KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ Khái niệm: Điều hoà không khí (ĐHKK) gọi điều tiết không khí: Là trình tạo trì ổn định thông số vi khí hậu không khí không gian điều hoà, theo chương trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên Các thông số yêu cầu trình điều hòa không khí: -Nhiệt độ không khí -Độ ẩm không khí -Độ ( bụi, tạp chất,chất độc hại ) không khí -Sự lưu thông tuần hoàn không khí Khi đạt yêu cầu phục vụ nhu cầu tiện nghi người, người ta gọi điều hòa không khí tiện nghi, để phục vụ cho trình sản xuất công nghệ chế biến, gọi điều hòa không khí công nghệ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG LẠNH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ A – Máy nén (lốc) B- Quạt C- Van tiết lưu D – Dàn bay (dàn lạnh) E- Dàn ngưng tụ (dàn nóng) Đồ thị logp-h: Các trình điều hòa không khí NGUYÊN LÝ LÀM LẠNH NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG LẠNH 1-2: Quá trình nén 2-3: Quá trình ngưng tụ 3-4: Quá trình tiết lưu 4-1: Quá trình bay Đồ thị logp – h HỆ SỐ NĂNG LƯỢNG HIÊU QẢ COP – CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG PIC PHÂN CHIA VÙNG TRONG CHU TRÌNH LẠNH CHU TRÌNH LÀM LẠNH MỘT CẤP CHU TRÌNH LÀM LẠNH MỘT CẤP 10 ĐIỀU HÒA TIỆN NGHI ĐIỀU HÒA PHỤC VỤ Y TẾ 11 12 ĐIỀU HÒA PHÒNG MÁY CHỦ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ LOẠI CỬA SỔ 13 14 ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ LOẠI TÁCH RỜI (SPLIT TYPE) ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THAY ĐỔI LƯU LƯỢNG MÔI CHẮT (VRV) 15 16 TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI CÁC ĐIỀU HÒA CỤC BỘ ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM CÓ TRẠM LẠNH SỬ DỤNG WATER CHILLER - Lựa chọn công suất máy phù hợp với nhu cầu sử dụng - Sử dụng điều hòa sử dụng biến tần, tiết kiệm điện - Lựa chọn nhiệt độ phòng hợp lý - Đặt dàn nóng nơi thoáng mát, khả giải nhiệt tốt - Tăng khả trao đổi nhiệt dàn nóng, dàn lạnh cách bảo dưỡng định kỳ, vệ sinh dàn nóng, dàn lạnh để tăng cường trao đổi nhiệt 17 18 TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TUẦN HOÀN CẤP - Lựa chọn công suất máy phù hợp với nhu cầu sử dụng từ khâu tính toán, thiết kế - Điều chỉnh nhiệt độ nước lạnh khỏi máy từ oC đến 12 oC - Sử dụng bể trữ nước lạnh để chạy máy thấp điểm - Tăng khả trao đổi nhiệt bình ngưng (dàn ngưng) bình bay - Bọc cách nhiệt tốt hệ thống đường ống nước lạnh - Sử dụng không khí tuần hoàn, điểu chỉnh tỉ lệ hòa trộn hợp lý 19 20 10 BẢO ÔN ĐƯỜNG ỐNG NƯỚC LẠNH BẢO ÔN ĐƯỜNG ỐNG GIÓ 21 22 11 TĂNG CƯỜNG CÁCH NHIỆT CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐHKK Độ chênh nhiệt độ môi trường bề mặt Nhiệt truyền kcal/m2/hr Diện tích bề mặt cho RT (Tấn lạnh) 35 86 10 73 41 15 113 27 20 154 19 Điều kiện tiêu chuẩn: Nhiệt độ môi trường 35OC, Hệ số hiệu truyền nhiệt 0.8 Hệ số tổn thất nhiệt cho phép: 10 – 15 kcal/m2/hr Tăng cường cách nhiệt – Cách nhiệt ống nước lạnh (cách nhiệt dày 50 – 150mm) – Cách nhiệt ống gió (Cách nhiệt dày 250 – 305mm) – Cách nhiệt đường ống môi chất lạnh (cách nhiệt dày 15-25mm) − Điều kiện tiện nghi: 25 oC, 65 % RH − Hạn chế nhiệt thẩm thấu qua cửa sổ, cửa kính − Sử dụng kính hai lớp, kính dán màng phản quang − Tăng cường cách nhiệt mái, trần − Làm