Chuong V - TÍCH TRỮ LẠNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 101


5.1 Tổng quan về công nghệ tích trữ lạnh.
Trong cuộc sống hiện đại, hệ thống điều hòa không khí là một trong những trang bị
không thể thiếu trong các tòa nhà văn phòng, khách sạn, nhà hàng, ngân hàng, siệu thị,
…
Để vận hành những hệ thống như vậy, chúng ta cần một nguồn năng lượng lớn (chủ
yếu là điện năng), có thể chiếm đến 70% tổng năng lượng sử dụng trong các tòa nhà.

Hình 5.1
Vì vậy các nhà cung cấp điện phải lắp đặt các máy phát điện công suất lớn sao cho
bằng công suất giờ cao điểm và do đó đối với giờ thấp điểm thì máy phát điện sẽ non tải,
hiệu suất vận hành sẽ thấp. Hình 5.1 là nguồn năng lượng lạnh được tích trữ thành dạng
băng mà các xứ nóng hằng mong ước.
Hậu quả của nó là đầu tư sẽ gia tăng và hoạt động không kinh tế. Vì vậy các nhà
cung cấp điện sẽ đưa ra những chính sách giá làm thế nào để giảm phụ tải đỉnh và
chuyển sự tiêu thụ đó vào các giờ thấp điểm, bình thường theo nguyên lý “san bằng phủ
tải đỉnh”.
TÍCH TRỮ LẠNH TRONG
HỆ THỐNG ĐIỀU HÒA
KHÔNG KHÍ
Chương
V

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 102
Điều này sẽ giúp nhà cung cấp điện giảm việc đầu tư cho nguồn máy phát điện và
vận hành chúng một cách kinh tế nhất. Một trong những phương pháp này là nhà cung
cấp đưa ra biện pháp “điện ba giá”.

Đối với người sử dụng điện, để tránh phải trả giá điện của giờ cao điểm cần có biện
pháp tích cực để giảm sử dụng điện để sản xuất vào giờ cao điểm, tăng sản xuất vào giờ
thấp điểm và bình thường. Về mặt năng lượng thì không tiết kiệm được, tuy nhiên về
mặt giảm chi phí năng lượng điện cho sản xuất thì sẽ cải thiện rõ rệt.
Như vậy làm thế nào để giảm thiểu được chi phí điện năng tiêu thụ cho hệ thống
điều hòa không khí là một trong những vấn đề đang được nhiều người quan tâm nhất
hiện nay.
Để giải quyết được vấn đề trên thì có rất nhiều biện pháp, và một trong những biện
pháp để thực hiện việc giảm chi phí năng lượng là sử dụng hệ thống tích trữ lạnh. Hình
5.2 giới thiệu một dạng Module tích trữ băng tại Zambia.

Hình 5.2
Theo một số tài liệu thì công nghệ tích trữ lạnh trên thế giới được quan tâm đến rất
sớm, ở Mỹ nó được phát triển từ những năm 1930, tuy nhiên công nghệ này bắt đầu
được sử dụng rộng rãi vào năm 1970 – 1980.
Công nghệ tích trữ lạnh thường được sử dụng để cấp lạnh cho các building cao ốc
văn phòng, hội chợ, khu thương mại, siêu thị, bệnh viện, trường hoc, nhà máy chế biến
thực phẩm,…
Theo Potter – 1994 thì trong các hệ thống tích trữ lạnh được sử dụng thì có 80% đến
85% hệ thống tích trữ băng, 10% đến 15% tích trữ nước lạnh và khoảng 5% hệ thống
tích trữ muối eutectic.
Theo một số tài liệu thì tại Nhật, năm 1998 có 5566 công trình điều hòa không khí
có sử dụng tích trữ lạnh. Hình 5.3 là một khu đặt các bồn tích trữ lạnh tại Nhật Bản.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 103

Hình 5.3
Ở Malaysia, họ đã cho xây dựng một hệ thống cung cấp lạnh cho một khu vực rộng
lớn (áp dụng bình trữ lạnh). Họ xây dựng mạng lưới đường ống dẫn nước lạnh tới từng
hộ tiêu thụ và bán năng lượng (lạnh) cho những ai có nhu cầu (giống như cung cấp nước

vậy). Hình 5.4 giới thiệu sơ đồ nguyên lý của hệ thống tích trữ lạnh điển hình.

