AHU là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của hệ thống AHU

AHU là một thiết bị không thể thiếu trong hệ thống xử lý không khí cho các tòa nhà. Và nếu bạn chưa biết AHU là gì, nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo của AHU thì hãy cùng tìm hiểu với Thiết bị phòng sạch VCR qua bài viết này nhé.

1. AHU Là gì?

AHU là viết tắt của Air Handling Unit, một thiết bị trao đổi nhiệt và xử lý nhiệt ẩm, tạo độ sạch cho không khí và thường được dùng trong hệ thống HVAC.

AHU là một bộ phận trong hệ thống HVAC, có thể coi nó là đầu não của hệ thống này. Và HVAC thì được ứng dụng rất nhiều trong các nhà máy sản xuất, tòa nhà, bệnh viện, khách sạn, …

AHU System làm nhiệm vụ xử lý không khí và lưu thông không khí trong toàn bộ hệ thống tòa nhà. Air Handling Unit thường được thiết kế để sử dụng ngoài trời, thông thường là trên mái nhà, còn được gọi là thiết bị trên mái nhà (RTU).

Về mặt hình thức, AHU là một hộp kim loại lớn chứa các quạt thông gió riêng biệt để cung cấp và thải khí, cuộn dây sưởi, cuộn dây làm mát, hệ thống thu hồi nhiệt / làm mát, giá đỡ hoặc buồng lọc không khí, bộ suy giảm âm thanh, buồng trộn và bộ giảm chấn.

2. Các loại AHU – Air Handling Unit

Thông thường, Air Handling Unit được chia làm 2 loại khác nhau đó là AHU chạy nước và loại AHU gas lạnh trực tiếp.

Mỗi loại đều có những điểm riêng, bạn có thể theo dõi sau đây:

AHU chạy nước

AHU chạy nước là gì? AHU chạy nước còn được gọi là Water AHU, nó sử dụng nước bao gồm có dàn trao đổi nhiệt thường được sử dụng để trao đổi nhiệt ở giữa nước lạnh đi qua ống đồng. Không khí thổi qua quạt ly tâm, hệ thống điều khiển gồm có cảm biến độ ẩm, nhiệt độ, van ba ngã actuator và chiller…

Khi hoạt động, nếu nhiệt độ trong phòng lớn hơn nhiệt độ đặt thì lúc này van 3 ngã sẽ mở cho nước lạnh chảy qua dàn trao đổi nhiệt cho đến khi nhiệt độ giảm xuống bằng nhiệt độ đặt thì van mới đóng lại, khi đó nước lạnh sẽ chảy qua đường Bypass và cuối cùng là về thiết bị làm lạnh nước.

AHU loại dùng gas lạnh trực tiếp - DX AHU

DX AHU là loại bao gồm Dàn trao đổi nhiệt dùng để trao đổi nhiệt giữa các gas lạnh nhờ lực hút của quạt ly tâm đi qua các ống đồng và thổi không khí qua nó nhờ lực hút của quạt ly tâm.

Lọc thô và lọc túi sẽ lọc qua không khí trước khi cấp vào khu vực thường được sử dụng. Đối với các môi trường cần độ sạch cao như phòng sạch thì chúng ta cần thêm hệ thống lọc HEPA, trong đó có các bộ lọc G4 cho AHU, lọc túi và bộ lọc HEPA

Air Handling Unit có quạt cấp thường được dùng là quạt ly tâm. Riêng với các loại quạt được ứng dụng trong phòng sạch có ngoại áp suất tĩnh lên đến 1000Pa.

AHU này sẽ sử dụng VSD (variable speed drive) để hiệu chỉnh được chính xác lượng đúng theo thiết kế cho các quạt công suất lớn.

Tốc độ quạt gió để điều khiển nhiệt độ không khí đầu ra được điều khiển thông qua valve nước lạnh.

3. Cấu tạo AHU

Các bộ phận trong Air Handling Unit

Cấu tạo hệ thống AHU thường được lắp ghép từ nhiều module như sau: Buồng hòa trộn, Bộ lọc khí, Dàn trao đổi nhiệt và Hộp quạt. Đặc biệt trên buồng hòa trộn sẽ có 2 cửa gắn van điều chỉnh, 1 cửa lấy gió tươi, 1 cửa nối với đường hồi gió. Hệ thống điều khiển chính sẽ bao gồm: biến nhiệt, van ba ngã actuator,.. Phòng ban giảm âm và giảm rung, ống cấp khí,…

Thông thường khi lựa chọn AHU người ta sẽ thiết kế sao cho phù hợp với yêu cầu của từng công trình. Tuy nhiên nó thường có cấu tạo chung bao gồm: Quạt gió, Dàn gia nhiệt, Dàn lạnh, Bộ lọc khí và Vỏ bảo vệ.

