Giới Thiệu Chung Về Các Thiết Bị Khác Của Hệ Thống Lạnh

Quá trình xả:

Ưu và nhược điểm:

- Độ tin cậy cao, bền

- Tốc độ quay rất nhanh nên kích thước nhỏ gọn

- Cân bằng, nên không cần nền móng kiên cố

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 148 trang tài liệu này.

- Hầu như không có hiện tượng va đập thuỷ lực

- Ta có thể thực hiện với tỉ số nén cao bằng cách trích đường làm mát trung gian

- Khó chế tạo nên giá thành cao

Sơ đồ bố trí phun lỏng vào cấp nén trung gian:

2.4.3.4. Máy nén ly tâm:

Máy nén ly tâm sử dụng theo nguyên lý động học, biến đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác để làm tăng áp suất và nhiệt độ môi chất. Biến đổi áp suất động thành áp suất tĩnh. Bộ phận chính trong máy nén ly tâm là bánh công tác.

Khi bánh công tác quay, nhờ lực ly tâm ném hơi môi chất với gia tốc lớn. Hơi môi chất ra khỏi bánh công tác có vận tốc và động năng lớn. Tiếp tục đi qua rãnh tăng áp, rãnh này mỡ rộng dần về phía môi chất ra ngoài. Do đó, môi chất tại đầu ra sẽ giảm dần vận tốc. Theo định luật nhiệt động lực học thứ nhất, năng lượng không mất đi mà chỉ chuyển từ dạng này sang dạng khác. Như vậy áp suất động của dòng môi chất biến đổi thành áp suất tĩnh.

Hơi môi chất tiếp tục đi vào rãnh xoắn ốc có thể tích mở rộng dần làm sự chuyển đổi áp suất động thành áp suất tĩnh cũng tăng lên.

phân tích sự biến đổi áp suất trong máy nén ly tâm:

Ta có thể thấy trên đồ thị, khi hơi môi chất qua bánh công tác vận tốc tăng nhanh, áp suất động cũng tăng nên áp suất tĩnh là nhỏ nhất. Khi môi chất đi vào rãnh tăng áp, vận tốc dòng hơi giảm xuống kéo theo áp suất động giảm theo và khi đó áp suất tĩnh tăng lên, đi vào rãnh xoắn ốc được đẩy ra ngoài.

2.5. Giới thiệu chung về các thiết bị khác của hệ thống lạnh‌

2.5.1. Các thiết bị trao đổi nhiệt chủ yếu 2.5.1.1.Thiết bị ngưng tụ và tháp giải nhiệt‌

a. Giới thiệu: Trong HTL, thiết bị trao đổi nhiệt chiếm phần lớn trong tổng số thiết bị và khối lượng của HTL. Các TBTĐN bắt buộc phải có là: Thiết bị ngưng tụ (TBNT) và thiết bị bay hơi (TBBH). Ngoài ra để làm tăng thêm hiệu quả và năng suất của HTL, người ta còn gắn thêm các TBTĐN phụ như sau: Thiết bị hồi nhiệt,thiết bị quá nhiệt, thiết bị quá lạnh, bình trung gian ..vv…

b.Yêu cầu: Trong thiết kế và chế tạo TBTĐN cần bảo đảm các yêu cầu sau:

* Truyền nhiệt tốt, trở lực bé, cấu tạo đơn giản, chắc chắn, an toàn, dễ lắp đặt, giá thành rẻ.

* Phương pháp trao đổi nhiệt

- Sự trao đổi nhiệt sẽ xảy ra khi có sự hiện diện của 2 môi chất có nhiệt độ khác nhau. Sự truyền nhiệt sẽ diễn ra từ phía môi chất có nhiệt độ cao sang phía môi chất có nhiệt độ thấp và thường bằng 2 phương cách: Hỗn hợp và riêng lẻ.

+ Hỗn hợp: Trong đó môi chất nóng và lạnh sẽ được trộn lẫn với nhau.

