tvgs
Thành viên sắp lên hạng rất nhiệt tình
- Tham gia
- 30/7/07
- Bài viết
- 200
- Điểm thành tích
- 18
- Tuổi
- 46
Bài viết này đầu tiên tớ đọc được trong cuốn Control Systems for Heating, Ventilating, and Air Conditioning (chi tiết nêu dưới đây) thấy nó rất hay, có ích cho các kỹ sư HVAC cũng như dân sinh viên ngành MTK và đã ấp ủ một thời gian dài. Sau đó đọc được một bài phân tích của mr Herot bên diễn đàn HVACR thì lại càng vỡ vạc ra được nhiều điều nên cũng tập tọe viết một bài ngăn ngắn. Nhưng rồi tới lúc đọc lại thì thấy không hay bằng mr Herot viết nên mạn phép chế biến bài viết của anh một chút (lược bỏ phần 1, dịch nguyên trong cuốn sách Control System) để đưa lên đây cho mọi người cùng tham khảo. Có gì sai sót mong mọi người cùng đóng góp
-------------------------------------
Có bao nhiêu phương thức tổ chức mạng lưới cấp nước lạnh cho hệ thống Chiller? Câu trả lời có thể dễ dàng google được. Nhưng ưu khuyết điểm của từng loại, các khắc phục cũng như nâng cao hiệu quả hệ thống, đảm bảo tính an toàn và ổn định của hệ thống lại là một vấn đề làm đau đầu không chỉ chủ đầu tư mà ngay cả các nhà thầu xây lắp và nhà tư vấn thiết kế cũng đang quan tâm.
Tuy nhiên, thực trạng hiện nay trong ngành xây dựng nước ta và ngành ME nói chung đang có một khoảng cách đáng kể với thế giới, các hệ thống Chiller được áp dụng hiện đang lạc hậu tới vài chục năm với những khuyết điểm không thể không nhận ra. Bài viết này cóp nhặt kiến thức vài nơi để tổng hợp lại những kiến thức và đưa ra giới thiệu với các bác những hệ thống hiện đại đang sử dụng, có áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới.
-----------------------
Nguồn:
1. Control Systems for Heating, Ventilating, and Air Conditioning (by Roger W. Haines and Douglas C. Hittle (c) 2006 Springer Sciene + Business Media, Inc)
2. Phân tích các hệ thống ĐHKK (Herot – HVACR forum)
-------------------------------------
Có bao nhiêu phương thức tổ chức mạng lưới cấp nước lạnh cho hệ thống Chiller? Câu trả lời có thể dễ dàng google được. Nhưng ưu khuyết điểm của từng loại, các khắc phục cũng như nâng cao hiệu quả hệ thống, đảm bảo tính an toàn và ổn định của hệ thống lại là một vấn đề làm đau đầu không chỉ chủ đầu tư mà ngay cả các nhà thầu xây lắp và nhà tư vấn thiết kế cũng đang quan tâm.
Tuy nhiên, thực trạng hiện nay trong ngành xây dựng nước ta và ngành ME nói chung đang có một khoảng cách đáng kể với thế giới, các hệ thống Chiller được áp dụng hiện đang lạc hậu tới vài chục năm với những khuyết điểm không thể không nhận ra. Bài viết này cóp nhặt kiến thức vài nơi để tổng hợp lại những kiến thức và đưa ra giới thiệu với các bác những hệ thống hiện đại đang sử dụng, có áp dụng những tiến bộ khoa học kỹ thuật mới.
- Hệ thống lưu lượng không đổi với valve 3 ngả
Hệ thống lưu lượng không đổi (xem hình) là một sơ đồ thuộc hàng kinh điển trong lịch sử ngành ĐHKK, hệ thống này được áp dụng cho hầu hết các công trình cỡ nhỏ, tải lạnh hầu như không biến đổi hoặc biến đổi không đáng kể. Lượng nước tuần hoàn trong hệ thống là không đổi trong toàn bộ quá trình vận hành. Tuy nhiên, đến khi tải lại giảm xuống quá lớn (hiệu nhiệt độ đầu ra và đầu vào của nước từ Chiller chỉ từ 2 tới 3oC) thì Chiller (hoặc Boiler, nếu là hệ thống sưởi bằng nước nóng) sẽ được tắt trong khi bơm nước lạnh vẫn hoạt động để đưa nước lạnh tới các dàn lạnh trong hệ thống. Điều này là hoàn toàn bất lợi về kinh tế khi mà Chiller và Boiler liên tục đổi trạng thái ON – OFF gây phát sinh dòng khởi động tiêu tốn điện năng và giảm tuổi thọ máy nén.
