Phụ thuộc vào đặc điểm khí hậu mà mỗi nơi sẽ có phương pháp thông gió khác nhau. Nếu như ở Việt Nam có 2 loại là thông gió tự nhiên và thông gió cưỡng bức thì trên thế giới có 5 hệ thống thông gió được sử dụng phổ biến.

Trong bài viết này, Nhà thầu Cơ điện Galaxy sẽ giới thiệu tới bạn đọc 5 hệ thống thông gió mà thế giới hiện đang áp dụng:

Hệ thống thông gió tự nhiên

1. Thông gió tự nhiên

Thông gió tự nhiên từng là phương pháp phổ biến nhất cho phép không khí trong lành ngoài trời thay thế không khí trong nhà. Ngày nay, nó không phải là phương pháp thông gió tốt nhất, đặc biệt đối với những ngôi nhà được bịt kín để thích hợp với việc tiết kiệm năng lượng. Thông gió tự nhiên thường tỏ ra kém hiệu quả trong khả năng kiểm soát độ ẩm.

Thông gió tự nhiên xảy ra khi không kiểm soát được sự di chuyển hoặc xâm nhập không khí thông qua các lỗ nhỏ trong nhà - cũng chính là những lỗ hổng mà bạn muốn bịt lại để làm cho ngôi nhà tiết kiệm năng lượng hơn. Mở cửa sổ và cửa ra vào cũng là cách thông gió tự nhiên. Tuy vậy, vì hệ thống sưởi và làm mát trung tâm, hầu hết mọi người không thường xuyên mở cửa sổ và cửa ra vào. Do đó, sự xâm nhập không khí đã trở thành phương thức thông gió tự nhiên chính trong nhà.

Tốc độ thông gió tự nhiên của ngôi nhà là không thể dự đoán và kiểm soát, vì vậy bạn không thể dựa vào đó để thông gió cho ngôi nhà. Thông gió tự nhiên phụ thuộc vào độ kín gió của ngôi nhà, nhiệt độ ngoài trời, gió và các yếu tố khác. Do đó, trong thời tiết ôn hòa, một số ngôi nhà có thể thiếu thông gió tự nhiên để loại bỏ chất ô nhiễm. Mặt khác, những ngôi nhà bị bịt kín có thể không đủ thông gió tự nhiên trong phần lớn thời gian, trong khi những ngôi nhà có tỷ lệ xâm nhập không khí cao có thể phải chịu chi phí năng lượng cao hơn.

Thông gió tại chỗ cải thiện hiệu quả của các phương pháp thông gió khác - tự nhiên và toàn bộ ngôi nhà - bằng cách loại bỏ không khí ô nhiễm và/hoặc hơi ẩm. Hệ thống thông gió tại chỗ bao gồm việc sử dụng các quạt hút cục bộ, chẳng hạn như các quạt được sử dụng phía trên dãy bếp và trong phòng tắm.

Hiệp hội kỹ sư sưởi ấm, làm lạnh và điều hòa không khí Hoa Kỳ (ASHRAE) khuyến nghị tốc độ thông gió gián đoạn hoặc liên tục cho phòng tắm và nhà bếp: 0,01 đến 0,02 m^3//phút cho phòng tắm và 0,05 hoặc 0,01 m³/phút đối với nhà bếp.

Tất cả các quạt, lỗ thông hơi và thiết bị thông gió trong nhà cùng hoạt động như một hệ thống thống nhất để trao đổi không khí trong nhà và ngoài trời mà không lãng phí năng lượng. 

Hệ thống thông gió xả

2. Hệ thống thông gió xả (Exhaust ventilation systems)

Hệ thống thông gió xả hoạt động bằng cách làm giảm áp suất của tòa nhà. Bằng cách giảm áp suất không khí bên trong xuống dưới áp suất không khí ngoài trời, chúng hút không khí bên ngoài thông qua các lỗ thông hơi được sắp xếp có chủ đích.

Sơ đồ hệ thống thông gió xả của một ngôi nhà bao gồm hướng luồng gió, luồng xâm nhập và áp suất âm.

Hệ thống thông gió xả được áp dụng nhiều nhất ở những vùng có khí hậu lạnh. Ở những vùng khí hậu có ấm áp và ẩm ướt, quá trình giảm áp có thể hút không khí ẩm vào các hốc tường của tòa nhà, nơi nó có thể ngưng tụ và gây hư hỏng đồ đạc.

Hệ thống thông gió xả tương đối đơn giản và rẻ tiền. Thông thường, hệ thống thông gió xả bao gồm một quạt duy nhất kết nối với một điểm hút duy nhất đặt ở vị trí trung tâm ngôi nhà.

