VAV Box Single Duct Type

Tổng quan về vav box và hệ thống biến lưu lượng

Không phải ai cũng biết rằng hiệu quả làm mát – sưởi của hệ thống HVAC không chỉ phụ thuộc vào điều hòa trung tâm, mà còn chịu ảnh hưởng lớn từ thiết bị đầu cuối – trong đó vav box giữ vai trò thiết yếu. Được ví như “van tiết lưu thông minh”, vav box không ngừng điều chỉnh lưu lượng gió để tối ưu hóa nhiệt độ và tiết kiệm điện năng.

Khái niệm vav box trong HVAC

Hộp VAV (Variable Air Volume - Khối lượng không khí biến thiên) là một thành phần trong hệ thống HVAC (Sưởi ấm, Thông gió và Điều hòa không khí) kiểm soát lượng không khí được điều hòa đưa đến các vùng hoặc phòng khác nhau trong một tòa nhà.

Không giống như các hệ thống có luồng không khí cố định, hộp VAV điều chỉnh khối lượng không khí dựa trên nhu cầu sưởi ấm hoặc làm mát cụ thể của từng vùng, giúp chúng tiết kiệm năng lượng hơn, đặc biệt trong các môi trường thương mại như văn phòng hoặc trường học.

Khác với hệ CAV (Constant Air Volume) giữ lưu lượng gió cố định, VAV box có thể thay đổi lượng gió cấp – nhưng vẫn duy trì nhiệt độ mong muốn bằng cảm biến và bộ điều khiển tự động. Đây là giải pháp tiết kiệm năng lượng được sử dụng phổ biến trong các tòa nhà thương mại, văn phòng, trung tâm mua sắm, khách sạn.

Theo U.S. Department of Energy, hệ thống VAV có thể giảm tới 30% mức tiêu thụ điện năng so với hệ CAV, nhờ cơ chế điều chỉnh tự động theo tải lạnh từng khu vực.

Ưu điểm của vav box

Vav box được xem là “chìa khóa” cho các tòa nhà thông minh muốn đạt chứng chỉ LEED, LOTUS hoặc EDGE nhờ vào:

• Tối ưu hóa mức tiêu thụ điện: Giảm tải lạnh không cần thiết
• Tăng tuổi thọ thiết bị trung tâm (AHU, Chiller): Do giảm được số lần chạy ở tải cao
• Giảm chi phí vận hành dài hạn: Dễ kiểm soát qua hệ thống BMS

Vai trò của vav box trong hệ thống điều hòa

Trong toàn bộ hệ thống HVAC, vav box được lắp đặt tại đoạn cuối của ống gió chính – nơi phân phối khí lạnh hoặc khí nóng đến từng không gian nhỏ.

Nhiệm vụ chính của thiết bị này bao gồm:

• Tự động điều chỉnh lưu lượng gió: Khi nhiệt độ khu vực đạt yêu cầu, VAV sẽ giảm lưu lượng gió cấp xuống – tránh lãng phí năng lượng.
• Tối ưu hóa nhiệt độ theo khu vực: Mỗi phòng có thể cài đặt nhiệt độ riêng, tạo nên sự linh hoạt và thoải mái.
• Giảm tải cho máy lạnh trung tâm: Bằng cách cân bằng nhu cầu làm lạnh – sưởi từng vùng.

So sánh vav box và cav box

Tiêu chí	VAV Box	CAV Box
Lưu lượng gió	Thay đổi theo nhu cầu	Cố định
Hiệu quả năng lượng	Cao	Thấp hơn
Độ linh hoạt	Tùy biến từng vùng	Khó kiểm soát khu vực nhỏ
Chi phí đầu tư	Cao hơn	Thấp hơn
Ứng dụng	Văn phòng, TTTM, bệnh viện	Kho xưởng, khu công nghiệp

Nếu như CAV box phù hợp với không gian lớn, ít thay đổi, thì vav box lại là lựa chọn tối ưu cho các công trình hiện đại – nơi người dùng yêu cầu sự linh hoạt, tiết kiệm và tiện nghi.

Giới thiệu VAV Box thương hiệu GSC

VAV Box (Variable Air Volume Box) mang nhãn hiệu GSC là một thiết bị điều khiển tiên tiến được sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí và thông gió (HVAC) hiện đại. Tại thị trường Việt Nam, sản phẩm này được biết đến qua nhà cung cấp G-Sora hoặc GSC, đóng vai trò là "trái tim" của hệ thống HVAC, giúp tối ưu hóa sự thoải mái và tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

Khác với hệ thống CAV (Constant Air Volume – Lưu lượng gió không đổi) truyền thống, VAV Box GSC hoạt động dựa trên nguyên tắc điều chỉnh lưu lượng gió cấp vào từng khu vực riêng biệt theo nhu cầu sử dụng thực tế, trong khi vẫn duy trì nhiệt độ không khí không đổi.

