Tìm hiểu hệ thống điều hòa chiller – Điều hòa Trane – Máy lạnh Trane | Thăng Long

Chiller là loại máy phát sinh ra nguồn lạnh để làm lạnh những vật phẩm, thực phẩm. Ở máy lạnh người ta luôn thấy một nguồn lạnh và một nguồn nóng hơn thiên nhiên và môi trường xung quanh dù chạy với nguyên tắc nào …

Nhiều trường hợp thuận tiện tất cả chúng ta hoàn toàn có thể phong cách thiết kế sử dụng cả hai nguồn nóng và lạnh, tiết kiệm ngân sách và chi phí được rất nhiều nguồn năng lượng, là máy sản xuất nước lạnh dùng trong mạng lưới hệ thống điều hòa không khí TT, sử dụng nước là chất tải lạnh. Nước sẽ được làm lạnh qua bình bốc hơi ( thường vào 12 độ và ra 7 độ ). Thực chất máy chiller gồm 4 thiết bị chính của quy trình nhiệt cơ bản là máy nén, van tiết lưu, thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi. Ngoài ra có thêm 1 số thiết bị khác. Thường thì chiller được sản xuất nguyện cụm không tách rời. Chiller phải đạt tiêu chuẩn theo ARI Việc phân loại chiller có nhiều cách : Như theo máy nén ( Piston, trục vít, xoắn ốc, ly tâm .. ), theo thiết bị ngưng tụ như giải nhiệt nước ( water-cooled ), hay giải nhiệt gió ( Air-cooled ), loại thiết bị hồi nhiệt ( heat recovery ), loại lưu lượng qua bình bốc hơi không đổi khác hay biến hóa lưu lượng nước, … Ngoài ra còn có loại Chiller hấp thụ .

Trong 1 máy lạnh vận hành 1 chu trình nhiệt động khép kín qua đó nó sẽ thu nạp nhiệt năng ở nhiệt độ dưới môi trường xung quanh và thải ra môi trường xung quanh ở nhiệt độ cao hơn.

Thiết kế hệ thống lạnh

Máy lạnh phân phối nguồn lạnh dùng cho công kỹ nghệ, điều hòa không khí, làm nước đá hoặc làm lạnh để dữ gìn và bảo vệ thực phẩm. Cách làm lạnh được triển khai trực tiếp hoặc gián tiếp. 1 dung môi lạnh ( nước lạnh hoặc môi chất lạnh ), được máy lạnh làm lạnh xuống qua 1 thiết bị trao đổi nhiệt với dàn lạnh sẽ gián tiếp làm lạnh những vật phẩm cần làm lạnh. Còn cách trực tiếp thì vật phẩm sẽ tiếp xúc trực tiếp qua dàn lạnh .

Phân loại máy lạnh

Máy lạnh được chia làm 2 loại chính : máy lạnh cơ động, sử dụng động cơ là máy nén khí để hoạt động giải trí và loại máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu để quản lý và vận hành trong quy trình trao đổi nhiệt. Hiệu suất máy lạnh cơ động thường cao hơn máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu. Tuy thế mỗi loại máy có ưu và điểm yếu kém ; máy lạnh cơ động thì năng động hơn, được phong cách thiết kế ngăn nắp hơn, nhưng chịu ràng buộc thường thì nhiều nguồn điện để chạy máy nén. Trong khi máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu thì ít cơ động hơn và phong cách thiết kế cũng cồng kềnh hơn, nhưng lại không phụ thuộc vào vào điện năng, mà dùng trực tiếp nguồn nguồn năng lượng nguồn vào như dầu khí, than đá hoặc nguồn nhiệt năng khác để tái tạo lại mạng lưới hệ thống môi chất thẩm thấu chạy máy .

Máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu hòa tan

Máy lạnh loại này không cần sử dụng máy nén, mà sử dụng môi chất thẩm thấu hòa tan để thẩm thấu ga lạnh trong tiến trình trao đổi nhiệt làm lạnh. Đặc điểm máy này thường dùng môi chất thẩm thấu hòa tan, thường thì là dung dịch muối Lithiumbromid ( LiBr ), có tính năng hút ga lạnh và hòa tan ga lạnh trọn vẹn trong dung dịch. Trong quy trình thẩm thấu ga lạnh này sẽ sinh nhiệt và phải được phong cách thiết kế làm mát dung dịch. Khi dung dịch đã hút ( thẩm thấu ) no ga lạnh, dung dịch bão hòa ga lạnh sẽ được hâm sôi, qua mạng lưới hệ thống dầu khí hoặc nguồn nhiệt năng khác, để đuổi ga lạnh ra khỏi dung dịch : đó là quy trình tái tạo dung dịch để tái sử dụng lại trong quy trình nhiệt động khép kín, trong khi ga lạnh sẽ được ngưng tụ lại và tái sử dụng. Máy lạnh sử dụng môi chất thẩm thấu LiBr hoàn toàn có thể làm lạnh đến 3 °C, trong khi với môi chất NH3 người ta hoàn toàn có thể đạt đến nguồn lạnh – 70 °C. Như vậy để chạy được loại máy này ta phải sử dụng nguồn nguồn năng lượng chính phát nhiệt qua dầu khí hoặc nguồn nhiệt năng khác .

Máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu bề mặt

Loại máy lạnh này chạy với 1 môi chất ở dạng cứng, chứ không dùng môi chất ở thể lỏng như ở phần trên. Môi chất này có công dụng thẩm thấu ga lạnh trên mặt phẳng. Vì môi chất ở dạng cứng nên khó luân chuyển hoặc bơm được nên người ta phải phong cách thiết kế theo kiểu không liên tục, tức là phải sử dụng 2 bình chứa môi chất. Một bình chứa môi chất chưa thẩm thấu no ga lạnh để hoạt động giải trí trong quy trình sinh lạnh, thì bình kia đã bão hòa ga lạnh sẽ được giải quyết và xử lý qua nhiệt năng để tái tạo môi chất cho chu kỳ luân hồi hoạt động giải trí. Mỗi chu kỳ luân hồi của bình được phong cách thiết kế từ 6 đến 10 phút .
Máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu mặt phẳng khuyếch tán
Máy lạnh này được phong cách thiết kế với môi chất thẩm thấu mặt phẳng giống như phần trên. Khác nhau chỉ ở chỗ mạng lưới hệ thống có thêm 1 khí trơ và nhờ vậy quy trình tái tạo môi chất sẽ hoạt động giải trí qua việc đổi khác áp suất và được sử dụng nhiều ở máy lạnh cắm trại hoặc phòng ốc khách sạn, khi khó có nguồn điện liên tục. ( từ khóa : lắp đặt điều hòa công nghiệp, lắp ráp điều hòa TT )