+ Riêng lẻ: Trong đó môi chất nóng và lạnhtrao đổi nhiệt với nhau qua 1 bề mặt ngăn cách, bề mặt đó gọi là bề mặt trao đổi nhiệt.

Ta xét 2 biểu đồ trao đổi nhiệt loại riêng lẻ như sau:

- Ở cách trao đổi nhiệt ngược chiều thì nhiệt độ cuối của môi chất nóng và lạnh tiến tới được nhiệt độ trung bình, do đó trao đổi nhiệt ngược chiều là tốt hơn.

c.Vai trò của thiết bị trong hệ thống lạnh:

TBNT là TBTĐN dùng để: Giải nhiệt cho hơi môi chất ở áp suất, nhiệt độ cao, ngưng tụ thành lỏng cao áp. Thải ra môi trường xung quanh 1 nhiệt lượng Qk mà HTLđã lấy được ở phòng lạnh. Đôi khi trong TBNT cũng xảy ra sự quá lạnh lỏng môichất.

TBNT cũng có nhiệm vụ như 1 bình chứa cao áp trong vài loại HTL tổ hợp. Vị trí : TBNT được Lắp đặt liền kề sau máy nén.

d. Các kiểu thiết bị ngưng tụ thường gặp

- Thiết bị ngưng tụ ống vỏ trùm nằm ngang

- Thiết bị ngưng tụ ống vỏ thẳng đứng

- Thiết bị ngưng tụ ống lồng ống.

- TBNT kiểu bay hơi.

- TBNT kiểu phần tử.

- TBNT kiểu xối tưới.

2.5.1.2.Tháp giải nhiệt

a. Cấu tạo

b. Hoạt động.

- Tháp giải nhiệt là

thiết bị dùng để làm mát nước tuần hoàn, giải nhiệt cho MN và TBNT kiểu bình ngưng ống trùm nằm ngang.

- Nước có nhiệt độ môi trường từ bể nước (7) được bơm vào TBNT, giải

nhiệt cho hơi môi chất theo đường số 8, đi ra theo đường số 9 (Có to cao hơn lúc vào từ 3 → 50C) lên dàn phun (4) tưới xuống.

- Không khí được quạt hút (1) hút theo cửa số 6 đi lên ngược chiều với nước chảy xuống qua khối đệm (5) làm hạ nhiệt độ cho nước.

- Tấm chắn (3) gạt các bụi nước nhằm làm giảm lượng hao hụt. Nước bổ sung được cấp cho tháp theo đường (13) nhờ 1 van phao. Để thay nước tháp, dùng van (12) xả nước cũ.

- Chú ý: Áp lực bơm nước tháp giải nhiệt từ 3 → 4 kg/cm2).

c.Vị trí. Tháp giải nhiệt được lắp đặt ngoài trời, nơi thoáng mát, phải cao hơn TBNT, có bệ móng bê tông cho bể nước, chân tháp, bơm nước có mái che.

2.5.1.3. Thiết bị bay hơi

a.Theo môi trường làm lạnh

- TBBH làm lạnh chất lỏng ….vd : (Nước, nước muối)(còn gọi là dàn lạnh ướt).

- TBBH làm lạnh không khí .(còn gọi là dàn lạnh khô).

b. Theo cách vận động (Sự trao đổi nhiệt)

- TBBH làm lạnh trực tiếp (Tác nhân lạnh sôi trong ống trao đổi nhiệt)

- TBBH làm lạnh gián tiếp (Chất tải lạnh chảy trong ống trao đổi nhiệt)

c. Theo cách chiếm chỗ của tác nhân

- TBBH kiểu ngập

- TBBH kiểu không ngập

2.5.1.4.Vai trò của thiết bị trong hệ thống lạnh

Là thiết bị trao đổi nhiệt dùng để làm lạnh hoặc làm khô 1 môi trường nào đó, nhờ vào sự bay hơi ở nhiệt độ thấp của tác nhân lạnh trong ống trao đổi nhiệt.”

