Chuong IV - TÍNH TOÁN CHỌN HỆ THỐNG WATER CHILLER

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 54


4.1 Tính chọn máy nén.
4.1.1 Phân loại và chọn máy nén.
Máy nén lạnh là một bộ phận rất quan trọng trong hệ thống lạnh có sử dụng máy
nén hơi. Trong hệ thống đó, máy nén lạnh có nhiệm vụ là hút hơi tác nhân lạnh từ
bình bốc hơi có áp suất thấp p
0
, nhằm duy trì áp suất không đổi trong bình bốc hơi và
nén hơi đến áp suất ngưng tụ p
k
trong bình ngưng tụ.
Tác nhân lạnh thực hiện chu trình khép kín thông qua sự hoạt động có máy nén
làm cho tác nhân lạnh có khả năng thu nhiệt ở nguồn lạnh và nhả nhiệt ở nguồn ấm.
Hình 4.1 trình bày sơ đồ chu trình hoạt động của máy lạnh.

Hình 4.1
Ngoài tính chất quan trọng trên của máy nén thì vấn đề chất lượng, năng suất và
độ tin cậy của máy nén cũng ảnh hưởng đến chất lượng, năng suất của hệ thống lạnh.
TÍNH TOÁN CHỌN HỆ
THỐNG WATER CHILLER
Chương
IV

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 55
Người ta phân loại thiết bị máy nén khi chủ yếu theo áp suất nén cao hay thấp,
căn cứ vào áp suất dư , điều kiện làm việc và chức năng để phân loại các thiết bị máy
nén khí.

Ngày nay, loại máy nén được sử dụng rộng rãi nhất là loại máy nén tạo ra áp suất
cao bằng việc tiêu tốn công. Loại này có phân thành nhiều chủng loại như máy nén
tuabin, máy nén thể tích,…Nhưng trong luận văn này ta chỉ đi tìm hiểu và chọn lựa
chủng loại máy nén thể tích.
Chủng loại máy nén thể tích bao gồm loại máy nén piston, loại máy nén trục vít,
loại máy nén rotor, loại máy nén xoắn ốc... Máy nén thể tích hoạt động theo nguyên
lý làm việc như sau: dùng các cơ cấu cơ học để giảm thể tích của hơi tác nhân lạnh ở
bên trong máy nén và tiêu hao đi một công, nâng áp suất của tác nhân lạnh từ giá trị
áp suất sôi lên đến giá trị áp suất ngưng tụ cần mong muốn. Nhóm máy nén này tạo ra
áp suất lớn, khối lượng hơi nhỏ.
Máy nén piston:
Nhược điểm của máy nén piston là gây ồn, các chi tiết chuyển động tính tiến
nên kém theo lực quán tính lớn. Do có xupap đầu hút và đầu đẩy nên tổn thất áp
suất đầu hút và đầu đẩy lớn. Tỉ số nén lại nhỏ, muốn có tỉ số nén co lại phải sử
dụng máy nén có nhiều cấp nén.
Máy nén piston có kích thước lớn, có năng suất lạnh từ nhỏ đến lớn. Hình
4.2 là mô tả cấu tạo của máy nén piston.

Hình 4.2
Máy nén trục vít:
Không có các chi tiết chuyển động tịnh tiến và các lực quán tính kèm theo
nên độ ồn giảm xuống. Chúng có độ tin cây cao, tốc độ quay nhanh từ 1500 đến
12000 vòng/phút nên kích thước máy nhỏ gọn. Các tổn thất áp suất đầu đẩy và
đầu hút đều nhỏ vì không có xupap, không có hiện tượng va đập thủy lực. Có thể
làm việc với nhiều tác nhân lạnh khác nhau mà không cần phải thay đổi nhiều về
cấu tạo, điều chỉnh công suất.
Rất kinh tế nhờ sự thay đổi được tốc độ quay của máy nén linh hoạt, tỉ số
nén không bị ảnh hưởng bỏi tốc độ quay. Khả năng gây ồn ít hơn so với loại máy
nén piston.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP

SVTH: Hồ Sỹ Nam 56
Có khả năng điều chỉnh công suất linh hoạt, thuận lơi cho việc tự động hóa
hệ thống lạnh một cách tối ưu nhất và tiết kiệm điện nhất. Hình 4.3 mô tả cấu tạo
của máy nén trục vít.

