất do chiều cao công trình 69,7 m (dưới giới hạn tối đa 100 m của VRV), dàn nóng đặt trên mái.

Quy trình thiết lập mô hình tính tải trên phần mềm Trace700

  1. Cấu hình môi trường: Chuyển đổi đơn vị sang hệ Metric, bản đồ vùng Word. Nạp tệp dữ liệu thời tiết Nhatrang.tm2 vào thư viện phần mềm (khu vực Asia / Other Asia / Nha Trang).
  2. Khai báo thông tin dự án: Thiết lập các trường mô tả, tên công trình (Khách sạn Rosaka), chủ sở hữu (Công ty CP đầu tư Rosaka NT).
  3. Thiết lập thư viện mẫu (Templates):
    • Nguồn nhiệt bên trong (Internal loads): Theo tiêu chuẩn ASHRAE cho phòng khách sạn: mật độ 2 người/phòng, nhiệt hiện 0,07 kW/người, nhiệt ẩn 0,045 kW/người; chiếu sáng và thiết bị làm việc 11,5 W/m²; thiết bị điện phụ trợ gồm tủ lạnh (387 W), tivi (58 W), sạc điện thoại (5 W), 2 điện thoại di động (18 W), tổng phụ tải thiết bị là 468 W.
    • Thông gió (Airflows): Cài đặt lưu lượng gió tươi cấp (Ventilation) theo tiêu chuẩn ASHRAE cho loại phòng khách sạn (Vent – Hotel).
    • Nhiệt độ (Thermostat): Nhiệt độ làm lạnh thiết kế 24°C, nhiệt độ trôi dạt tối đa (Cooling driftpoint) 27°C.
    • Kết cấu bao che (Construction): Thiết lập hệ số truyền nhiệt ($U\text{-factor}$) cho từng kết cấu:
      • Sàn (Slab): $U = 2,888\text{ W/m}^2\text{K}$.
      • Mái (Roof): $U = 2,85\text{ W/m}^2\text{K}$.
      • Tường bao (Wall): $U = 2,49\text{ W/m}^2\text{K}$.
      • Vách ngăn nội bộ (Partition): $U = 7,6\text{ W/m}^2\text{K}$.
      • Kính cửa sổ (Window): Kính đơn trong suốt dày 10 mm ($3/8"$), $U = 5,9\text{ W/m}^2\text{K}$.
      • Cửa chính (Door): Cửa tiêu chuẩn, $U = 1,14\text{ W/m}^2\text{K}$.
      • Chiều cao tầng (Floor to floor): 3,2 m.
  4. Tạo thông tin chi tiết từng phòng (Create Rooms): Khai báo kích thước hình học, diện tích sàn, diện tích tường, vách ngăn và tỷ lệ diện tích kính/tường cho từng phòng (điển hình phòng 501: chiều dài 25,7 m, chiều rộng 1 m, không có mái tiếp xúc ngoài, tỷ lệ kính 63%, vách ngăn dài 6,45 m).
  5. Tạo hệ thống phân phối gió (Create Systems): Lựa chọn kiểu hệ thống lưu lượng không đổi - không hòa trộn (Constant Volume – Non-mixing), kiểu thiết bị dàn lạnh là FCU (Fan Coil).
  6. Chỉ định phòng vào hệ thống (Assign Rooms to Systems): Gán các phòng đã tạo vào từng phân vùng hệ thống phân phối gió tương ứng.
  7. Chạy tính toán và xuất kết quả (Calculate and View Results): Kích hoạt tính năng tính toán tải lạnh thiết kế (Design load) và xuất bảng kết quả phụ tải lạnh từng phòng.

Lựa chọn thiết bị và phụ kiện

Sau khi có kết quả tải lạnh, đồ án thực hiện lựa chọn các hạng mục kỹ thuật:

  • Dàn lạnh FCU cho từng phòng và không gian dịch vụ.
  • Dàn nóng VRV bố trí trên sàn mái tầng 20.
  • Hệ thống phân phối môi chất: Bộ chia gas dàn lạnh, bộ chia gas dàn nóng, kích thước đường ống dẫn gas (lỏng, hơi) và bảo ôn cách nhiệt cho ống gas.
  • Hệ thống thoát nước ngưng: Đường ống nước ngưng và lớp bọc cách nhiệt chống đọng sương.
  • Khí động và phân phối gió: Tính chọn miệng gió cấp/hồi, đường ống gió, quạt thông gió và louver lấy gió tươi ngoài trời.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Mở đầu

