Hệ thống HVAC là gì? Hệ thống HVAC gồm những gì?

Hệ thống HVAC là gì là thắc mắc của rất nhiều người khi nhắc đến các công trình hiện đại. HVAC là viết tắt của Heating, Ventilation, and Air Conditioning - hệ thống giúp điều hòa không khí, từ sưởi ấm cho đến làm mát, thông gió; đảm bảo sự ổn định về nhiệt độ, không khí cho không gian sử dụng, duy trì môi trường sống và làm việc luôn ở mức lý tưởng. Để có “tất tần tật” các thông tin về hệ thống HVAC thì bạn đừng bỏ lỡ bài viết dưới đây của Điện máy Đặng Gia.

Hệ thống HVAC là gì?

Khái niệm

HVAC là tên viết tắt của cụm từ Heating, Ventilating, and Air Conditioning - Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí và được mọi người gọi chung là hệ thống điều hòa không khí. Mục đích của hệ thống HVAC đó chính là kiểm soát nhiệt và sự lưu thông trong nhà, tạo ra một không gian được đảm bảo về chất lượng không khí. Từ đó mang đến một môi trường sống và làm việc thỏa mái, an toàn, tiết kiệm năng lượng.

Hệ thống HVAC có nhiệm vụ kiểm soát, điều hòa không khí

Hệ thống HVAC được lắp đặt nhiều tại các khu chung cư, tòa nhà văn phòng, bệnh viện, trường học, khu sản xuất, khu công nghiệp,...Dấu hiệu giúp bạn xác định chính xác hệ thống HVAC đó chính là những đường dẫn, đường ống vuông tròn hay Oval chạy khắp tòa nhà.

Vai trò của hệ thống HVAC

Hệ thống giữ một vai trò quan trọng trong việc duy trì chất lượng không khí và mức nhiệt độ lý tưởng cho các không gian. Cụ thể:

✅ Điều hòa nhiệt độ: HVAC giúp kiểm soát nhiệt độ trong không gian, tạo ra môi trường thỏa mái bất kể thời tiết bên ngoài. Vào mùa hè, hệ thống điều hòa không khí HVAC sẽ làm mát không khí còn vào mùa đông thì sẽ sưởi ấm không gian.

✅ Cải thiện chất lượng không khí: Có thể bạn chưa biết, hệ thống HVAC trong các tòa nhà, xưởng sản xuất công nghiệp còn có vai trò trong việc lưu thông không khí, loại bỏ các chất gây ô nhiễm như bụi bẩn, vi khuẩn, khí độc nhất là trong không gian kín. Nhờ vào việc lọc không khí HVAC giúp cải thiện sức khỏe, đảm bảo môi trường trong lành, thoáng mát.

Hệ thống HVAC giữ vai trò quan trọng

✅ Cân bằng và kiểm soát độ ẩm: Hệ thống HVAC có khả năng điều chỉnh và kiểm soát độ ẩm, hạn chế tình trạng không khí quá khô hoặc quá ẩm. Từ đó, bảo vệ sức khỏe con người, ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn, nấm mốc, côn trùng.

✅ Tiết kiệm năng lượng: Được ứng dụng công nghệ tiên tiến như cảm biến nhiệt độ, điều khiển tự động,...giúp hệ thống điều hòa không khí HVAC hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng. HVAC còn có thể điều hòa nhiệt độ, cân bằng độ ẩm, cải thiện chất lượng không khí mà không cần sử dụng thiết bị hỗ trợ khác giúp giảm chi phí vận hành, thân thiện với môi trường.

✅ Đảm bảo sự an toàn và tiện nghi: Trong các tòa nhà lớn như văn phòng, bệnh viện, nhà máy thì hệ thống HVAC còn giúp duy trì không gian, đảm bảo sự thỏa mái; nâng cao năng suất lao động.

✅ Đảm bảo tuân thủ quy định: Nhiều tòa nhà thương mại, nhà máy công nghiệp phải tuân thủ nguyên ngặt các quy định về chất lượng không khí trong nhà và tiêu thụ năng lượng. Và hệ thống HVAC sẽ đảm bảo việc tuân thủ các quy định này, tránh được các khoản phạt và chi phí pháp lý.

Cấu tạo, nguyên lý hệ thống HVAC

Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của HVAC sẽ giúp bạn trong quá trình sử dụng, sửa chữa cũng như bảo dưỡng định kỳ.

