HỆ THỐNG HVAC

HVAC (hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí; là công nghệ tạo ra sự thoải mái trong nhà và trên các phương tiện giao thông. Mục tiêu của nó là cung cấp tiện nghi và chất lượng không khí trong nhà ở mức có thể chấp nhận được. Việc thiết kế hệ thống HVAC là công việc của kỹ sư cơ điện, dựa trên các nguyên tắc của nhiệt động lực học, cơ học chất lỏng, và truyền nhiệt. Chữ "Lạnh" (Refrigeration) đôi khi được thêm vào chữ viết tắt như HVAC & R hoặc HVACR, hoặc chữ "Thông gió" (Ventilation) được giản lược như trong HACR.

HVAC có tàm quan trọng trong việc thiết kế các tòa nhà công nghiệp hay văn phòng lớn và tầm trung như các tòa nhà cao tầng và trong môi trường biển như bể cá cảnh, nơi mà các điều kiện về an toàn và sức khỏe được điều chỉnh theo nhiệt độ và độ ẩm, sử dụng không khí trong lành từ bên ngoài.

Thông gió- Ventilation (V trong HVAC) là quá trình "trao đổi" hoặc thay thế không khí để cung cấp một không gian chất lượng cao trong nhà liên quan đến việc kiểm soát nhiệt độ, bổ sung oxy, và loại bỏ độ ẩm, mùi, khói, nhiệt, bụi, không khí vi khuẩn, và carbon dioxide. Thông gió loại bỏ mùi khó chịu và độ ẩm vượt mức, dẫn ra bên ngoài, giữ cho việc đối lưu không khí bên trong tòa nhà, và ngăn ngừa tình trạng ứ đọng (tắc nghẽn) không khí nbên trong.

Thông gió bao gồm cả việc trao đổi không khí với bên ngoài cũng như lưu thông không khí trong tòa nhà. Nó là một trong những yếu tố quan trọng nhất để duy trì chất lượng không khí trong các tòa nhà. Các phương pháp thông gió một tòa nhà có thể được chia thành các loại cơ khí /cưỡng bức và tự nhiên.

Hệ thống HVAC (Heating, Ventilation and Air-conditioning) là hệ thống tạo nên các cấp độ sạch khác nhau dựa theo tiểu chuẩn về cấp độ phòng sạch của GMP, GLP và GSP - WHO. Hệ thống HVAC kiểm soát và khống chế được nồng độ hạt bụi trong phòng, tạo ra sự chênh lệch về áp suất giữa phòng sạch so với môi trường bên ngoài, điều chỉnh nhiệt độ - độ ẩm luôn ổn định trong dải cho phép. Khi thiết kế và lắp đặt hệ thống HVAC phải đảm bảo được các điều kiện cơ bản cho toàn bộ công trình phòng sạch như ở dưới đây :

THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG HVAC CHO PHÒNG SẠCH:

Hệ thống HVAC được lắp đặt đồng thời cùng với hệ thống modul để cấp và hút khí cho các khu vực phòng sạch. Cấu trúc của hệ thống HVAC cho các công trình phòng sạch (bao gồm các dây chuyền sản xuất vắc xin, dược phẩm và bao bì dược phẩm, các nhà máy sản xuất thiết bị và linh kiện điện tử, v.v...) và phòng an toàn sinh học (bao gồm cả các phòng mổ theo tiêu chuẩn hiện đại và phòng an sinh học cho các bệnh viện) do Công ty TNHH SEMEC Việt Nam thực hiện thiết kế và lắp đặt gồm có:

- Khối xử lý dòng khí AHU (Air Handling Unit)

- Thiết bị làm lạnh (Chiller) hoặc tổ máy nén dàn ngưng (CDU)

- Thiết bị ống gió

- Van khí

- Tiêu âm

- Miệng cấp/hút khí, Bộ lọc Hepa

- Bảo ôn

- Hệ thống thải khí

1. Khối xử lý dòng khí (AHU) :

Cấu tạo của một AHU (Air Handling Unit - Khối xử lý dòng khí) bao gồm :

      

 

 

 

 

 

 

 

Hình minh hoạ của khối xử lý không khí (AHU)

Quạt cấp / thải khí của AHU

Hình minh hoạ thiết bị gia nhiệt của AHU

 

Hiình minh hoạ hệ thống lọc khí của AHU

   

   

Hình minh hoạ vị trí lắp đặt khối xử lý dòng khí (AHU) - Bố trí trong nhà

2.  Thiết bị làm lạnh (Chiller) / Tổ máy nén dàn ngưng (CDU) :

Khi lựa chọn dàn nóng kết nối với các AHU, ta có thể lựa chọn một trong 02 loại thiết bị điển hình như sau:

2.1. Chiller là loại thiết bị làm lạnh hiệu suất cao và hoạt động ổn định, cho phép điều chỉnh mềm mại và chính xác dải nhiệt độ có dung sai thấp. Chiller thường bao gồm 02 loại sau :

- Chiller giải nhiệt gió.

