HVAC là gì? Tìm hiểu về cấu tạo và chức năng của hệ thống HVAC

Hiện nay, hệ thống HVAC được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống và trong các ngành công nghiệp. Tuy vậy, HVAC là gì vẫn là một câu hỏi không phải ai cũng có câu trả lời. Để có thể biết được khái niệm, cấu tạo, nguyên lý của hệ thống HVAC thì bạn đừng bỏ qua bài viết dưới đây. 

Hệ thống HVAC là gì?

HVAC là từ viết tắt của cụm từ “Heating, Ventilating, and Air Conditioning”, có nghĩa là hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hoà không khí. Nó có tên gọi chung là hệ thống điều hòa không khí. 

Hệ thống HVAC là một hệ thống kiểm soát các yếu tố nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong một không gian kín như nhà, khu sản xuất, xe cộ. Mục tiêu vận hành của hệ thống HVAC là cung cấp một mức nhiệt độ, độ ẩm chấp nhận được cho không khí trong nhà. Thông thường, thiết kế hệ thống HVAC đều được dựa trên những nguyên tắc truyền nhiệt, cơ học chất lỏng và nhiệt động lực học.

Hệ thống điều hòa không khí được thiết kế đầu tiên bởi Alfred Wolff vào năm 1902. Cũng cùng thời điểm, Willis Carrier đã thiết kế cho một công ty in ấn hệ thống AC (điều hoà không khí). Sau đó, hệ thống HVAC được phát minh, cải tiến bởi Nikolay Lvov, Hãng Willis, Michael Faraday, Reuben Trane, Edwin Ruud, William Rankine, Sadi Carnot, James Joule và rất nhiều công ty khác. 

Hệ thống HVAC gồm những gì?

Để hiểu hơn HVAC là gì, bạn cần phải biết về cấu tạo của hệ thống này. Hệ thống HVAC được tạo nên từ nhiều thành phần, trong đó có các thành phần cơ bản phổ biến gồm:

Hệ thống sưởi

Đây là hệ thống dùng để tạo ra mức nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ của môi trường, phân phối cho các tòa nhà, trung tâm thương mại,.. bao gồm:

• Lò hơi,bơm nhiệt: Thiết bị này giúp đun nóng nước, hơi nước, không khí dùng để làm nhiệt dự phòng hoặc hệ thống bơm nhiệt như phòng cơ khí trong các trung tâm, phòng lò trong gia đình,…
• Nhiệt sẽ được lan truyền đi bằng cách đối lưu, dẫn nhiệt hoặc bức xạ.
• Lò sưởi hoạt động thông qua những nguồn nguyên liệu như nguyên liệu rắn( than củi), nguyên liệu lỏng ( xăng dầu), khí ( gas) và điện.

Dù là loại hệ thống sưởi nào thì nhiệt được truyền sang môi trường đều là dạng nước, hơi nước, không khí, cụ thể:

• Nước/hơi nước: Đun và lưu thông ở dạng lỏng, khi gặp nhiệt độ cao thì sẽ biến thành hơi nước.  Nó được vận chuyển bằng bộ trao đổi nhiệt như bộ tản nhiệt, cuộn dây nước nóng không khí. Nước nóng có thể dùng với mục đích tắm, giặt,..
• Không khí: Đối với không khí thì sẽ dùng hệ thống ống dẫn để phân phối. Không khí ấm sẽ được mang đi cung cấp cho không gian, còn không khí lạnh sẽ được trả về bộ phận máy sưởi.

Hệ thống thông gió

Đây là hệ thống thực hiện quy trình thay thế không khí trong không gian kín với không gian mở từ bên ngoài. Nó có tác dụng giúp cải thiện không khí, loại bỏ mùi khó chịu, kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, giảm các tác nhân ô nhiễm, bụi, khói,… Hiện nay, có hai phương pháp thông gió là thông gió nhân tạo và thông gió tự nhiên:

• Thông gió nhân tạo hay còn gọi là thông gió cơ động hoặc thông gió cưỡng bức. Phương pháp này sử dụng các loại dụng cụ như quạt thông gió, ống thông gió và điều khiển chất lượng không khí.
• Thông gió tự nhiên là phương pháp không cần dùng đến quạt thông gió hay bất kỳ thiết bị nào khác. Không khí sẽ đi theo các đường như ô cửa sổ, lỗ thông gió. Tuy nhiên, đối với phương pháp tự nhiên này thì lượng gió sẽ không đạt hiệu quả cao.

