Các tùy chọn bảo vệ chiller tuần hoàn và khả năng tương thích chất lỏng
Chiller tuần hoàn được dùng để làm mát nhiều loại thiết bị, bao gồm thiết bị y tế, laser, kính hiển vi, thiết bị phân tích, thiết bị xử lý bán dẫn, nguồn điện, linh kiện điện tử và nhiều ứng dụng khác. Chiller có nhiều tùy chọn để xây dựng cấu hình hệ thống phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Các tùy chọn chiller bao gồm bảo vệ, tiện lợi, ứng dụng đặc biệt và tương thích chất lỏng.
Các tùy chọn bảo vệ và tiện lợi gồm: van lưu lượng ngoài, van xả áp ngoài, hệ thống chống xifông, bộ lọc khí, bộ lọc nước và khả năng khởi động từ xa. Việc chọn đúng tùy chọn giúp việc vận hành và bảo trì chiller dễ dàng hơn, hạn chế tối đa nguy cơ hỏng hóc sớm và đảm bảo hiệu suất tối ưu cho toàn hệ thống.
Van và bộ lọc được xếp vào nhóm tùy chọn bảo vệ. Van giúp kiểm soát lưu lượng và áp suất cho ứng dụng.
Van lưu lượng ngoài là tùy chọn rất được khuyến nghị. Van lưu lượng ngoài là loại van cầu điều chỉnh bằng tay, dùng để kiểm soát lưu lượng chất làm mát đến ứng dụng của bạn. Khi van mở, một phần lưu lượng sẽ đi vòng qua ứng dụng và quay trở lại đường hồi của chiller.
Van lưu lượng ngoài được lắp ở mặt sau chiller, song song với đường cấp/hồi chất làm mát.
Tùy chọn này hữu ích cho các ứng dụng chưa xác định rõ mức sụt áp của quy trình, hoặc cần một lưu lượng cụ thể. Ngoài ra, tùy chọn này còn giúp chiller vận hành linh hoạt tối đa ở nhiều mức lưu lượng khác nhau.
Một tùy chọn khác là van xả áp ngoài. Van này giúp chiller tuần hoàn tiếp tục hoạt động, duy trì nhiệt độ và áp suất khi lưu lượng đến ứng dụng bị gián đoạn tạm thời. Ví dụ: tùy chọn này hữu ích khi ứng dụng bật/tắt theo chu kỳ. Van xả áp ngoài cũng giúp ngăn áp suất cấp của chiller vượt quá mức cài đặt định trước. Không nên chọn đồng thời van xả áp ngoài và van lưu lượng ngoài, vì sự tương tác giữa hai van này có thể khó kiểm soát.
Van xả áp ngoài là van một chiều điều chỉnh bằng tay, có thể cài đặt trong khoảng 50–100 psig. Khi lưu lượng bị gián đoạn, van sẽ mở và chuyển hướng dòng chảy về đường hồi của chiller. Van này thường được lắp bên ngoài, ở mặt sau chiller, song song với đường cấp/hồi chất làm mát. Khi dùng bơm thể tích kết hợp với van xả áp ngoài, mức cài đặt van bypass tích hợp của bơm thường được tăng lên 90 psi. Điều này nhằm ngăn bơm chuyển hướng dòng chảy gây ra tình trạng lưu lượng thấp trên đường hồi, khiến chiller tự tắt. Cần duy trì lưu lượng tối thiểu 0,5 gpm đối với các dòng chiller RC006 đến RC022, và 1,5 gpm đối với RC030 và RC045 của Eaton để tránh tình trạng lưu lượng thấp này.
Một tùy chọn van vừa mang tính bảo vệ vừa tiện lợi là hệ thống chống xifông. Hệ thống này cho phép lắp chiller ở vị trí thấp hơn ứng dụng. Bồn chứa của chiller được thông hơi, nên khi chiller tắt, chất làm mát trong các ống nối giữa chiller và ứng dụng sẽ chảy ngược về bồn nếu ứng dụng đặt ở vị trí cao hơn chiller. Trong trường hợp đó, chất lỏng có thể tràn bồn nếu không lắp hệ thống chống xifông. Tùy chọn hệ thống chống xifông có lợi nhất khi không gian hạn chế và vị trí duy nhất có thể đặt chiller là bên dưới ứng dụng, hoặc trong môi trường phòng sạch.
