Trong các công trình sử dụng điều hòa không khí, đặc biệt là văn phòng, khách sạn và nhà xưởng, việc trao đổi không khí với môi trường bên ngoài có vai trò quan trọng đối với chất lượng không khí trong nhà. Khi không gian thường xuyên đóng kín, các chất ô nhiễm, mùi và hơi ẩm có thể tích tụ nếu thông gió không đáp ứng nhu cầu sử dụng.
Hệ thống cấp gió tươi được thiết kế để đưa không khí ngoài trời vào công trình theo lưu lượng tính toán, góp phần đáp ứng yêu cầu thông gió và pha loãng chất ô nhiễm trong không gian. Tuy nhiên, hiệu quả của hệ thống phụ thuộc vào cấu tạo thiết bị, phương án xử lý không khí và cách phối hợp với hệ thống hút thải. Bài viết dưới đây được đội ngũ HRT biên soạn nhằm giúp chủ đầu tư và kỹ sư HVAC hiểu rõ nguyên lý hoạt động cũng như những điểm cần lưu ý khi thiết kế, thi công hệ thống này.
Hệ thống cấp gió tươi là gì?
Daikin VAM: đỉnh cao công nghệ thông gió thu hồi nhiệt
Hệ thống cấp gió tươi là hệ thống thông gió cơ khí có chức năng đưa không khí từ môi trường bên ngoài vào không gian sử dụng. Không khí ngoài trời có thể được lọc bụi, xử lý nhiệt độ và độ ẩm trước khi phân phối đến các khu vực trong công trình, tùy theo cấu hình thiết kế.
Cần phân biệt một số khái niệm thường gặp. Gió tươi là không khí lấy từ môi trường bên ngoài. Gió cấp là dòng không khí được đưa vào phòng, có thể bao gồm gió tươi và không khí tuần hoàn tùy cấu hình hệ thống. Gió hồi là không khí được thu lại từ không gian sử dụng để tuần hoàn hoặc xử lý. Gió thải là không khí được đưa ra khỏi công trình.
Hệ thống cấp gió tươi có nhiệm vụ bổ sung không khí ngoài trời, không mặc nhiên đảm nhiệm chức năng làm lạnh hoặc khử ẩm. Nếu không khí ngoài trời có nhiệt độ và độ ẩm cao, thiết kế cần xem xét phương án xử lý phù hợp trước khi cấp vào phòng.
Vai trò của hệ thống cấp gió tươi
Hệ thống cấp gió tươi giúp bổ sung không khí ngoài trời, hỗ trợ pha loãng các chất ô nhiễm phát sinh trong quá trình sử dụng công trình. Đây là yếu tố cần thiết tại những không gian có mật độ người cao hoặc ít có khả năng thông gió tự nhiên.
Khi được thiết kế và vận hành phù hợp, hệ thống còn hỗ trợ kiểm soát mùi, cải thiện điều kiện không khí trong nhà và phối hợp với hệ thống hút thải để duy trì hướng trao đổi không khí theo yêu cầu.
Những công trình thường sử dụng hệ thống cấp gió tươi
Tại các tòa nhà văn phòng, hệ thống cấp gió tươi giúp bổ sung không khí ngoài trời cho khu vực làm việc thường xuyên sử dụng điều hòa. Với khách sạn, hệ thống có thể được bố trí cho phòng nghỉ, phòng họp và khu vực công cộng theo yêu cầu từng không gian.
Trong trung tâm thương mại, nhà máy và nhà xưởng, nhu cầu cấp gió tươi cần được xác định theo mật độ người, đặc điểm hoạt động và nguồn phát sinh chất ô nhiễm. Mỗi công trình có điều kiện sử dụng khác nhau nên không thể áp dụng một cấu hình hoặc lưu lượng chung cho tất cả.
Xem Thêm Điều Hòa VRV Cho Tòa Nhà: Ưu Điểm Và Lưu Ý Khi Chọn
Cấu tạo hệ thống cấp gió tươi gồm những bộ phận nào?
