B GIÁO DC VÀ ÀO TO
TRNG I HC S PHM K THUT
THÀNH PH H CHÍ MINH
*******************
TS. HOÀNG AN QUC – TS. LÊ XUÂN HÒA
GIÁO TRÌNH
(Lý thuyt và Bài tp)
NHÀ XUT BN I HC QUC GIA
THÀNH PH H CHÍ MINH
![]()
3
M
Giáo trình iu hòa không khí đc biên son da trên đ cng
chi tit hc phn iu hòa không khí thi lng 30 tit ging dy cho
sinh viên chuyên ngành Công ngh Nhit - in lnh, Trng i hc
S phm K thut thành ph H Chí Minh. Giáo trình này cng có th
làm tài liu tham kho cho các cán b k thut thuc các ngành k thut
có liên quan.
Ni dung ca giáo trình gm 9 chng, mi chng gm có phn
lý thuyt và bài tp minh ha.
Chng 1: Phm vi s dng iu hòa không khí
Chng 2: Nhng khái nim c bn v không khí m
Chng 3: Các quá trình c bn ca không khí m trên đ th t-d
Chng 4: Tính toán ph ti lnh
Chng 5: Thành lp và tính toán s đ điu hòa không khí
Chng 6: Các h thng điu hòa không khí
Chng 7: iu hòa không khí kiu bay hi
Chng 8: Các h thng thông gió
Chng 9: Tính toán thit k ng gió
Trong quá trình biên son giáo trình này, chúng tôi đã tham kho
nhiu tài liu ca nhiu tác gi trong và ngoài nc, nhân đây cho chúng
tôi gi li chân thành cm n đn các tác gi. Xin chân thành cm n KS.
Nguyn Hoài Phúc, KS. Xuân Khi, KS. Phan Xuân Huy, KS.
Nguyn Ngc Yên, KS. Nguyn Quang àm đã giúp đ tác gi cho vic
hoàn chnh giáo trình này.
Ln đu tiên xut bn nên giáo trình này không tránh khi các sai
sót, mong ban đc góp ý cho các tác gi.
Xin chân thành cm n.
Các tác gi
U
5
MC LC
MC LC
5
Chng 1: PHM VI S DNG IU HÕA KHÔNG KHÍ
11
1.1. PHM VI CA IU HÕA KHÔNG KHÍ
12
1.2. CÁC THÀNH PHN CA H THNG IU HÕA
KHÔNG KHÍ
14
1.3. H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ TOÀN NC
15
1.4. CÁC H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ TOÀN
KHÔNG KHÍ
16
1.5. S TIN NGHI CA CON NGI
19
1.6. NHNG TIÊU CHUN TIN NGHI
25
1.7. H THNG HVAC LÀ MT PHN CA CU TRÖC TÕA
NHÀ
28
1.8. THIT K H THNG HVAC
28
1.9. VN HÀNH, BO TRÌ, SA CHA H THNG HVAC
30
1.10. LÀM VIC TRONG H THNG HVAC CÔNG NGHIP
30
1.11. S PHÂN CÔNG TRÁCH NHIM CÔNG VIC
31
1.12. S TNG TÁC NNG LNG VÀ MÁY VI TÍNH
33
Chng 2: NHNG KHÁI NIM C BN CA KHÔNG
KHÍ M
37
2.1. NGUYÊN LÝ CA NHIT M
37
2.2. ENTHALPY CA KHÔNG KHÍ M
47
2.3. BIU NHIT M
55
2.4. BO TOÀN KHI LNG VÀ BO TOÀN NNG
LNG ÁP DNG CHO CÁC QUÁ TRÌNH NHIT M
32
2.5. QUÁ TRÌNH HÒA TRN CA CÁC DÒNG KHÔNG KHÍ(
XEM HÌNH 2.10 )
63
2.6. QUÁ TRÌNH GIA NHIT HIN, QUÁ TRÌNH LÀM LNH
HIN
69
2.7. H S BY-PASS
71
2.8. QUÁ TRÌNH LÀM M – QUÁ TRÌNH HÖT M
72
2.9. H S NHIT HIN
75
6
2.10. LÀM LNH VÀ HÖT M
76
2.11. H S NHIT HIN TRONG KHÔNG GIAN IU HÒA
HOC TRONG PHÕNG
78
2.12. H S NHIT HIN TNG QUÁT ( THAM KHO HÌNH 2.22)
81
2.13. NHIT B MT HIU DNG
85
2.13. LÀM LNH VÀ LÀM M ( THAM KHO HÌNH 2.29)
89
2.15. HIU SUT LÀM M ( THAM KHO HÌNH 2.30)
90
2.16. GIA NHIT VÀ GIA M
93
2.17. GIA NHIT VÀ HÖT M ( HÖT M ON NHIT )
94
2.18. IU HÒA KHÔNG KHÍ MÙA HÈ
98
2.19. H S NHIT HIN TRONG PHÕNG(PHÉP DNG
HÌNH)
111
2.20. IU HÕA KHÔNG KHÍ MÙA ÔNG
113
Chng 3: CÁC QUÁ TRÌNH C BN CA KHÔNG KHÍ
M TRÊN TH T – D
131
3.1. KHÁI NIM
131
3.2. H S NHIT HIN HIU DNG
136
3.3. LÀM LNH VÀ KH M
138
3.4. LÀM LNH VÀ KH MVÀTHIT B TI N CAO
140
3.5. LÀM LNH TNG M
145
3.6. LNH HIN
150
3.7. CÁC C TÍNH PHUN
152
3.8. LÀM LNH BNG BAY HI S DNG VI H THNG
TÁCH RI
155
3.9. GIA NHIT VÀ GIA M BNG CÁCH PHUN
157
3.10. CÁC IU KIN TI TI HN
164
3.11. TI CC B
166
Chng 4: TÍNH TOÁN PH TI LNH
173
4.1. GII THIU
173
4.2. CÁC THÀNH PHN CA MT PH TI LNH
173
4.3. NHIT HIN THA TRUYN QUA KT CU TÕA NHÀ
BNG DN NHIT
175
4.4. NHIT THA T BC X MT TRI
179
7
4.5. NHIT THA T BC X MT TRI QUA TNG
NGOÀI VÀ MÁI NHÀ
180
4.6. NHIT TNG
181
4.7. NHIT THA T BC X MT TRI QUA VÙNG KÍNH
182
4.8. NHIT THA DO RÕ R KHÔNG KHÍ
185
4.9. LU LNG KHÔNG KHÍ YÊU CU CHO MI NGI
187
4.10. NHIT THA T C TH
187
4.11. NHIT THA T THIT B
190
4.12. NHIT THA T SN PHM
191
4.13. NHIT THA T CÁC THIT B CHIU SÁNG
195
4.14. NHIT THA T NG C
195
4.15. NHIT THA T NG GIÓ
196
Chng 5: THÀNH LP &TÍNH TOÁN S IU HÕA
KHÔNG KHÍ
231
5.1. S TUN HOÀN MT CP
231
5.2. H S NHIT HIN TRONG PHÒNG (ROOM SENSIBLE
HEAT FACTOR: RSHF)
233
5.3. H S NHIT HIN TNG
235
5.4. H S NHIT HIN HIU DNG TRONG PHÕNG
237
5.6. S TUN HOÀN HAI CP
260
5.7. S IU HÕA KHÔNG KHÍ MÙA HÈ
265
5.8. CÁC S IU HOÀ KHÔNG KHÍ MÙA ÔNG
278
Chng 6: CÁC H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ
287
6.1. H THNG IÊU HÕA KHÔNG KHÍ
287
6.2. CÁC THIT B C S DNG TRONG H THNG
IU HÕA KHÔNG KHÍ
287
6.3. PHÂN LOI CÁC H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ
288
6.4. H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ TIN NGHI
288
6.5. H THNG IU HÒA KHÔNG KHÍ CHO MÙA ÔNG
292
6.6. H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ CHO MÙA HÈ
294
6.7. H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ HAI CHIU
303
6.8. H THNG IU HÕA KHÔNG KHÍ NGUYÊN CM
303
6.9. H THNG IU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM
304
8
Chng 7: IU HÕA KHÔNG KHÍ KIU BAY HI
313
7.1. GII THIU
313
7.2. NG DNG TIM NNG CA IU HÕA KHÔNG KHÍ
KIU BAY HI
313
7.3. NG DNG KHÁI QUÁT CA LÀM LNH BAY HI
TRC TIP
314
7.4. LÀM LNH BAY HI GIÁN TIP
316
7.5. H THNG LÀM LNH BAY HI GIÁN TIP
318
7.6. LÀM LNH BAY HI KT HP GIÁN TIP VÀ TRC
TIP
321
7.7. H THNG LÀM LNH BAY HI CÓ HI NHIT
323
7.8. LÝ THUYT VÀ C TÍNH CA LÀM LNH BAY HI
GIÁN TIP
325
7.9. QUÁ TRÌNH NHIT M CA H THNG LÀM LNH
BAY HI GIÁN TIP LOI A
326
Chng 8: CÁC H THNG THÔNG GIÓ
331
8.1. H THNG THÔNG GIÓ T NHIÊN
331
8.2. MÁY MÓC
332
8.3. H THNG HÖT GIÓ (EXTRACTION SYSTEM)
332
8.4. H THNG CP GIÓ HAY H THNG ÁP SUT
(SUPPLY OR PRESSURE SYSTEM)
334
8.5. H THNG KT HP THI VÀ HÚT GIÓ (COMBINED
SYPPLY AND EXTRACTION SYSTEM)
334
8.6. H THNG HÖT PHÂN PHI KHÔNG KHÍ (AIR
DISTRIBUTION EXTRACTION SYSTEM)
