Trong các bản vẽ thiết kế hoặc bản vẽ thi công hệ thống điều hòa không khí và thông gió các bạn sẽ không ít lần bắt gặp các giải pháp thiết kế với FCU/ AHU hồi trần tự do hoặc hồi ống gió. Thậm chí có những dự án với một số khu vực được thiết kế hồi trần tự do trong khi các khu vực khác lại thiết kế hồi ống gió.
Vậy khi nào ta sẽ chọn giải pháp thiết kế hồi trần tự do khi nào thiết kế hồi ống gió là phù hợp? Ưu điểm và khuyết điểm của 2 phương án đó thế nào?
Sau đây sẽ là bài phân tích các đặc điểm chính và tính ứng dụng của 2 giải pháp thiết kế trên.
I. FCU/ AHU hồi ống gió là gì?
-
Hệ thống gồm: FCU, ống gió cấp, miệng gió cấp + box, ống gió hồi, miệng gió hồi + box.
-
Nguyên lý: FCU sẽ hồi gió từ phòng điều hòa về thông qua miệng gió hồi + box đi qua đường ống gió hồi sau đó được quạt đẩy qua coil lạnh của FCU để làm lạnh không khí, tách ẩm rồi được cấp trở lại phòng điều hòa thông qua đường gió cấp và miệng gió cấp + box.
II. FCU/ AHU hồi trần tự do là gì?
-
Hệ thống gồm: FCU, ống gió cấp, miệng gió cấp + box, miệng gió hồi gắn trần và không box.
-
Nguyên lý: FCU sẽ hồi gió từ phòng điều hòa về thông qua miệng gió hồi không box gắn tại trần laphong [hoặc có khi là khe trần laphong và không cần miệng gió hồi] theo nguyên lý áp suất trong trần âm so với không gian điều hòa bên dưới. Gió hồi về di chuyển từ bên dưới không gian điều hòa lên trần vào dàn lạnh rồi sau đó được quạt đẩy qua coil lạnh của FCU để làm lạnh không khí, tách ẩm rồi được cấp trở lại phòng điều hòa thông qua đường gió cấp và miệng gió cấp + box.
III. Ưu điểm - khuyết điểm của 2 giải pháp hồi trần tự do và hồi ống gió?
1. Phương án hồi trần tự do
a. Ưu điểm
- Tiết kiệm chi phí vật tư ống gió hồi FCU/ AHU hoặc thậm chí cả hộp box hồi cho FCU.
- Đường ống gió cấp FCU/ AHU có thể đi dài hơn do không có tổn thất áp gây ra bởi ống gió hồi.
- Tiết kiệm năng lượng quạt AHU do tổn thất áp quạt còn lại chủ yếu đầu đẩy AHU nên cột áp chọn quạt nhỏ hơn.
- Vị trí lắp đặt FCU trên trần sẽ dễ dàng bố trí sát tường hơn do không vướng hộp box hồi hoặc đường ống gió hồi. Từ đó dẫn đến các vị trí lỗ thăm trần máy lạnh sẽ thẩm mỹ hơn trên trần.
- Do không có đường ống gió hồi nên đối với không gian trong trần chật hẹp hoặc hệ thống AHU với đường ống gió lớn thì việc phối hợp [combine] với các hệ MEPF khác dễ dàng hơn.
b. Khuyết điểm
- Ảnh hưởng độ ồn từ quạt trong FCU xuống không gian làm việc sẽ cao hơn do không có đường ống hồi. Do đó một số phương án người ta vẫn bố trí hộp box hồi và tiêu âm để giảm ồn.
- Phải đảm bảo không gian trong trần được làm kín ở các lỗ xuyên tường của các hệ MEPF giữa các phòng liền kề thông nhau để tránh hồi trần sang không gian bên cạnh.
- Thời gian ban đầu máy lạnh dễ dơ hơn do không gian trong trần nhiều bụi từ việc xây dựng.
- Tốn thêm 1 lượng tải lạnh do máy lạnh phải làm lạnh luôn không gian trong trần.
- Dễ đọng sương nếu các phòng liền kề bên trên có nhiệt độ thấp hơn điểm đọng sương của phòng.
2. Hồi ống gió
a. Ưu điểm
- Đảm bảo về độ ồn hơn do có thể tiêu âm cả hộp gió cấp và hồi, đường ống gió cấp và hồi cho FCU.
- Đảm bảo về việc cấp gió và hồi gió đúng giá trị thiết kế mà không ảnh hưởng bởi các lỗ thông xuyên tường trong trần với các phòng liền kề.
- Không tốn thêm 1 lượng nhỏ tải lạnh gây ra bởi không gian trong trần.
- Không ảnh hưởng vấn đề vệ sinh không gian trong trần đến máy lạnh do hệ thống kín đối với trong trần.
- Hạn chế việc gây đọng sương phòng đối với không gian liền kề bên trên có nhiệt độ thấp.
- Đối với hệ AHU sử dụng VAV box cấp và hồi cho 1 số dự án đặc biệt thì việc cân chỉnh lưu lượng gió cấp và hồi cho các phòng khác nhau sẽ chính xác và hiệu quả hơn.
b. Khuyết điểm
- Tốn chi phí đường ống gió hồi hoặc hộp box hồi cho FCU/ AHU, đối với hệ thống lớn thì chi phí này cũng khá lớn 10-20% hệ HVAC.
- Tổn thất áp quạt cả đường cấp và hồi nên đường ống gió đẩy với chiều dài hạn chế.
- Tốn năng lượng quạt hơn đối với hệ AHU do tổn thất cả đường cấp và hồi gió
- Khó khăn khi phối hộp hệ ống gió đối với các hệ khác trong trần vì phải có ống gió cấp lẫn hồi và đặc biệt đối với hệ AHU thì ống gió khá lớn.
- Không thể đặt máy sát tường nên khó khăn khi phối hợp lỗ thăm phù hợp mặt bằng trần do vướng hộp box hồi và ống gió hồi đối với FCU.
IV. Kết luận
Với nguyên lý gió của 2 phương án thiết kế trên cùng với các ưu khuyết điểm của chúng mà tùy theo từng công năng phòng cùng với tính kinh tế mà người thiết kế có thể chọn ra phương án phù hợp nhất.
Ví dụ
- Đối với các không gian có đóng trần laphong như sảnh tiếp tân, văn phòng riêng biệt, phòng ngủ khách sạn người ta có thể dùng phương án hồi tự do để giảm bớt đường ống hồi, tiết kiệm chi phí hoặc dễ lắp đặt máy trong trần với lỗ thăm, miệng gió kết hợp với trần đèn thẩm mỹ hơn.
- Đối với các dự án như bệnh viện với các phòng hạn chế nhiễm chéo và phân cấp áp suất nên phương án hồi ống gió là phù hợp.
- Đôi khi chúng ta cũng sẽ bắt gặp các không gian rộng lớn như siêu thị không đóng trần laphong sử dụng hệ thống đường ống gió AHU thì phương án hồi ống gió sẽ phù hợp về kỹ thuật như hồi gió đều hơn, thông gió sự cố…
Tóm lại việc sử dụng phương án thiết kế nào là do người thiết kế cân nhắc chọn lựa dựa vào các yếu tố trên để phù hợp theo từng công năng phòng. Ngoài các đặc điểm trên thì trong thực tế cũng có một số yếu tố khác cũng cần được cân nhắc khi thiết kế.
Nguồn: Kỹ sư Vương Cam
Skip to contentFCU tiếng anh là Fan Coil Unit, là thiết bị xử lý không khí trong hệ thống HVAC [bao gồm hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí] trong các tòa nhà thương mại, khu dân cư hay các công trình công nghiệp lớn. Sau đây Trần Gia M&E xin giới thiệu đến các bạn các kiến thức chi về FCU và sự khác biệt giữa FCU và AHU. FCU là thiết bị cung cấp không khí lạnh vào trong phòng [nguồn lạnh này được lấy từ trạm sản xuất nước lạnh của hệ thống làm lạnh trung tâm]. FCU thường có công suất nhỏ từ 2kW – 20kW, vì thế được sử dụng trong những không gian có diện tích nhỏ hoặc vừa. So với AHU thì FCU không có khả năng xử lý nhiệt độ ẩm tốt bằng AHU. Kích thước và có cấu tạo của FCU hạn chế hơn AHU, đo đó với những yêu cầu cần đáp ứng cao thì bắt buộc chúng ta phải sử dụng thêm một bộ xử lý nữa đó là PAU [bộ xử lý PAU hỗ trợ phần lọc, công việc làm lạnh và gia nhiệt, tách ẩm hoặc tạo ẩm] để lắp đặt bên ngoài và được nối với ống gió cho nhiều FCU ở bên trong.1. FCU là gì?
2. Cấu tạo của FCU và các loại FCU phổ biến hiện nay
FCU thường có các bộ phận chính là:
- Quạt [thông thường là quạt ly tâm]
- Dàn ống – coil
- Bộ lọc bụi
- Động cơ
- Dàn ống trao đổi nhiệt
- Màn hứng nước ngưng
Các loại FCU phổ biến:
FCU kiểu treo tường, áp tường hoặc áp trần
- FCU có thể được gắn trên tường, đặt trần hoặc gắn trêns trần.
- Thông thường, loại này sẽ có vỏ bọc thích hợp để bảo vệ và che giấu thiết bị cuộn dây quạt, lưới tản nhiệt độ và bộ khuếch tán không khí được đặt vào vỏ bọc mà vẫn đảm bảo được quá trình phân phối không khí.
FCU kiểu âm trần nối ống gió, giấu tường, giấu trần
- Nếu được lắp đặt âm thì thường sẽ được lắp đặt trong khoảng trống của trần nhà hoặc trần giả.
- Các thiết bị như lưới tản nhiệt không khí và bộ khuếch tán không khí thường sẽ được đặt vào trần, được dẫn đến bộ phận cuộn dây quạt.
- Loại này được dùng phổ biến để tận dụng khoảng trống trần để giúp lưu thông không khí trong không gian lắp đặt.
FCU kiểu Cassette thổi tròn, kiểu 4 hướng, kiểu 1 hướng
Được thiết kế lắp đặt chìm phía trên trần nhà, với dàn lạnh cassette được ẩn đi, phần nhô ra ngoài chính là mặt nạ âm trần. Ở giữa là cửa hút và 4 phía là miệng thổi, mặt nạ gồm các loại 2,3 hay 4 cửa thổi tùy theo từng loại và từng hãng. Khi lắp đặt không cần xử lý độ dốc với hệ thống thoát nước được bơm tự động.
3. Nguyên lý hoạt động của FCU
- Cuộn cảm sẽ nhận nước nóng hoặc nước lạnh từ điều hòa trung tâm và tiến hành loại bỏ nhiệt từ hoặc thêm nhiệt vào không khí thông qua việc truyền nhiệt.
- Các đơn vị cuộn dây quạt truyền thống có thể chứa bộ ổn nhiệt bên trong của chúng hoặc có thể được nối dây để hoạt động với bộ điều khiển nhiệt từ xa.
- Điều khiển tốc độ của động cơ quạt trong FCU được sử dụng một phần để điều khiển đầu ra sưởi ấm và làm mát như mong muốn.
- Một số modun FCU thực hiện điều khiển tốc độ bằng cách điều chỉnh các vòi trên máy biến áp AC cung cấp nguồn cho động cơ quạt. Tuy nhiên điều này yêu cầu việc điều chỉnh ngay trong giai đoạn lắp đặt thiết bị hoặc trong quá trình xây dựng tòa nhà và chỉ có một tốc độ cố định.
- Một vài dòng được trang bị động cơ tụ tách vĩnh viễn tùy chỉnh với các mức tốc độ trong các cuộn dây để đặt các mức độ mong muốn đơn giản như [off – hight – medium – low] để người dùng có thể tự điều chỉnh tốc độ quạt.
4. Ứng dụng thực tế
Để sử dụng trong các tòa nhà cao tầng, FCU được xếp chồng lên nhau theo chiều dọc, thẳng từ sàn đến sàn và kết nối các FCU với nhau với cùng một đường ống.
FCU là một thiết bị phân phối rất cần thiết cho hệ thống lò hơi chiller trong các công trình thương mại và dân cư lớn.Trong các công trình này, FCU thường được gắn trong trần phòng tắm hoặc dùng để cung cấp không khí lạnh cho các khu vực có không gian vừa phải hoặc hạn chế
Đọc thêm: Phân biệt hệ thống làm lạnh VRV và Water Chiller
5. Ưu điểm của FCU
- Có thiết kế với cấu tạo nhỏ gọn nhưng vẫn đảm bảo cung cấp lưu lượng gió cao đáp ứng được yêu cầu công trình văn phòng, nhà hàng có không gian hạn chế.
