Chia sẻ kỹ thuật về thiết kế hệ thống Chiller - Cách lựa chọn van điều khiển trong hệ thống Chiller
Van điều khiển được sử dụng để duy trì, thay đổi nhiệt độ của phòng bằng cách thay đổi lưu lượng nước lạnh qua dàn lạnh. Van có thể là loại on/off (hai vị trí) hoặc là modulating (tuyến tính). Van cũng có thể được phân loại thành van 2 ngả và van 3 ngả. Hoặc nếu phân loại theo cấu tạo cơ học thì chúng ta có van điều khiển van bi, van bướm, van cổng..vv Trong bài viết này, tác giả sẽ chỉ đề cập tới van điều khiển 2 ngả.
Để hệ thống chiller làm việc hiệu quả thì van điều khiển cần được lựa chọn một cách chính xác. Van điều khiển nếu lựa chọn sai thì không chỉ ảnh hưởng đến việc điều khiển dàn lạnh mà còn gây ra hiện tượng ở mức độ rộng hơn cho cả hệ thống đó là hiện tượng “Delta T thấp”.
Đường đặc tính biểu thj quan hệ dàn lạnh và van điều khiển xem ở hình minh hoạ phía dưới.
Để van điều khiển công suất lạnh của dàn lạnh hiệu quả thì đường đặc tính của van cần ngược lại với đường đặc tính của dàn lạnh như hình số 1 và số 2..
Để lựa chọn kích thước van điều khiển, người ta thường sẽ dựa vào hệ số hiệu quả của van hay còn được gọi là Hệ số van Cv.
G=Cv x (ΔP)^½
Trong đó: G: Lưu lượng dòng chảy qua van (m3/h)
Cv: Hệ số hiệu quả của van. (Hoặc một số tài liệu ký hiệu là Kv)
ΔP: Chênh lệch áp suất qua van điều khiển. (Bar)
Lưu lượng dòng chảy qua van G được xác định theo lưu lượng dòng chảy qua dàn lạnh FCU, AHU..vv theo thiết kế. Cv là giá trị chọn theo thông số mà nhà sản xuất công bố trong data sheet của van. Ứng với mỗi Cv sẽ có kích thước van điều khiển khác nhau.
Và ΔP, chênh lệch áp suất qua van điều khiển cũng là thông số chúng ta cần phải xác định.
Để xác định được ΔP, chúng ta cần làm rõ khái niệm Valve authority β ( Người viết không tìm được từ tiếng việt tương đương có thể mô tả chính xác )
Khi van điều khiển đóng lại, tổn thất áp suất trên van tăng lên để khi van đóng hoàn toàn, áp suất chênh lệch trên van bằng với mức tổn thất áp suất từ đường ống cấp đến đường ống hồi. Sự tổn thất áp suất này được gọi là ΔPMax. Khi van mở hoàn toàn, tổn thất áp suất trên van ở giá trị thấp nhất và được gọi là ΔPMin.
Tỷ lệ ΔPMin so với ΔPMax là Valve authority, β=ΔPMin/ΔPMax
Valve authority sẽ có giá trị nằm trong khoảng lớn hơn 0 và nhỏ hơn 1.
Sự gia tăng tổn thất áp suất trên van khi đóng là điều quan trọng chúng ta cần lưu ý. Các van được đánh giá dựa trên sự sụt giảm áp suất không đổi, khi tổn thất áp suất thay đổi, hiệu suất của van thay đổi. Phương pháp để giảm thiểu thay đổi hiệu suất của van là duy trì Valve Authority (β) lớn hơn 0,5.
Để chọn Cv, chúng ta có thể lựa chọn trước ΔP bằng 50% chênh lệch áp suất giữa đường ống cấp và đường ống hồi để có thể duy trì Valve Authority cao. Trong hầu hết các trường hợp, kích thước của van điều khiển sẽ luôn nhỏ hơn đường kính ống kết nối vào.
Ví dụ: Xem xét một van điều khiển có Cv=1.2 được lắp cho dàn lạnh FCU có lưu lượng G=1 m3/h, chênh lệch áp suất giữa đường ống cấp và đường ống hồi ΔPMax là 3 Bar.
Lưu lượng nước qua van khi van mở hoàn toàn
G=1.2 x (3)^½ = 1.8 (m3/h)
Tuy nhiên đây không phải là lưu lượng nước thực tế qua dàn lạnh vì chúng ta chưa tính đến tổn thất qua dàn ống coil, van chặn, van cân bằng...vv
Độ chênh áp qua van điều khiển khi van mở hoàn toàn để đạt được giá trị lưu lượng nước yêu cầu:
ΔPMin=(G/Cv)^2= (1/1.2)^2= 0.69 (Bar)
Trong trường hợp này Valve Authority bằng 0.69/3=0.23. Giá trị này nhỏ hơn 0.5 sẽ dẫn tới việc điều chỉnh công suất lạnh của dàn lạnh bằng van điều khiển không theo một đường tuyến tính.
Do đó, chúng ta cần chọn loại van khác có giá trị Cv nhỏ hơn 0.8, qua đó nâng giá trị Valve authority lên lớn hơn 0.5.
