Nghiên cứu hệ thống đIều khiển hỗn hợp nhiều đhkk chiller
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.6 MB, 82 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THỊ HIỀN
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
HỖN HỢP NHIỀU ĐHKK CHILLER
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT NHIỆT
Hà Nội – Năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THỊ HIỀN
NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
HỖN HỢP NHIỀU ĐHKK CHILLER
Chuyên ngành: KỸ THUẬT NHIỆT
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT NHIỆT
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TSKH.VS. NGUYỄN VĂN MẠNH
Hà Nội – Năm 2017
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
LỜI CẢM ƠN
Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến trường đại học Bách Khoa Hà Nội,
viện đào tạo sau đại học, Viện khoa học Công nghệ Nhiệt đã tạo điều kiện để
em được học tập, trau dồi kiến thức, hoàn thành khóa đào tạo thạc sỹ tại
trường. Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn PGS.TSKH.VS. Nguyễn Văn
Mạnh đã tận tâm giảng dạy, hướng dẫn em trong suốt quá trình học, để em
hoàn tất phần luận văn tốt nghiệp này được tốt nhất. Trong q trình làm bài
có thể cịn nhiều thiếu sót, kính mong thầy cơ giáo và các độc giả góp ý để em
hồn thiện hơn bài luận văn của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
1
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, bản luận văn dưới đây là do chính tơi tính tốn,
thiết kế và nghiên cứu dưới sự hướng dẫn của thầy giáo PGS.TSKH.VS
Nguyễn Văn Mạnh.
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã sử dụng những tài liệu đã ghi trong
mục tài liệu tham khảo, ngoài ra không sử dụng bất kỳ tài liệu nào khác không
được ghi.
Nếu sai, tơi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định.
Học viên thực hiện
Nguyễn Thị Hiền
2
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... 1
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. 2
CHƢƠNG 1. HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ CHILLER TRUNG
TÂM THƢƠNG MẠI VINCOM PLAZA THÁI BÌNH .............................. 10
1. Tầm quan trọng và nhiệm vụ hệ thống ĐHKK hiện nay trong các TTTM.
........................................................................................................................... 10
1.1 Tầm quan trọng của ĐHKK nói chung ................................................. 10
1.1.1 Đối với cơ thể sống. ....................................................................... 11
1.1.2 Trong công nghiệp, sản xuất .......................................................... 12
1.1.3 Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuật................................................ 12
1.2 Tầm quan trọng của hệ thống ĐHKK trong các TTTM. ...................... 13
1.2.1 Đặc điểm trung tâm thương mại..................................................... 13
1.2.2. Yêu cầu đối với hệ thống ĐHKK trong các TTTM. ..................... 13
2. Cấu tạo, đặc điểm của hệ thống ĐHKK Chiller. ...................................... 14
2.1 Cấu tạo thống ĐHKK Chiller ............................................................... 14
2.2 Đặc điểm hệ thống ĐHKK chiller ........................................................ 15
3. Yêu cầu đối với năng suất lạnh hệ thống Chiller trong các TTTM ........ 16
3.1 Yêu cầu của việc điều chỉnh chính xác năng suất lạnh. ....................... 16
3.2 Ảnh hưởng của các yếu tố đến việc điều chỉnh năng suất lạnh. ........... 16
3.3 Các phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh ........................................ 17
4. Các kiểu hỗn hợp nhiều cụm chiller .......................................................... 17
4.1 Chiller mắc nối tiếp .............................................................................. 17
4.2 Chiller mắc song song .......................................................................... 18
5. Hệ thống ĐHKK Chiller TTTM Vincom plaza Thái Bình...................... 21
5.1 Tổng hợp tải lạnh các gian hàng thuộc TTTM ................................... 21
5.2 Danh mục các thiết bị hệ thống ĐHKK ................................................ 23
6. Kết Luận ....................................................................................................... 32
3
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
THEO QUAN ĐIỂM BỀN VỮNG ................................................................ 33
1 .Đặt vấn đề ..................................................................................................... 33
2. Khái niệm về tổng hợp bền vững tối ƣu .................................................... 33
3. Đánh giá chất lƣợng hệ thống .................................................................... 36
3.1 Khái niệm chất lượng quá trình điều khiển .......................................... 36
3.2 Các chỉ tiêu chất lượng trực tiếp ........................................................... 37
3.2.1 Thời gian điều chỉnh (thời gian quá độ) ........................................ 37
3.2.2 Sai lệch động cực đại và độ quá điều chỉnh ................................... 38
3.2.3 Độ tắt dần dao động của quá trình quá độ ...................................... 39
3.3 Đánh giá chất lượng điều chỉnh theo chỉ tiêu tích phân ....................... 41
4. Cấu trúc chất lƣợng cao của hệ thống điều khiển .................................... 42
5. Cấu trúc bền vững cao ................................................................................ 43
6. Cấu trúc bền vững chất lƣợng cao ............................................................. 44
7. Thực thi bộ điều chỉnh bền vững cao ........................................................ 44
8. Tham số tối ƣu của bộ điều chỉnh bền vững cao ..................................... 45
9 Mở rộng quan điểm tổng hợp bộ điều chỉnh bền vững tối ƣu cho hệ nhiều
vòng ................................................................................................................... 50
9.1. Tổng hợp cấu trúc bền vững cho các bộ điều chỉnh của hệ hai tầng ... 50
9.2. Tổng hợp tham số tối ưu của hệ thống ................................................ 54
9..3. Trình tự giải bài tốn tổng hợp bền vững tối ưu hệ thống .................. 55
10. Kết luận ..................................................................................................... 55
CHƢƠNG 3. TỔNG HỢP BỘ ĐIỀU KHIỂN NĂNG SUẤT LẠNH CHO
TTTM VINCOM PLAZA THÁI BÌNH ........................................................ 56
1. Nguyên lý hệ thống. ..................................................................................... 56
1.1 Nguyên lý hệ thống ................................................................................. 56
