Hệ thống HVAC là gì? Cấu tạo, nguyên lý của hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC là một phần quan trọng trong các công trình tòa nhà, nhà máy công nghiệp hay thiết bị, máy móc như máy bay, tàu thủy, ô tô,… Vậy HVAC là gì? Hệ thống HVAC là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Hãy cùng TCBM giải đáp chi tiết từng câu hỏi thông qua bài viết dưới đây nhé!

I. HVAC là gì? Hệ thống HVAC là gì?

HVAC là gì? Hệ thống HVAC là gì? HVAC là viết tắt của Heating, Ventilating and Air Conditioning (hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí), thường được gọi chung là hệ thống điều hòa không khí. Đây là hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí cho một môi trường, một không gian nào đó. 

Hệ thống HVAC được thiết kế dựa trên nguyên tắc truyền nhiệt, nhiệt động lực học và cơ học chất lỏng. Hệ thống này có thể được tìm thấy trong các khu chung cư, tòa nhà văn phòng, bệnh viện, trường học cho đến các khu sản xuất, khu công nghiệp,… Mục tiêu của HVAC là tạo ra một không gian được đảm bảo về chất lượng không khí. Từ đó mang đến một môi trường thoải mái, lành mạnh cho cả con người và lý tưởng cho quá trình sản xuất.

Hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC là gì?

Ngoài hệ thống HVAC thông thường còn có một số biến thể như:

  • HVAC & R hoặc HVACR – ‘R’: Là hệ thống HVAC bao gồm cả chức năng làm làm lạnh. Trong đó, chữ “R” đại diện cho Refrigeration – hệ thống làm lạnh. 
  • HVACR: Là hệ thống xử lý không khí, bao gồm cả làm lạnh nhưng không có thông gió.

II. Hệ thống HVAC có cấu tạo như thế nào?

1. Heating – Hệ thống sưởi

Hệ thống sưởi được dùng để tạo ra nhiệt độ cao hơn so với nhiệt độ của môi trường. Sau đó, nhiệt này được phân phối ra toàn bộ khu vực được bao phủ bởi HVAC. Nhiệt sẽ được truyền đi bằng dẫn nhiệt, đối lưu hoặc bức xạ nhiệt. 

Các thiết bị cấu tạo nên một hệ thống sưởi hoàn chỉnh của HVAC bao gồm:

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

Hệ thống HVAC

Hệ thống sưởi với lò hơi và các đường ống dẫn nhiệt

2. Ventilating – Hệ thống thông gió

Hệ thống thông gió trong HVAC là hệ thống xử lý quá trình thay thế không khí trong không gian kín và không khí từ bên ngoài. Đồng thời nó giúp cải thiện chất lượng không khí, loại bỏ mùi, kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ cũng như giảm thiểu đi các chất ô nhiễm và khói bụi.

Có 2 phương pháp thông gió bao gồm:

  • Thông gió tự nhiên: Phương pháp này không cần sử dụng đến quạt thông gió hoặc bất cứ một thiết bị nào khác. Không khí sẽ tự đi theo các đường cửa sổ, cửa chớp hoặc các ô thông gió được bố trí trong công trình. Tuy nhiên, phương pháp này thường không đạt hiệu quả cao. 
  • Thông gió nhân tạo: Phương pháp này còn được gọi là Thông gió cơ học hay Thông gió cưỡng bức, sử dụng các loại ống thông gió, quạt thông gió để loại bỏ mùi hôi, hơi ẩm và tiếng ồn. Kích thước của quạt thông gió thường sẽ phụ thuộc vào diện tích phòng, mức độ tiếng ồn, tốc độ lây lan của mùi. 

Hệ thống HVAC

Hệ thống thông gió giúp xử lý và cải thiện chất lượng không khí

3. Air Conditioning – Hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống điều hòa không khí là hệ thống được sử dụng để kiểm soát, cân bằng và làm giảm nhiệt độ của không khí lưu thông. Tất các 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 sẽ thực hiện bằng cách loại bỏ nhiệt thông qua dẫn nhiệt – đối lưu – bức xạ nhiệt. Khi đó, không khí sẽ được điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm rồi đẩy trở lại môi trường bên ngoài hoặc khu vực cần thiết. 

