AHU là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, các thông số AHU

AHU (Air Handling Unit) là một thiết bị quan trọng trong hệ thống xử lý không khí của các tòa nhà. Nó giúp điều chỉnh và duy trì chất lượng không khí trong không gian sống và làm việc. Nếu bạn chưa biết AHU là gì, nguyên lý hoạt động cũng như cấu tạo của AHU là gì, hãy cùng Tân Long  tìm hiểu qua bài viết này nhé.

Tìm hiểu AHU là gì?

AHU là gì? AHU (Air Handling Unit) là một thiết bị có chức năng trao đổi nhiệt và xử lý nhiệt ẩm, tạo độ sạch cho không khí, thường được dùng trong hệ thống HVAC.  Vai trò của AHU là gì? AHU có vai trò quan trọng trong hệ thống này, được ứng dụng rộng rãi trong nhà máy sản xuất, tòa nhà, bệnh viện, khách sạn, và nhiều nơi khác.

AHU xử lý và lưu thông không khí trong toàn bộ hệ thống tòa nhà. Thiết bị này thường được thiết kế để sử dụng ngoài trời, thông thường trên mái nhà, và còn được gọi là thiết bị trên mái nhà (RTU).

Về cấu tạo, AHU là một hộp kim loại lớn chứa các thành phần như quạt thông gió, cuộn dây sưởi, cuộn dây làm mát, hệ thống thu hồi nhiệt, giá đỡ hoặc buồng lọc khí, bộ giảm thanh, buồng trộn và bộ giảm chấn.

Phân loại AHU hay Air Handling Unit

Air Handling Unit (AHU) có hai loại chính: AHU chạy nước và AHU gas lạnh trực tiếp.

AHU chạy nước (Water AHU)

• Cách hoạt động: Sử dụng nước lạnh qua ống đồng và quạt ly tâm để trao đổi nhiệt.
• Hệ thống điều khiển: Cảm biến độ ẩm, nhiệt độ, van ba ngã và chiller.
• Quá trình làm lạnh: Van ba ngã mở khi nhiệt độ phòng lớn hơn nhiệt độ đặt, cho nước lạnh chảy qua dàn trao đổi nhiệt; van đóng lại khi nhiệt độ đạt yêu cầu.

AHU gas lạnh trực tiếp (DX AHU)

• Cách hoạt động: Sử dụng gas lạnh trong ống đồng và quạt ly tâm để trao đổi nhiệt.
• Lọc không khí: Lọc thô và lọc túi xử lý không khí trước khi cấp vào khu vực sử dụng; cần hệ thống lọc HEPA cho phòng sạch.
• Quạt: Quạt ly tâm có áp suất tĩnh cao, sử dụng VSD để điều chỉnh lượng không khí và nhiệt độ.

Cấu tạo AHU là gì?

Các bộ phận có trong Air Handling Unit. Hệ thống AHU là gì đã được giải đáp ở trên, sau đây là phần cấu tạo của hệ thống này , chúng thường được lắp ghép từ nhiều module, bao gồm:

• Buồng hòa trộn: Có hai cửa gắn van điều chỉnh: một cửa lấy gió tươi và một cửa nối với đường hồi gió.
• Bộ lọc khí: Đảm bảo lọc sạch không khí.
• Dàn trao đổi nhiệt: Gồm dàn gia nhiệt và dàn lạnh để điều chỉnh nhiệt độ không khí.
• Hộp quạt: Chứa quạt để lưu thông không khí.
• Hệ thống điều khiển chính bao gồm: biến nhiệt, van ba ngã actuator, phòng ban giảm âm và giảm rung, ống cấp khí,…

Thông thường, AHU được thiết kế theo yêu cầu của từng công trình, nhưng cấu tạo chung thường gồm: dàn lạnh, quạt gió, dàn gia nhiệt, bộ lọc khí và vỏ bảo vệ.

