19 Chương TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA - THÔNG GIÓ (HVAC) 3.1 Hệ thống HVAC gì? Hình 3.1: Hệ thống HVAC HVAC viết tắt Heating, Ventilation, and Air Conditioning (sưởi ấm, thông gió điều hòa không khí) Đề cập đến công nghệ môi trường nhà 20 ô tô Thiết kế hệ thống HVAC chuyên ngành kỹ thuật khí, dựa nguyên tắc nhiệt động lực học, học chất lỏng, truyền nhiệt làm lạnh Đôi thêm vào chữ viết tắt lĩnh vực HVAC & R HVACR, thông gió giảm xuống HACR (chẳng hạn việc định HACR-đánh giá phận ngắt mạch) HVAC quan trọng việc thiết kế phương tiện truyền thông để tòa nhà văn phòng công nghiệp lớn tòa nhà chọc trời môi trường biển, chẳng hạn bể cá, nơi có điều kiện xây dựng an toàn lành mạnh quy định nhiệt độ độ ẩm, cách sử dụng “không khí lành từ bên 3.2 Điều hòa không khí AHU Các hệ điều hòa không khí chia thành ba hệ chính: điều hòa không khí trời, phòng quanh phòng, phụ thuộc vào tải trọng đặt lên máy điều hòa không khí Tùy hệ thống điều hòa không khí, ta có loại AHU khác Có nhiều cách khác để phân loại AHU 3.2.1 Máy điều hòa không khí trời Hình 3.2: Máy điều hòa không khí trời Trong AHU này, khí trời hút vào xử lý mà khí hồi lưu trả hệ thống Trong số trường hợp người ta thêm vào máy trao đổi nhiệt tổng Khối phù hợp để kết hợp với dàn quạt lạnh, dùng cho phòng đơn khách sạn bệnh viện AHU tầng nhà văn phòng Trong loại này, điều khiển thực dựa nhiệt độ khí cung cấp nhiệt độ đọng sương 21 Tuy nhiên không sử dụng chuyển đổi nhiệt làm mát không khí thời tiết mùa thuận lợi 3.2.2 Bộ điều khiển lưu lượng gió cố định (CAV) Hình 3.3: Bộ điều khiển lưu lượng gió CAV Phương pháp để xử lý tải phòng (khí hồi lưu) tải khí trời (khí ngoài), tải phòng phân bố lượng khí không đổi ống Người ta sử dụng ống nóng/lạnh kết hợp ống nóng ống lạnh Phương pháp điều khiển khu vực có đặc tính tải không đổi sử dụng rộng rãi, từ khu rộng lớn nhà hát trung tâm thương mại, không gian nhà từ nhỏ đến trung bình, tới nhà lớn cho tứng tầng Bộ điều khiển lưu lượng gió cố định AHU thực điều khiển nhiệt độ độ ẩm phòng việc điều chỉnh lượng khí trả phòng Nó điều khiển nhiệt phòng nồng độ CO2 cách kiểm soát tải khí trời điều chỉnh lượng khí trời lấy vào 3.2.3 Bộ điều khiển lưu lượng gió có điều khiển (VAV) Hình 3.4: Bộ điều khiển lưu lượng gió VAV Phương pháp chia nhỏ vùng điều khiển thành vùng chịu tải nhau, dùng khối điều khiển lưu lượng gió đơn để ổn định chúng, dùng biến tần 22 để giảm khối lượng khí tổng cộng AHU v.v So sánh với điều khiển lưu lượng gió cố định AHU, điều lưu lượng gió có điều khiển AHU điều khiển khu vực tốt tính đến tải khu vực nhỏ có khả tiết kiệm lượng Phương pháp phù hợp cho nhà công sở từ trung bình đến lớn với diện tích cần xử lý không khí rộng quan tâm đến yếu tố giá thành Các điều lưu lượng gió có điều khiển AHU điều khiển nhiệt độ khu vực nhỏ, điều khiển nhiệt độ khí cấp, khối