1.

Khái quát chung về hệ thống BMS ( Building Management
System – BMS)
Khái niệm về hệ thống quản lý toàn nhà
Hiện nay, hầu hết các tòa nhà cao tầng trên thế giới như: tổ hợp văn phòng,
chung cư cao cấp, nhà băng, nhà chính phủ, tòa nhà sân bay,…đều được
trang bị hệ thống Điều khiển & Quản lý tòa nhà (Building Management
System – BMS).
Việc này góp phần quan trọng trong việc vận hành một cách hiệu quả và
kinh tế các tòa nhà, bên cạnh đó, tăng cường một cách hữu hiệu các tính
năng an toàn, an ninh.
Các chức năng, phạm vi hoạt động của các hệ thống BMS là rất rộng lớn vì
nó quản lý, điều khiển mọi hoạt động của các hệ thống kỹ thuật hạ tầng tòa
nhà. Do đó, tùy theo yêu cầu, chức năng hoạt động của từng tòa nhà mà các
hệ thống BMS cần phải được trang bị sao cho phù hợp.
1.1.

Ở Việt Nam có khoảng 85%-90% trong tổng số nhà cao tầng thông thường
có hệ thống cơ sở hạ tầng tối thiểu như hệ thống cấp nước, điện, báo cháy &
chữa cháy, điều hòa không khí…
Hầu hết các tòa nhà cao tầng được trang bị hệ thống điều hòa (tập trung hoặc
phân tán), hệ thống bảo vệ (các tòa nhà văn phòng và chung cư trung và cao
cấp) và báo /chữa cháy, kiểm soát vào ra, báo động xâm nhập và giám sát
bằng camera.
Tuy nhiên, các hệ thống này thường được điều khiển riêng biệt, không thể
trao đổi thông tin với nhau, không có quả lý và giám sát chung, đặc biệt việc
quản lý tiêu thụ điện năng chỉ ở mức thấp.


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Hệ thống BMS/BAS cung cấp các tính năng sau:
• Điều khiển giám sát cho các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà nhằm đảm
bảo quá trình vận hành của các hệ thống này một cách tối ưu và hiệu quả.
• Phối hợp hoạt động của các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà để đáp ứng tốt
nhất các yêu cầu về mức độ sử dụng, đảm bảo an ninh, an toàn và tiện
nghi, thoải mái cho con người trong tòa nhà.
• Tạo ra một công cụ giao tiếp Người/Máy cho các nhân viên vận hành tòa
nhà để họ có thể vận hành các hệ thống cơ/điện trong tòa nhà một cách an
toàn, chính xác và hiệu quả hơn.
• Thống kê các số liệu về tình trạng hoạt động, thông số kỹ thuật của các
hệ thống cơ/điện trong tòa nhà dưỡi dạng các báo cáo, cơ sở dữ liệu…
giúp cho việc vận hành tòa nhà của các kỹ sư vận hành tối ưu nhất.
• Tự động phát hiện sớm các sự cố, đưa ra các cảnh báo nhanh chóng,
chính xác nhất đến người vận hành để nhanh chóng sửa chữa, khắc phục,
tránh các ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động của tòa nhà.
• Tạo ra một môi trường làm việc thân thiện, thoải mái nhất cho con người
tham gia hoạt động trong tòa nhà, góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất,
làm việc.
Thông qua việc tích hợp quản lý và điều khiển các hệ thống
•
•
•

Hệ thống phân phối điện năng.
Hệ thống máy phát và ác quy điện dự phòng.
Hệ thống chiếu sáng tòa nhà.


ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 2


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302
•
•
•
•
•
•

•
•
•
•

Hệ thống điều hòa nhiệt độ.
Hệ thống thông gió.
Hệ thống cấp, thoát nước và xử lý nước, rác thải.
Hệ thống phòng cháy và chữa cháy.
Hệ thống thang máy và thang thoát hiểm.
Hệ thống an ninh: bao gồm quản lý vào ra (Access Control) kết hợp chấm
công, hệ thống camera an ninh, hệ thống rào hồng ngoại và xung điện,
các hệ thống nhận dạng sinh học và phòng sinh học…

Hệ thống âm thanh công cộng (Public Anouncemennt – PA).
Hệ thống thông báo hình ảnh công cộng (Office Media System).
Hệ thống thông tin liên lạc.
…

