Hệ thống Chiller là gì? Cấu tạo, Nguyên lý hoạt động của Chiller

Hệ thống Chiller là một thuật ngữ còn khá xa lạ và mới mẻ tuy nhiên chúng lại là một hệ thống không thể không có trong ngành công nghiệp làm lạnh. Hệ thống Chiller ngày càng phổ biến và được ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau.

Cùng Mec – Việt Nam tìm hiểu kỹ hơn về hệ thống Chiller, cấu tạo và nguyên lý của hệ thống tuyệt vời này trong bài viết dưới đây nhé.


Tìm hiểu cơ bản về hệ thống Chiller

Định nghĩa Chiller

Hệ thống Chiller

Chillers là máy để sản xuất nước lạnh cung cấp tới tải của các công trình. Chillers thường được lắp đặt tại các siêu thị hoặc nhà máy.

Hệ thống chiiler còn được biết đến với tên gọi là hệ thống điều hòa trung tâm. Chúng là máy làm lạnh các loại  thực phẩm, đồ vật; sản xuất nước lạnh trong hệ thống điều hòa không khí trung tâm, dùng nước để làm chất tải lạnh. Nước đưa vào sẽ được làm lạnh qua bình bốc hơi.

Hệ thống Chiller gồm 4 máy chính: máy nén, thiết bị ngưng tụ, van tiết lưu, thiết bị bay hơi. Ngoài ra là một số thiết bị phụ khác. Hệ thống chiller sản xuất theo cụm không tách rời và phải đạt chuẩn ARI.

Việc phân loại hệ thống này dựa vào nhiều cách khác nhau: theo máy nén (ly tâm, xoắn ốc, piston, trục vít); theo thiết bị giải nhiệt gió; theo thiết bị giải nhiệt nước; loại thiết bị hồi nhiệt,…

Cấu tạo của hệ thống Chiller làm mát nước công nghiệp

Cấu tạo cơ bản của hệ thống làm lạnh Chiller

Cấu tạo cơ bản của hệ thống làm lạnh Chiller

Hệ thống Chiller bao gồm 5 phần cơ bản:

  • Cụm trung tâm nước water Chiller
  • Hệ thống đường ống nước lạnh và bơm nước lạnh
  • Hệ thống tải sử dụng trực tiếp: AHU; FCU; PAU; PHE;…
  • Hệ thống tải sử dụng gián tiếp: hệ thống gió thổi qua các phòng cần điều hòa, các van điều chỉnh ống gió, miệng gió: VAV, Damper,…

4 vòng tuần hoàn của hệ thống Chiller

4 vòng tuần hoàn của hệ thống Chiller

  • Vòng màu đỏ: đây là vòng của nước nóng bơm vào cooling tower để tỏa nhiệt ra ngoài môi trường.
  • Vòng màu xanh: đây là vòng của gas lạnh tại cụm water chiller
  • Vòng màu tím: đây là vòng nước lạnh được bơm đến AHU, FCU, PAU. PHE…
  • Vòng màu vàng: đây là vòng của hệ thống ống gió thổi vào phòng điều hòa.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống Chiller

Nguyên lý hoạt động của hệ thống Chiller

Hệ thống Chiller hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hóa trạng thái của nước. Nước từ dạng khí ngưng tụ chuyển thành dạng lỏng; dạng lỏng đông đặc thành rắn.

Ở quá trình thu nhiệt trong hệ thống, nước được chuyển hóa từ thể rắn sang lỏng rồi sang khí. Có nghĩa là dùng nhiệt môi trường xung quanh, làm mát môi trường và giảm nhiệt độ. Nếu xảy ra ngược lại sẽ là quá trình tỏa nhiệt.

Hệ thống Chiller thường áp dụng quá trình hóa lỏng sang khí (bay hơi nước) để thu được nhiệt xung quanh và làm lạnh chúng: gas lỏng bay hơi và thu nhiệt từ nước khiến nước lạnh đi theo yêu cầu.

