BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG GIÓ
SỬ DỤNG QUẠT VÀ COOLING PAD

Họ và tên sinh viên: MAI VĂN KHANH
HUỲNH THẾ BẢO
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2007 - 2011

Tháng 6/2011


TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG THÔNG GIÓ SỬ DỤNG
QUẠT VÀ COOLING PAD

Tác giả

MAI VĂN KHANH
HUỲNH THẾ BẢO

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng kỹ sư ngành
Công nghệ nhiệt lạnh

Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ Nguyễn Hùng Tâm
Kỹ sư Nguyễn Thị Hoài Thu

Tháng 6 năm 2011

i


LỜI CẢM TẠ
Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô trường Đại học Nông Lâm TP.HCM,
các thầy cô khoa Cơ Khí – Công Nghệ. Những người thầy đã tận tâm truyền dạy
những kiến thức quý giá cho em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Em xin được gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Nguyễn Hùng Tâm và cô Nguyễn
Thị Hoài Thu, người đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn tốt
nghiệp. Sự chỉ dẫn nhiệt tình của thầy, cô cùng với những kiến thức quý giá được thầy,
cô truyền đạt đã giúp em có thể hoàn thành tốt đề tài luận văn.
Mặc dù rất cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, em rất
mong nhận được sự đóng góp ý kiến của thầy cô.

TP.HCM, ngày 6 tháng 6 năm 2011.
Sinh viên thực hiện
Mai Văn Khanh
Huỳnh Thế Bảo

ii


TÓM TẮT
Đề tài “ Tính toán, thiết kế mô hình hệ thống thông gió sử dụng quạt và cooling
pad”.
Sinh viên thực hiện:


Giáo viên hướng dẫn:

Mai Văn Khanh

Thạc sĩ: Nguyễn Hùng Tâm

Huỳnh Thế Bảo

Kỹ sư: Nguyễn Thị Hoài Thu

Mục đích:
- Tính toán, thiết kế hệ thống thông gió sử dụng quạt và cooling pad cho nhà xưởng
CK07, khoa Cơ Khí – Công Nghệ.
Nội dung:
- Khảo nghiệm mô hình hệ thống quạt và cooling pad có sẳn.
- Khảo nghiệm sự hoạt động của hệ thống quạt và cooling pad trong xưởng CK07.
 Sử dụng nước cung cấp có nhiệt độ ban đầu 29 oC.
 Sử dụng nước cung cấp có nhiệt độ ban đầu 2 oC.
- Tính toán chọn máy làm lạnh nước cung cấp nước cho quạt hơi nước.
- Tính toán phụ tải nhiệt của nhà xưởng CK07, năng suất lạnh của hệ thống quạt
nước (Khanh).
- Thiết kế, lập bản vẽ lắp mô hình hệ thống quạt nước (Bảo).
Kết quả đã đạt được:
- Phụ tải nhiệt của xưởng CK07: Q0 = 24 kW.
- Các thông số đặc tính của hệ thống quạt nước có sẵn:
Hiệu suất

Năng suất lạnh khi sử

Năng suất lạnh khi sử


Lượng nước

tăng ẩm, %

dụng nước ban đầu có

dụng nước ban đầu có

tiêu thụ, Lw

nhiệt độ 29 oC, kW

nhiệt độ 2 oC, kW

(kg/h)

12

16

6,2

87

- Đối với xưởng CK07 chọn 2 quạt nước có năng suất lạnh Q = 12 kW để thông gió
làm mát
- Thiết kế, lập được bản vẽ lắp mô hình quạt hơi nước khác có kích thước gọn nhẹ
hơn.


iii


MỤC LỤC
Trang tựa...........................................................................................................................i
Lời cảm tạ ....................................................................................................................... ii
Tóm tắt ........................................................................................................................... iii 
Mục lục ...........................................................................................................................iv 
Danh sách các chữ viết tắt và ký hiệu .......................................................................... vii 
Danh sách các hình .........................................................................................................ix 
Danh sách các bảng ........................................................................................................xi 
CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU ................................................................................................... 1 
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1 
1.2. Mục đích của đề tài................................................................................................... 2 
CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN ........................................................................................... 3 
2.1.Giới thiệu chung về thông gió ................................................................................... 3 
2.1.1. Lịch sử phát triển của thông gió ............................................................................ 3 
2.1.2. Khái niệm và phân loại thông gió ......................................................................... 3 
2.1.3. Ứng dụng của thông gió ........................................................................................ 5 
2.2. Đặc điểm khí hậu của TP Hồ Chí Minh ................................................................... 5 
2.3. Tác dụng của môi trường không khí đối với môi trường và sản xuất ...................... 6 
2.3.1. Tác dụng của môi trường không khí đối với con người ........................................ 6 
2.3.2. Tác dụng của môi trường không khí tới sản suất................................................... 8 
2.3.3. Các yếu tố có hại có trong không khí và tác dụng của chúng đối với con người . 9 
2.3.4. Tiêu chuẩn môi trường trong khu vực thông gió .................................................10 
2.4. Không khí ẩm..........................................................................................................13 
2.4.1. Khái niệm cơ bản .................................................................................................13 
2.4.2. Các loại không khí ẩm .........................................................................................13 
iv



