Đề tài Hệ thống giám sát nhiệt độ các phòng thí nghiệm của Khoa điện – điện tử

ích nén môi chất từ áp suất thấp (nhiệt độ thấp) lên áp suất cao (nhiệt độ cao) duy trì sự tuần hòan của môi chất để lấy nhiệt của sản phẩm (bộ bốc hơi) và thải nhiệt ra môi trường làm mát (bộ ngưng tụ). Máy nén gồm nhiều bộ phận di chuyển, độ tin cậy và chất lựợng của hệ thống lạnh phụ thuộc rất nhiều vào máy nén. Trong kĩ thuật lạnh, người ta sử dụng hầu hết các kiểu, lọai máy nén. Sau đây là một số lọai máy nén trong thực tế. Phân lọai máy nén theo hình dáng gồm có: Máy nén hở Máy nén nửa kín Máy nén kín Phân lọai theo nguyên lý làm việc gồm có: Máy nén píttông thẳng (reciprocating compressor) Máy nén rôto (roto compressor) Máy nén trục vít (screw compressor) Thiết bị trao đổi nhiệt: Dựa theo chức năng, thiết bị trao đổi nhiệt được chia ra làm hai lọai: Thiết bị chính là thiết bị bắt buộc phải có trong hệ thống lạnh. Đó là thiết bị ngưng tụ (dàn nóng) và thiết bị bốc hơi (dàn lạnh). Thiết bị phụ là các thiết bị trao đổi nhiệt còn lại trong hệ thống lạnh. Mặc dù giúp tăng them độ tin cậy, giảm tiêu hao năng lượng nhưng các thiết bị này không phải là bắt buộc cho nên gọi là thiết bị phụ (bình hồi nhiệt, quá lạnh…) Các thiết bị truyền nhiệt giữ vai trò quyết định đối với chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật của hệ thống lạnh. Riêng thiết bị ngưng tụ và thiết bị bốc hơi thường chiếm đến 2/3 trọng lượng và 1/2 giá thành của cụm máy. Sự làm việc của các thiết bị ngưng tụ và bốc hơi ảnh hưởng rất lớn đến năng lượng tiêu hao. Các nghiên cứu cho thấy nếu nhiệt độ bốc hơi giảm 1°C thì năng lượng tổn hao tăng them 3 ÷ 4% và năng suất lạnh giảm 4 ÷ 5%. Vì vậy, tăng cường khả năng trao đổi nhiệt và giữ sạch bề mặt trao đổi có ý nghĩa quan trọng khi vận hành hệ thống lạnh. Thiết bị ngưng tụ (condenser): Thiết bị ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để biến hơi môi chất lạnh có áp suất cao, nhiệt độ cao sau quá trình nén thành môi chất lỏng do quá trình ngưng tụ. Đôi khi môi chất còn được quá lạnh một phần trong thiết bị ngưng tụ. Các phương pháp giải nhiệt thường gặp nhất trong thiết bị ngưng tụ là: Giải nhiệt bằng nước Giải nhiệt bằng nước kết hợp với không khí Giải nhiệt bằng không khí Giải nhiệt bằng môi chất bốc hơi (chu trình Cascade) Thiết bị bốc hơi (Evaporator): Đây là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để nhận nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh bằng quá trình bốc hơi của môi chất. Quá trình sôi xảy ra ở áp suất và nhiệt đô tương ứng, nhiệt lượng lấy ra từ sản phẩm là do sự bốc hơi của môi chất. Thiết bị bốc hơi có thể phân làm nhiều lọai: Theo môi trường cần làm lạnh: làm lạnh không khí (tự nhiên và cưỡng bức), làm lạnh chất tải lạnh lỏng (nước, dung dịch muối, dung dịch Glycol…), làm lạnh trực tiếp (tiếp xúc). Theo độ chóan chỗ của môi chất lỏng trong thiết bị bốc hơi: kiểu ngập (môi chất lỏng bao phủ bề mặt trao đổi nhiệt) và kiểu không ngập (phần cuối của bề mặt trao đổi nhiệt dùng làm quá nhiệt môi chất). Phần lớn các thiết bị bốc hơi có kết cấu gần giống với thiết bị ngưng tụ. Thiết bị tiết lưu: Áp suất bộ bốc hơi thấp ứng