I. Khái niệm và vai trò của bảo ôn
Bảo ôn là gì?
Bảo ôn (Insulation | Hoặc vật liệu cách nhiệt) trong hệ thống điều hòa thông gió là một thuật ngữ kỹ thuật chỉ các loại vật liệu chuyên dụng được lắp đặt bao quanh các đường ống, thiết bị, hoặc bề mặt nhằm ngăn chặn sự truyền nhiệt giữa chúng và môi trường xung quanh. Là quá trình cách nhiệt, giữ nhiệt và chống ngưng tụ hơi nước cho các thiết bị và đường ống dẫn gió hoặc môi chất lạnh. Mục đích chính là giảm truyền nhiệt giữa môi trường và dòng khí lạnh, từ đó ổn định nhiệt độ, ngăn đọng sương và tăng hiệu quả năng lượng của hệ thống HVAC công nghiệp.
Lợi ích và vai trò của cách nhiệt bảo ôn
Cách nhiệt bảo ôn giữ vai trò quan trọng trong hiệu quả vận hành của hệ thống HVAC. Lớp bảo ôn có các giá trị kỹ thuật sau:
- Giảm thất thoát nhiệt lạnh: hạn chế truyền nhiệt ra môi trường, giúp thiết bị làm việc ổn định.
- Ngăn ngưng tụ hơi nước: duy trì bề mặt khô, tránh ăn mòn và hư hại vật liệu xung quanh.
- Tối ưu năng lượng tiêu thụ: giảm tải cho máy nén và quạt, tiết kiệm điện năng.
- Bảo vệ thiết bị và kết cấu: tránh rung động, giảm ồn và kéo dài tuổi thọ đường ống.
- Đảm bảo điều kiện vi khí hậu: duy trì nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong khu vực sử dụng.
Bảo ôn là yếu tố kỹ thuật cần thiết để đảm bảo hệ thống điều hòa thông gió hoạt động hiệu quả, bền vững và an toàn.
| Lợi ích chính | Tác động đến hệ thống điều hòa thông gió |
| Giảm tổn thất năng lượng | Giảm tải cho máy nén, tiết kiệm điện năng vận hành. |
| Ổn định hiệu suất thiết bị | Giữ nhiệt độ gió ổn định, tránh dao động. |
| Ngăn ngưng tụ và ăn mòn | Bảo vệ ống gió, trần và vật liệu xung quanh. |
| Tăng tuổi thọ hệ thống | Giảm hư hỏng vật lý và điện tử do nước hoặc ẩm. |
II. Phân loại vật liệu bảo ôn
Các vật liệu bảo ôn phổ biến trong điều hòa thông gió | HVAC: Cao su lưu hóa, bông thủy tinh, xốp PE/XPS/Foam PU. Dưới đây là bảng so sánh các loại vật liệu bảo ôn:
| Vật liệu bảo ôn | Dạng sản phẩm | Hệ số dẫn nhiệt (W/m.K) | Dải nhiệt độ làm việc (°C) | Đặc tính nổi bật | Ứng dụng chính |
| Cao su lưu hóa (NBR/PVC) | Ống, tấm | 0.034 – 0.038 | -50 đến +105 | Kín khí, chống ẩm, chống cháy, dễ thi công | Ống gas lạnh, ống gió, co nối |
| Bông thủy tinh (Glasswool) | Tấm, cuộn | 0.032 – 0.045 | -50 đến +250 | Cách âm tốt, nhẹ, giá thấp | Ống gió lớn, trần kỹ thuật |
| Bông khoáng (Rockwool) | Tấm, ống | 0.035 – 0.040 | -100 đến +600 | Chịu nhiệt cao, không cháy, cách âm | Phòng máy, lò hơi, trần chống cháy |
| Xốp PE / PU Foam / XPS | Tấm, phun foam | 0.030 – 0.033 | -40 đến +80 | Nhẹ, cách nhiệt tốt, chống ẩm | Vách, sàn, mái, ống gió mềm |
Ngoài ra, còn có một số vật liệu cách nhiệt/bảo ôn khác được nhắc đến như: túi khí cách nhiệt, giấy bạc, panel (các loại), … Tuy nhiên, chúng có thể được cấu thành từ những vật liệu chính như trên.
1. Cao su lưu hóa
Cao su lưu hóa là vật liệu có cấu trúc ô kín (Closed-cell), chuyên dùng cho bảo ôn ống đồng, ống gas lạnh và ống gió. Vật liệu này có độ đàn hồi cao, bề mặt mịn, khả năng chống ẩm và chống cháy lan tốt.
Đặc điểm kỹ thuật:
- Hệ số dẫn nhiệt: 0.034 – 0.038 W/m.K
- Nhiệt độ làm việc: -50°C đến +105°C
- Dạng sản phẩm: Ống, tấm, cuộn
Ưu điểm:
- Cách nhiệt và chống ngưng tụ hơi nước hiệu quả.
- Không hút ẩm, kháng nấm mốc.
- Dễ thi công, trọng lượng nhẹ.
- Thẩm mỹ cao khi hoàn thiện.
Nhược điểm:
- Giới hạn chịu nhiệt thấp hơn so với bông khoáng.
- Không phù hợp cho khu vực nhiệt độ >120°C.
2. Bông thủy tinh | Bông khoáng
Hai loại vật liệu sợi vô cơ này được sử dụng rộng rãi cho bảo ôn ống gió, trần kỹ thuật, vách cách âm và khu vực nhiệt độ cao.
- Bông thủy tinh được sản xuất từ thủy tinh nung chảy, có tỷ trọng thấp, nhẹ.
- Bông khoáng được tạo từ đá bazan, có khả năng chịu nhiệt cao hơn.
| Vật liệu | Hệ số dẫn nhiệt (W/m.K) | Dải nhiệt độ (°C) | Dạng sản phẩm |
| Bông thủy tinh | 0.032 – 0.045 | -50 đến +250 | Tấm, cuộn |
| Bông khoáng | 0.035 – 0.040 | -100 đến +600 | Tấm, ống, cuộn |
Ưu điểm:
- Cách âm và cách nhiệt tốt trên diện tích lớn.
- Chịu nhiệt cao, không cháy.
- Là giải pháp kinh tế khi hiệu quả cách nhiệt mang lại khi ứng dụng cho các công trình quy mô lớn.
Nhược điểm:
- Dễ rơi bụi sợi, cần lớp bọc bảo vệ (bạc nhôm, tôn, lưới).
- Thi công cần trang bị bảo hộ tránh kích ứng da.
3. Xốp PE – XPS – Foam PU
Nhóm vật liệu cách nhiệt tổng hợp này thường được dùng cho vách, sàn, mái, trần kỹ thuật hoặc ống gió mềm.
- PE (Polyethylene foam): nhẹ, dẻo, dễ thi công, hệ số dẫn nhiệt thấp.
- XPS (Extruded Polystyrene): cứng, chịu lực, dùng cho sàn và tường.
- PU Foam (Polyurethane foam): dạng phun, kín khí tuyệt đối, hiệu quả cách nhiệt cao.
Đặc điểm kỹ thuật:
- Hệ số dẫn nhiệt: 0.030 – 0.033 W/m.K
- Nhiệt độ làm việc: -40°C đến +80°C
Ưu điểm:
- Trọng lượng nhẹ, không hút ẩm.
- Cách nhiệt cao, giảm truyền nhiệt nhanh.
- Dễ tạo hình và thi công trên nhiều bề mặt.
Nhược điểm:
- Giới hạn chịu nhiệt thấp.
- Một số loại có thể cháy và phát khói độc nếu không có phụ gia chống cháy.
- PU Foam cần thiết bị phun và kỹ thuật thi công chuyên dụng.
III. Các ứng dụng bảo ôn trong hệ thống HVAC
Bảo ôn được triển khai trên nhiều hạng mục khác nhau trong hệ thống điều hòa, với mục đích kiểm soát truyền nhiệt, ổn định hiệu suất và hạn chế ngưng tụ hơi nước. Các vị trí quan trọng gồm:
Bảo ôn đường ống môi chất lạnh | Bảo ôn ống đồng
Đường ống đồng dẫn môi chất lạnh giữa dàn nóng, dàn lạnh hoặc AHU/các thiết bị điều hòa/chiller cần được bảo ôn kỹ để tránh thất thoát năng lượng. Lớp bảo ôn giúp duy trì nhiệt độ gas/môi chất lạnh ổn định và ngăn ngưng tụ hơi nước trên bề mặt ống, đặc biệt trong môi trường có độ ẩm cao. Vật liệu thường dùng: Cao su lưu hóa dạng ống hoặc tấm.
Độ dày tiêu chuẩn:
- Ống < 19 mm: bảo ôn dày 10 mm
- Ống ≥ 19 mm: bảo ôn dày 19 – 25 mm
Lưu ý kỹ thuật:
- Toàn bộ mối nối phải kín khít, không hở hoặc gập nếp.
- Không được nén ép làm giảm chiều dày vật liệu.
- Tránh tiếp xúc trực tiếp với tia UV hoặc nguồn nhiệt cao.
Bảo ôn ống gió lạnh
Ống gió cấp và hồi lạnh có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường nên dễ phát sinh đọng sương nếu không được cách nhiệt.
Lớp bảo ôn giúp ổn định nhiệt độ không khí từ AHU hoặc FCU đến miệng gió, đồng thời giảm truyền ồn và rung động. Vật liệu sử dụng:
- Cao su lưu hóa tấm: dùng cho hệ thống nhỏ hoặc không gian hẹp.
- Bông thủy tinh / bông khoáng bọc bạc nhôm hoặc tôn mạ kẽm: dùng cho ống gió lớn, khu vực kỹ thuật.
Yêu cầu kỹ thuật:
- Độ dày lớp bảo ôn 25 – 50 mm tùy theo tải nhiệt.
- Các mối nối, co, van gió phải được dán kín bằng keo và băng bạc.
- Kiểm tra bề mặt hoàn thiện đảm bảo phẳng, không rách hoặc hở mép.
Bảo ôn chống đọng sương
Khi bề mặt vật liệu có nhiệt độ thấp hơn điểm sương của không khí xung quanh, hơi nước sẽ ngưng tụ tạo thành giọt nước, gây ẩm mốc, ăn mòn và rò rỉ nước. Bảo ôn chống đọng sương được thiết kế để giữ cho nhiệt độ bề mặt luôn cao hơn điểm sương, ngăn hiện tượng ngưng tụ.
Giải pháp áp dụng:
- Sử dụng vật liệu có cấu trúc ô kín (cao su lưu hóa, PU Foam).
- Thi công kín khít, không hở mối nối hoặc khe hở.
IV. Tiêu chuẩn kỹ thuật và thi công bảo ôn cách nhiệt
Yêu cầu kỹ thuật
- Vật liệu bảo ôn phải có hệ số dẫn nhiệt ≤ 0.04 W/m·K ở 25°C.
- Độ dày lớp bảo ôn được xác định theo nhiệt độ môi chất, đường kính ống và theo điều kiện môi trường.
- Bề mặt hoàn thiện cần kín, không nứt, không hở mối nối.
- Khả năng chống cháy nên đáp ứng các tiêu chuẩn ASTM E84 hoặc BS 476.
- Thi công tuân thủ quy chuẩn TCVN 4605, SMACNA, hoặc ASHRAE tương ứng với từng loại hệ thống.
Chuẩn bị và các loại vật tư phụ
- Keo dán bảo ôn: Tăng độ bám giữa vật liệu và bề mặt ống.
- Băng keo bảo ôn: Bạc nhôm, cao su non, hoặc PVC để bịt kín các mối nối.
- Dây đai, máng treo, tấm bảo vệ: Giữ cố định lớp bảo ôn, tránh lệch hoặc biến dạng.
- Vỏ bọc ngoài: Tôn mạ kẽm hoặc bạc nhôm nhằm tăng độ bền cơ học và chống ẩm hiệu quả.
Quy trình thi công
- Vệ sinh, làm sạch và kiểm tra bề mặt cần bảo ôn.
- Đo, cắt vật liệu theo kích thước thực tế, đảm bảo độ phủ đồng đều.
- Dán và bọc kín, dùng keo và băng keo chuyên dụng để cố định.
- Gia cố lớp ngoài (nếu có) bằng bạc nhôm hoặc tôn bọc.
- Kiểm tra hoàn thiện: đảm bảo bề mặt phẳng, kín, không rách hoặc hở khe.
Bảo ôn là hạng mục kỹ thuật nhỏ nhưng đóng vai trò quan trọng trong hiệu suất hệ thống điều hòa thông gió. Việc thi công đúng tiêu chuẩn giúp duy trì cân bằng nhiệt, ổn định vi khí hậu và giảm tổn thất năng lượng trong suốt quá trình vận hành. Khi thiết kế, cần xem xét các yếu tố như điều kiện môi trường, độ ẩm, áp suất gió và chế độ vận hành để lựa chọn vật liệu và độ dày bảo ôn phù hợp. Một lớp bảo ôn đạt chuẩn góp phần nâng cao hiệu quả năng lượng, độ bền và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống HVAC công nghiệp.
CÔNG TY TNHH HECOSITE
