CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, hệ thống điều hòa không khí và thông gió đã trở nên phổ biến trong các tòa nhà cao tầng, văn phòng, nhà xưởng, trường học, … nhằm giải quyết các vấn đề về điều chỉnh nhiệt độ, cân bằng độ ẩm môi trường. Biến đổi khí hậu như hiệu ứng nhà kính, thủng tầng ozon cùng với tác động xấu của con người tới môi trường làm không khí bị ô nhiễm, nhiệt độ tăng cao. Vì những lí do trên, chúng ta nhận thấy sự quan trọng của hệ thống điều hòa công nghiệp trong đời sống sinh hoạt và sản xuất góp phần ổn định nhiệt độ, độ ẩm, mang lại nguồn không khí trong lành trong một không gian nhất định. Điều hoà không khí giúp tạo ra môi trường không khí trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù hợp với cảm giác nhiệt của cơ thể con người.
Trong công nghiệp và sản xuất, thành phần không khí và các thông số vật lý cũng rất quan trọng trong các quy trình công nghệ sản xuất bánh kẹo, bia, sữa, trong công nghệ sợi, dệt, cấp đông, trữ đông, … Qua đó chúng ta có thể thấy được tầm quan trọng của điều hòa không khí đối với cuộc sống con người, do đó việc nghiên cứu và tìm hiểu về nó là điều rất cần thiết. Với phạm vi là đồ án tốt nghiệp nên nhóm em đã chọn dự án trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2 để tính toán và kiểm tra lại các hạng mục có liên quan đến điều hòa không khí và thông gió của công trình.2 Giới thiệu công trình Tên dự án: TRƯỜNG ĐINH THIỆN LÝ CƠ SỞ 2 Chủ đầu tư: Công ty TNHH Phát Triển Phú Mỹ Hưng Đơn vị thiết kế: Công ty TNHH MTV VK Việt Nam Công tý TNHH ARCHETYPE Việt Nam Vị trí xây dựng: Lô C20 - Khu A - Đô thị mới Nam thành phố, phường Tân Phú, quận 7, thành phố Hồ Chí Minh 1 Trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2 xây dựng trên khuôn viên đất khoảng 12000 m2 gồm khối nhà 5 tầng và 1 tầng hầm cho cấp Trung học cơ sở và Trung học phổ thông. Dự án tọa lạc 4 mặt tiền đường Tân Phú, đường Raymondienne, đường Trần Văn Trà và đường B – Bắc, thuộc phường Tân Phú – Phú Mỹ Hưng – Quận 7 – Thành phố Hồ Chí Minh. Đây là những con đường có bề rộng lòng đường lớn, xe hơi đưa đón thỏa mái, dễ dàng và thuận tiện.
Tầng hầm với diện tích 8,581 m2 dùng làm bãi đậu xe máy, khu vực nhà ăn nhân viên và học sinh, bố trí các phòng kỹ thuật của tòa nhà như phòng kỹ thuật điện, phòng máy chiller, phòng bơm nước sinh hoạt và chữa cháy. Tầng 1 bao gồm khu vực sảnh chờ, khu văn phòng, triển lãm, các phòng ban hỗ trợ học sinh, khu vực sân thể thao, phòng thể thao đa năng, sân cỏ, bãi đậu xe phục vụ các hoạt động ngoài trời với diện tích 5116 m2. Tầng 2 đến tầng 4 chủ yếu là các lớp học tiêu chuẩn, các phòng học bộ môn, thực hành, phòng giáo viên, thư viện phục vụ cho việc dạy và học của giáo viên và học sinh với diện tích lần lượt là 4128 m2, 4958 m2, 4440 m2. Tầng 5 bao gồm nhiều phòng nghỉ, phòng ăn dành cho khách, hội trường 350 chỗ, phòng họp, kho, các phòng phục vụ hỏa động ngoại khóa của học sinh như phòng tập múa, phòng tập nhạc, phòng tập đánh golf mô phỏng, phòng tập kịch, phòng tập gym, … với diện tích 3692 m2.
