I. Tổng quan về hệ thống HVAC
1.Khái niệm về hệ thống HVAC
HVAC là viết tắt của cụm từ Heating, Ventilating, and Air Conditioning (Hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hoà không khí) gọi chung là hệ thống điều hòa không khí. Hệ thống điều khiển HVAC là một hệ thống kiểm soát nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí trong không gian trong nhà hoặc xe cộ. Cung cấp một mức độ chấp nhận được về chất lượng không khí trong nhà và sự thoải mái nhiệt là yêu cầu đối với một hệ thống HVAC. Các thiết kế của hệ thống được dựa trên các nguyên tắc truyền nhiệt, nhiệt động lực học và cơ học chất lỏng. Mục đích của hệ thống HVAC chính là tạo ra một không gian với nhiệt độ, chất lương và độ ẩm đạt tới mức cao nhất.
2. Cấu tạo chung hệ thống HVAC
– Bộ xử lý không khí ( AHU) có chức năng là cung cấp không khí và kiểm soát chất lượng không khí được đưa từ bên ngoài vào.
– Độ ẩm quá mức, mùi và các chất gây ô nhiễm môi trường khi đưa vào sẽ được pha loãng hoặc thay thế bằng không khí từ bên ngoài.
Tại các chung cư, vị trí nhà bếp hoặc phòng tắm thường được lắp đặt hệ thống ống gió để dẫn mùi hoặc độ ẩm.
– Các phương pháp thông gió:
+ Phương pháp tự nhiên: Là phương pháp lưu thông không khí bên ngoài mà không cần sử dụng quạt thông gió, hoặc các hệ thống cơ khí khác. Không khí được đi qua cửa sổ thông hơi nhỏ. Một số tòa nhà sử dụng “ hiệu ứng ngăn xếp” để lấy được lượng không khí tốt nhất từ bên ngoài vào. Phương pháp này mất rất ít năng lượng, bởi vậy đôi khi, chất lượng không khí có thể không được như mong đợi.
+ Phương pháp nhân tạo ( Thông gió bằng quạt thông gió): Phương pháp này sử dụng quạt thông gió, ống gió, bộ điều khiển để kiểm soát chất lượng không khí lưu thông vào tòa nhà.
Mục đích của hệ thống HVAC:
+ Điều chỉnh nhiệt độ phòng.
+ Cung cấp không khí thoáng mát trong phòng.
+ Loại bỏ chất gây ô nhiễm từ trong không khí bằng cách sử dụng các
bộ lọc ở các giai đoạn khác nhau.
+ Hoạt động nguyên liệu hiệu quả.
II. Giải pháp Siemens trong đo lường năng lượng hệ thống HVAC
1. Tổng quát giải pháp đo năng lượng HVAC
Thiết bị đo năng lượng của Siemens giúp khách hàng dễ dàng hơn trong việc quản lý năng lượng một cách hiệu quả. Thiết bị đo với độ chính xác cao và khả năng tính toán liên tục giúp giám sát và nâng cao hiệu quả giám sát của toàn bộ chuổi hệ thống.
Với kinh nghiệm trong nhiều thập kỹ trong lĩnh vực thiết bị đo lường cùng với các cơ sở nhà máy được lắp đặt trên toàn thế giới và không ngừng mở rộng. Siemens luôn đứng đầu trong mảng đo lường và là sự lựa chọn đầu tiên khách hang nghĩ đến khi lựa chọn hệ thống quản lý năng lượng toàn diện.
2. Chi tiết cấu hình hệ thống quản lý kiểm soát năng lượng trong hệ thống HVAC
Hệ thống quản lý kiểm soát năng lượng hệ thống HVAC của Siemens bao gồm 3 thành phần chính như sau:
Thành phần 1: Đồng hồ đo lưu lượng dạng điện từ / siêu âm để đo lường tính toán lưu lượng môi chất sử dụng trong hệ thống HVAC có hỗ trợ truyền thông modbus, profibus, hart,...kết nối truyền dữ liệu về bộ xử lý tính toán năng lượng
Thành phần 2: Cặp cảm biến nhiệt độ lắp đặt trên đường ống cấp và thu hồi để kiểm soát nhiệt độ môi chất lưu thông trong đường ống rồi truyền dữ liệu về bộ xử lý tính toán năng lượng. Có thể tích hợp trên mã của bộ đo và xử lý tính toán
Thành phần 3: Thiết bị xử lý tính toán và kiểm soát năng lượng tiếp nhận dữ liệu đo lường từ các thiết bị đo trả về xử lý thuật toán và đưa ra kết quả tính toán năng lượng tương ứng, thiết bị có khả năng lưu trữ dữ liệu tới 440 ngày, giao tiếp truyền thông modbus RTU, Profibus, nguồn nuôi đa dạng pin hoặc điện AC / DC, khả năng tính toán xử lý tín hiệu nhanh chóng với độ chính xác cao.