Hệ thống quản lý tòa nhà BMS (Building Management System) điều khiển
quả lý cho các hệ thống kỹ thuật trong tòa nhà như hệ thống điện, hệ thống
cung cấp nước sinh hoạt, hệ thống điều hòa thông gió, hệ thống cảnh báo
môi trường, hệ thống an ninh, hệ thống báo cháy – chữa cháy, giúp cho việc
vận hành một tòa nhà trở nên hiệu quả, kịp thời. Với các yêu cầu như vậy hệ
thống BMS có các tính năng chính như sau:
-

Giám sát & điều khiển toàn bộ tòa nhà.
Quản lý các tín hiệu cảnh báo về tình trạng hoạt động của các hệ thống
mà nó giám sát.
Đặt lịch trình vận hành tối ưu cho thiết bị.
Quản lý dữ liệu gồm soạn thảo chương trình, quản lý cơ sở dữ liệu,
chương trình soạn thảo đồ họa, lưu trữ và sao lưu dữ liệu.
Báo cáo, tổng hợp thông tin

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 3


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302


Mô hình hệ thốngquản lý toà nhà thông minh

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 4


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Hệ thống tự động hóa tòa nhà tích hợp điển hình

-

Hệ thống BMS có đầy đủ các tính năng đáp ứng được việc giám sát được
môi trường không khí, môi trường làm việc của con người. Ngoài ra hệ
thống còn có khả năng kết nối các hệ thống kỹ thuật như an ninh, báo
cháy, qua cổng giao diện mở của hệ thống với các ngôn ngữ giao điện
theo tiêu chuẩn quốc tế.
Hệ thống BMS bao gồm đầy đủ các chức năng:
Tổng hợp thông tin

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 5



www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302
-

Lưu trữ dữ liệu & cảnh báo sự cố, đưa ra những tín hiệu cảnh báo kịp
thời trước khi có những sự cố gây nên những ảnh hưởng tới hoạt động
của hệ thống kỹ thuật nói chung.

Hệ thống BMS linh hoạt, có khả năng mở rộng với các giải pháp sẵn sàng
đáp ứng với mọi yêu cầu. Với nhiệm vụ như vậy, hệ thống BMS bao gồm:
Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành: đặt lại các thiết bị trường cần
giám sát như: AHU, FCU. Chillers, bơm, quạt thông gió, ACB & MCCB
các van điện từ điều khiển ( Control valve)… làm nhiệm vụ thu thập các
thông số: trạng thái hoạt độn, nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng, công
suất, dòng, áp,… Và thực thi các lệnh điều khiển: đóng/cắt, quay, xoay
các cơ cấu cơ khí, điều khiển các biến tần,…
- Các bộ điều khiển số DDC: các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp
mạng khác nhau trong hệ thống: FLN : mạng tầng tòa nhà, BLN : mạng
tổng tòa nhà.
- Các thiết bị giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, Bacnet/IP, Bacnet MS/TP…
- Hệ thống quản lý và thu thấp dữ liệu: hệ thống máy chủ, phần mềm: làm
nhiệm vụ thu thập dữ liệu từ các DDC lên hệ thống BMS.
- Tạo ra giao diện đồ họa người sử dụng, tạo ra công cụ lập trình từ xa, tạo
ra công cụ giám sát, thu thập xử lý dữ liệu và các tính năng điều khiển
nâng cao.
1.2.
Ưu điểm của hệ thống quản lý tòa nhà
-


Ưu điểm lớn nhất của hệ thống quản lý toà nhà là cung cấp cho người dùng
một môi trường thoải mái, an toàn và thuận tiện. Ngoài ra người dùng cũng
như chủ sở hữu có thể tiết kiệm năng lượng và giảm thiểu nhân lực lao động,
đảm bảo các thiết bị luôn làm việc tốt, độ bền cao. BMS rõ ràng tạo ra
những lợi thế vượt trội.
Đặc biệt, hệ thống điều khiển máy điều hoà không khí cho phép tạo
môi trường dễ chịu nhất cho người ở, chống lãng phí năng lượng
nhờ điều khiển tối ưu và liên tục duy trì ưu điểm này. Các lợi điểm cụ
thể như sau:
(1) Quản lý hiệu quả, tiết kiệm nhân công
Do việc tích hợp cho phép điều khiển khối lượng lớn dữ liệu, nên
việc vận hành toà nhà và các thiết bị có thể thực hiện được bởi một
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 6


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

số ít nhân công. Có thể thực hiện nhiều chức năng quản lý hơn nhờ
sử dụng hiệu quả các nguồn thông tin.
(2) Duy trì và tối ưu hóa môi trường
Duy trì điều kiện môi trường tối ưu, như nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ khí
CO2, bụi cũng như cường độ sáng cho từng người sử dụng hoặc
từng thiết bị sản xuất.