Hình 4.3
Máy nén rotor:
Loại này có kích thước và trọng lượng nhỏ hơn loại máy nén piston. Cấu tạo
không có xupap nên khả năng gây ồn là ít, giảm sự tổn thất áp suất ngay tại đầu
hút hoặc xả và cân bằng tốt nên dễ bố trí.
Do có ít chi tiết chuyển động nên độ tin cậy cao trong quá trình vận hành
nhưng cũng có một vài chi tiêt rất dễ nhanh bị mòn trong quá trình làm việc.
Trong máy nén rotor, yêu cầu chủ yếu là độ chính ác trong chế tạo.
Máy nén xoắn ốc:

Hình 4.4
Trong những năm gần đây thì người ta đã ứng dụng công nghệ máy nén
xoắn ốc này vào rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí nhỏ và trung
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 57
bình như các loại máy hai cục, cửa sổ, treo tường, ốp trần,…có công suất nhỏ
hơn 10HP. Hình 4.4 mô tả cấu tạo của máy nén xoắn ốc.
Như hình vẽ thì phần chính máy nén được cấu tạo như hai cái đĩa, trên mỗi
đĩa có vòng xoắn ốc, hai đĩa được úp với nhau nên hai vòng xoắn ốc đó được
lồng vào nhau. Đĩa trên thì cố định, dĩa dưới thì chuyển động quay lệch tâm so
với đĩa trên.
Kết luận:
Qua phân loại và phân tích trên thì cho ta thấy việc chọn máy nén cho hệ thống
lạnh là hết sức quan trọng, nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố như hiệu suất, năng suất
làm việc, công suất có thể đáp ứng được, chi phí, giá thành, tuổi thọ, …

Từ đó dựa vào các tiêu chí nào chúng ta chọn loại máy nén trục vít là hoàn toàn
hợp lý cho hệ thống lạnh lớn, phù hợp với việc tích hợp nó với các thiết bị khác để
tạo thành cụm máy làm lạnh nước Chiller có công suất lớn tới 500tấn lạnh.
4.1.2 Chọn số Chiller cho hệ thống.
Ta có tổng công suất lạnh của công trình vào mùa khô là 954tấn lạnh, còn vào
mùa mưa là 865tấn lạnh. Công suất này khá lớn, do đó không thể dùng một Chiller để
cấp tải lạnh cho hệ thống được và nếu có được thì cũng không nên vì nhiều lý do
được đặt ra như vận hành, bảo trì và tính kinh tế của hệ thống.
Do đó vấn đề đặt ra là chúng ta sẽ chọn bao nhiêu Chiller là thích hợp nhất.
Thông thường thì với mức tải này thì sử dụng 3 Chiller để cấp tải lạnh là phương án
thích hợp nhất vì một số lý do sau:
Mỗi Chiller sẽ có tải thiết kế là một phần ba tổng tải thiết của công trình.
Nếu một Chiller nào đó trục trặc, không tiếp tục làm việc được thì công suất
của hai Chiller cò lại cũng có có thể tạm đủ để cung cấp phụ tải lạnh tạm thời cho
công trình (ưu điểm hơn so với dùng 1 hay 2 Chiller).
Với 3 Chiller thì các cấp điều chỉnh tải của cụm Chiller sẽ dễ dàng hơn khi có
1 hay 2 Chiller, do đó sẽ tiết kiệm được năng lượng vận hành.
Với 3 Chiller thì công suất máy nén sẽ nhỏ hơn và khi khởi động tuần tự sẽ ít
gây ra hiện tượng sụt áp hơn.
Tuy nhiên nếu dùng nhiều hơn 3 Chiller ( chẳng hạn 4 Chiller) thì có một số
nhược điểm là giá thành cao, vận hành phức tạp hơn, bảo trì nhiều hơn, tốn nhiều
không gian lắp đặt hơn,…
Như vậy ta dùng 3 Chiller cho hệ thống điều hòa không khí của công trình đang
thiết kế là CR3.1 – A.
4.1.3 Tính chọn máy nén.
Tổn thất nhiệt tổng của tòa nhà là Q = 954tấnlạnh = 3354,264kW
Đề phòng sự cố ta chọn hệ thống gồm 3 tổ máy, mỗi tổ máy gồm có máy nén,
bình ngưng, bình bay hơi, tháp giải nhiệt, bơm nước cho bình bay hơi và cho tháp giải
nhiệt,…
Năng suất lạnh của một tổ máy:

Q
dl
= 3354,264/3 = 1118kW
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 58
Năng suất lạnh cần thiết của một tổ máy nén: theo [1, trang 437]
o Phụ tải nhiệt của máy nén:
Q
MN
= (0,5 ÷ 0,75)Q
dl
= (559 ÷ 838,5)kW
Chọn Q
MN
= 820,65kW
o Năng suất lạnh cần thiết của máy nén:
Q
0
= 1,12.Q
MN
= 1,12.820,65 = 919,13kW
Các thông số của máy nén: theo [1, trang 95]
1. Năng suất lạnh riêng (1kg R134a):
q
0
= i
1
– i
4
= 399,84 – 253,37 = 146,47kW

2. Lưu lượng hơi thực tế hút vào máy nén:
G = Q
0
/q
0
= 919,13/146,47 = 6,2752kg/s
3. Thể tích hơi thực tế hút vào máy nén:
V = G.v
1’

Trong đó:
v
1’
– thể tích riêng của hơi tại điểm 1’, suy ra v
1’
= 0,0665m
3
/kg.
=> V = 6,2752.0,0665 = 0,4173m
3
/s.
4. Hệ số lưu lượng của máy nén (trục vít):
Với tỉ số áp suất:
P
k
/p
0
= 10,443/3,145 = 3,32
Từ đồ thị 5.41 ở tài liệu [1, trang 116] lấy theo R22 ta có:
λ = 0,85

5. Công nén đoạn nhiệt:
N
a
= G.(i
2
– i
1’
) = 6,2752.( 431,1– 404,4) = 167,55kW
6. Hiệu suất hiệu dụng của máy nén (trục vít):
Theo đồ thị 5.42 tai liệu [1, trang 117] lấy theo R22 với tỉ số nén P
k
/p
0
= 3,32
Ta tra được: η
e
= 0,648
7. Công suất hiệu dụng của máy nén:
N
e
= N
a
/ η
e
= 167,55/0,648 = 258,56kW
8. Công suất trên trục động cơ:
N = N
e
/ η
tr

= 258,56/1 = 258,56kW
Lấy η
tr
=1 vì truyền động trực tiếp.
9. Hệ số lạnh của chu trình (COP):
K
COP
= Q
0
/N
a
= 919,13/167,55 = 5,48
10. Hệ số lạnh hiệu dụng:
K
e
= Q
0
/N
e
= 919,13/258,56 = 3,55
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 59
11. Phụ tải nhiệt bình ngưng:
Q
k
= G.(i
2
– i
3
) = 6,2752.(431,1 – 257,75) = 1087,8kW.

Hoặc Q
k
= Q
0
+ N
a
= 919,13 + 167,55 = 1086,7kW.
Chọn Q
k
= 1086,7kW.
12. Năng suất lạnh riêng thể tích:
q
v
= q
0
/v
1
= 146,47/0,0647 = 2263,83kJ/m
3
.
Xác định lượng dầu bôi trơn cho máy nén:
Lượng dầu có thể xác định theo tài liệu [1, trang 90]:
G
d
= G.g
d