Tầng tum là tầng nhỏ nhất 123 m2 dùng để đặt các thiết bị kỹ thuật của tòa nhà như tháp giải nhiệt, PAU, dàn nóng, quạt, … và có các buồng thang bộ lên mái để bảo trì, sửa chữa những thiết bị trên. Hệ thống điều hòa không khí phải phục vụ toàn bộ diện tích từ tầng trệt đến tầng 5 ngoại trừ các phòng kho, bếp, vệ sinh, các phòng kỹ thuật, và sân thể thao. Trường Đinh Thiện Lý sau khi hoàn thành 1. Một số hệ thống điều hòa thông dụng 1.
Hệ thống kiểu cục bộ Hệ thống điều hòa không khí là hệ thống mà cụm dàn nóng và dàn lạnh được bố trí tách rời nhau. Máy nén được đặt trong cục nóng và cục lạnh được điều khiển bằng nút hoặc từ xa. Hệ thống kiểu cục bộ là loại điều hòa được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Điều hòa cục bộ 1 khối Hình 1.3 Điều hòa cục bộ 2 khối - Ưu điểm: 4 + Gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt, sử dụng, chi phí lắp đặt thấp.
+ Mẫu mã đa dạng phù hợp với nhiều nhu cầu khác nhau + Bảo trì, bảo dưỡng độc lập không bị lệ thuộc hay ảnh hưởng đến cả hệ thống. - Nhược điểm: + Ảnh hưởng thẫm mĩ và không gian bên ngoài + Dễ bị rò rỉ gas lạnh + Độ làm lạnh không đồng đều, với không gian lớn không phù hợp + Độ bền sử dụng không cao, tầm 5-6 năm hoặc 10 năm nếu bảo trì kĩ 1.2 Hệ thống VRV/VRF Hình 1.4 Hệ thống VRV Hệ thống VRV được thể hiện ở hình 1. Nó là một hệ thống dành cho các toàn nhà cao tầng hoặc các công trình có diện tích sử dụng lớn bao gồm một dàn nóng ( hoặc nhiều dàn nóng) kết hợp với nhiều dàn lạnh. - Ưu điểm: + Đảm bảo năng lượng tiết kiệm năng lượng hiệu quả vì kết hợp sử dụng máy nén điều chỉnh năng suất lạnh kiểu on-off và biến tầng.
5 + Điều chỉnh nhiệt độ, vi khí hậu phù hợp với từng không gian khác nhau + Đáp ứng nhu cầu năng suất lạnh ở quãng lớn, cụ thể là từ 7kW đến hàng ngàn kW. + Sử dụng biến tầng năng suất lạnh làm cho hệ số lạnh vượt nhiều hệ máy thông dụng. + Khả năng bảo dưỡng dễ dàng nhờ hệ thống tự phát hiện hư hỏng. + Rất gọn nhẹ so với hệ trung tâm nước vì kích thước ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều so với ống nước lạnh và ống gió.
+ Thích hợp với nhiều kiểu kiến trúc khác nhau, thẩm mĩ cao - Nhược điểm: + Không lấy được gió tươi nên phải có thiết bị hồi nhiệt đi kèm + Không phù hợp với những không gian, diện tích nhỏ hoặc mỗi phòng có một chế độ không có sự đồng bộ + Chi phí đầu tư và bảo trì lớn.1 Hệ thống Chiller giải nhiệt nước Nguyên lí hoạt động: Nước sẽ được luân chuyển một cách tuần hoàn qua các đường ống dẫn và hạ nhiệt động xuống 7 độ C. Sau đó, nước sẽ được đi qua dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU. Không khí tuần hoàn trong phòng lúc này sẽ lấy hơi lạnh từ nước làm giảm nhiệt độ phòng. Còn lượng nước đó hấp thụ nhiệt và tăng nhiệt lên đến khoảng 12 độ C.
Bơm nước sẽ bơm cho dòng nước ngược trở lại Chiller để tiếp tục làm lạnh nước xuống 7 độ C. Vòng tuần hoàn trên trong hệ thống chiller sẽ cứ tiếp tục xảy ra như vậy.5 Chiller giải nhiệt nước - Ưu điểm: + Dễ dàng tháo lắp, di chuyển vì các ống nước lạnh được thiết kế nhỏ gọn, không tốn nhiều không gian. + Vận hành ổn định. + Nhiều mức độ giảm tải phù hợp với nhiều nhu cầu.
