HIỆN TƯỢNG ĐỌNG SƯƠNG TRÊN LỚP VỎ AHU
I. Tổng quan
Về bản chất, hiện tượng đọng sương xảy ra khi lớp không khí được làm lạnh dưới nhiệt độ đọng sương của nó, lúc này nước trong khối không khí ẩm sẽ bắt đầu tách ra.
Vì vậy trong thực tế khi chúng ta thấy lớp vỏ AHU bị đọng sương khi bề mặt đó có nhiệt độ thấp đã làm lạnh lớp không khí tiếp xúc nó xuống thấp dưới điểm đọng sương, lúc này nước tách ra từ không khí sẽ bám lên bề mặt thiết bị.
Việc đọng sương trên bề mặt thiết bị là một trong những kết quả không mong muốn trong quá trình vận hành, ngoài việc giảm tính thẩm mỹ, việc đọng sương trên bề mặt còn gây rỉ sét một số linh kiện liên quan, ảnh hưởng đến sàn/ trần nơi lắp đặt thiết bị.
Ngay sau đây hãy cùng đi sâu hơn về nội dung này cũng như cách phòng tránh trong quá trình thiết kế.
Để kiểm tra vỏ AHU có khả năng xảy ra đọng sương hay không, ta cần quan tâm 2 thông số chính: nhiệt độ đọng sương của không khí xung quanh AHU và hệ số cầu nhiệt của cấu hình vỏ AHU.
II. Nhiệt độ đọng sương của môi trường xung quanh AHU
Đây là nhiệt độ mà tại đó không khí đạt trạng thái bão hòa (với độ ẩm tương đối 100%) sau khi được làm lạnh mà không làm thay đổi độ chứa hơi trong không khí đó.
Để xác định được nhiệt độ đọng sương của không khí ở điều kiện bất kỳ, ta cần biết 2 thông số sau: nhiệt độ bầu khô (Dry Bulb, là nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế) và độ ẩm tương đối (Relative humidity). Hiện nay có khá nhiều công cụ hỗ trợ việc tra nhiệt độ đọng sương, đơn giản nhất là sử dung đồ thị Psychrometric của không khí ẩm.
Như vậy, với mỗi điều kiện không khí (nhiệt độ-DB & độ ẩm tương đối-RH), ta sẽ tra được nhiệt độ đọng sương (DP) của không khí tương ứng.
Hình 2 - Thông số trạng thái của không khí ẩm- Point A: DB = 25 oC và RH = 50% thì DP (Dew point) = 13.9 oC
- Point B: DB = 30 oC, RH = 55%, DP = 20 oC
- Point C: DB = 35 oC, RH = 60%, DP = 26.1 oC
Kết quả trên cho thấy rằng, khi không khí có nhiệt độ/ độ ẩm càng cao thì nhiệt độ đọng sương và khả năng đọng sương của không khí đó càng cao.
Điều gì sẽ xảy ra nếu bề mặt thiết bị có nhiệt độ 23 oC và được đặt trong môi trường với 3 điều kiện trên?
Đáp án là thiết bị sẽ bị đọng sương trên bề mặt ở trường hợp C, do lớp không khí tiếp xúc bề mặt thiết bị được làm lạnh xuống thấp hơn 26.1 oC (điểm đọng sương của không khí đó), lúc này nước tách ra sẽ bám trên thành bề mặt thiết bị.
Vì vậy khi thiết bị làm lạnh có nhiệt độ bên trong càng thấp hoặc được đặt trong môi trường có Dewpoint càng cao sẽ càng dễ xảy ra hiện tượng đọng sương hơn.
III. Hệ số cầu nhiệt Kb (Thermal bridging factor) của cấu hình vỏ AHU
Đây là hệ số tượng trưng cho khả năng hạn chế sự truyền nhiệt giữa môi trường bên trong và ngoài qua lớp vỏ AHU.
Hệ số Kb được giới thiệu trong tiêu chuẩn British Standard BS EN 1886:1998, với công thức sau:
Thông thường hệ số Kb sẽ được tính toán và chọn để đảm bảo việc đọng sương không xảy ra với việc giả định trước tsmax.
IV. Ví dụ minh họa
Giả sử AHU đang hoạt động ổn định với nhiệt độ gió bên trong khoảng 12oC, môi trường xung quanh AHU có DB = 30oC & RH = 60%, AHU được thiết kế với cấu hình vỏ TB3 (tương ứng với 0.45<Kb<0.6, chọn giá trị thấp nhất để tính toán là 0.45). Trường hợp này có khả năng xảy ra đọng sương trên bề mặt AHU không?
Áp dụng công thức Kb ở trên: Kb = 0.45 = (12 - tsmax)/(12-30)
Suy ra: Tsmax = 20.1 oC
Do nhiệt độ bề mặt vỏ AHU (Tsmax = 20.1) thấp hơn nhiệt độ đọng sương của không khí xung quanh AHU (DPa = 21.4) nên có khả năng xảy ra đọng sương trên bề mặt.
Để khắc phục chúng ta cần tăng nhiệt độ bề mặt vỏ AHU cao hơn ít nhất 0.5~1oC so với DPa , nghĩa là Tsmax ~ 22.4 oC.
Lúc này hệ số cầu nhiệt Kb cần là: Kb = (12 - 22.4)/(12-30) = 0.58
Vì vậy, khi thiết kế AHU cần chọn cấu hình vỏ AHU với hệ số cầu nhiệt Kb cao hơn 0.58, tương đương Class TB2 trở lên.
Như vậy chúng ta vừa tìm hiểu về hiện tượng đọng sương trên lớp vỏ AHU. Nếu có bất kỳ thắc mắc hoặc ý kiến đóng góp về nội dung bài viết, anh/chị hãy để lại bình luận hoặc gửi mail về địa chỉ chillerlearner@gmail.com. Xin cảm ơn!
Thân chào và hẹn gặp lại ở chủ đề tiếp theo!
Chiller Learner.
