Điều hòa không khí
Phân loại > Hệ thống điều hòa trung tâm nước

Bài chi tiết: Chiller
Hệ thống điều hòa trung tâm nước (Chilled-water air conditioning system) là hệ thống điều hòa sử dụng nước lạnh làm chất tải lạnh để làm lạnh không khí. Nước được làm lạnh xuống 45 °F (7 °C) bằng cụm máy làm lạnh nước, sau đó được dẫn theo đường ống đến các dàn trao đổi nhiệt như AHU và FCU để làm lạnh không khí. Hệ thống điều hòa trung tâm nước thường được dùng để làm lạnh những công trình hoặc khu vực rộng lớn như trung tâm thương mại, cao ốc văn phòng...
Hệ thống điều hòa trung tâm nước bao gồm những thiết bị chính sau:
Máy làm lạnh nước (chiller): Là thiết bị trao đổi nhiệt để giảm nhiệt độ nước từ 55 °F (13 °C) xuống 45 °F (7 °C). Máy lạnh chiller là thiết bị nguyên cụm bao gồm máy nén, bình ngưng, bình bay hơi, van tiết lưu, và tủ điện điều khiển.
Dàn trao đổi nhiệt (hay còn gọi là dàn lạnh) như buồng xử lý không khí AHU (Air Handling Unit) và dàn FCU (Fan Coil Unit).
Hệ thống giải nhiệt như tháp giải nhiệt (đối với máy chiller giải nhiệt nước) hoặc dàn nóng (đối với máy chiller giải nhiệt gió).
Hệ thống bơm —như bơm nước lạnh tuần hoàn hoặc bơm giải nhiệt— và hệ thống đường ống.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống điều hòa trung tâm nước xoay quanh cụm máy lạnh chiller. Nước lạnh được làm lạnh trong bình bay hơi của chiller xuống 45 °F (7 °C). Sau đó, hệ thống bơm tuần hoàn sẽ đưa nước lạnh đến các thiết bị trao đổi nhiệt như AHU, FCU đặt tại những khu vực cần làm lạnh. Tại đây, nước hấp thu nhiệt từ không khí trong phòng, làm nhiệt độ tăng lên 55 °F (13 °C). Sau khi nóng lên, nước được tuần hoàn trở lại chiller để tái làm lạnh xuống 45 °F (7 °C) và khép kín chu trình tuần hoàn.
Theo chu trình làm lạnh, máy lạnh chiller được chia thành hai nhóm chính là chiller nén hơi và chiller hấp thụ. Chiller nén hơi (compression chiller) sử dụng máy nén để thực hiện quá trình nén tăng áp suất bên trong chiller nhằm bay hơi và ngưng tụ chất tải lạnh (nước); trong khi đó, chiller hấp thụ (absorption chiller) sử dụng nhiệt năng để thay thế máy nén thực hiện quá trình làm lạnh. Chiller nén hơi là loại chiller được sử dụng phổ biến nhất. Công suất lạnh của cụm máy lạnh chiller tùy thuộc vào loại máy nén lắp trong chiller. Chiller dùng máy nén piston tịnh tiến là loại có công suất nhỏ nhất, thông thường từ 0,5 đến 150 hp (tương đương 31,8 tấn lạnh Mỹ). Muốn nâng công suất làm lạnh, người ta sử dụng nhiều máy nén song song hoặc dùng loại chiller nhiều xi lanh (có thể lên đến 12 xi lanh). Loại công suất trung bình sử dụng máy nén xoắn ốc và máy nén trục vít, khoảng từ 50 đến 700 tấn lạnh. Loại chiller công suất lớn nhất sử dụng máy nén li tâm với công suất lạnh có thể đạt 1.000 tấn lạnh.
Theo phương pháp giải nhiệt ngưng tụ, máy làm lạnh nước chiller được chia thành hai nhóm chính là chiller giải nhiệt nước và chiller giải nhiệt gió. Chiller giải nhiệt nước (WCWC – Water-cooled water chiller) sử dụng một nguồn nước thứ cấp để hấp thu nhiệt từ nước lạnh, lúc này đang ở nhiệt độ 55 °F (13 °C); nước lạnh đi qua thiết bị trao đổi nhiệt gọi là "bình ngưng". Có nhiều dạng thiết kế bình ngưng như loại ống lồng ống (double-tube), ống chùm (shell-and-tube), hoặc ống xoắn (shell-and-coil). Nước giải nhiệt thứ cấp (condenser water) có thể xả thải sau khi sử dụng; tuy nhiên, để tiết kiệm chi phí, nước giải nhiệt được tuần hoàn lại. Nước giải nhiệt thứ cấp sẽ được dẫn về tháp giải nhiệt để làm mát bằng không khí, sau đó được tuần hoàn về bình ngưng, khép kín chu trình. Đối với chiller giải nhiệt gió (ACWC – Air-cooled water chiller), người ta không cần sử dụng nước thứ cấp giải nhiệt mà thay vào đó dùng không khí để làm mát nước tải lạnh. Bình ngưng là một thiết bị trao đổi nhiệt kiểu giàn ống có cánh (finned tube coil); nước lạnh di chuyển trong ống, truyền nhiệt qua các cánh tản nhiệt ra không khí. Không khí được thổi nhờ hệ thống quạt lớn kiểu ly tâm hoặc hướng trục. Chiller giải nhiệt nước có thể làm giảm nhiệt độ thấp hơn chiller giải nhiệt khoảng 35 °F (2 °C), giúp hiệu quả làm lạnh của chiller giải nhiệt nước tốt hơn.