mái che cho mái, tăng cường cách nhiệt cho mái − Tối ưu cung cấp gió tươi cho không gian điều hòa − Hạn chế nồng độ CO2 để tối ưu lượng gió tươi cấp vào − Lưu lượng gió tươi: Theo tiêu chuẩn 10-15 cf/person or 0.25 cfm/sq ft - ASHERE − Hạn chế chiếu sáng trang trí − Tăng cường chiếu sáng tự nhiên (3.5 kw lighting consumes 1.0 TR load) 12 CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐHKK − Tối ưu điều khiển − Lắp đặt thermostat điều khiển tải cực đại, tải giảm − Lắp VSD cho AHU (Air Heating Unit) có nhiệt độ đặt gió hồi 25 oC − Hạn chế rò, lọt không khí qua kết cấu tòa nhà − Tránh tổn thất/rò lọt gió lạnh, trang bị đóng cửa tự động − Hạn chế nguồn nhiệt từ thiết bị phòng − Lắp đặt phát nhiệt xa không gian điều hòa, hạn chế lò vi sóng, thiết bị khác CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐHKK − Nhiệt độ - Áp suất đầu hút, áp suất đầu đẩy máy nén cần phải trì ngưỡng tối ưu − Khẳng định tất đồng hồ đo, hiển thị hoạt động tốt − Ghi lại lượng điện tiêu thụ − Các bình ngưng/dàn ngưng/dàn lạnh − Loại bỏ cáu cặn, tổ chức vi sinh vật bề mặt trao đổi nhiệt, lắp thiết bị xử lý nước chống cáu cặn − Định kỳ xả khí không ngưng hệ thống nước lạnh − Nâng cao hiệu xuất thiết bị trao đổi nhiệt, nâng cao COP − Định kỳ xả băng dàn lạnh (trong kho lạnh, tủ lạnh trực tiếp) − Dừng bơm nước giải nhiệt bình ngưng ngừng hoạt động − Giảm nhiệt độ nước giải nhiệt oC => giảm đến 10 % công suất điện tiêu thụ − Nâng nhiêt độ bay thêm oC => giảm đến 14 % công suất điện tiêu thụ 13 MÁY LẠNH GIẢI NHIỆT GIÓ MÁY LẠNH GIẢI NHIỆT NƯỚC 27 28 14 MÁY LẠNH HẤP THỤ VỆ SINH, BẢO DƯỠNG ĐỊNH KỲ CÁC BỘ PHẦN TRAO ĐỔI NHIỆT Nguyên lý hoạt động máy lạnh hấp thụ 29 Q = k.F.Dt 30 15 HOẠT ĐỘNG CỦA THÁP GIẢI NHIỆT CẤU TẠO THÁP GIẢI NHIỆT Cấu tạo tháp giải nhiệt 1- Động quạt gió 2- Cánh quạt 3- Khối đệm (tấm ziczac) 4- Đường nước vào ra, xả tràn 5- Bầu chứa nước 6- Cửa hút gió vào 7- Hệ thống phân phối nước 31 8- Vỏ tháp giải nhiệt 32 16 MỘT SỐ BỘ PHẬN CỦA THÁP GIẢI NHIỆT CHỨC NĂNG CÁC BỘ PHẬN CẤU THÀNH THÁP GIẢI NHIỆT Khung thân tháp: Phần lớn tháp có khung kết cấu giúp hỗ trợ cho phần thân bao bên (thân tháp), động cơ, quạt phận khác Ở thiết kế nhỏ hơn, thiết bị làm sợi thuỷ tinh, thân tháp khung Khối đệm: tăng cường trao đổi nhiệt nhờ tối đa hoá diện tích tiếp xúc nước không khí Có hai loại khối đệm: Khối đệm dạng phun: nước rơi chắn nằm ngang liên tiếp bắn toé thành giọt nhở hơn, đồng thời làm ướt bề mặt khối đệm Khối đệm dạng phun nhựa giúp tăng trao đổi nhiệt tốt so với khối đệm gỗ Khối đệm màng: bao gồm màng nhựa mỏng đặt sát nhau, nước rơi đó, tạo lớp màng mỏng tiếp xúc với không khí Bề mặt phẳng, nhăn, rỗ tổ ong loại khác Loại màng khối đệm hiệu tạo mức trao đổi nhit tương tự với lưu lượng nhỏ so với khối đệm dạng phun Bể chứa nước lạnh: Bể nước lạnh đặt gần đáy tháp, bể nhận nước mát chảy xuống qua khối đệm tháp Bể thường có phận thu nước điểm trũng để nối xả nước lạnh Tấm chắn nước: Thiết bị thu giọt nước kẹt dòng không khí, không chúng bị vào khí Bộ phận khí vào: Đây phận lấy khí vào tháp Bộ phận chiếm toàn phía tháp (thiết kế dòng chảy ngang) đặt phía phía đáy tháp (thiết kế dòng ngược) Cửa không khí vào: Thông thường, tháp dòng ngang có cửa lấy khí vào Mục đích cửa cân