Công suất lạnh của các dàn lạnh được thay đổi, phụ thuộc vào cảm giác nhiệt của người sử dụng theo từng mùa cũng như theo công năng của từng khu vực cấp lạnh, điều này đồng nghĩa với việc tải lại của hệ thống thay đổi liên tục theo thời gian. Thay vì liên tiếp ON – OFF Chiller (Boiler) người ta sử dụng van 3 ngả. Van 3 ngả (3-ways valve) được lắp đặt tại các dàn lạnh với mục đích tiết lưu lượng nước lạnh đi qua dàn lạnh, hòa trộn nước lạnh cấp và nước lạnh hồi đạt tới một nhiệt độ cần thiết để sau khi không khí đi qua dàn ống (Coils) thì sẽ đạt được nhiệt độ như mong muốn.
Kiểu hệ thống này đã ra đời cách đây vài chục năm, tới nay đương nhiên nó đã lạc hậu và mang những khuyết điểm không thể bù đắp. Điển hình là việc ON – OFF liên tục Chiller (Boiler) và việc bơm nước lạnh phải vận hành liên tục, trong khi điện năng tiêu thụ bởi Chiller, Boiler và đặc biệt là bơm nước lạnh lại chiếm tới hơn 30% tổng điện năng tiêu thụ toàn hệ thống. Một điều tớ thấy tiếc nhất là hiện nay hệ thống này vẫn còn nhiều ở các công trình xưa cũ và một số công trình mới đây. Việt Nam mình đang đi hơi chậm các bác ạ.
- Hệ thống lưu lượng không đổi với van 2 ngả và van by pass
Một người anh em cùng mẹ khác cha với hệ thống lưu lượng không đổi với van 3 ngả nêu ở trên. Thay vì lắp van 3 ngả ở từng dàn Coil, người ta lắp van by pass trên đường bypass. Khi một hoặc một số dàn Coil ngưng hoạt động, van 2 ngả tại đường nước vào / ra đóng lại thì lượng nước thừa sẽ đi qua đường ống by pass về đầu hút của bơm.
Mặc dù vậy, do lưu lượng nước trong hệ thống là không đổi, công suất bơm không đổi nên vấn đề cải thiện hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng năng lượng vẫn dậm chân tại chỗ.
Hiện nay, một số công trình mới được thiết kế và đang thi công (mà tớ có điều kiện được biết) thì áp dụng hệ thống này tương đối nhiều. Một phần là do các kiến thức được các thầy truyền thụ vẫn nằm trong khuôn khổ truyền thống, phần còn lại là do nó đơn giản và tiết kiệm hơn chút đỉnh so với hệ (1) bên trên.
- Hệ thống 2 vòng nước
Tiến bộ hơn một chút với ý tưởng phải tiết kiệm được năng lượng tiêu tốn cho hệ Bơm nước thì hệ thống Primary-Secondary hay còn gọi là hệ Decouple (Hệ 2 vòng nước) được ra đời
Như các bạn thấy thì hệ này được chia thành 2 vòng nước, vòng sơ cấp - Primary chỉ dùng để cung cấp nước đi qua cụm Chiller nên thường chỉ cần những bơm với cột áp nhỏ. Cụm Sơ cấp này bắt buộc phải là Bơm với tốc độ cố định vì khi này công nghệ sản xuất Chiller chưa cho phép lưu lượng nước qua Chiller thay đổi được, lưu lượng này bắt buộc phải là Hằng số, nếu lưu lượng thay đổi thì hệ thống lập tức ngắt Chiller và Báo lỗi Hệ thống.