Chức năng chính của VAV Box GSC

• Điều khiển nhiệt độ chính xác: Mỗi VAV box nhận tín hiệu từ một bộ điều khiển nhiệt độ (thermostat) đặt trong phòng. Khi nhiệt độ phòng thay đổi so với mức cài đặt, VAV box sẽ tự động điều chỉnh van gió (damper) để tăng hoặc giảm lưu lượng gió lạnh cấp vào, đảm bảo nhiệt độ luôn ổn định và dễ chịu.
• Tối ưu hóa luồng không khí: Cho phép kiểm soát độc lập nhiệt độ cho nhiều khu vực, nhiều phòng khác nhau dù chỉ sử dụng chung một hệ thống điều hòa trung tâm (AHU).
• Tiết kiệm năng lượng: Bằng cách chỉ cung cấp lượng gió cần thiết cho từng khu vực, hệ thống giúp giảm tải cho quạt của AHU, từ đó tiết kiệm đáng kể chi phí điện năng vận hành, đặc biệt ở những tòa nhà có nhu cầu sử dụng thay đổi thường xuyên.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động VAV Box GSC

Một VAV Box GSC điển hình bao gồm các bộ phận chính:

1. Hộp kim loại: Vỏ bọc bên ngoài, thường có lớp cách âm, cách nhiệt.
2. Van điều tiết (Damper): Cánh van có thể xoay để điều chỉnh tiết diện ống, qua đó thay đổi lưu lượng gió đi qua.
3. Bộ truyền động (Actuator): Một động cơ nhỏ nhận tín hiệu từ bộ điều khiển và thực hiện việc đóng/mở van gió.
4. Cảm biến lưu lượng và bộ điều khiển: Đo lường lưu lượng gió thực tế đi qua hộp và gửi thông tin về bộ điều khiển trung tâm (nếu có) để tinh chỉnh hoạt động toàn hệ thống.

Khi người dùng cài đặt nhiệt độ mong muốn, bộ điều khiển sẽ so sánh với nhiệt độ thực tế trong phòng. Dựa trên sự chênh lệch này, nó sẽ ra lệnh cho actuator điều khiển van gió mở ra nhiều hơn (để làm mát nhanh hơn) hoặc khép lại (khi phòng đã đủ lạnh), giúp duy trì môi trường tiện nghi một cách tự động và thông minh.

VAV Box thương hiệu GSC là một giải pháp linh hoạt, hiệu quả cho các công trình thương mại và dân dụng cao cấp như văn phòng, khách sạn, trung tâm thương mại, và bệnh viện, nơi yêu cầu cao về kiểm soát nhiệt độ độc lập và tiết kiệm năng lượng.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động vav box

Có bao giờ bạn tự hỏi vì sao chỉ cần chỉnh một mức nhiệt, không khí trong phòng lại tự động điều chỉnh theo? Đó là nhờ thiết kế thông minh và cơ chế kiểm soát chính xác bên trong vav box. Hiểu rõ cấu tạo và nguyên lý vận hành giúp bạn khai thác tối đa hiệu suất của thiết bị này.

Các bộ phận chính trong một vav box

Một vav box tiêu chuẩn thường gồm các thành phần sau:

• Ống gió đầu vào và đầu ra: Nơi không khí từ AHU đi vào và dẫn đến các không gian sử dụng.
• Van điều tiết (Damper): Có thể đóng/mở theo mức độ nhằm kiểm soát lượng gió.
• Động cơ servo: Kết nối với damper, điều khiển hoạt động đóng/mở.
• Cảm biến lưu lượng gió và nhiệt độ: Đo lường các thông số thực tế để gửi về bộ điều khiển.
• Bộ điều khiển (controller): Xử lý tín hiệu từ cảm biến và ra lệnh điều chỉnh van.
• (Tùy chọn): Cuộn gia nhiệt (Reheat coil) – dùng trong môi trường cần hâm nóng không khí.

Nguyên lý điều chỉnh lưu lượng gió

VAV box hoạt động theo nguyên lý phản hồi:

1. Cảm biến trong phòng ghi nhận nhiệt độ thực tế.
2. Nếu nhiệt độ lệch khỏi điểm cài đặt (setpoint), controller sẽ điều khiển damper mở rộng hoặc thu hẹp.
3. Lưu lượng gió thay đổi sẽ kéo theo sự thay đổi về nhiệt độ không khí cấp.
4. Quá trình này lặp lại liên tục để duy trì điều kiện nhiệt lý tưởng.

