CHƯƠNG 6: TỰ ĐỘNG HểA, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH
6.2. Điều khiển chiller và bơm nước lạnh
Do hệ thống sử dụng 3 chiller ta sẽ cài đặt chế độ khởi động cho từng chiller theo định kỳ để tổng thời gian hoạt động của 3 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 và 3 hoạt động.
Khi đó năng suất lạnh của 3 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 để đưa 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.
- Điều khiển mở hoàn toàn van motorized của bình bốc hơi.
- 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 ở đầu 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.
- 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 độ để 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 thứ 2 vào hoạt động. Và chiller mới sẽ được 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.
6.2.1. Điều khiển van By-pass
Hình 6.1. Sơ đồ điều khiển van Bypass.
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) sẽ được 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.
DPC-1: Cảm biến chênh áp. TV_1: Van Motorized.
- Khi chiller chính (lead) xác nhận đã khởi động và bất cứ khi nào hệ thống khởi động, thì hệ thống điều khiển CPC, sẽ điều 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 để điều khiển van by – pass mở để 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.
6.2.2. Điều khiển hệ thống tháp giải nhiệt.
1. 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.
2. 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.
3. 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 mở ở tốc độ nhỏ nhất và kích hoạt mạch điều khiển để gọi thêm tháp giải nhiệt.
4. Tốc độ quạt tháp sẽ được điều chỉnh để duy trì nhiệt độ nước mong muốn.
5. Khi các quạt đang chạy 50% tốc độ thì quạt thêm vào phải chạy cùng với tốc độ hiện hành các quạt đang chạy.
6. 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.
7. Thời gian trì hoãn mở/ tắt quạt là 5 phút.
8. Trình tự quạt tháp được xoay vòng 7 ngày dựa trên sự cân bằng thời gian chạy.
9. 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.