Lượt xem: ..

Hệ thống điều khiển HVAC

Hệ thống điều khiển HVAC

I. Hệ thống điều khiển HVAC là gì? Nguyên lý, cấu tạo, tài liệu về hệ thống HVAC

1.1. Hệ thống điều khiển HVAC là gì?

HVAC là cụm từ viết tắt của Heating, Ventilating and Air Conditioning gọi chung là hệ thống điều hòa không khí.

1.1a. Lịch sử ra đời HVAC

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

1.1b. Ứng dụng của hệ thống HVAC

HVAC được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta như: ứng dụng trong hệ thống điều hòa không khí và thông gió tại các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại,… Các ngành công nghiệp nặng như nhà máy điện, máy bay, tàu vũ trụ,….

1.2. Hệ thống HVAC gồm những gì?

1.2a. Sơ đồ hệ thống HVAC

1.2b. Hệ thống sưởi

Hệ thống sưởi là các thiết bị nhằm mục đích tạo ra lượng nhiệt cao hơn nhiệt độ môi trường cho không gian. Việc sinh nhiệt được thực hiện bởi hệ thống máy sưởi trung tâm.
Các thiết bị cấu tạo nên một hệ thống sưởi hoàn chỉnh bao gồm:
- Lò hơi, bơm nhiệt: Thiết bị này dùng để đun nóng nước, hơi nước, không khí ở vị trí trung tâm.
- Nhiệt được truyền đi bằng cách đối lưu, dẫn truyền bằng bức xạ.
Lò sưởi được hoạt động thông qua các nguồn nhiên liệu khác nhau như: nhiên liệu rắn (than, củi,…), nhiên liệu chất lỏng ( xăng, dầu,...), khí (gas,.…), nhiên liệu điện. Lò sưởi bằng điện thường được sử dụng làm nhiệt dự phòng hoặc hệ thống bơm nhiệt.

1.2c. Hệ thống thông gió trong HVAC

Hệ thống thông gió ra đời sẽ góp phần biến đổi không khí. Thông qua việc kiểm soát các yếu tố của môi trường như: nhiệt độ, độ ẩm hoặc loại bỏ các yếu tố về mùi, khói, bụi bẩn, vi khuẩn, CO2 để tăng hàm lượng oxy trong không khí.
Ngoài ra, thông gió còn là việc lưu thông không khí giữa bên ngoài và bên trong của tòa nhà.

1.2d. Hệ thống điều hòa nhiệt độ

Nguyên lí hoạt động:
Lấy không khí lạnh:
– Nhiệt độ trong không khí sẽ được loại bỏ bởi hệ thống máy lạnh với các chất làm lạnh như: Nước, không khí, nước đá, hóa chất…
– Việc loại bỏ nhiệt được diễn ra thông qua bức xạ, đối lưu hoặc dẫn truyền. Khi cần sử dụng nhiệt độ ẩm: Hệ thống làm lạnh sẽ sử dụng van đảo chiều.
Chuyển từ làm mát sang sưởi ấm bằng cách đảo ngược dòng chảy của chất làm lạnh.

II. Các vấn đề có thể xảy ra với hệ thống HVAC

2.1. Tủ hút hoặc tủ an toàn sinh học

Tủ hút cần cung cấp không khí liên tục — giống như phòng sạch. Nguồn cung cấp không khí này phải được tính toán khi thiết kế HVAC của phòng sạch.
Hơn nữa, nếu tủ hút hút không khí bên ngoài tòa nhà, giống như tủ an toàn sinh học, thì không khí thải ra phải được thay thế bằng không khí trong lành.
Không khí trong lành này sẽ cần được điều hòa (nhiệt độ và độ ẩm tương đối), và quá trình để đạt được điều đó đòi hỏi phải có bộ phận tạo khí hoặc xử lý không khí (AHU) lớn hơn.
Nếu không khí hút ra từ tủ hút không được tính đến trong tính toán HVAC thì có thể xảy ra vấn đề không có đủ không khí đẩy vào phòng để duy trì áp suất dương.
Mặt khác, áp suất trong phòng có thể thành chênh lệch âm và hút một số không khí bẩn từ bên ngoài căn phòng vào.

2.2. Ảnh hưởng của hệ thống chiếu sáng khi thiết kế hệ thống HVAC phòng sạch

Mức độ chiếu sáng cần thiết cũng sẽ ảnh hưởng đến nhiệt tạo ra bên trong phòng sạch và do đó chúng ta cần tính toán để làm mát.
Ánh sáng văn phòng thông thường 300 lux so với ánh sáng chính xác cao 1200 lux sẽ không tạo ra cùng một lượng nhiệt.
Ngoài ra ở các phòng sạch yêu cầu độ sạch cao thì trần phòng sạch sẽ cần nhiều bộ lọc hơn, do đó việc sắp xếp và tính toán để tối ưu giữa độ sạch và độ sáng là cực kỳ quan trọng.

