Thiết kế và thi công hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC)

Thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC) phòng sạch là trái tim của phòng sạch. Chính vì thế, chúng ta cần phải nắm rõ các yếu tố quan trọng giúp cho hệ thống hoạt động ổn định, hiệu quả. Ở bài viết hôm nay, chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn những nội dung về thiết kế và thi công hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC), mong rằng sẽ hữu ích với bạn. Cùng tìm hiểu nhé!

HVAC trong phòng sạch là gì?

HVAC là chữ viết tắt của Heating, Ventilation and Air Conditioning (hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí), đây là hệ thống kiểm soát chất lượng môi trường, không khí trong nhà (chất lượng không khí, nhiệt độ, độ ẩm mỗi giờ).

Hệ thống HVAC được ví như trái tim của phòng sạch, đây có thể được xem như hệ thống phức tạp và quan trọng nhất của phòng sạch bởi nó chịu trách nhiệm kiểm soát độ sạch của không khí, nhiệt độ, độ ẩm cũng như áp suất.

Các thành phần chính trong hệ thống HVAC và công dụng của từng thiết bị

– Thiết bị AHU, FCU (bộ xử lý không khí):

Là thiết bị phòng sạch được dùng để trao đổi nhiệt giữa không khí bên trong không gian cần điều hoà với dàn coil trong AHU, FCU. Lắp đặt AHU là dịch vụ khá phổ biến thường được lắp cho khu vực nhà ở, văn phòng, các tòa nhà cao tầng trung tâm thương mại, nhà máy sản xuất thiết bị, dược phẩm, y tế, điện tử…

Tủ điều khiển AHU – Dự án Dolexphar do GMP Groups tư vấn thiết kế thi công hệ thống MEP

– Thiết bị dàn nóng điều hoà:

Là bộ phận rất quan trọng trong hệ thống điều hoà. 

Đối với dàn nóng điều hoà giải nhiệt bằng gió (Dàn nóng điều hoà cục bộ, điều hòa trung tâm…): Môi chất lạnh ở trạng thái hơi sau khi hấp thụ nhiệt từ dàn lạnh (AHU, FCU) sẽ được đưa về máy nén bên trong dàn nóng để nén đến áp suất cao, nhiệt độ cao.

Sau đó môi chất này đi qua khu vực dàn ống có các lá nhôm tản nhiệt và được quạt gió trong dàn nóng giải nhiệt, tại đây môi chất được giải nhiệt sẽ chuyển từ trạng thái hơi về trạng thái lỏng. Nhiệt độ môi chất lúc này giảm đi rất nhiều so với lúc đi ra từ máy nén. Ngoài ra bên trong dàn nóng còn có các bộ phận quan trọng khác như: Van tiết lưu, bo mạch, tụ điện, khởi động từ, van đảo chiều (điều hoà 2 chiều), pin lọc, bình tách lỏng, tách dầu …

– Thiết bị điều hòa Chiller:

Điều hòa Chiller có 2 loại là loại giải nhiệt bằng nước và giải nhiệt bằng gió. Thiết bị điều hòa Chiller làm giảm nhiệt độ nước xuống khoảng 70°C, hệ thống Chiller bao gồm các thiết bị chính: máy nén, bình bay hơi (dàn bay hơi), bình ngưng tụ (dàn ngưng tụ), bình tách lỏng, bình tách dầu…. Nước lạnh ra khỏi Chiller được bơm luân chuyển đến các AHU, FCU và bị hấp thụ nhiệt với không khí trong phòng lên đến 120°C sau đó được tuần hoàn về Chiller.

Tại đây nước lại tiếp tục được làm lạnh xuống 70°C để cấp nên cho AHU, FCU tạo thành chu trình tuần hoàn kín. Đi kèm với hệ thống điều hòa Chiller có bơm nước lạnh, tháp giải nhiệt, bơm nước tháp giải nhiệt, hệ thống đường ống dẫn nước, hệ thống van điều chỉnh…Riêng Chiller giải nhiệt gió thì không cần tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt.

Toàn cảnh hệ thống HVAC do GMP Groups thi công

– Thiết bị AHU, FCU (bộ xử lý không khí):

AHU (viết tắt từ Air Handling Unit): Là thiết bị xử lý không khí thường được sử dụng trong hệ thống HVAC System. Bao gồm trong các nhà xưởng công nghiệp, nhà máy sản xuất dược phẩm, y tế, thực phẩm, điện tử, thực phẩm chức năng, trung tâm thương mại, văn phòng trụ sở …

AHU được chia làm 2 loại: AHU làm lạnh trực tiếp bằng gas, AHU dùng chất tải lạnh bằng nước.

Những tiêu chuẩn trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió HVAC phòng sạch

– TCVN 5687:2010: đây là tiêu chuẩn quốc gia về “Thông gió – Điều hòa không khí – Tiêu chuẩn thiết kế”.

– ASHRAE 62.1 – 2010: là tiêu chuẩn của Mỹ về thông gió, cấp gió tươi, ống gió phòng sạch…

– BS EN 12101-6-2005 Smoke and heat control systems: tiêu chuẩn về việc tăng áp, hút khói cho những khu vực như cầu thang, hành lang,…

– QCVN 08:2009/BXD: tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về công trình ngầm đô thị.

