Cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC

Cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC: Tổng quan các bộ phận chính

Chào mừng bạn đến với blog của Công ty Điện Lạnh LÊ PHẠM! Hôm nay, chúng ta sẽ cùng nhau “mổ xẻ” một trong những thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hòa trung tâm: AHU (Air Handling Unit). Hiểu rõ về cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC không chỉ giúp bạn sử dụng hiệu quả hơn mà còn là chìa khóa để bảo trì, sửa chữa đúng cách. Về cơ bản, một chiếc AHU có thể được xem như “lá phổi cơ học” của một tòa nhà, một bệnh viện hay một nhà máy, đảm nhận vai trò xử lý và luân chuyển không khí sạch đến từng ngóc ngách.

AHU là gì và gồm những bộ phận chính nào?

AHU là một thiết bị xử lý không khí, đóng vai trò cốt lõi trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm. Nó được thiết kế để điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và lọc không khí theo yêu cầu của từng môi trường cụ thể. Dù bạn nhìn thấy AHU ở đâu, từ các phòng sạch sản xuất dược phẩm đến trung tâm thương mại lớn, thì cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC đều có 4 bộ phận chính:

Vỏ AHU (AHU casing): Lớp vỏ bên ngoài, có vai trò bảo vệ các linh kiện bên trong.
Quạt (Fan): Bộ phận tạo ra lưu lượng gió, giúp không khí di chuyển.
Dàn trao đổi nhiệt (Heat exchanger coil): Nơi diễn ra quá trình làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí.
Phin lọc không khí (Air filter): Hệ thống “lưới lọc” giúp loại bỏ bụi bẩn, vi khuẩn.

Để hiểu rõ hơn về cách các bộ phận này hoạt động, hãy tưởng tượng một luồng không khí được hút vào AHU. Đầu tiên, luồng khí đi qua phin lọc không khí để loại bỏ tạp chất. Sau đó, nó đi qua dàn trao đổi nhiệt để được làm lạnh hoặc sưởi ấm. Cuối cùng, quạt sẽ đẩy luồng khí đã được xử lý này đi vào đường ống gió để phân phối đến các khu vực. Đây là một chuỗi hành động có tính logic cao: Cánh quạt quay thì sẽ tạo lưu lượng gió.

Ngoài ra, ở các hệ thống phức tạp, AHU còn có buồng trộn không khí (Mixing plenum) để hòa trộn giữa khí tươi bên ngoài và khí hồi bên trong, đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm năng lượng.

Vỏ AHU và khung sườn: Nền tảng bền vững của cấu tạo AHU

Nếu ví các bộ phận chính của AHU là các “cơ quan nội tạng”, thì vỏ AHU và khung sườn chính là “bộ xương” và “làn da” bảo vệ chúng. Một chiếc vỏ chất lượng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của toàn bộ thiết bị. Do đó, việc tìm hiểu cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC không thể bỏ qua phần này.

Chi tiết về vỏ AHU và khung sườn

Vỏ AHU (AHU casing):
- Chất liệu vỏ: Thường được làm từ thép mạ kẽm hoặc inox cao cấp. Lớp vỏ này được thiết kế theo dạng tấm panel cách nhiệt (Insulated panel), với lớp vật liệu cách nhiệt (thường là PU hoặc bông thủy tinh) dày từ 25mm đến 50mm.
- Đặc điểm: Một trong những đặc điểm nổi bật nhất của vỏ AHU hiện đại là tấm panel cách nhiệt có cầu cách nhiệt. Cầu cách nhiệt này giúp ngăn chặn hoàn toàn việc truyền nhiệt từ bên trong ra ngoài và ngược lại, giảm thiểu hiện tượng ngưng tụ hơi nước trên bề mặt vỏ, từ đó chống gỉ sét và bảo vệ tuổi thọ của AHU.
- Độ kín khí: Vỏ AHU được thiết kế với gioăng kín tại các mối ghép, đảm bảo không khí không rò rỉ, giúp duy trì áp suất bên trong và tăng hiệu quả của hệ thống.
Khung sườn (Framework):
- Chất liệu: Thường làm từ nhôm định hình hoặc thép mạ kẽm, có độ cứng cao, chịu lực tốt.
- Chức năng: Đỡ toàn bộ trọng lượng và các linh kiện bên trong AHU, đảm bảo sự chắc chắn và bền vững. Thiết kế module của khung sườn giúp việc lắp ghép AHU trở nên dễ dàng và linh hoạt hơn.

