Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong kỹ thuật công trình hiện đại, hệ thống điều hòa không khí đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì vi khí hậu tiện nghi cho con người, đồng thời đáp ứng các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt trong vận hành công trình dịch vụ, thương mại và nghỉ dưỡng. Sự thay đổi của nhiệt độ và độ ẩm môi trường bên ngoài tác động trực tiếp đến quá trình trao đổi nhiệt, trạng thái sinh lý và hiệu suất làm việc của con người. Bên cạnh nhu cầu tiện nghi dân dụng, điều hòa không khí còn phục vụ các quy trình công nghệ trong y tế, dược phẩm, chế biến và bảo quản sản phẩm.
Khóa luận tốt nghiệp tập trung giải quyết bài toán kỹ thuật tại Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam do Công ty Cổ phần Sơn Nam (SON NAM JSC) làm chủ đầu tư tại tỉnh Nam Định. Đây là tổ hợp công trình tích hợp trung tâm thương mại, văn phòng làm việc và trung tâm tiệc cưới, đòi hỏi một hệ thống cơ điện lạnh ổn định, thẩm mỹ và vận hành tiết kiệm năng lượng.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể như sau:
- Tính toán, kiểm tra phụ tải lạnh và hệ thống điều hòa không khí của công trình bằng phương pháp giải tích Carrier và phần mềm chuyên dụng (Trace 700).
- Xây dựng mô hình thông tin công trình 3D (BIM) cho toàn bộ hệ thống cơ điện lạnh và thông gió bằng phần mềm Autodesk Revit 2021.
- Đối chiếu các thông số tải lạnh tính toán được với hồ sơ thiết kế thực tế của công ty tư vấn để đánh giá mức độ tin cậy và sai số kỹ thuật.
- Thiết kế các hệ thống thông gió phụ trợ bao gồm: cấp gió tươi, hút khí thải khu vệ sinh, hút khói hành lang - sảnh và tăng áp buồng thang thoát hiểm theo quy chuẩn kỹ thuật.
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều hòa không khí cục bộ, bán trung tâm và trung tâm; hệ thống phân phối không khí và mạng lưới đường ống thông gió cho công trình dân dụng quy mô lớn.
- Phạm vi nghiên cứu:
- Không gian: Toàn bộ các không gian chức năng thuộc Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam tại tỉnh Nam Định (vĩ độ 20° Bắc, độ cao 12 m so với mực nước biển).
- Thời gian: Dữ liệu khí tượng và chế độ vận hành đại diện cho mùa hè và mùa đông, hoàn thành chu kỳ tính toán và thiết kế vào tháng 7 năm 2023.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khóa luận thiết lập hệ thống tính toán dựa trên các nền tảng lý thuyết nhiệt động lực học công trình và tiêu chuẩn thiết kế hiện hành:
- Khung lý thuyết tính toán tải nhiệt Carrier: Phân tách tổng phụ tải lạnh $Q_0$ thành hai thành phần độc lập: nhiệt hiện dư thừa ($Q_{ht}$) và nhiệt ẩn dư thừa ($Q_{at}$) tác động vào không gian điều hòa. Mô hình phân tích 8 nguồn nhiệt thành phần: nhiệt bức xạ mặt trời qua kính râm và kính trắng ($Q_{11}$); nhiệt truyền qua mái chịu bức xạ ($Q_{21}$); nhiệt truyền qua kết cấu bao che gồm tường, cửa đi và cửa sổ kính ($Q_{22}$); nhiệt truyền qua kết cấu sàn ($Q_{23}$); nhiệt tỏa ra từ hệ thống đèn chiếu sáng nhân tạo ($Q_{31}$); nhiệt phát sinh từ thiết bị điện và máy móc văn phòng ($Q_{32}$); nhiệt hiện và nhiệt ẩn do người thải ra ($Q_4$); nhiệt hiện và nhiệt ẩn do khí tươi mang vào ($Q_h$); cùng nhiệt tổn thất qua khe hở rò rỉ ($Q_5$).
- Mô hình nhiệt ẩm không khí: Sử dụng đồ thị $I-d$ (Enthalpy - Dung ẩm) để xây dựng sơ đồ điều hòa không khí một cấp có tuần hoàn. Xác định các chỉ số quan trọng: Hệ số đi tắt qua dàn lạnh (Bypass Factor - $\varepsilon_{bf} = 0,1$), Hệ số nhiệt hiện phòng (RSHF - $\varepsilon_{sf}$), Hệ số nhiệt hiện tổng (GSHF - $\varepsilon_{st}$) và Hệ số nhiệt hiện hiệu dụng (ESHF - $\varepsilon_{sef}$).
