VAV trong HVAC là gì?

Bài viết này được viết cho những bạn không làm việc trong ngành HVAC nên sẽ không đi sâu vào phần công nghệ hay các chi tiết kỹ thuật. Mục đích của bài viết sẽ chỉ là cung cấp thông tin tổng quát để mọi người có thể hình dụng ra VAV trong HVAC là gì? nó hoạt động như thế nào? và tại sao lại cần sử dụng VAV?

Nếu bạn đang làm việc trong ngành HVAC thì chắc hẳn bạn đã nghe đến VAV hay VAV Box. Nhưng nếu bạn không làm việc trong ngành này mà lại đang có mối quan tâm đến việc cải thiện hiệu quả của hệ thống HVAC cho một mục đích nào đó thì đây là bài viết bạn nên xem đến cuối.

VAV là gì?

VAV là viết tắt của (Variable Air Volume) khối lượng không khí thay đổi, VAV còn được gọi là hộp VAV. Hộp VAV được sử dụng để duy trì nhiệt độ phòng chính xác hơn bằng cách điều chỉnh lưu lượng không khí cung cấp cho phòng hoặc khu vực.

Hộp VAV Starduct.

Trên thực tế thì mỗi khu vực khác nhau trong tòa nhà sẽ có nhu cầu về nhiệt độ khác nhau nên các hệ thống này được tìm thấy trong nhiều tòa nhà thương mại. Không giống như hầu hết các hệ thống phân phối không khí khác, VAV được sử dụng với mục đích tự động kiểm soát lưu lượng khí cấp vào nhằm đảm bảo nhiệt độ theo nhu cầu của mỗi khu vực khác nhau trong tòa nhà mà vẫn đảm bảo hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống.

 

Một hệ thống phân phối HVAC dựa trên VAV điển hình.

 

Khi không sử dụng hộp VAV.

Hệ thống HVAC trong các tòa nhà cung cấp một lượng gió cố định đến mọi phòng hoặc khu vực. Lưu lượng không khí là cố định trong giai đoạn vận hành. Nhà thầu sẽ thực hiện công tác cân bằng lưu lượng không khí do tư vấn thiết kế tính toán và ước tính trong giai đoạn thiết kế.

Lưu lượng gió được cung cấp cho một phòng cụ thể là bao nhiêu tùy thuộc vào yêu cầu của tải làm mát hay sưởi ấm. Ví dụ, nếu căn phòng cần công suất làm mát 9000 BTU, yêu cầu lưu lượng gió là khoảng 250 CFM.

Nhưng về cơ bản thì đơn vị tư vấn chỉ cho ra các thông số yêu cầy về mặt lý thuyết. Họ không thể biết chính xác lượng không khí thực sự cần thiết khi tòa nhà đi vào vận hành đầy đủ vì có quá nhiều biến số liên quan khác như các thiết bị sinh nhiệt hoặc có quá nhiều người …. Ví dụ như các trung tâm thương mại.

Vì vậy, ngay cả khi lượng luồng không khí trong mỗi phòng được cân bằng hoàn hảo, nhiều phòng hoặc khu vực có vấn đề về nhiệt độ, lạnh quá mức hoặc không đủ mát. Ví dụ, số người trong một phòng tăng lên quá nhiều do một nhu cầu nào đó. Khi đó, do lưu lượng không khí cung cấp là cố định, căn phòng có thể không có đủ khả năng làm mát do số lượng người trong phòng vượt quá so với tính toán ban đầu.

Khi sử dụng hộp VAV.

Hệ thống phân phối cung cấp không khí được điều hòa đến các không gian để đáp ứng các yêu cầu khác nhau về nhiệt độ vùng và luồng không khí.

Hệ thống phân phối không khí dựa trên truyền động tần số thay đổi có thể giảm mức sử dụng năng lượng của quạt cung cấp.

Khả năng đặt lại nhiệt độ không khí cung cấp cho phép điều chỉnh và đặt lại nhiệt độ phân phối chính với khả năng tiết kiệm ở máy làm lạnh hoặc nguồn sưởi.

Điểm khác biệt chính trong hệ thống HVAC có VAV, so với hệ thống CAV là thiết bị đầu cuối VAV nằm ngay trên nhánh ra khỏi ống dẫn chính. Mỗi hộp VAV phục vụ một khu nhất định (phòng hoặc nhóm phòng). Hộp VAV được kết nối qua cáp với bộ điều nhiệt được đặt trong phòng hoặc khu vực. Bộ điều nhiệt sẽ chỉ báo cho thiết bị đầu cuối VAV nếu nó cần tăng hoặc giảm lưu lượng khí để đáp ứng nhu cầu làm mát hay sưởi ấm của một phòng hoặc một khu vực.

