ĐIỀU HÒA CHO PHÒNG ĐÔNG NGƯỜI, NHIỀU THIẾT BỊ NÊN CHỌN NHƯ THẾ NÀO?

Khi chọn công suất điều hòa, chúng ta thường bắt đầu bằng diện tích: 15 m² dùng khoảng 9.000 BTU, 20 m² cân nhắc 12.000 BTU...

Đây là cách ước lượng ban đầu khá tiện. Nhưng có những căn phòng mà diện tích gần như không thay đổi, trong khi tải nhiệt có thể thay đổi rất lớn chỉ trong vài phút.

Một phòng họp 25 m² lúc không có người hoàn toàn khác khi 12 người cùng ngồi họp.

Một phòng khách 30 m² lúc hai người xem tivi hoàn toàn khác khi có một buổi tụ họp 10–15 người.

Một phòng làm việc có hai chiếc laptop cũng khác một căn phòng cùng diện tích chứa nhiều máy tính, màn hình và thiết bị điện hoạt động liên tục.

Nguyên nhân rất đơn giản: Con người và thiết bị điện đều đưa nhiệt vào căn phòng.

Và toàn bộ lượng nhiệt đó cuối cùng trở thành công việc mà điều hòa phải xử lý.

Vì vậy với phòng thường xuyên đông người hoặc có nhiều thiết bị, câu hỏi không nên chỉ là: “Phòng rộng bao nhiêu m²?” mà cần hỏi thêm: “Trong thời điểm sử dụng nhiều nhất, bên trong căn phòng có bao nhiêu nguồn đang liên tục phát nhiệt?”

Con người cũng là một nguồn nhiệt

Cơ thể chúng ta liên tục chuyển hóa năng lượng.

Một phần năng lượng đó được giải phóng ra môi trường dưới dạng nhiệt thông qua nhiều cơ chế như truyền nhiệt, đối lưu, bức xạ và bay hơi.

Vì vậy khi một người bước vào căn phòng, về góc nhìn của điều hòa, căn phòng vừa có thêm một nguồn phát nhiệt.

Một người có thể không tạo ra khác biệt lớn trong một phòng khách rộng.

Nhưng:

10 người = 10 nguồn nhiệt.

20 người = 20 nguồn nhiệt.

Và lượng nhiệt do mỗi người phát ra cũng không phải một con số cố định. Nó phụ thuộc vào hoạt động, cơ thể, điều kiện môi trường và nhiều yếu tố khác.

Người ngồi yên trong cuộc họp sẽ khác người đang tập luyện trong phòng thể thao.

Vì vậy không nên sử dụng một con số BTU/người như một hằng số tuyệt đối cho mọi tình huống. Nhưng nguyên lý thì rất rõ: Càng đông người → tải nhiệt bên trong càng tăng.

Tại sao căn phòng đông người còn có cảm giác bí hơn?

Con người không chỉ phát nhiệt.

Chúng ta còn:

• thải hơi nước qua hô hấp và da;

• thải CO₂ qua hô hấp;

• tạo mùi và các chất khác trong không khí.

Vì vậy một căn phòng đông người, đóng kín có thể tạo cảm giác nóng, ẩm và bí nhanh hơn.

Điều hòa có thể lấy nhiệt và tách bớt ẩm khi làm lạnh, nhưng điều hòa treo tường dân dụng thông thường chủ yếu tuần hoàn không khí trong phòng, không có nghĩa nó tự động cung cấp đủ không khí tươi từ bên ngoài.

Đây là hai bài toán khác nhau:

Điều hòa → xử lý nhiệt độ và một phần độ ẩm.

Thông gió → trao đổi không khí trong phòng với không khí bên ngoài.

Vì vậy nếu một phòng họp kín có 20 người và cảm thấy ngột ngạt, giải pháp không nhất thiết là: “Lắp điều hòa lớn hơn.”

Có thể căn phòng còn cần một giải pháp thông gió phù hợp.

Đây là điểm rất quan trọng với phòng họp, lớp học, văn phòng kín và những không gian tập trung đông người.

Thiết bị điện cũng trở thành tải nhiệt

Hãy nhìn quanh một phòng làm việc:

• máy tính;

• màn hình;

• tivi;

• máy chiếu;

• đèn;

• modem;

• ampli;

• tủ lạnh nhỏ;

• thiết bị mạng;

• máy in...

Các thiết bị này sử dụng điện và phần lớn điện năng cuối cùng trở thành nhiệt trong không gian hoặc được thải vào không gian theo nhiều con đường.

Ví dụ một thiết bị tiêu thụ điện trung bình khoảng 500 W và phần lớn năng lượng đó cuối cùng đi vào căn phòng dưới dạng nhiệt, điều hòa phải liên tục lấy lượng nhiệt tương ứng ra ngoài nếu muốn duy trì nhiệt độ.

