Rooftop Unit điều hòa, thường gọi là RTU, là hệ thống HVAC dạng nguyên cụm, tích hợp các bộ phận chính trong cùng một thiết bị và thường được lắp đặt ngoài trời, phổ biến trên mái công trình. RTU xử lý không khí rồi phân phối đến các khu vực sử dụng thông qua hệ thống ống gió.

Khác với cách hiểu đơn giản rằng đây chỉ là một máy điều hòa được đặt trên mái, Rooftop Unit có cấu hình HVAC hoàn chỉnh, có thể bao gồm làm lạnh, gia nhiệt, lọc khí, cấp gió và điều khiển tùy từng model. Hãy cùng HRT tìm hiểu chi tiết về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và điều kiện ứng dụng của Rooftop Unit điều hòa trong công trình công nghiệp và thương mại.

Rooftop Unit điều hòa là gì?

Rooftop Unit (RTU) là gì?

Rooftop Unit, viết tắt là RTU, là một hệ thống Heating, Ventilation and Air Conditioning dạng tự chứa. Thiết bị thường được đặt trên mái nhưng cũng có thể được lắp đặt ở vị trí ngoài trời khác nếu điều kiện công trình cho phép.

Đặc điểm quan trọng của RTU là các thành phần chính của hệ thống được tích hợp trong một cụm thiết bị. Một packaged RTU có thể bao gồm máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi, quạt và các bộ phận điều khiển trong cùng một vỏ thiết bị.

RTU thường kết nối trực tiếp với hệ thống ống gió của công trình. Không khí được hút vào, xử lý theo yêu cầu rồi đưa đến không gian sử dụng thông qua đường ống cấp gió.

Vì sao RTU thường được lắp trên mái?

Việc đặt thiết bị trên mái giúp đưa phần lớn thiết bị cơ khí ra khỏi không gian sử dụng. Công trình có thể giảm nhu cầu bố trí phòng máy hoặc không gian dành cho một số thiết bị HVAC bên trong.

Tuy nhiên, vị trí mái không phải điều kiện bắt buộc của mọi RTU. Khi lựa chọn vị trí lắp đặt, cần xem xét tải trọng kết cấu, khả năng tiếp cận bảo trì, tuyến ống gió, nguồn điện, thoát nước ngưng và điều kiện môi trường.

Xem Thêm Cải Tạo Hệ Thống HVAC, Quy Trình Và Giải Pháp

Cấu tạo của Rooftop Unit gồm những bộ phận nào?

Cấu hình cụ thể thay đổi theo model và yêu cầu công trình. Về nguyên lý, một Rooftop Unit có thể bao gồm các nhóm thành phần chính sau.

Máy nén – Compressor

Máy nén tạo chênh lệch áp suất cần thiết để môi chất lạnh tuần hoàn trong chu trình lạnh. Công suất và loại máy nén phụ thuộc vào thiết kế của từng dòng RTU.

Dàn ngưng tụ – Condenser Coil

Dàn ngưng có nhiệm vụ thải nhiệt của môi chất lạnh ra môi trường bên ngoài. Quạt dàn ngưng tạo dòng không khí đi qua coil để hỗ trợ quá trình trao đổi nhiệt.

Dàn bay hơi – Evaporator Coil

Dàn bay hơi là nơi môi chất lạnh nhận nhiệt từ dòng không khí cần làm lạnh. Không khí đi qua coil được giảm nhiệt trước khi đưa vào hệ thống phân phối.

Quạt cấp gió

Quạt cấp gió tạo lưu lượng khí cần thiết để đưa không khí đã xử lý vào hệ thống ống gió. Khi thiết kế RTU, lưu lượng gió và áp suất tĩnh ngoài phải phù hợp với trở lực của hệ thống ductwork.

Bộ lọc không khí

Bộ lọc giữ lại một phần bụi và hạt trong dòng không khí trước khi không khí đi qua các bộ phận xử lý tiếp theo. Cấp lọc cụ thể phụ thuộc vào thiết kế của thiết bị và yêu cầu công trình.

Hệ thống điều khiển và cảm biến

RTU có thể sử dụng bộ điều khiển, cảm biến nhiệt độ, cảm biến áp suất và các thiết bị điều khiển khác tùy cấu hình. Một số hệ thống có khả năng kết nối với hệ thống quản lý hoặc tự động hóa tòa nhà nếu thiết bị hỗ trợ.

Economizer và damper

Một số RTU được trang bị economizer và damper để điều chỉnh lượng gió ngoài trời, gió hồi và gió cấp. Chức năng này phụ thuộc vào cấu hình thiết bị, không phải RTU nào cũng có cùng hệ thống economizer.