3. Danh sách các thiết bị cụ thể như sau
| STT | Thông tin thiết bị | Mã hàng | Ghi chú |
| 1 | Đồng hồ đo lưu lượng dạng điện từ MAG3100/5100W/8000/8000CT | 7ME6520 / 7ME6580 /7ME6310 / 7ME6810 /7ME6820 | Hoặc có thể sử dụng các dòng khác như: FUS380/FUE380, FST020 |
| 2 | Thiết bị đo nhiệt độ lắp trên đường ống PT 100 (Đơn) / PT 500 (Cặp) | 7NG3150 / A5Exxx | Tích hợp vào mã mục 3 hoặc có thể chọn spare part |
| 3 | Bộ tính toán năng lượng công suất SITRANS FUE 950 | 7ME3480 |
4. Nguyên lý hoạt động hệ thống
Thiết bị xử lý tính toán và kiểm soát năng lượng tiếp nhận dữ liệu đo lường từ các thiết bị đo trả về xử lý thuật toán và đưa ra kết quả tính toán năng lượng tương ứng
Việc thiết bị tính toán năng lượng và đưa ra kết quả dựa trên công thức sau:
Năng lượng = Thể tích x (TNóng - TLanh) x Kyếu tố (Ti)
Thể tích: Khối lượng [m3] của một lượng xung thể tích nhất định
TNóng: Đo nhiệt độ trong đường nóng
TLanh: Đo nhiệt độ trong đường lạnh
Kyếu tố (Ti): Hệ số nhiệt của enthalpy phương thức truyền thông và hàm lượng nhiệt. Việc tính toán năng lượng được thực hiện bởi một bộ đếm và phụ thuộc vào sự chênh lệch nhiệt độ, tần số đầu vào xung và các yêu cầu tiêu chuẩn. Bộ tính luôn thực hiện ít nhất một phép tính năng lượng cứ sau 2 giây. Nếu thiết bị đo lưu lượng được kết nối không gửi đủ dải xung về thì bộ tính toán năng lượng sẽ dựa trên giá trị thu nhận được trong 8 giây sau đó.
Đơn vị: MWh, GJ, Gcal, MBtu, m3, gal, m3/h, GPM, °C, °F và kW; tất cả các điểm thập phân đều tĩnh (đơn vị "gal" được hiển thị với hệ số x 100). Khả năng lưu trữ lịch sử của 24 chu kỳ (tháng, tuần, ngày). Các giá trị được lưu trữ hàng tháng, hàng tuần hoặc hàng ngày trong EEPROM vào ngày được lập trình từ ngày 1... 31 (thông qua công cụ phần mềm). Tối đa lưu trữ lên tới 440 ngày.
5. Ưu điểm của giải pháp đo lường năng lượng toàn diện của Siemens
Thiết bị đo lường Siemens trước giờ luôn nổi tiếng với những tiêu chí như chất lượng đo lường chuẩn, độ bền cao, hoạt động ổn định và được sử dụng phổ biến rộng rãi trong mọi lĩnh vực.
- Tốc độ xử lý tính toán của bộ tính toán năng lượng nhanh chóng, ổn định, độ tin cậy cao, hỗ trợ nhiều giao thức truyền thông phổ biến. Kết quả đồng bộ theo thời gian thực.
- Ứng dụng được phát triển để đáp ứng phù hợp cho 3 loại hệ thống sưởi ấm, làm lạnh và hệ thống kết hợp vừa sưởi vừa làm lạnh trong ngành HVAC.
- Khả năng hoạt động trong môi trường có nhiệt độ khắc nghiệt lên tới 190 °C. Cấp độ bảo vệ tiêu chuẩn IP54.
- Khả năng xử lý và lưu trữ dữ liệu hoạt động lớn. Dữ liệu được lưu trữ chi tiết khoa học và đồng bộ theo thời gian thực.