- Các đường ống sử dụng cho các FCU thường được cách nhiệt bằng bằng các xốp cách nhiệt, ống gió mềm có bảo ôn và ngăn sự ngưng tụ hình thành.
- Ống đồng được sản xuất bởi vật liệu có chất lượng cao, cánh tản nhiệt bằng nhôm cho hiệu quả trao đổi nhiệt cao. Bên cạnh đó, đường ống nối với đường nước được phủ kim loại giảm thiểu sự biến dạng trong quá trình vận chuyển và lắp đặt.
- Tiếng ồn do FCU sinh ra thường được kiểm soát ở mức rất nhỏ bởi thiết bị kiểm tra cân bằng tĩnh và động của motor quạt kết hợp với cách nhiệt và cách âm chất lượng cao được trang bị cho FCU.
- FCU được trang bị động cơ điện chất lượng cao với ổ trục độ ồn thấp nên không yêu cầu bôi trơn, giảm thiểu thời gian bảo trì.
- Bộ lọc trong FCU hiệu quả cao hơn so với bộ lọc bình thường và có thể kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.
- Khay hứng nước ngưng tụ trên dàn trao đổi nhiệt có khả năng cách nhiệt và được hàn kín để hứng nước ngưng tụ. Đồng thời cách nhiệt với môi trường bên ngoài. Bên cạnh đó, bộ trao đổi nhiệt được thiết kế với áp suất làm việc 2Mpa với khả năng làm việc trong những điều kiện môi trường bất lợi mà vẫn đảm bảo không bị rò rỉ.
- Khác với AHU không thể bật tắt đơn lẻ khu vực theo mong muốn, FCU có thể được kiểm soát nhiệt độ trong không gian nơi nó được lắp đặt bằng cách sử dụng các công tắc bật/tắt thủ công hoặc bộ điều nhiệt để điều chỉnh lượng nước tới bộ trao đổi nhiệt sử dụng van điều khiển hoặc tốc độ quay của quạt. Vì vậy, những khu vực không sử dụng có thể dễ dàng được tắt đi để tiết kiệm năng lượng.
- Nhiệt độ đầu ra từ một FCU có thể được thiết lập bằng cách dựa vào nhiệt độ của không khí đi vào thiết bị, nhiệt độ của không khí khi ra khỏi thiết bị và khối lượng không khí được di chuyển qua thiết bị.
6. Lắp đặt FCU cần lưu ý gì?
- Cần lắp đặt cao su đệm giữa ty treo & FCU để ngăn ngừa rung động khi vận hành
- Kết nối ống, ống thông gió mềm phải đúng theo yêu cầu thiết kế, được thử rò rỉ & được cách nhiệt để ngăn ngừa hơi ẩm.
- Đường ống nước xả phải đảm bảo bằng hoặc lớn hơn đường ống thiết kế & cần được kết nối với đường nước xả gần nhất.
- Không gian lắp đặt FCU phải đủ để thuận lợi cho quá trình vận hành, bảo trì.
7. Phân biệt FCU và AHU
AHU tiếng anh là Air Handling Unit, là thiết bị trao đổi nhiệt và xử lý không khí dùng trong hệ thống HVAC. AHU được thiết kế với mục đích trao đổi nhiệt, xử lý nhiệt ẩm không khí, độ sạch không khí. AHU được kết nối với các hệ thống HVAC cho các ngành công nghiệp sản xuất hoặc những công trình có tổng tải lạnh lớn. Công suất tối thiểu của AHU thường là 30kW.
Phân biệt FCU và AHU có thể dựa vào bảng so sánh dưới đây:
| FCU | AHU | |
| Kích thước | Nhỏ | Lớn |
| Công suất | 2-20kW | >30kW |
| Ứng dụng | Không gian cục bộ, có diện tích nhỏ như: văn phòng, hành lang nhỏ,… | khu vực rộng lớn, mang tính chất công cộng như: sảnh lớn của nhà hàng/khách sạch, xưởng sản xuất, nhà máy,… |
| Độ ồn | Nhỏ | Rất ồn, cần thiết kế bộ cách âm |
| Môi chất lạnh | Gas hoặc nước lạnh [Chiller] | Thông thường là nước lạnh từ hệ thống làm lạnh trung tâm Chiller |
-
Gọi điện -
Nhắn tin -
Zalo -
FB