Máy lạnh cơ động

Đây là loại máy phổ cập nhất, sử dụng máy nén, van tiết lưu, dàn lạnh và bình ngưng là những bộ phận then chốt. Trong quy trình khép kín, máy nén với hiệu suất QA sẽ hút ga lạnh từ dàn lạnh có hiệu suất QK và nén ga lạnh vào bình ngưng với áp suất và nhiệt độ cao. Trong bình ngưng ga lạnh sẽ được hóa lỏng và thải 1 lượng nhiệt năng ngưng tụ QH ra thiên nhiên và môi trường xung quanh. Ga lạnh dạng lỏng sẽ qua van tiết lưu, một mặt hãm áp suất xuống thấp, một mặt kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng ga lạnh vừa đủ để bốc hơi ở dàn lạnh và quy trình bốc hơi sẽ hút 1 hiệu suất lạnh QK từ thiên nhiên và môi trường được làm lạnh như thực phẩm, vật phẩm v.v … Theo định luật bảo toàn nguồn năng lượng ta có phương trình cho quy trình nhiệt động khép kín như sau :
QH = QK + QA
Công suất ngưng tụ = Công xuất lạnh + Công suất máy
Máy lạnh cơ động được dùng thông dụng nhiều trong đời sống thường ngày như tủ lạnh, tủ đông, máy điều hòa không khí, kho lạnh, băng trượt đá, lò sát sinh, xí nghiệp sản xuất sản xuất bia và công nghiệp hóa chất, v.v v .
Hiệu ứng Joule-Thomson, kỹ thuật lạnh của Linde
Dựa trên nguyên tắc 1 số ga như Helium hoặc hỗn hợp ga như không khí gồm khí Nitơ và Oxygen mà những phân tử khí có ảnh hưởng tác động hút nhau, khi bị giản nở ra, thì khí này hoặc hỗn hợp khí sẽ bị hạ nhiệt độ và tạo ra nguồn lạnh. Cho 1 nguồn không khí nén co và giãn ra ta sẽ làm lạnh được ¾ °C cho mỗi bậc 1 bar giảm áp suất. Nếu ta phong cách thiết kế nhiều chu kỳ luân hồi nén – co và giãn liên tục, người ta hoàn toàn có thể đạt gần được nhiệt độ không tuyệt đối tức gần – 273 °C. Phương pháp này được ông kỹ nghệ gia người Đức Carl von Linde tiến hành năm 1895 để hóa lỏng không khí. Không khí được nén ở áp suất 200 bar, làm mát xuống nhiệt độ thường và rửa sạch những bụi, khí CO2, hơi nước, tạp khí qua tiếp xúc với chất thẩm thấu mặt phẳng. Sau đó không khí nén sẽ được co và giãn qua 1 máy tua bin, 1 van tiết lưu và đạt được nhiệt độ hóa lỏng của không khí – 170 °C. Không khí lọc được chưng cất từng phần để tách khí N2, O2, khí trơ He, Argon v.v.. Kỹ thuật này vẫn được ứng dụng thoáng rộng khắp quốc tế lúc bấy giờ để sản xuất khí trơ, N2, O2 và cũng đuợc gọi là công nghệ tiên tiến Linde. Để nén không khí tới áp suất 200 bar, người ta phải dùng máy nén nhiều tầng và đây là khâu tốn kém nhiều điện năng nhất. Một phần điện năng được phục chế lại qua tua bin ở chu kỳ luân hồi co và giãn kể trên. ( từ khóa : kiến thiết hvac, xây đắp điều hòa thông gió, xây đắp điều hòa, kiến thiết thông gió, thiết kế mạng lưới hệ thống thông gió, lắp ráp điều hòa thông gió )

Hiệu ứng Peltier

Cho 1 dòng điện qua 2 tấm bán dẫn, có tỷ lượng bán dẫn khác nhau thí dụ có lượng dương thế hoặc âm tính khác nhau, người ta thấy có hiện tượng kỳ lạ : tấm bán dẫn có tỷ lượng bán dẫn cao sẽ lạnh đi, ngược lại tấm bán dẫn yếu sẽ nóng lên. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Peltier, được ứng dụng nhiều để làm mát những linh điện tử trong kỹ nghệ điện tử, mạch điện, vi tính …

Làm lạnh qua từ tính

Một số hợp chất như hợp chất Gadolinium có đặc tính là khi được từ tính hóa sẽ sinh nhiệt và ngược lại sẽ làm lạnh trong quy trình ngược lại, quy trình làm mất từ tính. Vì hợp chất này đắt tiền nên chỉ vận dụng trong trường hợp đặc biệt quan trọng không được ứng dụng thoáng rộng .

