KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH TIỂU LUẬN TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG CHILLER

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, đời sống conngười ngày càng được nâng cao.Do dó việc tạo ra một môi trường trong sạch ,phùhợp với công việc công sở ,văn phòng …

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH

Lời nói đầu

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kĩ thuật, đời sống conngười ngày càng được nâng cao.Do dó việc tạo ra một môi trường trong sạch ,phùhợp với công việc công sở ,văn phòng …là điều rất cần thiết.Nhất là tại Việt Namchúng ta với khí hậu nhiệt đới : Mùa hè tương đối nóng nực và mùa đông thì lạnh(chủ yếu ở miền bắc).Sự phát triển của ngành nhiệt lạnh ,đặc biệt mảng điều hòakhông khí đã đạt tới một đỉnh cao mới và phát triển cách rầm rộ.Ở Việt Nam cũngnhư trên thế giới đã xuất hiện nhiều loại điều hòa rất khác nhau từ loại điều hòa treotương cho tới đặt sàn, từ công suất nhỏ cho tớ cả một hệ thống điều hòa.

Nhóm chúng tôi được sự hướng dẫn của cô giáo bộ môn điều hòa không khícũng xin tìm hiểu một góc nhỏ của hệ thống điều hòa Đây là một trong những hệthống điều hòa dạng có công suất lớn hiện nay.Máy điều hòa làm lạnh bằng nước( water chiller ) là hệ thống trong đó cụm máy lạnh không trực tiếp xử lý không khí

mà làm lạnh nước sau đó được dẫn theo đường ống đến các trao đổi nhiệt côngtrình VINADATA là một ví dụ cụ thể nhóm xin trình bày cụ thể trong bài

Nhóm được sự hướng dẫn rất nhiệt tình của cô giáo bộ môn và sự giúp đỡcủa nhiều bạn bè trong lớp Do vậy nhóm xin chân thành cảm ơn cô giáo bộ môn đãtận tình giúp đỡ nhóm,cũng nhờ cô mà chúng em định hướng được bước đường tiếptheo trong học tập cũng như công việc sau khi ra trường,” thật lòng cảm ơn cô giáonhiều lắm” Qua đây cũng xin cảm ơn các bạn đã giúp đỡ nhóm hoàn thành bài tiểuluận.Do bước đầu làm quen với hệ thống lớn nên sẽ có rất nhiều sai sót kính mong

cô giáo bộ môn và các bạn chỉ dạy thêm để nhóm hoàn thành cách tốt nhất có thể

Xin chân thành cảm ơnNhóm thực hiện

A XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ , PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA THEO PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH

II PHÂN LOẠI HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THEO PHƯƠNGPHÁP LÀM LẠNH

Hệ thống ĐHKK theo phương pháp làm lạnh (quá trình truyền nhiệt giữakkông khí và môi chất lạnh trong dàn bốc hơi của máy lạnh) được chia làm hai loại:

LÀM LẠNH TRỰC TIẾP

LÀM LẠNH GIÁN TIẾP

Máy ĐH nguyên cụm

Máy ĐH phân tách

Giải nhiệt gió

Giải nhiệt nước

Điều hòa tách rời

Điều hòa kiểu ghép

Điều hòa VRV

ĐHKK gián tiếp hở tiếp kín ĐHKK gián

Chế độ làm việc Dàn lạnh

Máy 1 chiều Máy 2 chiều

Gắn tường

Đặt nền

Áp trần

Dấu trần

cassette Vệ

tinh

hệ thống điều hòa làm lạnh trực tiếp (không qua chất tải lạnh trung gian), hệ thốnglàm lạnh gián tiếp (qua chất tải lạnh trung gian).

1 Hệ thống làm lạnh trực tiếp.

Hệ thống điều hòa trực tiếp là hệ thống trong đó không khí trong phòngđược làm lạnh trực tiếp bằng dàn bốc hơi (dàn lạnh) của máy lạnh Hệ thống dànbốc hơi có thể đặt ngay trong phòng hoặc đặt ngoài phòng điều hòa cùng với ốngdẫn không khí.Hệ thống này được chia làm hai loại: máy lạnh nguyên cụm và máylạnh phân tách

1.1 Máy lạnh nguyên cụm

Máy điều hòa cửa sổ ( window type ).

Đây là loại tất cả các bộ phận của máy đều được đặt trong vỏ máy Vềchủng loại chúng được chia làm hai loại chính: máy một chiều lạnh và hai chiềunóng lạnh

thấp, ít kiểu dáng, không thể lắp ráp cho các phòng nằm sâu trong công trình

1.2 Máy lạnh phân tách

1.2.1 Máy lạnh tách rời ( splip type ).

Máy được phân thành hai mảng: mảng trong nhà (indoor unit), mảngngoài trời (outdoor unit) Mảng trong nhà gồm một hay nhiều khối trong có chứa

dàn bốc hơi hay còn gọi là khối lạnh Mảng ngoài trời gồm một khối trong đó cóchứa dàn ngưng hay còn gọi là dàn nóng Hai cụm được liên kết bằng ống đồng dẫnmôi chất và dây điện điều khiển.

a) Phân loại.

nền, áp trần, giấu trần, cassette, máy điều hòa kiểu vệ tinh

b) Các loại dàn lạnh.

