C. TÍNH TOÁN HỆ THỐNG TĂNG ÁP CẦU THANG
6.2. Tự động hóa cụm chiller
Hệ thống điều khiển phòng máy Chiller CPC (Chiller Plant Control) điều khiển sự hoạt động của các Chiller, bơm nước, tháp giải nhiệt và tất cả các bộ biến tần.
Do hệ thống sử dụng 2 Chiller chính nên ta sẽ cài đặt chế độ khởi động cho từng Chiller theo định kỳđể tổng thời gian hoạt động của 2 Chiller bằng nhau.
Khi Chiller chính được khởi động hoạt động, nếu tải của hệ thống yêu cầu cao hơn, trung tâm điều khiển sẽ điều khiển gọi thêm Chiller thứ 2 hoạt động. Khi đó năng suất lạnh của 2 Chiller sẽ được trung tâm xử lý tính toán điều chỉnh sao cho phù hợp với tải của hệ thống đồng thời đạt hiệu quả tối ưu về mặt hiệu suất hay năng lượng cung cấp cho các Chiller.
Do mỗi Chiller ta dùng một tháp giải nhiệt và bơm nước lạnh riêng, nên việc điều khiển hoạt động của các thiết bị này cũng tương ứng theo Chiller đó.
Nguyên lý điều khiển
Khi bất kỳ FCU nào trong tòa nhà được bật thì sẽ có một tín hiệu báo về trung tâm điều khiển CPC đểđưa ra tín hiệu khởi động hệ thống.
Khi nhận được tín hiệu khởi động hệ thống, CPC sẽ gởi tín hiệu khởi động tới Chiller chính.
Khi van điện đã được xác nhận mở 100%, Bơm nước lạnh tương ứng sẽ được khởi động. Bơm nước sẽ được điều khiển để duy trì điểm đặt áp suất theo thiết kế của hệ thống.
Dựa vào một cảm biến lưu lượng đặt ởđầu ra của bình bay hơi, khi cảm biến dòng có tín hiệu xác nhận có dòng qua bình bay hơi, trung tâm sẽ điều khiển mở van điện bình ngưng, khởi động bơm nước và quạt của tháp giải nhiệt.
Hình 6.1. Sơ đồ nguyên lý điều khiển phòng máy chiller (chiller plant contronller)
Khi tất các các cảm biến dòng trên đường ra của bình bay hơi và bình ngưng xác nhận có lưu lượng qua, theo trình tự CPC sẽ điều khiển khởi động máy nén của Chiller hoạt động.
Trên đầu ra của bình bốc hơi có đặt một cảm biến nhiệt độđể nhận biết được nhiệt độ của nước lạnh cấp cho hệ thống. Điểm cài đặt nhiệt độ nước cấp là 50C. Chiller hoạt động cần duy trì được nhiệt độ nước ra theo giá trị cài đặt này.
Nhưng khi tải yêu cầu của hệ thống vượt quá khả năng của Chiller đang hoạt động, làm cho nhiệt độ nước đầu ra tăng lên, khi nhiệt độ nước ra lớn hơn 6.50C. Thì trung tâm
CPC sẽ đưa ra một lệnh chờ trong vòng 20 phút. Nếu trong vòng 20 phút, nhiệt độ nước lạnh cấp vẫn không đạt yêu cầu thì CPC sẽ gọi thêm Chiller phụ vào hoạt động. Và Chiller mới sẽđược khởi động theo trình tự như trên.
Hệ thống sẽ điều khiển cắt Chiller phụ ra khỏi hệ thống dựa vào độ chênh nhiệt độ giữa nước lạnh cấp đi và hồi về. Nếu độ chênh nhiệt độ giảm tới giá trị cài đặt thì CPC sẽ điều khiển tắt Chiller phụ, đồng thời dừng hoạt động của bơm nước lạnh tương ứng.
