CHƯƠNG 6: TỰ ĐỘNG HểA, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH
6.1. Chức năng nhiệm vụ của hệ thống điều khiển
Chức năng quan trọng nhất của hệ thống điều hoà không khí là duy trì các thông số khí hậu trong phạm vi nào đó không phụ thuộc vào điều kiện môi trường xung quanh và sự thay đổi của phụ tải.
Hệ thống điều khiển có chức năng nhận các tín hiệu thay đổi của môi trương và phụ tải để tác động lên hệ thống thiết bị nhằm duy trì và giữa ổn định các thông số khí hậu trong không gian điều hoà không phụ thuộc vào điều kiện khí hậu bên ngoài và phụ tải bên trong.
Các thông số cơ bản cần duy trì là: nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng.
Trong các thông số trên, thông số nhiệt độ là quan trong nhất.
Ngoài chức năng đảm bảo các thông số vi khí hậu trong phòng, hệ thống còn có tác dụng bảo vệ an toàn cho hệ thống, ngăn ngừa các sự cố có thể xảy ra; đảm bảo cho hệ thống hiệu quả và kinh tế nhất; giảm chi phí vận hành của công nhân.
6.1.1. Hệ thống điều khiển.
Hệ thống điều khiển của máy lạnh trung tâm Water chiller do hãng TRANE sản xuất với việc sử dụng công nghệ máy nén trục vít truyền động trực tiếp được điều khiển bằng van điện tử đảm bảo dải công suất hoạt động rộng và độ chính xác cao.
- Các thiết bị điều khiển được gắn trực tiếp trên máy để dễ dàng cho việc vận hành và được kiểm tra rất kỹ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật của Hoa Kỳ.
- Bộ điều khiển vi xử lý có thể hiển thị các thông số hoạt động của thiết bị, cài đặt được các chế độ hoạt động theo yêu cầu của người sử dụng như sau :
* Khởi động và tắt máy
* Điều khiển nhiệt độ, nhiệt độ nước lạnh ra khỏi Chiller
* Điều khiển hoạt động của máy nén
* Điều khiển song song hai Chiller, tự động điều chỉnh mức tải thích hợp lên cặp Chiller một cách tuần tự
* Chuyển mạch điều khiển : Tại chỗ/ Tắt / Từ xa (Local/off/Remote)
* Giới hạn tốc độ làm lạnh trong dải có thể đặt được từ : 0,1oC-1oC/phút khi máy bắt đầu chạy.
* Cấu hình hệ thống điều khiển hiển thị các thông số của tổ máy làm lạnh và giải nhiệt nước bao gồm các bảng điều khiển và các nút ấn trên màn hình hiển thị LCD. Các nút ấn như đặt nhiệt độ nước vào, nhiệt độ nước ra của bình bay hơi và bình ngưng tụ, có thể điều khiển chính xác nhiệt độ nước đến 0,28oC cho dòng lưu lượng chảy qua thay đổi tới 10% mỗi phút.
* Có thể điều chỉnh công suất của Chiller tuỳ theo tải lạnh của công trình, khả năng điều chỉnh tải của Chiller rthd-c1-d5-e4 của hãng trane là vô cấp từ 20% - 100%, độ lớn giữa các mức điều chỉnh không vượt quá 10% tải định mức.
* Điều khiển van tiết lưu điện tử
* Chế độ vận hành, bao gồm chạy lạnh bình thường và chạy đá
* Đặt nhiệt độ nước vào/ ra
* Tải đang hoạt động và điểm đặt giới hạn trạng thái.
* Dòng điện trung bình
* Nhiệt độ không khí bên ngoài
* Hẹn giờ bật tắt máy lạnh
* Kiểm tra áp suất, nhiệt độ làm việc của bơm và nước giải nhiệt
* Tự động khởi động lại máy sau khi tắt nguồn
* Ghi lại và kiểm tra thời gian chạy của máy
* Kiểm tra bơm nước lạnh
* Kiểm tra và bảo vệ an toàn trong lúc máy làm việc
* Có khả năng kết nối thông tin cần xử lý về mạng trung tâm điều khiển.
* Báo cáo thông tin về tình trạng của máy nén, bình bay hơi, bình ngưng tụ bao gồm các thông số hoạt động đồng thời và độc lập như nhiệt độ nước và không khí, mức độ môi chất lạnh và nhiệt độ, áp suất dầu, tình trạng công tắc dòng, máy nén khởi động và thời gian chạy.
* Sau mỗi lần bật tắt, phải sau năm phút Chiller mới cho phép khởi động trở lại và điều khiển nhiệt độ nước.
* Trên màn hình tinh thể lỏng có các nút ấn điều khiển các thông số kỹ thuật và các nút ấn lựa chọn các chế độ chạy máy, giúp người vận hành có thể điều khiển máy lạnh trung tâm từ xa.