lưu lượng khí vào khối đệm giữ lại nước tháp Rất nhiều thiết kế tháp ngược dòng không cần cửa lấy khí Vòi phun: Vòi phun nước để làm ướt khối đệm Phân phối nước đồng phần khối đệm cần thiết để đạt độ ướt thích hợp bề mặt khối đệm Quạt: Cả quạt hướng trục (quạt đẩy) quạt ly tâm sử dụng tháp Thông thường quạt đẩy sử dụng thông gió quạt ly tâm quạt đẩy sử dụng để thông gió cưỡng tháp Tùy theo kích thước, sử dụng quạt đẩy cố định hay độ nghiêng cánh biến đổi Quạt với cánh nghiêng điều chỉnh không tự động sử dụng dải kW rộng quạt điều chỉnh để luân chuyển lưu lượng khí mong muốn mức tiêu thụ lượng thấp Cánh nghiêng biến đổi tự động thay đổi lưu lượng khí theo điều kiện tải thay đổi 33 34 17 MỘT SỐ LOẠI THÁP GIẢI NHIỆT TĂNG CƯỜNG HIỆU QUẢ HOẠT ĐỘNG CỦA THÁP GIẢI NHIỆT Tuân theo đề xuất nhà sản xuất khoảng trống quanh tháp giải nhiệt - Tối ưu hoá góc cánh quạt tháp giải nhiệt theo mùa và/hoặc theo mức tải - Với tháp giải nhiệt ngược dòng, phải thường xuyên kiểm tra vòi phun, tránh bị tắc đảm bảo phun nước đồng Thường xuyên làm vòi phân phối nước tháp giải nhiệt - Tối ưu hoá lưu lượng xả đáy, có tính đến giới hạn chu trình cô đặc (COC) - Thay chắn nước dạng có mức sụt áp thấp màng PVC tựhuỷ - Giữ nhiệt độ nước làm mát mức tối thiểu Lưu ý: Mỗi mức tăng nhiệt độ nước làm mát lên 1oC làm tăng tiêu thụ điện máy nén A/C khoảng 2,7%, mức giảm nhiệt độ nước làm mát lên 1oC giúp tiết kiệm khoảng kCal/kWh nhà máy nhiệt điện - Đo mức chênh lệch nhiệt độ, hiệu suất suất làm mát liên tục để tối ưu hiệu suất tháp giải nhiệt, cần xem xét đến biến đổi theo mùa theo khu vực - Đo tỷ số lỏng/khí lưu lượng nước làm mát điều chỉnh tùy theo giá trị thiết kế biến đổi theo mùa, ví dụ: tăng tải nước mùa hè thời điểm chênh lệch nhiệt độ thấp, - Xem xét biện pháp cải thiện COC để tiết kiệm nước - Xem xét việc sử dụng cánh quạt nhựa gia cố thuỷ tinh có hiệu sử dụng lượng để tiết kiệm lượng quạt - Điều chỉnh quạt tháp giải nhiệt dựa nhiệt độ nước đặc biệt tổ hợp nhỏ - Thường xuyên kiểm tra bơm nước làm mát để tối ưu hoá hiệu suất bơm 35 36 18 TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG SỬ DỤNG BIẾN TẦN Biến tần nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp với động không đồng xoay chiều ba pha để thực khởi động/dừng điều chỉnh xác số vòng quay động theo yêu cầu công nghệ Có nhiều loại biến tần thiết kế phù hợp với dẫy động công suất từ nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng 100kW Khả năng, phạm vi sử dụng biến tần: - Điều khiển động không đồng công suất từ 15 đến 600kW với tốc độ khác nhau; - Điều chỉnh lưu lượng bơm, lưu lượng không khí quạt ly tâm, suất máy, suất băng tải - Ổn định lưu lượng, áp suất mức cố định hệ thống bơm nước, quạt gió, máy nén khí cho dù nhu cầu sử dụng thay đổi; - Điều khiển trình khởi động dừng xác động hệ thống băng tải Hiệu sử dụng biến tần: - Hiệu suất làm việc máy cao; - Quá trình khởi động dừng động êm dịu nên giúp cho tuổi thọ động cấu khí dài hơn; - An toàn, tiện lợi việc bảo dưỡng giảm bớt số nhân công phục vụ vận hành máy - Tiết kiệm điện mức tối đa trình khởi động vận hành 37 SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT BƠM NƯỚC 38 19 SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT QUẠT 39 20