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

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

GIÁO TRÌNH

MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA
KHƠNG KHÍ TRUNG TÂM
NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ
ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định số: …./QĐ
ngày …. tháng …. năm 2019 của …….)

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 15 tháng 8 năm 2018
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 HỊA KHƠNG KHÍ TRUNG
TÂM ...................................................................................................................... 5
CHƯƠNG I: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM NƯỚC ........................... 9
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK trung tâm nước ............................. 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 nước ........................... 12
2.1. Máy làm lạnh nước (Water chiller)........................................... 12
2.2. Thiết bị trao đổi nhiệt AHU/FCU .............................................. 15
2.3. Hệ thống giải nhiệt ..................................................................... 21
2.4. Bình giãn nở ............................................................................... 23
2.5. Bơm ............................................................................................ 25
CHƯƠNG II. MÁY ĐIỀU HÒA NGUYÊN CỤM ............................................ 28
1. Máy điều hòa lắp mái ........................................................................ 28
1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................. 28
1.2. Đặc điểm .................................................................................... 30
1.3. Nguyên tắc lắp đặt...................................................................... 30
2. Máy điều hòa nguyên cụm giải nhiệt nước ....................................... 32
2.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ................................................. 32
2.2. Đặc điểm .................................................................................... 34
2.3. Nguyên tắc lắp đặt...................................................................... 35
CHƯƠNG III: HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ VRV ........................... 37
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống ĐHKK VRV ........................................... 37
1.1. Sơ đồ nguyên lý ......................................................................... 37
1.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................. 38
1.3. Đặc điểm .................................................................................... 39
2. Các bộ phận của hệ thống điều hòa trung tâm VRV ........................ 41
2.1. Dàn nóng .................................................................................... 42
2.2. Dàn lạnh ..................................................................................... 45
2.3. Đường ống và phụ kiện kết nối .................................................. 47
3. Các thông số kỹ thuật của hệ thống điều hòa VRV .......................... 48
CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG DẪN NƯỚC ................................ 49
1. Phân loại đường ống ......................................................................... 49

1.1. Đại cương ................................................................................... 49
1.2. Vật liệu ống ................................................................................ 49
1.3. Tốc độ nước ............................................................................... 50
2. Các sơ đồ đường ống nước ............................................................... 51
2.1. Sơ đồ 2 đường ống ..................................................................... 51
2.2. Sơ đồ 3 đường ống ..................................................................... 52
2.3. Sơ đồ 4 đường ống ..................................................................... 52
2


3. Sơ đồ lắp đặt đường ống nước .......................................................... 53
3.1. Sơ đồ đường ống dàn lạnh ......................................................... 53
3.2. Sơ đồ đường ống bình bay hơi ................................................... 55
3.3. Sơ đồ đường ống bình ngưng tụ ................................................ 55
4. Quy trình lắp đặt hệ thống đường ống nước ..................................... 56
4.1. Đọc bản vẽ và chuẩn bị thiết bị dụng cụ .................................... 56
4.2. Gia công đường ống ................................................................... 56
4.3. Bọc bảo ôn đường ống ............................................................... 57
4.4. Treo đỡ đường ống..................................................................... 66
4.5. Kiểm tra đường ống ................................................................... 67
CHƯƠNG V: HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG GIÓ................................................ 69
1. Đại cương về hệ thống đường ống gió ............................................. 69
1.1. Chức năng, nhiệm vụ ................................................................. 69
1.2. Phân loại..................................................................................... 69
1.3. Các thơng số kỹ thuật................................................................. 70
2. Qui trình lắp đặt đường ống gió ........................................................ 70
2.1. Đọc bản vẽ và chuẩn bị thiết bị, dụng cụ ................................... 70
2.2. Bóc tách bản vẽ .......................................................................... 71
2.3. Kết nối đường ống gió ............................................................... 71
2.3. Treo đỡ đường ống gió .............................................................. 78