Một lựa chọn tốt hơn là kết nối quạt với các ống dẫn từ một số phòng (đặc biệt là các phòng có xu hướng tạo ra các chất ô nhiễm, chẳng hạn như nhà vệ sinh). Có thể lắp đặt các lỗ thông hơi thụ động, có thể điều chỉnh qua cửa sổ hoặc tường để tạo không khí trong lành hơn là dựa vào các lỗ rò rỉ của tòa nhà. Tuy nhiên, lỗ thông hơi thụ động có thể không hiệu quả vì có thể cần sự chênh lệch áp suất lớn hơn áp suất do quạt thông gió tạo ra để chúng hoạt động bình thường.

Quạt thông gió điểm được lắp đặt trong nhà vệ sinh nhưng hoạt động liên tục thể hiện một hệ thống thông gió xả ở dạng đơn giản nhất.

Mối quan tâm đối với hệ thống thông gió xả là chúng có thể hút các chất ô nhiễm, và/hoặc không khí sạch vào nhà. Ví dụ: Nấm mốc, bụi từ tầng áp mái, khói từ nhà để xe, khí thải từ lò sưởi hoặc lò lò nước đốt bằng nhiên liệu hóa thạch.

Hệ thống thông gió xả cũng có thể góp phần làm tăng chi phí sưởi ấm và làm mát so với hệ thống thông gió thu hồi năng lượng vì hệ thống thông gió không làm nóng hoặc loại bỏ hơi ẩm từ không khí vào nhà. 

Hệ thống thông gió cung cấp

3. Hệ thống thông gió cung cấp (Supply ventilation systems)

Hệ thống thông gió cung cấp hoạt động bằng cách điều áp tòa nhà. Họ sử dụng một chiếc quạt để đẩy không khí bên ngoài vào tòa nhà trong khi không khí rò rỉ ra khỏi tòa nhà thông qua các lỗ trên tường, ống dẫn của bồn tắm và quạt tầm xa, và các lỗ thông hơi có chủ đích.

Sơ đồ hệ thống cung cấp thông gió của một ngôi nhà bao gồm hướng luồng không khí, sự xâm nhập và áp suất dương.

Cũng như hệ thống thông gió thải, hệ thống thông gió cung cấp tương đối đơn giản và rẻ tiền để lắp đặt. Một hệ thống điển hình bao gồm hệ thống quạt và ống dẫn để đưa không khí trong lành vào các phòng có số lượng người tập trung đông. Hệ thống này có thể bao gồm cửa sổ hoặc lỗ thông gió trên tường có thể điều chỉnh được trong các phòng khác.

Hệ thống thông gió cung cấp cho phép kiểm soát không khí đi vào nhà tốt hơn hệ thống thông gió thải. Bằng cách tạo áp suất cho ngôi nhà, hệ thống này ngăn cản sự xâm nhập của các chất ô nhiễm từ bên ngoài và ngăn chặn sự rút ngược của khí từ điều hòa/lò sưởi. Chúng cũng giúp lọc không khí để loại bỏ các chất ô nhiễm, nấm mốc …

Hệ thống thông gió cung cấp hoạt động tốt nhất trong điều kiện khí hậu nóng hoặc hỗn hợp. Tuy nhiên, ở những vùng có khí hậu lạnh, hệ thống này có thể gây tăng độ ẩm trong không khí.

Vào mùa đông, hệ thống thông gió cung cấp khiến không khí ấm bên trong rò rỉ qua các khe hở ngẫu nhiên trên tường và trần nhà. Nếu không khí bên trong đủ ẩm, một số hơi ẩm có thể ngưng tụ trong gác mái hoặc các phần của bức tường bên ngoài, nơi nó có thể thúc đẩy nấm mốc phát triển.

Giống như hệ thống thông gió thải, hệ thống thông gió cung cấp không làm nóng hoặc loại bỏ hơi ẩm khỏi không khí trước khi nó vào nhà. Do đó, chúng có thể góp phần làm tăng chi phí sưởi ấm và làm mát so với hệ thống thông gió thu hồi năng lượng. Do không khí được đưa vào nhà ở những vị trí rời rạc nên để tránh gió lạnh vào mùa đông, không khí ngoài trời cần được trộn với không khí trong nhà.

Hệ thống thông gió cân bằng

4. Hệ thống thông gió cân bằng (Balanced ventilation systems)

Hệ thống thông gió cân bằng đưa không khí trong lành từ bên ngoài vào nhà với tốc độ tương đương tốc độ thải không khí ra khỏi nhà. Nếu một hệ thống thông gió cân bằng được thiết kế và lắp đặt đúng cách, hệ thống này sẽ không gây áp suất hoặc giảm áp suất cho ngôi nhà. Điều này cho phép hệ thống thông gió cơ học kiểm soát luồng không khí trong nhà, thay vì dựa vào hệ thông gió tự nhiên để di chuyển các chất ô nhiễm ra bên ngoài.