Loại này có cửa gió đặt phía trên, cửa hút đặt bên hông, phía trước Cócấu tạo mỏng dẹp

hẹp nhưng cao trần

dàn lạnh phải để trống một khoảng nhằm thuận lợi cho lưu lượng gió, không

sử dụng cho loại này ở những chỗ đông người

cửa thổi có cánh hướng dòng có thể cho đứng yên hoặc chuyền động.

gió thổi ra

không gian rộng lớn

Loại này được lắp đặt sát la phông Gió được thổi đi sát trần, gió đượcthổi về phía dưới dàn lạnh

diện tích trong không gian cần điều hòa

Dàn lạnh được đặt áp lên trần, toàn bộ dàn lạnh nằm khất trong laphong,phần nhô ra gọi là mặt nạ Mặt nạ của dàn lạnh cassette có một cửa hút ở giữa vàcác miệng thổi 4 phía Mặt nạ có thể có 2,3 hoặc 4 cửa thổi Có cánh hướng dòngcủa cửa thổi có góc mở từ 100 ÷ 650 so với phương ngang

 Ưu điểm: Thích hớp cho khu vực có trần cao rộng như đại sảnh, phòng họp,hội trường Kiểu dáng đẹp, tăng thẩm mỹ bề mặt trần và nhà, công suất lớn.

ngưng cho dàn lạnh

Dàn lạnh được treo dưới trần, miệng thổi có cánh hướng dòng, góc mởcánh khoảng tử 00 ÷ 600 Theo hướng gió thổi, dàn lạnh có 2, 3 hoặc 4 hướng

không yêu cầu không gian trên trần lớn, cấu tạo dẹp

Dàn lạnh kiểu giấu trần được lắp đặt hoàn toàn trên laphong Có các ốnggió cấp, gió hồi miệng thổi, miệng để dẫn gió vào phòng và hồi gió trở lại

 Ưu điểm: Thích hợp cho các văn phòng, công sở , khu vực có trần giả Côngsuất của dàn lạnh lớn khoảng 36.000Btu/h ÷ 200.000Btu/h lắp đặt cho cácphòng tương đối lớn.

yên tính phải chú ý

Dàn lạnh này gồm một dàn chính có bố trí miệng hút, dàn lạnh chínhđược nối với các vệ tinh, đó là hộp các cửa thổi gió Các vệ tinh được nối với dànlạnh qua ống gió mềm Mỗi dàn lạnh có từ 2 dến 4 vệ tinh tùy ý

1.3 Máy diều hòa VRV ( Variable Retrigerant Volume )

Có cấu tạo giống loại máy lạnh tách rời gồm 2 mảng: mảng ngoài trời (dàn nóng), mảng trong nhà (dàn lạnh) gồm nhiều khối trong có dàn bốc hơi và quạt

50m chiều cao, khối trong nhà có thể cách nhau 15m về chiều cao Khối dànnóng có thể nằm trên nóc nhà tiết kiệm được không gian và dễ dàng làm mátdàn ngưng bằng không khí VRV có thể thay đổi công suất lạnh bằng cáchthay đổi tần số điện cấp cho máy nén VRV có công suất vừa và lớn

lưu lượng môi chất phải nạp cho máy nhiều hơn

1.4 Điều hòa nguyên cụm ( parkaged unit ).

Máy được đặt ngoài không gian điều hòa, có ống dẫn không khí lạnh,hoặc có loại cần đường ống và các miệng thổi

một lượng không khí tươi đi qua dàn lạnh thổi vào phòng.có thể lắp với côngsuất lớn

2 Hệ thống ĐHKK gián tiếp

Là hệ thống điều hòa trong đó đầu tiên môi chất lạnh trong bình bốc hơicủa máy lạnh làm lạnh nước (là chất tải lạnh) sau đó sẽ làm lạnh không khí trongphòng cần điều hòa bằng thiết bị trao đổi nhiệt như AHU, FCU hoặc buồng phun

Trong hệ thống điều hòa không khi gián tiếp chia làm hai loại:

Điều hòa không khí gián tiếp kín: là khi nước lạnh thực hiện vòng tuầntrong ống mà không tiếp xúc với bên ngoài (AHU, CHU)