Ở quá trình ngược lại: gas hơi áp suất được nên gas lạnh. Khi đi qua máy nén thì gas ở trạng thái hơi áp suất cao sẽ được giải nhiệt hoàn toàn để trở thành dạng lỏng trong một chu trình khép kín. Hệ thống được điều chỉnh bằng van tự động.

Hệ thống Chiller gồm các thiết bị nào?

Hệ thống Chiller gồm các thiết bị nào?

Hệ thống Chiller bao gồm những thiết bị sau:

Hình ảnh trung tâm hệ thống Chiller

Hình ảnh trung tâm hệ thống Chiller

Hình ảnh trung tâm hệ thống Chiller

Cụm water cooled chiller

  • Cụm water cooled chiller là trung tâm hệ thống Chiller. Thiết bị này có giả cả cao nhất và cũng là thiết bị tiêu tốn điện năng nhiều nhất.
  • Thiết bị được sản xuất theo những công suất đã định sẵn.
  • Việc tính toán và lựa chọn thiết bị này đơn giản hơn các phần khác. Chúng được chọn theo yêu cầu về năng suất làm lạnh. Loại máy nén gas, hiệu suất làm việc và loại gas. Hoặc có thể lựa chọn kèm theo yêu cầu về chất tải lạnh, gắn bơm nhiệt,…
  • Các thương hiệu cung cấp cụm water cooled chiller nổi tiếng:York, Trane, Carrier, Hitachi, Dunham-bush,…

Hệ thống máy bơm và đường ống nước lạnh

Hệ thống máy bơm

Hệ thống bơm nước:

  • Dùng để bơm nước lạnh qua Chiller đến tải sử dụng trực tiếp. Hiệu suất làm lạnh sẽ tốt hơn nếu mỗi chiiler có máy bơm riêng và là loại máy dùng cho cao ốc, có cột áp tương đối và độ ổn nhỏ.
  • Lưu lượng nước bơm vào hệ thống phải được giữ ổn định, không giảm không tăng công suất bằng biến tần nếu không có sự kết hợp có khoa học của hệ thống chung.
  • Dựa vào lưu lượng nước và cột áp nước để chọn công suất máy bơm. Việc tính cột áp bơm nước sẽ tương đối phức tạp bởi n hiều thông số. Chính vì thế, cần dùng phần mềm để có được kết quả chính xác nhất.

Đường ống:

  • Đường ống được cấu tạo từ thép đen có cách nhiệt với nước lạnh. Loại ống này sẽ dẫn ra cooling tower. Gần đây, người ta đã bắt đầu thay thế ống thép bằng ống nhựa PPR và đang có những phản hồi rất tốt.
  • Lựa chọn đường ống phải tùy thuộc vào lưu lượng nước mà chúng chuyên chở. Nếu đường ống quá nhỏ sẽ gây tổn thất áp suất lớn và đường ống cũng chịu sức ép lớn hơn. Còn nếu đường ống quá to thì giá thành của hệ thống sẽ tăng cao.

Hệ thống AHU; FCU; PAU; MAU

  • Hệ thống AHU: đây là bộ xử lý nhiệt ẩm trong hệ thống Chiller. Chúng có nhiều ống gió phụ khác nhau để đi vào không gian điều hóa. AHU có rất nhiều dàn coil ống đồng, lớp lọc bụi theo yêu cầu xử lý cho những diện tích lớn.
  • FCU: Hệ thống này sử dụng cho nhiều phòng nhỏ, những nơi mà hệ thống ống gió của AHU không thể tới được. Cung có thể lắp đặt hệ thống này tại những nơi có yêu cầu riêng về độ ẩm, nhiệt độ khác với AHU sẵn có. FCU không có khả năng xử lý nhiệt tốt như AHU. Vì vậy, nếu yêu cầu quá cao thì nên sử dụng thêm PAU lắp bên ngoài và nối ống gió cho FCU.
  • PAU: Là hệ thống cấp gió khô hơn so với không khí trong điều hòa. Đây là độ khô chứ không phải độ ẩm tương đối. Luôn cấp gió nhiệt độ thấp khi có thể sẽ giảm được size của Indoor Unit hoặc FCU.

