Tài liệu tính toán các hệ thống điều hòa không khí, Chương 3 docx

Chương 3 : Máy điều hòa nguyên cụm Máy điều hòa nguyên cụm là loại máy điều hòa mà tất cả các thiết bị được lắp gọn thành một tổ hợp duy nhất. Chúng có thể đư- ợc lắp gọn thành một cục, hai cục hoặc một máy chính với nhiều dàn lạnh. Tùy theo nguyên tắc làm việc mà người ta phân ra các loại sau: - Loại thổi gió lạnh trực tiếp vào không gian điều hòa (máy điều hòa lắp mái). - Loại chuyển tải lạnh bằng không khí qua đoạn ống dẫn ngắn (máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước ). 1. Máy điều hòa lắp mái. Máy điều hòa lắp mái là máy điều hòa nguyên cụm có năng suất lạnh trung bình và lớn. Chủ yếu dùng trong thương nghiệp và công nghi ệp. Cụm dàn nóng và dàn lạnh được gắn liền với nhau thành một khối duy nhất. Do đặc tính của loại máy này nên quạt dàn lạnh là loại quạt ly tâm cột áp cao. Máy được bố trí ống phân phối gió lạnh và ống gió hồi. Ngoài khả năng lắp máy trên mái b ằng của phòng điều hòa còn có khả năng lắp máy ở ban công hoặc mái hiên sau đó bố trí đường ống gió cấp và gió hồi hợp lý và đúng kỹ thuật là được. Với năng suất lạnh từ 14 đến 97 kW và năng suất nhiệt từ 15 đến 85 kW. Các loại máy điều hòa lắp mái đời mới (sản xuất năm 2001) có nhiều ưu điểm hơn, với máy ném xoắn ốc thì khối lượng nhẹ hơn 10%, gọn hơn 30% và đỡ ồn, rung hơn so với máy nén Piston truyền thống. 2. Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước. C ũng giống như máy điều hòa lắp mái, máy điều hòa nguyên c ụm cũng được chế tạo sẵn ở nhà máy, các thiết bị được bố trí thành một tổ hợp hoàn chỉnh dạng tủ. So với máy điều hòa lắp mái thì máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước để làm mát cho bình ngưng. Tủ có cửa lấy gió cấp để lắp đường ống gió phân phối và có cửa gió hồi cũng như cửa lấy gió tươi và các phin lọc trên các đường ống gió. Phía trên d àn bay hơi là quạt ly tâm. Máy có năng suất lạnh tới 370 Kw. Máy điều h òa nguyên cụm giải nhiệt nước có ưu điểm cơ bản là: - V ận hành kinh tế trong điều kiện tải thay đổi. - Lắp đặt nhanh chóng, không cần thợ chuyên môn, vận hành, b ảo dưởng và vận chuyển dễ dàng. - Được sản xuất hàng loạt và lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy nên có độ tin cậy, tuổi thọ, mức độ tự động cao và giá thành rẻ, gọn nhẹ, chỉ cần nối với hệ thống nước làm mát và hệ thống ống gió nếu cần là sẵn sàng hoạt động. - Bố trí dễ dàng cho các phân xưởng sản xuất và các nhà hàng, siêu th ị chấp nhận được độ ồn cao. Có cửa lấy gió tươi. 1.4.2. Hệ thống điều hòa không khí sử dụng chất tải lạnh. Hệ thống điều hòa không khí sử dụng chất tải lạnh hay còn g ọi là hệ thống điều hòa không khí làm lạnh gián tiếp: là hệ thống làm lạnh không khí gián tiếp bằng nước hoặc nước muối ở bình bay hơi để làm lạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. H ệ thống điều hòa này chủ yếu dùng cho các công trình lớn các nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn, siêu thị, xưởng sản xuất. Các chất tải lạnh thường được dùng là: nước, dung