lượng khí quạt Chúng điều khiển khí trời mật độ CO2 giống điều khiển lưu lượng gió cố định AHU Tùy hệ thống điều hòa không khí, ta có loại AHU khác Có nhiều cách khác để phân loại AHU 3.2.4 Điều hòa không khí cục Đây thiết bị đặt phòng có gắn thêm máy nén Có hai loại: máy nén lạnh kèm máy sấy điện loại bơm nhiệt Ngoài có loại dùng nguồn nước số loại kết hợp Hình 3.5: Điều hòa không khí cục Phương pháp dùng chủ yếu để điều hòa không khí cho nơi có đặc tính tải thời gian vận hành đặc trưng, phòng máy tính, kho chứa, văn phòng cỡ nhỏ Trong hệ điều hoà không khí cục bộ, thực điều khiển bật/tắt khối điều hành máy nén tương ứng với nhiệt độ phòng v.v 23 3.2.5 Dàn quạt lạnh (FCU) Hình 3.6: Quạt dàn lạnh (FCU) Máy điều hoà không khí thu gọn gồm quạt, ống dẫn lọc, v.v Nói chung, không hút khí trời vào thực phun ẩm, mà đơn giản thực tuần hoàn không khí Có loại đặt sàn, treo lên trần dạng khối xách theo Phương pháp phù hợp cho phòng khách sạn, bệnh viện hành lang nhà văn phòng FCU điều hoà nhiệt độ phòng khối khí trả cách điều chỉnh van độc lập nhóm (cho vùng) Chúng dùng để tối ưu tải chung với máy điều hòa không khí thực điều khiển tiết kiệm lượng 3.3 Hệ thống máy làm lạnh Có nhiều loại máy làm lạnh có cấu tạo nguyên lý hoạt động khác máy lạnh kiểu hút, kiểu bơm nhiệt kiểu nồi đun Các thiết bị bổ trợ gồm bơm nước nóng/lạnh, bơm nước mát tháp giải nhiệt Cũng phân loại máy làm lạnh theo kiểu ống kín, ống mở, phương pháp nhận DHC (làm lạnh sấy nóng khu vực) kiểu máy lạnh đơn lẻ điều hoà khí cục Tài liệu trình bày kiểu ống kín mở Phương pháp ống kín chia thành phương pháp dòng không đổi dòng thay đổi Trong phương pháp dòng không đổi, nước nóng/lạnh cấp cho toàn nhà với tốc độ không đổi điểu khiển van ba ngả theo tải máy điều hòa không khí Phương pháp dòng thay đổi, dòng cấp nước nóng/lạnh thay đổi theo điều chỉnh van hai ngả 24 theo tải Phần chủ yếu mô tả phương pháp dòng thay đổi, cho phép tiết kiệm lượng 3.3.1 Hệ thống bơm đơn ống kín Hình 3.7: Hệ thống bơm ống kín Phương pháp gọi hệ bơm thứ cấp bơm kép Bơm sơ cấp điều khiển phần đầu hệ máy lạnh, bơm thứ cấp chia sẻ tải phần đầu cân với tải máy điều hòa Dù chi phí ban đầu không gian lắp đặt lớn so với hệ bơm đơn tiết kiệm lượng việc sử dụng bơm thứ cấp riêng biệt cho hệ máy lạnh điều khiển khối vận hành Phương thức dùng chủ yếu cho nhà cỡ trung bình tới lớn Hệ bơm đôi điều khiển số bơm thứ cấp vận hành theo lưu lượng điều khiển van bypass chuyển đổi theo áp suất chênh lệch phía trước sau bơm 3.3.2 Hệ thống bể chứa ống mở Hình 3.8: Hệ thống bể chứa ống mở 25 Hệ thống sử dụng kép thùng làm bể chứa nước nóng/lạnh từ máy làm lạnh (chủ yếu kiểu động cơ) trực tiếp cung cấp cho máy điều hòa không khí v.v Để tiết kiệm lượng, hệ thống sử dụng lượng cao điểm ngưng chạy thiết bị cao điểm để hạ giá thành nâng cao hiệu sử dụng nguồn điện Nó sử dụng hệ dự phòng để hồi nhiệt trường hợp máy lạnh hỏng hóc Dù hệ thống đòi hỏi đầu tư ban đầu tốn để lắp đặt bể nước, bơm thứ cấp, đo đạc chống sói mòn, tiết kiệm sử dụng Hệ dùng chủ yếu cho nhà lớn trung tâm máy tính 3.4 Điều khiển tự động HVAC Van mở 3.4.1 Điều khiển nhiệt độ phòng (khí đầu vào khí hồi lưu) 100% (Sấy nóng cuộn đơn) (Làm mát cuộn đơn) Van nước nóng Van nước lạnh 0% Nhiệt độ phòng Điểm đặt sấy nóng Điểm đặt nhiệt độ (cuộn kép) Điểm đặt làm lạnh Hình 3.9: Điều khiển van nước nóng lạnh - Xác định nhiệt độ phòng cảm biến nhiệt điều khiển tỉ lệ van nước nóng, lạnh Khi sử dụng DDC, điều khiển tích phân - Trong phương pháp cuộn đơn, tác động van nằm bên 26 đường nét đứt hình - Vị trí điểm đặt phương pháp cuộn kép biểu diễn hình bên Khi sử dụng DDC, điểm đặt chính, điểm đặt sấy nóng làm mát Van mở đặt theo yêu cầu 100% (Sấy nóng cuộn đơn) Van nước nóng Van điều tiết khí trời (Làm mát cuộn đơn) Van nước lạnh Mở tối thiểu 0% Nhiệt độ phòng Điểm đặt sấy nóng Điểm đặt làm mát khí trời Điểm đặt làm lạnh Điểm đặt nhiệt độ (cuộn kép) 3.10: nhiệt Điều độ khiển van nước cảm nóng,biến lạnhnhiệt, làm mát khí trời - Hình Xác định phòng điều khiển tỉ lệ van nước nóng, lạnh, van điều tiết khí trời/khí hồi lưu /khí thải (khi làm mát khí trời) Khi sử dụng thiết bị điện tử DDC, thực điều khiển tích phân - Sử dụng lượng tự nhiên thực làm mát khí trời việc hút khí vào có hiệu - Khi có trao đổi nhiệt tổng cộng, hệ thống chuyển thành ống bypass vận hành động liên tục trình làm mát Khi khí trời thoả 27 mãn điều kiện sau đây, việc hút khí vào có hiệu • Nhiệt độ khí trời < Nhiệt độ phòng (so sánh nhiệt độ) • Nhiệt độ khí trời > Nhiệt độ giới hạn điểm đặt (so với tải độ ẩm) • Nhiệt độ đọng sương trời < Nhiệt độ đọng sương giới hạn điểm đặt (so với tải sấy khô) - Đảm bảo độ mở nhỏ cho đầu hút khí trời để đảm bảo với lượng khí trời mật độ CO2 thiết kế 3.4.2 Điều khiển bậc thang nhiệt độ khí đầu vào Thay đổi điểm đặt nhiệt độ khí đầu vào để điều khiển nhiệt độ đầu vào giúp điều khiển nhiệt độ đầu phòng điểm đặt nhiệt độ phòng Do đó, giảm độ trễ nhiễu loạn 3.4.3 Điều khiển giới hạn nhiệt độ khí đầu vào Chức điều khiển nhiệt độ khí đầu vào giới hạn cao thấp Điều để tránh nhiệt sấy nóng, tránh phân tầng nhiệt độ ngưng tụ đầu làm mát  ... tô Thiết kế hệ thống HVAC chuyên ngành kỹ thuật khí, dựa nguyên tắc nhiệt động lực học, học chất lỏng, truyền nhiệt làm lạnh Đôi thêm vào chữ viết tắt lĩnh vực HVAC & R HVACR, thông gió giảm... độ không đổi điểu khiển van ba ngả theo tải máy điều hòa không khí Phương pháp dòng thay đổi, dòng cấp nước nóng/lạnh thay đổi theo điều chỉnh van hai ngả 24 theo tải Phần chủ yếu mô tả phương... HVAC & R HVACR, thông gió giảm xuống HACR (chẳng hạn việc định HACR-đánh giá phận ngắt mạch) HVAC quan trọng việc thiết kế phương tiện truyền thông để tòa nhà văn phòng công nghiệp lớn tòa nhà