6.3. Điều khiển van By-pass
Hình 6.2. Sơ đồ điều khiển van Bypass
DPC-1: Cảm biến chênh áp. TV_1: Van Motorized. Cảm biến chênh áp DPC-1 (Differential presuse contronller) cảm biến sự chênh áp giữa đầu nước cấp và đầu nước hồi để điều chỉnh van motorized 2 ngả TV-1 trên đường bypass khi cần thiết để duy trì áp suất giữa hai đầu.
Van motorized được điều khiển liên động với hệ thống thông qua tiếp điểm R, khi hệ thống ngừng hoạt động thì van được điều khiển đóng lại.
Nguyên lý điều khiển và hoạt động:
- Ống và van đi tắt (by-pass) lưu lượng nước tối thiểu máy làm lạnh nước được xác định kích thước theo yêu cầu lưu lượng nước tối thiểu qua Chiller của nhà sản xuất. Van đóng khi hệ thống hoạt động bình thường lưu lượng nước lạnh cung cấp lớn hơn lưu lượng nước tối thiểu của một Chiller.
- Van đi tắt (by-pass) là van thường mở.
- Van đi tắt (by-pass) sẽđược chỉnh đến vị trí mở hoàn toàn khi hệ thống dừng. Điều này được thực hiện để phòng ngừa búa nước (water hammer) khi bơm khởi động và cho phép tối thiểu lưu lượng trong trường hợp Chiller khởi động bơm.
- Khi Chiller chính (lead) xác nhận đã khởi động và bất cứ khi nào hệ thống khởi động, thì hệ thống điều khiển CPC, sẽđiều chỉnh “van đi tắt (by-pass)” để lưu lượng nước lạnh qua bất kỳ Chiller nào cũng không dưới yêu cầu tối thiểu của nhà sản xuất.
Nguyên lý điều khiển đóng mở van By - pass:
- Khi bắt đầu có tín hiệu khởi động hệ thống, van by–pass vẫn được điều khiển ở trạng thái mở trong quá trình bơm nước khởi động. Để giúp cho quá trình khởi động của bơm được dễ dàng hơn, lúc này nước không tuần hoàn qua toàn bộ hệ thống mà tuần hoàn qua đường by-pass với lưu lượng nước bằng lượng nước tối thiểu qua Chiller.
- Kết thúc quá trình khởi động, tùy theo tải của hệ thống mà van By – pass được điều khiển đóng hay mở. Nếu lưu lượng cần thiết của hệ thống lớn hơn lưu lượng nhỏ nhất giới hạn qua Chiller, thì van by – pass đóng lại lúc này không có dòng qua đường by – pass. - Khi tải hệ thống giảm, lưu lượng nước cần cung cấp nhỏ hơn lưu lượng nước tối thiểu qua Chiller thì cảm biến chênh áp giữa đường nước cấp và nước hồi sẽ nhận biết và truyền tín hiệu về bộ xử lý của CPC đểđiều khiển van by – pass mởđể cho một lưu lượng nước nhất định qua Chiller, tổng lượng nước cấp tới các FCU và lượng nước qua đường by – pass phải bằng lưu lượng nước tối thiểu cho phép qua một Chiller. Trong trường hợp tải hệ thống bằng không thì van by – pass sẽ mở hoàn toàn.
6.4. Tựđộng hóa cụm Tháp giải nhiệt
Hệ thống điều khiển tự động phải hiển thị nhiệt độ nước ra khỏi bình bay hơi/ bình ngưng của mỗi máy làm lạnh nước.
Hệ thống điều khiển tự động phải hiển thị áp suất tác nhân lạnh bình bay hơi/ bình ngưng của mỗi máy làm lạnh nước.
Khi hệ thống đang hoạt động và nhiệt độ bể nước tháp tăng trên điểm đặt nhiệt độ hiện hành 1.5oC, thì quạt chính sẽ mởở tốc độ nhỏ nhất và kích hoạt mạch điều khiển để gọi thêm tháp giải nhiệt.
