Giáo trình Hệ thống điều hòa không khí trung tâm (Nghề Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Cao đẳng)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
TRƢỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ
KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA

GIÁO TRÌNH

MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA
KHƠNG KHÍ TRUNG TÂM
NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ
ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG

(Ban hành kèm theo Quyết định số: …/QĐ
ngày … tháng …. năm ….. của Hiệu trường)

Ninh Bình, Năm 2019


TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo hoặc
tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU
Cùng với công cuộc đổi mới cơng nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước,
kỹ thuật lạnh đang phát triển mạnh mẽ ở Việt Nam. Tủ lạnh, máy lạnh thương
nghiệp, cơng nghiệp, điều hịa nhiệt độ đã trở nên quen thuộc trong đời sống và
sản xuất. Các hệ thống máy lạnh và điều hòa khơng khí phục vụ trong đời sống
và sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông
tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch... đang phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ

nền kinh tế, đời sống đi lên.
Giáo trình “Hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm’’ được biên soạn dùng
cho chương trình dạy nghề KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG
KHÍ của hệ Cao đẳng.
Nội dung của giáo trình cung cấp các kiến thức về lắp đặt, vận hành và
bảo dưỡng hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm
Giáo trình dùng để giảng dạy trong các Trường Cao đẳng và cũng có thể
dùng làm tài liệu tham khảo cho các trường có cùng hệ đào tạo vì đề cương của
giáo trình bám sát chương trình khung quốc gia của nghề.
Cấu trúc của giáo trình gồm 7 bài trong thời gian 60 giờ qui chuẩn
Giáo trình được biên soạn lần đầu nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót.
Chúng tơi mong nhận được ý kiến đóng góp để giáo trình được chỉnh sửa và
ngày càng hoàn thiện hơn.
Xin trân trọng cám ơn!
Ninh Bình, ngày 24 tháng 9 năm 2019
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên: Thạc sỹ Phạm Thành Nhơn
2. Ủy viên: Thạc sỹ Phạm Văn Quang
3. Ủy viên: Kỹ sư Vũ Thanh Tùng

1


MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................... 1
MỤC LỤC ............................................................................................................ 2
GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ
TRUNG TÂM ...................................................................................................... 5
CHƢƠNG I: HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA TRUNG TÂM NƢỚC...................... 9
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK trung tâm nƣớc ........................ 9

1.1. Sơ đồ nguyên lý .......................................................................... 9
1.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................ 10
1.3. Đặc điểm ................................................................................... 11
2. Các bộ phận của hệ thống ĐHKK trung tâm nƣớc ..................... 12
2.1. Máy làm lạnh nƣớc (Water chiller) ...................................... 12
2.2. Thiết bị trao đổi nhiệt AHU/FCU........................................... 15
2.3. Hệ thống giải nhiệt ................................................................... 20
2.4. Bình giãn nở.............................................................................. 22
2.5. Bơm ........................................................................................... 23
CHƢƠNG II. MÁY ĐIỀU HÕA NGUYÊN CỤM ......................................... 26
1. Máy điều hòa lắp mái ..................................................................... 26
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ............................................. 26
1.2. Đặc điểm ................................................................................... 28
1.3. Nguyên tắc lắp đặt ................................................................... 28
2. Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nƣớc................................... 30
2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ............................................. 30
2.2. Đặc điểm ................................................................................... 32
2.3. Nguyên tắc lắp đặt ................................................................... 33
CHƢƠNG III: HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ VRV..................... 34
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK VRV ........................................ 34
1.1. Sơ đồ nguyên lý ........................................................................ 34
1.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................ 36
1.3. Đặc điểm ................................................................................... 37
2. Các bộ phận của hệ thống điều hịa trung tâm VRV .................. 39
2.1. Dàn nóng ................................................................................... 39
2.2. Dàn lạnh .................................................................................... 43
2.3. Đƣờng ống và phụ kiện kết nối ............................................... 45
3. Các thông số kỹ thuật của hệ thống điều hòa VRV ..................... 45
CHƢƠNG IV: HỆ THỐNG ĐƢỜNG ỐNG DẪN NƢỚC ............................ 47
1. Phân loại đƣờng ống ....................................................................... 47

1.1. Đại cƣơng .................................................................................. 47
1.2. Vật liệu ống ............................................................................... 47
1.3. Tốc độ nƣớc .............................................................................. 48
2. Các sơ đồ đƣờng ống nƣớc ............................................................. 49
2.1. Sơ đồ 2 đƣờng ống.................................................................... 49
2.2. Sơ đồ 3 đƣờng ống.................................................................... 50
2.3. Sơ đồ 4 đƣờng ống.................................................................... 50
2


3. Sơ đồ lắp đặt đƣờng ống nƣớc ....................................................... 51
3.1. Sơ đồ đƣờng ống dàn lạnh ...................................................... 51
3.2. Sơ đồ đƣờng ống bình bay hơi ................................................ 53
3.3. Sơ đồ đƣờng ống bình ngƣng tụ ............................................. 53
4. Quy trình lắp đặt hệ thống đƣờng ống nƣớc ................................ 54
4.1. Đọc bản vẽ và chuẩn bị thiết bị dụng cụ ................................ 54
4.2. Gia công đƣờng ống ................................................................. 54
4.3. Bọc bảo ôn đƣờng ống ............................................................. 55
4.4. Treo đỡ đƣờng ống .................................................................. 64
4.5. Kiểm tra đƣờng ống ................................................................. 65
CHƢƠNG V: HỆ THỐNG ĐƢỜNG ỐNG GIÓ ........................................... 67
1. Đại cƣơng về hệ thống đƣờng ống gió ........................................... 67
1.1. Chức năng, nhiệm vụ ............................................................... 67
1.2. Phân loại ................................................................................... 67
1.3. Các thông số kỹ thuật .............................................................. 68
2. Qui trình lắp đặt đƣờng ống gió .................................................... 68
2.1. Đọc bản vẽ và chuẩn bị thiết bị, dụng cụ ............................... 68
2.2. Bóc tách bản vẽ ........................................................................ 69
2.3. Kết nối đƣờng ống gió ............................................................. 69
2.3. Treo đỡ đƣờng ống gió ............................................................ 76

