Đầu phun tự động gồm đầu ra có một bầu thủy tinh chứa đẩy chất lỏng được lắp vào thân bằng đồng hoặc đồng thau với một bộ phận làm chệch hướng, còn đầu vào có dạng ren để kết nối vào ống nhánh.

Bầu thủy tinh được phân loại theo từng nhiệt độ cụ thể, bịt kín lỗ thoát của đầu phun để tạo áp suất ở đầu cuối của van báo cháy để giữ valve đóng ở điều kiện bình thường. Trong trường xảy ra hỏa hoạn, chất lỏng bên trong bầu thủy tinh sẽ giãn nở, bầu thủy tinh sẽ vỡ và dòng nước áp lực cao bắt đầu phun ra khỏi lỗ thoát.

Các loại kim loại dễ nóng chảy cũng thường được sử dụng để thay thế cho bầu thủy tinh.

Các loại đầu phun rất thông dụng với dãy nhiệt độ sử dụng đa dạng và được lựa chọn tùy theo yêu cầu của dự án cần lắp đặt.

Hệ thống chữa cháy đầu phun tự động

Hệ thống chữa cháy đầu phun tự động gồm một bể chứa nước, một bơm chữa cháy với công suất và áp lực đẩy phù hợp thường được lắp gần bể chứa nước để bơm nước đến các khu vực cần bảo vệ thông qua các hệ thống ống phân phối chính và ống nhánh.

Một van chặn và một van đặc biệt (thường được gọi là van báo cháy) được lắp trên đường ống chính ở gần khu vực cần được bảo vệ. Van thường ở trạng thái đóng bởi áp lực nén từ bầu thủy tinh của các đầu phun tự động. Các ống nhánh được phân phối tới từng khu vực cần được bảo vệ, nơi chúng được kết nối với các đầu phun tự động.

Khi xảy ra cháy, các bầu thủy tinh sẽ vỡ ra khi nhiệt độ đạt đến giá trị thích hợp và giải phóng nước ra khỏi đầu phun. Do sự chênh lệch áp suất trước và sau van báo cháy nên van sẽ mở để cung cấp nước cho các đầu phun. Khi van mở, tín hiệu báo động sẽ được cung cấp về hệ thống.

Các đầu phun sẽ tiếp tục phun cho đến khi nào van khống chế được đóng và van báo cháy được cài đặt lại.

Những ưu điểm của hệ thống chữa cháy đầu phun tự động:

• Được cố định, được vận hành tự động, là hệ thống đáng tin cậy nhất.
• Vì các đầu phun chỉ có tác động đến vùng xảy ra cháy, các thiệt hại do nước gây ra là tối thiểu.
• Các đầu phun có thể được lắp đặt ngay cả ở các không gian kín, những nơi khó có thể tiếp cận, điều này rất hữu dụng khi xảy ra hỏa hoạn.
• Giảm đáng kể phí bảo hiểm do đó tiết kiệm chi phí về lâu dài
• Nhờ sự phản ứng nhanh của hệ thống khi xảy ra hỏa hoạn nên thiệt hai do cháy gây ra là tối thiểu.

Các hạn chế của hệ thống đầu phun tự động:Disadvantages of Sprinkler System :

• Chi phí đầu tư cao.
• Vì là hệ thống vận hành tự động nên cần được bảo trì một cách kỹ lưỡng.
• Không quá hiệu quả trừ khi toàn bộ khu vực được bảo vệ bởi hệ thống đầu phun tự động.

Các câu hỏi dành cho hệ thống chữa cháy đầu phun tự động:

Nhiều người thắc mắc về hiệu quả của hệ thống chữa cháy đầu phun tự động. Cũng có nhiều hiểu lầm về hệ thống này. Đâu là những ưu điểm rõ ràng của nó? Nó tốt hơn bình chữa cháy như thế nào? Có thể dùng hệ thống báo cháy để thay thế không? Bài viết sau sẽ làm rõ cho bạn về hệ thống chữa cháy đầu phun tự đông.

Hệ thống chữa cháy đầu phun tự động có chức năng như thế nào?

Đầu phun tự động là một thiết bị nhạy cảm với nhiệt. Có nhiều loại đầu phun với nhiều thiết kế và dãy nhiệt độ khác nhau. Thành phần nhạy cảm với nhiệt được lắp hướng xuống đất hoặc đến vùng dễ bị cháy nhất. Đầu còn lại được lắp vào hệ thống đường ống nước chữa cháy có áp lực cao thường từ 7bar tới 10bar.

Khi có một đám cháy xảy gần vị trí của đầu phun tự động, với nhiệt độ cao hơn nhiệt độ định mức của thành phần nhạy cảm nhiệt. Bầu thủy tinh trong đầu phun, hoặc thiết bị nhạy cảm nhiệt bên trong sẽ vỡ và nước bên trong hệ thống sẽ được phun với áp lực cao thông qua đầu phun thẳng vào đám cháy.

Tất cả các bước này đều tự động và diễn ra trong vòng 3 phút sau khi đám cháy được phát hiện. Theo cách này hệ thống chữa cháy đầu phun tự động là một hệ thống báo và chữa cháy tự động. Tuy nhiên hệ thống chữa cháy đầu phun tự động chỉ được coi là một hệ chữa cháy đơn thuần.

Bảo vệ chủ động và tự động:

Hệ thống chữa cháy đầu phun tự động thiết kế để hoàn toàn tự động. Đây là ưu điểm chính của hệ thống nào so với tất cả các hệ thống khác. Hệ thống này không cần có con người can thiệp dưới bất kỳ hình thức nào. Nguyên lý cơ bản đó là đám cháy sẽ bị dập tắt ngay từ khi mới bắt đầu bởi các đầu phun áp lực lớn. Đây là một ưu thế đặc biệt lớn so với các hệ thống khác khi sử dụng cho các dự án dân dụng. Khi hệ thống chữa cháy đang dập tắt đám cháy, các cư dân có thể được sơ tán khỏi tòa nhà. Do đó, khả năng có người nào đó chết hoặc bị thương vì đám cháy là rất nhỏ. Hệ thống chữa cháy là một phương pháp vô cùng hữu hiệu trong việc dập tắt hoặc ngăn ngừa sự lan đám cháy.

So sánh hệ thống chữa cháy đầu phun tự động và hệ bình chữa cháy:

Bình chữa cháy có hiệu quả hơn đối với các đám cháy nhỏ và ở giai đoạn khởi đầu. Tuy nhiên, người ta thậm chí vẫn phải mạo hiểm mạng sống để ngăn đám cháy không lan rộng khi sử dụng bình chữa cháy. Bình chữa cháy cũng cần chi phí bảo dưỡng tương đối cao hơn. Khả năng một người nào đó bị thương tật vĩnh viễn vì đám cháy luôn hiện hữu. Tất cả bất lợi này đều bị vô hiệu hóa đối với hệ chữa cháy đầu phun tự động, một hệ thống chữa cháy tự động tối ưu hơn.

So sánh hệ thống chữa cháy đầu phun tự động và hệ thống chữa cháy vách tường:

Hệ chữa cháy vách tường cũng là một hệ thống cần người vận hành nên có một khả năng lớn để một người bị bỏng hoặc chấn thương khi dập lửa. Hơn nữa, không dễ để vận hành hệ chữa cháy vách tường. Chúng có một hạn chế đó là khổng thể được sử dụng đối với đám cháy nhỏ, ở không gian kín. Lực phun của vòi mạnh đến nỗi cần đến hai người chỉ để giữ vòi. Trên thực tế, trong một vài trường hợp, thiệt hại dó việc chữa cháy gây ra còn lớn hơn do đám cháy. Thiệt hại đối với các máy móc thiết bị đôi khi là không thể khắc phục. Nhược điểm này là không có hoặc không đáng kể đối với hệ chữa cháy đầu phun tự động.

So sánh hệ thống chữa cháy đầu phun tự động và hệ thống báo cháy:

Nhược điểm lớn nhất của hệ thống báo cháy là đây là một hệ thống bị động. Nó sẽ chỉ cảnh báo bạn, sau khi phát hiện ra đám cháy từ giai đoạn rất sớm. Sau khi nhận được cảnh báo sớm này, bạn phải phải tiến hành sơ tán khỏi cơ sở nhà máy hoặc khu dân cư. Ở đây, hệ thống chữa cháy đầu phun tự động lại cho thấy ưu thế.

Vậy tại sao nên sử dụng hệ thống chữa cháy đầu phun tự động?

Bởi vì đây là một hệ thống tự hoạt động 24/24 mà không cần đến sự can thiệp của bạn. Nó là một hệ thống đã được kiểm chứng bởi thời gian và chất lượng.

Vậy, tại sao có người lại không lựa chọn sử dụng hệ thống chữa cháy đầu phun tự động?

“Hạn chế về ngân sách” là nguyên nhân chủ yếu, chấm hết. Đó là bởi vì nhiều người có một nhận thức rằng hàng triệu dollar đầu tư của họ không “dễ” bị cháy. Một trong những nguyên nhân chính đó là, họ không có nhận thức về cháy, họ hoàn toàn quên đi sự nguy hiểm của hỏa hoạn.

Nguồn: https://instrumentationtools.com/sprinkler-system/

Lược dịch: Khánh An

Hệ thống chữa cháy vách tường là hệ thống chữa cháy phổ biến nhất trong các dự án dân cư cũng như công nghiệp. Nếu bạn đã từng thấy những ống dẫn màu đỏ dẫn vòng quanh một tòa nhà hoặc một nhà xưởng, đó là hệ thống đường ống chữa cháy. Trong các đoạn tin tức về một đám cháy, bạn có thể thấy người lính chữa cháy phun một tia nước lên đến tầng 8 của tòa nhà hoặc hơn, hệ thống mà người lính chữa cháy đó dùng gọi là hệ thống chữa cháy vách tường. Hệ thống chữa cháy vách tường mạnh đến nỗi có thể đẩy nước lên đến tầng 8 của tòa nhà, thẳng vào đám cháy.

Có phải lúc nào cũng cần thiết phải cung cấp hệ thống phòng cháy chữa cháy với hệ thống chữa cháy vách tường?

Hệ thống chữa cháy vách tường tạo nên nền tảng của hệ thống phòng cháy chữa cháy, không có hệ thống chữa cháy vách tường một hệ thống phòng cháy chữa cháy không thể được gọi là hệ thống phòng cháy chữa cháy đúng nghĩa. Đó sẽ là một hệ thống hời hợt. Đối với các không gian rộng nói chung. Việc thi công lắp đặt hệ thống chữa cháy vách tường tương đối đơn giản.

Khái niệm cơ bản 

Đây là hệ thống chữa cháy rất hiệu quả đối với đa dạng các loại công trình và các tòa cao ốc cũng như khu phức hợp thương mại. Hệ thống chủ yếu bao gồm bồn trữ nước (ngầm hoặc nổi), cụm bơm, hệ thống ống dẫn vòng quanh tòa nhà, ống nhánh, van, vòi và tủ chữa cháy. Trên đường ống chính có các trụ chữa cháy đứng có lắp các họng tiếp nước.

Hệ thống có hai loại: ướt và khô. Hệ ướt là hệ tự động còn hệ khô là hệ có thể vận hành bằng tay.