dịch nước muối và các hợp chất hữu cơ. Chất tải lạnh được dùng phổ biến nhất hiện nay là nước với hệ thống điều hòa trung tâm nước. Hệ thống điều h òa trung tâm nước là hệ thống sử dụng nước lạnh 7 0 C để làm l ạnh không khí qua các dàn trao đổi nhiệt FCU và AHU. Hệ điều hòa trung tâm nước chủ yếu gồm: - Máy làm lạnh nước( Water Chiller) hay máy sản xuất nước lạnh thường từ 12 0 C xuống 7 0 C. - H ệ thống ống dẫn nước lạnh. - Hệ thống ống giải nhiệt. - Các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh hoặc sưởi ấm không khí qua các dàn FCU (Fan Coil Unit) và AHU( Air Handling Unit). - H ệ thống gió tươi, gió hồi, vận chuyển và phân phối khí. - Hệ thống tiêu âm và giảm âm, bình dãn nở( đối với hệ thống nước lạnh kín, không có dàn phun). - H ệ thống lọc bụi, thanh trùng và diệt khuẩn cho không khí, bộ rửa khí. - Hệ thống tự động điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm phòng, điều chỉnh gió tươi, gió hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước cũng được chia làm nhiều loại khác nhau. Dựa vào đặc tính, phương pháp giải nhiệt chia làm 2 loại chính đó là: loại giải nhiệt gió và loại giải nhiệt nước. Nếu chia theo hệ thống ống nước thì có thể chia làm 4 lo ại: loại hệ thống 2 ống nước, hệ thống hồi ngược, hệ thống 3 ống nước, hệ thống 4 ống nước. Ngoài ra theo đặc tính d àn lạnh có thể chia ra loại khô và loại ướt. Hình 2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống điều hòa không khí trung tâm nước đơn giản. 1. Động cơ; 2. Máy nén; 3. B ình ngưng; 4. Van tiết lưu; 5. Bình bay hơi; 6. Bơm nước giải nhiệt; 7. Tháp giải nhiệt; 8. Bơm nước lạnh; 9. Dàn AHU; 10. Dàn FCU; 11. Bình dãn nở. 110 9 5 4 6 7 8 3 2 11 1 Máy làm lạnh nước giải nhiệt nước cùng hệ thống bơm th- ường được bố trí ở dưới tầng hầm hoặc tầng trệt, tháp giải nhiệt đặt trên tầng thượng. Trái lại, máy làm lạnh nước giải nhiệt gió thường được đặt tr ên tầng thượng. Nước được l àm lạnh trong bình bay hơi xuống 7 0 C rồi được bơm nước lạnh đưa đến các dàn trao đổi nhiệt FCU hoặc AHU. Ở đây nước thu nhiệt của không khí nóng trong ph òng nóng lên đến 12 0 C và lại được bơm hút đẩy về bình bay hơi để tái làm lạnh xuống 7 0 C khép kín vòng tuần hoàn nước lạnh. Đối với hệ thống nước lạnh kín (không có d àn phun) cần phải có thêm bình dãn nở trong hệ thống dãn nở khi thay đổi nhiệt độ. Nếu so sánh về diện tích lắp đặt ta thấy hệ thống có máy làm lạnh nước tốn thêm một diện tích lắp đặt ở tầng dưới cùng. Nếu dùng hệ thống với máy làm l ạnh nước giải nhiệt gió hoặc dùng hệ VRV thì có thể sử dụng diện tích đó vào mục đích khác như làm ga ra ôtô chẳng hạn. Tất cả mọi công tác lắp ráp, thử bền, thử kín, nạp gas được tiến hành tại nhà máy chế tạo nên chất lượng rất cao. Người sử dụng chỉ cần nối với hệ thống nước giải nhiệt và hệ thống nước làm lạnh là máy có thể vận hành được ngay. Để tiết kiệm nước giải nhiệt người ta sử dụng nước tuần ho àn v ới bơm và tháp giải nhiệt nước. Trong một số tổ máy thường có 3 đến 4 máy nén, việc lắp ráp nhiều máy nén trong một cụm có