(3) Tiết kiệm năng lượng, nhiên liệu
Sử dụng hiệu quả năng lượng tự nhiên và hạn chế lãng phí các
nguồn nguyên liệu, dùng các biện pháp như điều khiển và duy trì
nhiệt độ được đặt trước hoặc sử dụng khí trời khi cần thiết kiểm soát
tải trong tòa nhà.
(4) Đảm bảo các yêu cầu an toàn
Bằng việc tập trung thông tin toàn bộ các thiết bị về đơn vị xử lý trung
tâm, ta có thể dễ dàng xác định trạng thái của thiết bị, vận hành và
khắc phục các sự cố như mất điện, hỏng, cháy. Với hệ thống an ninh
tích hợp, ta có thể yên tâm về sự an toàn của người sử dụng trong
toà nhà, bảo mật thông tin cá nhân mà không làm mất sự thoải mái.
(5) Nâng cao sự thuận tiện cho người sử dụng toà nhà
Việc tích hợp nhiều tính năng trong các thiết bị giúp người dùng luôn
cảm nhận được sự thoải mái. Ví dụ, luôn có thể thoải mái ra vào suốt
24 giờ, cài đặt nhiệt độ dễ dàng, đặt chế độ thời gian, theo dõi trạng
thái thời tiết bên ngoài và thông tin quản lý, điều hành của toà nhà.
Các phần sau đây trình bày ví dụ hệ thống tự động điều khiển hệ
điều hoà nhiệt độ và hệ thống tự động hóa tòa nhà tích hợp điển hình
.
Dưới đây là một vài hình ảnh minh họa về hệ thống HVAC:

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 7


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302


Hệ thống thông gió

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 8


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Hệ thống trao đổi nhiệt

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 9


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Hệ thống bơm nước

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 10



www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Hệ thống xử lý nước

2.

Tổng quan hệ HVAC
Điều hòa không khí AHU

2.1.

Các hệ điều hòa không khí được chia thành ba hệ chính: điều hòa không khí
ngoài trời, trong phòng hoặc quoanh phòng, phụ thuộc vào tải trọng đặt lên
mỗi máy điều hòa không khí.
(1)

Máy điều hòa không khí ngoài trời
Trong AHU này, chỉ khí trời được hút vào và xử lý mà không có khí
hồi lưu trả về hệ thống
Trong một số trường hợp người ta thêm vào các máy trao đổi nhiệt
tổng. Khối này phù hợp để kết hợp với các dàn quạt lạnh, dùng cho
các phòng đơn trong khách sạn hoặc bệnh viện và các AHU trên mỗi
tầng trong các tòa nhà văn phòng. Trong loại này, điều khiển được
thực hiện dựa trên nhiệt độ khí cung cấp và nhiệt độ đọng sương.


ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 11


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Tuy nhiên cũng có thể không sử dụng các bộ chuyển đổi nhiệt khi làm
mát không khí nếu thời tiết trong mùa thuận lợi.

(2)

Bộ điều khiển lưu lương gió cố định (CAV)
Phương pháp này để xử lý tải phòng (khí hồi lưu) và tải khí trời (khí
ngoài), hoặc chỉ tải phòng và phân bố lượng khí không đổi đó trong
các ống. Người ta sử dụng ống nóng/lạnh hoặc kết hợp của ống nóng
và ống lạnh. Phương pháp này điều khiển những khu vực có đặc tính
tải không đổi và được sử dụng rộng rãi, từ những khu rộng lớn như
nhà hát hoặc trung tâm thương mại, không gian trong các tòa nhà từ
nhỏ đến trung bình, tới các tòa nhà lớn và cho từng tầng. CAV AHU
thực hiện điều khiển độ và độ ẩm của các phòng bằng việc điều chỉnh
lượng khí trả về từng phòng. Nó cũng điều khiển nhiệt phòng và nồng
độ CO2 bằng cách kiểm soát tải khí trời và điều chỉnh lượng khí trời
lấy vào.

