Trang Chủ > Điều hòa công nghiệp daikin > Điều Hòa Không Khí Chiller

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

. Chiller giải nhiệt nước là gì?

Hệ thống chiller giải nhiệt nước (Water Chiller) là hệ thống máy làm lạnh nước công nghiệp, sử dụng điện năng để tách riêng hai phần nhiệt: lạnh và nóng. Phần nhiệt lạnh được sử dụng để hạ nhiệt độ nước phục vụ nhiều mục đích khác nhau, trong khi phần nhiệt nóng không sử dụng sẽ được thải ra môi trường thông qua tháp giải nhiệt (Cooling Tower).

Khác với chiller giải nhiệt bằng gió sử dụng không khí làm môi chất trao đổi nhiệt, chiller giải nhiệt bằng nước tận dụng khả năng dẫn nhiệt tốt của nước để đạt hiệu quả làm lạnh cao hơn. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi nhiệt độ ổn định và chính xác.

Hệ thống làm lạnh nước chiller đóng vai trò quan trọng trong các hệ thống điều hòa công nghiệp và thương mại vì những lý do sau:

• Khả năng làm lạnh với công suất lớn, phù hợp với các tòa nhà và nhà máy quy mô lớn
• Hiệu suất năng lượng cao hơn so với các hệ thống điều hòa riêng lẻ
• Kiểm soát nhiệt độ chính xác, đáp ứng nhu cầu của các quy trình sản xuất đặc thù
• Hoạt động ổn định và bền bỉ trong thời gian dài

2. Cấu tạo của hệ thống chiller giải nhiệt nước

Máy lạnh giải nhiệt nước được cấu tạo từ bốn bộ phận chính, mỗi bộ phận đều đóng vai trò quan trọng trong quá trình hoạt động của hệ thống. Hiểu rõ về cấu tạo này giúp người sử dụng vận hành và bảo trì hệ thống hiệu quả hơn.

2.1. Máy nén

Máy nén là “trái tim” của hệ thống chiller giải nhiệt nước, có nhiệm vụ nén môi chất lạnh từ trạng thái hơi áp suất thấp thành hơi áp suất cao và nhiệt độ cao. Hệ thống chiller sử dụng một trong bốn loại máy nén chính sau đây:

• Máy nén lạnh piston: Đây là loại máy nén cấp 1 với công suất nhỏ (dưới 3 Hp), thường được sử dụng trong các ứng dụng dân dụng. Đối với các hệ thống công nghiệp lớn, người ta thường dùng máy nén cấp 2 với công suất lên đến 100 Hp.
• Máy nén xoắn ốc: Loại máy nén này phổ biến trong các hệ thống làm mát bằng nước chiller có công suất nhỏ đến trung bình, được ưa chuộng trong các ứng dụng thương mại và dân dụng nhờ hoạt động êm ái.
• Máy nén trục vít: Thường được áp dụng cho chiller chạy với công suất lớn (trên 30 Hp), phù hợp với các ứng dụng công nghiệp và thương mại yêu cầu độ ổn định cao.
• Máy nén ly tâm: Được chia thành hai loại: ly tâm nhỏ (60-300 tons) và ly tâm lớn (300-hàng nghìn tons), thích hợp cho các công trình quy mô lớn như sân bay, tòa nhà cao tầng.

2.2. Dàn bay hơi

Dàn bay hơi trong thiết bị làm lạnh nước công nghiệp có nhiệm vụ hấp thụ nhiệt từ nước cần làm lạnh, giúp làm giảm nhiệt độ nước. Dàn bay hơi thường có ba loại chính:

• Bay hơi loại khô: Trong loại này, môi chất lạnh bay hơi hoàn toàn trong ống, và chỉ có hơi môi chất lạnh thoát ra ở đầu ra. Nước làm lạnh chảy qua các ống và được làm mát khi tiếp xúc với bề mặt ống lạnh.
• Bay hơi loại ngập dịch: Ống dẫn nước làm lạnh được ngâm trong bể chứa môi chất lạnh lỏng. Môi chất tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ống dẫn, tạo ra quá trình trao đổi nhiệt hiệu quả. Môi chất bay hơi trên bề mặt ống và làm mát nước.
• Bay hơi bằng tấm PHE INOX: Dàn bay hơi này sử dụng bộ trao đổi nhiệt dạng tấm inox xếp chồng, tạo thành các kênh dẫn chất lỏng. Môi chất lạnh và nước làm lạnh chảy qua các kênh này và trao đổi nhiệt qua bề mặt tấm.

