TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VRV VÀ THẾ HỆ VRV III CỦA HÃNG DAIKIN

- Đối với hệ thống máy cục bộ việc cung cấp khí tươi cho phòng thường là cấp trực tiếpbằng quạt gió, do vậy không khí không được sử lý bụi, ẩm và thường tạo lên sự chênh lệch nhiệt độ ca

Chương 1 – TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ VRV VÀ THẾ HỆ VRV III CỦA HÃNG DAIKIN

1. Giới thiệu chung các hệ thống diều hòa không khí

Hiện nay các hệ thống ĐHKK rất đa dạng, tuỳ vào các yêu cầu cụ thể mà nhà thiết kế có thể lựa chọn hệ thống ĐHKK để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và đảm bảo tính kinh tế về vốn đầu

tư và các chi phí vận hành

Hình 1.1 – Triển lãm trung bàu về hệ thống điều hòa không khíDưới đây chúng ta xem xét các hệ thống điều hoà không khí cơ bản :

- Hệ thống điều hoà không khí cục bộ (Split air conditionner)

- Hệ thống điều hoà không khí trung tâm làm lạnh nước (hệ Water cooled waterchiller)

- Hệ thống điều hoà không khí trung tâm kiểu VRV sử dụng biến tần (VariableRefrigeration Volume)

1.1 Hệ thống ĐHKK cục bộ

Hệ thống này gồm các máy cục bộ đơn chiếc được lắp đặt cho các khu vực điều hoà đơn

lẻ Máy cục bộ gồm 2 khối là :

a/ Khối nóng (OUTDOOR) đặt ngoài khu vực điều hoà.

b/ Khối lạnh (INDOOR) là phần phát lạnh được đặt trong khu vực điều hoà.

Hình 1.2 - Dàn nóng và dàn lạnh của máy điều hòa cục bộĐặc điểm của hệ thống này :

-Là loại máy nhỏ (máy dân dụng) công suất thường từ 9.000 96.000Btu/h

- Lắp đặt nhanh, dễ dàng và không đòi hỏi kỹ thuật cao

- Sử dụng đơn giản, không bị ảnh hưởng của các máy khác trong hệ thống

- Bảo dưỡng, sửa chữa đơn giản và độc lập từng máy

- Việc lắp đặt rời rạc các OUTDOOR ở trên tường ngoài nhà sẽ làm ảnh hưởng đến kếtcấu kiến trúc của toàn bộ toà nhà (Việc treo các OUTDOOR thông thường phải treo phía tườngngoài nhà để đảm bảo độ khảng cách nối INDOOR với OUTDOOR trong giới hạn tiêu chuẩn)

- Do INDOOR và OUTDOOR nối với nhau bằng ống GAS trong trường hợp máy bị dòGAS gây ảnh hưởng tới sức khoẻ của con người và ảnh hưởng đến môi trường (làm phá hủytầng OZONE)

- Đối với hệ thống máy cục bộ việc cung cấp khí tươi cho phòng thường là cấp trực tiếpbằng quạt gió, do vậy không khí không được sử lý bụi, ẩm và thường tạo lên sự chênh lệch nhiệt

độ cao giữa luồng khí cấp bổ xung và luồng khí cấp lạnh của INDOOR, gây cảm giác khó chịucho con người trong phòng điều hòa

- Khả năng bố trí các INDOOR trong phòng để đảm bảo độ khuyếch tán đồng đều bị hạnchế.

- Hiệu suất hoạt động của máy ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ bên ngoài đặc biệt khi nhiệt

độ không khí bên ngoài cao thì hiệu suất làm việc của máy giảm đáng kể nhiệt độ ngoài trờicao khả năng trao đổi nhiệt của dàn nóng thấp, INDOOR phát ra công suất lạnh thấp, máy ởtình trạng quá tải

- Hệ số tiêu thụ điện năng lớn, chi phí vận hành cao

- Độ bền và tuổi thọ sử dụng không cao (khoảng 5 6 năm)

- Thường áp dụng cho những công trình nhỏ, đơn giản không yêu cầu các thông số môitrường đặc biệt

1.2 Hệ thống ĐHKK trung tâm

Hệ thống này gồm một hay nhiều máy trung tâm phối hợp thành một hệ thống tổng thểphân phối lạnh cho toàn bộ các khu vực trong toà nhà Hệ thống điều hoà trung tâm sử dụngnước làm tác nhân lạnh thông qua hệ thống đường ống dẫn nước vào các dàn trao đổi nhiệt đểlàm lạnh không khí