Cấu tạo của HVAC

Một hệ thống HVAC hoàn chỉnh gồm nhiều thành phần và thiết bị phức tạp, trong đó không thể thiếu:

• Cụm đầu khí vào: Ngăn ngừa côn trùng, bụi bẩn, mưa.
• Quạt (Fan): Thực hiện nhiệm vụ lưu thông và trả lại không khí.
• Bộ tiêu âm: Làm giảm tiếng ồn trong quá trình vận hành.
• Van chỉnh gió: Điều chỉnh lưu lượng khí để kiểm soát lưu lượng và áp suất.
• Van kiểm soát: Điều chỉnh lưu lượng khí.
• Coil gia nhiệt: Làm nóng không khí tới mức nhiệt độ thích hợp.
• Coil lạnh: Làm lạnh không khí đến mức nhiệt độ cần thiết. Lượng hơi ẩm trong không khí khi gặp lạnh sẽ ngưng tụ để tách ẩm và giảm độ ẩm của dòng khí tươi khi đi tới phòng sạch.
• Cụm tạo ẩm: Thực hiện nhiệm vụ tăng độ ẩm không khí khi độ ẩm không khí quá thấp so với độ ẩm trong phòng sạch.
• Màng lọc: Loại bỏ các tiểu phân có kích thước xác định trước hoặc vi sinh vật. Có 2 loại màng lọc đó là màng lọc thô của thiết bị AHU để loại bỏ các tiểu phân kích thước lớn và màng lọc tinh HEPA (thường là loại H13) để loại bỏ các tiểu phân có kích thước nhỏ hoặc vi sinh vật.

Cấu tạo của hệ thống điều hòa không khí HVAC

• Ống gió: Dẫn khí trong hệ thống HVAC.
• Buồng chứa khí hỗn hợp: Hòa trộn không khí ở trong phòng với bên ngoài.
• Thiết bị sưởi ấm: Bao gồm lò khí đốt tự nhiên hoặc các yếu tố nhiệt điện.
• Bộ phận trao đổi nhiệt: Bao gồm cuộn dây nước nóng, cuộn dây nước lạnh, cuộn dây hơi, chất làm lạnh bay hơi để thêm hoặc loại bỏ nhiệt của không khí lưu thông.
• Tháp giải nhiệt: Làm giảm nhiệt độ của nước trong hệ thống HVAC bằng cách thu nhiệt và thải ra bên ngoài khí quyển.
• Bơm nước giải nhiệt: Chuyển nước nóng từ nồi hơi bằng các cuộn dây nước nóng và quay trở lại hoặc chuyển nước lạnh từ máy lạnh bằng các cuộn dây nước lạnh và làm lạnh.
• Khí nén: Bơm chất làm lạnh và nén hơi lạnh xung quanh hệ thống HVAC.

Sơ đồ, nguyên lý hoạt động HVAC

Hệ thống HVAC có 3 loại khí đó là khí tươi, khí hồi lưu và khí thải; hoạt động dựa theo nguyên lý về nhiệt động học, truyền nhiệt và động lực học chất lỏng.

Sơ đồ, nguyên lý hoạt động

• Hệ thống HVAC sẽ lấy khí tươi từ không khí bên ngoài để đưa qua cụm khí đầu vào rồi đi qua AHU. AHU sẽ thực hiện nhiệm vụ kiểm soát chất lượng không khí đưa từ bên ngoài vào và nó sẽ điều chỉnh độ ẩm, áp suất cũng như lọc sơ bộ những hạt bụi có kích thước lớn.
• Khí tươi sẽ được cấp vào Air Handling Unit và kiểm soát bằng van chỉnh gió. Khi đi qua thiết bị này, khí tươi được điều chỉnh nhiệt độ về khoảng 22 độ C bằng Heater
• Không khí sẽ được lọc qua màng lọc HEPA để loại bỏ các tiểu phân kích thước nhỏ. Đối với những môi trường yêu cầu chất lượng không khí như phòng sạch thì màng lọc HEPA giữ vai trò rất quan trọng.
• Quá trình xử lý khí có thể sẽ bao gồm làm nóng, làm lạnh, tăng độ ẩm hay giảm độ ẩm.
• Khí sau khi được xử lý sẽ phân phối đến nhiều khu vực khác nhau trong tòa nhà qua hệ thống ống dẫn gió. Quạt được sử dụng để lưu thông không khí trong ống dẫn gió và đảm bảo tất cả các khu vực đều nhận được lượng không khí thích hợp.
• Khí thải trong nhà bao gồm khí CO2 và các chất ô nhiễm khác sẽ được loại bỏ ra bên ngoài theo hệ thống thông gió, đảm bảo không khí bên trong luôn sạch sẽ và trong lành.
• Công tác giám sát nhiệt độ, độ ẩm và nhiều yếu tố khác sẽ được thực hiện qua bộ điều khiển. Dựa theo thông tin thu thập được, bộ điều khiển sẽ điều chỉnh hoạt động của các thiết bị khác nhau trong hệ thống để duy trì điều kiện mong muốn.
• Khoảng 90% không khí trong phòng sẽ được hồi lưu về AHU (khí hồi lưu) và cấp lại môi trường trong nhà và 10% khí còn lại sẽ được thải ra ngoài môi trường. Trường hợp lọc không khí cho các phòng sản xuất hóa chất nguy hiểm trước khi thải ra ngoài môi trường không khí sẽ được xử lý.