2.4. Bọc bảo ơn đƣờng ống gió ....................................................... 79
2.5. Kiểm tra đƣờng ống ................................................................. 81
CHƢƠNG VI. MIỆNG THỔI, MIỆNG HÖT, QUẠT GIÓ VÀ CÁC THIẾT
BỊ PHỤ TRÊN ĐƢỜNG ỐNG GIÓ ................................................................ 84
1. Miệng thổi, miệng hút .................................................................... 84
1.1. Khái niệm và phân loại ............................................................ 84
1.2. Các loại miệng hút miệng thổi thơng dụng............................ 85
2. Quạt gió ............................................................................................ 92
2.1. Khái niệm và phân loại ............................................................ 92
2.2. Các loại quạt gió trong hệ thống ĐHKK trung tâm ............. 93
3. Các thiết bị phụ trên đƣờng ống gió ............................................. 96
3.1. Chớp gió .................................................................................... 96
3.2. Van chặn lửa ............................................................................. 96
3.3. Van gió ...................................................................................... 97
3.4. Lọc bụi..................................................................................... 100
3.5. Các thiết bị phụ khác ............................................................. 103
CHƢƠNG VII: MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA TRONG
ĐHKK TRUNG TÂM NƢỚC ........................................................................ 105
1. Mạnh điện động lực ...................................................................... 105
1.1. Sơ đồ nguyên lý ...................................................................... 105
1.2. Nguyên lý hoạt động .............................................................. 105
2. Mạch điện điều khiển ................................................................... 106
2.1. Sơ đồ nguyên lý ...................................................................... 106
2.2. Nguyên lý hoạt động .............................................................. 106
3


3. Vận hành hệ thống điều hòa trung tâm ...................................... 107
3.1. Chuẩn bị .................................................................................. 107
3.2. Quy trình vận hành................................................................ 107

3.3. Vận hành ................................................................................. 110
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 111

4


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA KHƠNG KHÍ
TRUNG TÂM
Mã môn học: MH 28
Thời gian thực hiện môn học: 60 giờ, (Lý thuyết: 44 giờ; Thực hành, thí nghiệm,
thảo luận, bài tập: 10; Kiểm tra: 6 giờ)
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học
- Vị trí: Trước khi bắt đầu học mơn học này sinh viên phải hồn thành các
mơn học khối kiến thức cơ sở; các mô đun chuyên môn nghề và mô đun điều
hịa khơng khí cục bộ.
- Tính chất: Là mơn học chuyên môn nghề bắt buộc đối với sinh viên hệ
cao đẳng.
- Ý nghĩa và vai trị của mơn học: Trang bị cho học sinh, sinh viên kiến
thức chuyên môn về hệ thống điện và điều khiển tự động hoá trong ĐHKK
trung tâm.
Mục tiêu mơn học
- Về kiến thức:
+ Trình bày được sơ đồ và nguyên lý làm việc của các hệ thống ĐHKK
trung tâm;
+ Trình bày được cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trong hệ thống điều
hòa khơng khí trung tâm.
- Về kỹ năng:
+ Phân tích được quy trình lắp đặt của các thiết bị trong hệ thống điều hịa
khơng khí trung tâm;
+ Phân tích được mạch điện của hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm;

+ Phân tích được quy trình vận hành của hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm.
- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:
+ Có tinh thần yêu nghề, ham học hỏi;
+ Rèn luyện được tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác.
Nội dung
1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian
Thời gian (giờ)

Số
TT

1

Tên chƣơng, mục

Chƣơng I: Hệ thống điều hòa
trung tâm nƣớc
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
ĐHKK trung tâm nước
1.1. Sơ đồ nguyên lý
1.2. Nguyên lý hoạt động
5

Tổng
số

Lý
thuyết

7

7

2

2

Thực hành,
thí nghiệm,
thảo luận, bài
tập

Kiểm
tra


2

3

4

1.3. Đặc điểm
2. Các bộ phận của hệ thống
ĐHKK trung tâm nước
2.1. Máy làm lạnh nước (Water
chiller)
2.2. Thiết bị trao đổi nhiệt
AHU/FCU
2.3. Hệ thống giải nhiệt

2.4. Bình giãn nở
2.5. Bơm
Chƣơng II: Máy điều hòa
nguyên cụm
1. Máy điều hòa lắp mái
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động
1.2. Đặc điểm
1.3. Nguyên tắc lắp đặt
2. Máy điều hòa dạng tủ giải nhiệt
bằng nước
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt
động
1.2. Đặc điểm
1.3. Nguyên tắc lắp đặt
Chƣơng III: Hệ thống điều hịa
khơng khí VRV
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống
ĐHKK VRV
1.1. Sơ đồ nguyên lý
1.2. Nguyên lý hoạt động
1.3. Đặc điểm
2. Các bộ phận của hệ thống điều
hịa trung tâm VRV
2.1. Dàn nóng
2.2. Dàn lạnh
2.3. Đường ống và phụ kiện kết
nối
3. Các thông số kỹ thuật của hệ
thống điều hòa VRV