Cấu tạo hệ thống phụ thuộc vào quy mô công trình và yêu cầu xử lý không khí. Một hệ thống cơ bản thường có cửa lấy gió ngoài trời, quạt cấp, bộ lọc, đường ống gió và cửa gió. Với các công trình có yêu cầu kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm hoặc thu hồi năng lượng, hệ thống có thể được trang bị thêm thiết bị xử lý tương ứng.
Cửa lấy gió tươi ngoài trời
Cửa lấy gió là vị trí tiếp nhận không khí từ môi trường bên ngoài. Bộ phận này thường được bố trí lưới chắn côn trùng, rác và giải pháp hạn chế nước mưa xâm nhập.
Vị trí cửa lấy gió cần được xem xét cẩn thận để tránh gần cửa xả khí, khu vực tập trung mùi, khói hoặc nguồn ô nhiễm. Nếu bố trí không phù hợp, hệ thống có thể hút lại không khí thải và làm giảm chất lượng không khí cấp vào công trình.
Quạt cấp gió
Quạt cấp tạo áp suất để vận chuyển không khí qua bộ lọc, thiết bị xử lý và hệ thống ống gió. Khi lựa chọn quạt, kỹ sư cần xem xét lưu lượng yêu cầu, tổng tổn thất áp suất, độ ồn, công suất và điều kiện vận hành.
Không nên lựa chọn quạt chỉ dựa trên lưu lượng danh định. Quạt phải đáp ứng được lưu lượng tại điều kiện cột áp làm việc thực tế của toàn hệ thống.
Bộ lọc không khí
Bộ lọc có chức năng giữ lại bụi và các hạt ô nhiễm theo khả năng của cấp lọc được lựa chọn. Tùy chất lượng không khí ngoài trời và yêu cầu công trình, hệ thống có thể sử dụng một hoặc nhiều cấp lọc.
Khi lựa chọn bộ lọc cần xem xét hiệu quả lọc, tổn thất áp suất và khả năng thay thế, vệ sinh. Bộ lọc bụi thông thường không đồng nghĩa với thiết bị xử lý được mọi loại khí ô nhiễm hoặc mùi. Vì vậy, yêu cầu xử lý phải được xác định theo đặc điểm chất ô nhiễm cần kiểm soát.
Thiết bị xử lý nhiệt độ và độ ẩm
Không khí ngoài trời có thể mang theo tải nhiệt và tải ẩm đáng kể. Tại khu vực khí hậu nóng ẩm, việc đưa trực tiếp lượng lớn không khí ngoài trời vào phòng có thể làm tăng tải cho hệ thống điều hòa.
Tùy yêu cầu thiết kế, hệ thống có thể được trang bị dàn trao đổi nhiệt, dàn lạnh, bộ gia nhiệt hoặc thiết bị khử ẩm. Không phải hệ thống cấp gió tươi nào cũng cần đầy đủ các thiết bị này. Việc lựa chọn phải dựa trên điều kiện khí hậu, trạng thái không khí yêu cầu và phương án điều hòa tổng thể.
Hệ thống ống gió và cửa gió cấp
Ống gió vận chuyển không khí từ thiết bị đến các khu vực sử dụng. Cửa gió cấp phân phối không khí vào phòng, trong khi van điều chỉnh lưu lượng hỗ trợ cân chỉnh lượng gió tại từng nhánh.
Thiết kế đường ống cần xem xét tiết diện, vận tốc gió, tổn thất áp suất, độ kín và tiếng ồn. Tuyến ống cũng cần được bố trí để thuận tiện cho việc kiểm tra, vệ sinh và bảo trì.
Bộ điều khiển và cảm biến
Tùy cấu hình, hệ thống có thể sử dụng bộ điều khiển tốc độ quạt, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm hoặc CO₂ để giám sát và điều chỉnh chế độ hoạt động.