Làm lạnh qua phương pháp bay hơi

Mỗi một dung dịch lỏng trong thiên nhiên và môi trường không khí, có 1 áp suất bốc hơi nhất định, tùy theo nhiệt độ của dung dịch. Quá trình bốc hơi sẽ làm lạnh dung dịch. Làm tăng diện tích quy hoạnh mặt phẳng tiếp xúc của 1 dung dịch trong không khí là làm tăng hiệu suất bốc hơi và tăng hiệu suất làm lạnh. Phương pháp này được ứng dụng nhiều trong những xí nghiệp sản xuất nhiệt điện để làm mát nguồn nước làm nguội xí nghiệp sản xuất qua những tháp nguội, qua đó nước được phun nhỏ và qua những hạt có diện tích quy hoạnh mặt phẳng cao, chạy ngược chiều với luồng không khí trong tháp. Nước được bốc hơi sẽ cùng luồng không khí thoát ra trời. Thông thường hiệu suất những nhà máy sản xuất nhiệt điện ( điện năng ) bằng khoảng chừng 1/3 tính trên nhiệt năng tiêu thụ đầu vào từ dầu khí hoặc than đá, nên nhiệt năng phải thải ra ngoài chiếm đến 2/3 nguồn năng lượng nguồn vào, tương tự như hiệu suất làm mát của tháp nguội, nên lượng hơi nước thải ra qua quy trình làm mát rất lớn. Vào những ngày đẹp trời và khô cứng nếu có dịp đi ngang qua những nhà máy sản xuất nhiệt điện, ta hoàn toàn có thể tận mắt chứng kiến những mây hơi nước rất lớn thoát ra từ những tháp nguội khổng lồ .

