EN
Ce este o unitate de tratare a aerului și cum funcționează aceasta în sistemele HVAC?
Sistemele de încălzire, ventilare și climatizare (HVAC) sunt esențiale pentru menținerea unui mediu interior confortabil și sănătos în case, birouri, spitale și instalații industriale. În centrul multor sisteme HVAC se află unitate de manipulare a aerului , un dispozitiv puternic care gestionează curgerea, filtrarea și condiționarea aerului. Fie că reglează temperatura într-o clădire de birouri sau asigură aer curat într-un spital, unitate de manipulare a aerului joacă un rol critic în menținerea spațiilor interioare funcționale și sigure. Acest ghid explică ce este o unitate de tratare a aerului, componentele sale esențiale, modul său de funcționare în cadrul sistemelor HVAC și importanța sa în diverse contexte.
Ce este o unitate de tratare a aerului?
O unitate de tratare a aerului (AHU) este un component central al sistemelor HVAC concepută pentru a condiționa și a circula aerul în întreaga clădire sau într-o zonă specifică. Aceasta acționează ca un „centru de procesare a aerului”, preluând aer exterior, amestecându-l cu aer recirculat din interior, filtrându-l pentru a îndepărta contaminanții, ajustând temperatura și umiditatea acestuia, iar apoi distribuie aerul tratat către spațiile ocupate.
Spre deosebire de componentele mai mici ale sistemelor HVAC, cum ar fi sobele sau aerul condiționat, care se concentrează doar pe încălzire sau răcire, o unitate de tratare a aerului integrează mai multe funcții într-un singur sistem. Aceasta asigură că aerul livrat în camere nu este doar la temperatura dorită, ci și curat, corect umidificat și proaspăt. Unitățile de tratare a aerului variază ca dimensiune – de la unități compacte pentru birouri mici, până la sisteme mari la scară industrială pentru spitale sau fabrici – și sunt amplasate, de obicei, în camere tehnice, subsoluri sau pe acoperișuri.
Componentele Cheie ale unei Unități de Manipulare a Aerului
O unitate de tratare a aerului este formată din mai multe componente interconectate care lucrează împreună pentru a procesa și distribui aerul. Fiecare parte are un rol specific în asigurarea calității și a confortului aerului:
1. Ventilatoare
Ventilatoarele sunt „motorul” unității de tratare a aerului, fiind responsabile de mișcarea aerului prin sistem. Majoritatea unităților de tratare a aerului au două ventilatoare principale:
- Ventilator de Alimentare : Împinge aerul condiționat prin conducte către încăperile clădirii.
- Ventilator de Retur : Extrag aerul viciat din încăperi înapoi în unitatea de tratare a aerului pentru recondiționare sau evacuare.
Dimensiunea ventilatoarelor este stabilită în funcție de cantitatea de aer (măsurată în metri cubi pe oră sau picioare cubice pe minut) pe care unitatea de tratare a aerului trebuie să o circule, ceea ce depinde de dimensiunea și ocuparea clădirii. Variatoarele de viteză (VSD) din ventilatoarele moderne permit ajustarea debitului de aer pentru a se potrivi cu cerințele, îmbunătățind eficiența energetică.
2. Filtre
Filtrarea este o funcție critică a unității de tratare a aerului, îndepărtând praful, polenul, bacteriile și alte contaminanți din aer. Tipul de filtru utilizat depinde de nevoile clădirii:
- Filtre Preliminare : Capturați particulele mari (cum ar fi praful sau părul) pentru a proteja alte componente de daune și a le prelungi durata de viață.
- Filtre Medii : Îndepărtați particulele mai mici (de exemplu, polen, spori de mucegai) pentru a îmbunătăți calitatea aerului.
- Filtre de Înaltă Eficiență (HEPA) : Utilizate în locații precum spitale sau laboratoare, acestea îndepărtează 99,97% dintre particule cu dimensiunea de 0,3 microni, inclusiv bacterii și viruși.
Filtrele sunt montate în bănci de filtre în interiorul unității de tratare a aerului și necesită înlocuire regulată pentru a menține eficiența.
3. Serpentine de Încălzire și Răcire
Aceste serpentine ajustează temperatura aerului pe măsură ce acesta trece prin unitatea de tratare a aerului:
- Serpentine de Încălzire : Încălzește aerul utilizând apă caldă, abur sau rezistență electrică. Sunt esențiale în climatul rece sau în lunile de iarnă.
