Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống điều hòa không khí VRV cho tòa nhà Phú Gia Thịnh - Đà Nẵng" do sinh viên Đoàn Công Khánh thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Công Vinh tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật – Đại học Đà Nẵng (chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, khóa 2018–2022). Nghiên cứu giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hệ thống cơ điện lạnh (HVAC) cho một công trình văn phòng thương mại nhiều tầng trong điều kiện khí hậu miền Trung.
Bối cảnh thực tiễn của đề tài gắn liền với công trình Tòa nhà Phú Gia Thịnh (Rio Tower), tọa lạc tại số 220 đường Nguyễn Hữu Thọ, phường Hòa Cường Tây, quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng do Công ty Cổ phần Đầu tư Nhà Phú Gia Thịnh làm chủ đầu tư. Công trình được xây dựng trên khu đất 375 m², diện tích sàn xây dựng mỗi tầng khoảng 225–308 m², tổng diện tích sử dụng hơn 4.000 m², quy mô gồm 11 tầng nổi với chiều cao đỉnh mái là 42 m. Mặt tiền chính của công trình quay về hướng Đông.
Phân bổ công năng các tầng của tòa nhà:
- Tầng 1: Không gian mở kinh doanh dịch vụ cà phê và căng tin phục vụ tòa nhà, sảnh lễ tân.
- Tầng 2: Khu vực phòng hội thảo, phòng họp tập trung và văn phòng lãnh đạo (phòng giám đốc).
- Tầng 3 đến tầng 10: Không gian văn phòng cho thuê dạng làm việc chung (co-working space) với phong cách thiết kế hiện đại, mở và linh hoạt.
- Tầng 11: Tầng kỹ thuật bố trí hệ thống thiết bị phụ trợ.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:
- Tổng hợp cơ sở lý thuyết về vi khí hậu tiện nghi, phân tích các giải pháp điều hòa không khí hiện nay để lựa chọn hệ thống kỹ thuật phù hợp cho công trình văn phòng cao tầng.
- Xác định các thông số tính toán vi khí hậu trong nhà và ngoài trời theo quy chuẩn xây dựng và tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành tại khu vực Đà Nẵng.
- Tính toán chi tiết các thành phần nhiệt thừa ($Q_T$) và ẩm thừa ($W_T$) cho từng không gian điều hòa trong tòa nhà.
- Xây dựng sơ đồ xử lý không khí trên đồ thị ẩm $I - d$, xác định năng suất lạnh, năng suất làm khô và lưu lượng gió cấp, gió tươi, gió hồi.
- Lựa chọn hãng sản xuất, tính chọn cấu hình dàn lạnh, dàn nóng, đường ống dẫn môi chất lạnh, bộ chia gas và hệ thống thoát nước ngưng.
- Thiết kế và tính toán thủy lực mạng lưới đường ống cấp gió tươi, đường ống phân phối gió lạnh và hệ thống quạt hút mùi khu vệ sinh.
Đối tượng nghiên cứu là hệ thống điều hòa không khí biến lưu lượng môi chất (VRV - Variable Refrigerant Volume) kết hợp hệ thống thông gió cấp khí tươi và hút thải. Phạm vi không gian nghiên cứu bao gồm toàn bộ các khu vực chức năng từ tầng 1 đến tầng 10 của tòa nhà Phú Gia Thịnh. Phạm vi thời gian nghiên cứu áp dụng cho chu kỳ làm việc mùa hè tại thành phố Đà Nẵng – thời điểm công trình chịu tải nhiệt bức xạ và nhiệt độ môi trường ngoài trời cao nhất trong năm.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Cơ sở lý luận và tiêu chuẩn kỹ thuật được tác giả sử dụng làm căn cứ tính toán bao gồm:
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687:2010 về "Thông gió - Điều hòa không khí - Tiêu chuẩn thiết kế": Áp dụng để xác định cấp điều hòa (cấp III cho công trình dân dụng văn phòng), thông số nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió trong vùng làm việc, lưu lượng gió tươi tối thiểu theo số người và độ ồn cho phép.
- Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4088:1985 về "Số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng": Sử dụng để tra cứu cường độ bức xạ mặt trời trực xạ và tán xạ lên các bề mặt bao che thẳng đứng theo từng hướng địa lý tại Đà Nẵng.