Hệ thống điều hòa không khí 

III. Nguyên lý hoạt động của hệ thống HVAC

1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động

Hệ thống HVAC sẽ hoạt động theo sơ đồ dưới đây:

sơ đồ nguyên lý hoạt động HVAC

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống HVAC

  • Đầu tiên, hệ thống sẽ lấy khí tươi từ bên ngoài, đưa qua cụm khí đầu vào rồi sau đó đi qua AHU (Air Handling Unit – Khối xử lý không khí). 
  • AHU sẽ tiến hành kiểm soát chất lượng không khí thông qua việc điều chỉnh độ ẩm, áp suất và lọc sơ bộ các tiểu phân có kích thước lớn. Lượng khí tươi cấp vào AHU sẽ được kiểm soát bằng van chỉnh gió. Sau khi được điều chỉnh, nhiệt độ khí tươi sẽ về khoảng 22℃ bằng heater
  • Tiếp đó, khí tươi được đưa qua tinh lọc bằng màng lọc HEPA nhằm loại bỏ các tiểu phân kích thước nhỏ và các vi khuẩn. Trong trường hợp cần lọc khí cho phòng sạch thì bước lọc khí qua màng lọc HEPA là vô cùng quan trọng.
  • Sau khi đã lọc, khoảng 90% khí sẽ được hồi lưu về AHU và cấp trở lại môi trường cần thiết. 10% còn lại sẽ được thải ra môi trường ngoài. Trong trường hợp lọc khí cho các phòng sản xuất các hợp chất hóa học nguy hiểm, không khí trước khi thải ra môi trường phải được xử lý để không gây ra ô nhiễm môi trường.

2. Chu trình hoạt động

Xét về tổng quan, hệ thống HVAC gồm 3 chu trình hoạt động cần quan tâm, bao gồm:

  • Supply Air – Cung cấp không khí, gồm khí lạnh và khí nóng.
  • Return Air – Mang không khí trở về.
  • Exhaust Air – Thải khí không sạch ra ngoài.

Hệ thống HVAC

Hệ thống HVAC cung cấp không khí sạch và thải khí không sạch ra ngoài

3. Một số vấn đề xảy ra đối với hệ thống

Trong quá trình hoạt động, việc xảy ra một số sự cố là không thể tránh khỏi. Dưới đây là một số vấn đề xảy ra đối với hệ thống HVAC:

  • Van chỉnh gió có thể bị kẹt, không hoạt động được.
  • Nước, chất lượng hơi và khả năng thoát nước kém.
  • Ga bị yếu làm nước ngưng tụ không được loại bỏ, làm thoát nước kém.
  • Màng lọc bị thủng, không lọc bỏ được các tiểu phân trong không khí. Hoặc màng lọc bị bụi bẩn bám trong thời gian dài làm bít lỗ lọc.
  • Ống gió bị rò rỉ khí.

IV. Ứng dụng thực tiễn của HVAC

1. Ứng dụng cho một không gian

Trong một không gian nhất định, hệ thống HVAC được ứng dụng để:

  • Điều chỉnh nhiệt độ của không gian.
  • Cung cấp luồng không khí sạch, thoáng mát.
  • Loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong không khí bằng các bộ lọc, sử dụng trong nhiều giai đoạn khác nhau của quá trình hoạt động.
  • Hoạt động nguyên liệu một cách có hiệu quả.

2. Ứng dụng trong các ngành công nghiệp

Trong các ngành công nghiệp, HVAC được ứng dụng rất nhiều. Một số môi trường phổ biến ứng dụng hệ thống này có thể kể đến như:

  • Các tòa nhà, nhà máy công nghiệp, nhà xưởng.
  • Phòng sạch.
  • Các khách sạn hoặc cơ sở sinh hoạt cao cấp khác.
  • Các khu văn phòng phòng thí nghiệm hoặc công trình công cộng như trường học, bệnh viện.
  • Trong các phương tiện giao thông như: ô tô, máy bay, tàu hỏa, tàu điện ngầm, tàu thủy,…
  • Trong một số môi trường khác cần xử lý không khí.

