Chiller làm mát: phân loại, nguyên lý hoạt động và thành phần

Chiller là gì?

• Chiller là thiết bị điều hòa không khí tương tự như các máy lạnh thông thường, chiller được sử dụng để giảm nhiệt độ của các không gian hoặc hệ thống máy móc bằng cách hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh không gian hoặc hệ thống máy móc và thải nó ra bên ngoài.
• Trong thương mại dân dụng chiller thường được sử dụng trong các hệ thống điều hòa không khí của các tòa nhà lớn, cao tầng với công suất lớn nơi mà các hệ thống lạnh thông thường như cục bộ, VRV/ VRF còn nhiều hạn chế.
• Trong công nghiệp chiller được sử dụng để giảm nhiệt độ của máy móc, không gian công nghiệp và các chất lỏng trong quá trình sản xuất bằng cách loại bỏ nhiệt từ hệ thống và chuyển nó đi nơi khác. Chiller công nghiệp là rất quan trọng để điều chỉnh nhiệt độ trong nhiều quy trình công nghiệp, chẳng hạn như đúc ép phun, mạ kim loại, sản xuất dầu khí và chế biến thực phẩm.

Hệ thống chiller gồm những thành phần nào?

• Hệ thống chiller là hệ thống làm lạnh bởi chiller kết hợp với các thiết bị như bơm nước, đường ống để đưa được nước lạnh đến các không gian cần làm mát.

Chiller bao gồm những loại nào?

• Có thể chia thành các loại, tuỳ theo từng mục đích muốn hướng tới.
• – Theo mục đích xử lý nước để bảo vệ hệ thống chiller thì chia thành 2 hệ thống KÍN và HỞ vì việc tiếp xúc với không khí thì chương trình xử lý nước và bảo vệ bằng hoá chất cũng khác nhau
• – Theo cách giải nhiệt dàn nóng thì chia ra thành 2 nhóm: Chiller giải nhiệt bằng nước (water chiller) và chiller giải nhiệt bằng gió (air chiller). Nguyên lý làm việc thì giống nhau nhưng khác nhau dùng nước hay gió mà thôi, tuy nhiên để chọn lựa chiller nước hay chiller gió phải dựa vào rất nhiều ưu nhược cũng như tính toán chi phí đầu tư vận hành trước khi quyết định.

Chiller giải nhiệt gió và chiller giải nhiệt nước

– Theo chất tải nhiệt để làm lạnh thì chia ra chiller nước và VRV (VRF) môi chất lạnh

Chiller giải nhiệt nước (Water chiller/ Water cooled chiller) gồm:

• Chiller giải nhiệt nước
• Tháp giải nhiệt (cooling tower)
• Bơm nước lạnh (chilled water pump)
• Bơm nước giải nhiệt (condenser water pump)
• Hệ thống đường ống nước và van, các thiết bị trao đổi nhiệt FCU/ AHU/ PAU

Chiller giải nhiệt gió (Air cooled chiller) gồm:

• Chiller giải nhiệt gió
• Bơm nước lạnh (chilled water pump)
• Hệ thống đường ống nước và van
• Các thiết bị trao đổi nhiệt FCU/ AHU/ PAU

Thiết bị trao đổi nhiệt tại các điểm:

Với chiller giải nhiệt gió: AHU, FCU, PAU

Với chất lỏng: Bộ trao đổi nhiệt ( Heating Exchanger )

Cùng tìm hiểu 1 số thiết bị cơ bản:

FCU là gì ?

FCU (Fan-Coil Unit) là thiết bị xử lý không khí; gồm Quạt – Fan, Dàn ống trao đổi nhiệt – Coil. Công suất chỉ khoảng từ 2kW – 20kW. Có thể có thêm bộ gia nhiệt heater (hay còn gọi là bộ sấy điện) cho những nơi nhiệt độ thấp vào mùa đông  nhưng không tại Việt Nam.

AHU là gì ?

AHU (Air-Handling Unit) cũng tương tự như FCU nhưng năng suất lớn hơn rất nhiều. Cấu tạo thêm nhiều phần khác để tăng chất lượng không khí lên như hộp hòa trộn, bộ lọc không khí, bộ gia nhiệt sơ cấp, dàn ống dẫn, bộ gia nhiệt thứ cấp, quạt ly tâm, có thể tích hợp cả đèn UV tiệt trùng.

PAU là gì ?

PAU (Primary-Air Unit) là thiết bị xử lý không khí tươi sơ bộ để đưa vào cho AHU, FCU đáp ứng những nơi yêu cầu chuẩn không khí cao hơn như bệnh viện, các phòng sạch…

Các thiết bị điều khiển lượng gió: các van chỉnh gió, họng gió

• VAV: Variable air volume để kiểm soát lượng không khí.