Trong đó:
g
d

– lượng dầu tiêu hao trên 1kg tác nhân lạnh.
Theo bảng 5.28 ở [1, trang 90] với P
k
/p
0
= 3,32 ta tra được:
g
d
= 0,9 suy ra G
d
= 6,2752.0,9 = 5,64kg/s.
Ngoài lượng dầu g
d
được đưa vào khoang làm việc của máy nén còn có một lượng
dầu khác để bôi trơn ổ trục, chèn và piston cũng được đưa vào máy nén. Vậy tổng
lượng dầu cần thiết cho máy nén là :
G
d
= 5,64.1,2 = 6,768kg/s.
4.2 Chọn hệ thống Water Chiller cho công trình.
4.2.1 Các thông số của máy nén, bình ngưng, bình bay hơi tước khi chọn cụm Water
Chiller.
Các thông số cần để chọn máy nén.
o Máy nén loại trục vít.
o Số lượng: 3 cái
o Công nén đoạn nhiệt: N
a
= 167,55kW.
o Công suất trên trục: N = 258,24kW.
Cac thông sô cần để chọn bình ngưng tụ.

o Loại nằm ngang.
o Số lượng: 3 cái
o Phụ tải nhiệt bình ngưng: Q
k
= 1086,47kW.
o Trong hệ thống ta sử dụng thiết bị ngưng tụ nằm ngang với chất giải nhiệt là
nước chuyển động trong ống, còn môi chất lạnh cần ngưng tụ là R134a
chuyển động bên ngoài ống.
o Sử dụng ống đồng có cánh bên ngoài để chế tạo dàn trao đổi nhiệt.
o Lưu lượng tác nhân lạnh qua bình ngưng: G = 6,2675kg/s
o Lưu lượng nước giải nhiệt qua bình ngưng: G
w
= 52,07kg/s
o Nhiệt độ ngưng tụ: t
k
= 41
0
C.
o Nhiệt độ nước vào bình ngưng: t’
BN
= 33
0
C.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 60
o Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng: t’’
BN
= 38
0
C.

Các thông số cần để chọn bình bay hơi.
o Loại nằm ngang.
o Số lượng: 3 cái.
o Năng suất lạnh của mỗi Chiller là: Q
0
= 919,13kW.
o Trong hệ thống ta sử dụng thiết bị bay hơi nằm ngang với chất tải lạnh là nước
chuyển động trong ống, còn môi chất lạnh cần bay hơi là R134a chuyển động
bên ngoài ống.
o Sử dụng ống đồng có cánh bên ngoài để chế tạo dàn trao đổi nhiệt.
o Lưu lượng tác nhân lạnh qua bình bay hơi: G = 6,2752kg/s.
o Lưu lượng nước lạnh qua bình bay hơi: G
w
= 43,85kg/s
o Nhiệt độ bay hơi: t
0
= 2
0
C.
o Nhiệt độ nước vào bình bay hơi: t’
n
= 12
0
C.
o Nhiệt độ nước ra bình bay hơi: t’’
n
= 7
0
C.
4.2.2 Chọn cụm Water Chiller cho hệ thống.

Từ nhiệt độ nước vào bình bay hơi, nước ra khỏi bình bay hơi, nước vào bình
ngưng, nhước ra khỏi bình ngưng, công suất bình ngưng, bình bay hơi ta có thể chọn
cụm Chiller từ catalogue của công ty Trane như sau:
Hãng sản xất: TRANE

Hình 4.5
Số lượng Water Chiller cho công trình CR3.1 – A:
 3 cụm Water Chiller.
 Mỗi Chiller là 375 tấn lạnh (hay 1318,5kW).
Thông số kỹ thuật:
 Series R
TM
Helical Rotary Liquid Chillers
 Model RTHD – D3F2F3 [RTHD 325 - 375 Tons (50Hz) – tra bảng 4.1 và
bảng 4.3]
 Buit for Industrial and Commercial Application
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 61
 Sử dụng môi chất lạnh là R134 – A.
 Unit model number: RTHD UD2R XH0X AF2A 3LAL F3A2 LALA –
VXXX EXAA DXY1 89AA UA4X XXRX XX.
 Leight x Width x Hight = 3669 x 1716 x 1936mm
Hình 4.5 là phối cảnh Chiller dòng RTHD – Trane, bảng 4.1 trình bày một số
dãy công suất (tấn lạnh) của Model RTHD – Trane.