với nhiệt độ bốc hơi mong muốn. Áp suất môi chất lỏng ở bộ ngưng tụ lại cao ứng với nhiệt độ ngưng tụ. Muốn tạo được hai vùng áp suất trên, ta phải kiểm sóat, hạn chế lượng môi chất phun vào bộ bốc hơi. Tiết lưu là tiết chế sự di chuyển của môi chất để tạo hai vùng áp suất chênh lệch ứng với chế độ làm việc của hệ thống lạnh. Có sáu lọai chính để điều chỉnh, kiểm sóat dòng môi chất: Van điều áp bộ bốc hơi (AEV) Van tiết lưu nhiệt (TEV) Van tiết lưu điện tử (EXV) Van phao áp suất thấp (LSP) Van phao áp suất cao (HSP) Ống mao dẫn (Cap tube) Các thiết bị tiết lưu trên họat động dựa vào các phương pháp sau: Kiểm sóat dựa trên sự thay đổi áp suất Kiểm sóat dựa trên sự thay đổi nhiệt độ Kiểm sóat dựa trên sự thay đổi thể tích hay khối lượng môi chất Kết hợp giữa các phương pháp trên. Các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh: Trong hệ thống lạnh nén hơi, bao giờ cũng phải có máy nén, bộ ngưng tụ, tiết lưu và bộ bốc hơi. Bốn thiết bị này là thiết bị chính. Ngoài bốn thiết bị trên, tùy theo môi chất, theo ứng dụng, độ tin cậy, độ an tòan, sự thuận tiện trong vận hành và sửa chữa… hệ thống lạnh còn có nhiều thiết bị khác như máy nén, bình tách dầu, bộ ngưng tụ, phin lọc… Những thiết bị này gọi là thiết bị phụ vì chúng có thể có hoặc không. Sơ đồ khối hệ thống lạnh (hình 4): mô tả một số thiết bị phụ thường dùng, và vị trí của nó trong hệ thống lạnh (nếu có) Trong đó: 1 – Máy nén 2 – bình tách dầu 3 – Bộ ngưng tụ 4 – Bình chứa cao áp 5 – Phin lọc 6 – Kính lỏng 7 – Van điện từ 8 – Tiết lưu 9 – Bộ bốc hơi 10 – Bầu tách lỏng AB kẹp CD – bộ hồi nhiệt Một số thiết bị điện thường dùng trong hệ thống lạnh: Kỹ thuật điều khiển không thể thiếu trong các hệ thống lạnh. Thực tế cho thấy, hệ thống lạnh càng có nhiều thông số điều khiển thì làm việc càng tin cậy, chính xác. Lịch sử điều khiển học phát triển những bước rất dài từ tự động kiểu cơ khí chuyển sang cơ – điện và ngày nay, cơ – điện tử đã tạo nên những bước nhảy vọt trong lĩnh vực điều khiển. Tự động hóa kiểu cơ - điện có ưu thế là đơn giản, dễ sửa chữa và làm việc tin cậy. Vì vậy, tự động kiểu cơ điện vẫn được sử dụng khá phổ biến trong các máy lạnh. Thiết bị cơ bản của phương pháp điều khiển này là các rơle (relay), rơle nhận tín hiệu trực tiếp từ thiết bị lạnh để điều khiển các cơ cấu chấp hành. Sau đây là một số các thiết bị thường dùng trong hệ thống lạnh: Áptômát (Circuit breaker): Áptômát là thiết bị điện dùng để tự động đóng ngắt điện khi xảy ra sự cố như quá tải, ngắn mạch, chạm đất, sụt áp, công suất ngược… Các thông số cần lưu ý của Áptômát là: Chế độ làm việc của Áptômát phải là chế độ dài hạ, mặt khác tiếp điểm của áptômát phải chịu được dòng điện lớn (dòng ngắn mạch). Áptômát phải ngắt được dòng ngắn mạch quy định, thông số biểu thị là khả năng cắt (breaking capacity) thường tính bằng kA (kiloamperes) Điện áp định mức: là điện áp tối đa cho phép sử dụng của tiếp điểm chính. Vậy điện áp sử dụng nhỏ hơn hoặc bằng điện áp định mức của áptômát Cũng cần lưu ý, núm gạt của Áptômát thường có ba vị trí, ngòai vị trí đóng - cắt (ON-OFF), còn có vị trí bảo vệ (TRIP) để báo áptômát đang tác động bảo vệ. Từ vị trí này, nếu muốn đóng (ON) thì phải Reset bằng cách kéo núm gạt về vị trí (OFF) để cài lại móc bảo vệ trong Áptômát. Áptômát cỡ nhỏ (miniature circuit breaker, MCB): Đây là áptômát dùng bảo vệ ngắn mạch hoặc ngắn mạch và quá tải, thường có dòng điện định mức nhỏ hơn 100A, có khả năng cắt bé ( < 9kA) nên dùng để bảo vệ mạch cuối, mạng điện gia đình…, Áptômát vỏ đúc (moulded case circuit breaker, MCCB): Về kết cấu, áptômát vỏ đúc cũng giống MCB nhưng khả năng cắt lớn . MCCB được chế tạo với dòng điện định mức có thể lên đến 3000A ngòai móc bảo vệ ngắn mạch và quá tải, áptômát vỏ đúc còn có thể thêm các móc bảo vệ khác như bảo vệ sụt áp, các tiếp điểm phụ… MCCB thường được sử dụng để bảo vệ đầu nguồn vì khả năng cắt lớn. Ưu điểm về sử dụng Áptômát là làm việc tin cậy và không cần phải bảo trì thường xuyên. Áptômát bảo vệ dòng điện rò (earth leakage circuit breaker, ELCB): ELCB được sử dụng để bảo vệ người sử dụng và thiết bị trong trường hợp thiết bị bị rò rỉ điện (cách điện với vỏ máy không tốt). Chúng ta cũng gặp cụm phát hiện dòng điện rò (residual current device, RCD) đi kèm với MCB, MCCB để thêm chức năng bảo vệ dòng rò. Khi sử dụng ELCB cần phân biệt dòng rò tự nhiên và dòng rò sự cố: không nên sử dụng một ELCB cho nhiều phụ tải cùng lúc. Ngưỡng bảo vệ dòng rò thường gặp 20, 30, 50, 100, 300, 500mA. Trong hệ thống lạnh, nên sử dụng ELCB cho các thiết bị trong các môi trường ẩm ướt, dễ rò điện như bơm nước, điện trở sưởi cửa phòng trữ đông… Côngtắctơ và khởi động từ: Côngtắctơ (contactor): Là thiết bị điện dùng để đóng cắt tự động hoặc bằng nút nhấn các mạch điện động lực. Các thông số cần lưu ý của côngtắctơ: Điện áp định mức: là điện áp tối đa cho phép sử dụng đối với hệ thống tiếp điểm chính. Như vậy điện áp sử dụng nhỏ hơn hoặc bằng điện áp định mức của côngtắctơ. Tần số thao tác: là số lần đóng cắt tối đa của côngtắctơ trong một giờ. Dòng điện định mức: thay đổi tùy theo phụ tải sử dụng. Khi chọn côngtắctơ cần phải lưu ý đến đặc tính của phụ tải. Công tắctơ xoay chiều thường được ký hiệu là AC đến AC và côngtắctơ một chiều được kí hiệu từ DCđến DC. Khởi động từ: Để bảo vệ quá tải cho phụ tải (nhất là động cơ), người ta lắp kèm với côngtắctơ bộ rơle nhiệt. Tổ hợp côngtắctơ và rơle nhiệt được gọi là khởi động từ. Đối với khởi động từ xoay chiều ba pha, rơle nhiệt có thể lắp trên hai hoặc ba pha. Các thiết bị điện đặc biệt cho hệ thống lạnh: Để phục vụ cho các yêu cầu điều khiển và bảo vệ hệ thống lạnh, ngòai các thiết bị thường gặp như áptômát, côngtắctơ, rơle trung gian… Hệ thống lạnh còn sử dụng nhiều rơle ”chuyên dùng”. Rơle bảo vệ áp suất cao (high pressure switch, HPS): Rơle này sẽ cắt máy nén tự động khi áp suất đầu đẩy máy nén tăng cao. Áp suất đẩy cao có thể do: thiếu nước giải nhiệt, bộ ngưng tụ dơ, khí không ngưng… Rơle áp suất thấp (low pressure switch, LPS): Rơle này dùng để điều khiển hoặc bảo vệ khi áp suất hút của máy nén thấp. Thông thường Rơle áp suất thấp không có nút Reset và được dùng vào các mục đích: Bảo vệ máy nén: khi hệ thống rò rỉ môi chất, nghẹt bộ lọc, tuyết bám đầy ở dàn bốc hơi… làm áp suất hút xuống thấp. Giảm tải máy nén: áp suất hút xuống thấp báo hiệu nhiệt độ cần làm lạnh đã xuống thấp. Lúc này, rơle cấp tín hiệu để giảm tải máy nén. Rơle nhiệt: Rơle nhiệt được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lạnh. Rơle này gồm hai lọai chính: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải. Bảo vệ quá nhiệt các bộ phận. Trong hệ thống lạnh, các bộ phận được bảo vệ quá nhiệt độ bao gồm: Quá nhiệt độ đầu nén: rơle nhiệt kẹp sát ống đẩy để cảm nhận nhiệt độ cuối tầm nén. Quá nhiệt độ cuộn dây động cơ quạt, máy nén…Đối với động cơ công suất nhỏ, rơle nhiệt đặt trong cuộn dây có thể thay thế rơle nhiệt bảo vệ quá tải. Quá nhiệt độ dầu trong cácte Quá nhiệt độ bốc hơi (trong chu trình xả đá) Nguyên lý làm việc của bảo vệ quá nhiệt độ như sau: Trong ống thép hoặc thủy tinh kín có chứa tiếp điểm tác động bởi thanh lưỡng kim. Khi nhiệt độ tăng, thanh lưỡng kim cong để mở tiếp điểm và khi nhiệt độ thấp, tiếp điểm tự đóng lại. Đối với cuộn dây động cơ máy nén, tiếp điểm mở khi nhiệt độ tăng đến 93°C (200°F) và tự đóng lại ở 66°C (150°F). Cần lưu ý, đối với máy nén kín, cuộn dây động cơ vẫn có thể quá nhiệt độ dù không phải quá tải, do đó lọai rơle này đặt trong cuộn dây bảo vệ động cơ máy nén rất tốt. Công tắc phao (float switch) Rơle thời gian xả tuyết(defrost timer): Đối với hệ thống lạnh dùng bộ bốc hơi để làm lạnh không khí, khi nhiệt độ bốc hơi dưới 0°C thì tuyết bám trên bề mặt truyền nhiệt làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và cản trở không khí. Do đó, những hệ thống lạnh này thường được trang bị hệ thống xả tuyết tự động, làm việc định kỳ theo thời gian định trước. Về kết cấu, đây là rơle chuyên dùng bao gồm hai chức năng chính: - Xác định thời điểm xả tuyết: thường dùng rơle thời gian “kiểu động cơ đồng bộ” hoặc rơle thời gian liểu điện từ. Thời điểm có thể điểu chỉnh từ 1 ÷ 24 giờ/lần. - Xác định thời gian xả tuyết: điều chỉnh thời gian từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc chu trình xả tuyết cho phù hợp. Thường thời gian này có thể điều chỉnh từ 0 ÷ 60 phút. Bộ điều chỉnh nhiệt độ (thermostat): Các nhiệt kế có trang bị tiếp điểm hoặc cơ cấu lấy tín hiệu điện thì chúng ta có thể sử dụng tiếp điểm đó để điều khiển nhiệt độ của đối tượng như mong muốn. Lúc bấy giờ nhiệt kế trở thành bộ điều chỉnh nhiệt độ. Hiện nay, bộ điều chỉnh nhiệt độ có thể được chế tạo với nhiều cấp điều khiển khác nhau như giảm tải, tắt máy… Rơle bảo vệ ngược pha (reverse phase relay): Một số máy nén chỉ cho phép quay theo một chiều nhất định (máy nén xoắn ốc, xoay tròn, trục vít, ly tâm…). Trường hợp này, nếu lắp không đúng thứ tự pha thì sẽ gây hư hỏng khi máy chạy. Vì vậy, nhà sản xuất lắp sẵn rơle bảo vệ ngược pha trong mạch điều khiển máy nén (phù hợp với dây đấu vào động cơ). Nếu lắp nguồn sai thứ tự quy định thì mạch điều khiển không làm việc. Phải đặc biệt cẩn thận khi mở các đầu dây vào động cơ, vào rơle này (đánh dấu) để lắp vào cho đúng. Rơle dòng nước (flow switch): Được dùng để kiểm tra lưu lượng nước hoặc chất tải lạnh lỏng. Trong nhiều trường hợp, dù động cơ bơm vẫn làm việc nhưng lưu chất không di chuyển. (Ví dụ: van đóng, nghẹt ống, hư cánh bơm…) sẽ gây nguy hiểm cho hệ thống lạnh. Để tránh tình trạng trên, người ta dùng rơle dòng nước như là điều kiện cần để khởi động máy nén. Nguyên lý làm việc của rơle này là khi lưu chất di chuyển làm nâng miếng kim lọai chắn dòng, miếng kim lọai này sẽ điều khiển tiếp điểm. Trong trường hợp nhiều máy lạnh dùng chung một tháp nhiệt thì rơle dòng nước được dùng làm “rơle điều kiện” để chạy cụm máy tương ứng. Đối với hệ thống nhỏ, rơle dòng nuớc có thể được thay bằng rơle áp suất. Nguyên tắc đảm bảo nhiệt độ: Để đảm bảo nhiệt độ trong hệ thống làm lạnh thông qua bộ điều chỉnh nhiệt độ (thermostat) có các dạng điều khiển thường gặp: Đóng cắt máy nén: cắt máy nén khi nhiệt độ đạt giá trị định trước và tự động khởi động lại khi nhiệt độ tăng. Phương pháp này dùng cho máy lạnh cỡ nhỏ như tủ lạnh, máy điều hòa không khí cửa sổ (window type), điều hòa không khí hai phần tử… Đóng cắt tuần tự số máy nén: nếu cụm máy lạnh được trang bị nhiều máy nén thì ổn định nhiệt độ bằng cách cắt, đóng tuần tự số máy nén bằng thermostat nhiều cần tiếp điểm. Giảm tải máy nén: trong trường hợp máy nén công suất lớn, ổn định nhiệt độ bằng cách giảm tải (máy nén vẫn chạy) phương pháp giảm tải tùy theo lọai máy nén giảm số píttông làm việc đối với máy nén trục vít, thay đổi độ mở của van hút đối với máy nén tuabin… Một số dạng máy lạnh dùng trong việc điều hòa không khí: Việt Nam là xứ nhiệt đới, ngoài nhiệm vụ phục vụ cho các quy trình công nghệ, điều tiết không khí còn đóng vai trò quan trọng trong việc tạo môi trường thỏai mái cho con người. Nhiều người lầm tưởng rằng điều hòa không khí là tạo ra nhiệt độ thích hợp mà không chú ý đến các thông số khác. Thật ra, điều hòa không khí là tạo ra và duy trì môi trường không khí phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất, chế biến hoặc sự thỏai mái của con người. Như vậy, chúng ta có thể phân biệt điều hòa không khí công nghệ và điều hòa không khí tiện nghi. Các đại lượng cần lưu ý trong điều hòa không khí: Nhiệt độ Độ ẩm Tuần hòan của không khí và không khí tươi (fresh air) Lọc bụi, vi khuẩn và các chất độc hại có trong không khí. Độ ồn Trường tĩnh điện Tùy theo mục đích của điều hòa không khí, tính chất của từng thông số trên được chú ý với các mức độ khác nhau. Máy điều hòa không khí kiểu cửa sổ (window type): Thường được gọi là máy lạnh một cục, được sử dụng cho các không gian nhỏ, yêu cầu kĩ thuật không cao. Về cấu tạo, máy có dạng khối chữ nhật với đầy đủ các bộ phận. Do đó, khi lắp đặt chỉ cần tạo lỗ chữ nhật trên tường và lắp vào. Nói chung lọai máy này có ưu điểm là rẻ tiền, dễ lắp đặt có cửa lấy gió tươi. Tuy nhiên máy còn nhiều nhược điểm. Vì dàn ngưng tụ và bốc hơi nằm gần nhau nên việc chọn chỗ phải thích hợp cả bên trong lẫn bên ngòai phòng (khó chọn chỗ thích hợp). Máy nén sẽ tăng độ ồn trong phòng sau một thời gian sử dụng. Tính mỹ quan kém, nhất là khi phải lắp nhiều máy cho khỏang không gian lớn. Máy điều hòa không khí hai mảng (slit type): Do nhược điểm của lọai cửa sổ là khó chọn chỗ lắp đặt, độ ồn lớn nên người ta chế tạo ra lọai máy điều hòa không khí hai mảng. Máy được cấu tạo thành hai mảng riêng biệt: Cụm lắp bên trong phòng (fan coil unit, indoor unit) gồm dàn bốc hơi và quạt. Cụm lắp bên ngòai phòng (outdoor unit) bao gồm máy nén, dàn ngưng và cả tiết lưu. Vì máy được chế tạo hai mảng riêng biệt nên có những ưu điểm sau: Chọn vị trí lắp đặt máy hai mảng dễ dàng hơn, có thể sử dụng ở địa hình phức tạp. Tuy nhiên cần lưu ý không nên lắp hai mảng với khỏang cách xa và chênh lệch độ cao quá quy định của nhà chế tạo. Độ ồn trong không gian điều hòa giảm thấp vì máy nén và máy tiết lưu nằm bên ngòai. Cũng cần lưu ý là nên cách nhiệt riêng biệt hai ống nối từ cụm bên ngòai vào cụm bên trong. Tính thẩm mỹ khá tốt do có thể chọn vị trí dễ dàng hơn máy cửa sổ. Với những ưu điểm như trên, máy điều hòa không khí hai mảng thường được sử dụng cho các công trình nhỏ. Tuy nhiên, máy cũng có các nhược điểm sau: Giá thành đắt (khỏang 1,5 lần so với máy cửa sổ cùng công suất). Cần thợ chuên môn để lắp đặt. Lưu ý: khi lắp đặt máy hai mảng là đã chạm đến đường ống dẫn môi chất. Do đó, nếu không cẩn thận sẽ dễ để “khí không ngưng” vào hệ thống hoặc xì môi chất. Lúc này máy làm việc kém hiệu quả và giảm tuổi thọ. Máy hai mảng không có bộ phận lấy gió tươi (fresh air). Do đó, đối với không gian có mật độ người nhiều thì cần phải tạo các khe hở thích hợp hoặc lắp thêm quạt gío để đưa không khí từ bên ngòai vào không gian điều hòa (thông gió). Ngày nay, người ta đã chế tạo nhiều cụm indoor kết hợp với một cụm outdoor (multi system) để vẻ mỹ quan bên ngòai được tốt hơn. Để đảm bảo vẻ mỹ quan bên trong phòng, cụm indoor được chế tạo dưới nhiều dạng: lắp trên nền (floor mounted), lắp trên tường (wall mounted), treo trên trần (ceiling suspended), dấu trong trần (ceiling mounted casstte). Máy điều hòa không khí kiểu cụm (packaged unit): Trong trường hợp không gian điều hòa lớn, ta có thể sử dụng máy điều hòa không khí kiểu cụm để không khí trong không gian được đều hơn. Về nguyên lý làm việc, máy này cũng giống máy cửa sổ hoặc máy hai mảng. Máy cụm giải nhiệt bằng nước được chế tạo nguyên cụm, tòan bộ thiết bị lạnh nằm trong “cụm”. Như vậy, việc lắp đặt máy rất dễ dàng. Khi lắp đặt chúng ta cần lắp đặt hệ thống giải nhiệt (ống nước nối với bơm và tháp giải nhiệt). Máy cụm giải nhiệt bằng không khí được chế tạo thành hai cụm rời nhau (giống máy hai mảng). Ưu nhược điểm của hai dạng này cũng giống như máy điều hòa không khí cửa sổ và hai mảng. Khi không gian điều hòa không quá rộng, ta có thể dùng máy cụm lọai thổi gió trực tiếp vào không gian điều hòa hoặc dùng đọan ống dẫn không khí ngắn. Nếu khảong không gian điều hòa rộng, thổi gió trực tiếp sẽ gây độ ồn lớn và không khí trong không gian điều hòa sẽ không đều. Lúc này, cần phải dùng ống dẫn không khí kết hợp với các miệng gió để phân bố không khí trong không gian điều hòa được tốt hơn. Máy điều hòa không khí kiểu cụm gặp nhiều khó khăn trong các trường hợp sau: Khi cần điều hòa không khí nhiều không gian làm việc không đồng thời. Khi có nhiều không gian điều hòa cách xa nhau hoặc ở quá xa cụm máy. Trong trường hợp này, chúng ta có thể sử dụng các phương án: máy làm lạnh nước (water chiller), hệ thống lạnh thay đổi lưu lượng môi chất (variable refrigerant volume system, VRV system) hoặc các phương án khác. Điều hòa không khí dùng máy làm lạnh nước: Nhược điểm của không khí là nhiệt dung riêng nhỏ, do kích thước ống dẫn khí lớn. Như vậy, khi ống dẫn không khí quá dài sẽ dẫn đến tăng gía thành của công trình. Hơn nữa, ống dẫn khí chiếm nhiều không gian trên trần làm giảm chiều cao sử dụng. Vì vậy có thể thay chất tải lạnh không khí bằng chất tải lạnh là nước thì dễ thi công, ít chiếm mặt bằng. Hơn nữa hệ thống này cho phép bố trí các không gian điều hòa làm việc không đồng thời. Ngày nay, với sự phát triển của kĩ thuật điều khiển, nhiều sơ đồ hệ thống kết hợp với kỹ thuật điều khiển cho phép tăng tiện nghi, giảm năng lượng sử dụng. Hệ thống làm lạnh nước còn được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp (công nghiệp nhựa, hóa chất, thực phẩm…) Khi muốn hạ nhiệt độ chất tải lạnh lỏng dưới 5°C, người tat hay nước bằng dung dịch đông đặc ở nhiệt độ thấp. Chất tải lạnh thường dùng là dung dịch etylen glycol (EG). Hệ thống lạnh thay đổi lưu lượng môi chất: (Variable refrigerant volume system, VRV system) Hệ thống điều hòa không khí dùng máy làm lạnh nước cũng còn nhược điểm là tiêu thụ nhiều năng lượng (do làm lạnh gián tiếp). Vào thập niên 1990, hãng DAIKIN ứng dụng kĩ thuật mới, công nghệ cao để phát triển lọai máy điều hòa không khí dùng cho các tòa nhà với phương châm tiết kiệm năng lượng. Hệ thống VRV có những đặc điểm sau: Cụm máy nén và dàn ngưng có thể đặt trên sân thượng. Chiều dài làm việc của đường ống môi chất đến 100m. Với kĩ thuật hồi dầu mới, cụm máy nén, dàn ngưng có thể đặt cao hơn các bộ bốc hơi đến 50m. Năng suất lạnh của cụm máy được điều chỉnh vô cấp bằng kĩ thuật thay đổi tần số (biến tần). Với hệ thống điều khiển thông minh, hệ thống VRV giúp tiết kiệm năng lượng. Tuy nhiên, hiện giá máy còn khá đắt. Việc lắp đặt máy phải hết sức cẩn thận, các mối nối ống dẫn môi chất phải thật chắc chắn vì nếu bị rò rỉ môi chất thì ảnh hưởng đến tòan hệ thống. Tổ chức quản lí hệ thống làm lạnh : Do có nhiều yếu tố khác nhau, ảnh hưởng đến việc triển khai sử dụng các hệ thống lạnh như vấn đề cơ sở hạ tầng, vấn đề kinh phí lẫn kĩ thuật… nên cũng có nhiều mô hình ứng dụng các hệ thống lạnh khác nhau. Cũng vì thế mà cũng phát sinh những mô hình tổ chức quản lí các hệ thống lạnh khác nhau. Dựa theo hình thức tổ chức có thể chia ra làm 2 lọai: Phân tán : Mô hình phân tán có thể hiểu như việc ứng dụng các hệ thống lạnh riêng biệt với quy mô nhỏ cho từng khu vực riêng. Trong mô hình này, các hệ thống lạnh với các chỉ tiêu như công suất nhỏ, chi phí lắp đặt thấp… Người sử dụng từng khu vực chịu trách nhiệm quản lí và giám sát thiết bị mà họ sử dụng. Tập trung : Trong mô hình tập trung, có thể ứng dụng 1 hệ thống lạnh với kết cấu lớn để sử dụng cho tòan bộ công trình hoặc cũng sử dụng từng hệ thống lạnh cho mỗi khu vực riêng nhưng việc tổ chức quản lí được tập trung lại tại một trung tâm giám sát chung. Trong mô hình này, các thiết bị lạnh được giám sát và điều khiển trực tiếp từ một bộ điều khiển chung tại trung tâm. Những ưu khuyết điểm: Với việc ứng dụng từng mô hình khác nhau mà tùy từng mô hình có những ưu và nhược điểm khác nhau. Cụ thể: Ưu điểm: Mô hình phân tán: Việc áp dụng mô hình phân tán có những ưu điểm: Người sử dụng trực tiếp là người giám sát và quản lí hệ thống lạnh nên công tác quản lí trở nên linh động. Người sử dụng có thể trực tiếp điều khiển thiết bị làm lạnh để phù hợp với nhu cầu thích ứng của mình. Chỉ khu vực nào có người thì khu vực đó mới sử dụng đến hệ thống lạnh và do đó giúp tiết kiệm về các khỏan cho tổ chức. Mô hình tập trung: Đối với mô hình tập trung, ưu điểm lớn nhất trong mô hình này là việc duy trì nhiệt độ trong tòan bộ công trình luôn được đảm bảo tại mọi khu vực. Ngòai ra, việc quản lí được tập trung nên việc phát hiện các sự cố xảy ra đối với hệ thống được giám sát và kịp thời xử lí một cách triệt để. Khuyết điểm: Mô hình phân tán: Việc áp dụng mô hình này nảy sinh những vấn đề như sau: Ảnh hưởng giữa các khu vực kế cận có độ chênh lệch nhiệt độ cao nên buộc thiết bị làm lạnh họat động liên tục để duy trì sự ổn định của nhiệt độ tại từng khu vực mà nó họat động. Áp dụng phương thức tự quản trong mô hình này làm cho việc sử dụng thiết bị đôi khi không đáp ứng được các chỉ tiêu về đảm bảo nhiệt độ do các yếu tố chủ quan như: nhiệt độ yêu cầu không phù hợp với khả năng thích ứng của từng thành viên nên người sử dụng hệ thống thay đổi nhiệt độ theo cảm giác… Vì việc thay đổi nhiệt độ tùy theo người sử dụng nên không tránh khỏi việc hệ thống lạnh phải tiêu tốn nhiều điện năng cho việc đáp ứng kịp thời với nhu cầu của người sử dụng. Mô hình tập trung: Khuyết điểm của mô hình tập trung là: Việc không thỏa mãn nhu cầu của từng cá thể trong tổ chức vì khả năng thích ứng của từng cá thể khác nhau. Phải có một bộ phận nhân viên thực hiện nhiệm vụ giám sát hệ thống nên lãng phí về nhân lực. Đồng thời, việc phải giám sát một hệ thống với số lượng thiết bị làm lạnh tương đối cao trở nên khó khăn trong trường hợp tòan bộ kiến trúc không sử dụng một hệ thống làm lạnh duy nhất. Phải xây dựng thêm một mạng lưới các thiết bị giám sát để đưa dữ liệu về trung tâm xử lí. Chương II : Xây dựng Trung tâm quản lí nhiệt độ các phòng thí nghiệm của Khoa điện – điện tử Yêu cầu công tác quản lí: Vấn đề đầu tiên khi xây dựng mô hình trung tâm là yêu cầu phải có một bộ phận nhân viên của khoa chuyên trách thực hiện việc giám sát tòan bộ hệ thống lạnh mà trung tâm quản lí. Việc giám sát của trung tâm phải luôn luôn được thực hiện trước tiên trước khi các bộ phận nhân viên của khoa có thể sử dụng hệ thống làm lạnh tại từng khu vực riêng và kết thúc nhiệm vụ khi các nhân viên ở từng khu vực kết thúc công việc của mình. Khâu tổ chức bảo đảm nhiệt độ các phòng thí nghiệm : Trước khi sử dụng hệ thống lạnh, các bộ phận nhân viên tại những khu vực kế cận phải thực hiện việc thống nhất nhiệt độ sử dụng tại các khu vực đó. Trung tâm phải thực hiện nhiệm vụ điều khiển trực tiếp các thiết bị làm lạnh tránh sự can thiệp của nhân viên vào thiết bị, để có thể duy trì nhiệt độ tại các khu vực thí nghiệm một cách đảm bảo với đáp ứng về nhiệt độ của người sử dụng lẫn các thiết bị thí nghiệm vốn nhạy cảm về vấn đề nhiệt độ. Các chỉ tiêu kĩ thuật của trung tâm phải luôn được đảm bảo để duy trì họat động của trung tâm sao cho đáp ứng được các chỉ tiêu về tần suất