Chương 5: Lựa chọn thiết bị hệ HVAC

Chọn cấu trúc chiller 5.1.1 Phân loại chiller [7] Có nhiều cách để phân loại chiller, đó là dựa vào loại máy nén sử dụng, cách thức giải nhiệt, lĩnh vực phục vụ là thương mại hay công nghiệp…Tuy nhiên để phân loại chiller dễ dàng nhất đó là dựa vào chu kỳ tuần hoàn của môi chất lạnh. Theo cách này ta có thể phân chiller làm 2 loại chủ yếu: chiller với chu kỳ nén hơi và chiller hấp thụ.Chiller hấp thụChiller nén hơi (chiller máy nén li tâm)Hình 5.1: Hai loại chiller chủ yếu Chiller hấp thụ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 5: Lựa chọn thiết bị hệ HVAC Chương 5: Lựa chọn thiết bị hệ HVAC Trang 57 CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG5.1 Chọn cấu trúc chiller5.1.1 Phân loại chiller [7] Có nhiều cách để phân loại chiller, đó là dựa vào loại máy nén sử dụng, cáchthức giải nhiệt, lĩnh vực phục vụ là thương mại hay công nghiệp…Tuy nhiên đểphân loại chiller dễ dàng nhất đó là dựa vào chu kỳ tuần hoàn của môi chất lạnh.Theo cách này ta có thể phân chiller làm 2 loại chủ yếu: chiller với chu kỳ nén hơivà chiller hấp thụ. Chiller hấp thụ Chiller nén hơi (chiller máy nén li tâm) Hình 5.1: Hai loại chiller chủ yếu Chiller hấp thụ sử dụng các loại nhiên liệu thay thế như hơi nóng, nước nóng,các loại gas…để làm nguồn nhiệt truyền động cho quá trình tuần hoàn của môi chấttrong chiller. Chiller nén hơi sử dụng điện năng để vận hành máy nén làm nguồn nănglượng truyền động cho quá trình tuần hoàn của môi chất trong chiller. Theo đó ta cócác loại chiller có công suất khác nhau sử dụng các loại máy nén khác nhau.5.1.2 So sánh giữa chiller giải nhiệt gió và chiller giải nhiệt nước Chiller giải nhiệt gió Chiller giải nhiệt nước - Công suất 7.5-500tons (25-1580kW). - Công suất 10-3000tons (35-10500kW). - Hệ thống gọn nhẹ, đơn giản, dễ thi công, - Hệ thống phức tạp hơn, khó thi công, lắp đặt và vận hành. lắp đặt và vận hành. - Giá thành thấp. - Giá đầu tư ban đầu cao. - Dàn ngưng to, cồng kềnh. - Dàn ngưng nhỏ gọn. - Chỉ số COP bé (bằng 2.8) nên điện năng - Chỉ số COP cao (MN piston là 4.2, MN tiêu thụ lớn. ly tâm tới 6.1) nên điện năng tiêu thụ bé hơn giải nhiệt bằng không khí. - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất phụ - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất thấp, thuộc vào điều kiện khí hậu nên hiệu suất không phụ thuộc điều kiện ngoài trời không cao, và không chủ động theo ý nên hiệu suất cao. muốn cá nhân. - Ít yêu cầu bảo trì, bảo dưỡng về việc xử - Cần có kế hoạch xử lý nước định kỳ cho lý nước, vệ sinh ống dàn ngưng, bảo trì tháp giải nhiệt, nếu không ống dàn ngưng tháp giải nhiệt, nước cấp cho tháp giải sẽ bị bám bẩn, làm giảm hiệu suất hệ nhiệt, có thể hoạt động tốt với điều kiện thống, và hư hỏng thiết bị; cần có bộ gia khí hậu ngoài trời dưới 00C (đối với xứ nhiệt cho nước cấp