1.2 Hệ thống điều khiển ............................................................................... 57
1.3 Nguyên tắc thao tác điều khiển. ............................................................ 59
1.3.1 Thao tác vận hành bằng tay: .............................................................. 59
4
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
1.3.2 Vận hành hệ thống ĐHKK Chiler dưới sự giám sát điều khiển bằng
máy vi tính. ................................................................................................. 63
2. Hiện trạng hoạt động và các thông số kỹ thuật của hệ thống. ................ 64
3. Tổng hợp hệ thống điều chỉnh năng suất lạnh chiller. ............................. 67
3.1 Nhận dạng và mơ hình hóa đối tượng ................................................. 67
3.2 Tổng hợp bộ điều chỉnh cho đối tượng................................................. 74
3.3 Đánh giá chất lượng bộ điều chỉnh ...................................................... 75
4. Kết luận ....................................................................................................... 78
KẾT LUẬN CHUNG ...................................................................................... 79
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................... 80
5
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Bảng tổng hợp tải lạnh các gian hàng thuộc TTTM ......................... 21
Bảng 1.2: Bảng 2 chiller .................................................................................... 24
Bảng 1.3: Bảng thông số chiller ........................................................................ 24
Bảng 1.4: Bảng danh mục thiết bị: .................................................................... 24
Bảng 1.5: Danh mục thiết bị AHU .................................................................... 27
Bảng 1.6: Thống kê PAU – FCU ...................................................................... 28
Bảng 3.1: Bảng ghi chép thông số hoạt động hệ thống Chiller tại TTTM ....... 65
6
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1. 1: 2 cụm chiller mắc nối tiếp........................................................................... 17
Hình 1. 2 Hệ chiller mắc song song dùng bơm chung ................................................. 18
Hình 1. 3 Hệ chiller mắc song song dùng bơm độc lập .............................................. 19
Hình 1. 4 Chiller sử dụng 2 vịng tn hồn ................................................................ 20
Hình 1. 5 : TTTM Vincom plaza Thái Bình ................................................................ 21
Hình 1. 6: 2 cụm Chiller lắp đặt trên tầng mái TTTM ................................................ 23
Hình 1. 7 động cơ bơm ................................................................................................ 27
Hình 1. 8: Tháp giải nhiệt ............................................................................................ 29
Hình 1. 9: Tủ điện điều khiển đặt trên Chiller ............................................................. 30
Hình 1. 10: Đường ống góp ......................................................................................... 31
Hình 1. 11: Cặp nhiệt tại đường ống nước lạnh ra ...................................................... 31
Hình 1. 12: Màn hình thiết bị điều khiển 2020i ........................................................... 32
Hình 2. 1: Sơ đồ hệ thống điều khiển điển hình .......................................................... 35
Hình 2. 2 Đặc tính quá độ của hệ thống thay đổi giá trị đặt (a) ................................... 37
Hình 2. 3 Các dạng đặc tính quá độ: 1- đơn điệu, 2-phi chu kỳ, 3-dao động. ............. 40
Hình 2. 4 Sai số điều chỉnh bình phương của hệ thống theo kênh đặt (a) ................... 42
Hình 2. 5: Sơ đồ cấu trúc điển hình của hệ thống điều khiển. ..................................... 42
Hình 2. 6 “Đặc tính mềm” cơ sở và “Đặc tính mềm” biến thiên của hệ hở; ............... 47
Hình 2. 7 Đặc tính tần số và quá độ của đối tượng bất định ........................................ 48
Hình 2. 8 Sơ đồ dạng tiêu chuẩn ................................................................................. 51
Hình 2. 9 Sơ đồ biến đổi tương đương ........................................................................ 51
Hình 3. 1 Nguyên lý cấu tạo hệ thống cụm chiller ...................................................... 56
Hình 3. 2 Nguyên lý điều khiển ................................................................................... 57
Hình 3. 3 Màn hình máy tính điều khiển ..................................................................... 64
Hình 3. 4: Đồ thị thay đổi nhiệt độ nước lạnh vào ra khỏi chiller ............................... 66
Hình 3. 5 Đồ thị biến thiên nhiệt độ nước ................................................................... 66
Hình 3. 6 Đường đặc tính thời gian ban đầu ................................................................ 67
Hình 3. 7 Đường đặc tính thời gian ............................................................................. 68
Hình 3. 8 Đường đặc tính thời gian ............................................................................. 69
Hình 3. 9 Chạy chức năng tối ưu hóa .......................................................................... 70
Hình 3. 10 Đường cong đặc tính .................................................................................. 71
Hình 3. 11 Nhập cấu trúc hệ thống ............................................................................. 72
Hình 3. 12 Cấu trúc hệ thống đơn giản ........................................................................ 73
Hình 3. 13 Đặc tính mềm hệ hở ................................................................................... 74
Hình 3. 14 Đặc tính q độ theo kênh đặt.................................................................... 76
Hình 3. 15 Đặc tính q độ theo kênh nhiễu................................................................ 77
Hình 3. 16 Bộ điều chỉnh hồn chỉnh ........................................................................ 78
7
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
MỞ ĐẦU
Ngày nay không thể phủ nhận tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trong mọi
mặt đời sống xã hội. Đặc biệt là trong đời sống sinh hoạt, kỹ thuật lạnh thể hiện
tầm quan trọng của mình thơng qua điều hịa khơng khí (ĐHKK). Một không
gian chưa thể gọi là tiện nghi sang trọng nếu nó chưa thể điều khiển và kiểm
sốt được nhiệt độ cùng các yếu tố khác ảnh hưởng đến sức khỏe và sinh hoạt
của con người.
