Hệ thống HVAC ngày càng trở nên phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, từ các thiết bị làm lạnh đến hệ thống sưởi ấm. Không chỉ vậy, HVAC còn đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp nặng, tàu vũ trụ, máy bay và nhà máy điện. Vậy, HVAC là gì và hệ thống này hoạt động như thế nào? Bài viết này sẽ cung cấp thông tin chi tiết về hệ thống HVAC, đồng thời là tài liệu tham khảo hữu ích cho những ai đang học tập và nghiên cứu về lĩnh vực này.
Mục Lục
Hệ Thống HVAC Là Gì?
HVAC Là Gì?
Chắc hẳn bạn đã từng nghe đến cụm từ HVAC. Vậy HVAC viết tắt của từ gì? HVAC là gì? hay HVAC system là gì? Để hiểu rõ hơn về hệ thống HVAC, chúng ta hãy cùng tìm hiểu ngay sau đây.
HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) là một hệ thống phòng sạch sử dụng các thiết bị lọc khí để tạo ra các cấp độ sạch khác nhau. Hệ thống này được thiết kế dựa trên các tiêu chuẩn về cấp độ phòng sạch của GLP, GMP và GSP.
Hệ thống HVAC hiện đại, đảm bảo các tiêu chuẩn về cấp độ phòng sạch.
HVAC Viết Tắt Của Từ Gì?
Hệ thống HVAC là viết tắt của Heating (Hệ thống sưởi), Ventilation (Thông gió) và Air Conditioning (Điều hòa không khí). Hệ thống điều hòa HVAC xuất hiện phổ biến trong các tòa nhà, xưởng sản xuất và được điều khiển thông minh bằng hệ thống BMS (Building Management System).
Ưu Điểm Của Hệ Thống HVAC
HVAC system giúp kiểm soát và duy trì nồng độ hạt bụi trong không gian, tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa các phòng và môi trường bên ngoài, đồng thời giữ độ ẩm và nhiệt độ ổn định trong phạm vi cho phép. Nói cách khác, HVAC là hệ thống tạo ra luồng khí sạch với độ ẩm và nhiệt độ thích hợp, di chuyển tuần hoàn trong các phòng và tạo ra nhiều cấp độ sạch khác nhau.
Nếu việc làm mát nhà xưởng là yếu tố quan trọng trong sản xuất, thì HVAC cũng đóng vai trò quan trọng không kém. Hệ thống HVAC thường được lắp đặt cùng với các module để cấp và hút khí tại phòng. Các công trình phòng sạch sử dụng hệ thống HVAC được ứng dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất linh kiện và thiết bị điện tử, điện lạnh. Bên cạnh đó, hệ thống này cũng được lắp đặt tại các phòng an toàn sinh học, phòng mổ theo tiêu chuẩn hiện đại và phòng an toàn sinh học trong bệnh viện.
Hệ thống HVAC được ứng dụng rộng rãi trong phòng sạch, đảm bảo môi trường làm việc vô trùng.
Các Thiết Bị Lọc Khí Trong Hệ Thống HVAC
Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Chất Lượng Không Khí Trong Hệ Thống HVAC
Hệ thống làm mát HVAC được phân thành nhiều cấp độ sạch khác nhau. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của HVAC system bao gồm:
- Nhiệt độ
- Độ ẩm
- Áp suất
- Số lượng hạt bụi
- Số lần trao đổi khí
Những Thiết Bị Lọc Khí Trong HVAC System
Vì hệ thống HVAC có nhiều cấp độ sạch khác nhau, nên chúng được trang bị các tấm lọc HEPA (High-Efficiency Particulate Air) khác nhau. Các tấm lọc này được phân loại dựa vào độ dày, cấp độ lọc theo tiêu chuẩn GMP – WHO. Cùng với đó, các túi lọc khí và tấm lọc bụi sẽ giúp bảo vệ bộ lọc HEPA. Hệ thống HVAC bao gồm các thiết bị chính như sau:
- CDU (Condensing Unit): CDU còn gọi là tổ máy nén dàn ngưng, thường là loại giải nhiệt gió/nước và sử dụng được ở ngoài trời.
- Van điều chỉnh khí, hệ thống đường ống gió và bộ tiêu âm.
Van Điều Chỉnh Khí
Linh kiện này dùng để điều chỉnh lượng gió cấp vào các phòng sạch. Chúng được lắp đằng trước tấm lọc HEPA hoặc DIFFUSER. Trong hệ thống này, người ta thường sử dụng van cơ hoặc van điện.
Hệ Thống Đường Ống Gió
Bộ phận này có nhiệm vụ luân chuyển không khí trong HVAC. Chúng thường được làm bằng tôn vì vật liệu này nhẹ và bền, không ảnh hưởng đến việc luân hồi không khí. Độ dày của tôn được sử dụng phụ thuộc vào kích thước của đường ống.
Hệ thống đường ống gió giúp luân chuyển không khí, đảm bảo sự thông thoáng cho toàn bộ hệ thống.
Thiết Bị Tiêu Âm
Tiếng ồn sẽ được tạo ra khi động cơ hoạt động. Tiếng ồn có thể đi theo dòng khí cấp vào các phòng. Để ngăn chặn hiện tượng này, người ta sử dụng ống gió tiêu âm trên đường đi của dòng khí. Bên trong các ống này thường có cấu trúc lỗ để triệt tiêu tiếng ồn.
