BỘ CÂU HỎI - TRẢ LỜI VỀ SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG TK&HQ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ
Câu 1: Máy nén đóng vai trò gì trong chu trình lạnh của hệ thống điều hòa không khí, và trạng thái môi chất lạnh thay đổi ra sao qua máy nén?
Gợi ý trả lời:
Máy nén hút hơi môi chất lạnh áp suất thấp từ thiết bị bay hơi và nén lên áp suất cao để duy trì tuần hoàn. Sau nén, môi chất vẫn ở pha hơi, có áp suất và nhiệt độ cao hơn trước khi đi vào bình ngưng. Máy nén không được hút lỏng vì có thể gây va đập thủy lực và hư hỏng.
Câu 2: Bộ phận dàn nóng của máy điều hòa không khí có cấu tạo vật lý như thế nào và cơ chế hoạt động của nó để giải nhiệt cho môi chất lạnh diễn ra ra sao?
Gợi ý trả lời:
Dàn nóng gồm bề mặt trao đổi nhiệt và quạt đối với hệ giải nhiệt không khí; vật liệu và cấu tạo phụ thuộc thiết bị. Hơi môi chất lạnh cao áp từ máy nén thải nhiệt quá nhiệt, ngưng tụ thành lỏng và có thể được quá lạnh trước khi đến van tiết lưu. Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc môi chất, nhiệt độ không khí vào dàn và chênh nhiệt thiết kế, không cố định ở 40°C.
Câu 3: Van tiết lưu trong hệ thống điều hòa không khí có nhiệm vụ gì và trạng thái môi chất lạnh biến đổi như thế nào sau khi đi qua van này?
Gợi ý trả lời:
Van tiết lưu điều chỉnh lưu lượng vào dàn lạnh và làm giảm áp suất theo quá trình tiết lưu gần đẳng entanpi. Một phần chất lỏng bốc hơi tức thời, tạo hỗn hợp lỏng–hơi áp suất thấp đi vào dàn lạnh. Hình dạng van không thể mô tả chung như “chiếc loa”; trạng thái và nhiệt độ sau van phải xác định theo môi chất cùng điều kiện vận hành.
Câu 4: Dàn lạnh trong nhà làm mát không khí phòng theo cơ chế nào và chu trình khép kín của môi chất lạnh diễn ra ra sao?
Gợi ý trả lời:
Quạt đưa không khí phòng qua bề mặt dàn lạnh. Môi chất lạnh sôi ở áp suất thấp, hấp thụ nhiệt hiện và, khi bề mặt thấp hơn điểm sương, tách một phần ẩm khỏi không khí. Hơi môi chất sau dàn lạnh được đưa về máy nén để lặp lại chu trình. Nhiệt độ gió cấp phụ thuộc tải hiện/ẩn, lưu lượng gió và thiết kế; không mặc định 15–16°C cho mọi hệ thống.
Câu 5: Vì sao hệ thống điều hòa có thể chuyển nhiệt từ không gian lạnh ra môi trường nóng hơn mà không trái với nguyên lý nhiệt động lực học?
Gợi ý trả lời:
Nhiệt tự truyền từ nơi có nhiệt độ cao sang nơi thấp hơn. Điều hòa dùng công của máy nén để “bơm” nhiệt từ dàn lạnh sang dàn nóng: môi chất bay hơi ở áp suất thấp để nhận nhiệt, được nén lên áp suất/nhiệt độ cao rồi ngưng tụ và thải nhiệt ra ngoài. Nhiệt thải ở dàn nóng bằng tải lạnh cộng công máy nén; quá trình này phù hợp định luật nhiệt động lực học vì có năng lượng đầu vào.
Câu 6: Những nguồn nhiệt thừa phổ biến nào phát sinh từ cả bên ngoài lẫn bên trong một văn phòng làm việc làm gia tăng phụ tải lạnh cho hệ thống điều hòa?
Gợi ý trả lời:
Các nguồn nhiệt thừa phổ biến làm tăng phụ tải lạnh bao gồm:
1. Bức xạ nhiệt mặt trời truyền qua kết cấu bao che như mái nhà và vách tường.
2. Bức xạ trực tiếp của mặt trời truyền qua hệ thống vách kính hoặc cửa kính.
3. Nhiệt do sự rò lọt không khí qua các khe hở.
4. Nhiệt từ gió tươi cấp vào: Luồng không khí tươi bên ngoài có nhiệt độ cao tràn vào khi đóng mở cửa hoặc qua hệ thống thông gió.
