AHU chuyên dụng tách ẩm CDQ của TRANE – Một số ngộ nhận

Hãng Trane, một trong 3 hãng cung cấp thiết bị điều hòa không khí lớn nhất thế giới, đã giới thiệu một sản phẩm hoàn toàn mới, thú vị và độc quyền thương hiệu vào thị trường Việt Nam từ năm 2007 với tên gọi AHU CDQ (Cool, Dry, Quiet). Đây là một thiết bị xử lý không khí ứng dụng công nghệ bánh xe trao đổi nhiệt CDQ do chính hãng Trane nghiên cứu và giữ bản quyền sáng chế. Theo tuyên bố của hãng thì AHU CDQ có thể được sử dụng tốt trong các hệ thống yêu cầu cao về kiểm soát độ ẩm không khí. AHU CDQ có thể duy trì được ổn định độ ẩm tương đối của không khí trong không gian điều hòa trong khoảng 35 đến 60%.

Cá nhân tôi đánh giá CDQ là một sản phẩm độc đáo và có nhiều ưu điểm vượt trội. Nó thực sự có thể đem lại lợi ích cho người sử dụng. Tuy vậy, vẫn có tồn tại một vài ngộ nhận về CDQ mà nhiều người trong chúng ta vẫn chưa hiểu rõ. Một số phân tích ngắn dưới đây có thể hữu ích.

Trước hết, nói qua một chút về công nghệ xử lý không khí. Đã từ rất lâu, coil lạnh giữ một vai trò chủ yếu trong việc làm lạnh không khí, giảm nhiệt hiện (giảm nhiệt độ) và cả nhiệt ẩn (tách ẩm). Hầu hết các thiết bị xử lý không khí hiện nay đều phải dùng đến coil lạnh. Gần đây do yêu cầu gia tăng về chất lượng không khí và tiết kiệm năng lượng, một số thiết bị phụ trợ cho hệ thống được đưa vào, có thể kể đến là : bánh xe thu hồi nhiệt (heat recovery wheel), ống nhiệt (heat pipe), máy hút ẩm (dehumidifier), điện trở sưởi (electric heater)…

Ngay khi hãng Trane giới thiệu và mô tả hệ thống CDQ với 1 bánh xe đặt cạnh coil lạnh, rất nhiều người trong chúng ta ngộ nhân bánh xe CDQ này tương tự như bánh xe thu hồi nhiệt Heat recovery wheel. Thêm nữa, đôi khi chính nhân viên hãng Trane do cũng chưa hiểu rõ về hệ thống, cộng thêm quán tính về kỹ năng marketing nên họ đề cập về bánh xe CDQ này như một thiết bị song hành với coil lạnh cùng tách thêm ẩm cho AHU, nâng cao hiệu quả tách ẩm. Sự thực hoàn toàn không phải như vậy. Trong AHU CDQ, coil lạnh là thiết bị duy nhất giữ vai trò tách ẩm. Cụ thể và dễ nhận thấy nhất đó là chỉ có coil lạnh có máng nước ngưng tụ, còn bánh xe CDQ thì không. Làm sao mà một thiết bị tách ẩm lại không có chỗ nào để thoát nước ra sau quá trình tách ẩm từ không khí ?

Hãy cùng phân tích một đồ thị không khí ẩm điển hình thể hiện các trạng thái không khí đi qua AHU CDQ dưới đây :

CDQ-psychart.jpg

Theo đồ thị, chúng ta nhận thấy khi không khí đi qua bánh xe CDQ 2 lần (tương ứng với quá trình MAà MA’ và CAàSA) thì không hề có 1 lượng nước nào bị mất đi. Bản thân bánh xe CDQ không hề lấy đi ẩm từ không khí. Nó chỉ đơn giản là vận chuyển một ít nước lấy ra từ không khí sau coil để đưa vào luồng không khí mới cấp tiếp vào coil. Điều này thể hiện rõ bằng các con số về độ ẩm tuyệt đối (đơn vị gr/lb) trên đồ thị. Từ CAàSA (tương ứng với quá trình tách hơi nước sau coil), có 10 gr/lb hơi nước được bánh CDQ tách ra. Nhưng đồng thời, từ MAàMA’ (tương ứng quá trình thải ẩm từ bánh xe vào luồng không khí), có đúng 10 gr/lb hơi nước được nhả lại. Kết quả là 0 gr hơi nước tách ra bởi bánh xe CDQ. Như vậy chúng ta không nên ngộ nhận bánh xe CDQ với bánh xe thu hồi nhiệt Heat recovery wheel.