2.4. Bọc bảo ơn đường ống gió ......................................................... 81
2.5. Kiểm tra đường ống ................................................................... 83
CHƯƠNG VI. MIỆNG THỔI, MIỆNG HÚT, QUẠT GIÓ VÀ CÁC THIẾT BỊ
PHỤ TRÊN ĐƯỜNG ỐNG GIÓ ........................................................................ 86
1. Miệng thổi, miệng hút ...................................................................... 86
1.1. Khái niệm và phân loại .............................................................. 86
1.2. Các loại miệng hút miệng thổi thông dụng ................................ 87
2. Quạt gió ............................................................................................. 94
2.1. Khái niệm và phân loại .............................................................. 94
2.2. Các loại quạt gió trong hệ thống ĐHKK trung tâm................... 95
3. Các thiết bị phụ trên đường ống gió ................................................. 98
3.1. Chớp gió ..................................................................................... 98
3.2. Van chặn lửa .............................................................................. 98
3.3. Van gió ....................................................................................... 99
3.4. Lọc bụi ..................................................................................... 102
3.5. Các thiết bị phụ khác ............................................................... 105
CHƯƠNG VII: MẠCH ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG HÓA TRONG ĐHKK
TRUNG TÂM NƯỚC....................................................................................... 107
1. Mạnh điện động lực ........................................................................ 107
1.1. Sơ đồ nguyên lý ....................................................................... 107
1.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................ 107
2. Mạch điện điều khiển ...................................................................... 108
2.1. Sơ đồ nguyên lý ....................................................................... 108
2.2. Nguyên lý hoạt động ................................................................ 108
3


3. Vận hành hệ thống điều hòa trung tâm ........................................... 109
3.1. Chuẩn bị ................................................................................... 109
3.2. Quy trình vận hành ................................................................... 109

3.3. Vận hành .................................................................................. 112
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 113

4


GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: HỆ THỐNG ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ
TRUNG TÂM
Mã môn học: MH 22
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 học sinh 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 học sinh hệ
trung cấp.
- Ý nghĩa và vai trị của mơn học: Trang bị cho học sinh 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
hịa 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)
Tổng Lý
Thực hành, Kiểm
Số
số
thuyết thí nghiệm, tra
TT Tên chương, mục
thảo luận,
bài tập
1
Mở đầu
0.5
0.5
Chương I: Hệ thống điều hòa 6.5
6.5
trung tâm nước
2
1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống 2
ĐHKK trung tâm nước
0.75
1.1. Sơ đồ nguyên lý
0.5
1.2. Nguyên lý hoạt động
0.75
1.3. Đặc điểm

5


2

3

4

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
Chương 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
Chương III: Hệ thống điều hịa
khơng khí VRV
1. Sơ đồ ngun 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
Chương IV: Hệ thống đường
ống dẫn nước
1. Phân loại đường ống
2. Các sơ đồ đường ống nước
2.1. Sơ đồ 2 đường ống
2.2. Sơ đồ 3 đường ống
6

4.5

4.5
1
1

4
2

2

1
1
0.5
4
2
1
0.25
0.75
2
0.75
0.5
0.75

5

4

1

1

2

0.25

0.25
0.5
2

1

0.75
0.75
0.5
1
1

1

11

10

0.5
2.5

0.5
2.5
0.75
0.75

1
1

5

6

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
Chương V: Hệ thống đường ống
gió
1. Đại cương về hệ thống đường
ống gió
1.1. Chức năng nhiệm vụ
1.2. Phân loại
1.3. Các thông 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
Chương VI: Miệng thổi, miệng
hút, quạt gió và các thiết bị phụ
trên đường 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
gió
7

2

5

1
2
1
0.5
1
5

0.25
0.5
2.5
1.5
0.25

1

1

14

7

1

1
0.25
0.25
0.5

12

7
0.25

5

0.5
2.5

1.5
2
0.25

5

1
5

5

1

1
5

2

2
0.5
1.5

1

1
0.25
0.75

2

2


7

8

3.1. Chớp gió
3.2. Van chặn lửa
3.3. Van gió
3.4. Lọc bụi
3.5. Các thiết bị phụ khác
Chương VII: Mạch điện điều
khiển tự động hóa trong ĐHKK
trung tâm nước
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
Kiểm tra kết thúc môn học
Cộng

8

12

2

3

6

0.5
0.5
0.25
0.5
0.25
6

5

2
1
1
3
1.5
1.5
1

5

1

0.25
0.75
5
1
2
60

44

10

1
2
6


CHƯƠNG I: HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA TRUNG TÂM NƯỚC
Mã chương: MH22 - 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, không 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 nước
1.1. Sơ đồ nguyên 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 không 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
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 khơng 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 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 môi 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 khơng gian riêng.
- Phải lắp đặt đi kèm với hệ thống điều hòa cục bộ để làm mát cho một số
phòng vận hành.
- Khả năng sưởi ấm không 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 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 nước
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 trị 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 môi 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
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 7 0C 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 thơng thống, 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):
Đại
Mã hiệu
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

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

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
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

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

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

N

118

126

129

133

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
FCU: dùng cho không gian nhỏ, xử lí gió tại phịng.
- AHU: là FCU được gắn thêm lọc, bộ hồ trộn. dùng phân phối gió cho khơng
gian lớn. FCU cục bộ thì AHU có thể hiểu là xử lí gió trung tâm rùi thổi vào
phịng.
- PAU: là bộ xử lí khơng khí sơ bộ khí tươi trước khi cấp cho FCU
Chức năng :
- FCU thường được dùng trong những nơi mang tính chất cục bộ ( sử dụng trong
văn phòng, hành lang nhỏ...)
- AHU thường được sử dụng ở những khu vực rộng lớn mang tính chất công

cộng ( sử dụng trong sảnh lớn, xưởng sản xuất ...). Ngồi ra FCU cịn có loại
dùng gaz hoặc dùng nước lạnh từ chiller cịn AHU theo mình biết chỉ dùng nước
chiller.
Kích thước :
Về kích thước thì FCU là một dàn trao đổi nhiệt có tầm thổi gió ngắn (nhỏ
hơn 20 mét). Thường cột áp quạt của FCU nhỏ hơn 200Pa nên đường ống dẫn
gió của FCU thường rất ngắn. Ngồi ra, do FCU thường dùng làm lạnh cho văn
phịng nên rất quan trọng về độ ồn. Độ ồn của FCU là nhỏ nên cột áp quạt không
thể lớn hơn được. Cịn về phần trao đổi nhiệt thì FCU có thể dùng các môi chất
dẫn lạnh như gas freon HCFC, Nước pha rượu (glycol) hay là nước làm lạnh
(chilled). PAU và AHU hình thức là hồn tồn giống nhau. Đây là những dàn
giải nhiệt lớn có tầm thổi gió lớn (thường lớn hơn 20 mét). Do tầm gió thổi xa
như thế nên cột áp quạt thường lớn từ 300Pa trở lên. Do vậy chúng rất ồn và nếu
áp dụng cho văn phòng phải thiết kế bộ cách âm và hút âm. Dàn trao đổi nhiệt
của PAU và AHU cũng có thể dùng các loại môi chất lạnh cơ bản như trên.
Kết luận :
Vậy thì PAU và AHU khác nhau như thế nào? Cái tên tiếng Anh PAU - Primary
Airhanding Unit và AHU - Air Handling Unit nói lên tất cả. PAU thường dùng
để cấp khí tươi cho hệ thống các dàn AHU và FCU hay cho các phòng chức
năng. Ở các cơng trình mà việc lấy gió tươi khó khăn, người ta phải dùng một
quạt gió tập chung để lấy gió tươi. Khi tươi lấy từ ngồi trời thường rất nóng. Để
giàm nhiệt độ khí tươi xuống, người ta dùng PAU để giảm nhiệt độ gió tươi (đây
cũng chính là lý do cho ta biết PAU phải có cột áp lớn). AHU là dàn làm lạnh
15