5. Sự tỏa nhiệt của con người: Nhiệt độ cơ thể người (thường là 37 độ C) cao hơn nhiệt độ phòng nên luôn có xu hướng tỏa nhiệt ra môi trường xung quanh.
6. Các thiết bị văn phòng: Máy tính, máy in, máy photocopy, máy scan hoạt động tỏa ra lượng nhiệt lớn.
7. Hệ thống chiếu sáng nhân tạo: Các nguồn sáng tỏa nhiệt ra ngoài môi trường khi hoạt động.
Câu 7: Hãy nêu các giải pháp kiến trúc và cảnh quan bên ngoài tòa nhà giúp hạn chế hiệu quả nguồn nhiệt thừa xâm nhập vào phòng điều hòa.
Gợi ý trả lời:
Để hạn chế nguồn nhiệt xâm nhập từ bên ngoài, có thể áp dụng các giải pháp kiến trúc và cảnh quan sau:
- Giải pháp cách nhiệt: Thực hiện cách nhiệt cho vách nhà, mái nhà. Thiết kế thêm một lớp mái che phía trên trần bê tông để tránh ánh nắng chiếu trực tiếp, hoặc lắp đặt các bể chứa nước đặt trên trần nhà nhằm làm giảm nhiệt lượng truyền từ trần.
- Giải pháp che chắn nắng: Thiết kế các mái che ở rìa tòa nhà, sử dụng rèm che, các tấm chắn nắng hoặc hệ thống lam chắn nắng để hạn chế tối đa ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp qua vách kính/cửa sổ vào khu vực điều hòa.
- Giải pháp màu sắc: Sơn vách ngoài và trần nhà bằng những màu sáng để tăng khả năng phản xạ ánh sáng mặt trời tốt hơn.
- Giải pháp cảnh quan tự nhiên: Trồng cây xanh xung quanh tòa nhà (giúp giảm nhiệt độ môi trường xung quanh khoảng 1 độ C) hoặc thiết kế hồ nước xung quanh (giúp giảm nhiệt độ nền khoảng 1,5 đến 2 độ C). Khi nhiệt độ nền môi trường bên ngoài giảm, lượng nhiệt xâm nhập vào trong tòa nhà cũng sẽ giảm đi tương ứng.
Câu 8: Việc sử dụng cửa kính thông thường ảnh hưởng như thế nào đến tải nhiệt của phòng điều hòa và giải pháp dán phim cách nhiệt đem lại hiệu quả cụ thể ra sao?
Gợi ý trả lời:
Đối với các tấm kính thông thường, khi có ánh nắng mặt trời chiếu trực tiếp, khoảng 80% đến 85% lượng bức xạ nhiệt sẽ truyền thẳng và xâm nhập trực tiếp vào bên trong phòng sử dụng điều hòa không khí, gây gia tăng tải lạnh rất lớn. Giải pháp dán phim cách nhiệt lên các tấm kính (hoặc dùng kính cách nhiệt, kính hai lớp) giúp cản bức xạ mặt trời cực kỳ hiệu quả: phương pháp này giúp hạn chế được từ 70% đến 80% lượng nhiệt bức xạ đáng lẽ sẽ xâm nhập vào bên trong khu vực điều hòa.
Câu 9: Việc sử dụng các thiết bị điện bên trong phòng (như đèn chiếu sáng và màn hình thiết bị) có tác động gì tới tải lạnh của hệ thống điều hòa và cần khắc phục bằng giải pháp nào?
Gợi ý trả lời:
Các thiết bị điện hoạt động trong phòng đều tỏa ra một lượng nhiệt năng nhất định ra ngoài môi trường, trực tiếp làm tăng nhiệt độ phòng và tăng tải lạnh cho máy điều hòa.
Giải pháp khắc phục:
- Đối với đèn chiếu sáng: Sử dụng các loại đèn LED tiết kiệm năng lượng thay thế cho các loại đèn tỏa nhiệt nhiều như đèn sợi đốt, đèn halogen, đèn huỳnh quang.