335
8.7. CÁC H THNG CP KHÍ.
336
8.8. CÁC HÌNH THC THÔNG GIÓ CNG BC
337
Chng 9: TÍNH TOÁN THIT K NG GIÓ
345
9.1. GII THIU
345
9.2. H THNG PHÂN PHI KHÍ VÀ CÁC YU T TÁC
NG N HIU QU PHÂN PHI KHÔNG KHÍ
345
9.3. H THNG THÔNG GIÓ
348
9.4. PHÂN PHI KHÔNG KHÍ CHO NHÀ HÁT
349
9
9.5. SP XP NG GIÓ CHO C S THNG MI (CA
HÀNG/TRUNG TÂM MUA SM)
350
9.6. PHÂN LOI NG GIÓ
350
9.7. VT LIU NG GIÓ
351
9.8. CÁCH CH TO VÀ HÌNH DNG CA NG GIÓ
351
9.9. ÁP SUT TRONG NG GIÓ
352
9.10. XÁC NH LU LNG DÒNG KHÔNG KHÍ QUA
NG GIÓ HOC PHNG TRÌNH LIÊN TC CHO NG GIÓ
353
9.11. PHNG TRÌNH BERNOULLI CHO NG GIÓ
354
9.12. TN THT ÁP LC KHÁC NHAU TRONG NG GIÓ
356
9.13. TN THT ÁP SUT MA SÁT TRONG NG GIÓ
356
9.14. NG KÍNH TNG NG CA NG GIÓ TRÕN
CHO NG GIÓ HÌNH CH NHT
358
9.15. TH MA SÁT CHO NG GIÓ TRÒN
363
9.16. CÁC TN THT ÁP SUT KHÁC NHAU TRONG NG
GIÓ
364
9.17. TN THT TNH
365
9.18. MC ÍCH THIT K NG GIÓ
374
9.19. QUT TRONG IU HÕA KHÔNG KHÍ
381
9.20. ÁP SUT C TNG LÊN BI QUT VÀ CÔNG
SUT QUT KHÔNG KHÍ
382
9.21. HIU SUT QUT
383
9.22. NG CONG C TÍNH CA QUT
385
9.23. PHNG TRÌNH NG DNG
386
9.24. TIÊU CHUN CHN QUT
389
PH LC
393
TÀI LIU THAM KHO
407
![]()
11
Chng 1
PHM VI S DNG IU HÒA KHÔNG KHÍ
Vào thi tin s, con ngi đã bit s dng la đ làm m ngôi nhà
và dùng nc lnh đ gim nhit đ ca nó.Cho đn hàng triu nm sau
vn cha có nhng ci thin đáng k nào. La đc đttrong các lâu đài
thi trung đi ChâuÂu vànó gia nhit không xung quanh ngay lp tc.
Nhng bc tranh theo thi gian cho thy các v vua và n hoàng mc
nhng b da lông thú và mang gng tay trong nhà vào mùa đông.
ã có mt vài tin b xut hin, ngi Roma c đi đã bit làm
mkhông khí trong các tòa nhà bng bc x mt tri cc kì hiu quvà
sau đó lu thông không khí đó trong các sàn rng hoc tng rng.Trong
điu kin khí hu khô ráo vùng Trung ông, con ngi đã treo các mái
gi đc làm t trc ca và t đó đã cho thyhình thc ban đu v
s làm mát không khí bay hi. ChâuÂu, Leonardo da Vinci đã thit k
mt b làm mát bay hi kích thc ln (hình 1.1).
Hình 1.1 Phát minh thit b làm lnh và thông gió ca Leonardo
da Vinci trong th k 15.
B làm mát và thông gió đc ch to bi Leonardo da Vinci vào
th k 15. ây là b điu hòa không khí cho phòng the ca Beatrice
d’Este (v ca ngi đ đu da Vinci), công tc ca Milan. Bánh xe
đc đt bên ngoài tng ca lâu đài và đc quay bi sc nc (thy
lc)vi s h tr t nhng ngi nô l. Các van đc m và đóng t
12
đng, đa không khí đi vào thùng quay, ni không khí đc làm sch và
đy ra thông qua trc rng tâm và đng ng vào phòng.
Tuy nhiên, s phát trin cagia nhit, thông gió và điu hòa không
khí (HVAC) thc t đc nghiên cu ch mi khong 100 nm trc.
Nhng h thng gia nhit trung tâm đã đc phát trin trong th k 19 và
điu hòa không khí mùa hè s dng kiu làm lnh c hc đã đc phát
trin thành mt ngành công nghip chínhch sau trong60 nm sau đó.
Nhng mãi đn nm 2000, các h thng HVAC nc M đã thu v50 t
đô la hàng nm trong vic lp đt h thng, vi gn 20 triu đô la trong
vic bán các thit b.
Con ngi trong mt xã hi hin đi có th dành ti 90% thi gian
trong nhà. iu này không quá ngc nhiên. Chính vì vy, vic to ra mt
môi trng trong nhà thoi mái và đm bo sc khe đã tr thành mt
vn đ chính trong nn kinh t ca chúng ta.
MC TIÊU
Sau khi nghiên cu chng này, bn s có th:
1. Lit kê các điu kin môi trng mà mt h thng điu hòa không
khí có th kim soát.
2. Mô t nhng ni mà điu hòa không khí đc s dng.
3. Vphác ha s đ các b phn chính ca mt h thng điu hòa
không khí.
4. V phác ha s đ các b phn chính ca mt h thng làm mát
và gia nhit thy nhit.