Tài liệu tham khảo:
-Daikin Chiller Application Guide: https://www.daikinapplied.com/o365/...ikin_AG_31-003_Chiller_Application_Guide.pdf/
Van điều khiển được sử dụng để duy trì, thay đổi nhiệt độ của phòng bằng cách thay đổi lưu lượng nước lạnh qua dàn lạnh. Van có thể là loại on/off (hai vị trí) hoặc là modulating (tuyến tính). Van cũng có thể được phân loại thành van 2 ngả và van 3 ngả. Hoặc nếu phân loại theo cấu tạo cơ học thì chúng ta có van điều khiển van bi, van bướm, van cổng..vv Trong bài viết này, tác giả sẽ chỉ đề cập tới van điều khiển 2 ngả.
Để hệ thống chiller làm việc hiệu quả thì van điều khiển cần được lựa chọn một cách chính xác. Van điều khiển nếu lựa chọn sai thì không chỉ ảnh hưởng đến việc điều khiển dàn lạnh mà còn gây ra hiện tượng ở mức độ rộng hơn cho cả hệ thống đó là hiện tượng “Delta T thấp”.
Đường đặc tính biểu thj quan hệ dàn lạnh và van điều khiển xem ở hình minh hoạ phía dưới.
Để van điều khiển công suất lạnh của dàn lạnh hiệu quả thì đường đặc tính của van cần ngược lại với đường đặc tính của dàn lạnh như hình số 1 và số 2..
Để lựa chọn kích thước van điều khiển, người ta thường sẽ dựa vào hệ số hiệu quả của van hay còn được gọi là Hệ số van Cv.
G=Cv x (ΔP)^½
Trong đó: G: Lưu lượng dòng chảy qua van (m3/h)
Cv: Hệ số hiệu quả của van. (Hoặc một số tài liệu ký hiệu là Kv)
ΔP: Chênh lệch áp suất qua van điều khiển. (Bar)
Lưu lượng dòng chảy qua van G được xác định theo lưu lượng dòng chảy qua dàn lạnh FCU, AHU..vv theo thiết kế. Cv là giá trị chọn theo thông số mà nhà sản xuất công bố trong data sheet của van. Ứng với mỗi Cv sẽ có kích thước van điều khiển khác nhau.
Và ΔP, chênh lệch áp suất qua van điều khiển cũng là thông số chúng ta cần phải xác định.
Để xác định được ΔP, chúng ta cần làm rõ khái niệm Valve authority β ( Người viết không tìm được từ tiếng việt tương đương có thể mô tả chính xác )
Khi van điều khiển đóng lại, tổn thất áp suất trên van tăng lên để khi van đóng hoàn toàn, áp suất chênh lệch trên van bằng với mức tổn thất áp suất từ đường ống cấp đến đường ống hồi. Sự tổn thất áp suất này được gọi là ΔPMax. Khi van mở hoàn toàn, tổn thất áp suất trên van ở giá trị thấp nhất và được gọi là ΔPMin.
Tỷ lệ ΔPMin so với ΔPMax là Valve authority, β=ΔPMin/ΔPMax
Valve authority sẽ có giá trị nằm trong khoảng lớn hơn 0 và nhỏ hơn 1.
Sự gia tăng tổn thất áp suất trên van khi đóng là điều quan trọng chúng ta cần lưu ý. Các van được đánh giá dựa trên sự sụt giảm áp suất không đổi, khi tổn thất áp suất thay đổi, hiệu suất của van thay đổi. Phương pháp để giảm thiểu thay đổi hiệu suất của van là duy trì Valve Authority (β) lớn hơn 0,5.
Để chọn Cv, chúng ta có thể lựa chọn trước ΔP bằng 50% chênh lệch áp suất giữa đường ống cấp và đường ống hồi để có thể duy trì Valve Authority cao. Trong hầu hết các trường hợp, kích thước của van điều khiển sẽ luôn nhỏ hơn đường kính ống kết nối vào.
Ví dụ: Xem xét một van điều khiển có Cv=1.2 được lắp cho dàn lạnh FCU có lưu lượng G=1 m3/h, chênh lệch áp suất giữa đường ống cấp và đường ống hồi ΔPMax là 3 Bar.
Lưu lượng nước qua van khi van mở hoàn toàn
G=1.2 x (3)^½ = 1.8 (m3/h)
Tuy nhiên đây không phải là lưu lượng nước thực tế qua dàn lạnh vì chúng ta chưa tính đến tổn thất qua dàn ống coil, van chặn, van cân bằng...vv
Độ chênh áp qua van điều khiển khi van mở hoàn toàn để đạt được giá trị lưu lượng nước yêu cầu:
ΔPMin=(G/Cv)^2= (1/1.2)^2= 0.69 (Bar)
Trong trường hợp này Valve Authority bằng 0.69/3=0.23. Giá trị này nhỏ hơn 0.5 sẽ dẫn tới việc điều chỉnh công suất lạnh của dàn lạnh bằng van điều khiển không theo một đường tuyến tính.
Do đó, chúng ta cần chọn loại van khác có giá trị Cv nhỏ hơn 0.8, qua đó nâng giá trị Valve authority lên lớn hơn 0.5.
Tài liệu tham khảo:
-Daikin Chiller Application Guide: https://www.daikinapplied.com/o365/...ikin_AG_31-003_Chiller_Application_Guide.pdf/