Càng ngày con người càng yêu cầu cao hơn về sự tiện nghi, không chỉ ở
nhà, ở nơi làm việc, mà còn ở những nơi vui chơi, giải trí. Trong sự chuyển
mình và phát triển mạnh mẽ của nước ta hiện nay, các TTTM chính là xu
hướng đúng đắn đang từng bước khẳng định tầm quan trọng của mình. Các
TTTM mọc lên nhiều hơn, ngày càng đa dạng không chỉ đơn thuần trao đổi
hàng hóa mà cịn là nơi giao lưu, gặp gỡ, giải trí đáng giá sau những cơng việc,
những học tập thường nhật. Các siêu thị, các TTTM phục vụ nhu cầu mua sắm,
giải trí cho mọi người ln ln được trang bị các hệ thống ĐHKK phục vụ tốt
nhất yêu cầu của khách hàng. Chính vì vậy, cùng với sự phát triển của TTTM
thì các hệ thống ĐHKK đi kèm cũng cần được chú trọng để đáp ứng tốt nhất
đặc thù yêu cầu của TTTM.
Theo khảo sát, hầu hết các TTTM hiện nay đều sử dụng hệ thống ĐHKK
hỗn hợp nhiều Chiller. Các hệ thống ĐHKK này trước tiên phải đáp ứng được
yêu cầu về vi khí hậu cần thiết, sau đó là mức độ chi phí đầu tư, vận hành và
một phần rất quan trọng đó là sự ổn định trong giới hạn cho phép.
Đó là lý do tơi chọn và thực hiện đề tài luận văn: Nghiên cứu hệ thống
điều khiển hỗn hợp nhiều ĐHKK Chiller
Mục đích của đề tài:
- Tìm hiểu ngun lý, hệ thống, phân tích đặc thù hệ thống ĐHKK hỗn
hợp Chiller.
8
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
- Áp dụng phương pháp chỉnh định bền vững tối ưu hệ thống điều
khiển năng suất lạnh cho hệ thống ĐHKK hỗn hợp nhiều Chiller cho TTTM
Vincom plaza Thái Bình
Luận văn được trình bày theo bố cục như sau:
Chƣơng 1: Hệ thống ĐHKK Chiller TTTM Vincom plaza Thái Bình
- Nội dung chương tập trung vào nghiên cứu tầm quan trọng của hệ thống
ĐHKK trong đời sống nói chung và trong các TTTM nói riêng.
- Trình bày tổng quan về hệ thống ĐHKK hỗn hợp nhiều Chiller, cấu tạo,
thông số kỹ thuật hệ thống ĐHKK Chiller tại TTTM Vincom plaza Thái Bình
Chƣơng 2: Phƣơng pháp tổng hợp hệ thống điều khiển theo quan
điểm bền vững
Nghiên cứu phương pháp nhận dạng đối tượng và tổng hợp bộ điều chỉnh.
Chƣơng 3: Tổng hợp bộ điều khiển năng suất lạnh cho TTTM Vincom
plaza Thái Bình.
- Mơ tả chi tiết cấu tạo, sơ đồ nguyên lý, nguyên tắc thao tác vận hành hệ
thống ĐHKK Chiller tại TTTM Vincom plaza Thái Bình.
- Thí nghiệm nhận dạng đối tượng điêu chỉnh trên hệ thống thực tế, tính
tốn bộ điều chỉnh bằng phần mềm Cascad cho hệ thống ĐHKK Chiller tại
TTTM Vincom plaza Thái Bình.
Kết luận.
9
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
CHƢƠNG 1:
HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ CHILLER
TRUNG TÂM THƢƠNG MẠI VINCOM PLAZA THÁI BÌNH
1. Tầm quan trọng và nhiệm vụ hệ thống ĐHKK hiện nay trong các
TTTM.