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh công nghiệp hóa, đô thị hóa và sự nóng lên toàn cầu; xác định mục đích thiết kế hệ thống ĐHKK tiện nghi cho Khách sạn Rosaka. Chương này đưa ra 4 nhiệm vụ nghiên cứu và 5 nội dung triển khai cụ thể; đồng thời giới thiệu tổng quan về vị trí địa lý của khách sạn tại 107A Nguyễn Thiện Thuật, thành phố Nha Trang. Về quy mô, công trình đạt tiêu chuẩn 4 sao, xây dựng trên khu đất 439,45 m², diện tích sàn trên 10.000 m², chiều cao 69,7 m, gồm 20 tầng nổi và 1 tầng hầm với 140 phòng ngủ thẩm mỹ, trung tâm hội nghị 200 chỗ, khu ẩm thực, massage, phòng gym và hồ bơi vô cực trên tầng 20.

Chương 2: Tổng quan

Chương 2 khái quát lịch sử phát triển của kỹ thuật ĐHKK từ cột mốc Willis Carrier chế tạo máy làm lạnh cơ khí đầu tiên năm 1902, phát minh ẩm đồ năm 1911, thay thế môi chất sang dielene năm 1922, máy nén khí ly tâm của Heinrich Krigar năm 1957, cho đến công nghệ biến tần Inverter hiện đại. Tác giả phân tích tầm quan trọng của ĐHKK trong các ngành công nghiệp sản xuất, chăn nuôi và đời sống; phân tích cơ chế cân bằng nhiệt của cơ thể người dựa trên TCVN 5687:2010:

Trạng thái lao động Mùa đông: $t\text{ (}^\circ\text{C)}$ Mùa đông: $\varphi\text{ (%)}$ Mùa đông: $\omega\text{ (m/s)}$ Mùa hè: $t\text{ (}^\circ\text{C)}$ Mùa hè: $\varphi\text{ (%)}$ Mùa hè: $\omega\text{ (m/s)}$
Nghỉ ngơi 22 - 24 60 - 70 0,1 - 0,2 25 - 28 60 - 70 0,5 - 0,6
Lao động nhẹ 21 - 23 60 - 70 0,4 - 0,5 23 - 26 60 - 70 0,8 - 1,0
Lao động vừa 20 - 22 60 - 70 0,8 - 1,0 22 - 25 60 - 70 1,2 - 1,5
Lao động nặng 18 - 20 60 - 70 1,2 - 1,5 20 - 23 60 - 70 2,0 - 2,5

Từ đặc điểm nghỉ dưỡng của khách sạn, tác giả chọn thông số tính toán trong nhà: nhiệt độ 24°C, độ ẩm 60%, tốc độ gió 0,5 m/s, độ ồn cực đại 60 dB.

Chương 2 thống kê chi tiết diện tích và chiều cao thông thủy toàn bộ không gian chức năng từ tầng hầm đến tầng 20: sảnh chính tầng 1 (95,5 m², cao 6,05 m), nhà hàng buffet tầng 3 (252,3 m², cao 2,95 m), hội nghị tầng 4 (122 m², cao 3,75 m), các cụm phòng ngủ tầng 5-19 (diện tích dao động từ 25,7 m² đến 40 m², cao 2,65 m) và phòng gym tầng 20 (60,6 m², cao 3,5 m). Chương này lập luận lựa chọn cấp điều hòa cấp II; chọn hệ thống điều hòa VRV; chọn sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp; chọn phương pháp tính tải bằng phần mềm Trace700. Căn cứ QCVN 02:2009/BXD tại Nha Trang ($t_{tbmax} = 32,5^\circ\text{C}$, $t_{max} = 39,5^\circ\text{C}$), tác giả xác định thông số tính toán ngoài trời mùa hè: nhiệt độ $t_N = 0,5(t_{max} + t_{tbmax}) = 36^\circ\text{C}$ và độ ẩm $\varphi = 66,7%$.