4. Kiểm tra
Chƣơng IV: Hệ thống đƣờng
ống dẫn nƣớc
1. Phân loại đường ống
2. Các sơ đồ đường ống nước
2.1. Sơ đồ 2 đường ống
6

5

5

4

4

2

2

2

2

5

4

1

1

2

2

1

1

1
11

10

0.5
2.5

0.5
2.5

1

1
1


5

6

2.2. Sơ đồ 3 đường ống
2.3. Sơ đồ 4 đường ống
3. Sơ đồ lắp đặt đường ống nước
3.1. Sơ đồ đường ống dàn lạnh
3.2. Sơ đồ đường ống bình bay hơi
3.3. Sơ đồ đường ống bình ngưng
tụ
4. Quy trình lắp đặt hệ thống
đường ống nước
4.1. Đọc bản vẽ và chuẩn bị thiết
bị dụng cụ
4.2. Gia công đường ống
4.3. Bọc bảo ôn đường ống
4.4. Treo đỡ đường ống
4.5. Kiểm tra đường ống
5. Kiểm tra
Chƣơng V: Hệ thống đƣờng ống
gió
1. Đại cương về hệ thống đường
ống gió
1.1. Chức năng nhiệm vụ
1.2. Phân loại
1.3. Các thơng số kỹ thuật
2. Qui trình lắp đặt đường ống gió
2.1. Đọc bản vẽ và chuẩn bị thiết
bị, dụng cụ
2.2. Bóc tách bản vẽ
2.2. Kết nối đường ống gió
2.3. Treo đỡ đường ống gió

2.4. Bọc bảo ơn đường ống gió
2.5. Kiểm tra đường ống
3. Kiểm tra
Chƣơng VI: Miệng thổi, miệng
hút, quạt gió và các thiết bị phụ
trên đƣờng ống gió
1. Miệng thổi, miệng hút
1.1. Khái niệm phân loại
1.2. Các loại miệng hút miệng thổi
thơng dụng
2. Quạt gió
2.1. Khái niệm và phân loại
2.2. Các loại quạt gió trong hệ
thống ĐHKK trung tâm
3. Các thiết bị phụ trên đường ống
7

2

2

5

5

1
14

7

1

1

12

7

1
5

5

2

2

1

1

2

2

5

1
1

5

1


7

gió
3.1. Chớp gió
3.2. Van chặn lửa
3.3. Van gió
3.4. Lọc bụi
3.5. Các thiết bị phụ khác
Chƣơng VII: Mạch điện điều
khiển tự động hóa trong ĐHKK
trung tâm nƣớc
1. Mạnh điện động lực
1.1. Sơ đồ nguyên lý
1.2. Nguyên lý hoạt động
2. Mạch điện điều khiển
2.1. Sơ đồ nguyên lý
2.2. Nguyên lý hoạt động
3. Vận hành hệ thống điều hòa
trung tâm
3.1. Chuẩn bị
3.2. Quy trình vận hành
3.3. Vận hành
4. Kiểm tra
Cộng

8

14

6

2

2

3

3

8

1

1
60

44

7

1

7

12

1
4


CHƢƠNG I: HỆ THỐNG ĐIỀU HÕA TRUNG TÂM NƢỚC
Mã chƣơng: MH28.01
Giới thiệu:
Hệ thống điều hòa trung tâm làm lạnh nước là hệ thống được sử dụng rất
phổ biến trong những cơng trình có quy mơ lớn, phân bố các hộ tiêu thụ khơng
tập trung, chiều cao cơng trình lớn, khơng gian dành cho lắp đặt hạn chế, giá
thành rẻ… vì vậy việc nghiên cứu hệ thống loại này sẽ giúp rất nhiều cho học
viên tiếp cận và giải quyết những vấn đề sẽ gặp trong thực tiễn.
Mục tiêu:
- Phân tích được sơ đồ và nguyên lý làm việc của hệ thống điều hồ trung
tâm nước;
- Trình bày được cấu tạo và hoạt động của các bộ phận trên hệ thống;
- Nghiêm túc, cẩn thận, chính xác, chấp hành nội quy phòng học.
Nội dụng:
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK trung tâm nƣớc
1.1. Sơ đồ ngun lý
Máy điều hịa khơng khí làm lạnh bằng nước (WATER CHILLER) - Hệ
thống điều hịa khơng khí kiểu làm lạnh bằng nước là hệ thống trong đó cụm
máy lạnh khơng trực tiếp xử lý khơng khí mà làm lạnh nước đến khoảng 7 oC.
Sau đó nước được dẫn theo đường ống có bọc cách nhiệt đến các dàn trao đổi
nhiệt gọi là các FCU và AHU để xử lý nhiệt ẩm khơng khí. Như vậy trong hệ
thống này nước sử dụng làm chất tải lạnh.