Mô hình AHU

Mô hình AHU

  • Cấu trúc của mô hình AHU sẽ có sự khác biệt tùy theo nhà sản xuất. AHU là thiết bị trao đổi nhiệt giữa nước nóng hoặc lạnh với không khí.
  • AHU yêu cầu hàm lượng tính toán riêng biệt, sản xuất theo các thông số về nhiệt độ, lưu lượng gió, độ ẩm trước và sau của phòng.
  • Hệ thống tủ điều khiển và tủ kết nối được sản xuất riêng biệt tại 2 công ty khác nhau
  • Để giảm bớt một số quy trình tính toán phức tạo thì đơn vị sản xuất đã cung cấp các phần mềm có nhiều tính năng chọn riêng cho từng hãng. Chính vì thế, chỉ cần có đầy đủ thông số là bạn đã có thể lựa chọn được mô hình AHU phù hợp nhất.

Đường ống nước lạnh vào AHU

Không phải các coil AHU lúc nào cũng hoạt động đầy tải mà chúng phụ thuộc vào quá trình thiết kế và công suất làm lạnh cao nhất. Các giải pháp tăng hiệu quả cho hệ thống như sau:

  • Van 2 ngả (two way valve control): loại van giúp thay đổi lưu lượng nước cấp, áp lực sẽ được giải phóng nên giúp tiết kiệm điện máy bơm.


Đường ống nước lạnh vào AHU

  • Van 3 ngả (three way valve control): Giúp lưu lượng nước được liên tục

  • Face and bypass damper control: Nhờ hệ thống cửa gió có thể điều chỉnh được mà đẩy một lượng gió thổi qua bypass damper khi chạy non tải. Bên cạnh đó, tiết kiệm được ống bybass và tiết kiệm điện cho máy bơm.

Đường ống nước lạnh vào AHU

  • Primary-Secondary: đây là hệ thống 2 vòng nước bao gồm vòng sơ cấp và vòng thứ cấp. Vòng sơ cấp để cung cấp nước qua cụm Chiller nên phù hợp với bơm cột áp nhỏ. Vòng thứ cấp giúp phân phối nước lạnh vào công trình giúp giảm điện năng tiêu thụ.

Đường ống nước lạnh vào AHU

Variable Primary Flow VPF ( Hệ thống lưu lượng thay đổi với đoạn ống by pass)

  • Khi chỉ có 1 hệ bơm đi qua Evaporator của Chiller với các bơm dùng biến tấu để điều khiển.
  • Chiller và bơm nước đều có khả năng giảm tải.
  • Cần phải tính toán lắp đặt đường ống bypass một các chính xác nhất để có thể đáp ứng được lưu lượng nhỏ nhất của Chiller.
  • VFF có khả năng giảm năng lượng tiêu tốn 3%/năm cho toàn bộ hệ thống. Giảm chi phí đầu tư khoảng 4-8%, tiết kiệm được nhiều không gian và giảm được chi phí bảo trì; giảm năng lượng cho hệ bơm lạnh (25-50%); giảm năng lượng Chiller (13%).

PVF

Hệ thống Ống gió

  • Hòa trộn gió hồi và gió tươi và lượng gió này sẽ được đưa vào AHU hoặc FCU để xử lý theo đúng yêu cầu của người sử dụng.
  • Có rất nhiều phương pháp để tính toán cho hệ thống ống gió nhưng phổ biến vẫn là ma sát đồng điếu.
  • Dễ dàng lựa chọn được số lượng miệng gió cũng như kích thức mỗi nhánh.
  • Ngoài ra còn nhiều loại ống gió khác như: ống gió thải, ống gió thổi, ống gió tăng áp cầu thang
  • Tính toán không quá mấy phức tạp do dể dàng trong lựa chọn số lượng miệng gió và kích thước từng đoạn nhánh. thông số chủ yếu là lưu lượng gió và độ ồn yêu cầu điều dể dàng tra ra được. Mà điều khó khăn nhất là thể hiện trên bản vẻ 2D hoặc 3D để ra thông số chính xác nhất cho nhà đầu tư.
  • Ngoài ra còn có hệ thống ống gió khác như ống gió hồi, ống gió thải, ống gió tăng áp cầu thang .v.v.