- Serpentine de răcire : Răcesc aerul circulând apă rece sau agent frigorific prin serpentine. Pe măsură ce aerul cald trece peste serpentinele reci, umiditatea se condensează, contribuind și la reducerea umidității.
Serpentinele funcționează împreună cu termostatele din clădire pentru a menține temperatura dorită, pornind sau oprind după nevoie.
4. Controlul umidității
Unitățile de tratare a aerului includ adesea componente pentru ajustarea nivelului de umiditate, asigurând ca aerul interior să nu fie nici prea uscat, nici prea umed:
- Aparate de umidificare : Adaugă umiditate aerului uscat utilizând abur, stropi ultrascurți sau plăci evaporative. Acest lucru este important în timpul iernii, când sistemele de încălzire usucă aerul.
- Dezumidificatoare : Îndepărtează excesul de umiditate din aerul umed, de obicei prin răcirea aerului (care duce la condensare) sau utilizarea unor materiale desicante care absorb apa. Previne astfel dezvoltarea mucegaiului și disconfortul în climatul cald și umed.
5. Reglaje (dampere)
Amortizoarele sunt valve reglabile care controlează fluxul de aer în unitatea de tratare a aerului și în canalele conectate:
- Amortizoare de aer proaspăt : Reglează cantitatea de aer exterior care intră în unitate, echilibrând aportul de aer proaspăt cu eficiența energetică.
- Amortizoare de aer de refulare : Controlează fluxul de aer viciat din clădire înapoi în unitatea de tratare a aerului.
- Amortizoare de amestec : Amestecă aerul proaspăt exterior cu aerul de refulare pentru a optimiza utilizarea energiei – recondiționarea aerului de refulare consumă mai puțină energie decât răcirea sau încălzirea a 100% aer exterior.
- Amortizoare de incendiu : Se închid automat în caz de incendiu pentru a preveni răspândirea fumului și a flăcărilor prin canale.
6. Sistem de control
Un panou central de control (de obicei conectat la un sistem de management al clădirii, BMS) monitorizează și ajustează operațiunile unității de tratare a aerului. Senzori amplasați în diferite părți ale clădirii măsoară temperatura, umiditatea și calitatea aerului, trimițând date către sistemul de control. Acesta ajustează apoi ventilatoarele, serpentinele, amortizoarele și controlerele de umiditate pentru a menține condițiile setate, asigurând eficiență și confort.
Cum funcționează un grup de tratare a aerului în sistemele HVAC?
Funcționarea unui grup de tratare a aerului urmează un proces pas cu pas pentru condiționarea și circulația aerului, integrându-se în sistemul HVAC mai larg:
Pasul 1: Admisia și amestecul aerului
Grupul de tratare a aerului captează mai întâi aerul din două surse:
- Aer proaspăt exterior : Este aspirat prin ventile de admisie, furnizând oxigen și reducând poluanții din interior.
- Aer de recirculare : Aer viciat din camerele clădirii, colectat prin canalele de aspirație.
Dopurile de amestec amestecă cele două fluxuri de aer. Raportul depinde de factori precum gradul de ocupare (mai mulți oameni necesită mai mult aer proaspăt) și eficiența energetică (reutilizarea aerului de recirculare economisește energie).
Pasul 2: Filtrarea
Aerul mixt trece prin filtrele unității de tratare a aerului, care rețin particulele și contaminanții. Acest lucru asigură că aerul livrat în clădire este curat, reducând alergiile, declanșatorii astmului și răspândirea bolilor transmise pe cale aeriană.
Pasul 3: Reglarea temperaturii
După filtrare, aerul circulă prin serpentine de încălzire sau răcire. Dacă clădirea are nevoie de căldură, serpentinele de încălzire cresc temperatura aerului; dacă este necesară răcirea, serpentinele răcite o reduc. Sistemul de control ajustează serpentinele în funcție de citirile termostatului din clădire.
Pasul 4: Reglarea umidității
În continuare, aerul trece prin umidificatoare sau dezumidificatoare pentru a atinge nivelul dorit de umiditate (în mod obișnuit 30–60% umiditate relativă). Acest pas previne aerul uscat (care poate irita pielea și sistemul respirator) sau aerul prea umed (care favorizează dezvoltarea mucegaiului și a lăcustei).