1.1 Tầm quan trọng của ĐHKK nói chung
Ngày nay khái niệm “Vi khí hậu” hay “buồng vi khí hậu” đã khơng cịn
xa lạ, nó được quan tâm đặc biệt trong đời sống khoa học và xã hội, ảnh hưởng
quan trọng đến cuộc sống con người, quá trình sản xuất, bảo quản, vận chuyển
và phân phối hàng hóa.
Tập hợp các tham số vật lý của khơng khí trong một môi trường hữu hạn
được ngăn cách bởi môi trường xung quanh như nhiệt độ (t0C), độ ẩm tương
đối (%), áp suất khơng khí (P, Pa), vận tốc khơng khí trong phịng (v, m/s),
nồng độ các khí CO, CO2) (εCO, εCO2 %), nồng độ các hạt bụi trong không khí
(α, mg/m3), thành phần khơng khí... xác định điều kiện "Vi khí hậu" của mơi
trường đó.
Để tạo ra và duy trì điều kiện "Vi khí hậu" cần một hệ thống bao gồm các
máy móc và thiết bị được gọi là "Hệ thống điều khơng xử lý vi khí hậu" Hay
gọi tắt là hệ thống "Xử lý vi khí hậu". Hệ thống điều khơng xử lý vi khí hậu là
một hệ thống phức tạp bao gồm những hệ thống chính sau: Hệ thống làm lạnh,
hoặc làm nóng khơng khí (Mà chúng ta vẫn quen gọi là điều hồ khơng khí),
hệ thống quạt thơng gió, hệ thống máy hút ẩm, máy gia ẩm, hệ thống lọc
bụi...Các quá trình mà hệ thống xử lý vi khí hậu thực hiện được gọi là quá trình
cơng nghệ xử lý vi khí hậu. Hệ thống các thiết bị điều khiển cho phép giữ các
thông số vi khí hậu ở giá trị định trước gọi là hệ thống điều khiển vi khí hậu.
Q trình điều khiển trên được gọi là q trình điều khiển vi khí hậu.
10
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
1.1.1 Đối với cơ thể sống.
Mơi trường khí hậu có ảnh hưởng trực tiếp rất lớn tới trạng thái của con
người và nó được thể hiện qua các yếu tố như: nhiệt độ, độ ẩm tương đối, tốc
độ lưu chuyển khơng khí , nồng độ các chất độc hại và độ ồn.
Nhiệt độ là yếu tố gây ra cảm giác nóng, lạnh rõ rệt nhất đối với con
người, do đây là yếu tố quyết định sự truyền nhiệt giữa bề mặt da và mơi
trường khơng khí xung quanh. Nhiệt độ cơ thể người cần ổn định là 370C mà
nhiệt độ môi trường lại thường xun thay đổi vì vậy có sự chênh lệch nhiệt độ
giữa người với môi trường xung quanh dẫn đến quá trình truyền nhiệt bằng đối
lưu và bức xạ giữa cơ thể và môi trường. Khi nhiệt độ môi trường nhỏ hơn
nhiều so với nhiệt độ cơ thể người thì con người sẽ có cảm giác lạnh. Khi nhiệt
độ mơi trường cao gần hoặc bằng nhiệt độ cơ thể người thì con người sẽ có
cảm giác nóng. Nếu sự trao đổi nhiệt khơng ở trong khoảng an tồn cho phép
thì điều tất yếu là sức khỏe của con người không được đảm bảo.
Độ ẩm tương đối là yếu tố quyết định điều kiện bay hơi mồ hơi vào khơng
khí. Nếu khơng khí có độ ẩm vừa phải thì khi nhiệt độ cao, cơ thể đổ mồ hôi và
mồ hôi bay vào khơng khí được nhiều sẽ gây cho cơ thể cảm giác dễ chịu hơn.
Nếu độ ẩm quá lớn, mồ hơi thốt ra ngồi da bay hơi kém, sẽ dính lại trên da và
gây cho con người có cảm giác khó chịu.
Tốc độ lưu chuyển khơng khí ảnh hưởng tới cường độ toả nhiệt và toả
chất của cơ thể. Khi tốc độ lưu chuyển khơng khí q lớn sẽ làm cho tốc độ
cường độ toả nhiệt và toả chất của cơ thể lớn có thể gây nên tình trạng mất
nhiệt nhanh dẫn đến con người có cảm giác mệt mỏi và đau đầu.
Như vậy ta có thể thấy các yếu tố khí hậu có ảnh hưởng rất lớn tới sức
khỏe của con người. Điều hồ khơng khí giúp tạo ra mơi trường khơng khí
trong sạch, có nhiệt độ, độ ẩm và vận tốc gió nằm trong phạm vi ổn định phù
hợp với cảm giác nhiệt của cơ thể con người, ứng với các trạng thái lao động
khác nhau, làm cơ thể con người cảm thấy dễ chịu thoải mái, không nóng bức
11
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
về mùa hè, rét buốt về mùa đông, bảo vệ được sức khỏe và phát huy được năng
suất lao động cao nhất.
