Chiller trục vít trong công trình: Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và lưu ý khi lựa chọn

[thinh vượng 123]

Trong các công trình có nhu cầu làm lạnh lớn như trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện và nhà máy sản xuất, Chiller trục vít là một giải pháp thường được cân nhắc nhờ khả năng vận hành ổn định và đáp ứng tải lạnh tương đối lớn. Tuy nhiên, để lựa chọn thiết bị phù hợp, kỹ sư cần hiểu cấu tạo máy nén, chu trình lạnh, điều kiện giải nhiệt và yêu cầu vận hành của toàn hệ thống. Có thể tham khảo bài Chiller Trục Vít Là Gì? Cấu Tạo Và Nguyên Lý Hoạt động để tìm hiểu thêm về thiết bị trước khi lập phương án thiết kế.

1. Chiller trục vít là gì?​

Chiller trục vít là máy làm lạnh nước sử dụng máy nén trục vít để nén môi chất lạnh trong chu trình làm lạnh. Nhiệt được lấy từ nước tại thiết bị bay hơi, sau đó truyền sang môi trường giải nhiệt thông qua bình ngưng. Nước lạnh sau khi được tạo ra sẽ tuần hoàn đến các thiết bị sử dụng như AHU, FCU hoặc bộ trao đổi nhiệt trong dây chuyền công nghiệp.

Điểm khác biệt của dòng máy này nằm ở cơ cấu nén. Thay vì sử dụng piston chuyển động tịnh tiến, máy nén trục vít sử dụng các rotor quay ăn khớp để hút, giữ và nén môi chất lạnh. Cấu trúc này phù hợp với nhiều ứng dụng công suất trung bình đến lớn, đặc biệt là các hệ thống cần hoạt động trong thời gian dài.

Tuy vậy, không thể kết luận Chiller trục vít luôn tốt hơn Chiller ly tâm hoặc Chiller cuộn xoắn. Việc lựa chọn phụ thuộc vào công suất yêu cầu, đặc tính tải, điều kiện lắp đặt và tổng chi phí sở hữu trong suốt vòng đời thiết bị.

2. Cấu tạo chính của Chiller trục vít​

Máy nén trục vít​

Máy nén là bộ phận tạo ra sự chênh lệch áp suất cần thiết để môi chất lạnh tuần hoàn. Hai rotor quay tạo ra các khoang thể tích thay đổi, đưa môi chất từ phía hút đến phía nén rồi đẩy sang bình ngưng.

Một số máy nén có cơ cấu điều chỉnh công suất bằng van trượt hoặc phương pháp điều khiển tốc độ, tùy thiết kế. Khả năng điều chỉnh này giúp máy đáp ứng tải lạnh thay đổi, nhưng hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào cấu hình và điều kiện làm việc.

Thiết bị bay hơi​

Tại thiết bị bay hơi, môi chất lạnh hấp thụ nhiệt từ nước tuần hoàn và chuyển sang trạng thái hơi. Nước được làm lạnh rồi đưa đến các khu vực sử dụng. Thiết bị bay hơi có thể được thiết kế dạng bình ống chùm hoặc dạng khác tùy dòng máy và ứng dụng.

Bình ngưng​

Sau khi được nén, môi chất lạnh có áp suất và nhiệt độ cao đi đến bình ngưng để thải nhiệt. Với Chiller giải nhiệt nước, nhiệt được truyền sang nước giải nhiệt rồi đưa đến tháp giải nhiệt. Với Chiller

giải nhiệt gió, dàn ngưng trao đổi nhiệt trực tiếp với không khí ngoài trời.

Van tiết lưu và hệ thống điều khiển​

Van tiết lưu giảm áp suất môi chất trước khi đi vào thiết bị bay hơi. Hệ thống điều khiển giám sát các thông số như nhiệt độ, áp suất, lưu lượng và trạng thái máy để điều chỉnh hoạt động, đồng thời kích hoạt bảo vệ khi xuất hiện điều kiện bất thường.

