CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU HOÀ KHÔNG KHÍ 1. Tầm quan trọng của điều hòa không khí Trong những năm gần đây, cùng với sự tiến bộ vượt bậc của khoa học – công nghệ, ngành điều hòa không khí cũng có những bước đột phá vượt bậc và trở nên ngày càng phổ biến, trở thành một phần không thể thiếu đối với đời sống con người. Điều hòa tiện nghi được áp dụng rộng rãi hơn như trong khách sạn, nhà hàng, văn phòng, nhà ở, trên các phương tiện đi lại, chung cư, … Vì vậy, điều hòa không khí có thể xem như là một sự hỗ trợ đắc lực cho ngành kinh tế, giáo dục, nâng cao chất lượng sản phẩm, máy tính, viễn thông, điện tử, … 1. Giới thiệu một số hệ thống điều hoà không khí Sau quá trình phát triển và hoàn thiện, chức năng và sự đa dạng về hệ thống điều hòa không khí đã đạt đến một tầm cao mới.
Bên cạnh việc làm mát, các hệ thống còn được cải tiến đa chức năng và tiện nghi hơn, như điều chỉnh độ ẩm, lọc bụi và thậm chí sưởi ấm. Hệ thống điều hòa không khí theo tính tập trung gồm hai loại chính: - Hệ thống điều hòa không khí cục bộ. - Hệ thống điều hòa không khí trung tâm. Hệ thống điều hoà không khí cục bộ Hệ thống điều hòa không khí kiểu cục bộ là hệ thống chỉ các máy điều hòa trong một phạm vi hẹp, thường chỉ là một phòng riêng độc lập hoặc một vài phòng.
Máy điều hoà kiểu cục bộ này gồm các loại như: - Máy điều hoà kiểu rời (Split type – máy lạnh 2 cục). - Máy điều hoà kiểu ghép (Multi - split type). - Máy điều hoà kiểu rời, dạng tủ thổi trực tiếp. Hệ thống điều hoà không khí cục bộ có dàn nóng được giải nhiệt bằng gió.
Một số máy điều hòa hiện nay được thể hiện ở hình 1. Máy điều hòa cục bộ kiểu rời [2]. Máy điều hòa cục bộ kiểu ghép [3]. Máy điều hoà cục bộ kiểu tủ đứng [4].
2 ❖ Ưu điểm: - Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng. - Sử dụng đơn giản, các máy hoạt động độc lập. - Dễ dàng vệ sinh, bảo trì. ❖ Nhược điểm: - Ảnh hưởng bởi cách bố trí trực tiếp lên tường, không có tính thẩm mỹ.
- Hiệu suất hoạt động bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường bên ngoài. Thường chỉ được áp dụng cho các công trình nhỏ, không có yêu cầu quá khắt khe. - Tuổi thọ không cao. Hệ thống điều hoà không khí trung tâm a.
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm VRV/VRF VRV tên tiếng anh là “Variable Refrigerant Volume”, là máy điều hòa được hãng Daikin phát triển với tên gọi độc quyền. Còn VRF là viết tắt của từ tiếng Anh “Variable Refrigerant Flow”, đây là dạng điều hòa tương tự như VRV tuy nhiên nó sử dụng kí hiệu VRF để phân biệt với hệ thống điều hòa trung tâm VRV của Daikin. Với tính năng điều chỉnh lưu lượng môi chất tuần hoàn bằng cách thay đổi tốc độ của máy nén thông qua tần số dòng điện. Hệ thống sử dụng một hay nhiều dàn nóng ghép lại với nhau, và phân phối môi chất lạnh tới các dàn lạnh dành cho các công trình lớn, các toà nhà cao tầng, chung cư, … Hình 0.
Hệ thống VRV/VRF [5]. 3 ❖ Ưu điểm: Máy điều hoà VRV/VRF ra đời nhằm khắc phục nhược điểm của máy điều hoà cục bộ. - Có tính năng điều chỉnh lưu lượng môi chất qua biến tần. - Đảm bảo về tính thẩm mỹ của công trình.