5. Mô t các điu kin môi trng bên trong mà cung cp mt s
tin nghi đy đ.
6. Mô t cu trúc thng mi ca h thng HVAC, bao gm c hi
ngh nghip.
7. Mô t s t chc ca các đi thi công và đi thit k trong các tòa
cao c.
1.1 PHM VI CA IU HÒA KHÔNG KHÍ
iu hòa không khí là quá trình x lý không khí trong mt môi
trng đ thit lp và duy trì các tiêu chun v nhit đ, đ m, đ sch
và s chuyn đng không khính mong mun.
Chúng ta s cùng khám phá nhng điu kin này đc điu chnh
nh th nào:
1. Nhit đ: Nhit đ ca không khí đc điu chnh bi s gia nhit
hoc làm mát không khí.
13
2. m: m không khí (hi nc cha trong không khí) đc
điu chnh bng vic thêm hoc loi b hi nc khi không khí
(s gia m hay s kh m).
3. sch: sch ca không khí hay cht lng không khí đc
điu chnh bng vic lc,kh cht gây ô nhim không mong mun
bng phin lc hoc các thit b khác, hoc bng s thông gió,
thêm không khí bên ngoài vào đ làm gim các cht gây ô
nhim.Thông thng, khi lp đt ngi ta đu s dng c lc khí
và thông gió.
4. S chuyn đng: S chuyn đng ca không khí da vào vn tc
không khí và không gian không khí đc phân phi. Vic này
đc điu chnh bi các thit b phân phi không khí thích hp.
iu chnh âm thanh là mt chc nng ph ca mt h thng điu
hòa không khí mc dù h thng này có th gây ra mt s vn đ phc
tp.Thit b điu hòa không khí có th to ra ting n quá mc, do đó cn
có các thit b tiêu âm trong h thng.
Mt h thng nc nóng hoc mt h thng gia nhit hi nc,
gm mt lò hi, h thng đng ng và các thit b bc x điu chnh
nhit đ không khí đ si m vào mùa đông. Các loi h thng thng
đc s dng ph bin trong các nhà riêng (khu dân c), nhà chung c,
tòa nhà công nghip.
H thng không khí nóngbao gm mt bung đt và các đng ng
s điu chnh nhit đ không khí ch trong mùa đông. Tuy nhiên, vic
thêm đ m trong đng ng có th điu chnh đ m trong mùa đông.
H thng không khí nóng đc dùng ph bin trong khudân c.
Nhiu khu nhà có s kt hp thit b làm mát và gia nhit không
khí đ điu chnh nhit đ và đ m trong c mùa đông và mùa hè. Các
mc đ điu khin cht lng và s vn chuyn không khí đc tích hp
trong các h thng làm mát và gia nhit không khí.
CÁC NG DNG
iu hòa không khí đc dùng đ cung cp các điu kin cho các
quá trình đc yêu cu. Ví d, nguyên liu dt, in n và các chc nng x
lí nhip nh, cng nh các phòng máy vi tính và xí nghip thuc tây, yêu
cu nhit đ và đ m chính xác đ vn hành mt cách hoàn ho.
14
1.2 CÁC THÀNH PHN CA H THNG IU HÒA KHÔNG
KHÍ
Nhit luôn luôn di chuyn t ni m hn sang ni lnh hn. Trong
mùa đông, có tn tht nhit liên tc t các tòa nhà ra ngoài tri. Nu
không khí trong các tòa nhà đc duy trì mt nhit đ thích hp, nhit
phi đc liên tc cung cp đn không khí trong phòng. Thit b cung
cp nhit yêu cu gi là mt h thng gia nhit.
Hình 1.2 Hình nh đô th Manhattan vi Tháp đôi Trung tâm
Thng mi Th gii.
Trong mùa hè, nhit liên tc đi vào các tòa nhà t bên ngoài.
duy trì không khí trong phòng nhit đ phù hp, lng nhit tha phi
đc loi b khi phòng. Các thit b loi b nhit tha này đc gi là
h thng làm mát (làm lnh).
Mt h thng điu hòa không khí có th cung cp nhit, làm mát
hoc c hai. Kích thc cng nh tính phc tp ca nó ph thuc vào
quy mô ca không gian s dng. Ví d, có th s dng mt thit b ca
s cho mt phòng nh và vi mt tòa nhà phc tp ta s dng mt h
thng ln, nh là Trung tâm Thng mi Th gii (hình 1.2) da trên
cùng mt nguyên lí c bn. Hu ht các h thng làm mát và gia nhit có
các thành phn c bn sau:
1. Mt ngun nhitđ b sung nhit lng cho mt dòng cht lu
(không khí, nc hoc hi).
2. Ngun làm lnh đ loi b nhit lng t dòng cht lu (không
khí hoc nc).
3. Mt h thng phân phi (mng li các đng ng) đ mang
dòng cht lu đn các phòng đ gia nhit hoc làm mát.
