Ứng dụng PLC điều khiển lưu lượng nước cấp cho hệ thống chiller 2

Khóa luận tốt nghiệp Cấp nước cho hệ thống Chiller 3 CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHILLER Hệ thống chiller hay còn được gọi là hệ thống điều hòa trung tâm chiller là loại máy phát sinh ra nguồn lạnh để làm lạnh các đồ vật, thực phẩm, 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) Thực chất máy chiller gồm 4 thiết bị chính của chu trình nhiệt căn bản là máy nén, van.

Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp CHƯƠNG GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT CHILLER Hệ thống chiller hay còn gọi hệ thống điều hòa trung tâm chiller loại máy phát sinh nguồn lạnh để làm lạnh đồ vật, thực phẩm, máy sản xuất nước lạnh dùng hệ thống điều hòa khơng khí trung tâm, sử dụng nước chất tải lạnh Nước làm lạnh qua bình bốc (thường vào 12 độ độ) Thực chất máy chiller gồm thiết bị chu trình nhiệt máy nén, van tiết lưu, thiết bị ngưng tụ thiết bị bay Ngoài có thêm số thiết bị khác Thường chiller sản xuất nguyên cụm không tách rời Khi làm việc với hệ thống Chiller ta gặp đơn vị KW TON Lạnh (tấn lạnh) Tấn lạnh = 3.5169 Kilowatts Ưu điểm: Công suất dao động lớn: Từ Ton lên đến hàng ngàn Ton Hệ thống ống nước lạnh gọn nhẹ, cho phép lắp đặt tòa nhà cao tầng, công sở nơi không gian lắp đặt ống nhỏ Hệ thống hoạt động ổn định, bền tuổi thọ cao Hệ thống có nhiều cấp giảm tải, cho phép điều chỉnh công suất theo phụ tải bên ngồi tiết kiệm điện non tải Một máy thường có từ đến cấp giảm tải Đối với hệ thống lớn người ta sử dụng nhiều cụm máy nên tổng số cấp giảm tải lớn nhiều Thích hợp với cơng trình lớn lớn Tiết kiệm điện năng, tiết kiệm chi phí Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Nhiệt độ ổn định Công xuất phù hợp theo yêu cầu khách hàng Nhược điểm: Chi phí đầu tư ban đầu cao, đặc biệt với hệ thống nhu cầu nhỏ, tạo nguy suất chất lỏng môi trường làm việc cần độ ẩm thấp IT Lắp đặt vận hành sửa chữa bảo dưỡng tương đối phức tập, yêu cầu thợ lành nghề Một số hệ thống phải không gian vị trí đặt máy tầng hầm… Phải có phòng máy riêng Tiêu thụ điện cho đơn vị công suất lạnh cao, đặc biệt tải non… 2.1 Chiller giải nhiệt nước Công suất hoạt động lớn từ 5ton đến 1000ton Chiller giải nhiệt nước thích hợp với cơng trình lớn lớn Một thiết bị chiller thường gồm phần chính: máy nén lạnh, dàn nóng chiller, dàn bay chiller tủ điều khiển Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hinh Chi tiết hệ thống chiller giải nhiệt nước Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hinh 2 Mơ hình thực tế số hệ thống chiller giải nhiệt nước 2.1.1 Máy nén lạnh Là thiết bị có nhiệm vụ điều hịa khơng khí, làm lạnh cho thiết bị cơng trình có quy mơ lớn, Máy nén lạnh coi phận quan trọng hệ thống lạnh nén công nghiệp, chúng nén môi chất lạnh áp suất thấp lên áp suất cao nhiệt độ cao song song với còn loại bỏ khỏi dàn bay Hình Máy nén lạnh Thơng thường có có loại chính: Máy nén Piston: Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hình Máy nén Piston Máy nén rotary: Hình Máy nén rotary Máy nén trục vít Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hình Máy nén trục vít Máy nén xoắn ốc: Hình Máy nén xoắn ốc Máy nén ly tâm: Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hình Máy nén ly tâm 2.1.3 Dàn bay chiller Thiết bị bay có nhiệm vụ hố gas bão hồ ẩm sau tiết lưu đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh Hình Dàn bay Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp 2.1.2 Dàn nóng chiller (bình ngưng ống chùm) Dạng ống đồng thẳng từ đầu sang đầu kia, nước dẫn bên ống đồng Gas dạng chứa bình ngưng, đọng lại thành lỏng hấp thụ nhiệt từ nước dẩn qua đến tháp giải nhiệt cooling tower Hình 10 Bình ngưng ống chùm 2.1.4 Tủ điều khiển Nhằm điều khiển hoạt động hệ thống chiller Điều Khiển on – off với chiller xoắn ốc Điều Khiển Giảm tải 25%-50%-75%-100% với chiller trục vít sử dụng trượt làm giảm tỉ số nén Điều Khiển giảm tỉ số nén cách giảm lượng gas cấp vào với chiller li tâm Điều Khiển biến tần chạy non tải Điều khiển khởi động Sao – Tam giác 10 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp 2.1.5 Ưu nhược điểm Chiller giải nhiệt nước Ưu điểm: Hệ thống giải nhiệt nước hệ thống có hiệu suất, tuổi thọ cao Lắp đặt khơng sợ bị ảnh hưởng đến khơng gian bố trí Cơng suất hoạt