CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN QUÁ TRèNH ĐIỀU HềA KHễNG KHÍ TRÊN ĐỒ THI T-D TÍNH TOÁN NHIỆT VÀ CHỌN MÁY CHO KHÔNG GIAN ĐIỀU HềA
3.5. Lựa chọn các thiết bị chính của hệ thống
3.5.1. Máy làm lạnh nước (chiller)
03 tổ máy Chiller làm lạnh nước, giải nhiệt bằng nước với máy nén trục vít loại nửa kín truyền động trực tiếp.
- Máy làm lạnh nước giải nhiệt bằng nước do các hãng thiết bị điều hoà không khí nổi tiếng trên thế giới như CARRIER, TRANE, YORK... sản xuất năm 2008, mới 100%, lắp ráp hoàn chỉnh tại các nhà máy của Hoa Kỳ.
- Máy làm làm lạnh nước giải nhiệt bằng nước phải được thiết kế, chế tạo và kiểm tra theo tiêu chuẩn ASHRAE, ARI hoặc các tiêu chuẩn chất lượng khác tương đương.
- Máy làm làm lạnh nước giải nhiệt bằng nước phải được chế tạo nguyên cụm bao gồm khung, vỏ máy, động cơ điện, máy nén, dàn bay hơi, dàn ngưng tụ, tủ điện điều khiển cùng các thiết bị phụ trợ khác và đáp ứng được những đặc tính kỹ thuật do chủ đầu tư yêu cầu.
- Năng suất lạnh = 560 Tons.
- Công suất điện : ≤ 386 kW/h/bộ.
- Tác nhân lạnh R - 134a.
- Số vòng dịch độc lập: 02 vòng dịch
- Loại van tiết lưu là loại van tiết lưu điện tử - Kiểu máy nén loại trục vít (Screw Compressor)
- Loại động cơ máy nén là loại nửa kín (semi hermetic)
* Riêng với máy nén phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Máy nén trục vít nửa kín loại truyền động trực tiếp. Số vòng quay máy nén không được vượt quá 3000 vòng/phút để giảm tối đa độ rung khi máy hoạt động.
- Máy nén điều chỉnh công suất lạnh bằng van trượt, bơm dầu sử dụng độ chênh lệch áp suất môi chất lạnh.
- Máy nén được giải nhiệt bằng chính môi chất lạnh.
- Không chấp nhận máy nén hở vì khả nằng rò rỉ môi chất lạnh là rất lớn.
* Với dàn bay hơi và dàn ngưng tụ:
- Bình bay hơi và bình ngưng tụ phải được chế tạo theo tiêu chuẩn an toàn cho thiết bị cơ điện ANSI/ASHRAE 15 hộp nước phải được thiết kế làm việc ở áp suất 150 psig theo kiểu mặt bích và đệm lót tạo sự dễ ràng cho việc tháo lắp vệ sinh ống.
Hộp nước phải là ống có rãnh tiện cho việc kết nối với mặt bích tại công trường.
- Ống truyền nhiệt phải là ống đồng trơn nhằm giảm vệ sinh ống và không có mối nối ống. Bề dày danh nghĩa của ống truyền nhiệt của bình ngưng tụ là 0.35 inch.
- Ống truyền nhiệt trong dàn bay hơi và dàn ngưng tụ phải là loại tăng cường truyền nhiệt bên trong bằng cánh tản nhiệt nhằm làm tăng hiệu suất làm việc của chiller. Bề dày danh nghĩa của ống truyền nhiệt trong bình bay hơi phải là 0.28 inch.
- Máy phải có các thiết bị giúp đáp ứng tốt , chính xác nhu cầu giảm tải mang tính hiệu quả cao và hiện đại.
- Cách nhiệt được bọc tại nhà máy có chiều dày 3/4 inch với hệ số k = 0.28 và phải bọc tất cả các bề mặt có nhiệt độ thấp bao gồm: Bình bay hơi, hộp nước, đường hút và động cơ.
- Bình bay hơi được trang bị hệ thống xả khí và nước ngưng.
* Đối với bộ điều khiển:
- Bộ điều khiển phải được thiết kế gắn trên máy và được kiểm tra khi xuất xưởng.
- Bộ điều khiển vi xử lý phải có đầy đủ các tính năng sau đây:
+ Khởi động tắt máy
+ Điều khiển nhiệt độ, nhiệt độ nước lạnh ra khỏi chiller.