Trong trường hợp có hỏa hoạn, các cuộn vòi có thể được kết nối với van chữa cháy để phun nước vào đám cháy làm cho bơm chữa cháy hoạt động. Đối với chế độ vận hành tự động, bơm bù áp thường tạo áp suất cho đường ống, còn ngay khi van chữa cháy mở áp suất đường ống sẽ giảm và các bơm chính sẽ tự khởi động.

Với sự giúp sức của áp lực lớn cùng lượng nước dồi dào, tia nước từ vòi phun thể phun vào chân của đám cháy và dập tắt nó hoàn toàn.

Chức năng của hệ thống chữa cháy vách tường như thế nào?

Một bồn nước đặt biệt được lắp đặt, gọi là bồn nước chữa cháy, nơi luôn chứa đầy nước suốt 365 ngày trong năm. Bồn nước này được kết nối với phòng bơm chữa cháy. Từ phòng bơm, có hai hoặc ba đường ống chính. Những đường ống này tạo thành một hệ thống đường ống vòng quanh công trình. Bơm có tác dụng điền đấy nước trong đường ống với một áp suất từ 7bar tới 10bar.

Khi một người quan sát thấy một đám cháy, anh ta sẽ kích hoạt hệ thống chữa cháy vách tường và phun hướng thẳng đến đám cháy. Lúc bấy giờ một dòng nước rất mạnh sẽ tấn công ngọn lửa và đám cháy cuối cùng sẽ bị dập tắt. Bơm sẽ tiếp tục chạy để duy trì áp suất nước trong đường ống.

Đâu là những ưu điểm của hệ thống chữa cháy vách tường?

Hệ thống chữa cháy vách tường rất mạnh và có thể hiệu quả cho các đám cháy từ trung bình đến lớn. Hệ chữa cháy vách tường có tầm hoạt động xa. Vì được lắp đặt khắp trên toàn bộ công trình nên chúng có thể tấn công đám cháy từ nhiều góc độ khác nhau. Toàn bộ hệ thống yêu cầu mức độ bảo trì thấp và hầu như không bị rò rỉ nước. Ngoài ra, hệ thống chữa cháy vách tường còn có tuổi thọ cao.

• Được lắp đặt cố định nên rất thuận tiện cho việc vận hành và bảo dưỡng.
• Đối với các đám cháy lớn, đây là phương pháp hiệu quả nhất để điều khiển và dập tắt đám cháy bằng việc phun lượng nước lớn với áp suất cao vào chân của đám cháy.
• Đường ống chính chạy vòng quanh tòa nhà được lắp đặt ngầm nên không gây cản trở đối với xe cộ và không gây ảnh hưởng khi xảy ra cháy.
• Các hệ thống chữa cháy khác như hệ đầu phun tự động, foam đều có thể kết nối với hệ thống chữa cháy vách tường.

Hạn chế của hệ chữa cháy vách tường là gì?

Có một vài điểm hạn chế ở hệ chữa cháy vách tường. Đầu tiên đó là hệ thống này cần có người để vận hành. Tia nước ở đầu vòi phun là rất mạnh nên cần hai người để giữ vòi. Ngoài ra hệ thống này có thể gây hư hại cho các công cụ và máy móc.

Hệ thống chữa cháy vách tường rất phổ biến và do đó rất nhiều khách hàng chỉ tìm đến các đơn vị chuyên cung cấp và lắp đặt hệ thống này khi có nhu cầu về lắp đặt hệ thống chữa cháy; nhưng điều quan trọng cần phải hiểu đó là hệ chữa cháy vách tường chưa hẳn đã là hệ thống hiệu quả nhất đối với từng loại dự án, bởi vì hiện nay có rất nhiều hệ thống chữa cháy tự động/bán tự động khác.

Nguồn: https://instrumentationtools.com/basics-fire-fighting-hydrant-systems/

Lược dịch: Khánh An

Tác giả: Jadhav Amit R

Hệ thống chữa cháy có lẽ là hệ thống quan trọng nhất của một công trình, vì mục đích của nó trước tiên là bảo vệ tính mạng con người, kế đến là bảo vệ tài sản cho dự án.

Hệ thống chữa cháy

Hệ thống chữa cháy bao gồm ba thành phần cơ bản:

1. Một lượng lớn nước được chứa trong các bồn nước chữa cháy, các bồn này có thể được lắp đặt ngầm dưới lòng đất hoặc trên đỉnh của công trình.

2. Phòng bơm chữa cháy

3. Hệ thống ống dẫn nước chữa cháy được dẫn đi khắp công trình, hệ thống này có thể được kết nối với hệ thống vòi chữa cháy hoặc hệ thống vòi chữa cháy tự động.

Bồn nước chữa cháy

Bồn nước chữa cháy được dùng để lưu trữ nước phục vụ cho mục đích chữa cháy khần cấp, chúng thường được sơn màu đỏ để phân biệt. Thể tích các loại bồn này khác nhau tùy theo yêu cầu của mỗi dự án.

Bồn nước chữa cháy rất đa dạng về chủng loại, chúng có thể là các bồn lớn được lắp đặt nổi trên bề mặt hoặc ngầm dưới lòng đất.

Phòng bơm chữa cháy

Phòng bơm chữa cháy bao gồm các thiết bị:

• Bơm bù/tăng áp (Jockey pumps)
• Bơm điên hay còn gọi là bơm điện chính (Electrical Fire Hydrant pump)
• Bơm dầu (Diesel Engine Fire hydrant pump)
• Bồn chứa dầu
• Hệ thống ống dẫn
• Hệ thống báo cháy

Bơm bù áp

Bơm bù áp có công dụng duy trì áp suất nước trong đường ống nước chữa cháy của công trình.

Áp suất nước được duy trì trong đường ống vào khoảng 5 đến 7 kg/cm². Các bộ truyền tín hiệu áp suất được lắp đặt để giúp theo dõi áp suất trên đường ống, số lượng lắp đặt tùy vào yêu cầu của công trình.

Các bộ truyền tín hiệu áp suất sẽ được cài đặt mức áp suất Thấp và Cao.

Khi áp suất nước trong đường ống giảm xuống thấp hơn 6kg/cm², bơm bù áp sẽ tự khởi động để duy trì áp lực nước trong đường ống như giá trị cài đặt.

Khi bơm bù áp ở chế độ tự động, bơm sẽ được khởi động hoặc dừng theo giá trị cài đặt Thấp và Cao của bộ truyền tín hiệu.

Nếu nước trong đường ống chữa cháy được sử dụng, áp suất trong đường ống sẽ giảm đột ngột sẽ làm cho bơm bù tự khởi động để duy trì áp suất yêu cầu của đường ống. Nếu áp suất giảm xuống dưới một giá trị nhất định thì các bơm chính (bơm điện và bơm dầu diesel) sẽ hoạt động tương ứng với từng giá trị áp suất cài đặt.

Bơm điện

Bơm điện có công suất cao hơn bơm bù áp. Bơm này sẽ hoạt động ngay khi áp suất hệ thống giảm xuống dưới một giá trị nhất định, thường thì giá trị này thấp hơn giá trị cài đặt của bơm bù áp.

Trong khi bơm chạy khi xảy ra cháy, nếu xảy ra mất điện thì bơm sẽ tắt. Đây là tình huống xấu nhất khi sử dụng các bơm chữa cháy sử dụng điện. Để khắc phục nhược điểm này, người ta lắp đặt thêm bơm động cơ dầu diesel, bơm sẽ tự động bật khi xảy ra mất điện.

Bơm điện được thiết kế để tự khởi động khi áp suất nước trong đường ống giảm xuống một giá trị nhất định. Các bơm này sẽ chỉ có thể dừng bằng tay.

Bơm động cơ dầu Diesel

Bơm chữa cháy động cơ dầu diesel cũng hoạt động giống như mọi loại bơm động cơ diesel khác. Bơm được khởi động với sự trợ giúp của bộ UPS và sử dụng nhiên liệu là dầu diesel để chạy. Bơm có một bồn dầu dự phòng khá lớn.

Bơm động cơ diesel được thiết kế để tự khởi động khi áp suất nước trong đường ống giảm xuống một giá trị nhất định. Các bơm này sẽ chỉ có thể dừng bằng tay.

Toàn bộ hệ thống chữa cháy hoạt động tuân theo trình tự Logic sau:

1. Khi áp suất nước trong đường ống giảm xuống dưới 6kg/cm², bơm jockey sẽ tự khởi động và dừng khi áp suất đạt 7kg/cm².

2. Khi áp suất nước trong đường ống giảm xuống dưới 5kg/cm², các bơm chính sẽ tự khởi động. Bơm điện và bơm dầu đều có các giá trị cài đặt riêng. Nếu áp suất giảm đến một giá trị nhất định, các bơm sẽ tự khởi đông. Lưu ý: Bơm phải ở trạng thái tự động, các bơm điện và bơm dầu đều chỉ có thể dừng bằng tay.

3. Khi xảy ra mất điện trên toàn công trình, bơm dầu sẽ duy trì áp suất nước chữa cháy trong đường ống trong suốt thời gia xảy ra cháy.

Nguồn: https://instrumentationtools.com/fire-fighting-system/

Lược dịch: Khánh An

Chức năng quan trọng của valve là để đóng, mở hoặc điều tiết dòng chảy của lưu chất. Điều tiết có nghĩa là điều chỉnh và kiểm soát lưu lượng của lưu chất (Hình minh họa bên dưới).

Các loại valve khác nhau

1. Valve cầu – Globe valve

Van cầu được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cho cả việc đóng/mở và điều khiển dòng chảy. Chúng thường có thân hình cầu giống như tên gọi của chúng.

Chúng là dạng valve có dòng chảy tuyến tính với một bộ phận có dạng đĩa hoặc nút hình côn được gắn trên một trục valve. Bộ phận này sẽ bịt lên một điểm được có hình dạng tương ứng với đĩa hoặc nút bịt trên, để điều khiển dòng chảy (Hình minh họa bên dưới)

Dòng lưu chất sẽ phải chuyển hướng theo góc 90° hai lần khi chảy qua valve. Vì lí do đó, tổn thất áp suất của valve cầu là rất đáng kể ngay cả khi valve mở toàn phần. Tổn thất áp cao là nhược điểm chính của van cầu.

2. Valve cổng – Gate valves

Valve cổng được dùng chủ yếu cho chức năng đóng mở nhưng cũng có thể được dùng như valve điều tiết. Đó là dạng valve có dòng chảy tuyến tính với một đĩa phẳng hoặc nêm trượt vào dòng chảy lưu chất để điều tiết dòng lưu chất (Hình minh họa bên dưới).

Dòng chảy lưu chất không thay đổi khi chảy qua valve. Khi valve mở toàn phần, lá valve sẽ hoàn toàn được rút khỏi dòng chảy, gây tổn thất áp tối thiểu.

Van cổng có lợi thế trong các ứng dụng liên quan đến bùn, vì ‘cửa’ của chúng có thể cắt ngay qua bùn. Chúng cũng được sử dụng trong các ứng dụng liên quan đến chất lỏng có độ nhớt cao như dầu nặng, mỡ nhẹ, dầu bóng, mật đường, mật ong và kem.