2.3. Dàn nóng chiller

Dàn nóng chiller, hay còn gọi là bình ngưng ống chùm (Shell and Tube Condenser), đóng vai trò quan trọng trong việc giải phóng nhiệt từ môi chất lạnh ra môi trường. Trong bình ngưng này, ống đồng có dạng thẳng từ đầu này sang đầu kia, nước được bơm qua giàn ống chùm để giải nhiệt cho môi chất lạnh.

Quá trình này làm cho môi chất lạnh chuyển từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng, tiếp tục vòng tuần hoàn làm lạnh. Hiệu suất của dàn nóng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả làm lạnh của toàn hệ thống.

2.4. Tủ điều khiển

Tủ điều khiển là “bộ não” của hệ thống chiller giải nhiệt nước, chịu trách nhiệm giám sát và điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống. Tủ điều khiển đảm bảo các thành phần hoạt động đồng bộ, hiệu quả và an toàn.

Thông qua hệ thống cảm biến, tủ điều khiển liên tục giám sát các thông số quan trọng như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và tiêu thụ điện năng. Khi phát hiện bất thường, tủ điều khiển sẽ điều chỉnh hoặc dừng hệ thống để đảm bảo an toàn.

3. Nguyên lý hoạt động của chiller giải nhiệt bằng nước

Chiller giải nhiệt bằng nước hoạt động dựa trên nguyên lý trao đổi nhiệt và thay đổi trạng thái của môi chất lạnh. Để hiểu rõ quy trình hoạt động, chúng ta cần xem xét sơ đồ và mô hình hoạt động của hệ thống.

3.1. Sơ đồ nguyên lý chiller giải nhiệt nước

Hệ thống chiller giải nhiệt nước hoạt động theo nguyên lý trao đổi nhiệt và thay đổi pha của môi chất. Quá trình này diễn ra như sau:

• Nước được vận chuyển tuần hoàn trong đường ống của máy và được làm lạnh xuống khoảng 7°C
• Nước lạnh sau đó được bơm đến các dàn lạnh AHU/FCU trong hệ thống điều hòa không khí hoặc các quy trình công nghiệp
• Tại các thiết bị trao đổi nhiệt, nước lạnh hấp thụ nhiệt từ không khí trong phòng hoặc từ quy trình sản xuất
• Nước sau khi hấp thụ nhiệt (nước ấm) quay trở lại chiller
• Trong chiller, nhiệt từ nước được chuyển sang môi chất lạnh
• Nhiệt này sau đó được chuyển vào nước giải nhiệt trong tháp giải nhiệt hoặc bình ngưng
• Tháp giải nhiệt xả nhiệt ra môi trường, hoàn tất chu trình

Chu trình này lặp đi lặp lại liên tục để duy trì hiệu quả làm lạnh cho hệ thống.

3.2. Mô hình hoạt động của hệ thống làm lạnh nước chiller

Hệ thống làm lạnh nước chiller hoạt động thông qua bốn vòng tuần hoàn chính, mỗi vòng có vai trò riêng biệt:

• Vòng tuần hoàn màu đỏ: Đây là vòng tuần hoàn nước nóng được bơm vào Cooling Tower (tháp giải nhiệt) để thải nhiệt ra môi trường. Nước sau khi được làm mát sẽ quay trở lại dàn ngưng để tiếp tục chu trình làm mát.
• Vòng tuần hoàn màu xanh: Vòng này thể hiện đường dẫn môi chất lạnh trong cụm Water Chiller. Môi chất lạnh thay đổi trạng thái từ lỏng sang hơi và ngược lại, vận chuyển nhiệt trong quá trình này.
• Vòng tuần hoàn màu tím nhạt: Đây là vòng tuần hoàn nước lạnh được bơm đến các thiết bị như AHU (Air Handling Unit), FCU (Fan Coil Unit), PAU (Primary Air Unit) và PHE (Plate Heat Exchanger). Nước lạnh mang nhiệt lạnh đến các khu vực cần làm mát.
• Vòng tuần hoàn màu vàng: Vòng tuần hoàn này thể hiện luồng không khí từ hệ thống ống gió được thổi vào phòng, mang không khí mát đến người sử dụng.

Bốn vòng tuần hoàn này phối hợp nhịp nhàng để tạo ra hiệu quả làm lạnh tối ưu, giúp duy trì nhiệt độ ổn định trong các không gian được điều hòa.