daclong88
Thành Viên [LV 0]
Máy điều hòa không khí làm lạnh bằng nước (WATER CHILLER)
Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7oC. Sau đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí. Như vậy trong hệ thống này nước sử dụng làm chất tải lạnh .
* Sơ đồ nguyên lý
Trên hình 5-9 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà làm lạnh bằng nước. Hệ thống gồm các thiết bị chính sau :
- Cụm máy lạnh Chiller
- Tháp giải nhiệt (đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước) hoặc dàn nóng (đối với chiller giải nhiệt bằng gió)
- Bơm nước giải nhiệt
- Bơm nước lạnh tuần hoàn
- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung
- Hệ thống xử lý nước
- Các dàn lạnh FCU và AHU
* Đặc điểm của các thiết bị chính:
Cụm Chiller:
Cụm máy lạnh chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước. Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều hoà không khí sử dụng để làm lạnh nước tới khoảng 7oC . Ở đây nước đóng vai trò là chất tải lạnh.
Cụm Chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy nhà chế tạo, với các thiết bị sau :
+ Máy nén : Có rất nhiều dạng , nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín, máy nén pittông nửa kín.
+ Thiết bị ngưng tụ : Tuỳ thuộc vào hình thức giải nhiệt mà thiết bị ngưng tụ là bình ngưng hay dàn ngưng. Khi giải nhiệt bằng nước thì sử dụng bình ngưng, khi giải nhiệt bằng gió sử dụng dàn ngưng. Nếu giải nhiệt bằng nước thì hệ thống có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt. Trên thực tế nước ta , thường hay sử dụng máy giải nhiệt bằng nước vì hiệu quả cao và ổn định hơn.
+ Bình bay hơi : Bình bay hơi thường sử dụng là bình bay hơi ống đồng có cánh. Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống. Bình bay hơi được bọc các nhiệt và duy trì nhiệt độ không được quá dưới 7oC nhằm ngăn ngừa nước đóng băng gây nổ vỡ bình. Công dụng bình bay hơi là làm lạnh nước .
+ Tủ điện điều khiển.
Hình 5-8 : Cụm máy chiller máy nén pittông nửa kín Carrier
Trên hình 5-8 là cụm chiller với máy nén kiểu pittông nửa kín của hãng Carrier. Các máy nén kiểu nửa kín được bố trí nằm ở trên cụm bình ngưng - bình bay hơi. Phía mặt trước là tủ điện điều khiển. Toàn bộ được lắp đặt thành 01 cụm hoàn chỉnh trên hệ thống khung đỡ chắc chắn.
Khi lắp đặt cụm chiller cần lưu ý để dành không gian cần thiết để vệ sinh các bình ngưng. Không gian máy thoáng đãng, có thể dễ dàng đi lại xung quanh cụm máy lạnh để thao tác.
Khi lắp cụm chiller ở các phòng tầng trên cần lắp thêm các bộ chống rung.
Máy lạnh chiller điều khiển phụ tải theo bước , trong đó các cụm máy có thời gian làm việc không đều nhau. Vì thế người vận hành cần thường xuyên hoán đổi tuần tự khởi động của các cụm máy cho nhau. đẻ làm việc đó trong các tủ điện điều khiển có trang bị công tắc hoán đổi vị trí các máy.
Bảng 5.9 là các thông số kỹ thuật cơ bản của cụm chiller của hãng Carrier loại 30HK. Đây là chủng loại máy điều hoà có công suất trung bình từ 10 đén 160 ton và được sử dụng tương đối rộng rãi tại Việt Nam.
Hình 5-9 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà water chiller
Bảng 5-10 : Đặc tính kỹ thuật cụm máy chiller Carrier
FPT - Nối ren trong MPT - Nối ren ngoài F (Flange) : Nối bích
tnl - Nhiệt độ nước lạnh đầu ra, tk - Nhiệt độ nước ngưng đầu ra
Bảng 5-11 công suất lạnh của các cụm máy chiller Carrier, 30HKA
Bảng 5-11 Công suất lạnh của chiller 30HK - Carrier (khi t”nl = 7oC)
t”nl - Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi chiller, oC
t”gn - Nhiệt độ nước giải nhiệt ra khỏi chiller, oC
Qo - Công suất lạnh, kW
Qk - Công suất giải nhiệt, kW
N - Công suất mô tơ điện, kW
Dàn lạnh FCU
FCU ( Fan coil Unit) là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm và quạt gió . Nước chuyển động trong ống, không khí chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt, ở đó không khí được trao đổi nhiệt ẩm, sau đó thổi trực tiếp hoặc qua một hệ thống kênh gió vào phòng. Quạt FCU là quạt lồng sóc dẫn động trực tiếp.