Bộ Lọc HEPA – Miệng Cấp/ Hồi Khí
Bộ phận này được dùng xuyên suốt trong hệ thống và các cấp lọc thường sử dụng là HEPA H13, HEPA H14,… Đối với cửa hút trần, ta dùng loại cửa hút có vỏ bọc kim loại soi nhiều lỗ tròn hoặc cửa hút có nan thẳng với màng lọc thô. Còn đối với cửa hút chân tường, ta cần sử dụng loại lưới.
Vật Liệu Bảo Ôn Cách Nhiệt
Do hệ thống ống gió được làm từ tôn, nên khi lắp đặt cần phải làm kín và cách nhiệt. Lúc này, người ta thường cách nhiệt bằng vật liệu bảo ôn PE dạng tấm xốp và bên ngoài tráng lớp giấy bạc. Ngoài cách nhiệt, loại vật liệu này cũng có khả năng cách âm cho hệ thống HVAC.
Hệ Thống Thải Khí
Những phòng chứa nhiều virus, hóa chất độc hại gây ảnh hưởng xấu đến con người và môi trường thì không thể để khí này luân hồi lại hệ thống. Lúc này, ta cần sử dụng đến hệ thống lọc khí BIBO (Bag In Bag Out) hoặc bộ lọc khí thải RPT (Regenerative Thermal Oxidizer).
Nguyên Lý Hệ Thống HVAC
Nguyên lý hoạt động của hệ thống HVAC dựa trên 3 loại khí chính: khí tươi, khí thải và khí hồi lưu. Trong phòng sạch, HVAC thường có lượng khí hồi lưu chiếm khoảng 80 – 90%. Còn 10 – 20% sẽ là khí tươi từ môi trường bên ngoài sau khi lọc. Việc này giúp cung cấp đủ oxy cho những người trong không gian sử dụng.
Đối với những phòng đòi hỏi cao về độ sạch và giới hạn nhiễm khuẩn như sản xuất vaccine, vi sinh,… Hệ thống HVAC sẽ sử dụng 100% là khí tươi và được thay liên tục.
Cụ thể, nguyên lý hệ thống HVAC hoạt động như sau:
- Khí tươi trong không khí đi qua cụm khí đầu rồi qua AHU (AHU là gì? – Air Handling Unit). Tại đây, khí sẽ được điều chỉnh áp suất, độ ẩm và lọc sơ bộ các tiểu phân có kích thước lớn. Đồng thời, lượng khí tươi được cấp vào hệ thống sẽ được kiểm soát bởi van chỉnh gió.
- Sau khi qua AHU, bộ phận gia nhiệt (heater) sẽ điều chỉnh nhiệt độ khí tươi về khoảng 22 độ C.
- Tiếp theo, khí này được lọc tinh bằng màng lọc HEPA để loại bỏ vi khuẩn và các tiểu phân có kích thước nhỏ.
- Khí trong phòng được hồi lưu về AHU lên đến 90% và cấp tới phòng sạch. Còn 10% khí còn lại sẽ bị thải ra môi trường. Riêng với những phòng sản xuất hóa chất nguy hiểm, thuốc độc, không khí sẽ được xử lý trước khi thải ra môi trường.
Phân Biệt HVAC và ACMV
HVAC và ACMV là 2 thuật ngữ thường được sử dụng để gọi hệ thống này. Vậy, 2 thuật ngữ này được dùng trong trường hợp nào? Trước khi phân biệt HVAC và ACMV, chúng ta cùng tìm hiểu sơ qua về ACMV.
HVAC và ACMV là hai thuật ngữ dễ gây nhầm lẫn, cần phân biệt rõ để sử dụng chính xác.
ACMV System Là Gì?
ACMV là viết tắt của Air Conditioning – Mechanical Ventilation (Điều hòa không khí – Thông gió cơ khí).
Một số ý kiến phân chia không đúng liên quan đến ACMV và HVAC như sau:
- Cho rằng từ Đà Nẵng trở ra Bắc cần có hệ thống sưởi nên gọi là HVAC, còn trở vào Nam chỉ cần làm lạnh nên gọi là ACMV.
- Ý kiến khác là ACMV là hệ thống không có hệ thống sưởi, chỉ giúp điều hòa không khí và thông gió thông thường, còn HVAC thì có lắp hệ thống sưởi.
Phân Biệt HVAC và ACMV
ACMV thực chất chỉ là một hệ thống con của HVAC. Trên thực tế, ACMV chủ yếu được sử dụng để nói về các hệ thống phục vụ cho con người. AC trong cụm ACMV chỉ gồm các comfort system và không được dùng cho phòng lạnh hay buồng sấy. Còn HVAC không trực tiếp phục vụ cho con người mà chỉ sử dụng trong công nghiệp để tạo ra sản phẩm nào đó.
Tuy nhiên, không phải HVAC chỉ xuất hiện trong các công trình công nghiệp. Các công trình dân dụng cũng có những hệ thống không nhằm mục đích phục vụ con người, ví dụ như thông gió trong phòng máy hay kho lạnh trong siêu thị. Vì thế, HVAC vẫn xuất hiện trong các hệ thống dân dụng. Ngược lại, ACMV cũng xuất hiện trong các khối nhà văn phòng, khu vực sản xuất của công nhân trong các nhà máy.
Kết Luận
HVAC là một lĩnh vực không thể thiếu trong đời sống và sản xuất hiện nay. Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về HVAC là gì, cũng như ACMV system là gì và các thông tin liên quan khi tìm hiểu về hệ thống này. Bên cạnh đó, những thông tin này cũng giúp bạn phân biệt được HVAC và ACMV để tránh nhầm lẫn giữa hai thuật ngữ này.