Vai trò của gió tươi (Fresh Air) trong hệ thống điều hòa thông gió công nghiệp, yếu tố then chốt giúp duy trì chất lượng không khí, ổn định nhiệt ẩm và đảm bảo vận hành hiệu quả. Cùng HECOSITE tìm hiểu về cấu trúc luồng khí, cách cân bằng không khí, cùng xu hướng tiết kiệm năng lượng trong hệ thống hiện đại.
Fresh Air là gì? Hiểu đúng về gió tươi trong điều hòa thông gió
Trong mọi hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC), gió tươi (Fresh Air) là yếu tố bắt buộc để duy trì chất lượng không khí trong nhà (IAQ). Fresh Air hay còn gọi là không khí tươi, là luồng không khí lấy trực tiếp từ bên ngoài trời (Outside Air – OA), được lọc sạch, xử lý nhiệt ẩm và cấp vào không gian sử dụng.
Vai trò chính của gió tươi
- Bổ sung oxy, giảm nồng độ CO₂ và các khí độc.
- Pha loãng bụi, mùi, vi khuẩn và hơi ẩm trong không gian kín.
- Tạo áp suất dương hoặc âm tùy theo yêu cầu khu vực (phòng sạch, khu hóa chất, nhà bếp).
- Góp phần cân bằng lưu lượng gió cấp và gió thải trong toàn hệ thống HVAC.
Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm ở Việt Nam, xử lý gió tươi chiếm tới 40 đến 60% tổng tải lạnh. Vì vậy, thiết kế hợp lý và tối ưu việc sử dụng gió tươi giúp tiết kiệm năng lượng, tăng tuổi thọ thiết bị và duy trì độ ẩm ổn định trong nhà xưởng, văn phòng hay khu sản xuất.
Cấu trúc chung của luồng không khí trong HVAC
Một hệ thống HVAC tiêu chuẩn hoạt động dựa trên bốn luồng khí chính, mỗi luồng đảm nhận một vai trò khác nhau trong chu trình xử lý không khí:
| Luồng khí | Ký hiệu | Chức năng | Nguồn |
| Gió tươi (Fresh Air / Outside Air) | FA/OA | Không khí lấy từ môi trường bên ngoài, qua lọc và xử lý nhiệt ẩm | Ngoài trời |
| Gió cấp (Supply Air – SA) | SA | Luồng khí sau xử lý được cấp vào phòng | AHU/FCU |
| Gió hồi (Return Air – RA) | RA | Không khí trong phòng được hút về để tái sử dụng | Không gian điều hòa |
| Gió thải (Exhaust Air – EA) | EA | Luồng khí thải ra ngoài, mang theo bụi, hơi ẩm, mùi | Quạt hút, chụp hút |
Vòng tuần hoàn:
OA/FA + RA → Xử lý trong thiết bị (AHU/ACU/…) → SA → Phòng/Khu vực cần cấp → RA → Chia nhánh: EA (Xả ra ngoài hoặc hồi lại 1 phần vào thiết bị xử lý).
Mục tiêu vận hành là duy trì cân bằng áp suất (air balancing):
- Khu sạch: áp dương (từ 10 đến 30 Pa).
- Khu hóa chất, bếp: áp âm (-10 đến -30 Pa).
- Khu văn phòng: trung hòa, áp nhẹ dương để tránh mùi và bụi lọt vào.
Khi gió tươi, gió cấp, gió hồi và gió thải được kiểm soát đúng tỉ lệ, hệ thống sẽ vận hành ổn định, đảm bảo nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí đạt chuẩn thiết kế.
Các mô hình hệ thống gió tươi phổ biến | Fresh Air System
Tùy đặc tính sử dụng, hệ thống gió tươi (Fresh Air System) được thiết kế theo nhiều mô hình khác nhau. Dưới đây là các dạng phổ biến nhất trong HVAC dân dụng và công nghiệp:
1. Hệ trộn (Mixed Air System)
Gió tươi (Fresh Air) được trộn với gió hồi (Return Air) trước khi đi qua dàn lạnh AHU/FCU, sau đó cấp vào phòng. Có ưu điểm là tiết kiệm năng lượng do tận dụng nhiệt từ gió hồi, dễ triển khai, chi phí đầu tư thấp. Phù hợp khu vực có tải lạnh trung bình, không yêu cầu độ sạch cao. Đặc điểm chính:
- Gió tươi được trộn với gió hồi (RA) trước khi qua dàn lạnh AHU.
- Giảm tải năng lượng nhờ tận dụng một phần không khí hồi đã được làm lạnh.
- Ứng dụng: văn phòng, trung tâm thương mại, khách sạn, khu dân dụng.
Hạn chế:
- Khó kiểm soát độ ẩm khi tỷ lệ gió tươi thay đổi.
- Nguy cơ tái phát tán bụi, mùi nếu gió hồi ô nhiễm.
- Không phù hợp cho môi trường yêu cầu áp suất hoặc độ sạch nghiêm ngặt.
2. Hệ 100% gió tươi (MAU / DOAS)
- Sử dụng hoàn toàn không khí ngoài trời, không trộn gió hồi.
- Gió được xử lý độc lập về nhiệt và ẩm trước khi cấp vào phòng.
- Ứng dụng: nhà máy thực phẩm, dược phẩm, cleanroom, khu pha dung môi.
Hạn chế:
- Tải lạnh lớn, tiêu thụ năng lượng cao.
- Cần đầu tư hệ coil, quạt và hệ thống điều khiển mạnh hơn.
- Chi phí vận hành và bảo trì cao hơn hệ trộn.
3. Hệ thu hồi năng lượng (ERV / HRV)
- Gió thải (EA) trao đổi nhiệt với gió tươi (OA) qua bộ trao đổi nhiệt hoặc bánh thu hồi (Heat Wheel).
- Giảm 20–30% tải lạnh, giữ ổn định nhiệt độ và độ ẩm của gió cấp.
- Ứng dụng: nhà máy sản xuất, trung tâm dữ liệu, tòa nhà vận hành 24/7.
Hạn chế:
- Chi phí đầu tư ban đầu cao.
- Cần bảo trì định kỳ bộ trao đổi để tránh giảm hiệu suất.
- Nguy cơ nhiễm chéo (cross contamination) nếu không đảm bảo chênh áp hoặc rotor purge.
4. Hệ cấp/hút độc lập
- Gió cấp và gió thải vận hành bằng hai hệ riêng biệt, không hồi gió.
- Đảm bảo an toàn trong khu vực có khí độc, mùi, hơi dung môi.
- Ứng dụng: bếp công nghiệp, phòng sơn, khu xử lý hóa chất.
Hạn chế:
- Hao tổn năng lượng lớn vì không có hồi gió.
- Cần hệ thống quạt và ống gió riêng, chi phí đầu tư cao.
- Khó đạt hiệu quả tiết kiệm nếu không có giải pháp thu hồi nhiệt kết hợp.
Việc chọn mô hình nào phụ thuộc vào mức độ sạch, yêu cầu áp suất và tiêu chuẩn kỹ thuật của từng ngành (GMP, HACCP, ISO 14644, v.v.).
| Mô hình | Ưu điểm nổi bật | Hạn chế chính | Mức tiết kiệm năng lượng |
| Mixed Air | Chi phí thấp, dễ vận hành | Khó kiểm soát ẩm, tái ô nhiễm | ★★★☆☆ |
| 100% OA (MAU/DOAS) | Không khí sạch tuyệt đối | Tải lạnh lớn, tốn năng lượng | ★★☆☆☆ |
| ERV / HRV | Tiết kiệm 20–30% năng lượng | Đầu tư cao, cần bảo trì kỹ | ★★★★★ |
| Cấp/Hút độc lập | Kiểm soát dòng khí chính xác | Hao tổn năng lượng | ★★☆☆☆ |
Nguyên lý cần bằng không khí trong xử lý điều hòa thông gió
Cân bằng không khí (Air Balancing) là quá trình điều chỉnh lưu lượng gió cấp (SA), gió thải (EA) và gió tươi (FA) để đạt áp suất mong muốn trong từng khu vực.
1. Nguyên lý hoạt động
- Khi lưu lượng gió cấp > gió thải, phòng đạt áp dương: ngăn bụi, côn trùng, mùi lọt vào.
- Khi lưu lượng gió thải > gió cấp, phòng đạt áp âm: ngăn khí độc hoặc mùi lan ra khu vực khác.
- Hệ thống gió tươi đóng vai trò bù lại lượng khí thải, giúp cân bằng lưu lượng và ổn định áp suất.
2. Lợi ích của cân bằng hợp lý
- Giảm hao năng lượng do rò lọt gió.
- Ổn định nhiệt độ, độ ẩm và độ sạch.
- Tăng tuổi thọ quạt, coil và hệ thống lọc.
- Đảm bảo an toàn lao động và tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật.
3. Các thiết bị hỗ trợ
- Van gió điều chỉnh lưu lượng (VAV, CAV).
- Cảm biến áp suất vi sai phòng (DP sensor).
- Bộ điều khiển CO₂ để tự động điều chỉnh gió tươi theo tải người.
- Hệ thống thu hồi năng lượng hoặc economizer theo enthalpy ngoài trời.
Xu hướng tiết kiệm và thu hồi năng lượng trong hệ thống thông gió
Trong xu hướng thiết kế HVAC hiện đại, hiệu quả năng lượng (Energy Efficiency) trở thành tiêu chí hàng đầu. Hệ thống gió tươi được xem là trung tâm của tiết kiệm điện vì nó quyết định phần lớn tải lạnh tổng.
1. Thu hồi năng lượng từ gió thải
- Dùng thiết bị ERV, HRV hoặc Heat Wheel để trao đổi nhiệt giữa gió thải và gió tươi.
- Giảm 20-30% công suất làm lạnh, giảm dao động nhiệt độ gió cấp.
- Tăng độ ổn định cho khu vực kiểm soát nghiêm ngặt về nhiệt ẩm.
2. Điều khiển gió tươi thông minh
- Cảm biến CO₂/VOC điều chỉnh tỷ lệ gió tươi theo mật độ người.
- Chế độ Economizer tận dụng không khí mát ngoài trời khi điều kiện cho phép.
- Tự động tối ưu áp suất quạt và tốc độ dòng khí, giúp tiết kiệm điện năng quạt từ 15-25%.
3. Giải pháp phù hợp khí hậu Việt Nam
- Kết hợp hệ DOAS + ERV để tách tải ẩn (độ ẩm) và tải hiển (nhiệt).
- Dùng coil hạ điểm sương thấp (dew point 10-12°C) để kiểm soát ẩm.
- Chọn thiết bị thu hồi có màng chống nhiễm chéo khi ứng dụng cho ngành dược, thực phẩm.
CÔNG TY TNHH HECOSITE
- Liên hệ: 0911.907.709
- Email: info@hecosite.com
- Nhà xưởng: Lô MN, Đường số 7, KCN Sóng Thần, Phường Dĩ An, TP HCM, Việt Nam
