Cấu tạo của chiller bao gồm những bộ phận quan trọng nào?

Vai trò chính của chiller là tạo ra nhiệt lượng lạnh để làm mát không khí, thiết bị hoặc quá trình sản xuất trong hệ thống làm lạnh công nghiệp. Hệ thống Chiller ngày càng phổ biến và được ứng dụng trong nhiều ngành khác nhau. Để hiểu rõ hơn, trong bài viết dưới đây, hãy cùng Niềm Tin Việt tìm hiểu về cấu tạo của chiller nhé!

1. Ứng dụng phổ biến của chiller 

Các ứng dụng phổ biến của chiller bao gồm:

• Làm mát: Chiller được sử dụng trong hệ thống HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) để làm lạnh không khí trong các tòa nhà thương mại và công nghiệp.
• Sản xuất: Sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như sản xuất nhựa, thực phẩm và đồ uống, chất lỏng cần được làm lạnh để kiểm soát nhiệt độ và quá trình hóa học.
• Làm lạnh máy móc và thiết bị: Trong nhiều ứng dụng công nghiệp, chiller được sử dụng để làm lạnh máy móc và thiết bị như máy laser, máy CNC, máy đúc kim loại, và các thiết bị y tế.
• Làm lạnh quá trình công nghệ: Trong một số ngành công nghiệp như điện tử, chiller được sử dụng để làm lạnh các quy trình công nghệ như phản ứng hóa học, tạo điều kiện môi trường chính xác cho sản xuất.

2. Cấu tạo của chiller

Cấu tạo chiller gồm 05 hệ thống chính sau đây:

2.1. Cụm trung tâm nước Water Chiller (Water Cooled Chiller)

Đây là bộ phận quan trọng trong cấu tạo của chiller, được xem như “trái tim” của hệ thống chiller. Bộ phận này tiêu tốn nhiều điện năng và cũng có mức giá thành cao nhất so với những thiết bị còn lại của hệ thống chiller. 

Thiết bị được sản xuất hàng loạt theo mức công suất đã định sẵn và được phân phối riêng lẻ theo các công trình lớn ở nước ngoài. Các thương hiệu hàng đầu thế giới được lựa chọn nhiều nhất: Trane, Carrier, York, Mc Quay, Hitachi, Climaveneta,…

2.2. Hệ thống đường ống nước lạnh và hệ thống bơm nước lạnh

2.2.1. Bơm nước

Hệ thống bơm nước chịu trách nhiệm bơm nước lạnh qua Chiller đến tải sử dụng trực tiếp (Nước lạnh sinh hoạt trao đổi qua tấm PHE, AHU, FCU, PAU,…). Bơm nước sẽ hoạt động tốt hơn nếu mỗi Chiller có riêng một bơm cho mình, bơm là loại bơm dùng cho nhà cao tầng có độ ồn nhỏ, cột áp không cao lắm (vì cân bằng tuần hoàn kín giữa cột áp đi và cột áp về).

Lưu lượng nước từ bơm qua Chiller luôn phải được giữ ổn định, không tăng hay giảm công suất lưu lượng bơm bằng biến tần nếu không có sự kết hợp có khoa học của hệ thống.

Ngoài ra, việc lựa chọn bơm nước cần dựa vào cột áp nước và lưu lượng nước (lưu lượng có sẵn theo thông số Chiller đã chọn). Việc tính toán cột áp bơm nước có phần phức tạp do các thông số toán nhiều (lưu lượng nước, độ dài đường ống, độ cao, sụt áp qua co, cút, Tê, AHU, FCU, PAU .v.v.). Mặt dù có tính toán bằng tay để làm thuyết minh dự thầu, nhưng đa số vẫn dựa vào phần mềm phân tích tính toán để đưa ra kết quả tốt nhất.

2.2.2. Đường ống

Đường ống thường là ống thép đen được bọc cách nhiệt với đường nước lạnh. Ống thép đen hay ống đồng với đường ống nước nóng dẫn ra Cooling tower. Hiện nay người ta bắt đầu thiết kế sang ống nhựa PPR cho hệ thống Chiller, một số công trình dùng ống loại này hiện đang sử dụng rất tốt.

Việc lựa chọn kích thước đường ống dựa vào lưu lượng mà nó chuyên chở: Đường ống nhỏ quá dẫn đến tổn thất áp suất nước lớn đồng thời đường ống phải chịu áp suất cao hơn khi làm việc. Đường ống quá lớn dẫn đến tăng giá thành do thi công và giá đường ống.

2.3. Phần tải sử dụng trực tiếp gồm: AHU, FCU, PAU, PHE…

2.3.1. Hệ thống AHU (Air handling unit)

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 hòa. AHU có rất nhiều dàn coil ống đồng, lớp lọc bụi theo yêu cầu xử lý cho những diện tích lớn.

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 tạp 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.

2.3.2. FCU (Fan Coil Unit)

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.

2.3.3. PAU (Primary Air Unit)

Luôn cấp không khí khô hơn cho không gian. Luôn cấp gió nhiệt độ càng thấp ( >9 nếu dùng VAV, > 11 nếu dùng CAV) khi có thể, khi này sẽ giảm được size của FCU hay Indoor Unit.

2.4. Hệ thống ống gió 

• Có chức năng hòa trộn gió hồi và gió tươi, 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.
• Người dùng có thể dễ dàng lựa chọn được số lượng miệng gió cũng như kích thước 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 vì việc lựa chọn số lượng miệng gió và kích thước từng đoạn nhánh rất dễ dàng. Thông số chủ yếu là lưu lượng gió và độ ồn yêu cầu điều dễ dàng tra ra được. Mà điều khó khăn nhất là thể hiện trên bản vẽ 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,…

2.5. Hệ thống kết nối 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.

3. Phân loại hệ thống chiller theo công dụng

Sau khi đã tìm hiểu cấu tạo của chiller và chức năng của từng bộ phận, chúng ta cần 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 điều 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,…)

Trên đây là cấu tạo của chiller và ứng dụng của hệ thống trong đời sống sản xuất được Niềm Tin Việt tổng hợp và chia sẻ. Hy vọng thông tin này giúp bạn hiểu và vận hành tốt hệ thống chiller đang có.