2.4.3.Các thông số đặc tính của không khí ẩm ..............................................................14 
2.5. Các quá trình trao đổi nhiệt và ẩm đa biến .............................................................15 
2.5.1. Quá trình trao đổi nhiệt và ẩm .............................................................................15 
2.5.2. Các quá trình trao đổi nhiệt và ẩm đa biến ..........................................................16 
2.6. Lám mát bay hơi .....................................................................................................17 
2.6.1. Làm mát bay hơi kiểu trực tiếp ...........................................................................18 
2.6.2. Làm mát bay hơi kiểu gián tiếp ...........................................................................20 
2.6.3. Làm mát bay hơi kiểu hỗn hợp ............................................................................20 
2.7. Bơm, quạt, cooling pad...........................................................................................21 
2.7.1. Bơm ...................................................................................................................21 
2.7.2. Quạt thông gió .....................................................................................................23 
2.7.3. Cooling pad .........................................................................................................24 
2.8. Một số mô hình thông gió sử dụng quạt và cooling pad ........................................28 
2.8.1. Máy giải nhiệt không khí bằng hơi nước Windking ...........................................28 
2.8.2. Hệ thống làm mát bằng áp suất âm .....................................................................31 
CHƯƠNG 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................32 
3.1. Phương pháp thực hiện ...........................................................................................32 
3.1.1. Khảo sát đo đạc ...................................................................................................32 
3.1.2. Phương pháp xác định nhiệt độ và ẩm độ của không khí tại xưởng CK 07 ........32 
3.1.3. Phương pháp khảo nghiệm hệ thống quạt và cooling pad...................................32 
3.2. Phương tiện .............................................................................................................33 
3.2.1. Các chương trình, phần mềm máy tính phụ trợ ...................................................33 
3.2.2. Dụng cụ khảo nghiệm ..........................................................................................33 
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................34 
4.1. Khảo sát nhanh nhà xưởng CK07 khoa Cơ Khí - Công Nghệ trường Đại Học Nông
Lâm TP Hồ Chí Minh ....................................................................................................34 
v



4.1.1. Kết cấu và vị trí không gian xung quanh xưởng CK07 .......................................34 
4.1.2. Các phụ tải hiện có ..............................................................................................35 
4.2. Khảo nghiệm hệ thống quạt hơi nước có sẳn .........................................................36 
4.2.1. Mục đích ..............................................................................................................36 
4.2.2. Kết quả và nhận xét .............................................................................................37 
4.3. Tính toán phụ tải và chọn phương án thông gió cho nhà xưởng CK07 .................41 
4.4.  Khảo nghiệm nhà xưởng CK07 Khi có quạt nước và khi không có quạt nước hoạt
động ...............................................................................................................................52 
4.4. Mục đích .................................................................................................................52 
4.4.2. Kết quả và nhận xét..............................................................................................53 
4.4.3. Khảo nghiệm hoạt động của hệ thống quạt nước trong xưởng khi sử dụng nước ở
nhiệt độ ban đầu 20C......................................................................................................56 
4.5. Tính toán, thiết kế mô hình thiết bị làm mát bay hơi sử dụng cooling pad ............57 
4.5.1.  Tính toán thiết kế mô hình quạt nước sử dụng tấm cooling pad (sử dụng nước ở
nhiệt độ thường) ............................................................................................................57 
4.5.2. Tính toán chọn máy làm lạnh nước để cung cấp cho cooling pad ......................60 
4.6. Tính toán chi phí .....................................................................................................65 
4.6.1. Chi phí đầu tư ban đầu.........................................................................................65 
4.6.2. Chi phí vận hành ..................................................................................................65 
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................67 
5.1. Kết luận ...................................................................................................................67 
5.2. Đề nghị ...................................................................................................................68
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU
Aa


- Diện tích miệng thổi không khí của thiết bị.

αN

- Hệ số tỏa nhiệt của không khí ngoài trời.

αT

- Hệ số tỏa nhiệt của không khí trong nhà.

β

- Nồng độ CO2 có thể chấp nhận trong không gian cần điều hòa, % thể tích

BEP - Best Eficiency Point, Điểm làm việc tốt nhất.
cw

- Nhiệt dung riêng của nước

ca

- Nhiệt dung riêng của không khí

d

- Độ chứa hơi của không khí ẩm.

D


- Chiều dày tấm cooling pad.

εsat

- Hiệu suất tăng ẩm của thiết bị.

εS

- Hệ số hấp thụ của tôn.

E

- Tỉ số giữa lưu lượng khối của nước và không khí vào

FOP - Fan Operating Point, Điểm làm việc của quạt.
φ

- Độ ẩm tương đối.

GW

- Lưu lượng nước cấp cho tấm cooling pad của quạt hơi nước

h

- Chiều cao của sóng giấy trong cooling pad.

H

- Chiều cao tấm cooling pad.


ik

- Enthalpy của không khí khô có trong không khí ẩm đang khảo sát.

ih

- Enthalpy của hơi nước có trong không khí ẩm đang khảo sát.

i”

- Nhiệt ẩn hóa hơi của nước.

I

- Enthalpy của không khí ẩm.

Lq

- Lưu lượng quạt.

Lb

- Lưu lượng bơm.

Lw

- Lượng nước tiêu thụ của thiết bị.

η


- Hiệu suất
vii


N

- Độ ồn.

ρh

- Độ ẩm tuyệt đối

P

- Công suất thực tế

POP - Pum Operating Point, Điểm làm việc của bơm.
Q

- Công suất lạnh.

Qc

- Năng suất lạnh của máy lạnh chiller.

Qo

- Phụ tải nhiệt.


QK

- Năng suất giải nhiệt của tháp

R’’

- Nhiệt bức xạ mặt trời đập vào mái.

tae

- Nhiệt độ không khí vào thiết bị.

tae,k

- Nhiệt độ bầu khô của không khí vào thiết bị.

tae,u

- Nhiệt độ bầu ướt của không khí vào thiết bị.

tal

- Nhiệt độ không khí ra thiết bị.

tal,k

- Nhiệt độ bầu khô của không khí ra thiết bị.

tal,u


- Nhiệt độ bầu ướt của không khí ra thiết bị.

t*al

- Nhiệt độ không khí ra thiết bị đạt độ ẩm tương đối φ = 100%

tds

- Nhiệt độ đọng sương.

tk

- Nhiệt độ bầu khô.

tu

- Nhiệt độ bầu ướt.

tR

- Nhiệt độ các bề mặt bao quanh

tw

- Nhiệt độ của nước.

v

- Vận tốc trung bình của không khí.


