Điều hòa tháp giải nhiệt kín: Tốn điện, hiệu suất lạnh kém, chi phí tăng

Một dạng tháp giải nhiệt kín để làm mát nước nóng ra từ bình ngưng

Chất lượng nước không phù hợp

Điều hòa không khí trung tâm giải nhiệt nước kiểu VRF-W là loại có bình ngưng làm mát bằng nước chứ không phải dàn ngưng làm mát bằng không khí như VRF thông thường, do đó phải có tháp giải nhiệt đi kèm.

Tháp giải nhiệt cho hệ thống điều hòa không khí chiller giải nhiệt nước là tháp giải nhiệt hở. Tháp giải nhiệt hở là thiết bị trao đổi nhiệt trực tiếp giữa nước nóng ra từ bình ngưng với không khí môi trường. Nước tuần hoàn được làm mát do bay hơi một phần vào không khí đi ngược dòng nhờ quạt gió. Ở điều kiện thiết kế điều hòa không khí (ĐHKK) cấp 1 (nhiệt độ ngoài nhà 38^oC, độ ẩm 51%) nhiệt độ nước vào tháp 37^oC và ra khỏi tháp là 32^oC, nhiệt độ ngưng tụ 42^oC.

Tuy nhiên, do nước làm mát ở Việt Nam nói chung và tại Hà Nội nói riêng có rất nhiều tạp chất. Bề mặt trao đổi nhiệt của nước ở bình ngưng thường bị đóng một lớp cặn bẩn ăn mòn thiết bị và cản trở quá trình trao đổi nhiệt. Điều này làm giảm khả năng trao đổi nhiệt và gây nhiều hư hỏng, trục trặc cho máy.

Công việc khắc phục vệ sinh tốn khá nhiều thời gian, công sức và tiền bạc. Do máy VRF-W giải nhiệt nước hở có hàng trăm tổ máy, với hàng trăm bình ngưng nhỏ và phức tạp nên không thể tập trung vệ sinh cơ khí và bằng hóa chất, nên người ta nghĩ ra tháp giải nhiệt kiểu kín để bảo vệ bình ngưng và đường ống không bị lắng căn bẩn.

Ưu điểm của tháp giải nhiệt kín so với tháp giải nhiệt hở là bình ngưng và toàn bộ hệ thống đường ống nước không bị cặn bẩn. Ưu điểm thứ 2 là không tốn nước làm mát, nhưng thực ra lượng nước dùng để bay hơi làm mát này là không đáng kể.

“Sát thủ năng lượng” của tòa nhà

Nhược điểm của điều hòa tháp giải nhiệt kín là trao đổi nhiệt giữa nước giải nhiệt và không khí môi trường rất kém, kém hơn nhiều so với tháp hở. Theo tính toán, ở cùng điều kiện ĐHKK cấp 1 như trên, nhiệt độ nước vào tháp là 50^oC, ra khỏi tháp là 45^oC nhiệt độ ngưng tụ 55^oC.

Do nhiệt độ ngưng tụ tăng lên khoảng 13^oC so với tháp giải nhiệt hở nên hiệu suất COP (Coefficient of Performance) của hệ thống điều hòa giảm khoảng 35%. Điện năng tiêu tốn tăng gấp 1,57 lần. Khối lượng thiết bị lắp đặt tăng gấp 1,5 lần và do đó kinh phí đầu tư cũng tăng gấp 1,5 lần.

Một nhược điểm khác là khó sưởi ấm mùa đông vì nước có thể bị đóng băng trong mùa đông khi nhiệt độ không khí bên ngoài xuống dưới 9^oC. Khi đó phải sử dụng dung dịch cồn hoặc glycol thay cho nước.

Ngoài ra, tuổi thọ thiết bị, độ tin cậy hệ thống và độ an toàn cũng giảm đi nhiều vì hệ thống luôn làm việc ở chế độ khắc nghiệt. Các hệ thống này cũng vi phạm Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam QCVN 09:2013/BXD về Các công trình xây dựng sử dụng năng lượng hiệu quả vì hiệu suất COP không bao giờ đạt yêu cầu theo Quy chuẩn. Tiêu chuẩn về điều hòa không khí của Việt Nam TCVN 5687:1992 cũng quy định nhiệt độ nước làm mát vào bình ngưng không được vượt quá 33^oC, mà ở đây, nhiệt độ nước vào bình ngưng (bằng nhiệt độ nước ra khỏi tháp) lên tới 45^oC.

Do rất nhiều nhược điểm trên, chúng tôi khuyến cáo không nên sử dụng hệ thống VRF-W (giải nhiệt nước) ở Việt Nam, đặc biệt là ở Hà Nội.

GS.TS Nguyễn Đức Lợi

(Đại học Bách khoa Hà Nội)