CẨM NANG CHỌN CHILLER
Thân chào bạn đọc!
Chào mừng bạn đến với Chiller Learner - nơi chia sẻ kiến thức từ cơ bản đến chuyên sâu về lĩnh vực HVAC và hệ thống Chiller.
Hôm nay, chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về chủ đề: "Cẩm nang chọn Chiller đúng kỹ thuật".
Chiller là “trái tim” của hệ thống làm mát trung tâm và lựa chọn đúng chiller sẽ quyết định đến hiệu suất, độ bền và chi phí vận hành của toàn bộ công trình. Vậy đâu là những tiêu chí bạn không thể bỏ qua khi chọn chiller? Hãy theo dõi nội dung bài viết sau.
.png "Chiller-cover")
I. Công suất lạnh, số lượng, chủng loại
Thực tế 3 chỉ tiêu này có mối quan hệ mật thiết với nhau. Khi xác định được tổng tải nhiệt của dự án, dựa vào đó chúng ta sẽ xem xét thêm một số yếu tố quan trọng sau đây để lựa chọn số lượng Chiller từ đó suy ra công suất lạnh mỗi Chiller và chủng loại phù hợp.
- Hệ số dự phòng công suất lạnh (≥ 1): không phải lúc nào chúng ta cũng chọn tổng công suất lạnh của hệ thống Chiller bằng tổng tải nhiệt tính toán, mà thường phải chọn lớn hơn để dự phòng trong trường hợp có bất kỳ Chiller nào gặp sự cố thì các Chiller còn lại vẫn có thể đáp ứng phần lớn tải yêu cầu giúp hệ thống không bị gián đoạn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dự án lớn, cao cấp hoặc các trung tâm dữ liệu (số lượng Chiller dự phòng có thể lên đến N+1, N+2, ...).
- Hệ số hoạt động đồng thời (≤ 1): đối với các dự án có tải nhiệt được tính toán bằng phần mềm chuyên dụng thì hệ số này thường đã được cài đặt trong quá trình tính toán. Tuy nhiên một số dự án tải nhiệt được tính toán bằng công thức hoặc được ước tính theo mật độ tải kinh nghiệm (W/m2) ở giai đoạn thiết kế ý tưởng, lúc này sau khi cộng tổng tải nhiệt của từng phòng, chúng ta cần nhân thêm hệ số đồng thời này (vì chắc chắn tất cả phòng không thể hoạt động ở tải đỉnh cùng lúc).
- Không gian đặt máy cho phép: với một số dự án có diện tích phòng máy hạn chế thì việc chọn ít Chiller cũng thường được cân nhắc, ngược lại nếu phòng máy có đủ không gian thì việc chọn nhiều Chiller sẽ giúp tăng khả năng dự phòng và mức độ linh hoạt trong quá trình điều khiển tải.
- Tải thấp nhất của dự án: đây là chỉ tiêu quan trọng mà không nhiều người để ý tới, cần đảm bảo Chiller được chọn có khả năng hoạt động tốt ở điều kiện tải thấp nhất, nếu không Chiller sẽ thường xuyên bật/ tắt và báo lỗi. Do đó, ở các dự án lớn việc thiết kế nhiều Chiller có công suất lớn kết hợp với 1 hoặc 2 Chiller nhỏ (để chạy tải thấp) là điều thường thấy.
- Điều kiện của dự án: xem xét dự án của bạn phù hợp với hệ thống chiller nào (giải nhiệt gió hay giải nhiệt nước), vị trí dự án, khu vực đặt Chiller khả dụng, mức độ ảnh hưởng đến độ ồn xung quanh, ... Hệ thống Chiller giải nhiệt gió sẽ gặp hạn chế đối với các dự án gần biển, môi trường có tính ăn mòn cao hoặc yêu cầu về tiết kiệm năng lượng. Mặc khác, hệ thống Chiller giải nhiệt nước sẽ “kén” hơn đối với các dự án có nguồn nước kém chất lượng, khan hiếm hoặc các dự án có quy mô nhỏ không yêu cầu hiệu suất hệ thống quá cao.
- Chủng loại Chiller (máy nén xoắn ốc, trục vít, ly tâm, ...): chỉ tiêu này phụ thuộc vào công suất lạnh của mỗi Chiller đã chọn. Sau đây là thống kê chủng loại Chiller ứng với dãy công suất lạnh tham khảo được tổng hợp từ các thương hiệu Chiller hàng đầu ở thị trường Việt Nam:
+ Chiller trục vít: công suất lạnh trung bình, từ vài chục RT đến 400~500 RT.