ν

- Thể tích riêng của không khí.

Vkka

- Thể tích của khối lượng không khí ẩm đang khảo sát

W

- Chiều rộng tấm cooling pad.

γ

- Trọng lượng riêng của nước
viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Các quá trình trao đổi nhiệt và ẩm đa biến ...................................................16
Hình 2.2: Trình bày nguyên lý của phương án làm mát bay hơi kiểu trực tiếp ...........18
Hình 2.3: Trình bày nguyên lý của phương án làm mát bay hơi kiểu gián tiếp ...........20
Hình 2.4: Trình bày nguyên lý của phương án làm mát bay hơi kiểu hỗn hợp ............20
Hình 2.5: Phân loại bơm ...............................................................................................21
Hình 2.6: Biểu đồ mô tả sự giảm nhiệt độ trong ngày bằng hệ thống làm mát cooling
pad .................................................................................................................................25
Hình 2.7: Cooling pad của POULTEC .........................................................................26
Hình 2.8: Các thông số của cooling pad 0790 ..............................................................28
Hình 2.9: Máy làm mát không khí bằng hơi nước Windking. .....................................29
Hình 2.10: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Windking..........................................29

Hình 2.11: Các kiểu nhà xưởng áp dụng máy làm mát không khí Windking ..............30
Hình 2.12: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống làm mát áp suất âm ...........31
Hình 4.1: Vị trí và không gian xung quanh xưởng CK07 ............................................34
Hình 4.2: Mô hình khảo nghiệm hệ thống quạt nước ...................................................36
Hình 4.3: Cấu tạo quạt nước có sẳn ..............................................................................37
Hình 4.4: Trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống quạt nước ..............................38
Hình 4.5: Đồ thị mối quan hệ giữa vận tốc gió và trở lực tấm cooling pad .................40
Hình 4.6: Kích thước của tường trước xưởng CK07 ....................................................44
Hình 4.7: Mô hình xưởng CK07...................................................................................45
Hình 4.8: Cấu trúc tường của xưởng CK07..................................................................46
Hình 4.9: Bố trí các quạt nước làm mát cho xưởng CK07 ...........................................52
Hình 4.10: Sơ đồ bố trí nhiệt kế đo nhiệt độ trong xưởng CK07 .................................53
Hình 4.11: Bố trí khảo nghiệm đo nhiệt độ và ẩm độ xưởng CK07 ............................54
Hình 4.12: Cấu tạo quạt ................................................................................................58
ix


Hình 4.13: Mô hình quạt hơi nước thiết kế ..................................................................59
Hình 4.14: Water Cooled Water Chiller (máy sản suất nước lạnh kiểu làm mát bằng
nước) – Daikin. ..............................................................................................................61
Hình 4.15: Sơ đồ hoạt động cấp nước lạnh cho hệ thống quạt nước............................62
Hình 4.16: Sơ đồ hoạt động của tháp giải nhiệt ...........................................................64

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Khí hậu TP Hồ Chí Minh ............................................................................... 6
Bảng 2.2: Tốc độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ ...................................................... 7
Bảng 2.3: Nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho sản suất...................................................... 8

Bảng 2.4: Thông số vi khí hậu tối ưu thích ứng với các trạng thái lao động ...............10
Bảng 2.5: Giới hạn tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà .................................................11
Bảng 2.6: Thang cảm giác nhiệt của người Việt Nam..................................................11
Bảng 2.7: Tiêu chuẩn độ ồn lớn nhất cho phép cho các hoạt động thông thường của
con người. ......................................................................................................................12
Bảng 2.8: Tiêu chuẩn về lưu lượng thông gió thải CO2 cần thiết cho một người ........13
Bảng 2.9: Các thông số đặc tính của tấm cooling pad ..................................................26
Bảng 2.10: Hiệu suất làm mát của tấm cooling pad POULTEC ..................................27
Bảng 2.11: Trở lực tấm cooling pad POULTEC ..........................................................27
Bảng 4.1: Các kích thước của nhà xưởng CK07 ..........................................................35
Bảng 4.2: Nhiệt độ trung bình và ẩm độ trung bình của không khí tại xưởng CK07 vào
ngày 5 và 6 tháng 5 năm 2011. ......................................................................................35
Bảng 4.3: Các phụ tải trong nhà xưởng ........................................................................35
Bảng 4.4: Hiệu suất tăng ẩm trung bình của thiết bị. ...................................................38
Bảng 4.5: Năng suất lạnh trung bình của thiết bị khi sử dụng nước ở nhiệt độ thường
.......................................................................................................................................39
Bảng 4.6: Năng suất lạnh ước lượng của thiết bị khi sử dụng nước lạnh .....................39
Bảng 4.7: Lượng nước tiêu thụ trung bình của thiết bị, Lw , kg/h ................................39
Bảng 4.8: Vận tốc gió trung bình của hệ thống quạt nước có sẵn ................................40
Bảng 4.9: Số liệu đo vận tốc gió và trở lực của tấm cooling pad .................................40
Bảng 4.10: Đo lưu lượng bơm trong hệ thống quạt nước. ............................................41
Bảng 4.11: Tổng hợp kết quả tính toán phụ tải nhiệt của xưởng CK07 .......................51
xi