III. Thiết bị đo lưu lượng thích hợp
1. Các loại sensor đo lưu lượng thích hợp
MAG 3100 MAG 5100 W Một cảm biến cho tất cả các ứng dụng nước và
| Technical Spec for Sensor | For MAG 5100W | For MAG 3100 |
| Nominal size.: | DN15-DN1200 | DN15-DN2000 | |
| Accuracy.: 0.2 | 0.2 % ±2.5 mm/s | 0.2 % ±1 mm/s | |
| Process medium.: | -10 °C...+70 °C | -40 °C...+180 °C | |
| Operating pressure, absolute.: | 0.01 bar...16 bar | 0.01 bar...100 bar | |
| Ambient temperature during operation.: | -40 °C...+70 °C | -40 °C...+100 °C | |
| IP rating (Option).: | IP 67 ( IP68 if using option USM Potting Kit FDK:085U0220 ) | IP 67 ( IP68 if using option USM Potting Kit FDK:085U0220 ) | |
| Process connection.: | EN 1092-1 | EN 1092-1 | |
| Pressure rating.: | PN40 For DN25 - DN50, PN16 For DN65 - DN600, PN10 For DN200 - DN300, PN10 For DN350 - DN1200, PN 6 For DN1400 – DN2000 | PN40 For DN25 - DN50, PN16 For DN65 - DN600, PN10 For DN200 - DN300, PN10 For DN350 – DN2000 | |
| Material.: | Carbon steel 304 | Carbon steel 304 or 316L | |
| Enclosure.: | Two-component epoxy coating thickness 150 μm | Two-component epoxy coating thickness 150, 300 μm | |
| Material of the liner.: | NBR, EPDM, Ebonite | Neoprene, EPDM, PTFE, PFA, Ebonite, Linatex | |
| Material of the electrodes.: | Nickel alloy (Hastelloy C276) | AISI 316 Ti, Hastelloy C, Platinum, Titanium, Tantalum |
2. Các loại transmitter đo lưu lượng thích hợp
MAG 5000 và MAG 6000
| Technical Spec for Transmitter | MAG 5000 | MAG 6000 |
| Enclosure.: | IP67 / NEMA 4X/6 or IP20/66 / NEMA 2/4X Polyamide | ||
| Accuracy.: | ±0.4% ± 1mm/s | ±0.2% ± 1mm/s | |
| Display.: | 3-line alpha numeric LCD with backlight | ||
| Process temperature.: | -20 ... 60 °C / -4 ... 140 °F | ||
| Input & Output.: | 1 digital input, 1 current output, 1 pulse/frequency output, 1 relay output | ||
| Communication.: | HART | HART, Profibus PA/DP, DeviceNet, Modbus RTU, Foundation Fieldbus | |
| Batch funcition.: | No | No | |
| Power Supply.: | 12 – 24 V AC/DC 115 – 230 V AC | ||
| Approvals.: | FM/CSA Class 1, Div 2 | ||
| Custody transfer approvals.: | Cold water pattern approval - MI-001, Heat meter pattern approval - OIML R75. Hot water pattern approval - PTB. Media other than water - OIML R117 | ||
IV. Thiết bị đo lường nhiệt độ thích hợp
SITRANS PT500
Bộ cảm biến nhiệt độ được thiết kế để sử dụng với loại máy tính năng lượng của Siemens SITRANS FUE950 để đo mức tiêu thụ năng lượng trong lưới sưởi ấm hoặc làm mát của quận.
Cảm biến nhiệt độ là một trong những thành phần không thể thiếu của mọi đồng hồ đo năng lượng nhiệt trong các ứng dụng sưởi ấm hoặc làm mát. Chúng được sử dụng để xác định sự thay đổi nhiệt độ trong chất lỏng do năng lượng lấy từ hoặc cung cấp cho vòng lặp. Do đó, nhiệt độ được đo bằng cách gắn các cảm biến nhiệt độ ở thượng nguồn và hạ lưu từ điểm trao đổi năng lượng nhiệt của hệ thống.
Để đảm bảo đo chính xác sự chênh lệch nhiệt độ theo MID (EN 1434) hoặc PTB K7.2, các cảm biến được phân phối dưới dạng các cặp phù hợp.
Bằng cách lựa chọn với mã đơn đặt hàng tương ứng, các bộ cặp cảm biến Pt500 có thể được phân phối với sự chấp thuận sưởi ấm hoặc với sự chấp thuận cho các ứng dụng sưởi ấm / làm mát kết hợp.
| Sensor | SITRANS PT500 |
| Measuring insert.: | Pt500 temperature sensor |
| Accuracy.: | ± 0,5 % |
| Pressure rating.: | PN 16, 25, 40 |
| Power Supply.: | 24 V DC |
| Process temperature.: | 0 ... 150 °C / 32 ... 302 °F |
| Sensor length: | 50 ... 230 mm |
| Cable length.: | 5 m |
| Dimension.: | 6 mm |
| Enclosure.: | IP 65 |
V. Thiết bị tính toán năng lượng Siemens
1. Cấu hình thiết bị tính toán và kiểm soát năng lượng Sitrans FUE 950.
SITRANS FUE 950
| Sensor | SITRANS FUE 950 |
| Meassuring range.: | Qp ≤ 360000 m3/h (600000 GPM); P ≤ 15000000 kW | |
| Accuracy.: | EN1434 Class 3, typical ±(0.5 + 3K/ΔΘ) [%] | |
| Temperature input.: | -20 to 190 °C (-4 to 374 °F) | |
| Ambient temperature.: | 0 to 55 °C (32 to 131 °F) | |
| Power Supply.: | 230 V AC, 24 V DC, 3.6 V D-cell Battery | |
| Display.: | 8-Digit LCD display with asscovi-ated pictograms/symbols | |
| Input.: | 1 Pulse of flowmeter (always included) 2 Temperature input as PT100/500, 2 or 4-wire (always included) 2 Pulse input (optional) | |
| Output.: | 2 Pulse or status (optional) 1 M-Bus (optional) 1 RS 232 M-Bus protocol (optional) 1 RS485 M-Bus protocol (optional) 2 current (4-20mA , passive) (optional) | |
| Enclosure.: | IP 54 | |
| Application examples.: | District heating applications, Chilled water applications, Combined cooling/heating applications |
2. Sơ đồ lắp đặt cho ứng dụng phù hợp
Các sản phẩm liên quan
Liên Hệ