Hệ thống máy lạnh trung tâm bao gồm các phần chính :

a/ Máy lạnh trung tâm (CHILLER): Là thiết bị sản xuất ra nước lạnh qua hệ thống đường

ống dẫn cung cấp cho các dàn trao đổi nhiệt lắp đặt trong các không gian điều hoà để làm lạnhkhông khí

b/ Các dàn trao đổi nhiệt (FAN COIL UNITs – FCUs): Là các thiết bị đặt tại các khu vực

cần điều hoà (công suất các dàn trao đổi nhiệt được chọn dựa vào công suất lạnh yêu cầu củaphòng mà lắp các loại khác nhau), tại đây nước lạnh từ máy lạnh đi qua dàn lạnh để trao đổinhiệt với không khí trong phòng và thực hiện chức năng làm lạnh

c/ Tháp giải nhiệt và bơm nước: thực hiện chức năng giải phóng năng lượng nhiệt của

bình ngưng (máy lạnh) sau khi máy lạnh thực hiện công làm lạnh nước trong bình bay hơi

d/ Hệ thống đường ống và bơm nước cấp lạnh: Là hệ thống phân phối nước lạnh từ máy

lạnh trung tâm đến các dàn trao đổi nhiệt FCU

e/ Hệ thống đường ống phân phối không khí lạnh: Là hệ thống phân phối không khí lạnh

từ các FCU qua các miệng thổi tới các khu vực cần điều hoà

f/ Hệ thống điện điều khiển: Là hệ thống điều khiển khống chế liên động các thiết bị trong hệ

thống (Máy lạnh, FCU, Bơm nước và tháp giải nhiệt)

 Đặc điểm của hệ thống này:

- Máy lạnh trung tâm có thể đặt trên tầng mái hay trong phòng kỹ thuật tầng hầm, các dàntrao đổi nhiệt được đặt trong các phòng điều hoà (thông thường là các loại dàn đặt trong trần giả

và được phân phối không khí lạnh thông qua đường ống gió và các cửa thổi đặt trong trần), hệthống đường ống nước lạnh phân phối cho các dàn trao đổi nhiệt được đi trong hộp kỹ thuật vàtrên trần giả vì vậy việc lắp đặt hệ thống không làm ảnh hưởng đến kết cấu kiến trúc của côngtrình

- Việc cấp lạnh được thống qua hệ thống ống gió và các miệng thổi từ trên trần xuống cáckhu vực của phòng điều hoà do đó việc bố trí các miệng thổi để đảm bảo khả năng khuyếch tánđều không khí lạnh trong phòng là hoàn toàn có thể thực hiện được

- Đối với hệ thống trung tâm việc cấp bổ xung khí tươi rất đơn giản bằng cách thông qua hệthống ống gió lắp các thiết bị hoà trộn không khí AHU cấp không khí tươi vào và hoà trộn vớikhông khí hồi về của mỗi FCU, AHU (điều này đối với các máy cục bộ khó có thể thực hiệnđược)

- Do hệ thống giải nhiệt bằng nước nên trong quá trình hoạt động máy lạnh chạy ổn định, ít

bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài

- Hệ số tiêu thụ điện năng thấp hơn nữa khả năng điều chỉnh công suất của hệ thống tốt do đótrong quá trình vận hành máy lạnh sẽ tự động điều chỉnh công suất máy nén để đảm bảo giảm tốithiểu chi phí điện năng trong quá trình vận hành hệ thống Điều này giảm đáng kể chi phí vậnhành cho toàn bộ hệ thống

- Độ bền và tuổi thọ cao (trên 15 năm)

- Có dải công suất để lựa chọn rộng, có thể chọn loại máy với công suất phù hợp với các loạicông trình thiết kế và đầu tư mở rộng hệ thống dễ dàng

1.3 Hệ thống điều hoà không khí biến tần (VRV)

Hệ thống điều hoà không khí biến tần được cấu thành bởi một hoặc nhiều hệ thống nhỏhơn, mỗi hệ thống nhỏ đó bao gồm 1 outdoor unit nối với nhiều indoor unit thông qua một tuyếnđường ống gas và hệ thống điều khiển Hệ thống điều hoà biến tần khác với hệ thống điều hoàmột mẹ nhiều con ở chỗ: ở máy điều hoà một mẹ nhiều con, mỗi indoor unit nối với outdoorunit bằng một tuyến ống gas riêng biệt; ở máy điều hoà biến tần, các indoor unit nối với outdoorunit bằng một tuyến đường ống gas chung

Hình 1.3 – Hệ thống điều hòa trung tâm

Sử dụng hệ thống điều hoà biến tần khi công trình có hệ số sử dụng không đồng thời lớn,

hệ thống điều hoà biến tần sẽ tiết kiệm được điện năng tiêu thụ do có khả năng điều chỉnh dảicông suất lớn (10% - 100%)