Bảng 4.12: Nhiệt độ trung bình và ẩm độ tương đối trung bình của xưởng khi không
sử dụng quạt nước và khi sử dụng hệ thống quạt hơi nước ...........................................54
Bảng 4.13: Vận tốc gió đo tại các vị trí gắn nhiệt kế và công suất của quạt nước .......54
Bảng 4.14: Đo nhiệt độ nhà xưởng khi sử dụng nước có nhiệt độ ban đầu ở 2oC .......56
Bảng 4.15: Các thông số đặc tính của quạt ...................................................................57

Bảng 4.16: Các thông số lựa chọn tháp giải nhiệt. .......................................................64
Bảng 4.17: Các thông số cơ bản của tháp giải nhiệt được chọn. ..................................64
Bảng 4.18: Chi phí đầu tư hệ thống quạt hơi nước làm mát xưởng CK07 ...................65
Bảng 4.19: Chi phí tiền điện và nước mỗi tháng cho việc sử dụng quạt hơi nước.......66

xii


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Những năm gần đây cùng với sự đi lên của nền kinh tế đất nước, nền công –
nghiệp nước ta cũng từng bước phát triển về sản lượng lẫn chất lượng, quy mô hoạt
động sản xuất ngày càng lớn, song song đó thì kỹ thuật lạnh cũng như kỹ thuật điều
hòa không khí và thông gió ngày càng được phát triển mạnh mẽ.
Ở các tòa cao ốc văn phòng, nhà xưởng, khu chuồng trại chăn nuôi hay nhà ở,
trong quá trình sinh hoạt, sản suất thường tỏa ra các “ yếu tố độc hại” gây ô nhiểm môi
trường không khí bên trong không gian đó, nếu ta làm việc lâu dài trong các môi
trường này thì sẽ gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe, nhẹ có thể bị choáng hoặc cảm
thấy mệt mỏi, nặng có thể gây đột quỵ… Ngoài ra một môi trường trong sạch rất cần
cho sự phát triển về thể chất, trí não và còn cần thiết cho việc lao động hiệu quả. Vì
vậy vấn đề về điều hòa không khí và thông gió là một yếu tố hết sức quan trọng, luôn
được xem xét trong quá trình thiết kế. Ở những tòa nhà cao ốc, thông gió được xem
như là phương pháp tiết kiệm bổ trợ cho hệ thống điều hòa không khí, thông gió còn
được sử dụng trong các hệ thống chống cháy, các hệ thống phụ của hệ thống điều hòa
không khí… Còn ở nhà xưởng, khu công nghiệp, chuồng trại với diện tích rộng khó có
thể áp dụng hệ thống điều hòa không khí nên việc áp dụng hệ thống thông gió ở đây là
phù hợp và tiết kiệm hơn.
Thông gió là một lĩnh vực khoa học kỹ thuật rất rộng, bao gồm từ kiến trúc, xây
dựng, nhiệt kĩ thuật, thủy khí động học, vệ sinh và an toàn lao động, công nghệ, chế

tạo cơ khí v.v … có nhiệm vụ đảm bảo cho môi trường không khí bên trong các công
trình kiến trúc dân dụng và công nghiệp được trong sạch, không bị ô nhiễm bởi bụi và
khí độc hại, mát mẻ về mùa nóng, ấm áp dễ chịu về mùa lạnh, bảo vệ được sức khỏe
cho người lao động.
1


Nước ta là một nước nông nghiệp, kinh tế chủ yếu của nước ta vẫn còn lả trồng
trọt và chăn nuôi. Việc chăn nuôi ở nước ta phần lớn là thực hiện riêng lẻ, thủ công,
còn các khu chăn nuôi tập trung thì nhu cầu về vệ sinh không khí chưa đáp ứng được.
Bên cạnh đó, các nhà máy, xí nghiệp, phân xưởng còn chưa quan tâm đúng mức đến
việc thông thoáng, điều đó sẽ ảnh hưởng lớn đến độ bền của máy móc và sức khỏe của
người lao động, chưa kể với khí hậu nóng ẩm của nước ta thì tác hại còn lớn hơn
nhiều.
Với hệ thống thông gió tự nhiên không thể bảo đảm điều kiện vệ sinh tối ưu
trong các nhà xưởng, trong các phòng với số người đông và nhiệt thừa lớn, đòi hỏi lưu
lượng trao đổi không khí tương đối lớn. Vì vậy việc sử dụng thiết bị hỗ trợ như một
động lực nhân tạo để vận chuyển và làm mát không khí là cần thiết.
Được sự phân công của khoa Cơ Khí Công Nghệ trường Đại Học Nông Lâm
TP Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của thầy Th.S Nguyễn Hùng Tâm và K.s Nguyễn
Thị Hoài Thu, đề tài “Tính toán, thiết kế hệ thống thông gió sử dụng quạt và cooling
pad”, đã được tiến hành.

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Mục đích chung:
Tính toán, thiết kế hệ thống thông gió sử dụng quạt và cooling pad cho nhà
xưởng CK07, khoa Cơ Khí – Công Nghệ.
Cụ thể là:
Khảo nghiệm mô hình hệ thống quạt và cooling pad có sẳn.
Khảo nghiệm sự hoạt động của hệ thống quạt và cooling pad trong xưởng

CK07.
o Sử dụng nước cung cấp có nhiệt độ ban đầu 29 oC.
o Sử dụng nước cung cấp có nhiệt độ ban đầu 2 oC.
Tính toán chọn máy làm lạnh nước cung cấp nước cho quạt hơi nước.
Tính toán tổng phụ tải nhiệt của nhà xưởng, năng suất lạnh của hệ thống quạt
nước (Khanh).
Thiết kế, lập bản vẽ lắp mô hình hệ thống quạt nước (Bảo).

