Nên và không nên trong việc chọn van Chiller

Nhắc đến van nước thì các kỹ sư trong lĩnh vực cơ điện đều nắm về cấu tạo và hoạt động của chúng. Nhưng trong thiết kế hệ thống chiller, tùy dự án với nhiều yếu tố quyết định như mức độ đầu tư, nhu cầu sử dụng, lịch trình hoạt động sử dụng mà từ đó đưa ra kiểu sơ đồ hệ thống, mức độ điều khiển và loại van phù hợp. Đây là điều không dễ dàng hiểu biết được.

Bài viết này sẽ giúp các kỹ sư HVAC có thêm sự cân nhắc trong việc lựa chọn các van điều khiển cơ bản để tiết kiệm chi phí cho hệ thống chiller thông thường.

Để giảm thiểu việc sử dụng năng lượng của các hệ thống đường ống, thì tổn thất áp suất hệ thống đường ống phải được giảm thiểu tốt nhất.

Các phương pháp thiết kế tính chọn đều cho ra kết quả gần như rất tốt về kích thước đường ống thẳng và phụ kiện đường ống. Tuy nhiên một trong những thành phần chính góp phần làm tổn thất đáng kể trong hệ thống đường ống đó chính là phụ kiện van nước và lọc y. Chúng là những thành phần trong hệ thống được khuyến cáo cần phải xem xét chọn lựa 1 cách hợp lý nhất.

1. Van tại chiller và tháp giải nhiệt

Các phòng máy (chiller hoặc tháp giải nhiệt) nói chung chỉ nên có hai loại van cho việc cách ly và cân bằng dòng chảy. Đó là:

• Van bướm (Butterfly valve) cho đường ống lớn (DN65 trở lên)
• Van bi (Ball valve) cho các đường ống nhỏ hơn

Chúng không chỉ là các loại van ít đắt tiền mà còn là loại van dễ sử dụng bởi vì chỉ cần điều chỉnh 1/4 cánh van cho việc đóng hoặc mở (không giống như van cổng và van cầu). Ngoài ra xét về kích thước tổng thể, chúng cũng nhỏ hơn các loại van tương tự khác.

Ví dụ: So sánh đường ống 24 inch (600 mm) thì việc lắp van bướm sẽ có kích thước nhỏ và trọng lượng cũng nhẹ hơn nhiều so với van cổng.

Điều này sẽ giúp tiết kiệm đáng kể không gian lắp đặt, các support đỡ van và chi phí đầu tư van.

Van bi tiêu chuẩn thường gồm 2 loại thông dụng:

• Loại full port: lỗ mở trong van bằng với đường kính lỗ van
• Loại standard port: lỗ mở trong van nhỏ hơn đường kính lỗ van

Van bi loại full port có tổn thất áp suất qua van thấp hơn loại standard port nhưng giá thành cao hơn. Do đó sẽ là hiệu quả và có lợi hơn khi sử dụng van bi full port cho những vị trí trên hệ thống có tổn thất áp suất lớn hoặc gần bơm.

Còn về yếu tố khác thì van bi loại standard port sẽ hiệu quả nhất về chi phí đầu tư.

2. Các van có thể xem xét bỏ qua khi cần giảm chi phí hệ thống Chiller

a. Van cầu (Globe valve) và van cổng (Gate valve)

Đây là các loại van không mang lại ưu điểm hơn so với van bướm và van bi, đồng thời chúng cũng có chi phí cao hơn và cần nhiều không gian lắp đặt hơn.

b. Van cân bằng hiệu chỉnh (Calibrated Balancing valve)

Thông thường đối với các chiller mắc song song thì việc lắp van cân bằng đảm bảo nước qua các nhánh chiller như mong muốn là điều cần thiết.

Đối với các hệ thống trung bình và nhỏ thì hầu hết các chiller gần như có thể tự cân bằng, bằng việc cân chỉnh các van bướm cách ly mỗi nhánh và các điểm kiểm tra áp trên các nhánh chiller (điều chỉnh theo tỷ lệ - nếu các chiller trong hệ thống không giống nhau).

Bên cạnh đó kích thước nhỏ gọn của van cân bằng cũng không thể tạo ra được sự khác biệt lớn về tổn thất áp suất trên bình bay hơi hay bình ngưng của chiller.

Việc bố trí van cân bằng cho các cell tháp giải nhiệt gần như có thể bỏ qua. Các cell có lưu lượng nước lớn sẽ trở nên ấm hơn và các cell có lưu lượng nước bé hơn sẽ mát hơn. Nhưng khi được trộn lẫn, nhiệt độ thu được gần như tương đương nhau nếu các tháp có thiết kế đường cân bằng nước giữa các cell.

c. Van cân bằng tại coil

Với các hệ thống chiller hiện nay, các van 2 ngã biến đổi lưu lượng của hệ thống không đòi hỏi sự cân bằng, nên các van cân bằng hiệu chỉnh tại coil cũng không thực sự cần thiết nhưng nếu lắp đặt thì chúng sẽ có tác dụng cho việc chẩn đoán sự cố qua coil bằng việc đo lưu lượng nước đi qua.

Khi sử dụng van cân bằng cho vị trí này nên dùng van cân bằng kiểu van bi sẽ tốt hơn kiểu van cầu vì chúng có tổn thất áp suất thấp hơn.

d. Y lọc tại coil

Mục đích đặt y lọc tại coil khuyến cáo ở hầu các thiết kế là để bảo vệ van điều khiển khỏi bị tắc nghẽn, đăc biệt cần thiết tại các van PICV, DPCV.

Nhưng đối với các hệ chiller sử dụng van 2 ngã on-off thì có thể giảm chi phí bằng việc xem xét giảm bớt y lọc tại FCU.

Đối với các trường hợp này chúng ta vẫn phải bố trí y lọc tại các bơm và đầu các nhánh tầng vào FCU để lọc các mảnh vụn đi qua. Các mảnh vụn lớn sẽ bị cản lại tại y lọc bơm và đầu các nhánh tầng trong quá trình vận hành chạy thử trước khi cho nước qua FCU. Các mảnh nhỏ, mịn có thể đi xuyên qua coil và van điều khiển on-off mà không gây ra thiệt hại gì đáng kể.

Trên thực tế việc lắp các y lọc tại coil quá nhiều đối với các dự án khó tiếp cận các FCU có thể tạo nên sự cố về dòng chảy nếu việc bảo trì không hiệu quả. Việc lắp tại đầu các nhánh tầng sẽ dễ dàng hơn cho việc kiểm tra.

Nguồn: Kỹ Sư Vương Cam