KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG
TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

1. Khái niệm: Điều hoà không khí (ĐHKK) còn gọi là điều tiết không khí: Là quá trình
tạo ra và duy trì ổn định các thông số vi khí hậu của không khí trong không gian điều
hoà, theo một chương trình định sẵn không phụ thuộc vào điều kiện bên ngoài.
2. Các thông số yêu cầu cơ bản của quá trình điều hòa không khí:
-Nhiệt độ không khí
-Độ ẩm không khí
-Độ sạch ( bụi, tạp chất,chất độc hại ) của không khí
-Sự lưu thông tuần hoàn của không khí
Khi đạt được 4 yêu cầu trên phục vụ nhu cầu tiện nghi của con người, người ta gọi đó
là điều hòa không khí tiện nghi, còn để phục vụ cho một quá trình sản xuất hoặc công
nghệ chế biến, được gọi là điều hòa không khí công nghệ.
2

1


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 hơi (dàn lạnh)
E- Dàn ngưng tụ (dàn nóng)

Đồ thị logp-h: Các quá trình
điều hòa không khí
4
3

2


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 hơi

5

Đồ thị logp – h

6

3


HỆ SỐ NĂNG LƯỢNG HIÊU QẢ COP – CHỈ SỐ TIÊU THỤ ĐIỆN NĂNG PIC

PHÂN CHIA VÙNG TRONG CHU TRÌNH LẠNH


7

8

4


CHU TRÌNH LÀM LẠNH MỘT CẤP

CHU TRÌNH LÀM LẠNH MỘT CẤP

9

10

5


ĐIỀU HÒA TIỆN NGHI

ĐIỀU HÒA PHỤC VỤ Y TẾ

11

12

6


ĐIỀU HÒA PHÒNG MÁY CHỦ


ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ LOẠI CỬA SỔ

13

14

7


ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ LOẠI TÁCH RỜI (SPLIT TYPE)

ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ THAY ĐỔI LƯU LƯỢNG MÔI CHẮT (VRV)

15

16

8


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 năng.
- Lựa chọn nhiệt độ phòng hợp lý
- Đặt dàn nóng nơi thoáng mát, khả năng giải nhiệt tốt
- Tăng khả năng trao đổi nhiệt của dàn nóng, dàn lạnh bằng cách

bảo dưỡng định kỳ, vệ sinh dàn nóng, dàn lạnh để tăng cường
trao đổi nhiệt.

17

18

9


TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG ĐỐI VỚI ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM

SƠ ĐỒ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ TUẦN HOÀN 1 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 ra khỏi máy từ 7 oC đến 12 oC

- Sử dụng bể trữ nước lạnh để chạy máy trong giờ thấp điểm
- Tăng khả năng trao đổi nhiệt của bình ngưng (dàn ngưng) và
bình bay hơi
- 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 giữa
môi trường và bề mặt

Nhiệt truyền
kcal/m2/hr

Diện tích bề mặt cho
mỗi RT (Tấn lạnh)

5

35

86


10

73

41

15

113

27

20

154

19

Điều kiện tiêu chuẩn:
Nhiệt độ môi trường 35OC, Hệ số hiệu quả 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 khi 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 các bộ đóng cửa tự động
− Hạn chế nguồn nhiệt từ thiết bị trong phòng
− Lắp đặt các bộ phát nhiệt ở xa không gian điều hòa, hạn chế lò vi sóng,
các thiết bị khác

CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG HỆ THỐNG ĐHKK

− Nhiệt độ - Áp suất đầu hút, áp suất đầu đẩy của máy nén cần phải duy trì ở
ngưỡng tối ưu.
− Khẳng định tất cả các đồng hồ đo, hiển thị hoạt động tốt