(3)


Bộ điều khiển lưu lượng gió (VAV)
Phương pháp này chia nhỏ vùng điều khiển thành các vùng chịu tải
như nhau, dùng các khối VAV đơn để ổn định chúng, dùng biến tần để
giảm khối lượng khí tổng cộng của AHU v.v. So sánh với CAV AHU,
các VAV AHU có thể điều khiển các khu vực này tốt hơn do tính đến
tải ở từng khu vực nhỏ vì thế có khả năng tiết kiệm năng lượng.
Phương pháp này phù hợp cho các tòa nhà công sở từ trung bình đến
lớn với diện tích cần xử lý không khí rộng và quan tâm đến yếu tố giá
thành. Các VAV AHU điều khiển nhiệt độ từng khu vực nhỏ, điều
khiển nhiệt độ khí cấp, khối lượng khí quạt.

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 12


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Chúng cũng điều khiển khí trời và mật độ CO2 giống như các CAV
AHU.

(4)

Điều hòa không khí cục bộ
Đây là thiết bị đặt trong phòng có gắn thêm máy nén. Có hai loại: máy
nén lạnh kèm máy sấy điện và loại bơm nhiệt. Ngoài ra cũng có loại
Dùng nguồn nước hoặc một số loại kết hợp.

Phương pháp này dùng chủ yếu để điều hòa không khí cho những nơi
có đặc tính tải và thời gian vận hành đặc trưng, các phòng máy tính,
kho chưa, văn phòng cỡ nhỏ. Trong các hệ điều hòa không khí cục bộ,
thực hiện điều khiển bật/tắt các khối điều hành máy nén tương ứng
với nhiệt độ phòng v.v..

(5)

Dàn quạt lạnh (FCU)
Máy điều hòa không khú thu gọn gồm một quạt, một ống dẫn và một
bộ lọc, v.v.
Nói chung, nó không hút khí trời vào hoặc thực hiện phun ẩm, mà đơn
giản là thực hiện tuần hoàn không khí. Có các loại đặt trên sàn, treo

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 13


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

lên trần và dạng khối xách theo. Phương pháp này sẽ phù hợp cho các
phòng trong khách sạn, bệnh viện hoặc hành lang các tòa nhà văn
phòng.
FCU điều hòa nhiệt độ phòng hoặc khối khí trả về bằng cách điều
chỉnh các van độc lập hoặc nhóm (cho các vùng). Chúng có thể dùng
để tối ưu tải chung với các máy điều hòa không khí trong hoặc ngoài

cũng như thực hiện điều khiển tiết kiệm năng lượng.

2.2.

Hệ thống máy làm lạnh

Có nhiều loại máy làm lạnh có cấu tạo và nguyên lý hoạt động khác nhay
như máy lạnh kiểu hút, kiểu bơm nhiệt và kiểu nồi đun. Các thiết bị bổ trợ
gồm bơm nước nóng/lạnh, bơm nước mát và tháp giải nhiệt. Cũng có thể
phân loại máy làm lạnh theo kiểu ống kín, ống mở, phương pháp nhận DHC
( làm lạnh và sấy nóng khu vực) và kiểu máy lạnh đơn lẻ của các bộ điều
hòa khí cục bộ.
Phần này trình bày kiểu ống kín và mở. Phương pháp ống kín được chia
thành phương pháp dòng không đổi và dòng thay đổi. Trong phương pháp
dòng không đổi, nước nóng/lạnh cấp cho toàn bộ tòa nhà với tốc độ không
đổi được điều khiển bằng van ba ngả theo tải trong các nhà máy điều hòa
không khí. Phương pháp dòng tay đổi, dòng cấp nước nóng/lạnh thay đổi
theo điều chỉnh của van hai ngả theo tải. Phần này chủ yếu mô tả phương
pháp dòng thay đổi, cho phép tiết kiệm năng lượng hơn.

ss
(1)

Hệ thống bơm đơn ống kín

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 14



www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Phương pháp này cung cấp nước nóng/lạnh tới toàn bộ tòa nhà bằng sự kết
hợp máy làm lạnh và hệ thống bơm (nước lạnh hoặc nước nóng riêng rẽ). Hệ
thống này đơn giản và có giá thấp. Nó dùng chủ yếu cho các tòa nhà cỡ nhỏ.
Hệ thống bơm nước đơn điểu khiển máy lạnh theo lưu lượng dòng chảy và
điều khiển van Bypass để giữ độ chênh áp cho tải không đổi. Hệ này cũng
điều khiển các ngoại bi gồm các tháp lạnh và các bộ chuyển nhiệt.

