Lắp đặt HVAC: Hướng dẫn phân phối điện và máy biến áp

Lắp đặt HVACthường được thảo luận từ góc độ cơ học: máy làm lạnh, bộ xử lý không khí, ống dẫn, máy bơm, máy nén, thiết bị thông gió và bộ điều khiển. Nhưng đối với các tòa nhà thương mại và công nghiệp lớn, có một phần khác cũng đáng được quan tâm nhiều-hệ thống điện.

Thiết bị HVAC có thể chiếm một phần đáng kể trong nhu cầu điện của tòa nhà. Các thiết bị làm lạnh lớn, tháp giải nhiệt, máy bơm, máy nén và hệ thống điều hòa{1}}không khí đều cần nguồn điện đáng tin cậy. Điều đó có nghĩa làmáy biến áp, thiết bị đóng cắt, dây cáp và hệ thống bảo vệ nên được coi là một phần của kế hoạch lắp đặt HVAC.

Đối với các dự án như nhà máy, bệnh viện, trung tâm mua sắm, tòa nhà văn phòng, khuôn viên trường và trung tâm dữ liệu, sự phối hợp giữa kỹ sư HVAC và kỹ sư điện có thể tạo ra sự khác biệt lớn.

Việc lắp đặt thường bắt đầu bằng việc xác định các yêu cầu về sưởi ấm và làm mát của tòa nhà. Sau đó, các kỹ sư lựa chọn thiết bị, thiết kế hệ thống cơ khí, lập kế hoạch phân phối điện, lắp đặt thiết bị và hoàn thành thử nghiệm và vận hành thử.

Đối với một cơ sở lớn, phía điện có thể tuân theo cấu hình như:

Lưới điện → Thiết bị đóng cắt trung thế → Máy biến áp → Thiết bị đóng cắt hạ thế → Phân phối HVAC → Máy làm lạnh / Máy bơm / AHU / Quạt

Cấu hình thực tế khác nhau tùy theo từng dự án, nhưng ý tưởng cơ bản là giống nhau: thiết bị HVAC cần nguồn điện được thiết kế phù hợp.

Tại sao máy biến áp lại quan trọng trong quá trình lắp đặt HVAC

Máy biến áp thay đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác để nguồn điện có thể được phân phối an toàn và hiệu quả trong toàn bộ cơ sở.

Nhiều tòa nhà thương mại và công nghiệp nhận được điện ở điện áp trung thế. Tuy nhiên, thiết bị HVAC có thể hoạt động ở điện áp thấp hơn như 400 V, 480 V, 600 V hoặc các mức điện áp-dành riêng khác cho dự án.

Máy biến áp có thể cung cấp điện áp cần thiết cho hệ thống phân phối HVAC của tòa nhà.

Quan trọng hơn, công suất máy biến áp phải phù hợp với nhu cầu điện dự kiến.

Một nhà máy làm lạnh lớn có thể đặt tải liên tục đáng kể lên máy biến áp. Khi một số thiết bị làm lạnh, máy bơm, quạt và máy nén hoạt động cùng nhau, tổng nhu cầu có thể trở nên đáng kể.

Đây là lý do tại sao việc lựa chọn máy biến áp nên diễn ra trong giai đoạn thiết kế ban đầu của quá trình lắp đặt HVAC thay vì sau khi hệ thống cơ khí đã được hoàn thiện.

Lựa chọn máy biến áp cho hệ thống HVAC

Không có máy biến áp chung cho mọi dự án HVAC. Giải pháp phù hợp tùy thuộc vào điện áp, tải trọng, vị trí lắp đặt, điều kiện môi trường, yêu cầu công suất và tiêu chuẩn áp dụng của cơ sở.

Đối với các cơ sở thương mại và công nghiệp trong nhà,máy biến áp loại khôcó thể là một giải pháp thiết thực. Máy biến áp loại khô không sử dụng chất cách điện bằng chất lỏng và thường được xem xét sử dụng cho các phòng điện trong nhà, nơi có yêu cầu-an toàn về hỏa hoạn và bảo trì.

Để phân phối ngoài trời, mộtmáy biến áp ngâm dầuhoặcmáy biến áp đầy dầucó thể được chọn. Những máy biến áp này được sử dụng rộng rãi để phân phối điện công nghiệp và tiện ích và có thể được sản xuất với công suất tương đối cao.

A máy biến áp gắn trên padlà một lựa chọn phổ biến khác cho các ứng dụng ngoài trời. Nó thường được lắp đặt trên một tấm bê tông và kết nối với cáp trung thế{1}}dưới lòng đất.