- Phương trình cân bằng nhiệt và ẩm trong kỹ thuật nhiệt động: Xác định tổng nhiệt thừa $Q_T = \sum Q_{\text{tỏa}} + \sum Q_{\text{tt}}$ và tổng ẩm thừa $W_T = \sum W_{\text{tỏa}} + \sum W_{\text{tt}}$.
- Phương pháp biểu diễn quá trình nhiệt ẩm trên đồ thị Enthalpy - Độ chứa ẩm ($I - d$): Sử dụng đồ thị không khí ẩm tại áp suất khí quyển $B = 745\text{ mmHg}$ để xác định hệ số góc tia quá trình $\varepsilon_T = Q_T / W_T$ và các điểm trạng thái nút.
Phương pháp nghiên cứu thực tế được thực hiện hoàn toàn thông qua phương pháp tính toán giải tích kỹ thuật, đối chiếu bảng tra tiêu chuẩn và tra cứu tài liệu kỹ thuật chuyên ngành:
- Tính toán nhiệt thừa bao gồm 11 thành phần: Nhiệt máy móc thiết bị ($Q_1$), nhiệt đèn chiếu sáng ($Q_2$), nhiệt do người tỏa ra ($Q_3$), nhiệt bán thành phẩm ($Q_4 = 0$), nhiệt bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt ($Q_5 = 0$), nhiệt bức xạ qua kính ($Q_6$), nhiệt bức xạ qua kết cấu bao che/mái ($Q_7$), nhiệt rò lọt không khí ($Q_8$), nhiệt truyền qua vách ($Q_9$), nhiệt truyền qua trần ($Q_{10}$), nhiệt truyền qua nền theo phương pháp dải nền ($Q_{11}$).
- Tính toán ẩm thừa bao gồm 4 thành phần: Ẩm do người tỏa ($W_1$), ẩm từ bán thành phẩm ($W_2 = 0$), ẩm bay hơi sàn ẩm ($W_3 = 0$), ẩm hơi nước rò rỉ ($W_4 = 0$).
- Tính chọn thiết bị và đường ống dựa trên phần mềm chọn máy và tài liệu tra cứu (Engineering Data Book/Catalogue) của hãng Daikin.
- Phương pháp tính toán khí động đường ống gió: Áp dụng phương pháp giảm dần vận tốc và ma sát đồng đều để tính toán tổn thất áp suất ma sát và tổn thất cục bộ trên các tuyến ống gió tôn mạ kẽm.
Nguồn dữ liệu thiết kế bao gồm hồ sơ bản vẽ kiến trúc công trình Tòa nhà Phú Gia Thịnh, số liệu khí tượng thủy văn trạm quan trắc Đà Nẵng, giáo trình Điều hòa không khí và Thiết kế hệ thống điều hòa không khí của các tác giả Nguyễn Đức Lợi, Võ Chí Chính.
Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật
Tác giả đã phân tích và so sánh ba phương án điều hòa không khí phổ biến gồm: hệ thống máy cục bộ hai mảnh, hệ thống trung tâm nước (Water Chiller) và hệ thống biến lưu lượng môi chất (VRV).
| Tiêu chí kỹ thuật |
Hệ thống cục bộ hai mảnh |
Hệ thống Water Chiller |
Hệ thống VRV (Daikin) |
| Phạm vi công suất |
Nhỏ (tối đa ~60.000 BTU/h) |
Rất lớn, không giới hạn |
Linh hoạt theo cụm mô-đun |
| Không gian lắp đặt |
Tốn diện tích mặt đứng treo dàn nóng |
Yêu cầu phòng máy riêng, tháp giải nhiệt |
Nhỏ gọn, dàn nóng đặt trên mái hoặc tầng kỹ thuật |
| Chiều dài & chênh cao ống |
Rất hạn chế (thường < 15–30 m) |
Bơm nước đi xa không hạn chế |
Cho phép chiều dài 100 m, chênh cao đến 50 m |
| Khả năng điều chỉnh tải |
Kém (đóng/cắt máy nén) |
Nhiều cấp giảm tải |
Biến tần điều chỉnh vô cấp theo tải thực |
| Độ phức tạp vận hành |
Đơn giản |
Phức tạp, cần nhân sự chuyên trách |
Vận hành tự động qua bộ điều khiển trung tâm |
Từ phân tích trên, hệ thống VRV được lựa chọn do khắc phục được nhược điểm làm mất mỹ quan của hệ thống cục bộ trên mặt đứng 11 tầng, đồng thời không đòi hỏi không gian phòng máy và tháp giải nhiệt phức tạp như hệ thống Chiller.