+ Chiller ly tâm: dãy công suất lạnh rất rộng (trung bình và cao), từ ~300RT đến vài nghìn RT. Chiller ly tâm thường được chia làm 2 loại là ly tâm dầu và ly tâm đệm từ.
Chúng ta thấy rằng ở dãy công suất lạnh từ 300~500RT, Chiller trục vít và ly tâm đều có thể đáp ứng. Do đó với các dự án mà Chiller được chọn rơi vào dãy công suất lạnh này, việc lập bảng phân tích, so sánh nên sử dụng Chiller trục vít hay ly tâm là cần thiết.
II. Hiệu suất làm lạnh
Tiêu chí quan trọng không thể thiếu khi đánh giá hiệu suất hoạt động của Chiller, đặc biệt đối với các dự án áp dụng các tiêu chuẩn xanh, tiết kiệm năng lượng (Lotus, Leed, Green Mark, ...) cũng như với xu hướng giảm phát thải cacbon ngày nay. Hiệu suất làm lạnh của Chiller càng cao thì càng tiết kiệm năng lượng và chi phí vận hành càng thấp.
Hiệu suất Chiller thường được thể hiện qua 3 chỉ số phổ biến là COP, IPLV, NPLV. Để hiểu rõ hơn về các chỉ số này, mời bạn đọc xem bài viết Hiểu về COP, IPLV, NPLV của Chiller.
Thông thường hiệu suất (COP) của Chiller giải nhiệt gió trong khoảng 2.8~3.3 kW/kW (1kW điện tạo ra 2.8~3.5 kW lạnh), trong khi đó Chiller giải nhiệt nước có COP cao hơn trong khoảng 5.0~7.0 kW/kW ở điều kiện AHRI.
Một số tài liệu và quy chuẩn yêu cầu về hiệu suất tối thiểu cho Chiller như: QCVN09, ASHRAE 90.1
III. Vị trí lắp đặt
- Đối với hệ thống Chiller giải nhiệt gió: Chiller cần được đặt ngoài trời có không gian thông thoáng. Trường hợp đặt Chiller ở tầng trệt cần chú ý về độ ồn thiết bị khi hoạt động, tránh ảnh hưởng đến các khu vực dân cư xung quanh. Nếu Chiller được đặt trên mái tòa nhà, cần chú ý về tải trọng thiết bị và cách nâng chuyển thiết bị lên mái.
- Đối với hệ thống Chiller giải nhiệt nước: Chiller cần được đặt trong phòng máy (có điều hòa hoặc thông gió), phòng máy nên được cách âm để giảm thiểu độ ồn. Phòng máy cho Chiller thường được đặc dưới hầm, tầng trệt hoặc trên mái tòa nhà, ở mỗi vị trí cũng cần tính toán đến hướng vận chuyển cũng như tải trọng hoạt động của thiết bị. Hiện nay một số hãng Chiller trên thị trường cũng có các dòng Chiller giải nhiệt nước được thiết kế để đặt ngoài trời cho một số trường hợp đặc biệt.
Việc tham khảo yêu cầu không gian lắp đặt thiết bị từ hãng để đáp ứng đủ không gian bảo trì và giải nhiệt cho Chiller là cần thiết.
IV. Môi chất lạnh (Refrigerant)
Được ví như “dòng máu” của Chiller, môi chất lạnh ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm lạnh, độ an toàn và cả tác động đến môi trường.
Mỗi loại môi chất sẽ có áp suất, nhiệt độ bay hơi, ngưng tụ khác nhau nên cũng sẽ ảnh hưởng đến công suất lạnh, hiệu suất & kích thước của Chiller.
Đối với từng chủng loại Chiller khác nhau, sẽ phù hợp với một số dòng môi chất lạnh tương ứng:
+ Chiller xoắn ốc: R410a, R32
+ Chiller trục vít: R134a, R513a, R1234ze
+ Chiller ly tâm: R134a, R513a, R514a, R1233zd
Xu hướng hiện nay là hạn chế môi chất có GWP cao, Chính phủ Việt Nam cũng đã ban hành Nghị định 06/2022/NĐ-CP về lộ trình cắt giảm sử dụng các chất làm suy giảm tầng ô-dôn và chất gây hiệu ứng nhà kính, đặc biệt là các chất HFC có chỉ số GWP cao.