Hình 4.6

Hình 4.7

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 62
Bảng 4.1

Bảng 4.2

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 63

Hình 4.8
Hình 4.6 giới thiệu các thành phần chính của cụm Chiller dòng RTHD.
Hình 4.7, 4.8 lần lượt giới thiệu đồ thị tra thông số độ sụt áp của nước khi đi qua bình
bay hơi và bình ngưng của Chiller dòng RTHD – D3F2F3.
Bảng 4.2 tổng hợp tất cả các thông số tổng quát cho cụm Chiller dòng RTHD – D3F2F3.
4.2.3 Các thông số của máy nén, bình ngưng, bình bay hơi sau khi chọn cụm Water
Chiller.
Thông số máy nén sau khi chọn cụm Chiller.
o Máy nén loại trục vít.
o Số lượng: 3 cái
o Công suất trên trục: N = 275kW.
o Tần số dòng điện: 50Hz
o Hiệu điện thế: 3 Pha, 380V
o Môi chất lạnh thay đổi trên một lần: 284kg
o Dung tích dầu cần thay đổi trên một lần: 38lit
Thông số bình ngưng sau khi chọn cụm Chiller.
o Loại nằm ngang.
o Số lượng: 3 cái
o Số Pass: 2 Pass
o Trong hệ thống ta sử dụng thiết bị ngưng tụ nằm ngang với chất giải nhiệt là
nước chuyển động trong ống, còn môi chất lạnh cần ngưng tụ là R134a

chuyển động bên ngoài ống.
o Sử dụng ống đồng có cánh bên ngoài để chế tạo dàn trao đổi nhiệt.
o Lưu lượng nước lạnh nhỏ nhất qua bình ngưng: G
w
= 22l/s
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 64
o Lưu lượng nước lạnh lớn nhất qua bình ngưng: G
w
= 107l/s
o Thể tích bình ngưng là: 231lit
o Độ tổn thất cột áp nước qua bình ngưng: ∆P = 10mH
2
O
o Nhiệt độ ngưng tụ: t
k
= 41
0
C.
o Nhiệt độ nước vào bình ngưng: t’
BN
= 33
0
C.
o Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng: t’’
BN
= 38
0
C.
Thông số bình bay hơi sau khi chọn cụm Chiller.

o Loại nằm ngang.
o Số lượng: 3 cái.
o Số Pass: 2 Pass
o Trong hệ thống ta sử dụng thiết bị bay hơi nằm ngang với chất tải lạnh là nước
chuyển động trong ống, còn môi chất lạnh cần bay hơi là R134a chuyển động
bên ngoài ống.
o Sử dụng ống đồng có cánh bên ngoài để chế tạo dàn trao đổi nhiệt.
o Lưu lượng nước lạnh nhỏ nhất qua bình bay hơi: G
w
= 38l/s
o Lưu lượng nước lạnh lớn nhất qua bình bay hơi: G
w
= 168l/s
o Thể tích bình bay hơi là: 405lit
o Độ tổn thất cột áp nước qua bình bay hơi: ∆P = 15mH
2
O
o Nhiệt độ bay hơi: t
0
= 2
0
C.
o Nhiệt độ nước vào bình bay hơi: t’
n
= 12
0
C.
o Nhiệt độ nước ra bình bay hơi: t’’
n
= 7