Xem Thêm Điều Hòa Công Nghiệp VRV

Xem Thêm Điều Hòa Công Nghiệp Chiller

Xem Thêm Điều Hòa Công Nghiệp Packaged

Nguyên lý hoạt động của Rooftop Unit

Nguyên lý hoạt động của Rooftop Unit điều hòa có thể hiểu qua quá trình tiếp nhận không khí, xử lý nhiệt và phân phối khí.

Bước 1: Thu hồi và lấy không khí

RTU có thể sử dụng gió hồi từ không gian bên trong, gió ngoài trời hoặc hỗn hợp hai nguồn này tùy cấu hình. Lượng gió ngoài trời được kiểm soát theo thiết kế thông gió và yêu cầu vận hành.

Bước 2: Lọc và xử lý không khí

Dòng khí đi qua bộ lọc và các bộ phận trao đổi nhiệt. Trong chế độ làm lạnh, nhiệt từ không khí được truyền sang môi chất lạnh thông qua dàn bay hơi.

Bước 3: Thực hiện chu trình lạnh

Môi chất lạnh tuần hoàn qua máy nén, dàn ngưng, thiết bị tiết lưu và dàn bay hơi. Máy nén tăng áp môi chất, dàn ngưng thải nhiệt, thiết bị tiết lưu làm giảm áp suất và dàn bay hơi hấp thụ nhiệt từ không khí.

Bước 4: Cấp không khí đã xử lý

Sau khi được xử lý, không khí được quạt cấp đưa vào hệ thống ống gió. Ductwork phân phối không khí đến các khu vực cần điều hòa.

Bước 5: Điều khiển theo điều kiện vận hành

Hệ thống điều khiển có thể điều chỉnh hoạt động của thiết bị dựa trên nhiệt độ, thời gian vận hành và các thông số được thiết lập. Cấu hình điều khiển cụ thể phụ thuộc vào model RTU và yêu cầu của công trình.

Các loại Rooftop Unit phổ biến

Rooftop Unit có nhiều cấu hình khác nhau. Việc phân loại nên dựa trên chức năng thực tế thay vì chỉ dựa vào vị trí lắp đặt.

RTU chỉ làm lạnh

Đây là cấu hình tập trung vào chức năng làm lạnh và xử lý không khí. Loại thiết bị này có thể được sử dụng tại các công trình chỉ yêu cầu điều hòa lạnh.

RTU làm lạnh và gia nhiệt

Một số RTU được thiết kế để vừa làm lạnh vừa gia nhiệt. Phương án gia nhiệt có thể khác nhau tùy thiết bị, chẳng hạn sử dụng điện, gas hoặc cấu hình khác do nhà sản xuất cung cấp.

RTU Heat Pump

RTU Heat Pump có thể thực hiện cả làm lạnh và sưởi bằng cách đảo chiều dòng môi chất lạnh. Cấu hình này được sử dụng tại những công trình có nhu cầu hai chiều làm lạnh và gia nhiệt.

RTU có Economizer

RTU có economizer có thể sử dụng điều kiện không khí ngoài trời để hỗ trợ làm mát khi điều kiện phù hợp. Khi nhiệt độ và điều kiện ngoài trời không phù hợp, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ làm lạnh cơ học theo cấu hình điều khiển.

Xem Thêm Checklist Kiểm Tra Nghiệm Thu Hệ Thống VRV

Ưu điểm của Rooftop Unit trong hệ thống HVAC

Một ưu điểm dễ nhận thấy của Rooftop Unit điều hòa là các bộ phận chính được tích hợp trong cùng một thiết bị. Điều này giúp đơn giản hóa bố trí thiết bị so với một số hệ thống phải phân chia nhiều cụm thiết bị ở các vị trí khác nhau.

Việc đặt RTU ngoài trời cũng giúp giải phóng một phần diện tích bên trong công trình. Thiết bị có thể kết nối trực tiếp với hệ thống ống gió, phù hợp với các không gian cần phân phối khí đến nhiều khu vực.

Đối với công trình có nhiều vùng sử dụng, có thể bố trí nhiều RTU để phục vụ từng khu vực nếu phương án thiết kế cho phép. Cách tổ chức này cũng tạo điều kiện kiểm soát vận hành theo từng vùng thay vì phải vận hành một hệ thống duy nhất cho toàn bộ công trình.

Hạn chế của Rooftop Unit cần lưu ý

RTU được lắp ngoài trời nên chịu ảnh hưởng trực tiếp của điều kiện môi trường. Nắng, mưa, bụi, nhiệt độ và độ ẩm đều cần được tính đến khi lựa chọn thiết bị và vị trí lắp đặt.