Hình 5.4
Hệ thống lạnh sẽ vận hành để tích trữ năng lượng (lạnh) vào ban đêm (điện giá rẻ)
dưới dạng đá, và sẽ giải phóng nguồn năng lượng này (đá tan chảy) cung cấp lạnh cho hệ
thống vào ban ngày (điện giá cao). Quá trình này sẽ lập lại theo chu kỳ hằng ngày, cụ thể
như sau:
Hệ thống tích trữ lạnh được chia thành 02 giai đoạn :
Giai đoạn thứ nhất :
Là giai đoạn nạp tải vào trong hệ thống tích trữ lạnh. Hệ thống gồm 02 vòng tuần
hoàn tương đương :
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 104
o Vòng tuần hoàn thứ nhất nối với Chiller với hệ thống tích trữ lạnh.
o Vòng thứ hai nối Chiller với hộ tiêu thụ lạnh.
Hai vòng này đặt song song với nhau trong hệ thống. Ở trường hợp thứ nhất khi
hộ tiêu thụ lạnh ít tải (thường vào ban đêm), ứng với vẫn Chiller hoạt động hết công
suất, một phần tác nhân lạnh trung gian sẽ đi vào hệ thống tích trữ lạnh. Tại đây, hệ
thống tích trữ lạnh sẽ hấp thụ năng lượng lạnh này.
Giai đoạn thứ 2 :
Là giai đoạn xả tải từ hệ thống tích trữ lạnh. Trường hợp này khi tải của hộ tiêu
thụ lạnh lớn hơn tải của máy nén cần thiết khi hoạt động hết công suất, hệ thống tích
trữ lạnh sẽ được xả tải thông qua tác nhân lạnh trung gian trong hệ thống để bù vào tải
của Chiller để đáp ứng đầy đủ tải lạnh cho hộ tiêu thụ.
Trường hợp này cũng được sử dụng để ngưng vận hành máy lạnh vào giờ cao
điểm, khi đó tải lạnh của hộ tiêu thụ sẽ được cung cấp từ hệ thống tích trữ lạnh, nhờ
đó chi phí điện cho hệ thống lạnh sẽ được giảm đáng kể. Ứng với chế độ hoạt động ta
có các chế độ hoạt động như sau :
o Chế độ 1 : Vòng tuần hoàn bao gồm Chiller và hệ thống tích trữ lạnh. Đây là chế
độ nạp tải hoàn toàn cho hệ thống tích trữ lạnh, điều này xảy ra khi hộ tiêu thụ

không sử dụng tải.
o Chế độ 2 : Vòng tuần hoàn bao gồm Chiller, hệ thống tích trữ lạnh (nạp tải), hộ
tiêu thụ lạnh. Điều này xảy ra khi khi tải của hộ tiêu thụ là nhỏ hơn tải định mức
của Chiller. Hệ thống tích trữ lạnh hấp thụ năng lượng một phần từ Chiller.
o Chế độ 3 : Vòng tuần hoàn bao gồm Chiller, hệ thống tích trữ lạnh(xả tải), hộ tiêu
thụ lạnh. Điều này xảy ra khi tải của hộ tiêu thụ là nhỏ hơn tải định mức của
Chiller. Bồn trữ lạnh đã hấp thụ trong chế độ trước để bù vào tải của Chiller đáp
ứng đầy đủ cho hộ tiêu thụ.
o Chế độ 4 : Vòng tuần hoàn bao gồm hệ thống tích trữ lạnh và hộ tiêu thụ lạnh.
Đây là chế độ xả tải của hệ thống tích trữ lạnh, điều này xảy ra khi ta muốn ngừng
máy nén vì một lý do nào đó và tải tiêu thụ nhỏ hơn tải của hệ thống tích trữ lạnh
hiện có.
Như vậy, chúng ta đã sử dụng được nguồn điện giá rẻ để vận hành hệ thống (tích
trữ ban đêm), thay vì vận hành hệ thống trong giờ cao điểm, (phải trả tiền điện giá cao
trong giờ cao điểm). Do đó chúng ta đã tiết kiệm đáng kể chi phí tiền điện cho việc
vận hành hệ thống lạnh.
Ngoài việc tiết kiệm tiền điện, khi áp dụng hệ thống này ngay từ đầu, chúng ta
còn có thể tiết kiệm được đáng một số chi phí ban đầu như sau:
Đối với các công trình:
o Giảm công suất lắp đặt máy lạnh (từ 30% - 70%)
o Giảm số lượng tác nhân lạnh có hại cho môi trường như : CFC,HCFC,…
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 105
o Giảm công suất tháp giải nhiệt.
o Giảm công suất nguồn điện - máy biến thế, trạm điện.
o Giảm kích thước phòng máy, chi phí mặt bằng, nhà xưởng.
o Tăng khả năng tin cậy do hệ thống giảm kích cỡ và đơn giản hơn.
o Đơn giản hóa hệ thống chính.
o Giảm thiểu quá trình khởi động cho máy lạnh.
o Giảm chi phí vận hành.