Lưu lượng không khí và sự thoải mái nhiệt trong mỗi phòng có thể được kiểm soát và duy trì riêng lẻ. Hơn nữa, toàn bộ hệ thống HVAC hoạt động hiệu quả hơn vì được được tối ưu.

 

Hộp VAV hoạt động như thế nào?

VAV còn được gọi là hộp VAV vì nó trông giống như một hộp kim loại. Nó thường có hình dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật và nó có một cánh điều tiết bên trong có thể đóng / mở để kiểm soát lượng luồng không khí cung cấp.

Hộp VAV luôn có bộ truyền động điều biến tự động. Bộ truyền động được sử dụng để truyền động và điều khiển vị trí của cánh van điều tiết, từ đó điều chỉnh lưu lượng dòng khí cung cấp.

Ở phía bên kia của hộp VAV là một bộ điều nhiệt. Bộ điều nhiệt là loại có dây và được gắn vào tường ở độ cao thoải mái so với sàn nhà để con người tương tác. Vị trí của bộ điều nhiệt là nơi cần điều hòa luồng gió.

Cấu tạo Hộp VAV điển hình bao gồm:

• Cảm biến luồng không khí: Đo luồng không khí ở đầu vào đến hộp và điều chỉnh vị trí van điều tiết để duy trì tốc độ dòng chảy tối đa, tối thiểu hoặc không đổi bất kể biến động áp suất ống dẫn.
• Damper: điều chỉnh luồng không khí dựa trên cảm biến luồng không khí và các yêu cầu về nhiệt độ vùng.
• Quạt: một số hộp VAV được trang bị quạt để bổ sung tốc độ dòng chảy có ống dẫn (quạt nối tiếp) hoặc bổ sung / thay thế nhu cầu hâm nóng (quạt song song).
• Bộ lọc (đối với hộp được cấp nguồn bằng quạt): thường được bao gồm khi quạt hút vào hộp VAV từ ngăn chứa hoặc nguồn gió hồi khác.
• Cuộn dây gia nhiệt: Đây là phụ kiện tùy chọn giúp làm ấm không khí rời khỏi hộp.
• Điều khiển hệ thống: Tùy thuộc vào tuổi thọ của hệ thống, điều khiển hộp VAV có thể là khí nén, điện tử,hoặc kỹ thuật số trực tiếp. Một cảm biến luồng không khí trong hộp đo luồng không khí. Sử dụng đầu vào luồng không khí và nhiệt độ vùng, bộ điều khiển hộp điều chỉnh van điều tiết lưu lượng gió để đáp ứng các yêu cầu nhiệt độ của phòng hoặc khu vực.

Ví dụ, nếu một sàn văn phòng có 10 phòng. Một hệ thống VAV điển hình sẽ có 10 hộp VAV và 10 bộ điều nhiệt. Mỗi phòng phải đặt một bộ điều nhiệt nhưng không nhất thiết phải dùng cho hộp VAV. Thay vào đó, các hộp VAV thường tuân theo cách bố trí của ống dẫn khí cấp.

Video dưới đây mô tả hoạt động của VAV trong hệ thống HVAC.

 

Bộ khuếch tán không khí cung cấp trong mỗi phòng phải được kết nối với hộp VAV và bộ điều nhiệt tương ứng của nó. Vì vậy, mỗi phòng sẽ có một luồng gió cung cấp khác nhau dựa trên nhu cầu.

Khía cạnh quan trọng nhất của hộp VAV là độ chính xác và độ rò rỉ không khí thấp. Cảm biến lưu lượng chính xác và thiết bị truyền động là yếu tố quan trọng đối với việc lựa chọn hộp VAV.

Ngoài ra, các hộp VAV thường được kết nối với hệ thống quản lý tòa nhà (BMS). Vì vậy, các nhà điều hành tòa nhà có thể theo dõi tốc độ dòng khí cung cấp của mọi hộp VAV trong thời gian thực.

 

Ưu nhược điểm của VAV.