Các nút ấn điều khiển bao gồm các chức năng như sau :
Trung tâm điều khiển của các máy thuộc trane là một bộ Vi Xử Lý được thiết kế để điều khiển dòng chất lỏng( môi chất) trong các máy chiller. Bộ Vi Xử lí được trang bị sẵn một phần điều khiển logic để nhận và đưa tín hiệu điều khiển nhiệt độ dòng môi chất, đảm bảo độ an toàn cho hệ thống, hiển thị trạng thái của hệ thống, và lập trình các kế hoạch làm việc hàng ngày.... Hệ thống điều khiển trung tâm bao gồm 4 bộ phận chính : 1) Bảng mạch vi xử lí ; 2) Máy biến áp; 3) Màn hình
; 4) Các phím ấn. Các phím ấn cho phép người sử dụng có thể lập trình , đặt điểm làm việc , áp suất, nhiệt độ và một số thông tin mặc định khác.
Việc đặt lại nhiệt độ nước lạnh , chu trình điều khiển từ xa, giới hạn yêu cầu có thể được thực hiện bởi một số nút.
Có thể kiểm tra kết quả trên màn hình trạng thái của tất cả các chuyển mạch, cảm biến, máy nén trước khi khởi động Chiller.
6.1.2. Hệ thống màn hình hiển thị thông số máy.
Hệ thống màn hình hiển thị thông số của bộ điều khiển máy lạnh TRANE được thiết kế rất thích hợp cho người sử dụng, màn hình tinh thể lỏng LED hiển thị được hơn 120 ký tự có các hệ thống đèn báo các chế độ hoạt động khác nhau để dễ dàng cho người sử dụng vận hành. Việc sử dụng cong nghệ màn hình tinh thể lỏng đã khắc phục được nhiều các nhược điểm của máy lạnh TRANE vì nó giúp cho việc vận hành hoạt động được đa dạng linh hoạt thông qua đó giúp cho người sử dụng có thể biết được các sự cố trong quá trình chạy máy tránh được những hư hỏng cần thiết.
Màn hình hiển thị tinh thể lỏng LED hiển thị tất cả các thông số hoạt động cũng như các thông số kỹ thuật của hệ thống:
* Hiển thị chế độ khơi động, chạy đà, chạy bình thường.
* Các thông số của bình bay hơi như nhiệt độ nước vào, nhiệt độ nước ra khỏi bình bay hơi
* Các thông số của bình ngưng như nhiệt độ nước vào, nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng
* Nhiệt độ nước vào và ra của Chiller theo chế độ cài đặt của người sử dụng
* Trạng thái hoạt động của máy, % tải đang hoạt động
* Dòng điện trung bình
* Nhiệt độ không khí bên ngoài
* Hẹn giờ bật tắt máy lạnh
* Kiểm tra áp suất, nhiệt độ làm việc của bơm và nước giải nhiệt
* Tự động khởi động lại máy sau khi tắt nguồn
* Ghi lại và kiểm tra thời gian chạy của máy
* Kiểm tra bơm nước lạnh
* Kiểm tra và bảo vệ an toàn trong lúc máy làm việc
* Có khả năng kết nối thông tin cần xử lý về mạng trung tâm điều khiển.
* Hiển thị các thông tin về tình trạng của máy nén, bình bay hơi, bình ngưng tụ bao gồm các thông số hoạt động đồng thời và độc lập như nhiệt độ nước và không khí, mức độ môi chất lạnh và nhiệt độ, áp suất dầu, tình trạng công tắc dòng, máy nén khởi động và thời gian chạy.
* Điều khiển song song hai Chiller, tự động điều chỉnh mức tải thích hợp lên cặp Chiller một cách tuần tự
* Khi Chiller có sự cố thì hệ thống sẽ tự động hiển thị và cảnh báo và đồng thời hiện lên các mã baó các nguyên nhân của sự cố, đồng thời lưu giữ lại các sự kiện cùng với thời điểm xẩy ra sự kiện vào bộ nhớ
* Trên màn hình tinh thể lỏng của Panel điều khiển Chiller có các menu như Main, Report, Settings và các chế độ tự động, Stop. Từ các menu trên ta có thể kiểm tra và hiển thị các thông số như chuyển mạch, cảm biến, biến trở, máy nén trước khi khởi động Chiller và các thông số trên sau khi Chiller ngừng hoạt động.
Từ menu Report ta có thể in ra các băng giấy về đồ thị hoạt động của máy, các thông số hoạt động của máy như là số giờ chạy, các lỗi mà máy mắc phải (nếu có) trong quá trình hoạt động...
Từ menu Settings ta có thể cài đặt lại chế độ hoạt động của máy, các thông số của các chế độ vận hành của máy như nhiệt độ nước vào/ra bình bay hơi, nhiệt độ nước vào ra bình ngưng tụ, chế độ vận hành của hệ thống và chế độ quick test.
Có thể kiểm tra và hiển thị kết quả trên màn hình trạng thái của tất cả các chuyển mạch, cảm biến, máy nén trước khi khởi động Chiller.