Ngoài các bộ phận trên, Chiller trục vít còn có thể sử dụng hệ thống dầu bôi trơn, bộ tách dầu, cảm biến và các thiết bị phụ trợ theo thiết kế của nhà sản xuất.

3. Nguyên lý hoạt động của Chiller trục vít​

Chu trình làm lạnh cơ bản diễn ra theo bốn bước. Đầu tiên, môi chất lạnh ở trạng thái hơi được hút vào máy nén và được nén lên áp suất cao. Tiếp theo, môi chất đi qua bình ngưng, thải nhiệt và ngưng tụ thành lỏng.

Sau đó, môi chất lỏng đi qua van tiết lưu để giảm áp suất trước khi vào thiết bị bay hơi. Tại đây, môi chất hấp thụ nhiệt từ nước cần làm lạnh và bay hơi. Hơi môi chất quay trở lại máy nén để bắt đầu chu trình mới.

Quá trình này diễn ra liên tục khi hệ thống vận hành. Bộ điều khiển điều chỉnh công suất máy theo tải lạnh và các điều kiện vận hành cho phép. Nếu nước hồi về có nhiệt độ cao hơn hoặc tải nhiệt tăng, hệ thống sẽ phản ứng trong giới hạn thiết kế để duy trì nhiệt độ nước cấp.

4. Ưu điểm và hạn chế​

Chiller trục vít có khả năng đáp ứng nhiều ứng dụng công suất tương đối lớn, vận hành liên tục và điều chỉnh tải tùy cấu hình. Máy nén có kết cấu quay, không sử dụng cơ cấu piston chuyển động tịnh tiến, nên đặc tính rung động và bảo trì khác với các dòng máy nén piston.

Mặt khác, thiết bị đòi hỏi quy trình bảo trì phù hợp, đặc biệt với hệ thống dầu, môi chất lạnh và thiết bị trao đổi nhiệt. Chi phí đầu tư ban đầu có thể cao hơn một số giải pháp công suất nhỏ. Phòng máy cũng cần được bố trí theo yêu cầu về thông gió, khoảng cách bảo trì, điện cấp và đường ống.

5. Những thông số cần kiểm tra khi chọn máy​

Trước khi lựa chọn thiết bị, cần xác định tải lạnh thiết kế, nhiệt độ nước lạnh cấp và hồi, lưu lượng nước, điều kiện giải nhiệt và thời gian vận hành. Ngoài công suất lạnh, cần xem xét công suất điện, hiệu suất tại tải một phần, giới hạn vận hành, loại môi chất lạnh và yêu cầu bảo trì.

Với Chiller giải nhiệt nước, cần tính đồng bộ tháp giải nhiệt, bơm và đường ống. Với dòng giải nhiệt gió, cần kiểm tra nhiệt độ ngoài trời thiết kế, vị trí lắp đặt và khả năng lưu thông không khí. Không nên chỉ dựa vào công suất danh định ghi trên catalogue vì khả năng làm lạnh thực tế thay đổi theo điều kiện vận hành.

6. Kinh nghiệm thiết kế và nghiệm thu​

Trong hồ sơ thiết kế, nên có bảng tính tải lạnh, thông số thiết kế nước lạnh, sơ đồ nguyên lý và danh mục thiết bị phụ trợ. Các giả định về tải nhiệt, thời gian hoạt động và mức dự phòng cần được thể hiện rõ để các bên có thể kiểm tra khi công trình thay đổi.

Khi nghiệm thu, cần đối chiếu model và thông số máy với hồ sơ được duyệt, kiểm tra hệ thống điện, lưu lượng nước, nhiệt độ nước cấp và hồi, cảnh báo điều khiển cũng như điều kiện vận hành an toàn. Sau khi chạy thử, nên ghi nhận dữ liệu để làm cơ sở theo dõi hiệu suất và bảo trì.

Thông tin liên hệ Kho Lạnh Thịnh Vượng​

• Số điện thoại: 0938 84 56 65
• Email: kholanhthinhvuong@gmail.com
• Website: https://kholanhthinhvuong.com/