Hệ thống làm lạnh nước chiller 5 độ C 10m3/H

Dưới đây là phân tích chi tiết và các phương án đề xuất cho hệ thống làm lạnh nước Chiller 5°C, công suất 10 m³/giờ. Công ty Long Phát chuyên phân phối lắp đặt các hệ thống làm lạnh nước chiller công nghiệp lớn nhỏ 

Tóm tắt yêu cầu kỹ thuật cơ bản:

·  Hệ thống làm lạnh nước chiller 5 độ C 10m3/H Nhiệt độ nước đầu ra: 5°C.
· Lưu lượng nước: 10 m³/giờ ≈ 2.78 lít/giây ≈ 44 GPM (Gallons per minute).
· Tải lạnh yêu cầu: Phụ thuộc vào nhiệt độ nước đầu vào và ứng dụng. Đây là thông số QUAN TRỌNG NHẤT để chọn máy.

Bước 1: Tính Toán Công Suất Lạnh (RT – Ton Refrigeration)

Công thức cơ bản: Q = m * Cp * ΔT

Trong đó:

· Q: Công suất lạnh cần thiết (kW hoặc RT).
· m: Lưu lượng khối lượng của nước (kg/s). (10 m³/h ≈ 10,000 kg/h ≈ 2.78 kg/s).
· Cp: Nhiệt dung riêng của nước (4.18 kJ/kg.K).
· ΔT: Độ chênh lệch nhiệt độ nước đầu vào và đầu ra (°C).

Giả định thông số để tính toán:Hệ thống làm lạnh nước chiller 5 độ C 10m3/H
Nhiệt độ nước đầu vào thông thường cho ứng dụng làm lạnh sâu 5°C thường từ 25°C – 30°C (tùy môi trường và ứng dụng). Ta lấy mức trung bình ΔT = 25°C – 5°C = 20°C.

Tính toán:

· Q = 2.78 kg/s * 4.18 kJ/kg.K * 20 K ≈ 232 kW.
· Quy đổi sang RT (1 RT ≈ 3.516 kW): 232 kW / 3.516 ≈ 66 RT.

👉 Kết luận: Bạn cần tìm một Chiller công suất khoảng 65 – 75 RT để đảm bảo đủ công suất, tính đến hao phí đường ống và khả năng làm việc lâu dài.

Bước 2: Các Loại Chiller Phù Hợp

Với công suất này, bạn có 2 lựa chọn chính:

1. Chiller Gió (Air-Cooled Chiller)

· Hệ thống làm lạnh nước chiller 5 độ C 10m3/H Sử dụng quạt và dàn ống đồng cánh nhôm để thải nhiệt trực tiếp ra không khí.
· Ưu điểm:
· Lắp đặt đơn giản, không cần tháp giải nhiệt và đường ống nước cho giải nhiệt.
· Chi phí đầu tư ban đầu thường thấp hơn hệ thống nước.
· Phù hợp với nơi thiếu nước hoặc không gian lắp tháp giải nhiệt.
· Nhược điểm:
· Hiệu suất thấp hơn Chiller nước, tiêu thụ điện nhiều hơn (đặc biệt khi nhiệt độ môi trường cao).
· Tiếng ồn từ quạt lớn.
· Tuổi thọ máy nén có thể bị ảnh hưởng trong môi trường nóng.
· Phù hợp: Nhà xưởng, khu vực có không gian thoáng, điện năng không phải là vấn đề tối ưu chi phí hàng đầu.

2. Chiller Nước (Water-Cooled Chiller)

· Nguyên lý: Sử dụng tháp giải nhiệt (Cooling Tower) để làm mát nước, sau đó nước này sẽ giải nhiệt cho dàn ngưng của Chiller.
· Ưu điểm:
· Hiệu suất cao, tiết kiệm điện năng đáng kể (có thể tới 15-20% so với Chiller gió).

· Phòng thí nghiệm, HVAC cho phòng sạch hoặc các ứng dụng đòi hỏi độ ẩm thấp.