Chi tiết và Công dụng của từng bộ phận AHU

Vỏ bảo vệ AHU

Vỏ bảo vệ là khung nhôm định hình giúp tạo lớp cách nhiệt, thông thường sẽ được thiết kế bo tròn để chống bám bụi bên ngoài.

Quạt gió

Quạt sử dụng trong AHU System thường là quạt ly tâm. Cấu tạo loại quạt này sẽ gồm có hai lớp, trong đó có lớp cách nhiệt đạt tiêu chuẩn. Đặc biệt với AHU lắp ngoài trời, quạt sẽ được trang bị thêm một lớp bảo ôn và băng chống ăn mòn để phù hợp với điều kiện môi trường.

Bộ phận chống rung

Quạt có công suất lớn sẽ tạo ra độ rung và tiếng ồn đáng kể trong thời gian hoạt động. Vì vậy các bộ phận chống rung giúp cho việc hoạt động êm ái hơn cũng như tránh tạo ra các tiếng ồn trong quá trình hoạt động.

Dàn gia nhiệt

Dàn gia nhiệt, hay còn gọi là Heater, là bộ phận đảm bảo công việc trao đổi nhiệt ở giữa nước lạnh đi qua ống đồng và trao đổi không khí qua AHU để tạo ra không khí lạnh.

Cấu tạo của nó bao gồm có các cuộn dây đồng (hoặc dây nhôm) để trao đổi nhiệt trực tiếp trong luồng không khí. Hệ thống các cuộn dây này sẽ liên quan tới môi trường cung cấp sau đó điều khiển việc làm nóng hoặc làm mát cho phù hợp.

Bộ lọc không khí

Hệ thống AHU sẽ có lọc thô, lọc tinh và đối với các môi trường yêu cầu độ sạch cao thì sẽ cần phải có lọc HEPA.

Các bộ lọc sẽ đảm bảo việc lọc các hạt bụi ở nhiều cấp độ khác nhau, giúp tạo ra không khí sạch từ việc loại bỏ các hạt bụi và các chất gây ô nhiễm từ không khí ngoài môi trường.

Điện trở sưởi

Điện trở sưởi là bộ phận giúp xử lý ẩm ở trong hệ thống AHU, đồng thời nó cũng sẽ đảm nhận việc xử lý nhiệt.

Bộ tách ẩm cục bộ ngưng tụ

Bộ phận này sẽ giúp làm lạnh sơ bộ, không khí sẽ được làm lạnh rồi tách ẩm sơ bộ rồi sau đó được di chuyển vào bên trong dàn lạnh chính.

Điều khiển trung tâm:

Bộ phận này có vai trò truyền phát tín hiệu điều khiển và thu nhận các tín hiệu từ các thiết bị phản hồi.

4. Nguyên lý hoạt động của hệ thống AHU

Vậy quy trình và nguyên lý hoạt đông của AHU là gì?

Dưới đây là quy trình và nguyên lý làm việc của một hệ thống AHU:

• Van 3 ngã sẽ mở cho nước lạnh chảy qua dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh không khí khi nhiệt độ ở khu vực cần làm lạnh cao hơn so với mức nhiệt độ cài đặt.
• Đến khi không khí làm cho nhiệt độ trong khu vực đó thấp hơn so với mức nhiệt độ như đã cài đặt ban đầu thì van này sẽ đóng lại. Sau đó dòng nước lạnh sẽ chảy theo đường Bypass đề về Chiller.
• Cùng lúc đó, không khí trước khi được đưa vào dàn lạnh AHU sẽ được lọc qua các bộ lọc thô và bộ lọc túi, chúng ta còn gọi nó là bộ phận tiền lọc.
• Đối với các môi trường cần độ sạch cao hơn, chúng ta sẽ sử dụng thêm màng lọc HEPA.
• Không khí sau khi đã đi qua hệ thống lọc sẽ được tiếp xúc với dàn trao đổi nhiệt ở bên trong hệ thống AHU và sau đó nó sẽ tạo ra không khí lạnh cho môi trường.
• Tiếp theo, không khí sẽ đi đến buồng tuần hoàn, và cuối cùng, phần không khí lạnh sẽ được thổi qua đường ống gió của hệ thống HVAC để đi đến khu vực cần xử lý không khí.
• Mức nhiệt độ của không khí đầu ra sẽ phụ thuộc vào tốc độ của quạt gió và được điều chỉnh bởi Valve nước lạnh.
• Thông thường thì các hệ thống điều hòa AHU được sử dụng chủ yếu đề xử lý sơ bộ cho luồng không khí chứ không chính xác một cách tuyệt đối.
• Nếu muốn xử lý độ ẩm một cách chính xác nhất thì người ta sẽ sử dụng thêm hệ thống FCU tại từng khu vực cụ thể cần thiết.