Ga lạnh và ô nhiễm môi trường

Chu trình làm lạnh là 1 quy trình nhiệt động khép kín và ga lạnh chính là chất trung chuyển để thực thi những quy trình thao tác trao đổi nhiệt lượng : bốc hơi – nén khí – ngưng tụ – giãn khí. Thời kỳ tăng trưởng khởi đầu kỹ nghệ lạnh người ta sử dụng nhiều nhất ga Ammoniac, NH3. Ga Ammoniac có nguồn năng lượng bốc hơi hay ngưng tụ cao, nhưng có 1 số ít điểm yếu kém trong kỹ thuật. Ammoniac ăn mòn đồng và những sắt kẽm kim loại khác và chỉ sắt thép là vật tư chịu đựng được, không hòa tan được dầu nhớt. Vì vậy cho máy lạnh chạy bằng ga Ammoniac, tổng thể những bộ phận của máy lạnh phải làm từ sắt thép : dàn lạnh, máy nén, van tiết lưu, bình ngưng và ống nối, những bộ phận kiểm soát và điều chỉnh như áp kế, nhiệt kế v.v. Ngoài ra nếu quy trình khép kín bị hở, Ammoniac hoàn toàn có thể trộn với không khí thành 1 hỗn hợp gây nổ, chưa kể đến đặc tính ô nhiễm và bốc mùi rất hôi với 1 lượng rất nhỏ ( Vì vậy mà dân gian còn gọi Ammoniac là nước đái quỷ ). Hơn nữa vì Ammoniac không hòa tan được dầu nhớt, nên máy nén phải được phong cách thiết kế 1 bộ phận tách dầu để bảo vệ việc bôi chơn máy nén. Do đó máy lạnh chạy bằng ga lạnh Ammoniak thiết kế khó khăn vất vả hơn, giá tiền cũng cao hơn, tuy nhiên lúc bấy giờ vẫn còn sử dụng nhiều ở những xí nghiệp sản xuất sản xuất nước đá với hiệu suất lạnh rất lớn. Vì những điểm yếu kém nên sau này người ta đã sử dụng những hóa chất hữu cơ thuộc họ Methan, CxHy, có liên kết bão hòa với những nguyên tử Chlor hay Fluor làm ga lạnh, vì những ưu điểm sau đây :
An toàn, không gây nên hỗn hợp nổ, không ô nhiễm. Thậm chí ga lạnh loại này cũng còn gọi là chất chống nổ, chống cháy .
Bền vững trong quy trình làm lạnh khép kín, không bị biến chất .
Dễ hòa tan dầu nhớt, thuận tiện hơn cho phong cách thiết kế máy nén .
Không tính năng cũng không ăn mòn những sắt kẽm kim loại mềm nên hoàn toàn có thể sử dụng hợp chất đồng, nhôm v.v. cho những bộ phận làm lạnh như van tiết lưu, dàn lạnh, bình ngưng, áp kế, nhiệt kế, ống nối .
Thường có áp suất bốc hơi cao hơn áp suất không khí bên ngoài, để chống hiện tượng kỳ lạ không khí hoàn toàn có thể xâm nhập vào quy trình lạnh .
Có áp suất ngưng tụ không cao quá, để tạo thuận tiện phong cách thiết kế những bộ phận, linh phụ kiện lạnh .
Có nhiệt năng bốc hơi, ngưng tụ cao
Các đặc thù cơ bản của ga lạnh và thông số ô nhiễm thiên nhiên và môi trường
Tên quốc tế ga lạnh có chữ R ở đầu chữ, viết tắt từ tiếng Anh “ Refrigerant ”, có nghĩa là ga lạnh. Các ga lạnh kể trên tuy khá bền vững và kiên cố, nhưng khi bị thải ra ngoài không khí gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường vì những hiệu ứng sau :
Các ga lạnh có chứa nguyên tử Chlor ( Cl ) khi bay lên tầng thượng tầng không khí cao sẽ bị tia cực tím của mặt trời phân hủy. Các ion Cl đơn tính phát sinh ( Cl -, nguyên tử Cl có dư 1 electron ) sẽ hủy hoại tầng Ozon theo chính sách sau : Trên thượng tầng không khí khi tia nắng mặt trời rọi thẳng vào không khí, có cường độ ánh sáng mạnh nhất, tia cực tím ảnh hưởng tác động vào phân tử O2, sẽ tách ra 2 ion O -. Ta sẽ có phản ứng hóa học tạo ra Ozon ( O3 ). – O2 + O – ↔ O3. Chất Ozon không vững chắc, lại tự tách ra O2 và O -. Phản ứng thuận nghịch này cho thấy tầng Ozon chỉ trong thời điểm tạm thời tạo ra khi có công dụng của tia cực tím mặt trời, và cũng chính tầng Ozon này ngăn ngừa phần nhiều tia cực tím xuống mặt đất. ( electric, electricity, install electric, sua dien, mạng lưới hệ thống điện, sua chua dien, Sửa chữa điện, he thong dien, thi cong dien, thi công điện, Lắp đặt điện. )
Tia cực tím có nguồn năng lượng cao có tác động ảnh hưởng xấu với hệ sinh vật. Khi có sự hiện hữu của những ion Cl -, có cường thế âm tính hơn, năng lực cạnh tranh đối đầu với ion O – cao hơn, phản ứng tạo ra Ozon bị kềm chế và ta có hiện tượng kỳ lạ thủng tầng Ozon. Hệ số RODP, viết tắt từ tiếng Anh, Relative Ozon Depletion Potential, tạm dịch là thông số diệt trừ tầng Ozon khi so sánh với ga lạnh R11. Xem trong bảng ta thấy thông số này cao chỉ cho những ga lạnh có chứa nguyên tử Chlor, trong khi những ga khác, không có chứa Chlor, thông số này bằng 0. Vì thế những nước kỹ nghệ như Châu Âu đã cấm sử dụng ga lạnh R22. hạn chế sử dụng ga R12. Việc này cũng là đề tài tranh cãi trong kỹ nghệ lạnh, vì hầu hết ga lạnh dùng trong kỹ nghệ lạnh là nằm trong quy trình khép kín, ít thải ra ngoài. Trong khi số lượng những ga lạnh dùng trong những bình xịt tóc, keo, sơn bị thải ra thiên nhiên và môi trường rất lớn .
Hiệu số GWP, viết tắt từ tiếng Anh, Global Warming Potential, tạm dịch là hiệu suất nóng dần lên của toàn cầu qua hiện tượng kỳ lạ nhà kính khi so sánh tương đối với khí CO2. Hệ số này khá cao của hầu hết những ga lạnh văn minh. Hiện nay người ta cố gắng nỗ lực tìm ra những ga lạnh thay thế sửa chữa, ít gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường, nhưng vẫn chưa có những bước tiến bộ có tính đột quá .
Hiệu suất máy lạnh
Hiệu suất máy lạnh được tính trên tỷ suất hiệu suất lạnh QK trên hiệu suất tiêu thụ của máy nén QA .
εL = QK / QA Trong đó : Công suất bình ngưng QH = QK + QA
εL = ( QH – QA ) / QA = QH / QA – 1
Đo được nhiệt độ bốc hơi tK của ga lạnh ở dàn lạnh, nhiệt độ ngưng tụ tH ở bình ngưng, ta hoàn toàn có thể tính được hiệu suất máy lạnh qua công thức :
εL = ŋC. TK / ( TH – TK ) = = ŋC. ( tK + 273,15 ) / ( tH – tK )
Trong đó :
TK. – nhiệt độ tuyệt đối của tK tính bằng Kelvin = tK + 273,15
TH. – nhiệt độ tuyệt đối của tH tính bằng Kelvin = tH + 273,15
ŋC. – Hiệu suất Carnot khi so sánh giữa quy trình trong thực tiễn và lý tưởng và trung bình bằng 0,5 tức khoảng chừng 50 % .
Thí dụ : hiệu suất của máy điều hòa có tK = 10 °C, tH = 50 °C εL = ŋC. ( 10 + 273,15 ) / ( 50 – 10 ) = 3,5 tức là cứ 1 kW hiệu suất tiêu thụ điện của máy nén, ta có được 3,5 kW hiệu suất lạnh .

