RTU - Thiết bị xử lý không khí đặt trên mái là gì?

  • 12 Tháng 06, 2019

Chúng ta đã tìm hiểu về AHU - Một thiết bị xử lý không khí. Vậy RTU - cũng là một anh em của nó là gì? và có chức năng như thế nào? Tại sao chúng ta cần RTU trong khi đã có AHU.

Hãy cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Mục lục

 Định nghĩa

 Chức năng

 Cấu tạo

 Phân loại

1. Định nghĩa RTU

Rooftop Unit - Viết tắt là RTU, là từ dùng để chỉ các thiết bị xử lý không khí được đặt trên mái của các cửa hàng và các tòa nhà thương mại nhỏ để điều hòa không khí cho các khu vực được xác định.


2. Chức năng RTU

Mục đích của một thiết bị trên tầng thượng là điều hòa không khí trong các khu vực xác định của tòa nhà. Các thiết bị trên tầng thượng được kết nối với hệ thống ống gió cung cấp một tuyến đường xác định cho không khí điều hòa đi cùng.

Bây giờ, chúng ta sẽ xem xét tiếp về các thiết bị xử lý không khí hay còn gọi là AHU. Các RTU cũng là một loại xử lý không khí, sự khác biệt chính là chúng thường nhỏ gọn hơn và chúng luôn được lắp đặt trên mái nhà nên chúng cần mạnh mẽ hơn và chống chịu tốt với thời tiết để đối phó với nắng, mưa, tuyết, gió, v.v. Ngoài ra, AHU thường sẽ được kết nối với thiết bị trung tâm như thiết bị làm lạnh Chiller và nồi hơi để cung cấp hệ thống sưởi và làm mát, nhưng RTU thì độc lập và đã có sẵn mọi thứ nó cần. Đó là lý do tại sao họ gọi chúng là điều hòa không khí và chúng ta sẽ sớm nhìn vào bên trong một số mô hình RTU để hiểu lý do tại sao.

3. Cấu tạo RTU

Có nhiều loại RTU và chúng ta sẽ xem xét bốn phiên bản điển hình, bắt đầu với các phiên bản cơ bản nhất.

Cơ bản nhất là loại gió tươi 100%, không có tuần hoàn gió thải. Nó cần 100% không khí trong lành. Gió thải trở lại thường được loại bỏ bởi một quạt hút bên ngoài để cân bằng áp suất không khí.

a. Lớp vỏ RTU

Ngoài cùng là lớp vỏ, chúng cần đủ chắc chắn để bảo vệ tất cả các thiết bị cơ và điện bên trong khỏi nắng, gió, mưa, tuyết, sương giá, v.v. Trên lớp vỏ sẽ có một số ô mở được tích hợp để cho phép các kỹ sư tiếp cận các bộ phận bên trong và thực hiện bảo trì.

b. Cổng hút gió

Ở một đầu thường sẽ có một cổng hút gió. Đây là nơi không khí xung quanh bên ngoài môi trường sẽ được hút vào máy. Cổng được thiết kế theo hình dạng này để ngăn nước, tuyết và các mảnh vụn xâm nhập vào thiết bị. Thông thường sẽ có một tấm lưới được lắp sau cổng hút gió sẽ ngăn không cho động vật hoang dã và các vật thể xâm nhập, vì điều này sẽ gây ra tắc nghẽn và làm hỏng quạt.

c. Van điều tiết

Bộ phận tiếp theo là một số van điều tiết. Không phải mọi RTU đều có bộ phận này nhưng các thiết kế mới hơn thường có chúng. Về cơ bản, đây là những tấm kim loại quay cùng nhau. Chúng có thể mở hoàn toàn để cho phép không khí đi vào thiết bị hoặc đóng hoàn toàn để bịt kín thiết bị và ngăn không khí đi vào hoặc rời khỏi. Khi cần thiết, chúng có thể mở hoặc đóng 1 phần để điều chỉnh lưu lượng không khí vào, ra thiết bị.