(2)

Hệ thống bơm đôi ống kín
Phương pháp này cũng gọi là hệ bơm thứ cấp hoặc bơm kép. Bơm sơ cấp
điều khiển phần đầu hệ máy lạnh, bơm thứ cấp chia sẻ tải ở phần đầu cân
bằng với tải máy điều hòa. Dù chi phí ban đầu và không gian lắp đặt lớn hơn
so với hệ bơm đơn nhưng có thể tiết kiệm năng lượng bằng việc sử dụng
bơm thứ cấp riêng biệt cho hệ máy lạnh và điều khiển các khối vận hành.
Phương thức này dùng chủ yếu cho các toàn nhà cỡ trung bình tới lớn.
Hệ bơm đôi điều khiển số bơm thứ cấp vận hành theo lưu lượng và điều
khiển van Bypass hoặc các bộ chuyển đổi theo áp suất chênh lệch phía trước
và sau các bơm.

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 15



www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

(3)

Hệ thống bể chưa ống mở
Hệ thống này sử dụng các tấm kép và các thùng làm bể chưa nước nóng/lạnh
từ máy làm lạnh ( chủ yếu là kiểu động cơ) và trực tiếp cung cấp cho các
máy điều hòa không khí v.v. Để tiết kiệm năng lượng, hệ thống sử dụng năng
lượng ngoài giờ cao điểm để hạ giá thành và nâng cao hiệu quả sử dụng
nguồn điện. Nó cũng được sử dụng như nột hệ dự phòng để hồi nhiệt hoặc
trong các trường hợp máy lạnh hỏng hóc.
Dù hệ thống này đòi hỏi đầu tư ban đầu tốn kém để lắp đặt các bể nước, bơm
thứ cấp, cũng như đo đạ chống sói mòn, nhưng nó rất tiết kiện khi sử dụng.
Hệ dùng chủ yếu cho các tòa nhà lớn hoặc các trung tâm máy tính.
Hệ thống thùng chứa điều khiển các van ba ngả đầu vào của máy lạnh để giữ
nhiệt ở một giá trị nhất định, số lương các bơm thứ cấp, van bypass và van
giữ áp suất trong các ống phía tải.

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 16


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302


Điều khiển tự động HVAC
Điều kiển nhiệt độ phòng (khí đầu vào và khí hồi lưu)
(1) Điều khiển van nước nóng và lạnh
2.3.

(1)

•
•
•

(2)

Xác định nhiệt độ phòng bằng cảm biến nhiệt và điều khiển tỉ lệ các van
nước nóng, lạnh. Khi sử dụng DDC, có thể điều khiển tích phân.
Trong phương pháp cuộn đơn, tác động của mỗi van chỉ nằm bên trong
đường nét đứt ở hình bên.
Vị trí điểm đặt trong phương pháp cuộn kép (bốn ống) được biểu diễn
trên hình bên. Khi sử dụng các bộ DDC, các điểm đặt chính, điểm đặt sấy
nóng và làm mát có thể được đặt theo yêu cầu.
Điều khiển van nước nóng, lạnh + làm mát khí trời

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 17


www.bientan.hnsv.com


SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

•

•
•

•

Xác định nhiệt độ phòng bằng cảm biến nhiệt, điều khiển tỉ lệ các van
nước nóng, lạnh, van điều tiết khí trời/khí hồi lưu /khí thải (khi làm mát
khí trời). Khi sử dụng thiết bị điện tử và các bộ DDC, có thể thực hiện
điều khiển tích phân.
Sử dụng năng lượng tự nhiên thực hiện làm mát khí trời khi việc hút khí
vào có hiệu quả.
Khi có một bộ trao đổi nhiệt tổng cộng, hệ thống chuyển thành ống
bypass hoặc vận hành động cơ liên tục trong quá trình làm mát.
Khi khí trời thoả mãn các điều kiện sau đây,
việc hút khí vào có hiệu quả.
I.Nhiệt độ ngoài trời
<
Nhiệt độ phòng (so sánh nhiệt độ)
II. Enthalpy khí trời
<
Enthalpy phòng (so sánh năng lượng)
III. Nhiệt độ khí trời
>
Nhiệt độ giới hạn dưỡi của điểm đặt
(so với tải độ ẩm)

IV. Nhiệt độ đọng sương
<
Nhiệt độ đọng sương giới hạn trên của
ngoài trời
điểm đặt (so với tải sấy khô)
Đảm bảo độ mở nhỏ nhất cho đầu hút khí trời để đảm bảo đúng với lượng
khí trời và mật độ CO2 như thiết kế.