Hình 1.1. Ngun lý hệ thống điều hịa trung tâm nước
9

Hình 1.2. Sơ đồ ngun lý hệ thống điều hồ water chiller
Trên hình là sơ đồ nguyên lý của hệ thống điều hoà làm lạnh bằng nước.
Hệ thống gồm các thiết bị chính sau:
- Cụm máy lạnh Chiller
- Tháp giải nhiệt (đối với máy chiller giải nhiệt bằng nước) hoặc dàn nóng
(đối với chiller giải nhiệt bằng gió)
- Bơm nước giải nhiệt
- Bơm nước lạnh tuần hồn
- Bình giãn nở và cấp nước bổ sung
- Hệ thống xử lý nước
- Các dàn lạnh FCU và AHU
- Hệ thống đường ống vận chuyển và phân phối gió
1.2. Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trung tâm nước bao gồm 4
vịng tuần hồn:
- Vịng tuần hồn nước giải nhiệt
Nước có nhiệt độ mơi trường trong bể nước được bơm giải nhiệt bơm đến
thiết bị ngưng tụ, tại đây nước nhận nhiệt của môi chất lạnh làm môi chất lạnh đi
và ngưng tụ thành dạng lỏng, nhiệt độ nước tăng lên được đưa trở về tháp giải
nhiệt phun thành các hạt nhỏ rơi từ trên xuống dưới, qua khối đệm nhả nhiệt cho
khơng khí được quạt gió hút từ dưới lên trên. Kết quả khi nước rơi xuống bể
chứa lại quay về nhiệt độ ban đầu tiếp tục một chu trình mới.
- Vịng tuần hồn mơi chất lạnh
Hơi mơi chất lạnh có nhiệt độ thấp, áp suất thấp từ thiết bị bay hơi được
máy nén hút về nén lên áp suất cao, nhiệt độ cao đi tới thiết bị ngưng tụ. Tại đây
môi chất lạnh nhả nhiệt cho nước làm mát ngưng tụ thành dạng lỏng tiếp tục đi
đến thiết bị tiết lưu, giảm áp suất đột ngột xuống áp suất bay hơi phun vào thiết
bị bay hơi. Tại đây môi chất lạnh nhận nhiệt của môi trường cần làm mát, thực

10


hiện hiệu ứng lạnh, hóa hơi hồn tồn lại được máy nén hút về tiếp tục một chu
trình mới.
- Vịng tuần hịa nước làm mát
Nước lạnh có nhiệt độ 12oC từ các dàn trao đổi nhiệt đi vào thiết bị bay hơi,
nhả nhiệt cho môi chất sôi, giảm nhiệt độ đến 7oC được bơm nước tuần hoàn
đưa tới các thiết bị trao đổi nhiệt AHU, FCU. Tại đây nước lạnh nhận nhiệt của
khơng khí cần làm mát nóng lên lại được đưa trở về thiết bị bay hơi tiếp tục mơi
chu trình mới.
- Vịng tuần hịa khơng khí làm mát
Khơng khí trong khơng gian điều hịa được quạt đưa tới các dàn trao đổi
nhiệt AHU, FCU tại đây khơng khí nhả nhiệt cho nước làm mát, giảm nhiệt độ
lại được quạt thổi đến các hộ tiêu thụ thực hiện chức năng làm lạnh.
1.3. Đặc điểm
a. Ưu điểm
- Có vịng tuần hồn an tồn là nước nên khơng sợ ngộ độc hoặc tai nạn do
rị rỉ mơi chất lạnh ra ngồi, vì nước hồn tồn khơng độc hại.
- Có thể khống chế nhiệt ẩm trong khịng gian điều hồ theo từng phịng
riêng rẽ, ổn định và duy trì các điểu kiện vi khí hậu tốt nhất.
- Thích hợp cho các tịa nhà như khách sạn, văn phịng, siêu thị, hội
trường… có diện tích sàn rộng, với mọi chiều cao và mọi kiểu kiến trúc, không
phá vỡ cảnh quan.
- Ống nước so với ống gió nhỏ hơn nhiều do đó tiết kiệm được nguyên vật
liệu xây dựng.
- Có khả năng xử lý độ sạch khơng khí cao, đáp ứng mọi u cầu đề ra cả
về độ sạch bụi bẩn, tạp chất hoá chất và mùi…
- Ít phải bảo dưỡng, sửa chữa…
- Là hệ thống có năng suất lạnh lớn nhất trong các loại điều hịa, năng suất

lạnh gần như khơng bị hạn chế.
- So với hệ thống điều hồ VRV, vịng tuần hồn mơi chất lạnh đơn giản
hơn nhiều nên rất dễ kiểm sốt.
b. Nhược điểm
- Vì dùng nước làm chất tải lạnh nên về mặt nhiệt động, tổn thất exergy lớn
hơn.
- Cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi cho các FCU.
- Vấn đề cách nhiệt đường ống nước lạnh và cả khay nước ngưng khá phức
tạp đặc biệt do đọng ẩm..
- Lắp đặt khó khăn đặc biệt đường ống gió có kích thước lớn tốn nhiều
khơng gian lắp đặt.
- Khơng có khả năng tính tiền điện riêng cho từng không gian riêng.
- Phải lắp đặt đi kèm với hệ thống điều hòa cục bộ để làm mát cho một số
phịng vận hành.
- Khả năng sưởi ấm khơng linh hoạt.