1.1.2 Trong cơng nghiệp, sản xuất
Thành phần khơng khí và các thơng số vật lý của nó có ảnh hưởng rất lớn
tới các quy trình cơng nghệ trong các ngành cơng nghiệp, sản xuất. Mỗi quy
trình cơng nghệ lại địi hỏi những yêu cầu khác nhau về các thông số vật lý của
mơi trường, vì vậy việc tạo ra một mơi trường thích hợp là nhiệm vụ của lĩnh
vực điều hồ khơng khí. Qua đó ta thấy điều hồ khơng khí có vai trị và ý
nghĩa hết sức quan trọng trong cơng nghiệp và sản xuất.
Trong ngành cơ khí chính xác, chế tạo dụng cụ đo lường, dụng cụ quang
học thì nhiệt độ và độ ẩm của khơng khí là những yếu tố có ảnh hưởng rất lớn
đến chất lượng, độ chính xác và độ bền của sản phẩm.
Trong công nghiệp sợi dệt điều hồ khơng khí cũng có ý nghĩa hết sức
quan trọng, khi độ ẩm cao thì độ dính kết, ma sát giữa các sợi bơng sẽ lớn và
q trình kéo sợi sẽ khó khăn. Ngược lại nếu độ ẩm thấp sẽ làm cho sợi dễ bị
đứt, do đó hiệu quả kéo sợi giảm.
Trong công nghiệp in ấn, phim ảnh thì việc sử dụng điều hồ khơng khí
cũng sẽ mang lại những hiệu quả cao cho sản phẩm. Bụi nhiều sẽ dễ bám vào
bề mặt của giấy, phim ảnh làm giảm chất lượng sản phẩm. Nhiệt độ cao và độ
ẩm thấp sẽ làm cho giấy và phim ảnh bị cong vênh , cịn nếu độ ẩm q cao thì
sẽ làm cho sản phẩm bị ẩm, dính bết vào nhau.
1.1.3 Trong lĩnh vực văn hoá, nghệ thuật
Để bảo quản những sản phẩm văn hoá nghệ thuật như tranh ảnh, tượng,
sách cổ, hiện vật. trong các phòng trưng bày, viện bảo tàng, thư viện. để giữ gìn
cho nhiều thế hệ sau này, thì việc duy trì được một mơi trường khơng khí có
các thơng số vật lý hợp lý để đảm bảo chất lượng của sản phẩm thì Điều hồ
khơng khí giữ một vai trò hết sức quan trọng.
12
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
Tóm lại, điều hồ khơng khí giữ vai trị rất quan trọng trong mọi mặt đời
sống xã hội, đảm bảo được chất lượng của cuộc sống con người cũng như chất
lượng của sản phẩm trong cơng nghiệp sản xuất, đồng thời nó cũng có những ý
nghĩa vơ cùng to lớn đối với việc bảo tồn các giá trị văn hóa và lịch sử.
1.2 Tầm quan trọng của hệ thống ĐHKK trong các TTTM.
1.2.1 Đặc điểm trung tâm thƣơng mại.
Trung tâm thương mại là loại hình tổ chức kinh doanh thương mại hiện
đại, đa chức năng, bao gồm tổ hợp các loại hình cửa hàng, cơ sở hoạt động dịch
vụ; hội trường, phòng họp, văn phịng cho th…được bố trí tập trung, liên
hồn trong một hoặc một số cơng trình kiến trúc liền kề; đáp ứng các tiêu
chuẩn về diện tích kinh doanh, trang bị kỹ thuật và trình độ quản lý, tổ chức
kinh doanh; có các phương thức phục vụ văn minh, thuận tiện đáp ứng nhu cầu
phát triển hoạt động kinh doanh thương nhân vầ thoả mãn nhu cầu về hàng hoá,
dịch vụ của khách hàng.
Trung tâm thương mại thường được xây dựng trên diện tích lớn, tại vị trí
trung tâm đơ thị để tiện lợi cho khách hàng và đảm bảo doanh thu.
Quy mơ của trung tâm thương mại lớn.
Hàng hóa ở các trung tâm thương mại, rất đa dạng và được chọn lọc kĩ
Trung tâm thương mại là nơi mang tới cho người dân và du khách một địa
chỉ mua sắm - vui chơi - giải trí sang trọng và đẳng cấp.
1.2.2. Yêu cầu đối với hệ thống ĐHKK trong các TTTM.
Hệ thống điều hịa khơng khí tại các trung tâm thương mại là một phần
đặc biệt quan trọng bởi nó khơng chỉ giúp lưu thơng, lọc bỏ khơng khí, bụi bẩn
mà cịn có nhiệm vụ cung cấp nguồn khí sạch, trong lành cho tồn bộ khơng
gian. Điều đó đã xác định được tầm quan trọng của hệ thống điều hòa đối với
việc vận hành, phát triển của trung tâm thương mại
13
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
2. Cấu tạo, đặc điểm của hệ thống ĐHKK Chiller.
2.1 Cấu tạo thống ĐHKK Chiller
Hệ thống điều hịa khơng khí chiller là một hệ thống gồm một hay nhiều
máy lạnh trung tâm phối hợp thành một hệ thống tổng thể phân phối lạnh cho
toàn bộ các khu vực trong toà nhà. Hệ thống điều hoà trung tâm chiller sử dụng
nước làm tác nhân lạnh thông qua hệ thống đường ống dẫn nước vào các dàn
trao đổi nhiệt để làm lạnh khơng khí.