Cấu hình thiết kế hệ thống VRV cho tòa nhà Phú Gia Thịnh bao gồm:
- Dàn lạnh: Lựa chọn dòng giấu trần nối ống gió (Ceiling Mounted Duct Type) model FXMQ-PVE và FXDQ-NBVE. Dàn lạnh đặt ẩn bên trên trần giả thạch cao (khoảng không gian kỹ thuật 500 mm giữa trần giả 3,1 m và trần bê tông 3,6 m), dẫn khí lạnh qua hệ thống ống gió mềm đến các miệng thổi khuếch tán, đảm bảo mỹ quan cho văn phòng mở.
- Dàn nóng: Bố trí 5 cụm dàn nóng độc lập đặt tại tầng 11 (tầng kỹ thuật) giải nhiệt bằng gió, gồm:
- Cụm 01 phục vụ Tầng 1 và Tầng 2: Model RXQ34TANY (công suất lạnh 100 kW).
- Cụm 02 (Tầng 3, 4), Cụm 03 (Tầng 5, 6), Cụm 04 (Tầng 7, 8), Cụm 05 (Tầng 9, 10): Đều sử dụng model RXQ44TANY (công suất lạnh 130 kW/cụm).
- Đặc tính kỹ thuật dàn nóng RXQ44TANY: Máy nén dạng xoắn ốc (Scroll) điều khiển biến tần Inverter, nguồn điện 3 pha 380V/50Hz, công suất tiêu thụ điện 32,1 kW, độ ồn 65 dBA, nạp môi chất R410A lượng 6,4 kg, ống lỏng Ø19,1 mm, ống hơi Ø41,3 mm.
- Hệ thống phân phối khí: Thiết kế tuyến ống gió cấp khí tươi độc lập sử dụng quạt cấp gió tươi gắn tường/gắn trần, đưa không khí sạch ngoài trời sau khi lọc sơ bộ vào hòa trộn tại buồng hòa trộn hoặc cấp trực tiếp vào không gian làm việc nhằm duy trì nồng độ oxy và áp suất dương. Hệ thống hút khí thải khu vệ sinh sử dụng quạt hút nối ống gió dẫn lên hộp kỹ thuật trục đứng thải ra ngoài trời.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan
Chương 1 trình bày đặc điểm kiến trúc và kết cấu xây dựng của tòa nhà Phú Gia Thịnh. Tường ngoài xây gạch thẻ dày 220 mm trát vữa hai mặt dày 20 mm ($k = 1,48\text{ W/m}^2\text{K}$); vách kính dày 10 mm có rèm che sáng ($k = 2,84\text{ W/m}^2\text{K}$); sàn và trần bê tông cốt thép dày 150 mm lát gạch men ($k = 1,88\text{ W/m}^2\text{K}$).
Tác giả phân tích các yếu tố vi khí hậu tác động đến cơ thể con người (nhiệt hiện $q_h$, nhiệt ẩn $q_a$, độ ẩm tương đối, vận tốc gió, độ sạch không khí và độ ồn cho phép). Từ đó, lựa chọn các thông số tính toán vi khí hậu:
- Thông số trong nhà (theo TCVN 5687:2010): Nhiệt độ tính toán $t_T = 25 \pm 2^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_T = 65 \pm 5%$, vận tốc gió trong vùng làm việc $v = 0,5\text{ m/s}$, tương ứng Enthalpy $I_T = 58,5\text{ kJ/kg}$, độ chứa hơi $d_T = 13\text{ g/kg}$.
- Cấp điều hòa: Chọn cấp III (sai số cho phép không quá 400 giờ/năm đối với công trình văn phòng).
- Thông số ngoài trời tại Đà Nẵng mùa hè: Nhiệt độ $t_N = 35,8^\circ\text{C}$, độ ẩm $\varphi_N = 51,6%$, Enthalpy $I_N = 83,7\text{ kJ/kg}$, độ chứa hơi $d_N = 26\text{ g/kg}$.