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Chương 3 hướng dẫn chi tiết quy trình ứng dụng phần mềm Trace700 trong thiết kế ĐHKK:

  • Quy trình cài đặt hệ đơn vị Metric và nhập dữ liệu khí hậu từ tệp Nhatrang.tm2 qua cửa sổ Weather Library.
  • Các bước thao tác trên giao diện chính: khai báo dự án (Project Information), nạp thời tiết địa phương (Weather), tạo các mẫu đặc tính nhiệt (Templates), nhập thông số các phòng (Create Rooms), thiết lập hệ thống gió (Create Systems), phân bổ phòng vào hệ thống (Assign Rooms to Systems) và tính toán tải lạnh (Calculate and View Results).
  • Do mục tiêu khóa luận tập trung tính tải lạnh, tác giả giải thích việc bỏ qua 3 mô-đun không bắt buộc trên phần mềm gồm: tạo hệ thống thiết bị máy móc, chỉ định gió vào thiết bị và phân tích kinh tế.

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Chương 4 thể hiện kết quả ứng dụng mô hình tính toán cho khách sạn Rosaka:

  • Thiết lập chi tiết mẫu phòng ngủ: nhiệt tỏa từ người (mật độ 2 người, nhiệt hiện 0,07 kW, nhiệt ẩn 0,045 kW), mật độ chiếu sáng và thiết bị làm việc 11,5 W/m², tải nhiệt thiết bị điện 468 W. Khai báo hệ số dẫn nhiệt $U$ của sàn (2,888 W/m²K), mái (2,85 W/m²K), tường (2,49 W/m²K), vách ngăn (7,6 W/m²K), cửa sổ kính 10 mm (5,9 W/m²K), cửa chính (1,14 W/m²K).
  • Trình bày mẫu tính toán tải lạnh cho phòng ngủ điển hình là phòng 501 (diện tích 25,7 m², tường ngoài có tỷ lệ kính 63%, vách ngăn 6,45 m). Kết quả tính toán từ phần mềm Trace700 cho ra phụ tải lạnh yêu cầu của phòng 501 là 6,3 kW.
  • Chương 4 giới thiệu danh mục các bước tính toán và lựa chọn thiết bị cho toàn bộ công trình: chọn dàn lạnh FCU, chọn cụm dàn nóng VRV đặt trên mái tầng 20, chọn kích thước mạng ống đồng dẫn môi chất gas, chọn các bộ chia gas dàn nóng và dàn lạnh, tính toán hệ thống đường ống thoát nước ngưng, tính chọn kích thước miệng gió, ống gió, quạt gió thông gió, louver lấy gió tươi ngoài trời, tính bảo ôn cách nhiệt và lập bảng dự toán chi phí công trình (được thể hiện chi tiết tại các Phụ lục từ 1 đến 10).

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Chương 5 tổng kết toàn bộ kết quả đạt được của khóa luận: đã hoàn thành tính toán phụ tải lạnh cho toàn bộ các không gian chức năng của khách sạn Rosaka bằng Trace700; hoàn thành hồ sơ lựa chọn thiết bị VRV, mạng lưới phân phối gió, đường ống gas, nước ngưng; lập hồ sơ bản vẽ thiết kế kỹ thuật và bảng dự toán khối lượng, chi phí cho công trình. Tác giả kiến nghị các biện pháp phối hợp thi công thực tế giữa hệ thống ĐHKK với kết cấu kiến trúc và các hệ thống cơ điện khác (M&E) trong tòa nhà.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật cụ thể

  • Xác định phụ tải lạnh: Thiết lập thành công mô hình tính tải trên Trace700 với đầy đủ thông số khí hậu Nha Trang, cấu tạo bao che thực tế và định mức phụ tải nội vi theo tiêu chuẩn ASHRAE. Kết quả tải lạnh đại diện cho phòng ngủ điển hình (phòng 501) được xác định chính xác là 6,3 kW.
  • Lựa chọn thiết bị đồng bộ: Tính chọn hoàn chỉnh hệ thống thiết bị ĐHKK công nghệ VRV cho toàn bộ 20 tầng nổi và 1 tầng hầm, bao gồm:
    • Hệ thống dàn lạnh cục bộ dạng giấu trần nối ống gió (FCU) phù hợp với trần thạch cao và yêu cầu thẩm mỹ của khách sạn 4 sao.
    • Cụm dàn nóng VRV đặt tại tầng thượng (tầng 20), tận dụng không gian mở giải nhiệt gió hiệu quả.
    • Hệ thống phụ kiện đường ống: Bảng quy cách kích thước ống gas dẫn môi chất, bảng chủng loại bộ chia gas dàn nóng, bộ chia gas dàn lạnh, hệ thống ống xả nước ngưng và lớp bọc cách nhiệt chống đọng sương.
    • Hệ thống phân phối không khí: Kích thước đường ống cấp/hồi, miệng gió khuếch tán, quạt thông gió và cửa lấy gió tươi (louver).
  • Hồ sơ thiết kế và kinh tế: Hoàn thiện tập bản vẽ thiết kế thi công hệ thống ĐHKK và bảng tiên lượng dự toán chi phí đầu tư công trình (trình bày tại các phụ lục thuyết minh).