Hệ thống thông gió cân bằng có thể bị ảnh hưởng bởi hệ thống sưởi và làm mát. Hệ thống thông gió được thiết lập để cân bằng không khí trong nhà với điều kiện các thiết bị sưởi/làm mát được tắt. Việc vận hành cùng lúc, bao gồm cả hệ thống thông gió cân bằng lẫn hệ thống điều hòa có thể gây ra mất cân bằng hệ thống và khiến lượng không khí cung cấp tăng lên. Điều này có thể làm thay đổi áp suất trong nhà và khiến các chất ô nhiễm bên ngoài xâm nhập.

Để duy trì cân bằng áp suất, hệ thống thông gió và xử lý không khí nên được tách biệt và sử dụng các hệ thống ống dẫn khác nhau.

Một điểm đáng tiếc ở hầu hết các hệ thống thông gió cân bằng là chúng cho phép không khí được làm mát hoặc làm nóng thoát ra với tốc độ cao hơn bình thường. Để giảm thiểu vấn đề này, chúng ta trang bị thêm các thiết bị ERV (Energy recovery ventilation - thiết bị thông gió phục hồi năng lượng) hoặc HRV (Heat recovery ventilation - thiết bị thông gió thu hồi nhiệt). Sử dụng ERV hay HRV phụ thuộc vào khí hậu nơi ngôi nhà tọa lạc. ERV và HRV cho phép truyền nhiệt từ không khí đi vào hoặc ngược lại để duy trì nhiệt độ (và đôi khi cả mức độ ẩm) một cách hiệu quả.

Hệ thống thông gió cân bằng thường được lắp đặt trên gác mái, mặc dù vị trí có thể thay đổi tùy theo thiết kế. Một điểm xả duy nhất và một điểm cung cấp duy nhất là một phần của thiết bị chính.

Không khí được dẫn vào nhà tại điểm cung cấp được phân phối đến các khu vực được chỉ định bằng cách sử dụng ống dẫn. Không khí được thải ra từ các khu vực được chỉ định khác nhau bằng cách sử dụng bộ ống dẫn khác và cuối cùng được thải ra ngoài qua điểm xả chính. Bộ phận thông gió và các ống dẫn được đặt một cách có hệ thống để không khí ẩm được loại bỏ khỏi các phòng như nhà bếp và phòng tắm và không khí trong lành được lọc và đưa vào các phòng.

Hệ thống thông gió phục hồi năng lượng

5. Hệ thống thông gió phục hồi năng lượng (Energy recovery systems)

Hệ thống thông gió phục hồi năng lượng thường tốn nhiều chi phí lắp đặt hơn các hệ thống thông gió khác.

Các hệ thống phức tạp không chỉ tốn kém hơn để lắp đặt mà còn thường xuyên phải bảo trì nhiều hơn và tiêu thụ nhiều điện năng hơn. Đối với hầu hết các ngôi nhà, cố gắng thu hồi tất cả năng lượng trong không khí có lẽ sẽ không đáng với chi phí bổ sung. Ngoài ra, hệ thống thông gió này vẫn chưa được sử dụng phổ biến. Chỉ một số nhà thầu HVAC có đủ chuyên môn kỹ thuật và kinh nghiệm để lắp đặt chúng.

Nói chung, với hệ thống thông gió phục hồi năng lượng, đường ống phải ngắn và thẳng nhất có thể. Kích thước ống dẫn cần được tính toán chi tiết nhằm giảm thiểu sụt áp trong hệ thống. Ống dẫn cần được cách nhiệt và bịt kín các đầu nối.

Ngoài ra, tại nơi có khí hậu lạnh, hệ thống thông gió thu hồi năng lượng phải có các thiết bị giúp ngăn chặn sự hình thành băng giá. Không khí cấp quá lạnh có thể tạo ra sương giá trong và làm hỏng bộ trao đổi nhiệt. Sự tích tụ sương giá cũng làm giảm hiệu quả thông gió.

Ngoài ra, hệ thống thông gió phục hồi năng lượng cần được làm sạch thường xuyên để ngăn ngừa suy giảm tốc độ thông gió và thu hồi nhiệt, đồng thời ngăn ngừa nấm mốc và vi khuẩn hình thành trên bề mặt bộ trao đổi nhiệt.

Qua bài viết của Galaxy M&E chúng ta thấy rằng: Hệ thống thông gió xả được ưu tiên ở những vùng có khí hậu lạnh, nơi chúng ít có khả năng hút không khí ẩm vào tòa nhà. Ở nơi có khí hậu ấm áp, hệ thống thông gió cung cấp kiểm soát độ ẩm tốt hơn. Hệ thống thông gió cân bằng hoạt động ở cả khí hậu lạnh và ấm, nhưng chúng đắt hơn để lắp đặt. Hệ thống thông gió phục hồi năng lượng tốn kém hơn cả về chi phí lắp đặt lẫn chi phí bảo hành những đem lại hiểu quả cao nhất so với 4 hệ thống còn lại.

BBT Galaxy M&E

Tìm hiểu thêm các loại quạt sử dụng cho hệ thống thông gió và các yếu tố ảnh hưởng đến công suất điều hòa.