Điều hòa là một thiết bị quen thuộc với đại đa số người tiêu dùng. Tuy nhiên hệ thống điều hòa trung tâm Chiller vẫn là khái niệm mới mà không phải ai cũng nắm rõ. Trong bài viết dưới đây, Tuấn Hưng Phát xin chia sẻ thông tin cơ bản về hệ thống Chiller.
Tìm hiểu về hệ thống điều hòa trung tâm Chiller tiêu chuẩn
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller là một chuỗi dây chuyền máy móc hoạt động kết hợp nhằm tạo ra nguồn lạnh để làm lạnh đồ vật, thực phẩm, các thiết bị máy móc,… Quá trình làm lạnh được thực hiện bằng cách đưa nước qua bình bốc hơi với mức nhiệt đi vào là 12 độ và đi ra là 7 độ.
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller thường được sử dụng tại các tòa nhà cao tầng, trung tâm thương mại….
Mô hình của hệ thống điều hòa Chiller
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller được thiết kế với 4 vòng tuần hoàn khác nhau. Cụ thể:
- Vòng tuần hoàn màu đỏ được sử dụng để bơm nước nóng vào Cooling tower và thải nhiệt ra môi trường.
- Vòng tuần hoàn màu xanh dùng để tuần hoàn gas lạnh tại Water Chiller.
- Vòng tuần hoàn màu tím nhạt được sử dụng để bơm nước lạnh đến các thiết bị FCU, AHU, PAU, PHE và những vị trí tương tự.
- Cuối cùng, vòng tuần hoàn màu vàng được dùng để tuần hoàn không khí qua hệ thống ống gió và thổi vào trong căn phòng.
Mô hình của hệ thống điều hòa Chiller Water AHU
Hệ thống Chiller hoạt động theo cơ chế nào?
Nước được vận chuyển tuần hoàn trong đường ống, sau đó được đưa đến hệ thống điều hòa trung tâm Chiller để giảm nhiệt độ xuống còn 7 độ C. Tiếp theo, nước lạnh sẽ được đưa vào các dàn trao đổi nhiệt FCU/AHU, tại đây, nước được trao đổi nhiệt với không khí trong phòng và làm giảm nhiệt độ của phòng.
Nước lạnh sau khi hấp thụ nhiệt từ không khí trong phòng sẽ tăng lên khoảng 12 độ C. Sau đó, nước được bơm tuần hoàn quay trở về hệ thống Chiller, tại đây nước lại tiếp tục được làm lạnh xuống 7 độ C. Quá trình này tiếp tục được lặp đi lặp lại để duy trì nhiệt độ lạnh của phòng.
Ưu điểm nổi bật của hệ thống điều hòa trung tâm Chiller
Hệ thống Chiller có những ưu điểm nổi bật sau:
- Công suất hoạt động tương đối lớn, từ 5 đến 1000 ton.
- Hệ thống đường ống nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt ở nhiều vị trí khác nhau mà không chiếm nhiều diện tích.
- Hệ thống hoạt động ổn định và độ bền cao, có thể sử dụng trong thời gian dài.
- An toàn sử dụng bởi tác nhân làm lạnh là nước (không lo rò rỉ môi chất làm lạnh).
- Dễ dàng điều chỉnh công suất hoạt động và độ ẩm để tiết kiệm điện năng, giảm chi phí cho chủ đầu tư.
- Hệ thống phù hợp với nhiều công trình lớn.
- Công suất hoạt động và các loại máy, hệ thống giải nhiệt, thiết bị trao đổi nhiệt….đa dạng.
Ứng dụng của hệ thống điều hòa trung tâm Chiller trong thực tiễn
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller được sử dụng chủ yếu để làm mát và hút ẩm không khí tại các trung tâm thương mại, nhà máy, xí nghiệp, trường học, bệnh viện…. Ngoài ra, hệ thống này còn được sử dụng để làm lạnh có kiểm soát trong công nghiệp chế biến thực phẩm, đồ uống, công nghiệp nhựa, chế biến hóa học….
Xem thêm: Ứng dụng van bướm gang điều khiển điện trong công nghiệp
Đặc điểm cấu tạo cơ bản của hệ thống điều hòa trung tâm Chiller
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller có cấu tạo bao gồm 5 phần chính:
Cụm trung tâm nước Water Chiller
Bộ phận này là trung tâm của hệ thống Chiller, được sản xuất theo công suất định sẵn tại các quốc gia có nền công nghệ cao. Cụm trung tâm nước Water Chiller thường lựa chọn dựa trên các tiêu chí về năng suất lạnh, loại máy nén gas, loại gas, hiệu suất làm việc (cấp giảm tải, chạy biến tần,…) hoặc các yêu cầu khác như chất tải lạnh glycol, gắn bơm nhiệt,…
Hệ thống đường ống nước lạnh, bơm nước lạnh
Hệ thống bơm nước
Nhiệm vụ của hệ thống bơm nước là đưa nước lạnh qua Chiller để sử dụng trực tiếp. Hiệu suất làm lạnh cao hơn nếu mỗi Chiller có một máy bơm riêng. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các tòa nhà cao tầng có yêu cầu độ ồn thấp và cột áp không quá cao để đảm bảo tuần hoàn nước kín giữa cột áp đi và cột áp về.