Đóng góp thực tế của đề tài

  • Khóa luận đã chuẩn hóa quy trình ứng dụng phần mềm chuyên ngành Trace700 trong việc tính toán phụ tải lạnh cho công trình thương mại - khách sạn cao tầng tại khu vực Duyên hải Nam Trung Bộ.
  • Việc áp dụng Trace700 thay thế phương pháp tính tay truyền thống giúp rút ngắn thời gian tính toán cho công trình phức hợp có trên 170 không gian chức năng, đảm bảo độ tin cậy của số liệu nhờ bám sát các tiêu chuẩn quốc tế (ASHRAE) và quy chuẩn xây dựng Việt Nam (TCVN, QCVN).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Về phạm vi trình bày: Do công trình có quy mô lớn với hơn 170 không gian cần điều hòa, phần thuyết minh chính chỉ trình bày chi tiết các bước nhập liệu và kết quả tính tải cho một không gian đại diện (phòng ngủ 501), các không gian còn lại được tổng hợp dưới dạng bảng số liệu ở phụ lục.
    • Về tính năng phần mềm: Đề tài mới chỉ khai thác mô-đun tính tải lạnh (Design load) của Trace700 để chọn thiết bị, chưa kích hoạt các mô-đun phân tích năng lượng tiêu thụ theo chu kỳ năm (Energy analysis) và mô-đun phân tích hiệu quả kinh tế (Economic analysis) mà phần mềm hỗ trợ.
  • Hướng mở rộng:
    • Triển khai mô phỏng tiêu thụ năng lượng theo chu kỳ 8.760 giờ trong năm trên Trace700 để đánh giá mức độ tiết kiệm điện khi sử dụng công nghệ biến tần VRV so với hệ thống Chiller hoặc điều hòa cục bộ.
    • Thực hiện các phép đo đạc thực nghiệm về nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ gió tại công trình sau khi thi công hoàn thiện để hiệu chỉnh sai số giữa mô phỏng và vận hành thực tế.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Sinh viên, giảng viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh, Kỹ thuật Cơ điện công trình (M&E); các kỹ sư thiết kế hệ thống HVAC cho công trình dân dụng và thương mại.
  • Nội dung có giá trị ứng dụng cao:
    • Hướng dẫn thực hành từng bước cấu hình phần mềm Trace700 (từ bước chuyển đổi đơn vị, nạp thư viện thời tiết địa phương .tm2, đến tạo thư viện vật liệu bao che và gán hệ thống).
    • Phương pháp luận phân tích, lựa chọn hệ thống ĐHKK (VRV vs. Chiller vs. Cục bộ) và sơ đồ xử lý không khí phù hợp với đặc thù kiến trúc khách sạn cao tầng không có phòng máy ngầm.
    • Bộ thông số vật lý kiến trúc thực tế (hệ số $U\text{-factor}$ tường, sàn, mái, kính) và phụ tải nội vi phục vụ tính toán thiết kế tại khu vực miền Trung Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình khách sạn Rosaka có quy mô kiến trúc như thế nào và tại sao tác giả lựa chọn cấp điều hòa không khí cấp II?
Khách sạn Rosaka là công trình 4 sao gồm 20 tầng nổi và 1 tầng hầm, diện tích khu đất 439,45 m², diện tích sàn xây dựng hơn 10.000 m², chiều cao 69,7 m, với 140 phòng ngủ và các khu tiện ích (trên 170 không gian cần điều hòa). Tác giả lựa chọn cấp điều hòa cấp II vì công trình phục vụ du khách nghỉ dưỡng đòi hỏi độ thoải mái cao nhưng không yêu cầu kiểm soát vi khí hậu chính xác tuyệt đối 100% trong mọi điều kiện khắc nghiệt như phòng sạch y tế hay phòng thí nghiệm đặc biệt. Cấp II cho phép sai số không quá 200 giờ/năm, giúp tối ưu hóa chi phí đầu tư ban đầu và hiệu quả vận hành.