3. Valve kim – Needle valves

Valve kim được dùng khi cần điều chỉnh lưu lượng tương đối nhuyễn. Chúng được ứng dụng cả để đóng/mở và điều tiết lưu lượng

Đó là loại valve có dòng chảy tuyến tính, với một nút bịt côn hình dạng nhọn “gần như kim” có tác dụng điều tiết dòng chảy.

Nút hình kim cho phép tăng hoặc giảm dòng chảy qua valve một cách từ từ. Valve kim được dùng rộng rãi cho các hệ như hơi, khí, gas, nước hoặc các chất lỏng có độ nhớt thấp.

Nhược điểm của valve kim đó là tổn thất áp lớn và dễ bị tắc nghẽn.

4. Valve ép màng – Pinch valves

Valve ép màng khá rẻ tiền, là loại valve đơn giản nhất trong tất cả và có thể dùng cả để đóng/mở và điều tiết lưu chất.

Valve ép màng là dạng valve tuyến tính sử dụng một ống dẻo bên trong valve để đóng valve.

Valve ép màng là loại valve lí tưởng để dùng cho các hệ có chứa bùn, chất lỏng với một lượng lớn chất rắn lơ lửng hoặc hóa chất ăn mòn.

5. Valve màng – Diaphragm valves

Valve màng gần giống với valve ép màng (Pinch valve) và là một trong những loại valve lâu đời nhất từng được biết đến. Valve màng làm bằng da từng được sử dụng bởi người Hy Lạp và La Mã để điều khiển nhiệt độ của các bồn tắm nước nóng.

Valve màng sử dụng chuyển động lên xuống của trục valve để đóng mở hoặc điều chỉnh dòng chảy và là ứng dụng valve tuyệt vời cho các chất lỏng có chứa chất rắn lơ lửng.

Một nút bít di chuyển một màng có thể co giãn chặn vào dòng chảy để điều tiết dòng chảy. Valve màng được sử dụng chủ yếu cho chất lỏng có độ nhớt cao và có chứa thành phần ăn mòn cũng như có chứa cặn bùn.

6. Valve nút – Plug valves

Valve nút (hay còn gọi là cock valve) cũng là một loại valve có từ thời xa xưa, khi người La Mã dùng chúng cho hệ thống cấp thoát nước.

Ngày nay chúng vẫn là một trong những loại valve được sử dụng rộng rãi nhất cả để đóng/mở và điều tiết lưu lượng. Valve nút là một loại valve xoay dùng một trục hoặc một nút bít hình côn để điều khiển dòng chảy.

Trên thân trục có một lỗ mở hình chữ nhật hoặc tròn. Lưu chất chảy qua valve thông qua lỗ trên trục khi trục xoay một góc 90°. Nếu lỗ mở trên thân trục có kích thước bằng hoặc lớn hơn đường kính trong của ống, nó được gọi là mở toàn phần hoặc mở tròn tiêu chuẩn.

Valve mở toàn phần sẽ có tổn thất áp nhỏ hơn khi valve mở. Nhược điểm của valve nút là tính năng điều tiết lưu lượng kém.

7. Valve Bi – Ball valves

Valve bi là gần giống van nút.Khi hệ thống yêu cầu một loại valve khóa đóng thật chăt, valve bi sẽ được sử dụng. Valve bị là loại valve chuyển động xoay và được sử dụng cả cho chức năng đóng/mở và điều tiết lưu lượng. Bộ phận điều tiết lưu lượng là một khối hình cầu có một lỗ mở trên thân, khối cầu này có thể quay tròn trên một vị trí cố định.

Dòng chảy được hình thành khi valve từ trạng thái đóng chuyển sang mở bằng cách vặn một góc 90°. Ở trạng thái mở toàn phần valve sẽ có tổn thất áp rất nhỏ.Nhược điểm của valve nút là tính năng điều tiết lưu lượng kém.

8. Valve bướm – Butterfly valves

Valve bướm là một loại valve chuyển động xoay được dùng để đóng/mở và đặc biệt là để điều tiết lưu lượng. Bộ phận điều tiết lưu lượng của valve bướm là một đĩa tròn có trục vuông góc hướng dòng chảy.

Khi xoay trục một góc 90° valve sẽ chuyển trạng thái từ đóng sang mở. Valve bướm phù hợp cho hệ chất lỏng hoặc khí có lưu lượng lớn cũng như là bùn hoặc chất lỏng có các vật thể rắn lơ lửng.

Nguồn: https://instrumentationtools.com/short-notes-different-valve-types/

Lược dịch: Khánh An

HVAC là gì?

Từ HVAC là viết tắt của heating – sưởi, ventilation and air conditioning – điều hòa không khí và thông gió. Đôi khi từ “R” Refrigeration – làm lạnh cũng được thêm vào và cụm từ trở thành “HVACR”.

HVAC về cơ bản là kiểm soát khí hậu của một không gian nhất định để thỏa mãn nhu cầu của con người hoặc hàng hóa bên trong không gian đó.

HVAC không chỉ là sưởi hoặc làm mát không khí mà còn quan tâm đến việc duy trì chất lượng không khí bên trong (IAQ).

Việc sưởi không khí thường được dùng cho mùa đông còn làm mát không khí thường dùng cho mùa hè.

Hệ thống HVAC làm việc dựa trên nguyên lý nhiệt động lực học, cơ học lưu chất và truyền nhiệt.

Tất cả lĩnh vực này đều đóng vai trò quan trọng trong rất nhiều thiết bị HVAC. Chất lượng không khí trong phòng IAQ là chất lượng không khí bên trong tòa nhà hoặc các công trình mà phải chú trọng đến sức khỏe của người sử dụng hoặc chất lượng của hàng hóa lưu trữ bên trong. IAQ thay đổi khi các yếu tố bên trong thay đổi.

Hệ thống HVAC được ứng dụng để sưởi hoặc làm mát cho các căn hộ, tòa nhà, nhà máy, phương tiện giao thông và nhiều lãnh vực khác. Cùng với thời gian, ứng dụng của HVAC ngày càng tăng và nhiều hơn các nghiên cứu đang được tiến hành về lãnh vực này.

Hoạt động kinh doanh HVAC cũng đang tăng lên cùng tốc độ với sự phát triển của các ứng dụng.

Hệ thống HVAC là gì?

Hệ thống HVAC về cơ bản là sự kết hợp của nhiều loại thiết bị được lắp đặt cùng với nhau để sưởi hoặc làm mát không khí của không gian được kiểm soát. Hệ thống HVAC bao gồm các thiết bị cơ khí, điện và I&C để mang đến sự thoải mái cho người sử dụng hoặc để bảo quản hàng hóa, sản phẩm được lưu trữ bên trong một tòa nhà hoặc một không gian nào đó.

Hệ thống làm mát và hệ thống sưởi HVAC có thể được tích hợp với nhau hoặc chúng có thể được lắp đặt riêng lẻ tùy thuộc vào thiết kế. Hệ thống HVAC cũng phục vụ ở quy mô công nghiệp để giúp cho việc vận hành các máy móc sản xuất bằng cách duy trì nhiệt độ của phòng hay không gian nới các máy móc này được lắp đặt. Hệ thống water chiller HVAC trở nên vô cùng quan trọng đối với các ngành công nghiệp bởi ứng dụng đa dạng của nó.

Các thiết bị cơ bản của hệ thống HVAC

Một hệ thống HVAC có thể bao gồm các thiết bị hoặc chi tiết sau:

• Hệ thống làm lạnh hoặc sưởi bằng nước HVAC (water chillers and heaters)
• Máy hoặc lò làm nóng nước
• Bơm nước Chiller
• Bơm nước Cooling
• Tháp giải nhiệt
• Đường ống cho nước chiller và cooling hoặc cho đường ống nước ngưng
• Valve cho hệ nước chiller hoặc cooling
• Bộ xử lý không khí (AHU), cuộn coil làm nóng hoặc làm mát (heating coil và cooling coil)
• Ống gió cho hệ thống thông gió (gồm gió cấp và gió hồi)
• Thiết bị làm lạnh không khí (FCU) và bộ điều chỉnh nhiệt độ
• Hệ thống miệng gió HVAC
• Hệ thống điều khiển HVAC
• Phần mềm điều khiển HVAC cho toà nhà hoặc hệ thống quản lý tòa nhà (BMS)
• Sự kết hợp tất cả các yếu tố trên sẽ tạo nên hệ thống HVAC

Nguyên lý làm việc hệ thống HVAC

Về cơ bản trong hệ thống HVAC, nước được làm lạnh bởi water chiller sẽ di chuyển tuần hoàn khắp tòa nhà hoặc không gian làm việc, và đi vào các AHU hoặc FCU. Quạt trong AHU và FCU sẽ thổi gió đã được làm mát qua quá trình trao đổi nhiệt với dàn coil lạnh trong AHU và FCU ra bên ngoài để làm mát tạo cảm giác dễ chịu cho người sử dụng hoặc giúp cho quá trình bảo quản sản phẩm hoặc hàng hóa trở nên tốt hơn.

Gió được cung cấp thông qua hệ thống ống gió cấp và được hồi về AHU thông qua đường ống gió hồi. Bơm chiller và bơm cooling cung cấp năng lượng để tuần hoàn nước chiller và cooling cho hệ thống.

Hệ thống valve HVAC được lắp đặt ở rất nhiều điểm trong hệ thống đường ống giúp kiểm soát hệ thống hoặc giúp việc bảo trì hệ thống trở nên dễ dàng.

Khí sưởi ấm có thể được tạo ra từ bơm nhiệt HVAC, nước được làm nóng bởi máy nước nóng hoặc đơn giản là các lò đun. Một vài chiller công nghiệp có thể phục vụ như một dạng heater vào mùa đông, trong trường hợp đó các cooling coil sẽ trở thành heating coil.

Chi phí cho hệ thống HVAC khác nhau tùy vào các ứng dụng bởi vì không gian hoặc môi trường cần được làm lạnh hoặc sưởi ấm là khác nhau tùy theo dự án. Việc tìm kiếm những hệ thống HVAC giá rẻ đòi hỏi việc nghiên cứu và chọn lựa công nghệ cũng như nhà cung cấp thích hợp bởi vì việc chọn lựa sai hệ thống cũng như nhà thầu có thể dẫn đến việc lãng phí rất nhiều tiền.

Nguồn: https://instrumentationtools.com/what-is-hvac-system/#:~:text=HVAC%20system%20works%20on%20the,occupants%20or%20items%2Fgoods%20placed.

Lược dịch: Khánh An

Tại sao không thể có tiêu chuẩn thống nhất về lượng trao đổi khí của Phòng Sạch?

Có rất nhiều thông số có được từ thực nghiệm và tiêu chuẩn về lượng trao đổi khí phòng sạch (ACR). Nhiều tài liệu trong số đó có từ hơn 20 năm trước. Các tiêu chuẩn thường được tham khảo đó là ISO 146144-4 cho số lần trao đổi khí trong một giờ và tốc độ gió, và tiêu chuẩn Federal 209E cho tỷ lệ bao phủ trần của các bộ lọc không khí.

