HVAC là giải pháp kiểm soát không khí toàn diện trong các công trình hiện đại. Nó giữ nhiệm vụ đảm bảo sự ổn định nhiệt độ, độ ẩm, khả năng lưu thông và chất lượng không khí. Từ đó tạo nên môi trường sống, học tập, làm việc và sản xuất an toàn, thoải mái.
Ngày nay, hệ thống HVAC được ứng dụng rộng rãi trong các tòa trung tâm thương mại, nhà ở thông minh, văn phòng, nhà máy sản xuất, bệnh viện, trường học và nhà kính. Hãy cùng Sensors Việt Nam giải mã hệ thống này trong đời sống lẫn sản xuất nhé!
ĐỊNH NGHĨA HVAC
HVAC là gì? Đây là viết tắt của cụm từ “Heating, Ventilation and Air Conditioning”. Tức là hệ thống điều khiển sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí. Chức năng chính của nó là kiểm soát môi trường tổng thể, thông qua việc điều chỉnh các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong không gian kín. Thông thường, các hệ thống HVAC sẽ làm việc trên các nguyên lý cơ học chất lỏng, nhiệt động lực học và truyền nhiệt.
Ba thành phần chính của HVAC gồm: sưởi ấm, thông gió và điều hoà không khí. Chúng sẽ thực hiện các chức năng chuyên biệt như:
- Sưởi ấm (H): Tạo ra lượng nhiệt năng theo nhu cầu thực tế để làm mát trong mùa nóng và giữ ấm trong mùa lạnh. Tính năng này được thực hiện qua lò sưởi / nồi hơi / bơm nhiệt.
- Thông gió (V): Tuần hoàn liên tục luồng không khí tươi từ bên ngoài vào không gian kín, nhằm đảm bảo sự tỉnh táo và thoải mái cho con người. Đồng thời loại bỏ mùi hôi, vi khuẩn, khói bụi và đảm bảo nồng độ khí CO2 luôn cân bằng.
- Điều hòa không khí (A): Kiểm soát các chỉ số nhiệt độ và độ ẩm phù hợp với điều kiện môi trường thực tế để mang lại sự thoải mái tối đa cho con người trong các không gian kín.
Hệ thống HVAC hiện đại hỗ trợ tiết kiệm điện năng thông qua khả năng điều khiển tự động hoá, tối ưu hoạt động của quạt gió, chiller, máy mbơm nước và thiết bị điều hoà.
HVAC có 3 chức năng gồm sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí
XEM THÊM: CẢM BIẾN NỒNG ĐỘ KHÍ CO2
CẤU TẠO CƠ BẢN CỦA HVAC
Cấu tạo hệ thống HVAC hoàn chỉnh sẽ bao gồm các phần sau:
1/ Bộ xử lý không khí (AHU)
Đây là "trái tim" của HVAC, đảm nhận xử lý chất lượng không khí trước khi phân bổ đến các khu vực sử dụng. Các bộ phận chính của AHU gồm: Bộ lọc không khí, quạt cấp, dàn trao đổi nhiệt, bộ điều chỉnh độ ẩm và van điều tiết.
2/ Bộ quạt lạnh (FCU)
FCU có chức năng tương tự AHU nhưng quy mô nhỏ hơn. Nó được lắp tại các phòng và kết nối trực tiếp với Chiller để cung cấp khí mát hoặc khí ấm cho không gian. FCU thường bao gồm quạt nhỏ, dàn coil trao đổi nhiệt để làm lạnh / sưởi ấm không khí và van điều khiển nước để tuỳ chỉnh nhiệt độ theo nhu cầu từng phòng.
3/ Hệ thống ống gió
Trong cấu tạo hệ thống HVAC thì đây là bộ phận giữ vai trò phân phối khí từ AHU đến các khu vực sử dụng, sau đó hồi gió trở lại. Các thành phần chính trong hệ thống này bao gồm: ống gió chính, ống gió nhánh, miệng gió cấp, miệng gió hồi và miệng gió xả.
4/ Van gió
Đây là thiết bị điều khiển lưu lượng khí trong hệ thống HVAC, đảm bảo cân bằng nhiệt độ, độ ẩm và áp suất giữa các khu vực. Van gió sẽ được lắp tại ống gió cấp - hồi - xả hoặc miệng gió.
5/ Cụm sản sinh lạnh (Chiller)
Cụm sản sinh lạnh là bộ phận cung cấp nước lạnh cho hệ thống HVAC. Bộ phận này có vai trò đặc biệt quan trọng trong các công trình lớn như trung tâm thương mại, tòa nhà văn phòng, tòa nhà thông minh….
6/ Hệ thống sưởi
Trong cấu tạo hệ thống HVAC, bộ phận sưởi là một phần rất quan trọng (ký hiệu chữ “H”). Nó cung cấp nhiệt lượng theo nhu cầu người dùng. Hệ thống sưởi thường bao gồm lò sưởi, đường ống dẫn nhiệt, radiator, converter, sàn sưởi và van điều khiển.