Mức độ hiện đại hoá, tiện nghi, tính linh động cao Có thể vừa điều khiển cục bộ tạo từngphòng vừa điều khiển trung tâm Hệ thống có thể kết nối vào hệ thống điều khiển chung của toànhà thông qua máy tính

Thiết bị gọn nhẹ, chi phí vận hành không lớn

Lắp đặt đơn giản, ít làm ảnh hưởng đến các hệ thống thiết bị khác và ít ảnh hưởng đếntiến độ thi công công trình

Tuy nhiên, hệ thống cũng có nhược điểm là chi phí đầu tư ban đầu cao hơn so với các hệthống khác nhưng độ tin cậy, hiệu quả và tính tiện dụng lại tăng lên rất nhiều

Máy điều hoà hệ VRV có 3 kiểu giàn nóng: loại 1 chiều, loại 2 chiều bơm nhiệt và loại 2thu hồi nhiệt Các giàn lạnh gồm có 9 loại với năng suất lạnh khác nhau:

- Loại âm trần cassette 4 hướng thổi

- Loại âm trần cassette 2 hướng thổi

- Loại âm trần cassette 1 hướng thổi

- Loại âm trần nối ống gió áp suất tĩnh

- Loại âm trần nối ống gió áp suất cao

- Loại âm trần nối ống gió dạng mỏng

- Loại áp trần

- Loại đặt sàn

- Loại treo tường.

2. Giới thiệu và phân loại máy VRV

Năm 1982 hãng Daikin (Nhật) phát minh ra một loại máy điều hòa không khí mới, mộtdàn nóng có thể kết nối được với nhiều dàn lạnh, lắp đặt được cho các nhà cao tầng mà trướcđây chỉ có hệ điều hòa trung tâm nước Chiller đảm nhiệm, điều chỉnh năng suất lạnh theo kiểuđiều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh nán qua máy nén với tên viết tắt là VRV ( tiếng nh laVariable Refrigerant Volume )

Máy điều hòa VRV đã có một lịch sử phát triểm huy hoàng bởi sự đơn giản trong kết cấu,lắp đặt, vận hành, tiết kiệm không gian, tiết kiệm năng lượng, tiết kiện chi phí vận hành, đápứng mọi yêu cầu về tiện nghi nhiệt của người sử dụng, dáp ứng cả các yêu cầu kiến trúc và trangtrí của tòa nhà chung cư, khách sạn và đặt biệt là văn phòng cao tầng

Ngày nay hầu hết các hang chế tạo khác trên toàn thế giới đều sản xuất máy điều hòadạng VRV với tên thương mại khác và được ký hiệu chun glaf VRF ( Variable Refrigerant Flow)nên cần phân biệt :

VRV – máy diều hòa dạng một mẹ nhiều con của Daikin

VRF – Máy điều hòa dạng một mẹ nhiều con của các hang khác

Theo cách phân loại ở tài liệu [1], máy điều hòa VRV được xếp vào dạng điều hòa tổ hợpgọn PAC ( Packaged Air Conditioner) và được dung chủ yếu cho điều hòa tiện nghi đối vớikhông gian có người ở như biệt thự, nhà liền kề chung cư cao cấp, khách sạn trường học, bệnhviện, nhà hang, hội trường, nhà hát, rạp chiếu bóng, siêu thị cửa hang, và đặc biệt là tòa nhà vănphòng cao tầng… Nói chung máy VRV không sử dụng cho diều hòa công nghệ Hình 1.2 bêndưới giới thiệu phương pháp phân loại máy VRV

Kiểu cục bộ RAC

(Room Air Conditioner)

Kiểu trung tâm nước (Hydrolic Air Con System)

Kiểu (tổ hợp) gọn PAC (Packaged Air Conditioner)

Hình 2.1 – Máy điều hòa VRV trong bảng phân loại hệ thống điều hòa không khí

Theo lịch sử phát triển có thể phân máy VRV ra máy thế hệ 1, thế hệ 2 ( VRVII), và máythế hệ 3 là VRVIII Theo quy mô côn gtrifnh có thể phân ra các loại máy lớn sử dụng cho cáccôn gtrifnh lớn và loại nhỏ VRVIII – S ( S- small) cho các văn phòng nhỏ Theo phương thứcgiải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ có thể chia ra VRV giải nhiệt gió và VRV – W nhiệt nước Theochiều chu trình có thể phân ra loại chỉ có một chiều lạnh (cooling only), bơm nhiệt 2 chiều ( heatpump) và loại thu hồi nhiệt ( heat recovery) Theo khả năng tiết kiệm năng lượng chia ra loạiVRV thông thường và laoij VRV hiệu suất cao ( loại tiết kiệm điện năng) hay loại COP cao