o Tăng hiệu suất của toàn bộ hệ thống.
o Cho phép sử dụng điện vào giờ thấp điểm với chi phí là thấp nhất.
Đối với tầm vĩ mô (quốc gia):
o Giảm hiệu ứng nhà kính (do giảm được công suất nguồn phát của các nhà máy
nhiệt điện).
o Giảm công suất cho các nhà máy điện trong giờ cao điểm.
o Tăng hiệu suất máy phát.
o Giúp cân bằng phụ tải hệ thống điện lưới quốc gia.
Tuy nhiên hiệu suất làm lạnh của máy lạnh sẽ thấp khi hoạt động ở nhiệt độ thấp.
Nhưng bù lại, do chênh lệch giá điện cao (gấp hơn ba lần) cho nên việc áp dụng hệ thống
này cũng mang lại hiệu quả rất cao.
Tại Việt Nam thì đây là một công nghệ mới và đã bắt đầu đưa vào với mục đích tiết
kiệm năng lượng, ví dụ như Siêu thị BigC Hải Phòng, nhà máy Dược OPV – Bình
Dương, VTV Center.
Hy vọng trong tương lai các nhà sản xuất sẽ xây dựng các nhà máy chế tạo các quả
cầu nhiệt, bình tích trữ lạnh tại Việt nam. Lúc đó giá thành sẽ giảm, và bài toán thiếu hụt
năng lượng phần nào sẽ được giải quyết.
5.2 Một số công trình ứng dụng công nghệ tích trữ lạnh tiêu biểu trên thế giới.
Trên thực tế thì cũng chưa có các con số thống kê một cách cụ thể là ở các nước trên
thế giới họ ứng dụng công nghệ tích trữ lạnh cho bao nhiêu công trình và nó chiếm tỉ
trọng là bao nhiêu phần trăm của tổng phụ tải đỉnh của công trình.
Do đó theo tài liệu [18, trang 31] và một số tài liệu trên internet thì trên thế giới có
một số công trình tiêu biểu đã ứng dụng công nghệ tích trữ lạnh vào hệ thống điều hòa
không khí tung tâm như sau:
5.2.1 Ở Pháp: French Ministry of Finance (France)
Hình 5.5 giới thiệu các bình tích trữ lạnh loại STL – 00 – 448 của toàn nhà Prestious.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 106

Hình 5.5

Toàn nhà này sử dụng 5 máy lạnh nước trung tâm (Water Chiller) với công suất mỗi
máy lá 1100kW và sử dụng loại bình tích trữ lạnh STL-00-448 với công suất tích trữ mỗi
ngày là 25000kWh.
Ta có thông số kỹ thuật của công trình đó như sau:
- Tiêu thụ năng lượng mỗi ngày: 120000kWh
- Nhu cầu tải lạnh cực đại: 9000kW
- Năng lượng lạnh tích trữ được trên ngày: 25000kWh
- Loại bình tích trữ: STL – 00 – 448.
- Số lượng bình tich trữ: 8
Đặc tính kỹ thuật hệ thống tích trữ lạnh của công trình này như sau:
- Bình tích trữ lạnh được sử dụng để đạt được yêu cầu tải đỉnh giữa 8 giờ đến 19
giờ. Hệ thống tích trữ lạnh này gồm 8 bình lắp song song và được nạp tải vào các
giờ ban đêm bởi 3 máy làm lạnh trung tâm (Chiller) với công suất 2500kW tại -
5,5
0
C tới -1
0
C.
- Hệ thống bình tích trữ lạnh đã cho phép Bộ tài chính tiết kiệm được chi phí vận
hành và có được năng lượng lạnh dự trữ.
5.2.2 Ở Malaysia:
a. Bệnh viện Serdang Malaysia
Hệ thống điều hòa không khí trong bệnh viện này kết hợp với bình tích trữ lạnh
STL – AC.00 – 400.
Thông số kỹ thuật của hệ thống điều hòa không khí của bệnh viện Serdan:
- Nhu cầu tải cực đại: 2000tấn lạnh
- Năng lượng lạnh được trữ trên ngày: 21096kWh
- Thể tích bình tích trữ: 400m
3