Đối với các dự án lớn hơn, mộttrạm biến áp đơn vịcó thể kết hợp máy biến áp với thiết bị đóng cắt trung thế- và hạ thế- để tạo ra giải pháp phân phối điện tích hợp hơn.

Lắp đặt HVAC và tính toán phụ tải điện

Một trong những bước quan trọng nhất là xác định tải điện thực tế trước khi lựa chọn máy biến áp.

Xếp hạng bảng tên của từng thiết bị HVAC chỉ là điểm khởi đầu. Các kỹ sư cũng cần xem xét cách thức hoạt động của thiết bị.

Ví dụ, một máy làm lạnh trung tâm có thể có động cơ hoặc máy nén lớn. Máy bơm và quạt tháp giải nhiệt bổ sung thêm tải. Bộ truyền động tần số-có thể thay đổi có thể thay đổi đặc tính vận hành của động cơ tùy thuộc vào tải.

Đánh giá tải điện HVAC đơn giản có thể bao gồm:

Nên chọn máy biến áp sau khi xem xét nhu cầu tổng thể thay vì chỉ cộng mọi thông số định mức của thiết bị lại với nhau.

Việc mở rộng trong tương lai là một yếu tố quan trọng khác. Nếu một nhà máy có kế hoạch bổ sung thêm một dây chuyền sản xuất khác hoặc một tòa nhà thương mại cần bổ sung công suất làm mát thì máy biến áp và hệ thống phân phối có thể cần đủ công suất dự phòng.

Công suất khởi động động cơ và máy biến áp

Thiết bị HVAC lớn có thể tạo ra nhu cầu điện trong thời gian ngắn-trong quá trình khởi động.

Máy làm lạnh, máy nén, máy bơm và quạt có thể sử dụng động cơ lớn. Tùy thuộc vào động cơ và phương pháp khởi động, dòng khởi động có thể cao hơn đáng kể so với dòng hoạt động bình thường.

Nếu máy biến áp không được chọn đúng cách, việc khởi động động cơ HVAC lớn có thể góp phần gây sụt áp.

Các hệ thống HVAC hiện đại thường sử dụng bộ truyền động-tần số thay đổi hoặc các công nghệ điều khiển động cơ-khác để cải thiện khả năng kiểm soát và tiết kiệm năng lượng. Các hệ thống này có thể giảm bớt một số vấn đề-liên quan đến khởi động nhưng cũng đưa ra những cân nhắc bổ sung về điện, bao gồm cả dòng điện hài.

Do đó, đối với việc lắp đặt HVAC lớn hơn, các kỹ sư có thể đánh giá trở kháng máy biến áp, điều chỉnh điện áp, hiệu suất hài hòa, độ tăng nhiệt độ và các yêu cầu làm mát như một phần của thiết kế điện.

Máy biến áp loại khô để lắp đặt HVAC

A máy biến áp loại khôthường được xem xét khi máy biến áp được lắp đặt bên trong tòa nhà thương mại hoặc công nghiệp.

Vì máy biến áp không có chất cách điện bằng chất lỏng nên nó có thể phù hợp với các phòng điện nơi ít sử dụng thiết bị chứa chất lỏng-.

Máy biến áp loại khô cũng có thể được thiết kế cho các loại cách điện, yêu cầu-tăng nhiệt độ khác nhau, cấu hình vỏ bọc và điều kiện môi trường trong nhà.

Đối với các ứng dụng HVAC, phòng máy biến áp cần có hệ thống thông gió đầy đủ vì máy biến áp tự tạo ra nhiệt trong quá trình vận hành.

Phòng điện cũng cần có đủ không gian để kiểm tra và bảo trì. Các ống dẫn, đường ống HVAC và các dịch vụ cơ khí khác không được cản trở khe hở hoặc khả năng tiếp cận máy biến áp.

Sự phối hợp này rất dễ bị bỏ qua trong quá trình thi công nhưng có thể trở thành vấn đề thực sự sau này.

Máy biến áp gắn trên tấm đệm cho hệ thống HVAC ngoài trời

A máy biến áp gắn trên padcó thể được sử dụng khi thiết bị HVAC được đặt ngoài trời hoặc khi tòa nhà nhận được nguồn điện trung thế{0}}dưới lòng đất.

Máy biến áp được lắp đặt trên mặt đất trên tấm bê tông, với các kết nối sơ cấp và thứ cấp được bố trí theo yêu cầu của dự án.

Loại máy biến áp này có thể được sử dụng cho các tòa nhà thương mại, nhà máy công nghiệp, khuôn viên trường, cơ sở hạ tầng và các ứng dụng khác nơi ưu tiên phân phối điện ngoài trời.