- Tiêu chuẩn và quy chuẩn áp dụng:
- TCXDVN 175:2005: Tiêu chuẩn mức ồn tối đa cho phép trong công trình công cộng.
- Tiêu chuẩn tính toán cấp bảo đảm điều hòa không khí: Áp dụng cấp 1 cho mùa hè và mùa đông tại Nam Định (hệ số bảo đảm $k = 0,996$; số giờ cho phép sai lệch không quá 35 giờ/năm).
- Tiêu chuẩn chống ngưng tụ sương bề mặt kết cấu bao che: Kiểm tra hệ số truyền nhiệt thực tế $k_t$ so với hệ số giới hạn $k_{max}$.
- Tiêu chuẩn BS 5588: Xác định diện tích rò rỉ khí qua khe cửa phục vụ tính toán hệ thống tăng áp cầu thang.
- Phương pháp nghiên cứu thực tế:
- Phương pháp giải tích: Áp dụng hệ thống công thức giải tích Carrier để tính chi tiết tải lạnh từng phòng.
- Phương pháp mô phỏng số: Ứng dụng phần mềm Trace 700 của hãng Trane (và phần mềm LG) để mô phỏng năng lượng và đối soát kết quả.
- Phương pháp tra cứu thủy lực: Sử dụng phần mềm Duct Checker Pro và ASHRAE Duct Fitting Database để tính chọn tiết diện ống gió và tổn thất áp suất (ma sát và cục bộ).
- Phương pháp mô hình hóa thông tin công trình (BIM): Sử dụng Autodesk Revit 2021 triển khai bản vẽ không gian 3D, kiểm tra va chạm hình học và bóc tách khối lượng vật tư.
- Nguồn dữ liệu: Hồ sơ bản vẽ kiến trúc 2D/3D của công trình, dữ liệu khí hậu Nam Định, catalogue thông số kỹ thuật của nhà sản xuất Trane và LG, cùng hồ sơ thiết kế điều hòa không khí do đơn vị tư vấn thiết kế cung cấp.
Thiết kế và triển khai
Hệ thống kỹ thuật của công trình được phân tích, lựa chọn và triển khai thông qua các giải pháp cụ thể:
1. Kiến trúc hệ thống điều hòa không khí
Đồ án khảo sát ba loại hình hệ thống chính: hệ thống cục bộ (Local AC), hệ thống điều hòa biến lưu lượng môi chất lạnh (VRV/VRF) và hệ thống máy làm lạnh nước (Water Chiller). Đối với Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam, giải pháp được lựa chọn tập trung vào hệ thống VRV kết hợp các dàn lạnh âm trần nối ống gió (Ceiling concealed duct) của Trane/LG. Giải pháp này giúp điều chỉnh linh hoạt công suất lạnh theo tải thực tế thông qua máy nén biến tần (Inverter), khắc phục hạn chế hồi dầu trên đường ống dẫn ga có độ chênh cao lớn (dàn nóng đặt cao hơn dàn lạnh trên 50 m, khoảng cách giữa các dàn lạnh 15 m, chiều dài ống ga vượt 100 m), đồng thời bảo toàn tính thẩm mỹ cho trần kiến trúc.
2. Thiết kế hệ thống phân phối không khí và thông gió
- Hệ thống cấp gió tươi (SAF): Không khí ngoài trời được quạt cấp hút qua lưới chắn mưa, lọc bụi và dẫn qua mạng lưới ống tôn tráng kẽm kết hợp ống gió mềm (Flexible duct) đến các buồng hòa trộn hoặc cấp trực tiếp vào hộp hồi của dàn lạnh.
- Hệ thống hút khí thải khu vệ sinh (EAF): Thiết lập mạng lưới hút cơ khí riêng biệt, thu gom khí ô nhiễm từ các buồng vệ sinh và xả trực tiếp ra ngoài công trình, ngăn chặn hiện tượng phát tán mùi ngược vào không gian chức năng.
- Hệ thống hút khói hành lang và sảnh (Exhaust Smoke System): Thiết kế mạng đường ống chịu nhiệt và quạt hút khói công suất lớn, vận hành tự động khi có tín hiệu báo cháy nhằm kiểm soát nồng độ khói và duy trì tầm nhìn trên lối thoát hiểm.
