Hệ thống sưởi và làm mát hoạt động như thế nào

Xử lý không khí là một phần không thể thiếu trong bất kỳ tòa nhà lớn nào. Và đó là lý do mà hệ thống HVAC luôn luôn cần thiết trong các môi trường này. Việc điều hòa không khí bao gồm cả làm mát và làm ấm (sưởi), đây là 2 hệ thống quan trọng trong HVAC System. Ở bài viết này, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu xem hệ thống sưởi và làm mát hoạt động như thế nào nhé.

Hiểu hệ thống thông gió

Phần thông gió của hệ thống HVAC được tạo nên từ hệ thống ống dẫn, bộ lọc và quạt tuần hoàn. Quạt hút không khí từ bên trong nhà qua các lỗ thông hơi đi vào hệ thống ống dẫn đến các thiết bị làm nóng hoặc làm mát. Sau đó, không khí sẽ được đẩy trở lại các phòng thông qua hệ thống ống dẫn.

Hệ thống này được gọi là hệ thống thông gió cưỡng bức là nơi sưởi ấm và làm mát cho không khí. Để hiểu rõ quy trình làm nóng và làm mát của hệ thống HVAC, trước tiên chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên tắc vật lý của nó.

Nguyên tắc vật lý của hệ thống sưởi và làm mát

Có 2 nguyên tắc vật lý chính mà tất cả các hệ thống HVAC đều phụ thuộc vào để hoạt động đúng:

1. Điểm sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất của chất lỏng. Nhiều thực phẩm đóng gói sẵn có hướng dẫn nấu ở độ cao riêng biệt cũng là vì lý do này — vì ở độ cao lớn hơn, áp suất khí quyển giảm, có nghĩa là nhiệt độ sôi của nước thấp hơn.

2. Khi một chất hóa hơi, nó sẽ hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh để tạo năng lượng cho sự thay đổi . Đó là lý do tại sao chúng ta cần sử dụng nhiệt để đun sôi nước.

Hệ thống điều hòa không khí

Thành phần trong điều hòa không khí của hầu hết các hệ thống HVAC dân dụng là một hệ thống phân chia, sở dĩ được gọi như vậy vì công việc của hệ thống được phân chia giữa một dàn nóng (máy nén và bình ngưng) và một dàn lạnh (một cuộn dây bay hơi).

Kết nối cả hai là một ống đồng dẫn chất làm lạnh (Gas lạnh). Chất làm lạnh này được thiết kế về mặt hóa học để có thể hóa hơi ở nhiệt độ vừa phải, và nó rất quan trọng đối với hoạt động của hệ thống.

Môi chất lạnh bắt đầu chu trình làm lạnh trong máy nén dưới dạng khí mát, áp suất thấp. Máy nén nén khí đó thành khí nóng, áp suất cao, sau đó được dẫn qua bình ngưng, nơi nó ngưng tụ thành chất lỏng áp suất cao, mát hơn khi quạt thổi nhiệt thừa ra không khí bên ngoài nhà. Bởi vì chất làm lạnh được điều áp trong máy nén, nhiệt độ sôi tăng lên và cho phép nó ở dạng lỏng.

Từ đó, môi chất lạnh được thấm vào cuộn dây bay hơi. Khi ở trong cuộn dây, chất làm lạnh được phép giãn nở, làm giảm áp suất và do đó nhiệt độ sôi của nó giảm đi. Điều này khiến cho chất làm lạnh lỏng hóa hơi thành khí tạo ra một quá trình hấp thụ nhiệt từ không khí xung quanh.

Không khí đó, giờ đã mát hơn rất nhiều, sau đó được quạt thổi qua hệ thống ống gió và vào các phòng bên trong nhà.

Và cuối cùng, khí áp suất thấp được đưa trở lại máy nén để bắt đầu lại chu trình cho đến khi bộ điều nhiệt xác định được phòng đã đạt được nhiệt độ mong muốn.

Hệ thống sưởi ấm

Không khí được hút vào hệ thống ống gió của hệ thống HVAC, được làm nóng, và sau đó được tuần hoàn lại khắp nhà.

Một số hệ thống, như máy bơm nhiệt, về cơ bản là hệ thống điều hòa không khí sẽ bị đảo ngược. Trên thực tế, máy bơm nhiệt có khả năng vừa làm nóng vừa làm mát đơn giản bằng cách đảo chiều cuộn dây nóng và cuộn lạnh. Khi ở chế độ điều hòa không khí, máy bơm nhiệt hoạt động như mô tả ở trên. Khi ở chế độ sưởi ấm, các cuộn dây nóng và lạnh được đảo ngược và máy bơm nhiệt hút không khí từ bên ngoài vào, về cơ bản là vận chuyển nhiệt vào bên trong phòng. Đặc biệt, một số máy bơm nhiệt thậm chí còn hút nhiệt từ dưới lòng đất.

Các hệ thống khác, chẳng hạn như hệ thống lò , đốt cháy một số loại nhiên liệu (như dầu hoặc khí tự nhiên) để làm nóng không khí.

Bơm nhiệt so với Lò nung và Thiết bị A/C Trung tâm

Sử dụng máy bơm nhiệt hay kết hợp lò sưởi và điều hòa trung tâm cho nhu cầu làm mát và sưởi ấm vẫn là một câu hỏi mà nhiều người cần trả lời.

Ưu điểm của máy bơm nhiệt

• Vì máy bơm nhiệt có thể vừa làm mát vừa sưởi ấm nên khi sử dụng chỉ cần bảo dưỡng cho một máy.
• Máy bơm nhiệt nhìn chung có độ hiệu quả hơn so với các hệ thống lò nung và hệ thống điều hòa không khí trung tâm tương đương, mặc dù chúng ta cũng cần lưu ý rằng tất cả các loại hệ thống đều có mức hiệu quả và ứng dụng khác nhau.

Ưu điểm của lò nung và A/C trung tâm

• Các hệ thống kết hợp thường có tuổi thọ cao hơn, vì mỗi bộ phận đều có thời gian nghỉ.
• Khí đốt tự nhiên hoặc dầu được sử dụng trong lò nung rẻ hơn sử dụng điện, tuy nhiên vấn đề này có thể thay đổi trong tương lai.

Hầu hết các chuyên gia đều cho rằng: Nếu ở khu vực mà thời tiết hiếm khi đạt đến ngưỡng đóng băng thì chúng ta nên sử dụng máy bơm nhiệt. Còn nếu ở khu vực có mùa đông dài và lạnh giá thì lò sưởi và hệ thống AC là lựa chọn tốt hơn.

Hệ thống sưởi và làm mát hỗn hợp

Ngoài hai lựa chọn trên, một hệ thống hybrid thứ ba đã xuất hiện trong những năm gần đây và nhanh chóng trở thành lựa chọn phổ biến trong dân dụng. Hệ thống hybrid là một hệ thống sưởi ấm kết hợp cả lò nung và máy bơm nhiệt, và sử dụng chúng tùy thuộc vào nhiệt độ ngoài trời.

Hệ thống sẽ tính toán nhiệt độ tại đó và điều chỉnh để sử dụng lò nung hoặc máy bơm nhiệt từ đó tiết kiệm chi phí cho toàn bộ hệ thống.