Nhiều biểu đồ tìm được trên internet phản ánh sự diễn giải tối nghĩa của các tiêu chuẩn công nghiệp, hoặc đôi khi là các dữ liệu được tìm thấy từ các tiêu chuẩn lỗi thời. Nhiều trong số đó là sự kết hợp các kết quả và đồ thị của các tài liệu sau:

1. IEST-RP-CC012
2. ISO 14644-4: Design, Construction, & Start Up
3. Fed. Standard 209E (Hết hạn)
4. ASHRAE

Điều gì làm cho việc tính toán lượng trao đổi khí của Phòng sạch trở nên phiền toái?

• Dữ liệu lỗi thời, không hoàn thiện, nội dung bị thiếu vắng hoặc bị pha trộn
• Phương pháp tính toán phòng sạch không đúng đắn
• Nhập sai thông số đầu vào, ví dụ như chiều cao trần và chiều gió thổi.
• Tham khảo các tiêu chuẩn lỗi thời hoặc không có cơ sở khoa học.

Tại sao lượng trao đổi khí lại quan trọng?

Lượng trao đổi khí là thành phần quan trọng để xác định thiết kế và tiêu chuẩn cho một phòng sạch HVAC. Tổng lưu lượng gió, hướng thổi và hiệu quả trao đổi gió có tác động sâu rộng đối với hiệu suất và chi phí của phòng sạch. Hiệu quả và chi phí của phòng sạch cuối cùng sẽ xác định mức độ lợi nhuận cho việc đầu tư vào một phòng sạch.

Kỹ thuật thông gió là phương pháp chính trong việc kiểm soát sự ô nhiễm dành cho các loại bụi dang hạt cũng như vi khuẩn. Tuy nhiên, yêu cầu từ người vận hành về sự an toàn và thoải mái trong quá trình sử dụng cũng là một yêu cầu mà một nhà cung cấp phòng sạch được đánh giá cao nhất phải đạt được.

Định nghĩa của ISO về lượng trao đổi khí

Được định nghĩa trong tiêu chuẩn ISO 146144-4: lượng trao đổi khí được biểu thị bởi số lần trao đổi gió trong một đơn vị thời gian và được tính bằng thương số giữa thể tích gió cấp vào trong một đơn vị thời gian chia cho thể tích của phòng sạch hoặc vùng sạch.

Làm cách nào chọn đúng lượng trao đổi khí cho Phòng Sạch

Đầu tiên, người thiết kế phải xây dựng cấp độ sạch cần thiết của phòng dựa trên tiêu chuẩn ISO về kiểm soát bụi dạng hạt.

1. Số lần trao đổi gió (ACH)
2. Vận tốc gió trung bình
3. Tỷ lệ bao phủ của các bộ lọc không khí

“Sự thật là không có một cách đơn giản nào để liên kết cấp độ sạch của phòng với một vận tốc gió phòng sạch hoặc lượng trao đổi khí cụ thể bởi vì những yếu tố phức tạp cần phải được cân nhắc trong suốt quá trình thiết kế và vận hành. Tuy nhiên, việc sử dụng vận tốc gió phòng sạch và/hoặc lượng trao đổi khí để tính tổng lưu lượng không khí cần thiết đã trở nên phổ biến trong thực nghiệm và trong các ấn phẩm của ASHRAE và IEST.”

Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley

Hướng thổi gió phòng sạch thiết kế HVAC sẽ xác định việc tính toán lượng trao đổi khí như thế nào là phù hợp. Sự chảy rối, nhiễu loạn, các thiết bị sản xuất và sự chênh lệch áp suất đều ảnh hưởng đến lượng trao đổi khí bởi vì không khí thải ra và hồi lại phòng sẽ tương tác với nhau trong suốt phòng sạch.

Tiêu chuẩn ISO phác thảo ra một phương pháp tính toán duy nhất cho phòng sạch có dòng gió thổi đẳng hướng và phòng sạch có dòng gió thổi không đẳng hướng.

• Trong phòng sạch gió thổi không đẳng hướng và gió hòa trộn, sử dụng phương pháp tính số lần trao đổi gió (ACH)
• Trong phòng sạch gió thổi đẳng hướng, tính lượng trao đổi khí bằng vận tốc gió trung bình.

Tính toán Lượng trao đổi khí (ACR) trong phòng sạch gió thổi nhiều hướng (ISO 6 – ISO 8)

Bảng bên dưới được trích dẫn từ tiều chuẩn ISO 14644-4:2004 Design, Construction, & Start Up.

Thông số bên dưới dựa trên chiều cao trần 3m.

Chiều cao trần 3m	ACH mức thấp (m3/m2 x h)	ACH mức cao (m3/m2 x h)
ISO 6	70	160
ISO 7	30	70
ISO 8	10	20

Công thức tính số lần trao đổi gió(ACH)?

Tính toán ACR với ACH khi phòng sạch có gió thổi không đẳng hướng hoặc gió hòa trộn.

Công thức tính ACH cho phòng sạch:

Số lần trao đổi gió (lần/giờ) = lưu lượng gió (m3/giờ) / Thể tích phòng (m3)

Dưới đây, chúng tôi sẽ trình bày các nguyên tắc cơ bản về lượng trao đổi khí, nhưng cũng cung cấp một phác thảo hợp lý hơn về các bảng thông số trao đổi không khí tiêu chuẩn cho các phòng sạch cụ thể. Quan trọng nhất, chúng tôi sẽ giúp bạn hiểu được việc tính toán lượng trao đổi khí thích hợp dựa trên các tiêu chuẩn công nghiệp của phòng sạch trong cơ sở của bạn.

1. Hầu hết phòng sạch có gió thổi không đẳng hướng hoặc gió hòa trộn đều là phòng sạch ISO 5 – ISO 8.
2. Khi tính toán số lần trao đổi gió (ACH) phải điều chỉnh việc tính toán chiều cao trần.
3. Áp dụng: Dược phẩm, y tế, khoa học sinh học, đóng gói, cách ly, xử lý…

Không được sử dụng vận tốc gió để tính sự trao đổi khí trong phòng sạch có gió thổi không đẳng hướng?

Nếu gió cấp cho phòng sạch là không đẳng hướng, thông số vận tốc gió sẽ không thể cung cấp một mẫu chính xác các dữ liệu suy luận được. Sự chảy rối, nhiễu loạn, các thiết bị sản xuất và sự chênh lệch áp suất đều ảnh hưởng đến số liệu vận tốc vì không khí thải ra và hồi lại phòng sẽ tương tác với nhau trong suốt phòng sạch. Dữ liệu đọc được sẽ không đại diện cho các số liệu chuẩn của các điều kiện phòng thực tế. Dòng khí không đẳng hướng đo được cùng với thông số vận tốc trung bình thường tạo ra những dữ liệu khó hiểu, gây hiểu lầm hoặc không liên quan.

Tính toán Lượng trao đổi khí cho phòng sạch ISO 1-5

Trong phòng sạch có gió thổi đẳng hướng, lượng trao đổi khí được tính bằng cách lấy mẫu vẫn tốc gió.

Người ta đề nghị rằng trong các phòng sạch có gió thổi đẳng hướng (Cấp ISO 1 – 5), lượng trao đổi khí được tính bởi vận tốc trung bình của dòng khí cấp. Trong một vài trường hợp, phòng sạch cấp ISO 6 có thể cũng yêu cầu gió thổi đẳng hướng.

Gió thổi đẳng hướng là gì?

Gió thổi đẳng hướng chuyển động song song theo chiều ngang hoặc dọc xuyên suốt một không gian, thường với vận tốc 60 – 90 ft/p (180 – 270 m/p). Luồng không khí duy trì một góc không quá 18 độ trong không gian chuyển động song song với một tốc độ đủ lớn sẽ quét đi các hạt bụi trước khi chúng bám vào các bề mặt.

Bảng thông số gió thổi đẳng hướng (Vận tốc gió trung bình)

Ngưỡng vận tốc	ISO 5	ISO 4	ISO 3	ISO 2
Vận tốc mức thấp (m/s)	0.2	0.3	0.3	0.3
Vận tốc mức cao (m/s)	0.5	0.5	0.5	0.5

Ứng dụng phòng sạch cho Nguyên lý vận tốc gió trung bình

1. Cơ sở vật chất phù hợp tiêu chuẩn
2. Phòng sạch có gió thổi đẳng hướng
3. Vận tốc gió thổi độc lập với cao độ trần
4. Dùng cho sản xuất linh kiện điện tử và vi sinh
5. Vận tốc gió đồng đều trong toàn bộ không gian
6. Lường gió thổi xuyên qua toàn bộ mặt cắt của vùng sạch
7. Vận tốc gió ổn định từ 60 – 90 ft/p và gần như theo hướng song song
8. Luồng gió có hướng có thể được thổi theo cả chiều dọc lẫn chiều ngang.

Mật độ che phủ bộ lọc khí của phòng sạch gió thổi đẳng hướng

Trong đa số trường hợp,một phòng sạch có gió thổi đẳng hướng đòi hỏi chất lượng khí ISO 5 hoặc cao hơn và có mật độ bao phủ trần của bộ lọc khí gần 100%; mật độ che phủ bộ lọc khí không phải là một số liệu quá đặc trưng. Mật độ bao phủ miệng gió thường được tham khảo trong tiêu chuẩn IEST, FED, ASHRAE, nhưng lại không được tìm thấy trong tài liệu thiết kế mới nhất của ISO.

Như đã đề cập, số lần trao đổi gió trong một giờ của phòng sạch có gió thổi đẳng hướng được tính bằng thông số vận tốc gió. Điều này được đề cập trong tiêu chuẩn IES RP CC 002-86 “Thiết bị cấp gió đẳng hướng – Laminar Flow Clean Air Devices”, trong đó tính toán vận tốc gió thích hợp của phòng sạch có gió thổi đẳng hướng là 90 ft/p.

20% trong số tất cả các đo đạc phòng sạch có gió thổi đẳng hướng thường lấy chuẩn vận tốc gió là 90 ft/p. Một bộ lọc khí kèm quạt có thể đạt được 90 ft/p cho phép các nhà thiết kế có thể đơn giản tiến hành lắp đặt các bộ lọc khí kèm quạt cho đến khi nào đạt được cấp độ yêu cầu. Số lượng bộ lọc khí cần thiết có thể thay đổi tùy dạng cơ sở. Một cơ sở có thể có tới 100 khu vực được khoanh vùng, với các hệ thống khác nhau cho mỗi khu vực.

Mật độ che phủ bộ lọc khí cho phòng sạch có gió thổi không đẳng hướng

Mật độ che phủ bộ lọc khí là một chuẩn phòng sạch được đề cập trong tiêu chuẩn Fed 209E (nay đã hết hạn) và các tài liệu khác.

Câu hỏi thường được đặt ra nhất trong thi công phòng sạch là: “Cái này sẽ tốn bao nhiêu tiền?”. Lấy chi phí cơ bản của một bộ lọc khí nhân cho số lượng bộ lọc trên một đơn vị thể tích sẽ đơn giản hóa việc tính toán chi phí phòng sạch. Người ta có thể coi việc tính toán mật độ bao phủ của bộ lọc khí là một công cụ tham khảo trong gian đoạn thiết kế ban đầu.