Hệ thống máy lạnh chiller bao gồm các phần chính:
Máy lạnh trung tâm: Là thiết bị sản xuất ra nước lạnh qua hệ thống đường
ống dẫn cung cấp cho các dàn trao đổi nhiệt lắp đặt trong các khơng gian điều
hồ để làm lạnh khơng khí.
Các dàn trao đổi nhiệt: Là các thiết bị đặt tại các khu vực cần điều hồ
(cơng suất các dàn trao đổi nhiệt được chọn dựa vào cơng suất lạnh u cầu của
phịng mà lắp các loại khác nhau), tại đây nước lạnh từ máy lạnh đi qua dàn
lạnh để trao đổi nhiệt với khơng khí trong phòng và thực hiện chức năng làm
lạnh.
Tháp giải nhiệt: thực hiện chức năng giải phóng năng lượng nhiệt của
bình ngưng (máy lạnh) sau khi máy lạnh thực hiện công làm lạnh nước trong
bình bay hơi.
Hệ thống đường ống và bơm nước cấp lạnh: Là hệ thống phân phối nước
lạnh từ máy lạnh trung tâm đến các dàn trao đổi nhiệt.
Hệ thống đường ống phân phối khơng khí lạnh: Là hệ thống phân phối
khơng khí lạnh từ các các dàn trao đổi nhiệt qua các miệng thổi tới các khu vực
cần điều hoà.
Hệ thống điện điều khiển: Là hệ thống điều khiển khống chế liên động
các thiết bị trong hệ thống (Máy lạnh, dàn trao đổi nhiệt, bơm nước và tháp giải
nhiệt)
14
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
2.2 Đặc điểm hệ thống ĐHKK chiller
Máy lạnh trung tâm cần có phịng máy riêng, có thể đặt trên tầng mái hay
trong phịng kỹ thuật tầng hầm, các dàn trao đổi nhiệt được đặt trong các phịng
điều hồ (thơng thường là các loại dàn đặt trong trần giả và được phân phối
khơng khí lạnh thơng qua đường ống gió và các cửa thổi đặt trong trần), hệ
thống đường ống nước lạnh phân phối cho các dàn trao đổi nhiệt được đi trong
hộp kỹ thuật và trên trần giả vì vậy việc lắp đặt hệ thống không làm ảnh hưởng
đến kết cấu kiến trúc của cơng trình.
Việc cấp lạnh được thơng qua hệ thống ống gió và các miệng thổi từ trên
trần xuống các khu vực của phịng điều hồ do đó việc bố trí các miệng thổi để
đảm bảo khả năng khuyếch tán đều khơng khí lạnh trong.
Đối với hệ thống trung tâm việc cấp bổ sung khí tươi rất đơn giản bằng
cách thơng qua hệ thống ống gió lắp các thiết bị hồ trộn khơng khí AHU cấp
khơng khí tươi vào và hồ trộn với khơng khí hồi về của mỗi FCU, AHU. (điều
này đối với các máy cục bộ khó có thể thực hiện được).
Do hệ thống giải nhiệt bằng nước nên trong quá trình hoạt động máy lạnh
chạy ổn định, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài.
Hệ số tiêu thụ điện năng thấp hơn nữa khả năng điều chỉnh cơng suất của
hệ thống tốt do đó trong q trình vận hành máy lạnh sẽ tự động điều chỉnh
cơng suất máy nén để đảm bảo giảm tối thiểu chi phí điện năng trong q trình
vận hành hệ thống. Điều này giảm đáng kể chi phí vận hành cho tồn bộ hệ
thống.
Độ bền và tuổi thọ cao (trên 15 năm)
Có dải cơng suất rộng để lựa chọn, có thể chọn loại máy với công suất
phù hợp với các loại công trình thiết kế và đầu tư mở rộng hệ thống dễ dàng.
15
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
Hiện nay, trong lĩnh vực điều hồ khơng khí có khá nhiều hệ thống được
sử dụng cho các cơng trình có mục đích sử dụng khác nhau và đặc điểm kiến
trúc khác nhau.
3. Yêu cầu đối với năng suất lạnh hệ thống Chiller trong các TTTM
3.1 Yêu cầu của việc điều chỉnh chính xác năng suất lạnh.
Để trung tâm thương mại thật sự là nơi mang tới cho người dân và du
khách một địa chỉ mua sắm - vui chơi - giải trí sang trọng và đẳng cấp thì vấn
đề tiện nghi, sang trọng cụ thể là điều kiện về nhiệt độ phải đáp ứng những yêu
cầu vận hành, năng suất lạnh phải đảm bảo.
- Chi phí đầu tư thấp.
- Chi phí điện năng tiêu thụ trong quá trình vận hành thấp.
- Sự tiện nghi sử dụng của khách gian hàng và khách tối đa.
- Tuổi thọ của hệ thống cao.
3.2 Ảnh hƣởng của các yếu tố đến việc điều chỉnh năng suất lạnh.
Trong q trình vận hành, nhiệt độ trong TTTM ln ln có sự thay đổi,
phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, các nguồn nhiệt bên ngoài và bên trong. Các tác
động đó người ta gọi là các nhiễu loạn về nhiệt .