Hệ thống điều hòa không khí 

Hệ thống này sẽ giúp cân bằng, giảm và kiểm soát được mức nhiệt độ của không khí lưu thông theo yêu cầu của các tòa nhà, trung tâm thương mại,… Tất cả không khí khi di chuyển qua bộ phận trao đổi nhiệt, được máy móc làm mát và truyền đến chung cấp cho các khu vực cần sử dụng. Làm lạnh không khí được tạo ra bằng cách loại bỏ nhiệt từ bên trong hệ thống, bao gồm loại bỏ bằng bức xạ – đối lưu – dẫn nhiệt.

• Khí tươi từ không khí sẽ qua cụm khí đầu vào, sau đó di chuyển qua khối xử lý không khí (AHU) để điều chỉnh áp suất, lọc sơ lượng tiểu phân trong khí tươi, được kiểm soát bằng van chỉnh gió.
• Sau khi nhiệt độ được điều chỉnh ở AHU, khí tươi sẽ đi qua để nhiệt độ trở về 22 độ bằng heater.
• Khí tươi đi sang khu vực lọc HEPA để loại bỏ đi các loại bụi kích thước nhỏ, vi khuẩn và sau đó di chuyển đến phòng sạch.
• Khí tươi sau khi đi qua những bước ở trên sẽ giữ lại 90% khí chất lượng và 10% khí thải sẽ được thải ra ngoài.

Chức năng của hệ thống HVAC là gì?

• Hệ thống HVAC vận hành với chức năng vô cùng quan trọng là cung cấp nguồn không khí đạt chất lượng tốt nhất cho con người trong bất kì điều kiện môi trường nào.
• Chức năng của HVAC là lấy không khí lạnh để cung cấp cho những thiết bị khác.
• Nhiệt độ trong không khí sẽ được loại bỏ bởi hệ thống máy lạnh và những chất làm lạnh như không khí, hóa chất, nước, nước đá,…
• Hệ thống làm lạnh có các loại van đảo chiều, chuyển được từ chế độ làm mát sang chế độ sưởi ấm, bằng cách đảo ngược dòng chảy của những chất làm lạnh khi thiết bị cần sử dụng nhiệt độ ấm.

Hệ thống HVAC trong GMP

Hệ thống HVAC trong GMP chính là hệ thống tạo nên nhiều cấp độ sạch khác nhau dựa trên tiêu chuẩn về cấp độ phòng sạch của GMP. Hệ thống HVAC giúp kiểm soát, khống chế được nồng độ bụi trong phòng, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa phòng sạch với môi trường bên ngoài, điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm luôn nằm trong dải cho phép. 

Tiêu chuẩn phòng sạch GMP

Để đạt được tiêu chuẩn GMP, các nhà xưởng, cơ sở sản xuất bắt buộc phải đáp ứng được đầy đủ các tiêu chuẩn xây dựng nhà máy, công xưởng nhằm đảm bảo chất lượng cho thành phẩm. Tiêu chuẩn GMP dù khắt khe nhưng cũng được áp dụng linh hoạt để phù hợp với từng điều kiện, loại hình và quy mô của doanh nghiệp, không bắt buộc gò ép các doanh nghiệp đi theo một quy tắc chung.

Lựa chọn thiết kế HVAC như thế nào?