Ngoài ra, cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC còn có cửa bảo trì (Access door). Đây là những cánh cửa nhỏ được bố trí ở các vị trí quan trọng, giúp kỹ thuật viên dễ dàng tiếp cận các linh kiện bên trong như phin lọc, dàn trao đổi nhiệt hay quạt để kiểm tra, bảo trì mà không cần tháo rời toàn bộ vỏ. Một mối quan hệ logic quan trọng ở đây là: Cửa bảo trì mở thì có thể tiếp cận linh kiện bên trong.

Cấu tạo chi tiết của AHU: Hệ thống xử lý không khí (Quạt, Dàn trao đổi nhiệt, Phin lọc)

Đây là phần quan trọng nhất khi nói về cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC, bởi nó quyết định trực tiếp đến chất lượng không khí đầu ra.

Chi tiết về từng bộ phận xử lý không khí

Quạt (Fan):
- Loại quạt: Hầu hết các AHU hiện đại sử dụng quạt ly tâm (Centrifugal fan) thay vì quạt hướng trục. Lý do là quạt ly tâm có khả năng tạo ra áp suất tĩnh cao, giúp đẩy luồng gió đi xa và vượt qua lực cản trong hệ thống đường ống gió phức tạp.
- Công suất quạt và lưu lượng gió: Hai thông số này được tính toán kỹ lưỡng dựa trên kích thước không gian và yêu cầu về số lần trao đổi không khí. Lưu lượng gió của một AHU công nghiệp có thể lên tới hàng chục nghìn m³/h.
Dàn trao đổi nhiệt (Heat exchanger coil):
- Dàn lạnh (Cooling coil): Đây là bộ phận làm lạnh chính. Nước lạnh từ hệ thống chiller (với nhiệt độ khoảng 7°C) được bơm vào các ống đồng bên trong dàn lạnh. Khi không khí đi qua dàn, hơi lạnh từ ống đồng sẽ hấp thụ nhiệt từ không khí, làm không khí mát đi.
- Dàn sưởi (Heating coil): Một số AHU còn có dàn sưởi, sử dụng nước nóng hoặc điện trở để làm ấm không khí khi cần.
- Đường nước ngưng (Drain pan): Nằm ngay dưới dàn lạnh, hứng nước ngưng tụ từ không khí, và có ống dẫn nước thải ra ngoài. Đây là một bộ phận rất quan trọng, nếu không được vệ sinh định kỳ có thể trở thành nơi sinh sôi của vi khuẩn.
- Mối quan hệ logic ở đây là: Nước lạnh chạy qua dàn coil thì sẽ làm mát không khí.
Phin lọc không khí (Air filter):
- Số tầng lọc: Tùy theo yêu cầu về chất lượng không khí, AHU có thể có nhiều tầng lọc. Phổ biến nhất là 2-3 tầng:
  - Lọc thô (pre-filter): Loại bỏ bụi, tóc, côn trùng có kích thước lớn.
  - Lọc tinh (fine filter): Lọc các hạt bụi nhỏ hơn.
  - Bộ lọc HEPA (HEPA filter): Dùng trong các môi trường phòng sạch y tế, dược phẩm, điện tử để lọc các hạt siêu nhỏ (kích thước < 0.3 micron) với hiệu suất lên tới 99,99%.
- Mối quan hệ logic là: Không khí qua bộ lọc thì giảm bụi bẩn.

Các bộ phận tùy chọn và nâng cao trong cấu tạo AHU: Điều khiển, tiêu âm, cấp ẩm, UV

Bên cạnh các bộ phận cơ bản, cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC còn có nhiều thành phần tùy chọn và nâng cao, giúp AHU hoạt động hiệu quả và linh hoạt hơn.