Pasul 5: Distribuirea aerului
Aerul condiționat este împins de ventilatorul de alimentare printr-o rețea de canale în camerele clădirii, unde iese prin registre de aerisire. Între timp, ventilatorul de refulare extrage aerul viciat înapoi prin canalele de refulare către unitatea de tratare a aerului, repetând ciclul. Unele aer viciat poate fi evacuat în exterior pentru a elimina poluanții, fiind înlocuit cu aer proaspăt din exterior.
Pasul 6: Monitorizare și Ajustare
Sistemul de control monitorizează în mod continuu calitatea aerului, temperatura și umiditatea utilizând senzori. Dacă parametrii se abat de la valorile setate (de exemplu, o cameră devine prea caldă), sistemul ajustează componentele unității de tratare a aerului – mărind viteza ventilatoarelor, activând serpentinele sau ajustând clapetele – pentru a restabili confortul și eficiența.
Tipuri de Unități de Tratare a Aerului
Unitățile de tratare a aerului sunt concepute pentru a se potrivi diferitelor dimensiuni ale clădirilor și nevoilor. Tipurile comune includ:
1. Unități de tratare a aerului compacte
Aceste unități compacte, preasamblate, conțin toate componentele (ventilatoare, filtre, serpentine) într-un singur carcasa. Sunt ușor de instalat și ideale pentru clădiri mici sau medii, cum ar fi birouri, școli sau magazine.
2. Unități de tratare a aerului modulare
Unitățile modulare sunt construite din secțiuni separate (de exemplu, o secțiune de filtrare, o secțiune cu ventilator, o secțiune de încălzire/răcire) care pot fi combinate pentru a satisface nevoi specifice. Sunt scalabile, fiind potrivite pentru clădiri mai mari sau facilități cu cerințe variabile.
3. Unități de tratare a aerului montate pe acoperiș
Instalate pe acoperișurile clădirilor, aceste unități economisesc spațiu interior și sunt frecvent utilizate în clădiri comerciale. Ele gestionează atât aerul condiționat, cât și încălzirea, fiind conectate, de obicei, la canale de distribuție a aerului care îl trimite prin etajele de dedesubt.
4. Unități industriale de tratare a aerului
Unități mari și rezistente, concepute pentru fabrici, depozite sau laboratoare. Ele gestionează debite mari de aer, rezistă la praf și produse chimice și pot include filtre specializate sau controlul umidității pentru procese industriale.
5. Cameră curată Unități de tratare a aerului
Utilizate în spitale, laboratoare farmaceutice sau în fabricația electronică, aceste unități sunt echipate cu filtre de eficiență ultra-ridicată (HEPA sau ULPA) și cu controale stricte pentru menținerea unor medii sterile, fără particule.
Rolul unităților de tratare a aerului în sistemele HVAC
Unitatea de tratare a aerului este „muncitorul" principal al sistemelor HVAC, conectând diverse componente pentru a asigura o calitate constantă a aerului și confortul utilizatorilor. Rolurile sale principale includ:
- Gestionarea calității aerului : Prin filtrarea contaminanților și reglarea aportului de aer proaspăt, unitățile de tratare a aerului reduc poluarea aerului interior, protejând sănătatea ocupanților.
- Eficiență energetică : Unitățile moderne de tratare a aerului echipate cu ventilatoare cu VSD, sisteme de recuperare a căldurii și controale inteligente minimizează consumul de energie, reducând costurile de utilități.
- Climatizare : Ele mențin temperaturi și niveluri de umiditate stabile, esențiale pentru confortul din locuințe/birouri și pentru conservarea materialelor în muzee sau laboratoare.
- Siguranță : În medii industriale sau în spitale, unitățile de tratare a aerului previn răspândirea gazelor toxice, bacteriilor sau virușilor, controlând fluxul de aer și filtrarea acestuia.
Aplicații practice ale unităților de tratare a aerului
Clădiri de birouri
Un birou de dimensiune medie utilizează o unitate compactă de tratare a aerului pentru a circula aerul prin 50 de camere. Unitatea filtrează praful și polenul, ajustează temperatura la 22°C (72°F) și menține o umiditate de 40%. Ventilatoarele cu VSD reduc debitul de aer în weekenduri, când clădirea este goală, diminuând consumul de energie cu 30%.