2. Vì sao tác giả lựa chọn hệ thống điều hòa VRV thay vì hệ thống Chiller giải nhiệt nước hay máy điều hòa cục bộ?
Máy điều hòa cục bộ bị loại do làm mất mỹ quan mặt đứng công trình và bị giới hạn chiều dài đường ống cũng như chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh trong tòa nhà cao 69,7 m. Hệ thống Chiller giải nhiệt nước tuy an toàn và điều khiển vi khí hậu tốt nhưng đòi hỏi diện tích lớn để làm phòng máy chiller và tháp giải nhiệt, điều mà mặt bằng khách sạn Rosaka không đáp ứng được. Hệ thống VRV là giải pháp tối ưu vì cho phép chiều cao chênh lệch giữa dàn nóng và dàn lạnh lên tới 100 m, tỷ lệ kết nối công suất đạt 130%, đường ống gas nhỏ gọn đảm bảo thẩm mỹ kiến trúc, và toàn bộ cụm dàn nóng có thể đặt gọn gàng trên sàn mái tầng 20.

3. Các thông số vi khí hậu thiết kế trong nhà và ngoài trời tại Nha Trang được xác định bằng những giá trị nào?

  • Thông số trong nhà (theo TCVN 5687:2010): Nhiệt độ thiết kế 24°C, độ ẩm tương đối 60%, tốc độ gió 0,5 m/s, giới hạn độ ồn cực đại 60 dB.
  • Thông số ngoài trời mùa hè (theo QCVN 02:2009/BXD tại Nha Trang với $t_{tbmax} = 32,5^\circ\text{C}$ và $t_{max} = 39,5^\circ\text{C}$): Nhiệt độ tính toán ngoài trời $t_N = 0,5(t_{max} + t_{tbmax}) = 36^\circ\text{C}$; độ ẩm tương đối thời điểm 13h - 15h của tháng nóng nhất là $\varphi = 66,7%$.

4. Trong phần mềm Trace700, các thông số nguồn nhiệt bên trong và kết cấu bao che của phòng ngủ điển hình được khai báo như thế nào?

  • Nguồn nhiệt bên trong: 2 người/phòng (nhiệt hiện 0,07 kW, nhiệt ẩn 0,045 kW); thiết bị làm việc và đèn 11,5 W/m²; thiết bị điện phụ trợ tổng cộng 468 W (tủ lạnh 387 W, tivi 58 W, sạc điện thoại 5 W, hai điện thoại 18 W).
  • Kết cấu bao che: Hệ số truyền nhiệt sàn $U = 2,888\text{ W/m}^2\text{K}$, mái $U = 2,85\text{ W/m}^2\text{K}$, tường bao $U = 2,49\text{ W/m}^2\text{K}$, vách ngăn $U = 7,6\text{ W/m}^2\text{K}$, cửa sổ kính đơn dày 10 mm có $U = 5,9\text{ W/m}^2\text{K}$, cửa chính $U = 1,14\text{ W/m}^2\text{K}$.

5. Kết quả tính toán phụ tải lạnh cho phòng ngủ điển hình (phòng 501) là bao nhiêu và hệ thống gió được cấu hình như thế nào?
Kết quả tính toán phụ tải lạnh bằng phần mềm Trace700 cho phòng 501 là 6,3 kW. Hệ thống phân phối gió được cấu hình theo dạng lưu lượng gió ổn định không hòa trộn (Constant Volume – Non-mixing), sử dụng dàn trao đổi nhiệt làm lạnh cục bộ dạng Fan Coil (FCU) kết hợp với đường cấp gió tươi đã qua xử lý theo sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của tác giả Phan Lê Duy đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ tính toán, thiết kế hệ thống điều hòa không khí cho công trình Khách sạn Rosaka Nha Trang theo đúng quy trình kỹ thuật ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt. Bằng việc ứng dụng phần mềm Trace700 dựa trên các tiêu chuẩn hiện hành (TCVN 5687:2010, QCVN 02:2009/BXD, ASHRAE), đề tài đã xác định chính xác phụ tải lạnh (điển hình phòng 501 đạt 6,3 kW) và lựa chọn hệ thống điều hòa VRV đồng bộ, hiện đại. Các kết quả tính toán, hồ sơ bản vẽ kỹ thuật và bảng dự toán công trình được hoàn thiện đầy đủ, mang lại giá trị thực tiễn cao cho công tác thi công cũng như làm tài liệu tham khảo chuyên ngành hữu ích.