Do đó các hãng sản xuất Chiller đã và đang chạy đua cho việc tung ra thị trường các dòng sản phẩm Chiller mới sử dụng môi chất lạnh HFO thân thiện với trường với hệ số GWP thấp và đây là xu hướng.
Tóm lại, khi chọn môi chất lạnh cần quan tâm:
+ Môi chất có GWP thấp: Giảm ảnh hưởng đến biến đổi khí hậu.
+ Tính an toàn: Không cháy nổ, không độc hại.
+ Khả năng thay thế: Có dễ tìm loại tương đương không.
+ Tuân thủ quy định pháp luật: một số môi chất bị cấm nhập/cấm sử dụng.
Nếu bạn muốn tìm hiểu sâu hơn về chủ đề môi chất lạnh này, hãy để lại bình luận hoặc liên hệ với chúng tôi.
V. Thông số bình bay hơi (Evaporator)
- Lưu lượng (l/s): là lưu lượng nước được làm lạnh qua bình bay hơi.
L (l/s) = CS lạnh (kW)/(4.19*Chênh nhiệt độ nước vào/ra)
- Nhiệt độ nước vào/ra: thông thường Chiller sẽ bị giới hạn nhiệt độ nước làm lạnh ở >= 4oC và <= 20oC. Đối với các dự án yêu cầu nhiệt độ nước lạnh thấp hơn, cần bổ sung thêm glycol vào mạch nước (% glycol phụ thuộc vào nhiệt độ nước mong muốn).
- Hệ số bám bẩn: là một đại lượng thể hiện mức độ cản trở truyền nhiệt do cặn bẩn bám vào bề mặt trao đổi nhiệt. Giá trị mặc định thường được tham chiếu theo điều kiện AHRI là 0.018 m2K/kW.
- Water pressure drop (WPD): thể hiện độ sụt giảm áp suất nước khi qua bình bay hơi, cần chú ý giá trị này trong việc chọn cột áp bơm nước lạnh. Giá trị càng cao thì trở lực nước qua Chiller càng cao, cột áp bơm càng cao. Thông thường, WPD nên được giới hạn <= 70 kPa (theo Ashrae handbook).
- Áp suất làm việc: thường mặc định là 1MPa. Đối với các dự án cao tầng, cần đặc biệt lưu ý trong trường hợp Chiller đặt dưới tầng hầm, việc chọn áp suất làm việc của các thiết bị phải đảm bảo chịu được áp suất tĩnh của khối nước trong hệ thống (lúc này cần tăng áp suất làm việc của bình lên 1.5MPa hoặc 2MPa).
VI. Thông số bình ngưng/ dàn ngưng (Condenser)
- Nhiệt độ nước vào/ra bình ngưng đối với Chiller giải nhiệt nước (hoặc nhiệt độ DB ngoài trời đối với Chiller giải nhiệt gió).
Các thông số sau đây chỉ áp dụng cho Chiller giải nhiệt nước:
- Lưu lượng (l/s): lưu lượng nước cần được giải nhiệt qua bình ngưng của Chiller.
L (l/s) = CS giải nhiệt (kW)/(4.19*Chênh nhiệt độ nước vào/ra)
Với CS giải nhiệt = CS lạnh + CS điện của Chiller
- Hệ số bám bẩn: Giá trị mặc định cho bình ngưng được tham chiếu theo điều kiện AHRI là 0.044 m2K/kW.
- WPD, Áp suất làm việc: tương tự như mục bình bay hơi.
VII. Kiểu điều khiển/ khởi động
Việc chọn kiểu điều khiển/ khởi động cũng không kém phần quan trọng đối với Chiller, giúp ta xác định dòng khởi động của Chiller từ đó xác định công suất của các khí cụ điện liên quan. Bên cạnh đó việc chọn kiểu điều khiển ảnh hướng đến khả năng điều khiển tải cũng như hiêu suất của Chiller ở non tải. Sau đây là một số kiểu khởi động phổ biến ở Chiller:
- Direct On Line (DOL): khởi động trực tiếp, dòng khởi động lớn (~6-7 FLA), dễ sụt áp, thường dành cho hệ thống nhỏ, chi phí thấp.
- Star/Delta: Khởi động sao – tam giác, giúp giảm dòng khởi động (~1/3 RLA).