Hệ thống kết nối điều khiển Chiller

Hệ thống điều khiển


  • Tất các thiết bị của hệ thống đều hoạt động bằng bộ điều khiển DDC. DDC có thể nhận cả tín hiệu cảm biến và được lập trình điều chỉnh sẵn bằng máy tính có tích hợp cổng truyền thông.
  • DDC có kết nối với máy chủ qua chuẩn giao tiếp.
  • Máy chủ có thể biết được hệ thống nào đang hoạt động và kiểm soát được tình trạng hoạt động đó theo yêu cầu của người quản lý.
  • Việc cài đặt điều khiển phải đảm bảo các thiết bị giao tiếp được với nhau và kết nối máy tính với phần mềm BMS riêng.

Phân loại hệ thống làm lạnh Chiller theo công dụng

Hệ thống Chiller được sử dụng để làm lạnh nước xuống mức được yêu cầu nên có thể phân loại chúng theo công dụng mà chúng phục vụ như sau:

  • Giải nhiệt công nghiệp: Điều chỉnh nhiệt rất rộng, từ 60 xuống còn 30 độ C. Thường được sử dụng trong các nhà máy in màu, nhựa, làm lạnh quá trình trộn hóa chất, giải nhiệt cầu máy cơ khí, cấp nước lạnh khi trộn bê tông, quá trình chưng cất trong nhà máy bia,…
  • Sử dụng làm điều hòa không khí trung tâm nước với dãy điểu chỉnh độ nước hẹp hơn 7-12 độ C. Thường được sử dụng tại trung tâm thương mại, nhà sách, siêu thị, xưởng công nghiệp (nhà thuốc, dệt may,…)

Mec – Việt Nam: Đơn vị thi công lắp đặt hệ thống Chiller uy tín nhất tại Hà Nội

Nếu bạn đang băn khoăn không biết đơn vị nào thi công lắp đặt hệ thống Chiller uy tín thì hãy liên hệ ngay với công ty Mec – Việt Nam – 1 trong những công ty cung cấp hệ thống Chiller chất lượng nhất trên thị trường hiện nay.

Với kinh nghiệm nhiều năm trong lĩnh vực thông gió, làm mát điều hòa không khí, Mec – Việt Nam chuyên lắp đặt hệ thống Chiller, bao gồm:

  • Tư vấn thiết kế hệ thống Chiller phù hợp với cơ sở hạ tầng
  • Thi công lắp đặt hệ thống Chiller nhanh chóng, đảm bảo chất lượng.
  • Bảo dưỡng định kỳ.

Mec – Việt Nam cam kết mang đến cho khách hàng dòng sản phẩm chất lượng cao, giá thành hợp lý và có chế độ bảo hành lâu dài. Mec – Việt Nam hân hạnh mang đến cho khách hàng những phương án thiết kế mang đến hiệu suất tốt nhất, đảm bảo sự hài lòng tuyệt đối!

Khách hàng có nhu cầu xin vui lòng liên hệ:

CÔNG TY XÂY DỰNG VÀ CƠ ĐIỆN VIỆT NAM

Trụ sở: Số 11, ngách 6/8, đường Đội Nhân, Phường Vĩnh Phúc - Ba Đình - Hà Nội

Văn phòng giao dịch: Tầng 6, tòa nhà Việt Á, số 9 đường Duy Tân – Cầu Giấy – Hà Nội

Hotline: 0933.989.690

Email: info@mec-vietnam.com hoặc trinhbkhn1205@gmail.com

Với những thông tin hữu ích trên, hy vọng quý khách hàng đã lựa chọn được hệ thống Chiller phù hợp với nhu cầu và nơi cung cấp hệ thống Chiller uy tín nhất tại Hà Nội. Liên hệ ngay với MEC - VIỆT NAM để được tư vấn miễn phí và sử dụng sản phẩm, dịch vụ tuyệt vời nhất nhé!