0
C.
4.3 Tính chọn tháp giải nhiệt.
4.3.1 Giới thiệu chung.
Tháp giải nhiệt hay tháp làm mát để làm mát nước từ bình ngưng ra ngày càng
chiếm vị trí quan trọng trong kỹ thuật lạnh, lý do chủ yếu là:
Để giải nhiệt thiết bị ngưng tụ, chúng ta cần phải có một lượng nước giải nhiệt
lớn. Trong thực tế chỉ những nơi có nguồn nước dồi dào như bên cạnh sông, ao,
hồ,… thì mới có đủ nước để sử dụng nước một lần sau khi đã giải nhiệt bình
ngưng.
Đối với những nơi khan hiếm nước như thành phố thì người ta thường sử dụng
nước tuần hoàn, tức là nước sau khi đã giải nhiệt bình ngưng xong thì được dẫn
tới thiết bị chuyên làm nhiệm vụ giải nhiệt nước đó, thiết bị đó chính là tháp giải
nhiệt.
Các dàn ngưng tụ kiểu tưới và các dàn ngưng tụ bay hơi tỏ ra kém hiệu quả và
công kềnh, thiếu tính sản xuất hàng loạt.
Các tổ hợp có dàn ngưng không khí càng công kềnh hơn và không thể ứng dụng
cho các máy lạnh công suất lớn do điều kiện vận chuyển và chuyên chở.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 65
Một lý do khác nữa là tháp giải nhiệt có hiệu quả rất cao so với trước đây nên kích
thước dài, rộng, cao đã giảm đi rõ rệt, tháp gọn nhẹ, hình thức đẹp, chịu được
thời thiết ngoài trời, rất thuận tiện cho việc lắp đạt trên lầu thượng…
Nước sau khi qua tháp giải nhiệt sẽ được giảm nhiệt độ xuống đến mức cần thiết
và lại được tiếp tục bơm trở lại bình ngưng để giải nhiệt cho bình ngưng. Hình 4.9.a,b
là sơ đồ nguyên lý một số tháp giải nhiệt (t
vào
ấm).

Hình 4.9.a

Hình 4.9.b
Các sơ đồ trên hình 4.9.a,b thường chỉ áp dụng cho các nhu cầu cần giải nhiệt
nước với ∆t = t
vào
– t
ra
là rất lớn, nghĩa là nhiệt độ nước vào thường là nước ấm, nhiệt
độ nước sau khi ra khỏi tháp giải nhiệt thì nhiệt độ hạ thấp xuống trở thành nước mát.
Những loại tháp này thường ít được sử dụng cho hệ thống điều hòa không khí, mà nó
chủ yếu được ứng dụng cho các nhu cầu giải nhiệt môi chất ấm như giải nhiệt dầu
động cơ, giải nhiệt dung môi hóa học,…Còn ở hình 4.10 là sơ đồ nguyên lý tháp giải
nhiệt (t
vào
mát).
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 66

Hình 4.10
Loại tháp này thì thường có khả năng làm mát nước với độ ∆t = t
vào
– t
ra
là nhỏ,
thường khoảng 2 ÷ 6
0
C và rất phù hợp với hệ thống điều hòa không khí, loại này
thường có công suất rất lớn.
Ở chương III chúng ta đã chọn thiết bị giải nhiệt là tháp giải nhiệt có sử dụng
quạt hướng trục. Hình 4.11 mô tả chi tiết cấu tạo chung của một số tháp giải nhiệt

điển hình là loại tròn hoặc loại vuông.