Tốc độ quạt tháp sẽ được điều chỉnh để duy trì nhiệt độ nước mong muốn. Khi các quạt đang chạy 50% tốc độ thì quạt thêm vào phải chạy cùng với tốc độ hiện hành các quạt đang chạy. Khi quạt chạy với tốc độ nhỏ nhất và nhiệt độ bể nước thấp hơn điểm đặt nhiệt độ hiện hành 2.5oC thì giảm quạt sau cùng mới chạy.
Thời gian trì hoãn mở/ tắt quạt là 5 phút.
Trình tự quạt tháp được xoay vòng 7 ngày dựa trên sự cân bằng thời gian chạy. Hệ thống điều khiển phòng máy làm lạnh nước (CPC) phải có khả năng tính toán điểm đặt nhiệt độ bể nước mát dựa vào nhiệt độ bầu khô, bầu ướt môi trường và điều kiện làm việc máy làm lạnh nước hiện hành, để tổng điện năng tiêu thụ của máy làm lạnh nước và quạt tháp giải nhiệt là thấp nhất.
6.5. Tựđộng hóa các FCU
Chú thích: TC-1: Bộđiều khiển DDC. TE-1: Cảm biến nhiệt độ kiểu ống. TM-1: Môđun điều khiển phòng. X-1: Máy biến thế. TV-1: Van Motorize. R1,R2: Công tăc tơ. HL-1: Rơ le bảo vệ nhiệt độ cao. K1: Tiếp điểm liên động với hệ thống. N2: Cổng kết nối. 147
Mô đun điều khiển phòng (TM-1) có công tắc điều khiển tốc độ quạt ở các chế độ: Tắt - Tựđộng - Cao – Trung bình - Thấp. Và núm xoay chia vạch theo dạng mặt đồng hồ để cài đặt nhiệt độ trong phòng.
Bộ điều khiển DDC (Direct digital contronller) là bộ điều khiển có khả năng lập trình được, cùng với cảm biến nhiệt độ không khí hồi (hay không khí trong phòng điều hoà - cảm biến được đặt trong vùng làm việc của phòng – TE-1) để điều khiển đóng/mở van motorized, hoặc điện trở sưởi, để duy trì nhiệt độ trong không gian điều hoà theo cài đặt.
Rơ le bảo vệ nhiệt độ cao (HL-1) được lắp đặt nhằm hạn chế sự tăng quá mức của nhiệt độ không khí cấp khi sử dụng bộ điện trở sưởi.
Tốc độ quạt được điều khiển tự động bởi bộ DDC ở ba mức Cao – Trung bình - Thấp dựa trên tín hiệu nhiệt độ và điểm cài đặt.
K-1 (Relay interlock system) là tiếp điểm liên động với hệ thống để điều khiển đóng/mở FCU.
Van Motorized và bộ sưởi điện trở được điều khiển đóng mỏ qua công tắc tơ trung gian R1, R2.
Các FCU được điều khiển bởi bộ DDC (Direct digital controller) để duy nhiệt độđã được cài đặt. Cảm biến nhiệt độ được treo trên tường nhận biết nhiệt độ trong phòng và gửi tín hiệu về bộ điều khiển DDC để điều khiển quạt và van motorired. Khi nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ cài đặt 20C thiết bị điều khiển sẽ tự động đẩy tốc quạt lên
chế độ cao. Khi nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ cài đặt 10C thiết bị điều khiển sẽ tự động đẩy tốc quạt lên chế độ trung bình. Và khi nhiệt độ trong phòng bằng nhiệt độ cài đặt thì thiết bị điều khiển sẽ giảm tốc độ quạt xuống mức trung bình đồng thời tác động đóng van motorired ngừng cấp nước cho dàn lạnh của FCU.
CHƯƠNG 7: LẮP RÁP,VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TRUNG TÂM NƯỚC
7.1. Lắp ráp hệ thống 7.1.1. Công tác lấy dấu
Phối hợp với các bộ phận của nhà thầu xây dựng để lấy dấu, xác định chích xác các thiết bị. Sau khi có vị trí các đường ống hay thiết bị, vạch tuyến và ghi kích thước thiết bị, các đoạn ống nước, ống gió, đánh dâu các điểm phân nhánh côn cút,… các vị trí cần lắp giá đỡ, giá treo...để tiện cho việc thi công lắp đặt tiếp theo.