Hệ thống chống xifông này gồm một van một chiều nội bộ lắp trên đường cấp và một van điện từ lắp trên đường hồi. Van một chiều cho phép chất làm mát chảy đến ứng dụng nhưng ngăn không cho chảy ngược về chiller. Van điện từ sẽ mở khi có điện để chất làm mát lưu thông bình thường, và đóng lại khi mất điện để ngăn chất làm mát chảy ngược vào bồn chứa thông hơi của chiller.
Cũng như van, bộ lọc giúp bảo vệ cả chiller lẫn ứng dụng.
Với môi trường nhiều bụi và/hoặc bẩn, bạn nên trang bị bộ lọc khí. Bộ lọc khí giúp ngăn bụi tích tụ, là nguyên nhân có thể làm giảm khả năng làm mát của chiller. Có nó, nhu cầu vệ sinh cuộn ngưng tụ và các linh kiện làm lạnh bên trong khác cũng giảm đi. Bộ lọc khí được lắp bên trong chiller, ngay sau lưới tản nhiệt phía trước, nên rất dễ tiếp cận. Eaton khuyến nghị thay bộ lọc khí định kỳ, tùy theo mức độ bụi trong không khí. Ví dụ: trong môi trường sạch như phòng thí nghiệm có điều hòa, có thể chỉ cần thay bộ lọc khí 6 tháng một lần. Nhưng trong môi trường nhiều bụi bẩn như sàn xưởng cơ khí, có thể cần thay bộ lọc hàng tháng.
Bộ lọc nước hay chất làm mát cũng quan trọng không kém bộ lọc khí. Đúng như tên gọi, bộ lọc 5 micron loại bỏ các hạt có kích thước đến 5 µm (0,197 mil) khỏi chất làm mát cấp cho ứng dụng, giúp bảo vệ thiết bị khỏi tắc nghẽn hoặc hư hỏng do cặn bẩn tích tụ. Bộ lọc được lắp trên đường cấp của chiller. Toàn bộ lưu lượng chất làm mát đều được dẫn qua bộ lọc này. Nếu chiller có cả bộ lọc chất làm mát lẫn van xả áp hoặc van lưu lượng, bộ lọc sẽ được lắp sau van. Trong trường hợp đó, 100% lưu lượng chất làm mát đến ứng dụng sẽ đi qua bộ lọc. Eaton khuyến nghị kiểm tra bộ lọc ngay ngày hôm sau ngày lắp đặt ban đầu, sau đó kiểm tra định kỳ hàng tuần. Nếu không thay lõi lọc kịp thời, lưu lượng có thể giảm, kéo theo khả năng làm mát của chiller giảm hoặc khiến hệ thống ngừng hoạt động.
Các bộ lọc này có thể dùng với cả bơm tuabin và bơm thể tích. Chúng đặc biệt hữu ích khi dùng bơm thể tích, vốn khá nhạy cảm với cặn bẩn. Không nên dùng bộ lọc chất làm mát với bơm ly tâm vì mức sụt áp qua bộ lọc quá cao.
Tùy chọn khởi động từ xa được xếp vào nhóm tiện lợi:
Gói bộ điều khiển chiller tiêu chuẩn đã tích hợp sẵn tính năng tự khởi động lại; tuy nhiên, tùy chọn khởi động từ xa sẽ hữu ích trong trường hợp muốn khởi động đồng thời thiết bị và chiller tuần hoàn từ máy tính hoặc rơ-le, giúp vận hành thuận tiện hơn. Tùy chọn khởi động từ xa cho phép một mạch bên ngoài điều khiển việc bật/tắt chiller thông qua các tiếp điểm khô ở mặt sau chiller. Khởi động từ xa còn giúp tránh tình huống vô tình vận hành ứng dụng khi chưa bật chiller (hoặc ngược lại), điều có thể gây hư hỏng, lãng phí năng lượng, v.v.
Chiller tuần hoàn là hệ thống làm mát bằng chất lỏng, cho khả năng kiểm soát nhiệt độ chính xác và/hoặc làm mát xuống dưới nhiệt độ môi trường (Hình 1). Chiller có nhiều tùy chọn để dễ dàng tích hợp vào nhiều ứng dụng đa dạng. Các tùy chọn này gồm: ứng dụng đặc biệt, tương thích chất lỏng, bảo vệ và tiện lợi.
