THIẾT BỊ NHIỆT TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Từ khi hình thành và phát triển con người luôn cải tạo tự nhiên để phục vụ cho nhu cầu sống của mình. Khi đạt được nhu cầu này thì con người lại phát sinh những nhu cầu mới cao hơn. Nếu giả sử con người ban đầu sưởi ấm bằng lửa thì ngày nay con người cần một môi trường ấm áp vào mùa đông nhưng lại mát mẻ vào mùa hè. Không chủ có nhu cầu về nhiệt độ mà còn độ ẩm, độ ồn, nồng độ các chất độc hại sẽ của không khí cũng được quan tâm. Để đạt được những nhu cầu đó thì hàng loạt phương pháp, các dự án và công nghệ ngày càng tân tiến hơn ra đời. Chúng có thể khác nhau hoàn toàn hay giống nhau ở một số vấn đề nhưng đều gọi chung là điều hòa không khí.

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Trước tiên với tình cảm sâu sắc và chân thành nhất, cho phép em được bày tỏlòng biết ơn đến tất cả các cá nhân và tổ chức đã tạo điều kiện hỗ trợ, giúp đỡ em trongsuốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài này Trong suốt thời gian từ khi bắt đầu họctập tại trường đến nay, em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm, giúp đỡ

Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến quý các Thầy ở Khoa cơ khí độnglực đã truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian học tập tạitrường Nhờ có những lời hướng dẫn, dạy bảo của các thầy cô nên đề tài nghiên cứucủa em mới có thể hoàn thiện tốt đẹp

Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn– người đã tin tưởng giao cho em,hướng dẫn em hoàn thành tốt bài báo cáo này trong thời gian qua

Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý Thầy để kiếnthức của em trong lĩnh vực này được hoàn thiện hơn đồng thời có điều kiện bổ sung,nâng cao ý thức của mình

Em xin chân thành cảm ơn!

của không khí cũng được quan tâm Để đạt được những nhu cầu đó thì hàng loạtphương pháp, các dự án và công nghệ ngày càng tân tiến hơn ra đời Chúng có thểkhác nhau hoàn toàn hay giống nhau ở một số vấn đề nhưng đều gọi chung là điều hòakhông khí.

MỤC LỤC

Chương 1:TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

I.Khái niệm về điều hòa không khí

1.Hệ thống điều hòa không khí Water Chiller

2.Các thiết bị trong hệ thống Water CHILLER

2.1.Cụm chiller

2.2.Tháp giải nhiệt

2.3.Bình trữ lạnh

2.4.Bơm nước

2.5 Hệ Thống tải sử dụng Trực Tiếp: AHU, FCU, PAU, PHE

Chương 2: THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ WATER CHILLER

1.Phân loại

2.Tính toán thiết bị ngưng tụ

2.1.Tính toán phương trình truyền nhiệt

2.2.Chiều dài ống trao đổi nhiệt

Chương 3: ỨNG DỤNG THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG WATER CHILLER

quạt gió, phun ẩm, hút ẩm làm khô.

Thường thiết bị điều hòa không khí chủ yếu phục vụ cho con người là chính,nhưng ngày nay thiết bị được sử dụng rộng rãi hơn như cho động vật, thực vật,máy móc, trang thiết bị y tế, thuốc men dược phẩm,

Có một số loại hệ thống điều hòa không khí như hệ thống ĐHKK làm lạnh

bằng không khí (ĐHKK trung tâm, multi, treo tường, ) , làm lạnh nước (Hệ

thống Water Chiller), hệ thống ĐHKK cục bộ, VRV sử dụng biến tầng,

Hình 1.1 Hệ thống ĐHKK kiểu trung tâm VRV (6)

Hình 1.2 Hệ thống ĐHKK cục bộ (6)

Hình 1.3 Hệ thống Water Chiller (3)