Nếu không biết được số lượng bộ lọc khí cần thiết cho một phòng sạch, việc tính toán chi phí ban đầu cho một phòng sạch là một điều thách thức. Hiệu quả và chi phí của bộ lọc khí rất đa dạng, do đó việc ước lượng mật độ che phủ bộ lọc khí rất hữu ích cho các chuyên gia phòng sạch sau khi thiết lập được các tiêu chí khác.

Biểu đồ mật độ bao phủ của bộ lọc khí giúp đơn giản hóa công việc giữa người thiết kế và người sử dụng (người mua hàng) và làm cho việc báo giá trở nên minh bạch rõ ràng hơn. Hiệu quả cuối cùng vẫn được hình thành từ nhiều yếu tố khác nhau.

Tóm lại: Việc tính toán mật độ che phủ bộ lọc khí không được đề cập trong tiêu chuẩn thiết kế phòng sạch của ISO. Đây là một công cụ đa dạng cho các chuyên gia trong việc ước lượng chi phí xây dụng một cách nhanh chóng. Mật độ che phủ bộ lọc cung cấp một cách thức đơn giản để tính toán chi phí thi công phòng sạch trong suốt quá trình thiết kế sơ bộ, nhưng lại được coi là yếu tố phụ đối với hiệu quả và hiệu suất của phòng sạch.

Công thức tính mật độ che phủ bộ lọc không khí

Số lượng FFU = (Số lần trao đổi khí / phút) x (Thể tích phòng (m³) ÷ Vận tốc FFU (m/p))

Lượng trao đổi khí phòng sạch và bảng thông số của tiêu chuẩn của Dược điển Hoa Kỳ (United States Pharmacopoeia – USP)

Phòng sạch USP 797 và USP 800 dành cho các quy trình sản xuất thuốc vô trùng và độc hại cũng có những yêu cầu về lượng trao đổi khí riêng biệt. Trên thực tế, một máy hút mùi trong khu vực điều khiển chính có ảnh hưởng đến lượng trao đổi khí chung của cả căn phòng. Các chất vô trùng và độc hại có các yêu cầu thông gió khác biệt nhiều so với trong phòng sạch sản xuất thiết bị vi điện tử.

Các yếu tố trong tính toán trao đổi khí phòng sạch

Những mô hình này là thông dụng nhất bởi vì rất dễ để tra cứu ở giai đoạn thiết kế ba đầu. Việc tính toán cuối cùng cần nhiều công cụ kỹ càng hơn để đạt được mức độ phục hồi phòng sạch chuẩn ISO, để đảm bảo rằng mức độ ô nhiễm hạt bụi trong không khí hiếm khi vượt quá tiêu chuẩn. Ví dụ, một phương trình phân rã đo lường hạt giữa lần lấy mẫu thử nghiệm thứ nhất và thứ hai. Điều này giúp các nhà thiết kế có thể hiểu được mức độ hạt bụi sau khi các cửa hoặc lối đi mở hoặc đóng. Các yếu tố khác, chẳng hạn như sự phát tán bụi từ người và máy móc, các thiết bị làm sạch không khí bổ sung, sự bám dính bề mặt, và quy trình xử lý không khí cũng ảnh hưởng đến sự hình thành hạt bụi.

Tại sao Lượng trao đổi khí lại thay đổi bất chấp các tiêu chuẩn phòng sạch ISO?

Yêu cầu về số lần trao đổi khí của phòng sạch phần lớn được xác định bởi độ ô nhiễm. Một phòng sạch được xây dựng dựa trên chuẩn trao đổi khí mức thấp vẫn có thể đảm bảo nếu trong cùng một quá trình sản xuất tương tự, phòng sạch đó có ít người làm việc bên trong hơn.

Cơ sở vật chất cũng góp phần giải quyết vấn đề về hạt bụi bằng cách tăng lượng trao đổi khí, hoặc đôi khi bằng các thiết bị thay đổi dòng khí được tích hợp sẵn bên trong. Một số cơ sở phòng sạch lựa chọn hệ thống lọc được kiểm soát theo nhu cầu để tối ưu hóa quá trình tuần hoàn không khí dựa trên số lượng hạt theo thời gian thực. Tương tự như vậy, bộ lọc khí có thể điều chỉnh được cũng có thể cài đặt trước các thông số trong trường hợp phòng sạch bị bỏ trống trong thời gian dài. Bởi vì các phòng sạch thường được cung cấp điện 24/7, việc giảm tải quạt có thể giúp giảm chi phí năng lượng nói chung.

Tại sao sự trao đổi khí của Phòng sạch lại là một dãy thông số?

Trong gần như tất cả các ví dụ, lượng trao đổi khi được hiển thị bởi một dãy thông số có giá trị từ thấp đến cao bởi vì một lý do đơn giản … đó không phải là một môn khoa học chính xác.

Lượng trao đổi khí mức cao (48 ACH) của phòng sạch ISO 8 cao gấp gần 9 lần so với mức thấp (5 ACH) theo tiêu chuẩn ISO 146144-4. Điều này không đem đến sự rõ ràng cho các nhà thầu hoặc người đứng đầu dự án khi mà ngân sách, sự an toàn của sản phẩm hoặc chi phí vận hành là tối quan trọng.

Bảng thông số lượng trao đổi khí đưa ra một dãy thông số vởi vì các bảng này không tính đến sự phức tạp trong việc đạt được cấp độ sạch sau cùng của một phòng sạch cụ thể. Hơn nữa, một vài cơ sở có thể làm vượt chuẩn hệ thống xử lý không khí của họ để việc kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm trở nên thuận tiện hơn. Tuy nhiên, trong đa số trường hợp, các cơ sở có xu hướng xây theo chuẩn thấp hơn để tối ưu hóa hiệu suất sử dụng khí. Tuy nhiên, bảng thông số trao đổi khí cho phép ước tính tổng thể về kích thước và số lượng của các bộ lọc bụi, đây là một yếu tố quan trọng trong chi phí tổng thể trên mỗi đơn vị diện tích.

Một kết quả kiểm tra đáng tin cậy đòi hỏi một phương pháp kiểm tra đáng tin cậy.

Cần phải biết rằng mọi phương pháp tính toán đều thích hợp cho mọi cơ sở. Tùy thuộc vào thiết kế của phòng sạch và các thiết bị HVAC, các phương pháp tính toán đòi hỏi sự rõ ràng và hợp lý.

Các tiêu chuẩn thiết lập các nguyên tắc và các phương pháp thực nghiệm tốt nhất, tuy nhiên, lượng trao đổi khí của phòng sạch thay đổi nhiều hơn người ta nghĩ. Những người đứng đầu dự án và các nhà thầu thường thiếu hụt các dữ liệu để so sánh những sự thay đổi bên trong. Các yếu tố bao gồm việc sử dụng bộ xử lý không khí thay vì hệ thống bộ lọc không khí dạng mô-đun, hiệu quả của bộ lọc và động cơ, sự thay đổi lượng trao đổi khí trên mỗi khu vực và tổn thất áp tổng.

“Không có sự đồng thuận nào về một lượng trao đổi khí đề nghị. Hầu hết các thông số đều đề nghị một dãy các thông số, trong khi các dãy thông số này thường rất rộng và những nhà thiết kế, những người cần phải lựa một lượng trao đổi khí thích hợp để chọn lựa kích thước thiết bị, thì không được cung cấp các hướng dẫn rõ ràng.”

Cục nghiên cứu năng lượng Hoa Kỳ

Tại sao các cơ sở lại lảng tránh một bảng thông số chuẩn chung cho Lượng trao đổi khí?

Một lượng trao đổi khí được thiết kế một cách gắt gao sẽ đòi hỏi một hệ thống HVAC mạnh mẽ hơn, mật độ bao phụ bộ lọc khí lớn hơn, và làm tăng chi phí vận hành hệ thống. Đôi khi một quá trình sản xuất được chuyển đổi một cách nhanh chóng theo hướng làm ra các linh kiện nhỏ và nhạy cảm hơn, hoặc một cơ sở đang kỳ vọng vào việc tăng sản lượng và độ nhạy của sản phẩm trong một tương lai gần. Một hệ thống xử lý không khí với kích thước quá khổ có thể dễ dàng điều chỉnh nhu cầu về không khí trong khi quy mô sản xuất đòi hỏi một cấp độ sạch cao hơn hoặc bao gồm sự gia tăng số lượng phòng sạch.

Lượng trao đổi khí 2.0

Một bản thiết kế phòng sạch kết hợp việc phân tích và cân nhắc mọi yếu tố giữa nhà sản xuất, kiến trúc sư, kỹ sư, chuyên gia HVAC và nhân viên vận hành hệ thống. Bảng thông số trao đổi khí thường cung cấp các luận điểm và sự cân nhắc nhưng không gồm các cơ sở kỹ thuật có thể truy nguyên cho việc kiểm soát độ ô nhiễm. Tính toán ban đầu của lượng trao đổi khí phải phản ánh được các tình trang sau cùng và điều chỉnh các thông số ít rõ ràng hơn như việc bù đắp cho sự gia nhiệt, rò rỉ không khí, và tỷ lệ phục hồi.

Bảng thông số trao đổi khí là công cụ quan trọng trong suốt quá trình thảo luận ban đầu, tuy nhiên, hiệu suất và độ sạch là các thông số khó nắm bắt hơn nhiều so với diện tích phòng, vận tốc gió trung bình, lưu lượng gió trung bình, số lần trao đổi gió. Những nhà thiết kế phòng sạch giàu kinh nghiệm hiểu rằng những yếu tố khác như lựa chọn đúng kích thước quạt, mật độ bao phủ, và thiết kế phòng sẽ có kết quả không tốt nếu không được cân nhắc sớm. Một phòng sạch đòi hỏi nhiều nhiều sự đánh giá và quyết định ban đầu có sự phụ thuộc lẫn nhau để có được một nền tảng vững chắc.

Kết luận

• Trong phòng sạch gió thổi không đẳng hướng hoặc gió hòa trộn, sử dụng phương pháp tính số lần trao đổi gió (ACH)
• Trong phòng sạch gió thổi đẳng hướng, tính lượng trao đổi khí bằng vận tốc gió trung bình.

Chức năng cơ bản của mỗi phòng sạch là riêng biệt tùy theo quy trình sản xuất của nó, và tương tự vậy đối với môn khoa học để thiết kế ra chúng. Đối với phần lớn các cơ sở, việc đối thoại với người chuyên gia quản lý môi trường là con đường nhanh nhất để đi từ một ý tưởng phòng sạch đến một công trình phòng sạch.

Thông tin ở đây sẽ giúp bạn làm được hai điều: làm rõ và giải thích phương pháp tính toán lượng trao đổi khí, và hiểu được điều gì được ứng dụng nhiều nhất cho phòng sạch. Tuy nhiên, nó không phải là một yêu cầu cho phòng sạch của bạn.

Nguồn: https://blog.gotopac.com/2019/05/24/the-truth-about-cleanroom-air-change-rates-calculations/#:~:text=The%20formula%20for%20calculating%20cleanroom%20ACH%3A&text=The%20rate%20of%20cubic%20feet,height%20X%20width%20X%20length).

