Nguyên lý hoạt động máy làm mát nước chiller centrifugal công nghiệp

Nội dung chính

Chiller centrifugal là gì? Chiller ly tâm công nghiệp là gì?

Chiller centrifugal là máy làm lạnh nước ly tâm sử dụng bơm nén khí ly tâm để nén khí gas làm lạnh. Chiller centrifugal có nguyên lý hoạt động giống như các loại chiller khác hoặc máy lạnh dân dụng, máy làm mát nước. Chiller nhìn chung có nguyên lý giống nhau, chỉ khác nhau ở loại máy nén khí, Ví dụ Chiller ly tâm sử dụng máy nén khí ly tâm, Chiller trục vít sử dụng máy nén khí trục vít, Chiller Piston sử dụng máy nén khí loại Piston, Chiller Scroll xoắn ốc,…

4 bộ phận chính của Chiller

Chiller nói chung hay Chiller centrifugal cấu tạo gồm 4 bộ phận chính:

+ Evaporator: Cục lạnh (làm lạnh môi trường cần được làm lạnh/ hấp thụ nhiệt)
+ Condensor: Cục nóng (truyền nhiệt ra môi trường)
+ Expansion Valve: Van tiết lưu nhiệt giúp chuyển gas lõng thành khí (làm lạnh hơn)
+ Compressor: Máy nén khí giúp nén khí gas thành gas lõng áp suất cao, nhiệt độ cao hơn (làm nòng hơn)

3 hệ thống chất lỏng tuần hoàn riêng biệt bên trong Chiller

Hệ thống Chiller gồm 3 đường chất lưu tuần hoàn tách biệt

Đường nước cần làm lạnh: Đường nước cần làm mát đi vào, đi ra Evaporator (mau xanh, ở dưới cùng, hình dưới)
Đường khí gas: Đường khí gas làm lạnh tuần hoàn trong Chiller (màu đỏ và xanh dương, ở giữa, hình dưới)
Đường nước Cooling Tower: Đường nước giải nhiệt tuần hoàn giữa Condensor và Cooling Tower (đường màu cam, trên cùng, hình dưới)

3 đường chất lõng tuần hoàn hệ thống Chiller

Nguyên tắc truyền nhiệt làm lạnh của Chiller

Giả sử bạn có máy ép nhựa cần làm mát nước. Nguyên tắc làm việc của Chiller là đưa nhiệt năng từ vị trí này sang vị trí khác, chứ không làm mất đi nhiệt năng. Trong tình huống này nhiệt sẽ truyền từ: Máy ép nhựa => Đường nước làm mát => Evaporator => Đường khí gas trong Chiller => Condensor => Đường nước Cooling Tower => Cooling Tower.

Nước nóng từ máy ép nhựa đi vào Evaporator, lúc đi ra nhiệt độ lạnh hơn, quay lại làm mát máy ép nhựa.
Đường khí gas giúp làm lạnh Evaporator và làm nóng Condensor.
Đường nước Cooling Tower giúp giải nhiệt Condensor.

Nguyên lý vận hành chi tiết của Chiller

Chu trình 1: Cùng giải thích sơ đồ trên, bắt đầu từ tòa nhà cần làm mát. Nước làm mát đi và tòa nhà là 7 độ C, nước ra khỏi tòa nhà là 12 độ C. Nước làm mát ở nhiệt độ 12 C đến buồng nước Evaporator truyền nhiệt cho gas trong buồng Evaporator, làm gas nóng lên đồng thời nhiệt độ nước làm mát giảm xuống 7 độ và tuần hoàn về lại toàn nhà.

Bên trong Chiller là đường khí gas chạy tuần hoàn giữa: Buồng bay hơi (Evaporator), máy nén khí, buồng ngưng tụ (Condensor) và van tiết lưu nhiệt (Thermal Expansion Valve).

Chu trình 2: Khí gas trong buồng may hơi là dạng khí. Khí gas này đi đến máy nén khí để được nén lại làm nhiệt độ và áp suất khí tăng lên lúc đi ra khỏi máy nén khí. Khí nóng áp suất cao đi đến buồng ngưng tụ (Condensor) thì truyền nhiệt độ cho đường nước Cooling Tower và chuyển về thể lõng. Gas lõng ở buồng ngưng tục (Condensor) có nhiệt độ thấp hơn khí gas lúc vừa ra khỏi máy nén khí, tuy nhiên áp suất vẫn rất cao. Gas lỏng áp suất cao đi đến van tiết lưu nhiệt (Thermal Expansion Valve) thì phun thành tia hơi sương, đồng thời giảm nhiệt độ (trở nên lạnh đi đáng kể). Khí gas ra khỏi van tiết lưu nhiệt (Thermal Expansion Valve) thì đi đến buồng bay hơi (Evaporator) để làm mát cho dòng nước cần làm lạnh của tòa nhà. Chu trình như thế lặp lại liên tục.

Chu trình 3: Nước làm mát Cooling Tower đi vào buồng ngưng tụ (Condensor) ở nhiệt độ 30 C, sau đó tiếp xúc khí nhiệt độ cao của buồng ngưng tụ (Condensor) thì nóng lên, đi ra ở 35 C. Nước nóng 35 C đi đến Cooling Tower thì giải nhiệt cho môi trường và tuần hoàn trở về ở 30 C.