Hình 5-10 : Cấu tạo và lắp đặt FCU
Trên bảng 5-12 trình bày đặc tính kỹ thuật cơ bản của các FCU hãng Carrier với 3 mã hiệu 42CLA, 42VLA và 42VMA.
Bảng 5-12 : Đặc tính kỹ thuật FCU hãng Carrier
tnl - Nhiệt độ nước lạnh vào FCU
tkk - Nhiệt độ không khí vào
* Các loại FCU : CLA : Loại dấu trần, VLA, VMA đặt nền,
Dàn lạnh AHU
AHU được viết tắt từ chữ tiếng Anh Air Handling Unit. Tương tự FCU, AHU thực chất là dàn trao đổi nhiệt. Nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, không khí chuyển động ngang qua bên ngoài, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống kênh gió tới các phòng. Quạt AHU thường là quạt ly tâm dẫn động bằng đai.
AHU có 2 dạng : Loại đặt nằm ngang và đặt thẳng đứng. Tuỳ thuộc vào vị trí lắp đặt mà ta có thể chọn loại thích hợp. Khi đặt nền, chọn loại đặt đứng, khi gá lắp lên trần, chọn loại nằm ngang.
Trên hình 5-11 là hình dạng bên ngoài của AHU kiểu đặt đúng.
Hình 5.11 : Cấu tạo bên trong của AHU
Bảng 5-13 : Đặc tính kỹ thuật AHU hãng Carrier, mã hiệu 39F
Bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt
Bơm nước lạnh và nước giải nhiệt được lựa chọn dựa vào công suất và cột áp
deltatgn - Độ chênh nhiệt độ nước giải nhiệt đầu ra và đầu vào, deltat = 5oC
Cpn - Nhiệt dung riêng của nước, Cpn = 4,186 kJ/kg.oC
deltatnl - Độ chênh nhiệt độ nước lạnh đầu ra và đầu vào, deltat = 5oC
Cpn - Nhiệt dung riêng của nước, Cpn = 4,186 kJ/kg.oC
Cột áp của bơm được chọn tuỳ thuộc vào mạng đường ống cụ thể , trong đó cột áp tĩnh của đường ống có vai trò quan trọng.
Các hệ thống thiết bị khác
- Bình giản nỡ và cấp nước bổ sung : Có công dụng bù giản nỡ khi nhiệt độ nước thay đổi và bổ sung thêm nước khi cần. Nước bổ sung phải được qua xử lý cơ khí cẩn thận.
- Hệ thống đường ống nước lạnh sử dụng để tải nước lạnh từ bình bay hơi tới các FCU và AHU. Đường ống nước lạnh là ống thép có bọc cách nhiệt. Vật liệu cách nhiệt là mút, styrofor hoặc polyurethan.
- Hệ thống đường ống giải nhiệt là thép tráng kẽm.
- Hệ thống xử lý nước
Đặc điểm hệ thống điều hoà làm lạnh bằng nước.
Ưu điểm:
- Công suất dao động lớn : Từ 5Ton lên đến hàng ngàn Ton
- Hệ thống ống nước lạnh gọn nhẹ, cho phép lắp đặt trong các tòa nhà cao tầng, công sở nơi không gian lắp đặt ống nhỏ.
- Hệ thống hoạt động ổn định , bền và tuổi thọ cao.
- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngoài và do đó tiết kiệm điện năng khi non tải : Một máy thường có từ 3 đến 5 cấp giảm tải. Đối với hệ thống lớn người ta sử dụng nhiều cụm máy nên tổng số cấp giảm tải lớn hơn nhiều.
- Thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn.
Nhược điểm:
- Phải có phòng máy riêng.
- Phải có người chuyên trách phục vụ.
- Vận hành, sửa chữa và bảo dưỡng tương đối phức tạp.
- Tiêu thụ điện năng cho một đơn vị công suất lạnh cao, đặc biệt khi tải non.
Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7oC. Sau đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí. Như vậy trong hệ thống này nước sử dụng làm chất tải lạnh .
* Sơ đồ nguyên lý
Trên hình 5-9 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà làm lạnh bằng nước. Hệ thống gồm các thiết bị chính sau :
- Cụm máy lạnh Chiller
- Tháp giải nhiệt (đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước) hoặc dàn nóng (đối với chiller giải nhiệt bằng gió)
- Bơm nước giải nhiệt
- Bơm nước lạnh tuần hoàn
- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung
- Hệ thống xử lý nước
- Các dàn lạnh FCU và AHU
* Đặc điểm của các thiết bị chính:
Cụm Chiller:
Cụm máy lạnh chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước. Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều hoà không khí sử dụng để làm lạnh nước tới khoảng 7oC . Ở đây nước đóng vai trò là chất tải lạnh.
Cụm Chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy nhà chế tạo, với các thiết bị sau :
+ Máy nén : Có rất nhiều dạng , nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín, máy nén pittông nửa kín.
+ Thiết bị ngưng tụ : Tuỳ thuộc vào hình thức giải nhiệt mà thiết bị ngưng tụ là bình ngưng hay dàn ngưng. Khi giải nhiệt bằng nước thì sử dụng bình ngưng, khi giải nhiệt bằng gió sử dụng dàn ngưng. Nếu giải nhiệt bằng nước thì hệ thống có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt. Trên thực tế nước ta , thường hay sử dụng máy giải nhiệt bằng nước vì hiệu quả cao và ổn định hơn.
+ Bình bay hơi : Bình bay hơi thường sử dụng là bình bay hơi ống đồng có cánh. Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống. Bình bay hơi được bọc các nhiệt và duy trì nhiệt độ không được quá dưới 7oC nhằm ngăn ngừa nước đóng băng gây nổ vỡ bình. Công dụng bình bay hơi là làm lạnh nước .
+ Tủ điện điều khiển.
Hình 5-8 : Cụm máy chiller máy nén pittông nửa kín Carrier
Trên hình 5-8 là cụm chiller với máy nén kiểu pittông nửa kín của hãng Carrier. Các máy nén kiểu nửa kín được bố trí nằm ở trên cụm bình ngưng - bình bay hơi. Phía mặt trước là tủ điện điều khiển. Toàn bộ được lắp đặt thành 01 cụm hoàn chỉnh trên hệ thống khung đỡ chắc chắn.
Khi lắp đặt cụm chiller cần lưu ý để dành không gian cần thiết để vệ sinh các bình ngưng. Không gian máy thoáng đãng, có thể dễ dàng đi lại xung quanh cụm máy lạnh để thao tác.
Khi lắp cụm chiller ở các phòng tầng trên cần lắp thêm các bộ chống rung.
Máy lạnh chiller điều khiển phụ tải theo bước , trong đó các cụm máy có thời gian làm việc không đều nhau. Vì thế người vận hành cần thường xuyên hoán đổi tuần tự khởi động của các cụm máy cho nhau. đẻ làm việc đó trong các tủ điện điều khiển có trang bị công tắc hoán đổi vị trí các máy.
Bảng 5.9 là các thông số kỹ thuật cơ bản của cụm chiller của hãng Carrier loại 30HK. Đây là chủng loại máy điều hoà có công suất trung bình từ 10 đén 160 ton và được sử dụng tương đối rộng rãi tại Việt Nam.
Hình 5-9 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hoà water chiller
Bảng 5-10 : Đặc tính kỹ thuật cụm máy chiller Carrier
FPT - Nối ren trong MPT - Nối ren ngoài F (Flange) : Nối bích
tnl - Nhiệt độ nước lạnh đầu ra, tk - Nhiệt độ nước ngưng đầu ra
Bảng 5-11 công suất lạnh của các cụm máy chiller Carrier, 30HKA
Bảng 5-11 Công suất lạnh của chiller 30HK - Carrier (khi t”nl = 7oC)
t”nl - Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi chiller, oC
t”gn - Nhiệt độ nước giải nhiệt ra khỏi chiller, oC
Qo - Công suất lạnh, kW
Qk - Công suất giải nhiệt, kW
N - Công suất mô tơ điện, kW
Dàn lạnh FCU
FCU ( Fan coil Unit) là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm và quạt gió . Nước chuyển động trong ống, không khí chuyển động ngang qua cụm ống trao đổi nhiệt, ở đó không khí được trao đổi nhiệt ẩm, sau đó thổi trực tiếp hoặc qua một hệ thống kênh gió vào phòng. Quạt FCU là quạt lồng sóc dẫn động trực tiếp.