7/ Bộ điều khiển và cảm biến
Để hệ thống HVAC vận hành tự động một cách chính xác, tối ưu và tiết kiệm năng lượng thì không thể thiếu các thiết bị điều khiển và cảm biến.
- Các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, khí (CO, CO2)… sẽ thu thập thông tin → gửi tín hiệu về bộ điều khiển trung tâm.
- Bộ điều khiển trung tâm (BMS): Tập trung thu nhận tín hiệu từ các cảm biến, đánh giá và xử lý → ra quyết định điều khiển quạt, van xả, máy nén và các thiết bị có liên quan để tối ưu chất lượng không khí.
Cấu tạo hệ thống HVAC hoàn chỉnh
XEM THÊM: TRÊN TAY VÀ ĐÁNH GIÁ CẢM BIẾN CO2 DẢI ĐO 0 - 5000PPM KT-345 (EMS)
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CƠ BẢN CỦA HVAC
Nguyên lý hoạt động của hệ thống HVAC bao gồm 4 bước cơ bản sau đây:
BƯỚC 1: Hút và thu hồi không khí
Hệ thống AHU sẽ thu hồi không khí cũ từ các phòng, đồng thời lấy thêm không khí mới từ môi trường bên ngoài. Sau đó trộn chúng lại với nhau theo tỷ lệ cố định và sử dụng quạt ly tâm để đẩy qua bộ phận xử lý.
BƯỚC 2: Xử lý không khí
Không khí được trộn ở bước 1 sẽ đi vào bộ phận xử lý để được lọc bụi (loại bỏ chất bẩn, vi khuẩn, các tác nhân gây hại kích thước cực nhỏ) → xử lý nhiệt độ (tăng/giảm nhiệt độ theo nhu cầu thực tế) → điều chỉnh lại độ ẩm cho thích hợp.
BƯỚC 3: Phân phối khí
Không khí sau khi được xử lý sẽ có độ sạch, nhiệt độ và độ ẩm cân bằng, phù hợp với nhu cầu sử dụng thực tế. Kế đến, chúng sẽ được đẩy vào các ống gió chính → ống gió phụ → miệng gió → phân phối vào các khu vực sử dụng.
Trong suốt quá trình này, lưu lượng không khí sẽ được điều tiết thông qua hệ thống van gió - đảm bảo sự cân bằng áp suất lẫn nhiệt độ giữa các khu vực.
BƯỚC 4: Hồi lưu khí
Song song với quá trình cung cấp khí tươi liên tục cho các phòng, hệ thống HVAC cũng thu hồi khí cũ qua miệng gió hồi. Dòng khí cũ sẽ chia thành 2 hướng - một luồng đi theo đường riêng trở về hệ thống AHU, luồng còn lại được thải ra môi trường để loại bỏ tạp chất, khí độc…
Khi khí cũ về đến hệ thống AHU thì một vòng lặp mới sẽ bắt đầu - cứ thế tiếp diễn liên tục và tạo thành một chu trình khép kín.
.jpg)
Nguyên lý hoạt động của hệ thống HVAC là một chu trình khép kín gồm 4 bước
XEM THÊM: ĐIỂM DANH 5+ CẢM BIẾN TÒA NHÀ THÔNG MINH KHÔNG THỂ THIẾU
ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA HỆ THỐNG HVAC
Trên thực tế, hệ thống HVAC được ứng dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng đến hoạt động sản xuất công nghiệp. Cụ thể:
- Căn hộ chung cư, nhà ở hiện đại, toà nhà văn phòng, trung tâm thương mại, siêu thị và đặc biệt là mô hình tòa nhà thông minh.
- Các phòng sạch chuyên dụng, khu vực bảo quản có tính chất nhạy cảm (vacxin, dược phẩm, máu, thực phẩm…), bệnh viện (điển hình là phòng mổ), trường học, phòng thí nghiệm.
- Hệ thống HVAC trong xưởng sản xuất dược phẩm (thuốc, vacxin, dụng cụ y tế), khu vực sản xuất linh kiện điện tử, bán dẫn, khu vực chế biến thực phẩm - đồ uống (đóng gói/chiết rót), nhà máy hóa chất, trang trại chăn nuôi thông minh - nhà kính nông nghiệp…
Hệ thống HVAC trong xưởng sản xuất dược phẩm
XEM THÊM: HỆ THỐNG PLC LÀ GÌ? CẤU TRÚC, NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ CÁC ỨNG DỤNG
Hệ thống HVAC là yếu tố tiên quyết trong việc đảm bảo chất lượng không khí - không chỉ dành cho con người, mà còn đối với quá trình bảo quản, sản xuất và nuôi trồng. Với những nhu cầu sử dụng thực tế khác nhau thì phương án thiết kế hệ thống HVAC cũng sẽ có sự khác biệt. Hãy liên hệ ngay cho Sensors Việt Nam để nhận thông tin tư vấn phù hợp với nhu cầu của bạn nhé!