Spitale
Unitatea de tratare a aerului dintr-un spital include filtre HEPA pentru eliminarea bacteriilor și virusurilor, asigurând condiții sterile în sălile de operații. Menține o presiune pozitivă în camerele pacienților (aerul iese, prevenind intrarea contaminanților din exterior) și o presiune negativă în camerele de izolare (aerul intră, conținând agenții patogeni).
Fabrici
O fabrică de procesare a alimentelor utilizează o unitate industrială de tratare a aerului echipată cu serpentine și filtre rezistente la coroziune pentru eliminarea prafului și al alergenilor. Aceasta controlează umiditatea pentru a preveni dezvoltarea mucegaiului pe produsele alimentare și asigură temperaturi constante pentru procesele de producție.
Școli
Unitatea de tratare a aerului de pe acoperișul unei școli deservește 20 de clase, amestecând aer proaspăt cu aer recirculat pentru a reduce costurile energetice. Include filtre cu carbon pentru îndepărtarea mirosurilor din cantine și reglează debitul de aer în orele de vârf (de exemplu, când elevii sunt la cursuri) pentru un confort mai bun.
Întrebări frecvente
Care este diferența dintre o unitate de tratare a aerului și un cuptor?
Un cuptor încălzește doar aerul, în timp ce o unitate de tratare a aerului combină încălzirea, răcirea, filtrarea și controlul umidității. Unitatea de tratare a aerului este un sistem mai complex care circulă aerul condiționat în întreaga clădire, funcționând frecvent împreună cu un cuptor sau un aparat de aer condiționat ca parte a sistemului HVAC.
Cât de des trebuie întreținută o unitate de tratare a aerului?
Întreținerea regulată este esențială. Filtrele trebuie înlocuite la fiecare 1–3 luni. Serpentinele, ventilatoarele și registrele trebuie inspectate și curățate la fiecare 6–12 luni pentru a preveni acumularea de praf și a asigura eficiența. Verificările anuale realizate de profesioniști pot identifica probleme precum scurgeri sau componente uzate.
Poate funcționa o unitate de tratare a aerului fără canale de aer?
Majoritatea unităților de tratare a aerului utilizează canale pentru distribuirea aerului, dar unele unități mici (cum ar fi cele din apartamente) se pot conecta direct la registrele de aer ale camerei, fără a necesita o rețea extinsă de canale. Sistemele mini-split fără canale, totuși, nu sunt unități de tratare a aerului - acestea folosesc unități interioare individuale.
Cum contribuie unitățile de tratare a aerului la îmbunătățirea calității aerului interior?
Acestea filtrează praful, polenul și microbii, controlează umiditatea pentru a preveni mucegaiul și aduc aer proaspăt din exterior pentru diluarea poluanților interiori, cum ar fi compușii organici volatili (VOC) proveniți din mobilier sau produse de curățare. Filtrele de înaltă eficiență ale unităților de tratare a aerului sunt deosebit de eficiente în reducerea bolilor transmise pe cale aeriană.
Ce dimensiune trebuie să aibă unitatea de tratare a aerului necesară pentru o clădire?
Dimensiunea depinde de suprafața construită, înălțimea tavanului, numărul de persoane și climă. Un inginer HVAC profesionist calculează debitul de aer necesar (ACH, sau schimburi de aer pe oră) și alege o unitate de tratare a aerului cu o capacitate corespunzătoare. De exemplu, un birou de 500 m² poate necesita o unitate care circulă 5.000–10.000 m³/h aer.
Cuprins
- Ce este o unitate de tratare a aerului și cum funcționează aceasta în sistemele HVAC?
- Ce este o unitate de tratare a aerului?
- Componentele Cheie ale unei Unități de Manipulare a Aerului
- Cum funcționează un grup de tratare a aerului în sistemele HVAC?
- Tipuri de Unități de Tratare a Aerului
- Rolul unităților de tratare a aerului în sistemele HVAC
- Aplicații practice ale unităților de tratare a aerului
-
Întrebări frecvente
- Care este diferența dintre o unitate de tratare a aerului și un cuptor?
- Cât de des trebuie întreținută o unitate de tratare a aerului?
- Poate funcționa o unitate de tratare a aerului fără canale de aer?
- Cum contribuie unitățile de tratare a aerului la îmbunătățirea calității aerului interior?
- Ce dimensiune trebuie să aibă unitatea de tratare a aerului necesară pentru o clădire?