Lịch sử 

Vào giữa thế kỷ 18 người ta đã mày mò kỹ thuật làm lạnh bằng cách cho vào bình thủy tinh 1 lượng khoảng chừng nửa bình chất hữu cơ Diethylether, là chất dễ bay hơi. Sau đó bơm hỗn hợp không khí và dung môi ra khỏi bình vào tạo ra lạnh xung quanh bình thủy tinh. Tuy nhiên người ta không tiến hành cách làm lạnh này để ứng dụng cho đời sống. Mãi đến năm 1845 mới Open máy lạnh chạy thực dụng tiên phong, được phong cách thiết kế bởi 1 bác sĩ người Mỹ tên John Gorrie ở Florida. Ông bác sĩ này tìm kiếm 1 giải pháp để giúp sức bệnh nhân chống lại cái nóng nực của vùng Florida. Máy lạnh tiên phong của ông Gorrie dùng để sản xuất đá lạnh và điều hòa phòng ốc. Tuy nhiên quy mô máy lạnh là 1 sự thất bại kinh tế tài chính ( Bằng ý tưởng số 8080, ngày 06 tháng 5 năm 1851 ) cho ông. Sau đó vài năm ông Gorrie qua đời trong túng thiếu và bị người ta chê cười. Đến năm 1870 máy lạnh mới được sản xuất có hiệu suất cao kinh tế tài chính mà ứng dụng nhiều nhất trong kỹ nghệ làm bia. Trong những doanh nghiệp lớn sản xuất máy lạnh tiên phong phải kể đến kỹ nghệ gia người Đức Carl von Linde .

Công ty CP Thương mại và Kỹ thuật Quốc tế Thăng Long

Địa chỉ: Tầng 2, tòa nhà Handico, Phạm Hùng, Mễ Trì, Hà Nội.
SĐT: (024) 32 026 026 – 37 34 02 00
E-mail: [email protected]
VPĐD: Số 148, Nguyễn Thái Học, Điện Biên, Ba Đình, Hà Nội
SĐT: (024) 38 36 00 88 – 37 34 02 01 Fax: (024) – 37 34 02 01
Hotline: 091 355 3233
Website: www.dieuhoausa.com.vn
www.tranevn.vn
www.hisensevn.vn

Source: https://thomaygiat.com
Category : Điện Tử