Biểu diễn điều kiện hút khí trời theo đồ thị ẩm

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 18


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Các điều kiện từ I tới IV trong phần (2) ở trên được biểu diễn bằng đồ thị độ
ẩm như hình sau:

(3)

(2)

Điều khiển nhiệt độ túi bơm nhiệt cục bộ

Điều khiển độ ẩm phòng (Khí hồi lưu)

(1) Điều khiển máy phun ẩm

(2)

Điều khiển van phun ẩm và van nước lạnh

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 19


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

Điều khiển bậc thang nhiệt độ khí đầu vào
Thay đổi điểm đặt nhiệt độ khí đầu vào để điều khiển nhiệt độ đầu vào
giúp điều khiển nhiệt độ đầu ra của phòng và điểm đặt nhiệt độ phòng.
Do đó, có thể giảm độ trễ và các nhiễu loạn.

Điều khiển giới hạn nhiệt độ khí đầu vào
Chức năng này điều khiển nhiệt độ khí đầu vào trong các giới hạn cao và
thấp. Điều này để tránh quá nhiệt khi sấy nóng, tránh phân tầng nhiệt độ
và ngưng tụ ở đầu ra khi làm mát.
Điều khiển tối ưu điểm đặt nhiệt độ khí đầu vào
Trong máy điều hòa không khí lưu lượng khí thay đổi, việc tính toán
điểm đặt nhiệt độ tối ưu dựa trên khối lượng khí của VAV và nhiệt độ
phòng để tránh lưu thông và ra nhiệt không hiệu quả.
Điều khiển lưu lượng khí đầu vào bằng VAV
Bổ sung lượng khí của các VAV và CAV để tạo tốc độ quay phù hợp với
đặc tính tốc độ quạ của AHU. Điều khiển tốc độ quạt trong các giai đoạn
đó đựa trên độ mở VAV. Đạt tốc độ quạt nhỏ nhất để đảm bảo lượng khí
trời nhở nhất đủ lưu thông không khí.
Điều khiển khởi động
Trong quá trình khởi động máy điều hòa không khí (tiền sấy nóng/tiền
làm lạnh), các điều khiển sau được thực hiện. Thời gian từ khi bật máy
AHU đến khi nó thực sự làm việc được gọi là thời gian khởi động.
Độ dài giai đoạn khởi động được xác định bằng việc tính toán tại khối
giám sát trung tâm hoặc đồng hồ đo trễ.
[1] Đầu hút khí trời không làm việc
(van điều tiết khí trời/khí thải, van bypass khí trời/khí thải: đóng hoàn
toàn, van điều tiết khí hồi lưu: mở hoàn toàn)

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 20


www.bientan.hnsv.com


SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Để giảm tải khí trời, đầu hút khí trời được đóng lại. Điều này làm giảm
thời gian khởi động và giảm năng lượng tiêu thụ bởi các quạt. Tuy nhiên,
khi quá trình làm lạnh khí trời có hiệu quả, đầu hút khí trời sẽ làm việc.
[2] Loại bỏ quá trình phun ẩm.
Khi khởi động, có sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm tương đối trong phòng
có xu hướng mất ổn định và điều khiển cũng không ổn định. Để chống sự
ngưng tụ trong ống cấp khí, người ta loại bỏ phun ẩm bằng khóa liên
động (Máy phun ẩm tắt hoặc đóng hoàn toàn van làm ẩm).
[3] Tắt bộ chuyển nhiệt tổng.
Tắt bộ chuyển nhiệt tổng vì không hút khí trời vào.
(8)

Điều khiển khóa liên động khi quạt AHU tắt
[1] Loại bỏ phun ẩm
[2] Van nước nóng/lạnh đóng hoàn toàn.
[3] Van điều tiết khí trời/khí thải/van bypass khí trời/van bypass khí
thải đóng hoàn toàn.
[4] Điều chỉnh khí hồi lưu mở hoàn toàn.
[5] Tắt bộ chuyển nhiệt tổng.
[6] VAV mở hoàn toàn.