Đây là lý do một phòng chứa nhiều thiết bị điện có thể cần công suất lạnh lớn hơn đáng kể so với phòng cùng diện tích nhưng gần như không có thiết bị.

Điều hòa không biết nguồn nhiệt đến từ mặt trời, cơ thể người hay máy tính. Nó chỉ phải lấy tổng lượng nhiệt đó ra khỏi căn phòng.

Đây chính là “tải nhiệt động bên trong”

Ở bài về tải nhiệt, chúng ta đã chia các nguồn nhiệt thành những nhóm để dễ hình dung.

Tường, mái, kính và nhiệt từ môi trường bên ngoài liên quan nhiều tới tải nhiệt từ bên ngoài.

Trong khi: người + thiết bị + đèn + các nguồn phát nhiệt trong phòng

tạo nên phần tải phát sinh bên trong không gian.

Điểm đặc biệt của nhóm này là nó có thể thay đổi rất nhanh.

Mặt trời không thể từ 2 người thành 20 người trong vòng năm phút.

Nhưng phòng họp thì có thể.

Một căn phòng đang gần như trống: tải thấp

10 phút sau cuộc họp bắt đầu: 20 người + laptop + màn hình + máy chiếu

và tải nhiệt tăng lên rõ rệt.

Vì vậy những không gian này cần được lựa chọn điều hòa dựa trên kịch bản sử dụng thực tế, không chỉ trạng thái căn phòng lúc khảo sát.

Hãy phân biệt “sức chứa tối đa” và “số người thường xuyên”

Giả sử một phòng khách có thể chứa 20 người trong dịp Tết, nhưng 99% thời gian chỉ có 3–4 người sử dụng.

Có nên chọn điều hòa để đáp ứng hoàn hảo 20 người trong mọi điều kiện?

Chưa chắc.

Nếu chọn máy theo một tình huống cực đoan chỉ xảy ra vài giờ mỗi năm, chúng ta có thể phải mua một hệ thống quá lớn cho phần lớn thời gian còn lại.

Ngược lại, một phòng họp 30 m² được thiết kế cho 15 người và gần như ngày nào cũng có 12–15 người sử dụng thì số người đó phải được coi là tải sử dụng bình thường, không phải trường hợp ngoại lệ.

Vì vậy cần hỏi: Đông người là tình trạng thường xuyên hay chỉ thỉnh thoảng?

Đây là dữ liệu rất quan trọng để quyết định mức công suất và dự phòng.

Với Inverter, khả năng thay đổi công suất đặc biệt hữu ích trong trường hợp này

Hãy hình dung một phòng họp.

8H30

Chưa có người.

→ tải thấp.

9H00

12 người bước vào.

Laptop, màn hình và máy chiếu bật lên.

→ tải tăng nhanh.

10H30

Cuộc họp kết thúc.

Mọi người rời phòng.

→ tải giảm mạnh.

Đây là một ví dụ rất rõ về tải nhiệt biến động.

Một chiếc Inverter có thể thay đổi công suất trong phạm vi thiết kế để phản ứng với sự thay đổi đó.

Khi tải tăng, máy tăng công suất.

Khi tải giảm, máy giảm công suất.

Nhưng giống các bài trước, điều này chỉ có ý nghĩa khi chiếc máy được chọn đúng cỡ ngay từ đầu.

Nếu tải bình thường của phòng họp đã gần hoặc vượt công suất Max, Inverter không thể biến một chiếc máy nhỏ thành máy lớn.

Với phòng đông người, có nên ưu tiên Max cao?

Có thể quan tâm, nhưng không được dùng sai.

Một dải Max rộng có thể hữu ích khi tải tăng tạm thời, chẳng hạn nhiều người cùng bước vào phòng hoặc cần kéo nhiệt độ xuống nhanh.

Nhưng nếu căn phòng thường xuyên có 15 người và chỉ đủ lạnh khi máy chạy gần Max liên tục, thì Max đang bị dùng như công suất làm việc chính.

Đây không phải cách chọn hợp lý.

Nguyên tắc vẫn là:

Rated phải phù hợp với tải sử dụng bình thường.

Max là khoảng dự phòng cho những thời điểm tải tăng.

Đừng quên tải nhiệt tĩnh của căn phòng

Một sai lầm khác là thấy phòng đông người rồi chỉ cộng tải người và thiết bị.

Căn phòng vẫn còn những tải nhiệt vốn có:

• không khí và đồ đạc cần được làm nguội;

• nhiệt truyền qua tường;

• nhiệt qua mái;

• bức xạ qua kính;

• không khí nóng lọt vào khi mở cửa.

Có thể hiểu tổng quát: TẢI NHIỆT CĂN PHÒNG = tải từ bên ngoài + tải phát sinh bên trong + các thành phần nhiệt cần xử lý trong quá trình đưa phòng về trạng thái mong muốn.

Người và thiết bị chỉ là một phần của bài toán, dù trong một số không gian chúng có thể là phần rất lớn.

Đây là lý do không thể chọn điều hòa cho phòng họp bằng một công thức duy nhất kiểu: X m² + Y BTU/người = đáp án chính xác.

Công thức nhanh có thể giúp ước lượng, nhưng khi tải lớn và yêu cầu cao, cần khảo sát kỹ hơn.

Một ví dụ rất dễ hình dung

Giả sử có hai căn phòng cùng: 30 m²

Phòng A – phòng khách gia đình

3 người
1 tivi
Ít thiết bị
Cửa đóng tương đối ổn định

Phòng B – phòng họp

15 người
15 laptop
1 màn hình lớn
Đèn
Cửa mở mỗi khi có người ra vào

Nếu chỉ nhìn: 30 m² = 30 m²

hai phòng giống nhau.

Nhưng từ góc nhìn của điều hòa: đó là hai bài toán hoàn toàn khác.

Không phải vì phòng B “khó tính” hơn.

Mà đơn giản vì: mỗi giờ có nhiều nhiệt được đưa vào phòng B hơn.

Phòng đông người còn cần quan tâm lưu lượng gió

Khi nhiều người cùng ngồi trong một không gian, việc phân phối không khí trở nên quan trọng.

Một chiếc điều hòa đủ tổng công suất nhưng luồng gió tập trung ở một khu vực có thể khiến: người gần máy lạnh buốt trong khi: người cuối phòng vẫn nóng.

Đặc biệt với phòng họp dài, lớp học hoặc không gian đông người, cần xem:

• vị trí dàn lạnh;

• hướng thổi;

• lưu lượng gió;

• khả năng đưa gió đi xa;

• số điểm cấp gió nếu không gian lớn;

• và hệ thống thông gió nếu cần.

Đây cũng là lý do những không gian thương mại lớn thường sử dụng các giải pháp phân phối không khí khác điều hòa treo tường thông thường.

Đừng nhầm điều hòa mạnh với thông gió tốt

Đây là điểm cần nhấn mạnh một lần nữa.

Nếu một phòng họp có 20 người và CO₂ tăng cao, lắp điều hòa công suất lớn hơn không tự động đưa CO₂ ra ngoài.

Máy có thể làm nhiệt độ xuống thấp hơn nhưng không khí vẫn có thể bí.

Muốn xử lý vấn đề đó cần trao đổi không khí với bên ngoài bằng giải pháp thông gió phù hợp.

Tất nhiên không khí tươi đưa từ ngoài vào lại có nhiệt độ và độ ẩm khác không khí trong phòng, nên chính nó cũng tạo thêm tải cho hệ thống điều hòa.

Vì vậy với không gian đông người, hai hệ thống cần được xem cùng nhau:

Điều hòa xử lý tải nhiệt.

Thông gió xử lý nhu cầu trao đổi không khí.

Và hệ thống điều hòa phải được tính đủ để xử lý cả ảnh hưởng của lượng không khí tươi được đưa vào nếu có.

Còn phòng có nhiều thiết bị công suất lớn thì sao?

Một số không gian có tải thiết bị rất cao:

• phòng server;

• phòng máy;

• studio;

• phòng thiết bị;

• phòng có nhiều máy tính hiệu năng cao.

Những trường hợp này không nên chọn điều hòa theo cách thông thường:

“Bao nhiêu m² thì bao nhiêu BTU.”

Bởi tải thiết bị có thể chiếm phần lớn tổng tải nhiệt và hoạt động liên tục cả ngày.

Ví dụ một phòng nhỏ chỉ 15 m² nhưng chứa nhiều thiết bị tiêu thụ vài kW điện có thể cần khả năng làm lạnh rất khác phòng ngủ 15 m².

Với những trường hợp như vậy, cần xác định công suất điện thực tế và chế độ hoạt động của thiết bị, đồng thời xem yêu cầu vận hành liên tục, dự phòng và độ tin cậy.

Diện tích càng không còn là dữ liệu đủ để lựa chọn.

Có thể giảm tải nhiệt từ thiết bị không?

Có những trường hợp có thể.

Ví dụ:

• tắt màn hình khi không sử dụng;

• sử dụng chế độ tiết kiệm điện;

• đưa thiết bị sinh nhiệt lớn ra khỏi phòng nếu phù hợp;

• dùng thiết bị hiệu suất cao hơn;

• quản lý thời gian vận hành;

• bố trí hệ thống thoát nhiệt riêng cho thiết bị đặc thù.

