Hệ thống HAVC là gì? Hệ thống này gồm những gì? Nguyên lý hoạt động

Hệ thống HVAC là gì?

Hệ thống điều khiển HVAC là một hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong không gian bên trong nhà hoặc trong xe hơi. Mục tiêu của hệ thống HVAC là cung cấp một môi trường với mức độ chất lượng không khí và sự thoải mái nhiệt độ phù hợp. Thiết kế của hệ thống này dựa trên các nguyên lý liên quan đến truyền nhiệt, động lực học nhiệt và cơ học chất lỏng. Điều quan trọng khi thiết kế hệ thống HVAC là:

• Hướng dòng không khí: Sử dụng dòng không khí thẳng và có hướng để thay đổi không khí bẩn và tránh sử dụng dòng không khí xoáy, vì loại dòng không khí này có thể gây phân tán không khí bẩn.
• Vị trí của các bộ lọc không khí HEPA: Thường được đặt cuối cùng trước khi không khí được đưa vào phòng sạch.
• Tỷ lệ khí tái sử dụng: Tùy thuộc vào loại phòng sạch, tỷ lệ này có thể lên tới 80 – 90% đối với phòng sạch sản xuất thuốc thông thường và 100% đối với phòng sạch sản xuất vaccine và thuốc vi sinh.
• Vị trí của lỗ thoát không khí: Phải tuân theo các yêu cầu về áp suất, ví dụ như các phòng sạch cấp cao hơn thường phải có áp suất cao hơn.
• Yêu cầu về chất lượng của bộ lọc: Bộ lọc không được thủng để ngăn tiểu phân và vi khuẩn không thể đi qua, và cần phải được vệ sinh định kỳ để tránh tắc nghẽn. Chất lượng của bộ lọc thường xuyên phải được kiểm tra và đánh giá.
• Hệ thống tách ẩm.

HVAC là viết tắt của các từ tiếng Anh: Heating, Ventilating, and Air Conditioning.

Hệ thống HVAC gồm những gì

Các hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí có mối liên quan chặt chẽ. Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) có khả năng tăng cường luồng không khí tươi vào, giảm sự xâm nhập không mong muốn của không khí và thậm chí duy trì áp suất tương đối ổn định giữa các khu vực trong một tòa nhà hoặc công trình.

Trong hầu hết các trường hợp, chức năng sưởi ấm và làm mát chiếm phần lớn sự tiêu thụ năng lượng và là nguyên nhân gây tăng chi phí điện năng. Vì vậy, việc lựa chọn một hệ thống HVAC phù hợp là quan trọng, để đảm bảo đáp ứng nhu cầu mà không làm gia tăng lượng điện năng tiêu thụ và gây thêm chi phí hàng ngày.

Hệ thống HVAC cũng có khả năng kiểm soát độ ẩm, và ngày nay, chúng có thể bao gồm thêm máy tạo ẩm và máy hút ẩm như tùy chọn cho việc sưởi ấm và làm mát (bạn có thể thấy các tính năng này trên các máy điều hòa nhiệt độ hiện đại).

Đối với những người sống ở môi trường rất khô hoặc vùng nhiệt đới, những bổ sung này cho hệ thống HVAC có ý nghĩa quan trọng. Một số người thậm chí lựa chọn cài đặt riêng máy tạo ẩm hoặc máy hút ẩm để có khả năng điều chỉnh độ ẩm môi trường mà không cần sử dụng máy điều hòa.

Hệ thống sưởi (Heating System)

Hệ thống sưởi là những thiết bị được thiết kế để tạo ra nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường (nhiệt). Quá trình sinh nhiệt thường được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống máy sưởi trung tâm.

Các thành phần cấu tạo một hệ thống sưởi hoàn chỉnh bao gồm:

• Thiết bị tạo nhiệt, như lò hơi hoặc bơm nhiệt.
• Nhiệt được truyền đi thông qua đối lưu, dẫn truyền, hoặc bức xạ. Lò sưởi thường hoạt động dựa trên các nguồn nhiên liệu khác nhau như than cốc, củi, xăng, dầu, khí tự nhiên, hoặc điện. Lò sưởi điện thường được sử dụng làm hệ thống sưởi dự phòng hoặc hệ thống bơm nhiệt.