- Chiller giải nhiệt nước.

1: Máy nén                                                                  2: Dàn trao đổi nhiệt khí làm mát 3: Dàn trao đổi nhiệt nước                                           4: Quạt giải nhiệt 5: Tủ điện                                                                    6: Đường nước lạnh ra 7: Đường nước lạnh hồi về                                          8: Đấu nối điện 9: Nắp máy

Cấu tạo chính của một thiết bị Chiller

   

Hình minh hoạ của một thiết bị Chiller

2.2. Tổ máy nén dàn ngưng (CDU): là loại sử dụng ngoài trời, hệ ga, giải nhiệt gió / nước.

Hình minh hoạ Tổ máy nén dàn ngưng (CDU) - Bố trí bên ngoài trời

3. Hệ thống đường ống gió, van điều chỉnh khí và bộ tiêu âm:

3.1. Hệ thống đường ống gió:

Để luân hồi không khí trong hệ thống ta sử dụng hệ thống ống gió được làm bằng tôn, do vật liệu tôn có tính chất vật lý tốt như bền, nhẹ không làm ảnh hưởng tới không khí cần luân hồi, tùy thuộc vào kích  thước của từng ống mà ta chọn độ dày tôn khác nhau:

   

Thi công lắp đặt hệ thống đường ống gió trong phòng sạch

     

Hình minh hoạ các cấu kiện của một hệ thống đường ống gió

                

Hình minh hoạ ống gió thẳng và ống rẽ nhánh

     

 

Hình minh hoạ ống gió mềm kết nối màng lọc HEPA

3.2. Van điều chỉnh gió:

Để điều chỉnh lượng khí cấp vào các phòng sạch hợp lý, ta dùng các van điều chỉnh gió. Van điều chỉnh gió được lắp ngay trước các Hepa hay Diffuser. Có hai loại thường được sử dụng là : Van cơ và van điện.

          

Hình minh hoạ Các loại van cơ (điều chỉnh bằng tay)

Hình minh hoạ Van điện (điều khiển bằng điện)

3.3. Thiết bị tiêu âm:

Khi hệ thống hoạt động sẽ phát ra tiếng ồn, để tiếng ồn không bị di chuyển theo khí cấp vào các phòng sản xuất  ta phải sử dụng biện pháp làm tiêu âm trên đường đi của dòng khí, sử dụng ống gió tiêu âm bề mặt xung quanh bên trong ống có cấu trúc lỗ làm cho tiếng ồn đó bị triệt tiêu.

Hình minh hoạ bộ tiêu âm cho hệ thống đường ống gió

4. Các miệng cấp / hồi khí - Bộ lọc HEPA :

- Miệng cấp khí Hepa / Diffuser : Trong hệ thống phòng sạch có nhiều khu vực có cấp độ sạch khác nhau. Bởi vậy các hepa cho các khu vực này cũng có filter lọc với cấp độ lọc, độ dày khác nhau, theo tiêu chuẩn GMP - WHO. Ngoài bộ lọc HEPA, ta cũng có thể sử dụng các miệng cấp khí đơn giản hơn là Diffuser (không cần màng lọc).

    

    

Hình minh hoạ một số loại màng lọc HEPA (màng lọc thô và màng lọc tinh)

     

Hình minh hoạ miệng cấp khí Diffuser

- Miệng hồi khí: Với cửa hút trần ta sử dụng cửa hút nan thẳng có màng lọc thô hoặc cửa hút có vỏ bọc kim loại soi nhiều lỗ tròn. Cửa hút chân tường ta dùng loại dạng lưới.

     

Hình minh hoạ các loại miệng hồi khí

5. Vật liệu bảo ôn cách nhiệt:

Hệ thống ống gió được làm bằng tôn nên trong quá trình lắp đặt ta cần phải làm kín và cách nhiệt. Ta sử dụng bảo ôn PE dạng tấm xốp có tráng bên ngoài một lớp giấy bạc, ngoài ra bảo ôn còn có thể cách âm cho hệ thống:

  

  

Hình minh hoạ các loại bảo ôn cách nhiệt

6. Hệ thống thải khí:

Đối với một số công trình phòng sạch có các khu vực độc hại chứa nhiều virut hoặc hóa chất gây hại cho con người và môi trường nên không thể để không khí đó luân hồi lại các AHU. Do đó ta cần lắp đặt một hệ thống thải khí trong đó các virut và hóa chất độc hại được tách bỏ ra khỏi không khí trước khi cho ra môi trường bên ngoài. Giải pháp tốt nhất cho vấn đề này là sử dụng các bộ lọc khí thải RPT hoặc hệ thống lọc khí BIBO.

Tags: