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空氣處理機組(AHU,Air Handling Unit)是全空氣空調系統的核心設備,其工作原理是通過一系列物理和熱交換過程,對進入機組的空氣(新風與回風的混合空氣)進行過濾、熱濕處理(加熱、冷卻、加濕、除濕)等處理,使空氣達到設定的送風狀態(溫度、濕度、潔凈度),再由風機通過風管輸送到室內,從而調節室內環境。
具體工作流程可分為以下幾個關鍵步驟:
1. 空氣混合:新風與回風的配比調節
空氣處理機組從室外引入新風(補充室內新鮮空氣,排出污濁空氣),同時從室內回收回風(已調節過的空氣,可減少能量消耗)。
兩者在機組的進風段混合,混合比例由風閥控制(根據室內空氣質量要求、節能需求或季節變化調整,例如冬季可提高回風比例以減少熱量損失)。
2. 空氣過濾:去除污染物,潔凈度
混合后的空氣進入過濾段,通過過濾器對空氣進行凈化處理:
初效過濾器:去除空氣中的大顆粒灰塵、毛發等;
中效過濾器(部分機組配置):進一步過濾細小顆粒物、花粉等;
特殊場景(如醫院、實驗室)可能增設過濾器,去除細菌、病毒等微生物。
過濾后的空氣可滿足室內對潔凈度的要求(如減少呼吸道刺激、保護設備等)。
3. 熱濕處理:調節空氣溫度與濕度
過濾后的空氣進入熱濕處理段,通過不同裝置實現溫度和濕度的調控,這是機組的核心功能:
冷卻與除濕:
當需要降低空氣溫度或濕度時,空氣流經冷卻盤管(管內通冷水或制冷劑)。空氣與低溫盤管表面接觸,熱量被冷水吸收(溫度降低),同時空氣中的水蒸氣因遇冷冷凝成液態水(附著在盤管表面,通過接水盤排出),實現除濕。
例如:夏季高溫高濕環境下,通過冷卻盤管將空氣處理到較低的溫濕度,送入室內降低室溫。
加熱:
當需要升高空氣溫度時,空氣流經加熱盤管(管內通熱水、蒸汽或電加熱元件)。空氣吸收盤管釋放的熱量,溫度升高。
例如:冬季寒冷時,通過加熱盤管提升空氣溫度,室內供暖。
加濕:
當空氣過于干燥(如北方冬季),機組通過加濕裝置增加空氣濕度:
濕膜加濕器:空氣流經浸濕的濕膜,水分蒸發進入空氣;
電極式加濕器:水被電極加熱至沸騰產生蒸汽,混入空氣中;
超聲波加濕器:通過超聲波將水霧化成小水滴,與空氣混合。
4. 空氣輸送:將處理后的空氣送入室內
處理合格的空氣進入風機段,由送風機(離心風機或軸流風機)提供動力,通過風管系統將空氣輸送到各個房間的送風口,均勻送入室內。
5. 降噪處理:減少運行噪音
風機和空氣流動會產生噪音,因此部分機組設有消聲段,通過內置消聲器(如抗性消聲器、阻性消聲器)吸收或阻隔噪音,避免對室內環境造成干擾。
6. 自動控制:穩定運行與節能
機組的運行由控制系統(如 DDC 控制器)自動調節:
傳感器實時監測室內溫濕度、送風狀態、風量等參數;
控制器根據設定目標(如室內溫度 26℃),自動調節冷卻 / 加熱盤管的水流量、加濕裝置啟停、風機轉速等,確保輸出空氣始終符合需求,同時減少能源浪費
全空氣空調系統的控制方式是通過對空氣處理、輸送、冷熱源等環節的參數調節,實現室內環境穩定和系統節能運行,主要分為手動控制和自動控制兩大類,其中自動控制是現代系統的主流。以下是具體分類及特點:
一、按控制方式的自動化程度劃分
1. 手動控制
原理:通過人工操作閥門、開關、旋鈕等部件,直接調節系統運行參數。
控制對象:
手動調節風閥開度(控制送風量);
手動啟停冷熱源設備(如鍋爐、冷水機組);
手動開關加濕器、加熱器等。
適用場景:小型、簡易的全空氣系統(如臨時展廳、小型倉庫),或作為自動控制的備用方式。
優缺點:成本低、結構簡單,但控制精度低、能耗高,依賴人工操作,不適用于大型或對環境要求高的場所。
2. 自動控制
原理:通過傳感器、控制器、執行器組成的閉環控制系統,實時監測參數并自動調節設備運行,無需人工干預。
核心邏輯:設定目標參數(如室內溫度 24℃、濕度 50%)→ 傳感器采集實際值→ 控制器對比偏差→ 執行器調整設備(如調節盤管水量、風機轉速)→ 消除偏差。
適用場景:大型建筑(商場、辦公樓、體育館等)、對溫濕度精度要求高的場所(實驗室、醫院)。
優勢:控制精度高、響應速度快、節能效果好,可實現多區域聯動控制。
二、按控制對象和功能劃分
1. 溫濕度控制
溫度控制:
送風溫度控制:通過傳感器監測送風溫度,調節冷卻 / 加熱盤管的水流量(如電動調節閥),使送風溫度穩定在設定值(如夏季送風溫度 12-16℃,冬季 28-32℃)。
室內溫度控制:在各房間安裝溫度傳感器,根據室內實際溫度與設定值的偏差,調節送風量(風閥開度)或改變送風溫度(聯動冷熱源)。
濕度控制:
除濕控制:當室內濕度設定值(如 60%),自動開啟冷卻盤管(利用冷凝除濕),或啟動立除濕裝置。
加濕控制:當室內濕度低于設定值(如 40%),自動啟動加濕器(濕膜、電極式等),通過調節加濕量維持濕度穩定。
2. 風量與風壓控制
總風量控制:
根據室內負荷變化(如人員增減、設備散熱變化),通過變頻器調節送風機轉速,改變總送風量(變風量系統 VAV 的核心控制方式),避免過度輸送造成的能耗浪費。
區域風量平衡:
對多區域系統,通過各支管的電動調節風閥,按區域負荷分配風量(如會議室需風量大,走廊需風量小),各房間風量達標。
風壓控制:
監測風管內靜壓,通過調節風機轉速或靜壓風閥,維持風管內風壓穩定(如避免末端風口因風壓波動導致風量不均)。
3. 新風與回風控制
新風量控制:
按室內人員數量(或 CO?濃度傳感器)調節新風閥開度,室內空氣質量(如 GB 50736 要求辦公室新風量≥30m3/h?人),同時減少不必要的新風引入(新風處理能耗高)。
過渡季節(春秋季)可增大新風量,利用室外自然冷源(免費供冷),減少冷水機組運行時間。
回風與排風控制:
聯動新風閥與回風閥,保持新風 + 回風總量穩定(避免送風量波動),例如新風量增加時,回風量相應減少。
對有潔凈要求的區域(如手術室),通過控制新風與排風量的差值,維持室內正壓(防止室外污染空氣滲入)或負壓(防止室內污染物擴散)。
4. 冷熱源聯動控制
冷量 / 熱量調節:
控制器根據空氣處理機組的總負荷(如送風溫度與設定值的偏差、總送風量),調節冷水機組的制冷量(如改變壓縮機頻率)或鍋爐的供熱量(如調節燃燒器出力),使冷熱源輸出與系統需求匹配,避免 “大馬拉小車”。
設備啟停控制:
多臺冷熱源設備(如 3 臺冷水機組)時,根據負荷大小自動啟停設備臺數(如低負荷時開 1 臺,高負荷時開 3 臺),實現節能運行。
5. 安全與保護控制
防火控制:風管內的防火閥在監測到溫度超過 70℃(或接收到火災信號)時,自動關閉并聯動停風機,阻斷火勢蔓延。
防凍保護:冬季加熱盤管或冷卻盤管(若冷水溫度過低)安裝溫度傳感器,當溫度低于 0℃時,自動關閉水閥并開啟電加熱,防止盤管凍裂。
過濾器阻力監測:當過濾器積塵過多導致阻力超標時,發出報警信號,提醒更換過濾器。
三、按控制技術的進階分類
1. 定風量系統(CAV)控制
送風量固定,通過調節送風溫度(如改變盤管水流量)適應負荷變化,控制邏輯簡單,適用于負荷穩定的區域(如教室)。
2. 變風量系統(VAV)控制
送風溫度基本固定,通過調節各區域送風量(VAV 末端風閥)適應負荷變化,總送風量隨總負荷動態調整(風機變頻),節能性優于 CAV,是大型建筑的主流選擇。
3. 智能聯動控制(BA 系統集成)
將全空氣系統接入建筑設備監控系統(BA,Building Automation System),與照明、電梯、安防等系統聯動:
保養 “集中簡單”,維修 “門檻高”
全空氣空調的日常保養更省心(集中維護、無需逐個房間操作),但維修對性要求更高(尤其風管和系統聯動故障),適合:
能接受 “定期找團隊做深度維護” 的用戶;
選擇服務網絡完善的品牌,避免售后斷層。
空氣處理機組核心部件
空氣處理機組(AHU)是全空氣系統的 “心臟”,包含風機、換熱器、過濾器、加濕器等關鍵組件,維護周期如下:
空氣過濾器
維護周期:1-3 個月(視環境粉塵濃度調整)。
具體要求:
普通濾網(如粗效濾網):每 1 個月清洗 1 次(可水洗),累計使用 3-6 個月后更換;
濾網(如 HEPA 濾網):每 3 個月檢查一次,阻力超過初始值 1.5 倍時更換(通常 6-12 個月)。
作用:避免灰塵進入風管和換熱器,防止堵塞和效率下降。
風機及驅動系統
維護周期:3-6 個月(日常檢查),2-3 年(深度檢修)。
具體要求:
日常:檢查風機運行噪音、振動(用測振儀),皮帶傳動型需調整皮帶松緊度(偏差不超過 5mm),軸承每 6 個月加注潤滑脂;
深度:檢查葉輪積灰(清理)、電機絕緣電阻(用兆歐表檢測,≥0.5MΩ),更換老化軸承或皮帶(壽命約 3-5 年)。
作用:風量穩定,延長風機壽命(設計壽命 15-20 年)。
換熱器(表冷器 / 加熱器盤管)
維護周期:1-2 年(清洗),3-5 年(性能檢測)。
具體要求:
清洗:每年夏季 / 冬季啟用前,用高壓水槍沖洗盤管表面(去除灰塵、霉菌),水質較硬地區需定期用弱酸溶液(如檸檬酸)清洗水垢;
檢測:3-5 年用流量計和溫度計檢測換熱效率,若低于設計值的 80%,需排查是否堵塞或內漏(用壓力測試)。
作用:確保冷熱交換效率,避免能耗上升。
加濕器(如電極式、濕膜式)
維護周期:1-3 個月(清潔),1 年(部件更換)。
具體要求:
電極式:每 1 個月清理電極水垢(用白醋浸泡),每年更換加濕桶(水垢堆積會導致加濕量下降);
濕膜式:每 3 個月清洗濕膜(去除藻類),檢查供水閥是否堵塞。
作用:防止加濕量不足或細菌滋生(影響室內空氣質量)。
全空氣空調的普及將呈現差異化增長趨勢,市場的示范效應
在北上廣深等一線城市,全空氣系統已成為豪宅的 “標配”。例如,上海湯臣一品、深圳灣 1 號等頂豪項目采用全空氣系統,通過恒溫恒濕(濕度 40%-60%)、無風感送風(風速≤0.15m/s)等技術,將居住體驗提升至 “五恒”(恒溫、恒濕、恒氧、恒靜、恒潔)標準4。這種市場的作用,正在向改善型住宅市場傳導
全空氣空調的普及將呈現差異化增長趨勢,其普及速度和范圍取決于技術迭代、政策導向、消費升級和市場教育的綜合作用。
分階段滲透:從商用向家用,從向大眾
商用領域:醫院、實驗室、商場等對空氣標準要求高的場所,全空氣系統已成為主流選擇。例如,北京協和醫院新院區采用全空氣系統,通過紫外線殺菌和壓差控制,將手術部潔凈度提升至 ISO 5 級9。
家用市場:短期內聚焦 200㎡以上的改善型住宅和精裝房配套,通過地產商集采降低成本(如某地產項目全空氣系統集采價較零售低 30%)。中長期隨著模塊化技術成熟,逐步向 120-150㎡戶型滲透。
技術降本與模式創新
規模化生產:美的、海爾等廠商通過標準化設計和流水線生產,將全空氣系統設備成本降低 15%-20%10。
租賃與能源管理:借鑒歐美經驗,推出 “空氣服務訂閱制”,用戶按月支付費用(約 300-500 元 / 月),由廠商負責設備維護和能耗優化,降低初期投入門檻。
政策引導與市場教育協同
強制標準:建議將全空氣系統納入綠色建筑強制指標,例如要求新建住宅人均新風量≥30m3/h,推動市場需求3。
體驗式營銷:廠商可通過 “空氣實驗室”“樣板間體驗” 等方式,直觀展示全空氣系統的 PM2.5 過濾、濕度控制等效果,提升消費者認知18。
杭州御居環境專注美國全空氣空調,五恒全空氣空調設計施工,路德全空氣、goodman全空氣、luudman陸德曼全空氣空調集冷暖,新風,除濕,加濕,殺菌為一體的五恒全空氣空調系統。