Điều hòa không khí gián tiếp hở: khi nước lạnh tuần hoàn có tiếp xúc vớimôi trường bên ngoài

a) Hệ thống điều hòa

Môi chất lạnh từ bình bốc hơi của máy lạnh ( water chilller ) chuyểnđộng trong các ống dẫn tới AHU đặt ngoài phòng điều hòa hay FCU đạt trongphòng điều hòa cùng với quạt để làm lạnh không khí rồi nước quay lại bình bốc hơi.Như vậy nước trong dàn lạnh thực hiện một vòng tuần hoàn kín

c) Bình giãn nỡ

Nhiệm vụ: - Chống hiện tượng giãn nở của nước do nhiệt độ thay đổi, do có khí lọtvào làm dòng chảy không ổn định và áp suất tăng

giãn nở: bình giãn nở hở (thông với khí quyển), bình giãn nở kín (khôngthông với khí quyển)

d) Chống giản nở và dung đường ống nước

Nước lạnh được làm lạnh trong bình bốc hơi (water chiller) rồi đượcphun vào trong buồng phun để làm lạnh không khí, nhờ bơm hút về máy lạnh Nhưvậy nước lạnh thực hiện một chu trình hở tiếp xúc với không khí

B MÁY ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ LÀM LẠNH BẰNG NƯỚC (water

chiller) VÀ TÌM HIỂU CÔNG TRÌNH VINADATA

I CẤU TẠO ,NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC VÀ SƠ ĐỒ NHIỆT

1.Cấu tạo:

a) * cụm máy làm lạnh nước chiller

Cụm máy lạnh chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hoà kiểu làm lạnh bằng nước Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều hoà không khí

Cụm Chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy nhà chế tạo, với các thiết bị sau

+ Máy nén: Có rất nhiều dạng , nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín,+thiết bị ngưng hơi:có hai loại hay sử dụng là bình ngưng hoặc dàn ngưng tùy thuộcvào hình thức giải nhiệt bằng nước hay không khí Giải nhiệt bằng nước sử dụng bình ngưng và giải nhiệt bằng gió sử dụng dàn ngưng Nếu giải nhiệt bằng nước thì

hệ thống có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt Trên thực tế nước ta , thường hay sử dụng máy giải nhiệt bằng nước vì ít phụ thuộc vào thời tiết ,hiệu quả cao và ổn định hơn

+ Bình bay hơi: Bình bay hơi thường sử dụng là bình bay hơi ống đồng có

cánh Môi chất lạnh sôi ngoài ống, nước chuyển động trong ống Bình bay hơi được

đóng băng gây nổ vỡ bình Công dụng bình bay hơi là làm lạnh nước

+ Tủ điện điều khiển: cụm chiller thường có sẵn tủ điều khiển nhằm điều khiển.khi lắp đặt, người ta chỉ cần thiết kế thêm một tủ điều khiển là tủ nguồn cho cụm

chiller,các bơm tháp giải nhiệt và điều khiển sự hoạt động của chúng

+Hệ thống đường ống chiller: hệ thống này đã được đặt hoàn chỉnh và đã được nga đầy đủ

+Các máy nén kiểu nửa kín được bố trí nằm ở trên cụm bình ngưng - bình bay hơi Phía mặt trước là tủ điện điều khiển Toàn bộ được lắp đặt thành 1 cụm hoàn chỉnh trên hệ thống khung đỡ chắc chắn

3 Nguyên lý làm việc

Môi chất đi ra từ máy nhờ lực nén của của máy nén,môi chất được dẫn qua bộ lọcdầu ( vì khi ra khỏi máy nén thì môi chất mang theo cả dầu trong máy nén).Nó tiếptục được dẫn tới thiết bị tách dầu,vào bình ngưng tụ.ở đây môi chất được làm lạnhhóa lỏng tiếp tục được vào bình bay hơi,cuối cùng được đưa trở lại máy nén sau khi

đã hóa hơi tại bình bay hơi

3.Sơ đồ nhiệt

Ta thấy rằng điểm 1 là điểm vào máy nén (t0,po ) sau khi qua máy nén môi chất được nén tới trạng thái hơi quá nhiệt 2 (tk ,pk ) , qua bình ngưng điểm số 3 môi chất được làm lạnh tới 4 và về điểm 5 (po )

quá nhiệt nhất định

thiết bị tiết lưu

4 Một vài lưu ý khi lắp đặt chiller:

Khi lắp đặt cụm chiller cần lưu ý để dành không gian cần thiết để vệ sinh các bình ngưng

Không gian máy thoáng đãng, có thể dễ dàng đi lại xung quanh cụm máy lạnh để thao tác

