Bộ xử lý không khí (AHU) là gì?

Nghiên cứu cho thấy khoảng 90% mọi người dành 90% thời gian ở trong nhà . Thật dễ dàng để nghĩ rằng chúng ta được an toàn trong nhà và văn phòng của mình. Tất cả chúng ta đều biết sự nguy hiểm của ô nhiễm không khí ngoài trời và cuộc sống ở thành phố lớn.
Nhưng thực tế là, ô nhiễm không khí trong nhà đang là mối lo ngại ngày càng tăng và được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) liệt vào danh sách một trong năm rủi ro môi trường hàng đầu.
Do đó, việc đầu tư vào các thiết bị xử lý không khí có thể kiểm soát không chỉ tiện nghi nhiệt của tòa nhà mà còn các chức năng khác như lọc không khí, tạo ẩm và thông gió là điều hợp lý. Trước đây, chỉ có yêu cầu về nhiệt mới được xem xét.
Ngày nay, khi mọi người nhận thức rõ hơn về sự nguy hiểm của ô nhiễm không khí trong nhà và những ảnh hưởng có hại đến sức khỏe của các hạt vật chất (PM) trong môi trường, các thiết bị xử lý không khí đã phát triển và trở nên tiên tiến hơn.

Tuy nhiên, khi hiểu biết của chúng ta về ô nhiễm không khí tăng lên, nhận thức của chúng ta về việc cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng và đảm bảo giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng cũng tăng lên.

Chọn một AHU không chỉ đảm bảo chất lượng mà còn đáp ứng các tiêu chí về môi trường có thể là một nhiệm vụ khó khăn. Vì các nhà sản xuất toàn cầu khác nhau sử dụng các phương pháp riêng của họ để đo lường và hiển thị các chỉ số chính nên khó có thể xác định được các thông số quan trọng và cần thiết nhất.

Đây là nơi Eurovent có thể giúp đỡ. Eurovent đã giới thiệu một bộ tiêu chuẩn để chứng nhận và xếp hạng các thiết bị xử lý không khí. Với hệ thống này, người tiêu dùng có thể thực hiện mua hàng sáng suốt phù hợp hơn với không gian trong nhà của họ.
Các tiêu chuẩn chứng nhận sẽ được thảo luận sâu hơn ở phần sau của bài viết này.
Bằng cách sử dụng chứng nhận này để đánh giá và so sánh các thiết bị xử lý không khí, bạn có thể đảm bảo chọn được loại máy hiệu quả nhất cho tòa nhà mình cần.

Bộ phận xử lý không khí hoạt động như thế nào?

Bộ xử lý không khí là một thiết bị phức tạp được thiết kế để điều hòa không khí được xử lý trong hệ thống sưởi, thông gió và điều hòa không khí (thường được gọi là HVAC). AHU thường bao gồm một hoặc nhiều quạt và ít nhất một bộ phận khác để xử lý không khí, chẳng hạn như bộ lọc, bộ sưởi, bộ làm mát, bộ phận phục hồi năng lượng, bộ tạo độ ẩm, máy hút ẩm hoặc bộ phận trộn.

Mặc dù điều này có vẻ phức tạp nhưng mỗi bộ phận đều phối hợp với nhau để tạo ra một khu vực sinh hoạt lành mạnh và thoải mái trong tòa nhà.

Nhu cầu ngày càng tăng về hiệu quả năng lượng và chất lượng không khí trong nhà (IAQ) trong các tòa nhà hiện đại, cùng với luật pháp của Liên minh Châu Âu (EU) như thiết kế sinh thái, đã làm tăng ngay cả những yêu cầu cơ bản nhất đối với các thiết bị xử lý không khí.
Để đáp ứng yêu cầu của thị trường EU, các thiết bị điều hòa không khí hiện đại thường bao gồm quạt, thiết bị thu hồi năng lượng, bộ lọc, bộ phận làm nóng và làm mát và bộ điều khiển. Việc phát triển luật pháp về hiệu quả sử dụng năng lượng cũng dẫn đến cải tiến quạt và thiết bị thu hồi năng lượng hiệu quả hơn.

AHU được phân loại như thế nào?
Có một số cách để phân biệt giữa các AHU khác nhau, những cách phổ biến nhất được mô tả dưới đây:

• Theo hướng luồng không khí
• Theo cấu trúc của nó
• Theo lĩnh vực ứng dụng của nó
• Theo vị trí

Theo hướng luồng không khí: một chiều hoặc hai chiều

AHU có thể là một chiều hoặc hai chiều. Như bạn có thể đoán từ tên gọi, thiết bị thông gió một chiều được thiết kế để di chuyển không khí chỉ theo một hướng và thường bao gồm quạt, bộ lọc và các bộ phận sưởi hoặc làm mát. Trong khi đó, các thiết bị hai chiều có thể cung cấp không khí hoặc hút không khí từ bên trong tòa nhà.

Phân loại theo cấu trúc: nhỏ gọn hoặc mô-đun
AHU nhỏ gọn là một hệ thống được đặt trong vỏ thường có các bộ phận thông gió như quạt, bộ lọc và hệ thống thu hồi năng lượng. Ưu điểm của loại AHU này là cần ít không gian lắp đặt hơn nhiều so với hệ thống mô-đun. Tuy nhiên, khả năng của nó thường không rộng rãi và các bộ phận khác (chẳng hạn như cuộn dây sưởi hoặc làm mát) có thể cần được lắp đặt làm phụ kiện ống dẫn.

Các thiết bị xử lý không khí theo mô-đun mang đến sự linh hoạt cao hơn về mặt cấu trúc, cách sắp xếp mô-đun, kích thước và các chức năng chuyên dụng như tạo ẩm và hút ẩm. Mỗi thành phần riêng lẻ đều được tinh chỉnh như một phần của hệ thống thông gió và sử dụng phần mềm lựa chọn AHU tùy chỉnh.

Theo khu vực ứng dụng: thông gió dân cư hoặc phi dân cư, thông gió chung hoặc công nghiệp
Như bạn có thể đoán từ cái tên, các đơn vị ở được thiết kế và sử dụng để thông gió cho các căn hộ, nhà ở dành cho một gia đình hoặc nhiều gia đình. Luồng không khí thường được giới hạn ở mức dưới 1.000 m3/h (mét khối mỗi giờ).
Các AHU này có xu hướng phức tạp hơn nhiều so với các đơn vị không phải nhà ở, thường được tùy chỉnh cao để phù hợp với một tòa nhà cụ thể và các yêu cầu của nó. Cả thiết bị xử lý không khí dân dụng và phi dân cư đều cần phải đáp ứng các tiêu chuẩn khác nhau do quy định Ecodesign của EU đặt ra.

Theo địa điểm: Ngoài trời hoặc trong nhà

AHU thường được đặt ở các cơ sở bên ngoài hoặc phụ trợ. Tất cả các công trình lắp đặt ngoài trời phải chống thấm nước nghiêm ngặt và được phủ một lớp phủ chống ăn mòn để ngăn ngừa ô nhiễm hoặc xuống cấp. AHU nhỏ hơn thường được gắn phía trên trần nhà.

Bộ xử lý không khí bao gồm những bộ phận nào?
Nói chung, mục đích của AHU là cải thiện chất lượng không khí trong nhà. Bước đầu tiên luôn là đưa không khí bên ngoài vào AHU để xử lý. Nếu thiết bị được đặt ngoài trời, quá trình này có thể xảy ra trực tiếp hoặc thông qua hệ thống ống dẫn.
Bên trong AHU, quá trình xử lý bắt đầu, loại bỏ các hạt vật chất khỏi không khí và xử lý nhiệt để phù hợp với các ứng dụng cụ thể. Điều này có thể làm nóng không khí hoặc làm mát nó.
Không khí sau đó được phân phối khắp tòa nhà. Với thiết bị hai chiều, AHU đồng thời thu thập không khí thoát ra từ đường ống và vận chuyển nó ra khỏi tòa nhà. Tất cả điều này được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống thu hồi năng lượng hiệu quả để đảm bảo máy tiết kiệm năng lượng nhất có thể.

Xử lý không khí với hình minh họa vector trao đổi nhiệt,
Ngành công nghiệp HVAC Eurovent
Bộ xử lý không khí với bộ trao đổi nhiệt © Shutterstock

Cách dễ nhất để hiểu chính xác cách thức hoạt động của AHU là chia nó thành các bộ phận riêng lẻ và xem xét từng bộ phận.

Bộ lọc khí

Bộ lọc không khí trong AHU được thiết kế để loại bỏ các chất gây ô nhiễm như bụi mịn, phấn hoa, vi khuẩn và nấm mốc có hại khỏi nguồn cung cấp không khí và thay thế không khí ô nhiễm bằng không khí trong lành, sạch sẽ.

Ngoài ra, bộ lọc không khí còn giữ cho thiết bị xử lý không khí luôn sạch sẽ để đảm bảo hoạt động hiệu quả và vệ sinh.

Tùy thuộc vào loại tòa nhà, việc thêm các bộ lọc bổ sung vào AHU có thể hữu ích, bao gồm các bộ lọc được thiết kế đặc biệt để loại bỏ mùi hôi, dầu mỡ hoặc các phân tử ăn mòn.

Dưới đây là một số bộ lọc khác nhau có sẵn cho AHU:

• Bộ lọc HEPA thường được sử dụng để bảo vệ nhân viên và các thiết bị nhạy cảm vì những bộ lọc này loại bỏ các hạt một cách hiệu quả và các mẫu tiên tiến thậm chí có thể loại bỏ vi khuẩn và vi rút trong không khí
• Bộ lọc túi cung cấp khả năng lọc hiệu quả trung bình và cao
• Bộ lọc dạng tấm cung cấp khả năng lọc hiệu quả thấp
• Bộ lọc tĩnh điện sử dụng các điện cực tích điện cao để ion hóa không khí
• Bộ lọc carbon loại bỏ mùi hôi và khí

Có hai vấn đề chính cần cân nhắc xung quanh hiệu quả sử dụng năng lượng của bộ lọc: làm sạch/giảm áp suất ban đầu và tăng áp suất do tải bụi lên bộ lọc. Cả hai điều này đều có tác động đáng kể đến hiệu quả của AHU.

Một chỉ số về hiệu suất năng lượng của bộ lọc là mức đánh giá hiệu quả năng lượng của bộ lọc không khí theo sơ đồ hiệu suất được chứng nhận Eurovent. Thông tin cơ bản hơn về bộ lọc không khí cũng có thể được tìm thấy trong hướng dẫn Eurovent ” Bộ lọc không khí cho thông gió chung ” và lời khuyên Eurovent 4/23 về cách chọn bộ lọc không khí được xếp hạng ISO 16890 cho mục đích thông gió chung.

Thành phần thu hồi năng lượng

Khí hậu có tác động lớn đến hiệu suất của AHU. Trong phần lớn thời gian trong năm, nhiệt độ không khí ngoài trời chênh lệch so với các điều kiện không khí cung cấp cần thiết. Trong trường hợp này, xử lý nhiệt là cần thiết. Để giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng khi xử lý không khí nóng, nên sử dụng hệ thống thu hồi năng lượng (ERS, còn được gọi là hệ thống thu hồi nhiệt hoặc HRS).

Nếu quốc gia của bạn là thành viên của Liên minh Châu Âu, việc lắp đặt ERS là bắt buộc kể từ khi thực hiện Quy định thiết kế sinh thái (EU) số 1253/2014.

ERS hoạt động bằng cách truyền năng lượng nhiệt từ không khí được chiết xuất ra không khí ngoài trời. Ví dụ, trong một mùa đông điển hình ở châu Âu, điều này có thể có nghĩa là làm nóng không khí bên ngoài từ -5°C đến 15°C hoàn toàn bằng cách sử dụng nhiệt từ không khí được chiết xuất. Trong mùa hè, quá trình này được đảo ngược và ERS được sử dụng để giảm nhu cầu máy làm lạnh. Quá trình này tiết kiệm năng lượng hơn và đặt ra ít yêu cầu hơn cho hệ thống.

ERS thường được chia thành ba loại khác nhau:

Tái sinh: Hầu hết các máy tái sinh là bộ trao đổi nhiệt quay. Bánh xe quay thông qua hai luồng không khí, mang lại công suất. Với bộ trao đổi nhiệt quay, luôn có sự trao đổi không khí giữa không khí bên ngoài và khí thải.
thời gian phục hồiHệ thống trao đổi nhiệt dẫn không khí ngoài trời vào bên trong và hút không khí trong nhà qua các ống dẫn rất nhỏ. Điều này cho phép hai luồng không khí vẫn tách biệt trong khi trao đổi nhiệt dung với sự trợ giúp của các bề mặt được thiết kế đặc biệt. Thông thường, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được sử dụng để tạo điều kiện trao đổi năng lượng giữa không khí đi vào và đi ra.
cuộn dây quanh co
Hệ thống thứ ba giữ cho hai luồng không khí tách biệt hoàn toàn, khiến cho việc lây nhiễm chéo là không thể. Chúng được gọi là hệ thống cuộn dây quanh co. Ở đây, công suất nhiệt được truyền đến hệ thống nước thông qua các cuộn dây ở không khí bên ngoài và sau đó đến các cuộn dây trong không khí được bơm.

Các bộ phận sưởi ấm và làm mát

Mặc dù hệ thống thu hồi nhiệt cung cấp một số phương tiện làm mát và sưởi ấm nhưng chúng không đủ để thực hiện công việc cần thiết. Trong trường hợp này, cần có thêm các thành phần được xử lý nhiệt. Các bộ trao đổi nhiệt nhỏ gọn từ nước sang không khí thường được sử dụng. Các hệ thống này được kết nối với hệ thống sưởi và làm mát trung tâm của tòa nhà. Một cuộn dây DX (mở rộng trực tiếp) cũng có thể được thêm vào AHU, nó sẽ hoạt động như một thiết bị bay hơi hoặc bình ngưng cho vòng làm lạnh và làm mát hoặc làm nóng không khí được xử lý.

Máy sưởi điện cũng có thể được sử dụng để sưởi ấm. Đồng thời, ngoài mục đích ban đầu, dàn lạnh còn có thể có chức năng hút ẩm. Đầu tiên nó có thể được sử dụng ở dạng khô. Độ ẩm của không khí cấp vào tương tự như không khí ngoài trời nên sẽ không xảy ra hiện tượng ngưng tụ. Nếu được sử dụng để hút ẩm, nước sẽ tích tụ dưới dạng ngưng tụ và phải thoát ra khỏi AHU bằng khay nhỏ giọt và đường ống. Để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng, độ giảm áp suất phía không khí và phía nước của cuộn dây sưởi ấm và làm mát phải càng thấp càng tốt.

Quạt hút

Có một số loại quạt khác nhau, bao gồm các kiểu cong về phía trước, cong về phía sau, kiểu cánh máy bay và kiểu góc phía sau. Để xác định loại quạt phù hợp, người ta thường sử dụng phần mềm để đánh giá áp suất tĩnh và thể tích không khí trong AHU. Tuy nhiên, mục đích chính của mỗi chiếc quạt là như nhau – di chuyển không khí đến các khu vực khác nhau của tòa nhà.

Quạt được sử dụng phổ biến nhất là quạt truyền động trực tiếp, chạy tự do, cong ngược. Quạt truyền động bằng dây đai hiếm khi được sử dụng trong các thiết bị điều hòa không khí hiện đại do hiệu quả sử dụng năng lượng hạn chế.