- Số lượng bình tích trữ: 2
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 107
- Đường kính bình tích trữ: 3,4m
- Chiều dài bình tích trữ: 21m
Các đặc tính kỹ thuật của hệ thống điều hòa không khí của bệnh viện Serdan:
- Hệ thống máy bao gồm hai bình tích trữ lạnh 200m
3
, với hai máy làm lạnh tung
tâm cơ bản (400tấn lạnh) và hai máy làm lạnh trung tâm chạy bằng nước muối
(374 tâ1n lạnh).
- Bình trích trữ lạnh sẽ cung cấp 23% nhu cầu tải cho bệnh viện và được nạp tải
vào ban đêm.
b. Viện nghiên cứu công nghệ nguyên tử Malaysia:
Hình 5.6 giới thiệu bồn tích trữ lạnh loại STL tại viện nghiên cứu công nghệ
nguyên tử Malaysia.

Hình 5.6
Các thông số kỹ thuật của hệ thống điều hòa không khí của viện nghiên cứu:
- Yêu cầu tải cực đại: 1500tấn lạnh
- Tổng năng lượng tích trữ được trên ngày: 21658,56kWh.
- Thể tích bình tích trữ STL: 400m
3

- Số lượng bình tích trữ: 1
Các đặc tính kỹ thuật của hệ thống điều hòa không khí của viện nghiên cứu:
- Hệ thống máy gồm một bình tích trữ STL đặt đứng (400m
3
) và máy làm lạnh
tung tâm nước muối 383tấn lạnh.

- Bình tích trữ lạnh STL cung cấp khoảng 49% năng lượng lạnh yêu cầu và được
nạp tải vào ban đêm.
5.2.3 Ở Nhật Bản:
Nhà máy hóa chất YOKHAICHI – Tokyo Nhật Bản – 1990, sử dụng 2 bình tích
trữ lạnh STL-C.00-12. Với năng lượng lạnh tích trữ được trên ngày là 660kWh.
5.2.4 Ở Đức:
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 108
Cao ốc văn phòng Frankfurt - 1985 có sữ dụng bình tích trữ lạnh STL-00-70 với
công suất tích trữ trên ngày là 4000kWh. Hình 5.7 là bồn tích trữ lạnh STL -00 -70
đang được chuẩn bị lắp đặt ở Cao ốc văn phòng Frankfurt.

Hình 5.7
5.2.5 Ở Mỹ:
Công trình LYNWOOD JAIL Los Angless (USA) – 1998, sử dụng bình tích trực
lạnh STL –AC.00 – 600 với công suất tích trữ trên ngày là: 33000kWh.
5.2.6 Ở Đài Loan:

Đài Loan hiện nay đang là nước rất phát triển về công nghệ sản xuất bồn tích trữ
băng sử dụng ống thép hoặc ống đồng chịu được áp lưc cao (>12bar).
Một công ty chuyên về thi công và lắp đặt hệ thống bổn tích trữ dạng này cho
biết họ đã thi đông được một số công trình lớn như sau:
Công trình 1:
National Taiwan
University Hospital.
Dyn – 1080x9 (sets)
Công trình 2:
National Kaohsiung First
University of Science and
Technology.

Dyn – 900x6 (sets)
Công trình 3:
Kusan University.
Dyn – 815x5 (sets)
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 109