Hiện nay, các sản phẩm làm lạnh nước đang được ứng dụng nhiều trongnhiều doanh nghiệp để phục vụ cho hoạt động sản xuất, kinh doanh diễn ra ổnđịnh Và để sử dụng hiệu quả, chúng ta cần phải hiểu rõ cấu tạo và nguyên lýhoạt động của hệ thống WATER CHILLER

1. Hệ thống điều hòa Water Chiller:

Hình 1.4 Hệ thống điều hòa không khí Water Chiller (4)

Là hệ thống điều hòa không khí trung tâm có môi chất tải lạnh là nước Nước được

làm lạnh ở cụm chiller sau đó qua các hệ thống đường ống tới các AHU hoặc FCU

nhận nhiệt và làm lạnh không khí cần điều hòa

2. Các thiết bị trong hệ thống Water CHILLER:

Hình 1.5 Hệ thống Water Chiller (9)

2.1. Cụm Chiller

Là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống WATER CHILLER Nó được ở tầngmái hay trong phòng kỹ thuật của tầng hầm

Được sử dụng để làm lạnh nước ( môi chất tải lạnh ) tới 6 độ C

Hình 1.6 Cụm Chiller (4)

Cụm chiller bao gồm các thiết bị sau:

a. Máy nén: thường sử dụng các loại như

 Máy nén Piston:

Dùng cho loại chiller có công suất nhỏ hơn 200tons

Tuy nhiên loại này ít dùng cho hệ thống chiller do các đặc điểm của máy nénpiston có không gian chết, độ ổn cao, hiệu suất kém, khó điều khiển năng suất lạnhtheo yêu cầu

Hình 1.7 Máy nén Piston (9)

 Máy nén xoắn ốc:

Dùng cho công suất nhỏ hơn 200tons nhưng loại này hiệu suất cao hơn, có ítchi tiết và hoạt động êm hơn loại piston

 Máy nén ly tâm:

Dùng cho công suất từ 550RT  3000RT, dành cho những công trình lớn

Hiệu suất và độ tin cậy cao Kích thước nhỏ gọn và đặc tính truyền nhiệt cao.Tuy nhiên kích thước lớn do vấn dfed hồi dầu máy nén ly tâm

Hình 1.11 Máy nén ly tâm (9)

b Thiết bị ngưng tụ:

Thiết bị dùng để ngưng tụ gas quá nhiệt sau máy nén thành môi chất lạnh trạng tháilỏng Thiết bị ngưng tụ chia làm 2 nhóm:

 Chiller giải nhiệt bằng không khí là không sử dụng tháp giải nhiệt mà trao đổi

trực tiếp từ gas nóng áp suất cao với không khí

Loại này có hiệu suất lạnh kém hơn rất nhiều ( nhỏ hơn gấp 1,5 lần ) so với loạichiller giải nhiệt bằng nước Nhưng do một số điều kiện người ta vẫn dùng hệ chillergiải nhiệt bằng không khí

 Chiller giải nhiệt bằng nước là không sử dụng bình ngưng ống chùm mà là

dàn ống đồng cánh nhôm Lí do:

- Đồng truyền nhiệt tốt hơn nhôm, nhưng tản nhiệt vào không khí kém hơn

- Đồng giá cao và nặng hơn nhôm

- Đồng dẫn nhiệt qua cánh tản nhiệt đông thì nhiệt trên cánh tản nhiệt đồng sẽ cao, khíđặt trong xưởng sẽ dễ gây ra nguy cơ cháy nổ

- Ống đồng cánh nhôm sẽ tạo ra lượng nhiệt không đều trên toàn bộ dàn coil từ đố dẫnđến sự đối lưu tốt hơn toàn bộ dàn coil

Hình 1.12 Chiller giải nhiệt bằng KK (3) Hình 1.13 Chiller giải nhiệt bằng nước

(9)

b. Thiết bị bay hơi:

Là thiết bị chính và quan trọng trong hệ thống, dùng để làm lạnh chất tải lạnh haylàm bay hơi môi chất lạnh, giúp môi chất lạnh từ trạng thái khác (lỏng hoặc bảo hòaẩm) chuyển thành hơi trước khi vào máy nén Có 3 loại thiết bị bay hơi:

Thiết bị bay hơi kiểu ngập lỏng:

Hình 1.14 Thiết bị bay hơi kiểu ngập lỏng (9)

Môi chất dạng lỏng bao phủ toàn bộ bề mặt thiết bị trao đổi nhiệt

Môi chất dạng lỏng cấp từ phía dưới của thiết bị

Chất tải lạnh bên trong ống còn môi chất lạnh dạng lỏng bên ngoài ống

Hệ số truyền nhiệt cao

Thiết bị bay hơi kiểu ngập nữa lỏng:

Hình 1.15 Thiết bị bay hơi kiểu ngập nữa lỏng (3)

Môi chất lạnh bao phủ một bề mặt của thiết bị trao đổi nhiệt, phần còn lại dùng đểquá trình nhiệt hút về máy nén

Môi chất dạng lỏng bên ngoài ống và được cấp từ phía trên của thiết bị còn chất tảinhiệt bên trong ống.Hệ số truyền nhiệt cao

Thiết bị bay hơi kiểu trực tiếp:

Hình 1.16 Thiết bị bay hơi kiểu trực tiếp (9)

Môi chất lạnh dạng lỏng chuyển động trong ống còn chất tải lạnh chạy ngoàiống

Tổn thất áp suất về phía đường nước nhỏ

Lượng tác nhân lạnh nạp vào hệ thống tương đối ít

Hệ số truyền nhiệt không cao

Hình 1.17 Van tiết lưu cân bằng ngoài (1)

Hình 1.18 Van tiết lưu cân bằng trong (1)

Thường dùng cho các hệthống có công suất nhỏ, có

độ chệnh lệch áp suất giữađầu ra thiết bị bay hơi và đầuvào thiết bị ngưng tụ

Nếu tổn thất áp suất của dàn bay hơi lớn, cần thiết phải lựa chọn van cân bằngngoài thay thế cho van cân bằng trong

2.2. Tháp giải nhiệt:

Là thiết bị sử dụng để giảm nhiệt độ và làm mát cho bình ngưng bằng cách tríchnhiệt độ từ nước và thải ra khí quyển.

Lấy nước nóng từ quá trình trao đổi nhiệt trực tiếp từ gas dạng khí để từ dạng khísang dạng lỏng (khí được nén với áp suất cao và được làm mát tới một nhiệt độ nhấtđịnh để các phân tử khí không tiếp tục chuyển động hổn loạn và sẻ chuyển sang thểlỏng áp suất cao hơn ban đầu), nếu không được giải nhiệt tốt, thì quá trình sẻ khóchuyểntrạng thái sang lỏng và áp suất tiếp tục tăng lên gây quá tải ở máy nén

Lưu lượng nước từ bơm qua chiller luôn phải được giử 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

2.5. Hệ Thống tái sử dụng Trực Tiếp: AHU, FCU, PAU, PHE :

bằng AHU (do kích thước sản xuất hạn chế) Nên với yêu cầu đòi hỏi cao ta bắt buột

sử dụng thêm bộ xử lý PAU (lọc, làm lạnh,gia nhiệt, tách ẩm hay tạo ẩm) được lắp bênngoài và nối ống gió cho nhiều FCU bên trong

PAU: Luôn cấp gió khô hơn không khí trong không gian điều hòa Khô ở đây nói

đến độ chứa hơi ( hay độ khô), không phải độ ẩm tương đối ( vì gió sao khi ra coil FCU thì có độ ẩm tương đối cao 85~95%).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

Hình 1.20 Mô hình AHU (4)

CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ WATER CHILLER:

 Ưu nhược điểm:

- Hiểu quả trao đổi nhiệt cao, ổn định, ít phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường

- Cấu tạo chắc chắn, nhỏ gọn, dễ chế tạo, lắp đặt, vệ sinh, tuổi thọ cao và bển bỉ

- Không dùng với hệ thống quá lớn

- Nhanh bám bẩn, phải vệ sinh thường xuyèn

Về nguyên lý làm việc cũng gần như là tương tự Nước giải nhiệt chảy từ trênxuống, hơi quá nhiệt sau máy nén đi vào bình từ phía trên, trao đổi nhiệt với nướcngưng lại thành lỏng và chảy xuống phía dưới của bình.

