Chương 1: Tổng quan về đối tượng công nghệ 1.Sơ lược về công nghệ và hệ thống.1 Khái quát về hệ thống chiller.1 Khái quát về chiller. Chiller là loại máy phát sinh ra nguồn lạnh để làm lạnh các đồ vật, thực phẩm. Ở máy lạnh người ta luôn thấy 1 nguồn lạnh và 1 nguồn nóng hơn môi trường xung quanh dù chạy với nguyên lý nào. Thực ra máy lạnh cũng là máy bơm nhiệt.
Tùy theo mục đích sử dụng mà người ta gọi cho thích hợp. Ở máy lạnh nguồn lạnh được sử dụng là mục đích chính, trong khi máy bơm nhiệt, nguồn nóng chủ yếu phục vụ chính cho nhu cầu. Nhiều trường hợp thuận lợi ta có thể thiết kế sử dụng cả hai nguồn nóng và lạnh, tiết kiệm được rất nhiều năng lượng. là máy sản xuất nước lạnh dùng trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm, sử dụng nước là chất tải lạnh.
Nước sẽ được làm lạnh qua bình bốc hơi (thường vào 12 độ và ra 7 độ). Thực chất máy chiller gồm 4 thiết bị chính của chu trình nhiệt căn bản là máy nén, van tiết lưu, thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi. Ngoài ra có thêm 1 số thiết bị khác. Thường thì chiller được sản xuất nguyện cụm không tách rời.
Chiller phải đạt tiêu chuẩn theo ARI.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP 1.2 Khái quát về hệ thống làm lạnh nước bằng chiller. Các thiết bị gồm có: - Cụm máy lạnh Chiller. - Tháp giải nhiệt ( nếu sử dụng TBNT là nước ). - Bơm nước giải nhiệt, bơm nước lạnh.
- Dàn lạnh FCU hay AHU. - Bình giãn nở. *)Cụm máy chiller: - Máy nén lạnh(N). - Dàn ngưng tụ(NT).COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Hình 1: Chu trình lạnh Hình 2: sơ đồ khối cơ bản của hệ thống -1-2 : máy nén nén hơi môi chất có nhiệt độ thấp (t o), áp suất thấp(po) lên nhiệt độ cao (tk), áp suất cao (pk).
- 2-3: hơi môi chất có nhiệt độ cao(tk), áp suất cao(pk) ngưng tụ trên dàn ngưng thành trạng thái lỏng sôi. - 3-4: Môi chất tiết lưu đẳng entanpi xuống áp suất thấp po. - 4-1: Môi chất qua dàn bay hơi, nhận nhiệt từ nước hóa hơi đi vào máy nén. *) Tháp giải nhiệt: Tháp giải nhiệt là một thiết bị được sử dụng để giảm nhiệt độ của dòng nước bằng cách trích nhiệt từ nước và thải ra khí quyển.
Tháp giải nhiệt tận dụng sự bay hơi nhờ đó nước được bay hơi vào không khí và thải ra khí quyển. Kết quả là, phần nước còn lại được làm mát đáng kể. Tháp giải nhiệt có thể làm giảm nhiệt độ của nước thấp hơn so với các thiết bị chỉ sử dụng không khí để loại bỏ nhiệt, như là bộ tản nhiệt của ô tô, EBOOKBKMT.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP và do đó sử dụng tháp giải nhiệt mang lại hiệu quả cao hơn về mặt năng lượng và chi phí. *) Dàn lạnh FCU hoặc AHU.
Đúng như tên gọi thì cấu tạo cơ bản của FCU gồm có Quạt - Fan và Dàn ống - Coil, trong một số trường hợp có thêm bộ sấy điện (heater) nhưng cũng rất hạn chế với điều kiện VN mình. Đây là một thiết bị xử lý không khí cơ bản, công suất thường khá nhỏ, nếu tớ nhớ không nhầm thì có từ 2kW đến 20kW (có thể khác biệt theo từng hãng). FCU có đầy đủ các kiểu như Cassette thổi tròn / 4 hướng / 1 hướng, Áp tường / trần, Giấu tường / trần , Treo tường, Âm trần nối ống gió. AHU(Air-Handling Unit): Thiết bị xử lý không khí.
