Chiller giải nhiệt nước: Nguyên lý, cấu tạo, ưu - nhược điểm

Chiller giải nhiệt nước có hiệu suất làm mát cao nên được sử dụng rộng rãi trong đời sống và sản xuất. Cùng Điện máy Đặng Gia tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ưu - nhược điểm của chiller giải nhiệt nước trong bài viết dưới đây nhé!

Hệ thống Chiller giải nhiệt nước là gì?

Chiller giải nhiệt nước là hệ thống làm lạnh nước công nghiệp sử dụng tháp giải nhiệt để loại bỏ nhiệt lượng của nước ra môi trường bên ngoài. Nguồn nước sau khi đi qua chiller giảm xuống còn khoảng 7, 8 độ C và dẫn đến các tòa nhà, doanh nghiệp, nhà máy sản xuất,... để làm mát.

Chiller giải nhiệt bằng nước có hiệu suất làm mát cao, gấp 1.5 lần so chiller giải nhiệt gió. Bởi vậy, hệ thống làm mát này được sử dụng phổ biến hơn.

Chiller giải nhiệt nước

Cấu tạo - sơ đồ nguyên lý chiller giải nhiệt nước

Cấu tạo chiller giải nhiệt nước

Giống như các loại chiller giải nhiệt khác, chiller làm mát bằng nước đều có các bộ phận sau:

• Dàn lạnh (evaporator): Đây là nơi trao đổi nhiệt giữa nước nóng và môi chất, giúp nước được làm lạnh.
• Dàn ngưng tụ (condenser): Giúp môi chất được làm mát và trở lại trạng thái ban đầu để bắt đầu chu trình làm lạnh nước tiếp theo.
• Máy nén (compressor): Nén môi chất lên áp suất cao và đẩy môi chất từ dàn lạnh lên dàn ngưng tụ để trao đổi nhiệt với nước.
• Van tiết lưu (expansion valve): Điều tiết lượng môi chất phù hợp đi từ dàn ngưng về dàn lạnh.
• Hệ thống điều khiển (control panel): Điều khiển toàn bộ hệ thống làm mát chiller nước bằng mạch điện và cảm biến.

Cấu tạo của chiller giải nhiệt nước

Ngoài ra, trong hệ thống chiller nước còn có sự tham gia của các thiết bị sau:

• Tháp giải nhiệt nước: Tạo ra nguồn nước mát để giải nhiệt cho môi chất tại dàn ngưng.
• Máy bơm ly tâm: Được lắp đặt tại 2 vị trí là giữa chiller với tháp giải nhiệt và giữa chiller với hệ thống tải để bơm nước.
• Hệ thống tải dùng trực tiếp/ gián tiếp: PAU, FCU, PHE, AHU, van chỉnh ống gió, đường ống thổi gió qua các khu vực cần làm mát,...

Sơ đồ nguyên lý chiller giải nhiệt nước

Chiller giải nhiệt nước hoạt động theo cơ chế truyền nhiệt và thải nhiệt ra ngoài môi trường. Nguyên lý làm việc của chiller giải nhiệt nước cụ thể như sau:

• Truyền nhiệt: Tại dàn lạnh, môi chất hấp thụ nhiệt từ nước nóng và đi qua máy nén.
• Nén môi chất: Đi qua máy nén, môi chất có áp suất cao và được đẩy vào dàn ngưng tụ.
• Thải nhiệt: Đến dàn ngưng, môi chất trao đổi nhiệt với nước mát. Nhiệt lượng được thải ra ngoài khí quyển thông qua tháp giải nhiệt.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống chiller giải nhiệt nước

 =>>Xem thêm: Hệ thống Chiller là gì? Cấu tạo, sơ đồ nguyên lý hệ thống Chiller

Các loại chiller giải nhiệt nước phổ biến

Tùy theo từng tiêu chí phân loại mà chiller làm mát bằng nước được chia thành nhiều loại khác nhau, phổ biến nhất là:

Phân loại hệ thống chiller giải nhiệt nước theo máy nén

• Máy nén piston: Loại này có hiệu suất hoạt động thấp, phù hợp với hệ thống chiller giải nhiệt nước mini. Máy có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa.
• Máy nén kiểu trục vít: Đây là loại máy nén được sử dụng phổ biến trong chiller. Máy có tỉ số nén cao, hoạt động êm ái, không gây tiếng ồn quá lớn.
• Máy nén ly tâm: Máy có kiểu dáng nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích lắp đặt. Máy vận hành ổn định, giúp hệ thống chiller hoạt động tối ưu nhất.
• Máy nén kiểu tuabin: Loại này có hiệu suất giải nhiệt cao, phù hợp với các ngành công nghiệp quy mô lớn. Tuy nhiên, giá thành cao, cách thức lắp đặt tương đối phức tạp.