2.3. Độ chênh lệch áp suất khi thiết kế HVAC phòng sạch

Mức độ chênh lệch áp suất trong các phòng yêu cầu độ sạch cao sẽ cao hơn, từ đó không khí sẽ ít bị rò rỉ ra bên ngoài phòng sạch.
Áp suất dương sẽ ngăn cản không khí bên ngoài tràn vào phòng sạch còn áp suất âm sẽ ngăn cản không khí tràn ra khỏi phòng sạch sang môi trường bên ngoài hoặc phòng liền kề.

2.4. Nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài

Nếu không khí có thể được tuần hoàn trong phòng sạch, thì thời tiết bên ngoài chỉ tác động nhẹ đến hệ thống HVAC.
Tuy nhiên, đối với các phòng sạch làm việc với các sản phẩm độc hại, lượng khí tạo thành có thể lên tới 100% không khí trong lành. Trong các loại phòng sạch này, hệ thống HVAC sẽ phức tạp hơn nhiều.
Ví dụ: một số vùng vào mùa đông, hệ thống HVAC cần lấy không khí bên ngoài ở -22 °F (-30 °C), làm ấm nó lên đến 68 °F (20 °C), loại bỏ độ ẩm và đưa nó vào phòng.

2.5. Mức độ chính xác cần thiết

Cuối cùng nhưng chắc chắn không kém phần quan trọng, mức độ chính xác mà phòng sạch cần cũng sẽ ảnh hưởng đến thiết kế của hệ thống HVAC.
Hệ thống điều khiển nhiệt độ chính xác cao có thể điều khiển đến ± 0,25 °F (± 0,15 °C) và ± 2% đối với độ ẩm.
Phòng sạch hiếm khi cần độ chính xác cao như vậy. Thông thường, độ chính xác ± 2 °F (± 1 °C) đối với nhiệt độ và ± 10% đối với độ ẩm là đủ. Mức độ chính xác phụ thuộc vào các hoạt động trong phòng sạch.

III. Cách lựa chọn thiết bị cho hệ thống HVAC phù hợp

Thiết kế của 1 hệ thống HVAC phụ thuộc vào tiêu chuẩn của phòng sạch cần lắp đặt (có thể theo tiêu chuẩn ISO) và các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm và chênh lệch áp suất. Những điều kiện này được quyết định bởi những yêu cầu về hoạt động sẽ diễn ra trong phòng sạch và sự thoải mái của các nhân viên sẽ làm việc ở trong phòng.

3.1. Lưu lượng không khí

Câu hỏi đầu tiên mà nhà cung cấp hoặc sản xuất thiết bị cho phòng sạch của bạn sẽ hỏi là bạn cần bao nhiêu lượt thay đổi không khí trong phòng mỗi giờ để tính lưu lượng không khí cần thiết (CFM: feet khối mỗi phút). Đây là câu hỏi không dễ trả lời.
Chắc chắn là việc tính toán lượng không khí thay đổi mỗi giờ có thể thực hiện dễ dàng bằng các công cụ trên internet – nhưng hãy nhớ rằng chúng chỉ là con số ước tính. Trong thực tế, nhiều dữ liệu phải được thu thập bởi các kỹ sư HVAC để tính toán được CFM thích hợp và chính xác nhất. Lý do tại sao CFM khó xác định là vì nó phải tính đến các yếu tố sau:
– Mức độ sạch của 1 phòng sạch phải giữ được (số hạt trên 1 khối không khí): thường được xác định bằng tiêu chuẩn của phòng sạch (ISO 5-6-7-8, GMP EU, PIC/S, WHO,….)
– Số lượng người làm việc trong phòng sạch: 70 đến 80 phần trăm ô nhiễm trong phòng sạch được tạo ra bởi các nhân viên vận hành, càng nhiều người thì càng bẩn và số lượng lượt trao đổi khí trong mỗi giờ càng nhiều càng tốt.
– Kích thước của phòng sạch và số lượng phòng bên trong.
– Thiết bị, đồ nội thất và vật tư bên trong phòng sạch vì chúng có thể tạo ra các hạt và gây ô nhiễm.
– Nền nhiệt.
– Hoạt động của người và vật đi ra và đi vào phòng sạch.

3.2. Nhiệt độ và độ ẩm

Độ chính xác của nhiệt độ và độ ẩm tương đối (+/-) cũng là 1 yếu tố quan trọng khi thiết kế hệ thống HVAC.
Nhiệt do cả người sử dụng và thiết bị tạo ra phải được trung hòa bởi điều hòa không khí. Do đó, điều quan trọng là phải biết có bao nhiêu người sẽ làm việc trong phòng sạch, thiết bị tại chỗ và nhiệt lượng mà nó tạo ra (watt).
Ngoài ra, tùy thuộc vào hoạt động diễn ra trong phòng sạch, đôi khi việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là rất quan trọng và phải chính xác đến ±0.25°C và ±2%.
Giá trị nhiệt độ độ ẩm được xác định bằng đồng hồ đo nhiệt độ độ ẩm được đặt ở các phòng cần theo dõi.

3.3. Chênh lệch áp suất

Hầu hết các phòng sạch đều được giữ ở áp suất dương (trừ khi xử lý các sản phẩm độc hại thì phải được giữ ở áp suất âm). Điều này có nghĩa là không khí sẽ đi ra khỏi phòng thay vì hướng vào trong, do đó ngăn không khí chưa được lọc và các loại hạt thâm nhập vào trong phòng sạch. Hệ thống HVAC chịu trách nhiệm tạo ra các chênh lệch áp suất để giữ các tầng áp suất giữa các bộ phận của phòng sạch và bên ngoài phòng sạch. (giá trị chênh áp phòng được xác định bởi đồng hồ chênh áp phòng được đặt trước mỗi phòng)
Sự hiện diện của tủ hút hoặc tủ an toàn sinh học (BSC) phải được tính đến khi thiết kế hệ thống HVAC, vì 1 số BSC xả khí ra bên ngoài (thuốc độc hại hoặc hóa chất khác), làm mất cân bằng áp suất phòng. Để duy trì áp suất chính xác trong phòng sạch, lượng khí phải được bù bằng không khí tươi.

3.4. Giới hạn không gian

Bộ xử lý không khí có thể được thiết kế để đứng theo chiều ngang hoặc chiều dọc. Nó cũng có thể được đặt trên sàn cạnh phòng sạch hoặc trên mái của phòng sạch.
Một lựa chọn khác là nhà cung cấp HVAC sẽ lắp ráp sẵn và vận chuyển toàn bộ thành 1 khối để lắp đặt hoàn chính. Một số nhà sản xuất cũng cung cấp khả năng lắp ráp tận nơi, điều này khá thú vị với những nơi có hạn chế về không gian. Để dễ bảo trì, một số thiết bị HVAC thậm chí còn được sản xuất sẵn trên thị trường.
Hy vọng rằng, những lời khuyên trên đây đã làm rõ vai trò quan trọng của HVAC trong bất kỳ phòng sạch nào và bạn sẽ tránh được bất kỳ thiệt hại đáng tiếc nào trong tương lai khi xây dựng 1 phòng sạch.

IV. Bảo trì hệ thống

4.1. Bảo trì thay đổi bộ lọc không khí thường xuyên

Bộ lọc HVAC là nơi lưu giữ bụi bẩn và các chất gây dị ứng ra khỏi không khí lưu thông trong tòa nhà, phòng sản xuất. Bằng cách thay đổi các bộ lọc này thường xuyên sẽ giúp giữ cho hệ thống HVAC chạy sạch hơn, lưu lượng gió tốt hơn.

4.2. Bảo trì quạt của hệ thống HVAC thường xuyên

Trong quá trình hoạt động của thiết bị HVAC, quạt lưu thông không khí có thể bị lỏng đầu nối điện, cơ cấu cơ khí do tác động tích lũy của rung động. Bất cứ khi nào thay đổi bộ lọc, sẽ tiến hành kiểm tra quạt để chắc chắn rằng nó hoạt động tốt.

4.3. Bảo trì cánh quạt thường xuyên

Kiểm tra khu vực chân không và quạt gió của thiết bị HVAC, làm sạch đúng cách các cánh quạt và loại bỏ mọi bụi bẩn hoặc các mảnh vụn khác có thể gây thêm tải cho động cơ. Vệ sinh đúng cách và thường xuyên có thể giúp giữ cho quạt cân bằng và duy trì hiệu quả cho hệ thống HVAC.

4.4. Động cơ được bôi dầu thường xuyên

Thường xuyên giữ cho động cơ quạt được bôi dầu và chạy trơn tru, tùy thuộc vào động cơ quạt HVAC. Việc bôi trơn định kỳ giúp động cơ hoạt động trơn tru, nâng cao tuổi thọ và tiết kiệm điện năng động cơ

4.5. Bảo trì hệ thống điện của HVAC

Các hệ thống điện hoạt động thường xuyên có thể xuất hiện các bụi bẩn, lỏng các giắc, cầu đấu, xuất hiện gây chập cháy. Việc bảo trì định kỳ giúp phát hiện các nguy cơ và ngăn ngừa các sự cố, đảm bảo cho sản xuất .

4.6. Bảo trì máy lạnh Chiller, thiết bị AHU

Bước 1: AHU trước khi vệ sinh được đo thông số gồm: Nhiệt độ gió cấp, vận tốc gió, dòng điện quạt cấp.
Bước 2: Để đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị, tắt nguồn AHU.
Bước 3: Kiểm tra dây curoa của quạt, lau chùi cánh quạt, kiểm tra bạc đan, cách điện sơ bộ của motor quạt bằng VOM. Bơm mỡ vào các ổ bi và vệ sinh bộ phận lọc bụi.
Vệ sinh toàn bộ dàn lạnh bằng cách sử dụng nước cao áp. Khi đường nước ngưng (hút nước đường drain) thì lau chùi phần nước còn sót lại trong AHU.
Lau chùi các damper và các miệng gió cấp, gió hồi của AHU.
Bước 4: Trước khi chạy lại AHU, kiểm tra thêm một lần
Bước 5: Kiểm tra và dán lại các vị trí rò rỉ khi rồi cho chạy AHU (dán bằng băng keo bạc). Đo các thông số về dòng điện, vận tốc gió, nhiệt độ.
Bước 6: Làm form bảo vệ hệ thống.

V. Dịch vụ tư vấn thiết kế hệ thống HVAC uy tín tại Việt Nam

Công ty TNHH Kỹ Thuật Tự Động Hàn Mỹ Việt cung cấp đến khách hàng các dịch vụ sau

5.1. Tư vấn thiết kế hệ thống HVAC

Với nhiều năm kinh nghiệm trong ngành tự động hoá, cùng với đội ngũ nhân viên kỹ thuật trình độ cao, chúng tôi luôn được khách hàng tín nhiệm trong việc tư vấn và thiết kế các giải pháp không khí cho các công trình của họ. Những phương án chúng tôi đưa ra luôn tối ưu và hiệu quả nhất, đảm bảo yêu cầu cho từng loại công trình với chi phí tiết kiệm nhất, đảm bảo hài lòng cho khách hàng.
Chỉ cần bạn tin tưởng, chúng tôi có giải pháp.

5.2. Cung cấp thiết bị

Là đơn vị đại lý chính thức của Autonics, Hanyoung, Conotec, Chint, LS, Schneider,…. công ty chúng tôi tự tin mang đến cho khách hàng các loại sản phẩm chính hãng. Khách hàng có thể lựa chọn những phương án phù hợp cho bất cứ loại công trình nào với mọi loại kiến trúc khác nhau.

5.3. Thi công và lắp đặt

Không chỉ cung cấp cho bạn các loại thiết bị cần thiết, chúng tôi cũng sẽ trực tiếp thi công và lắp đặt hệ thống thiết bị mà các bạn có. Đội ngũ kỹ thuật kinh nghiệm lâu năm với những công trình đã thành công sẽ mang đến cho khách hàng sự hài lòng cả về mặt hiệu quả cũng như tính thẩm mỹ.

Liên hệ với chúng tôi:

CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG HÀN MỸ VIỆT
203-205 Nguyễn Thái Bình, P. Nguyễn Thái Bình, Q.1, Tp. HCM
Tel : (028) 3821 6710 - 3821 6711
Hotline: 091 621 6710
Website: www.hanmyviet.vn - www.maykhinen.vn
Chi nhánh Hà Nội:
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG HÀN MỸ VIỆT CHI NHÁNH TẠI HÀ NỘI
72 Bùi Ngọc Dương, P. Bạch Mai, Q. Hai Bà Trưng, Tp. Hà Nội
Tel: (024) 3573 7935 - 3573 7920
Hotline : 098 699 1948
Chi nhánh Bắc Ninh:
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT TỰ ĐỘNG HÀN MỸ VIỆT CHI NHÁNH BẮC NINH
6 Ngọc Hân Công Chúa, khu Hoà Đình, P. Võ Cường, Tp. Bắc Ninh
Tel : (0222) 3906234
Hotline: 097 546 0366

Mã :