lớn. Một mình AHU có thể cung cấp khí lạnh cho nhiều phòng khác nhau hay
cho một phòng rất lớn hay cho một phòng chức năng ở rất xa.
a. Dàn lạnh FCU
FCU ( Fan coil Unit) là dàn trao đổi nhiệt ống đồng cánh nhơm 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 nhơm với bước cánh khoảng 0,8 – 3 mm phía bên ngoài 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 thoát nước; 2. Máng hứng nước ngưng; 3. Hộp đấu điện
4. Vỏ; 5. Quạt; 6. Động cơ quạt; 7. Dàn ống nước lạnh

16


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 lý 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:

17


* 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 buị
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
18


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
19


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:
20


Mã Lk (L/s)
Diệ
hiệu ở
n
ω=2,5m/s tích,
)
m2
- Số dãy ống (Dãy)
- Mật độ cánh
(Cánh/mét)

220 473
0,19
230 823
0,33
330 1410
0,56
340 1953
0,78
350 2600
1,04
360 3143
1,26

Công suất lạnh, W

4
315

4
551

6
315

6
551

8
315

8
551

6.588
13.800
23.512
29.128
42.456
53.770

8.702
18.044
24.249
38.293
56.053
70.905

9.758
19.098
27.874
42.027
59.539
74.234

12.073
23.625
34.566
52.284
73.948
92.076

12.047
22.824
34.916
51.464
71.556
88.313

72.876
104.52
4
130.17
9
158.68
1
155.03
9
168.64
2
205.41
1
230.23
2
206.93
7
252.21
2
282.64
3
298.96

2
334.73
4
425.86
8

54.233
101.30
0
125.12
3
151.73
3
135.64
2
162.10
1
196.24
1
213.41
6
198.91
8
220.92
8
262.30
1
278.77
3
310.45

1
409.78
4

14.341
26.890
41.566
61.193
84.259
104.07
1
86.518
119.42
1
147.28
3
164.68
9
131.30
0
190.76
9
213.12
4
252.73
9
234.27
6
261.99
5

310.10
8
325.61
4
367.87
7
470.54
7

440
450

2765
3683

1,11 41.239
1,47 60.162

59.601
79.330

59.698
84.162

460

4453

1,78 76.328

470

5303

2,12 94.283

550

4768

1,91 77.959

560

5763

2,31 98.631

570

6860

100.69
9
124.72
2
102.92
0
130.48
7

160.94
3
192.67
6
160.04
7
198.10
5
236.53
8
234.80
4
280.44
7
352.12
7

105.07
3
128.44
6
109.24
7
136.28
4
166.11
9
196.29
1
167.21

3
204.03
3
243.86
7
241.93
3
285.71
9
357.69
8

2,74 122.09
5
580 7963
3,19 145.83
8
660 7073
2,83 120.63
7
670 8423
3,37 149.92
6
680 9770
3,91 179.19
7
770 9983
3,99 177.75
4
780 11580

4,63 212.59
1
710 14783
5,91 282.69
0
3
2.3. Hệ thống giải nhiệt

21


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 hòa trung tâm nước giải nhiệt nước có thể sử
dụng nước giếng hoặc nước thành phố một lần khơng tuần hồn nhưng hiên 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.
- 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

22


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 tee 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.

23


Hình 1.14. Cấu tạo và cách lắp đặt bình giãn nở hở
b. Bình giãn nở kín

Bình giãn nở kiểu kín là bình khơng có lỗ thơng với khơng khí bên ngoài
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 hòa tan oxi làm han rỉ đường ống nên nhiều bình giãn nở kín có thêm màng
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.
24