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ THÔNG GIÓ
2.1.1 Lịch sử phát triển của thông gió /tl 1/
Từ xa xưa con người đã biết tận dụng các yếu tố tự nhiên để thông gió chống
nóng, tránh lạnh trong các nơi ẩn náu, cư trú của mình, hoàng đế thành Rôm Varius
Avitus trị vì năm 218 đến năm 222 đã cho đắp cả một núi tuyết trong vườn thượng
uyển để mùa hè có thể thưởng ngoạn những ngọn gió mát thổi vào cung điện. Nhưng
mãi đến thế kỉ 18, khi nền sản suất công nghiệp ra đời và phát triển đánh dấu bằng sự
xuất hiện của máy hơi nước thì thông gió mới trở thành đối tượng nghiên cứu của
nhiều nhà khoa học trên thế giới, Agricola đã mô tả một công trình bơm không khí
xuống giếng mỏ để cung cấp khí tươi, hút khí độc tạo điều kiện thoải mái cho công
nhân mỏ năm 1555, nhà bác học thiên tài Leonardo Devince cũng đã thiết kế và chế
tạo hệ thống thông gió cho một giếng mỏ.
2.1.2 Khái niệm và phân loại thông gió /tl 7,8/
Khái niệm
Thông gió là quá trình trao đổi không khí trong và ngoài nhà để thải nhiệt thừa,
ẩm thừa và các chất độc hại… mà trong quá trình sản xuất và sinh hoạt của con người
thường sinh ra, nhằm giữ cho các thông số vật lý, khí hậu trong nhà không vượt quá

giới hạn cho phép.
Phân loại
 Theo hướng chuyển động của gió
Người ta chia ra các loại sau :
 Thông gió kiểu thổi : Thổi không khí sạch vào phòng và không khí trong phòng
thải ra bên ngoài qua các khe hở của phòng nhờ chênh lệch cột áp. Phương pháp thông
3


gió kiểu thổi có ưu điểm là có thể cấp gió đến các vị trí cần thiết, nơi tập trung nhiều
người, hoặc nhiều nhiệt thừa, ẩm thừa, tốc độ gió luân chuyển thường lớn. Tuy nhiên
nhược điểm của phương pháp này là áp suất trong phòng là dương nên gió tràn ra mọi
hướng, do đó có thể tràn vào các khu vực không mong muốn.
 Thông gió kiểu hút : Hút xả không khí bị ô nhiễm ra khỏi phòng và không khí
bên ngoài tràn vào phòng theo các khe hở nhờ chênh lệch cột áp. Thông gió kiểu hút
xả có ưu điểm là có thể hút trực tiếp không khí ô nhiễm tại nơi phát sinh, không cho
phát tán ra trong phòng, lưu lượng thông gió nhờ vậy không yêu cầu quá lớn, nhưng
hiệu quả cao. Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là gió tuần hoàn trong
phòng rất thấp, hầu như không có sự tuần hoàn đáng kể, mặt khác không khí tràn vào
phòng tương đối tự do, do đó không kiểm soát được chất lượng gió vào phòng, không
khí từ những vị trí không mong muốn có thể tràn vào.
 Thông gió kết hợp : Kết hợp cả hút xả lẫn thổi vào phòng, đây là phương pháp
hiệu quả nhất. Thông gió kết hợp giữa hút xả và thổi gồm hệ thống quạt hút và thổi. Vì
vậy có thể chủ động hút không khí ô nhiễm tại những vị trí phát sinh chất độc và cấp
vào những vị trí yêu cầu gió tươi lớn nhất. Phương pháp này có tất cả các ưu điểm của
hai phương pháp nêu trên, nhưng loại trừ các nhược điểm của hai kiểu cấp gió đó. Tuy
nhiên phương pháp kết hợp có nhược điểm là chi phí đầu tư cao hơn.
 Theo động lực tạo ra thông gió
 Thông gió tự nhiên : Là hiện tượng trao đổi không khí trong nhà và ngoài trời
nhờ chênh lệch cột áp. Thường cột áp chênh lệch do nhiệt độ khác nhau là phổ biến

nhất.
 Thông gió cưỡng bức : Quá trình thông gió thực hiện bằng quạt.
 Theo phương pháp tổ chức
 Thông gió tổng thể : Thông gió tổng thể cho toàn bộ phòng hay công trình
 Thông gió cục bộ : Thông gió cho một khu vực nhỏ đặc biệt trong phòng hay
các phòng có sinh các chất độc hại lớn.
 Theo mục đích
 Thông gió bình thường : Mục đích của thông gió nhằm loại bỏ các chất độc hại,
nhiệt thừa, ẩm thừa và cung cấp ôxi cho sinh hoạt của con người.

4


 Thông gió sự cố : Nhiều công trình có trang bị hệ thống thông gió nhằm khắc
phục các sự cố xảy ra.
 Đề phòng các tai nạn tràn hoá chất : Khi xảy ra các sự cố hệ thống thông gió
hoạt động và thải khí độc đến những nơi định sẵn hoặc ra bên ngoài.
 Khi xảy ra hoả hoạn : Để lửa không thâm nhập các cầu thang và cửa thoát hiểm,
hệ thống thông gió hoạt động và tạo áp lực dương trên nhưng đoạn này để mọi người
thoát hiểm dễ dàng.
 Hệ thống thông gió sự cố chỉ hoạt động khi xảy ra sự cố.
2.1.3 Ứng dụng của thông gió
Được áp dụng nhiều trong các nghành công nghiệp:
 Nhà xưởng sản xuất may mặc, dệt len, giầy da, bao bì, xưởng cơ khí, gara ô tô,
đan lát mây tre, gốm sứ,…
 Trong các ngành dịch vụ: Nhà hàng, siêu thị, quán bia, khu vui chơi giải trí,…
 Trong lĩnh vực trồng trọt: Nhà kính vườn ươm cây giống, trồng hoa, cây
cảnh,…
 Trong lĩnh vực chăn nuôi: Chuồng nuôi gia súc, gia cầm,…