Hình 4.11
Nước từ bình ngưng được làm mát nhờ tưới đều lên bề mặt tổ ong. Nhờ lớp tổ
ong mà nước được chảy thành từng mảng mỏng và tiếp xúc với gió chuyển động
cưỡng bức từ dưới lên bởi quạt hút đặt ở đỉnh tháp.
Dòng không khí chuyển động trong tháp không phụ thuộc vào sức gió bên ngoài
nên ổn định, cho phép duy trì nhiệt độ của nước lạnh một cách ổn định, đồng thời
đảm bảo cho tháp có kích thước nhỏ gọn hơn so với tháp phun và bể phun.
Nước ấm ra khỏi bình ngưng được dẫn vào thiết bị phân phối nước, đặc biệt gồm
các vòi phun nước có thể xoay quanh một trục nhờ phản lực của dòng nước có áp suất
và rải đều lên bề mặt xối tưới (tổ ong). Tổ ong có thể làm bằng nhựa, bằng giấy có
1. Motor quạt.
2. Bề mặt xối tưới.
3. Thân trên và than dưới và phao.
4. Đường nước vào và ra khỏi tháp.
5. Trục quay phân phối nước.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 67
tẩm keo ebôxi hoặc nhôm lá (bề dày 2mm). Còn đối với tháp Liang Chi (hình chữ
nhật) thì nước được chia đều nhờ các lỗ nhỏ được khoét trên 1 tấm lớn nằm phía trên
cùng của tháp.
Quạt gió có thể bố trí ở phía trên hoặc phía dưới. Tuy nhiên bố trí ở phía trên tốt
hơn do không khí được phân bố đều hơn trong tháp và ngăn ngừa hiện tượng không
khí ẩm ra khỏi tháp bị hút ngược trở lại.
Tuy vậy nhưng tháp giải nhiệt cũng có một số nhược điểm là bơm nước và quạt
gây ồn nên cẩn phải có biện pháp chống ồn hữu hiệu đặc biệt khi lắp đặt trên tầng
thượng.
4.3.2 Tính toán tháp giải nhiệt.
a. Thông số ban đầu:

Năng suất giải nhiệt của bình ngưng Q
k
= 1086,7kW
Lưu lượng khối lượng của nước giải nhiệt cho bình ngưng: G
w
= 52,07kg/s
Lưu lượng thể tích của nước giải nhiệt cho bình ngưng:

hm
G
V
w
N
/6,188
95,993
360007,52
3





=> V
N
= 3143, 33l/phút
Trạng thái không khí trước khi vào tháp:
- t
1
= 34,6
o

C
- 
1
= 74 %
- I
1
= 101 kJ/kg
- d
1
= 26g/kgkk
- t
ư1
= 30,1
o
C
Nhiệt độ nước cần giải nhiệt đi vào tháp: t’
T
= 38
o
C.
Nhiệt độ nước cần giải nhiệt đi ra khỏi tháp: t’’
T
= 33
o
C
Độ chênh nhiệt độ giữa nước vào và ra bình ngưng là: t
w
= 5
o
C

Chọn nhiệt độ nước bổ sung: t
bs
= 33
o
C
Khối lượng riêng của nước: 𝜌
w
= 993,95kg/m
3
.
Nhiệt độ nước trung bình trong tháp: t
w
= 0,5(33 + 38) = 35,5
o
C
b. Tính toán tháp giải nhiệt:
Với nhiệt độ nước trung bình trong tháp t
w
= 35,5
o
C thì nhiệt dung riêng của nước
là C
w
= 4,174kJ/kg.K
Hiệu entanpi của không khí vào và ra khỏi tháp là: I = I
1
– I
2

Chọn i


C
w
 t
w
để cho G
’
w
/G
kh


1. Lúc đó:
I = C
w
 t
w
= 4,174  5= 20,87kJ/Kg
Entanpi của không khí ra khỏi tháp:
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 68
I
2
= I
1
+ I = 101 + 20,87 = 121,87kJ/Kg
Nhiệt độ không khí ra khỏi tháp:
1
"
w

12
1w12
II
II
)t(ttt




Trong đó I
"
w


= 148,69kJ/kg

với I
’
w
là entanpi của nước trên đường bão hòa có
nhiệt độ : t
w
= 35,5
o
C.
Suy ra: t
2
= 34,6 + (35,5 – 34,6).(121,87 – 101)/(148,69 – 101) = 35
0
C.