Chi tiết và công dụng của từng bộ phận của AHU

Vỏ bảo vệ AHU là gì?

Là khung nhôm định hình tạo lớp cách nhiệt, thường thiết kế bo tròn để chống bám bụi từ bên ngoài.

Quạt gió

Sử dụng quạt ly tâm với cấu tạo hai lớp, có lớp cách nhiệt đạt tiêu chuẩn. Đối với AHU lắp ngoài trời, quạt được trang bị thêm lớp bảo ôn và băng chống ăn mòn để phù hợp với môi trường.

Bộ phận chống rung

Giúp giảm rung và tiếng ồn từ quạt công suất lớn trong quá trình hoạt động, giúp hệ thống hoạt động êm ái.

Dàn gia nhiệt

Hay còn gọi là Heater, bao gồm cuộn dây đồng (hoặc nhôm) để trao đổi nhiệt trực tiếp trong luồng không khí, đảm bảo việc làm nóng hoặc làm mát phù hợp.

Bộ lọc không khí

Gốm lọc thô, lọc tinh và lọc HEPA (nếu cần). Bộ lọc này loại bỏ các hạt bụi và chất gây ô nhiễm, tạo ra không khí sạch.

Điện trở sưởi

Xử lý ẩm và nhiệt trong hệ thống AHU, đảm bảo không khí đạt độ ẩm và nhiệt độ mong muốn.

Bộ tách ẩm cục bộ ngưng tụ

Làm lạnh sơ bộ không khí và tách ẩm trước khi không khí đi vào dàn lạnh chính.

Điều khiển trung tâm

Truyền phát tín hiệu điều khiển và thu nhận tín hiệu phản hồi từ các thiết bị, giúp hệ thống hoạt động chính xác.

Nguyên lý vận hành của hệ thống AHU

• Làm lạnh không khí: Van ba ngã mở cho nước lạnh chảy qua dàn trao đổi nhiệt khi nhiệt độ khu vực cần làm lạnh cao hơn mức cài đặt.
• Điều chỉnh nhiệt độ: Khi đạt nhiệt độ cài đặt, van ba ngã đóng lại, nước lạnh chảy qua đường Bypass về Chiller.
• Lọc không khí: Không khí được lọc qua bộ lọc thô và túi, hoặc màng lọc HEPA trong môi trường cần độ sạch cao.
• Trao đổi nhiệt: Không khí tiếp xúc với dàn trao đổi nhiệt, tạo ra không khí lạnh.
• Phân phối không khí: Không khí lạnh được thổi qua đường ống gió của hệ thống HVAC đến khu vực cần làm lạnh.
• Điều chỉnh quạt gió: Mức nhiệt độ không khí đầu ra phụ thuộc vào tốc độ quạt gió, điều chỉnh bởi Valve nước lạnh.

Hệ thống AHU xử lý sơ bộ không khí, sử dụng hệ thống FCU để kiểm soát độ ẩm chính xác khi cần.

Các thông số khi lựa chọn AHU cho hệ thống HVAC

Thông thường, các nhà cung cấp hệ thống máy lạnh sẽ có bộ phận kỹ thuật hỗ trợ khách hàng chọn thiết bị AHU phù hợp với yêu cầu của công trình.

Người thiết kế đóng vai trò quan trọng nhất trong việc lựa chọn AHU. Nếu họ không hiểu rõ các thông số kỹ thuật mà chọn thiết bị có sẵn, hiệu quả hoạt động của hệ thống có thể bị giảm sút.