Chiller làm mát bằng nước sử dụng máy nén trục vít đơn

Phân loại chiller giải nhiệt nước theo dàn bay hơi (dàn lạnh)

• Bay hơi khô: Gas bay hơi trong ống đồng. Nước dẫn qua dàn lạnh và chảy theo dạng hình sin để kéo dài thời gian tiếp xúc giữa nước với môi chất.
• Bay hơi ngập dịch: Nước chảy trong ống trùm, gas lạnh sôi xung quanh ống trùm để tối ưu hóa quá trình truyền nhiệt. Kiểu dàn lạnh này thường được lắp đặt trong hệ thống chiller có công suất giải nhiệt từ 100 tons trở lên.
• Bay hơi tấm PHE INOX: Sử dụng các tấm kim loại để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và môi chất, mang lại hiệu quả trao đổi nhiệt tối ưu nhất. Kiểu dàn bay hơi này thường được lắp đặt trong hệ thống chiller yêu cầu chất lượng nguồn nước cao như y tế, thực phẩm,... Hoặc các khu vực có chất lượng nguồn nước kém và một số ngành đặc thù như hóa chất,...

Chiller giải nhiệt nước dạng bay hơi ngập dịch

Hệ thống chiller giải nhiệt nước có đặc điểm gì?

• Dàn ngưng và dàn bay hơi được thiết kế riêng biệt, đảm nhận các chức năng khác nhau nhưng đều hướng đến mục đích chung là làm lạnh nước.
• Phần nhiệt nóng của nước được thải ra ngoài môi trường nhờ tháp giải nhiệt nước.
• Dải công suất hoạt động rộng từ 5tons lên đến hàng nghìn tons, phù hợp với nhiều công trình lớn nhỏ khác nhau.

Hệ thống chiller giải nhiệt nước có hiệu suất làm mát lớn

Hệ thống chiller giải nhiệt nước có ưu, nhược điểm gì?

- Về ưu điểm:

• Hiệu suất làm mát cao và ổn định, giúp làm giảm chi phí vận hành, chi phí sản xuất.
• Dễ dàng vận chuyển, tháo lắp.
• Độ bền cao, vận hành ổn định và liên tục trong thời gian dài.
• Điều chỉnh nhiệt độ linh hoạt.

- Về nhược điểm:

• Chi phí lắp đặt cao.
• Cần không gian lắp đặt lớn.
• Chi phí bảo trì tương đối cao vì thường xuyên phải kiểm tra, làm vệ sinh và dùng hóa chất xử lý nước.
• Yêu cầu nguồn nước đầu vào sạch và cần được xử lý cẩn thận.

Các ưu điểm và nhược điểm của chiller giải nhiệt nước

Các ứng dụng thường gặp của chiller giải nhiệt nước

Hệ thống chiller giải nhiệt được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như:

• Giải nhiệt máy móc, thiết bị sản xuất trong các khu công nghiệp, nhà máy sản xuất điện, đồ gia dụng, dược phẩm, luyện kim,...
• Bảo quản cá, thịt và các loại thực phẩm khác trong kho lạnh.
• Làm mát trong trung tâm thương mại, siêu thị, tòa nhà cao tầng,....

Cách bảo dưỡng hệ thống chiller giải nhiệt nước

Bảo dưỡng chiller làm mát bằng nước là công việc quan trọng, giúp nâng cao tuổi thọ và hiệu quả làm việc cho hệ thống. Công việc bảo dưỡng gồm có:

• Bảo dưỡng hệ thống ống nước: Xử lý cáu cặn, tạp chất trong đường ống; kiểm tra đường ống để đảm bảo đường ống không bị rò rỉ, tắc nghẽn hay bị ăn mòn. Nên kiểm tra và bảo dưỡng đường ống định kỳ khoảng 3 - 4 tháng/ lần.
• Bảo dưỡng máy nén: Kiểm tra áp suất hút, áp suất đẩy, nhiệt độ dầu, lượng dầu trong máy; thay dầu máy; bổ sung dầu mỡ bôi trơn cho các ổ trục, thanh truyền, các bộ phận chuyển động,..; vệ sinh máy nén để loại bỏ rỉ sét, bụi bẩn và các vật thể lạ trong máy nén.
• Bảo dưỡng dàn ngưng: Vệ sinh, loại bỏ cặn bẩn trong dàn ngưng; dùng hóa chất xử lý nước cho dàn ngưng để loại bỏ cáu cặn, ức chế vi sinh vật phát triển trong dàn ngưng,...
• Bảo dưỡng dàn bay hơi: Kiểm tra, vệ sinh ống đồng hoặc tấm kim loại trong dàn bay hơi. Tương tự như dàn ngưng, bạn nên chọn đúng loại hóa chất xử lý nước để làm sạch và bảo vệ hệ thống.
• Bảo dưỡng hệ thống điều khiển: Kiểm tra hệ thống điều khiển của chiller như rơ le, van an toàn, công tắc dòng chảy,... giúp chiller hoạt động an toàn và chính xác nhất.

Cách bảo dưỡng hệ thống chiller làm mát bằng nước

Mong rằng bài viết trên sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng và ưu nhược điểm của hệ thống chiller giải nhiệt nước. Ngoài việc chú trọng vào công tác bảo dưỡng, các đơn vị nên lựa chọn tháp giải nhiệt chất lượng để chiller hoạt động hiệu quả và tối ưu nhất. Bạn có thể tham khảo các mẫu tháp giải nhiệt nước uy tín tại website hoặc liên hệ hotline 0983 530 698 để được nhân viên kinh doanh của Đặng Gia hỗ trợ tư vấn!