Hệ thống HVAC gồm những gì?

Hệ thống HVAC bao gồm những gì? Hệ thống HVAC bao gồm:

Hệ thống sưởi - Heating

Hệ thống sưởi tạo ra nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ môi trường để duy trì nhiệt độ ổn định trong các tòa nhà nhất là vào mùa đông. Nhiệt sẽ được truyền đi qua dẫn nhiệt, đối lưu và bức xạ nhiệt.

Hệ thống sưởi

Các thiết bị cần thiết trong hệ thống sưởi của HVAC đó là:

• Lò hơi, bơm nhiệt: Dùng để đun nước nóng, hơi nước và không khí ở vị trí trung tâm của hệ thống.
• Lò sưởi: Hoạt động thông qua nguồn nhiên liệu từ than củi, xăng dầu, khí gas, điện,...
• Đường ống dẫn nhiệt: Đóng vai trò “vận chuyển” nhiệt độ, năng lượng và các chất lỏng giữa các thành phần trong hệ thống HVAC. Các đường ống sẽ được bọc bên ngoài một lớp cách nhiệt để đảm bảo hiệu quả làm việc và tránh hao phí nhiệt năng.

Hệ thống thông gió HVAC - Ventilating

Hệ thống thông gió trong HVAC System là nơi xử lý các quá trình thay thế không khí trong không gian kín với bên ngoài để loại bỏ độ ẩm, mùi, khói, nhiệt, bụi, vi khuẩn,...giúp cho chất lượng không khí bên trong được cải thiện hơn.

Hệ thống thông gió HVAC - Ventilating

Có 2 phương pháp thông gió:

• Thông gió tự nhiên: Phương pháp này không cần sử dụng tới quạt thông gió hay bất kỳ thiết bị hỗ trợ nào khác. Gió tự nhiên sẽ đi theo các đường cửa sổ, cửa chớp hoặc các ô cửa thông gió được bố trí trong hệ thống. Phương pháp thông gió tự nhiên phụ thuộc vào việc bố trí kiến trúc trong công trình, cần phải theo dõi tốc độ thay đổi không khí thì mới đạt kết quả tối ưu nhất.
• Thông gió nhân tạo: Còn có tên gọi khác là thông gió cơ học, thông gió cưỡng bức; sử dụng ống thông gió, quạt thông gió để loại bỏ mùi hôi, hơi ẩm, tiếng ồn. Tùy thuộc vào không gian lắp đặt, nhu cầu sử dụng mà bạn lựa chọn loại quạt có kích thước phù hợp. Quạt trần, bàn, sàn, quạt treo tường được ưu tiên sử dụng để lưu thông không khí trong phòng, giảm nhiệt độ.

Hệ thống điều hòa không khí - Air Conditioning

Hệ thống điều hòa không khí - Air Conditioning có nhiệm vụ giảm nhiệt độ và kiểm soát, cân bằng độ ẩm của không khí lưu thông. Tất cả không khí sẽ được hút vào rồi truyền qua bộ phận trao đổi nhiệt để làm mát.

Quá trình làm mát và làm khô không khí trong hệ thống HVAC sẽ được thực hiện bằng cách loại bỏ nhiệt qua dẫn nhiệt - đối lưu - bức xạ nhiệt. Thiết bị điều hòa không khí bao gồm điều hòa trung tâm, máy điều hòa di động.

Với khả năng điều hòa nhiệt độ, duy trì chất lượng không khí và tối ưu hóa độ ẩm, hệ thống HVAC giữ vai trò quan trọng trong các tòa nhà hiện đại, nhà máy công nghiệp,...Việc lắp đặt hệ thống điều hòa không khí HVAC không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe con người mà còn giúp tiết kiệm năng lượng, giảm chi phí vận hành và đảm bảo hiệu suất hoạt động. Hy vọng nội dung trong bài viết sẽ giúp bạn hiểu rõ hệ thống HVAC là gì, cấu tạo, nguyên lý làm việc cũng như vai trò của hệ thống điều hòa không khí.