11


- Khả năng điều chỉnh công suất hệ thống không linh hoạt, quán tính nhiệt
khi vận hành lớn. Sau khi vận hành hệ thống phải làm lạnh một lượng nước lớn
xuống 7oC thì mới đi vào hoạt động ổn định.
- Tiêu thụ điện năng cho một đơn vị công suất lạnh cao, đặc biệt khi tải
non.
- Địi hỏi cơng nhân vận hành phải lành nghề.
- Cần định kỳ sửa chữa bảo dưỡng máy lạnh và các dàn FCU.
2. Các bộ phận của hệ thống ĐHKK trung tâm nƣớc
2.1. Máy làm lạnh nước (Water chiller)
Cụm máy lạnh chiller là thiết bị quan trọng nhất của hệ thống điều hoà kiểu
làm lạnh bằng nước. Nó được sử dụng để làm lạnh chất lỏng, trong điều hồ

khơng khí sử dụng để làm lạnh nước tới khoảng 7 oC. Ở đây nước đóng vai trò là
chất tải lạnh.
- Các cụm chiller được được chia làm nhiều loại khác nhau:
+ Theo kiểu máy nén như: máy nén pittong roto, trục vít và tuabin, kiểu
kín, nửa kín hoặc kiểu hở
+ Theo mơi chất lạnh sử dụng như: Gas R22, R134a, R404a, R32…..
+ Theo phương pháp giải nhiệt được chia làm: Chiller giải nhiệt gió và
chiller giải nhiệt nước.
- Cụm Chiller là một hệ thống lạnh được lắp đặt hoàn chỉnh tại nhà máy
nhà chế tạo, với các thiết bị sau:
+ Máy nén: Có rất nhiều dạng, nhưng phổ biến là loại trục vít, máy nén kín,
máy nén pittơng nửa kín. Trong một cụm máy gồm nhiều máy nén được lắp
song song đảm bảo khả năng điều chỉnh công suất tổ hợp khi tăng hoặc giảm tải,
đồng thời đảm bảo cho các máy vận hành luân phiên, giảm dòng điện khởi động,
tăng tuổi thọ của máy.
+ Thiết bị ngưng tụ: Tuỳ thuộc vào hình thức giải nhiệt mà thiết bị ngưng
tụ là bình ngưng hay dàn ngưng. Khi giải nhiệt bằng nước thì sử dụng bình
ngưng, khi giải nhiệt bằng gió sử dụng dàn ngưng. Nếu giải nhiệt bằng nước thì
hệ thống có thêm tháp giải nhiệt và bơm nước giải nhiệt. Trên thực tế nước ta
thường hay sử dụng máy giải nhiệt bằng nước vì hiệu quả cao và ổn định hơn.

12


Hình 1.3. Cụm máy chiller giải nhiệt nước
+ Bình bay hơi: Bình bay hơi thường sử dụng là bình bay hơi ống đồng có
cánh. Mơi chất lạnh sơi ngồi ống, nước chuyển động trong ống. Bình bay hơi
được bọc các nhiệt và duy trì nhiệt độ khơng được q dưới 70C nhằm ngăn
ngừa nước đóng băng gây nổ vỡ bình. Cơng dụng bình bay hơi là làm lạnh nước.
+ Tủ điện điều khiển: Được lắp đặt tự động hóa đầu ra là các nút ấn, các

đèn tín hiệu cảnh báo, các thiết bị bảo vệ tự động. Một số cụm water chiller hiện
đại sử dụng màn hình cảm ứng để điều khiển, cài đặt các thơng số vận hành.

Hình 1.4. Cụm máy chiller giải nhiệt gió
Khi lắp đặt cụm chiller cần lưu ý để dành không gian cần thiết để vệ sinh
các bình ngưng. Khơng gian máy thống đãng, có thể dễ dàng đi lại xung quanh
cụm máy lạnh để thao tác.
Khi lắp cụm chiller ở các phòng tầng trên cần lắp thêm các bộ chống rung.
13


Máy lạnh chiller điều khiển phụ tải theo bước, trong đó các cụm máy có
thời gian làm việc khơng đều nhau. Vì thế người vận hành cần thường xun
hốn đổi tuần tự khởi động của các cụm máy cho nhau. Để làm việc đó trong các
tủ điện điều khiển có trang bị cơng tắc hốn đổi vị trí các máy.
Bảng sau là các thông số kỹ thuật cơ bản của cụm chiller của hãng Carrier loại
30HK. Đây là chủng loại máy điều hồ có cơng suất trung bình từ 10 đến 160
ton và được sử dụng tương đối rộng rãi tại Việt Nam.
Công suất lạnh của chiller 30HK - Carrier (khi t”nl = 70C):
Mã hiệu

Đại lượng
kW

30HKA015 Qo
Qk
N
30HKA020 Qo
Qk
N

30HKA030 Qo
Qk
N
30HK040
Qo
Qk
N
30HK050
Qo
Qk
N
30HK060
Qo
Qk
N
30HK080
Qo
Qk
N
30HK100
Qo
Qk
N
30HK120
Qo
Qk
N
30HK140
Qo
Qk

N
30HK160
Qo
Qk
N

t”gn,oC

30
47,6
58,5
10,8
65,4
78,7
13,2
82,7
100,2
17,5
121
151
29,6
162
202
39,9
196
239
42,4
242
301
59,3

322
392
69,9
363
452
88,9
449
549
100
488
606
118

35
45,4
57,1
11,8
61,3
75,8
14,5
78,5
97,3
18,8
114
146
31,6
153
195
42,9
184

230
45,8
228
291
63,2
302
377
75,1
343
438
94,8
422
530
108
461
588
126
14

37
44,4
56,6
12,2
59,7
74,7
15,0
76,7
96,0
19,3
112

144
32,4
149
193
44,1
179
226
47,1
223
288
64,7
295
371
77,1
335
432
97,1
411
520
110
450
579
129

40
43,0
55,7
12,7
57,2
72,9

15,7
74,5
94,5
20,0
108
141
33,5
144
190
45,8
172
221
48,9
215
282
66,9
283
364
79,9
323
422
100
395
510
115
434
567
133

45

40,7
54,3
13,6
53,1
69,9
16,8
70,1
91,3
21,2
101
136
35,2
135
183
48,5
160
211
51,7
202
273
70,4
264
348
84,3
303
408
106
368
488
121