Tùy thuộc vào dự án, điện áp thứ cấp điển hình có thể bao gồm 480Y/277 V hoặc điện áp hệ thống khác do thiết kế điện quy định.

Trạm biến áp đơn vị cho tải HVAC lớn

Các cơ sở lớn có thể yêu cầu nhiều hơn một máy biến áp riêng lẻ.

A trạm biến áp đơn vịtích hợp một máy biến áp với thiết bị đóng cắt và phân phối liên quan. Sự sắp xếp này có thể đơn giản hóa hệ thống phân phối điện và cung cấp giải pháp phối hợp cho các phụ tải điện năng-cao.

Đối với một nhà máy HVAC lớn, trạm biến áp đơn vị có thể cung cấp một nhóm thiết bị làm lạnh, máy bơm, tháp giải nhiệt và thiết bị liên quan chuyên dụng.

Cách tiếp cận này có thể hữu ích khi hệ thống HVAC chiếm phần lớn trong tổng nhu cầu điện của cơ sở.

Cấu hình cuối cùng phụ thuộc vào cấp điện áp, công suất, yêu cầu hiện tại-lỗi, sơ đồ bảo vệ, bố cục tòa nhà và tiêu chuẩn điện địa phương.

Lắp đặt HVAC tại Trung tâm dữ liệu và cơ sở công nghiệp

Việc lắp đặt HVAC trở nên đặc biệt quan trọng trong các cơ sở nơi việc làm mát không thể dễ dàng bị gián đoạn.

Trung tâm dữ liệu là một ví dụ điển hình. Máy chủ và thiết bị mạng tạo ra nhiệt lượng đáng kể, trong khi hệ thống làm mát có thể hoạt động liên tục.

Máy làm lạnh, máy bơm, tháp giải nhiệt, hệ thống-điều hòa không khí trong phòng máy tính và các thiết bị làm mát khác đều yêu cầu nguồn điện đáng tin cậy.

Các cơ sở công nghiệp có thể có những yêu cầu tương tự. Ngoài việc làm mát tiện nghi cho tòa nhà, một số quy trình sản xuất còn yêu cầu kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm.

Trong các ứng dụng này, máy biến áp là một phần của chiến lược độ tin cậy nguồn điện tổng thể của cơ sở.

Thiết kế điện có thể bao gồm nhiều máy biến áp, đường dẫn điện dự phòng, máy phát điện khẩn cấp, hệ thống UPS, thiết bị đóng cắt trung thế{0}}và thiết bị chuyển nguồn tự động tùy thuộc vào mức độ tin cậy cần thiết.

Những cân nhắc về điện trong quá trình lắp đặt HVAC

Các nhà thầu điện và HVAC nên phối hợp trước khi thiết bị đến công trường.

Vị trí máy biến áp cần phải được kiểm tra dựa trên vị trí thiết bị HVAC, tuyến cáp, hệ thống thông gió, yêu cầu tiếp cận và khoảng trống bảo trì. Khả năng tản nhiệt của máy biến áp cũng cần được quan tâm khi thiết kế phòng điện.

Nối đất và liên kết đều quan trọng như nhau. Động cơ HVAC, máy bơm, ống dẫn kim loại, đường ống, máy biến áp, thiết bị đóng cắt và các thiết bị dẫn điện khác có thể cần được tích hợp vào hệ thống nối đất của cơ sở theo quy chuẩn điện hiện hành và thiết kế dự án.

Sự phối hợp bảo vệ cũng cần được xem xét lại. Máy biến áp, thiết bị đóng cắt, bảo vệ động cơ, cầu dao và thiết bị HVAC nên hoạt động cùng nhau thay vì được thiết kế thành các hệ thống hoàn toàn riêng biệt.

Kiểm tra và vận hành lắp đặt HVAC

Quá trình cài đặt chưa hoàn tất khi tất cả các thiết bị đã được kết nối vật lý.

Việc thử nghiệm và vận hành xác nhận rằng hệ thống HVAC và điện hoạt động như dự kiến.

Thử nghiệm máy biến áp có thể bao gồm điện trở cách điện, điện trở cuộn dây, xác minh tỷ lệ, kiểm tra nối đất, thử nghiệm bảo vệ và các thử nghiệm khác theo yêu cầu kỹ thuật của dự án.

Về phía HVAC, việc vận hành thử có thể bao gồm kiểm tra luồng không khí, lưu lượng nước, áp suất, nhiệt độ, dòng điện động cơ, trình tự thiết bị và các chức năng điều khiển.