Lược dịch: Khánh An

Lọc HEPA là gì? HEPA là viết tắt của từ gì? Lọc HEPA hoạt động như thế nào và khi nào thì chúng được sử dụng? Sản phẩm nào cần sử dụng HEPA?

Bài viết này sẽ giúp bạn khám phá các câu hỏi trên để có thể biết được chính xác HEPA là gì và khi nào bạn cần sử dụng chúng.

HEPA là chữ viết tắt của từ gì?

HEPA:  Bộ Lọc Bụi Không Khí Hiệu Suất Cao – High Efficiency Particulate Arrestance.

Nói cho rõ hơn, đó là một loại lọc được thiết kế để ngăn chặn hoặc giữ lại các hạt bụi có thể đạt kích thước rất nhỏ với hiệu quả cao. Bộ năng lượng Hoa Kỳ (DOE) đã ra một tiêu chuẩn cho các loại lọc để có thể được gọi một cách đúng đắn là lọc HEPA. Tiêu chuẩn tuyên bố rằng loại lọc này phải giữ lại được các hạt bụi có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0.3 microns với hiệu suất 99.97%.

Vậy câu hỏi tiếp theo rõ ràng sẽ là – một micron (ký hiệu: µ) lớn cỡ nào? Vâng, một inch = 25400 microns. Nhưng, để cho dễ hiểu, hãy làm các phép so sánh. Đây là danh sách ngắn gọn các đối tượng để so sánh.

• Vi khuẩn: 1-10 microns
• Hạt cát mịn: 65 microns
• Sợi tóc người: 17-181 microns
• Mạt bụi: 100-300 microns
• Mực in: 0.5-15 microns
• Phấn hoa: 10-1000 microns
• Khói thuốc: 0.01-4 microns
• Virus: 0.005-0.3 microns

Lọc HEPA hoạt động như thế nào?

Lọc HEPA thường được hình thành từ thủy tinh borosilicate hoặc sợi glass or sợi nhựa được sắp xếp trên một tấm thảm gồm các sợi được sắp đặt ngẫu nhiên. Tuy nhiên, lọc HEPA không hoạt động bằng cách giữ lại các hạt có kích lớn hơn một kích thước nào đó và cho phép các hạt có kích thước nhỏ hơn đi qua. Với một bộ lọc HEPA, các hạt bụi có thể bị giữ lại bằng cách dính vào các sợi thông qua sự khuếch tán, sự ngăn chặn và sự va chạm.

• Các hạt tí hon: Những hạt này bị giữ lại thông qua quá trình khuếch tán có liên quan đến nguyên lý chuyển động Brown, một cơ chế làm chậm đi các hạt bụi khi chúng va chạm với các phân tử khí, làm chúng sẽ bị dính vào các sợi lọc.
• Các hạt bụi nhỏ: Khi các hạt bụi có một kích thước nhất định trôi theo các dòng khí xuyên qua lọc và đi qua các sợi lọc, chúng sẽ bị “ngăn chặn” và dính lại.
• Các hạt bụi có kích thước lớn hơn: Các hạt bụi này đơn giản là không thể đi qua các sợi lọc mà không “va chạm” trực tiếp với chúng và sau đó thì bị giữ lại.
• Các hạt bụi cũng có thể bị giữ lại thông qua lực hút tĩnh điện.

Khi nào thì lọc HEPA trở nên quan trọng?

Nếu bạn hoặc bất kỳ thành viên nào trong gia đình đang bị hen suyễn hoặc bị dị ứng nghiêm trọng, lọc HEPA có thể tạo ra sự khác biệt rõ ràng bởi vì chúng có thể lọc được phấn hoa, nấm mốc, bụi mịn, lông vật nuôi, các chất gây dị ứng và vi khuẩn khác.

Và, nếu bạn không chắc về mức độ các tác nhân gây dị ứng ở nhà hoặc văn phòng của mình, một máy theo dõi chất lượng không khí là một cách hay để kiểm tra nó, cũng như theo dõi nó hằng ngày. Ngoài ra còn có các phương pháp kiểm tra tại nhà được thiết kế đặc biệt để phát hiện mức độ các thành phần không lành mạnh như nấm mốc, formaldehyde và các chất gây kích ứng khác để có thể xử lý trực tiếp.

Lọc HEPA cũng trở nên quan trọng trong một số hoàn cảnh đặc biệt ngay cả khi bạn không có các vấn đề về dị ứng:

• Xâm nhập nước: Nếu bạn đã từng bị ngập lụt, ngay cả do các thiết bị gia dụng bị rò rỉ hoặc chảy tràn, việc sử dụng HEPA trong suốt quá trình khắc phục sửa chữa sẽ giúp bạn loại bỏ được các bào tử nấm mốc, vi khuẩn, và các vi sinh vật khác được sinh ra bởi hiện tượng xâm nhập nước.
• Khói: Một đám cháy xảy ra gần nhà của bạn, cho dù đó là cháy rừng hay cháy từ nhà bếp, có thể sản sinh các hạt bụi khói tích tụ gây ảnh hưởng không tốt cho sức khỏe. Lọc HEPA sẽ giữ lại các hạt bồ hóng và tro mịn được hình thành từ các đám cháy này.
• Môi trường hóa chất cao: Nếu bạn biết được rằng nhà hoặc nơi làm việc của mình có một nồng độ cao các hóa chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC’s), bạn sẽ cần các lọc HEPA được thiết kế để xử lý việc này. Những bộ lọc này bao gồm than hoạt tính được ngâm với kali iođua, thuốc tím, nhôm hoạt tính và/hoặc nhôm silicat.
• Môi trường phòng sạch: Nếu bạn đang chăm sóc ai đó đang cần một môi trường phòng sạch, có các bộ lọc siêu-HEPA có thể lọc được các hạt có kích thước có kích thước nhỏ đến 0.003 microns. Bao gồm các virus và các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 0.3 microns mà lọc HEPA được thiết kế để lọc.

Dĩ nhiên, nếu bạn quan tâm về chất lượng không khí nói chung tại nhà hoặc nơi làm việc, ngay cả khi không ở trong các tình huống kể trên, một bộ lọc HEPA chắc chắn sẽ cải thiện chất lượng không khí trong phòng bạn. Cơ Quan Bảo Vệ Môi Trường Hoa Kỳ (EPA) và Trung Tâm Kiểm Soát và Phòng Ngừa Dịch Bệnh (CDC) đã chỉ ra rằng không khí ở trong nhà ô nhiễm nghiêm trọng hơn nhiều so với không khí ngoài trời, và vì chúng ta dành phần lớn thời gian của chúng ta ở trong nhà, việc đảm bảo môi trường trong lành bên trong nhà lại càng quan trọng.

Các sản phẩm nào sử dụng lọc HEPA?

Trong khi chúng ta có xu hướng nghĩ rằng lọc HEPA chỉ dùng cho việc làm sạch không khí, thật ra số lượng đáng ngạc nhiên các loại máy móc có sử dụng lọc HEPA.

Các chuyên gia sử dụng các máy hút ẩm, hút bụi và lọc không khí khi phải khắc phục các hư hại do nước gây ra hoặc sau một đám cháy, để phục hồi lại các tài sản một cách hiệu quả.

Các loại máy khác được thiết kế để sử dụng hằng ngày trong nhà như máy hút bụi, máy lọc không khí, và máy kết hợp tuần hoàn và lọc không khí. Nếu bạn đang suy nghĩ về một máy làm sạch không khí tại nhà, bài viết này có thể nhấn mạnh một số yếu tố mà bạn nên cân nhắc khi mua hàng.

Máy hút bụi với lọc HEPA đặc biệt quan trọng, vì toàn bộ không khí được hút vào máy sẽ đi qua bất kỳ loại bụi nào được giữ lại ở các túi bụi trước khi được thải trở lại môi trường của bạn. Nếu bạn bị dị ứng hoặc mẫn cảm với lông vật nuôi, lọc HEPA sẽ lọc lại các tác nhân gây dị ứng.

Cân nhắc lọc HEPA?

Nếu bạn hoặc một thành viên trong gia đình có triệu chứng dị ứng hoặc hen suyễn nghiêm trọng, hoặc bạn đang chăm sóc một người thân bị bệnh, bạn có thể về một hoặc nhiều sản phẩm có với lọc HEPA.If your or a family member has severe allergies or asthma symptoms, or you are caring for a loved one who is ill, you may want to consider one or more products with HEPA filtration. Một máy lọc không khí chống dị ứng là một khởi đầu tuyệt vời!

Tóm lại

Lọc HEPA được thiết kế để lọc các hạt siêu nhỏ với hiệu suất cao. Sử dụng lọc HEPA tại nhà sẽ cải thiện chất lượng không khí trong nhà bằng cách làm giảm các tác nhân gây dị ứng trong không khí. Các tình huống như xâm nhập nước, xâm nhập khói nặng, nồng độ các hóa chất dễ bay hơi cao và phòng sạch sẽ cần lọc HEPA để khắc phục.

Nguồn: https://www.sylvane.com/what-is-a-hepa-filter-how-does-it-work.html

Lược dịch: Khánh An

Thường được sử dụng trọng sản xuất hoặc trong nghiên cứu khoa học, phòng sạch là một môi trường được kiểm soát có mức độ các thành phần ô nhiễm như bụi, vi khuẩn, bụi dầu và hơi hóa chất trong không khí duy trì ở mức thấp. Nói một cách chính xác, phòng sạch có một mức độ ô nhiễm được kiểm soát bằng một số lượng rõ ràng các hạt bụi có kích thước nhất định trong một mét khối không khí. Mỗi mét khối không khí trong môi trường bên ngoài của một thành phố thông thường có chứa 35,000,000 hạt bụi có đường kính lớn hơn hoặc bằng 0.5 micron, tương ứng với tiêu chuẩn phòng sạch ISO 9, tiêu chuẩn thấp nhất đối với một phòng sạch.

Tổng quan về Phòng sạch

Phòng sạch được sử dụng hầu hết các ngành công nghiệp mà trong đó các hạt bụi nhỏ có thể gây ảnh hưởng xấu đối với quá trình sản xuất. Chúng đa dạng về kích thước và mức độ phức tạp, và được sử dụng một cách chuyên sâu trong các ngành công nghiệp như sản xuất vật liệu bán dẫn, dược phẩm, công nghệ sinh học, thiết bị y tế và khoa học đời sống, cũng như các quá trình sản xuất khắt khe như hàng không vũ trụ, thiết bị quang học, quân sự và năng lượng.

Phòng sạch là bất kỳ không gian nhất định nào mà bao gồm các yếu tố được cung cấp để làm giảm sự ô nhiễm bởi hạt bụi và kiểm soát các thông số môi trường khác như nhiệt độ, độ ẩm và áp suất. Thành phần chủ chốt của phòng sạch đó là “Bộ Lọc Bụi Không Khí Hiệu Suất Cao” (HEPA) được sử dụng để lọc các hạt bụi có kích thước từ 0.3 micron trở lên. Tất cả không khí được cấp vào phòng sạch đều phải đi qua các bộ lọc HEPA, và trong nhiều trường hợp nơi cần độ sạch nghiêm ngặt, “Bộ lọc bụi cực nhỏ trong không khí” (ULPA) được sử dụng.