Chương 2: Tính nhiệt ẩm cho công trình
Chương 2 thiết lập phương trình cân bằng nhiệt ẩm và tính toán chi tiết từng thành phần phụ tải cho các phòng. Tác giả tính toán nhiệt thiết bị với công suất máy tính 150 W, máy in 200 W, tivi 100 W kết hợp hệ số đồng thời $k_{\text{đt}} = 0,8$. Nhiệt đèn chiếu sáng tính theo định mức $q_s = 10\text{ W/m}^2$. Nhiệt tỏa từ người chọn trạng thái lao động nhẹ $q = 125\text{ W/người}$. Nhiệt ẩm từ người tỏa ra lấy theo định mức $q_n = 115\text{ g/h}\cdot\text{người}$.
Các kết quả tổng hợp nhiệt thừa ($Q_T$) và ẩm thừa ($W_T$) của các không gian chức năng được trình bày chi tiết trong báo cáo:
| Tầng |
Không gian chức năng |
Diện tích ($F$, m²) |
Nhiệt thừa ($Q_T$, W) |
Ẩm thừa ($W_T$, g/s) |
| Tầng 1 |
Không gian cà phê |
132 |
35.260 |
0,84 |
|
Không gian lễ tân |
47 |
12.220 |
0,32 |
| Tầng 2 |
Phòng hội thảo |
112 |
30.240 |
0,78 |
|
Phòng họp |
53 |
13.310 |
0,27 |
|
Phòng giám đốc |
21 |
4.830 |
0,02 |
| Tầng 3–10 |
Văn phòng mỗi tầng |
225 |
51.750 |
0,34 |
Chương 3: Thiết lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí
Chương 3 xây dựng sơ đồ xử lý nhiệt ẩm tuần hoàn không khí một cấp có hòa trộn gió hồi. Phương án này tận dụng nhiệt của gió thải để làm mát sơ bộ gió tươi, giúp tiết kiệm năng lượng so với sơ đồ thẳng.
Trên đồ thị $I - d$, tác giả xác định hệ số góc tia quá trình $\varepsilon_T = Q_T / W_T$:
- Không gian cà phê: $\varepsilon_T = 20.148\text{ kJ/kg}$.
- Không gian lễ tân: $\varepsilon_T = 23.500\text{ kJ/kg}$.
- Phòng hội thảo: $\varepsilon_T = 28.252\text{ kJ/kg}$.
- Phòng họp: $\varepsilon_T = 42.206\text{ kJ/kg}$.
- Phòng giám đốc: $\varepsilon_T = 30.419\text{ kJ/kg}$.
- Khu văn phòng tầng 3–10: $\varepsilon_T = 40.928\text{ kJ/kg}$.
Qua việc kẻ tia quá trình cắt đường độ ẩm $\varphi_V = 95%$, tác giả xác định trạng thái điểm thổi vào $V$ ($t_V \approx 14 - 15,5^\circ\text{C}$, $I_V \approx 37 - 42,5\text{ kJ/kg}$). Trên cơ sở lưu lượng gió tươi tối thiểu $V_k = 25\text{ m}^3/\text{h}\cdot\text{người}$ theo TCVN 5687:2010, tác giả tính toán được công suất lạnh yêu cầu $Q_0$:
- Cà phê Tầng 1: $Q_0 = 35,5\text{ kW}$
- Lễ tân Tầng 1: $Q_0 = 13,4\text{ kW}$
- Hội thảo Tầng 2: $Q_0 = 31,6\text{ kW}$
- Phòng họp Tầng 2: $Q_0 = 13,7\text{ kW}$
- Phòng giám đốc Tầng 2: $Q_0 = 5,1\text{ kW}$
- Văn phòng mỗi tầng (Tầng 3 đến 10): $Q_0 = 56,4\text{ kW}$
Chương 4: Tính chọn máy và thiết bị
Chương 4 thực hiện lựa chọn thiết bị từ catalogue Daikin VRV. Dàn lạnh kiểu giấu trần nối ống gió áp suất tĩnh trung bình được bố trí cho các không gian:
- Tầng 1: 4 dàn FXMQ80PVE (9,0 kW) cho cà phê; 2 dàn FXMQ63PVE (7,1 kW) cho lễ tân.