Việc thử nghiệm các hệ thống cùng nhau đặc biệt hữu ích. Ví dụ, một máy biến áp có thể hoạt động chính xác trong các điều kiện điện bình thường, trong khi trình tự khởi động máy làm lạnh lớn gây ra sự cố sụt áp hoặc phối hợp bảo vệ.

Các sự cố lắp đặt HVAC thường gặp

Một số vấn đề về HVAC là về cơ khí, nhưng một số khác lại liên quan đến cơ sở hạ tầng điện.

Máy biến áp có kích thước nhỏ có thể gặp khó khăn trong việc hỗ trợ tải HVAC kết hợp. Bảo vệ phối hợp kém có thể dẫn đến các chuyến đi mạch không cần thiết. Thông gió không đầy đủ xung quanh máy biến áp có thể làm tăng nhiệt độ vận hành. Định tuyến cáp kém hoặc không đủ không gian bảo trì có thể khiến việc bảo trì trong tương lai trở nên khó khăn không cần thiết.

Sóng hài cũng có thể được cân nhắc khi thiết bị HVAC sử dụng một số lượng lớn-bộ truyền động tần số có thể thay đổi.

Không có vấn đề nào trong số này nhất thiết có nghĩa là bản thân thiết bị HVAC bị lỗi. Khá thường xuyên, họ tiến tới sự phối hợp giữa các thiết kế cơ và điện.

Đó là lý do tại sao nên đưa nhà sản xuất máy biến áp, nhà thầu điện và đội kỹ thuật HVAC vào dự án sớm.

Lựa chọn nhà cung cấp máy biến áp cho các dự án HVAC

Đối với các dự án HVAC có tải điện lớn, việc lựa chọn máy biến áp chỉ là một phần trong quyết định mua sắm. Năng lực kỹ thuật, năng lực sản xuất, khả năng thử nghiệm, các tùy chọn tùy chỉnh, tài liệu và{1}}hỗ trợ sau bán hàng của nhà sản xuất cũng có thể quan trọng.

Công ty TNHH Máy biến áp Giang Tô Yaweilà nhà sản xuất máy biến áp với hơn 30 năm kinh nghiệm sản xuất. Là công ty con của Tập đoàn Yawei, Yawei cung cấp các giải pháp máy biến áp để phân phối điện công nghiệp, năng lượng tái tạo, cơ sở hạ tầng, cơ sở thương mại và các ứng dụng khác.

Phạm vi sản phẩm của nó bao gồmmáy biến áp loại khô, máy biến áp ngâm dầu, máy biến áp phân phối, máy biến áp trung thế, máy biến áp gắn tấm đệm và giải pháp trạm biến áp đơn vị.

Đối với các dự án liên quan đến HVAC-, thông số kỹ thuật của máy biến áp có thể được phát triển dựa trên điện áp sơ cấp và thứ cấp, công suất, môi trường lắp đặt, yêu cầu làm mát, trở kháng, mức tăng nhiệt độ và các thông số điện khác của dự án.

Đối với các dự án có tải HVAC lớn, việc trao đổi kỹ thuật sớm có thể giúp xác nhận cấu hình máy biến áp phù hợp trước khi mua sắm và lắp đặt.

Những cân nhắc cuối cùng cho việc lắp đặt HVAC

Một sự đáng tin cậyLắp đặt HVACcần nhiều hơn là thiết bị cơ khí được lắp đặt chính xác. Cơ sở hạ tầng điện phải hỗ trợ hệ thống HVAC trong cả điều kiện hoạt động bình thường và thay đổi.

Máy biến áp, thiết bị đóng cắt, dây cáp, hệ thống bảo vệ, động cơ và bộ điều khiển HVAC nên được xem xét cùng nhau. Đối với một tòa nhà nhỏ, điều này có thể tương đối đơn giản. Đối với một nhà máy lớn, trung tâm dữ liệu, bệnh viện, khuôn viên trường hoặc khu phức hợp thương mại, nó có thể trở thành một phần quan trọng trong thiết kế điện của dự án.

Chọn sớm máy biến áp phù hợp, cung cấp đủ công suất cho các yêu cầu trong tương lai và điều phối các nhóm cơ và điện có thể giúp tránh những thay đổi tốn kém trong quá trình xây dựng.

Đối với việc mua sắm máy biến áp, các nhà thầu HVAC, công ty EPC, nhà thầu điện và nhà tư vấn kỹ thuật có thể hợp tác với Yawei Transformer để phát triển giải pháp máy biến áp dựa trên yêu cầu thực tế của dự án.

Cần một máy biến áp cho một dự án lắp đặt HVAC? Hãy liên hệ với Yawei Transformer để được tư vấn kỹ thuật và nhận báo giá-cụ thể về dự án.

Liên hệ ngay