4. Các thit b (qut hoc bm) đ vn chuyn không khí hoc nc.
5. Các thit b ph đ truyn nhit gia dòng cht lu và phòng.
15
Chúng ta s gii thiu ngn gn v chc nng và s đ các thành
phn chính. Các thành phn này bao gm điu khin t đng hóa, các
thit b an toàn, các van, các b gim âm, s lp đt và các thit b tiêu
âm và gim chn s đc tho lun chi tit hn các chng sau. Các h
thng điu hòa không khí s dng nc đ gia nhit hoc làm mát dòng
cht lu đc gi là h thng toàn nc hoc là h thng thy nhit;
nhng h thng khác s dng không khí gi là toàn không khí. Mt h
thng s dng c nc và không khí đc gi là h thng kt hp hoc
h thng nc – không khí.
1.3 H THNG IU HÒA KHÔNG KHÍ TOÀN NC
Mt h thng gia nhit thy nhit đin hình đc trình bày hình
1.3. Nc đc gia nhit ngun nhit (1), thng là mt lò hi nc
nóng. Nc sau khi gia nhit đc lu thông bng bm (2) và đa đn
mi phòng thông qua h thng ng dn (3) và đi vào mt thit b đu
cui (4). Không khí trong phòng đc gia nhit bng cách mang nó đn
tip xúc vi thit b đu cui. T đó nc mt mt lng nhit ca nó
cho phòng, nó phi hi v ngun nhit (1) đ đc gia nhit li.
Nu hi nc đc dùng trong h thng gia nhit, các b phn làm
vic vi cùng mt hình thc, ngoi tr bm thì không cn thit đ vn
chuyn hi; áp sut ca hi s có đc điu này. Tuy nhiên, khi hi nc
làm mát thit b đu cui, nó ngng thành nc và có th cn mt bm
nc ngng đ đa nc tr li lò hi.Nguyên lý ca mt h thng làm
mát thy nhit cóhình thc tng t vi mt h thng gia nhit thy
nhit. Nc đc làm lnh trong thit b làm lnh đc gi là máy làm
lnh nc (1). Máy làm lnh nc đc vn chuyn bng bm (2) và di
chuyn ti mi phòng thông qua h thng ng dn (3) và đi vào thit b
đu cui (4).
Hình 1.3 S đ các thành phn c bn ca mt h thng gia nhit nc
nóng (thy nhit).
16
Không khí trong phòng m hn smt mt lng nhit ca nó cho
nc lnh thit b đu cui. Khi nc đc gia nhit, nó phi tr v
máy làm lnh nc đ đc làm lnh li. Các h thng thy nhit thng
đc s dng ph bin cho các h thng HVAC vi yêu cu c gia nhit
và làm mát. Bi vì nó có th s dng h thng ng tng t cho c hai
bng vic kt ni song song mt lò hi nc nóng và máy làm lnh nc
(hình 1.5), s dng tng h thng khi cn.
Hình 1.4S đ các thành phn c bn ca mt h thng làm lnh
nc.
Hình 1.5S đ các thành phn c bn ca mt h thng gia nhit
và làm mát thy nhit.
1.4 CÁC H THNG IU HÒA KHÔNG KHÍ TOÀN KHÔNG KHÍ
Các h thngtoàn không khís dng không khí đ gia nhit hoc
làm mát các phòng. Chúng còn có kh nng điu chnh đ m và cung
cp s thông khí ngoài tri, điu mà h thng thy nhit không th làm
đc.
17
Hình 1.6 S đ các thành phn c bn ca mt h thng làm lnh
và gia nhit toàn khí.
Mt h thng gia nhit và làm mát toàn không khí đc th hin
hình 1.6. Không khí đc gia nhit ngun nhit (1), ví d nh mt
bung đt. (Nó có th là mt b trao đi nhit tun hoàn nc nóng,
đc gia nhit bng mt lò hi riêng bit).Không khí sau khi đc gia
nhit s đc vn chuyn bng qut (2) và đa ti mi phòng thông qua
các đu ra gi là ming thi khí hoc van điu tit khí (4) đc thit k
đ phân phi không khí thích hp trong phòng. Khi không khí cp đc
gia nhit đi vào phòng, phòng s đc gia nhit.
Vào mùa đông, có th mt máy điu m đ duy trì đ m trong
phòng phù hp.
Vào mùa hè, không khí đc làm lnh khi nó lu thông qua mt
ngun lnh (5) thng là mt dàn các ng cha môi cht làm lnh bi
các thit b làm lnh. Khi không khí cp đi vào phòng, phòng s đc
làm lnh.
Vì kích thc ca tng phòng là c đnh, th tích không khí đi vào
phòng phi bng th tích không khíthoát ra. iu này thng đc thc
hin bi các ng gió hi (6). Không khí đc gia nhit hoc làm lnh tr
li và đc vn chuyn li.H thng ng gió ly không khí ngoài tri đ
cung cp không khí ti cho cht lng không khí tng lên.Th tích
không khí thi ra (8) bng vi th tích ca không khí ti cp vào. Cht
lng và đ m có th đc điu chnh bi b lc khí (9), máy điu m
khí (10).
18
Hình 1.7 S đ các b phn ca thit b điu hòa không khí c nm cho
khu dân c (bình ngng máy lnh tách ri).
