Hệ thống lạnh công nghiệp là vấn đề được rất nhiều người quan tâm. Bởi các nhà xưởng hiện nay đều đang sử dụng rộng rãi phương pháp làm mát bằng hệ thống lạnh. Hệ thống này có chức năng điều hòa không khí để làm mát thiết bị, máy móc hoặc không gian nhà xưởng, trung tâm thương mại,...
Hệ thống lạnh công nghiệp là gì?
Hệ thống lạnh công
nghiệp là phương pháp giảm nhiệt động xuống mức thấp nhất để làm
mát và làm lạnh cho những khu vực có diện tích lớn. Nó hoạt động được nhờ tận
dụng nguồn năng lượng ẩm có trong khí quyển và bay hơi để tạo ra khí mát.
Các thiết bị không thể thiếu trong hệ
thống lạnh công nghiệp là dàn nóng, dàn lạnh, máy nén cùng các thiết bị điều
khiển. Ngoài ra, tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng mà hệ thống sẽ sử dụng thêm các
thiết bị khác như tháp giải nhiệt công nghiệp
Công dụng
Hệ thống lạnh trong
công nghiệp được sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực, bởi nó có tính ứng
dụng cao. Người dùng có thể sử dụng chúng trong công nghiệp hóa chất, điện
lạnh, hệ thống điều hòa không khí, hệ thống giải nhiệt chiller, …
Ngoài ra, với tính năng làm mát, hệ thống có vai trò giữ
cho thực phẩm luôn tươi ngon trong suốt thời gian dài. Và hơn thế là khả năng
làm mát cho các khu vực có diện tích rộng như nhà hàng, khách sạn,... mà các
dòng máy lạnh dân dụng chưa thể đáp ứng được.
Ưu điểm của hệ thống lạnh trong công
nghiệp
Ngày nay, hệ thống lạnh trong công nghiệp có
nhiều loại máy đem lại công dụng đa dạng với nhiều ưu điểm khác nhau. Nhưng
nhìn chung, hệ thống có thể đáp ứng tốt nhu cầu của người dùng bởi:
- Công suất hoạt động lớn từ 5ton cho tới hàng nghìn ton nên nó có
thể đáp ứng tốt nhu cầu cho người dùng.
- Có độ bền và tính ổn định cao, nên thích hợp cho các công trình có
diện tích lớn.
- Trang bị nhiều cấp giảm tải nhằm điều chỉnh công suất.
Thường thì 1 máy sẽ có 3 - 5 cấp giảm tải. Và những hệ thống có nhiều cụm
máy thì số lượng cấp giảm tải sẽ càng lớn.
- Ống nước lạnh có thiết kế khá gọn nhẹ nên người dùng có thể sử dụng
cho những không gian lắp đặt tại các tòa nhà, ống nhỏ.
- Tiết kiệm không gian lắp đặt, một hệ thống làm sử dụng không gian
lớn sẽ tốt hơn việc lắp đặt nhiều thiết bị riêng lẻ ở từng khu vực.
- Có tính linh động cao và nếu có nhu cầu mở rộng diện tích làm mát
thì chỉ cần điều chỉnh trong hệ thống lạnh. Và cũng có thể thay đổi công
suất cao hơn mà không phải lắp đặt mới.
Sơ đồ hệ thống lạnh
công nghiệp
Mỗi hệ thống lạnh thường chỉ sử dụng 1
hệ thống điều khiển và các thiết bị vận hành. Vì vậy cách vận hành của chúng
cũng không quá phức tạp.
Cấu
tạo hệ thống lạnh
Hệ thống lạnh có cấu tạo gồm các bộ phận
chính là:
- Máy nén lạnh
- Dàn lạnh
- Bình ngưng
- Tháp giải nhiệt
- Bình tách lỏng
- Kho lạnh
- Bơm giải nhiệt
Mô tả cách thức
vận hành của hệ thống lạnh công nghiệp
Đặc điểm của sơ đồ nguyên lý hệ thống
lạnh 1 cấp nén hoặc NH3 thì bình ngưng
đều được thiết kế kiêm luôn chức năng của bình cao áp. Đối với loại bình ngưng
này, đường ống dẫn trao đổi nhiệt được bố trí ở phần trên của mình. Với kết cấu
này của bình, việc sử dụng bình chứa vô cùng đơn giản, nhỏ nhẹ và được cắt giảm
với mức chi phí tối thiểu. Tuy vậy, nhiệt độ lỏng ở bên trong bình thường cao
hơn so với hệ thống có bình chứa riêng.
Trong máy nén, nếu bị quá nhiệt thì các
chất sẽ được hút vào bình tách dầu, rồi lọc lại và đưa trở lại thiết bị nhờ
nguyên tắc chênh lệch mức áp suất. Hơi môi chất được đưa tới thiết bị ngưng tụ,
sau đó được giải nhiệt bình ngưng tụ thành lỏng thông qua sự trao đổi nhiệt của
tháp giải nhiệt. Lúc này, nguồn nước được vào làm mát trong bình ngưng và nó sẽ
tiếp tục được đưa lượng nước trở lại.
Thêm nữa, môi chất sẽ được giải nhiệt và
tạo thành dạng lỏng. Nó sẽ được đưa vào bên trong bình chứa rồi di chuyển qua
bộ lọc để làm sạch các loại cặn bẩn và hơi trong môi chất. Sau đó, để làm tăng
độ lạnh thì nước sẽ được đưa tới bình hồi nhiệt.
