Chiller giải nhiệt gió: Cấu tạo, Ưu điểm, Phân loại

Với sự cải tiến liên tục về công nghệ, chiller giải nhiệt gió hứa hẹn mang đến trải nghiệm vận hành thông minh. Đây là giải pháp làm mát tối ưu, có xu hướng sử dụng ngày càng rộng rãi trong tương lai.

1. Giới thiệu chung về chiller giải nhiệt gió

Chiller giải nhiệt gió là hệ thống máy làm mát theo cơ chế tản nhiệt dàn ngưng tụ bằng quạt gió. Thiết bị này không gồm tháp giải nhiệt và nguồn nước như dòng chiller giải nhiệt nước. 

Bằng cách tận dụng trực tiếp luồng không khí tự nhiên, máy đem lại hiệu quả làm lạnh ổn định. Toàn bộ quá trình làm mát diễn ra gọn gàng, không cần thêm thiết bị phụ trợ phức tạp.

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, thiết bị này đang dẫn đầu xu hướng công nghệ.

Nhận thấy rõ lợi ích vượt trội trên, nhiều nhà máy, nhà cao ốc đã lựa chọn, lắp đặt sản phẩm này.

2. Chi tiết cấu tạo chiller giải nhiệt gió

Nhằm gia tăng hiệu quả làm mát, độ ổn định, người ta đã thiết kế chiller giải nhiệt gió gồm nhiều bộ phận. Tất cả cùng phối hợp nhịp nhàng, tạo thành chu trình khép kín.

• Máy nén: Có nhiệm vụ nén môi chất lạnh, tạo áp suất cao để chuẩn bị cho quá trình trao đổi nhiệt. Bộ phận này quyết định trực tiếp đến hiệu suất, độ bền chiller.
• Dàn ngưng tụ: Là nơi môi chất lạnh ở áp suất cao được quạt gió thổi qua. Giúp tản nhiệt gas nóng, ngưng tụ thành dạng lỏng.
• Van tiết lưu: Có nhiệm vụ kiểm soát lưu lượng gas lạnh đi vào dàn bay hơi. Khi áp suất và nhiệt độ tại đây giảm, gas sẽ hấp thụ nhiệt để duy trì hiệu quả làm mát.
• Dàn bay hơi: Là nơi gas lạnh hấp thụ nhiệt từ nguồn cần làm lạnh (thường là nước), quyết định độ mát đầu ra của hệ thống.
• Quạt gió: Là quạt công suất lớn, bố trí song song với dàn ngưng tụ. DDảm nhiệm vai trò đưa khí nóng ra môi trường.
• Điều khiển điện tử: Tích hợp các loại cảm biến, giúp toàn bộ hệ thống tự vận hành. Đồng thời cảnh báo sự cố (nếu có) và tối ưu năng lượng.

3. Chiller giải nhiệt gió có đặc điểm gì ưu việt?

3.1. Vận hành mát lạnh, không cần nguồn nước

Chiller giải nhiệt gió vận hành hoàn toàn bằng không khí, không dùng đến nguồn nước để làm mát.

Khi môi chất lạnh được nén ở áp suất cao, đi vào dàn ngưng. Quạt gió trực tiếp thổi luồng không khí mát qua các ống đồng tản nhiệt.

Khí nóng được đẩy ra ngoài, gas nhanh chóng hạ nhiệt, chuyển thành dạng lỏng, chuẩn bị cho chu trình sau.

Việc tản nhiệt không phụ thuộc vào nguồn nước đem lại nhiều lợi ích quan trọng:

• Máy vận hành tốt cả ở những nơi khan hiếm nước ở các khu đô thị.
• Người dùng không cần loại bỏ cặn, rong rêu trong đường ống (là những yếu tố phát sinh do nguồn nước, gây giảm hiệu suất).
• Không cần diện tích lớn, chỉ cần không gian đủ thoáng để đặt quạt gió và giúp quạt hoạt động (hút, nhả khí). 

3.2. Ít phí vận hành hơn nhiều tháp giải nhiệt nước

Sở dĩ chi phí vận hành của dòng chiller gió ít hơn đáng kể so với tháp tản nhiệt nước là do:

• Thứ nhất, chiller nước cần tháp giải nhiệt, bơm tuần hoàn, bể chứa, đường ống cấp - thoát nước. Đây là những hạng mục cần nhiều chi phí đầu tư ban đầu, đồng thời kéo theo chi phí điện năng khi vận hành. Trong khi đó, dòng chiller gió chỉ cần dàn ngưng và quạt gió, chi phí đầu tư thấp, phí vận hành không đáng kể.
• Thứ hai, các tháp giải nhiệt mỗi ngày cần tiêu thụ vài chục đến hàng trăm mét khối nước. Bên cạnh đó là chi phí hóa chất chống cặn, xử lý rong rêu. Còn ở chiller gió, khoản phí này hoàn toàn được cắt bỏ. Vì hệ thống vận hành hoàn toàn bằng không khí.
• Thứ ba, việc không dùng đến tháp giải nhiệt cũng có nghĩa doanh nghiệp không cần thay thế linh kiện, bảo trì đường ống dẫn trong thiết bị này. Công tác bảo dưỡng chỉ còn các việc cơ bản nh: vệ sinh dàn ngưng, quạt gió. 

3.3. Phù hợp lắp đặt trong môi trường hạn chế nước

Đối với những khu vực khan hiếm hoặc khó tiếp cận nguồn nước, đây là lợi thế ăn điểm tuyệt đối của chiller tản nhiệt gió.

Hệ thống tản nhiệt nước luôn phụ thuộc vào lượng nước lớn khi vận hành. Nhưng trong thực tế,  nhiều khu đô thị đông dân, hoặc nơi có hạ tầng cấp thoát nước hạn chế thường xuyên thiếu nước.

 Việc duy trì nguồn nước cho tháp giải nhiệt hoạt động ổn định là thách thức lớn.

Chill giải nhiệt gió vận hành bằng khí tự nhiên, không phụ thuộc vào nguồn nước. 

4. Các cách phân loại chiller giải nhiệt gió phổ biến

Rất nhiều phiên bản chiller giải nhiệt gió khác nhau đã ra mắt thị trường. Người ta phân loại thiết bị dựa trên các yếu tố như: công suất, số lượng máy nén, kiểu lắp đặt.

• Theo công suất: Chiller công suất nhỏ, dùng trong không gian hẹp; chiller công suất vừa, dùng cho tòa nhà, trung tâm lưu trữ. Loại công suất lớn, lắp ở khu chế xuất.
• Lượng máy nén: Gồm dòng 1 máy nén và dòng nhiều máy nén. Trong đó, loại nhiều máy nén có thể chia tải theo nhu cầu. Nếu 1 máy cần bảo dưỡng, các máy còn lại vẫn duy trì được hiệu suất.
• Kiểu lắp đặt: Gồm chiller dạng đứng, phù hợp lắp ở mái nhà cao tầng; dạng nằm dùng cho nhà xưởng.

5. Cách thức chiller giải nhiệt gió hoạt động

Chiller giải nhiệt gió vận hành theo nguyên lý trao đổi nhiệt tuần hoàn kín. Trong đó, môi chất lạnh (gas) liên tục thay đổi trạng thái để hấp thụ và tản nhiệt. Chu trình này gồm 4 bước chính như sau:

• Nén khí lạnh: Tại dàn bay hơi, máy nén hút môi chất lạnh ở dạng hơi, áp suất thấp, nén lên áp suất cao, nhiệt độ cao.
• Ngưng tụ -thải nhiệt: Hơi gas bay vào dàn ngưng tụ. Lúc này, dưới tác động của các quạt gió công suất lớn, không khí tự nhiên được thổi qua cánh tản nhiệt. Nhờ đó, nhiệt từ gas được truyền ra ngoài, nhiệt độ giảm khiến chúng từ từ chuyển từ thể hơi sang thể lỏng.
• Làm lạnh môi chất: Gas dạng lỏng đi qua van tiết lưu, lúc này áp suất và nhiệt độ đã giảm mạnh. Môi chất biến thành dòng hỗn hợp ở cả thể hơi và lỏng, sẵn sàng tiếp tục hấp thụ nhiệt.
• Bay hơi: Môi chất lạnh đi vào dàn bay hơi, tiếp tục hấp thụ nhiệt từ nước cần làm mát. Phần nước đã được hạ nhiệt sẽ được đưa về hệ thống điều hòa trung tâm hoặc các thiết bị sản xuất. Phần gas đã hấp thụ nhiệt biến thành thể hơi, tiếp tục được máy nén hút về, tạo chu trình mới.

6. Chiller giải nhiệt gió và chiller giải nhiệt nước loại nào tốt hơn

Đây là câu hỏi của hầu hết các chủ doanh nghiệp, nhà thầu cơ điện khi cần chọn mua hệ thống làm mát. Yên Phát xin so sánh nhanh 2 dòng chiller để bạn lựa chọn đúng nhu cầu.

Như vậy, chiller gió nổi bật về khả năng tiết kiệm chi phí, nhưng hiệu quả làm mát còn hạn chế. Còn chiller nước cần chi phí đầu tư và vận hành cao, đổi lại, hiệu suất làm mát đáp ứng nhu cầu lớn. 

Tùy vào nhu cầu thực tế, nên cân nhắc dòng chiller phù hợp nhất cho công trình.

7. Mẹo dùng chiller giải nhiệt gió hiệu quả, ít lỗi vặt

Muốn tăng hiệu quả làm mát cho chiller giải nhiệt gió, hãy áp dụng các mẹo sau:

• Chọn vị trí lắp: Vì chiller giải nhiệt gió làm mát nhờ luồng khí tự nhiên nên vị trí lắp đặt cần rộng rãi, không bị che chắn.
• Vệ sinh định kỳ: Cần thực hiện đối với dàn ngưng và quạt gió, định kỳ 1 - 2 lần/tháng. Việc này nhằm loại bỏ các yếu tố cản trở trao đổi nhiệt, chủ yếu là bụi bẩn.
• Kiểm tra môi chất: Cần chú ý đến lượng gas và áp suất gas, bổ sung ngay khi cần để hệ thống hoạt động hiệu quả.

Không để chiller chạy quá tải và lập kế hoạch bảo trì tổng thể, chuyên sâu 6 - 12 tháng/lần.

8. Xu hướng công nghệ mới của chiller giải nhiệt gió

Hiện nay, nhu cầu làm mát trong công nghiệp ngày càng cao. Yêu cầu tiết kiệm năng lượng và giảm phát sinh chất thải rất khắt khe. Chiller giải nhiệt gió đã đạt được những bước tiến công nghệ quan trọng, đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường.

Việc đổi mới công nghệ trong tương lai là xu hướng tất yếu, giúp tối ưu hóa thiết bị. Theo đó:

• Máy nén và quạt gió được tích hợp biến tần, cho phép điều chỉnh công suất linh hoạt theo tải thực tế.
• Chiller hiện đại được trang bị cảm biến và kết nối IoT, giúp giám sát nhiệt độ, áp suất, lưu lượng gió theo thời gian thực. Trí tuệ nhân tạo AI cũng góp mặt nhằm dự đoán sự cố, tự động tối ưu chế độ vận hành.
• Đặc biệt, môi chất lạnh được cải tiến, thân thiện hơn với môi trường, đảm bảo chỉ số GWP thấp, đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế về giảm khí thải nhà kính.

Chiller giải nhiệt gió là sản phẩm tản nhiệt tiên phong về công nghệ. Thiết bị không chỉ tối ưu vận hành, tạo lợi thế cạnh tranh trong sản xuất cho doanh nghiệp mà còn góp phần tích cực bảo vệ cuộc sống xanh.