Chiller là gì

Máy chiller là gì

I, Chiller là gì:

Chiller là gì là máy sản xuất nước lạnh để cung cấp tới tải của công trình.

Chiller là gì là loại máy phát sinh ra nguồn lạnh để làm lạnh các đồ vật, thực phẩm, hoặc các khu vực cần làm lạnh…….

II, Chiller là gì và nguyên lý hoạt động của Chiller :

Chiller hoạt động dựa trên các nguyên lý nhiệt học, áp dụng sự chuyển đổi lý tính trạng thái vật chất:

Hơi nước ngưng tụ thành chất lỏng, chất lỏng ngưng tụ thành chất rắn.
Theo đó, chất rắn khi chuyển sang trạng thái lỏng hoặc khí sẽ có tính chất thu nhiệt (Tức là lấy nhiệt từ môi trường xung quanh khiến cho nó lạnh đi). Trong quá trình hoạt động của Chiller, Gas lạnh lỏng bay hơi, thu nhiệt từ nước làm cho nước bị mất nhiệt và lạnh đi.

Sau đó, quá trình diễn ra ngược lại:

Gas ở trạng thái áp suất thấp sẽ bị nén lại bởi máy nén gas lạnh, lúc này gas đang ở trạng thái hơi áp suất cao. Khi dàn ống đồng thổi gió hoặc từ cooling water đưa gió vào để làm thành gió lạnh thì gas sẽ được giải nhiệt và chuyển sang trạng thái lỏng (hiện tượng thu nhiệt). Tất cả nằm trong 1 chu trình kín.
Trạng thái lỏng và hơi của gas được điều chỉnh bằng van tiết lưu.
Ở máy lạnh người ta luôn thấy 1 nguồn lạnh và 1 nguồn nóng hơn môi trường xung quanh dù chạy với nguyên lý nào.
Thực ra máy lạnh cũng là máy bơm nhiệt.
Tùy theo mục đích sử dụng mà người ta gọi cho thích hợp .
Ở máy lạnh nguồn lạnh được sử dụng là mục đích chính.
Trong khi máy bơm nhiệt, nguồn nóng chủ yếu phục vụ chính cho nhu cầu.
Nhiều trường hợp thuận lợi ta có thể thiết kế sử dụng cả hai nguồn nóng và lạnh, tiết kiệm được rất nhiều năng lượng. là máy sản xuất nước lạnh dùng trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm, sử dụng nước là chất tải lạnh. Nước sẽ được làm lạnh qua bình bốc hơi (thường vào 12 độ và ra 7 độ).

Mô hình hệ thống điều hòa trung tâm Chiller:

Hệ thống điều hòa trung tâm Chiller hoạt động có 4 vòng tuần hoàn cho hệ thống như sau:

Vòng tuần hoàn màu đỏ:

Là vòng tuần hoàn nước nóng bơm vào Cooling tower thảy nhiệt này ra môi trường.

Vòng tuần hoàn màu xanh:

Là vòng tuần hoàn gas lạnh trong cụm Water chiller.

Vòng tuần hoàn màu tím nhạt:

Là vòng tuần hoàn nước lạnh được bơm đến AHU, FCU, PAU, PHE .v.v.

Vòng tuần hoàn màu vàng:

Là vòng tuần hoàn của hệ thống ống gió thổi vào phòng được điều hòa.

III, chiller là gì và cấu tạo của Chiller:

A, Chiller là gì và cấu tạo cơ bản của hệ thống điều hòa trung tâm chiller :

Hệ thống điều hòa trung tâm chiller có hai loại là loại giải nhiệt bằng nước và loại giải nhiệt bằng gió.
Thực chất máy chiller gồm 4 thiết bị chính của chu trình nhiệt căn bản là máy nén, van tiết lưu, thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi.
Ngoài ra có thêm một số thiết bị khác.
Thường thì chiller được sản xuất nguyện cụm không tách rời.
Chiller phải đạt tiêu chuẩn theo ARI .