- Hệ thống tăng áp buồng thang (Pressurization System): Duy trì áp suất dương bên trong buồng thang bộ thoát hiểm cao hơn áp suất khu vực cháy lân cận, ngăn khói độc và khí nóng xâm nhập qua khe hở cánh cửa theo tiêu chuẩn BS 5588.
3. Quy trình triển khai trên nền tảng Autodesk Revit 2021
Quy trình mô hình hóa hệ thống cơ điện lạnh (MEP) bao gồm:
- Thiết lập môi trường dự án và liên kết mô hình kiến trúc (Link Architecture Revit File).
- Định vị thiết bị cơ điện: Bố trí các dàn nóng trên tầng mái, định vị các cụm dàn lạnh âm trần nối ống gió tại các tầng chức năng.
- Dựng hệ thống phân phối khí: Vẽ mạng đường ống cấp gió lạnh, đường ống hồi, đường ống gió tươi và đường ống xả; bố trí miệng gió khuếch tán (Diffuser) và cửa gió hồi (Louver).
- Dựng tuyến ống môi chất lạnh: Thiết lập hệ thống đường ống đồng dẫn ga và đường ống thoát nước ngưng.
- Xuất dữ liệu kỹ thuật: Tự động trích xuất bảng tiên lượng bóc tách khối lượng vật tư (Mass dissection), bao gồm chủng loại và chiều dài ống ga, diện tích và quy cách tôn đường ống gió.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về hệ thống điều hòa không khí (Overall summary of air conditioning)
Chương này phân tích vai trò của điều hòa không khí trong việc kiểm soát các thông số vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ oxy, CO₂, vận tốc gió, lọc bụi và ion hóa) nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi sinh hoạt và các tiêu chuẩn bảo quản, sản xuất công nghiệp. Tác giả phân loại chi tiết các giải pháp kỹ thuật:
- Điều hòa cục bộ (máy điều hòa 2 khối Split, Multi-split, Packaged thổi tự do) với ưu điểm dễ lắp đặt nhưng hạn chế về cấp gió tươi và phá vỡ mỹ quan kiến trúc.
- Hệ thống trung tâm VRV với khả năng điều chỉnh công suất lạnh thông minh, chu kỳ thu hồi dầu tự động và tính linh hoạt cao.
- Hệ thống trung tâm Chiller giải nhiệt nước bao gồm cụm Water Chiller (tạo nước lạnh từ 7°C đến 12°C), tháp giải nhiệt, bơm nước ngưng, AHU, FCU và hệ thống phân phối gió.
Văn bản giới thiệu quy mô công trình Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam và thiết lập các thông số tính toán vi khí hậu mùa hè ngoài trời tại Nam Định: $t_N = 32,8^\circ\text{C}$, $\varphi_N = 53,4%$, $I = 101,6\text{ kJ/kg}$, $d = 12\text{ g/kg}$.
Chương 2: Tính toán phụ tải nhiệt theo phương pháp Carrier (Calculation)
Chương 2 trình bày chi tiết quy trình tính toán nhiệt hiện và nhiệt ẩn cho từng phòng chức năng dựa trên TCXDVN 175:2005 và các bảng tra Carrier:
- Thông số tiện nghi trong nhà: Nhà hàng, sảnh, hội trường duy trì $t_T = 22^\circ\text{C}$, $\varphi = 55%$, mức ồn $35\text{ dB}$; Hành lang $25^\circ\text{C}$, $55%$, $35\text{ dB}$; Bếp $26^\circ\text{C}$, $55%$, $45\text{ dB}$; Văn phòng $22^\circ\text{C}$, $55%$, $30\text{ dB}$.
- Tiêu chuẩn cấp gió tươi: Phòng ăn nhà hàng đạt $30\text{ m}^3/\text{h/người}$ (mật độ $1,4\text{ m}^2/\text{người}$); Nhà bếp đạt $35\text{ m}^3/\text{h/người}$.
- Hệ thống công thức và tính toán điển hình cho phòng VIP 1 (Tầng 2):
- Nhiệt qua kính ($Q_{11}$): Với cửa kính khung thép hướng Đông diện tích $60\text{ m}^2$, cường độ bức xạ cực đại $R_{max} = 464\text{ W/m}^2$, hệ số tích lũy kính râm $\varepsilon_t = 0,1$, tính ra $Q_{11} = 2733\text{ W}$.
- Nhiệt qua mái ($Q_{21}$): Do phòng nằm ở tầng 2 (giữa các tầng điều hòa), $\Delta t = 0$, suy ra $Q_{21} = 0\text{ W}$. Mái tầng 3 có kết cấu bê tông dày $300\text{ mm}$, vữa trát $25\text{ mm}$, hệ số truyền nhiệt $k$ và diện tích mái $F = 1120\text{ m}^2$.
- Nhiệt qua tường ($Q_{22w}$): Tường xây gạch dày $220\text{ mm}$ tiếp xúc gián tiếp có $k = 1,98\text{ W/m}^2\text{K}$; tường dày $100\text{ mm}$ có $k = 2,5\text{ W/m}^2\text{K}$. Nhiệt truyền qua tường phòng VIP 1 đạt $308\text{ W}$.
- Nhiệt từ đèn chiếu sáng ($Q_{31}$): Công suất chiếu sáng tiêu chuẩn $q_d = 12\text{ W/m}^2$, hệ số tác dụng tức thời $n_i = 1$, hệ số đồng thời $n_s = 0,4$. Với tổng công suất đèn $1200\text{ W}$, nhiệt tỏa thực tế là $480\text{ W}$.
- Nhiệt từ thiết bị điện ($Q_{32}$): Đèn chùm ($200\text{ W}$), TV ($150\text{ W}$), thiết bị phụ trợ ($400\text{ W}$), tổng nhiệt tỏa là $750\text{ W}$.
- Nhiệt do người ($Q_4$): Phòng chứa 24 người ở trạng thái tĩnh tại (Sedentary activity: $q_s = 80\text{ W/người}$, $q_l = 70\text{ W/người}$), nhiệt ẩn do người phát sinh là $1680\text{ W}$.
- Nhiệt gió tươi ($Q_h$): Lưu lượng gió tươi $l = 15\text{ l/s/người}$, dung ẩm $d_N = 16,4\text{ g/kg}$, $d_T = 12\text{ g/kg}$; tính toán được nhiệt hiện $Q_{sh} = 3369\text{ W}$, nhiệt ẩn $Q_{lh} = 5140\text{ W}$, tổng nhiệt gió tươi $Q_H = 8509\text{ W}$.
- Kiểm tra đọng sương: Nhiệt độ đọng sương ngoài trời $t_{sN} = 22,57^\circ\text{C}$, hệ số truyền nhiệt giới hạn chống đọng sương bề mặt ngoài $k_{max} = 26,2\text{ W/m}^2\text{K}$, thỏa mãn điều kiện $k_t < k_{max}$.
Chương 3: Thành lập và tính toán sơ đồ điều hòa không khí (Establish and calculate the air conditioning diagram)
Chương 3 trình bày việc thiết lập sơ đồ xử lý không khí một cấp có tuần hoàn khí hồi trên đồ thị $I-d$:
- Không khí ngoài trời trạng thái $N (32,8^\circ\text{C}; 53,4%)$ lưu lượng $G_N$ hòa trộn với không khí hồi trạng thái $T (25^\circ\text{C}; 60%)$ lưu lượng $G_T$ tại buồng hòa trộn để đạt trạng thái $H$.
- Hỗn hợp khí qua thiết bị xử lý nhiệt ẩm (dàn lạnh) đạt trạng thái thổi vào $O$, sau đó được quạt cấp thổi qua đường ống vào phòng ở trạng thái $V$, hấp thu nhiệt thừa $Q_T$ và ẩm thừa $W_T$ để duy trì điểm làm việc $T$.
- Xác định hệ số đi tắt của dàn lạnh $\varepsilon_{bf} = 0,1$, thiết lập các đường biểu diễn RSHF, GSHF, ESHF.
- Ứng dụng phần mềm Trace 700 thiết lập không gian hình học, phụ tải nhiệt, lịch trình vận hành và chạy mô phỏng năng lượng để lựa chọn dàn lạnh âm trần và dàn nóng Trane.