động lớn từ ton đến 1000 ton Thích hợp với cơng trình lớn lớn Nhược điểm: Độ ồn lớn phải có cooling tower hệ thống bù nước làm mềm nước cho tháp giải nhiệt Bảo trì giải nhiệt nước phức tạp giải nhiệt gió Chi phí đầu tư, lắp đặt, vận hành bảo trì cao hệ giải nhiệt gió 2.2 Chiller giải nhiệt gió Cơng suất hoạt động nhỏ nên Chiller giải nhiệt gió thích hợp với cơng trình u cầu cơng suất nhỏ, vùng nước nhiễm phèn 2.2.1 Cấu tạo Hệ thống Chiller giải nhiệt gió áp dụng ngun lí làm lạnh cưỡng gas Nhưng cấu tạo có số khác biệt cấu tạo so với giải nhiệt nước Chiller giải nhiệt gió khơng sử dụng tháp giải nhiệt để giải nhiệt gas mà dùng quạt hút cưỡng để giải nhiệt 11 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Tuy hiệu suất lạnh nhiều so với loại chiller giải nhiệt nước (hiệu suất 70% hiệu suất làm lạnh) số điều kiện đặc biệt người ta dùng hệ chiller gió giải nhiệt Hình 11 Cấu tạo hệ thống chiller gió Hình 12 Mơ hình thực tế số hệ thống chiller giải nhiệt gió 2.2.2 Ưu nhược điểm Chiller giải nhiệt gió Ưu điểm: Hệ thống nhỏ gọn, nên tiết kiệm điện tích, dễ vận chuyển lắp đặt 12 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Có thể làm việc nơi khơng có nguồn nước nguồn nước chứa hóa chất Thường ứng dụng ngành nghề như: giải nhiệt cho hóa chất, làm mát nhà sưởng, nơi có nguồn nước bẩn Nhược điểm: Chỉ thích hợp sử dụng cơng trình u cầu cơng suất nhỏ Công suất hoạt động nhỏ 2.3 Mô tả hệ thống chiller Hệ thống bao gồm: Cụm trung tâm nước water Chiller Hệ thống đường ống nước lạnh bơm nước lạnh Hệ thống tải sử dụng trực tiếp: AHU, FCU.v.v Hệ thống tải sử dụng gián tiếp: Hệ thống đường ống gió thổi qua phịng cần điều hòa, van điều chỉnh ống gió, miệng gió Hệ thống bơm tuần hoàn nước qua tháp giải nhiệt (nếu có) chiller giải nhiệt nước Ngồi cịn có: Tháp giải nhiệt (nếu sử dụng thiết bị ngưng tụ nước): Là thiết bị dùng để trao đổi nhiệt nước hệ thống với môi trường để giải nhiệt cho nước Bình giãn nở: Là thiết bị lắp hệ thống nước kín để đảm bảo thay đổi thể tích chất lỏng hệ thống không làm phá hủy đường ống hay thiết bị 13 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Nguyên lý hoạt động bình giãn nở: Khi nước nóng, nở khối lượng tăng lên Vì nước hệ thống khép kín, gia tăng nhiệt đặt số lượng đáng kinh ngạc áp lực đường ống thành phần tồn hệ thống Nếu khơng giải quyết, áp lực nước gây rị rỉ, chí làm vỡ đường ống Giải pháp bình giãn nở cung cấp thêm khơng gian cho lượng nước tăng lên giảm bớt áp lực cho hệ thống Hơn nữa, khơng có bình giãn nở, ta phải mở van xả để giảm áp lực, dẫn đến lãng phí lượng, giảm tuổi thọ hệ thống Khi hệ thống bình làm đầy hồn tồn nước lạnh, áp suất bình lúc với áp suất ban đầu, điều làm cho ruột bình nở rộng hồn tồn Khi nhiệt độ nước hệ thống tăng lên, phần nước nở hấp thụ expansion tank (bình giãn nở) Sau nước đạt đến nhiệt độ tối đa bắt đầu giảm, ruột bình trả nước hạ nhiệt cho hệ thống 14 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý hệ thống làm lạnh nước 2.4 Yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống Chiller Chất lượng nước yếu tố quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng hệ thống gây tổn hao vật lý hỏng hóc thiết bị Độ pH: pH thước đo tính axit / bazơ nước 15 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Phạm vi đo 0-14, với trung tính pH cho thấy môi trường axit pH lớn cho thấy bazơ pH báo cáo theo "đơn vị logarit," giống độ Richter đo động đất Mỗi số đại diện cho thay đổi 10 lần nồng độ axit/bazơ nước Ví dụ nước pH có tính axit mười lần nước có độ pH Kiểm soát độ pH quan trọng hầu hết chương trình xử lý nước làm mát Nhìn chung, độ pH biểu thị môi trường axit, khả ăn mòn tăng độ pH biểu thị trường kiềm, khả đóng cặn tăng 16 ... nước hạ nhiệt cho hệ thống 14 Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hình 2. 14 Sơ đồ ngun lý hệ thống làm lạnh nước 2. 4 Yếu tố ảnh hưởng đến hệ thống Chiller Chất lượng nước yếu tố... nhỏ 2. 3 Mô tả hệ thống chiller Hệ thống bao gồm: Cụm trung tâm nước water Chiller Hệ thống đường ống nước lạnh bơm nước lạnh Hệ thống tải sử dụng trực tiếp: AHU, FCU.v.v Hệ thống tải sử dụng. .. tiết hệ thống chiller giải nhiệt nước Cấp nước cho hệ thống Chiller Khóa luận tốt nghiệp Hinh 2 Mơ hình thực tế số hệ thống chiller giải nhiệt nước 2. 1.1 Máy nén lạnh Là thiết bị có nhiệm vụ điều