– Singapore SS553:2009: tiêu chuẩn của Singapore sử dụng trong thiết kế hệ thống cơ điện cho công trình.

Bên cạnh đó còn có một số tiêu chuẩn thiết kế và thi công hệ thống HVAC khác tùy theo loại công trình và yêu cầu từ phía chủ đầu tư.

Thiết kế mô hình 3D hệ thống HVAC nhà máy dược phẩm

Cách chọn thiết bị và thiết kế hệ thống HVAC đúng nhu cầu

Lưu lượng không khí

Thông thường, câu hỏi đầu tiên mà nhà cung cấp hoặc sản xuất thiết bị cho phòng sạch thường hỏi đó là bạn cần bao nhiêu lượt thay đổi không khí trong phòng mỗi giờ nhằm mục đích tính lưu lượng không khí cần thiết (CFM: feet khối mỗi phút). Việc tính toán lượng không khí thay đổi mỗi giờ có thể thực hiện dễ dàng thông qua các công cụ trên Internet. Tuy nhiên, chúng chỉ là con số ước tính. Trên thực tế, nhiều dữ liệu phải được thu thập bởi những kỹ sư HVAC nhằm tính toán được CFM thích hợp và chính xác nhất. Nguyên nhân CFM khó xác định đó là vì nó phải tính đến các yếu tố sau: 

– Mức độ sạch của một phòng sạch phải giữ được (số hạt trên một khối không khí): thường được xác định dựa trên tiêu chuẩn của phòng sạch (ISO 5-6-7-8, GMP EU, PIC/S, GMP WHO,….).

– Số lượng nhân viên làm việc trong phòng sạch: thực tế có đến 70 – 80% ô nhiễm trong phòng sạch được tạo ra từ các nhân viên vận hành. Càng nhiều người thì số lần trao đổi khí trong một giờ phải càng cao.

– Kích thước phòng sạch và số lượng phòng bên trong.

– Thiết bị, đồ nội thất, vật tư bên trong phòng sạch vì chúng cũng có khả năng tạo ra các hạt và gây ô nhiễm.

– Nền nhiệt.

– Hoạt động của người và vật di chuyển ra vào phòng sạch.

Nhiệt độ và độ ẩm

Độ chính xác của nhiệt độ và độ ẩm tương đối (+/-) cũng là một yếu tố quan trọng khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí và thông gió. Nhiệt do cả người sử dụng và thiết bị tạo ra đều phải được trung hòa bởi điều hòa không khí. Chính vì thế, điều quan trọng đó là phải biết có bao nhiêu người sẽ làm việc trong phòng sạch, thiết bị tại chỗ cũng như nhiệt lượng mà nó tạo ra (watt).

Bên cạnh đó, tùy thuộc vào hoạt động diễn ra trong phòng sạch mà đôi khi việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm là rất quan trọng, phải chính xác đến ±0.25°C và ±2%. Giá trị nhiệt độ độ ẩm được xác định thông qua đồng hồ đo nhiệt độ độ ẩm được đặt tại các phòng cần theo dõi.

Chênh lệch áp suất

Đa phần các phòng sạch đều được giữ ở áp suất dương (trong trường hợp xử lý các sản phẩm độc hại thì phải được giữ ở áp suất âm) nhằm đẩy không khí ra khỏi phòng thay vì hướng vào trong. Từ đó giúp ngăn không khí chưa được lọc cũng như các loại hạt thâm nhập vào trong phòng sạch.

Hệ thống HVAC đóng vai trò tạo ra các chênh lệch áp suất nhằm duy trì các tầng áp suất giữa những bộ phận bên trong phòng sạch và bên ngoài phòng sạch (giá trị chênh áp phòng được xác định bởi đồng hồ chênh áp phòng được bố trí trước mỗi phòng).

Tủ an toàn sinh học

Đồng thời, sự hiện diện của tủ hút hoặc tủ an toàn sinh học (BSC) cũng phải được tính đến khi thiết kế hệ thống HVAC do một số BSC xả khí ra bên ngoài (thuốc độc hại hay hóa chất khác) gây mất cân bằng áp suất phòng. Nhằm có thể duy trì áp suất chính xác trong phòng sạch, lượng khí phải được bù bằng không khí tươi.

Giới hạn không gian

Bộ xử lý không khí có thể đặt khá tự do theo chiều ngang, theo chiều dọc, hoặc đặt trên sàn ngay bên cạnh phòng sạch hoặc trên mái của phòng sạch.

Ngoài ra, còn có một lựa chọn khác đó là nhà cung cấp HVAC sẽ lắp ráp và vận chuyển toàn bộ thành một khối để lắp đặt hoàn chỉnh. Một số nhà sản xuất cũng cung cấp dịch vụ lắp ráp tận nơi, điều này khá hữu ích với những nơi hạn chế về không gian. Nhằm mục đích dễ bảo trì, một số thiết bị HVAC còn được sản xuất sẵn trên thị trường.