- Tầng 2: 3 dàn FXMQ100PVE (11,2 kW) cho hội thảo; 2 dàn FXMQ63PVE (7,1 kW) cho phòng họp; 1 dàn FXDQ50NBVE (5,6 kW) cho phòng giám đốc.
- Tầng 3 đến 10: Mỗi tầng bố trí 5 dàn lạnh FXMQ100PVE (11,2 kW).
Hệ thống dàn nóng được phân chia thành 5 cụm đặt tại tầng kỹ thuật:
- Cụm 01 (cho tầng 1 và 2): Model RXQ34TANY (100 kW). Tỷ lệ kết nối dàn lạnh/dàn nóng đạt $(35,5 + 13,4 + 31,6 + 13,7 + 5,1) / 100 = 99,3%$.
- Cụm 02 đến 05 (mỗi cụm gộp 2 tầng văn phòng liền kề): Model RXQ44TANY (130 kW). Tỷ lệ kết nối đạt $(56,4 \times 2) / 130 = 86,7%$.
Các tỷ lệ này đều nằm trong dải kết nối khuyến nghị kỹ thuật của hãng Daikin (từ 50% đến 130–200%). Ngoài ra, chương này hoàn thành việc tính toán chọn kích cỡ đường ống đồng chính (ống hơi Ø41,3 mm, ống lỏng Ø19,1 mm cho cụm RXQ44TANY), bộ chia gas Refnet joint theo công suất dàn lạnh nhánh và kích thước đường ống thoát nước ngưng PVC.
Chương 5: Tính toán thiết kế hệ thống đường ống gió
Chương 5 tính toán mạng lưới phân phối không khí. Hệ thống cấp gió tươi sử dụng đường ống tôn mạ kẽm bọc cách nhiệt, đi ngầm trong trần giả. Tác giả thực hiện tính toán thủy lực cho các tuyến ống gió tươi tầng 1, tầng 2 và điển hình từ tầng 3 đến tầng 10.
Dựa trên lưu lượng gió và tốc độ gió tiêu chuẩn trong đường ống chính ($v \approx 4 - 6\text{ m/s}$), tác giả xác định kích thước tiết diện đường ống, tính toán tổng tổn thất áp suất do ma sát và trở lực cục bộ tại các côn, cút, tê, van gió và miệng cấp. Từ tổng lưu lượng và cột áp yêu cầu, đồ án tổng hợp bảng chọn quạt cấp gió tươi và quạt hút mùi vệ sinh cho từng tầng công trình.
Kết quả và đóng góp
Nghiên cứu đạt được các kết quả kỹ thuật định lượng và giải pháp thực tiễn cụ thể:
- Xác định chính xác bảng phụ tải nhiệt thừa và ẩm thừa cho toàn bộ công trình 11 tầng, trong đó phụ tải lớn nhất tập trung ở các tầng văn phòng làm việc với nhiệt thừa $51.750\text{ W}$ và công suất lạnh yêu cầu $56,4\text{ kW}$ cho mỗi sàn $225\text{ m}^2$.
- Thiết lập hoàn chỉnh cấu hình hệ thống điều hòa không khí VRV Daikin gồm 5 cụm dàn nóng độc lập (1 cụm 100 kW và 4 cụm 130 kW) kết hợp 48 dàn lạnh âm trần nối ống gió các loại (FXMQ100PVE, FXMQ80PVE, FXMQ63PVE, FXDQ50NBVE).
- Thiết kế hoàn chỉnh giải pháp phân phối khí gồm hệ thống cấp khí tươi tuần hoàn 1 cấp đạt chỉ tiêu vệ sinh $25\text{ m}^3/\text{h}\cdot\text{người}$ và hệ thống thông gió hút thải áp suất âm cho các khu vệ sinh.
- Đề xuất giải pháp gom nhóm phụ tải hợp lý: ghép tầng 1 và tầng 2 thành 1 cụm dàn nóng độc lập do đặc thù thời gian biểu hoạt động (cà phê, hội thảo); ghép từng cặp tầng văn phòng (tầng 3-4, 5-6, 7-8, 9-10) vào các cụm dàn nóng riêng biệt, tạo sự cân bằng thủy lực và thuận tiện cho việc quản lý tiêu thụ điện năng cục bộ theo từng cụm thuê văn phòng.