Ra đời cách đây gần 30 năm, VRV thế hệ 1 đã dừng chế tạo VRVII chỉ được chế tạo vớiphạm vi hẹp bổ sung cho VRVIII, ví dụ loại VRVII – W giải nhiệt nước cũng nhu các loại VRVthông thường công suất dàn nóng 5 48HP môi chất R22 và chỉ có một chiều lạnh ( coolingonly)

Chính vì các ly do nêu trên , và do điều kiện ở Việt Nam , loại VRVIII thu hồi nhiệt cũngrất ít sử dụng, thực tế mới lắp đặt ở Việt Nam một vài bộ nên cũng chỉ được giới thiệu sơ lược

Máy Điều Hòa VRV

H max = 50m; L max = 150m

VRVIII

(Thế hệ 3 – ra đời 2007, Môi chất R410A Dàn nóng Loại thường : 5, 8,… 54HP Loại COP cao : 16,18,…50HP

H max = 90m; L max = 190m

Có 3 loại

dàn nóng:

4,5, và 6

HP đfng cho căn

hộ biêt thự

VRVII – W

(W- Water : giải nhiệt nước)

Có 3 loại dàn nóng :10,

20 và 30HP

VRVII

Thu hồi nhiêt gồm

21 loại dàn nóng:

8, 10, … 48HP(nón

g lạnh đồng thời)

Hình 2.2 Phân loại máy điều hòa VRV

3. Máy VRV là loại máy trung tâm đơn giản

Thực chất máy điều hòa VRV là ự phát triển của máy điều hòa hai cụm thông thường nhờnhững tiến bộ khoa học kỹ thuật vượt bậc trong thời gian qua kết hợp với các ý tưởng tìm tòi,nghiên cứu phát minh, sang tạo để ra các sản phẩm có tính năng đặc biệt dáp ứng các đòi hỏi

VRV III

Thu hồi nhiệtgồm

21 loại dàn nóng8,…

48 HP bước 2HP

VRV III

Loại COP cao( Tiết kiệm điện năng) 16 loại dàn nóng 16, 18,24…

50HP bước 2HP

VRV III

Thông thường( T iết kiệm diện tích)

24 loại dàn nóng

5, 8,…

54HP bước 2HP

2 chiều và có khả năng làm mát và sưởi ấm đồng thời

Loại 2 chiều nóng lạnh ( heat pump)

khắc khe của các tòa nhà văn phòng và khách sạn cao tầng …cả về tiện nghi kiến trúc và nộithất.

Theo sự phát triển của máy điều hòa 2 cụm thành máy điều hòa VRV Ở máy điều hòa 2cụm RAC ( Room Air Conditioner) năng suất lạnh chỉ hạn chế từ 2,6 dến 7kW, chiều dài đườngống ga max 5  15m, chênh lệch độ cao giữa hai dàn mã 3 5m, nhung đến máy VRVIII thìnăng suất lạnh đã đạt từ 14 > 148kW ( bước năng suất cách nhau 2,74kW) với công suất dànnóng từ 5  54 HP ( bước công suất cách nhau 2HP : 5,8,10,….54HP) Chiều dài đường ống ga

từ dàn nóng đến dàn lạnh xa nhất là 165m, chiều dài tương đương đường ống gas max đạt 190m

Độ cao chênh lệch giữa cụm dàn nóng và dàn lạnh lên tới 90m ( trừ dàn 5HP là 50m) Chênhlệch độ cao giữa các dàn lạnh max là 15m

4. Các tính năng của máy VRV III

Hình sau đây giới thiệu một số tính năng vượt trội của máy VRVIII Các tính năng đó là:

Hình 4.1 – Các tính năng vượt trội của VRVIII

4.1 Năng suất lạnh của một dàn nóng

Năng suất lạnh của một dàn nóng đạt từ 14kW đến 148 kW tương ưng với công suất dànnóng từ 5 đến 54 HP, bậc côn gsuaast cách nhau 2 HP ( 8, 8, 10, 12, …54 HP) trung bình2.74kW lạnh /1HP Đối với loại tiết kiệm năng lượng năng suất lạnh tuwfkW dến a40 kW ,tương ưng với công suất dàn nóng từ 5 đến 50 HP, trung bình 2,8 kW lạnh/1 HP

4.2 Số dàn lạnh mã có thể kếp nối với một dàn nóng

Một dàn nóng có thể kết nối tối đa 64 dàn lạnh tất nhiên điều đó là lý thuyết Đố với dànnóng nhỏ , ví dụ loại 10 Hp chỉ cần kết nối với 13 dàn 0,8HP ( năng suất lạnh 2.3 KW) là loạidàn bé nhất thì đã vượt năng suất dàn nóng Do đó chỉ có các dàn nóng lớn nhất moiwsi có điềukiện kết nối tới 64 dàn lạnh Bảng dưới giới thiệu lượng dàn lạnh max co thể kết nối với các dànnóng khác nhau.