- Solid State Starter: khởi động mềm dùng linh kiện bán dẫn (~ 3.2 FLA).
- Biến tần (Inverter/VFD): Điều chỉnh tần số cấp vào motor, khởi động êm (dòng khởi động thấp < FLA), tiết kiệm điện, điều khiển tốc độ linh hoạt, giá thành cũng cao.
VIII. Công suất điện tối đa, nguồn điện
- Công suất điện đầu vào khi Chiller hoạt động ở 100% tải (đơn vị kW) là thông số quan trọng để thiết kế hệ thống điện cấp nguồn phù hợp và ước tính điện năng tiêu thụ của Chiller.
P_điện(kW) = Q_lạnh(kW)/COP
- Nguồn điện cấp cho Chiller: ảnh hưởng đến an toàn hệ thống và việc chọn thiết bị phụ trợ (CB, dây dẫn, máy biến áp...)
+ Ở Việt Nam và nhiều nước, điện áp được sử dụng phổ biến cho Chiller là 380–400V / 3 pha / 50Hz.
+ Ở Mỹ, Nhật hoặc hệ thống theo chuẩn Mỹ, điện áp 440V hoặc 460V / 3 pha / 60Hz có thể được sử dụng.
+ Một số hệ thống lớn đến rất lớn có thể dùng điện 6.6kV – 11kV, đặc biệt với Chiller có công suất lạnh lớn (khoảng vài nghìn RT) có thể dùng motor trung thế (medium voltage).
+ Một số mini Chiller có thể dùng 220V / 1 pha / 50Hz, nhưng hiếm và thường chỉ phù hợp cho công suất rất nhỏ (vài kW).
IX. Thương hiệu, bảo hành, dịch vụ hậu mãi
Chiller không phải là thiết bị rẻ, do đó các yếu tô như thương hiệu, chế độ bảo hành và dịch vụ hậu mãi cần được quan tâm để đảm bảo hệ thống vận hành ổn định lâu dài.
- Một số thương hiệu quốc tế uy tín nhất phân phối Chiller hiện nay: Trane, York (Johnson Controls), Daikin (McQuay), Carrier. Những thương hiệu này đều có đại diện, nhà phân phối và kỹ thuật viên tại Việt Nam.
- Chính sách bảo hành: phổ biến từ 12-18 tháng cho toàn thiết bị Chiller, bên cạnh đó hầu như các hãng lớn đều cho phép mua gói bảo hành mở rộng nếu bạn tuân thủ bảo trì định kỳ chính hãng.
- Dịch vụ hậu mãi & hỗ trợ kỹ thuật: các hãng Chiller lớn đều có đội ngũ kỹ sư hỗ trợ kỹ thuật, hỗ trợ tư vấn thiết kế, kho cung cấp linh kiện chính hãng và dịch vụ bảo trì trọn gói trong nước.
X. Một số tùy chọn khác cho Chiller
Bên cạnh các tiêu chí yêu cầu chính khi lựa chọn Chiller ở trên, một số tùy chọn sau đây cũng được xem xét kỹ lưỡng theo nhu cầu của từng loại dự án như: chức năng khởi động nhanh, Lọc sóng hài, kết nối bậc cao, cách nhiệt bình bầu, sơn chống ăn mòn, ...
XI. Tổng kết
Trên đây là các tiêu chí quan trọng khi thiết kế hoặc lựa chọn Chiller, tổng hợp lại chúng ta có ví dụ về bảng thống kê các thông số kỹ thuật của Chiller như sau.
Cuối cùng nhưng cũng không kém phần quan trọng, trong trường hợp bạn đang cân nhắc một vài phương án trong quá trình chọn lựa Chiller, việc lập bảng so sánh phân tích ưu nhược điểm, chi phí đầu tư, vận hành và bảo trì của từng phương án là cần thiết.
Nếu bạn cần sự hỗ trợ hoặc tư vấn về việc chọn hệ thống Chiller hiệu quả, đừng ngần ngại liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi sẵn sàng hỗ trợ bạn!
Thân chào và hẹn gặp lại ở chủ đề tiếp theo!
Chiller Learner.
* Một số bài viết có thể bạn quan tâm:
- Các kiểu thiết kế mạch nước Chiller
- Hiện tượng đọng sương trên lớp vỏ AHU
- Cẩm nang chọn bơm đúng kỹ thuật
.png)
0 comments:
Đăng nhận xét