+ Điều khiển hoạt động của máy nén.
+ Điều khiển van tiết lưu điện tử.
+ Điều khiển giảm tại theo chế độ vô cấp chính xác theo tải lạnh thực tế.
+ Điều khiển quạt, dàn ngưng hoạt động theo thứ tự, phù hợp với hoạt động giảm tải của máy nén.
- Bộ vi xử lý phải có khả năng bảo vệ thiết bị trong điều kiện hoạt động không bình thường như áp suất môi chất lạnh thấp, áp suất dàn ngưng cao, dòng điện động cơ bị quá tải, mất nước trong hệ thống, dàn bay hơi bị đóng băng, thất thoát môi chất lạnh, áp suất môi chất lạnh quá cao hoặc quá thấp, mất pha lệch pha, ngược pha.
- Bộ điều khiển còn phải hiện thị được các thông số hoạt động của thiết bị, cài đặt được chế độ hoạt động theo yêu cầu của người sử dụng.
- Ngoài ra bộ điều khiển còn phải lưu được 15 chế độ hoạt động khác nhau.
* Tôi chọn :
- 03 tổ máy Chiller làm lạnh nước, giải nhiệt bằng nước với máy nén trục vít, bán kín.
- Hãng TRANE sản xuất tại chính quốc (USA), sản xuất năm 2008 mới 100%.
- Thoả mãn các tiêu chuẩn chất lượng Quốc tế và các tiêu chuẩn về điều hoà và làm lạnh : ISO 9002, EN 29002, BS 5750 PART2, ANSI/ASQCQ92, ASHRAE, ARI.
Các thông số và đặc tính kỹ thuật cơ bản : - Mã hiệu (model) của máy: RTHD C1D5E4.
- Năng suất lạnh: 560 tons.
- Công suất điện: 374,08 kW.
- Tác nhân lạnh: R134a.
- Nhiệt độ nước lạnh vào máy: 120C.
- Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi máy: 70C.
- Lưu lượng nước lạnh: 363,8/s.
- Số lượng ống tuần hoàn môi chất tại bình ngưng: 02 vòng.
- Số lượng ống tuần hoàn môi chất tại bình bay hơi: 03 vòng.
- Chỉ số điện năng tiêu thụ 0,668 KW điện/ tons lạnh.
Máy nén:
+ Máy nén trục vít, bán kín
+ Số lượng máy nén của 01tổ máy Chiller: 03
Đối với máy lạnh mang nhãn hiệu TRANE ưu điểm nổi bật đầu tiên là công nghệ này đều do chính hãng nghiên cứu chế tạo ra. Chính vì lý do đó mà hiện nay nhãn hiệu TRANE đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới, trong những năm qua có khoảng 70.000 máy lạnh TRANE được cung cấp cho thị trường. Hiện nay có rất nhiều dự án đang sử dụng máy lạnh do hãng TRANE sản xuất chế tạo. Máy lạnh
chiller RTHD C1D5E4 (TRANE)
trung tâm TRANE (Chiller) với máy nén (Screw) trục vít kiểu nửa kín có nhiều ưu điểm hơn máy nén hở ví như nó không làm dầu máy, tác nhân lạnh thoát ra ngoài.
Ngoài khả năng không bị rò rỉ dầu và môi chất lạnh tại các trục động cơ và máy nén mà nó còn có ưu điểm không tiêu tốn điện năng và thiết bị thông gió cho phòng máy do Chiller có thể làm việc trong phòng khi nhiệt độ phòng lên đến 60oC-70 oC.
Với những máy lạnh khác việc khắc phục tình trạng rò rỉ dầu máy và môi chất lạnh là hết sức phức tạp ngoài ra còn phải có phương án để đảm bảo cho máy hoạt động tốt trong điều kiện môi trường khắc nghiệt như phải thông thoáng tự nhiên cũng như dùng các biện pháp thông gió cưỡng bức. Máy nén kiểu nửa kín cho phép sửa chữa khi cần thiết, đồng thời đảm bảo vệ sinh phòng máy.
Với kiểu truyền động trực tiếp không qua bánh răng có độ tin cậy rất cao và bền hơn hẳn các máy dùng truyền động không trực tiếp bằng bánh răng thông thường. Từ những ưu điểm đó chúng ta dễ dàng nhận thấy việc sử dụng máy nén với kiểu truyền động trực tiếp sẽ hạn chế nhiều việc bảo dưỡng cho động cơ và có thể tăng hiệu suất làm việc của máy nén.