tháp giải nhiệt vào lạnh ở nước ngoài). mùa đông (ở xứ lạnh) để tránh đóng băng GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh Chương 5: Lựa chọn thiết bị hệ HVAC Trang 58 đường nước. - Tuổi thọ trung bình từ 15 đến 20 năm. - Tuổi thọ trung bình từ 20 đến 30 năm. Việc phân tích trên chỉ mang tính tương đối, mỗi hệ thống đều có ưu vàkhuyết điểm nhất định. Hệ chiller giải nhiệt gió nhìn chung hiệu suất tuy khôngbằng chiller giải nhiệt nước nhưng nếu hoạt động nhiều ở chế độ non tải thì chillergiải nhiệt gió có hiệu suất gần bằng chiller giải nhiệt nước do nhiệt độ bầu khô củakhông khí biến đổi nhiều so với nhiệt độ bầu ướt của nước giải nhiệt dàn ngưngtrong chiller giải nhiệt nước. Hình 5.2: Sự biến đổi của nhiệt độ bầu khô/bầu ướt theo thời điểm trong ngày Tuy xét riêng chiller, thì chiller giải nhiệt gió tiêu thụ nhiều điện năng hơn doCOP bé (COP tỉ số giữa điện năng tiêu thụ kW điện và năng suất lạnh sinh ra Tonlạnh. kW/ton = 3,516/COP), nhưng xét chung điện năng tiêu thụ của toàn hệ thốngthì chi phí điện năng tiêu thụ của các thiết bị đi kèm như quạt, bơm nước cấp chotháp giải nhiệt trong hệ chiller giải nhiệt nước cũng đáng kể. Thực tế điện năng tiêuthụ của tháp giải nhiệt chỉ bằng 1/5 đến 1/10 điện năng tiêu thụ của chiller. Do vậyđể chọn lựa loại chiller giải nhiệt gió hay nước ta cần đưa ra một bài toán phân tíchkinh tế thật tỉ mĩ mới có thể quyết định được. Ở đây, do công suất lạnh của toàn hệthống khá lớn nên chỉ có hệ chiller giải nhiệt nước mới thoả mãn được. Trước đây theo ARI (Air-conditioning & Refrigeration Institue) Viện nghiêncứu về Điều hòa không khí và Kỹ thuật lạnh thì lưu lượng chuẩn qua bình bay hơivà dàn ngưng của chiller sử dụng quá trình nén ép hơi lần lượt là 2,4gpm/ton(0,043l/skW) và 3,0gpm/ton (0,054l/skW) (tham khảo bảng dưới).Bảng 5.1: Thông số về lưu lượng, nhiệt độ nước của chiller trước đây và hiện nay GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh Chương 5: Lựa chọn thiết bị hệ HVAC Trang 59 Tuy nhiên khuynh hướng ngày nay là giảm bớt lưu lượng nước cấp cho bìnhbay hơi và dàn ngưng, vì với cùng một công suất lạnh giữa lưu lượng nước cấp vàđộ chênh nhiệt độ giữa nước vào/ra chiller có mối quan hệ như sau: Q0 = 500.Qv .Δt , Btu / h (5-1) [7] (Q0 = 4,184.Qv .Δt ),W Trong đó: Q0: công suất lạnh (Btu/h hay W) Qv: lưu lượng nước (gpm hay l/s) Δt : độ chênh nhiệt độ (0F hay 0C) 500 hay 4,184 là các hằng số chỉ khi sử dụng cho chất tải lạnh là nước. Do đó nếu ta giảm được lưu lượng nước qua chiller thì với cùng một công suấtlạnh thì độ chênh nhiệt độ sẽ tăng, tức là nước ra khỏi chiller sẽ có nhiệt độ thấphơn so với lưu lượng tiêu chuẩn trước đây (50C thay vì 6,70C). Với lưu lượng nướcgiảm thì dẫn đến kích thước bơm, đường ống, hệ thống van, tháp giải nhiệt đềugiảm tương ứng vả điện năng tiêu thụ cũng sẽ giảm do đó cả chi phí đầu ...