B, Chiller là gì và cấu tạo cơ bản của hệ thống làm lạnh Chiller :

Hệ thống Chiller bao gồm 5 phần cơ bản:

Cụm trung tâm nước water Chiller.
Hệ thống đường ống nước lạnh và bơm nước lạnh.
Hệ thống tải sử dụng trực tiếp: AHU; FCU; PAU; PHE;…
Hệ thống tải sử dụng gián tiếp:
– hệ thống gió thổi qua các phòng cần điều hòa, các van điều chỉnh ống gió, miệng gió: VAV, Damper,…
Hệ thống bơm và tuần hoàn nước

1, Cụm trung tâm nước Water Chiller :

Là trung tâm của hệ thống.
Tiêu thụ điện năng lớn nhất.
Giá thành cao nhất so với thiết bị khác.
Sản phẩm được sản xuất hàng loạt công nghiệp theo những công suất định sẵn tại các nước có nền công nghệ cao, từ đó phân phối riêng lẻ theo các công trình lớn nước ngoài.
Việc chọn lựa và hàm lượng tính toán đơn giản so với các thành phần còn lại của hệ thống.
Được chọn theo năng suất lạnh yêu cầu (lấy đơn giản 15m2 bằng 1 tons loại điều hòa thường).
Loại máy nén gas, loại Gas.
Hiệu suất làm việc (cấp giảm tải, chạy biến tần.v.v.).
Hoặc một số yêu cầu kèm theo: gắn bơm nhiệt, chất tải lạnh glycol ….
Các thương hiệu hàng đầu thế giới như :
– Trane, Carrier, York, Mc Quay, Hitachi,Climaveneta, Dunham – bush.v.v.

2, Hệ thống đường ống nước lạnh và bơm nươc lạnh :

a, Bơm nước:

+ Bơm nước của hệ thống điều hòa trung tâm chịu trách nhiệm bơm nước lạnh qua Chiller đến tải sử dụng trực tiếp (Nước lạnh sinh hoạt trao đổi qua tấm PHE, AHU, FCU, PAU.v.v.). Hiệu suất cao hơn nếu mỗi Chiller có riêng một bơm cho mình, bơm là loại bơm dùng cho nhà cao tầng có độ ồn nhỏ, cột áp không cao lắm (vì cân bằng tuần hoàn kín giữa cột áp đi và cột áp về).

+ Lưu lượng nước từ bơm qua Chiller luôn phải được giữ ổn định.

+ Không tăng hay giảm công suất lưu lượng bơm bằng biến tần nếu không có sự kết hợp có khoa học của hệ thống.

+ Chọn công suất bơm:

Dựa vào cột áp nước và lưu lượng nước (lưu lượng có sẵn theo thông số Chiller đã chọn).
Việc Tính Toán cột áp Bơm nước có phần phức tạp do các thông số toán nhiều (lưu lượng nước, độ dài đường ống, độ cao, sụt áp qua co, cút, Tê, AHU, FCU, PAU .v.v.). Mặt dù có tính toán bằng tay để làm thuyết minh dự thầu, nhưng đa số vẫn dựa vào phần mềm phân tích tính toán để đưa ra kết quả tốt nhất.

b, Đường ống nước lạnh :

+ Thường là ống thép đen được bọc cách nhiệt với đường nước lạnh.

Ống thép đen hay ống đồng với đường ống nước nóng dẩn ra Cooling tower.
Hiện nay người ta bắt đầu thiết kế sang ống nhựa PPR cho hệ thống Chiller, một số công trình dùng ống loại này hiện đang sử dụng rất tốt.

+ Việc lựa chọn kích thước đường ống dựa vào lưu lượng mà nó chuyên chở:

Đường ống nhỏ quá dẩn đến tổn thất áp suất nước lớn đồng thời đường ống phải chịu áp suất cao hơn khi làm việc.
Đường ống quá lớn dẩn đến tăng giá thành do thi công và giá đường ống.

+ Tùy theo lưu lượng mà ta chọn kích thước đường ống, tra theo Catalog nhà sản xuất.

3, Hệ thống tái sử dụng trực tiếp : AHU. FCU, PAU, PHE,…

Trên thực tế thì AHU, FCU, PAU, có bản chất giống nhau nhưng mục đích sử dụng lại khác nhau.

a, AHU:

Là bộ xử lý nhiệt ẩm hệ thống ống gió trung tâm và chia ra làm nhiều ống gió phụ đi vào không gian điều hòa.
Một AHU có thể có nhiều lớp lọc bụi,.
Nhiều dàn coil ống đồng (nước nóng hoặc lạnh) theo điều kiện xử lý yêu cầu và dùng cho một không gian lớn.

b, FCU:

Thì dùng cho nhiều phòng nhỏ hay khu vực nhỏ nơi mà hệ thống ống gió của AHU không thể tới được, hay với yêu cầu một vài phòng nằm trong khu vực với yêu cầu nhiệt độ và độ ẩm khác với AHU đang lắp sử dụng. FCU không xử lí nhiệt ẩm tốt bằng AHU (do kích thước sản xuất hạn chế). Nên với yêu cầu đòi hỏi cao ta bắt buột sử dụng thêm bộ xử lý PAU (lọc, làm lạnh,gia nhiệt, tách ẩm hay tạo ẩm) được lắp bên ngoài và nối ống gió cho nhiều FCU bên trong.

c,PAU:

Luôn cấp gió khô hơn không khí trong không gian điều hòa.
Khô ở đây nói đến độ chứa hơi ( hay độ khô), không phải độ ẩm tương đối ( vì gió sao khi ra coil FCU thì có độ ẩm tương đối cao 85~95%).Luôn cấp gió nhiệt độ càng thấp ( >9 nếu dùng VAV, > 11 nếu dùng CAV) khi có thể, khi này sẽ giảm được size của FCU hay Indoor Unit.