Động cơ được giải nhiệt bằng chính môi chất lạnh, đảm bảo điều kiện nhiệt độ hoạt động của động cơ luôn được duy trì ở mức thấp nhất, ổn định nhất, tuổi thọ cao nhất.
Động cơ máy nén của hãng TRANE có số vòng quay thấp hơn 3000 vòng/phút ở 50Hz và chính vì thế mà độ ồn do máy lạnh TRANE gây ra là rất thấp và việc thiết kế thêm các hạng mục phục vụ cho việc giảm chấn sẽ đơn giản hơn nhiều và không làm ảnh hưởng đến kết cấu của công trình. Nhờ đó tuổi thọ của máy nén cao hơn các máy của hãng khác. Máy nén có ít chi tiết chuyển động và hoạt động với hiệu suất tiêu thụ điện thấp nhằm tiết kiệm điện năng cho người sử dụng.
Máy nén TRANE điều chỉnh công suất lạnh rất linh hoạt bằng van trượt, bơm dầu sử dụng bằng cách tận dụng sự chênh lệch áp suất môi chất lạnh.
Máy lạnh TRANE có hai chu trình gas lạnh và được trang bị đầy đủ các van an toàn để bảo vệ áp suất cao, bảo vệ áp suất thấp, bảo vệ quá nhiệt, bảo vệ quá dòng máy nén cho mỗi chu trình gas lạnh. Máy nén được tự làm mát bằng hơi gas hồi về vừa tận dụng nhiệt của môi chất lạnh.
Motor của máy lạnh trung tâm sử dụng hệ thống điện 3 pha 380V -415V- 50Hz sử dụng phương pháp khởi động mềm có tốc độ vòng quay thấp, đảm bao an toàn cho máy lạnh trung tâm và các thiết điện khác của hệ thống điện không để xẩy ra tình trạng sụt áp các thiết bị điện khác trong gian máy, giúp các thiết bị khác làm việc an toàn và hiệu quả.
Máy nén trane có van tiết lưu điện tử và van trượt giúp máy có khả năng giảm tải đều vô cấp từ 100% đến 15%.
Bình bay hơi - làm lạnh:
Máy lạnh trung tâm của hãng TRANE gồm các thiết bị được chế tạo đạt các tiêu chuẩn về an toàn của MỸ như tiêu chuẩn ANSI, tiêu chuẩn ASHRAE15. Bình bay hơi và làm lạnh cũng vậy đều được chế tạo theo các tiêu chuẩn rất nghiêm ngặt của Hoa Kỳ. Các ống môi chất đi trong bình bay hơi đều được thiết kế chế tạo sao cho không có mối nối trong suốt chiều dài ống, và đều được chế tạo bằng ống đồng đạt các chỉ tiêu về cường độ áp suất khi làm việc. Tất cả các chi tiết của bình bay hơi đều được mạ kẽm và sơn cách nhiệt để chống lại sự ăn mòn. Nguyên tắc của bình bay hơi là môi chất lạnh (GAS) đi trong ống còn chất tải lạnh đi bên ngoài ống.
Bình bay hơi được thiết kế thuận tiện cho việc bảo trì, bảo hành và vệ sinh trong quá trình làm việc. Vì phải làm việc ở áp suất cao nên hộp nước được thiết kế có thể chịu được làm việc ở áp suất 150Psig. Hộp nước được thiết kế theo kiểu mặt bích và đệm lót vì vậy việc vệ sinh đường ống là rất thuận tiện.
Việc bảo ôn bình bay hơi cũng là một yêu cầu tất yếu vì vậy đội ngũ kỹ thuật của hãng TRANE đã nghiên cứu và đưa ra phương án sử dụng các lớp foam hoá chất Polyvinyl chloride bên ngoài vỏ bình để bảo ôn, việc sử dụng hoá chất Polyvinyl chloride bên ngoài đảm bảo không để xảy ra hiện tượng đọng sương chính vì thế mà tránh được tổn thất nhiệt cho chất tải lạnh(nước lạnh) và tiết kiện được chi phí vận hành cho hệ thống.
Trong bình bay hơi có hai chu trình môi chất lạnh đi qua bình, hai chu trình
môi chất lạnh này hoàn toàn độc lập với nhau.