Các tùy chọn ứng dụng đặc biệt và tương thích với chất lỏng của chiller bao gồm: bộ gia nhiệt, gói cách nhiệt bên trong, vận hành ở nhiệt độ thấp, bộ ngưng tụ làm mát bằng nước và điểm đặt 0,1°C.
Khi nhiệt độ môi trường thấp hơn nhiệt độ điểm đặt yêu cầu của chiller, có thể cần trang bị bộ gia nhiệt. Tùy chọn này đặc biệt hữu ích khi thiết bị được tắt vào ban đêm, hoặc thường xuyên bật/tắt trong môi trường lạnh. Bộ gia nhiệt là loại điện trở nhúng chìm 2000 W, 230 V, giúp đạt nhiệt độ điểm đặt nhanh hơn khi khởi động nguội hoặc khi điểm đặt chất làm mát thay đổi liên tục. Bộ gia nhiệt được tích hợp sẵn chức năng tự ngắt khi quá nhiệt (không thể điều chỉnh). Khi nhiệt độ chất làm mát cách nhiệt độ cài đặt trong khoảng 3°C, bộ gia nhiệt sẽ tắt và chu trình làm lạnh tiếp quản cho đến khi đạt nhiệt độ cài đặt. Tùy chọn này có trên các dòng chiller RC011 đến RC045 của Eaton. Tùy chọn này không mở rộng phạm vi nhiệt độ chất làm mát.
Gói cách nhiệt bên trong giúp giảm đáng kể hiện tượng đọng sương trên bồn chứa, đầu bơm và đường ống chất làm mát khi nhiệt độ cài đặt của chiller thấp hơn điểm sương của môi trường. Gói này còn giúp ngăn ăn mòn bên trong chiller và tránh hư hỏng thiết bị điện tử do nước nhỏ giọt. Nên trang bị gói cách nhiệt bên trong cho các ứng dụng có nhiệt độ cài đặt từ 10°C trở xuống, hoặc khi nhiệt độ môi trường trên 25°C.
Với các điểm đặt nhiệt độ thấp (từ -5°C đến 25°C), tùy chọn vận hành ở nhiệt độ thấp giúp đạt hiệu suất tối đa và cho khả năng làm mát ở nhiệt độ thấp tốt hơn so với chiller tiêu chuẩn. Cần có gói cách nhiệt bên trong đi kèm khi chọn tùy chọn này. Tùy chọn vận hành ở nhiệt độ thấp thường được dùng cho laser, làm mát tia X, thiết bị phân tích và nhiều ứng dụng khác.
Một tùy chọn khác là bộ ngưng tụ làm mát bằng nước. Tùy chọn này cho phép thải nhiệt ra nguồn chất làm mát lỏng bên ngoài thông qua bộ ngưng tụ dạng tấm hàn lỏng-lỏng, thay vì thải ra không khí bằng bộ ngưng tụ lỏng-khí. Tùy chọn này giúp tránh làm nóng phòng và giảm nguy cơ quá tải hệ thống điều hòa. Ngoài ra, chiller giải nhiệt nước còn vận hành êm hơn vì không có quạt ngưng tụ. Nguồn chất làm mát lỏng thường là nước cấp của cơ sở, nhưng cũng có thể là một chiller khác đặt ở phòng khác. Khả năng làm mát của chiller được tính dựa trên nhiệt độ nước cấp của cơ sở là 75°F (24°C), ở áp suất dưới 100 psi. Hình 2 thể hiện lưu lượng nước cấp khuyến nghị của cơ sở cho từng dòng chiller tuần hoàn Eaton. Liên hệ bộ phận kỹ thuật ứng dụng của Eaton để biết lưu lượng nước cấp cần thiết ở các mức nhiệt độ khác nhau.