Hình 5-10 : Cấu tạo và lắp đặt FCU
Trên bảng 5-12 trình bày đặc tính kỹ thuật cơ bản của các FCU hãng Carrier với 3 mã hiệu 42CLA, 42VLA và 42VMA.
Bảng 5-12 : Đặc tính kỹ thuật FCU hãng Carrier
tnl - Nhiệt độ nước lạnh vào FCU
tkk - Nhiệt độ không khí vào
* Các loại FCU : CLA : Loại dấu trần, VLA, VMA đặt nền,
Dàn lạnh AHU
AHU được viết tắt từ chữ tiếng Anh Air Handling Unit. Tương tự FCU, AHU thực chất là dàn trao đổi nhiệt. Nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, không khí chuyển động ngang qua bên ngoài, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống kênh gió tới các phòng. Quạt AHU thường là quạt ly tâm dẫn động bằng đai.
AHU có 2 dạng : Loại đặt nằm ngang và đặt thẳng đứng. Tuỳ thuộc vào vị trí lắp đặt mà ta có thể chọn loại thích hợp. Khi đặt nền, chọn loại đặt đứng, khi gá lắp lên trần, chọn loại nằm ngang.
Trên hình 5-11 là hình dạng bên ngoài của AHU kiểu đặt đúng.
Hình 5.11 : Cấu tạo bên trong của AHU
Bảng 5-13 : Đặc tính kỹ thuật AHU hãng Carrier, mã hiệu 39F
Bơm nước lạnh và bơm nước giải nhiệt
Bơm nước lạnh và nước giải nhiệt được lựa chọn dựa vào công suất và cột áp
- Lưu lượng bơm nước giải nhiệt :
deltatgn - Độ chênh nhiệt độ nước giải nhiệt đầu ra và đầu vào, deltat = 5oC
Cpn - Nhiệt dung riêng của nước, Cpn = 4,186 kJ/kg.oC
- Lưu lượng bơm nước lạnh
deltatnl - Độ chênh nhiệt độ nước lạnh đầu ra và đầu vào, deltat = 5oC
Cpn - Nhiệt dung riêng của nước, Cpn = 4,186 kJ/kg.oC
Cột áp của bơm được chọn tuỳ thuộc vào mạng đường ống cụ thể , trong đó cột áp tĩnh của đường ống có vai trò quan trọng.
Các hệ thống thiết bị khác
- Bình giản nỡ và cấp nước bổ sung : Có công dụng bù giản nỡ khi nhiệt độ nước thay đổi và bổ sung thêm nước khi cần. Nước bổ sung phải được qua xử lý cơ khí cẩn thận.
- Hệ thống đường ống nước lạnh sử dụng để tải nước lạnh từ bình bay hơi tới các FCU và AHU. Đường ống nước lạnh là ống thép có bọc cách nhiệt. Vật liệu cách nhiệt là mút, styrofor hoặc polyurethan.
- Hệ thống đường ống giải nhiệt là thép tráng kẽm.
- Hệ thống xử lý nước
Đặc điểm hệ thống điều hoà làm lạnh bằng nước.
Ưu điểm:
- Công suất dao động lớn : Từ 5Ton lên đến hàng ngàn Ton
- Hệ thống ống nước lạnh gọn nhẹ, cho phép lắp đặt trong các tòa nhà cao tầng, công sở nơi không gian lắp đặt ống nhỏ.
- Hệ thống hoạt động ổn định , bền và tuổi thọ cao.
- Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngoài và do đó tiết kiệm điện năng khi non tải : Một máy thường có từ 3 đến 5 cấp giảm tải. Đối với hệ thống lớn người ta sử dụng nhiều cụm máy nên tổng số cấp giảm tải lớn hơn nhiều.
- Thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn.
Nhược điểm:
- Phải có phòng máy riêng.
- Phải có người chuyên trách phục vụ.
- Vận hành, sửa chữa và bảo dưỡng tương đối phức tạp.
- Tiêu thụ điện năng cho một đơn vị công suất lạnh cao, đặc biệt khi tải non.
