Trong các công trình cơ điện, việc xác định rõ và đẩy đủ các yếu tố ảnh hưởng đến công suất điều hòa sẽ giúp chủ đầu tư tiết giảm chi phí mua sắm & vận hành hệ thống ĐHKK.

Tác dụng của điều hòa không khí là giúp kiểm soát, điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm trong một giới hạn không gian cụ thể. Công suất làm mát/sưởi ấm của điều hòa được hiểu đơn giản là lượng nhiệt cần bổ sung hoặc loại bỏ bởi thiết bị điều tiết. Nhiệt truyền từ môi trường nóng sang môi trường lạnh, do đó để xác định chính xác công suất điều hòa cần lắp đặt, bắt buộc phải xem xét các yếu tố tạo ra nhiệt lượng từ bên trong và ngoài không gian sử dụng điều hòa.

Vị trí công trình có ảnh hưởng lớn tới quyết định lựa chọn công suất máy điều hòa.

1. Vị trí xây dựng công trình cơ điện

Hướng tòa nhà hay công trình có ảnh hưởng trực tiếp đến sự hấp thụ bức xạ nhiệt. Theo quỹ đạo của mặt trời, phía Nam và phía Tây bị bức xạ nhiệt nhiều hơn so với phía Đông và phía Bắc.

Vị trí của công trình là một yếu tố quan trọng khác ảnh hưởng đến việc hấp thụ nhiệt. Nhiệt độ mặt trời hấp thụ qua bề mặt công trình phụ thuộc vào vị trí của công trình trên bề mặt trái đất. Vị trí càng gần đường xích đạo, nhiệt lượng hấp thụ càng lớn và ngược lại. Ngoài ra, không gian xung quanh nơi công trình tồn tại cũng có sự tác động qua lại. Nếu quanh vị trí công trình là hồ điều hòa hoặc hệ thống cây xanh, lượng nhiệt hấp thụ sẽ giảm và hạn chế hơn so với vị trí nằm giữa các tòa nhà/công trình khác. Điều này giải thích tại sao không gian sống tại vùng nông thôn thường mát mẻ hơn là tại các khu đô thị lớn.

Không gian càng lớn đòi hỏi điều hòa phải có công suất càng cao.

2. Kích thước vật lý của không gian công trình

Sự hấp thụ nhiệt của tường và các vách ngăn trong không gian sử dụng điều hòa tỷ lệ thuận với diện tích bề mặt. Triều cao trần nhà càng lớn, diện tích bề mặt tường/vách ngăn càng tăng. Điều này cũng đồng nghĩa với công suất điều hòa phải tăng tương ứng với thể tích không gian sử dụng. Ngoài ra, một không gian có quá nhiều quầy, tủ, kệ cũng đồng nghĩa với việc gia tăng nguồn hấp thụ nhiệt. Cùng một thể tích không gian, càng ít tủ/quầy/kệ thì càng giảm sự hấp thụ nhiệt, đồng thời tăng hiệu suất làm việc của hệ thống điều hòa.

Nơi tập trung đông người sẽ cần công suất điều hòa lớn hơn để bù đắp nhiệt lượng tạo ra bởi từng cá nhân.

3. Lượng người sử dụng là một trong yếu tố chính ảnh hưởng tới công suất điều hòa

Nhiệt tạo ra trong cơ thể con người nhờ quá trình oxi hóa, thường được gọi là quá trình trao đổi chất. Tốc độ trao đổi chất tùy thuộc vào từng cá nhân và tốc độ hoạt động. Trong điều kiện bình thường, cơ thể con người sẽ hoạt động ổn định nhất ở mức nhiệt 37^oC. Với nhiệt độ tạo ra bởi quá trình trao đổi chất, con người cũng đồng thời tạo ra một nhiệt lượng nhất định tùy theo công việc họ đang làm.