Thông gió (Ventilation)

Con người luôn khao khát có chất lượng không khí tốt để đảm bảo sức khỏe, đặc biệt là trong thời kỳ hiện nay với sự gia tăng của công nghiệp hóa và hiện đại hóa. Sự xuất hiện của nhiều nhà máy công nghiệp, phương tiện vận tải, và các nguồn khí thải đã đưa các tác nhân này vào môi trường sống của con người, gây ra nhiều vấn đề về chất lượng cuộc sống.

Hệ thống thông gió đã ra đời để giúp cải thiện chất lượng không khí bằng cách kiểm soát các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, và loại bỏ các tác nhân như mùi, khói, bụi bẩn, vi khuẩn, và CO2 để tăng lượng oxy trong không khí. Hơn nữa, thông gió còn giúp lưu thông không khí giữa bên ngoài và bên trong các tòa nhà

Hệ thống điều hòa không khí

Được sử dụng để làm mát không gian trong mùa hè và điều chỉnh độ ẩm. Hệ thống điều hòa không khí thường sử dụng máy điều hòa để làm lạnh không khí và hệ thống quạt để phân phối không khí đã được làm mát trong toàn bộ không gian

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) hoạt động theo nguyên lý sau đây:

Trong các trung tâm thương mại, siêu thị, nhà hàng tiệc cưới và nơi có sự tập trung đông người, lượng nhiệt tỏa ra là rất lớn. Hệ thống thông gió đơn không thể đáp ứng đủ yêu cầu. Do đó, hệ thống điều hòa không khí (HVAC) được sử dụng để giảm nhiệt độ và độ ẩm trong không khí, đảm bảo môi trường luôn thoải mái cho mọi người. Hệ thống HVAC hoạt động thông minh bằng cách kết hợp hệ thống thông gió và hệ thống điều hòa không khí. Mục đích chính là đảm bảo sự lưu thông không khí trong tòa nhà và duy trì nhiệt độ, độ ẩm ở mức tối ưu.

Trong hệ thống HVAC, có ba loại khí: khí tươi, khí hồi lưu và khí thải.

Trong phòng sạch theo tiêu chuẩn GMP, khoảng 80-90% lượng khí là khí hồi lưu, và 10-20% lượng khí còn lại là khí tươi được lọc và cung cấp từ môi trường bên ngoài. Điều này đảm bảo cung cấp đủ lượng oxi cho những người làm việc trong nhà máy.

Tuy nhiên, đối với các phòng sạch sản xuất vaccine, vi sinh vật, yêu cầu về độ sạch và giới hạn nhiễm khuẩn rất cao, không khí trong phòng sạch được thay thế liên tục với 100% lượng khí tươi.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống HVAC như sau:

• Khí tươi được cung cấp từ không khí và đi qua hệ thống đầu vào trước khi đi qua Đơn vị xử lý không khí (Air Handling Unit – AHU). AHU điều chỉnh độ ẩm, áp suất và lọc sơ bộ các hạt tiểu phân lớn trong khí tươi. Lượng khí tươi được kiểm soát bằng van điều chỉnh thông gió.
• Sau khi đi qua AHU, khí tươi được điều chỉnh nhiệt độ xấp xỉ 22 độ C bằng máy sưởi (heater).
• Cuối cùng, khí tươi được lọc qua màng lọc HEPA để loại bỏ hạt tiểu phân nhỏ và vi khuẩn.
• Khoảng 90% không khí trong phòng là khí hồi lưu, được hồi lưu về AHU và cung cấp lại vào phòng sạch. 10% còn lại là khí thải ra môi trường. Đối với các phòng sản xuất thuốc độc, chứa hoạt chất nguy hiểm, không khí thải ra môi trường phải được xử lý để tránh ô nhiễm môi trường.

Kết luận

Như vậy, hệ thống HVAC là một phần không thể thiếu trong cuộc sống và công việc của chúng ta, đồng thời cung cấp sự thoải mái và làm tăng chất lượng không khí. Điều này đạt được bằng cách kết hợp sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí, tạo ra môi trường lý tưởng cho cuộc sống và làm việc. Việc hiểu nguyên lý hoạt động của hệ thống này giúp ta tận dụng tối đa lợi ích của nó và đảm bảo sự thoải mái và sức khỏe cho mọi người.