Kết cấu mái cũng phải đáp ứng tải trọng của thiết bị và hệ thống giá đỡ. Khu vực xuyên mái cần được xử lý phù hợp để hạn chế nguy cơ ảnh hưởng đến khả năng chống thấm.

Một yếu tố khác là khả năng tiếp cận để bảo trì. Nếu thiết bị đặt trên mái nhưng không có lối tiếp cận phù hợp, việc kiểm tra, vệ sinh hoặc sửa chữa sẽ khó khăn hơn.

Ngoài ra, hiệu quả của RTU còn phụ thuộc vào thiết kế ống gió. Thiết bị có công suất phù hợp nhưng hệ thống ductwork có trở lực quá lớn hoặc phân phối khí không hợp lý vẫn có thể gây ảnh hưởng đến hiệu quả vận hành.

Rooftop Unit được ứng dụng ở đâu?

Rooftop Unit điều hòa thường được xem xét cho các công trình thương mại và công nghiệp có nhu cầu điều hòa không khí thông qua hệ thống ống gió.

Nhà xưởng và nhà máy

RTU có thể được xem xét cho các khu vực nhà xưởng cần điều hòa theo từng vùng và có điều kiện bố trí hệ thống ống gió phù hợp. Khi thiết kế, cần đánh giá tải nhiệt từ máy móc, con người, chiếu sáng và các nguồn nhiệt khác.

Kho logistics

Kho logistics có đặc điểm diện tích lớn, trần cao, cửa xuất nhập hàng hoạt động thường xuyên và điều kiện vận hành thay đổi theo từng khu vực. HRT hiện cũng có nội dung chuyên môn về HVAC kho logistics, Rooftop, Packaged và thông gió, trong đó nhấn mạnh việc xem xét vị trí thiết bị, đường cấp hồi gió, nguồn điện, nước ngưng và khả năng bảo trì.

Siêu thị và công trình thương mại

RTU có thể phù hợp với một số không gian thương mại cần phân phối không khí qua ductwork. Tuy nhiên, phương án cuối cùng cần dựa trên tải lạnh, công năng, kiến trúc và yêu cầu thông gió của công trình.

Xem Thêm Điều Hòa Packaged Cho Nhà Xưởng Công Nghiệp

Khi nào nên lựa chọn Rooftop Unit cho công trình?

RTU có thể được xem xét khi công trình có vị trí ngoài trời phù hợp, hệ thống ống gió có thể triển khai thuận lợi và yêu cầu điều hòa phù hợp với cấu hình của thiết bị.

Việc lựa chọn không nên chỉ dựa trên diện tích cần làm lạnh. Tải lạnh, lưu lượng gió, áp suất tĩnh, lượng gió ngoài trời, điều kiện khí hậu, nguồn điện, kết cấu và yêu cầu vận hành đều cần được đánh giá trước khi xác định model.

Tiêu chí lựa chọn Rooftop Unit cho công trình

Tải lạnh thiết kế

Công suất lạnh phải được xác định dựa trên tải nhiệt của công trình thay vì chỉ lấy diện tích nhân với một hệ số cố định. Tải lạnh phụ thuộc vào hướng công trình, kết cấu bao che, số người, thiết bị, chiếu sáng, gió ngoài và nhiều yếu tố khác.

Lưu lượng gió và áp suất tĩnh

Lưu lượng gió phải đáp ứng nhu cầu của khu vực được điều hòa. Đồng thời, cần kiểm tra external static pressure để bảo đảm quạt có khả năng đáp ứng trở lực của hệ thống ống gió.

Nhu cầu gió tươi

Lượng gió ngoài trời cần được xác định theo yêu cầu thông gió của công trình. Không nên mặc định rằng mọi RTU đều cung cấp cùng một mức gió tươi.

Hiệu suất năng lượng

Khi so sánh thiết bị, cần sử dụng chỉ số hiệu suất do nhà sản xuất công bố và bảo đảm điều kiện thử nghiệm có thể so sánh được. Không nên dùng một tỷ lệ tiết kiệm điện cố định để áp dụng cho tất cả các RTU.

Khả năng điều khiển

Nếu công trình có yêu cầu quản lý tập trung, cần kiểm tra khả năng tích hợp điều khiển và BMS/BAS của model được lựa chọn.

Điều kiện lắp đặt và bảo trì

Kích thước thiết bị, tải trọng, vị trí đặt máy, tuyến duct, nguồn điện, thoát nước ngưng và không gian bảo trì đều cần được kiểm tra trước khi triển khai.

