Giới Thiệu Một Số Chủng Loại Máy Nén Khác. 2.4.3.1- Máy Nén Xoắn Ốc:

Vê nguyên tắc chu trình 2 cấp là có 2 nhiệt độ bay hơi to và ttg. Nếu cần nhiệt độ bay hơi trung gian người ta chỉ cần mắc thêm vào bình trung gian các dàn bay hơi theo ý muốn. Khi đó bình trung gian kiêm vai trò bình tách lỏng cho các dàn bay hơi trung gian

Chu trình có máy nén trục vít và turbin

Đây là các chu trình chỉ có 1 máy nén (máy trục vítlà 1 cấp, máy turbin là 2 hoặc nhiều cấp) nhưng chúng có đặc điểm có thể trích ngang sường máyđể tạo đường hút có áp suất trung gian do đó có thể bố trí bình trung gian làm quá lạnh lỏng trước khi vào van tiết lưu.

Chu trình 3 cấp kín

Chu trình dùng để tạo các nhiệt độ rất thấp nhưng vì vó nhược điểm là áp suất bay hơi quá thấp (chân không) và áp suất ngưng tụ quá cao nên ít được sử dụng.

Chu trình 3 cấp hở sản xuất đá khô

Đá khô được sử dụng rất nhiều trong công nghiệp và đời sống. Sau 3 cấp nén và 3 cấp tiết lưu người ta có thể tạo được CO2 rắn dạng tuyết. CO2 tuyết được máy ép thành bánh đưa đi sử dụng làm chất tải lạnh.

Chu trình ghép tầng

Để tạo nhiệt độ thấp -800C đến – 120oC nhưng tránh các nhược điểm của chu trình 3 cấp, người ta sử dụng 2 chu trình 1 cấp độc lập ghé vào nhau để lạnh bay hơi tầng trên làm ngưng tụ môi chất tầng dưới. Các hình vẽ và giải thích tỷ mỉ xin tham khảo tài liệu.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 148 trang tài liệu này.

Hình 2.6: chu trình ghép tầng

2.4. Máy nén lạnh‌

2.4.1. Khái niệm.‌

* Máy nén dùng để hút hơi môi chất ra khỏi thiết bị bay hơi nhằm duy trì áp suất bay hơi không đổi và nén hơi đến áp suất ngưng tụ trong bình ngưng

*Phân loại:

- Máy nén làm việc theo nguyên lý thể tích: Máy nén pít tông, máy nén rô to lăn, máy nén xoắn ốc và máy nén trục vis

- Máy nén làm việc theo nguyên lý ly tâm : Máy nén ly tâm ( tua bin )

2.4.2 Máy nén Pitton: 2.4.2.1.Cấu tạo:‌

- Xy lanh: Được đúc bằng gang, gang phải có độ chặt cao để chống thấm khí qua vách xy lanh. Trong máy nén cỡ nhỏ có cánh tản nhiệt để làm mát xy lanh. Đối với MN cỡ lớn ta sử dụng nước. Mặt trong xy lanh là nơi pít tông chuyển động lên xuống nên phải được chế tạo chính xác

- Pít tông: Pit tông được làm bằng gang. Máy nén có tốc độ cao piston được chế tạo bằng hợp kim nhôm. Piston có bề mặt được chế tạo chính xác để có thể lắp khít với bề mặt xy lanh. Trên pít tông có khoan lỗ để lắp chốt piston. Chốt piston được nối với tay

biên. Để giảm khối lượng chết piston có dạng rỗng. Với piston có đường kính lớn hơn 50mm bên ngoài pit tông có phay những rãnh để lắp sec mang.

- Tay biên: Dùng để nối pit tôn với trục khuỷu. Có nhiệm vụ biến chuyển động quay thành chuyển động lên xuống của piston. Được chế tạo bằng thép hoặc gang, ở máy có tốc độ lớn tay biên làm bằng hợp kim nhôm

- Trục khuỷu: Là bộ phận nhận động lực từ nguồn bên ngoài ( động cơ điện, máy nổ..