Cảm biến CO₂ có thể hỗ trợ đánh giá tình trạng thông gió trong một số không gian có người sử dụng. Tuy nhiên, chỉ số này không phản ánh toàn bộ các chất ô nhiễm trong không khí và không thể thay thế việc đánh giá chất lượng không khí theo yêu cầu công trình.
Xem Thêm Hệ Thống Thông Gió Tòa Nhà: Nguyên Lý, Cách Chọn
Nguyên lý hoạt động của hệ thống cấp gió tươi
Nguyên lý cơ bản của hệ thống là thu nhận không khí ngoài trời, lọc và xử lý khi cần thiết, sau đó sử dụng quạt để vận chuyển qua đường ống đến các khu vực sử dụng. Không khí trong phòng được trao đổi và thải ra ngoài thông qua hệ thống hút thải hoặc đường thoát được thiết kế phù hợp.
Thu nhận không khí từ môi trường bên ngoài
Không khí được hút qua cửa lấy gió ngoài trời. Vị trí lấy gió cần hạn chế nguy cơ tiếp nhận khói, bụi, mùi hoặc khí thải từ các khu vực lân cận.
Chất lượng không khí đầu vào là cơ sở quan trọng để lựa chọn cấp lọc và phương án xử lý. Với công trình nằm gần đường giao thông hoặc khu vực có nguồn phát thải, việc khảo sát môi trường xung quanh càng cần được chú trọng.
Lọc và xử lý không khí
Sau khi được thu nhận, không khí đi qua bộ lọc để loại bỏ bụi theo hiệu suất của thiết bị. Nếu hệ thống có chức năng xử lý nhiệt độ và độ ẩm, không khí tiếp tục đi qua các thiết bị tương ứng.
Quá trình xử lý này giúp đưa trạng thái không khí về điều kiện phù hợp hơn trước khi cấp vào không gian sử dụng. Mức độ xử lý phụ thuộc vào yêu cầu thiết kế và cấu hình thiết bị.
Vận chuyển và phân phối gió
Quạt cấp tạo dòng khí đi qua hệ thống ống gió. Không khí được phân phối đến từng khu vực thông qua các cửa gió, van điều chỉnh và phụ kiện.
Lưu lượng tại mỗi cửa gió cần phù hợp với nhu cầu thông gió của khu vực đó. Nếu không cân chỉnh sau lắp đặt, một số phòng có thể nhận quá nhiều gió trong khi những khu vực khác không đạt lưu lượng thiết kế.
Trao đổi không khí và thải khí ra ngoài
Sau khi được cấp vào phòng, không khí mới hòa trộn với không khí trong không gian sử dụng. Một phần không khí được đưa ra ngoài thông qua hệ thống hút thải hoặc đường thoát khí phù hợp.
Lưu lượng cấp và hút cần được tính toán đồng bộ để kiểm soát chênh lệch áp suất giữa các khu vực. Đặc biệt, các không gian như nhà vệ sinh, bếp hoặc khu vực có nguồn phát sinh chất ô nhiễm riêng cần được xem xét phương án hút thải phù hợp, không chỉ dựa vào lượng gió tươi cấp vào.
Xem Thêm Cách Chọn Vị Trí Lắp Đặt Dàn Lạnh VRV Đúng Kỹ Thuật
Các loại hệ thống cấp gió tươi phổ biến
Hệ thống thông gió làm mát nhà xưởng công nghiệp
Hệ thống cấp gió tươi trực tiếp
Đây là cấu hình đưa không khí ngoài trời qua bộ lọc và cấp đến không gian sử dụng bằng quạt và hệ thống ống gió. Mức độ xử lý thường phụ thuộc vào thiết bị được trang bị.
Phương án này cần được xem xét kỹ về nhiệt độ, độ ẩm của không khí ngoài trời. Nếu không khí đầu vào có trạng thái không phù hợp, việc cấp trực tiếp có thể làm tăng tải cho hệ thống điều hòa.
Hệ thống cấp gió tươi có xử lý nhiệt ẩm
Ở cấu hình này, không khí ngoài trời được xử lý trước khi phân phối vào công trình. Thiết bị có thể đảm nhiệm chức năng làm lạnh, gia nhiệt hoặc khử ẩm tùy yêu cầu.