Ưu điểm

• Tiết kiệm chi phí vận hành: Như đã đề cập ở trên, hệ thống VAV sẽ giúp chủ đầu tư tiết kiệm nhiều tiền hơn vì nó tối ưu hiệu quả làm việc của hệ thống do đó giúp giảm chi phí năng lượng. Do hoàn toàn tự động nên việc theo dõi, kiểm tra, vận hành cũng đơn giản và dễ dàng hơn.
•  
• Kiểm soát nhiệt độ dễ dàng và chính xác: Vì mỗi khu vực trong tòa nhà sẽ có bộ điều nhiệt riêng, những người trong khu vực sẽ dễ dàng kiểm soát nhiệt độ trong khu vực hơn. Với hệ thống VAV, nhu cầu sưởi ấm và làm mát khác nhau của các khu vực khác nhau trong một tòa nhà sẽ được đáp ứng một cách dễ dàng.
•  
• Kiểm soát độ ẩm: Mức độ ẩm trong một khu vực cụ thể trong một tòa nhà sẽ có ảnh hưởng đến mức độ thoải mái mà những người bên trong những khu vực này đang trải nghiệm. Ví dụ:  khi lưu lượng khí đi qua VAV bị giảm trong điều kiện bán tải, không khí sẽ tiếp xúc với bộ trao đổi nhiệt trong thời gian dài hơn, nhiều hơi ẩm sẽ được ngưng tụ hơn. Do đó, mặc dù VAV vẫn duy trì nhiệt độ ổn định cho phòng hoặc khu vực nhưng vẫn cung cấp khả năng hút ẩm thụ động nhiều hơn giúo điều kiện không gian thoải mái hơn.
• Linh hoạt: Hệ thống VAV có thể cung cấp không khí điều hòa cho nhiều khu vực trong tòa nhà, đáp ứng các khu vực bổ sung cần sưởi ấm hoặc làm mát, và hơn hết là thích ứng với nhu cầu của từng khu vực - bất kể diện tích lớn hay nhỏ.

Nhược điểm.

• Tăng chi phí đầu tư ban đầu cho hệ thống: Do VAV là một thiết bị đầu cuối nên tùy theo yêu cầu mà có thể số lượng hộp VAV sẽ là khá nhiều dẫn đến việc làm chi phí cho hệ thống HVAC.
• Đắt tiền để trang bị thêm vào một tòa nhà hiện có.
• Phức tạp hơn để kiểm soát và vận hành đúng cách.

 

Các tòa nhà hay các trung tâm thương mại hiện nay thường sử dụng hộp VAV trong hệ thống HVAC của họ với nỗ lực làm cho hệ thống làm việc hiệu quả hơn, giảm chi phí vận hành đồng thời mang lại sự thoải mái hơn cho những người sống hay làm việc bên trong.

Mặc dù hệ thống VAV không phải là hiệu quả nhất theo tiêu chuẩn ngày nay, nhưng hệ thống VAV được thiết kế để tối đa hóa sự thoải mái trong nhiều không gian khác nhau và cung cấp hoạt động lâu dài và đáng tin cậy. Điều quan trọng cần lưu ý là việc trang bị thêm hộp VAV cho hệ thống HVAC này có thể là một thách thức và thường đắt hơn các hệ thống khác.

 

Hộp VAV Starduct.

Hộp Starduct VAV là sản phẩm công nghệ cao do Star Asia sản xuất, nhà sản xuất các sản phẩm phụ trợ cho điều hòa không khí và điều hòa không khí với hơn 20 năm kinh nghiệm tại Việt Nam. Ngôi sao Châu Á có cơ sở hạ tầng công nghệ cao để đáp ứng việc sản xuất sản phẩm, với nguồn nguyên liệu và phụ kiện chất lượng cao từ các nhà cung cấp hàng đầu trong ngành như Belimo (Thũy Sĩ), để kiểm soát hệ thống; Nippon Steel (Nhật Bản) cho thép mạ ZAM; Bytronic (Thụy Sĩ) cho công nghệ uốn kim loại tấm và các nhóm nghiên cứu và phát triển kỹ thuật, máy móc và sản xuất cơ khí chính xác với nhiều năm kinh nghiệm. Tất cả đều được sử dụng các vật liệu và linh kiện cao cấp, hoạt động chính xác cùng nhau để đảm bảo hiệu quả cho hệ thống cùng độ bền lâu dài.

 

 

Vật liệu:

• Vỏ: Tôn ZAM dày 0,8 mm , lớp coating 270g / m2
• Cánh giảm chấn: Hai lớp dày 0,7mm bằng thép ZAM, lớp coating 270g / m2 có khả năng chịu nhiệt với miếng đệm silicone.
• Lớp trong bên trong: tấm đệm dày 25mm, màu đen.
• Vòng bi: ABS plastic
• Trục cánh: Thép vuông 10 * 10mm
• Cảm biến chênh lệch áp suất: Ống nhôm
• Bộ điều khiển: Belimo

Sản phẩm VAV Box được sản xuất tại Nhà máy cơ khí Starduct và đã ký hợp đồng với AHRI's chương trình chứng nhận theo tiêu chuẩn AHRI 880 (I-P) 2017 (Chương trình chứng nhận lượng không khí có thể thay đổi).

Starduct VAV đã được chứng nhận theo tiêu chuẩn ISO7244 về tỷ lệ rò rỉ từ vỏ ngoài và cánh gạt. Được chứng nhận theo tiêu chuẩn AS1217.2-1985 về tiếng ồn và được kiểm tra theo ANSI / ASHREA 130-1996 của quyết định công suất âm thanh bức xạ và phóng điện.

Nguồn: Kỹ sư NSCA