Lưu lượng nước từ máy bơm vào hệ thống Chiller phải luôn ổn định, không nên điều chỉnh công suất bơm bằng biến tần nếu không có sự kết hợp khoa học của hệ thống chung.
Công suất của máy bơm nên lựa chọn dựa vào cột áp nước và lưu lượng nước. Tuy nhiên, việc tính toán cột áp của máy bơm là rất phức tạp do yêu cầu phải tính toán nhiều thông số như lưu lượng nước, độ cao, độ dài đường ống, sụt áp qua các phụ kiện đường ống như co, cút, tê, AHU, FCU, PAU…. Vì vậy, cần sử dụng phần mềm phân tích tính toán để đưa ra kết quả tốt nhất.
Đường ống nước lạnh
Hệ thống đường ống nước lạnh thường sử dụng ống thép đen và bọc cách nhiệt. Đối với đường ống dẫn nước nóng đến Cooling tower thường dùng ống thép đen hoặc ống đồng. Tuy nhiên, hiện nay có rất nhiều công trình đã chuyển sang sử dụng ống nhựa PPR để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống Chiller.
Việc lựa chọn kích thước của đường ống phụ thuộc vào lưu lượng nước được chuyên chở. Nếu đường ống quá nhỏ, áp suất nước sẽ tăng và đường ống sẽ phải chịu áp suất cao hơn trong quá trình vận hành. Nếu đường ống quá lớn, sẽ làm tăng chi phí thi công và lãng phí tài nguyên. Do đó, việc lựa chọn kích thước đường ống phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất và giúp tiết kiệm chi phí trong quá trình sử dụng.
Hệ thống tải sử dụng trực tiếp: AHU, FCU, PAU, PHE
Trên thực tế, AHU, FCU, PAU có bản chất giống nhau nhưng mục đích sử dụng là khác nhau. Cụ thể:
- AHU
AHU là thành phần quan trọng của hệ thống Chiller để xử lý nhiệt và độ ẩm trong không khí. AHU chia thành nhiều ống gió phụ để cung cấp không khí đã được xử lý đến không gian điều hòa. Với cấu trúc này, AHU có thể có nhiều lớp lọc bụi và nhiều dàn coil ống đồng nhằm đáp ứng yêu cầu xử lý không khí cho các không gian lớn khác nhau.
- FCU
Thiết bị này thường sử dụng cho các phòng hoặc khu vực nhỏ mà hệ thống ống gió của AHU không đến được. Ngoài ra, FCU còn được lắp đặt tại những khu vực có yêu cầu đặc biệt về nhiệt độ và độ ẩm khác với AHU đã được lắp đặt sẵn. Tuy nhiên, FCU không có khả năng xử lý nhiệt ẩm như AHU, vì vậy nếu yêu cầu quá cao, bạn cần phải sử dụng bộ xử lý PAU (làm lạnh, lọc, gia nhiệt, tách ẩm hay tạo ẩm) được lắp bên ngoài và nối ống gió với FCU.
- PAU
PAU cung cấp gió có độ khô cao hơn so với không khí trong không gian được điều hòa. Điều này phụ thuộc vào độ ẩm tương đối chứ không phải độ ẩm tuyệt đối. Tuy nhiên, nếu gió được điều khiển qua coil FCU thì nó có thể có độ ẩm tương đối cao lên đến 85-95%. Ngoài ra, thiết bị này luôn cung cấp gió với nhiệt độ thấp hơn (>9 độ C nếu sử dụng VAV và > 11 độ C nếu sử dụng CAV) để giảm kích thước của FCU hoặc Indoor Unit.
Hệ thống ống gió
- Gió tươi và gió hồi được hòa trộn với nhau, sau đó được đưa đến hệ thống AHU hoặc FCU để điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm theo yêu cầu của không gian được điều hòa.
- Có khá nhiều phương pháp tính toán ống gió. Tuy nhiên, phương pháp phổ biến nhất là ma sát đồng điều.
- Thông tin về các thông số chính như lưu lượng gió và độ ồn có thể được tìm kiếm dễ dàng. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất là thể hiện chính xác nhất các thông số này trên bản vẽ 2D hoặc 3D.