Bảng: Lưu lượng nước cấp của cơ sở khuyến nghị cho chiller tuần hoàn của Eaton
| Model | lưu lượng (tối thiểu) |
| RC011 | 1,4 gpm |
| RC022 | 1,4 gpm |
| RC030 | 1,9 gpm |
| RC045 | 3,4 gpm |
Với chiller tiêu chuẩn, người dùng có thể đặt nhiệt độ đến đơn vị độ gần nhất. Với tùy chọn điểm đặt 0,1°C, có thể đặt nhiệt độ chính xác đến một phần mười độ, cho phép kiểm soát nhiệt độ chất làm mát chặt chẽ hơn. Tùy chọn này chỉ hỗ trợ đơn vị độ C. Nên chọn tính năng này khi ổn định nhiệt độ là yếu tố then chốt. Làm mát laser và làm mát thiết bị phân tích là hai ứng dụng điển hình thường cần đến tùy chọn này.
Các tùy chọn tương thích với chất lỏng bao gồm lõi lọc nước khử ion (DI), hệ thống đường ống độ tinh khiết cao và khả năng tương thích PAO.
Lõi lọc nước DI loại bỏ ion khỏi chất làm mát, duy trì điện trở suất của chất lỏng trong khoảng 1–3 Megaohm/cm bằng cách cho một phần dòng chảy đi qua lớp nhựa trao đổi ion. Lõi lọc được lắp bên ngoài, trên đường hồi về chiller. Khi chọn tùy chọn này, nên chọn kèm hệ thống đường ống có độ tinh khiết cao do nước khử ion có tính ăn mòn. Trong điều kiện vận hành bình thường, nên thay bộ lọc mỗi 3–6 tháng. Có thể đo điện trở suất để xác định xem có cần thay lõi lọc sớm hơn không. Tùy chọn này không kèm đèn báo điện trở suất và không tương thích với bơm ly tâm.
Với tùy chọn hệ thống đường ống có độ tinh khiết cao, mọi bộ phận tiếp xúc chất lỏng đều tương thích hoàn toàn với nước DI. Các linh kiện độ tinh khiết cao bao gồm bộ bay hơi hàn niken, bơm thể tích bằng thép không gỉ và các đầu nối mạ niken hoặc nylon. Chúng tôi khuyến nghị chọn kèm tùy chọn hệ thống đường ống có độ tinh khiết cao khi sử dụng lõi lọc nước DI.
Chiller tiêu chuẩn thường dùng nước lọc, hoặc dung dịch nước pha ethylene glycol/propylene glycol có chất ức chế. Tuy nhiên, polyalphaolefin cũng có thể được dùng làm chất làm mát. Polyalphaolefin (PAO) là chất lỏng truyền nhiệt thường dùng trong ngành quân sự và hàng không vũ trụ, nhờ đặc tính điện môi và khả năng chịu dải nhiệt độ vận hành rộng. Khi dùng chất lỏng này, cần chọn đúng vật liệu tiếp xúc chất lỏng phù hợp. Tùy chọn tương thích PAO bao gồm bơm ly tâm ½ HP, phụ kiện nối bằng đồng thau, ống khóa đẩy, bộ lọc dầu 5 micron, hệ thống chống xifông và gói cách nhiệt bên trong. Tùy chọn tương thích PAO chỉ có trên các dòng chiller tuần hoàn RC011, RC022, RC030 và RC045.
Chiller tuần hoàn có rất nhiều tùy chọn. Khả năng tương thích chất làm mát và các tùy chọn kiểm soát nhiệt độ chỉ là một phần trong đó. Việc hiểu rõ các tùy chọn sẵn có trên chiller rất quan trọng để xác định chiller có đáp ứng đúng nhu cầu làm mát bằng chất lỏng của ứng dụng hay không.
Chiller tuần hoàn có rất nhiều tùy chọn. Van, bộ lọc và khởi động từ xa chỉ là một vài trong số các tùy chọn có trên hệ thống làm mát tiêu chuẩn. Việc chọn đúng tùy chọn giúp vận hành, bảo trì hệ thống dễ dàng hơn, đồng thời tiết kiệm chi phí. Hệ thống làm mát cũng có thể được sửa đổi để đáp ứng thêm các yêu cầu khác. Ví dụ: có thể thiết kế chiller tuần hoàn tùy chỉnh để giảm tiếng ồn, tăng công suất hoặc khả năng làm mát, với nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, có hoặc không có “vỏ”, cùng nhiều tùy chỉnh khác.
Gửi email
Câu hỏi Thường gặp MyEaton