) và truyền chuyển động quay cho piston qua tay biên. Được làm bằng thép rèn hay thép đúc.

- Xup bắp: 2 loại: Loại lá và loại đĩa

+ Dạng lá được làm từ kim loại có tính đàn hồi cao, bền dày mỏng, bản thân nó đóng vai trò lò xo để tự đóng mở. Được chế tạo có bề mặt chính xác. Xúp bắp hút ít bị hỏng do tiếp xúc với hơi hút ở nhiệt độ thấp. Xúp bắp đẩy dễ hỏng hơn do tiếp xúc hơi nén ở nhiệt độ cao, do va đập, phân huỷ dầu….

+ Dạng đĩa vòng có các lò xo đặt theo bề mặt để ép xuống mặt tựa đóng kín lỗ hút hoặt đẩy. Đóng dựa trên sự chênh lệch áp suất. Sử dụng cho các máy nén lớn. Lò xo lâu ngày có thể bị gãy

- Bộ chèn trục: Tránh sự rò rỉ môi chất lạnh hay dầu từ trong ra ngoài Hệ thống bôi trơn máy nén:

- PP vẩy dầu: Cạc te phải chứa dầu đến mức giữa ổ trục. Khi trục khuỷu quay, đối trọng sẽ được nhúng ngập dầu và vẩy đến các nơi trong MN. Phương pháp này sử dụng cho hệ thống nhỏ

- Dùng bơm dầu: Dầu hút từ cac te qua bộ lọc, vào ổ đỡ, đệm kín, …. ( Vẽ hình )

2.4.2.2. Nguyên lý hoạt động:

Chủng lọai máy nén đầu tiên ta tìm hiểu là máy nén pít tông. Nguyên tắc hoạt động của máy nén pít tông cơ bản đều giống nhau. Hơi môi chất được nén bởi pít tông nằm trong xylanh, tương tự như máy nổ. Pit tong được nối với trục khủyu bởi thanh truyền. Khi trục khủyu quay, làm pít tông di chuyển lên xuống trong lòng xy lanh. Hơi môi chất đuợc hút vào trong xy lanh, được nén và đẩy ra ngoài. Một cặp van hút và đẩy được sử dụng để giữ hơi môi chất trong quá trình trên.

Trong suốt quá trình hút, pít tông đi xuống, tạo áp suất chân không thấp hơn áp suất hơi môi chất, van hút mở ra, hơi môi chất được hút vào xy lanh.

Hình 2.7: máy nén pittong

Trong suốt kì nén, pít tông đi từ từ dưới lên, nén hơi mốt và làm tăng áp suất trong xy lanh. Khi áp suất trong xy lanh vượt quá áp suất hút, van hút đóng, môi chất được giữ lại trong xy lanh. Pít tông tiếp tục di chuyển lên phía trên, môi chất được nén, làm tăng áp suất trong xy lanh.

Khi áp suất trong xy lanh lớn hơn áp suất ép trên đỉnh van đầu đẩy thì môi chất được đẩy ra ngòai thông qua cửa mở

2.4.2.2. Phân loại máy nén Pitton:

Máy nén pít tông được phân làm 3 lọai: máy nén hở, máy nén kín, máy nén nửa kín

- Máy nén piton hở:

Máy nén hở được truyền động bởi nguồn truyền động bên ngòai như: mô tơ điện, máy nổ, hay tua bin hơi.

Máy nén kết nối với động cơ thông qua khớp nối như ly hợp, truyền động đai….Do trục máy nhô ra bên ngoài nên giữa trục và vỏ phải được chèn kín để ngăn môi chất rò rỉ ra

ngoài. Mô tơ điện được làm mát nhờ không khí xung quanh nhờ quạt hay không gian được điều hòa.