- Nhiệt tỏa ra từ các nguồn nhiệt bên trong gọi là các nguồn nhiệt toả:
khách hàng, nhân viên các gian hàng, các thiết bị điện, điều khiển, các hệ thống
nấu ăn…..
- Nhiệt truyền qua kết cấu bao che gọi là nguồn nhiệt thẩm thấu: nhiệt
truyền qua tường, trần, theo khơng khí đi vào qua cửa chính ln mở đón
khách…
Để có thể đáp ứng được nhu cầu của khách hàng, nhiệt độ trong TTTM
phải luôn luôn được đảm bảo trong ngưỡng cho phép. Vì vậy, việc điều chỉnh
nhiệt độ là hết sức quan trọng, hay nói cách khác, yêu cầu điều chỉnh chính xác
16
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
năng suất lạnh của hệ thống Chiller là cần thiết vừa đảm bảo yêu cầu nhiệt độ,
vừa đáp ứng tiêu chí chi phí đầu tư, vận hành thấp, chất lượng hệ thống luôn
luôn ổn định, tuổi thọ của hệ thống cao.
3.3 Các phƣơng pháp điều chỉnh năng suất lạnh
- Điều chỉnh thời gian hoạt động của Chiller phù hợp.
- Bơm nước lạnh, bơm nước giải nhiệt và các hệ thống phụ được điều
khiển tiết kiệm điện năng.
4. Các kiểu hỗn hợp nhiều cụm chiller
Xét về mặt cấu trúc, hệ thống chiller gồm có cụm chiller mắc song song
và cụm chiller mắc nối tiếp.
4.1 Chiller mắc nối tiếp
Hình 1. 1: 2 cụm chiller mắc nối tiếp
Hệ thống sử dụng van 3 ngả để đảm bảo lưu lượng nước tuần hồn qua hệ
thống là khơng đổi chính vì vậy mà lưu lượng nước qua mỗi chiller bằng lưu
lượng nước của tồn hệ thống, do đó kích thước ống phải lớn, hệ thống nối tiếp
thường cồng kềnh.
17
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
Tổn thất cột áp của bơm rất lớn vì phải đẩy nước qua các chiller mắc nối
tiếp, chính vì vậy mà giá thành của hệ thống bơm cũng như chi phí điện năng là
rất cao. Để giảm tổn thất này ta có thể sử dụng chiller với độ chênh lệch nhiệt
độ nước vào- ra lớn vì có thể giảm được lưu lượng qua bơm và chiller tức là
giảm được điện năng bơm tiêu thụ.
Với hệ nhiều chiller thì người ta thường bố trí mắc nối tiếp mỗi 2 chiller
song song. Ưu điểm của hệ mắc nối tiếp là có thể chọn 1 chiller làm chủ đạo để
thực hiện làm lạnh nước, phần công suất còn lại giành cho chiller còn lại. Tuy
nhiên nhược điểm rất lớn của hệ mắc nối tiếp là nếu có sự hư hỏng, hay thay
thế thì phải ngưng tồn bộ hệ thống. Chính vì vậy hệ này trong thực tế ít được
sử dụng.
4.2 Chiller mắc song song
Có thể dùng bơm nước lạnh độc lập hay dùng chung bơm.
Hình 1. 2 Hệ chiller mắc song song dùng bơm chung
18
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
Với hệ thống này thì bơm cứ tuần hồn nước lạnh qua cả 2 chiller bất kể
có 1 hay cả 2 chiller hoạt động. Kết quả là nước lạnh ra khỏi hệ thống có nhiệt
độ là nhiệt độ nước hịa trộn của cả 2 cụm làm gia tăng nhiệt độ. Để tránh tình
trạng đó trong trường hợp có chiller trong hệ thống khơng hoạt động có thể
giảm nhiêt độ cài đặt của các chiller đang hoạt động. Tuy nhiên, việc giảm bớt
nhiệt độ cài đặt này có nhưng giới hạn nhất định, do đó cấu trúc này cũng ít
được sử dụng.
Hình 1. 3 Hệ chiller mắc song song dùng bơm độc lập
Để khắc phục hiện tượng hòa trộn dòng nước lạnh khi tải thay đổi người
ta sử dụng riêng từng bơm cho từng chiler, khi này, hoạt động của mỗi chiller
sẽ gắn liền với hoạt động của bơm đi cùng. Khi này, việc tắt mở chiller bây giờ
là việc tắt mở của cặp bơm – chiller.
Tuy nhiên, một vấn đề mới nảy sinh đó là lưu lượng sẽ thiếu hụt khi thay
đổi tải. Khi tải giảm, có 1 hay 1 số cặp bơm – chiller dừng hoạt động, tất cả
các AHU, FCU trong hệ thống sẽ nhận được ít hơn lưu lượng cần thiết, hay các
AHU, FCU nằm xa hệ thống không nhận được lưu lượng thơng qua. Hệ thống
này cũng ít được sử dụng trong thực tế.
19
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
Để khắc phục tất cả các nhược điểm trên của hệ mắc nối tiếp và song
song thì người ta sử dụng cấu trúc 2 vịng tuần hồn.
