[科普中国]-空气处理机组

基本介绍

空气处理机组(Air handling unit，AHU)：空气处理机组(AHU)是一种集中式空气处理系统，它起源于设备集中设置，通过风管分配加热空气的强制式热风采暖和通风系统。基本的集中式系统是一种全空气单区域系统，一般包括风机、加热器、冷却器以及过滤器各组件。这里所说的AHU,指的是一次回风系统，其基本工作过程是：室外来的新风与室内的一部分回风混合后，经过滤器滤掉空气中的粉尘、烟尘、黑烟和有机粒子等有害物质。

干净的空气经风机送到冷却器或加热器进行冷却或加热，以达到使人感到舒适、适宜的程度,然后送入房间。空气调节过程根据冬、夏季节的变化，典型的集中式空气处理系统调节过程也不相同。

用于调节室内空气温湿度和洁净度的设备。有满足热湿处理要求用的空气加热器、空气冷却器、空气加湿器，净化空气用的空气过滤器，调节新风、回风用的混风箱以及降低通风机噪声用的消声器。空气处理机组均设有通风机。根据全年空气调节的要求，机组可配置与冷热源相连接的自动调节系统。

新风机组主要针对室外新风的状态点进行处理，而空气处理机组主要针对室内循环风的状态进行处理。与风机盘管加新风系统及单元式空调器相比，它具有处理风量大、空气品质高、节能等优点，尤其适合商场、展览馆、机场等大空间、大人流量的系统。

一个好的空气处理机组应该具有占用空间少、功能多、噪音低、能耗低、造型美观、安装维修方便等特点。但是由于其功能段多、结构复杂，要做到顾此而不失彼，全面兼顾，就要求设计人员和建设单位在材质、制造工艺、结构特性、选型计算时多方比较，方能取得较为满意的效果。

组成及功能介绍（1）空气过滤段

空气过滤段的功能是对空气的灰尘进行过滤。有粗效过滤器和中效过滤器两种。中效过滤器段通常用无纺布的袋式过滤器。粗效过滤器段有板式过滤器和无纺布的袋式过滤器两种。

（2）表冷器（冷却盘管）段

表冷器用于空气冷却去湿处理。表冷段的出风侧设有挡水板，以防止气流中夹带水滴。为便于对表冷器的维护，有的空调机组可以把表冷器从侧部抽出，有的则在表冷段的上游功能段设检修门。

（3）喷水室

喷水室是利用水与空气直接接触对空气进行处理的设备，主要用于对空气进行冷却、去湿或加湿处理。喷水室的优点是：只要改变水温即可改变对空气的处理过程，它可实现对空气进行冷却去湿、冷却加湿、升温加湿等多种处理过程；水对空气还有净化作用。其缺点是：喷水室体型大，约为表冷器的3倍；水系统复杂，且是开式的，易对金属腐蚀；水与空气直接接触，易受污染，需定期换水，耗水多。

（4）空气加湿段

有以下加湿方法：喷蒸汽加湿；高压喷雾加湿；湿膜加湿；透湿膜加湿；超声波加湿；

风机段

组合式空调机组中的风机段在某一风量范围内有几种规格可供选择。通常是根据系统要求的总风量和总阻力来选择风机的型号、转速、功率及配用电机。风机段用作回风机时，称回风机段。回风机段的箱体上开有与回风管的接口，而出风侧一般都连接分流段。

性能特征概述1 保温性能

空气处理机组壁板一般采用双层彩色钢板或冷轧钢板粉末喷涂(底板内侧板有的采用不锈钢制成)，中间的保温材料多为聚氨酯发泡或阻燃性离心玻璃棉。如果单从导热系数、吸水性和密度来看，二者均是较好的保温材料。但由于空气处理机组在运行过程中，送、回风机高速运转，箱体振动比较大，而玻璃棉的质量轻，结构中有较大间隙容易因长期振动而出现脱落，导致导热系数急剧增大，失去保温作用，从而造成空气处理机组壁板结露，使送风温度偏高。

但是并非采用聚氨酯发泡就一定具有好的保温效果，如劣质的聚氨酯发泡保温材料也会影响使用效果。故在选择空气处理机组时，不能轻率选择壁板保温材料。

2 漏风率

大多数空气处理机组厂家的箱体结构都是由面板与铝合金框架或角钢焊接框架组合而成。箱体密封处理也是选型时应引起高度重视的一个方面，因为如果漏风率过大会产生两种后果：一种是由于漏风过多导致送风量不足；另一种是导致处于负压的空气处理室漏风。在夏季，这会使未经处理的热湿空气进入送风系统，使机器露点不能满足设计要求，送风温度参数也就无法得到保证。国家技术监督局发布的《组合式空调机组》(GB/T14294-08)制造规范中规定：“机组内静 压保持700Pa时，机组漏风率不得大于3%”。有的生产厂家在空气处理机组框架上开有燕尾型密封槽，并配上相应的橡胶密封条，在额定工况下，可以保证漏风率小于2%，满足规范要求。这不失为一种解决机组漏风问题的好办法。