Các nhân viên được chon để làm việc trong phòng sạch sẽ trải qua quá trình đào tạo khắt khe về kiểm soát sự ô nhiễm. Họ vào và ra khỏi phòng sạch qua các buồng khóa khí, buồng tắm khí và/hoặc các phòng thay quần áo, và họ phải mặc các trang phục đặc biệt được thiết kế để giữ lại các thành phần ô nhiễm được sản sinh một cách tự nhiên từ da và cơ thể người.

Tùy thuộc vào cấp độ sạch hoặc chức năng của phòng sạch, trang phục của nhân viên có thể chỉ là áo khoác của phòng thí nghiệm và bao trùm đầu hoặc sẽ là trang phục toàn thân có nhiều lớp được trang bị mặt nạ thở đối với phòng sạch có yêu cầu nghiêm ngặt.

Trang phục phòng sạch được dùng để ngăn các thành phần rơi ra từ cơ thể người và gây ô nhiễm môi trường. Trang phục phòng sạch tự bản thân nó không được phép thải ra các hạt bụi hay sợi để ngăn ngừa sự ô nhiễm trong không khí phòng sạch. Dạng ô nhiễm do con người gây ra này có thể làm giảm cấp quá trình sản xuất ví dụ như trong sản xuất chất bán dẫn hoặc dược phẩm và nó có thể gây lây nhiễm chéo giữa các nhân viên y tế và bệnh nhân trong khám chữa bệnh.

Trang phục phòng sạch gồm có ủng, giày, tạp dề, khăn trùm râu, bao trùm đầu, quần yếm, khẩu trang, áo choàng, găng tay, bao trùm tóc, mũ trùm đầu, ống tay áo và bao giày. Loại trang phục phòng sạch được dùng sẽ phản ảnh mức độ tiêu chuẩn của phòng sạch và sản phẩm. Các phòng sạch cấp thấp có thể sẽ chỉ yêu cầu các loại giày đặc biệt có đế mềm để không tạo ra bụi hoặc đất. Tuy nhiên, đế giày không được trơn trượt bởi vì yếu tố an toàn luôn được ưu tiên. Trang phục phòng sạch thường được yêu cầu mỗi khi bước vào phòng sạch. Phòng sạch Cấp 10,000 có thể chỉ cần áo khoác, trùm đầu và ủng. Đối với phòng sạch Cấp 10, quy trình thay trang phục kỹ lưỡng với trang phục toàn thân dùng khóa kéo, ủng, găng tay, và mặt nạ phòng độc sẽ được yêu cầu.

Nguyên lý lưu thông gió phòng sạch

Phòng sạch duy trì một bầu không khí không chứa bụi dạng hạt thông qua việc sử dụng lọc HEPA hoặc ULPA ứng dụng nguyên lý dòng khí chảy tầng hoặc chảy rối. Hệ thống dòng khí chảy tầng, hoặc chảy một chiều, sẽ thổi trực tiếp không khí đã qua bộ lọc theo chiều từ trên xuống dưới một cách liên tục. Hệ thống dòng khí chảy tầng thường được thổi băng qua 100% trần để đảm bảo duy trì dòng chảy một chiều ổn định. Nguyên lý chảy tầng thường được ứng dụng cho các trạm làm việc di động (LF hoods), và được áp dụng cho các phòng sạch tiêu chuẩn ISO-1 đến ISO-4.

Một phòng sạch được thiết kế đúng đắn bao trùm cả hệ thống phân phối không khí, gồm sự cung cấp đầy đủ gió hồi ở cuối dòng không khí. Trong một căn phòng có dòng không khí chảy theo hướng thẳng đứng, người ta sử dụng miệng gió hồi chân tường bao quanh suốt chu vi của phòng. Trong phòng áp dụng hướng gió thổi ngang, hệ thống sẽ yêu cầu hồi gió ở đầu cuối theo. Việc sử dụng miệng gió hồi trần là không thích hợp trong thiết kế phòng sạch.

Cấp độ phòng sạch

Phòng sạch được phân loại theo độ sạch phòng. Trong tiêu chuẩn Liên Bang Hoa Kỳ 209 (A đến D), số lượng hạt có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0.5µm được đo trong một feet khối không khí (ft³), và số lượng hạt này được dùng để phân loại phòng sạch. Thước đo này cũng được áp dụng cho phiên bản gần nhất 209E của tiêu chuẩn Liên Bang. Tiêu chuẩn Liên Bang 209E áp dụng nội địa Hoa Kỳ. Tiêu chuẩn mới hơn được sử dụng là “TC 209” được trích dẫn từ “Tổ chức Tiêu Chuẩn Quốc Tế – International Standards Organization. Cả hai tiêu chuẩn này đều phân loại phòng sạch bằng số lượng hạt bụi đo đạt được trong không khí phòng thí nghiệm. Tiêu chuẩn phòng sạch FS 209E và ISO 14644-1 đều đỏi hỏi việc đo lường và tính toán số lượng hạt để đánh giá cấp độ sạch của một phòng sạch hoặc một không gian sạch. Ở Vương Quốc Anh, tiêu chuẩn BS 5295 được dùng để phân loại phòng sạch. Tiêu chuẩn này gần như được thay thế bằng tiêu chuẩn BS EN ISO 14644-1.

Phòng sạch được phân loại dựa trên số lượng và kích thước hạt cho phép trong một đơn vị thể tích không khí. Các thông số lớn như “cấp 100” hay “cấp 1000” trong tiêu chuẩn FED 209E dùng để chỉ số lượng hạt có kích thước lơn hơn hoặc bằng 0.5 µm trong một ft³ không khí. Tiêu chuẩn này cũng có thể được nội suy, cho nên cũng là khả dĩ nếu chúng ta nói một phòng sạch “cấp 2000”.

Các thông số nhỏ theo tiêu chuẩn ISO 14644-1, được tính theo hàm Logarite cơ số 10 của số lượng hạt có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0.1 µm trong một m³ không khí. Ví dụ, theo tiêu chuẩn ISO 5, số lượng hạt có kích thước lớn hơn hoặc bằng 0.1 µm sẽ là 10⁵ = 100000 hạt/m³.

Cả hai tiêu chuẩn FS 209E và ISO 14644-1 đều giả định mối liên hệ log-log giữa kích thước hạt và mật độ hạt. Vì lí do đó, không có cái gọi là nồng độ hạt bằng không. Không khí trong một phòng thông thường là tương đương cấp 1000000 hoặc ISO 9.

Nguồn: https://www.cleanairtechnology.com/cleanroom-classifications-class.php

Lược dịch: Khánh An

TÁC GIẢ: JOEL ERWAY

Những kỹ thuật thông gió khác nhau có thể giúp cho con người trở nên hạnh phúc hơn và làm các công trình trở nên thân thiện với môi trường hơn.

Dạng cấp gió phổ biến nhất trong hệ thống HVAC đó là hòa trộn không khí ở trên cao. Trong hầu hết các tòa nhà như văn phòng, trường học hay bệnh viện, bạn có thể quan sát được các thiết bị khuếch tán gió (gọi là miệng gió) đang thổi không khí đã được điều chỉnh nhiệt độ vào trong phòng.

Các thiết bị này sử dụng áp suất cao để thổi gió đã được xử lý nhiệt vào không gian phòng, hòa trộn với không khí trong phòng để gia hoặc giảm nhiệt. Tuy nhiên, công nghệ này không phải là không có những vấn đề của nó. Trong phương pháp hòa trộn không khí này, các thành phần ô nhiễm vẫn có thể lưu lại trong không gian, điều có thể khiến cho chất lượng không khí trong phòng bị giảm xuống. Thêm vào đó, các miệng gió thường được đặt ở cao độ 8-12 feet (2.5 – 3.5m) so với nền. Độ cao này có nghĩa là năng lượng truyền tải để sưởi ấm hoặc làm mát luôn cả các không gian không được sử dụng (không được “xanh (green)” lắm).

Nhưng các kỹ sư về năng lượng và HVAC vẫn không ngừng nghiên cứu và tìm tòi nên có những phương thức hiệu quả hơn, đạt hiệu suất cao hơn và sạch hơn để xử lý nhiệt độ cho một không gian phòng.

Một phương pháp thay thế ngày càng phổ biến hơn, được gọi là thông gió theo luồng, gió được thổi với tốc độ chậm qua các miệng gió lớn hơn được bố trí gần với cao độ nền sẽ “quét” qua phòng. Luồng không khí được điều hòa này sau đó sẽ di chuyển một cách tự nhiên đến các nguồn nhiệt hoặc con người xuyên suốt căn phòng. Đó là do một thực tế là nhiệt sẽ làm không khí di chuyển, và bởi vì cơ thể con người sản sinh ra nhiệt lượng một cách tự nhiên, không khí được điều hòa sẽ tự bay đến và làm mát cơ thể chúng ta.

Khi không khí được điều hòa thâm nhập vào không gian, không khí trong phòng sẽ bị đẩy nổi lên trên và thải ra khỏi phòng thông qua các miệng hút gió nằm trên cao. Không khí sẽ không bị hòa trộn nên các thành phần ô nhiễm sẽ bị loại bỏ.

Phương pháp này có ý nghĩa là gì?

• Sử dụng ít năng lượng hơn vì chỉ cẩn làm mát phần không gian được sử dụng chứ không phải phần không gian không được sử dụng ở trên cao.
• Sử dụng ít năng lượng hơn vì tốc độ gió nhỏ hơn sẽ cần quạt có công suất nhỏ hơn.
• Người sử dụng sẽ cảm thấy thoải mái hơn bởi vì ít cảm nhận được sự lưu thông không khí hơn.
• Không khí không bị hòa trộn, có nghĩa là những tác nhân ô nhiễm tiềm tàng trong không gian cũng sẽ không bị trộn lẫn với nhau.

Những sự thay đổi về công nghệ này xuất hiện ngày càng thường xuyên hơn trong ngành “Điều hòa không khí và thông gió” vì chúng ta luôn thúc đẩy mọi thứ theo xu hướng “xanh” hơn. Câu hỏi luôn được đặt ra là: Tiếp theo sau là gì?

Nguồn: https://www.engineering.com/story/re-thinking-air-distribution-with-hvac

Lược dịch: Khánh An

Về cơ bản, vị trí hàn (tư thế hàn) tương ứng với các góc ghép khác nhau của một mối hàn kim loại. Thông thường, có bốn loại vị trí hàn là hàn ngang, hàn bằng, hàn đứng và hàn trần. Và dạng mối hàn phổ biến nhất là mối hàn rãnh và mối hàn góc. Người thợ hàn có thể thực hiện hai dạng mối hàn này ở cả 4 vị trí. Bên cạnh đó, người ta sử dụng các chữ cái đặc biệt để thể hiện các mối hàn rãnh và góc.

Hàn Góc (F) – Đây là phương pháp hàn trong đó hai vật hàn được ghép với nhau theo một góc vuông hoặc hơi nghiêng.
Hàn Rãnh (G) – Đây là phương pháp hàn theo rãnh ghép. phương pháp này đòi hỏi sự điền đầy kim loại hàn để mối hàn được vững chắc.