2.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ HẬU CỦA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
“Nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, TP Hồ Chí Minh có nhiệt độ
cao đều trong năm và hai mùa mưa – khô rõ rệt. Mùa mưa bắt đầu từ tháng 5 tới tháng
11, còn mùa khô từ tháng 12 tới tháng 4. Trung bình, TP Hồ Chí Minh có 160 tới 270
giớ nắng/tháng, nhiệt độ tung bình 27 oC, cao nhất lên tới 40 oC, thấp nhất xuống
13,8 oC. Hằng năm, thành phố có 330 ngày nhiệt độ trung bình từ 25 tới 28 oC. Lượng
mưa trung bình thành phố đạt 1949 mm/năm, trong đó năm 1908 đạt cao nhất 2718
mm, thấp nhất xuống 1392 mm vào năm 1958. Một năm, ở TP Hồ Chí Minh có trung
bình 159 ngày mưa, tập trung nhiều nhất vào hai tháng 6 và 9. Trên phạm vi không
gian thành phố, lượng mưa phân bố không đều, có khuynh hướng tăng theo trục Tây
Nam – Đông Bắc. Các quận nội thành và các huyện phía Bắc có lượng mưa cao hơn
các huyện còn lại.

5


TP Hồ Chí Mính chịu ảnh hưởng của hai hướng gió chính là gió mùa Tây – Tây
Nam và Bắc – Đông Bắc. Gió Tây – Tây Nam từ Ấn Độ dương, tốc độ trung bình 3.6
m/s, vào mùa mưa. Gió Bắc – Đông Bắc từ biển Đông, tốc độ trung bình 2.4 m/s.
Ngoài ra còn có gió tín phong theo hướng Nam – Đông Nam vào khoảng tháng 3 tới
tháng 5, trung bình 3.7 m/s. Có thể nói TP Hồ Chí Minh thuộc vùng không có gió bão.
Cũng như lượng mưa, độ ẩm không khí ở thành phố lên cao vào mùa mưa, 80 %, và
xuống thấp vào mùa khô, 74.5%. Trung bình, độ ẩm không khí đạt bình quân
79.5%/năm” (TheWikimedia Foundation, Inc).
Bảng 2.1: Khí hậu TP Hồ Chí Minh
(Nguồn: Đại sứ quán Việt Nam tại Luân Đôn, 26/02/2008)
Tháng

1


2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

32

33

34

34


33

32

31

32

31

31

30

31

21

22

23

24

25

24

25


24

23

23

22

22

14

4

12

42

220

331

313

267

334

268


115

56

Nhiệt độ
trung bình
cao (oC)
Nhiệt độ
trung bình
thấp (oC)
Lượng mưa
trung bình
(mm)
Độ ẩm trung bình của TP Hồ Chí Minh: φ = 79,5 %
Độ ẩm trung bình của TP Hồ Chí Minh vào mùa mưa: φ = 80 %
Độ ẩm trung bình của TP Hồ Chí Minh vào mùa khô: φ = 74,5 %

2.3 TÁC DỤNG CỦA MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ ĐỐI VỚI MÔI
TRƯỜNG VÀ SẢN XUẤT
2.3.1 Tác dụng của môi trường không khí đối với con người /tl 1, 5/
Sự tỏa nhiệt của cơ thể ra môi trường xung quanh: Do sự hô hấp và hoạt động, cơ
thể sinh vật luôn luôn tỏa nhiệt (trung bình lượng nhiệt tỏa ra của một người khoảng
6


100 – 400W và có thể nhiều hơn). Sự cân bằng nhiệt của cơ thể đạt được khi toàn bộ
lượng nhiệt sinh vật sản sinh ra đều được thải ra môi trường xung quanh. Nếu như
lượng nhiệt ấy không thải hết, cơ thể sinh vật bị nung nóng, nhiệt độ cơ thể tăng, và
sinh vật cảm thấy khó chịu. Tăng hay giảm nhiệt độ cơ thể, thậm chí 1oC so với nhiệt
độ thân nhiệt (của người là 36,5 oC) cũng sẽ làm thay đổi cảm giác nhiệt của cơ thể.

Cơ thể thực hiện cân bằng nhiệt bằng cách tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh
bằng 3 con đường: Đối lưu, bức xạ và bốc mồ hôi (ngoài ra còn có lượng nhiệt tỏa ra
để nung nóng không khí và nung nóng thức ăn nhưng không đáng kể). Ở mức độ chính
xác cho phép, tỉ lệ lượng nhiệt tỏa bằng các con đường trên như sau: Đối lưu 25%, bức
xạ 50% và bốc hơi mồ hôi 25%.
Qua nghiên cứu thấy rằng con người thấy thoải mái dễ chịu khi sống trong môi
trường không khí có nhiệt độ t = 22 – 27 oC.
Độ ẩm tương đối của không khí cũng là yếu tố quyết định tới lượng nhiệt ẩn bay
hơi qa từ cơ thể người vào không khí. Khi không khí có độ ẩm φ nhỏ, hơi nước từ mồ
hôi dễ dàng bay hơi vào không khí, còn khi không khí có độ ẩm φ lớn chỉ có một
lượng nhỏ hơi nước trong mồ hôi có thể bốc hơi.
Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi sống trong môi trường
không khí có độ ẩm tương đối φ = 40 – 70 %.
Tốc độ không khí cũng ảnh hưởng đến lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể con người.
Khi tốc độ không khí tăng, lượng nhiệt tỏa ra từ cơ thể người bằng đối lưu và bốc mồ
hôi bay hơi đều tăng và ngược lại.
Qua nghiên cứu ta thấy con người sẽ cảm thấy dễ chịu khi tốc độ không khí xung
quanh khoảng 0,25 m/s. Khi nhiệt độ không khí tăng thì tốc độ không khí nên chọn
cũng tăng nhưng không nhiều.
Bảng 2.2: Tốc độ không khí phụ thuộc vào nhiệt độ
Nhiệt độ không khí
xung quanh, oC
Tốc độ không khí,
m/s