Để lựa chọn được hệ thống HVAC trong tòa nhà, công xưởng, trung tâm thương mại,… người dùng cần phải có sự tính toán kỹ càng, quan tâm đến một số yếu tố như:

– Thông gió tự nhiên: Nhà thiết kế khi sử dụng phương pháp thông gió tự nhiên và lắp đặt cửa sổ để cung cấp nguồn gió bổ sung, ngoài bộ phận thông gió cơ học thì phải cân nhắc kỹ. Cần chú ý một số điểm sau khi lắp đặt hệ thống thông gió: 

• Trong trường hợp môi trường bị nhiều ô nhiễm nhiều bụi bẩn, nó sẽ làm ảnh hưởng đến chất lượng không khí ở trong nhà.
• Cửa sổ cần phải được lắp đặt trong khoảng từ 3-6 feet so với mặt sàn.
• Hệ thống cửa sổ cần được điều chỉnh, thiết kế để cửa chặt chẽ khi đóng.
• Để có thể tối đa hóa lưu lượng gió thông tự nhiên, cửa sổ phải được lắp đặt ở các mặt đối diện của tòa nhà nhằm tạo ra sự thông thoáng.

– Lựa chọn lắp đặt thiết bị ở những vị trí khả thi và xử lý không khí trung tâm HVAC (AHU) nhằm phục vụ được nhiều không gian. Một số lựa chọn lắp đặt HVAC giúp toà nhà có chất lượng không khí tốt nhất:

• Chọn tủ tường đôi để ngăn chặn độ ẩm hoặc hư hỏng cơ học.
• Bố trí tủ kín để nhằm giảm khả năng rò rỉ khí, đồng thời cải thiện chất lượng của không khí.
• Cách nhiệt và cách âm hiệu quả cần trang bị Gasket đệm cửa hai lớp.
• Để nhằm giảm thiểu rò rỉ thì doanh nghiệp cần thiết kế thêm bộ lọc không khí.

Phương pháp bảo trì hệ thống HVAC

Thực hiện bảo trì hệ thống HVAC định kỳ

Mỗi loại hệ thống HVAC sẽ có những yêu cầu về cách thức bảo trì khác nhau nhằm mang đến hiệu quả riêng biệt. Bảo trì thường xuyên là một công việc cực kỳ cần thiết để vệ sinh, làm sạch và thay thế những bộ lọc không khí đã xuống cấp. Bởi bộ lọc thường phải hoạt động liên tục để loại bỏ các hạt bụi nên nếu không thay thế kịp thời có thể làm giảm hiệu quả của hệ thống.

Hơn thế, nếu sự lưu thông không diễn ra thuận lợi còn khiến cho thiết bị bay hơi cuộn thành dạng sóng, làm giảm luồng khí. Trường hợp này có thể gây kỳ nguy hiểm, các bộ phận điện tử bị nóng và gây ra hỏa hoạn. Bên cạnh việc thay thế những bộ lọc không khí định kỳ thì các cuộn dây được cuộn lại cũng cần được làm sạch định kỳ. 

Sự khác nhau của điều hoà không khí và HVAC là gì?

Đây là một thắc mắc phổ biến mà nhiều người cùng quan tâm. Tuy nhiên, nếu đọc phần trên bài viết thì chắc bạn sẽ hiểu được rằng điều hòa không khí chỉ là một phần trong cả hệ thống HVAC.

Chúng ta thường hay sử dụng cụm từ “điều hòa không khí” hay gần gũi hơn là “máy lạnh” cho những thiết bị HVAC trong gia đình, tòa nhà hay văn phòng bởi nước ta có khí hậu nhiệt đới nên đa phần chúng ta không dùng chức năng nào khác ngoài làm lạnh. Tuy vậy bạn nên hiểu rằng điều hòa không khí chỉ là một phần của hệ thống HVAC thôi nhé.

Thông qua bài viết chắc bạn đã nắm được HVAC là gì. Bên cạnh đó, để hệ thống này phát huy hiệu quả bạn cũng cần phải chú ý bảo trì các bộ phận theo định kỳ để hạn chế tối đa sự cố xảy ra. Nếu còn thắc mắc hay đóng góp ý kiến nào khác quý bạn đọc có thể để lại bình luận ngay dưới bài viết này.

Minhnguyen

See author's posts