Một số thông số kỹ thuật cơ bản cho AHU bao gồm:

• Công suất tổng (Total Capacity): kW
• Công suất cảm biến (Sensible Capacity): kW
• Lưu lượng không khí cấp (Supply Air Volume): l/s
• Nhiệt độ không khí vào dàn lạnh (Coil Entering Air Temperature): °C (DB-WB)
• Nhiệt độ không khí ra khỏi dàn lạnh (Coil Leaving Air Temperature): °C (DB-WB)
• Lưu lượng không khí tươi (Fresh Air Volume): l/s
• Nhiệt độ không khí tươi (Fresh Air): °C (DB-WB)
• Áp suất tĩnh ngoài (External Static Pressure): Pa
• Lưu lượng nước làm lạnh/sưởi (Cooling/Heating Water Flow): l/s
• Nhiệt độ nước vào/ra dàn (On-Off Coil Water Temp): °C
• Loại bộ lọc chính (Main Filter Type): Panel/Bag/Hepa Filter
• Công suất quạt cấp (Supply Fan Power): kW

Vị trí thường dùng để lắp đặt hệ thống Air Handling Unit

AHU là gì đã được giải đáp, vậy hệ thống này thường được lắp ở vị trí nào? AHU thường được dùng trong các tòa nhà thương mại và công nghiệp từ trung bình đến lớn, thường đặt ở tầng hầm, mái nhà, hoặc các tầng khác. Chúng có thể phục vụ một khu vực cụ thể hoặc một mục đích như nhà vệ sinh.

Các tòa nhà cao tầng cũ thường có một AHU lớn trên mái nhà, nhưng thiết kế này kém hiệu quả vì không có ống dẫn trở lại. Hiện nay, nhiều AHU nhỏ hơn với khe kín khí được sử dụng phổ biến hơn, cần có ống dẫn trở lại để điều chỉnh áp suất.

Trong các nhà máy công nghiệp, AHU thường được đặt trên trần kỹ thuật.

Ứng dụng phổ biến của AHU

Chức năng của AHU là gì?

AHU điều hòa và phân phối không khí trong tòa nhà. Chúng lấy không khí từ bên ngoài, làm sạch, làm nóng hoặc làm mát, thậm chí làm ẩm và sau đó dẫn qua các ống thông gió đến các khu vực trong tòa nhà.

Hầu hết các AHU đều có ống dẫn để xả không khí đã sử dụng trở lại môi trường bên ngoài. Một phần không khí này có thể được tuần hoàn lại để tiết kiệm năng lượng. Nếu không, nhiệt lượng có thể được tách ra và đưa vào luồng khí tươi.

Hệ thống AHU thường được sử dụng ở đâu?

• Tòa nhà cao tầng
• Nhà xưởng, nhà máy sản xuất
• Phòng sạch
• Khách sạn, cơ sở cao cấp
• Bệnh viện, phòng Lab, văn phòng, trường học,…
• Môi trường cần xử lý không khí

Tiêu chí phân biệt các thiết bị xử lý không khí AHU và FCU

Nhu cầu sử dụng

• FCU: Dùng trong các tòa nhà thương mại, không gian nhỏ, văn phòng, xử lý gió cục bộ.
• AHU: Là FCU kích thước lớn, có thêm bộ hòa trộn và lọc, dùng trong không gian rộng lớn, yêu cầu độ sạch cao như khu thương mại cao cấp, xưởng sản xuất linh kiện điện tử, mỹ phẩm.

Kích thước

• FCU: Dàn trao đổi nhiệt nhỏ, tầm thổi gió ngắn (dưới 20 mét), đường ống dẫn gió ngắn, cột áp quạt dưới 200Pa.
• AHU: Dàn giải nhiệt lớn, tầm thổi gió lớn (trên 20 mét), cột áp quạt từ 300Pa trở lên.

Độ ồn

• FCU: Sử dụng trong văn phòng, độ ồn thấp do cột áp quạt nhỏ.
• AHU: Độ ồn cao, cần thiết kế thêm bộ hút âm và cách âm nếu dùng cho văn phòng.

Trao đổi nhiệt

• FCU: Sử dụng môi chất lạnh như gas freon HCFC, nước làm lạnh (chilled), nước pha rượu (glycol).
• AHU: Sử dụng nước từ chiller hoặc các loại môi chất lạnh tương tự FCU.

Công suất

• FCU: Công suất nhỏ, phục vụ cho không gian nhỏ.
• AHU: Công suất lớn, đủ cung cấp khí lạnh cho phòng lớn hoặc nhiều phòng, hoặc phòng chức năng xa vị trí lắp đặt.

Nhìn chung, AHU và FCU đều có cấu tạo và nguyên lý hoạt động giống nhau, nhưng chúng khác nhau về nhu cầu sử dụng, kích thước, độ ồn, trao đổi nhiệt và công suất.

So sánh sự khác nhau biệt nguyên lý hoạt động của AHU và FCU

AHU (Air Handling Unit)

• Điều chỉnh nhiệt độ: Van 3 ngã mở khi nhiệt độ phòng cao hơn cài đặt, và đóng khi nhiệt độ đạt yêu cầu.
• Lọc không khí: Không khí được lọc qua bộ lọc thô, lọc túi và bộ lọc HEPA (nếu cần) trước khi làm lạnh.
• Tạo không khí lạnh: Không khí được làm lạnh qua dàn trao đổi nhiệt và thổi vào phòng qua các ống gió.
• Điều chỉnh quạt gió: Tốc độ quạt và van nước lạnh điều khiển nhiệt độ không khí đầu ra.

FCU (Fan Coil Unit)

• Điều chỉnh nhiệt độ: Cuộn cảm nhận hơi nước nóng hoặc lạnh từ điều hòa trung tâm và điều chỉnh nhiệt độ không khí.
• Thiết kế: FCU có kiểu Cassette thổi tròn, 4 hướng hoặc 1 hướng.
• Điều chỉnh tốc độ quạt: Quạt có thể điều chỉnh tốc độ để sưởi ấm hoặc làm mát.

Khác biệt chính:

• AHU: Điều chỉnh bằng van 3 ngã, hệ thống lọc, và chủ yếu xử lý sơ bộ không khí, phù hợp cho khu vực lớn.
• FCU: Sử dụng cuộn cảm nhận nhiệt, điều chỉnh nhiệt độ qua quạt, phù hợp cho không gian nhỏ.

Xu hướng và công nghệ tiên tiến trong hệ thống AHU

Tích hợp IoT

AHU hiện đại tích hợp IoT với cảm biến thông minh để giám sát và tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, và chất lượng không khí, giúp nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và cải thiện chất lượng không khí.

Sử dụng vật liệu hiệu suất cao

Sử dụng vật liệu nhôm, thép không gỉ, nhựa composite giúp giảm kích thước, trọng lượng và độ ồn, tăng hiệu quả trao đổi nhiệt và tuổi thọ.

Cải tiến bộ phận

Quạt gió, bộ lọc và dàn trao đổi nhiệt được cải tiến để tiết kiệm năng lượng và giảm độ ồn. Ví dụ, quạt gió EC giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể.

Ứng dụng AI và Machine Learning tối ưu

AI và Machine Learning tối ưu hóa vận hành, phân tích dữ liệu để nâng cao hiệu suất, giảm chi phí và ngăn ngừa sự cố. AI dự đoán nhu cầu không khí dựa trên lịch sử và điều kiện thời tiết, giúp AHU hoạt động hiệu quả hơn.

Kết luận

AHU là thiết bị xử lý không khí không thể thiếu hiện nay. Bài viết này giúp bạn hiểu rõ về AHU là gì, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của nó, từ đó bạn có thể lựa chọn và áp dụng cho cơ sở của mình một cách hiệu quả.

• Kho lạnh thủy sản: Báo giá thiết kế, lắp đặt đạt tiêu chuẩn
• Bảng giá lắp đặt kho lạnh bảo quản hoa tươi đạt tiêu chuẩn
• Báo giá thiết kế lắp đặt kho lạnh nông sản đạt chuẩn