Máy làm mát công nghiệp, chiller làm lạnh cho công nghiệp

Là một hệ thống quan trọng trong các nhà máy, xí nghiệp sản xuất. Chiller có khả năng làm giảm nhiệt độ của nước hoặc dung dịch cần được làm mát xuống mức nhiệt độ cần thiết để đáp ứng nhu cầu sản xuất.

Một số điều cần biết về máy làm mát, chiller công nghiệp.

Công suất làm lạnh: Là thông số quan trọng xác định khả năng làm lạnh của chiller. Công suất làm lạnh được đo bằng kW hoặc ton làm lạnh (ton lạnh – RT)
Nhiệt độ làm lạnh: Máy chiller công suất lớn có khả năng làm lạnh dung dịch đến mức độ được cài đặt, từ 5~10 độ C. Nhiệt độ này có thể được điều chỉnh chính xác để đáp ứng yêu cầu cho từng ngành công nghiệp cụ thể.
Áp suất làm lạnh: Áp suất làm lạnh là áp suất máy nén khí làm lạnh. Khí ở đây có thể là R134A HFC, R717 Ammonia..v.v. Chi tiết các loại chất làm lạnh có thể xem tại đây:
Các tính năng bảo vệ: Thiết bị chiller công nghiệp thường được trang bị các tính năng bảo vệ như bảo vệ quá áp, quá nhiệt, chống gió ngược, bảo vệ quá tải để đảm bảo độ an toàn cho người dùng, đảm bảo độ bền và độ tin cậy của hệ thống.

Phân loại Chiller

Chiller thường có 2 loại chính là: Chiller giải nhiệt gió và Chiller giải nhiệt nước.

Chiller giải nhiệt gió và chiller giải nhiệt nước

Chiller giải nhiệt gió và Chiller giải nhiệt nước

Chiller giải nhiệt nước: là loại phổ biến hơn, có công suất lớn, thích hợp với các công trình lớn hoặc rất lớn.
Chiller giải nhiệt gió: Công suất hoạt động nhỏ, thích hợp với các công trình yêu cầu công suất nhỏ và những nơi sử dụng nước bị nhiễm phèn.

Ngoài ra việc phân loại hệ thống này có nhiều cách khác nhau như sau:

Theo máy nén như: Piston, trục vít, xoắn ốc, ly tâm…
Theo thiết bị ngưng tụ như water-cooled
Thiết bị hồi nhiệt (Heat recovery)
Loại lưu lượng qua bình bay hơi không thay đổi hoặc thay đổi lưu lượng nước
Ngoài ra, có thêm loại Chiller hấp thụ.

11 Loại chất làm lạnh phổ biến trong hệ thống máy làm lạnh - Chiller

Dưới đây là danh sách 11 loại chất làm lạnh phổ biến trong hệ thống điều hòa chiller:

Nước: Giá rẻ, không độc hại, dễ tiếp cận và thân thiện với môi trường, nhưng dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường và gây ăn mòn.
R134A HFC: Loại chất làm lạnh hydrofluorocarbon (HFC) phổ biến, ổn định nhiệt, an toàn và không ăn mòn.
R744 CO2: Không cháy và không độc hại, nhưng cần hệ thống lớn để xử lý khí và có nguy cơ rò rỉ.
R717 Ammonia: Chất làm lạnh phổ biến nhất với chỉ số hấp thụ nhiệt cao, phù hợp cho các đơn vị làm lạnh nhỏ, nhưng cần xử lý cẩn thận do hiệu ứng độc hại đối với con người.
HCFC - Hydrochlorofluorocarbons: Nhóm chất làm lạnh có GWP cao và độc hại.
HCS - Hydrocarbon: Chất làm lạnh dễ cháy, bao gồm R600A (isobutene) và R290 (propane) phổ biến trong công nghiệp thân thiện với môi trường.
R407C: Kết hợp của các hydrofluorocarbons, là chất thay thế R-22 đang được phát triển.
R404A: Sử dụng cho quá trình làm lạnh ở nhiệt độ thấp đến trung bình, phù hợp cho siêu thị và kho lạnh.
R410A: Zeotropic mixture của hydrofluorocarbons được sử dụng rộng rãi trong điều hòa không khí.
R448A: Blend không cháy dùng thay thế R-22 và R404A trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp.
R449A: Blend thay thế R404A và R507A trong các ứng dụng ở nhiệt độ thấp đến trung bình.