Hình 2.8: máy nén pittong hở

- Máy nén kín:

Trong máy nén kín, mô tơ điện nằm trong vỏ máy. Mô tơ điện được làm mát bởi môi chất lạnh được hút về máy nén hay sử dụng lỏng tiết lưu vào. Lượng nhiệt này sau đó được thải ra bình ngưng tụ. Máy nén kín có ưu điểm là động cơ điện và phần truyền động đều nằm trong vỏ nên không cần đến bộ phận chèn trục, khớp nối. Tránh hiện

tượng rò rỉ dầu và môi chất ra ngoài. Nhưng ngược lại khi động cơ điện bị cháy, ta phải cắt vỏ máy nén để lấy mô tơ điện ra ngòai sau đó phải vệ sinh thật sạch và thay thế toàn bộ dầu nhớt bôi trơn.

Hình 2.9: máy nén kín

Trên thân máy gắn kính xem dầu và ống cân bằng dầu ( khi lắp hai hay nhiều máy ) vỏ máy có thể chứa một phần lỏng trong khoang nhưng khi đó dầu nhớt bôi trơn sẽ hòa tan môi chất lạnh làm mất tính bôi trơn gây hại cho máy.

- Máy nén nửa kín:

Tương tự như máy nén kín, mô tơ điện của máy nén hở cũng được đặt trong vỏ và được làm mát bởi môi chất hút về máy nén. Nhưng trong máy nén nửa kín, động cơ điện có thể được tháo ra để sửa chữa và đại tu.

Hình 2.10: máy nén nửa kín

2.4.3. Giới thiệu một số chủng loại máy nén khác. 2.4.3.1- Máy nén xoắn ốc:‌

Tương tự như máy nén pít tông, máy nén xoắn ốc cũng làm việc theo nguyên

lý thể tích. Máy nén xoắn ốc sử dụng 2 vòng xoắn tiếp xúc nhau. Đỉnh vòng xoắn có lớp đệm kín và lớp dầu mỏng để tránh môi chất lạnh rò rỉ ra ngòai. Lớp đệm kín được đặt vào rãnh của vòng xoắn.

Vòng xoắn phía trên là vòng xoắn đứng yên, có cổng đẩy. Vòng xoắn bên dưới là vòng xoắn di động, được nối với trục động cơ và ổ trục. Môi chất lạnh đi vào từ bên ngoài của cạnh vòng xoắn và được nén ra ngoài qua cổng thoát nằm giữa vòng đứng yên.

Tâm quay của trục động cơ và ổ trục được thiết kế lệch tâm. Độ lệch tâm này tạo nên chuyển động hành tinh của vòng xoắn di động.

Sự chuyển động hành tinh này sẽ làm cho các vòng xoắn tạo nên các túi chứa hơi môi chất. Khi chuyển động hành tinh liên tục, sự chuyển động tương đối giữa vòng xoắn di động và cố định sẽ hút môi chất, giảm thể tích rồi nén chúng nên áp suất cao. Trong máy nén xoắn ốc sẽ tạo nên hai túi chứa môi chất đối xứng nhau. Quá trình nén được hoàn tất khi hơi môi chất được đưa đến tâm và đẩy ra ngòai sau khi hoàn tất 3 vòng quay chuyển động hành tinh. Có nghĩa là động cơ điện phải hòan tất 3 vòng quay mới thực hiện được 3 quá trình ; hút, nén và đẩy. Các quá trình này xảy ra liên tục và đồng đều bởi vì khi một lượng hơi được nén thì một luợng khác đã được hút và một luợng khác đã được đẩy ra một cách đồng thời. Sau quá trình nén, môi chất đi qua van

một chiều rồi vào thiết bị ngưng tụ. Van một chiều ngăn không cho môi chất đi ngược về máy nén khi hệ thống không hoạt động.