16 – 20
< 0,25

21 – 23


24 – 25

26 – 27

28 – 29

0,25 – 0,3 0,4 – 0,6

0,7 – 1

1,1 – 1,3 1,3 – 1,5

7

> 30


Như vậy các dạng trao đổi nhiệt giữa cơ thể với môi trường xung quanh phụ
thuộc vào tổ hợp của 4 yếu tố nhiệt độ (t), độ ẩm (φ), vận tốc chuyển động (v) của
không khí và nhiệt độ bề mặt bao quanh (tR), các yếu tố này gọi là yếu tố khí hậu.
 Cường độ bốc hơi mồ hôi phụ thuộc nhiệt độ (t), độ ẩm (φ), vận tốc chuyển
động (v) của không khí.
 Cường độ tỏa nhiệt bằng bức xạ không phụ thuộc vào nhiệt độ không khí (vì
không khí là môi trường trong suốt đối với tia bức xạ), chỉ phụ thuộc vào nhiệt
độ bề mặt bao quanh (tR) và phần nào phụ thuộc vào độ ẩm (φ) ( vì không khí
càng ẩm thì tính trong suốt của nó đối với tia bức xạ càng kém).
 Cường độ tỏa nhiệt bằng đối lưu phụ thuộc vào nhiệt độ (t) và vận tốc chuyển
động (v) của không khí.
2.3.2 Tác dụng của môi trường không khí tới sản suất /tl 5/
Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao cho các quá trình sản suất và yêu cầu cải

thiện điều kiện lao động của con người trong nhiều ngành công nghiệp như: Dệt, thực
phẩm, giấy, in, máy chính xác, tin học, điện từ, … kỹ thuật điều hòa không khí – thông
gió ngày càng được áp dụng để tạo ra môi trường không khí có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ
và độ trong sạch cùng độ ồn thích hợp. Bảng 2 – 1 giới thiệu giá trị thích hợp về nhiệt
độ, độ ẩm tương đối của không khí cho một công nghệ sản xuất của một số ngành
công nghiệp.
Bảng 2.3: Nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho sản suất
Ngành công nghiệp Công nghệ sản suất
Nhiệt độ [oC]
Độ ẩm tương đối[%]
Sợi

Bia

Thực phẩm
Máy chính xác

Chải, se sợi

22 – 25

55 – 70

Dệt sợi

22 – 25

70 – 80

Lên men


3–4

50 – 70

Sử lý malt

10 – 15

80 – 85

Các bộ phận khác

16 – 24

45 – 65

Bơ

16

60

Làm bánh

18 – 27

45 – 65

Lắp ráp


20 – 24

40 – 50

Gia công

24

45 – 55

8


2.3.3 Các yếu tố có hại có trong không khí và tác dụng của chúng đối với con
người /tl1/
Tác dụng của chất khí – hơi độc đối với cơ thể con người phụ thuộc vào độ độc,
nồng độ của nó trong không khí và thời gian con người tiếp xúc với chất khí – hơi độc
đó. Một số chất khí – hơi độc thường có trong không khí, trong phân xưởng sản xuất.
 Cacbon oxit (CO)
Là chất khí không màu, không mùi, không vị và không gây kích thích, là sản
phẩm cháy không hoàn toàn của các sản phẩm chứa cacbon. Nó nhẹ hơn không khí
nên dễ dàng phân bố trong không khí, là chất khí phổ biến và gây số lượng nhiễm độc
nhiều nhất. Nó thâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, gây ngạt thở, gây bệnh thiếu
oxi trong máu, phá hủy chức năng của các mô cảm giác.
 Khí sunfua (SO2)
Là chất khí không màu, có mùi hắc và vị cay, được tạo thành trong quá trình đốt
nhiên liệu hay sản phẩm chứa lưu huỳnh. Khí SO2 tác dụng kích thích lên màng dịch
của tuyến hô hấp trên, lên mắt, gây khản tiếng, viêm phế quản, viêm kết mạc.
 Amoniac (NH3)

Là chất khí không màu, có mùi khó chịu. Amoniac được sử dụng trong thiết bị
lạnh, trong các quá trình thắm nitow kim loại. Nó tạo thành trong quá trình phân tích
các chất chứa nitơ, trong các giếng thoát nước bẩn. Amoniac dễ bay hơi nên nó tỏa vào
không khí với số lượng lớn. Aminiac kích thích tuyến hô hấp trên và màng dịch, mắt
giống như khí sunfua.
 Hơi dung môi
Là hơi của các hợp chất nhóm các hidrocacbon dãy thơm và béo. Chúng được sử
dụng trong quá trình khử mỡ, chế tạo vecni, sơn, hòa tan các chất hữu cơ. Các dung
môi tác dụng lên các mô của cơ thể, đặc biệt là mô thần kinh, gây kinh giật, hạ huyết
áp, ngất, mê sảng.
 Clo (Cl)
Là chất khí có màu xanh sẫm và mùi khó chụi, được sử dụng trong công nghiệp
dệt và hóa chất. Clo gây chứng co thắt cổ họng, đau ngực, khó thở, nặng hơn là các
bệnh về phổi như viêm phế quản, viêm phổi.