Sau khi đã được hồi nhiệt thì môi chất
lỏng sẽ tiếp tục di chuyển tới bộ phận xen lỏng rồi hình thành 2 đường dẫn vào
dàn lạnh. Nhờ vào bộ phận van tiết lưu mà các khí gas lỏng sẽ được làm giảm
nhiệt độ và mức áp suất ở bên trong dàn lạnh. Van tiết lưu nhiệt sẽ điều chỉnh
lưu lượng lỏng thông qua bộ phận bầu cảm biến.
Sau đó, hơi lỏng sẽ được tiếp tục di
chuyển về bình hồi nhiệt và thực hiện tách lỏng môi chất. Lúc này, máy nén sẽ
hút hơi lỏng về và thực hiện quy trình như trên cho tới khi kết thúc và được
lặp lại cho tới khi kho lạnh đạt được mức nhiệt như mong muốn.
Các loại hệ thống lạnh trong công nghiệp
Hiện nay có rất nhiều loại hệ thống lạnh công
nghiệp, tuy nhiên tùy thuộc vào tính chất của công trình và khả
năng tài chính mà mọi người có thể lựa chọn hệ thống phù hợp. Dưới đây là 3
loại hệ thống làm lạnh công nghiệp được sử dụng phổ biến nhất:
Điều
hòa không khí cục bộ
Hệ thống lạnh điều hòa không khí cục bộ gồm các máy cục bộ
được lắp đặt cho những khu vực riêng lẻ. Nó thường có 2 khối chính là dàn nóng
nằm ngoài khu vực điều hòa và dành lạnh chuyên phát lạnh sử dụng trong khu vực
cần làm mát.
Ưu điểm của hệ thống lạnh này là không
quá yêu cầu cao về kỹ thuật, không gây ảnh hưởng tới các máy lạnh khác trong
cùng 1 hệ thống. Nhưng nó lại có thể ảnh hưởng tới kiến trúc kết cấu của tòa
nhà khi dàn nóng nằm ngoài không gian sử dụng. Dàn lạnh và dàn nóng được kết
nối bằng đường ống dẫn gas. Nên nó dễ phát sinh hư hỏng trong quá trình hoạt
động, và ảnh hưởng tới sức khỏe con người.
Quá trình sản xuất khí tươi của hệ thống điều hòa
khí cục bộ chủ yếu dựa vào hoạt động của quạt gió. Và
lượng khí này chưa được xử lý lọc bụi nên có thể xảy ra hiện tượng chênh lệch
nhiệt độ và tảo cảm giác khó chịu. Đồng thời hệ số tiêu thụ điện năng đáng kể
và chi phí bỏ ra vận hành lớn, nên nó thường được sử dụng cho các công trình
nhỏ và không yêu cầu nhiều về thông số.
Hệ
thống điều hòa trung tâm
Hệ thống lạnh này bao gồm 1 hoặc nhiều máy trung tâm cùng
phối hợp để tạo thành hệ thống làm lạnh tổng thể cho 1 không gian nhất định. Hệ
thống điều hòa trung tâm sử dụng nước làm tác nhân làm lạnh thông qua hệ thống
đường ống dẫn và dàn trao đổi nhiệt.
Có 2 loại hệ thống được sử dụng phổ biến
là Chiller giải nhiệt gió và Chiller giải nhiệt nước. Cấu tạo của hệ thống lạnh
trung tâm gồm:
- Máy lạnh trung tâm Chiller: Có vai trò sản xuất nước lạnh
thông qua hệ thống ống dẫn và cấp tới các dàn trao đổi nhiệt để tỏa khí lạnh.
- Dàn trao đổi nhiệt FCU: Được đặt tại những khu vực cần
làm lạnh và tùy thuộc vào công suất làm lạnh của từng phòng tương ứng với
công suất dàn trao đổi nhiệt với không khí có trong phòng và làm lạnh.
- Bơm nước và tháp giải nhiệt: Dùng để giải phóng năng lượng
nhiệt của bình ngưng sau khi điều hòa và thực hiện làm lạnh nước.
- Hệ thống đường ống phân phối khí lạnh: Khí lạnh sẽ được dẫn từ FCU
tới không gian cần làm lạnh.
- Đường ống và bơm nước cấp lạnh: Hệ thống này sẽ phân bổ nước
lạnh từ Chiller tới dàn FCU.
- Hệ thống điện điều khiển: Có sự tác động mạnh mẽ tới quá trình các thiết
bị thực hiện chức năng làm lạnh.
Hệ thống điều hòa biến tần VRV/ VRF
Sự ra đời của VRV/VRF đánh dấu cột mốc mới cho dòng hệ
thống lạnh trung tâm. Hệ thống này được giải nhiệt bằng gió và chỉ với 1 dàn
nóng là có thể làm việc cùng nhiều dàn lạnh khác. Nên người dùng có thể lắp đặt
vị trí tùy ý mà không ảnh hưởng tới quá trình làm lạnh. Đây là giải pháp thích
hợp cho những công trình, tòa nhà có quy mô lớn.
Đặc biệt, hệ thống điều hòa trung tâm
VRV/ VRF có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất và thay đổi công suất phụ
tải ở bên ngoài. Vì thế, nó có khả năng tốt hạn chế của các máy lạnh dạng rời
nếu chẳng may đường ống dẫn gas gặp sự cố,...
Hơn thế, nó còn ít chịu tác động từ các
yếu tố môi trường bên ngoài cùng độ bền cao. Quá trình hoạt động ổn định giúp
tiết kiệm tối đa điện năng tiêu thụ. Cùng mức chi phí đầu tư hợp lý, đáp ứng
nhu cầu đa dạng của người dùng.