− Ghi lại lượng điện tiêu thụ
− Các bình ngưng/dàn ngưng/dàn lạnh
− Loại bỏ các cáu cặn, tổ chức vi sinh vật trên bề mặt trao đổi nhiệt, lắp
các thiết bị xử lý nước và chống cáu cặn
− Định kỳ xả khí không ngưng trong các 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 các bơm nước giải nhiệt khi bình ngưng ngừng hoạt động
− Giảm nhiệt độ nước giải nhiệt 5 oC => giảm đến 10 % công suất điện
tiêu thụ
− Nâng nhiêt độ bay hơi thêm 5 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
của 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 cơ 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
1. Khung và thân tháp: Phần lớn các tháp có khung kết cấu giúp hỗ trợ cho phần thân bao bên ngoài (thân tháp), động
cơ, quạt và các bộ phận khác. Ở các thiết kế nhỏ hơn, như các thiết bị làm bằng sợi thuỷ tinh, thân tháp có thể là khung luôn.
2. Khối đệm: tăng cường trao đổi nhiệt nhờ tối đa hoá diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí. Có hai loại khối đệm:
Khối đệm dạng phun: nước rơi trên các thanh chắn nằm ngang và liên tiếp bắn toé thành những giọt nhở hơn, đồng
thời làm ướt bề mặt khối đệm. Khối đệm dạng phun bằng nhựa giúp tăng trao đổi nhiệt tốt hơn so với khối đệm bằng gỗ.
Khối đệm màng: bao gồm các tấm màng nhựa mỏng đặt sát nhau, nước sẽ rơi trên đó, tạo ra một lớp màng mỏng
tiếp xúc với không khí. Bề mặt này có thể phẳng, nhăn, rỗ tổ ong hoặc các loại khác. Loại màng của khối đệm này hiệu quả hơn
và tạo ra mức trao đổi nhit tương tự với lưu lượng nhỏ hơn so với khối đệm dạng phun.
3. Bể chứa nước lạnh: Bể nước lạnh được đặt gần hoặc ngay tại đáy tháp, bể nhận nước mát chảy xuống qua khối đệm
trong tháp. Bể thường có một bộ phận thu nước hoặc một điểm trũng để nối xả nước lạnh..
4. Tấm chắn nước: Thiết bị này thu những giọt nước kẹt trong dòng không khí, nếu không chúng sẽ bị mất vào khí
quyển.
5. Bộ phận khí vào: Đây là bộ phận lấy khí vào tháp. Bộ phận này có thể chiếm toàn bộ một phía của tháp (thiết kế dòng
chảy ngang) hoặc đặt phía dưới một phía hoặc dưới đáy tháp (thiết kế dòng ngược).
6. Cửa không khí vào: Thông thường, các tháp dòng ngang có cửa lấy khí vào. Mục đích của các cửa này là cân bằng
lưu lượng khí vào khối đệm và giữ lại nước trong tháp. Rất nhiều thiết kế tháp ngược dòng không cần cửa lấy khí.
7. Vòi phun: Vòi phun nước để làm ướt khối đệm. Phân phối nước đồng đều ở phần trên của khối đệm là cần thiết để đạt
được độ ướt thích hợp của bề mặt khối đệm.
8. Quạt: Cả quạt hướng trục (quạt đẩy) và quạt ly tâm đều được sử dụng trong tháp. Thông thường quạt đẩy được sử
dụng trong thông gió và cả quạt ly tâm và quạt đẩy đều được sử dụng để thông gió cưỡng bức trong tháp. Tùy theo kích thước,
có thể sử dụng quạt đẩy cố định hay độ nghiêng cánh biến đổi. Quạt với cánh nghiêng điều chỉnh không tự động được sử dụng
trong dải kW rộng vì quạt có thể được điều chỉnh để luân chuyển lưu lượng khí mong muốn ở mức tiêu thụ năng lượng thấp
nhất. Cánh nghiêng biến đổi tự động có thể 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 những đề xuất của nhà sản xuất về khoảng trống quanh tháp giải nhiệt
- Tối ưu hoá góc cánh quạt của tháp giải nhiệt theo mùa và/hoặc theo mức tải.
- Với những tháp giải nhiệt ngược dòng, phải thường xuyên kiểm tra vòi phun, tránh bị tắc và đảm bảo
phun nước đồng đều. Thường xuyên làm sạch vòi phân phối nước ở tháp giải nhiệt
- Tối ưu hoá lưu lượng xả đáy, có tính đến giới hạn chu trình cô đặc (COC)
- Thay tấm chắn nước dạng thanh có mức sụt áp thấp bằng tấm màng PVC tựhuỷ
- Giữ nhiệt độ nước làm mát ở mức tối thiểu
Lưu ý: Mỗi mức tăng nhiệt độ nước làm mát lên 1oC sẽ làm tăng tiêu thụ điện ở máy nén A/C
khoảng 2,7%, mỗi mức giảm nhiệt độ nước làm mát lên 1oC sẽ giúp tiết kiệm khoảng 5
kCal/kWh ở nhà máy nhiệt điện
- Đo mức chênh lệch nhiệt độ, hiệu suất và năng suất làm mát liên tục để tối ưu hiệu suất của tháp giải
nhiệt, nhưng cần xem xét đến những biến đổi theo mùa và theo khu vực.
- Đo tỷ số lỏng/khí và lưu lượng nước làm mát và điều chỉnh tùy theo giá trị thiết kế và biến đổi theo
mùa, ví dụ: tăng tải nước trong mùa hè và thời điểm khi chênh lệch nhiệt độ thấp,
- Xem xét các biện pháp cải thiện COC để tiết kiệm nước
- Xem xét việc sử dụng cánh quạt nhựa gia cố thuỷ tinh có hiệu quả sử dụng năng lượng để tiết kiệm
năng lượng ở quạt
- Điều chỉnh quạt ở tháp giải nhiệt dựa trên nhiệt độ nước ra đặc biệt là ở các 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 là bộ nguồn bán dẫn điều khiển kết hợp với động cơ không đồng bộ xoay chiều
ba pha để thực hiện khởi động/dừng và điều chỉnh chính xác số vòng quay động cơ theo yêu
cầu công nghệ. Có nhiều loại biến tần được thiết kế phù hợp với dẫy động cơ công suất từ
rất nhỏ (vài trăm Woat) đến hàng 100kW.
Khả năng, phạm vi sử dụng biến tần:
- Điều khiển động cơ không đồng bộ công suất từ 15 đến trên 600kW với tốc độ khác nhau;
- Điều chỉnh lưu lượng của bơm, lưu lượng không khí ở quạt ly tâm, năng suất máy, năng
suất băng tải ....
- Ổn định lưu lượng, áp suất ở mức cố định trên hệ thống bơm nước, quạt gió, máy nén khí
... cho dù nhu cầu sử dụng thay đổi;
- Điều khiển quá trình khởi động và dừng chính xác động cơ trên hệ thống băng tải ...
Hiệu quả khi sử dụng biến tần:
- Hiệu suất làm việc của máy cao;
- Quá trình khởi động và dừng động cơ rất êm dịu nên giúp cho tuổi thọ của động cơ và các
cơ cấu cơ khí dài hơn;
- An toàn, tiện lợi và việc bảo dưỡng cũng ít hơn do vậy đã giảm bớt số nhân công phục vụ
và vận hành máy ...
- Tiết kiệm điện năng ở mức tối đa trong quá trình khởi động và 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