4, Hệ thống ống gió :

Hòa trộn gió tươi và gió hồi, lượng gió hòa trộn này sẻ được đưa vào AHU hay FCU để xử lý theo yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm của không gian điều hòa.
Có nhiều phương pháp tính toán ống gió.
Nhưng phương pháp sử dụng phổ biến là phương pháp ma sát đồng điều.
Tính toán không quá mấy phức tạp do dể dàng trong lựa chọn số lượng miệng gió và kích thước từng đoạn nhánh. thông số chủ yếu là lưu lượng gió và độ ồn yêu cầu điều dể dàng tra ra được. Mà điều khó khăn nhất là thể hiện trên bản vẻ 2D hoặc 3D để ra thông số chính xác nhất cho nhà đầu tư.
Ngoài ra còn có hệ thống ống gió khác như ống gió hồi, ống gió thải, ống gió tăng áp cầu thang ….

5, Hệ thống bơm và tuần hoàn nước qua Cooling Tower (nếu có) đối với Chiller giải nhiệt nước :

Từng phần thiết bị: Chiller, AHU, FCU, PAU, Van 2 – 3 Ngả.v.v. điều hoạt động độc lập bởi bộ điều khiển DDC. Và DDC có thể nhận tín hiệu từ cảm biến (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng gió và nước, nồng độ CO2.v.v.), được lập trình điều khiển sẳn bằng máy tính và có tích hợp cổng truyền thông.
DDC có kết nối với hệ thống máy tính chủ qua các chuẩn giao tiếp (cổng giao tiếp truyền thông RS232, RS485.v.v.) kết nối được với nhau. Từ đó máy tính có thể nhận biết các hệ thống đang hoạt động và tình trạng hoạt động. Do máy tính có thêm chức năng phân quyền điều khiển mà máy tính chủ có thể tác động can thiệp vào dữ liệu đã được lập trình sẳn trên DDC để điều khiển thiết bị đó theo nhu cầu của người quản lý của máy tính chủ.
Việc lập trình, điều khiển và đảm bảo các thiết bị có thể giao tiếp được với nhau để kết nối với máy tính với phần mềm BMS viết riêng cho công trình tòa nhà. Đa số là do một công ty điều khiển và sử dụng dòng hàng điều khiển chuyên dùng riêng của hàng.

IV, Chiller là gì và phân loại Chiller :

Việc phân loại chiller có nhiều cách:

1, Như theo máy nén (Piston, trục vít, xoắn ốc, ly tâm..),

2, theo thiết bị ngưng tụ như giải nhiệt nước (water-cooled),

3, giải nhiệt gió(Air-cooled),

4, thiết bị hồi nhiệt (heat recovery),

5, loại lưu lượng qua bình bốc hơi không thay đổi hay thay đổi lưu lượng nước,…

6, Ngoài ra còn có loại Chiller hấp thụ.

V, Chiller là gì và ưu nhược điểm của chiller :

1, Chiller là gì và ưu điểm của hệ thống điều hòa trung tâm Chiller :

– Công suất dao động lớn :

Từ 5 Ton 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.

– Tiết kiệm điện năng, tiết kiệm chi phí

– Nhiệt độ ổn định

– Công xuất phù hợp theo yêu cầu của khách hàng

2, Chiller là gì và nhược điểm của hệ thống điều hòa chiller :

– Lắp đặt và vận hành tương đối phức tập, yêu cầu thợ lành nghề.

– Một số hệ thống phải mất không gian vị trí đặt máy dưới tầng hầm…

– 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….

– Lắp đặt và vận hành tương đối phức tập, yêu cầu thợ lành nghề.

– Một số hệ thống phải mất không gian vị trí đặt máy dưới tầng hầm…

– 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….

VI, Chiller là gì và ứng dụng của Chiller :

– Lắp đặt cho nhà máy, nhà xưởng, khu công nghiệp.

– Lắp đặt cho tòa nhà, trung tâm thương mại.