Hàn Rãnh và hàn Góc:

Thông thường, các chữ số và chữ cái sau được sử dụng để hiển thị mối hàn:

Đối với hàn rãnh:

• 1G – (hàn bằng)
• 2G – (hàn ngang)
• 3G – (hàn đứng)
• 4G – (hàn trần)
• 5G – (hàn đứng từ dưới lên hoặc từ trên xuống)
• 6G/6GR – (hàn đứng + hàn trần)

Đối với hàn góc:

• 1F – (hàn bằng)
• 2F – (hàn ngang)
• 3F – (hàn đứng)
• 4F – (hàn trần)

Các vị trí hàn quy định bởi AWS (Hiệp hội hàn Mỹ) và ASME (Hiệp hội kỹ sư cơ khí Mỹ)

• 1G/1F
• 2F/2G
• 3G từ dưới lên
• 3G từ trên xuống
• 4F/4G
• 5G từ dưới lên
• 5G từ trên xuống
• 6G từ dưới lên
• 6G từ trên xuống

Tư thế hàn ống và hàn tấm kim loại

Thông thường có sáu tư thế hàn tương ứng với các chữ số và chữ cái hiện thị, vd: 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, và 6G/6GR. Các vị trí hàn được thực hiện với nhiều góc ghép và hình dạng khác nhau. Nhìn chung, phương thức hàn là giống nhau đối với mọi quốc gia. Nhưng mỗi loại tiêu chuẩn khác nhau lại sử dụng tên gọi khác nhau cho các vị trí hàn như AWS D1.1 (theo AWS A3.0), ASME IX, và ISO 15614-1.

1G/1F/PA (Hàn bằng)

1G/1F/PA là vị trí hàn bằng. Ở vị trí hàn này, người thợ hàn đặt vật hàn ngay dưới vị trí của kiềm hàn. Vị trí hàn này được áp dụng cho hàn đấu đầu, hàn rãnh cũng như hàn góc.

2G/PC (Hàn ngang)

Vị trí hàn này được dùng cho hàn đấu đầu. Trong vị trí hàn này, vật hàn nằm song song phía trước cơ thể của người thợ hàn.

2F(2f)/PB (Hàn ngang)

2F/PB là vị trí hàn ngang được dùng cho các mối hàn góc. Vị trí hàn này khó hơn so với 1F. Người thợ hàn cần phải giữ kiềm hàn nghiêng một góc 45° trong hầu như suốt quá trình hàn. Góc nghiêng kiềm hàn còn phụ thuộc vào góc ghép của vật hàn.

Ở vị trí hàn 2F/2f, mối hàn đấu đầu khó hơn một chút so với mối hàn phẳng. Lí do là vì kim loại nóng chảy chảy xuống dưới mối hàn còn kiềm hàn di chuyển theo hướng lên trên mối hàn. Kết quả là, kim loại hàn không thể điền đầy mối hàn.

Để hàn tốt hơn, người thợ hàn cần phải canh chuẩn vật hàn và gá cứng ở cả hai điểm đầu và cuối. Kiềm hàn nên được di chuyển lên và xuống nhẹ nhàng để lượng nhiệt phóng ra đồng đều nhau ở cả hai mép vật hàn. Bằng cách này, kim loại nóng chảy sẽ không bị chảy xuống cạnh dưới của mối hàn và mối hàn sẽ được cứng chắc nhanh hơn. Nhìn chung, một người thợ hàn cần rất nhiều kinh nghiệm đối với vị trí hàn hàn 2f hoặc bất cứ vị trí hàn ngang nào. 2f là một trong những vị trí hàn có trong thi sát hạch hàn góc.

Có một vị trí hàn ngang vật hàn cố định hay còn gọi là vị trí hàn ống. Ở vị trí này, trục của ống gần như nằm ngang. Điều đáng lưu ý ở vị trí hàn này là vật hàn sẽ không được di chuyển hoặc xoay trong suốt quá trình hàn.

Còn ở vị trí hàn ngang vật hàn xoay, ống hàn được đặt trên mặt ngang và quá trình hàn được thực hiện bằng cách xoay tròn ống. Trước tiên, người thợ hàn phải lắp thẳng mối hàn rồi gá chúng lại với nhau. Thợ hàn có thể gá ống bằng cách hàn điểm một thanh kim loại để cố định hai vật hàn.

Một vị trí hàn quen thuộc khác là 2G – hàn ngang cho mối ghép rãnh chứ không phải mối ghép góc. Ở tư thế này, trục hàn nằm ngang còn mặt phẳng mối hàn nằm thẳng đứng.

3G từ dưới lên/PF (Hàn đứng)

Đây là vị trí hàn đứng từ dưới lên được sử dụng cả cho hàn đấu đầu lẫn hàn góc. Trong khi hàn, kiềm hàn được giữ nghiêng 45°, và người thợ hàn thực hiện quá trình hàn từ dưới lên.

3G từ trên xuống/PG (Hàn đứng)

Đây là vị trí hàn đứng từ trên xuống được sử dụng cho hàn đấu đầu và hàn góc. Người thợ hàn sẽ thực hiện quá trình hàn từ trên xuống. Vị trí hàn này được xem là có hiệu quả về năng suất.

4G/PE (Hàn trần)

Đây là vị trí hàn trần dùng cho mối hàn đấu đầu. Người thợ hàn cần phải giữ kiềm hàn ở vị trí bên dưới vật hàn. Thông thường, đây là tư thế hàn khó khăn và phức tạp. Người thợ hàn phải canh đo chuẩn trước khi hàn.

4F/PD (Hàn trần)

Đây là vị trí hàn trần dùng cho mối hàn góc. Người thợ hàn hầu hết đều giữ kiềm hàn một góc 45° bên dưới vật hàn, tùy thuộc vào vị trí của vật hàn.

Vị trí hàn 5G

Vị trí hàn 5G được dùng trong hàn ống trong đó trục của ống được giữ vững ở vị trí nằm ngang, không xoay hoặc di chuyển. G viết tắt cho “Mối hàn rãnh (Groove)”. AWS và ASME gọi là 5G; còn theo tiêu chuẩn ISO/EN thì có tên là PF.

5G từ dưới lên (Hàn đứng)

Đây là tư thế hàn đứng từ dưới lên dùng để hàn ống đấu đầu. Đây là phương pháp hàn phổ biến trong hàn ống. Ở vị trí hàn này, người thợ hàn thực hiện ba kiều hàn theo thứ tự: bắt đầu là hàn trần rồi đến hàn ngang và sau cùng là hàn bằng. Trong quá trình hàn, vật hàn (ống) sẽ không xoay hoặc quay; đó là lý do phương pháp hàn này phức tạp.

5G từ trên xuống (Hàn đứng)

Đây là tư thế hàn đứng từ trên xuống dùng để hàn ống đấu đầu. Đây là vị trí hàn rất tốt và năng suất trong hàn ống thủ công. Ở vị trí hàn này, người thợ hàn cần sử dụng các dụng cụ và cách thức phù hợp để khắc phục tình trạng chảy xệ kim loại hàn nóng chảy trong quá trình hàn. Bằng cách này, năng suất hàn sẽ tăng, và đạt được kết quả hàn như mong muốn. Ở vị trí hàn này, người thợ hàn thực hiện ba kiều hàn theo thứ tự: bắt đầu là hàn bằng rồi đến hàn ngang và sau cùng là hàn trần.

Các tên gọi khác nhau của vị trí hàn 5G:

Theo ASME/AWS	Theo ISO
Vị trí hàn 5G từ dưới lên	Vị trí hàn PH
Vị trí hàn 5G từ trên xuống	Vị trí hàn PJ

Vị trí hàn 6G

Đây là một trong những vị trí hàn khó nhất. Hàn được ở vị trí này là điều kiện trước tiên để có được chứng chỉ hàn. Tùy vào điều kiện, vị trí hàn này có điểm tương đồng với vị trí hàn 5G/PH/PJ nhưng ống hàn sẽ nằm nghiêng một góc 45°. Tên gọi khác của vị trí hàn này là Vị trí hàn 6G Uphill/H-L045 và 6G Downhill/J-L045.

Vị trí hàn 6G còn được biết đến với tên gọi vị trí hàn trên đầu (trần) hoặc vị trí hàn để lấy chứng chỉ thợ hàn. Ở vị trí hàn này, vật hàn (ống) sẽ được gá nghiêng một góc 45°. Đó là lý do tại sao đây là vị trí hàn phức tạp và nhiều thách thức nhất đối với các thợ hàn. Hơn thế nữa, người thợ hàn phải thay đổi vị trí cơ thể mình nhiều lần trong suốt quá trình hàn.

Trong quá trình hàn 6G, có chủ yếu ba kiểu hàn đó là hàn ngang (khó), hàn bằng (dễ), và hàn đứng (bắt buộc). Sự khó khăn của vị trí hàn này chủ yếu là do kim loại hàn khi điền vào luôn chảy từ cao xuống thấp. Và trong vị trí hàn đứng, điều đó còn trở nên khó khăn hơn do người thợ hàn phải thực hiên công việc ở tầm cao hơn đầu. Vì vậy, người thợ hàn cần phải luyện tập rất nhiều ở vị trí hàn 6G trước khi tiến hành hàn thực địa. Một người thợ hàn đã được cấp chứng chỉ rất hiếm khi phải đối mặt với vị trí hàn 6G ở thực tiễn công việc, nhưng đó thông thường là bài kiểm tra tuyển dụng đối với người thợ hàn.

Ứng dụng chủ yếu của vị trí hàn 6G là trong chế tạo và lắp đặt ống và hệ thống đường ống chủ yếu cho các nhà máy hóa chất, dầu khí và công nghiệp, và trong các ngành công nghiệp tương tự có sử dụng ống và hệ thống đường ống.

Bài thi 6GR

Đây là một dạng khác của bài thi 6G. Chữ “R” viết tắt của “không gian hạn chế (restricted)”. Mối hàn được thực hiện tại một vị trí hàn mà trong đó người ta đặt một tấm kim loại bên dưới mối hàn với một khoảng hở là 1 inch (2.5 cm), còn gọi là chế độ “ring mode”. Về cơ bản, đây là một cấp độ khó khăn khác đối người thợ hàn trong quá trình đạt chứng nhận. Trong vị trí hàn 6GR, người thợ hàn cần phải thực mối hàn gần các chướng ngại như giá đỡ, tường và gắn đường ống vào một kết cấu khác.

Kết luận

Như vậy, thông tin về các dạng vị trí hàn như 1G, 2G, 3G, 4G, 5G, và 6G/6GR là rất hữu ích cho các thợ hàn, sinh viên cũng như giáo viên và những người thuộc các ngành nghề khác. Vị trí hàn có vai trò quan trọng trong quá trình cấp chứng nhận cho người thợ hàn. Họ có thể được kiểm tra ở các vị trí hàn khác nhau từ 1G đến 6G đối với cả mối hàn góc hoặc rãnh.

Nguồn: https://www.weldinginfo.org/welding-processes/types-of-welding-positions-and-joins/

Lược dịch: Khánh An