Theo t
2
= 35
o
C, theo công thức 7.5 tài liệu [4, trang 115] ta có:
I
2
= t
2
+ d
2
(2500 + 1,93t
2
) = 121,87kJ/kg.
=> d
2
= (I
2
– t
2
)/(2500 + 1,93.t
2
) =
= (121,87 – 35)/(2500 + 1,93.35) = 0,03383kg/kgk
2
k
Gọi:
- G
w
= 52,07

–
lượng nước ra khỏi tháp giải nhiệt (lượng nước vào bình ngưng),
kg/s
- G
’
w –
lượng nước xối tưới, kg/s
- G
xả –
lượng nước xả, kg/s
- G = G
1
+ G
2

–
lượng nước tổn thất, kg/s. Trong đó:
G
1

–
lượng nước tổn thất do gió mang đi, kg/s
G
2

–
lượng nước tổn thất do bốc hơi, kg/s
- G
BS

–
lượng nước bổ sung, kg/s
- G
kh –
lượng không khí thổi qua tháp, kg/s
Phương trình cân bằng chất trong hệ thống làm lạnh nước giải nhiệt như sau:
G
w
= G
‘
w
+ G
xả
, kg/s
G
bs
=G
1
+ G
2
+ G
x
, kg/s
Để bảo vệ thiết bị không bị đóng cáu bẩn và gây hư hỏng, ta phải duy trì chất
lượng nước ở một mức nhất định. Để duy trì được chất lượng nước, ta phải
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 69
thường xuyên xả đi một lượng nước cần thiết. Lượng nước xả thường được xác
định như sau:
g

xả
=G
xả
/G’
w
= 0,04 => G
xả
= 0,04.G’
w

Vậy ta có: G
w
= G
’
w
+ G
xả
= G
’
w
+ 0,04  G
’
w
= 1,04  G
‘
w

Lượng nước xối tưới:
G’
w

= G
w
/1,04 = 50,06kg/s
Lượng nước xả:
G
xả
= 0,04.G’
w
= 0,04.50,06 = 2kg/s
Lượng nước do gió mang đi G
1
:
0,5%100%
G
G
g
'
w
1
1


Suy ra:
G
1
= 0,005  G
’
w
= 0,005  50,06 = 0,2503kg/s
Lượng không khí thổi qua tháp:

G’
w
/G
kk
= 1 => G
kk
= G’
w
= 50,06kg/s
Lượng nước tổn thất do bốc hơi:
G
2
= G
kh
 (d
2
– d
1
) = 50,06  (0,03383 – 0,026) = 0,3919kg/s
Vậy lượng nước cần bổ sung là:
G
bs
= G
1
+ G
2
+ G
xả

G

bs
= 0,2503+ 0,3919 + 2 = 2,6422kg/s
Kết Luận:
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 70
o Lượng nước ra khỏi tháp giải nhiệt: G
w
= 52,07 kg/s
o Lượng nước xối tưới : G
’
w
= 50,06 kg/s
o Lượng nước xả : G
xả
= 2 kg/s
o Lượng nước tổn thất : G
2
= 0,3919 kg/s
o Lượng nước bổ sung: G
BS
= 2,6422 kg/s
o Lượng không khí thổi qua tháp: G
kh
= 50,06 kg/s
4.3.3 Lựa chọn tháp giải nhiệt.
Ta có:
Năng suất giải nhiệt của bình ngưng Q
k
= 1086,7kW
Lưu lượng thể tích của nước giải nhiệt cho bình ngưng:

G
w
= 52,07kg/s.
V
N
= 3143, 33l/phút
Với các thông số trên ta dựa vào bảng 5.7 ta có thể chọn tháp giải nhiệt như sau:
Hãng sản xuất: LIANG CHI Group China.
Ký hiệu tháp: LRC – TS – 250
Lương lượng nước danh nghĩa: 3250l/phút
Kích thước của tháp giải nhiệt dòng LRC được trình bày ở bảng 4.3.
Bảng 4.3
W L h
1
h
2
H
4160 2820 860 2930 380

Thông số quạt tháp: cho trong bảng 4.4
Số lượng: 3 cái
Bảng 4.4 trình bày thông và số quy cách của tháp giải nhiệt dòng RLC - LIANG CHI.
Hình 4.12 trình bày cấu tạo của tháp giải nhiệt dòng RLC - LIANG CHI. Hình 4.13 là
tháp giải nhiệt dòng RLC - LIANG CHI được lắp đặt tại công trình CR3.1 – A .

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 71
Bảng 4.4



Hình 4.12