Quạt được điều khiển bằng động cơ để đảm bảo chỉ tạo ra luồng không khí cần thiết. Đối với động cơ AC, có thể điều khiển tốc độ thông qua bộ biến tần; đối với quạt PM/EC, việc điều khiển được thực hiện thông qua điều khiển điện tử trực tiếp.

Thước đo hiệu suất của quạt là hiệu suất của quạt. Ở Châu Âu, hiệu suất của quạt được quy định bởi Quy định số 327/2011 của Ủy ban Châu Âu (EU), cấm sử dụng tổ hợp quạt/động cơ không hiệu quả ở Châu Âu.

Bộ giảm thanh

Tùy thuộc vào vị trí của AHU, có thể có yêu cầu cao về độ ồn. Trong AHU, tiếng ồn được tạo ra bởi các bộ phận trong đường ống hoặc hệ thống lắp đặt. Nguồn phát ra tiếng ồn chính là quạt. Vì vậy, vị trí thuận lợi nhất để lắp đặt các bộ phận giảm tiếng ồn thường là gần nguồn phát ra âm thanh. Trong AHU, bộ giảm thanh thường được đặt trực tiếp ở phía trước hoặc phía sau quạt. Tuy nhiên, nếu tiếng ồn xảy ra từ nguồn cung cấp tới thiết bị khai thác hoặc ngược lại thì có thể xem xét đến các vị trí khác.

Bộ giảm thanh thường bao gồm một bộ chuyển hướng có chứa vật liệu hấp thụ. Thông qua việc sửa đổi bộ giảm âm đặc biệt, âm thanh của cánh quạt sẽ giảm đi. Xem xét các khía cạnh năng lượng, độ giảm áp của bộ giảm thanh phải càng thấp càng tốt.

Làm ẩm

Tùy thuộc vào ứng dụng của AHU, độ ẩm có thể là một yếu tố quan trọng. Vì vậy, nó cần được kiểm soát và duy trì trong một khoảng giá trị xác định.

Có hai cách chính để tăng độ ẩm không khí. Hơi nước được sử dụng phổ biến nhất vì đây là phương pháp chính xác hơn. Tuy nhiên, nước ở dạng lỏng cũng có thể được sử dụng. Làm ẩm nước dạng lỏng là một quá trình bay hơi đoạn nhiệt gián tiếp làm mát không khí. Cần có một lò sưởi ở phía trước máy làm ẩm đoạn nhiệt để đảm bảo nhiệt độ không khí cung cấp.

Thông thường, các ứng dụng cần tạo ẩm cũng yêu cầu hút ẩm. Một cách để giảm độ ẩm trong không khí là sử dụng cuộn dây làm mát để làm mát không khí đến nhiệt độ bão hòa. Trong những điều kiện này, độ ẩm trong không khí sẽ hình thành sự ngưng tụ.

Buồng trộn

Buồng trộn là nơi không khí thay đổi từ bộ phận chiết sang phía bộ phận cung cấp. Mục tiêu của việc trộn không khí tuần hoàn là đạt được sự kết hợp hoàn hảo của không khí được đưa đi điều hòa. Yêu cầu xử lý nhiệt có thể được giảm thiểu bằng cách kết hợp không khí được chiết xuất để đạt được nhiệt độ không khí cần thiết càng gần càng tốt. Đây là một phương pháp thu hồi nhiệt đơn giản. Các phương pháp phức tạp hơn như bánh xe nhiệt và bộ trao đổi nhiệt tấm chéo cũng tồn tại, nhưng tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Các thành phần khác

Mặc dù các thành phần được liệt kê là phổ biến nhất nhưng những thành phần khác có thể hữu ích tùy thuộc vào yêu cầu của AHU.

Làm mát đoạn nhiệt gián tiếp có thể được đặt ở phía thượng nguồn của hệ thống thu hồi năng lượng. Thành phần này chỉ được sử dụng trong điều kiện mùa hè. Khi không khí chiết có chứa nước, nước sẽ bay hơi qua hệ thống, do đó không khí chiết được làm mát. Điều này có nghĩa là nó chảy vào hệ thống thu hồi năng lượng ở nhiệt độ giảm.