Nhiệt lượng tỏa ra của mỗi cơ thể được xác định bởi sự chênh lệch giữa bề mặt cơ thể với không gian xung quanh. Đối với công việc văn phòng, nhiệt lượng tạo ra bởi một người có giá trị khoảng 450 BTU/h. Ở chế độ sinh hoạt nghỉ ngơi tại gia đình, nhiệt lượng tạo ra bởi một người bình quân xấp xỉ 300 BTU/h. Theo thông số này, một không gian tập trung 10 người làm việc văn phòng sẽ cần công suất làm mát là 4.500 BTU. Công suất này chưa bao gồm nhiệt lượng làm mát không gian, thiết bị chiếu sáng, máy móc văn phòng.

Ví dụ về sự cần thiết tăng công suất điều hòa ứng với số người sử dụng:

Nếu một không gian có diện tích 20 m², độ cao trần nhà 3 m thì công suất điều hòa thường sử dụng là 12.000 BTU. Nếu không gian này có 10 người cùng làm việc, mỗi người sử dụng 1 laptop công suất 65 W và 1 bóng đèn công suất 14 W thì tổng nhiệt lượng tỏa ra trong 1 giờ sẽ bằng xấp xỉ 7196 BTU. Do vậy, để bù hao người ta phải nâng công suất điều hòa từ 12.000 BTU lên 18.000 BTU (Nếu cửa sổ căn phòng hướng Bắc/Đông Bắc) hoặc 21.000 BTU (Nếu cửa sổ căn phòng hướng Tây/Tây Tây Bắc/Tây Tây Nam).

Công suất điều hòa phụ thuộc vào tiện ích của từng không gian cụ thể.

4. Tiện ích không gian sử dụng điều hòa

Tiện ích không gian sử dụng điều hòa chính là chức năng của không gian ứng với từng nhu cầu hoạt động cụ thể. Không gian nhà thi đấu với mục đích chủ yếu phục vụ các vận động viên và khán giả sẽ cần công suất điều hòa lớn hơn không gian nhà hát Opera. Không gian văn phòng sẽ cần công suất điều hòa nhỏ hơn so với không gian nhà xưởng. Không gian của một căn phòng gia đình sẽ cần công suất điều hòa tương đương với không gian của một phòng khách sạn.

Để nói rõ hơn về sự ảnh hưởng của tiện ích không gian sử dụng tới công suất điều hòa cần lắp đặt, ta lấy ví dụ về việc tính toán công suất điều hòa phục vụ cho một nhà thi đấu trong nhà. Trong quá trình thiết kế hệ thống ĐHKK, kỹ sư cơ điện sẽ phải xem xét các yếu tố: Vị trí xây dựng của nhà thi đấu, kích thước không gian, sự hấp thụ nhiệt tạo ra bởi kết cấu và vật liệu xây dựng, số lượng khán giả, hệ thống thông gió, cửa lấy sáng, thiết bị điện sử dụng. Ngoài ra, do đặc điểm của hoạt động thể thao là luôn tiêu hao và sản sinh nhiệt lượng lớn hơn những hoạt động thường ngày nên khi thiết kế hệ thống điều hòa bắt buộc kỹ sư phải xem xét quy mô nhà thi đấu ứng với số lượng vận động viên tham gia, đặc điểm tiêu hao và nhiệt lượng tỏa ra từ mỗi vận động viên, các hoạt động trước và sau quá trình thi đấu của đội ngũ nhân sự trong đoàn thể thao.

Bên cạnh 4 yếu tố ảnh hưởng như đã nêu trên, để tăng hiệu quả làm mát/sưởi ấm, nhà thầu cơ điện có thể sẽ lắp đặt thêm hệ thống thông gió nhằm hỗ trợ lưu thông không khí, chia sẻ nhiệt lượng trong một chỉnh thể không gian sử dụng điều hòa. Ngoài ra, thông qua việc khảo sát, nhà thầu cơ điện cũng sẽ xem xét và đưa ra các khuyến nghị cần thiết với chủ đầu tư nhằm làm giảm thiểu sự thất thoát nhiệt, từ đó bổ sung dữ liệu để thiết kế và tính toán công suất điều hòa phù hợp cho công trình.