Tóm Tắt Quy Trình Lựa Chọn:

1. Xác định chính xác ΔT: Đo hoặc xác định nhiệt độ nước đầu vào thực tế.
2. Chọn loại Chiller (Gió/Nước): Dựa vào ngân sách, mặt bằng, chi phí điện và nước.
3. Liên hệ nhà cung cấp: Cung cấp thông số 10 m³/h, 5°C, ΔT = …°C. Họ sẽ tư vấn model ~70RT phù hợp.
4. Thiết kế hệ thống phụ trợ: Bơm, bình trữ lạnh, đường ống, cách nhiệt, dung dịch Glycol.
5. Lắp đặt & Bảo trì: Lắp đặt bởi kỹ thuật viên có chuyên môn, bảo dưỡng định kỳ.

Lời khuyên cuối: Bạn nên làm việc với một kỹ sư cơ điện hoặc nhà thầu chuyên nghiệp để có bản thiết kế chi tiết, đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.

· Hoạt động ổn định, tuổi thọ cao hơn do máy nén làm việc trong điều kiện tốt hơn.
· Thích hợp cho công suất lớn và lắp đặt trong nhà.
· Nhược điểm:
· Chi phí đầu tư cao hơn (cần tháp giải nhiệt, bơm, đường ống phức tạp).
· Cần bảo dưỡng định kỳ cả tháp giải nhiệt (vệ sinh, chống ăn mòn, rong rêu).
· Phù hợp: Hệ thống trung tâm, dự án cần tối ưu chi phí vận hành lâu dài, nhà máy sản xuất liên tục.

Khuyến nghị: Nếu điều kiện cho phép, Chiller Nước thường là lựa chọn kinh tế hơn về lâu dài cho công suất ~70RT.

Bước 3: Các Thiết Bị & Lưu ý Kỹ Thuật Kèm Theo

Một hệ thống hoàn chỉnh không chỉ có mỗi Chiller:

1. Chiller (65-75 RT): Nên chọn loại máy nén Scroll hoặc Screw cho công suất này. Máy nén Piston ít phổ biến hơn ở dải công suất lớn.
2. Bơm Nước Lạnh (Chilled Water Pump):
· Lưu lượng: ≥ 10 m³/h.
· Cột áp: Tính toán dựa trên tổn thất áp suất của Chiller, đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt cuối (AHU, FCU, đầu phun…). Dự phòng khoảng 3-4 bar (30-40 mH₂O) cho các hệ thống vừa.
3. Tháp Giải Nhiệt & Bơm Nước Giải Nhiệt (nếu dùng Chiller Nước):
· Công suất tháp phải tương thích với nhiệt lượng thải ra của Chiller (lớn hơn công suất lạnh một chút).
4. Bình Giãn Nở (Expansion Tank): Để bù thể tích nước giãn nở vì nhiệt trong hệ thống đường ống kín.
5. Bình Trữ Lạnh (Water Tank/Buffer Tank): RẤT QUAN TRỌNG cho hệ thống 5°C.
· Chức năng: Trữ nước lạnh, tránh cho Chiller khởi động tắt quá thường xuyên, đáp ứng phụ tải thay đổi đột ngột.
· Thể tích khuyến nghị: 2-3 phút lưu lượng = (10 m³/h / 60 ph) * 3 phút ≈ 0.5 – 1 m³.
6. Hệ Thống Đường Ống & Cách Nhiệt:
· BẮT BUỘC phải bọc cách nhiệt dày và kín toàn bộ đường ống nước lạnh, bình trữ lạnh để chống thất thoát lạnh và đọng sương.
7. Dung Dịch Chống Đông (Glycol):
· Nếu nhiệt độ nước 5°C và môi trường lắp đặt ẩm ướt, có nguy cơ nước đóng băng trong dàn bay hơi, cần pha dung dịch Glycol (thường là Ethylene hoặc Propylene Glycol).
· Tỷ lệ pha sẽ quyết định điểm đóng băng. Ví dụ: dung dịch 20% Glycol có điểm đóng băng khoảng -10°C, an toàn cho yêu cầu 5°C.

Bước 4: Ứng Dụng Điển Hình

Hệ thống này thường dùng cho:

· Nhà máy nhựa: Làm lạnh khuôn ép nhựa.
· Nhà máy thực phẩm, đồ uống: Làm lạnh nhanh, bảo quản.
· Lò phản ứng hóa học: Kiểm soát nhiệt độ quá trình.