Vì vậy, sau khi đi qua hệ thống thu hồi nhiệt, không khí ngoài trời sẽ được làm mát đến nhiệt độ thấp hơn nhiều so với khi không có máy tạo độ ẩm đoạn nhiệt gián tiếp. Một tiện ích bổ sung liên quan khác có thể là việc sử dụng hệ thống bỏ qua để giảm sức cản không khí qua các bộ phận khác của thiết bị khi không sử dụng.

AHU phù hợp với nhiều loại công trình

Việc bạn đang tìm kiếm loại tòa nhà nào để lắp đặt AHU của mình không quan trọng. Với nhiều mô-đun thích ứng có thể được thêm hoặc bớt khi cần, AHU sẽ có thể đáp ứng nhu cầu của tòa nhà của bạn.

Chìa khóa để mua hàng phù hợp là nghiên cứu và quyết định loại AHU nào phù hợp nhất với yêu cầu của bạn.

Đây có thể là một quá trình khó hiểu đòi hỏi phải tiếp thu nhiều thông tin khác nhau. Đây là nơi Eurovent có thể hỗ trợ. Eurovent đã giới thiệu một bộ tiêu chuẩn để chứng nhận và xếp hạng AHU. Bằng cách này, người tiêu dùng có thể mua thiết bị xử lý không khí thích hợp một cách khôn ngoan để lọc không khí trong nhà.

Bất kỳ sản phẩm nào có chứng nhận hiệu suất Eurovent sẽ mang nhãn hiệu quả AHU bao gồm một số tiêu chí khác nhau.

Tính chất cơ học

Các tính chất cơ học sau đây được chứng nhận:

• Độ bền vỏ (CS)
• Rò rỉ khí vỏ (CAL)
• Rò rỉ bỏ qua bộ lọc (FBL)
• Độ dẫn nhiệt của vỏ (TT)
• Hệ số cầu nhiệt (TBF)
• Vỏ cách âm

Đặc tính hiệu suất

Các đặc tính hiệu suất sau đây được chứng nhận:

• Luồng khí – Áp suất tĩnh có sẵn – Công suất đầu vào
• Mức công suất âm thanh trong ống dẫn ở dải quãng tám
• mức công suất âm thanh trong không khí
• Công suất sưởi
• Công suất làm lạnh
• Thu hồi nhiệt
• Tổn thất áp suất phía nước

Nếu là tính năng tiêu chuẩn của dòng sản phẩm

Chứng nhận Eurovent giúp bạn dễ dàng so sánh các thiết bị một cách khách quan và dễ dàng lựa chọn AHU đáp ứng tốt nhất yêu cầu của mình.

Đây không phải là lợi ích duy nhất của chứng nhận. Nó cũng hoạt động:

Giới thiệu các tiêu chuẩn ngành để đo lường hiệu suất AHU. Khi so sánh sản phẩm từ các quốc gia khác nhau, thông tin quan trọng có thể xuất hiện ở kích thước khác nhau, gây khó khăn cho việc đánh giá. Việc sử dụng cùng một chứng nhận cho tất cả các AHU có nghĩa là các thông số sẽ đơn giản hơn và dễ hiểu hơn đối với người tiêu dùng.
Eurovent là một cơ quan công nhận khách quan, độc lập và chuyên nghiệp, cung cấp các xếp hạng khách quan dựa trên những phát hiện của chính mình.
Các sản phẩm được chứng nhận đáp ứng các tiêu chuẩn được công nhận, giúp sử dụng an toàn hơn.
Người tiêu dùng có thể yên tâm khi biết rằng sau khi thử nghiệm độc lập, các sản phẩm được chứng nhận sẽ hoạt động theo đúng thông số kỹ thuật mà nhà sản xuất đã nêu.