Hệ thống điều hòa không khí
Giới thiệu
HVAC là viết tắt của cụm từ Heating, Ventilating, and Air Conditioning (Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hoà không khí) gọi chung là hệ thống điều hòa không khí.
HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) là một hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, thông gió và chất lượng không khí, có chức năng điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và duy trì chất lượng không khí sạch trong các công trình nhà ở, thương mại và công nghiệp. Hệ thống này sử dụng các nguyên lý nhiệt động lực học, cơ học chất lưu và truyền nhiệt để đảm bảo sự thoải mái nhiệt và loại bỏ các chất ô nhiễm trong không khí.
Các thành phần chính của hệ thống HVAC
Một hệ thống HVAC hoàn chỉnh bao gồm các thành phần cơ bản sau:
- Hệ thống sưởi (Heating): Lò sưởi (furnace), máy bơm nhiệt (heat pump) để tạo nhiệt.
- Hệ thống thông gió (Ventilation): Quạt thông gió, ống dẫn khí để trao đổi không khí trong nhà với không khí bên ngoài, giúp loại bỏ độ ẩm, mùi hôi và bụi bẩn.
- Hệ thống điều hòa (Air Conditioning – AC): Máy nén, thiết bị bay hơi và ngưng tụ để làm mát và giảm ẩm.
- Hệ thống phân phối: Ống dẫn (ductwork) và các cửa gió để luân chuyển không khí.
Nguyên lý hoạt động
HVAC hoạt động theo chu trình kín: không khí được hút từ không gian, lọc sạch, qua bộ phận trao đổi nhiệt (nóng/lạnh), sau đó được quạt đẩy qua hệ thống ống dẫn để cung cấp lại không gian. Quá trình này giúp duy trì nhiệt độ và độ ẩm ổn định.
- Thiết bị tự động hóa tòa nhà (thường là máy tính hoặc các thiết bị gắn tường, bảng điều khiển, remote) có thể được sử dụng để xác định xem nên sưởi ấm hoặc làm mát không gian và nhiệt độ bao nhiêu.
- Hệ thống sau đó làm nóng hoặc làm mát các cuộn dây bên trong.
- Khi không khí từ bên ngoài vào được đẩy qua các cuộn dây này, nó sẽ được làm nóng hoặc làm lạnh trước khi được đẩy vào không gian sống.
- Đồng thời, không khí sẽ được dịch chuyển từ phòng trở lại hệ thống.
- Nhiệt sinh ra từ “bộ máy làm lạnh” lại tiếp tục được đưa qua “tháp làm lạnh” (cooling tower) trước khi được đưa trở lại môi trường để hạn chế nhiệt thải ra môi trường xung quanh là quá nóng.
Các loại hệ thống HVAC phổ biến
| |
| |
| |
|  |
Tiêu chuẩn và ứng dụng
Việc lựa chọn hệ thống HVAC phụ thuộc vào quy mô công trình, ngân sách, và nhu cầu sử dụng (nhà ở, nhà xưởng, bệnh viện). Các hệ thống này cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt về hiệu suất năng lượng và chất lượng không khí, ví dụ như tiêu chuẩn ASHRAE cho các công trình y tế.
Thiết kế – thi công hệ thống HVAC
Khi thiết kế thi công HVAC, bạn cần lưu ý:
- Dòng khí:Sử dụng dòng khí thẳng và định hướng để thay đổi khí bẩn, tránh sử dụng dòng khí xoáy, vì loại dòng khí này sẽ làm phân tán khí bẩn.
- Vị trí của các bộ lọc khí: cuối cùng trước khi đưa không khí vào phòng sạch.
- Tỷ lệ % khí hồi lưu:
- Đối với phòng sạch sản xuất thuốc thông thường: khí hồi lưu chiếm 80 – 90%.
- Đối với phòng sạch sản xuất vacxin, thuốc vi sinh: không có khí hồi lưu mà 100% là khí tươi.
- Yêu cầu về áp suất trong phòng sạch khi thi công hệ thống HVAC chuyên nghiệp.
- Các phòng sạch cấp cao hơn thường có áp suất cao hơn.
- Các phòng sạch sản xuất thuốc vô trùng: áp suất trong phòng lớn hơn áp suất ngoài hành lang (độ chênh khoảng 15 Pa).
- Các phòng cân: Vì phòng cân phát sinh bụi nên để hạn chế sử nhiễm bụi ra ngoài hành lang thì áp suất trong phòng cân thường nhỏ hơn áp suất ngoài hành lang (độ chênh khoảng 15 Pa).
- Yêu cầu về chất lượng màng lọc: màng lọc không được thủng để các tiểu phân và vi khuẩn không thể đi qua, màng lọc cũng cần phải được vệ sinh thường xuyên để tránh trường hợp bị tắc. Chất lượng về màng lọc thường xuyên phải được kiểm tra, đánh giá.
- Hệ thống tách ẩm.