(9) Truyền thông với hệ thống giám sát trung tâm
Trường hợp hệ DDC, các tín hiệu vào, ra và các giá trị tính toán có thể được
truyền tới bộ điều khiển nếu được yêu cầu, trừ khi:
[1] Không kiểm soát được trạng thái của quạt.
[2] Kiểm tra báo động chênh áp bộ lọc.
[3] Đo độ ẩm và nhiệt phòng (khí hồi lưu, cấp khí).

[4] Đặt nhiệt độ và độ ẩm phòng.
[5] Lệnh khởi động.
[6] Giám sát lỗi bộ điều khiển DDC.
(10) Điều khiển hệ máy lạnh
Điều khiển số bơm vận hành hoặc thiết bị máy lạnh để tạo và cấp nhiệt theo
yêu cầu tải của AHU.
[1] Điều khiển số bơm vận hành
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 21


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

Đáp ứng với sự thay đổi tải, thực hiện điều khiển chênh áp giữa các đầu bơm
ở hệ bơm đơn, điều khiển vận hành số bơm thứ cấp và van bypass theo lưu lương
dòng trong hệ thống bơm đôi. Dùng điều khiển PID các van bypass hai ngả với tải
không đổi để duy trì áp suất đầu ra với tải không đổi.
[2] Điều khiển máy đun nước nóng/lạnh
Trong hệ bơm đôi, điều khiển số bộ tạo nước nóng/lạnh phụ thuộc vào tải
căn cứ theo nhiệt độ trả về. Điều này tăng tốc độ phản ứng với sự thay đổi lưu
lượng ở vùng thứ cấp (máy điều hòa không khí), nhiệt độ nước đầu vào, lưu lượng
và nhiệt độ hồi lưu.

3.

Tìm hiểu các loại biến tần ứng dụng trong công nghiệp

cho hệ thống thông gió HVAC

– Biến tần là gì?
Biến tần là thiết bị biến đổi dòng điện xoay chiều ở tần số này thành dòng điện
xoay chiều ở tần số khác có thể điều chỉnh được.
– Nguyên lý hoạt động của biến tần
Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần cũng khá đơn giản. Đầu tiên, nguồn
điện xoay chiều 1 pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng
phẳng. Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện. Nhờ
vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải
và có giá trị ít nhất 0.96. Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành
điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng. Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông
qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 22


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

rộng xung (PWM). Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực
hiện nay, tần số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm
tiếng ồn cho động cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ.
Hệ thống điện áp xoay chiều 3 pha ở đầu ra có thể thay đổi giá trị biên độ và tần số
vô cấp tuỳ theo bộ điều khiển. Theo lý thuyết, giữa tần số và điện áp có một quy
luật nhất định tuỳ theo chế độ điều khiển. Đối với tải có mô men không đổi, tỉ số
điện áp – tần số là không đổi. Tuy vậy với tải bơm và quạt, quy luật này lại là hàm

bậc 4. Điện áp là hàm bậc 4 của tần số. Điều này tạo ra đặc tính mô men là hàm
bậc hai của tốc độ phù hợp với yêu cầu của tải bơm/quạt do bản thân mô men cũng
lại là hàm bậc hai của điện áp.
Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện
bán dẫn công suất được chế tạo theo công nghệ hiện đại. Nhờ vậy, năng lượng tiêu
thụ xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu bởi hệ thống.
Ngoài ra, biến tần ngày nay đã tích hợp rất nhiều kiểu điều khiển khác nhau phù
hợp hầu hết các loại phụ tải khác nhau. Ngày nay biến tần có tích hợp cả bộ PID và
thích hợp với nhiều chuẩn truyền thông khác nhau, rất phù hợp cho việc điều khiển
và giám sát trong hệ thống SCADA.

TIẾT KIỆM ĐIỆN
Hiệu suất chuyển đổi nguồn của các bộ biến tần rất cao vì sử dụng các bộ linh kiện
bán dẫn công suất chế tạo theo công nghệ hiện đại. Chính vì vậy, năng lượng tiêu
thụ cũng xấp xỉ bằng năng lượng yêu cầu của hệ thống.
Qua tính toán với các dữ liệu thực tế, với các chi phí thực tế thì với một động cơ sơ
cấp khoảng 100 kW, thời gian thu hồi vốn đầu tư cho một bộ biến tần là khoảng từ
3 tháng đến 6 tháng. Hiện nay ở Việt nam đã có một số xí nghiệp sử dụng máy biến
tần này và đã có kết quả rõ rệt.
Với giải pháp tiết kiệm năng lượng bên cạnh việc nâng cao tính năng điều khiển hệ
thống, các bộ biến tần hiện nay đang được coi là một ứng dụng chuẩn cho các hệ
truyền động cho bơm và quạt.
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 23