Chương 4: Tính toán hệ thống thông gió cho công trình (Calculate ventilation system for the project)
Chương này thực hiện thiết kế mạng thủy lực đường ống và chọn quạt cho bốn phân hệ:
- Cấp gió tươi: Tính toán lưu lượng cấp, vận tốc gió trong đường ống, lựa chọn kích thước ống tôn chính và ống mềm kết nối miệng gió; xác định tổn thất ma sát và tổn thất cục bộ qua phụ kiện (côn, cút $90^\circ$ theo ASHRAE Duct Fitting Database) để chọn quạt cấp gió tươi (SAF).
- Thông gió khu vệ sinh: Tính toán lưu lượng thải dựa trên bội số trao đổi không khí (ACH), tính toán trở lực mạng đường ống và chọn quạt hút khí thải khu vệ sinh (EAF).
- Hệ thống hút khói sự cố: Tính toán lưu lượng hút khói độc lập cho các phòng lớn, sảnh trung tâm và hành lang; tính toán kích thước hộp góp gió và cột áp quạt hút khói.
- Hệ thống tăng áp buồng thang: Xác định lưu lượng khí duy trì áp suất dương dựa trên diện tích rò rỉ qua khe hở cửa đi theo tiêu chuẩn BS 5588; chọn miệng gió louver LG, tính toán kích thước gain gió và thông số kỹ thuật quạt tăng áp.
Chương 5: Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió bằng Autodesk Revit (Design Air-conditioning and duct by Autodesk Revit Software)
Chương 5 hiện thực hóa thiết kế bằng công nghệ BIM Revit:
- Trình bày định nghĩa BIM, vai trò của Revit trong tích hợp kỹ thuật MEP.
- Nạp bản vẽ kiến trúc gốc, dựng mô hình phối cảnh 3D công trình Trung tâm Sơn Nam và không gian các tầng.
- Mô hình hóa chi tiết hệ thống điều hòa không khí và thông gió tầng 2, kết nối các dàn nóng trên mái trực tiếp xuống dàn lạnh.
- Thiết lập bảng thống kê khối lượng tự động: bóc tách chiều dài và đường kính ống đồng dẫn ga, diện tích và kích thước tôn chế tạo ống gió.
Chương 6: Kết luận và kiến nghị (Conclusion and Requisition)
Tổng kết toàn bộ kết quả tính toán thiết kế của đồ án, so sánh độ tin cậy của các phương pháp và đề xuất các giải pháp hoàn thiện công trình trong giai đoạn thi công thực tế.
Kết quả và đóng góp
Khóa luận đã hoàn thành việc tính toán kiểm tra toàn diện hệ thống điều hòa không khí và thông gió cho Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam với các kết quả cụ thể:
1. Kết quả kiểm tra phụ tải lạnh và lưu lượng gió
Kết quả tính toán phụ tải lạnh bằng phương pháp giải tích Carrier và mô phỏng trên phần mềm Trace 700 được so sánh trực tiếp với hồ sơ thiết kế của đơn vị tư vấn kỹ thuật (Company Design):
| Hạng mục so sánh |
Phương pháp tính toán / Phần mềm |
Hồ sơ thiết kế công ty |
Mức độ sai lệch (Tolerance) |
Đánh giá kỹ thuật |
| Công suất lạnh tổng thể |
Trace 700 / Phương pháp Carrier |
Thiết kế của doanh nghiệp tư vấn |
$0,1% - 0,5%$ |
Sai số nằm trong ngưỡng cho phép, không ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành |
| Lưu lượng cấp gió tươi |
Tính toán giải tích theo số người |
Hồ sơ thiết kế công ty |
Sai lệch không đáng kể |
Đảm bảo tiêu chuẩn nồng độ oxy và vệ sinh |
| Lưu lượng hút thải khu vệ sinh |
Tính toán theo bội số trao đổi khí |
Hồ sơ thiết kế công ty |
Sai lệch nhỏ |
Đảm bảo duy trì áp suất âm nhẹ chống thoát mùi |
| Lưu lượng tăng áp buồng thang |
Tính toán rò rỉ theo chuẩn BS 5588 |
Hồ sơ thiết kế công ty |
Tương thích hoàn toàn |
Đảm bảo áp suất dương ngăn chặn khói cháy lan |
2. Giải pháp và đề xuất kỹ thuật
- Bố trí hệ thống dàn lạnh âm trần nối ống gió kết hợp cửa gió khuếch tán, đảm bảo luồng không khí phân phối đồng đều, độ ồn thấp (dưới $35 - 40\text{ dB}$) phù hợp không gian tiệc cưới và nhà hàng.