407
547
140


t”nl - Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi chiller, 0C

t”gn - Nhiệt độ nước giải nhiệt ra khỏi chiller, 0C

Q0 - Công suất lạnh, kW
Qk - Công suất giải nhiệt, kW
N - Công suất mô tơ điện, kW
2.2. Thiết bị trao đổi nhiệt AHU/FCU
a. Dàn lạnh FCU
FCU ( Fan coil Unit) là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhôm và quạt gió.
Nước chuyển động trong ống, khơng khí chuyển động ngang qua cụm ống trao
đổi nhiệt, ở đó khơng khí được trao đổi nhiệt ẩm, sau đó thổi trực tiếp hoặc qua
một hệ thống kênh gió vào phịng. Quạt FCU là quạt lồng sóc dẫn động trực
tiếp.
Để tăng cường trao đổi nhiệt phía khơng khí người ta bố trí các cánh tản nhiệt
bằng nhôm với bước cánh khoảng 0,8 – 3 mm phía bên ngồi dàn ống trao đổi
nhiệt.
Giống như các dàn bay hơi thì FCU cũng có nhiều loại như treo tường, tủ tường,
đặt sàn, giấu trần và treo trần. Trong đó được sử dụng phổ biến nhất ngày nay đó
là loại giấu trần và treo trần. Loại giấu trần cũng được chia làm nhiều loại khác
nhau căn cứ vào cột áp quạt chia ra làm các loại cột áp thấp với đường gió ngắn
hoặc khơng có ống gió hoặc loại cột áp cao với đường ống gió dài….

Hình 1.5. Ngun tắc cấu tạo FCU
1. Ống thốt nước; 2. Máng hứng nước ngưng; 3. Hộp đấu điện

4. Vỏ; 5. Quạt; 6. Động cơ quạt; 7. Dàn ống nước lạnh

15


Hình 1.6. FCU trong thực tế
Các bộ phận chính của FCU là dàn ống nước lạnh và quạt gió để thổi
cưỡng bức khơng khí trong phịng từ phía sau qua dàn ống trao đổi nhiệt. Dưới
dàn bố trí các máng hứng nước ngưng. Để đảm bảo áp suất gió phân phối qua
ống gió và các miệng thổi, FCU được bố trí quạt ly tâm.
FCU có ưu điểm là gọn, nhẹ dễ bố trí nhưng có nhược điểm là khơng có
cửa lấy gió tươi nên nếu cần phải bố trí hệ thống lấy gió tươi riêng.
Trên bảng vẽ trình bày đặc tính kỹ thuật cơ bản của các FCU hãng Carrier với 3
mã hiệu 42CLA, 42VLA và 42VMA.
Đặc tính kỹ thuật FCU hãng Carrier:

16


* Các loại FCU: CLA Loại dấu trần, VLA, VMA đặt nền,
b. Dàn lạnh AHU:
AHU được viết tắt từ chữ tiếng Anh Air Handling Unit. Tương tự FCU,
AHU thực chất là dàn trao đổi nhiệt để xử lý nhiệt ẩm khơng khí nhưng có cơng
suất lớn hơn và thực hiện được nhiều chức năng hơn.
AHU thường được lắp ghép từ nhiều module như sau: Buồng hoà trộn, Bộ lọc
bụi, dàn trao đổi nhiệt và hộp quạt. Trên buồng hoà trộn có 02 cửa có gắn van
điều chỉnh, một cửa lấy gió tươi, một cửa nối với đường hồi gió. Bộ lọc bụi
thường sử dụng bộ lọc kiểu túi vải.
Nước lạnh chuyển động bên trong cụm ống trao đổi nhiệt, không khí
chuyển động ngang qua bên ngồi, làm lạnh và được quạt thổi theo hệ thống

kênh gió tới các phịng. Quạt AHU thường là quạt ly tâm dẫn động bằng đai có
cột áp cao.
Tùy theo đặc điểm, kết cấu và hoạt động AHU được chia ra làm nhiều loại
khác nhau. Trước hết AHU được chia làm kiểu khô và kiểu ướt. Kiểu khơ là
nước và khơng khí trao đổi nhiệt qua dàn ống có cánh. Kiểu ướt là khơng khí và
nước lạnh trao đổi nhiệt trực tiếp khi phun nước lạnh vào khơng khí. Hệ thống
điều hịa dùng FCU và AHU kiểu khơ cịn được gọi là hệ thống kín có bình giãn
nở. Hệ thống dùng AHU kiểu ướt gọi là hệ thống hở khơng có bình giãn nở.
Theo hình dạng được chia làm kiểu đứng và kiểu ngang. Căn cứ vào dàn gia
17


nhiệt có loại sử dụng dàn ống nước nóng hoặc dàn sưởi điện trở, căn cứ vào áp
suất có loại áp suất thấp, áp suất cao, 1 quạt hoặc 2 quạt…
- AHU kiểu đặt nằm ngang

Hình 1.7. Nguyên lý cấu tạo của AHU nằm ngang
1. Phin lọc bụi; 2. Dàn nước lạnh; 3. Dàn nước nóng; 4. Quạt ly tâm;
5. Dàn phun nước lạnh; 6. Tấm chắn nước; 7. Ống cấp nước nóng;
8. Ống nước lạnh; 9. Vỏ AHU; 10. Máng chứa nước; 11. Bể chứa nước;
12. Buồng hòa trộn; 13. Cửa gió hồi; 14. Cửa gió tươi

