Hệ thống điều hòa công nghiệp | Máy lạnh công nghiệp

Hệ thống điều hòa công nghiệp/máy lạnh trung tâm là hệ thống máy lạnh tổng hợp dành cho các công trình lớn, nhiều khu vực sử dụng chung một hệ thống làm lạnh, dàn nóng. Vậy điều hòa công nghiệp là gì? Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trung tâm là gì? Tìm hiểu về cấu tạo chung cơ bản của hệ thống điều hòa công nghiệp. Cùng khám phá qua nội dung sau của KYODO.

I. Điều hòa công nghiệp là gì? Khác gì với các loại máy lạnh dân dụng?

Điều hòa công nghiệp là hệ thống điều hòa không khí được thiết kế để phục vụ các không gian có diện tích lớn, nhiều khu vực hoặc môi trường đặc thù như nhà máy, kho xưởng, phòng sạch, trung tâm thương mại, bệnh viện. Không chỉ làm mát, hệ thống này còn đảm nhiệm chức năng kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm, áp suất và chất lượng không khí, đảm bảo môi trường ổn định – an toàn – đạt chuẩn theo yêu cầu sản xuất hoặc vận hành.

Hệ thống điều hòa công nghiệp phù hợp cho những công trình nào?

Hệ thống công nghiệp nên được thiết kế để phục vụ các công trình có quy mô lớn, không gian mở hoặc cần yêu cầu cao về kiểm soát môi trường:

• Nhà máy sản xuất công nghiệp: Thực phẩm, dược phẩm, điện tử, cơ khí chính xác, …
• Phòng sạch, phòng thí nghiệm/phòng lab
• Kho lạnh, kho bảo quản
• Trung tâm thương mại, siêu thị, rạp chiếu phim, …
• Khách sạn, tòa nhà văn phòng, bệnh viện, …
• Khu thể thao trong nhà, nhà thi đấu, hội trường lớn, …

Sự khác biệt với điều hòa dân dụng

Máy lạnh dân dụng phù hợp cho không gian nhỏ, sử dụng đơn lẻ; trong khi đó, điều hòa công nghiệp là giải pháp tối ưu cho công trình lớn, nơi cần môi trường kiểm soát nghiêm ngặt và khả năng vận hành bền bỉ, linh hoạt.

Tiêu chí	Điều hòa công nghiệp	Máy lạnh dân dụng
Phạm vi sử dụng	Nhà máy, nhà xưởng, công trình lớn	Nhà ở, văn phòng nhỏ, phòng riêng
Công suất	Lớn (thường > 5 HP), có thể lên đến hàng trăm RT	Nhỏ (1 – 3 HP)
Cấu hình hệ thống	Nhiều thiết bị phối hợp (Chiller, AHU, FCU, FFU…)	Đơn lẻ (1 dàn nóng – 1 dàn lạnh)
Kiểm soát môi trường	Có kiểm soát độ ẩm, áp suất, lọc khí, kết nối BMS	Chủ yếu làm lạnh đơn thuần
Tính linh hoạt mở rộng	Dễ mở rộng theo từng khu vực	Giới hạn công suất và số lượng dàn lạnh
Chi phí đầu tư	Cao, nhưng tối ưu cho vận hành lâu dài	Thấp hơn, nhưng không phù hợp quy mô lớn

---

II. Các loại hệ thống điều hòa công nghiệp phổ biến hiện nay

1. Hệ thống Chiller – AHU – FCU (hệ thống điều hòa bằng nước lạnh)

Đây là một trong những hệ thống điều hòa công nghiệp phổ biến và hiệu quả nhất hiện nay, sử dụng nước lạnh làm môi chất trung gian để làm mát không khí. Hệ thống này thường xuất hiện trong các công trình lớn như nhà máy sản xuất, trung tâm thương mại, khách sạn, bệnh viện, phòng sạch, kho lạnh…

Chiller (Máy làm lạnh nước):

• Là thiết bị trung tâm tạo ra nước lạnh ở nhiệt độ khoảng 7–12°C.
• Có hai loại chính: Chiller giải nhiệt gió và Chiller giải nhiệt nước.

AHU – Air Handling Unit (Bộ xử lý không khí trung tâm):

• Dùng nước lạnh từ Chiller để làm lạnh không khí.
• Kết hợp thêm các chức năng như lọc bụi, giảm ẩm, cấp gió tươi.

FCU – Fan Coil Unit (Dàn lạnh 2 ống hoặc 4 ống):

• Là thiết bị nhỏ hơn AHU, thường lắp trong từng phòng hoặc khu vực.
• Dùng để xử lý không khí cục bộ và có thể điều khiển riêng biệt.

Nguyên lý làm việc của điều hòa Chiller

• Hơi nước sẽ được ngưng tụ thành chất lỏng rồi chuyển thành thể rắn. Khi đó chất rắn sẽ chuyển thành lỏng và mất nhiệt, sau đó chất lỏng sẽ chuyển thành khí để thu nhiệt xung quanh. Điều này sẽ nhanh chóng làm mát môi trường
• Nước sẽ được vận chuyển qua ống làm mát và được làm lạnh đến 6 độ C. Nước lưu thông nhanh chóng qua AHU/FCU, sau đó trao đổi nhiệt với không khí trong xưởng và làm giảm nhiệt độ.

Điều hòa Chiller bao gồm 2 dạng là Chiller nhiệt nước và Chiller nhiệt gió.

Điều hòa Chiller giải nhiệt nước:

Về cấu tạo, nó bao gồm: dàn lạnh, dàn nóng, tủ điều khiển và máy nén môi chất lạnh. Máy có cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt, sửa chữa và bảo dưỡng.

Điều hòa Chiller giải nhiệt gió:

Đối với loại này thường có công suất lớn nhưng khả năng làm lạnh kém hơn Điều hòa Chiller giải nhiệt nước. Nhiệt sẽ được trao đổi giữa khí cao áp nóng và không khí trong quạt hút. Tuy nhiên, máy làm mát không khí luôn được ưu tiên trong một số công trình như sau:

• Công trình có hàm lượng axit cao, chứa nhiều chất bẩn và không thích hợp làm tháp giải nhiệt. 
• Dự án với diện tích nhỏ. 
• Công trình sử dụng tháp giải nhiệt làm tăng độ ẩm môi trường xung quanh, công trình có hàm lượng vi sinh kém gây ô nhiễm môi trường và sức khỏe của công nhân phân xưởng.

Xem thêm: Sử dụng tháp giải nhiệt trong công nghiệp

2. Hệ thống điều hòa không khí VRV và VRF (Variable Refrigerant Volume/Flow)

Hệ thống điều hòa trung tâm là một hệ thống gồm một hay nhiều máy trung tâm phối hợp hoàn thành một hệ thống phân phối lạnh cho các khu vực cần thiết trong công trình. Hệ thống điều hòa trung tâm sử dụng nước hoặc các dung chất khác làm tác nhân phân phối lạnh. Thông qua các hệ thống đường ống dẫn vào các dàn trao đổi nhiệt để làm lạnh không khí.

Hệ thống điều hòa trung tâm được xem là giải pháp tối và tối ưu nhất trong việc điều hòa không khí tại các nhà máy, xí nghiệp, tòa nhà văn phòng, tòa nhà thương mại, … Hệ thống điều hòa trung tâm có 2 loại là VRV và VRF.

Sự khác biệt giữa VRV và VRF là gì?

Hệ thống điều hòa VRV và VRF thực chất là hai thuật ngữ khác nhau cho một loại công nghệ HVAC sử dụng điều khiển biến tần – hay cho phép máy nén thay đổi đầu ra của nó nhờ biến tần.

Tuy nhiên, máy lạnh trung tâm VRV (Variable Refrigerant Volume) được hãng DAIKIN phát minh và đăng ký nhãn hiệu đầu tiên và được độc quyền sử dụng. Các hãng sản xuất điều hòa không khí còn lại sử dụng tên VRF (Variable Refrigerant Flow) cho hệ thống điều hòa trung tâm của họ. Trong nội dung này, KYODO sẽ gọi chung là hệ thống điều hòa VRF.

VRV được phát triển từ những năm 1980 bởi DAIKIN – Nhật Bản, và được công nhận như một bước đột phá trong ngành điều hòa không khí. Sau 40 năm ra mắt, bằng cách kết hợp các công nghệ VRV, VRT, VAV thì DAIKIN đã cải tiến công nghệ điều hòa trung tâm này ngày một tiên tiến và ưu việt hơn rất nhiều.

*Hệ thống máy lạnh trung tâm VRV DAIKIN là hệ thống HVAC đầu tiên được cấp chứng nhận đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế BES6001 – Tiêu chuẩn đảm bảo nguồn cung ứng có trách nhiệm.

Ưu điểm của hệ VRV/VRF

• Độ bền cao.
• Công suất lạnh đảm bảo.
• Hạn chế tiếng ồn, chống bám bụi.
• Tiết kiệm năng lượng.
• Lắp đặt đơn giản, nhanh chóng, thẩm mỹ.
• Có khả năng vận hành tự động, tự động cân bằng giảm tải hoặc tăng tải, hoạt động linh hoạt.
• Dễ bảo trì bảo dưỡng cũng như mở rộng hệ thống, mở rộng quy mô đáp ứng.
• Chi phí thấp so với lợi ích mang lại.

Với những ưu điểm đó, hệ điều hòa trung tâm thường được sử dụng ở:

• Điều hòa không khí cho tòa nhà cao tầng: Phục vụ nhiều phòng ban, văn phòng, hội trường,… trong một tòa nhà cao tầng.
• Điều hòa không khí cho nhà hàng, khách sạn: Với khả năng điều chỉnh nhiệt độ và lưu lượng gió ở từng khu vực riêng biệt, giúp tạo ra môi trường thoải mái và phù hợp với nhu cầu sử dụng của từng khách hàng.
• Điều hòa không khí cho các công trình công nghiệp, công trình quy mô lớn: Hệ thống VRF có thể đáp ứng nhu cầu điều hòa cho các công trình có diện tích lớn như nhà xưởng, nhà máy,…

Các loại điều hòa VRV

• Điều hòa trung tâm VRV cassette âm trần.
• Hệ điều hòa trung tâm VRV âm trần nối ống gió.
• Điều hòa trung tâm VRV đặt sàn.
• Hệ thống điều hòa VRV treo tường.

3. Hệ thống máy lạnh Công nghiệp nguyên cụm (Packaged)

Packaged Unit hay còn gọi là máy lạnh nguyên cụm là hệ máy lạnh công nghiệp được thiết kế dưới dạng nguyên khối, trong đó dàn nóng và dàn lạnh tích hợp chung trong một thiết bị duy nhất. Hệ thống này thường được lắp đặt ngoài trời như trên mái nhà, sân kỹ thuật hoặc bên hông công trình, sau đó cấp khí lạnh qua ống gió vào không gian cần điều hòa.

Cấu tạo

• Block máy nén + dàn ngưng tụ (ngưng gas)
• Dàn bay hơi (làm lạnh không khí)
• Quạt gió cấp và hút (blower/fan)
• Tủ điều khiển tích hợp
• Bộ lọc bụi thô, tùy chọn coil gia nhiệt

4. Hệ thống máy lạnh công nghiệp kiểu Multi-Split (nhiều dàn lạnh, 1 dàn nóng)

Multi-Split là hệ thống máy lạnh công nghiệp sử dụng một dàn nóng kết nối với nhiều dàn lạnh riêng biệt, hoạt động độc lập tại từng khu vực. Đây là giải pháp mở rộng từ máy lạnh dân dụng nhưng được nâng cấp về công suất, độ bền và tính linh hoạt để phù hợp với các công trình thương mại – công nghiệp quy mô vừa như văn phòng, nhà xưởng nhỏ, trung tâm điều hành, phòng điều khiển.

Đặc điểm

• 1 dàn nóng – 2 đến 5 dàn lạnh (hoặc nhiều hơn, tùy hãng sản xuất)
• Dàn lạnh có thể là: treo tường, cassette âm trần, nối ống gió, hoặc áp trần
• Mỗi dàn lạnh vận hành độc lập theo nhiệt độ và chế độ riêng
• Có thể sử dụng ống đồng dài và độ cao chênh lệch lớn

Hạn chế

• Không phù hợp với công trình diện tích rất lớn, tải lạnh nặng
• Khi dàn nóng có sự cố, tất cả dàn lạnh đều bị ảnh hưởng

5. Hệ thống Rooftop

Hệ thống Rooftop (máy lạnh áp mái hay máy lạnh nguyên cụm đặt mái) là dạng hệ thống điều hòa công nghiệp tích hợp tất cả trong một thiết bị, được đặt trên mái công trình. Thiết bị này bao gồm cả máy nén, dàn nóng, dàn lạnh, quạt cấp – hút và bộ điều khiển, sau đó cấp khí lạnh hoặc khí tươi qua hệ thống ống gió vào bên trong khu vực sử dụng.

Đặc điểm

• Máy lạnh nguyên cụm, không cần lắp đặt dàn nóng – dàn lạnh rời.
• Đặt ngoài trời, thường là trên mái hoặc sân kỹ thuật, không chiếm không gian trong nhà.
• Cấp khí lạnh qua ống gió, phân phối đều đến các khu vực sử dụng.
• Có thể hồi khí tuần hoàn hoặc cấp gió tươi, tùy vào cấu hình.

Hạn chế

• Không phù hợp với công trình phân vùng nhỏ, nhiều tầng.
• Phụ thuộc vào hệ thống ống gió để phân phối không khí hiệu quả.
• Vận hành không linh hoạt bằng hệ VRF hoặc hệ thống zoned.

---

III. Cấu tạo chung của hệ thống điều hòa công nghiệp

Hệ thống điều hòa công nghiệp được phân loại theo môi chất lạnh hay hình thức lắp đặt, nhưng hầu hết các hệ thống điều hòa công nghiệp đều có những đặc điểm cấu tạo chung, bao gồm các nhóm thiết bị cơ bản:

• Nguồn lạnh: Máy nén gas (VRV/VRF; Packaged, rooftop) hoặc chiller tạo nước lạnh.
• Thiết bị xử lý không khí: AHU, FCU, FFU, … Có chức năng xử lý không khí, làm lạnh và phân phối không khí tới không gian cần sử dụng
• Hệ thống trao đổi nhiệt: Dàn nóng, coil lạnh, dàn ngưng, … để hoàn tất chu trình làm lạnh và xả nhiệt.
• Ống dẫn, quạt cấp/hút: Ống gió các loại, ống đồng hoặc ống nước lạnh (chiller) để truyền dẫn môi chất và lưu chuyển không khí trong hệ thống
• Thiết bị điều khiển: Các bộ điều chỉnh nhiệt độ, biến tần, cảm biến hoặc các hệ thống quản lý khác như BMS, PLC, …

Dù mỗi loại hệ thống có nguyên lý và quy mô khác nhau, nhưng về cơ bản, tất cả các hệ điều hòa công nghiệp đều xoay quanh nguồn lạnh – xử lý không khí – truyền dẫn – điều khiển, nhằm đảm bảo hiệu quả cao nhất trong kiểm soát môi trường không khí công trình.

Nguyên lý vận hành chung

• Khi nhiệt độ trong phòng cao hơn nhiệt độ cài đặt, bộ điều khiển sẽ kích hoạt dàn nóng.
• Dàn nóng sẽ hút nhiệt từ môi trường bên ngoài và truyền nhiệt cho môi chất lạnh.
• Môi chất lạnh được nén ở dàn nóng và trở thành chất lỏng ở áp suất cao và nhiệt độ cao.
• Môi chất lạnh được dẫn qua hệ thống đường ống đến dàn lạnh.
• Tại dàn lạnh, môi chất lạnh bị ngưng tụ thành chất lỏng và giải phóng nhiệt ra môi trường xung quanh, làm mát không khí trong phòng.
• Môi chất lạnh sau khi ngưng tụ sẽ được bay hơi ở dàn lạnh và trở thành khí ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp.
• Khí môi chất lạnh được dẫn trở lại dàn nóng để lặp lại chu trình.

Xem ngay: Thiết kế lắp đặt điện nhà xưởng

---

Thi công lắp đặt hệ thống máy lạnh công nghiệp | điều hòa trung tâm

KYODO là đơn vị thi công hệ thống HVAC – Thi công hệ thống phòng sạch cho các cơ sở sản xuất, nhà máy, nhà xưởng công nghiệp.

• Tư vấn miễn phí, nhiệt tình.
• Thiết bị, máy lạnh chính hãng từ các nhà cung cấp – đối tác lâu dài, có đầy đủ chứng nhận CO/CQ.
• Tư vấn, thi công lắp đặt chuyên nghiệp, bảo trì bảo dưỡng nhanh chóng.
• Giá cả hợp lý, tốt nhất thị trường.

Bài viết trên vừa cung cấp thông tin về cấu tạo hệ thống điều hòa công nghiệp cùng cách thức vận hành của hệ thống lạnh. Nếu bạn đang có nhu cầu lắp đặt hệ thống điều hòa công nghiệp cho doanh nghiệp của mình, hãy liên hệ với KYODO để được hỗ trợ và tư vấn MIỄN PHÍ!

Xem thêm: Dịch vụ bảo dưỡng điều hòa thông gió tại KYODO