Với loại pressure-independent VAV, lượng gió được giữ ổn định bất kể áp suất trong ống gió thay đổi – nhờ cảm biến lưu lượng tích hợp. Đây là lựa chọn phổ biến cho các khu vực yêu cầu kiểm soát chính xác như bệnh viện, phòng sạch.

Tác động đến nhiệt độ và áp suất

Việc giảm lưu lượng gió đồng nghĩa với việc:

• Giảm tải lạnh – tiết kiệm điện
• Hạn chế tiếng ồn từ quạt thổi
• Duy trì áp suất ổn định trong ống gió chính

Ngoài ra, một số vav box tích hợp cuộn sưởi (reheat coil) để làm nóng khí lạnh nếu cần, phù hợp với vùng có khí hậu lạnh hoặc không gian yêu cầu nhiệt độ ổn định như phòng lab.

Phân loại vav box phổ biến trên thị trường

Không giống như suy nghĩ của nhiều người rằng vav box chỉ có một loại duy nhất, thực tế cho thấy thiết bị này được thiết kế đa dạng để đáp ứng các nhu cầu và điều kiện lắp đặt khác nhau. Việc hiểu rõ từng loại giúp kỹ sư lựa chọn đúng chủng loại, tối ưu hiệu quả sử dụng và giảm thiểu rủi ro sai lệch trong thiết kế hệ thống HVAC.

VAV độc lập áp suất (Pressure Independent)

Đây là dòng vav box được dùng phổ biến nhất hiện nay. Đặc điểm chính là khả năng kiểm soát lưu lượng gió ổn định bất kể áp suất trong đường ống chính thay đổi như thế nào. Nhờ có cảm biến lưu lượng tích hợp, hệ thống sẽ tự điều chỉnh cánh van sao cho đúng với lưu lượng yêu cầu.

Ưu điểm nổi bật:

• Giữ vững lưu lượng gió theo thiết kế
• Giảm ảnh hưởng từ sự dao động của AHU
• Phù hợp cho khu vực cần kiểm soát vi khí hậu như phòng sạch, bệnh viện, phòng lab

Ví dụ ứng dụng: Trong một tòa nhà có nhiều khu vực làm việc linh hoạt, vav box pressure independent giúp mỗi phòng có lưu lượng riêng mà không gây xáo trộn đến hệ thống tổng.

VAV có quạt hỗ trợ (Fan Powered VAV)

Loại này tích hợp thêm quạt ly tâm nhỏ bên trong để hỗ trợ lưu thông không khí, kể cả khi lượng gió từ AHU giảm xuống. Có hai dạng:

• Parallel fan powered VAV: Quạt chỉ chạy khi có yêu cầu sưởi hoặc gió cấp yếu
• Series fan powered VAV: Quạt chạy liên tục, thích hợp cho vùng yêu cầu thông gió ổn định

Lợi ích:

• Duy trì áp suất và lưu lượng kể cả khi AHU giảm tải
• Linh hoạt trong khu vực cần thông gió liên tục như văn phòng không cửa sổ, khu lưu trữ kín

VAV cuộn sưởi (Reheat Coil VAV)

Dành cho khu vực có khí hậu lạnh hoặc cần sưởi cục bộ. Reheat coil được đặt sau damper, có thể là loại:

• Cuộn điện trở (electric coil)
• Cuộn nước nóng (hot water coil)

Sau khi gió lạnh được giảm lưu lượng, cuộn sưởi sẽ gia nhiệt trở lại để đảm bảo nhiệt độ không bị giảm quá mức.

Lưu ý kỹ thuật: Thiết bị này cần có rơ-le giới hạn nhiệt để đảm bảo an toàn khi vận hành sưởi.

Ứng dụng vav box trong thực tế

Việc áp dụng vav box không chỉ giới hạn trong các tòa nhà văn phòng. Trên thực tế, thiết bị này đã chứng minh vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau từ thương mại, y tế đến công nghiệp, với yêu cầu vi khí hậu chính xác và khả năng tiết kiệm năng lượng vượt trội.

Dùng trong văn phòng, trung tâm thương mại

Các tòa nhà văn phòng hiện đại thường có thiết kế mặt bằng mở, sử dụng hệ thống điều hòa trung tâm với nhiều khu vực có nhu cầu làm mát khác nhau theo giờ làm việc hoặc mật độ người dùng.