- Đối với màn hình thiết bị: Sử dụng các màn hình tiết kiệm điện như màn hình LED, OLED thay cho màn hình LCD hoặc màn hình CRT thế hệ cũ.
- Thói quen vận hành: Thực hiện tắt hoàn toàn các thiết bị điện khi không sử dụng. Việc này vừa tiết kiệm điện năng cho chính thiết bị đó, vừa loại bỏ triệt để nguồn tỏa nhiệt thừa từ thiết bị ra không gian phòng.
Câu 10: Quạt chắn gió thường được ứng dụng ở không gian nào, nguyên lý hoạt động của nó là gì và hiệu quả ngăn chặn thất thoát nhiệt ra sao?
Gợi ý trả lời:
- Không gian ứng dụng: Quạt chắn gió thường được lắp đặt tại các không gian điều hòa không khí thường xuyên phải mở cửa ra vào với tần suất lớn, tiêu biểu như các siêu thị, trung tâm thương mại, nhà ga hoặc sân bay.
- Nguyên lý hoạt động: Khi hoạt động, quạt chắn gió tạo ra một luồng gió mạnh thổi thẳng đứng từ trên xuống dưới tại khu vực cửa ra vào (gọi là dao gió). Luồng gió này đóng vai trò như một bức tường ngăn cách luồng không khí nóng ẩm bên ngoài tràn vào phòng mát bên trong.
- Hiệu quả ngăn nhiệt: Việc sử dụng quạt chắn gió giúp giảm được khoảng 40% đến 60% lượng nhiệt xâm nhập từ bên ngoài vào phòng so với trường hợp cửa mở liên tục mà không có thiết bị chắn gió này.
Câu 11: Tại sao cần phải kiểm soát nghiêm ngặt lưu lượng thông gió (cấp khí tươi) trong phòng điều hòa không khí và tiêu chuẩn kiểm soát này được quy định như thế nào?
Gợi ý trả lời:
Việc kiểm soát lưu lượng gió tươi cấp vào phòng điều hòa là vô cùng quan trọng vì nó ảnh hưởng đến cả sức khỏe con người lẫn tải lạnh của máy:
- Nếu lưu lượng gió tươi quá thấp (thiếu hụt): Không khí trong phòng sẽ bị thiếu oxy, gây ra các hiện tượng mệt mỏi, mất tập trung, buồn ngủ cho người trong phòng, làm giảm hiệu suất làm việc và thậm chí làm tăng tỉ lệ tai nạn.
- Nếu lưu lượng gió tươi quá cao (dư thừa): Nguồn nhiệt nóng ẩm từ luồng gió tươi bên ngoài tràn vào quá nhiều, gây ra hiện tượng tăng tải lạnh đáng kể của hệ thống điều hòa.
- Tiêu chuẩn quy định: Để đảm bảo sự cân bằng, lưu lượng thông gió cần thiết cho mỗi người phải được khống chế trong khoảng từ 25 đến 30 m³/h/người (theo tiêu chuẩn ASHRAE của Mỹ).
Câu 12: Máy điều hòa không sử dụng công nghệ biến tần và máy điều hòa sử dụng công nghệ biến tần khác nhau như thế nào về điều khiển công suất, tiện nghi và điện năng?
Gợi ý trả lời:
- Máy điều hòa không sử dụng biến tần (Non-Inverter): Hoạt động dựa trên chu kỳ bật và tắt hoàn toàn máy nén (lốc máy). Khi nhiệt độ phòng tăng lên cao hơn nhiệt độ cài đặt (khoảng 27°C - 27,5°C), máy nén sẽ chạy tối đa công suất để kéo nhiệt độ phòng giảm sâu xuống dưới mức cài đặt (khoảng 24,5°C - 25°C) rồi ngắt máy nén. Sự bật tắt liên tục này khiến nhiệt độ phòng dao động lớn, tạo ra cảm giác lúc nóng, lúc quá lạnh, làm giảm tiện nghi sử dụng và dễ ảnh hưởng xấu tới sức khỏe (gây cảm lạnh).