Phương án này phù hợp với những công trình cần kiểm soát trạng thái không khí cấp chặt chẽ hơn. Việc lựa chọn thiết bị cần dựa trên lưu lượng gió ngoài, điều kiện khí hậu và tải nhiệt, tải ẩm cần xử lý.
Hệ thống cấp gió tươi thu hồi nhiệt
Hệ thống thu hồi nhiệt sử dụng thiết bị trao đổi năng lượng giữa dòng khí thải và dòng không khí ngoài trời. Mục tiêu là tận dụng một phần năng lượng của dòng khí thải để giảm tải xử lý cho không khí cấp mới.
Tùy thiết bị, quá trình trao đổi có thể liên quan đến nhiệt hiện hoặc cả nhiệt và ẩm. Khi lựa chọn cần kiểm tra hiệu suất, tổn thất áp suất, khả năng rò rỉ chéo và mức độ phù hợp với đặc tính dòng khí thải.
Hệ thống cấp gió tươi độc lập DOAS
DOAS (Dedicated Outdoor Air System) là phương án sử dụng hệ thống riêng để xử lý không khí ngoài trời trước khi cấp đến các không gian sử dụng. Hệ thống này có thể kết hợp với FCU, VRV/VRF hoặc giải pháp điều hòa khác tùy thiết kế.
Điểm cần phân biệt là DOAS tập trung xử lý gió ngoài phục vụ thông gió, trong khi hệ thống điều hòa phối hợp có thể đảm nhiệm phần tải nhiệt còn lại trong phòng. Hai hệ thống cần được tính toán đồng bộ để tránh thiếu hoặc thừa công suất xử lý.
Xem Thêm Thiết Kế Hệ Thống HVAC: Quy Trình Và Các Yếu Tố Cần Lưu Ý
Những điểm cần lưu ý khi thiết kế hệ thống cấp gió tươi
Tính toán lưu lượng gió tươi phù hợp
Lưu lượng gió tươi cần được xác định theo công năng, số người sử dụng, diện tích, nguồn phát sinh chất ô nhiễm và yêu cầu thông gió của từng khu vực. Kỹ sư cần đối chiếu tiêu chuẩn thiết kế áp dụng thay vì sử dụng một mức lưu lượng cố định cho mọi công trình.
Ngoài ra, cần phân biệt lưu lượng gió tươi với tổng lưu lượng gió cấp của hệ thống điều hòa. Hai thông số này không mặc nhiên bằng nhau vì gió cấp có thể bao gồm cả không khí tuần hoàn.
Lựa chọn vị trí lấy gió ngoài trời
HRT thi công dự án điều hòa trung tâm
Cửa lấy gió cần được bố trí tránh xa các nguồn phát thải và vị trí có nguy cơ hút lại khí thải. Kỹ sư cần xem xét hướng gió, điều kiện xung quanh, cao độ và khoảng cách đến cửa xả theo tiêu chuẩn áp dụng.
Đây là yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng không khí đầu vào, do đó không nên chỉ lựa chọn vị trí dựa trên sự thuận tiện khi thi công.
Lựa chọn cấp lọc phù hợp
Cấp lọc cần được lựa chọn theo chất lượng không khí ngoài trời và mục tiêu kiểm soát bụi của công trình. Bộ lọc có hiệu suất cao hơn thường đi kèm yêu cầu kiểm soát tổn thất áp suất và chế độ bảo trì phù hợp.
Thiết kế cũng cần tính đến vị trí tháo lắp, kiểm tra và thay thế bộ lọc. Nếu bộ lọc bẩn nhưng không được kiểm tra, sức cản tăng có thể làm suy giảm lưu lượng gió thực tế.
Kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm
Tại khu vực có khí hậu nóng ẩm, không khí ngoài trời có thể làm tăng tải lạnh và tải ẩm của công trình. Vì vậy, kỹ sư cần đánh giá trạng thái không khí đầu vào và điều kiện yêu cầu trong phòng để xác định có cần làm lạnh hoặc khử ẩm hay không.