d. Bộ lọc

Phía sau van điều tiết sẽ là các bộ lọc. Chúng có thể trượt ra bên ngoài qua các ô cửa trên thiết bị. Mục đích của chúng là làm sạch không khí bằng cách thu giữ bụi bẩn lẫn trong luồng gió tươi. Nếu chúng ta không lắp đặt các bộ lọc thì quạt, cuộn trao đổi nhiệt, các bộ phận cơ khí và ống dẫn sẽ bị bụi phủ kín từ từ và nó sẽ làm giảm hiệu năng của máy và nếu tích tụ quá nhiều thì sẽ gây ra lỗi thiết bị sau một thời gian.

e. Cuộn trao đổi nhiệt

Sau các bộ lọc, chúng ta sẽ thấy các cuộn trao đổi nhiệt. Những cuộn này sẽ được sử dụng để làm mát hoặc làm nóng không khí bằng cách thêm hoặc loại bỏ năng lượng nhiệt. Tùy thuộc vào vị trí của khu vực đặt RTU và điều kiện môi trường xung quanh, một số thiết bị sẽ chỉ có cuộn làm mát, đôi khi chỉ có cuộn sưởi và một số sẽ có cả cuộn sưởi và cuộn làm mát.

Nếu thiết bị chỉ cần làm mát thì nó thường sẽ có một cuộn duy nhất được kết nối với một thiết bị làm lạnh.

Nếu thiết bị chỉ cần sưởi thì nó sẽ được kết nối với bơm nhiệt, đầu đốt gas hoặc thiết bị sưởi bằng điện.

Nếu thiết bị có thể sưởi và làm mát thì nó sẽ có hai bộ trao đổi nhiệt, trong đó một sẽ là một cuộn được kết nối với một đơn vị làm lạnh để làm mát và cái còn lại có thể là một bộ trao đổi nhiệt được kết nối với một vòi đốt khí hoặc một lò sưởi điện để cung cấp hơi ấm.

Hầu hết các thiết bị RTU sẽ sử dụng một hệ thống lạnh để làm mát. Máy nén, bình ngưng, quạt và điều khiển thường được đặt ở phía sau thiết bị hoặc ở bên cạnh để loại bỏ nhiệt và giữ nó cách xa cửa hút và không khí điều hòa bên trong thiết bị.

f. Quạt

Sau cuộn trao đổi nhiệt sẽ là quạt. Đây thường là loại quạt ly tâm điều khiển bằng dây đai nhưng cũng có thể là loại quạt EC tiết kiệm năng lượng hơn. Quạt hút không khí từ bên ngoài qua van điều tiết, bộ lọc và cuộn trao đổi nhiệt và sau đó sẽ đẩy khí vào ống gió để phân phối xung quanh tòa nhà.

Trên đây là cấu tạo của 1 RTU cơ bản nhất. Trong thực tế chúng ta có thể gặp những loại RTU nào nữa?

4. Phân loại RTU

a. RTU tuần hoàn 1

Một số RTU có thể tuần hoàn không khí bên trong thông qua hệ thống gió thải. Điều này được sử dụng để tiết kiệm năng lượng, đặc biệt là vào mùa đông khi không khí bên ngoài rất lạnh và không khí trở lại ấm áp. Chúng ta có thể sử dụng điều này để giảm tải nhiệt bằng cách trộn một chút không khí ấm trở lại với không khí lạnh tươi mát.

Trong thiết kế này, chúng ta có thể thấy xuất hiện thêm một van điều tiết gió thải trong thiết bị. Van điều tiết phụ này sẽ hoạt động đồng bộ với van điều tiết chính và cả hai sẽ thay đổi mức độ đóng/mở của chúng để thay đổi tỷ lệ gió tươi và gió thải đi qua thiết bị. Thực tế sẽ luôn có một lượng gió tươi nhất định đi vào loại này vì nếu không, tòa nhà sẽ nhanh chóng bị lấp đầy bởi khí C02.

Khi van điều tiết đóng , sẽ là hệ thống 100% gió tươi. Khi van điều tiết mở ra, quạt sẽ hút gió thải từ ống gió.

 

 

 

 

 

b. RTU tuần hoàn 2

Một phiên bản khác mà chúng ta chắc chắn cũng sẽ gặp bởi loại này rất phổ biến. Trong thiết kế này, chúng ta lại có van điều tiết phụ cho gió thải, nhưng lần này một phần hoặc toàn bộ gió thải có thể bị xả vào môi trường.