Nguyên tắc vẫn giống bài phòng hướng Tây:

Nếu giảm được nhiệt ngay từ nguồn, điều hòa sẽ phải xử lý ít nhiệt hơn.**

Nhưng với thiết bị phục vụ công việc, chúng ta thường không thể đơn giản tắt chúng. Khi đó tải thiết bị phải được coi là một phần thực sự của bài toán chọn công suất.

Vậy nên chọn công suất thế nào cho phòng đông người, nhiều thiết bị?

Không nên bắt đầu bằng việc cộng một tỷ lệ cố định vào diện tích.

Hãy đi theo trình tự:

1. XÁC ĐỊNH TẢI CƠ BẢN CỦA CĂN PHÒNG

Diện tích
Chiều cao
Hướng nắng
Kính
Mái
Tường
Không gian thông nhau

↓

2. XÁC ĐỊNH SỐ NGƯỜI SỬ DỤNG BÌNH THƯỜNG

Không chỉ hỏi:

“Tối đa chứa được bao nhiêu người?”

Mà hỏi:

“Thông thường có bao nhiêu người?”

↓

3. XÁC ĐỊNH THIẾT BỊ

Máy tính
Màn hình
Tivi
Máy chiếu
Đèn
Thiết bị chuyên dụng...

↓

4. XEM TẢI CÓ BIẾN ĐỘNG KHÔNG

Người vào/ra?
Thiết bị bật/tắt?
Tải thay đổi theo giờ?

↓

5. CHỌN RATED PHÙ HỢP

Công suất danh định cần đáp ứng tải sử dụng bình thường, có dự phòng hợp lý.

↓

6. VỚI INVERTER, XEM MIN – RATED – MAX

Min: khi phòng ít người.

Rated: tải sử dụng thông thường.

Max: hỗ trợ khi tải tăng tạm thời.

↓

7. KIỂM TRA GIÓ VÀ THÔNG GIÓ

Gió lạnh có phân phối đều không?

Có cần không khí tươi không?

Nếu có thông gió, tải của không khí ngoài trời đã được tính đến chưa?

Nếu chỉ cần nhớ 5 điều

1. Con người cũng là nguồn nhiệt. Căn phòng càng đông người, tải nhiệt bên trong càng lớn.

2. Thiết bị điện cũng góp phần tạo tải nhiệt. Phòng nhiều máy tính, màn hình hoặc thiết bị công suất lớn có thể cần khả năng làm lạnh rất khác phòng cùng diện tích nhưng ít thiết bị.

3. Hãy tính theo số người và thiết bị thường xuyên, không chỉ tình huống đông nhất hiếm khi xảy ra. Nếu quá chú trọng một vài giờ cực đoan mỗi năm, chúng ta có thể chọn máy quá lớn cho phần lớn thời gian còn lại.

4. Với Inverter, Rated phải đáp ứng tải sử dụng bình thường; Max dành cho những thời điểm tải tăng. Không nên chọn máy thiếu rồi dựa vào Max để bù.

5. Điều hòa và thông gió là hai nhiệm vụ khác nhau. Điều hòa có thể làm phòng mát nhưng không đồng nghĩa căn phòng đông người đã có đủ không khí tươi.

Có thể tóm tắt toàn bộ bài bằng một câu:

Diện tích cho biết căn phòng lớn đến đâu; người và thiết bị cho biết bên trong căn phòng đang liên tục tạo thêm bao nhiêu nhiệt.

Vì vậy trước khi hỏi:

“Phòng 30 m² cần điều hòa bao nhiêu BTU?”

với một phòng họp, lớp học, văn phòng hay không gian nhiều thiết bị, hãy hỏi thêm:

“30 m² đó có bao nhiêu người, bao nhiêu thiết bị và chúng hoạt động trong bao lâu?”

Chỉ thêm vài câu hỏi như vậy, một phép chọn công suất đơn giản theo diện tích đã trở thành một lựa chọn sát với điều kiện sử dụng thực tế hơn rất nhiều.

TÌM HIỂU THÊM

→ Phòng bao nhiêu m² thì dùng điều hòa 9.000, 12.000, 18.000 hay 24.000 BTU?

→ Chọn điều hòa thừa công suất có tốt hơn không?

→ Chọn điều hòa thiếu công suất sẽ xảy ra điều gì?

→ Nên mua điều hòa Mono hay Inverter?

→ Điều hòa phòng khách nên ưu tiên những gì?

→ Điều hòa cho phòng hướng Tây, nhiều kính hoặc tầng mái nên chọn như thế nào?

→ Đọc công suất lạnh và dải công suất lạnh Min – Rated – Max của điều hòa như thế nào?

→ Đọc lưu lượng gió và độ ồn của điều hòa như thế nào?

KSDM – KỸ SƯ ĐIỆN MÁY
Giúp Bạn: Hiểu Rõ → Mua Đúng & Yên Tâm Sử Dụng.