Hình 1. 4 Chiller sử dụng 2 vịng tn hồn
Hệ thống có 2 vịng tuần hồn nước, một vòng từ phần hồi, qua bơm, qua
chiller phần cấp và đường ống bypass được gọi là vịng sơ cấp.
Có thể từng cặp bơm – chiller hoặc bơm có ống góp
Vịng cịn lại từ phần cấp, qua các dàn trao đổi nhiệt rồi trở về phần hồi
được gọi là vòng thứ cấp. Ở vòng thứ cấp ta sử dụng van 2 ngả và bơm thứ cấp.
Ưu điểm của cấu trúc này là khơng những tách rời được 2 vịng tuần hoàn
nhờ vào đường ống bypass trong hệ thống, 2 hệ bơm hoạt động độc lập với
nhau.
Khi hệ thống giảm tải, van 2 ngả tại các dàn trao đổi nhiệt đóng bớt, giảm
lưu lượng đi qua, lượng nước dư sẽ tự động di chuyển qua đoạn ống bypass hòa
trộn với dòng nước về chiller, kết quả là nhiệt độ nước về hệ thống giảm, tín
hiệu báo vê bộ điều khiển, hệ thống giảm năng suất chiller xuống. Ngược lại
khi hệ thống tăng tải.
TTTM Vincom plaza Thái Bình sử dụng hệ thống chiller gồm 2 chiller
lắp đặt theo cấu trúc song song, 3 bơm nước lạnh có đầu góp chung.
20
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
5. Hệ thống ĐHKK Chiller TTTM Vincom plaza Thái Bình
5.1 Tổng hợp tải lạnh các gian hàng thuộc TTTM
Hình 1. 5 : TTTM Vincom plaza Thái Bình
Bảng 1.1:Bảng tổng hợp tải lạnh các gian hàng thuộc TTTM
CSL tính
tốn
kw
STT
Khu vực ĐHKK& thơng
gió
Diện tích
(m2)
I
TẦNG 1
1,989.8
1
L1-01-Vin DS/BFF
579.6
0.20
115.92
2
L1-02
106.1
0.20
21.22
3
L1-03
112.2
0.20
22.44
4
L1-04
105.8
0.20
21.16
5
L1-05
72.2
0.20
14.44
6
L1-06
55.9
0.20
11.18
7
L1-07
192.4
0.20
38.48
8
L1-08
58.0
0.20
11.60
9
L1-09
272.7
0.20
54.54
21
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
CSL
kw/m2
393.36
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
10
L1-K1
169.7
0.20
33.94
11
L1-K2
15.2
0.20
3.04
12
L1-K3
20.0
0.20
4.00
13
Hành lang
230.0
0.18
41.40
II
Tầng 2
2,100.8
1
L2-01 Vinmark
1,649.8
0.20
329.96
2
L2-02
57.9
0.20
11.58
3
L2-03
77.0
0.20
15.40
4
L2-04
61.9
0.20
12.38
5
L2-05
54.2
0.20
10.84
6
Hành lang
200.0
0.20
40.00
IV
Tầng 3
2,260.3
1
L3-01 VinPR
1,233.0
0.20
246.60
2
L3-02
99.7
0.20
19.94
3
L3-03
77.0
0.20
15.40
4
L3-04
61.9
0.20
12.38
5
L3-05
54.2
0.20
10.84
6
L3-06
44.0
0.20
8.80
7
L3-07
43.7
0.20
8.74
8
L3-08
88.8
0.20
17.76
9
Ban QLTN
92.5
0.20
18.50
10
L3-K1
35.5
0.20
7.10
11
Hành lang
430.0
0.20
86.00
V
Tầng 4
2,148.5
1
L4-01 VinKe
1,154.3
0.20
230.86
2
L4-02
66.2
0.20
13.24
3
L4-03
66.2
0.20
13.24
4
L4-04
139.4
0.20
27.88
5
L4-05
77.0
0.20
15.40
6
L4-06
63.2
0.20
12.64
7
L4-07
54.2
0.20
10.84
8
L4-08
40.0
0.20
8.00
22
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
420.16
452.06
429.70
Luận văn tốt nghiệp
Chuyên ngành Kỹ thuật nhiệt
9
L4-09
43.7
0.20
8.74
10
L4-10
88.8
0.20
17.76
11
L4-K1
35.5
0.20
7.10
12
Hành lang
320.0
0.20
64.00
Tầng 5
2,175.6
1
L5-01 Cinema
1,309.7
0.35
458.40
2
L5-02
139.4
0.35
48.79
3
L5-03
140.3
0.35
49.11
4
L5-04
54.2
0.35
18.97
5
L5-05
44.0
0.35
15.40
6
L5-06
43.7
0.35
15.30
7
L5-07
88.8
0.35
31.08
8
L5-K1
35.5
0.35
12.43
9
Hành lang
320.0
0.35
112.00
VIII TỔNG CÔNG SUẤT
LẠNH
761.46
10,675.0
5.2 Danh mục các thiết bị hệ thống ĐHKK
Hệ thống ĐHKK có 2 cụm Chiller mắc song song
Hình 1.6: 2 cụm Chiller lắp đặt trên tầng mái TTTM
23
Học viên: Nguyễn Thị Hiền – CB14003
2,456.74