Các bộ VAN điều chỉnh lượng gió qua nhiệt độ.

• DAMPER:

Van chỉnh gió bằng động cơ (Damper)

Hệ thống giải nhiệt cho dàn ngưng

Dàn ngưng bị nóng lên là do trao đổi nhiệt gián tiếp của môi chất bị nén trong chu kỳ 4 bước của môi chất. Đối với chiller trung tâm thì do năng suất lớn nên cần dùng water chiller – nghĩa là dùng nước để giải nhiệt dàn nóng gọi là làm mát bằng tháp làm mát hay cooling tower.

Nguyên lý hoạt động hệ thống chiller

Chiller giải nhiệt nước

• Tại bình bay hơi (Evaporator) của chiller, nước được làm lạnh xuống 7^oC và được dẫn đến các dàn trao đổi nhiệt FCU/ AHU để thu nhiệt làm mát không gian điều hòa bởi bơm nước lạnh (chilled water pump). Tại đây nước thu nhiệt tăng lên 12^oC và được tuần hoàn trở về bình bay hơi chiller để làm lạnh xuống 7^oC tiếp tục chu trình.
• Tại bình ngưng (Condenser) của chiller, nước làm mát giải nhiệt cho môi chất lạnh nhận nhiệt độ tăng lên 37^oC và được bơm nước ngưng (condenser water pump) dẫn đến tháp giải nhiệt (cooling tower) để nhả nhiệt hạ nhiệt độ nước xuống 32^oC và được tuần hoàn trở về bình ngưng chiller để tiếp tục chu trình.
• Chênh lệch nhiệt độ nước vào ra bình bay hơi/ bình ngưng của chiller có thể thay đổi tùy theo nhu cầu và mục đích của kỹ sư thiết kế.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống chiller giải nhiệt nước (water chiller system)

Chiller giải nhiệt gió

• Tại bình bay hơi của chiller, nước được làm lạnh xuống 7^oC và được dẫn đến các dàn trao đổi nhiệt FCU/ AHU để thu nhiệt làm mát không gian điều hòa bởi bơm nước lạnh (chilled water pump). Tại đây nước thu nhiệt tăng lên 12^oC và được tuần hoàn trở về bình bay hơi chiller để làm lạnh xuống 7^oC tiếp tục chu trình.
• Môi chất trong chiller sẽ được giải nhiệt thông qua dàn trao đổi nhiệt gió của chiller với gió trời.

Cách tăng hiệu quả hoạt động của hệ thống làm lạnh Chiller

Nhiệt độ Approach là gì?

Để đánh giá hiệu quả truyền nhiệt của chiller nước thì chỉ số quan trọng là nhiệt độ Approach hay approach temperature. Theo mô tả sơ đồ Nhiệt độ Approach được hiểu là mức chênh lệch nhiệt độ tại Condenser hay tại dàn nóng của nhiệt độ nước giải nhiệt (cooling water) ngay sau khi ra khỏi dàn ngưng – nhiệt độ của môi chất ngay sau khi ra khỏi dàn ngưng (hoặc nói cách khác ngay sau khi trao đổi nhiệt gián tiếp)

Nhiệt độ Approach = T1 – T2 = ΔT

ΔT càng nhỏ thì hiệu quả trao đổi nhiệt càng cao, thường nên duy trì từ < 2.5 – 3.0 độ C.

Xem thêm: Tầm quan trọng của việc điều chỉnh nhiệt độ khuôn đúc nhựa

Xem thêm: Chia sẻ: hệ thống làm mát nước công nghiệp và nguyên lý làm việc

Xem thêm: Sự cần thiết của hệ thống chiller làm mát khuôn

CÔNG TY TNHH MÁY NHỰA VIỆT ĐÀI

Hotline: (0399.924.819) Ms. Thu Hoàn, (0389.330.898) Ms. Phạm Hiền.

Email: maynhuavietdai.hd@gmail.com

Trụ sở chính: Xóm 6, thôn Xuân Áng, xã Thanh Xuân, huyện Thanh Hà, tỉnh Hải Dương.

Văn phòng miền bắc: 179 Chợ Đường Cái, Trưng Trắc, Văn Lâm, Hưng Yên

Văn phòng miền Nam: Số 4, Đường số 10, Khu phố Khánh Hội, Phường Tân Phước Khánh, thị xã Tân Uyên, tỉnh Bình Dương.

Nhà máy sản xuất: KCN xây dựng Phương Thảo, QL5, An Lạc, xã Trưng Trắc, huyện Văn Lâm, tỉnh Hưng Yên.