- Hiệu quả trao đổi nhiệt lớn.

- Tiết kiệm không gian lắp đặt, thích hợp cho hệ hống vừa và lớn

- Ít bám bẩn, dễ hồi dầu về máy nén

- Vận chuyển, lắp đặt, chế tạo, vận hành tương đối phức tạp

- Lương nước tiêu hao lớn

b. hệ số truyền nhiệt k: (tính theo bề mặt trong)

Trong đó:

 : Hệ số truyền nhiệt của môi chất đến môi chất đến vách ngoài ống trao đổi nhiệt

 : Tổng nhiệt trở các lớp của ống

 Hệ số truyền nhiệt từ vách trong ống trao đổi nhiệt đến nước

- Hệ số truyền nhiệt khi môi chất ngưng tụ trên bề mặt cụm ống là màng mỏng được tính theo công thức:

Trong đó:

 r: Nhiệt ẩn hóa hơi; J/kg

 : Khối lượng riêng môi chất pha lỏng; kg/m3

 λ: Hệ số nhiệt pha lỏng; W/m

 : Độ nhớt động lực học pha lỏng; Pa.s

 , - nhiệt độ vách mặt ngoài ống

 n: số ống theo chiều thẳng đứng

- Hệ số truyền nhiệt khi chảy rối được tính theo công thức:

Các thông số lấy cho nhiệt độ trung bình của nước

- Tính theo phương trình

Thay giá trị vào, ta có:

Sau khi giản ước:

d) Sau khí xác định xong , ta tính diện tích trao đổi nhiệt:

2.2. Chiều dài ống trao đổi nhiệt l:

Chọn l và z sao cho phù hợp chiều dài ống chuẩn có sẵn, bố trí mặt sàng ống; kiểm tra số ống n theo chiều thẳng đứng với vị trí số nhận ban đầu; nếu có sai số thì tính lại

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG THIẾT BỊ NGƯNG TỤ TRONG HỆ THỐNG

là quá trình tỏa nhiệt

- Hệ thống làm lạnh chiller thường áp dụng quá trình lỏng sang khí (hay còn gọi là quá trình bay hơi nước) để thu nhiệt xung quanh và làm lạnh đi (gas lạnh lỏng bay hơi,thu nhiệt từ nước làm mước bị mất nhiệt, lạnh đi theo yêu cầu sử dụng)

- Ở quá trình ngược lại: gas trạng thái hơi áp suất được nên gas lạnh Qua máy nén thì gas trạng thái hơi áp suất cao, được giải nhiệt sẽ chuyển hoàn toàn sang lỏng trở thành một chu trình kín Giữa 2 trạng thái lỏng và gas hơi được điều chỉnh bằng van tự động

một thiết bị ngưng tụ tối ưu nhất.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Giáo trình MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ LẠNH – tác giả: thầy Lê Xuân Hòa

2. www.researchgate.net

3.

http://vothanhhai.weebly.com/maacutey-l7841nh-trung-tacircm chiller/post-title-click-and-type-to-edit1

4. he-thong-dhh-trung-tam-chiller

https://sites.google.com/site/nhietlanhcn/Water-Chiller-iu-Ha/gioi-thieu-5. https://www.youtube.com/watch?v=peVAaLIJJ6c&t=257s

6. khi.html

http://giangchau.com.vn/vi/documents/tong-quan-ve-dieu-hoa-khong-7. https://voer.edu.vn/m/thiet-bi-ngung-tu/b8516919

8. https://medium.com/@dmhoanglien/thap-giai-nhiet-36d1dd6474d9

9. https://tailieumienphi.vn/doc/he-thong-water-chiller-l5v1tq.html