Hình 1.8. Cấu tạo bên trong của AHU kiểu nằm ngang
- AHU kiểu đặt thẳng đứng
18


Hình 1.9. Nguyên tắc cấu tạo của AHU kiểu đặt đứng
1. Phin lọc gió; 2. Dàn lạnh kiểu khơ; 3. Dàn sưởi; 4. Quạt ly tâm;
9. Vỏ cách nhiệt; 13. Van điều chỉnh gió hồi; 14. Van điều chỉnh gió tươi

Hình 1.10. Cấu tạo bên trong AHU kiểu thẳng đứng
Đặc tính kỹ thuật AHU hãng Carrier, mã hiệu 39F:
19


Lk (L/s) Diện
Cơng suất lạnh, W
ở
tích,
ω=2,5m m2
/s)
- Số dãy ống (Dãy)
4
4
6
6
8
8
- Mật độ cánh 315
551
315
551
315
551
(Cánh/mét)
220 473
0,19 6.588
8.702
9.758

12.073 12.047 14.341
230 823
0,33 13.800 18.044 19.098 23.625 22.824 26.890
330 1410
0,56 23.512 24.249 27.874 34.566 34.916 41.566
340 1953
0,78 29.128 38.293 42.027 52.284 51.464 61.193
350 2600
1,04 42.456 56.053 59.539 73.948 71.556 84.259
360 3143
1,26 53.770 70.905 74.234 92.076 88.313 104.07
440 2765
1,11 41.239 59.601 59.698 72.876 54.233 86.518
450 3683
1,47 60.162 79.330 84.162 104.52 101.30 119.42
460 4453
1,78 76.328 100.69 105.07 130.17 125.12 147.28
470 5303
2,12 94.283 124.72 128.44 158.68 151.73 164.68
550 4768
1,91 77.959 102.92 109.24 155.03 135.64 131.30
560 5763
2,31 98.631 130.48 136.28 168.64 162.10 190.76
570 6860
2,74 122.09 160.94 166.11 205.41 196.24 213.12
580 7963
3,19 145.83 192.67 196.29 230.23 213.41 252.73
660 7073
2,83 120.63 160.04 167.21 206.93 198.91 234.27
670 8423

3,37 149.92 198.10 204.03 252.21 220.92 261.99
680 9770
3,91 179.19 236.53 243.86 282.64 262.30 310.10
770 9983
3,99 177.75 234.80 241.93 298.96 278.77 325.64
780 11580
4,63 212.59 280.44 285.71 334.73 310.45 367.87
7100 14783
5,91 282.69 352.12 357.69 425.86 409.78 470.54
2.3. Hệ thống giải nhiệt
Hệ thống nước giải nhiệt gồm có tháp giải nhiệt (coolin tower), bơm nước
giải nhiệt và hệ thống đường ống nước tuần hồn từ bình ngưng tới tháp và
ngược lại.
Về nguyên tắc hệ thống điều hịa trung tâm nước giải nhiệt nước có thể sử
dụng nước giếng hoặc nước thành phố một lần không tuần hoàn nhưng hiện nay
xu thế sử dụng nước tái tuần hoàn với tháp giải nhiệt là rất lớn với các ưu điểm
cơ bản như sau:
- Nước càng ngày càng khan hiếm và được tiết kiệm tới mức tối đa mà tháp
giải nhiệt có khả năng tiết kiệm nước cao.
- Các dàn ngưng tụ kiểu tưới và dàn ngưng tụ bay hơi tỏ ra kém hiệu quả,
cồng kềnh và thiếu tính sản xuất hàng loạt.
- Các tổ hợp máy làm lạnh nước giải nhiệt gió cồng kềnh, khơng thể ứng
dụng cho các máy lạnh có cơng suất lớn và rất lớn do điều kiện vận hành,
chuyên chở.
Mã
hiệu

20

- Tháp giải nhiệt ngày nay có hiệu quả rất cao, kích thước gọn nhẹ, hình
thức đẹp, chịu được mưa nắng, độ tin cậy cao, tuổi thọ lớn thích hợp với việc lắp
đặt trên tầng thượng tịa nhà.

Hình 1.11. Hệ thống tháp giải nhiệt điều hịa trung tâm nước

Hình 1.12. Tháp giải nhiệt lắp đặt cho hệ thống điều hòa trung tâm

21


Hình 1.13. Nguyên tắc cấu tạo của tháp giải nhiệt
2.4. Bình giãn nở
Trong các hệ thống ống dẫn nước kín thường có trang bị bình giãn nở. Mục
đích của bình giãn nở là tạo nên một thể tích dự trữ nhằm điều hoà những ảnh
hưởng do giản nỡ nhiệt của nước trên tồn hệ thống gây ra, ngồi ra bình cịn có
chức năng bổ sung nước cho hệ thống trong trường hợp cần thiết.
Có 2 loại bình giãn nở: Loại hở và loại kín.
a. Bình giãn nở hở
Bình giãn nở kiểu hở là bình mà mặt thống tiếp xúc với khí trời trên phía
đầu hút của bơm và ở vị trí cao nhất của hệ thống nên áp suất làm việc bằng áp
suất khí quyển. Bình giãn nở hở thường sử dụng cho hệ thống nước lạnh trong
điều hịa khơng khí và các hệ thống nước lớn.
Bình giãn nở hở đơn giản về cấu tạo, rẻ tiền, không chịu áp lực dễ vận hành
nên được sử dụng rộng rãi.
Bình giãn nở hở được lắp đặt ở vị trí cao nhất trong hệ thống đường ống
nước, cao hơn dàn lạnh cao nhất ít nhất 0,9 m. Kích thước T dưới được mở rộng
nhằm mục đích giảm tốc độ dịng nước, tách bọt khí cuốn theo dễ dàng hơn,
tránh cho bơm hút phải khí trong q trình vận hành.

