Luftbehandlungsgerät – Wikipedia

Posted on by
before-content-x4

Eine Luftbehandlungseinheit; Luftstrom ist in diesem Fall von rechts nach links. Einige gezeigte AHU-Komponenten sind
1 – Versorgungskanal
2 – Lüfterfach
3 – Schwingungsisolator („Flex-Gelenk“)
4 – Heiz- und/oder Kühlschlange
5 – Filterfach
6 – Mischluftkanal (Umluft + Außen)

Eine Dacheinheit oder RTU

Ein Luftbehandlungsgerät, oder Lüftungsgerät (oft abgekürzt mit AHU) ist ein Gerät zur Regulierung und Umwälzung von Luft als Teil eines Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagensystems (HLK).[1] Ein Luftbehandlungsgerät ist normalerweise ein großer Metallkasten, der ein Gebläse, Heiz- oder Kühlelemente, Filtergestelle oder -kammern, Schalldämpfer und Dämpfer enthält.[2] Luftbehandlungsgeräte werden normalerweise an ein Lüftungssystem mit Kanälen angeschlossen, das die klimatisierte Luft durch das Gebäude verteilt und an das AHU zurückführt.[3] Manchmal entladen AHUs (liefern) und zugeben (Rückkehr) Luft direkt zu und aus dem Raum, der ohne Luftkanäle versorgt wird[4]

 after-content-x4

Kleine Luftbehandlungsgeräte für den lokalen Gebrauch werden genannt Endgeräte, und kann nur einen Luftfilter, eine Spule und ein Gebläse enthalten; diese einfachen Endgeräte werden Gebläsekonvektoren oder Gebläsekonvektoren genannt. Ein größeres Luftbehandlungsgerät, das 100 % Außenluft und keine Umluft aufbereitet, wird als a . bezeichnet Makeup-Lufteinheit (MAU) oder Frischluftbehandlungseinheit (FAHU). Ein Luftbehandlungsgerät, das für den Einsatz im Freien, typischerweise auf Dächern, ausgelegt ist, wird als a . bezeichnet verpackte Einheit (PU), Heiz- und Kühleinheit (HCU), oder Dacheinheit (RTU).

Konstruktion[edit]

Die Luftbehandlungsanlage wird normalerweise um ein Rahmensystem mit Metallfüllungsplatten herum konstruiert, wie es für die Konfiguration der Komponenten erforderlich ist. In seiner einfachsten Form kann der Rahmen aus Metallkanälen oder -profilen mit einschaligen Metallfüllungen bestehen. Die Metallteile sind normalerweise zum Langzeitschutz verzinkt. Für Außengeräte ist eine Art wetterfester Deckel und eine zusätzliche Abdichtung um die Fugen vorgesehen.[2]

Größere Luftbehandlungsgeräte werden aus einem quadratischen Stahlrahmensystem mit doppelwandigen und isolierten Füllungsplatten hergestellt. Solche Konstruktionen reduzieren den Wärmeverlust oder Wärmegewinn von der Luftbehandlungsanlage und sorgen für eine akustische Dämpfung.[2] Größere Luftbehandlungsgeräte können mehrere Meter lang sein und werden in einem abschnittsweise Aus diesem Grund sind unter dem Gerät aus Gründen der Festigkeit und Steifigkeit Grundschienen aus Stahlprofilen vorgesehen.[2]

Wo Zu- und Abluft zu gleichen Anteilen für ein ausgewogenes Lüftungssystem benötigt werden, ist es üblich, dass Zu- und Abluftgerät entweder in a Seite an Seite oder ein gestapelt Aufbau.

after-content-x4

Typen von Lüftungsgeräten[edit]

Es gibt sechs Faktoren für die Klassifizierung von Luftbehandlungsgeräten und bestimmen deren Arten basierend auf:

  1. Anwendung (wo möchten Sie AHU verwenden?)
  2. Luftstromsteuerung (CAV- oder VAV-Luftbehandlungsgeräte)
  3. Zonensteuerung (Einzelzonen- oder Mehrzonen-Luftbehandlungsgeräte?)
  4. Lüfterposition (Draw-Through oder Blow-Through)
  5. Richtung des Abluftstroms (vorne, oben, unten)
  6. Paketmodell (horizontal oder vertikal)

aber die erste Methode ist auf dem HVAC-Markt sehr üblich. Tatsächlich bewerben die meisten Unternehmen ihre Produkte durch Anwendungen für Lüftungsgeräte:

  1. Normal
  2. Hygienisch
  3. Deckenmontage

Komponenten[edit]

Die wichtigsten Komponententypen werden hier in ungefährer Reihenfolge beschrieben, vom Rücklaufkanal (Eingang zum Gerät) über das Gerät bis zum Zulaufkanal (Geräteausgang).[1][2]

Filter[edit]

Innenansicht einer RTU mit Vor- und Rücklaufdüsen (Mitte rechts)

Luftfilterung ist fast immer vorhanden, um den Bewohnern des Gebäudes saubere, staubfreie Luft zur Verfügung zu stellen. Dies kann über einfache gefaltete Medien mit niedrigem MERV, HEPA, elektrostatische oder eine Kombination von Techniken erfolgen. Gasphasen- und Ultraviolettluftbehandlungen können ebenfalls verwendet werden.

Die Filtration wird normalerweise zuerst in der AHU platziert, um alle nachgeschalteten Komponenten sauber zu halten. Abhängig vom erforderlichen Filtrationsgrad werden die Filter typischerweise in zwei (oder mehr) aufeinanderfolgenden Bänken angeordnet, wobei ein grober Plattenfilter vor einem feinen Beutelfilter oder einem anderen “End”-Filtrationsmedium bereitgestellt wird. Der Plattenfilter ist kostengünstiger zu ersetzen und zu warten und schützt somit die teureren Taschenfilter.[1]

Die Lebensdauer eines Filters kann durch Überwachung des Druckabfalls durch das Filtermedium bei der Auslegung des Luftvolumenstroms beurteilt werden. Dies kann durch eine optische Anzeige mit einem Manometer oder durch einen Druckschalter erfolgen, der mit einem Alarmpunkt der Gebäudeleittechnik verbunden ist. Wird ein Filter nicht ersetzt, kann dies schließlich zu seinem Kollaps führen, da die vom Ventilator auf ihn ausgeübten Kräfte seine Eigenfestigkeit überwinden, was zum Kollaps und damit zur Kontamination der Luftbehandlungsanlage und der stromabwärtigen Rohrleitungen führt.

Heiz- und/oder Kühlelemente[edit]

Luftbehandlungsgeräte müssen je nach Standort und Anwendung möglicherweise Heizung, Kühlung oder beides bereitstellen, um die Zulufttemperatur und die Luftfeuchtigkeit zu ändern. Eine solche Konditionierung wird durch Wärmetauscherschlangen innerhalb des Luftstroms der Lüftungsanlage bereitgestellt Direkte oder indirekt in Bezug auf das Medium, das die Heiz- oder Kühlwirkung bereitstellt.[1][2]

Direkte Wärmetauscher umfassen solche für gasbefeuerte brennstoffbetriebene Heizungen oder einen Kälteverdampfer, der direkt im Luftstrom platziert wird. Elektrische Widerstandsheizungen und Wärmepumpen können ebenfalls verwendet werden. In trockenen Klimazonen ist Verdunstungskühlung möglich.

Indirekte Wärmetauscher verwenden Heißwasser oder Dampf zum Heizen und Kaltwasser oder Glykol zum Kühlen (die Hauptenergie zum Heizen und Kühlen wird von einer Zentralanlage an anderer Stelle im Gebäude bereitgestellt). Spulen werden typischerweise aus Kupfer für die Rohre hergestellt, mit Kupfer- oder Aluminiumrippen, um die Wärmeübertragung zu unterstützen. Kühlschlangen verwenden auch Abscheiderplatten, um Kondensat zu entfernen und abzuleiten. Das Heißwasser oder der Dampf wird von einem zentralen Boiler bereitgestellt, und das Kaltwasser wird von einem zentralen Chiller bereitgestellt. Stromabwärts gelegene Temperatursensoren werden typischerweise verwendet, um Temperaturen “außerhalb der Spule” in Verbindung mit einem geeigneten motorisierten Regelventil vor der Spule zu überwachen und zu steuern.

Wenn eine Entfeuchtung erforderlich ist, wird die Kühlschlange verwendet, um überkühlt damit der Taupunkt erreicht wird und es zu Kondensation kommt. Ein Heizregister nach dem Kühlregister heizt die Luft wieder auf (daher bekannt als a Spule wieder aufwärmen) auf die gewünschte Vorlauftemperatur. Durch diesen Vorgang wird die relative Luftfeuchtigkeit der Zuluft reduziert.

In kälteren Klimazonen, in denen die Wintertemperaturen regelmäßig unter den Gefrierpunkt fallen, dann Frostspulen oder vorheizen Rohrschlangen werden häufig als erste Stufe der Luftaufbereitung eingesetzt, um sicherzustellen, dass nachgeschaltete Filter oder Kaltwasserschlangen vor dem Einfrieren geschützt sind. Die Steuerung des Frostregisters ist so, dass, wenn eine bestimmte Lufttemperatur außerhalb des Registers nicht erreicht wird, das gesamte Luftbehandlungsgerät zum Schutz abgeschaltet wird.

Luftbefeuchter[edit]

In kälteren Klimazonen ist häufig eine Befeuchtung erforderlich, in denen die Luft durch kontinuierliche Erwärmung trockener wird, was zu einer unangenehmen Luftqualität und erhöhter statischer Elektrizität führt. Es können verschiedene Arten der Befeuchtung verwendet werden:

  • Verdunstung: Trockene Luft, die über ein Reservoir geblasen wird, verdunstet einen Teil des Wassers. Die Verdunstungsrate kann erhöht werden, indem das Wasser auf Prallbleche im Luftstrom gesprüht wird.
  • Verdampfer: Dampf oder Dampf aus einem Kessel wird direkt in den Luftstrom geblasen.
  • Sprühnebel: Wasser wird entweder durch eine Düse oder auf andere mechanische Weise in feine Tröpfchen zerstreut und von der Luft getragen.
  • Ultraschall: Eine Schale mit frischem Wasser im Luftstrom wird durch ein Ultraschallgerät angeregt und bildet einen Nebel oder Wassernebel.
  • Benetztes Medium: Ein feinfaseriges Medium im Luftstrom wird mit Frischwasser aus einem Sammelrohr mit einer Reihe kleiner Auslässe feucht gehalten. Beim Durchströmen des Mediums nimmt die Luft das Wasser in feinen Tröpfchen mit. Diese Art von Luftbefeuchter kann schnell verstopfen, wenn die Primärluftfilterung nicht in Ordnung ist.

Mischkammer[edit]

Um die Luftqualität in Innenräumen aufrechtzuerhalten, verfügen Luftbehandlungsgeräte üblicherweise über Vorkehrungen, um das Einführen von Außenluft in das Gebäude und das Ablassen von Luft aus dem Gebäude zu ermöglichen. In gemäßigten Klimazonen kann das Mischen der richtigen Menge kühlerer Außenluft mit wärmerer Abluft verwendet werden, um die gewünschte Zulufttemperatur zu erreichen. Daher wird eine Mischkammer verwendet, die über Klappen verfügt, die das Verhältnis zwischen Rück-, Außen- und Abluft regeln.

Gebläse/Lüfter[edit]

Luftbehandlungsgeräte verwenden typischerweise ein großes Kurzschlussgebläse, das von einem Wechselstrom-Induktionselektromotor angetrieben wird, um die Luft zu bewegen. Das Gebläse kann mit einer einzigen Geschwindigkeit betrieben werden, eine Vielzahl von eingestellten Geschwindigkeiten bieten oder von einem Antrieb mit variabler Frequenz angetrieben werden, um einen weiten Bereich von Luftströmungsraten zu ermöglichen. Die Durchflussmenge kann auch durch Einlassschaufeln oder Auslassklappen am Ventilator gesteuert werden. Einige Wohnklimaanlagen in den USA (zentrale “Öfen” oder “Klimaanlagen”) verwenden einen bürstenlosen Gleichstrom-Elektromotor mit variabler Geschwindigkeit.[1] Luftbehandlungsgeräte in Europa und Australien und Neuseeland verwenden jetzt allgemein Rückwärtskrümmungslüfter ohne Scroll- oder “Plug-Lüfter”. Diese werden mit hocheffizienten EC-Motoren (elektronisch kommutiert) mit eingebauter Drehzahlregelung angetrieben.

In großen gewerblichen Lüftungsgeräten können mehrere Gebläse vorhanden sein, die typischerweise am Ende des AHU und am Anfang des Versorgungskanals angeordnet sind (daher auch “Versorgungsventilatoren” genannt). Sie werden oft durch Ventilatoren im Rückluftkanal („Rücklaufventilatoren“) ergänzt, die die Luft in das Gerät pumpen.

Auswuchten[edit]

Unausgeglichene Lüfter wackeln und vibrieren. Für Heim-AC-Ventilatoren kann dies ein großes Problem sein: Die Luftzirkulation an den Lüftungsöffnungen wird stark reduziert (da beim Wackeln Energie verloren geht), die Effizienz wird beeinträchtigt und die Geräuschentwicklung wird erhöht. Ein weiteres Hauptproblem bei nicht ausgewuchteten Lüftern ist die Beeinträchtigung der Langlebigkeit der Lager (an Lüfter und Welle befestigt). Dies kann lange vor der Lebensdauer der Lager zu Ausfällen führen.

Gewichte können strategisch platziert werden, um einen reibungslosen Dreh zu korrigieren (bei einem Deckenventilator löst eine Trial-and-Error-Platzierung normalerweise das Problem). Heim- / Zentral-AC-Lüfter oder andere große Lüfter werden normalerweise in Geschäfte gebracht, die spezielle Balancer für komplizierteres Balancieren haben (Versuch und Irrtum können Schäden verursachen, bevor die richtigen Punkte gefunden werden). Der Lüftermotor selbst vibriert normalerweise nicht.

Wärmerückgewinnungsgerät[edit]

Um Energie zu sparen und die Kapazität zu erhöhen, kann zwischen Zuluft- und Abluftstrom ein Wärmetauscher mit Wärmerückgewinnungsvorrichtung am Luftbehandlungsgerät angebracht werden. Diese Typen umfassen häufiger für:

  • Rekuperator oder Plattenwärmetauscher: Ein Sandwich aus Kunststoff- oder Metallplatten mit verflochtenen Luftwegen. Die Wärme wird zwischen den Luftströmen von einer Seite der Platte zur anderen übertragen. Die Platten haben typischerweise einen Abstand von 4 bis 6 mm. Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung bis zu 70 %.
  • Thermal Wheel oder Rotationswärmetauscher: Eine langsam rotierende Matrix aus fein gewelltem Metall, die in beiden entgegengesetzten Luftströmen arbeitet. Wenn sich das Lüftungsgerät im Heizbetrieb befindet, wird während einer halben Umdrehung die Wärme beim Durchströmen der Matrix im Abluftstrom aufgenommen und während der zweiten halben Umdrehung in einem kontinuierlichen Prozess an den Zuluftstrom abgegeben. Wenn sich das Lüftungsgerät im Kühlmodus befindet, wird während einer halben Umdrehung Wärme beim Durchströmen der Matrix in den Abluftstrom abgegeben und während der zweiten halben Umdrehung in den Zuluftstrom aufgenommen. Wärmerückgewinnungseffizienz bis zu 85 %. Räder sind auch mit einer hydroskopischen Beschichtung erhältlich, um eine latente Wärmeübertragung und auch die Trocknung oder Befeuchtung von Luftströmen zu gewährleisten.
  • Umlaufregister: Zwei Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscherregister, in entgegengesetzten Luftströmen, zusammen mit einer Umwälzpumpe verrohrt und mit Wasser oder einer Sole als Wärmeträger. Dieses Gerät, obwohl nicht sehr effizient, ermöglicht eine Wärmerückgewinnung zwischen entfernten und manchmal mehreren Zu- und Abluftströmen. Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung bis zu 50 %.
  • Heatpipe: Betrieb in beiden gegenüberliegenden Luftwegen, unter Verwendung eines begrenzten Kältemittels als Wärmeübertragungsmedium. Das Wärmerohr verwendet mehrere abgedichtete Rohre, die in einer Spulenkonfiguration mit Rippen montiert sind, um die Wärmeübertragung zu erhöhen. Auf der einen Seite des Rohres wird Wärme durch Verdampfung des Kältemittels aufgenommen und auf der anderen Seite durch Kondensation des Kältemittels abgegeben. Kondensiertes Kältemittel strömt durch die Schwerkraft zur ersten Seite des Rohres, um den Vorgang zu wiederholen. Wirkungsgrad der Wärmerückgewinnung bis zu 65 %.

Kontrollen[edit]

Kontrollen sind notwendig, um jeden Aspekt eines Luftbehandlungsgeräts zu regulieren, wie z. B.: Luftdurchsatz, Zulufttemperatur, Mischlufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftqualität. Sie können so einfach sein wie ein Aus/Ein-Thermostat oder so komplex wie ein Gebäudeautomationssystem, das beispielsweise BACnet oder LonWorks verwendet.

Zu den üblichen Steuerungskomponenten gehören Temperatursensoren, Feuchtigkeitssensoren, Segelschalter, Aktuatoren, Motoren und Controller.

Schwingungsisolatoren[edit]

Die Gebläse in einem Luftbehandlungsgerät können erhebliche Vibrationen erzeugen, und die große Fläche des Kanalsystems würde diese Geräusche und Vibrationen an die Bewohner des Gebäudes übertragen. Um dies zu vermeiden, werden in der Regel Schwingungsisolatoren (flexible Abschnitte) in den Kanal unmittelbar vor und nach dem Lüftungsgerät und oft auch zwischen dem Ventilatorraum und dem Rest des Geräts eingefügt. Das gummierte segeltuchähnliche Material dieser Abschnitte lässt die Luftbehandlungskomponenten vibrieren, ohne diese Bewegung auf die angeschlossenen Kanäle zu übertragen.

Das Lüfterfach kann weiter isoliert werden, indem es an einer Federaufhängung, Neoprenpolstern oder an Federaufhängern angebracht wird, um die Übertragung von Vibrationen durch die Struktur zu mindern.

Schalldämpfer[edit]

Auch das Gebläse im Lüftungsgerät erzeugt Geräusche, die gedämpft werden sollten, bevor die Rohrleitungen in einen geräuschempfindlichen Raum gelangen. Um bei relativ kurzer Baulänge eine sinnvolle Geräuschreduzierung zu erreichen, wird ein Schalldämpfer verwendet.[1] Der Schalldämpfer ist ein spezielles Kanalzubehör, das normalerweise aus einer inneren perforierten Schallwand mit schallabsorbierender Isolierung besteht. Schalldämpfer können die Rohrleitungen ersetzen; Umgekehrt befinden sich Inline-Dämpfer in der Nähe des Gebläses und haben ein Glockenprofil, um Systemeffekte zu minimieren.

Große Hersteller[edit]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ ein b c d e f 2008 ASHRAE-Handbuch: Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen und -geräte (Zoll-Pfund-Hrsg.). Atlanta, Georgia: ASHRAE American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers. 2008. ISBN 9781933742335.
  2. ^ ein b c d e f Carrier Design Manual Teil 2: Luftverteilung (1974, zehnte Aufl.). Trägergesellschaft. 1960.
  3. ^ “Lüftungsgeräte erklärt”. Die Denkweise der Ingenieure.
  4. ^ HLK, Experten. “Wie funktionieren Lüftungsgeräte?”.


after-content-x4