Heat recovery wheel thực sự có thể thông qua việc kết hợp với một luồng khí hoàn nguyên khác để tách ẩm ra từ không khí cấp, còn CDQ thì bản thân nó không tách ẩm. Vậy làm sao AHU CDQ có thể khống chế ẩm tốt ? Câu trả lời nằm ở coil lạnh và bộ điều khiển (controller). Chính coil lạnh là thiết bị thực hiện chức năng tách ẩm của cả hệ thống. Thật may là hãng Trane cũng đã mô tả điều này trong tài liệu kỹ thuật ,dù trong các catalog thương mại thì nếu tôi nhớ không lầm là còn chưa thấy nói rõ. Trong tài liệu kỹ thuật của Trane về CDQ có đoạn sau “The addition of the CDQ desiccant wheel to the system enhances the dehumidification performance of the traditional cooling coil. The CDQ wheel transfers water vapor, and the cooling coil does all the dehumidification work in the system” (Trang 5, CDQ Engineering Bulletin), tạm dịch “Việc gắn thêm bánh xe tách ẩm CDQ vào hệ thống giúp tăng cường khả năng hút ẩm của coil lạnh truyền thống. Bánh xe CDQ [chỉ] vận chuyển hơi nước, còn coil lạnh thực hiện toàn bộ việc tách ẩm của cả hệ thống.”

Một ngộ nhận nữa mà nhiều người có thể dễ mắc phải khi tin rằng sử dụng AHU CDQ sẽ luôn đem lại hiệu quả về tiết kiệm năng lượng. Nhà sản xuất họ marketing cho hệ thống CDQ về khía cạnh tiết kiệm năng lượng rằng bánh xe CDQ có tuổi thọ cao hơn cả bản thân AHU, lại chỉ cần 1 motor cực nhỏ vận hành với số vòng quay 8 vòng/giờ, tiêu thụ thêm điện hầu như không đáng kể. Nếu đem so sánh với hệ thống heat wheel cần motor công suất lớn, cần thêm cả một hệ quạt gió thải, so với hệ thống điện trở sưởi hao điện thường nhật thì CDQ chỉ tốn điện thêm cho 1 motor vài chục watts, quả thật là hiệu quả. Tuy nhiên, bài toán tiết kiệm năng lượng luôn luôn nên là một bài toán hệ thống tổng thể. Nhiều khi được bên này thì lại hao tổn bên kia, tiết kiệm điện ở thiết bị này thì lại tăng công suất của thiết bị khác…

Trong trường hợp CDQ, chúng ta cần xét đến năng lượng tiêu hao thêm cho quạt của AHU. Thực tế việc thêm bánh xe CDQ làm gia tăng công suất motor quạt đáng kể. Chúng ta dễ thấy quạt phải làm việc nặng nề hơn để đẩy cùng một luồng khí đi qua bánh xe CDQ 2 lần. Bản thân vật liệu làm nên bánh xe CDQ có trở lực rất lớn. Đó là chưa kể đến việc phải tốn thêm điện năng cho hệ điều khiển AHU mà nhà sản xuất luôn yêu cầu được cung cấp kèm theo hệ thống. Hãy yêu cầu nhà sản xuất cung cấp cho chúng ta 2 bản thông số hoạt động (performance report) tương ứng với trường hợp AHU không có bánh xe CDQ và trường hợp có thêm bánh xe CDQ. Khi đó việc so sánh bài toán năng lượng sẽ chính xác hơn.

Một câu hỏi khác có thể được đặt ra, đó là “Liệu tôi có thể chọn được 1 AHU với thiết kế thông thường gồm 1 coil lạnh truyền thống mà vẫn đạt được hiệu quả tách ẩm như AHU CDQ không?” .Để trả lời chính xác câu hỏi này, tôi xin nhường lại cho các kỹ sư thiết kế hệ thống. Cá nhân tôi nhận thấy rằng, điều này là có thể thực hiện được nếu chúng ta có trong tay yêu cầu cụ thể về lượng ẩm tuyệt đối được khống chế trong hệ thống, kết hợp với kỹ năng tính toán tốt về thông số không khí ẩm. Hãy nhắc lại rằng trong AHU CDQ, công việc tách ẩm hoàn toàn được thực hiện bởi coil lạnh, bánh xe CDQ chỉ có tác dụng hỗ trợ trong việc thay đổi thông số trạng thái không khí sao cho coil lạnh này phát huy được hiệu quả tách ẩm cao nhất. Thế thì cũng vẫn chính coil lạnh truyền thống giữ vai trò chủ đạo. Vậy tại sao lại không thể nếu chúng ta chỉ cần dùng một AHU truyền thống, cộng thêm sự tinh xảo hơn nữa trong việc thiết kế các điểm trạng thái không khí trước và sau coil lạnh, từ đó giúp cho coil này có được performance đúng y như coil lạnh của AHU CDQ ?

* Đính kèm : Trane CDQ Engineering Bullettin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Vui lòng nhập kết quả phép tính dưới (chống spam) *