Hình 1.14. Cấu tạo và cách lắp đặt bình giãn nở hở (Vẽ lại hình)
b. Bình giãn nở kín
Bình giãn nở kiểu kín là bình khơng có lỗ thơng với khơng khí bên ngồi
nên áp suất làm việc của hệ thống khác với áp suất khí quyển, do đó bình có áp
kế theo dõi áp suất hệ thống. Bình giãn nở kín thường được sử dụng trong hệ
thống các hệ thống nước nhỏ hoặc nước nóng gia đình. Vì nước nóng có khả
năng hịa tan oxi làm han rỉ đường ống nên nhiều bình giãn nở kín có thêm màng
22


cao su đàn hồi ngăn cách nước và khơng khí trong bình, khi đó người ta gọi là
bình giãn nở có màng đàn hồi.

Hình 1.15. Cấu tạo bình giãn nở kiểu kín
Thể tích của bình giãn nở được xác định theo phần trăm giãn nở của nước
và bình chứa vỏ bình. Để đơn giản thường người ta lấy thể tích bình giãn nở
bằng 6% tồn bộ thể tích nước trong hệ thống.
Cũng có tể tích thể tích bình giãn nở tối thiểu theo cơng thức sau:
Vdn=β.Vn
Trong đó:
Vdn: Thể tích tối thiểu bình giãn nở m2
Vn: Thể tích tồn bộ nước chứa trong hệ thống, m2
Β: Phần trăm giãn nở của nước lấy theo bảng
Hệ số giãn nở thể tích nước theo nhiệt độ (lấy điểm gốc từ 4,5oC)
o
5
10
15
20
25

30
35
40
45
50
t, C
% Thể tích
o

0,02 0,11 0,19 0,28 0,37 0,46 0,55 0,69 0,90 1,11
55
60
65
70
75
80
85
90
95 100

t, C
% Thể tích
1,33 1,54 1,76 2,11 2,49 2,85 3,10 3,35 3,64 4,00
2.5. Bơm
a. Tổng quan
Trong hệ thống ĐHKK chủ yếu dùng bơm nước li tâm. Nhiệm vụ của bơm
nước là tuần hồn nước lạnh từ bình bay hơi đến các dàn trao đổi nhiệt FCU,
AHU hoặc buồng phun rửa khí (bơm nước lạnh) hoặc tuần hồn nước giải nhiệt
(bơm nước giải nhiệt). Bơm li tâm còn dùng để thải nước ngưng trong một vài
trường hợp.

Bơm nước sử dụng trong hệ thống điều hịa khơng khí thường là bơm li
tâm, nhiệt độ làm việc từ 50C đến 700C:
- Nhiệt độ nước lạnh từ 5  140C
- Nhiệt độ nước nóng (sưởi ấm mùa đông) 50  700C
- Nhiệt độ nước giải nhiệt 25  400C.

23


Thân bơm nước thường được chế tạo bằng gang đúc, cánh quạt li tâm bằng
gang xám hoặc đồng thau. Cửa hút thường vng góc với bánh cơng tác và cửa
đẩy tiếp tuyến với bánh cơng tác.
b. Đặc tính bơm
- Năng suất bơm
Năng suất bơm là thể tích nước mà bơm thực hiện được trong một đơn vị
thời gian. Khi thiết kế, năng suất bơm được lựa chọn phải bằng hoặc lớn hơn
năng suất tính tốn.
Xác định năng suất của bơm nước cho hệ thống lạnh được xác định theo công
thức

Q0
V=
 n .Cn .t n 2  t n1 

- Năng suất của bơm; m3/s
- Mật độ của nước muối; kg/m3
n
Cn
- Nhiệt dung riêng của nước muối; kg/m3
tn1, tn2 - Nhiệt độ nước muối vào và ra khỏi thiết bị bay hơi; 0C

Q0
- Năng suất lạnh của bình bay hơi
Xác định năng suất của bơm nước giải nhiệt cho hệ thống lạnh được xác
định theo công thức
V

Vn =

Qk
3
C. .t w ; m /s

Qk - Tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ đã cho; kW
C - Nhiệt dung riêng của nước; 4,19 kJ/kgK
 - Khối lượng riêng của nước; 1000 kg/m3
tw - Độ tăng nhiệt độ trong thiết bị ngưng tụ; K
Trong thực tế người ta thường chọn bơm nước giải nhiệt, bơm nước muối
và bơm dự phòng cùng chủng loại để nhanh chóng dễ dàng trong cơng tác lắp
ráp, thay thế, sửa chữa.
Các bơm dự phòng được lắp song song với bơm chính, có các van chặn hai
phía để có thể sẵn sàng phục vụ khi cần.
- Cột áp của bơm
Còn gọi là chiều cao áp lực hay lượng tăng năng lượng của chất lỏng khi đi
từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm, thường được tính bằng m cột lỏng hoặc
nước, ký hiệu H
H = Hh +Hđ + hh + hđ
Hh, Hđ - Chiều cao hút và chiều cao đẩy; m
hh, hđ - Tổn thất áp suất trên đường hút và đường đẩy; m
Trường hợp bơm được đặt dưới mức lỏng thì chiều cao đẩy mang dấu
dương cịn chiều cao hút mang dấu âm.

24