Sự lựa chọn loại chất làm lạnh phụ thuộc vào yêu cầu công nghiệp, chi phí và tuân thủ các quy định về môi trường, sức khỏe và tiềm năng làm ấm toàn cầu. Tuy nhiên, như đã nói trên, dòng gas lạnh R134A hiện đang được sử dụng thông dụng và phổ biến nhất cho hệ thống điều hòa Chiller.

Lý do lựa chọn Gas Lạnh R134A cho hệ thống điều hòa Chiller

R134a là một chất làm lạnh HCFC tiêu biểu, được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều hòa không khí, đặc biệt cho hệ thống điều hòa trung tâm Chiller. R134a có những ưu điểm như:

An toàn: R-134A là chất làm lạnh không độc và không cháy, làm tăng tính an toàn trong quá trình vận hành, bảo dưỡng và trường hợp có rò rỉ tiềm ẩn. Trái lại, R-22 và R-404A được phân loại là chất làm lạnh có độ cháy vừa phải, gây nguy cơ cao trong một số tình huống.
Tác động đến môi trường: R-134A có chỉ số tiềm năng gây hiệu ứng nhà kính (GWP) thấp hơn đáng kể so với R-22 và R-404A. GWP đo lường tác động của một chất làm lạnh gây hiệu ứng nhà kính so với khí carbon dioxide. Bằng cách sử dụng R-134A, hệ thống máy lạnh góp phần giảm thiểu tác động lên biến đổi khí hậu.
Tuân thủ quy định: R-134A tuân thủ nhiều quy định và tiêu chuẩn môi trường, bao gồm Hiệp định Montreal, nhằm loại bỏ dần các chất gây suy giảm tầng ozon như R-22. Việc sử dụng R-22 đang được loại bỏ dần trên toàn cầu và sản xuất, nhập khẩu của nó đã giảm đáng kể.
Hiệu suất năng lượng: R-134A có tính chất termo động lực thuận lợi, tối ưu hóa hiệu suất năng lượng trong hệ thống máy lạnh. Các đặc tính hiệu suất của nó, chẳng hạn như nhiệt dung cụ thể và nhiệt lượng bay hơi tiềm tàng, đóng góp vào quá trình làm lạnh hiệu quả và giảm tiêu thụ năng lượng.
Khả năng và giá cả: R-134A có sẵn rộng rãi và giá cả hợp lý so với R-22 và R-404A. Khi R-22 đang bị loại bỏ, nguồn cung của nó đang giảm, làm tăng giá thành và khó có thể tìm thấy. R-404A, mặc dù vẫn đang được sử dụng, cũng đối diện với các hạn chế trong tương lai do GWP cao.

Cơ chế hoạt động của chiller, máy làm lạnh nước công nghiệp

Hệ thống chiller hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển hóa trạng thái của nước. Nước từ dạng khí ngưng tụ chuyển thành dạng lỏng; dạng lỏng đông đặc thành rắn.
Ở quá trình thu nhiệt trong hệ thống, nước được chuyển hóa từ thể rắn sang lỏng rồi sang khí. Có nghĩa là dùng nhiệt môi trường xung quanh, làm mát môi trường và giảm nhiệt độ.
Nếu xảy ra ngược lại sẽ là quá trình tỏa nhiệt. Hệ thống chiller thường áp dụng quá trình hóa lỏng sang khí (bay hơi nước) để thu được nhiệt xung quanh và làm lạnh chúng: gas lỏng bay hơi và thu nhiệt từ nước khiến nước lạnh đi theo yêu cầu.
Ở quá trình ngược lại: gas hơi áp suất được nên gas lạnh. Khi đi qua máy nén thì gas ở trạng thái hơi áp suất cao sẽ được giải nhiệt hoàn toàn để trở thành dạng lỏng trong một chu trình khép kín1. Hệ thống được điều chỉnh bằng van tự động.