Ta khảo sát 3 quá trình hút, nén và đẩy như sau:

Ta có cấu tạo một máy nén xoắn ốc dưới đây:

Hình 2.11 máy nén xoắn ốc

Theo hình minh họa trên ta thấy, hơi môi chất đi vào cửa hút, qua các khe hở của cuộn dây quấn động cơ, làm mát chúng trước khi vào khoang hút. Sau khi được nén, hơi môi chất được đưa ra ngòai theo cửa xả. Trong hệ thống điều hòa không khí, máy nén xoắn ốc được sử dụng rộng rãi trong hệ thống bơm nhiệt, máy điều hòa kiểu đặt trên mái hay các máy chiller nhỏ.

So với máy nén pít tông, máy nén xoắn ốc có những ưu điểm sau:

- Không có khỏang không gian chết, do đó hiệu suất thể tích đạt đến 100%

- Ít các chi tiết chuyển động, nên khả năng hư hỏng thấp hơn

- Nhỏ gọn, không bị ồn nên thường dùng trong hệ thống ĐHKK

- Cho phép một phần nhỏ lỏng chứa trong hơi môi chất vì máy nén xoắn ốc có khả năng tách các vòng xoắn theo hướng dọc trục và hướng ly tâm. Trong một số trường hợp không cần đến bình tách lỏng

Nhưng nhược điểm của nó là khó chế tạo vì cần độ chính xác cao nên giá thành mắc.

2.4.3.2. Máy nén Roto lăn:

Hình 2.12: máy nén ro to lăn

Rô to lăn trên bề mặt đứng yên của xy lanh nhờ trục lệch tâm. Vì trục rôto không trùng với trục xy lanh nên giữa xy lanh và rô to tạo nên một khoảng trống hình luỡi liềm. Nhờ có lá chắn nên chia làm 2 vùng riêng biệt là vùng hút và nén. Khi rô to quay theo chiều như hình vẽ thì thể tích phần 1 tăng lên làm áp suất giảm xuống, hút môi chất lạnh, thể tích vùng 2 giảm xuống làm áp suất tăng lên nén môi chất và đẩy ra ngoài.

Máy nén rô to lăn cũng có ưu điểm như sau: Kích thước và trọng lượng nhỏ, không có các xupap, cân bằng tốt nên không cần nền móng kiên cố…Rất ít các chi tiết chuyển động nên MN rô to tin cậy trong vận hành. Khuyết điểm của nó là độ chính xác cao nếu không thì hịêu suất MN rất thấp

2.4.3.3. Máy nén trục vít:

Tương tự như máy nén xoắn ốc, máy nén trục vít nén hơi môi chất chứa trong rãnh của hai trục vít bằng cách giảm dần thể tích. Sử dụng hai trục vít chủ động và bị động ăn khớp với nhau rất chính xác, cùng nằm trong vỏ bao bọc. Khe hở giữa hai trục vít được bịt kín bởi dầu bôi trơn ngăn không cho hơi môi chất thoát ra ngoài. Trục chủ động được truyền động bởi mô tơ điện. Các bộ phận làm việc là trục vis quay nhưng không tiếp xúc nhau và không tiếp xúc với thân máy. Các vis chỉ được phép tiếpxúc nhau trong trường hợp có dầu bôi trơn cho máy nén.

Môi chất lạnh từ đầu hút máy nén đi vào và được điền đầy rãnh vít. Khi vít xoay, sẽ đẩy hơi môi chất chứa trong đó về phía trước, đến cuối máy nén. Hai trục vít

được đặt trên ổ chặn dọc trục và ổ đỡ. Máy nén trục vis không cần lúp pê hút và đẩy. Để ngăn chặn hơi môi chất quay ngược về máy nén khi tắt máy, ta lắp đặt van một chiều tại đầu đẩy.

Hình 2.13: máy nén trục vít

Bắt đầu quá trình hút:

Kết thúc quá trình hút:

Bắt đầu quá trình nén: