Hệ thống cuộn dây chiller-quạt: nguyên lý hoạt động và bố trí hệ thống điều nhiệt
Hệ thống điều hòa cuộn dây quạt làm lạnh đa vùng được thiết kế để tạo điều kiện thoải mái bên trong một tòa nhà lớn.Nó hoạt động liên tục - cung cấp cái lạnh vào mùa hè và sưởi ấm vào mùa đông, làm ấm không khí đến nhiệt độ cài đặt. Thật đáng để tìm hiểu thiết bị của cô ấy, bạn có đồng ý không?
Bài viết chúng tôi đề xuất mô tả chi tiết về thiết kế và các thành phần của hệ thống khí hậu. Các phương pháp kết nối thiết bị được đưa ra và thảo luận chi tiết. Chúng tôi sẽ cho bạn biết hệ thống điều nhiệt này hoạt động như thế nào và hoạt động như thế nào.
Nội dung của bài viết:
Các thành phần của mạch cuộn dây quạt làm mát
Vai trò của thiết bị làm mát được giao cho máy làm lạnh - một bộ phận bên ngoài sản xuất và cung cấp lạnh thông qua các đường ống có nước hoặc ethylene glycol lưu thông qua chúng. Đây là điểm khác biệt của nó với các hệ thống phân chia khác, trong đó freon được bơm vào làm chất làm mát.
Để di chuyển và truyền tải freon, cần có các ống đồng đắt tiền, chất làm lạnh. Ở đây, ống nước có lớp cách nhiệt sẽ đáp ứng tốt nhiệm vụ này. Hoạt động của nó không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ không khí bên ngoài, trong khi các hệ thống phân chia có freon đã mất chức năng ở mức -10⁰. Bộ trao đổi nhiệt bên trong là một cuộn dây quạt.
Nó nhận chất lỏng ở nhiệt độ thấp, sau đó truyền chất lạnh vào không khí trong phòng và chất lỏng đã đun nóng được đưa trở lại máy làm lạnh. Các đơn vị cuộn dây quạt được lắp đặt trong tất cả các phòng. Mỗi người trong số họ làm việc theo một chương trình riêng.
Thông thường, các hệ thống như vậy được sử dụng trong các đại siêu thị, trung tâm mua sắm, công trình xây dựng dưới lòng đất và khách sạn. Đôi khi chúng được sử dụng làm hệ thống sưởi. Sau đó, nước nóng được cung cấp cho cuộn dây quạt thông qua mạch thứ hai hoặc hệ thống được chuyển sang lò hơi sưởi ấm.
Thiết kế hệ thống
Theo thiết kế, hệ thống cuộn dây chiller-quạt có thể là 2 ống hoặc 4 ống. Tùy thuộc vào kiểu lắp đặt, các thiết bị được phân biệt giữa gắn trên tường, gắn trên sàn và tích hợp.
Hệ thống được đánh giá theo các thông số cơ bản sau:
- công suất làm lạnh hoặc khả năng làm mát;
- hiệu suất cuộn dây quạt;
- hiệu quả chuyển động của khối không khí;
- chiều dài các tuyến đường cao tốc.
Thông số cuối cùng phụ thuộc vào cường độ của bộ phận bơm và chất lượng cách nhiệt của đường ống.
Kết nối máy làm lạnh và cuộn dây quạt
Sự hoạt động trơn tru của hệ thống xảy ra thông qua kết nối máy làm lạnh với một hoặc nhiều bộ phận cuộn dây quạt thông qua đường ống cách nhiệt. Trong trường hợp không có cái sau, hiệu quả của hệ thống giảm đáng kể.
Mỗi cuộn dây tốt có một bộ phận đường ống riêng, qua đó hiệu suất của nó được điều chỉnh cả trong trường hợp tạo nhiệt và tạo lạnh. Dòng chất làm lạnh trong một bộ phận riêng biệt được điều chỉnh bằng các van đặc biệt - van ngắt và điều khiển.
Nếu không được phép trộn chất làm mát và chất làm lạnh. nước được làm nóng trong một bộ trao đổi nhiệt riêng biệt và mạch được bổ sung bơm tuần hoàn. Để đảm bảo điều chỉnh trơn tru dòng chất lỏng làm việc qua bộ trao đổi nhiệt, van 3 chiều được sử dụng khi lắp đặt mạch đường ống.
Nếu một hệ thống hai ống được lắp đặt trong một tòa nhà, thì cả việc làm mát và sưởi ấm đều xảy ra do bộ làm mát - máy làm lạnh. Để nâng cao hiệu quả sưởi ấm bằng cách sử dụng đơn vị cuộn dây quạt trong thời kỳ lạnh giá, ngoài máy làm lạnh, hệ thống còn đưa vào hệ thống một lò hơi.
Không giống như hệ thống hai ống với một bộ trao đổi nhiệt, hệ thống bốn ống chứa 2 bộ phận này. Trong trường hợp này, cuộn dây quạt có thể hoạt động cả ở chế độ sưởi và lạnh, trong trường hợp đầu tiên sử dụng chất lỏng tuần hoàn trong hệ thống sưởi.
Một trong những bộ trao đổi nhiệt được kết nối với đường ống chứa chất làm lạnh và bộ trao đổi thứ hai với đường ống có chất làm mát. Mỗi bộ trao đổi nhiệt có một van riêng được điều khiển bằng điều khiển từ xa đặc biệt. Nếu sử dụng sơ đồ như vậy, chất làm lạnh không bao giờ được trộn lẫn với chất làm mát.
Vì nhiệt độ của chất làm mát trong hệ thống trong mùa nóng dao động từ 70 đến 95⁰ và đối với hầu hết các bộ phận cuộn dây quạt, nhiệt độ này vượt quá mức cho phép nên trước tiên nhiệt độ sẽ giảm xuống. Đó là lý do tại sao nước nóng‚đi từ mạng lưới sưởi ấm trung tâm đến các bộ phận cuộn dây quạt ‚đi qua một điểm làm nóng đặc biệt.
Các loại máy làm lạnh chính
Việc phân chia có điều kiện các thiết bị làm lạnh thành các lớp xảy ra tùy thuộc vào loại chu trình làm lạnh. Dựa trên tính năng này, tất cả các thiết bị làm lạnh có thể được phân loại một cách có điều kiện thành hai loại - máy nén hấp thụ và máy nén hơi nước.
Cấu trúc của đơn vị hấp thụ
Máy làm lạnh hấp thụ hoặc ABCM sử dụng dung dịch nhị phân có nước và lithium bromide có trong đó - chất hấp thụ. Nguyên lý hoạt động là sự hấp thụ nhiệt của chất làm lạnh trong giai đoạn chuyển hơi nước sang trạng thái lỏng.
Các đơn vị như vậy sử dụng nhiệt sinh ra trong quá trình vận hành thiết bị công nghiệp.Trong trường hợp này, chất hấp thụ có điểm sôi cao hơn đáng kể so với thông số tương ứng của chất làm lạnh sẽ hòa tan tốt chất sau.
Sơ đồ hoạt động của máy làm lạnh loại này như sau:
- Nhiệt từ nguồn bên ngoài được cung cấp cho máy phát điện, nơi nó làm nóng hỗn hợp lithium bromide và nước. Khi hỗn hợp làm việc sôi, chất làm lạnh (nước) bay hơi hoàn toàn.
- Hơi nước được chuyển đến thiết bị ngưng tụ và trở thành chất lỏng.
- Chất làm lạnh đi vào van tiết lưu ở dạng lỏng. Ở đây nó nguội đi và áp suất giảm xuống.
- Chất lỏng đi vào thiết bị bay hơi, nơi nước bay hơi và hơi của nó được hấp thụ bởi dung dịch lithium bromide - chất hấp thụ. Không khí trong phòng được làm mát.
- Chất hấp thụ đã pha loãng được làm nóng lại trong máy phát điện và chu trình bắt đầu lại.
Hệ thống điều hòa không khí như vậy vẫn chưa trở nên phổ biến nhưng nó hoàn toàn phù hợp với xu hướng hiện đại về tiết kiệm năng lượng và do đó có triển vọng tốt.
Thiết kế bộ nén hơi
Hầu hết các thiết bị làm lạnh đều hoạt động trên cơ sở làm mát bằng nén. Quá trình làm mát xảy ra do sự tuần hoàn liên tục, sôi ở nhiệt độ thấp, áp suất và sự ngưng tụ của chất làm mát trong hệ thống kiểu kín.
Thiết kế của máy làm lạnh thuộc lớp này bao gồm:
- máy nén;
- thiết bị bay hơi;
- tụ điện;
- đường ống;
- bộ điều chỉnh dòng chảy.
Chất làm lạnh lưu thông trong một hệ thống khép kín. Quá trình này được điều khiển bởi một máy nén, trong đó một chất khí có nhiệt độ thấp (-5⁰) và áp suất 7 atm được nén khi nhiệt độ tăng lên 80⁰.
Hơi bão hòa khô ở trạng thái nén đi vào thiết bị ngưng tụ, tại đây nó được làm lạnh đến 45⁰ ở áp suất không đổi và chuyển thành chất lỏng.
Điểm tiếp theo trên đường chuyển động là van tiết lưu (van giảm tốc). Ở giai đoạn này, áp suất giảm từ giá trị tương ứng với sự ngưng tụ đến giới hạn xảy ra sự bay hơi. Đồng thời, nhiệt độ giảm xuống khoảng 0⁰. Chất lỏng bay hơi một phần và hơi nước ẩm được hình thành.
Sau khi đi vào bộ trao đổi nhiệt - thiết bị bay hơi, chất làm việc, hỗn hợp hơi nước và chất lỏng, tỏa lạnh sang chất làm mát và lấy nhiệt từ chất làm lạnh, đồng thời làm khô. Quá trình xảy ra ở áp suất và nhiệt độ không đổi. Máy bơm cung cấp chất lỏng ở nhiệt độ thấp cho các bộ phận cuộn dây quạt. Sau khi đi qua con đường này, chất làm lạnh quay trở lại máy nén để lặp lại toàn bộ chu trình nén hơi.
Thông số kỹ thuật của máy làm lạnh nén hơi
Khi thời tiết lạnh, máy làm lạnh có thể hoạt động ở chế độ làm mát tự nhiên - chế độ này gọi là làm mát tự do. Đồng thời, chất làm mát làm mát không khí đường phố. Về mặt lý thuyết, làm mát miễn phí có thể được sử dụng ở nhiệt độ bên ngoài dưới 7⁰C. Trong thực tế, nhiệt độ tối ưu cho việc này là 0⁰.
Khi được cấu hình ở chế độ “bơm nhiệt”, máy làm lạnh sẽ hoạt động để sưởi ấm.Chu trình trải qua những thay đổi, đặc biệt là thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi trao đổi chức năng của chúng. Trong trường hợp này, chất làm mát phải được làm nóng chứ không phải làm mát.
Chế độ này thường được sử dụng nhiều nhất ở các văn phòng lớn, công trình công cộng, nhà kho.Chiller là thiết bị làm lạnh tạo ra độ lạnh gấp 3 lần lượng tiêu thụ. Hiệu suất của nó như một lò sưởi thậm chí còn cao hơn - nó tiêu thụ điện ít hơn 4 lần so với việc tạo ra nhiệt.
Sự khác biệt giữa chất làm lạnh và chất làm mát là gì?
Chất làm lạnh là một chất hoạt động, trong chu trình làm lạnh, có thể tồn tại ở các trạng thái kết tụ khác nhau ở các giá trị áp suất khác nhau. Chất làm mát không thay đổi trạng thái pha. Chức năng của nó là truyền lạnh hoặc nóng trên một khoảng cách nhất định.
Việc vận chuyển chất làm lạnh được điều khiển bởi máy nén và chất làm mát được vận chuyển bằng máy bơm. Nhiệt độ của chất làm lạnh có thể giảm xuống dưới điểm sôi hoặc tăng cao hơn điểm sôi. Chất làm mát, không giống như chất làm lạnh, liên tục hoạt động ở nhiệt độ không vượt quá điểm sôi ở áp suất hiện tại.
Vai trò của cuộn dây quạt trong hệ thống điều hòa không khí
Cuộn dây quạt là một bộ phận quan trọng của hệ thống điều hòa không khí tập trung. Tên thứ hai là cuộn dây quạt. Nếu thuật ngữ cuộn dây quạt được dịch theo nghĩa đen từ tiếng Anh thì nó có vẻ giống như một bộ trao đổi nhiệt bằng quạt, truyền tải chính xác nhất nguyên lý hoạt động của nó.
Mục đích của thiết bị là nhận phương tiện nhiệt độ thấp. Danh sách các chức năng của nó cũng bao gồm cả tuần hoàn và làm mát không khí trong phòng nơi nó được lắp đặt mà không cần hút không khí từ bên ngoài vào. Các bộ phận chính của cuộn dây quạt được đặt trong thân của nó.
Bao gồm các:
- quạt ly tâm hoặc quạt xuyên tâm;
- bộ trao đổi nhiệt ở dạng cuộn dây, bao gồm một ống đồng và các cánh nhôm gắn trên nó;
- Bộ lọc bịu bẩn;
- Khối điều khiển.
Ngoài các bộ phận và bộ phận chính, thiết kế của bộ phận cuộn dây quạt còn có một khay thu gom nước ngưng, một máy bơm để bơm ra nước ngưng, một động cơ điện để quay các bộ giảm chấn không khí.
Tùy thuộc vào phương pháp lắp đặt, có cuộn dây quạt trần, bộ phận ống dẫn, được gắn trong ống dẫn mà không khí lưu thông qua, bộ phận không có khung, trong đó tất cả các bộ phận được gắn trên khung, bộ phận treo tường hoặc bộ điều khiển.
Thiết bị trần là phổ biến nhất và có 2 phiên bản: cassette và ống dẫn. Những cái đầu tiên được lắp đặt trong các phòng lớn có trần treo. Nhà ở nằm phía sau cấu trúc treo. Bảng điều khiển phía dưới vẫn có thể nhìn thấy được. Chúng có thể phân tán luồng không khí ở hai hoặc cả bốn phía.
Nhu cầu làm mát không phải lúc nào cũng tồn tại, do đó, như có thể thấy trong sơ đồ mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống chiller-fincoil, một thùng chứa được tích hợp trong mô-đun thủy lực hoạt động như một bộ tích lũy chất làm lạnh. Sự giãn nở nhiệt của nước được bù đắp bằng một bể giãn nở nối với đường ống cấp nước.
Họ điều khiển cuộn dây quạt ở cả chế độ thủ công và tự động. Nếu cuộn dây quạt hoạt động để sưởi ấm thì nguồn cung cấp nước lạnh sẽ bị cắt theo cách thủ công. Khi nó làm việc để làm mát, nước nóng sẽ tắt và đường dẫn được mở cho dòng chất lỏng làm mát làm mát.
Để vận hành ở chế độ tự động, bảng điều khiển sẽ đặt nhiệt độ cần thiết cho một phòng cụ thể. Thông số cài đặt được duy trì bằng bộ điều nhiệt điều chỉnh sự lưu thông của chất làm mát - lạnh và nóng.
Vì bất kỳ tòa nhà lớn nào cũng có các khu vực có yêu cầu nhiệt độ khác nhau nên mỗi khu vực phải được phục vụ bởi một bộ cuộn dây quạt riêng biệt hoặc một nhóm trong số đó có cài đặt giống hệt nhau.
Số lượng đơn vị được xác định ở giai đoạn thiết kế hệ thống bằng tính toán. Giá thành của các bộ phận riêng lẻ của hệ thống cuộn dây quạt làm lạnh khá cao, do đó cả việc tính toán và thiết kế hệ thống phải được thực hiện chính xác nhất có thể.
Kết luận và video hữu ích về chủ đề này
Video số 1. Mọi thứ về thiết kế, hoạt động và nguyên lý hoạt động của hệ thống điều nhiệt:
Video số 2. Về cách cài đặt và vận hành máy làm lạnh:
Nên lắp đặt hệ thống cuộn dây chiller-quạt trong các tòa nhà vừa và lớn có diện tích trên 300 m2. Đối với một ngôi nhà riêng, thậm chí là một ngôi nhà lớn, việc lắp đặt một hệ thống điều nhiệt như vậy là một niềm vui đắt giá. Mặt khác, những khoản đầu tư tài chính như vậy sẽ mang lại sự thoải mái và hạnh phúc, và điều này là rất nhiều.
Vui lòng viết bình luận vào khối bên dưới. Đặt câu hỏi về các điểm ưa thích, chia sẻ ý kiến và ấn tượng của riêng bạn. Có lẽ bạn đã có kinh nghiệm lắp đặt hệ thống điều hòa cuộn dây quạt làm lạnh hoặc một bức ảnh liên quan đến chủ đề của bài viết?