Khi lắp cụm chiller ở các phòng tầng trên cần lắp thêm các bộ chống rung

Máy lạnh chiller điều khiển phụ tải theo bước , trong đó các cụm máy có thời gian làm việc không đều nhau Vì thế người vận hành cần thường xuyên hoán đổi tuần tựkhởi động của các cụm máy cho nhau đẻ làm việc đó trong các tủ điện điều khiển

có trang bị công tắc hoán đổi vị trí các máy

Hệ thống điều hòa không khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm

đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi nhiệt gọi

là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm không khí Như vậy trong hệ thống này nước

sử dụng làm chất tải lạnh thông qua hệ thống bơm

Dựa vào bản vẽ thứ nhất ta thấy hệ thống gồm các thiết bị chính sau:

- Cụm máy lạnh Chiller

- Tháp giải nhiệt (đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước)

- Bơm nước giải nhiệt

- Bơm nước lạnh tuần hoàn

- Hệ thống xử lý nước

- Các dàn lạnh FCU và AHU

nhóm 2 chỉ đi sâu vào cum máy chiller nên nói rõ hơn về cụm này

Công trình VINADATA sử dụng hệ thống điều hòa không khí làm lạnh bằngnước ( Water chiller) với các thiết bị và các thông số được cho trong bản vẽ số 1

Thiết bị1 là các chiller (Water cooled chiller schedules ):

Thiết bị 2 là các loại bơm ( pump schedules ):

Thiết bị 3 là các tháp giải nhiệt ( cooling tower schedules ):

Thiết bị 4 là các AHU & FCU (AHU & FCU schedules ) :

Thiết bị 5 là các quạt (Fan schedules ):

Thiết bị 6 là các loại van (Pipe and accessories ):

Thiết bị 7 là các phụ tùng đường ống (Duct and accessories ):

Thiết bị 8 là các phụ tùng điện (electrical and bms ):

2.tìm hiểu về chiller trong công trình

Nhóm xin trình bày rõ hơn về phần chiller:

Cụ thể là ở bản vẽ số 3 ( chiller water piping schematic diagram ) ta thấy có 3chiller

Ở đây hệ thống hoạt động với 2 chiller và một chiller dự bị,phòng chiller nàyđược đặt trên sân thượng với trên miếng cốt thép bê tông với độ dày 50mm (theo bản vẽ SECTION) công trình hoạt động với hai máy và có một máy dự phòng Vì đây là công trình phục vụ suất 24/24 và đặc tính cần thiết của máy làm việc của hệ

thống nên rất cần dự phòng.Sự dự phòng (sự thay thế ) này được cố định sẵn nhờ vào hệ thống có cài đặt công tác hoản đối vị trí

Theo bản vẽ số 4 ta có vận tốc tính theo lưu lượng và diện tích ống là

3.tính toán theo catalogue

a.tính chọn theo catalogue carrier

Vận tốcm/s

Máy nén

Size 336

Map ID 59

Bộ điều chỉnh lưu lượng

Van phao Size 5

Flasc Orifice 22

Khối lượng

Khối lượng đường ống 6198 kg

Khối lượng động cơ 6655 kg

Khối lượng môi chất lạnh 277 kg

Trao đổi nhiệt

Nhiệt độ tích tụ bẩn 0.29 C

Bình ngưng

Theo catalogue thì đường kính ống ra vào các bình là 8 in = 203.2 mm

Nếu chiller công trình có đường kính ống ra vào các bình như catalogue thì ta có vận tốc tại các ống được tính

Vbh = 4 ×Q bh

π × d2bh = π × 0.2032 4 ×0.05992

❑ = 1.85 m/s

Vậy ta thấy rằng chọn vận tốc trong đường ống ra và vào của các bình ngưng

tụ ,bay hơi là phù hợp với chiller dã chọn

Tương tự chúng ta dựa vào công suất lạnh và lưu lượng ở bản ta chọn được chiller theo hãng trane như sau:

Ta chọn được Moddel máy RTHD

Từ đó ta lưu lượng taị các dàn:

Dàn lạnh:

Qbh = 1019,9 gpm

=64,34 L/s = 0.06434 m3/s

Dàn ngưng tụ: Qnt =1232,6gpm =77,76 L/s =0,07776 m3/sNếu ta chọn vận tốc theo bản vẽ

Độ ồn khi chạy hết côngsuất(dba) 82

Nhiệt độ ra bình bay hơi (F)

Vận tốc dàn ngưng ( tính theo bản vẽ ) : Vdn =2,21 m/s

dnt = √0,07776× 4 π ×2,21 = 0,21m ≈ 8 in

Nhưng công suất của hãng trane có vượt trội hơn

lượng cần cho công trình

Ta có bảng so sánh :

theo hãng trane là tốt hơn

Các tài liệu tham khảo1.giáo trình điều hòa không khí –PGS Võ Chí Chính

2.Hướng dẫn thiết kế hệ thống điều hòa không khí – Nguyễn Đức Lợi

3.Các catalogue hãng carrier,trane,york

Lưu lượng( Bh-nt) m3/s 0,06550,0727 0.06434 0,07776

Mục lục