Chi tiết các bộ phận nâng cao

Hệ thống điều khiển (Control system):
- Vị trí: Có thể tích hợp trên vỏ AHU hoặc đặt riêng biệt.
- Chức năng: Gồm bộ điều khiển DDC (Direct Digital Control) và các cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất). Hệ thống này theo dõi các thông số môi trường và tự động điều chỉnh hoạt động của AHU. Ví dụ: khi nhiệt độ trong phòng tăng cao, bộ điều khiển DDC sẽ ra lệnh mở van nước lạnh để tăng lưu lượng nước chảy qua dàn lạnh, giúp làm mát nhanh hơn.
Bộ tiêu âm (Sound attenuator):
- Chức năng: Giảm độ ồn do quạt và luồng gió tạo ra. Đây là bộ phận rất cần thiết trong các tòa nhà văn phòng, khách sạn.
- Mối quan hệ logic: Bộ tiêu âm được lắp thì giảm độ ồn.
Bộ phận cấp ẩm (Humidifier):
- Chức năng: Bổ sung hơi ẩm vào không khí. Rất quan trọng cho các ứng dụng như phòng thí nghiệm, kho lưu trữ đặc biệt, nơi cần duy trì độ ẩm ở mức chính xác.
Đèn UV diệt khuẩn (UV germicidal lamp):
- Vị trí: Thường đặt gần dàn lạnh hoặc sau bộ lọc cuối cùng.
- Chức năng: Diệt vi khuẩn, virus, nấm mốc trong luồng không khí. Đây là một thuộc tính hiếm nhưng lại là tiêu chuẩn bắt buộc trong các phòng sạch cấp cao hoặc bệnh viện.
Hệ thống thu hồi nhiệt (Heat recovery unit):
- Chức năng: Tận dụng nhiệt năng từ không khí thải để làm nóng/lạnh sơ bộ khí tươi, giúp tiết kiệm năng lượng. Đây cũng là một thuộc tính hiếm và là giải pháp xanh cho các doanh nghiệp.

Đặc điểm độc đáo và ứng dụng của cấu tạo AHU trong hệ thống HVAC

Cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC không chỉ là sự kết hợp của các bộ phận mà còn là một thiết kế thông minh, tối ưu cho từng mục đích sử dụng.

Đặc điểm độc đáo:

Thiết kế dạng module: Đây là một đặc điểm độc đáo giúp AHU có thể dễ dàng lắp ghép, tùy chỉnh kích thước, công suất quạt và các bộ phận khác theo yêu cầu cụ thể của từng dự án.
Khả năng tùy chỉnh linh hoạt: Có thể tích hợp nhiều loại bộ lọc khác nhau (từ lọc thô đến bộ lọc HEPA), các loại dàn trao đổi nhiệt, hay các bộ phận cấp ẩm/hút ẩm.
Cấu tạo vỏ AHU có cầu cách nhiệt: Đảm bảo hiệu suất làm việc cao nhất và chống ngưng tụ hơi nước, đây là một tiêu chuẩn kỹ thuật hàng đầu.

Ứng dụng thực tế của cấu tạo AHU:

Phòng sạch (Clean Room) trong ngành dược phẩm, điện tử: Yêu cầu cấu tạo chi tiết của AHU phải có bộ lọc HEPA và hệ thống điều khiển chặt chẽ để kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và áp suất.
Bệnh viện: Lưu lượng gió lớn, không khí sạch tuyệt đối là ưu tiên hàng đầu, do đó AHU cần tích hợp đèn UV diệt khuẩn và các bộ lọc cao cấp.
Nhà máy sản xuất, tòa nhà thương mại, khách sạn: AHU đảm bảo môi trường làm việc và sinh hoạt tiện nghi, an toàn cho con người.

Kỹ sư HVAC và nhà sản xuất AHU đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc thiết kế và lắp đặt cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC sao cho phù hợp với từng ứng dụng, tối ưu về chi phí và hiệu quả.

Tầm quan trọng của việc hiểu cấu tạo chi tiết AHU và bảo trì

Bạn đã thấy, cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC không hề đơn giản. Việc hiểu rõ từng bộ phận mang lại những lợi ích thiết thực.

Đối với Kỹ sư HVAC và Kỹ thuật viên:

Nắm vững cấu tạo giúp họ thiết kế, lắp đặt và vận hành hệ thống hiệu quả hơn.
Dễ dàng xử lý sự cố và thực hiện bảo trì và sửa chữa AHU đúng cách, ví dụ như biết vị trí chính xác của phin lọc để thay thế định kỳ.
Một mối quan hệ logic quan trọng là: Cấu tạo chi tiết tốt thì bảo trì dễ dàng hơn.

Đối với Chủ đầu tư/Quản lý tòa nhà:

Hiểu cấu tạo giúp bạn đánh giá chất lượng thiết bị và yêu cầu bảo trì phù hợp.
Giúp tối ưu hóa tiêu thụ năng lượng và kéo dài độ bền thiết bị, tiết kiệm đáng kể chi phí về lâu dài.
Ví dụ, khi biết AHU của bạn có cấu tạo với cầu cách nhiệt, bạn sẽ yên tâm hơn về hiệu quả cách nhiệt và chi phí điện năng.

Việc hiểu cấu tạo chi tiết của AHU trong hệ thống HVAC chính là bước đầu tiên để đảm bảo hệ thống của bạn luôn hoạt động bền bỉ, an toàn và hiệu quả.