Dàn nóng 5 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40÷54

Số dàn lạnh

max * 8 13 16 19 23 26 29 32 35 39 42 45 48 52 55 58 61 64

Bảng 1.1 – Số lượng dàn lạnh max có thể kết nối vời các dàn nóng khác nhau

*Khi kết nối với dàn lạnh mà tỷ lệ kết nối cho phép tới 2005 thì số dàn có thể tăng them

4.3 Tỷ lệ kết nối k n

Tỷ lệ kết nối được định nghĩa là tỷ lệ tổng năng suất của dàn lạnh trên tổng năng suất củadàn nóng Ví dụ dàn nóng 10 HP có năng suất lạnh là 28.2 kW được thiết thế kết kết nối với 13dàn lạnh 0,8 HP ( năng suất lạnh 2,3kW )thì tỷ lệ kết nối sẽ là:

Tùy theo kiểu dàn, tỷ lệ kết nối cho phép từ 50 đén 130 hoặc 160 và 200% Bảng sau giớithiệu tỷ lệ kết nối cho phép theo kiểu tổ hợp dàn nóng và theo kiểu dàn lạnh

Hình 4.2 – Số lượng dàn lạnh max có thể kết nối với một dàn nóng

Bảng 4.2 – Tỷ lệ kết nối theo điều kiện dàn nóng và dàn lạnh

4.4 Chiều cao chênh lệch max giữa dàn nóng và dàn lạnh

Chiều cao chênh lệch max giữa dàn nóng và dàn lạnh đạt 90m trừ dàn 5 HP, Tuy nhiênnếu dàn nóng đặt cao hơn dàn lạnh thì quá 50m phải có yêu cầu riêng với nhà sản xuất.

Hình 4 3 – Chênh lệch độ cao max cho phép giữa dàn nóng và dàn lạnh VRVIII

4.5 Chiều dài đường ống ga max

Chiều dài đường ống ga max thực tế giữa dàn nóng và dàn lạnh xa nhất là 165m , chiều dàitương đương mã cho phép là 190m Tổng chiều dài đường ống ga max là 1000m Chiều dài mãgiữa bộ chia ga (refnet) dàn lạnh đầu tiên và dàn lạnh xa nhất max là 90m và giữa refnet dànnóng đầu tiên và refnet dàn nóng cuối cùng là 10m

Hình 4.4 – Chiều dài đường ống ga max cho phép

*Không có yêu cầu đặc biệt nào lên đến 40m Chiều dài đường ống thực tế tối đa có thể lênđến 90 hoặc ít hơn tùy thuộc vào các điều kiện.khi sử dụng chiềudài 90m cần phải đáp ứng cấcyêu cầu và điều kiện khác nhau Chi tiết xem trong catalog kỹ thuật

4.6 Chức năng chạy kiểm tra tự động

Khi cần thiết chỉ cần một thao tác đơn giản là nhấn nút kiểm tra, máy sẽ thực hiện kiểm tra

hệ thống hoàn tàn tự động, bao gồm kiểm tra các mạch điện, các van khóa các cảm biến và lưulượng ga Các kết quả sẽ được hiển thị tự động sau khi quá trình kiểm tra hoàn tất

4.7 Chức năng lưu giữ các dữ liệu hiện hành

Cứ 3 phứt các dữ liệu hiện hành lại được lưu giữ trong bộ nhớ.Nếu có bất kỳ sự cố nào xảy

ra, bộ nhớ sẽ tang tốc để xác định sực cố cũng như nguyên nhân của vấn đề.Đều đó giúp choviệc có thể dưa ra các giải pháp xử lý một cách nhanh chóng và chính xác

4.8 Hệ số COP cao và IPLV đặc biệt cao

COP là chữ viết tắt của Coefficient of Performance tương đương với hệ số lạnh ε và đượcđịnh nghĩa như sau:

COP = COPcooling

Ở chế dộ sưởi ấm người ta dung COPheating :

Chương 2 – THỰC HÀNH BÀI TẬP ĐƯỢC GIAO