AHU là gì? Nguyên lý hoạt động và các thông số tính chọn khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí thông gió

I. Trang thiết bị xử lý không khí (AHU) là gì?

Trang thiết bị xử lý không khí (AHU) là một thiết bị được sử dụng để xử lý không khí. Đôi khi, nó còn được gọi là Bộ điều hòa không khí.

So với Bộ điều hòa không khí dân dụng (FCU) chỉ để làm lạnh hoặc sưởi, AHU có công suất lớn hơn và có khả năng xử lý không khí với nhiệt độ, độ ẩm, và độ sạch khác nhau thông qua việc kết hợp nhiều module. Mỗi module thường bao gồm các thành phần như quạt, cuộn lạnh/ nóng, lưới lọc, bộ gia nhiệt, bộ gia ẩm…

Trang thiết bị xử lý không khí modul - AHU

Tùy thuộc vào từng loại dự án cụ thể, người thiết kế sẽ tính toán và lựa chọn AHU với các module và thông số thiết kế phù hợp với yêu cầu của dự án.

Ngày nay, AHU đang được sử dụng rộng rãi trong các dự án có không gian điều hòa lớn như trung tâm thương mại, trung tâm hội nghị, khách sạn 5 sao, nhà thi đấu trong nhà, và cao ốc văn phòng. Ngoài ra, nó cũng được sử dụng trong các dự án yêu cầu độ sạch cao như phòng mổ/ thí nghiệm ở bệnh viện, phòng sản xuất thiết bị chính xác hoặc thực phẩm trong các nhà máy…

Ở Việt Nam, người ta thường gọi bằng các tên khác nhau như AHU (Air Handling Unit), PAU (Primary Air Unit), HRU (Heat Recovery Unit), HWRU (Heat Wheel Recovery Unit) hoặc MAU (Make-up Air Unit) tùy theo nguyên lý hoạt động của AHU mà được mong muốn thiết kế. Tuy nhiên, ở nước ngoài, tất cả các dạng AHU kết hợp nhiều module đều được gọi chung là AHU. Ngoài ra, trên bản vẽ thiết kế của nước ngoài, ta cũng thường gặp một số tên gọi tương tự như FAHU (Fresh Air Handling Unit); PAHU (Primary Air Handling Unit), OAHU (Outdoor Air Handling Unit)…

II. Nguyên lý hoạt động của trang thiết bị xử lý không khí (AHU)

Trang thiết bị xử lý không khí (AHU) có nhiều nguyên lý hoạt động khác nhau tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, với chức năng chính là làm lạnh/ sưởi và các chức năng khác như gia nhiệt, gia ẩm, khử ẩm, lọc sạch…

Trang thiết bị xử lý không khí cung cấp gió lạnh cho các phòng cần điều hòa thông qua miệng gió cấp, và hồi gió về AHU qua miệng gió hồi. Tại hộp hòa trộn (mixing boxes) của AHU, gió tươi được hút vào để hòa trộn với gió hồi và xử lý không khí trước khi được cung cấp đến các phòng cần điều hòa.

Để hiểu rõ hơn về nguyên lý hoạt động của AHU, chúng ta hãy cùng xem xét một thiết bị AHU cơ bản xử lý làm lạnh và khử ẩm như ở dưới đây:

Thiết bị xử lý không khí AHU

Giải thích đồ thị t-d không khí: Không khí ngoài trời OA đi vào AHU sẽ hòa trộn với không khí hút từ trong phòng điều hòa RA. Tại đây, gió tươi OA và gió hồi RA sẽ hòa trộn thành trạng thái MA và đi qua cuộn AHU để xử lý nhiệt độ, tách ẩm trở thành trạng thái SA và được cung cấp đến phòng thông qua ống dẫn gió và miệng gió.

Biểu đồ tâm lý không khí AHU

Khi xem xét cẩn thận trên đồ thị, đoạn thẳng MA đến SA sẽ là một đường cong về phía bên trái của đồ thị, gần với đường cong độ ẩm 100%.

Tương tự, chúng ta có các loại AHU khác tích hợp các chức năng khác tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng, như được thể hiện trong hình dưới đây:

Nguyên lý hoạt động và các thông số thiết kế AHU

III. Các thông số cần xem xét khi chọn trang thiết bị xử lý không khí (AHU) trong thiết kế hệ thống HVAC

Hầu hết các nhà cung cấp máy lạnh (Air Conditioning Suppliers) đều có bộ phận kỹ thuật để hỗ trợ lựa chọn trang thiết bị AHU phù hợp và tối ưu theo yêu cầu kỹ thuật của người thiết kế.

Tuy nhiên, nếu kỹ sư thiết kế không biết chính xác các thông số cần xem xét để cung cấp cho nhà cung cấp, và chỉ lựa chọn AHU dựa trên catalogue có sẵn của hãng, điều này sẽ gây ra sự không phù hợp về giá trị thiết kế và ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống.

Ví dụ: Nếu nhiệt độ ra khỏi cuộn xuất bản thiết kế là 12,8oC trong khi chọn AHU theo mặc định của hãng là 14oC, điều này sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng không khí lạnh được thiết kế và kích thước ống gió và miệng gió.

Hoặc nếu nhiệt độ nước vào và ra được tính toán là 6-12oC trong khi hãng đang mặc định là 7-12oC, điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng nước lạnh và kích thước ống nước. Các thông số kỹ thuật cần xem xét cho AHU cơ bản bao gồm:

  • Công suất tổng: kW
  • Công suất cảm nhận: kW
  • Lưu lượng không khí cung cấp: l/s
  • Nhiệt độ không khí vào cuộn (DB-WB): oC
  • Nhiệt độ không khí ra khỏi cuộn (DB-WB): oC
  • Lưu lượng không khí tươi: l/s
  • Không khí tươi (DB-WB): oC
  • Áp suất tĩnh ngoại vi: Pa
  • Dòng nước làm lạnh/ gia nhiệt: l/s
  • Nhiệt độ nước vào cuộn: oC
  • Loại bộ lọc chính: Bộ lọc Panel/ Bag/ Hepa
  • Công suất quạt cung cấp: kW

IV. Kết luận

Từ bài phân tích trên, tôi hy vọng rằng nó sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về trang thiết bị xử lý không khí (AHU) và ứng dụng của nó trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí thông gió.

Đây là bài viết đầu tiên trong loạt bài về AHU, và trong các bài tiếp theo, tôi sẽ chia sẻ với bạn về các loại AHU khác như PAU (Primary Air Unit), HWRU (Heat Wheel Recovery Unit), MAU (Make-up Air unit)…

Ngoài ra, tôi cũng sẽ cung cấp cho bạn các bài viết phân tích sâu hơn về những vấn đề quan trọng của AHU như:

  • Vor-ưu và nhược điểm của quạt đặt trước và sau AHU
  • Bẫy nước ngưng AHU và vấn đề áp suất
  • Kiến trúc không gian AHU
  • Điều khiển van MFSD trong AHU
  • Điều khiển AHU với hộp VAV…

Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết này và đừng quên like hoặc share nếu bạn thấy nó hữu ích!

Nguồn: Kỹ sư Vương Cam

Related Posts