Nhận xét:
Qua những thông tin, hình ảnh, thông số về ứng dụng của công nghệ tích trữ lạnh
ta thấy công nghệ này được ứng dụng rộng rãi từ rất sớm và không chỉ áp dụng vào
một lĩnh vực với một mục đích như là điều hòa không khí mà nó còn được áp dụng
vào những công trình khác nhau với nhiều mục đích khác nhau.
5.3 Cơ sở ứng dụng nguyên lý hoạt động của hệ thống tích trữ lạnh.
Theo tài liệu [10] thì nguyên lý chung của các hệ thống tích trữ lạnh là tích trữ lạnh
dưới nhiều dạng: nước lạnh, băng,…lúc hệ thông ở chế độ phụ tải thấp, giá điện rẽ và
giải phóng lạnh cung cấp cho hệ thống ở chế độ phụ tải cao, điện giá cao.
Nhìn chung công nghệ tích trữ lạnh có ý nghĩa giảm chi phí năng lượng cho hệ
thống bằng sự tập trung năng lượng dưới dạng tích trữ.
 Về phương pháp tích trữ lạnh thì chúng ta thường sử dụng hai phương pháp sau:
 Tích trữ toàn phần.
Là phương pháp tích trữ mà vào lúc giờ cao điểm thì hầu như là 100% tải của
công trình được cung cấp bởi hệ thống bồn tích trữ lạnh, con hệ thống Chiller lúc đó
tạm thời ngưng làm việc.
 Tích trữ một phần.
Là phương pháp tích trữ mà vào lúc giờ cao điểm thì sự cung cấp tải cho công

trình được thực hiện đồng thời bởi hệ thống Chiller và hệ thống bồn tích trữ lạnh.
o Tích trữ một phân kiểu san bằng tải.
Ở phương pháp này thì kích thước và giá thành của Chiller, bồn tích trữ lạnh được
thiết kế ở mức tối thiểu nhưng vẫn đáp ứng được tải đỉnh.
o Tích trữ một phần kiểu giới hạn tải yêu cầu.
Công trình 4:
Ren – ai Building,
ministry of
transportation and
communications.
Dyn – 225x28 (sets)
Công trình 6:
National Taiwan
University of Arts
Dyn – 1250x2 (sets)

Công trình 5:
Center of Sounth Taiwan
Science Park Administration.
Dyn – 815x4 (sets)
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 110
Phương pháp này là sự kết hợp giữa phương pháp tích trữ toàn phần và tích trữ
một phần kiểu san bằng tải.
 Về công nghệ, có ba sơ đồ chính sử dụng:
 Tích trữ lạnh dùng nước lạnh:
Loại này còn được gọi là tích trữ dạng nhiệt dung riêng hay nhiệt hiện, (nhiệt
dung riêng của nước C
p
=4,18kJ/kg). Nhờ vào sự phân tầng của hai khối nước lạnh và

nước ấm tách biệt biệt nhau trong bồn tích trữ lạnh. Khối nước có nhiệt độ cao hơn ở
phía đỉnh bồn chứa.
 Tích trữ lạnh dùng băng:
Loại này sử dụng cả nhiệt ẩn và nhiệt hiện nên khả năng tích trữ năng lượng của
băng gấp 7 lần của nước. Dựa vào nhiệt độ đông đặc tạo băng của nước là khoảng
0
0
C, ta sử dụng một số công nghệ tạo băng để tích trữ lạnh và thu được kết quả rất khả
quan.
o Tich trữ băng dạng tĩnh.
Trong quá trình tạo băng thì băng bám bên ngoài ống, còn khi xả băng thì thì
chất tải lạnh có thể di chuyển bên trong hoặc bên ngoài ống.
 Băng tan chảy bên ngoài ống.
Trong công nghệ tích trữ băng dạng tĩnh – băng tan chảy bên ngoài ống
còn hai sơ đồ chính là:
- Làm lạnh trực tiếp bằng tác nhân lạnh.
- Làm lạnh gián tiếp bằng chất tải lạnh.
Tích trữ băng dạng này thì nếu đối với loại băng tan chảy bên ngoài ống thì
nguyên lý nó như sau:
- Lúc nạp tải cho bồn tích trữ thì chất tải lạnh hoặc môi chất lạnh chạy bên
trong ống và làm lạnh nước bên ngoài ống cho đến khi đóng băng hết thì
thôi.
- Sau đó, lúc xả tải thì nước khoảng 12
0
C được cho chảy vào bồn tích trữ và
làm tan băng, nhiệt độ nước giảm xuống đạt khoảng 7
0
C và được đem ra
ngoài đi tới hộ sử dụng. Hình 5.8 mô tả quá trình hình thành và tan băng
bên ngoài ống.

Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 111

Hình 5.8
 Băng tan chảy bên trong ống.
Còn nếu bình tích trữ băng dạng băng tan chảy bên trong ống thì về mặt
nguyên lý nó hoạt động như hình 5.9:
Hình 5.9
- Lúc nạp tải thì chất tải lạnh (thường Etylen Glycol) chảy bên trong ống và
làm lạnh các ống đó. Bên ngoài các ống đó chứa nước, nước sẽ bị làm lạnh
cho tới khi đóng băng hoàn toàn.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 112
- Lúc xả tải thì chất tải lạnh chảy bên trong ống (lúc đó chất tải lạnh có nhiệt
độ cao) và làm tan băng, sau đó chất tải lạnh được làm lạnh và nhiệt độ
thấp xuống. Chảy ra ngoài và đi tới bộ tro đổi nhiệt trung gian hoặc chảy
thẳng tới hộ tiêu thụ để cung cấp tải lạnh.
o Tích trữ băng dạng động.
Điểm khác biệt của công nghệ này là thiết bị tạo băng và tích trữ băng được
phân biệt rõ ràng. Thiết bị tạo băng được đặt phía trên bồn tích trữ, có dạng tấm,
bên trong là tác nhân lạnh bay hơi trực tiếp còn bề mặt ngoài có nước tưới qua.
Bình thường khi nạp tải thì băng được tạo ra và bám ở trên các thiết bị tạo
băng, đến khi xả tải thì băng được rơi xuống bồn tích trữ lạnh và làm lạnh nước để
cấp đi cho phụ tải.
o Tích trữ băng dạng bột băng.
Ở hệ thống này thì thiết bị tạo băng và bồn tích trữ có thể chung thành một
khối hoặc tách rời nên cơ cấu cơ động hơn hệ thống tích trữ dạng động. Thiết bị
tạo băng tương tự như thiết bị tạo đá vảy, khi lớp băng mỏng được tạo trên bề mặt
thiết bị thì ngay lập tức sẽ được cánh gạt tách ra.

Các mảnh băng nay có kích thước rất nhỏ và mịn, chúng được hòa trộn với
dung dịch Glycol từ 5 đến 10% để tạo thành một hỗn hợp sệt và được bơm đến
bồn tích trữ lạnh. Tại đây chúng được bơm đến các thiết bị tao đổi nhiệt dạng tấm,
và chúng được trao đổi nhiệt với nước hồi về từ phụ tải và lạnh nước đó xuống
nhiệt độ cần thiết để tiếp tục đem tới cung cấp lạnh cho phụ tải.
o Tích trữ băng dạng nỗi (Ball Ice).
Các hệ thống này còn được họi là quả cầu băng (Nodule). Tích trữ băng dạng
này thì các quả cầu (Nodule) này sẽ được chứa trong các bồn chứa lớn (Tank).
Trong chế độ nạp tải thì chất tải lạnh đi qua bình chứa và trao đổi nhiệt với các
Nodule và làm hình thành băng trong các Nodule. Khi xả tải thì chất tải lạnh có
nhiệt độ cao đi vào bồn chứa và làm tan băng trong các Nodule
Hai quá trình nạp và xả này được mô tả như hình 5.10 sau:

Hình 5.10
 Tích trữ lạnh dùng muối Eutectic:
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 113
Loại này sử dụng tính biến đổi pha của muối eutectic, năng lượng tích trữ chủ
yếu là nhiệt ẩn, còn nhiệt hiện không đáng kể. Bảng 5.1 tóm tắt các đặc tính của một
số sơ đồ tích trữ lạnh.
Bảng 5.1
Chất dùng để
tích trữ
Nhiệt độ tích
trữ,
0
C
Nhiệt độ xả tải,
0
C

Nhiệt độ biến
đổi pha,
0
C
Dung tích, m
3
/kWh
Nước
4 ÷7 5 ÷ 8
…
0,0861 ÷ 0,169
Băng
-9 ÷ -3 1 ÷ 3
0
0,0193 ÷ 0,0265
Muối eutectic
4 ÷ 6 9 ÷ 10
8,3 0,0483