Mt ví d v b thit b h thng toàn khí đc th hin hình 1.7.
S đ này phù hp cho điu hòa không khí thng mi và dân dng.
Các h thng kt hp
H thng kt hp nc và không khí luôn đc a chung. Ví d,
mt h thng thy nhit trong làm lnh trung tâm có th to ra nc lnh
hoc nc nóng sau đó nó đc vn chuyn qua các b trao đi nhit làm
lnh hoc gia nhit trong các h thng toàn khí ln đn các không gian
khác ca tòa nhà.
Các h thng điu hòa không khí đn nht và trung tâm
Mt h thng điu hòa không khí đn hoc mt khi (nguyên cm)
s dng các thit b mà tt c hoc hu ht các b phn chính đã đc lp
ráp sn trong nhà máy (ví d phòng điu hòa không khí). Ví d,lp đt
thit b đn toàn khí trên mái (mt b trên mái), nh s dng trong các
siêu th, đc th hin hình 1.8.
Hình 1.8: Thit b điu hòa không khí loi đt trên mái.
19
Mt h thng điu hòa không khí trung tâm hoc lp ghép thng
s dng các thit b trung tâm đt các phòng thit b c khí. Miphn
ca thit b đc lp đt riêng bit và đc kt ni công trng, đúng
hn là đc sn xut nh mt khi. Hình 1.9 cho thy mt phn thit b
ca h thng trung tâm.
Hình 1.9 (a) Phòng thit b c khí ca mt h thng điu hòa trung tâm
ln có máy lnh hp th.
1.5 S TIN NGHI CA CON NGI
T mc đích chung ca hu ht các h thng điu hòa không khí là
đ to ra mt môi trng tin nghi, ngi thit k h thng và ngi vn
hành phi hiu rõ v các yu t nh hng đn s tin nghi ca con
ngi.
S tn tht nhit c th
C th ngi to ra nhit khi chuyn hóa thc n. Nhit c th này
tip tc tn tht đn không gian lnh hn xung quanh nó.ây là yu t
xác đnh cm giác nóng hoc lnh hay còn gi làmc đ tn tht nhit c
th. Khi mc đ tn tht nhit c th nm trong gii hn cho phép s đm
bo cm giác thoi mái cho con ngi.Nu mc đ tn tht nhit c th
quá ln thì s có cm giác lnh, nu mc đ tn tht nhit c th quá thp
thì s có cm giác nóng.
Các quá trình tn tht nhit đn không gian xung quanh: đi lu,
bc x, bay hi. S trao đi gia c th vi môi trng đc th hin
trong hình 1.9(b).
20
Trong quá trình đi lu, không khí xung quanh c th ngay lp tc
s nhn nhit t c th. Không khí đc gia nhit tip tc di chuyn ra
xa, do s đi lu t nhiên qua không khí lnh hn gn nó hoc cng
bc đ thi ra xa. Không khí lnh xung quanh s tip tc nhn nhit.
Trong quá trình bc x, nhit c th đc truyn trc tip qua
không gian xung quanh đn các đi tng có nhit đ thp hn nhit đ
c th gn đó (ví d: vách tng). ây là lí do ti sao chúng ta thng
cm thy không thoi mái khi ngi gn ca s hoc vách tng vào thi
thit lnh, thm chí trong mt cn phòng m. Tuy nhiên, ngun gia nhit
m hn c th có th bc x nhit v phía c th, nó s to ra mt cm
giác m ngay c khi nhit đ không khí xung quanh thp. ây là lí do ti
sao ta có cm giác m khi đng trc mt ngn la ngay c vào ngày
lnh. Hin này, nhiu nhà hàng và quán cà phê có gn kính vi các tm
panel gia nhit bc x đ duy trì s thoi mái cho khách hàng trong mùa
đông dù cho nhit đ cà phê ch khong 50
0
F (10
0
C).
C th cng đc làm lnh bng s bay hi: nc trên da (m
hôi) s hp th nhit t c thsau đó bay hi vào không khí xung quanh
và mang theo lng nhit đó.
Mc đ tn tht nhit c th chu nh hng bi 5 điu kin sau:
1. Nhit đ không khí
2. m không khí
3. S chuyn đng ca không khí
4. Nhit đ các vt xung quanh
5. Qun áo
Ngi thit k và vn hành h thng có th điu chnh s tin nghi
c bn bng vic điu chnh ba điu kin: nhit đ, đ m và schuyn
đng không khí.Vy chúng đc điu chnh nh th nào đ ci thin s
tin nghi?
Nhit đ không khí trong nhà có th đc tng lên đ gim tn tht
nhit c th (vào mùa đông) hoc gim xung đ tng tn tht nhit c
th (vào mùa hè) bng s đi lu.
m có th đc tng lên đ gim tn tht nhit c th (vào mùa
đông) và h thp đ tng tn tht nhit c th (vào mùa hè) bng s bay hi.
S chuyn đng không khí có th tng lên đ tng tn tht nhit c
th (vào mùa hè) và h thp đ gim tn tht nhit c th (vào mùa đông)
bng s đi lu.
D nhiên, nhng ngi sng trong các tòa nhà có nhiu s điu
chnhcá nhân cho s tin nghi ca chính h.Ví d, h có th điu chnh
21
s lng áo qun mà h mc, h có th s dng qut đ tng quá trình
đi lu và tn tht nhit bay hi, h có th xa các bc tng và ca s
lnh đ gi m c th trong mùa đông.
Cht lng không khí trong phòng
Cht lng không khí là mt yu t khác nói đn đ tinh khit ca
không khí. Mc đ ca cht lng khí tác đng đn c s tin nghi và
sc khe. Cht lng không khí s gim đi bi s có mt ca các cht
gây ô nhim nh là khói thuc lá, bi, vi sinh vt và khí đc hi. Các
thit b làm sch nh là phin lc có th đc s dng đ loi b bi. Các
cht hp th có th đc dùng đ loi b các cht khí không mong mun.
Chúng ta có th làm loãng nng đcác cht gây ô nhimkhông khí trong
phòng bng vic b sung không khí ngoài tri vào tòa nhà.Phng pháp
này gi là s thông gió (thông khí).
Vn đ v cht lng không khí trong nhà (IAQ) đã tr thành mi
quan tâm chính và quan trng trong nhiu nm gn đây. ã có nhiu
bng chng cho thy rng các cht gây ô nhim không khí trong phòng là
nguyên nhân nh hng đn sc khe ca con ngi. Cm t hi chng
bnh t tòa nhà và các bnh liên quan đn tòa nhà đc đa ra nhm ám
ch đn nhng tác đng này. Nhng n lc ci thin và nghiên cu mnh
m đang đc thc hin trong trong ngành HVAC.
Rõ ràng cht lng không khí kém s góp phn gây nên nhng vn
đ v sc khe con ngi. Khi con ngi s dng lên đn 90% thi gian
ca h trong nhà, đây là mt vn đ đáng đc quan tâm. H thng
HVAC liên quan vi cht lng khí trong nhà (IAQ), thng có nhng
vn đ và có nhng gii pháp tim nng cho nhng vn đ y.
S ô nhim không khí t các ngun bên trong tòa nhà là nguyên
nhân chính gây ra IAQ kém, nhng cht lng không khí ngoài tri đi
vào tòa nhà cng là mt phn to nên vn đ này.
22
Hình 1.9 (b) S trao đi nhit gia c th vi môi trng
S nhn mnh trong vic tho lun đây s là các vn đ v IAQ
trong môi trng làm vic thng mi hn là nhng khu dân c, nhà
mc dù chúng có các vn đ tng t.
23
Tác đng sc khe
Tác đng ngn hn t các cht ô nhim trong không khí có th vào
mt, mi to nên s bc tc, bun nôn, đau đu và mt mi. Nhng triu
chng ca bnh nh là hen suyn có th tng cao.
Bnh st là mt chng bnh v hô hp do các vi sinh vt trong các
thit b hút m và điu hòa không khí.
Bnh viêm thành ph nang nhy cm là mt chng bnh do hít phi
các bi bn hu c.
Tác đng dài hn có th thy sau nhiu nm là bnh tim, ung th
phi.
Thut ng Hi chng bnh công trình (SBS) ch ra nhng triu
chng có th tác đng đn ngi s dng trong sut thi gian h trong
nhà và không th phát hin các du vt các cht đc hi đc bit.
Các cht đc hi trong nhà
Các hp cht hu c d bay hi (VOC). Các hp cht hu c này
d phát ra mùi t các vt liu tòa nhà, g dán, tm mùn ca, cht bám
dính, tm thm, các vt liu làm sch, sn, máy pho to copy, thuc tr
sâu. Formandehit là mt cht đc bit rng rãi nht trong các cht ô
nhim VOC.
S nhim bn sinh hc. ó là vi khun, vi rút, nm mc, mt,
phn hoa.
Môi trng khói thuc lá (EST). Cng đc gi là “khói thuc lá b
đng”. đây là hn hp ca các vt cht đc phát ra t vic đt cháy
thuc lá, qua đng hô hp ca ngi s dng.
Rn (Radon). ây là mt khí phóng x phát ra t đt. Nó có th đi
vào tòa nhà thông qua các vách, sàn, ging, kênh di lòng đt. Nó là
mt vn đ rt ph bin trong các tòa nhà riêng hn là các tòa nhà
thng mi.
Bông khoáng. ây là cht khoáng vt s dng trong dng si đ
bc cách nhit và làm vt liu phòng ha trong các tòa nhà.
Si thy tinh. Các vt liu làm bng si thy tinh đc s dng
nh là lp cách nhit và cách âm trong các h thng HVAC. Nhng loi
si này thng tách ra (bong ra) và đc mang vào nhng không s
dng. Ngoài ra, các lp bc dng si này có th nh là mt không gian
tái sinh cho nm mc.
24
Carbon dioxide (CO2). Nó là mt phân t t nhiên trong khí
quyn, nó không phi là mt khí đc hi nhng thng đc s dng đ
thông gió thích hp. Nng đ ngoài tri ca CO2 khong 300 ppm (1/1
triu). Trong nhng khu vc trong nhà không có s thông gió tt và
quá đông ngi s dng, nng đ CO2 s tng lên nhanh chóng. Tiêu
chun ASHRAE khuyn cáo mt mc ngng 1000 ppm trên mc CO2
cho thy cht lng khí trong nhà kém. Tuy nhiên, có nhiu ý kin khác
nhau trong vn đ này, cn phi nghiên cu nhiu hn na là vic làm
cn thit.
Các gii pháp khc phc
Có ba phng thc tip cn đ ci thin cht lng khí trong các tòa nhà:
1. iu khin ngun. Vic này gm s tránh xa vic s dng các vt
liu hoc các cht hóa hc có ngun gc ô nhim. Nu các cht
này có ti ch, hãy thc hin vic ngn chn hoc loi b chúng.
2. Thông gió. Trong nhng n lc bo tn nng lng s dng,
không khí thm thu (xâm nhp) đã đc gim bng cách gim
hoc bt kín các ch h trong c nhng tòa nhà hin nay và trong
nhng tòa nhà thit k mi. Công vic này liên kt vi vic s
dng lu lng thông gió ngoài tri ti thiu trong nhng h
thng HVAC đc khuch đi tác đng đn các cht ô nhim khí
trong nhà, khi chúng đc gi trong tòa nhà lâu hn và vi nng
đ ln hn.
Nng đ các cht đc hi trong không khí bên ngoài nhà có th
gim đc bng cách cung cp s thông gió ngoài tri t các h
thng HVAC. Bng 6.17 đa ra nhng yêu cu v s thông gió
đin hình ca nhng tiêu chun trng thái hin nay.
3. Làm sch. Mc nng đ ca các cht đc hi có trong không khí
có th gim bng cách làm sch c không khí và ni dch tt.
Các b lc khí trong các h thng HVAC chính xác và hiu qu
s gim nng đ các cht đc hi ngoài tri cn thit. Vi các b
lc hiu sut cao hn thì vic này càng hiu qu hn: đó có th là
các b lc HEPA, các thit b x lý không khí bng đin và các
b lc carbon hot tính. Nu không khí ngoài tri vi nng đ
thích hp, các b lc OA có th cn thit.
Bo dng ni dch tt và thng xuyên là mt phn rt quan
trng trong vic đm bo cht lng khí bên trong n đnh. Các
mc sau đây có th đc quan tâm:
A. Làm sch và thay th các b lc khí thng xuyên. ây là khu
vc thng b b qua.
25
B. Gim hoc kh các khu vc m t. Ví d, nên quan tâm đn
các khay (máng) nc thi trong h thng HVAC.
C. Hút bi cho các khu vc ni bi có th tích tr. Mt ví d đó là
đng ng gió.
D. ng dng phù hp các b lc CO
2
đn các khu vc ni mà quá
trình phát trin CO
2
nh mong đi, nh là tháp gii nhit, bình
kh m, các dàn và các khay nc thi. Cn bnh him nghèo
đc gi là hi chng viêm phi do nhim khun thng xy
ra đu tiên trong nhng h thng HVAC, nh là tháp gii
nhit. Phi quan tâm thc hin vic làm sch cho các không
gian s dng.
1.6 NHNG TIÊU CHUN TIN NGHI
Nhng nghiên cu v các điu kin nh hng đn s tin nghi ca
con ngi đã dn đn s phát trin ca cáctiêu chun v các điu kin
không khí trong nhà đc khuyn cáo cho s tin nghi đc đa ra trong
tiêu chun ASHRAE 55-1992, Các tiêu chun môi trng v nhit cho
ngi s dng.Các kt qu ca nhng nghiên cu này đc trình bày
hình 1.10.
Vùng đm màu trong hình 1.10 đc gi là các di tin nghi.
Chúng th hin nhng vùng ca nhit đ không khí và đ m tng đi
ni mà ít nht 80% ngi s dng s cm thy mt môi trng tin nghi.
Chú ý có di tách bit đi vi mùa đông và mùa hè, tng ng vi phn
gch chéo hai bên vùng đm màu.
S dng hình 1.10 ch phù hp vi các điu kin sau:
1. Di tin nghi ch áp dngđn nhng ngi làm vic ti ch hoc
hot đng nh.
2. Di tin nghi ch áp dng cho áo s mi tay áo ngn và qun mng
mùa hè hoc tng đng (0.5 clo); và qun dày, áo s mi tay dài
và áo vét hoc áo len dài tay, hoc tng đng (0.9 clo).
3. Di tin nghi áp dng cho s chuyn đng ca không khí trong
di đang s dng không quá 30 feet/phút (FPM) (30 × 0.3 = 9
m/phút) trong mùa đông và 50 FPM (50 × 0.3 = 15 m/phút) trong
mùa hè.
4. Di tin nghi ch áp dng cho các điu kin xác đnh ca bc x
nhit gia ngi s dng và không gian xung quanh. Ví d, mt
ngi nhnbc x mt tri trc tip qua mt ca s trong mùa hè
có th cm thy không thoi mái mc dù nhit đ và đ m trong
phòng nm trong di s tin nghi.