Chi tiết cấu tạo và sơ đồ nguyên lý hoạt động của Chiller

Nắm vững kiến thức chuyên sâu về cấu trúc và sơ đồ nguyên lý hoạt động của chiller là yếu tố “then chốt” để đạt được hiệu suất làm việc tối ưu cho hệ thống. Với vai trò cung cấp nước lạnh, chiller trở thành giải pháp làm mát không thể thiếu trong các nhà xưởng, siêu thị, trung tâm mua sắm và nhiều không gian thương mại khác.

Hệ thống Chiller là gì?

Chiller là máy sản xuất nước lạnh công nghiệp, có khả năng giảm nhiệt độ nước nóng từ 5 - 30 độ C so với nhiệt độ ban đầu. Các loại máy lạnh chiller thông dụng trên thị trường hiện nay là:

• Chiller giải nhiệt nước: Hiệu suất cao nhưng cần lắp thêm tháp hạ nhiệt nước hỗ trợ.

Chiller giải nhiệt nước

• Chiller giải nhiệt khí: Chi phí đầu tư thấp hơn chiller giải nhiệt nước do không cần tháp tản nhiệt. Quá trình lắp đặt đơn giản, dễ vận hành nhưng hiệu suất thấp hơn.

Chiller giải nhiệt bằng khí (gió)

• Chiller hấp thụ: Không dùng điện (máy nén) như chiller thông thường mà sử dụng nhiệt năng, tận dụng các nguồn nhiên liệu như khí gas, dầu hỏa,... để sản xuất nước lạnh, giúp giảm năng lượng tiêu thụ và giảm tải cho hệ thống điện. Nhược điểm là chi phí đầu tư cao.

Máy làm lạnh hấp thụ

Máy lạnh công nghiệp chiller nổi bật với hiệu suất làm lạnh vượt trội, tiết kiệm năng lượng và độ bền cao, trở thành lựa chọn lý tưởng cho các công trình quy mô lớn. Tuy nhiên, hệ thống này vẫn còn tồn tại một số hạn chế, đáng chú ý nhất là chi phí đầu tư cao, không gian lắp đặt rộng và quy trình bảo trì phức tạp, yêu cầu các đơn vị cần có sự tính toán kỹ trước khi triển khai.

Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý hệ thống chiller

Cấu tạo hệ thống chiller

Hệ thống làm lạnh chiller gồm có nhiều bộ phận hoạt động đồng bộ để tạo ra nước lạnh, phục vụ cho nhu cầu làm mát công nghiệp. Các bộ phận cơ bản cấu tạo chiller gồm có:

• Máy nén (Compressor):

Máy nén có nhiệm nén môi chất lạnh. Tùy thiết kế của từng hệ thống lạnh chiller, máy nén được sử dụng dưới nhiều dạng khác nhau như máy nén khí piston, trục vít, ly tâm, xoắn ốc,.. Mỗi loại sẽ có đặc điểm và hiệu suất riêng, phù hợp với các nhu cầu dùng cụ thể.

• Dàn ngưng tụ (Condenser):

Tên gọi khác là bình ngưng, dàn nóng, dàn giải nhiệt,... Có nhiệm vụ hạ nhiệt môi chất sau khi ra khỏi máy nén.

• Van tiết lưu (Expansion Valve):

Nhiệm vụ của van tiết lưu là giảm áp suất môi chất, khiến nó trở nên lạnh hơn trước khi đi vào dàn bay hơi.

• Dàn bay hơi (Evaporator):

Đây là nơi trực tiếp sản xuất ra nước lạnh bằng cách dùng môi chất lỏng, lạnh để hấp thụ nhiệt từ nước nóng. Dàn bay hơi có các tên gọi khác là dàn lạnh, bình bay hơi, dàn làm mát,...

Ngoài ra, trong hệ thống máy sản xuất nước lạnh chiller còn có các thành phần khác như:

• Bơm nước: Bơm nước tuần hoàn từ chiller đến các thiết bị sử dụng như AHU, FCU,...

• Tháp giải nhiệt (cho hệ thống chiller giải nhiệt bằng nước): Dùng để làm mát nguồn nước giải nhiệt cho môi chất từ bình ngưng.

• Bộ điều khiển: Điều chỉnh & giám sát quá trình vận hành của chiller.

• Van, cảm biến: Kiểm soát, giúp hệ thống hoạt động an toàn & hiệu quả hơn.

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của chiller

Khám phá sơ đồ nguyên lý hoạt động chiller dưới đây:

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của chiller

Theo sơ đồ nguyên lý hệ thống chiller trên, chiller vận hành theo một chu trình khép kín gồm có 4 giai đoạn. Trong suốt chu trình này, môi chất lạnh thay đổi liên tục từ trạng thái lỏng sang khí; nhiệt độ và áp suất cũng thay đổi linh hoạt, giúp hệ thống vận hành hiệu quả nhất.

• Giai đoạn nén môi chất, bắt đầu chu trình:

Ban đầu, môi chất lạnh ở trạng thái khí nóng, áp suất thấp được hút vào máy nén, khởi động chu trình làm việc. Kết quả là môi chất được nén chặt, khiến nhiệt độ và áp suất tăng cao, sẵn sàng bước vào giai đoạn trao đổi nhiệt tiếp theo.

• Giai đoạn giải nhiệt, loại bỏ hơi nóng:

Ra khỏi máy nén, môi chất đi vào dàn ngưng để giải phóng nhiệt ra ngoài môi trường dưới sự hỗ trợ của không khí hoặc nước mát tạo ra từ tháp tản nhiệt nước. Khi nhiệt được loại bỏ, môi chất chuyển trạng thái sang lỏng nhưng vẫn giữ áp suất cao.

• Giai đoạn giảm áp suất, chuẩn bị chu trình làm lạnh mới:

Đây là bước quan trọng để tạo điều kiện hấp thụ nhiệt ở bước tiếp theo. Đi qua van tiết lưu, áp suất và nhiệt độ môi chất được giảm xuống mức thấp nhất.

• Giai đoạn hấp thụ nhiệt, sản xuất nước lạnh:

Ra khỏi van tiết lưu, môi chất lạnh áp suất thấp di chuyển vào dàn bay hơi. Tại đây, nhiệt từ nước nóng truyền vào môi chất lạnh dựa trên cơ chế truyền nhiệt. Đồng thời môi chất nóng bay hơi trở thành trạng thái khí, quay trở lại máy nén và bắt đầu chu trình mới.

Ứng dụng của hệ thống chiller

Máy sản xuất nước lạnh chiller trở thành giải pháp giải nhiệt quan trọng trong nhiều lĩnh vực, từ dân dụng cho đến đời sống. Những ứng dụng dưới đây sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về vai trò của thiết bị này:

Một vài ứng dụng của hệ thống làm lạnh công nghiệp chiller trong đời sống

Ứng dụng của chiller trong lĩnh vực thương mại và dân dụng

• Hệ thống điều hòa trung tâm: Chiller cung cấp nước lạnh cho hệ thống điều hòa không khí, làm mát không gian tại các chung cư, tòa nhà cao tầng, khách sạn, bệnh viện, siêu thị, trung tâm thương mại,...

• Hệ thống làm mát bể bơi: Duy trì nhiệt độ ổn định cho nguồn nước trong bể bơi.

• Làm mát trung tâm dữ liệu: Chiller dùng để làm mát máy chủ và các thiết bị trong trung tâm dữ liệu, hạn chế các sự cố chập điện, cháy nổ gây tổn thất nặng nề cho doanh nghiệp do bị quá nhiệt.

• Y tế: Duy trì độ lạnh sâu cho phòng mổ, phòng thí nghiệm, phòng chứa các dụng cụ y tế/ thuốc cần bảo quản lạnh,...

Ứng dụng của máy chiller trong hoạt động sản xuất

• Ngành nhựa: Làm mát khuôn ép, giúp sản phẩm nguội nhanh và được định hình tốt hơn.

• Ngành công nghiệp luyện kim: Làm mát lò nung và các thiết bị luyện kim, mang lại hiệu quả cao trong quá trình sản xuất,...

• Các ứng dụng khác: Hệ thống lạnh chiller còn được dùng để làm mát máy móc, thiết bị sản xuất trong nhiều lĩnh vực như sản xuất giấy, hóa chất, sản xuất giày, gia công cơ khí,..

Thông tin về cấu tạo và sơ đồ nguyên lý hoạt động của chiller đã được Đặng Gia giải thích ở trên. Mong rằng bạn sẽ cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống. Nếu bạn cần tư vấn lắp đặt tháp giải nhiệt nước cho chiller thì hãy gọi tới số hotline 0977 658 099 để được hỗ trợ nhanh.