Tuy nhiên trong lĩnh vực điều hòa không khí thì dạng tích trữ băng và nước lạnh
được sử dụng rộng nhất vì nhiệt độ xả tải của chúng nhỏ hơn nhiều so với dạng tích trữ
dùng muôi eutectic.
Hệ thống tích trữ lạnh của hệ thống Water Chiller sử dụng nhiệt ẩn của lượng nước
lớn trong bình tích trữ nhiệt và liên kết với sự chuyển pha từ dạng rắn sang dạng lỏng
trong bình tích trữ lạnh.
5.4 Các thiết bị chính của hệ thống tích trữ lạnh.
5.4.1 Máy làm lạnh trung tâm.
Là các Chiller như đã giới thiệu ở chương 4. Bao gồm hai loại Chiller trong hệ
thống là Water Chiller và Glycol Chiller. Tùy phương pháp và tùy công nghệ mà
trong hệ thống được bố trí các loại Chiller khác nhau như chỉ Water Chiller, Glycol

Chiller hay cả hai loại này trong một hệ thống để miễn sao chúng được làm việc hợp
lý và tốt nhất là được.
Hệ thống Water Chiller: Thường ứng dụng cho hệ thống công nghệ tích tích trữ
lạnh dùng nước, và một số hệ thống công nghệ tích trữ lạnh dùng băng dạng tĩnh,
dạng động,…
Hệ thống Glycol Chiller: Thường ứng dụng cho hệ thống công nghệ tích trữ lạnh
dùng băng dạng bột băng, dạng tĩnh, dạng nỗi.
Hệ thống kết hợp bởi Water Chiller và Glycol Chiller: Với sự kết hợp như thế
này thì đa số đều sử dụng được cho các hệ thống công nghệ tích trữ kể trên.
Nhưng tỷ lệ hoạt động, ưu tiên hoạt động của các loại Chiller còn phụ thuộc vào
công nghệ và phương pháp tích trữ của hệ thống phụ tải.
5.4.2 Bơm.
Với một hệ thống trữ băng lớn thì cơ hội để tối ưu hóa năng lượng bơm là thường
hợp lý. Nó được hình thành bởi ba loại bơm riêng biệt, mỗi bơm có một nhiệm vụ
riêng.
Bơm Chiller: Bơm có thể tích không đổi, cung cấp tốc độ dòng của hệ thống, nhưng
một mình nó thì không thể thắng được cột áp của hệ thống.
Luận văn tốt nghiệp GVHD: PGS.TS LÊ CHÍ HIỆP
SVTH: Hồ Sỹ Nam 114
Bơm cấp tải (Load pump): Bơm chất tải lạnh đi vào dàn lạnh (AHU, FCU), là bơm
có thể tích thay đổi.
Bơm nước đá (Ice pump): Đây là bơm có thể tích thay đổi. Thay đổi lượng nước lạnh
tuần hoàn trong hệ thống trữ băng.
5.4.3 Bình tích trữ.
Có thể chứa những quả cầu lạnh, nước và chúng được làm lạnh nhờ chất tải lạnh.
Chất tải lạnh có thể là hỗn hợp nước, Etylence Glycol hay nước - Propylence Glycol.
Loại sử dụng phổ biến nhất trong tích trữ băng Glycol gọi là bồn tĩnh - là một
bồn kín trong đó nước đá là phương tiện tích trữ năng lượng lạnh.
Các bồn trữ lạnh thực hiện đông đá một phần trong ngày (khi không cần Chiller
cung cấp tải lạnh cho công trình ) và sau đó tan ra trong thời điểm khác của ngày (lúc

công trình cần đến tải lạnh ). Hình 5.11 là hệ thống các bình tích trữ băng của một dự
án tại nước Mỹ, cung cấp hơn 15000 tấn lạnh.

Hình 5.11
a. Bồn tích trữ băng dạng chứa các quả cầu băng (Nodule – STL).
Trong một số hệ thống lạnh có ứng dụng tích trữ lạnh để tiết kiệm năng lượng
thì bồn tích trữ lạnh được tích hợp cùng với Ball Ice và được gọi là STL.
Các sản phẩm của STL thường được ký hiệu theo quy ước sau:
Thí dụ: STL – AC.00 – 15
Trong đó:
15 - Thể tích, m
3

00 - Nhiệt độ chuyển pha,
0
C.
AC - Đường kính của Nodule, mm ; (98mm)
Quá trình chế tạo và phát triển quả cầu băng được mô phỏng như ở hình 5.12:
 Thành phần và cấu tạo nên quả cầu băng (Nodule) như sau:
Vật liệu: Hỗn hợp của Polyolefin, dày khoảng1,00mm.
Bên trong chứa PCM (Phase Change Material).