Xem Thêm Tối Ưu Vận Hành Chiller, Giảm Lãng Phí Năng Lượng

Rooftop Unit khác gì Packaged Unit, AHU, VRF và Chiller?

Rooftop Unit và Packaged Unit có mối quan hệ rất gần. Packaged nhấn mạnh việc các thành phần chính được tích hợp trong một cụm, còn Rooftop nhấn mạnh cấu hình thiết bị được sử dụng như một rooftop unit, thường đặt trên mái. Vì vậy, có thể gặp khái niệm packaged rooftop unit.

Rooftop Unit và AHU khác nhau ở cấu trúc hệ thống. RTU dạng packaged có thể tích hợp cả nguồn lạnh và bộ phận xử lý không khí trong một thiết bị. AHU chủ yếu đảm nhiệm chức năng xử lý và phân phối không khí, còn nguồn lạnh có thể đến từ Chiller hoặc hệ thống khác tùy thiết kế.

Rooftop Unit và VRF sử dụng cách tổ chức hệ thống khác nhau. VRF phân phối môi chất lạnh giữa dàn nóng và nhiều dàn lạnh, trong khi RTU xử lý không khí tập trung tại một cụm thiết bị và thường phân phối qua ductwork.

Rooftop Unit và Chiller cũng có cấu trúc khác nhau. Chiller tạo nước lạnh để cấp cho các thiết bị xử lý không khí hoặc thiết bị đầu cuối, trong khi RTU dạng packaged có thể tích hợp chu trình lạnh và xử lý không khí trong cùng một thiết bị.

Không có hệ thống nào phù hợp với mọi công trình. Việc lựa chọn cần dựa trên tải lạnh, công năng, kiến trúc, thông gió, yêu cầu điều khiển và điều kiện vận hành.

Lắp đặt Rooftop Unit cần lưu ý những gì?

Trước khi lắp đặt cần khảo sát vị trí đặt thiết bị và khả năng chịu tải của mái hoặc nền. Bệ đỡ và roof curb phải phù hợp với kích thước, trọng lượng và cấu hình thiết bị.

Hệ thống ống gió cần được thiết kế đồng bộ với RTU để bảo đảm lưu lượng và áp suất tĩnh. Hệ thống điện, điều khiển và thoát nước ngưng cũng phải được triển khai theo thiết kế và yêu cầu của nhà sản xuất.

Đối với thiết bị đặt trên mái, khu vực xuyên mái cần được xử lý phù hợp với giải pháp chống thấm của công trình. Đồng thời phải bố trí lối tiếp cận để nhân sự kỹ thuật có thể kiểm tra và bảo trì thiết bị an toàn.

Bảo trì Rooftop Unit như thế nào?

Bảo trì RTU cần căn cứ vào hướng dẫn của nhà sản xuất và điều kiện vận hành thực tế. Các bộ phận thường cần kiểm tra gồm bộ lọc, coil trao đổi nhiệt, quạt, động cơ, hệ thống thoát nước ngưng, kết nối điện và bộ điều khiển.

Bụi bẩn trên bộ lọc hoặc coil có thể ảnh hưởng đến lưu lượng khí và khả năng trao đổi nhiệt. Vì vậy, tình trạng thiết bị cần được kiểm tra định kỳ thay vì chỉ xử lý khi hệ thống đã xuất hiện sự cố.

Rooftop Unit có giúp tiết kiệm năng lượng không?

Khả năng tiết kiệm năng lượng của RTU không thể xác định chỉ dựa trên tên gọi của thiết bị. Điện năng tiêu thụ còn phụ thuộc vào hiệu suất máy, tải lạnh, thời gian vận hành, lưu lượng gió, áp suất tĩnh, điều khiển và điều kiện môi trường.

Với những RTU có economizer, việc sử dụng không khí ngoài trời để hỗ trợ làm mát có thể giảm nhu cầu làm lạnh cơ học trong những điều kiện phù hợp. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế phụ thuộc vào khí hậu, tải trong nhà và chiến lược điều khiển.

Do đó, khi đánh giá hiệu quả năng lượng, cần xem xét cả thiết bị và hệ thống vận hành thay vì chỉ so sánh công suất điện trên nhãn máy.

Những sai lầm khi lựa chọn Rooftop Unit

Sai lầm phổ biến là chọn công suất chỉ dựa trên diện tích. Cách tính này không phản ánh đầy đủ tải nhiệt thực tế của công trình.

Một vấn đề khác là bỏ qua áp suất tĩnh của hệ thống ống gió. Nếu thiết bị không đáp ứng được trở lực thực tế, lưu lượng khí có thể không đạt yêu cầu.