2.5.1.5.Các kiểu thiết bị bay hơi thường gặp

- Thiết bị bay hơi ống vỏ kiểu ngập

- Thiết bị bay hơi ống vỏ chùm ống thẳng, môi chất sôi trong ống.

- Thiết bị bay hơi làm lạnh không khí (dàn lạnh khô)

- Thiết bị bay hơi kiểu hỗn hợp

- Thiết bị bay hơi làm lạnh không khí kiểu ướt.(AHU kiểu ướt)

2.5.2.Thiết bị tiết lưu (giảm áp) 2.5.2.1.Giảm áp bằng ống mao

- Ống mao và cáp có cấu tạo đơn giản là một đoạn ống có đường kính rất nhỏ 0,6 →2 mm và chiều dài lớn 0,5 →5 m.

- Ống mao làm chức năng tiết lưu trong hệ thống lạnh.

* Ưu và nhược điểm U

- Ưu điểm: Đơn giản, không có chi tiết chuyển động nên làm việc đảm bảo độ tin cậy cao, không cần bình chứa. Sau khi máy nén ngừng làm việcchừng vài phút, áp suất sẽ cân bằng giữa bên hút và bên đẩy, khởi động dễ dàng.

- Nhược điểm: Dễ tắt ẩm, bẩn, khó xác định độ dài ống, không tự điều chỉnh các chế độ làm việc khác nên chỉ dùng cho các hệ thống lạnh có công suất nhỏ và rất nhỏ.

* Chú ý: Khi chọn ống mao cần lưu ý:

Để tránh tắt ẩm và bẩn nên chọn ống mao có đường kính lớn (Với chiều dài lớn). Không nên tăng trở lực bằng cách kẹp bớt ống mao.

Trở lực ống mao càng lớn, độ lạnh đạt được càng lớn nhưng năng suất lạnh của hệ thống càng nhỏ, vì vậy chỉ cân cáp vừa đủ độ lạnh cần đạt.

2.5.2.2.Van tiết lưu

a.Công dụng.

- Van tiết lưu cảm ứng nhiệt còn gọi là TEV (Thermal Expansion Valve).

- Trong tủ lạnh và máy lạnh dân dụng, vì năng suất lạnh Qo nhỏ và trung bình, mức độ dao động ít, nên người ta thường dùng cáp (van tiết lưu cố định). Trong hệ thống lạnh công nghiệp, vì năng suất lạnh Qo lớn, mức độ dao động nhiều, nên phải dùng TEV để có thể tự động điều chỉnh lưu lượng môi chất, tiết lưu vào dànlạnh phù hợp với phụ tải nhiệt.

b. Phân loại:

TEV cân bằng trong.

* Cấu tạo.

Hình 2.14: cấu tạo van tiết lưu

* Hoạt động.

- Gọi P1 là áp suất của khí trong ống cảm nhiệt, P0 là áp suất của dàn lạnh. TEV hoạt động dựa vào tín hiệu độ quá nhiệt hơi hút về MN, tạo ra sự so sánh giữa P1 và P0.

- Khi dàn lạnh thiếu gas, hơi hút về MN bị tăng độ quá nhiệt, khí trong ống cảm giãn nở, P1 > P0 đẩy màng áp suất võng xuống, kim van mở lớn lỗ tiết lưu, gas vô dàn lạnh nhiều.

- Khi dàn lạnh đủ gas P1 > P0, màng áp suất phình lên đóng bớt lỗ tiết lưu làm giảm lượng gas vô dàn lạnh.

- TEV không bao giờ đóng kín. Nhờ ốc điều chỉnh có lò xo, người thợ có thể chỉnh

sao cho độ quá nhiệt hơi hút nằm trong khoảng từ 50 đến 80C là tối ưu ( dàn lạnh được khai thác hết)…

TEV cân bằng ngoài.

* Cấu tạo.

* Hoạt động.

- TEV cân bằng ngoài được dùng cho những dàn lạnh lớn, đường ống dài và nhiều co cút, lúc này áp suất đường về bị tổn thất chỉ còn làP’o < Po. Do đó, người ta so sánh P’0 với P1 mới chính xác cho độ mở kim van tiết lưu.