- Có tính năng điều chỉnh nhiệt độ phòng một cách độc lập, không làm ảnh hưởng tới nhiệt độ của các khu vực khác. - Chênh lệch độ cao khoảng 50m khi đặt dàn nóng thấp hơn dàn lạnh và ngược lại có thể chênh lệch khoảng 90m khi đặt dàn lạnh thấp hơn. - Độ dài ống dẫn môi chất lạnh có thể lên đến 1000m. - VRV có dải công suất lớn, độ tin cậy cao.
❖ Nhược điểm: - Dàn nóng giải nhiệt bằng gió, hiệu quả trao đổi nhiệt thấp và phải phụ thuộc vào khí hậu từng vùng. - Vì chiều dài ống bị giới hạn nên chỉ phù hợp cho các công trình vừa và nhỏ do. - Số dàn lạnh bị hạn chế, thích hợp cho các hệ thống công suất lạnh vừa, đối với các hệ thống có công suất lớn sẽ ưu tiên sử dụng hệ thống Water Chiller. - Chi phí lắp đặt ban đầu, bảo trì và vận hành thường cao hơn so với các hệ thống điều khác.
Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Watter Chiller Hệ thống điều hoà trung tâm Chiller là hệ thống sản xuất nước lạnh và vận chuyển nước lạnh đến tải tiêu thụ AHU, FCU, PAU. Cụm máy làm lạnh nước giải nhiệt nước [6]. Hệ thống điều hòa trung tâm Water Chiller [7]. ❖ Phân loại hệ thống lạnh Chiller: - Hệ thống điều hoà không khí trung tâm Water Chiller giải nhiệt bằng gió Có nhược điểm là bị phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường xung quanh nên hiệu suất không cao, khi nhiệt độ môi trường cao thì hiệu suất hệ thống giảm.
Thường được sử dụng trong các công trình vừa và nhỏ. - Hệ thống điều hoà không khí trung tâm Water Chiller giải nhiệt bằng nước Sử dụng nước để giải nhiệt, làm tăng hiệu quả giải nhiệt cho môi chất lạnh. Có cấu tạo giống Water Chiller giải nhiệt gió nhưng được trang bị thêm hệ thống bơm nước giải nhiệt, đường ống nước giải nhiệt và tháp giải nhiệt. ❖ Ưu điểm: 5 - Có vòng tuần hoàn môi chất là nước, đơn giản và dễ kiểm soát.
- Điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm tùy theo chức năng từng phòng độc lập, có tính ổn định và duy trì điều kiện vi khí hậu tốt nhất. - Thích hợp cho các công trình lớn như khách sạn, toà văn phòng với mọi chiều cao và độ dài kết nối với dàn lạnh không bị giới hạn. - Vẫn đảm bảo tính thẩm mỹ, mỹ quan công trình. - Công suất lạnh lớn và đa dạng.
❖ Nhược điểm: - Yêu cầu về lắp đặt, sửa chữa, bảo trì và vận hành cần nguồn lực có kiến thức chuyên môn cao. - Lắp đặt ở những nơi có nguồn nước để cấp bù khi cần thiết, phải có hệ thống bơm nước đáp ứng được lưu lượng và cột áp. - Hệ thống sử dụng nước làm chất tải lạnh nên tổn thất lớn hơn so với các hệ thống sử dụng môi chất là gas. - Chi phí đầu tư các trang thiết bị lớn.
Tầm quan trọng của đề tài Khi đời sống con người ngày càng được cải thiện thì nhu cầu về chất lượng cuộc sống cũng không ngừng phát triển, nhu cầu về sử dụng điều hòa trong các không gian làm việc và giải trí ngày càng lớn và sẽ không ngừng phát triển. ĐHKK đã và đang đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đời sống phát triển của con người, có mặt tại hầu hết các tòa nhà, trung tâm thương mại, siêu thị, trường học, văn phòng, khách sạn … Thậm chí đến cả bệnh viện, phòng mổ, phòng điều trị - những khu vực cần sự kiểm soát chặt chẽ về chất lượng không khí, nhiệt độ, độ ẩm,… ĐHKK cũng đang có mặt và đóng vai trò chủ đạo trong việc duy trì và nâng cao chất lượng phục vụ con người. Với sự ưu tiên về sự tiện nghi, tạo một môi trường nghỉ ngơi thoải mái, dễ chịu. Hệ thống điều hòa không khí tại khách sạn H5 đóng vai trò vô cùng quan trọng.