7.1.2. Công tác gia công , lắp đặt đường ống nước lạnh
Trình tự thi công như sau:
+ Gia công giá treo, giá đỡ sau khi lấy dấu tại vị trí chỉđịnh. + Chừa lỗ thi công.
+ Lắp đặt giá treo, giá đỡ đường ống.
+ Lấy dấu từng đoạn ống chính xác vát mép 450 tại các mặt nối hàn. + Tiến hành đô chất cách nhiệt trước khi lắp ráp đường ống.
+ Đặt gối đỡ bằng gỗ tại vị trí đường ống có giá đỡ.
+ Bọc lớp bảo ôn bảo vệ đảm bảo cho hiều dày lớp ách nhiệt 70mm. + Hàn lắp các đoạn ống dẫn nước lạnh và các phụ kiện kèm theo + Tiến hành thử áp lực cho mỗi tầng và trục chính.
+ Lắp đặt các bơm nước lạnh tuần hoàn .
+ Vệ sinh bề mặt ống nước, quét sơn chống rỉ bảo vệống. + Hoàn thiện chèn trát lỗ thi công.
+ Vệ sinh bề mặt ống.
7.1.3. Lắp đặt đường ống thải nước ngưng
Đây là một công tác đơn giản nhưng lại rất quan trọng, vì chỉ một sơ xuất nhỏ cũng có thể phá hỏng trần của một khu vục cũng như cham chập hệ thống điện. Các đường ống thoát nước ngưng là các đường ống nhựa PVC
Trình tự thi công như sau: + Lắp đặt giá treo, giá đỡ.
+ Lắp đặt ống nhưa PVC ( chú ý ông thuỷ chuẩn để nước độ dốc tối thiểu 1/100 cho ống nằm ngang) thải nước ngưng và phụ tùng kèm theo(côn, cút, tê..)
+ Từ các trục chính thoát nước ngưng bố trí các xiphông để tránh hơi độc, khí ôi nhiễm từ dưới theo đường ống đi vào các phòng.
+ Tiến hành thử kín độ nghiêng nước chảy sau khi lắp đặt xong. + Bảo ôn ống nhựa PVC và các khay nước ngưng.
+ Hoàn thiện chèn lỗ thi công.
7.1.4. Công tác gia công , lắp đặt đường ống gió lạnh( gió cấp, gió hồi, gió tươi)
Trình tự thi công như sau:
+ Gia công ống gió (tôn tráng kẽm 0.5 – 1.2 mm) + Chừa lỗ thi công.
+ Lắp đặt giá treo, giá đỡ.
+ Lắp đặt ống gió thành phẩm và phụ tùng. + Lắp đặt van điều chỉnh lưu lượng và cửa gió. + Căn chỉnh hoàn thiện đường ống.
+ Bảo ôn ngoài đường ống gió lạnh bằng bông thuỷ tinh dấy bạc dày 50mm có chỗ quan trọng bọc cách nhiệt dày tới 100 mm, giấy bạc 1 lớp,(chống ẩm, chống cháy và bức xạ nhiệt) bọc lớp ngoài bảo ôn.
+ Lắp cửa gió cấp, gió hồi cho các đường ống gió. + Hoàn thiện hệ thống đường ống gió lạnh.
+ Thử kín toàn bộđường ống gió lạnh 7.1.5. Công tác lắp đặt các dàn lạnh FCU
+ Xác định vị trí của FCU theo bản vẽ thi công và thực tế hiện trường. + Gia công giá treo, giá đỡ sau khi đo đac lấy dấu.
+ Lấy thước thuỷ chuẩn cho các vị trí đỡ dàn, dùng đệm cao su chống
+ Lắp đặt đường ống nước lạnh nối vào FCU (có van điện từ) bằng ống đồng. + Lắp khay nước ngưng nối ra ống thoát nứơc ngưng .