Nhiệt độ của môi trường bên ngoài và gió thải, và đôi khi là hàm lượng CO2 của gió thải sẽ quyết định lượng gió thải sẽ bị loại bỏ và bao nhiêu % sẽ được tuần hoàn. Trong loại thiết bị này, khi nhiệt độ môi trường bên ngoài thấp hơn hoặc gần bằng với nhiệt độ môi trường bên trong mong muốn, tòa nhà có thể sẽ chỉ sử dụng 100% gió tươi và toàn bộ gió thải sẽ bị loại bỏ, để đáp ứng nhu cầu làm mát , điều này được gọi là chu trình làm mát miễn phí hoặc chu trình điều hòa kinh tế.

c. RTU bánh xe hồi nhiệt

Phiên bản cuối cùng mà chúng ta tìm hiểu có một bánh xe hồi nhiệt được tích hợp trong thiết bị. Điều này đang ngày càng phổ biến với yêu cầu về tiết kiệm năng lượng ngày càng tăng trong các tòa nhà để giảm lượng khí thải CO2 và giảm chi phí năng lượng.

Bộ phận này hút gió tươi qua cổng hút gió, lượng gió tươi đi vào được điều khiển bởi van điều tiết. Gió tươi sau đó đi qua một bộ lọc để bắt hạt và bụi bẩn, sau đó nó mới đi qua bánh xe hồi nhiệt. Bánh xe hồi nhiệt là một bộ trao đổi nhiệt quay, thu hồi nhiệt lượng hoặc hơi mát từ gió thải quay trở lại và chuyển nó sang gió tươi mà không cần để 2 luồng gió gặp nhau. Tuy nhiên, bánh xe hồi nhiệt không hoàn toàn kín khí nên một chút gió thải sẽ trộn lẫn vào gió tươi.

Bánh xe hồi nhiệt được sử dụng để bù đắp cho nhu cầu sưởi ấm và đôi khi làm mát khi điều kiện phù hợp, tiết kiệm chi phí năng lượng và tiện ích. Sau khi đi qua bánh xe hồi nhiệt, không khí sẽ gặp 1 bộ lọc khác. Ngay trước bộ lọc này, chúng ta nhận thấy có 1 van điều tiết dòng gió thải tuần hoàn. Điều này sẽ cho phép chúng ta tuần hoàn một phần gió thải vào gió tươi và tỷ lệ có thể được thay đổi bằng cách đóng mở van điều tiết phù hợp. Không phải tất cả các RTU sử dụng bánh xe hồi nhiệt đều có thiết kế này, một số chỉ sử dụng 100% lượng gió tươi và xả ra toàn bộ gió thải (Xem ảnh bên). Nếu nó không có tùy chọn để tuần hoàn thì RTU có thể sẽ không có bộ lọc thứ hai này.

Tiếp đến, không khí sẽ chảy qua các cuộn trao đổi nhiệt để làm nóng hoặc làm mát không khí đến nhiệt độ mong muốn.

Sau đó quạt sẽ chuyển không khí vào tòa nhà thông qua hệ thống ống gió đến các địa điểm được chỉ định.

Gió thải được kéo trở lại vào RTU thông qua hệ thống ống gió khác. Khi vào lại RTU, nó sẽ có tùy chọn tuần hoàn lại một lượng gió thải vào luồng gió tươi, hoặc tất cả sẽ đi qua bộ lọc và sau đó qua bánh xe nhiệt để thu nhiệt thải.

Sau bánh xe nhiệt, chúng ta có thể nhìn thấy một quạt hút; nếu không trong 1 số thiết kế, áp suất gây ra bởi quạt chính có thể được sử dụng để đẩy gió thải ra ngoài.

Gió thải sau đó đi qua van điều thiết thải được sử dụng để thay đổi thể tích trộn gió thải trở lại cũng như áp suất bên trong tòa nhà, sau đó nó đi qua một lưới tản nhiệt chỉ ngăn các vật thể và động vật hoang dã xâm nhập vào. Cuối cùng, gió thải sẽ bị đẩy ra ngoài môi trường.

Nguồn: Dịch từ tài liệu của TheEngineeringMindset.com