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. AHU (Air Handling Unit) là gì?

AHU (Air Handling Unit) là thiết bị xử lý không khí, đôi lúc cũng được gọi với tên Air Handler.

Tương tự như FCU với mục đích làm lạnh hoặc sưởi nhưng ngoài chức năng cơ bản đó AHU (Air Handling Unit) có công suất lớn hơn và có khả năng xử lý không khí về nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch với nhiều module ghép lại. Trong đó mỗi module là từng thành phần cụ thể như quạt, coil lạnh/ nóng, lưới lọc, bộ gia nhiệt, bộ gia ẩm…

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

Ngày nay AHU (Air Handling Unit) được dùng rất phổ biến trong các dự án với không gian điều hòa lớn như trung tâm thương mại, trung tâm hội nghị, khách sạn 5 sao, nhà thi đấu trong nhà, cao ốc văn phòng… Ngoài ra chúng còn được sử dụng cho các dự án phòng sạch yêu cầu cao về xử lý không khí như phòng mổ/ thí nghiệm bệnh viện, phòng sản xuất thiết bị chính xác hoặc thực phẩm trong các nhà máy…

Tại Việt Nam, ta thường gọi với 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) và đó là tên gọi theo nguyên lý làm việc của AHU mà ta muốn thiết kế. Nhưng ở nước ngoài thì tất cả các dạng trên với nhiều module ghép lại thì có tên gọi chung là AHU thôi. Ngoài ra trên các bản vẽ thiết kế nước ngoài ta cũng hay gặp một số tên gọi AHU tương tự khác như FAHU (Fresh Air Handling Unit); PAHU (Primary Air Handling Unit), OAHU (Outdoor Air Handling Unit)…

II. Nguyên lý hoạt động của AHU (Air Handling Unit)

AHU (Air Handling Unit) có nguyên lý hoạt động đa dạng theo nhu cầu sử dụng với chức năng chính là làm lạnh/ sưởi cùng với các chức năng theo yêu cầu như gia nhiệt, gia ẩm, khử ẩm, lọc sạch…

AHU cấp gió lạnh đến các phòng cần điều hòa qua miệng gió cấp và hồi gió về AHU từ miệng gió hồi sau đó tại hộp hòa trộn (mixing boxes) của AHU sẽ có nhánh gió tươi hút vào để hòa trộn với gió hồi để xử lý không khí và lại tiếp tục cấp đến các phòng cần điều hòa.

Để hiểu rõ về nguyên lý, trạng thái không khí diễn ra tại AHU ta cùng khảo sát một thiết bị AHU cơ bản xử lý làm lạnh, khử ẩm như bên dưới:

Diễn giải đồ thị không khí t-d: Không khí ngoài trời OA đi vào AHU sẽ hòa trộn với không khí hút về AHU từ trong phòng điều hòa RA. Tại đây gió tươi OA và gió hồi về RA sẽ hòa trộn thành trạng thái MA và đi qua coil AHU để xử lý hạ nhiệt độ, tách ẩm thành SA và cấp vào phòng thông qua đường ống dẫn gió và miệng gió.

Trong trường hợp nếu xem xét tỉ mỉ trên đồ thị thì đoạn thẳng MA đến SA sẽ là đường cong về phía bên trái của đồ thị gần đường cong độ ẩm 100%.

Tương tự AHU đã phân tích trên chúng ta có các kiểu AHU khác tích hợp thêm các chức năng theo nhu cầu sử dụng như hình dưới:

III. Các thông số cần thiết khi tính chọn AHU trong thiết kế hệ thống HVAC

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

Tuy nhiên nếu người kỹ sư thiết kế không nắm rõ thông số thiết kế để cung cấp cho Suppliers mà chọn AHU từ catalogue hãng có sẵn thì sẽ dẫn đến sự không phù hợp về giá trị thiết kế gây ảnh hưởng đến hiệu quả của hệ thống.

VD: Nhiệt độ ra khỏi coil tính toán thiết kế là 12.8^oC trong khi chọn theo hãng đang mặc định 14^oC thì sẽ dẫn đến ảnh hưởng lưu lượng gió lạnh thiết kế và size ống gió miệng gió.

Hoặc nhiệt độ nước vào ra tính toán là 6-12 trong khi hãng đang mặc định là 7-12 cũng sẽ ảnh hưởng đến lưu lượng nước lạnh và size ống nước. Thông số kỹ thuật đối với AHU cơ bản gồm:

• Total Capacity: kW

• Sensible Capacity: kW

• Supply Air Volume: l/s

• Coil Entering Air Temperature (DB-WB): ^oC

• Coil Leaving Air Temperature (DB-WB): ^oC

• Fresh Air Volume: l/s

• Fresh Air (DB-WB): ^oC

• External Static Pressure: Pa

• Cooling/Heating Water Flow: l/s

• On-Off Coil Water Temp: ^oC

• Main Filter Type: Panel/Bag/Hepa Filter

• Supply Fan Power: kW

IV. Kết luận

Qua bài phân tích trên, tôi hy vọng sẽ giúp các bạn có hiểu biết cụ thể hơn về AHU và ứng dụng của AHU trong thiết kế hệ thống điều hòa không khí thông gió.

Đây là bài viết đầu của loạt bài viết về AHU, ở các bài sau tôi sẽ chia sẻ đến các bạn về các loại AHU khác như PAU (Primary Air Unit), HWRU (Heat Wheel Recovery Unit), MAU (Make-up Air unit)…

Bên cạnh đó tôi cũng sẽ mang đến cho các bạn bài viết phân tích sâu hơn về các vấn đề khá quan trọng của AHU như:

• Ưu nhược điểm của quạt đặt trước và sau AHU

• Bẫy nước ngưng AHU và bài toán cột áp

• Không gian bố trí thiết kế phòng máy AHU

• Điều khiển van MFSD tại AHU

• Điều khiển AHU với VAV box…

Cám ơn các bạn đã theo dõi bài viết và đừng quên like hoặc share nếu thấy hữu ích nhé!

Nguồn: KS Vương Cam