nhiều ưu điểm: Dễ dàng điều chỉnh năng suất lạnh theo từng bậc. Trường hợp hỏng một máy vẫn có thể cho các máy khác hoạt động trong khi tiến hành sửa chữa máy hỏng. Các máy có thể khởi động từng chiếc tránh dòng khởi động khá lớn. Máy làm lạnh nước giải nhiệt gió chỉ khác máy làm lạnh giải nhiệt nước ở dàn ngưng làm mát bằng không khí. Do khả năng trao đổi nhiệt của d àn ngưng trao đổi nhiệt bằng gió kém nên diện tích của dàn lớn, cồng kềnh làm cho năng suất lạnh của một tổ máy nhỏ hơn so với máy giải nhiệt nước. Như ng nó lại có ưu điểm là không c ần nước làm mát nên giảm được toàn bộ hệ thống làm mát như bơm, đường ống v à tháp giải nhiệt. Máy đặt trên mái cũng đỡ tốn diện tích sử dụng nhưng vì diện tích trao đổi nhiệt ở dàn ngưng kém nên dàn ngư ng cồng kềnh và nhiệt độ ngưng tụ cao hơn dẫn đến công nén cao hơn và điện năng ti êu thụ cao hơn cho một đơn vị lạnh so với máy làm lạnh bằng nước. Đây cũng là vấn đề đặt ra đối với người thiết kế khi chọn máy. * Hệ thống trung tâm nước có các ưu điểm sau: - Có vòng tuần hoàn an toàn là nước nên không sợ ngộ độc hoặc tai nạn do rò rỉ môi chất lạnh ra ngoài, vì nước hoàn toàn không độc hại. - Có thể khống chế nhiệt ẩm trong không gian điều hòa theo t ừng phòng riêng rẽ, ổn định và duy trì các điều kiện vi khí hậu tốt nhất. - Thích hợp cho các tòa nhà như khách sạn, văn phòng với mọi chiều cao và mọi kiến trúc không phá vỡ cảnh quan. - Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm đư- ợc nguyên vật liệu làm ống. - Có khả năng xử lý không khí với độ sạch cao, đáp ứng mọi yêu cầu đề ra cả về độ sạch bụi bẩn, tạp chất hóa chất và mùi. - Năng suất lạnh gần như không bị hạn chế. - So với hệ thống VRV, vòng tuần hoàn nước lạnh đơn giản hơn nên rất dễ kiểm soát. * Nhược điểm: - Vì dùng nước tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất Execgy lớn hơn…. - Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU. - Lắp đặt khó khăn. - Đòi hỏi công nhân vận hành lành nghề. - Việc cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức tạp đặc biệt do đọng ẩm v ì độ ẩm ở Việt Nam quá cao. - C ần định kỳ bảo dưỡng, sửa chữa máy lạnh và các FCU. - H ệ thống bơm nước lạnh, đường ống lớn hơn ống gas. * Chọn hệ thống điều hoà không khí cho công trình: Không gian cần điều hoà là Siêu thị - Nhà hàng và Văn phòng cho thuê Cầu Dứa nên cần độ sạch của không khí cao, nhiệt độ phòng điều hoà nằm trong khoảng từ 15-25 o C, cho nên ta ch ọn hệ thống điều hoà trung tâm nước là hợp lí nhất, với các lí do sau: - Độ sạch không khí cao. - Nhiệt độ không quá thấp. - Có thể bố trí dễ dàng các loại thiết bị lọc khí, lọc tạp chất bụi, hoá chất. và khử mùi có hiệu quả cao. - Vốn để đầu tư cho công trình ít hơn hệ điều hoà VRV. . tươi. 1.4.2. Hệ thống điều hòa không khí sử dụng chất tải lạnh. Hệ thống điều hòa không khí sử dụng chất tải lạnh hay còn g ọi là hệ thống điều hòa không khí. hồi và phân phối không khí, điều chỉnh năng suất lạnh và điều khiển cũng như báo hiệu và bảo vệ toàn bộ hệ thống. Hệ thống điều hòa không khí trung tâm