+ Áp suất tối đa trong khoang môi chất: 1517 kPa + Áp suất tối đa trong khoang nước lạnh: 2068 kPa
+ Kích thước ống nước lạnh vào và ra khỏi máy: 250 + Số chu trình môi chất lạnh đi qua bình: 2
Bình ngưng tụ:
Sau khi chế tạo bình ngưng tụ sẽ được thử kín tại nhà máy đảm bảo áp suất làm việc tối đa của môi chất lạnh tới 220psig, áp suất nước tối đa chịu được lên tới 150 psig (theo tiêu chuẩn ASME Code của Hoa Kỳ). Đối với bình ngưng tụ các dàn trao đổi nhiệt cũng được thiết kế bằng các ống đồng trơn dài liên tục để không có mối nối. Bình ngưng tụ của máy lạnh TRANE được thiết kế rất gọn và có thể dễ dàng cho việc làm vệ sinh ống cũng như đảm bảo các ống đồng khi làm việc một cách tốt nhất.
+ Thể tích chứa nước của khoang nước làm mát: 121,26lít + Áp suất tối đa trong khoang ngưng tụ môi chất: 1517 kPa + Áp suất tối đa trong khoang nước làm mát: 2068 kPa + Kích thước ống nước vào và ra khỏi máy: 250
Tổ máy Chiller RTHD C1D5E4 là loại máy Chiller vào loại hiện đại nhất hiện nay, nó được thiết kế cho cả hiện tại và tương lai, có rất nhiều ưu điểm:
- Do rất gọn nhẹ nên khi lắp đặt có thể đưa vào phòng máy dễ dàng với kích thước cửa đi tiêu chuẩn.
- Do dùng môi chất HFC - 134a (R134a) là loại môi chất không gây phá huỷ tầng ôzôn rất phù hợp với các công ước Quốc tế về bảo vệ môi trường mà Chính phủ CHXHCNVN tham gia ký kết.
Dùng môi chất R134a còn có ưu điểm nổi bật nữa là giúp cho máy nén và các thiết bị khác (bình bay hơi, bình ngưng tụ v.v...) làm việc ở chế độ áp suất thấp hơn khá nhiều so với dùng môi chất truyền thống R22 (áp suất nén thấp hơn ~ 7Kg/cm2, áp suất hút thấp hơn ~ 2Kg/cm2) do đó tăng tuổi thọ của máy.
- Dùng máy nén kiểu trục vít là thế hệ máy nén hiện đại nhất hiện nay, nó chỉ gồm các bộ phận chuyển động quay tròn, không có các bộ phận chuyển động tịnh tiến như máy nén pít tông nên ít ma sát, giảm ồn và tăng tuổi thọ và tính ổn định lên rất nhiều, rất hiếm khi xẩy ra sự cố.
- Mỗi tổ máy RTHD C1D5E4 có hai máy nén được lắp ráp trong nội bộ tổ máy thành 2 chu trình làm lạnh độc lập nên tăng được số cấp điều chỉnh công suất.
- Toàn bộ các bộ phận chính cùng các linh phụ kiện thuộc phần cơ, điện, điều khiển, điều chỉnh, vận hành và bảo vệ an toàn máy đã được lắp ráp sẵn và kiểm tra, thử nghiệm kỹ tại xưởng chế tạo của nhà sản xuất tại chính quốc nên đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao, đồng thời rất đơn giản và thuận tiện khi lắp đặt tại công trình.
- Máy lạnh TRANE đạt chứng chỉ Quốc tế ISO 9002. Được vận hành với hiệu suất nhiệt rất cao, thoả mãn tiêu chuẩn của ASHRAE (Hiệp hội sưởi ấm và làm lạnh Mỹ) và CSA (Hiệp hội tiêu chuẩn Canada) kể cả ở chế độ vận hành một phần hoặc vận hành 100% công suất. Bởi vậy rất tiết kiệm điện năng và chi phí vận hành.
- Nó cũng được kiểm tra và đánh giá của Viện kỹ thuật lạnh và điều hoà Mỹ (ARI)
- Việc điều khiển, điều chỉnh công suất theo mức độ sử dụng thực tế (mức tải nhiệt thực tế) hoàn toàn tự động.
Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi máy có thể điều khiển khống chế chính xác.
Nhiệt độ nước vào cũng được kiểm soát liên tục để chống quá tải.
- Nó được trang bị 01 bộ thiết bị kiểm tra có màn hình hiện số giúp người vận hành kiểm tra được chính xác các thông số vận hành như áp suất nén, áp suất hút, nhiệt độ nén, nhiệt độ hút ..