3 表面冷却器选型计算

表面冷却器是组合式空气处理机组的核心部分，是空气与冷媒进行热交换的地方。通常的表冷器盘管结构为铝质翅片经胀管机与铜管胀接。铜管的壁厚、铝箔的厚度随厂家不同而略有差别，一般铜管壁厚为0.2～0.6mm，直径为7～16mm，铝箔厚度为0.15～0.20mm。值得注意的是不同厂家在进行表冷器计算时选择的翅片间距有较大的差别。以某系统为例，处理风量为79 000m3/h,冷量831kW，甲厂采用的方案为降低表冷器翅片间距(约1.8mm)，加大换热面积；乙厂采用的方案为选取常规翅片间距(约2.5mm)，采用两级表冷段串联形式，延长换热时间。两种方案在风机功耗、水阻、断面尺寸等方面都有各自的优缺点。前者可能造成风阻较大从而加大风机功耗，后者可能会加大机组尺寸和水流阻力。经过全面的技术比较并综合考虑造价因素后决定采用乙厂产品。此例说明表冷器选型计算的合理性事关整个空气处理机组的使用性能及综合造价，应引起足够重视。

4风机的选型

风机是空气处理机组各功能段中唯一的耗能部分。与一般的风机相同，在定货时应根据风量与压头的关系选择合适的风机类型，如前向多翼或后弯式叶片，以确保风机噪音及效率等指标达到最佳状态。近些年从国外引进的机翼式风机具有较高的效率。

随着计算机技术的发展和自动控制水平的提高，变风量系统越来越广泛地应用在写字楼、洁净厂房、医院等场合，因而对空调机组中送、回风机的选型提出了新的更高要求。首先，风机的特性曲线应具有平缓的特征，这样当风量减少时可以使系统避免增加不必要的静压；其次，选择风机时其工作范围应处于较稳定的高效区内；第三，回/排风机应该与送风机的型号相同或为同一类型，并具有相同或类似的性能特征，这样方能保证运行时整个系统的有效匹配。

5过滤器的选择

过滤器分为：初效过滤器(通常称之为G级)，中效过滤器(通常称之为F级)，高效过滤器

初效过滤器分为：G1\ G2\ G3 \G4(G4为初过滤器过滤效果最高，其他依次排列)

中效过滤器分为：F5\ F6\ F7\F8\(F8为中效过滤器过滤效果最高，其他依次排列)

高效过滤器分为：30万级过滤\ 10万级过滤\ 百级过滤（百级别过滤为高效过滤效果最高，其他依次排列）

市场中主流过滤器为：无纺布过滤器\带式过滤器\金属过滤器\纸质过滤器\尼龙网过滤器\玻璃纤维过滤器\3M过滤器（近年来3M公司推出的一款低阻力、高效率节能过滤器）.

空气中灰尘对人体健康和产品质量都有影响，尤其是一些特殊行业，如精密仪器、电子、制药工业、医院等对空气洁净度要求极高。这就要求根据不同行业的要求选用组合式空气处理机组。

用于舒适性空调环境的空气对含尘量有一定的要求。一般规定室内含尘浓度为0.15～0.25mg/m3，并应滤掉≥10μm的尘粒。这类空气处理机组的过滤段仅需配置粗效及中效过滤器即可。而对于上述的特殊行业还需配置高效过滤器以达到超净净化，这类净化要求甚高，室内空气含尘浓度均以颗粒计数浓度（粒/L）表示。

6检修方便

如上所述，组合式空气处理机组多用在系统风量较大的场合(通常在10 000m3/h以上)，因此其外形尺寸往往较大。在现代建筑中，由于开发商或业主方投资及功能等原因所限，机房尺寸常常被压缩得很小，这样就容易造成表冷器、过滤器等需日常维护清洗的部件由于空间太小而无法抽出或者是很难抽出。有些建筑建成后原先预留的设备检修通道被占用，设备需更换或维修时无法通行。所以在建设中，一方面要注意尽可能地预留检修空间及通道；另一方面在设备选型定货时可以要求厂家根据机房实际情况改进空气处理机组自身结构，如表冷器设计成两侧拔管等。1