什么是空气处理机组 (AHU)?

研究表明,大约 90% 的人 90% 的时间都在室内度过。人们很容易认为我们在家里和办公室里是安全的。我们都知道室外空气污染和大城市生活的危害。 
但事实是,室内空气污染日益引起人们的关注,并被美国环境保护署 (EPA) 列为五大环境风险之一。 
因此,投资空气处理机组是有意义的,它不仅可以控制建筑物的热舒适度,还可以控制空气过滤、加湿和通风等其他功能。过去,仅考虑散热要求。 
如今,随着人们越来越意识到室内空气污染的危险以及环境中颗粒物 (PM) 对健康的有害影响,空气处理机组已经发展并变得更加先进。< /span>

然而,随着我们对空气污染的了解不断加深,我们对提高能源效率并确保尽可能减少能源消耗的认识也随之增强。 

选择不仅保证质量而且具有环保资质的 AHU 可能是一项艰巨的任务。由于不同的全球制造商都使用自己的方法来测量和显示关键指标,因此很难确定最重要和必要的参数。

这就是 Eurovent 可以提供帮助的地方。 Eurovent 推出了一套用于认证和评级空气处理机组的标准。借助该系统,消费者可以明智地购买更适合其室内空间的设备。
本文稍后将更深入地讨论认证标准。
通过使用此认证来评估和比较空气处理机组,您可以确保选择适合所需建筑物的高效机器。

空气处理机组如何工作?

空气处理机组是一种复杂的设备,旨在调节供暖、通风和空调系统(通常称为 HVAC)中处理的空气。 AHU通常包括一个或多个风扇以及至少一个用于处理空气的其他部件,例如过滤器、加热器、冷却器、能量回收部件、加湿器、除湿器或混合部分。

虽然这看起来很复杂,但每个组件都与其他组件协同工作,在建筑物内创建一个健康舒适的居住区域。 

现代建筑对能源效率和室内空气质量 (IAQ) 的要求不断提高,加上生态设计等欧盟 (EU) 立法,甚至提高了对空气处理机组的最基本要求。 
为了满足欧盟市场的要求,现代空调机组通常由风扇、能量回收装置、过滤器、加热和冷却元件以及控制装置组成。围绕能源效率不断发展的立法也带来了改进的风扇和更高效的能量回收设备。  

如何对 AHU 进行分类?

有多种方法可以区分不同的 AHU,最常见的方法如下所述。

 

按空气流动方向:单向或双向

AHU 可以是单向的,也可以是双向的。正如您可能从名称中猜测的那样,单向通风装置仅用于沿一个方向移动空气,通常包括风扇、过滤器以及加热或冷却组件。同时,双向装置可以向建筑物内部供气或从建筑物内部抽气。 

按结构分类:紧凑型或模块化

紧凑型 AHU 是一种安装在一个外壳中的系统,通常具有风扇、过滤器和能量回收系统等通风组件。这种类型的 AHU 的优点是它需要的安装空间比模块化系统小得多。然而,它的性能通常并不广泛,并且其他组件(例如加热或冷却盘管)可能需要作为管道配件安装。

模块化空气处理机组在结构、模块布置、尺寸以及加湿和除湿等专业功能方面提供了更大的灵活性。每个单独的组件都经过微调,可作为通风系统的一部分并使用定制的 AHU 选择软件。 

按应用领域:住宅或非住宅、一般或工业通风

正如您可能从名称中猜到的那样,住宅单元的设计和用途是为公寓、单户或多户住宅进行通风。气流通常限制在 1,000 m3/h(立方米/小时)以下。 
这些 AHU 往往比非住宅单元复杂得多,非住宅单元通常经过高度定制,以满足特定建筑物及其要求。住宅和非住宅空气处理机组都需要满足欧盟生态设计法规制定的不同标准。 

按地点:室外或室内

AHU 最常见的情况是在外部或辅助场所内。所有室外装置必须严格防水并覆盖耐腐蚀涂层,以防止污染或降解。较小的 AHU 通常安装在天花板上方。

空气处理机组由哪些部件组成?

一般来说,AHU 的目的是改善室内空气质量。第一步始终是将外部空气转移到 AHU 中进行处理。如果设备放置在室外,则此过程可以直接发生,也可以通过管道系统发生。 
在 AHU 内部,开始进行处理,去除空气中的颗粒物并对其进行热处理以满足特定应用。这可以加热空气或冷却空气。 
然后空气被分配到整个建筑物。对于双向装置,AHU 同时收集从管道系统抽取的空气并将其输送出建筑物。所有这一切都是使用高效的能量回收系统来完成的,以确保机器尽可能节能。 

空气处理器与换热器矢量图。暖通空调行业
© Eurovent
带换热器的空气处理器 © Shutterstock

要准确了解 AHU 的工作原理,最简单的方法是将其分解为单独的组件并逐一查看。

空气过滤器

AHU 中的空气过滤器旨在去除空气供应中的有害细尘、花粉、细菌和霉菌等污染物,并用清洁、新鲜的空气替换受污染的空气。 

除此之外,空气过滤器还可以保持空气处理设备的清洁,以确保高效、卫生的运行。 

根据建筑物的类型,在 AHU 中添加额外的过滤器可能会很有用,包括专门用于去除气味、油脂或腐蚀分子的过滤器。 

以下是一些可用于 AHU 的不同过滤器:

  • HEPA 过滤器 通常用于保护员工和敏感设备,因为这些过滤器可有效去除颗粒,先进的型号甚至可以去除空气中的细菌和病毒
  • 袋式过滤器提供中高效过滤
  • 板式过滤器提供低效过滤
  • 静电过滤器使用高电荷电极来电离空气
  • 碳过滤器去除异味和气体

围绕过滤器的能源效率有两个主要考虑因素:清洁/初始压降以及过滤器粉尘负荷引起的压力增加。这两者都对 AHU 的效率产生重大影响。 

过滤器能效的一个指标是空气过滤器 Eurovent 认证性能计划的能效等级。有关空气过滤器的更多基本信息也可以在 Eurovent 指南“用于一般通风的空气过滤器”和 中找到Eurovent 4/23 关于如何选择用于一般通风目的的 ISO 16890 额定空气过滤器的建议。

能量回收组件 

气候对 AHU 的性能有很大影响。一年中的大部分时间,室外空气温度都会偏离必要的送风条件。在这种情况下,需要进行热处理。为了最大限度地减少热空气处理的能耗,应采用能量回收系统(ERS,通常也称为热回收系统或 HRS)。

如果您所在的国家/地区是欧盟成员,则自生态设计法规 (EU) No 1253/2014 实施以来,必须安装 ERS。 

ERS 的工作原理是将抽取空气中的热能转移到室外空气。例如,在典型的欧洲冬季,这可能意味着纯粹通过使用抽取空气的热量将室外空气从 -5°C 加热到 15°C。在夏季,此过程相反,ERS 用于降低冷却器需求。这个过程的能源效率更高,对系统的要求也更少。

ERS 通常分为三种不同类型:

  • 再生性
    • 大多数再生器是旋转式热交换器。轮子通过两条气流旋转,从而输送容量。使用旋转式热交换器,室外空气和排风之间始终存在空气交换。 
  • 恢复期
    • 换热系统将室外空气引导至内部,并通过非常小的管道抽取室内空气。这使得两股气流在特殊设计的表面的帮助下交换热容量时保持分离。通常,板式热交换器用于促进流入和流出空气之间的能量交换。
  • 绕行线圈
    • 第三个系统使两股气流完全分开,从而不可能发生交叉污染。它们被称为绕行线圈系统。在这里,热容量通过室外空气中的盘管转移到水系统,然后转移到抽气中的盘管。

加热和冷却组件

虽然热回收系统提供了一些冷却和加热设施,但仅靠它们还不足以完成所需的工作。在这种情况下,需要额外的热处理部件。通常使用翅片式水-空气紧凑型热交换器。这些系统连接到建筑物的中央供暖和制冷系统。还可以在 AHU 中加入 DX(直接膨胀)盘管,它将充当制冷剂回路的蒸发器或冷凝器,并冷却或加热经过处理的空气。 

加热时也可以使用电加热器。同时,冷却盘管除了其原有的用途外,还可以具有除湿的作用。首先它可以以干燥的方式使用。送风与室外空气的含水量相似,不会发生凝露。如果用于除湿,则水会作为冷凝物收集,必须使用滴水盘和管道从 AHU 中排出。为了提高能源效率,加热和冷却盘管的空气侧和水侧压降应尽可能低。

粉丝

有多种不同的风扇可供选择,包括前弯式、后弯式、翼型式和后倾斜式。为了确定合适的风扇,通常使用软件来评估 AHU 中的静压和风量。然而,每个风扇的主要用途都是相同的——将空气移动到建筑物的不同部分。 

最常用的风扇是直接驱动、自由运转的后弯风扇。由于能源效率有限,皮带驱动风扇很少在现代空调机组中使用。

风扇由电机控制,以确保仅产生所需的气流。对于交流电机,可以通过变频器进行速度控制;对于 PM/EC 风扇,可以通过直接电子控制进行控制。 

衡量风扇效率的标准是风扇效率。在欧洲,风扇效率受欧盟委员会法规 (EU) No 327/2011 监管,该法规禁止在欧洲使用低效风扇/电机组合。

消音器 

根据 AHU 所在的位置,对噪音水平可能有很高的要求。在 AHU 中,噪音是由管道或装置中的组件产生的。噪音排放的主要来源是风扇。因此,安装降噪组件最有利的位置通常是靠近该声源。在 AHU 中,消音器通常直接放置在风扇的上游或下游。然而,如果噪声从供气到抽气发生传递,或者相反,则可以考虑其他位置。 

消音器通常由分流器组成,其中包含吸收材料。通过专用消音器的改造,降低了叶轮的声音。考虑到能源方面,消音器的压降应尽可能低。

(至)加湿

根据 AHU 的应用,湿度可能是一个重要因素。因此,需要将其控制和维持在定义的间隔值内。

增加空气湿度的主要方法有两种。蒸汽是最常用的,因为它是一种更准确的方法。然而,也可以使用液体形式的水。液态水加湿是一种绝热蒸发过程,可以间接冷却空气。绝热加湿器的上游需要一个加热器来确保送风温度。

通常,需要加湿的应用也需要除湿。降低空气中水分含量的方法是利用冷却盘管冷却空气,使其达到饱和温度。在这些条件下,空气中的水分将形成冷凝物。 

混合段

混合室是空气从提取单元到供应单元侧变化的地方。混合再循环空气的目标是达到送去调节的空气的完美组合。通过结合抽取的空气以尽可能达到所需的空气温度,可以最大限度地减少热处理要求。这是一种简单的热回收方法。也存在更复杂的方法,例如热轮和交叉板式热交换器,但消耗更多能量。

其他组件 

虽然列出的组件是最常见的,但根据 AHU 的要求,其他组件也可能有用。 

间接绝热冷却可以放置在能量回收系统上游的抽气侧。该组件仅在夏季条件下使用。当抽取空气含有水时,水通过系统蒸发,因此抽取空气被冷却。这意味着它以降低的温度流入能量回收系统。 

因此,经过热回收系统后,室外空气将被冷却到比没有间接绝热加湿器低得多的温度。另一个相关的附加组件可以是使用旁路系统来减少不使用时通过单元的其他组件的空气阻力。

适用于各种类型建筑的 AHU

无论您正在寻找哪种类型的建筑来安装 AHU,都没有关系。有了如此广泛、适应性强的模块,可以根据需要添加或减少,AHU 将能够满足您建筑物的需求。 

正确购买的关键在于进行研究并确定哪种 AHU 最适合您的要求。

这可能是一个令人困惑的过程,需要吸收大量不同的信息。这就是 Eurovent 可以提供帮助的地方。

欧洲通风口认证

Eurovent 推出了一套用于认证和评级 AHU 的标准。这样,消费者就可以明智地购买合适的空气处理设备来净化室内空气。

任何具有 Eurovent 性能认证的产品都将贴有涵盖许多不同标准的 AHU 效率标签。

机械特性 

以下机械特性经过认证: 

  • 套管强度(CS)
  • 外壳漏气量 (CAL)
  • 过滤器旁路泄漏 (FBL)
  • 外壳热传导率(TT)
  • 热桥系数 (TBF)
  • 外壳隔音

性能特点 

以下性能特征经过认证:

  • 气流 – 可用静压 – 功率输入 
  • 倍频程管道内声功率级 
  • 空气声功率级 
  • 制热量* 
  • 制冷量* 
  • 热回收* 
  • 水侧压力损失* 

* 如果产品系列的标准功能

Eurovent认证可以让您轻松客观地比较设备并轻松选择最满足您要求的AHU。 

这远不是认证的唯一好处。它还可以:

  • 引入衡量 AHU 性能的行业标准。当比较不同国家的产品时,重要信息可能会以不同的尺寸显示,从而难以评估。对所有 AHU 使用相同的认证意味着参数更简单,消费者更容易理解。
  • Eurovent 是一个公正、独立和专业的认可机构,根据自己的调查结果提供客观的评分。
  • 认证产品符合公认的标准,使其使用起来更加安全。
  • 消费者可以放心,因为他们知道经过独立测试,认证产品将按照制造商规定的规格工作。

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