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12

LỚP HP:211402302

Nhờ tính năng kỹ thuật cao với công nghệ điều khiển hiện đại nhất (điều khiển tối
ưu về năng lượng) các bộ biến tần đang và sẽ làm hài lòng nhiều nhà đầu tư trong
nước, trong khu vực và trên thế giới.
CÁC LOẠI TẢI NÊN SỬ DỤNG BIẾN TẦN ĐỂ TIẾT KIỆM ĐIỆN
1. Phụ tải có mô mem thay đổi (điều hòa trung tâm, bơm cấp nước, bơm quạt mát,
điều hòa thông gió… ).
2. Động cơ luôn chạy non tải mà không thể thay động cơ được thì phải lắp thêm
biến tần.
3. -Ngành Giấy – Bao bì (Máy Xeo Giấy, Máy Cắt…)

3.1. TỔNG QUAN VỀ BIẾN TẦN FR-A700
3.1.1. Cấu trúc biến tần FR-A700
3.1.1.1. Khái niệm biến tần
Biến tần là thiết bị dùng để biến đổi nguồn điện có tần số f1 cố định thành nguồn
điện có tần số fr thay đồi được nhờ các khóa bán dẫn.
ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 24


www.bientan.hnsv.com

SVTH: NHÓM 12
LỚP HP:211402302

* Phân loại:
Biến tần được phân chia làm hai loại:
Biến tần trực tiếp

Biến tần gián tiếp
Biến tần gián tiếp được chia làm hai loại: biến tần nguồn dòng và biến tần nguồn
áp.
* Ứng dụng: Bộ biến tần thường được sừ dụng để điều khiền vận tốc động cơ xoay
chiều theo phương pháp điều khiển tần số, theo đó tần số của lưới nguồn sẽ thay
đổi thành tần số biến thiên. Ngoài việc thay đổi tần số còn có sự thay đổi tổng số
pha. Từ nguồn lưới một pha, với sự giúp đỡ của bộ biến tần ta có thể mắc vào tải
động cơ ba pha. Bộ biến tần còn dược sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật nhiệt điện.
Bộ biến tần trong trường hợp này cung cấp năng lượng cho lò cảm ứng.
3.1.1.2. Cấu trúc biến tần FR-A700
Biến tần Mitsubishi A700
Có tốc độ hồi đáp 300 radian/giây, nhanh hơn 10 lần so với các dòng A500, A700
hỗ trợ hầu hết các giao thức thông dụng, gồm Profibus DP, CC-Link, DeviceNet,
LonWorks, ControlNet, Modbus RTU, Metasys N2, EtherNet IP và Modbus
TCP/IP, tất nhiên, cả giao thức mạng RS485 độc quyền của Mitsubishi. Ngoài ra,
A700 còn hỗ trợ mạng kết nối chuyển động sợi quang cho phép nó hoạt động
tương hợp với hệ truyền động servo J3 mới của hãng và toàn bộ dòng sản phẩm
điều khiển chuyển động khác của hãng.
- Điều khiển chính xác tương đối không cần Encoder (Sensor less control)
- Điều khiển vận tốc và momen xoắn chính xác tuyệt đối khi sử dụng kèm Encoder,
sai số nhỏ hơn ±0.01%
- Autotuning chỉ trong vòng chưa đầy 1 phút
- Kết nối mạng đa dạng như USB, Modbus-RTU, Profibus, CC-Link, CANopen và
hệ điều khiển chuyển động nội suy tự động SSCNET III
- Thiết kế mới cho tuổi thọ hơn 10 năm sử dụng
- Tích hợp PLC cho phép thực hiện một số ứng dụng đơn giản mà không cần thêm
PLC bên ngoài
- Giao diện sử dụng thân thiện, cho phép cài đặt và giám sát các thông số như
dòng, áp, oscilloscope qua cổng USB tốc độ cao, giúp cho việc cân chỉnh ứng dụng
dễ hơn bao giờ hết

ĐỀ TÀI : TÌM HIỂU BIẾN TẦN FR-A700 CỦA MITSUBISHI

Page 25