5. Các thông số cần có khi khi lựa chọn AHU cho hệ thống HVAC

Thông thường, các đơn vị cung cấp hệ thống máy lạnh đều sẽ có bộ phận kỹ thuật để hỗ trợ khách hàng chọn thiết bị AHU sao cho phù hợp nhất với yêu cầu cụ thể của công trình do người thiết kế đưa ra.

Người thiết kế đóng vai trò quan trọng nhất khi lựa chọn AHU cho các công trình. Nếu họ không nắm rõ mọi thông số mà lựa chọn các sản phẩm có sẵn thì sẽ gây ra việc không phù hợp khiến cho hiệu quả bị giảm sút.

Bạn có thể tham khảo một số thông số kỹ thuật cho AHU System cơ bản như sau:

• Total Capacity: kW
• Sensible Capacity: kW
• Supply Air Volume: 1/s
• Coil Entering Air Temperature (DB-WB): °C
• Coil Leaving Air Temperature (DB-WB): °C
• Fresh Air Volume: I/s
• Fresh Air (DB-WB): °C
• External Static Pressure: Pa
• Cooling/Heating Water Flow: I/s
• On-Off Coil Water Temp: °C
• Main Filter Type: Panel/Bag/Hepa Filter
• Supply Fan Power: kW

6. Vị trí lắp đặt hệ thống Air Handling Unit

AHU thường được tìm thấy trong các tòa nhà thương mại và công nghiệp từ trung bình đến lớn.

Chúng thường được đặt ở tầng hầm, trên mái nhà hoặc trên các tầng của tòa nhà. AHU sẽ phục vụ một khu vực hoặc khu vực được chỉ định trong một tòa nhà như phía đông, hoặc các tầng 1 - 10 hoặc có lẽ chỉ một mục đích như Nhà vệ sinh của các tòa nhà. Rất phổ biến để tìm thấy nhiều AHU xung quanh một tòa nhà.

Một số tòa nhà, đặc biệt là tòa nhà cao tầng cũ, sẽ chỉ có một AHU lớn, thường nằm trên mái. Chúng sẽ cung cấp cho toàn bộ tòa nhà. Chúng có thể không có ống dẫn trở lại, một số thiết kế cũ dựa vào không khí bị rò rỉ ra khỏi tòa nhà. Thiết kế kiểu này không còn phổ biến trong các tòa nhà mới bởi vì nó rất kém hiệu quả. Hiện tại phổ biến nhất là có nhiều khe kín khí nhỏ hơn, vì vậy chúng ta cần phải có ống dẫn trở lại để điều chỉnh áp suất bên trong tòa nhà.

Ở các nhà máy công nghiệp, AHU hay là hệ thống HVAC thường sẽ được đặt ở trên trần kỹ thuật.

7. Ứng dụng của AHU

Chức năng của Air Handling Unit

AHU sẽ điều hòa và phân phối không khí trong chính tòa nhà được lắp đặt. Chúng lấy không khí xung quanh trong lành từ bên ngoài, làm sạch, làm nóng hoặc làm mát nó, thậm chí là làm ẩm và sau đó dẫn khí qua một số ống thông gió lắp xung quanh các khu vực được thiết kế trong tòa nhà.

Hầu hết các AHU đều có một ống dẫn bổ sung để dẫn không khí đã sử dụng ra khỏi phòng, trở lại AHU, nơi một chiếc quạt sẽ xả nó trở lại môi trường bên ngoài. Một ít không khí đã tuần hoàn này có thể được tuần hoàn trở lại một lần nữa vào nguồn cung cấp không khí trong lành để tiết kiệm năng lượng , chúng ta sẽ xem xét điều này kỹ hơn ở phần tiếp theo trong bài viết. Ngược lại, nếu không thể, nhiệt lượng có thể được phân tách và đưa vào luồng khí tươi.

Hệ thống AHU được sử dụng ở đâu?

Air Handling Unit được sử dụng trong rất nhiều hiện nay, chúng ta có thể kể đến như:

• Tòa nhà cao tầng
• Nhà xưởng công nghiệp, nhà máy sản xuất
• Phòng sạch
• Khách sạn, các cơ sở sinh hoạt cao cấp
• Văn phòng, trường học, bệnh viện, phòng Lab, …
• Và ở các môi trường cần xử lý không khí

AHU có thể gọi là thiết bị xử lý không khí không thể thiếu hiện nay. Qua bài viết này, mong rằng nó sẽ giúp bạn hiểu được AHU là gì, nguyên lý hoạt động cũng như ứng dụng của nó ra sao để bạn có thể lựa chọn và áp dụng cho cơ sở của mình.