Cấu tạo của AHU phức tạp hơn FCU rất nhiều, thường là chia làm nhiều module: hộp hòa trộn, bộ lọc không khí, bộ gia nhiệt sơ cấp, dàn ống, bộ gia nhiệt thứ cấp, quạt ly tâm. tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng mà lắp đặt bao nhiêu thiết bị. Công suất của AHU rất lớn, tối thiểu là 30kW (ấy là theo tớ biết) và chỉ có thể là nối ống gió dẫn tới các miệng phân phối gió mà thôi.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Trong một số tài liệu, người ta coi FCU là AHU loại nhỏ được dùng để cấp lạnh cho một khu vực nhỏ. Kiểu phân loại này chỉ đúng về mặt cấu tạo và phạm vi sử dụng.
Để phân biệt được FCU và AHU cần phải căn cứ vào cấu tạo và công suất lạnh. Ranh giới về cấu tạo có thể là mong manh, nhưng về công suất lạnh thì có thể nhận biết được đặc biệt rõ ràng. Nguyên lý hoạt động của hệ thống làm lạnh nước bằng chiller: -Máy nén hút hơi môi chất để duy trì áp suất bay hơi không đổi trong TBBH rồi nén hơi môi chất lên áp suất cao và nhiệt độ cao. Sau đó đưa vào TBNT để ngưng tụ thành lỏng, qua van tiết lưu hạ áp suất và nhiệt độ môi chất lạnh xuống nhiệt độ to để làm lạnh nước.
- Nước lạnh được bơm đưa đến các FCU để làm lạnh không khí trong phòng. Nước lạnh sau khi trao đổi nhiệt sẽ nóng lên rồi quay về TBBH để được làm lạnh. - Môi chất sau khi đi qua máy nén qua thiết bị ngưng tụ sẽ trao đổi nhiệt nóng với nước. Nước giải nhiệt sau khi nhận nhiệt sẽ đi vào tháp giải nhiệt để hạ nhiệt độ sau đó tuần hoàn trở lại dàn ngưng tụ.2 Phân loại lựa chọn hệ thống chiller.
Việc phân loại chiller có nhiều cách: + Như theo máy nén (Piston, trục vít, xoắn ốc,. - Máy nén piston: Máy nén kiểu kín: EBOOKBKMT.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Máy nén kiểu hở: Khi máy hoạt động piston sẽ được điều khiển bởi trục khuỷu thông qua thanh truyền , ở phía trên xilanh sẽ là một van hút và một van xả. Trong một máy nén khí thường có từ 1 đến sáu xilanh trong đó được gọi là cụm xilanh. Khi van hút mở ra tại một thời điểm thì piston chuyển về phía trung tâm chêt dưới thể tích xilanh tăng do đó hơi chảy vào xilanh.
Do có sự khác biệt về áp suất giữa bên trong xilanh và áp suất dòng hút nên van mở mở ra và bứt đầu quá trình hút.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Tại điểm 2 áp suất trong xilanh lớn hơn so với áp suất của dòng chảy khiến cho van xả mở ra cho phép khí thoát ra ngoài xilanh đồng thời kết thúc quá trình nạp khí. Thể tích tiếp tục giảm ở điểm 3 , duy trì đủ một sự khác biệt áp suất để cho van xả luôn mở. Cũng tại thời điểm 3 này piston đã lên đến điểm chết trên và đảo ngược hướng. Ở điểm chết trên piston đến một điểm dừng hoàn chỉnh trước khi đổi chiều áp suất qua van là tương đương do đó các van xả đóng lại.
Khi piston chuyển về điểm 4 tăng thể tích và giảm áp suất trong xilanh , khi áp suất trong xilanh giảm thì sẽ thấp hơn so với áp suất của dòng hút và van nạp khí lại được mở và tiếp tục quá trình nạp khí. Chu kỳ sẽ được lặp lại tuần hoàn. Về cơ bản máy nén khí piston 1 cấp hoạt động dựa trên 3 quá trình cơ bản là : hút, nén và xả khí. - Máy nen trục vít: Máy nén khí trục vít 2 roto có dầu bôi trơn .Các bộ phận làm việc là các loại máy nén khí trục vít nhưng không tiếp xúc với nhau và không tiếp xúc với thân máy , các trục vít chỉ cho phép tiếp xúc với nhau trong trường hợp có cung cấp dầu bôi trơn cho máy nén khí.
Hai trục vít có các mối răng vít ăn khớp và quay ngược chiều nhau.Trục dẫn nhận truyền động từ động cơ và truyền cho trục bị dẫn Khi các trục vít quay sẽ xảy ra quá trình hút khí ở đàu hút, tiếp đó là quá trình nén khí, quá trình kết thúc khi không gian chứa khí nối tiếp với đầu đẩy và lúc này xảy ra quá trình đẩy khí vào ống đẩy. Khí hoặc hơi được hút này từ đầu này sang EBOOKBKMT.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP đầu kia của cặp trục.Khe hở giữa hai trục vít và giữa đỉnh răng với thân máy vào khoảng từ 0.4 mm Phần rãnh của roto được nối qua cửa nằm ở phía dưới đầu máy nén với khoang hút, do có chân không phần được giải phỏng của rãnh sẽ được nạp khí từ khoang hút do vậy khi có sự ăn khớp vào các răng với rãnh của roto Để tránh khỏi dòng chảy ngược của khí từ khoang nén và xả về khoang hút, các răng của roto được chế tạo để giữa chúng tạo thành đường tiếp xúc liên trục.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP *) Máy nén xoắn ốc: Trong quá trình nén, phần xoắn ốc tĩnh được giữ cố định và phần xoắn động di chuyển trên trục chuyển động lệch tâm. Gas được dẫn vào khoảng trống do hai đĩa xoắn tạo ra. Hai đĩa khép dần từng nấc và dần tiến vào tâm của hình xoắn ốc, thể tích nhỏ dần tạo ra áp suất lớn, khi đến tâm thì gas đạt được áp suất đẩy và được nén qua cổng đẩy ở tâm của scroll cố định.
Các túi khí được nén đồng thời và liên tiếp nên tạo ra sự liên tục, ổn định, hiệu quả và yên tĩnh trong quá trình hoạt động. + Theo thiết bị ngưng tụ như giải nhiệt nước (water-cooled), hay giải nhiệt gió(Air-cooled),. *) Chiller giải nhiệt bằng nước: EBOOKBKMT.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP Gồm 4 phần chính: Máy nén lạnh, Dàn nóng, Dàn Lạnh, Tủ Điều Khiển. Máy Nén Lạnh: + Máy Nén piston (1 piston, 2 piston, 3 piston, 4 piston.
Thường nhỏ hơn 3 hp dân dụng, hoặc hàng trăm hp trong đông lạnh cho máy nén 2 cấp. + Máy Nén Xoắn Ốc (từ 3 hp điện đến 30 hp/block nén điện). + Máy Nén Li Tâm (loại li tâm nhỏ turbo 60 tons -300 tons. Và li tâm lớn từ 300 tons đến hàng ngàn tons).
Dàn Nóng chiller (bình ngưng ống chùm). + Dạng ống đồng thẳng từ đầu này sang đầu kia, nước dẩn bên trong ống đồng. Gas dạng hơi chứa trong bình ngưng, đọng lại thành lỏng được hấp thụ nhiệt từ nước dẩn qua đến tháp giải nhiệt cooling tower. Dàn Bay Hơi chiller: bình bay hơi ống chùm loại khô hoặc loại ngập dịch, bay hơi dạng tấm.
+ Bay Hơi Loại Khô: Nước dẩn qua bình, gas bay hơi bên trong ống đồng, nhờ các tấm định nước mà nước chảy theo dạng hình sin, tăng quảng đường nước chảy và tăng hiệu suất trao đổi nhiệt.COM - HỖ TRỢ TÀI LIỆU HỌC TẬP + Bay Hơi Loại ngập dịch: với hiệu suất cao hơn nhiều so với loại khô, nhưng thường áp dụng với dãy công suất lớn, từ 100 tons trở lên. Nước chảy trong ống đồng, môi chất lạnh sôi ngoài ống.