9


 Axit clohidric (HCl)
Là chất khí không màu, liên kết với hơi nước trong không khí tạo thành các hạt
nhỏ đọng sương màu trắng. Nó được dùng làm chất tẩy gỉ kim loại. Hơi axit clo hidrit
tác dụng kích thích tuyến hô hấp của con người.
 Flo (F)
Là chất khí có màu vàng chanh và mùi cay. Khí F được tạo thành khi tẩy rửa
kính , trong các phân xưởng điện, phân xưởng sản suất nhôm. Flo và hidro florua kích
thích lên màng dịch gây viêm phế quản, gây các bệnh về xương, gan, thận, đường tiêu
hóa.
 Các kim loại và oxit của chúng
Kẽm (Zn), crom (Cr), mangan (Mn), Chì (Pb), thủy ngân (Hg) là những kim loại
và oxit của chúng thường gặp trong công nghiệp, chúng dễ thấm sâu vào đường hô hấp

của cơ thể gây các bệnh về hô hấp và ảnh hưởng tới thần kinh của cơ thể con người.
 Bụi công nghiệp
Trong điều kiện sản suất, bụi tạo thành khi nghiền, đập, tán và sàng các vật rắn
…Kích thước hạt bụi trong các trường hợp này rất nhỏ, từ 10μ trở xuống. Bụi gây ra
các bệnh về phổi.
2.3.4 Tiêu chuẩn môi trường trong khu vực thông gió
Bảng 2.4: Thông số vi khí hậu tối ưu thích ứng với các trạng thái lao động
/ TCVN 5687 – 1992/
Mùa lạnh

Trạng thái lao

Mùa nóng

động

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

Nghĩ ngơi


22 – 24

60 – 75

0,1 – 0,3

24 – 27

60 – 75

0,3 – 0,5

Lao động nhẹ

22-24

60 – 75

0,3 – 0,5

24 – 27

60 – 75

0,5 – 0,7

Lao động vừa

20 – 22


60 – 75

0,3 – 0,5

23 – 26

60 – 75

0,7 – 1

Lao động nặng

18 – 20

60 – 75

0,3 – 0,5

22 – 25

60 – 75

0,7 – 1,5

10


Bảng 2.5: Giới hạn tiện nghi vi khí hậu bên trong nhà
/TCVN 5687 – 1992/
Mùa nóng


Loại hình vi khí

Mùa lạnh

hậu

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

tR [oC]

t [oC]

φ [%]

v [m/s]

Vi khí hậu tự nhiên

≤ 29,5

≤ 80

≥ 0,5

29 + 4/B


≥ 21,5

≤ 80

≤ 0,1

Vi khí hậu nhân tạo

25,2

60 – 70

0,3

-

24,5

60 – 70

0,05

Ghi chú:
B: góc bức xạ giữa bề mặt kết cấu với đầu người.
Bảng 2.6: Thang cảm giác nhiệt của người Việt Nam
/Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam – 306 – 2004/
Trạng thái

Cảm giác


VKH

nhiệt

Lạnh

- Hơi lạnh

10,0

Tiện nghi

- Dễ chịu

(dễ chịu)

hoàn toàn
- Giới hạn
trên
- Hơi nóng
- Nóng

80%) v= 0,3 - 0,5m/s

Thời kỳ lạnh Thời kỳ nóng Thời kỳ lạnh Thời kỳ nóng
7,1

dưới


Nóng

H

- Lạnh
- Giớí hạn

Nhiệt độ không khí 0C ( =

19,8

21,5

11,1
12,7

13,8

24,5

25,5

14,9

16,3

29

29,5


17,5

15,0

19,1

 31,5

Ghi chú:
Chỉ số H theo V.Zoilen và V.E Koren CoV ( chỉ số điều kiện để đánh giá trạng
thái nhiệt của vi khí hậu).

 H= 0,24 (t
trong đó:

k

+ t R ) + 0,1d - 0,09(37,8 - t k ) v

tk: Nhiệt độ không khí trong phòng, oC.
11


tR: Nhiệt độ mặt trong kết cấu lấy trung bình, oC.
d: Độ ẩm tuyệt đối (dung ẩm) của không khí trong phòng, g hơi nước/kg
không khí khô.
v: Tốc độ chuyển động của không khí trong phòng, m/s.
Độ ồn /tl8/
Yếu tố tiềng ồn do thiết bị máy móc … gây nên cũng làm cho con người khó
chịu và ảnh hưởng tới sức khỏe. Vậy khi thiết kế cũng phải bảo đảm độ ồn nằm trong

giới hạn cho phép.
Bảng 2.7: Tiêu chuẩn độ ồn lớn nhất cho phép cho các hoạt động thông thường của
con người.
Khu vực
Phòng của bệnh nhân ở các

Giờ trong ngày

Độ ồn cực đại cho phép, dB

6 ÷ 22

35

22 ÷ 6

30

bệnh viện hoặc viện điều
dưỡng
Giảng đường, lớp học

40

Phòng chiếu phim

40

Văn phòng làm việc


50

Phân xưởng sản suất

85

Nhà hát phòng hòa nhạc

30

Phòng hội thảo, phòng họp

55

Phòng ngủ

6 ÷ 22

40

22 ÷ 6

30

Phòng đọc sách của thư

40

viện
Phòng ở khách sạn


6 ÷ 22

45

22 ÷ 6

40

Phòng ăn lớn, tiệm ăn lớn

50

12