Hệ thống duy trì một nhiệt độ lý tưởng, kiểm soát độ ẩm, sàng lọc, xử lý và loại bỏ bụi bẩn có trong không khí và đưa vào không gian điều hòa, tạo ra một môi trường trong lành và thoải mái cho khách hàng cũng như môi trường làm việc cho nhân viên tại đây. Với sự cấp thiết từ nhu cầu trên, nhóm đã quyết định chọn đề tài: “Tính toán kiểm tra, dựng revit hệ thống HVAC và mô phỏng điều kiện tiện nghi khách sạn H5”. Trong 6 đó tính toán bằng phương pháp Carrier và sử dụng phần mềm Heatload - Daikin để so sánh với thông số mà công trình đã đưa ra và thiết kế, tính toán chọn thiết bị cho toàn bộ hệ thống HVAC, dựng mô hình 3D công trình bằng phần mềm Revit và mô phỏng CFD. Qua công trình này, nhóm có cơ hội tổng hợp và áp dụng các kiến thức đã học vào tính toán cho công trình, đồng thời là cơ hội để nhóm có thêm kinh nghiệm thực tế trong việc triển khai thiết kế một hệ thống ĐHKK cho một công trình, có thể hỗ trợ rất nhiều cho công việc tương lai sau này.
Mục tiêu của đề tài Mục tiêu chính của đề tài: “Tính toán kiểm tra, dựng Revit hệ thống HVAC và mô phỏng điều kiện tiện nghi khách sạn H5”. Là: - Mục tiêu tính toán, kiểm tra tải lạnh và hệ thống thông gió, tăng áp, hút khói của công trình nhằm đảm bảo rằng công trình được thiết kế phù hợp với các tiêu chuẩn và quy chuẩn trong nước lẫn ngoài nước. Nâng cao hơn nữa là nhìn nhận và đánh giá hiệu quả năng lượng của công trình, đưa ra các giải pháp năng lượng tối ưu nhất nếu phù hợp. - Triển khai mô hình 3D hệ thống ĐHKK và thông gió bằng phần mềm Revit với mục tiêu kiểm soát được va chạm, xung đột giữa các hệ thống với nhau, giảm thiểu rủi ro khi thi công thực tế.
Ngoài ra, xây dựng mô hình 3D sẽ là nền tảng cơ bản để hướng đến mục tiêu xây dựng mô hình thông tin công trình (BIM: Building Information Modeling). - Mô phỏng CFD nhằm đánh giá mức độ tiện nghi trong không gian điều hòa. Từ đó ta có thể đánh giá sự hiệu quả của các giải pháp thiết kế, nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và có thể đưa ra những phương án điều chỉnh tối ưu nhất. Giới thiệu công trình Khách sạn H5 là một phần của tổ hợp khu du lịch Thung lũng Đại Dương (Ocean Valley) nằm trong dự án NOVAWORLD - thành phố Phan Thiết.
Tọa lạc tại xã Tiến Thành - thành phố Phan Thiết- tỉnh Bình Thuận với quy mô 27. Khách sạn H5 có kiến trúc mang phong cách Santorini của Hy Lạp, cao 10 tầng với 250 phòng ở cao cấp, nhiều tiện ích như nhà hàng, phòng họp, hồ bơi, phòng gym. Khách sạn đem đến cho khách hàng sự hài lòng tuyệt đối từ vẻ đẹp mĩ quan, kiến 7 trúc đến những tiện nghi và sự phục vụ chuyên nghiệp đến từ đội ngũ nhân viên cao cấp và chuyên nghiệp của khách sạn. Khách sạn H5 [8].
Cấu trúc tổng quan của công trình Với quy mô diện tích 27.000 m2 bao gồm 2 tầng thương mại, 7 tầng cao cấp phục vụ cho nhu cầu chính của khách sạn và tầng mái.