Việc chỉ so sánh giá thiết bị cũng không đủ để đánh giá phương án. Chi phí lắp đặt, hệ thống ductwork, điện, kết cấu, bảo trì và khả năng tiếp cận thiết bị đều ảnh hưởng đến tổng chi phí của hệ thống.

Ngoài ra, cần tránh lựa chọn RTU trước khi xác định rõ công năng và điều kiện vận hành. Thiết bị chỉ phát huy hiệu quả khi cấu hình của nó phù hợp với yêu cầu thực tế của công trình.

HRT và giải pháp Rooftop/Packaged trong hệ thống HVAC

HRT hiện công bố Rooftop Air Conditioner và Packaged Air Conditioner trong nhóm điều hòa công nghiệp. Theo thông tin HRT đang đăng tải, Rooftop Air Conditioner được định hướng cho các công trình như trung tâm logistics, siêu thị và nhà xưởng diện tích lớn; việc lựa chọn cần xem xét công suất, vị trí đặt máy, hệ thống ống gió, nguồn điện, nước ngưng và điều kiện bảo trì.

HRT cũng có danh mục Điều Hòa Công Nghiệp PACKAGED trên website, với các sản phẩm và giải pháp dành cho công trình công nghiệp, thương mại và khu vực có nhu cầu làm mát lớn.

Khi doanh nghiệp cần lựa chọn Rooftop hoặc Packaged, phương án nên được xác định dựa trên điều kiện thực tế của công trình thay vì chỉ dựa trên tên thiết bị hoặc công suất danh nghĩa.

Kết luận

Rooftop Unit điều hòa là hệ thống HVAC dạng nguyên cụm, thường được lắp ngoài trời và kết nối với hệ thống ống gió để xử lý, phân phối không khí. RTU có thể phù hợp với nhà xưởng, kho logistics, siêu thị và một số công trình thương mại có điều kiện thiết kế phù hợp.

Để lựa chọn đúng thiết bị, doanh nghiệp cần đánh giá đồng thời tải lạnh, lưu lượng gió, áp suất tĩnh, gió tươi, hiệu suất năng lượng, vị trí lắp đặt, kết cấu và yêu cầu bảo trì. HRT hiện có danh mục Rooftop Air Conditioner và Packaged Air Conditioner trong nhóm giải pháp điều hòa công nghiệp. Doanh nghiệp có nhu cầu lựa chọn thiết bị nên cung cấp thông tin về công năng, diện tích, tải nhiệt và điều kiện công trình để xác định cấu hình phù hợp.

Thông tin liên hệ

Công Ty Điều Hòa Thông Gió HRT
Địa chỉ: Số 9TT7 Đường Foresa 7A, KĐT Sinh Thái Tasco, Phường Xuân Phương, TP Hà Nội, Việt Nam
Hotline: 0916 181 080
Email: CEO@hrt.vn

Câu hỏi thường gặp về Rooftop Unit

Rooftop Unit là gì?

Rooftop Unit là hệ thống HVAC dạng tự chứa, thường được lắp đặt ngoài trời và phổ biến trên mái. Thiết bị xử lý không khí và phân phối khí thông qua hệ thống ống gió.

Rooftop Unit có phải Packaged Unit không?

RTU thường được triển khai dưới dạng packaged unit. Tuy nhiên, hai thuật ngữ nhấn mạnh hai đặc điểm khác nhau: Packaged nói về cấu hình tích hợp của thiết bị, còn Rooftop nói về dạng ứng dụng và vị trí lắp đặt phổ biến.

Rooftop Unit có bắt buộc phải đặt trên mái không?

Không. RTU thường đặt trên mái nhưng cũng có thể được lắp trên nền ngoài trời nếu điều kiện công trình phù hợp.

Rooftop Unit có dùng cho nhà xưởng được không?

Có thể. RTU được sử dụng trong một số nhà xưởng và công trình công nghiệp, nhưng cần đánh giá tải nhiệt, lưu lượng gió, hệ thống ống gió, vị trí đặt máy và điều kiện vận hành trước khi lựa chọn.

Rooftop Unit có cần hệ thống ống gió không?

RTU trong ứng dụng thương mại thường kết nối với hệ thống ống gió để đưa không khí đã xử lý đến các khu vực sử dụng. Cấu hình duct cụ thể phụ thuộc thiết kế công trình.

Rooftop Unit có tiết kiệm điện không?

Có thể đạt hiệu quả năng lượng tốt nếu thiết bị có hiệu suất phù hợp và được thiết kế, điều khiển, vận hành đúng. Không nên áp dụng một tỷ lệ tiết kiệm điện cố định cho mọi RTU.