Cách nhận biết “Từ thân van có 1 đường ống nốithẳng xuống đường về” (Đầu ra của dàn lạnh).

Van tiết lưu điện tử.

Cấu tạo - Hoạt động: VTL điện tử không có bầu cảm nhiệt và lò xo. Người ta dùng 1 thermistor để ghi nhận P0 và độ quá nhiệt Tqn của hơi hút về MN, đưa đến bộ vi xử lí.

Trên cơ sở của tín hiệu nhận được, bộ vi xử lí sẽ điều khiển 1 đ/cơ bước loại tuyến tính lắp sẵn trong van, làm xoay trục vít theo chiều tác động tương

ứng, kéo piston của VTL di chuyển lên xuống nhằm làm tăng hay giảm số lỗ tiết lưu trên đường ống, đưa tác nhân vào van để vào dàn lạnh.

Hình 2.15: van tiết lưu điện tử

2.5.3. Các thiết bị tự động và bảo vệ của hệ thống lạnh: 2.5.3.1.Tự động điều chỉnh năng suất lạnh‌

* Điều khiển tự động ngừng - chạy lại máy nén .

 Dùng Thermostat.

- Phương pháp này dựa vào tín hiệu nhiệt độ buồng lạnh. Khi nhiệt độ buồng lạnh đạt yêu cầu, cơ cấu điều khiển tự động (Thermostat) sẽ tác động cắt nguồn điều khiển làm cho MN ngừng chạy. khi nhiệt độ buồng lanh gia tăng, Thermostat tác động MN chạy lại.

- Nhược điểm của sơ đồ này là khi ngừng MN, tác nhân lạnh vẫn tiếp tục vào dàn bay hơi (là nơi có nhiệt độ, áp suất thấp nhất), khi khởi động lại, máy nén chạy nặng tải, dễ bị va đập thủy lực vì lỏng bị hút về máy nén. Sơ đồ này chỉ ápdụng cho những HTL có Q0 nhỏ như tủ lạnh, máy ĐHKK gia dụng.

* Mạch điều khiển dùng Thermostat.

Hình 2.16: mạch điều khiển dùng thermostat

- Để khắc phục hiện tượng quá tải khi MN khởi động lại, người ta lắp thêm 1 van điện từ trước van tiết lưu, khi thermostat cắt điện ngừng MN thì van điện từ đóng lại ngừng cấp lỏng cho DL.

* Mạch điện điều khiển dùng thermostat + van điện từ.

 Dùng thermostat + van điện từ và relay thấp áp (LP).

Hoạt động- Khi buồng lạnh đạt yêu cầu, thermostat tác động ngắt điện van điện từ, ngừng cấp lỏng cho DL, áp suất hút Po ở DL tuột dần (do không được cấp lỏng nữa mà MN vẫn còn chạy). Khi Po xuống đến 1 giá trị cài đặt trên relay LP, relay sẽ tác động ngừng MN.

- Khi nhiệt độ phòng tăng, thermostat tác động van điện từ mở ra, cấp lỏng cho dàn lạnh, áp suất Po tăng lên, relay LP tác động làm cho MN chạylại. Phương pháp này còn gọi là chế độ pump- down.

* Mạch điện điều khiển tương ứng

2.5.3.2.Tự động giảm tải MN lúc khởi động.

a. Dùng van Bypass

- Phương pháp này thực hiện được nhờ 1 van by pass (van tái tuần hoàn) đưa 1 phần hơi từ đầu đẩy sang đầu hút MN, lượng hơi này không tham gia vào quá trình làm lạnh.

- Như vậy: Năng suất ngưng tụ (QK) sẽ bị giảm 1 lượng dẫn đến năng suất lạnh (Qo) giảm theo, trở lực đầu đẩy giảm làm cho sự khởi động MN dễ dàng thắng được áp lực ma sát tĩnh trong máy nén.