Quy trình thi công hệ thống điều hòa không khí và thông gió HVAC

Bước 1: Khảo sát công trình trước khi thi công

– Tham khảo hồ sơ bản vẽ, thiết kế kiến trúc và kết cấu của công trình: đơn vị thiết kế cần phải nắm rõ các bản vẽ mặt bằng, bản vẽ mặt đứng và bản vẽ mặt cắt của công trình.

– Xem xét tiến độ công trình: cần bàn luận về tiến độ xây dựng nhằm lên kế hoạch và sắp xếp công việc, nhân sự cho hạng mục thiết kế hệ thống điều hòa không khí. Từ đó cũng giúp đảm bảo được tiến độ dự án cũng như chất lượng công việc.

– Lưu ý các yêu cầu khác từ phía chủ đầu tư: các chủ đầu tư có thể đưa ra những yêu cầu riêng cho công trình. Tuy nhiên, đơn vị thiết kế cũng có thể tư vấn cho họ những giải pháp khác tốt hơn nếu những yêu cầu họ đưa ra không thật sự phù hợp với công trình.

Phối cảnh tổng thể hệ thống HVAC

Bước 2: Lấy dấu vị trí lắp đặt máy, vị trí các tuyến ống gió, ống dẫn gas chính, vị trí nguồn điện cấp cho các máy điều hoà.

Khi xác định phải bao quát hết tất cả các trường hợp để định vị được vị trí tối ưu nhất mới tiến hành thi công lắp đặt. Các công việc này phải do các cán bộ kỹ thuật có nhiều kinh nghiệm thực hiện và nếu có sự thay đổi so với thiết kế thì phải bàn bạc và phải được sự nhất trí của chủ đầu tư, tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát rồi mới tiến hành thi công.

Bước 3: Căn cứ vào các vị trí đã được vạch dấu tiến hành lắp đặt các giá đỡ, giá treo, kiểm tra tải trọng của các giá treo, giá đỡ này.

Bước 4: Tiến hành thi công hệ thống HVAC bao gồm các đường ống nước, ống gió phòng sạch, điện phòng sạch , thiết bị dẫn – cách điện…

– Lắp đặt các đường ống nước, ống gió và thử áp lực .

– Gia công, chế tạo các đường ống gió phòng sạch.

– Lắp đặt các đường điện chính.

– Lắp đặt các thiết bị.

– Kết nối các đường ống nước, đường ống gió.

– Thử áp lực toàn bộ hệ thống.

– Bọc cách nhiệt, cách âm các tuyến ống gió.

– Đấu nối điện.

– Hoàn thiện hệ thống.

– Hiệu chỉnh, cân chỉnh hệ thống

Bước 5: Vận hành, chạy thử hệ thống 

Bước 6: Tiến hành chuyển giao công nghệ, bàn giao toàn bộ hệ thống.

Dịch vụ thiết kế và thi công hệ thống HVAC phòng sạch GMP Groups

Nếu bạn đang tìm kiếm một đơn vị chuyên thiết kế và thi công hệ thống HVAC phòng sạch chất lượng, chuyên nghiệp, dịch vụ tại GMP Groups sẽ là một lựa chọn hoàn hảo dành cho bạn. Với nhiều năm kinh nghiệm hoạt động trong lĩnh vực, đơn vị tự tin có đầy đủ năng lực để đảm nhiệm vai trò nhà thầu thi công phòng sạch tổng thể, toàn diện cho mọi khách hàng.

Video mô hình 3D hệ thống HVAC phân xưởng thuốc viên, nang mềm, men vi sinh – Dự án FDA

Dịch vụ thiết kế và thi công hệ thống HVAC phòng sạch tại GMP Groups sở hữu nhiều ưu điểm nổi trội, cụ thể như:

– Thực hiện thi công chính xác, tiết kiệm vật tư cho chủ đầu tư.

– Quá trình thi công an toàn, đảm bảo tiến độ, chất lượng và yếu tố vệ sinh môi trường.

– Đơn vị sẽ chủ động phối hợp với chủ đầu tư nhằm điều chỉnh những điểm chưa hợp lý của thiết kế, góp phần giúp dự án thi công hiệu quả hơn.

– GMP Groups luôn chủ động cập nhật tiến độ và báo cáo cho chủ đầu tư.

– Cung cấp đầy đủ hồ sơ hoàn công một cách chính xác và rõ ràng.

– Có hồ sơ kỹ thuật thẩm định đầy đủ phục vụ thẩm định GMP.

– Có chính sách chăm sóc và bảo dưỡng định kỳ.

Kết luận

Với những ưu điểm kể trên, GMP Groups chắc chắn sẽ là địa chỉ cung cấp dịch vụ mà các khách hàng có thể an tâm “chọn mặt gửi vàng”.

Hy vọng bài viết trên của GMP Groups đã giúp bạn hiểu rõ hơn về quá trình thiết kế và thi công hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC). Mong rằng những thông tin này sẽ giúp ích cho bạn công việc hoặc trong nhu cầu thực tế của mình.