Đường ống và thiết bị có bề mặt lạnh cũng cần được xem xét giải pháp bảo ôn, kiểm soát nguy cơ đọng sương theo điều kiện vận hành thực tế.
Tính toán đường ống và tổn thất áp suất
Tiết diện ống gió cần được lựa chọn theo lưu lượng, vận tốc gió và giới hạn tiếng ồn. Bên cạnh tổn thất dọc đường, kỹ sư cần tính đến tổn thất tại cút, côn, van, bộ lọc và các thiết bị trên tuyến.
Tổng trở lực của hệ thống là cơ sở để lựa chọn quạt. Nếu tính toán thiếu tổn thất áp suất, quạt có thể không đáp ứng được lưu lượng yêu cầu khi vận hành thực tế.
Phối hợp lưu lượng cấp và hút thải
Lượng gió cấp và gió thải cần được tính toán theo công năng từng khu vực. Sự chênh lệch giữa hai dòng khí ảnh hưởng đến áp suất trong phòng và hướng di chuyển không khí giữa các không gian.
Đối với khu vực cần duy trì áp suất dương hoặc âm, phương án cấp – hút phải được thiết kế theo mục tiêu sử dụng cụ thể. Không nên áp dụng một tỷ lệ cấp và hút chung cho toàn bộ công trình.
Kiểm soát tiếng ồn và độ rung
Quạt, dòng khí trong ống và cửa gió đều có thể phát sinh tiếng ồn. Khi thiết kế cần xem xét đặc tính quạt, vận tốc gió, vị trí thiết bị, bộ tiêu âm và giải pháp chống rung nếu cần thiết.
Việc kiểm tra cần được thực hiện cả tại khu vực đặt thiết bị và không gian sử dụng, bởi tiếng ồn truyền qua đường ống có thể ảnh hưởng trực tiếp đến người trong phòng.
Xem Thêm Cách Chọn Kích Thước Ống Gió VRV Đúng Kỹ Thuật
Những sai sót thường gặp khi thiết kế và vận hành hệ thống cấp gió tươi
Một sai sót thường gặp là xác định lưu lượng gió không phù hợp với số người và công năng sử dụng. Cấp thiếu gió có thể khiến yêu cầu thông gió không được đáp ứng, trong khi cấp dư có thể làm tăng tải xử lý nhiệt ẩm và tiêu thụ năng lượng.
Việc đặt cửa lấy gió gần nguồn ô nhiễm cũng có thể khiến hệ thống hút phải không khí không đạt yêu cầu. Bên cạnh đó, lựa chọn bộ lọc không phù hợp hoặc không kiểm tra tình trạng bộ lọc có thể làm giảm hiệu quả lọc và lưu lượng vận hành.
Một vấn đề khác là không xử lý độ ẩm khi điều kiện công trình yêu cầu. Không khí nóng ẩm đưa trực tiếp vào phòng có thể làm tăng tải cho điều hòa và gây bất lợi cho điều kiện tiện nghi. Ngoài ra, nếu không đo và cân chỉnh lưu lượng sau thi công, hệ thống có thể phân phối gió không đồng đều giữa các khu vực.
HRT triển khai hệ thống HVAC phù hợp với yêu cầu công trình
HRT hoàn thiện kết nối máy Package trong nhà máy Giấy Miza Nghi Sơn - Thanh Hoá
Việc lựa chọn giải pháp cấp gió tươi cần căn cứ vào công năng, quy mô, mật độ sử dụng và điều kiện môi trường của công trình. Phương án thiết kế cũng cần được phối hợp với hệ thống điều hòa, hút thải và các hạng mục cơ điện liên quan.
HRT cung cấp dịch vụ tư vấn, khảo sát, thiết kế, lựa chọn thiết bị, thi công, nghiệm thu, bảo hành và bảo trì hệ thống HVAC. Quá trình triển khai cần dựa trên yêu cầu thực tế, hồ sơ thiết kế và các thông số kỹ thuật phù hợp với từng dự án.
Chủ đầu tư có thể liên hệ HRT để được tư vấn và khảo sát phương án HVAC phù hợp với đặc điểm công trình.
Kết luận
Hệ thống cấp gió tươi là hạng mục quan trọng trong giải pháp thông gió của các công trình sử dụng điều hòa không khí. Để hệ thống vận hành hiệu quả, cần tính toán đúng lưu lượng, lựa chọn vị trí lấy gió phù hợp, xác định cấp lọc, xem xét xử lý nhiệt ẩm và cân chỉnh lưu lượng sau thi công.
Với dịch vụ tư vấn, khảo sát, thiết kế, lựa chọn thiết bị, thi công, nghiệm thu, bảo hành và bảo trì hệ thống HVAC, HRT đồng hành cùng chủ đầu tư trong quá trình triển khai giải pháp phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của từng công trình.
Thông tin liên hệ
Công Ty Điều Hòa Thông Gió HRT
Địa chỉ: Số 9TT7 Đường Foresa 7A, KĐT Sinh Thái Tasco, Phường Xuân Phương, TP Hà Nội, Việt Nam
Hotline: 0916 181 080
Email: CEO@hrt.vn
Câu hỏi thường gặp về hệ thống cấp gió tươi
Hệ thống cấp gió tươi có tác dụng gì?
Hệ thống cấp gió tươi đưa không khí ngoài trời vào công trình để đáp ứng nhu cầu thông gió, hỗ trợ pha loãng chất ô nhiễm và cải thiện chất lượng không khí trong nhà. Hiệu quả phụ thuộc vào lưu lượng, chất lượng không khí đầu vào và cách tổ chức cấp – hút.
Hệ thống cấp gió tươi có thay thế được điều hòa không khí không?
Không. Hệ thống cấp gió tươi thông thường đảm nhiệm chức năng bổ sung không khí ngoài trời, không mặc nhiên có chức năng làm lạnh hoặc khử ẩm. Nếu cần kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm, hệ thống phải được thiết kế thêm thiết bị xử lý phù hợp.
Hệ thống cấp gió tươi có cần bộ lọc không khí không?
Bộ lọc giúp loại bỏ bụi và các hạt ô nhiễm theo cấp lọc được lựa chọn. Cấp lọc cần phù hợp với chất lượng không khí ngoài trời và yêu cầu công trình. Bộ lọc bụi thông thường không xử lý được tất cả các loại khí ô nhiễm hoặc mùi.
Lưu lượng gió tươi được tính theo diện tích hay số người?
Việc xác định lưu lượng có thể căn cứ vào số người, diện tích, công năng và nguồn phát sinh chất ô nhiễm. Phương pháp áp dụng cần theo tiêu chuẩn thiết kế và điều kiện cụ thể của từng khu vực.
Hệ thống cấp gió tươi có cần kết hợp hút gió thải không?
Cần xem xét phối hợp cấp gió và hút thải để bảo đảm trao đổi không khí, kiểm soát áp suất và hướng di chuyển không khí trong công trình. Phương án cụ thể phụ thuộc công năng từng phòng và yêu cầu thông gió.
Bao lâu cần vệ sinh và thay bộ lọc gió tươi?
Không có một chu kỳ chung cho tất cả hệ thống. Thời gian kiểm tra và thay bộ lọc phụ thuộc cấp lọc, mức độ bụi, thời gian vận hành và hướng dẫn của nhà sản xuất.
Hệ thống cấp gió tươi có thể kết hợp với điều hòa VRV/VRF không?
Có thể kết hợp nếu được tính toán đồng bộ. Hệ thống cấp gió tươi đảm nhiệm việc bổ sung không khí ngoài trời, còn hệ thống VRV/VRF xử lý tải nhiệt theo thiết kế. Kỹ sư cần xem xét riêng lưu lượng gió ngoài và tải nhiệt, tải ẩm phát sinh.