Đóng góp của đồ án thể hiện ở việc áp dụng đầy đủ quy trình tính toán nhiệt ẩm cổ điển theo TCVN 5687:2010 kết hợp với việc lựa chọn thiết bị công nghệ VRV biến tần hiện đại của Daikin, tạo thành hồ sơ thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh phục vụ thi công cơ điện cho công trình thực tế.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của đồ án xuất phát từ phạm vi thiết kế kỹ thuật tốt nghiệp đại học:
- Tính toán nhiệt ẩm được thực hiện theo phương pháp phụ tải tĩnh cực đại tại thời điểm mùa hè bất lợi nhất, chưa áp dụng các phần mềm mô phỏng năng lượng động theo thời gian thực (như Hourly Analysis Program - HAP hay EnergyPlus) để khảo sát diễn biến phụ tải chi tiết suốt 8.760 giờ trong năm.
- Hệ thống dàn nóng VRV giải nhiệt bằng gió đặt trên tầng kỹ thuật có thể chịu ảnh hưởng bởi hiện tượng quẩn gió hoặc nhiệt độ môi trường tăng cao trên mái vào giữa trưa hè, làm giảm hệ số hiệu quả năng lượng (COP) của chu trình lạnh.
- Đồ án chưa đi sâu vào việc phân tích bài toán kinh tế - kỹ thuật toàn diện, bao gồm tính toán tổng mức đầu tư ban đầu (CAPEX), chi phí vận hành bảo dưỡng (OPEX) và thời gian hoàn vốn so với phương án sử dụng hệ thống Water Chiller.
Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo được gợi mở từ nội dung đồ án:
- Mở rộng tính toán mô phỏng năng lượng công trình bằng phần mềm chuyên dụng để tối ưu hóa thuật toán điều khiển biến tần của dàn nóng theo thời tiết thực tế.
- Khảo sát tích hợp giải pháp thu hồi nhiệt (Heat Recovery VRV) hoặc thiết bị thông gió thu hồi nhiệt (VAM) để tận dụng nhiệt lạnh của khí thải làm mát sơ bộ gió tươi, nâng cao hiệu suất tiết kiệm năng lượng cho tòa nhà.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn cao cho:
- Sinh viên chuyên ngành Công nghệ Kỹ thuật Nhiệt, Kỹ thuật Nhiệt - Lạnh, Kỹ thuật Cơ điện công trình (MEP) làm đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp về thiết kế hệ thống HVAC cho tòa nhà văn phòng, thương mại dịch vụ.
- Kỹ sư thiết kế cơ điện công trình trong việc tra cứu phương pháp tính toán chi tiết 11 thành phần nhiệt thừa, các bước thành lập sơ đồ điều hòa không khí tuần hoàn 1 cấp trên đồ thị $I - d$, cũng như quy trình chọn máy và thiết bị phụ trợ hệ thống VRV theo catalogue tiêu chuẩn.
- Các phần đáng tham khảo nhất trong tài liệu gồm: Chương 2 với phương pháp tính toán dải nền và nhiệt truyền qua mái tầng trên cùng; Chương 4 với bảng thông số chọn dàn nóng - dàn lạnh và tính toán kiểm tra tỷ lệ kết nối công suất.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao công trình tòa nhà Phú Gia Thịnh lại lựa chọn hệ thống điều hòa VRV thay vì Water Chiller hay máy điều hòa cục bộ?
Hệ thống cục bộ hai mảnh bị loại bỏ do hạn chế về chiều dài đường ống gas, chênh lệch độ cao và làm phá vỡ kiến trúc mặt tiền của tòa nhà 11 tầng cao 42 m. Hệ thống Water Chiller tuy bền bỉ nhưng đòi hỏi diện tích xây dựng phòng máy riêng, tháp giải nhiệt và yêu cầu đội ngũ vận hành chuyên trách, không kinh tế cho quy mô diện tích sàn hơn 4.000 m². Hệ thống VRV của Daikin được chọn vì đáp ứng trọn vẹn yêu cầu về chênh lệch độ cao (cho phép tới 50 m), đường ống nhỏ gọn, tiết kiệm không gian lắp đặt trần giả, máy nén biến tần tiết kiệm điện khi chạy non tải và cho phép điều khiển linh hoạt theo từng phòng độc lập.