Vòng nước Thứ cấp-Secondary với mục đích là phân phối nước lạnh vào công trình, đến tải tiêu thụ... thì sử dụng các Bơm Biến Tần có khả năng thay đổi giảm vô cấp được vận tốc Bơm==> chính là giảm Điện năng Tiêu thụ. Khi này hệ thống phải có Đường Bypass để duy trì lưu lượng nước qua Chiller là cố định, lưu ý là Ống Bypass này không có van nào chặn cả (may ra có thể gắn được Van 1 chiều để chặn nước từ đầu hút của bơm Pri dồn qua đầu hút của Bơm Secondary).
Như các bạn thấy thì hệ thống này đã có khả năng tiết kiệm năng lượng cho hệ thống Bơm tuần hoàn khi dùng Biến tần ở đây, nhưng chúng ta phải thêm cả một hệ thống bơm khác, kèm theo đó là tiêu tốn biết bao nhiêu chi phí phụ kiện kèm theo nó.
Hệ thống này xuất hiện và được ứng dụng trên thế giới cách đây khoảng mười mấy năm tuy nhiên với tình hình ở Việt Nam thì vẫn còn rất ít công trình được ứng dụng, mà phần lớn là một trong 2 hệ thống đầu. Cụ tỉ, theo như tớ biết thì hiện giờ VIT TOWER (519 Kim Mã) và Ruby Plaza (44 Lê Ngọc Hân) hiện đang áp dụng sơ đồ này
- Hệ thống lưu lượng thay đổi với đoạn ống by pass
Variable Primary Flow (VPF) - Hệ thống mới nhất hiện nay : Cùng ý tưởng với hệ VRV (Variable Refrigerant Volume) và những công nghệ ngày càng được cải tiến liên tục thì Chiller ngày nay được sản xuất đã có khả năng đáp ứng cho phép được lưu lượng nước đi qua nó thay đổi trong một khoảng giới hạn nhất định.
Khi này chỉ còn một hệ Bơm duy nhất đi qua Evaporator của Chiller với các Bơm dùng Biến tần điều khiển.
Khi giảm tải thì Chiller cùng Bơm nước đều có khả năng giảm tải, khi này phải dùng một đường ống Bypass với van điều chỉnh trên đó (nhìn sơ qua thì cứ tưởng giống hệt như Hệ thống thứ 2 đã nói ở trên nhưng thực tình thì nguyên lý khác hoàn toàn). Van Bypass này với mục đích để duy trì lượng nước qua Chller không được thấp hơn một giá trị Minimum mà Chiller đã có.
Khi này các dàn Coil cũng phải sử dụng hệ thống Van 2 ngả để có thể dùng cảm biến Delta P (cảm biến hiệu áp suất) điều khiển các Bơm.
Việc tính toán đường ống Bypass này phải đáp ứng được lưu lượng nhỏ nhất của Chiller lớn nhất trong hệ thống, thông thường khi chọn lựa một Chiller thì nhà sản xuất sẽ phải cung cấp cho bạn giá trị Minimum này.
Theo nghiên cứu của tổ chức ASHRAE thì hệ thống VPF này có khả năng
1. Giảm năng lượng tiêu tốn trên toàn hệ thống đến 3% mỗi năm
2. Giảm chi phí đầu tư khoang 4-8% do giảm được số lượng bơm so với hệ số 3, và tiết kiệm không gian, Co, Tee, Fitting kèm theo nó.
3. Giảm chi phí vòng đời, bảo trì khoảng 3-5%
4. Giảm năng lượng cho hệ Bơm nước lạnh từ 25-50%
5. Giảm năng lượng Chiller đến 13%
Những thông số trên đây đều có cơ sở để chứng minh với những tính năng của hệ thống VPF sẽ tóm lược sau đây: có khả năng kéo dãn dải công suất Chiller ép phải hoạt động ở chế độ đầy tải với hiệu suất cao nhất, giảm số lần đóng mở hệ Chiller làm tăng tuổi thọ, tăng độ tin cậy...
Tuy nhiên, việc đưa nguyên lý này vào hệ thống Chiller thì có lẽ dân M&E phải đợi thêm dăm chục năm nữa!
-----------------------
Nguồn:
1. Control Systems for Heating, Ventilating, and Air Conditioning (by Roger W. Haines and Douglas C. Hittle (c) 2006 Springer Sciene + Business Media, Inc)
2. Phân tích các hệ thống ĐHKK (Herot – HVACR forum)
Last edited by a moderator:
