TIN TỨC

HỆ THỐNG VAV ĐA VÙNG (MULTI-ZONE VAV SYSTEM)

Hệ thống điều hòa không khí biến thiên lưu lượng nhiều vùng (VAV) là một loại hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) được thiết kế nhằm đảm bảo sự thoải mái trong các cơ sở và tòa nhà thương mại lớn. Hệ thống này hoạt động bằng cách phân phối không khí từ một đơn vị điều hòa trung tâm đến nhiều phòng. Nó sử dụng các thiết bị đầu cuối riêng biệt cho từng vùng, điều chỉnh lưu lượng không khí cung cấp và nhiệt độ không khí đầu ra để đáp ứng tải nhiệt khác nhau của từng không gian và mang lại sự thoải mái tối ưu.

Ứng dụng của hệ thống điều hòa lưu lượng không khí biến thiên (VAV) 

Có hai loại ứng dụng chính của hệ thống VAV:

• Hệ thống VAV một vùng (Single Zone VAV System): Phù hợp với các không gian mở như nhà hàng, khán phòng và văn phòng mở.

• Hệ thống VAV nhiều vùng (Multi-Zone VAV System): Lý tưởng cho các ứng dụng điều hòa nhiều phòng trong các tòa nhà văn phòng, bệnh viện, trung tâm y tế, trường học, cao đẳng, đại học và nhiều môi trường xây dựng khác, nơi các vùng khác nhau có sự thay đổi đáng kể về tải không gian trong suốt ngày.

Hệ thống điều hòa không khí lưu lượng biến thiên nhiều vùng (Multi-zone VAV)

Hệ thống VAV nhiều vùng đại diện cho sự phát triển vượt bậc so với các hệ thống lưu lượng không khí cố định (CAV) trước đây, chẳng hạn như hệ thống gia nhiệt tại thiết bị cuối (terminal reheat) và hệ thống trộn không khí (mixed air systems). Chúng cũng thể hiện sự cải tiến đáng kể về hiệu suất và hiệu quả so với hệ thống biến thiên lưu lượng và nhiệt độ (VVT). Các hệ thống VAV nhiều vùng có độ chính xác cao và hiệu quả tuyệt vời trong việc mang lại sự thoải mái cho từng không gian. Thường được gọi là hệ thống "biến thiên công suất" (variable tonnage systems), chúng có khả năng thích ứng với tải nhiệt của từng vùng trong mọi điều kiện, đồng thời điều chỉnh lượng điện tiêu thụ một cách phù hợp. Trong phần tiếp theo, chúng ta sẽ tìm hiểu một số thành phần của hệ thống giúp cơ chế thích ứng tải nhiệt này hoạt động, tạo nên mô hình hiệu suất cao.

Các thành phần của hệ thống VAV nhiều vùng 

Trong các ứng dụng nhiều vùng, một hệ thống VAV tiêu chuẩn bao gồm một số thành phần cơ khí như sau:

• Thiết bị xử lý không khí (AHU) có bộ cuộn làm lạnh (sử dụng máy nén hoặc nước lạnh), quạt thổi và động cơ có thể biến tần, được điều khiển bằng bộ truyền động tần số thay đổi (VFD). Bộ VFD là thành phần cho phép hệ thống thay đổi lưu lượng không khí linh hoạt.

• Không khí được phân phối qua ống dẫn gió cấp và hồi, mặc dù cũng có các ứng dụng dùng không gian trần làm ống hồi gió (plenum air return).

• Van điều khiển có động cơ được sử dụng để kiểm soát lưu lượng gió ngoài trời và gió hồi nhằm điều chỉnh quá trình thông gió của thiết bị.

Phân vùng và điều khiển trong hệ thống VAV nhiều vùng 

Toàn bộ khu vực được phục vụ bởi thiết bị xử lý không khí chính (AHU) sẽ được chia thành các vùng nhiệt riêng biệt, mỗi vùng có một hộp hoặc thiết bị đầu cuối chuyên biệt gọi là hộp VAV (Variable Air Volume). Những hộp này thường tích hợp thiết bị gia nhiệt như máy sưởi điện hoặc cuộn nước nóng (hydronic coil) được cấp từ nồi hơi (boiler). Không khí cuối cùng được phân phối vào từng không gian qua miệng gió (air diffusers). Việc điều khiển hệ thống chủ yếu được thực hiện thông qua hệ thống điều khiển số trực tiếp (DDC). Cả AHU và các hộp VAV đều được trang bị bộ điều khiển DDC, có khả năng giao tiếp với nhau qua mạng lưới hệ thống tự động hóa tòa nhà (BAS). Việc giám sát tổng thể hệ thống thường được tiến hành thông qua hệ thống quản lý tòa nhà (BMS), giúp người vận hành điều chỉnh các thông số đặt trước, theo dõi hiệu suất hoạt động, và phát hiện sự cố hệ thống khi có dấu hiệu.

Việc lựa chọn loại hộp VAV (biến thiên lưu lượng không khí) phụ thuộc vào các tiêu chí thiết kế và đặc điểm cụ thể của từng ứng dụng. Ngoài việc phân loại theo loại hộp, còn có một cách phân loại rộng hơn dựa trên đặc điểm lưu lượng gió đầu ra liên quan đến sự biến đổi áp suất ở đầu vào:

• Hộp VAV phụ thuộc áp suất (Pressure-dependent VAV box): Được sử dụng trong các ứng dụng điều hòa biến thiên lưu lượng và nhiệt độ (VVT). Lưu lượng gió thay đổi tùy theo sự biến động áp suất ở đầu vào của hộp VAV.

• Hộp VAV độc lập áp suất (Pressure-independent VAV box): Được sử dụng trong các hệ thống VAV nhiều vùng. Lưu lượng gió không bị ảnh hưởng bởi sự biến động áp suất ở đầu vào hộp và thường được tích hợp thiết bị đo lưu lượng gió.

Trong phần sau của bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào các hộp VAV loại một ống độc lập với áp suất Đây là loại hộp thường được sử dụng trong các hệ thống VAV nhiều vùng. Những hộp này được thiết kế theo kiểu một ống (single-duct) và độc lập với áp suất ở đầu vào, tức là lưu lượng gió được duy trì ổn định dù áp suất thay đổi. Chúng thường tích hợp cuộn gia nhiệt (reheating coil), có thể là cuộn nước nóng (hydronic) hoặc máy sưởi điện, để kiểm soát nhiệt độ đầu ra cho từng vùng riêng biệt. Sự kết hợp giữa khả năng kiểm soát lưu lượng gió và nhiệt độ đầu ra giúp tạo ra mức độ thoải mái chính xác và hiệu quả cho các khu vực có tải nhiệt thay đổi liên tục như văn phòng, bệnh viện hoặc trường học.