+ Bảo ôn ống nước lạnh nước lạnh, ống nước ngưng. + Nối ống gió vào miệng FCU.
+ Lắp thermostat điều khiển nhiệt độ cho các FCU.
7.1.6. Công tác lắp đặt tổ máy lạnh chính
Thiết bịđược đưa đến công trình và đê nguyên kiện trong thùng gỗ. Nếu không gian đặt máy bị hạn chế thì dùng hệ thống con lăn, kích, palăng để đưa máy vào vị trí lắp đặt. Hạn chế không để xảy ra va đập khi di chuyển máy vào vị trí nhằm đảm bảo an toàn cho máy và kết cấu xây dựng của toà nhà.
+ Lắp đặt hệ thống chống rung cho máy, sau khi căn chỉnh lấy thăng bằng cho máy bằng thước thuỷ chuẩn và xiết chặt các bulong chân thiết bị.
+ Nối thiết bị với các hệ thống đường ống qua các khớp nối mềm, van chặn. Riêng đối với ống nước còn lắp thêm lọc cặn cho đầu hút, van một chiều cho đầu đẩy.
+ Đấu tiếp đất sau đó đấu điện 3 pha vào máy.
7.1.7. Lắp đặt bơm nước, các loại quạt gió
Xác định chính xác lỗ bắt thiết bị( lấy theo kích thước máy thực tế hoặc cataloge hướng dẫn lắp đặt vận hành của nhà sản xuất, để thiết kế khung thép đỡ thiết bị.
+ Khung thép đỡ bơm làm bằng thép U100 đặt trên bộ giảm chấn lò xo.
+ Thiết bị được đưa đến công trình để nguyên đai kiện, Hạn chế không để xảy ra va đập khi chuyển máy nhằm đảm bảo an toàn cho thiết bị và kết cấu xây dựng.
+ Căn chỉnh lấy thăng bằng bằng thước thuỷ chuẩn và xiết các bulông của thiết bị. Đảm bảo độ chính xác tiêu chuẩn 1/1000.
+ Nối thiết bị với các hệ thống đường ống qua các khớp nối mềm, van chặn, bộ lọc cặn cho đầu hút, van 1 chiều cho đầu đẩy.
+ Đấu tiếp đất sau đó đấu điện 3 pha cho máy.
7.2. Vận hành hệ thống
+ Ấn nút Start: Quạt dàn ngưng khởi động để giải nhiệt cho dàn ngưng, sau khoảng 10 giây bơm nước lạnh hoạt động. Sau khi hệ thống bơm nước hoạt động ổn định (các van chặn nước trên đường ống đã mở thông, công tắc dòng chạy đóng tiếp điểm) khoảng 4-5 phút sau tổ máy lạnh thứ nhất chạy.
+ Để người vận hành tiện theo dõi trên bảng điều khiển có các đèn tín hiệu báo trạng thái làm việc của các quạt giải nhiệt của dàn ngưng, và các đèn tín hiệu báo lỗi khi máy lạnh chạy có sự cố (khi áp suất đẩy quá cao, áp suất đường hút quá thấp, hoặc dòng điện
tải của máy vượt quá mức cho phép, lúc này đèn báo lỗi sẽ sáng và hệ thống sẽ tự đông ngắt mạch, máy lạnh sẽ ngừng hoạt động. Ngoài ra trên bảng điều khiển còn có hệ thống đồng hồ chỉ thị giúp người vận hành theo dõi được điện áp, dòng điện của hệ thống máy lạnh, quạt tháp giải nhiệt.
+ Bảo vệ an toàn điện cho hệ thống: Hệ thống điện động lực cung cấp điện cho máy lạnh, quạt đựơc bảo vệ ngắn mạch bằng các automat phù hợp với công suất của từng thiết bị, ngoài ra còn có các rơle nhiệt bảo vệ khi các thiết bị này chạy quá dòng định mức. Các