- Ngoài ra, hệ thống ống gió cũng bao gồm các loại ống gió khác như ống gió hồi, ống gió thải, ống gió tăng áp cầu thang…
Hệ thống bơi, tuần hoàn nước qua Cooling Tower đối với Chiller giải nhiệt nước
Các thiết bị trong hệ thống Chiller như FCU, AHU, PAU và van 2-3 ngã được điều khiển độc lập bởi bộ điều khiển DDC. Bộ điều khiển DDC có khả năng nhận tín hiệu từ các cảm biến được lập trình sẵn bằng máy tính và tích hợp cổng truyền thông. Kết nối giữa DDC và máy tính chủ được thực hiện thông qua các chuẩn giao tiếp như RS232, RS485, giúp máy tính chủ nhận biết trạng thái hoạt động của hệ thống.
Ngoài ra, chức năng phân quyền điều khiển của máy tính chủ cho phép can thiệp vào dữ liệu lập trình sẵn trên DDC để điều khiển thiết bị theo nhu cầu của người quản lý. Việc lập trình, điều khiển và kết nối các thiết bị giúp hệ thống có thể giao tiếp với phần mềm BMS viết riêng cho công trình tòa nhà.
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller bao gồm những loại nào?
Hệ thống Chiller bao gồm 2 loại chính:
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller giải nhiệt gió
Hệ thống này bao gồm điều hòa trung tâm, kênh dẫn gió phân phối gió lạnh, thiết bị giải nhiệt dàn ngưng…Hệ thống Chiller giải nhiệt gió hoạt động bằng cách sử dụng gió để làm lạnh và giải nhiệt dàn ngưng. Theo đó, điều hòa máy lạnh trung tâm sản xuất ra gió lạnh và cung cấp tới không gian thông qua các kênh dẫn gió.
Tại đây, gió lạnh đóng vai trò là tác nhân trao đổi nhiệt, thực hiện quá trình nhận nhiệt trong phòng, làm giảm/tăng nhiệt độ và độ ẩm trong phòng. Sau khi thực hiện xong quá trình, gió lạnh được tuần hoàn về máy lạnh trung tâm qua một kênh dẫn gió khác.
Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller giải nhiệt nước
Hệ thống này bao gồm điều hòa trung tâm, dàn trao đổi nhiệt, thiết bị giải nhiệt dàn ngưng, bơm nước, …Hệ thống Chiller giải nhiệt nước hoạt động theo cơ chế làm lạnh bằng nước và giải nhiệt dàn ngưng bằng gió. Theo đó, nước lạnh sản xuất ra tại điều hòa trung tâm, sau đó cấp tới các dàn trao đổi nhiệt đặt tại không gian cần điều hoà.
Tại đây, nước đóng vai trò là tác nhân trao đổi nhiệt, thực hiện quá trình nhận nhiệt trong phòng, làm giảm/tăng nhiệt độ và độ ẩm trong phòng. Sau khi thực hiện xong quá trình này, nước được tuần hoàn về máy lạnh trung tâm và tiếp tục một chu trình mới. Hệ thống Chiller này có thể điều chỉnh nhiệt độ và độ ẩm phù hợp với các không gian khác nhau, không yêu cầu cao về diện tích lắp đặt. Khoảng cách giữa trần giả và đáy khoảng từ 100 – 200mm là đủ để lắp đặt hệ thống này.
Những lưu ý quan trọng về hệ thống điều hòa Chiller
Hệ thống điều hòa Chiller đóng vai trò rất quan trọng trong việc làm mát và giải nhiệt với tính ứng dụng cao. Tuy nhiên, để sử dụng Chiller hiệu quả, bạn cần lưu ý một số điều quan trọng.
- Việc lắp đặt hệ thống Chiller cần được quan tâm hàng đầu bởi mỗi hệ thống sẽ có những yêu cầu riêng biệt.
- Bảo dưỡng hệ thống Chiller theo định kỳ để đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền cao. Hệ thống cần được đặt ở nơi dễ sửa chữa và bảo trì, tránh đặt gần nơi làm việc để giảm tiếng ồn.
- Bảo đảm an toàn cho cả Chiller và hệ thống ống nước trong quá trình thi công.
- Việc chọn dây cáp phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng nhằm hạn chế sự cố về kỹ thuật và đảm bảo sử dụng an toàn.
Trên đây là những thông tin cơ bản về hệ thống điều hòa trung tâm Chiller tiêu chuẩn. Kiến thức được Tuấn Hưng Phát thu thập tổng hợp. Đơn vị chúng tôi chuyên cung cấp các thiết bị van công nghiệp – thiết bị vật tư đường ống phục vụ hệ thống Chiller, hệ thống HAVC,… Các sản phẩm được đơn vị lưu kho sẵn hàng như: Van bướm điều khiển điện – điều khiển tay gạt – tay quay, van 1 chiều lá lật – dạng cánh bướm…, khớp nối mềm cao su,… Liên hệ ngay để nhận báo giá ưu đãi.