- Máy điều hòa sử dụng công nghệ biến tần (Inverter): Máy không tắt máy nén liên tục mà tự điều chỉnh tốc độ hoạt động của máy nén để duy trì hoạt động liên tục. Nhờ vậy, nhiệt độ phòng luôn được duy trì ổn định, xoay quanh nhiệt độ cài đặt với biên độ dao động cực kỳ thấp (chỉ khoảng cộng trừ 0,2 đến 0,3 độ C), mang lại tiện nghi nhiệt tối ưu và an toàn cho sức khỏe
Câu 13: Việc lắp đặt dàn nóng của máy điều hòa ở những nơi chật hẹp, không thông thoáng hoặc bị che khuất sẽ gây ra hiện tượng gì và tác hại của hiện tượng đó đối với hệ thống ra sao?
Gợi ý trả lời:
- Hiện tượng xảy ra: Khi dàn nóng được lắp đặt ở không gian quá hẹp, không thông thoáng, bị bịt kín hoặc có các hướng gió thổi giải nhiệt chĩa vào nhau, nó sẽ tạo ra hiện tượng gió quẩn. Luồng không khí nóng do dàn nóng thổi ra không thể thoát đi được mà bị quẩn lại, tiếp tục quay ngược trở lại đầu vào của dàn nóng.
- Tác hại đối với hệ thống: Hiện tượng này làm tăng mạnh nhiệt độ không khí đầu vào giải nhiệt của dàn nóng. Từ đó làm tăng nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh và làm giảm nghiêm trọng hiệu quả giải nhiệt của dàn nóng. Kết quả là năng suất làm lạnh của máy điều hòa bị sụt giảm mạnh, điện năng tiêu thụ tăng lên rất nhiều, máy chạy quá tải liên tục dễ gây hỏng hóc thiết bị
Câu 14: Tại sao cần vệ sinh, bảo dưỡng định kỳ hệ thống điều hòa không khí và nên xác định chu kỳ bảo dưỡng theo những căn cứ nào?
Gợi ý trả lời:
- Lý do cần bảo dưỡng: Khi sử dụng lâu ngày không bảo dưỡng, dàn nóng và dàn lạnh sẽ bị bám bụi bẩn, két bẩn, làm giảm nghiêm trọng hiệu quả trao đổi nhiệt của các ống đồng và cánh tản nhiệt nhôm. Để đạt độ lạnh mong muốn, máy điều hòa buộc phải chạy nhiều hơn, tiêu hao nhiều điện năng hơn, dễ xảy ra hỏng hóc hoặc chạy quá tải.
- Chu kỳ bảo dưỡng không có một mốc chung cho mọi công trình. Cần căn cứ hướng dẫn nhà sản xuất, số giờ vận hành, mức bụi và chất ô nhiễm, độ chênh áp qua lọc, nhiệt độ/áp suất môi chất lạnh, lưu lượng gió và xu hướng điện năng. Lưới lọc thường cần kiểm tra thường xuyên hơn dàn trao đổi nhiệt; môi trường nhiều bụi, dầu mỡ hoặc ăn mòn phải rút ngắn chu kỳ. Sau bảo dưỡng nên đo lại nhiệt độ, lưu lượng, công suất và khả năng thoát nước ngưng.
Câu 15: Hệ thống tích trữ lạnh hoạt động theo nguyên lý nào và mang lại lợi ích gì cho công trình có phụ tải lạnh lớn?
Gợi ý trả lời:
- Nguyên lý hoạt động: Chiller sản xuất và tích trữ năng lượng lạnh dưới dạng nước lạnh, nước đá hoặc vật liệu chuyển pha khi điều kiện vận hành/giá điện thuận lợi; hệ thống xả lạnh để cấp tải vào thời điểm phù hợp. Có thể tích trữ toàn phần hoặc một phần, không nhất thiết tắt hoàn toàn chiller khi xả.
- Lợi ích: Dịch chuyển phụ tải, giảm công suất cực đại và có thể giảm công suất chiller lắp đặt. Tổng kWh có thể tăng hoặc giảm tùy hiệu suất nạp/xả và điều kiện vận hành; hiệu quả kinh tế phải tính theo biểu giá hiện hành, biểu đồ tải, tổn thất bể và chi phí vòng đời.
TRANG CHỦ
