Hur Rooftop Units eller RTU:s fungerar. Som namnet antyder är rooftop units, eller RTU förkortat, placerade på taket på affärer och små kommersiella byggnader för att ge luftkonditionering till definierade områden.
Scrolla till botten för att se YouTube-videohandledningen
🏆 Lär dig mer om RTU:er, Skapa din kostnadsfria Danfoss Learning-profil genom att klicka här
Gäng dig in i Danfoss Learning och få tillgång till hundratals online-kurser om ett stort antal olika tekniska ämnen. Det är gratis att registrera sig och du kan logga in när du vill, vilket innebär att du kan lära dig i din egen takt. Börja lära dig nu.
Skapa din kostnadsfria Danfoss Learning-profil – http://bit.ly/LearningRooftopUnits
Dessa är paketerade luftkonditioneringsaggregat och de är populära eftersom de är enkla, kompakta, fristående, allt i ett, HVAC-aggregat.
Syftet med ett takaggregat är att fördela den konditionerade luften inom definierade områden i en byggnad. Takaggregat är anslutna till kanalsystem som ger en bestämd väg för den konditionerade luften att färdas längs.
Nu, i vår förra handledning tittade vi på luftbehandlingsaggregat eller AHU. Jag vill uppmana dig att kolla in det och titta på videohandledningen, klicka här för att se den. Om du har tittat på den kommer du att märka att enheterna är mycket lika varandra. Rooftop units är en typ av luftbehandlingsaggregat, men den största skillnaden är att de vanligtvis är mer kompakta och att de alltid installeras på taket, så de måste vara mer robusta och väderbeständiga för att klara av sol, regn, snö, vind osv. Dessutom är AHU:s ofta anslutna till centrala anläggningar som kylaggregat och pannor för att tillhandahålla värme och kyla, men RTU:s är fristående och har allt de behöver i en och samma enhet. Det är därför de kallas paketerade luftkonditioneringsaggregat och vi ska strax titta in i några modellaggregat för att förstå varför.
Det finns många typer av rooftopaggregat och vi ska titta på fyra olika typiska versioner, med början i den mest grundläggande. Den här första enheten är endast frisk luft, ingen återcirkulation förekommer. Den tar in 100 % frisk luft och konditionerar den. Returluften avlägsnas vanligtvis av en extern frånluftsfläkt för att balansera lufttrycket.
Först har vi höljet, detta måste skydda all mekanisk och elektrisk utrustning inne i enheten från sol, vind, regn, snö, frost etc. Det kommer att finnas några åtkomstpaneler inbyggda i detta för att låta tekniker komma åt komponenterna inuti och utföra underhåll.
I den ena änden kommer det vanligtvis att finnas en luftkåpa. Det är här som den yttre omgivande luften sugs in i maskinen. Kåpan är formad på detta sätt för att hindra vatten, snö och skräp från att komma in i enheten. Det kommer vanligtvis att finnas ett nät över inloppet till luftkåpan som hindrar vilda djur och föremål från att komma in, eftersom detta kan orsaka blockeringar och skada fläkten.
Nästa sak som vi kan komma att hitta är några spjäll. Det är inte alla enheter som har dessa, men nyare modeller har vanligtvis sådana. Dessa är i princip plåtar av metall som roterar tillsammans. De öppnas helt för att tillåta luft att komma in i enheten eller de stängs för att försegla enheten och förhindra att luft kommer in eller ut. Vissa kan variera sitt öppna läge till någonstans mellan helt öppet och helt stängt, detta kommer att användas för att reglera mängden luft som strömmar in i enheten från utsidan, särskilt om återcirkulation används och vi kommer att titta på detta senare i videon efter denna grundmodell.
Efter spjällen hittar vi filtren. Dessa glider vanligtvis ut ur enheten från serviceluckan. Deras syfte är att rena luften genom att fånga upp den smuts och det damm som finns i den inkommande friska luften utifrån. Om vi inte har filter installerade kommer fläkten, värmeväxlarna, de mekaniska komponenterna och kanalerna långsamt att täckas av damm och det kommer att minska maskinens effektivitet och verkningsgrad, och om för mycket damm ansamlas kommer det att leda till att utrustningen går sönder efter ett tag.
Efter filtren har vi några spolar. Dessa spolar kommer att användas för att kyla eller värma luften genom att lägga till eller ta bort värmeenergi. Beroende på var i världen RTU:n är placerad och vilka omgivande förhållanden den står inför kommer vissa enheter att vara enbart kylande, mycket sällan är de enbart värmande och vissa kommer att vara värmande och kylande.
Om enheten är enbart kylande kommer den vanligtvis att ha en enda spole som är ansluten till ett kylaggregat.
Om enheten är enbart värmande kommer den antingen att vara ansluten till en värmepump, en gasbrännare eller ett elektriskt värmeelement.
Om enheten både värmer och kyler kommer den antingen att ha två värmeväxlare, där den ena kommer att vara en spole som är ansluten till ett kylaggregat för att ge kylning och den andra kommer troligen att vara en rörvärmeväxlare som är ansluten till en gasbrännare eller ett elektriskt värmeelement för att ge uppvärmning.
Alternativt kan en enhet ge både uppvärmning och kylning med hjälp av en enda spole som är ansluten till en värmepump. Vi har behandlat värmepumpar i en tidigare video, klicka här för att se den.
De flesta enheter använder ett kylsystem för att ge kyla. Kompressorn, kondensatorn, fläkten och kontrollerna är vanligtvis placerade på baksidan av enheten eller på sidan för att avvisa värmen och hålla den borta från intaget och den konditionerade luften inne i enheten.
Om du vill lära dig mer om de olika typerna av värmeväxlare som används och hur de fungerar, kan du titta på vår andra video om HVAC-värmeväxlare, genom att klicka här.
Efter spolarna hittar vi sedan fläkten. Detta är vanligtvis en remdriven fläkt av centrifugaltyp, men det kan också vara en fläkt av EC-typ som är mer energieffektiv. Fläkten drar in luften från utsidan genom spjäll, filter och spolar och trycker sedan in den i kanalsystemet för att distribueras runt om i byggnaden.
Det är vår mest grundläggande typ av rooftop-enhet. Vad finns det mer?
Vissa enheter kan återcirkulera internluften genom ett returkanalsystem. Detta används för att spara energi, särskilt på vintern när uteluften är mycket kall och returluften är varm. Vi kan använda detta för att minska värmebelastningen genom att blanda lite varm returluft med den kalla friska inloppsluften.
I den här konstruktionen hittar vi ett returluftspjäll i enheten. Detta kommer att fungera synkroniserat med inloppsspjället och de två kommer att variera sitt läge för att ändra blandningen av hur mycket frisk luft och hur mycket returluft som passerar genom enheten. Det kommer alltid att finnas en viss mängd frisk luft som kommer in i den här typen eftersom byggnaden annars helt enkelt kommer att fyllas med koldioxid och skapa en ohälsosam atmosfär. När spjället öppnas kommer fläktens sug att dra in luft från kanalerna. När spjället stängs kommer ingen luft att dras in.
En annan version vi kommer att stöta på, och den här typen är mycket vanlig. I den här konstruktionen har vi återigen ett återluftsspjäll, men den här gången kan en del av eller all luft avvisas till atmosfären. Temperaturen på uteluften och returluften, och ibland koldioxidnivån i returluften, kommer att diktera hur mycket luft som kommer att avvisas och hur mycket som kommer att blandas och recirkuleras. I den här typen av aggregat kan 100 % frisk luft blåsas in i byggnaden när utomhustemperaturen ligger under eller nära den önskade inomhustemperaturen, och ingen av den kommer att återcirkuleras, utan all luft kommer att avledas när kylbehovet tillgodoses, vilket kallas fri kylcykel eller en airside economiser-cykel.
Den sista versionen som vi ska titta på har ett värmehjul inbyggt i enheten. Detta ökar i popularitet med det ökande behovet av energieffektivitet i byggnader för att minska koldioxidutsläppen men också energi- och elkostnaderna.
Denna enhet drar först in luft genom huven, mängden luft som kommer in styrs av spjället. Luften passerar sedan genom ett filter för att fånga upp damm och smuts och skydda värmehjulets yta, den passerar sedan genom värmehjulet. Värmehjulet är en roterande värmeväxlare som tar upp spillvärmen eller kylan från returluften och överför den till den inkommande friskluften utan att de två luftströmmarna blandas. Dessa värmehjul är inte helt lufttäta så en liten luftblandning förekommer.
Värmehjulet används för att kompensera värme- och ibland kylbehovet när förhållandena är de rätta, vilket sparar energi och kostnader. Efter värmehjulet strömmar luften genom ett annat filter. Strax före filtret har vi ett spjäll på returluftströmmen. På så sätt kan vi återcirkulera en del av returluften till friskluften och mängden varieras med hjälp av spjäll. Inte alla värmehjul har denna funktion, vissa använder bara 100 % friskluftsintag och -uttag. Om den inte har möjlighet att recirkulera har enheten förmodligen inte denna andra filterbank.
Efter detta kommer luften att strömma genom värmeväxlarna som värmer eller kyler luften till önskad temperatur.
Ventilatorn kommer sedan att distribuera luften genom byggnaden via kanalsystemet till de utsedda platserna.
Returluften dras sedan tillbaka in i RTU:n genom returkanalsystemet. När den väl kommer in i RTU:n har den möjlighet att antingen recirkulera en del av luften tillbaka till friskluftsintaget, annars passerar all luft genom ett filter och sedan genom värmehjulet för att fånga upp spillvärmen.
Efter värmehjulet kan vi hitta en frånluftsfläkt, annars kan trycket som orsakas av den huvudsakliga tilluftsfläkten användas för att tvinga ut luften, i vissa konstruktioner.
Luften passerar sedan genom frånluftsspjället som används för att variera volymen av returluften som blandas samt trycket inne i byggnaden, efter det passerar den genom ett galler som bara hindrar föremål och vilda djur från att komma in i enheten där det sedan kommer att kastas ut från systemet till atmosfären.