- Lựa chọn quạt cấp gió tươi (SAF), quạt hút khí thải (EAF), quạt hút khói sự cố và quạt tăng áp buồng thang với thông số lưu lượng và cột áp khắc phục toàn bộ trở lực ma sát và trở lực cục bộ của hệ thống đường ống.
- Ứng dụng quy trình thiết kế BIM Revit 2021 thay thế phương pháp bản vẽ CAD 2D truyền thống, giúp phát hiện sớm các điểm xung đột giữa hệ thống ống gió, ống cấp thoát nước và kết cấu dầm sàn.
3. Đóng góp của đề tài
- Chứng minh tính chính xác và độ tin cậy của hồ sơ thiết kế điều hòa không khí thực tế tại Trung tâm Sơn Nam với độ sai lệch công suất cực nhỏ ($0,1% - 0,5%$).
- Thiết lập quy trình tính toán đối chiếu đa chiều giữa phương pháp cổ điển (Carrier), phần mềm chuyên dụng (Trace 700/LG) và mô hình hóa trực quan (Autodesk Revit).
- Cung cấp bảng bóc tách khối lượng vật tư ống gió và đường ống ga chính xác, hỗ trợ lập dự toán thi công cho chủ đầu tư.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
-
Hạn chế của đồ án:
- Phạm vi tính toán phụ tải tập trung chuyên sâu vào chế độ vận hành mùa hè (thời điểm phụ tải nhiệt đạt cực đại), các phân tích chế độ mùa đông chủ yếu mang tính kiểm tra thông số bảo đảm cấp 1.
- Quá trình tính toán giải tích sử dụng các hệ số đồng thời giả định theo tiêu chuẩn chung của tòa nhà ($n_s = 0,4$), chưa mô phỏng hết biến thiên phụ tải thực tế theo từng mốc thời gian động 8760 giờ trong năm.
- Các thông số thiết kế dựa trên đặc thù khí hậu Nam Định và kiến trúc cố định của Trung tâm Sơn Nam, cần hiệu chỉnh hệ số khi áp dụng cho các vùng địa lý khác.
-
Hướng nghiên cứu tiếp:
- Tích hợp mô phỏng năng lượng động toàn diện theo chu kỳ năm để phân tích chi phí vòng đời (LCC) và đánh giá hiệu quả tiết kiệm điện năng của công nghệ biến tần.
- Mở rộng mô hình BIM từ cấp độ 3D lên 4D (quản lý tiến độ thi công lắp đặt hệ thống HVAC) và 5D (tích hợp quản lý chi phí vật tư thời gian thực).
- Nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển tự động hóa tòa nhà (BMS/SCADA) để tối ưu hóa việc đóng mở van gió tươi và điều khiển quạt theo nồng độ CO₂ thực tế trong phòng tiệc.
Giá trị tham khảo
Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Nhiệt, Điện lạnh và Kỹ thuật Công trình: Là tài liệu tham khảo hoàn chỉnh về cấu trúc đồ án tốt nghiệp thiết kế cơ điện lạnh công trình thương mại - dịch vụ quy mô lớn.
- Kỹ sư thiết kế HVAC và kỹ sư triển khai BIM MEP: Cung cấp phương pháp mẫu về việc kết hợp giữa công thức tính nhiệt Carrier cổ điển với việc lập mô hình đường ống trên Revit 2021.
- Phần nội dung đáng tham khảo nhất:
- Quy trình từng bước tính toán 8 thành phần nhiệt của phương pháp Carrier kèm ví dụ mẫu tại phòng VIP 1 (Chương 2).
- Phương pháp tra cứu và tính toán tổn thất thủy lực đường ống theo ASHRAE và Duct Checker Pro (Chương 4).
- Quy trình tính toán hệ thống tăng áp buồng thang theo tiêu chuẩn rò rỉ khe cửa BS 5588 (Chương 4).
Câu hỏi thường gặp
1. Công trình Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam áp dụng cấp bảo đảm điều hòa không khí nào và thông số khí hậu mùa hè tại Nam Định là bao nhiêu?