+ Công suất là việc lớn từ 5 tấn đến hàng ngàn tấn. + Tuổi thọ sử dụng máy cao - Nhược điểm: + Chiller cần phải có một phòng máy chuyên biệt để vận hành. + Cần phải kiểm tra, bảo trì bảo dưỡng thường xuyên nhưng khá phức tạp. + Tiêu thụ nguồn điện năng lớn, cần có nguồn nước để vận hành.
+ Chi phi lắp đặt ban đầu cao 1.2 Hệ thống Chiller giải nhiệt gió Nguyên lý hoạt động: Chiller giải nhiệt gió làm lạnh cưỡng bức bằng gas, khác với chiller giải nhiệt nước ở chỗ sử dụng quạt cưỡng bức để giải nhiệt thay vì sử dụng tháp giải nhiệt. - Ưu điểm: + Tiết kiệm diện tích, dễ dàng hơn trong khâu vận chuyển và lắp đặt. 7 + Thích hợp với những công trình yêu cầu công suất nhỏ, đặc biệt với những khu vực không có nguồn nước thích hợp. + Chi phí đầu tư ban đầu thấp.
- Nhược điểm: + Do dùng quạt hút cưỡng bức nên hiệu suất chỉ bằng khoảng 70% hiệu suất làm lạnh so với sử dụng tháp giải nhiệt. + Cần phải bảo trì, bảo dưỡng thường xuyên. ❖ Kết luận: Do hệ thống Chiller dùng nước có hiệu suất cao, ổn định phù hợp với các công trình lớn có nhiều phòng với mục đích sử dụng tương tự nhau. Từ những tiêu chí trên chọn hệ thống Chiller dùng nước để làm lạnh cho trường Đinh Thiện Lý cơ sở 2.
Ngoài ra còn sử dụng một số hệ thống cục bộ 2 khối cho 1 số phòng chuyên biệt.4 Phạm vi đề tài Đối với đề tài tính toán kiểm tra hệ thống điều hòa không khí này thì nhóm sẽ hoàn thành những nhiệm vụ sau đây: Tính toán kiểm tra tải nhiệt theo phương pháp Carrier so với tính toán của đơn vị thiết kế. Tính toán kiểm tra tải nhiệt bằng phần mềm Trace 700 so với so với tính toán của đơn vị thiết kế. Thành lập sơ đồ điều hòa không khí và kiểm tra các thiết bị chính gồm: FCU, Chiller, tháp giải nhiệt, bơm. Tính toán kiểm tra hệ thống thông gió, hút khói và tạo áp.
Triển khai bản vẽ bằng phần mềm Revit và bốc tách khối lượng vật tư của công trình. TÍNH TOÁN TẢI LẠNH 2.1 Các thông số ban đầu 2.1 Điều kiện không khí ngoài trời Theo Phụ lục B TCVN 56872010, áp dụng trong thiết kế dự án Trường Đinh Thiên Lý cơ sở 2 tại Lô C20- khu A- Đô thị mới Nam thành phố, Phường Tân Phú, Quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh, xác định được nhiệt độ và độ ẩm ngoài trời để tính toán cho hệ thống điều hòa không khí như sau: Bảng 2.1 Điều kiện không khí ngoài trời Nhiệt độ bầu khô, oC 36,1 Độ ẩm tương đối, % 50,1 Nhiệt độ bầu ướt, oC 27 Nhiệt độ đọng sương, oC 24,06 Enthalpy, hN ( kJ/kg) 85,38 Dung ẩm, dN ( g/kgkkk) 18,95 2.2 Điều kiện không khí trong nhà Tùy thuộc vào từng công năng khác nhau mà nhiệt độ và độ ẩm không khí bên trong nhà sẽ được xác định giá trị khác nhau, tuy nhiên công trình cần tính toán có hai khu vực chủ yếu có thông số nhiệt độ và độ ẩm được xác định như sau: Bảng 2.2 Điều kiện không khí trong nhà Văn phòng/Phòng Khu vực Hành lang học/Phòng chức năng Nhiệt độ, oC 24 28 Độ ẩm tương đối, % 60 60 Enthalpy, IT (kJ/kg) 52,62 64,53 Dung ẩm, dT (g/kgkkk) 11,19 14,25 9 2.