VAV box ở đây giúp:

• Điều chỉnh lưu lượng gió theo từng khu vực
• Giảm điện năng tiêu thụ khi ít người dùng
• Duy trì độ ẩm, nhiệt độ đồng đều trên từng tầng

Trường hợp thực tế: Một trung tâm thương mại ở TP.HCM đã tiết kiệm 18% chi phí điện nhờ thay thế toàn bộ CAV bằng hệ thống VAV tự động.

Lắp đặt cho bệnh viện và phòng sạch

Trong môi trường y tế, việc kiểm soát chính xác nhiệt độ – lưu lượng – áp suất là yêu cầu bắt buộc. Các vav box pressure independent kết hợp với cảm biến CO₂ hoặc cảm biến hiện diện giúp:

• Tự điều chỉnh gió cấp theo nhu cầu thực tế
• Đảm bảo áp suất dương/âm cần thiết cho từng phòng
• Giảm thiểu nguy cơ lây nhiễm chéo

Ví dụ ứng dụng: Phòng phẫu thuật cần áp suất dương, phòng cách ly cần áp suất âm – mỗi không gian này đều có vav box riêng để điều tiết linh hoạt.

Ứng dụng trong tiết kiệm năng lượng

Ngoài khả năng kiểm soát khí hậu, vav box còn là công cụ hỗ trợ đắc lực cho các dự án green building:

• Tối ưu hiệu suất sử dụng năng lượng (EUI)
• Giảm tải làm việc cho chiller và AHU
• Tích hợp dễ dàng với hệ BMS (Building Management System)

Thống kê từ ASHRAE cho thấy các tòa nhà sử dụng hệ thống VAV tiết kiệm từ 15–35% năng lượng vận hành so với hệ CAV truyền thống.

Cách chọn vav box phù hợp nhu cầu

Chọn sai vav box không chỉ làm giảm hiệu quả điều hòa mà còn khiến hệ thống HVAC tiêu tốn điện năng, tăng tiếng ồn và nhanh hư hỏng. Để tránh những hệ lụy này, cần đánh giá kỹ các tiêu chí kỹ thuật ngay từ đầu, đặc biệt là khi thiết kế cho các công trình có yêu cầu vi khí hậu chính xác.

Tiêu chí kỹ thuật cần xem xét

Trước khi chọn model cụ thể, bạn cần xác định rõ:

• Tải lạnh/mức tiêu thụ BTU của từng không gian
• Khoảng dao động lưu lượng gió cần thiết
• Loại áp suất hệ thống (tĩnh hoặc biến động)
• Yêu cầu sưởi (có cần reheat coil không)

Lưu ý: Dữ liệu trên thường lấy từ kết quả phân tích tải nhiệt, bản vẽ HVAC và yêu cầu kỹ thuật của chủ đầu tư.

Kích thước, lưu lượng và độ ồn

Vav box có nhiều cỡ, từ 150mm đến 600mm, tương ứng với mức CFM (cubic feet per minute) khác nhau.

• Diện tích ≤ 20m²: chọn loại mini-VAV, lưu lượng 150–300 CFM
• Phòng họp ~30–50m²: loại 350–600 CFM
• Khu vực mở > 100m²: có thể cần loại 1000 CFM trở lên hoặc chia thành nhiều nhánh

Mức độ ồn (Noise Criteria – NC) cũng cần tính đến:

• Phòng ngủ, bệnh viện: yêu cầu NC ≤ 25
• Văn phòng: NC từ 30–35
• Nhà kho: chấp nhận NC 40–45

Chọn vav box có ống giảm thanh hoặc vật liệu chống rung là giải pháp hiệu quả để giảm độ ồn.

Phân tích theo loại công trình

Loại công trình	Gợi ý chọn vav box
Văn phòng hạng A	Pressure independent, có BMS
Bệnh viện	Fan powered VAV + sensor áp suất
Phòng sạch/lab	Reheat coil VAV, NC thấp
TTTM	Single-duct VAV, lưu lượng cao
Căn hộ cao cấp	Mini VAV, tích hợp van cân bằng

Việc phối hợp với đội thiết kế cơ điện (MEP) ngay từ giai đoạn thiết kế sơ bộ giúp tránh chi phí điều chỉnh về sau và đảm bảo đúng tiêu chuẩn xây dựng xanh (LEED, LOTUS).

Vav box là thiết bị điều chỉnh lưu lượng gió thông minh trong hệ thống HVAC, giúp tối ưu hóa năng lượng và điều kiện vi khí hậu cho từng khu vực. Việc hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý và ứng dụng thực tế của thiết bị này không chỉ giúp thiết kế hệ thống hiệu quả hơn mà còn góp phần kéo dài tuổi thọ và giảm chi phí vận hành cho toàn bộ công trình.