Công trình áp dụng cấp bảo đảm cấp 1 theo tiêu chuẩn (hệ số bảo đảm $k = 0,996$, số giờ sai lệch cho phép trong năm không quá 35 giờ). Thông số tính toán thiết kế mùa hè ngoài trời tại Nam Định được lựa chọn gồm: nhiệt độ nhiệt kế khô $t_N = 32,8^\circ\text{C}$ (hoặc $35,1^\circ\text{C}$ theo cấp tính toán mở rộng), độ ẩm tương đối $\varphi_N = 53,4%$, entanpi $I = 101,6\text{ kJ/kg}$, dung ẩm $d = 12\text{ g/kg}$, và nhiệt độ đọng sương $t_{sN} = 22,57^\circ\text{C}$.
2. Độ sai lệch giữa kết quả tính toán tải lạnh của nhóm sinh viên so với thiết kế của công ty tư vấn là bao nhiêu?
Sai số công suất phụ tải lạnh giữa tính toán kiểm tra của đồ án (sử dụng phương pháp Carrier và phần mềm Trace 700) so với thiết kế có sẵn của công ty tư vấn (Company Design) dao động trong khoảng từ $0,1%$ đến $0,5%$. Đây là mức sai số rất nhỏ, nằm hoàn toàn trong giới hạn kỹ thuật cho phép và không làm ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành của công trình.
3. Tại sao nhiệt truyền qua mái ($Q_{21}$) của phòng VIP 1 tại tầng 2 lại được tính bằng 0?
Theo lý thuyết truyền nhiệt qua kết cấu bao che Carrier, phòng VIP 1 nằm ở tầng 2, là không gian nằm giữa các tầng đều được lắp đặt điều hòa không khí (tầng trệt, tầng 1 và tầng 3). Do không có chênh lệch nhiệt độ giữa trần phòng VIP 1 và sàn tầng trên ($\Delta t = 0$), đồng thời kết cấu không tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mặt trời, nên thành phần nhiệt truyền qua mái/trần của phòng này bằng $0\text{ W}$. Nhiệt bức xạ qua mái chỉ được tính toán cho tầng trên cùng (tầng 3) với diện tích mái $1120\text{ m}^2$.
4. Sơ đồ xử lý không khí nào được áp dụng cho hệ thống điều hòa của công trình và hệ số đi tắt (Bypass Factor) được chọn là bao nhiêu?
Đồ án sử dụng sơ đồ điều hòa không khí một cấp có tuần hoàn không khí hồi. Gió tươi ngoài trời ($N$) được hòa trộn với gió hồi trong phòng ($T$) tại buồng hòa trộn để tạo thành trạng thái hỗn hợp ($H$), sau đó đi qua dàn lạnh để xử lý nhiệt ẩm đạt trạng thái thổi ($O$) trước khi đưa vào phòng. Hệ số đi tắt của dàn lạnh được chọn từ bảng tra kỹ thuật là $\varepsilon_{bf} = 0,1$.
5. Hệ thống tăng áp buồng thang bộ thoát hiểm được tính toán dựa trên cơ sở và tiêu chuẩn kỹ thuật nào?
Hệ thống tăng áp cầu thang được thiết kế nhằm duy trì chênh lệch áp suất dương trong buồng thang bộ, ngăn chặn khói độc và hơi nóng xâm nhập khi có hỏa hoạn. Lưu lượng gió cấp tăng áp được tính toán dựa trên nguyên lý bù đắp lượng khí rò rỉ qua các khe hở cửa đóng và cửa mở theo bảng tra diện tích rò rỉ của tiêu chuẩn BS 5588, kết hợp với quạt cấp áp lực cao thổi qua gain gió và hệ thống cửa gió louver LG.
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp đã giải quyết trọn vẹn bài toán tính toán kiểm tra và thiết kế hệ thống điều hòa không khí, thông gió cho Trung tâm Nhà hàng - Khách sạn Sơn Nam tại tỉnh Nam Định. Việc phối hợp phương pháp giải tích Carrier với phần mềm Trace 700 đã xác thực độ chính xác của hồ sơ thiết kế thực tế với sai số nhỏ chỉ $0,1% - 0,5%$. Đồng thời, việc ứng dụng thành công phần mềm Autodesk Revit 2021 đã tạo ra mô hình không gian 3D trực quan, hỗ trợ kiểm soát va chạm hình học và tự động hóa bóc tách khối lượng vật tư cơ điện lạnh. Kết quả nghiên cứu là tài liệu kỹ thuật có độ tin cậy cao, đóng góp cơ sở dữ liệu hữu ích cho công tác đào tạo chuyên ngành Kỹ thuật Nhiệt và hoạt động tư vấn thiết kế HVAC thực tế.