Màn hình tinh thể lỏng hiển thị các thông số làm việc của hệ thống : Nhiệt độ nước lạnh vào/ ra bình bay hơi của Chiller, nhiệt độ nước giải nhiệt vào ra binh ngưng của Chiller, trạng thái hệ thống như nhiệt độ, áp suất, các điểm đặt chế độ hoạt động của Chiller, thời gian . Hiển thị tự động các cảnh báo với các nguyên nhân báo động. Đồng thời lưu giữ các sự kiện xẩy ra vào bộ nhớ, làm thuận lợi công tác quản lý và vận hành hệ thống.
6.1.3. Hệ thống bảo vệ.
Bộ điều khiển vi xử lý của Chiller được thiết kế có thể liên tục giám sát tình trạng hoạt động của hệ thống và được trang bị một chế độ cảnh báo và bảo vệ các thiết bị của hệ thông rất hiện đại, phối hợp với các thiết bị khác như các loại van, bơm... để bảo vệ hệ thống ở tất cả các tình huống như:
* Áp suất dầu thấp
* Điện áp giữa các pha không cân bằng
* Dòng điện bị dò
* Quá nhiệt máy nén
* Áp suất quá cao hoặc quá thấp
* Mất gas hoặc rò gas
* Ngược chiều quay máy nén
* Nhiệt độ Chiller thấp
* Máy chạy quá tải
* Mất pha hoặc ngược pha
* Mất lưu lượng nước.
Máy Lạnh TRANE cũng có khả năng kết nối với hệ thống điều khiển của toà nhà (BMS) thông qua các cổng kết nối. Khi có sự cố thì ngoài khả năng cảnh báo và hiển thị của mỗi Chilller thì phòng điều khiển chung của toà nhà cũng có thể phát
hiện và thôgn báo, từ đó để có thể có biện pháp xử lý kịp thời. Đồng thời thu thập các thông tin về tình trạng hoạt động của các bơm nước, AHU, FCU... để xử lý, điều khiển, lưu trữ hoặc kết nối với các hệ thống điều khiển chung của BMS và có thể thông qua cổng Internet để kết nối với mạng toàn cầu của hãng TRANE.
6.1.4. Van tiết lưu.
Hãng TRANE sử dụng van điện từ để sử dụng làm van tiết lưu cho máy lạnh của hãng: Với việc sử dụng van điện từ nó mang lại những ưu điển nổi bật như:
* Tối ưu hoá quá trình điều tiết gas, khả năng điều khiển linh hoạt, chi phí bảo dưỡng định kỳ rất thấp.
* Đáp ứng tốt nhất, nhanh nhất cho nhu cầu giảm tải cho máy.
* Hoạt động chính xác, độ tin cậy cao.
* Độ bền và tính năng hơn hẳn các loại van tiết lưu nhiệt hay float valve thông thường.
6.1.5. Chế độ làm việc, nguồn điện sử dụng và các trang bị khác cho hệ máy lạnh TRANE.
Các Chiller thông thường khác sau khi hoạt động qua một ngày làm việc nhiệt độ nước trong đường ống vào bình bay hơi thường tăng lên lớn hơn 12oC. Với Chiller RTHD-C1-D5-E4 của TRANE thì đã được khắc phục nhược điểm này và nó không ảnh hưởng đến khả năng khởi động, vì Chiller RTHD-C1-D5-E4 của TRANE có khả năng khởi động với nhiệt độ nước vào bình bay hơi tới 35oC.
Nguồn điện động lực và nguồn điện điều khiển được lấy từ nguồn điện 380V/3P/50Hz và 220V/1P/50Hz
Chiller của hãng TRANE khởi động linh hoạt bằng cả hai chế độ khởi động mềm hoặc khởi động sao tam giác. Tuy nhiên Chiller có sẵn bộ khởi động mềm với nhiều tính năng ưu việt hơn hẳn kiểu khởi động truyền thống là khởi động sao tam giác. Kiểu khởi động mềm có tốc độ khởi động thấp, vòng quay của máy nén nhỏ nên hệ số an toàn của máy lạnh trung tâm cao, đồng thời đảm bảo các thiết bị khác an toàn hơn và không bị ảnh hưởng mỗi khi Chiller khởi động
* Điều khiển linh hoạt nhiều Chiller : Hệ thống điều khiển có thể điều khiển được 02 Chiller hoạt động song song trong hệ thống 02 Chiller đơn.
* Máy nén được trang bị tiêu âm cung cấp và lắp ráp đồng bộ tại nhà máy sản xuất thiết bị của chính hãng.
* Bộ chống rung : Bộ giảm chấn được cung cấp đồng bộ với thiết bị Chiller
* Bảng hiển thị mở rộng : Hệ thống được trang bị thêm bảng hiển thị mở rộng có thể đưa đi xa các thông số hiển thị của thiết bị làm việc
* Cảm biến nhiệt độ : Có cảm biến cho bộ vi xử lý đặt lại nhiệt độ nước ra vào Chiller theo nhiệt độ môi trường.
* Điều khiển tải lạnh tối thiểu : Hệ thống được trang bị và lắp đặt tại nhà máy bộ điều khiển khả năng giảm tải tới 10% tải định mức.