Hệ thống HVAC

HVAC ứng dụng tại bệnh viện

V. Hệ thống HVAC và ứng dụng trong phòng sạch

Hệ thống HVAC là một hệ thống phức tạp, quan trọng nhất trong phòng sạch. Hệ thống này thường được lắp đặt cùng với các module cấp và hút khí, dùng trong các nhà máy sản xuất linh kiện, thiết bị điện tử, phòng an toàn sinh học, phòng mổ trong bệnh viện,…

Cũng giống như hệ thống HVAC tiêu chuẩn, HVAC phòng sạch giữ vai trò kiểm soát độ sạch của không khí, nhiệt độ, độ ẩm và áp suất trong phòng. Đồng thời, có còn tăng cường việc cung cấp không khí và các luồng khí bằng những bộ lọc hiệu quả cao. Không khí sẽ được thay đổi, tăng cường và lọc nhiều lần thông qua các bộ lọc HEPA. 

Trung bình, với 1 hệ thống HVAC thông thường, không khí sẽ thay đổi từ 2 – 4 lần/giờ. Trong khí đó, trong phòng sạch, không khí có thể thay đổi từ 15 – 250 lần, thậm chí là nhiều hơn con số đó. 

Hệ thống HVAC

HVAC trong phòng sạch là đóng vai trò vô cùng quan trọng

VI. Phân biệt giữa HVAC và ACMV

Hệ thống ACMV là viết tắt của Air Conditioning – Mechanical Ventilation, tức là Hệ thống điều hòa không khí và thông gió (không có sưởi). Nhiều người thường nhầm lẫn hệ thống HVAC và ACMV là một. Thực chất ACMV chỉ là một hệ thống con của HVAC. 

Trên thực tế, hệ thống ACMV được sử dụng chủ yếu cho các hệ thống phục vụ cho con người. “AC” trong ACMV chỉ gồm các comfort system, không được sử dụng cho các phòng lạnh hoặc buồng sấy. Trong khi đó, HVAC được sử dụng trong công nghiệp để tạo ra một điều kiện môi trường nào đó, không sử dụng để trực tiếp phục vụ cho con người.

Tuy nhiên, hệ thống HVAC vẫn xuất hiện trong các hệ thống dân dụng chứ không riêng trong các công trình công nghiệp. Ví dụ như thông gió trong các phòng máy hoặc trong các kho lạnh của siêu thị. Ngược lại thì ACMV cũng có thể xuất hiện trong các tòa nhà văn phòng hoặc khu vực sản xuất của công nhân trong các xí nghiệp, nhà máy.

Hệ thống ACMV

ACMV được sử dụng để trực tiếp phục vụ cho con người

VII. Lời kết

Trên đây là toàn bộ những thông tin mà TCBM cung cấp để có thể giúp bạn giải đáp được “Hệ thống HVAC là gì?”. Hy vọng những thông tin trên là hữu ích và giúp bạn có được cái nhìn tổng quan về cấu tạo, vai trò và ứng dụng của hệ thống này.

TCBM là đơn vị cung cấp các dòng sản phẩm cách nhiệt, tiêu âm, được ứng dụng trong hệ thống HVAC tại nhiều công trình nhà ở, chung cư, trung tâm thương mại, nhà máy, bệnh viện,… hiện nay. Các sản phẩm của chúng tôi được nhập khẩu và phân phối độc quyền tại Việt Nam từ 2 thương hiệu cách nhiệt K-Flexcách nhiệt ArmaFlex, cách nhiệt ArmaGel.

Nếu bạn có nhu cầu tìm kiếm một giải pháp cách nhiệt, tiêu âm hiệu quả cho hệ thống HVAC của công trình, bảo ôn ống nước ngưng, bảo ôn đường ống chiller, bảo ôn ống đồng,… hãy liên hệ ngay với TCBM theo số hotline 0911 771 551 để được tư vấn và báo giá chi tiết nhé!

logo-tcbm
Công ty TNHH VLXD Toàn Cầu - TCBM

Đơn vị dẫn đầu về nhập khẩu và phân phối độc quyền tại Việt Nam các dòng vật liệu xây dựng cao cấp đạt tiêu chuẩn quốc tế. Liên hệ hotline 0911771551 để được tư vấn và báo giá chi tiết các sản phẩm của chúng tôi.

0911 771 551