2. Các thông số vi khí hậu thiết kế trong nhà và ngoài trời được tác giả lựa chọn trên cơ sở nào?
Tác giả căn cứ theo TCVN 5687:2010. Thông số trong nhà cho văn phòng làm việc mùa hè chọn ở chế độ tiện nghi cấp III: nhiệt độ $t_T = 25 \pm 2^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi_T = 65 \pm 5%$, vận tốc gió $v = 0,5\text{ m/s}$. Thông số ngoài trời tại thành phố Đà Nẵng tra cứu theo Phụ lục B của TCVN 5687:2010 vào mùa hè: nhiệt độ $t_N = 35,8^\circ\text{C}$, độ ẩm $\varphi_N = 51,6%$.
3. Tại sao nhiệt thẩm thấu qua trần ($Q_{10}$) và qua nền ($Q_{11}$) chỉ được tính toán cho một số tầng nhất định?
Do các tầng từ 1 đến 10 đều là không gian được điều hòa không khí nên độ chênh nhiệt độ giữa trần tầng dưới và sàn tầng trên bằng không ($\Delta t = 0$), dẫn đến tổn thất nhiệt truyền qua sàn và trần giữa các tầng trung gian bằng không. Do đó, nhiệt thẩm thấu qua trần ($Q_{10}$) chỉ phát sinh và được tính cho tầng 10 (tiếp xúc với tầng kỹ thuật/mái), còn nhiệt thẩm thấu qua nền ($Q_{11}$) chỉ tính toán cho tầng 1 (tiếp xúc trực tiếp với nền đất) theo phương pháp 4 dải nền tiêu chuẩn.
4. Dàn lạnh lắp đặt cho các khu vực trong công trình thuộc chủng loại nào và tại sao lại chọn loại đó?
Toàn bộ các không gian từ tầng 1 đến tầng 10 đều sử dụng dàn lạnh kiểu giấu trần nối ống gió (model FXMQ-PVE và FXDQ-NBVE của Daikin). Chủng loại này được chọn vì tòa nhà có thiết kế trần giả thạch cao cao 3,1 m (cách trần bê tông 500 mm), cho phép giấu hoàn toàn thân máy và đường ống trong la phông, phân phối gió lạnh qua các miệng thổi khuếch tán, đáp ứng tối đa yêu cầu thẩm mỹ kiến trúc của văn phòng hiện đại.
5. Việc ghép nối dàn lạnh với dàn nóng của 5 cụm máy VRV trong tòa nhà được bố trí như thế nào?
Công trình gồm 5 cụm dàn nóng: Cụm 01 (RXQ34TANY, công suất 100 kW) phục vụ cho toàn bộ tầng 1 và tầng 2 với tỷ lệ kết nối tải đạt 99,3%. Bốn cụm còn lại (Cụm 02, 03, 04, 05) đều sử dụng model RXQ44TANY (công suất 130 kW/cụm), mỗi cụm phục vụ cho 2 tầng văn phòng làm việc liền kề (lần lượt là các tầng 3-4, 5-6, 7-8, 9-10) với tỷ lệ kết nối tải đồng đều là 86,7%, đảm bảo nằm trong giới hạn an toàn kỹ thuật của nhà sản xuất.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Đoàn Công Khánh đã giải quyết trọn vẹn và chuẩn xác bài toán thiết kế kỹ thuật hệ thống điều hòa không khí VRV cho Tòa nhà Phú Gia Thịnh tại Đà Nẵng. Các bước tính toán nhiệt ẩm, thành lập sơ đồ tuần hoàn không khí trên đồ thị $I - d$, lựa chọn thiết bị Daikin và thiết kế hệ thống đường ống gió đều tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn kỹ thuật Việt Nam hiện hành. Kết quả nghiên cứu cung cấp một phương án cơ điện lạnh đồng bộ, có tính khả thi cao, đảm bảo tiện nghi nhiệt và tiết kiệm năng lượng cho công trình văn phòng thương mại nhiều tầng.
