Giáo trình Lựa chọn và lắp đặt đường ống dẫn môi chất lạnh và các thiết bị liên quan (Trình độ: Cao đẳng)

ợc tách ra xả trực tiếp về các te máy nén ngăn không cho dầu đi cùng gas lạnh trong hệ thống lạnh. 2.4.2 Cấu tạo Bình tách dầu trên hình vẽ có cấu tạo khá đơn giản. Bên trong bình tách dầu ở đầu nối ống hơi vào và ra người ta gắn các bao lưới kim loại với thước lổ lưới rất nhỏ. Các lưới chắn có tác dụng tách dầu khá hiệu quả. Đối với dòng hơi vào, bao lưới có tác dụng cản và giảm động năng các giọt dầu, đối với ống hơi ra bao lưới có tác dụng ngăn không cho cuốn dầu ra khỏi bình. Khi lượng dầu trong bình đủ lớn, van phao sẽ mở cửa cho dầu thoát ra ngoài. Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của bình tách dầu 2.4.3 Nguyên lý làm việc Nhằm đảm bảo tách triệt để dầu bị cuốn môi chất lạnh, bình tách dầu được thiết kế theo nguyên lý tách dầu như sau: Giảm đột ngột tốc độ dòng gas từ tốc độ cao (khoảng 18 - 25 m/s) xuống tốc độ thấp 0,5 - 1,0 m/s. Khi giảm tốc độ đột ngột các giọt dầu mất động năng và rơi xuống. Thay đổi hướng chuyển động của dòng môi chất một cách đột ngột. Dòng môi chất đưa vào bình không theo phương thẳng mà thường đưa ngoặt theo những góc nhất định. Khi mức dầu trong bình tách dầu tăng, nó sẽ đẩy van phao và dầu sẽ được hồi về các te máy nén Dùng các tấm chắn hoặc khối đệm để ngăn các giọt dầu. Khi dòng môi chất chuyển động va vào các vách chắn, khối đệm các giọt dầu bị mất động năng và rơi xuống. 2.4.5 Vị trí Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của bình tách dầu Bình tách dầu được lắp đặt ngay sau đầu đẩy của máy nén và thường lắp đặt ở trên cao trong phòng máy. Nhiệt độ bình rất cao nên lắp đặt bình ở vị trí thoáng gió để giải nhiệt được tốt. 2.5. Bình tích lỏng 2.5.1 Khái niệm Để ngăn ngừa hiện tượng ngập lỏng gây hư hỏng máy nén, trên đường hơi hút về máy nén, người ta bố trí bình tách lỏng. Bình tác lỏng sẽ tách các giọt hơi ẩm còn lại trong dòng hơi trước khi về máy nén. 2.5.2 cấu tạo Hình 2.9. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của bình tích lỏng 2.5.3 Nguyên lý làm việc Hình 2.10. Sơ đồ nguyên lý của bình tích lỏng Hơi môi chất và dầu đi vào bình tích lỏng sẽ giảm vận tốc một cách đột ngột . Khi giảm tốc độ đột ngột các giọt lỏng mất động năng và rơi xuống đáy bình. Hơi và dầu sẽ được đi vào đầu ra của bình và trở về máy nén. Môi chất lỏng rơi xuống đáy bình và được tiết lưu qua lỗ tiết lưu. Môi chất đi qua lỗ tiết lưu được dòng hơi môi chất cuốn theo trở về máy nén 2.5.4 Vị trí Hình 2.11. Sơ vị trí của bình tích lỏng Do nguyên lý tách lỏng rất giống nguyên tách dầu nên các bình tách lỏng thường có cấu tạo tương tự bình tách dầu. Điểm khác đặc biệt nhất giữa các bình là bình tách lỏng là phạm vi nhiệt độ làm việc. Bình tách dầu làm việc ở nhiệt độ cao còn bình tách lỏng làm việc ở phạm vi nhiệt độ thấp nên cần bọc cách nhiệt, bình tách dầu đặt trên đường đẩy, còn bình tách lỏng đặt trên đường ống hút. Bài 3: Điều khiển lưu lượng và phân phối môi chất lạnh lỏng Giới thiệu Thiết bị tiết lưu là một trong bốn thiết bị chính của hệ thống lạnh. Nó có ý nghĩa rất lớn trong điều khiển lưu lượng và phân phối môi chất lạnh lỏng. Mục tiêu của bài - Trình bày được nguyên lý làm việc và ứng dụng của thiết bị tiết lưu, van phao, bộ điều chỉnh áp suất - Lựa chọn thiết bị đúng yêu cầu kỹ thuật - Cài đặt được các thiết bị theo yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo an toàn lao động; - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp, biết làm việc theo nhóm. Nội dung bài: 3.1. Van tiết lưu tay 3.1.1. Cấu tạo: Là van tiết lưu được điều chỉnh bằng tay, van có kết cấu tương tự như van chặn. Khác biệt là nón van có kết cấu đặc biệt để có thể điều tiết được lưu lượng môi chất đi qua một cách rất chính xác. Hình 3.1a. Van tiết lưu tay Hình 3.1b. Cấu tạo van tiết lưu tay 1 – Cửa vào; 2 – Cửa ra; 3 – Đế van; 4 – Kim van; 5 – Thân van; 6 – Đệm kín; 7 – Tay quay; 8 – Trục; 9 – Chèn đệm; 10 – Thân van. 3.1.2. Nguyên lý làm việc: Tấm van 3 dạng hình trụ kéo dài có xẻ rãnh, khi trục van kéo tấm van lên xuống, tiết diện tiết lưu môi chất thay đổi dễ dàng và chính xác. Tấm van 3 được gắn vào trục van 8 sao cho khi trục van quay, tấm van chỉ chuyển động lên xuống mà không cần xoay theo. Trục van 8 có thể chuyển động lên xuống mà không cần xoay theo. Trục van 8 có thể chuyển động lên xuống trong thân van 5 nhờ khớp ren giữa 2 chi tiết. 3.2. Ống mao (cáp phun): 3.2.1. Cấu tạo: Hay còn gọi là cáp tiết lưu có cấu tạo đơn giản là một đoạn ống đồng có đường kính rất nhỏ từ 0,6 đến 2mm và chiều dài từ 0,5 đến 5m nối giữa thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi. Ống mao là thiết bị tiết lưu cố định, không thay đổi được lưu lượng môi chất lạnh. Hình 3.2. Ống mao * Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng: - Ưu điểm: + Rất 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 lại thời gian cân bằng áp suất sẽ nhanh hơn và khởi động dễ dàng hơn. - Nhược điểm: + Dễ tắc bẩn, tắc ẩm, khó xác định độ dài ống; + Chỉ sử dụng cho các hệ thống lạnh có công suất nhỏ và vừa như tủ lạnh và máy điều hòa có công suất nhỏ; 3.2.2. Nguyên lý làm việc: Các kích thước chủ yếu sử dụng cho hệ thống lạnh ở Việt Nam theo tiêu chuẩn của Liên Xô làm bằng đồng thau hoặc đồng M2 và M3 có đường kính trong: 0,8 ÷ 0,82, đường kính ngoài 2,1 ± 0,1 mm, độ ô van; Ống đảm bảo độ bền đến 50at và khả năng thông dòng được kiểm tra bằng lưu lượng kế; Lưu lượng môi chất chảy qua ống phụ thuộc vào áp suất ngưng tụ, áp suất bay hơi và nhiệt độ quá lạnh lỏng môi chất; Ngoài ra còn phụ thuộc vào kích thước của ống mao như chiều dài, đường kính ống. Năng suất hút của máy nén tỉ lệ nghịch với tỉ số nén ∏ = pk/po. . Hình 3.3. Hệ thống lạnh sử dụng ống mao * Cân cáp: Cân cáp là từ các thợ sửa chữa hệ thống lạnh dùng để nói việc sửa lại ống mao cho phù hợp với hệ thống lạnh sau khi sửa chữa hoặc khi dựng lại máy kem, máy đá. Khi sửa chữa và dựng máy để đạt độ lạnh yêu cầu thường người ta phải cân cáp vì ống mao cũ không còn phù hợp, vì bị dập, bẹp, tắc, vì block đã bị “ dão” Có hai phương pháp cân cáp là: * Phương pháp thứ nhất: Chỉ đo trở lực không khí của ống mao và phin với chính Block sẽ lắp cùng với ống mao trong hệ thống. Nối ống mao vào phin và nối đầu đẩy vào Block. Trước phin lắp áp kế. Đầu hút của Block để tự do hút không khí và đầu kia của ống mao cũng để tự do hút không khí. Cho block chạy kim sẽ từ từ tăng lên đến một giá trị nào đó. Giá trị ổn định cao nhất mà kim đạt được p1 chính là trở kháng thủy lực của ống mao. So sánh với các giá trị kinh nghiệm để điều chỉnh độ dài của ống mao. + Đối với tủ lạnh thường, 1 sao, nhiệt độ - 60C p1 = 130 - 150 psi đối với tủ lạnh 2 sao là 150 - 160 psi, đối với tủ lạnh 3 sao là 160 - 180 psi. * Phương pháp thứ hai: Đo trở lực không khí khi hệ thống đã lắp hoàn chỉnh. Ống mao được lắp vào hệ thống hoàn chỉnh độ dài của ống mao được lấy theo giá trị định hướng và cộng thêm chiều dài dự trữ + Đối với tủ lạnh dàn ngưng đối lưu không khí tự nhiên p1 = 150 - 210psi + Đối với bể kem bể đá dàn ngưng có quạt gió thì p1 = 75 - 140 psi. * Khi chọn ống mao cần lưu ý một số nguyên tắc sau: - Để tránh tắc ẩm và tắc bẩn nên chọn ống mao có đường kính lớn; - Không tìm cách tăng trở lực ống mao bằng cách kẹp ống lại; - Trở lực ống mao càng lớn độ lạnh càng sâu, nhưng năng suất lạnh của hệ thống nhỏ vì vậy cân cáp cho vừa đạt độ lạnh là được. * Một số sai hỏng: - Ống mao có tiết diện rất nhỏ nên dễ bị tắc ẩm và tắc bẩn một phần hoặc toàn phần. Khi tắc toàn phần hệ thống sẽ mất lạnh, máy nén chạy không tải, dòng điện có trị số thấp, không nge thấy tiếng xì gas vào dàn lạnh; - Ống mao là ống rất nhỏ và mỏng nên dễ bị móp méo gãy xì. Khi thấy tủ kém lạnh hoặc mất lạnh thì hãy kiểm tra tình trạng ống mao. 3.3. Van tiết lưu nhiệt TEV(còn gọi là van tiết lưu tự động) Van tiết lưu nhiệt có khả năng tự điều chỉnh được lưu lượng môi chất qua đó điều chỉnh năng suất lạnh của hệ thống phù hợp với tải lạnh Cấu tạo van tiết lưu tự động gồm các bộ phận chính sau: Thân van, chốt van, lò xo, màng ngăn và bầu cảm biến E. Hình 3.4a. Cấu tạo bên ngoài của van tiết lưu tự động Hình 3.4b. Cấu tạo bên trong của van tiết lưu tự động Bầu cảm biến được nối với phía trên màng ngăn nhờ một ống mao. Bầu cảm biến có chứa chất lỏng dễ bay hơi. Chất lỏng được sử dụng thường chính là môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống. Khi bầu cảm biến được đốt nóng, áp suất hơi bên trong bầu cảm biến tăng, áp suất này truyền theo ống mao và tác động lên phía trên màng ngăn và ép một lực ngược lại lực ép của lò xo lên thanh chốt. Kết quả khe hở được mở rộng ra, lượng môi chất đi qua van nhiều hơn để vào thiết bị bay hơi hạ nhiệt độ dàn bay hơi giảm xuống. Khi nhiệt độ bầu cảm biến giảm xuống, hơi trong bầu cảm biến ngưng lại một phần, áp suất trong bầu giảm, lực do lò xo thắng lực ép của hơi và đẩy thanh chốt lên phía trên. Kết quả van khép lại một phần và lưu lượng môi chất đi qua van giảm đưa nhiệt độ dàn bay hơi tăng lên. Như vậy trong quá trình làm việc van tự động điều chỉnh khe hở giữa chốt và thân van nhằm khống chế mức dịch vào dàn bay hơi vừa đủ và duy trì hơi đầu ra thiết bay hơi có một độ quá nhiệt nhất định. Độ quá nhiệt này có thể điều chỉnh được bằng cách tăng độ căng của lò xo, khi độ căng lò xo tăng, độ quá nhiệt tăng. 3.4 Van tiết lưu nhiệt 3.4.1 Khái niệm Van tiết ltru nhiệt có tên đầy đủ là van tiết lưu tĩnh nhiệt (tiếng Anh là Thermostatic Expansion Valve, viết tắt là TEV). Van tiết lưu nhiệt là loại van điều chỉnh tự động nhờ độ quá nhiệt hơi hút về máy nén. Là loại van tiết lưu được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay bởi hiệu suất cao cũng như khả năng ứng dụng đa dạng cùa nó trong rất nhiều máy lạnh trong các lĩnh vực khác nhau. 3.4.2 Phân loại - Theo cấu tạo : + Van tiết lưu nhiệt cân bằng trong + Van tiết lưu tĩnh nhiệt cân bằng ngoài - Theo môi chất sử dụng : R22, R134a. 3.4.3 Cấu tạo Hình 3.5. Cấu tạo bên trong của van tiết lưu nhiệt cân bằng trong - Thân van: Được làm băng đồng hoặc thép chống gỉ. Thân van dùng để giữ các bộ phận khác của van. Thân van kết nối với thiết bị khác của hệ thống bằng mối loe, hàn hoặc mặt bích. - Màng đàn hồi: Là tấm thép mỏng và linh hoạt, nó nằm phía trên của van. Được sử dụng để đóng mở kim van thông qua thanh truyền. - Bầu cảm biến và cáp tiết lưu: Bầu cảm biến được đặt cuối dàn bay hơi, trong bầu cảm biến chứa môi chất lỏng ( thường là loại môi chất cùng loại với môi chất của hệ thống). Nhiệt độ cuối dàn bay hơi sẽ làm môi chất trong bầu cảm biến dãn nở, qua cáp tiết lưu nó tác động một lực lên phía trên màng đàn hồi. - Lò xo và vít điều chỉnh: Lò xo tạo lực tác dụng lên kim van để đóng mở van. Vít điều chỉnh sử dụng để điều chỉnh độ quá nhiệt của van - Đường cân bằng trong: Môi chất tại áp suất bay hơi đi qua đường cân bằng, tạo ra áp lực tác dụng phía dưới màng đàn hồi 3.4.4 Nguyên lý làm việc - Khi tải ổn định: Lực tác dụng của bầu cảm biến lên màng đàn hồi cân bằng với lực lò xo và lực của áp suất bay hơi tác dụng lên màng. Van ở vị trí cân bằng và độ quá nhiệt ở giá trị cài đặt. Lượng môi chất lạnh qua van duy trì ổn định P1 = P2 +P3 Hình 3.6. Nguyên lý làm việc của VTL ở chế độ tải cân bằng Khi tải dàn lạnh tăng: độ quá nhiệt dàn bay hơi tăng, lực của bầu cảm biến tác dụng lên màng đàn hồi tăng. Lúc này lực P1 > P2 + P3 màng đàn hồi đi xuống đẩy kim van đi xuống van tiết lưu mở rộng, lượng môi chất đi qua van tăng lên. Hình 3.7. Nguyên lý làm việc của VTL ở chế độ tải tăng Khi tải dàn lạnh giảm: độ quá nhiệt dàn bay hơi giảm, lực của bầu cảm biến tác dụng lên màng đàn hồi giảm. Lúc này lực P1 < P2 + P3 màng đàn hồi đi lên phía trên kéo kim van đi lên van tiết lưu đóng nhỏ lại , lượng môi chất đi qua van giảm xuống. Hình 3.8. Nguyên lý làm việc của VTL ở chế độ tải giảm 3.4.5 Điều chỉnh van tiết lưu Muốn tăng độ quá nhiệt, vặn vít điều chỉnh theo chiều kim đồng hồ. Muốn giảm độ quá nhiệt, vặn vít điều chỉnh ngược chiều kim đồng hồ. Khi điều chỉnh van tiết lưu, mỗi lần điều chỉnh không quá ¼ vòng. Khi điều chỉnh đợi hệ thống làm việc ổn định sau đó xác định độ quá nhiệt. Nếu các thông số chưa đạt theo yêu cầu tiếp tục điều chỉnh. 3.4.6 Vị trí Hình 3.9. Sơ đồ vị trí van tiết lưu Để van làm việc tin cậy và hiệu quả, van tiết lưu nhiệt lắp đặt càng gần dàn bay hơi càng tốt. Tuy nhiên, do có đầu chia lỏng, cần phải bô' trí van với đầu chia lỏng cho hợp lý, đảm bảo chia lỏng đểu cho các lối của dàn bay hơi. 3.5 Van tiết lưu điện tử 3.5.1 Khái niệm Van tiết lưu điện tử EEV (Electronic Expansion Valve) không phụ thuộc vào gas lạnh nghĩa là có thể sử dụng cho bất kỳ loại ga nào và được sử dụng cho dàn bay hơi trực tiếp (còn gọi là dàn bay hơi khô). Độ quá nhiệt hơi hút ra khỏi dàn bay hơi có thể điều chỉnh được. Nếu như xảy ra trường hợp giá trị cài đặt độ quá nhiệt của van gây ra những dao động trong vận hành với những tải lạnh nào đó của dàn bay hơi thì hệ thống có thể tự động hiệu chỉnh lại độ quá nhiệt vận hành cho phù hợp. 3.5.2 Cấu tạo và nguyên lý làm việc 3.10. Cấu tạo van tiết lưu điện tử Van tiết lưu bao gồm kim phun cấp lỏng vào dàn bay hơi, trên đó có ống chụp 3. Khi ống chụp 3 di chuyển lên xuống sẽ tạo ra sự thay đổi thiết diện thoát lỏng và qua đó điều chỉnh lưu lượng qua van. Sự di chuyển lên xuống của ống chụp 3 được thực hiện nhờ một vít dẫn gắn với mô-tơ làm việc theo bước tuyến tính. Vít dãn có nhiệm vụ truyền chuyển động quay của mô-tơ thành chuyển động tịnh tiến của ống chụp. Khi ống chụp chuyển động lên trên, van mở rộng cửa thoát cho ga lỏng vào nhiều hơn. Khi ống chụp chuyển động xuống, van khép bớt cửa thoát, ga lỏng vào ít hơn và khi ống chụp chuyển động xuống vị trí thấp nhất van sẽ đóng hoàn toàn cửa thoát. Qua việc chuyển động lên xuống của mô-tơ bước tuyến tính và vít dẫn van có thể đóng mở 760 bước hay 760 vị trí khác nhau. Mô-tơ bước như đã nêu được điều khiển bởi một bộ vi xử lý MPS. Bộ vi xử lý sẽ duy trì độ quá nhiệt 8.3 K (15˚F) của hơi hút tại cửa hút vào xilanh máy nén. Điều đó có thể thực hiện được nhờ đo đạc nhiệt độ của ga lạnh ở cửa vào dàn bay hơi và hơi ga sau khi đã đi qua cuộn dây của động cơ của máy nén vì đây là loại máy nén kín hoặc nửa kín làm mát bằng ga lạnh. Độ quá nhiệt ở đây là độ tăng nhiệt độ của hơi ra từ dàn bay hơi đến cửa hút vào xilanh máy nén khi đã đi qua vòng dây động cơ để làm mát. Động cơ máy nén gây ra độ quá nhiệt khoảng 8.3 đến 11.1K. Bằng cách đo đạc và điều chỉnh độ quá nhiệt hơi hút sau động cơ ở khoảng 8.3K thì độ quá nhiệt hiệu quả ở sau dàn bay hơi giảm xuống chỉ còn 1.1 đến 1.7K. Điều đó có nghĩa hiệu suất trao đổi nhiệt của dàn bay hơi tăng lên và năng suất lạnh của dàn bay hơi tăng lên. Chúng ta biết rằng, độ quá nhiệt của van tiết lưu nhiệt thông thường là 4.5 đến 5.6K. Các thermistor đo đạc các nhiệt độ đó sẽ báo về cho bộ vi xử lý biết độ quá nhiệt thực đã vượt 8.3K là bao nhiêu cũng như tốc độ biến thiên độ quá nhiệt là bao nhiêu. Từ các thông tin đó, bộ vi xử lý sẽ đưa ra các xung (các lệnh) điều chỉnh kim van thích hợp. Vị trí kim van được hiệu chỉnh lại sau mỗi 3 giây. Bộ vi xử lý và van tiết lưu điện tử giới hạn độ quá nhiệt khoogn vượt quá 30.5K để tránh quá tải cho máy nén. Đó cũng chính là điểm MOP (Maximum Operating Temperature) và nó được thermister lắp ở dàn bay hơi cảm nhận. Thermistor đó đo đạc nhiệt độ. Bộ vi xử lý và van tiết lưu điện tử cũng kết hợp với nhau để điều chỉnh nhiệt độ ngưng tụ và áp suất ngưng tụ có thể hạ xuống phù hợp với nhiệt độ của môi trường làm mát. Đây cũng là một ưu điểm quan trọng của van tiết lưu điện tử vì ta biết khi nhiệt độ bay hơi giảm, năng suất lạnh tăng và công nén giảm. Điều đó đặc biệt quan trọng cho chế độ chạy giảm tải của hệ thống điều hòa không khí 3.6 Van phao hạ áp Van được gọi là van phao hạ áp vì buồng phao có áp suất thấp po. Van phao hạ áp có nhiều loại khác nhau. Van phao hạ áp có thể được lắp trực tiếp lên bình bay hơi hoặc gián tiếp qua một bình ổn mức vì mức lỏng trong bình bay hơi không ổn định do quá trình sôi mãnh liệt của ga lỏng. Van phao hạ áp tiếng anh là low side float valve Hình 3.11 Nguyên tắc cấu tạo và làm việc của van phao hạ áp khống chế mức lỏng trong bình. 1. Bình chứa cao áo, 2. Nắp bích, 3. Thân van, 4. Hệ thống tay đòn đóng mở van nhờ phao 5. Nắp bích, 6. Thân van, 7. Ống ân bằng lỏng, 8. Ống cân bằng hơi 9. Bình ổn mức (trước bình bay hơi), 10. Buồng van (có áp suât) 11. Máy nén, 12. Thiết bị ngưng tụ Van giới thiệu trên hình 3.11 gồm có kim van gắn trên hệ thống tay đòn để khi phao lên xuống có thể đóng mở được. Van phải được lắp ngang bằng với mức lỏng cần khống chế với hai đường cân bằng lỏng và cân bằng hơi. Khi mức lỏng hạ xuống, phao hạ xuống, kim van mở ra cho lỏng từ bình chứa cao áp chảy vào. Khi mức lỏng đạt mức yêu cầu, phao nổi lên và kim van đóng lại ngừng cấp lỏng. Van phao chỉ phản ứng với mức lỏng mà không phản ứng với nhiệt độ bay hơi và áp suất bay hơi. Van phao hạ áp có thể điều chỉnh liên tục hoặc theo hai vị trí: van điều chỉnh liên tục (hình 1) khi liên tục khép bớt nếu mức lỏng tăng và mở rộng thêm khi mức lỏng giảm. Van điều chỉnh theo kiểu hai vị trí khi người ta thiết kế cho van chỉ phản ứng với mức lỏng cao nhất thì đóng hoàn toàn và với mức lỏng thấp nhất thì mở hoàn toàn. Tuy nhiên van phao điều chỉnh liên tục thông dụng hơn. Bài 4: Điều khiển dòng hơi môi chất lạnh Giới thiệu Trong bài này chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên lý làm việc và ứng dụng của thiết bị điều khiển hơi môi chất với hai thiết bị điển hình đó là van điều chỉnh áp suất bay hơi EPR và van điều chỉnh áp suất các te CPR Mục tiêu của bài -Trình bày được nguyên lý làm việc và ứng dụng của thiết bị điều khiển hơi môi chất - Lựa chọn thiết bị đúng yêu cầu kỹ thuật - Cài đặt được các thiết bị theo yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo an toàn lao động; - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp, biết làm việc theo nhóm. Nội dung bài: 4.1 Van điều chỉnh áp suất cacte ( CPR) 4.1.1. Cấu tạo Thiết bị điều chỉnh áp suất cacte (CPR) được lắp đặt ngay phía trên đường hút của máy nén. Thiết bị này dùng để bảo vệ máy nén chống sự quá tải trong suốt quá trình khởi động sau khoảng thời gian dài hệ thống không sử dụng hoặc sau quá trình phá băng (áp suất cao trong dàn bay hơi) Cấu tạo Hình 4.1 Nguyên lý cấu tạo van điều chỉnh áp suất các te 1. Mũ bảo vệ; 2. Đệm kín; 3. Vít điều chỉnh, vít cài đặt; 4. Lò xo chính; 5. Thân van; 6. Hộp xếp cân bằng; 7. Tấm van; 8. Đế van; 9. Cơ cấu chống xung 4.1.2 Nguyên lý Van CPR mở ra khi áp suất phía đầu ra của van giảm xuống dưới giá trị cài đặt, nghĩa là áp suất hút hay áp suất cacte giảm xuống dưới giá trị đặt không phụ thuộc vào áp suất đầu vào dao động ra sao vì van được trang bị một hộp xếp cân bằng ở phía môi chất vào. Diện tích bề mặt hiệu dụng của hộp xếp tương đương với diện tích bề mặt hiệu dụng của tấm van. Cơ cấu chống xung làm giảm xung động thường xảy ra trong hệ thống lạnh đảm bảo các chi tiết làm việc tin cậy, tuổi thọ cao và độ chính xác cao. Mục đích của việc khống chế áp suất hút là đảm bảo tránh quá tại cho động cơ máy nén trong trường hợp phụ tải dàn lạnh tăng đột ngột và kéo dài, áp suất và nhiệt độ ngưng tụ tăng cao, đặc biệt khi xả lạnh cho các hệ thống lạnh sau các thời gian dài dừng máy, cũng như sau chu kỳ xả băng. Trong những máy lạnh nhiệt độ thấp, van điều chỉnh áp suất hút không những có thể giảm tối đa công suất động cơ lắp đặt mà còn giảm kích cỡ của dàn ngưng tụ. Hình 4.2 Đồ thị sự phụ thuộc của công suất động cơ vào nhiệt độ hút và nhiệt độ ngưng tụ Đồ thị hình 4.2 giới thiệu sự phụ thuộc của công suất động cơ yêu cầu vào nhiệt độ hút và nhiệt độ ngưng tụ. Ví dụ: một máy lạnh có chế độ làm việc bình thường ở nhiệt độ sôi là - 26˚C, nhiệt độ ngưng tụ là 35˚C. khi làm việc ổn định ở chế độ này, động cơ lắp dặt cho máy nén chỉ cần 2kW là đủ; nhưng vì khi xả lạnh, khi khởi động lại và khi phá băng, do tải lạnh của dàn lớn, nhiệt độ ngưng tụ bị tăng lên, nhiệt độ bay hơi cũng như nhiệt độ hơi hút về máy nén tăng, động cơ chọn cho máy nén phải tăng đến 4,5kW để có thể đảm bảo quá tải trong các điều kiện trên. Nếu sử dụng van khống chế áp suất hơi hút KVL và khống chế nhiệt độ hơi hút ở -10˚C thì công suất của động cơ cần lắp có thể giảm xuống 3kW. Để ấn định máy lạnh chỉ làm việc cao nhất ở chế độ này, ta có thể tiến hành chọn dàn bay hơi và dàn ngưng tụ cho phù hợp. Van điều chỉnh áp suất hút không sử dụng cho các máy gia lạnh hoặc kết đông vì ở đây phải sử dụng hết công suất máy ở nhiệt độ cao để gia lạnh hoặc kết đông sản phẩm trong một thời gian tối thiểu để đảm bảo chất lượng sản phẩm. 4.2 Van EPR 4.2.1 Cấu tạo Thông số kỹ thuật của van Hình 4.3 Nguyên lý cấu tạo van điều chỉnh áp suất bay hơi 1. Nắp bảo vệ; 2. Đệm kín; 3. Vít điều chỉnh; 4. Lò xo chính; 5. Thân van; 6. Hộp xếp cân bằng; 7. Đĩa van; 8. Đế van; 9. Cơ cấu đệm trục; 10. đầu nối áp kế; 11. Nắp;12. Đệm kín; 13. Kim chèn kín 4.2.2 Nguyên lý làm việc Nguyên tắc làm việc: độ mở của van được quyết định bởi áp suất bay hơi của môi chất đi vào van theo tỉ lệ, áp suất bay hơi càng lớn thì van sẽ mở càng to, áp suất bay hơi càng nhỏ, van mở càng nhỏ và sẽ đóng khi áp suất bay hơi giảm xuống dưới mức quy định. Lực đóng van là lực lò xo nén tác động từ trên xuống. Lực đóng van có thể điều chỉnh bằng vít điều chỉnh số 3. Lực mở van là áp suất bay hơi tác động lên diện tích của đĩa van từ dưới lên. Khi lực lò xo nén lớn hơn hoặc cân bằng với lực mở thì van sẽ đóng. Khi lực mở thắng lực lò xo nén thì van sẽ mở. Năng suất lạnh của van là thông số kỹ thuật để ta chọn van phụ thuộc vào loại môi chất lạnh, nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ, đặc tính làm việc của van và hiệu áp qua van. 4.2.3 Ứng dụng Ứng dụng: ứng dụng đơn giản của van điều chỉnh áp suất bay hơi kí hiệu là EPR thể hiển trên hình 4.4 Hình 4.4 Ứng dụng của van điều chỉnh áp suất bay hơi Trong nhiều trường hợp, ta dùng van điều chỉnh áp suất bay hơi để duy trì áp suất bay hơi không tụt xuống dưới mức quy định, ví dụ để ngăn ngừa tuyết bám trên dàn, để đảm bảo chất tải lạnh không đóng băng trong đường ống bình bay hơi, để duy trì độ ẩm cao trong buồng lạnh. Xét ứng dụng trên ta thấy phía sau dàn bay hơi nhiệt độ cao to = +8˚C được lắp một van điều chỉnh áp suất để tránh đưa nhiệt độ dàn xuống ngang với dàn bay hơi ở nhiệt độ thấp to = +2˚C, vì áp suất hút về máy nén nên ở đây điều là Ph tương ứng với nhiệt độ +2˚C, nhiệt độ bay hơi của dàn lạnh nhất. Tuy nhiên ta cần lưu ý nhất thiết phải lắp một van một chiều trên đường ống hút cho dàn có nhiệt độ lạnh sâu hơn để tránh tích lỏng trong dàn lạnh hơn khi máy nén dừng làm việc. Ngoài ra ta nên bố trí một van điện từ ngay sau bình chứa để khóa lỏng ngay khi máy nén dừng. Kinh nghiệm là nếu nhiệt độ của 2 dàn lạnh cách nhau 10˚C trở lên, ta phải lắp thêm một van một chiều cho dàn lạnh lớn hơn. Trước đây người ta hay dùng van điều chỉnh áp suất cho hệ thống lạnh với một máy nén có nhiều dàn bay hơi khác nhiệt độ nhưng ngày nay người ta sử dụng van điều chỉnh áp suất bay hơi cho tất cả các hệ thống lạnh chỉ có một dàn bay hơi để tránh hiện tượng áp suất bay hơi dao động quá mạnh khi tải nhiệt dàn bay hơi hay thổi mạnh. Do áp suất dàn bay hơi phụ thuộc vào nhiệt độ bay hơi nên ta có thể khống chế áp suất bay hơi qua việc khống chế nhiệt độ bay hơi. 4.3 Vi trí Van EPR và CPRđược đặt trên đường hút của hệ thống. Nó nằm sau dàn bay hơi và trước máy nén Bài 5: Bản vẽ, thông số kỹ thuật và các quy định Giới thiệu Nội dung bài học giới thiệu các loại sơ đồ sử dụng trong ngành kỹ thuật máy lạnh và điểu hòa không khí Mục tiêu bài học - Đọc được các bản vẽ, sơ đồ vị trí, sơ đồ điện, sơ đồ điều khiển - Vẽ được các bản vẽ, sơ đồ vị trí, sơ đồ điện, sơ đồ điều khiển - Cẩn thận, tỷ mỉ; Nội dung bài: 5.1 Sơ đồ thiết bị Là sơ đồ thể hiện vị trí của các thiết bị trên hệ thống lạnh Hình 5.1 Sơ đồ thiết bị 5.2 sơ đồ vị trí Là sơ đồ thể hiện vị trí của các thiết bị. Hình 5.2 Sơ đồ vị trí các thiết bị làm lạnh 5.3 Sơ đồ nối ống Sơ đồ nối ống là sơ đồ thể hiện việc nối ống kết nối giữa các thiết bị lạnh Hình 5.3 Sơ đồ nối ống 5.4 Sơ đồ điện Là sơ đồ nguyên lý mạch điện điề khiển hệ thống lạnh. Hình 5.4 Sơ đồ điện Bài 6: Các yêu cầu lắp đặt thiết bị Giới thiệu Trong bài học này sẽ giới thiệu những yêu cầu, quy định về lắp đặt hệ thống lạnh Mục tiêu bài học : - Trình bày được các yêu cầu lắp đặt thiết bị - Đọc được các thông số kỹ thuật và thông số kỹ thuật của nhà sản xuất - Cẩn thận, tỷ mỉ; Nội dung bài: 6.1 Các yêu cầu lắp đặt thiết bị 6.1.1 Cân nhắc quy trình lắp đặt Kích thước của thiết bị - bất luận quy trình lắp đặt nhỏ ở khu dân cư hoặc dự án công nghiệp hoặc thương mại lớn. Loại hình lắp đặt - như khu dân cư, văn phòng, nhà hàng, trung tâm mua sắm, nhà máy chế biến, thiết bị bảo quản lạnh, máy vi tính, phòng, thiết bị hàng hải, siêu thị... Phạm vi lắp đặt - Làm lạnh phòng mát/ lạnh thương mại, buồng, quầy trưng bày, máy làm đá. Thiết bị ở khu dân cư Điều hòa không khí treo tường 2 khối, điều hòa âm trần, dàn lạnh áp trần tổ điều hòa phân luồng 2 khối, hệ thống điều hòa Thiết bị thương mại hệ thống ống dẫn 2 cục, VRV/ hệ thống nhiều đầu, không khí DX bộ điều khiển, hệ thống làm lạnh nước Thiết bị công nghiệp phòng máy vi tính, trạm phụ, phòng thí nghiệm, phòng sạch, gia công thiết bị làm lạnh Đồng là loại ống môi chất lạnh được sử dụng rộng rãi nhất. Đường kính ngoài được sử dụng để định cỡ ống môi chất lạnh. Lợi ích bao gồm: Nhẹ Có khả năng chống ăn mòn phù hợp Dễ lắp đặt Có nhiều kích cỡ đường kính và độ dày thành ống. Có sẵn cuộn ống kéo mềm, chiều dài ống cứng. Dễ cắt ống bằng cách hàn cứng/ hàn điện, có thể nối bằng ren hoặc bằng mặt bích. Đường ống môi chất bằng đồng có thể có đường kính ngoài lên đến 100 mm (4 inch) Có thể lựa chọn thép theo độ cứng và chi phí. Các thiết bị lớn có đường ống bằng thép hoạt động đáng kể, có đường kính ngoài trên 50mm (2inch) thường được sử dụng. Hầu hết các ống môi chất bằng đồng được định mức dành cho môi chất lạnh áp suất cao như R410A và R744. Ống dành cho môi chất lạnh phải hoàn toàn không bám bụi, cặn và ô xít. Nhà sản xuất phải làm sạch ẩm, vệ sinh và gioăng kín ống mới. Thép đen - ống thép không mạ được gọi là đen do màu đen từ lớp oxit sắt hình thành trên bề mặt của nó Sắt rèn - loại hợp kim sắt có hàm lượng cacbon thấp và dễ hàn. Nhôm - kim loại có mật độ thấp và chống ăn mòn được khai thác từ quặng bô xít. Đồng thau - hợp kim đồng- kẽm Cupro -niken- hợp kim thường chứa 75% đồng và 25% niken được gia cứng bởi các nguyên tố sắt và mangan. Lưu ý: thuật ngữ hợp kim là chỉ một hoặc nhiều nguyên tố trong ma trận kim loại.Việc tạo hợp kim cho kim loại làm thay đổi tính chất của kim loại đó bao gồm mật độ và tính dẫn nhiệt 6.1.2 Cân nhắc về chất liệu làm ống môi chất lạnh Đồng, nhôm và đồng thau không được sử dụng trong các thiết bị có amoniac vì chúng là kim loại màu, vì hơi amoniac sẽ tấn công kim loại màu Kim loại màu là kiểu kim loại không chứa lượng sắt đáng kể trong thành phần của nó. (Kim loại chứa sắt là kim loại có thành phần chứa sắt) Amoniac có ái lực với nước, do đó nên sử dụng ống bằng thép cho tất cả các thiết bị dùng amoniac Các thiết bi dùng trong ngành hàng hải đòi hỏi sự chú ý đặc biệt khi lắp đặt ống bằng đồng. Điện phân - là môt phản ứng gây phân tách các nguyên tố từ một số kim loại như quặng và có thể xảy ra khi chúng tiếp xúc với nước mặn trong khoảng thời gian dài. Khi tiếp xúc trực tiếp lâu dài với nước mặn thì hiện tượng điện phân có thể xảy ra tại các khu vực như bộ chuyển nhiệt, giàn ngưng làm mát bằng nước và các ống công tác có liên quan mà vận chuyển nước mặn từ các ống và khớp nối có thể làm từ cupro - niken. Curo-niken bao gồm 75% đồng và 25% niken có khả năng có điện cực trung tính với nước mặn và do đó rất có khả năng bị ăn mòn bởi nước mặn. Hơn nữa, cũng nên tránh sử dụng khớp nối bằng đồng mà làm từ hợp kim đồng và kẽm bởi khả năng phân tách rất nhanh của kẽm khiến cho đồng thau dễ bị biến dạng và gãy. Trong ví dụ như này, khớp nối bằng đồng thiếc nên được sử dụng thay thế cho đồng thau bởi nó là hợp kim đồng/ thiếc nên có khả năng chống ăn mòn do nước mặn cao. 6.1.3 không gian chiếm chỗ Hạng mục I Phòng hay các bộ phận của tòa nhà hoặc tòa nhà, nơi Có người nghỉ ngơi Có người bị hạn chế cử động Số lượng người giới hạn có mặt hoặc đối với bất cứ người nào có thể đi vào mà không cần có kiến thức chung về bảo đảm an toàn của cơ sở kinh doanh Ví dụ: Các địa điểm công cộng của tòa nhà, bệnh viện, tòa án, hoặc nhà tù, khách sạn, nhà ở, trường học, nhà hàng, nhà hát, các điểm trung chuyển công cộng, giảng đường Hạng mục II Phòng, các bộ phận của tòa nhà, hoặc các tòa nhà nơi chỉ có số lượng người giới hạn có thể xuất hiện, một số người cần thiết phải có kiến thức chung về bảo đảm an toàn của cơ sở kinh doanh Ví dụ: Văn phòng kinh doanh hoặc văn phòng chuyên môn, các cửa hàng, nhà hàng nhỏ, phòng thí nghiệm, nơi sản xuất đơn giản và nơi làm việc nói chung. Hạng mục III Phòng, các bộ phận của tòa nhà hoặc các tòa nhà nơi mà chỉ người được ủy quyền có thể đi vào, người có đầy đủ kiến thức chung và chuyên môn về bảo đảm an toàn và nơi thực hiện sản xuất, gia công và hoặc bảo quản các vật liệu hoặc sản phẩm. Ví dụ: Các cơ sở sản xuất và gia công bao gồm các loại hóa chất, thực phẩm, nước giải khát, đá và các sản phẩm từ sữa, kem, các sản phẩm từ bơ sữa; lò mổ, sản phẩm từ thịt, phòng lạnh, khu vực riêng tư ở các trung tâm mua sắm và các cơ quan, cũng như các địa điểm điển hình mà có giới hạn người được phép vào. 6.1.4 Các loại hệ thống làm lạnh Đối với hệ thống môi chất lạnh theo quy định AS1677.2 1998, thì các loại hệ thống làm lạnh sau đây có liên quan nhiều nhất đến năng lực này Hệ thống trực tiếp – thiết bị bay hơi làm lạnh trực tiếp bề mặt, có không khí hoặc môi chất được làm lạnh (điều hòa 2 cục, phòng lạnh...). Hệ thống kín gián tiếp khi thiết bị bay hơi lọai bỏ nhiệt từ một môi chất lạnh thứ cấp mà di chuyển qua một đoạn mạch kín có tiếp xúc trực tiếp với không khí hoặc môi chất làm lạnh (hệ thống làm lạnh nước, máy lạnh glycol...) 6.2 Kỹ thuật lắp đặt 6.2.1 Uốn ống Hình 6.1. Uốn ống Tránh những chỗ trũng và võng trong đường hút. Những chỗ trũng và võng tạo thành các bẫy mà dầu sẽ gom tại đó. Hệ thống đường ống phải được bố trí để tối ưu hóa việc hồi dầu. Điều này rất quan trọng với các đường hút vì đường hơi hút sẽ kéo dầu trở về máy nén. Đảm bảo đủ dầu bôi trơn máy nén Chỗ xoắn Nếu bạn đang uốn ống đồng mềm bằng tay và bạn vô tình làm xoắn ống, cắt ra và bỏ đoạn bị xoắn và thử lại. Việc khắc phục vấn đề lúc này đơn giản hơn rất nhiều so với khắc phục sau khi hệ thống đang hoạt động. Không có lý do gì cho phép giảm áp suất không cần thiết làm ảnh hưởng đến hệ thống trong toàn bộ thời gian vận hành 6.2.3 Mối loe Hình 6.2. Yêu cầu với đầu nối loe Khi làm loe ống giữ mọi thứ thẳng. Luôn để lại một đoạn ống thẳng gần chỗ loe để đai ốc loe lùi lại cách xa đầu nối ống. Để lại đủ chỗ để nếu cần làm loe lại ống sau này. Một khuôn loe cần kẹp vào một đoạn ống thẳng. Ghi chú: Các mối nối loe phải được giảm đến mức tối thiểu có ưu tiên dùng các mối nối hàn cứng/hàn mềm để giảm rủi ro chất làm lạnh thoát ra. 6.2.4 Doa/Bạt ba via Luôn khoét rộng các đầu ống cắt. Các dao lăn làm biến dạng ống phía trong và tạo ra vết xước mà sẽ gây ra sự sụt giảm áp suất không cần thiết và không mong muốn. Nếu không doa các đầu ống cắt, sự sụt giảm áp suất không mong muốn sẽ được nhân lên với số lượng mối nối cắt đáng kể trong hệ thống. Đồng thời hãy cẩn thận gõ mạt ra khỏi đường ống trước khi lắp đầu nối ống. 6.2.5 Nối ống chữ T Hình 6.3. Yêu cầu với lắp đầu T tại đầu đẩy Đầu nối ống chữ T trong đường dẫn ống đẩy khi được đặt hướng theo cách thức này, dòng chảy sẽ đâm vào thành sau của đầu nối ống chữ T. Xung động máy nén trong đường dẫn ống đẩy đủ mạnh làm đầu nối ống hư hỏng và gây ra rò rỉ. Thậm chí một khuỷu nối 90 º được đặt quá sát với máy nén có thể hỏng do xung động máy nén. Đường ống dẫn đẩy là đường duy nhất có hạn chế này. Phải có dung sai khi gắn đường ống vào vật rung như máy nén. Nếu bố trí đường ống có mối nối quá cứng nhắc với vật rung như máy nén, thì việc xảy ra nứt gãy do ứng suất trong đường ống hoặc tại các mối hàn và tăng rò rỉ chỉ là vấn đề thời gian. Với các kích cỡ ống nhỏ hơn có thể tạo vòng rung (vibration loop) từ đồng mềm 6.2.6 bẫy dầu Bẫy dầu được đặt đúng phải có kích thước ngang càng ngắn càng tốt. Bẫy được đặt không đúng sẽ tích tụ một lượng lớn dầu. Lượng lớn dầu tích tụ có thể làm cho máy nén bị hư hỏng do dầu trong cacte giảm, dẫn đến thiếu dầu bôi trơn các bộ phận chuyển động 6.2.7 Cách nhiệt đường ống Hình 6.4 Cách nhiệt đường ống Cách nhiệt đường ống Nên bố trí cách nhiệt trên tất cả các đường hút bên ngoài không gian được điều hòa. Lý do là để giảm lượng nhiệt mà đường hút lạnh thu nhận. Nhiệt lượng không mong muốn mà đường hút thu nhận giống như cố gắng làm lạnh bên ngoài không gian điều hòa dự định. Điều này gây lãng phí năng lượng và làm giảm hiệu suất hệ thống. Thậm chí còn ảnh hưởng tệ hơn nếu đường hút không được cách nhiệt dài đi qua một môi trường đặc biệt ấm như phòng cơ khí nóng. Các hệ thống nhiệt độ thấp như tủ đông có đường hút lạnh hơn nên cách nhiệt đường hút có thành dày hơn Một đường ống duy nhất khác nên được cách nhiệt là đoạn đường ống dẫn lỏng ngoài trời trong bơm nhiệt hệ thống hai khối. Trong trường hợp đó cố gắng tránh mất nhiệt vào không khí lạnh ngoài trời khi bơm nhiệt ở chế độ sưởi. 6.3 Thông số kỹ thuật 6.3.1 Đường ống hút Đường hút là đường ống quan trọng nhất của hệ ống ống đẫn Nó phải được thiết kế cẩn thận để đảm bảo lượng quay lại đều của hơi môi chất khô và dầu bôi trơn cuốn theo vào máy nén. Nếu dòng môi chất lỏng hoặc dầu đi tới máy nén, thiệt hại nghiêm trọng có thể xảy ra do hiệu ứng thủy lực tác dụng lên máy nén! Đường hút dầu ra của dàn bay hơi phải có thể gắn bầu cảm nhiệt xa của van dãn nở và lắp thêm đường ống cân bằng ngoài (nằm ở bên dưới bầu cảm nhiệt) Đường hút thả dọc xuống từ dàn ngưng để rút hết dầu. Đường hút thông thường trên nhiều dàn bay hơi sử dụng bố trí khuỷu đôi để dẫn từ cả 2 dàn bay hơi và để cách ly bầu cảm nhiệt và đường ống cân bằng để ngăn cảm phần này ảnh hướng đến phần kia. Nếu dàn bay hơi nằm ở bên trên máy nén, phần ống nằm ngăng phải đặt dốc ít nhất 12mm mỗi đoạn dài 3 mét để giúp dầu quay trở lại máy nén. Độ giảm vận tốc – áp suất của đường hút Với đường ống đẩy, vận tốc tối thiểu của hơi là 2.5m/s ở đường ống nằm ngang và 5m/s ở đường ống dọc và vận tốc tối đa là 20m/s ở cả 2 đường ống. Sự sụt áp suất chấp nhận được đối với đường ống hút là ít hơn 21 kPa đối với ga R22 và 13 kPa đối với ga R134a. Sự giảm áp suất quá mức trong đường ống đẩy hoặc hút sẽ làm tăng độ nén, giảm hiệu suất thể tích và làm giảm công suất của hệ thống 6.3.2 Đường ống dẫn đẩy Chức năng của đường ống dẫn đẩy là để mang hơi môi chất lạnh quá nhiệt từ máy nén vào bình ngưng. Ống phải được đặt dốc ra xa khỏi máy nén để bảo đảm rằng bất kỳ chất lỏng nào có thể hình thành trong đường ống trong suốt ‘chu kỳ dừng máy’ của máy nén không chảy ngược trở lại vào trong máy nén. Sụt giảm áp suất đường ống dẫn đẩy Phải giữ mức sụt giảm áp suất trong đường ống dẫn đẩy ở mức tối thiểu (41kPa trong trường hợp R22). Bất kỳ điều gì làm cho áp suất đẩy tăng, liên quan đến áp suất hút, tăng tỉ số nén. Khi tỉ số nén tăng, hiệu suất thể tích của máy nén giảm do đó làm giảm lượng môi chất lạnh được bơm qua máy nén. Vận tốc đường ống dẫn đẩy Khi xác định kích cỡ đường ống dẫn đẩy, đặt đường ống có đường kính đủ nhỏ để tạo ra đủ vận tốc để mang dầu đến bình ngưng được lựa chọn. Tuy nhiên đường kính được chọn vẫn phải đủ lớn để ngăn ngừa sụt giảm áp suất quá mức. Trong đường ống nằm ngang vận tốc hơi phải ít nhất là 2,5m/s để mang dầu theo hướng của dòng môi chất lạnh. Trong ống thẳng đứng, yêu cầu vận tốc ít nhất là 5m/s để mang dầu theo hướng của dòng môi chất lạnh. Đồng thời có vận tốc hơi tối đa – hầu hết các ứng dụng không nên vượt quá 20m/s do có thể gây ra tiếng ồn và độ rung quá mức. Ngoài ra, có thể tạo ra sụt giảm áp suất quá mức. Bài 7: Lựa chọn đường ống và kích cỡ Giới thiệu Nội dung bài học giới thiệu về phương pháp để tính chọn đường ống môi chất lạnh Mục tiêu bài học: - Trình bày được các hệ số hiệu chỉnh của đường ống lạnh - Lựa chọn được đường ống đúng yêu cầu kỹ thuật - Cẩn thận, tỷ mỉ; Nội dung bài: 7.1 Bảng tính đường ống Xác định kích cỡ đường ống Sau đây là các bước để lựa chọn đường kính đường ống thích hợp: 1. Xác định tổng chiều dài đường ống hút. 2. Tính vận tốc môi chất lạnh tại công suất tối đa và tối thiểu. 3. Chọn đường kính ống lớn nhất dẫn đến vận tốc chất làm lạnh được chấp nhận ở cả công suất tối đa và tối thiểu. 4. Tính toán tổng chiều dài của đường ống bằng cách thêm chiều dài thực tế của đường ống thẳng với chiều dài tương đương của bất kỳ phụ kiện nào được lắp đặt trong đường hút. 5. Xác định sự sụt áp (dựa trên tổng chiều dài tương đương) do đường ống thẳng và phụ kiện. 6. Thêm sụt áp do bất kỳ phụ kiện được lắp đặt trong đường hút. Để bắt đầu, ống dẫn chất làm lạnh nên được định tuyến theo cách ngắn nhất và đơn giản nhất có thể, giảm thiểu tổng chiều dài đường ống. Từ cách bố trí ban đầu, tổng chiều dài đo được của đường hút có thể được ước tính Vận tốc môi chất lạnh bên trong ống phụ thuộc vào tốc độ và lưu lượng của môi lạnh, và đường kính bên trong ống. Hình 7.1 Đồ thị mối quan hệ vận tốc và năng suất lạnh Đồ thị cho thấy vận tốc bên trong ống của các đường ống có đường kính khác nhau đối với một điều kiện vận hành Hình 7.1 Bảng lựa chọn vận tốc tối thiểu Bảng trên cho biết vận tốc tối thiểu cho phép đối với ống hút đứng và ống hút nằm ngang cho mỗi đường kính ống tiêu chuẩn. Đối với ví dụ này, đường kính là 54mm có thể được sử dụng cho phần nằm ngang và nằm dọc của hệ thống và ống có đường kính 42 mm được sử dụng cho các ống đứng. Sự kết hợp các đường ống này sẽ đảm bảo vận chuyển dầu thích hợp ở cả công suất tối đa và tối thiểu của hệ thống, và giảm thiểu tổng sụt áp cho đường hút. Chọn kích cỡ ống đứng đôi Hình 7.2 Bảng lựa chọn ống đứng đôi Khi chọn một ống hút đứng đôi, đường kính của ống đứng nhỏ hơn cần được chọn để cung cấp vận tốc tối thiểu cho phép ở công suất tối thiểu. Sau đó, đường kính của ống đứng lớn hơn nên được lựa chọn sao cho tốc độ ở cả hai cực lớn hơn vận tốc cho phép tối thiểu và ít hơn 4.000 fpm (20 m / s) Ví dụ đối với hệ thống, đường kính ống đứng nhỏ là 35mm, khi hệ thống làm việc với công suất tối thiểu là 5 tấn, vận tốc bên trong ống 35mm là 5,8 m/s lớn hơn vận tốc tối thiểu cho phép của ống đứng đường kính này Với công suất tối đa của hệ thống là 20 tấn, ống đứng nhỏ được giả định để xử lý công suất là 5 tấn, và ống đứng lớn hơn phải xử lý công suất còn lại. với công suất 15 tấn, vận tốc của môi chất lạnh của ống 42 mm là 12.4 m/s giữa vận tốc tối đa và tối thiểu cho đường kính của ống này . Sau khi lựa chọn đường kính đường ống, có thể tính được tổng sụt áp thể do đường hút. Bước tiếp theo là tính toán tổng chiều dài "tương đương" của đường hút. Tổng chiều dài tương đương là chiều dài đo thực tế của đường ống thẳng cộng với sụt áp qua việc lắp đặt các phụ kiện, chắng hạn như T, cút. sự sụt áp qua các phụ kiện được thể hiện dưới dạng chiều dài của đường ống thẳng có thể tạo ra sự giảm áp suất tương tự. 7.2 Độ dài tương đương Trước hết cần xác định độ dài thực tế của ống dẫn giữa thiết bị bay hơi và máy nén, được tính bằng mét. Tiếp theo, cần phải thêm ảnh hưởng của tất cả các uốn cong (khuỷu) và các van lắp trong đường ống. Tất cả các phụ kiện này gây giảm áp lực, để thuận tiện, cho là tương đương với chiều dài của ống thẳng có kích thước đó. Độ dài đường ống tương ứng là tổng của chiều dài thực và chiều dài tương đương của phụ kiện. Tham chiếu đến các bảng tra cho phép xác định và bổ sung chiều dài tương đương của các van đường ống, các uốn cong và rãnh để tăng chiều dài thực tế. Valve or Fitting Type Loại van hoặc bộ phận nối Pipe Sizes – mm Kích cỡ ống - mm 12.7 15.9 22.2 28.6 34.9 41.3 54 66.7 78 91 103 Valves Globe 5.2 5.5 6.7 8.8 12 13 17 21 26 30 37 60Y 2.4 2.7 3.4 4.6 6.1 7.3 9.1 11 13 15 18 45Y 1.8 . 2.1 2.1 3.7 4.6 5.5 7.3 8.8 11 13 14 Angle 1.8 2.1 2.1 3.7 4.6 . 5.5 7.3 C O C O 11 13 14 Gate 0.2 0.2 0.3 0.3 0.5 .. 0.5 0.7 0.9 1 1.2 1.4 Swing Check 1.5 1.8 2.4 3.0 4.3 4.9 6.1 7.6 9.1 10 12 Angle Lift check 1.8 2.1 2.1 3.7 4.6 5.5 7.3 8.8 11 13 14 GlobeA/ertical Lift check 5.2 5.5 6.7 C O C O 12 13 17 21 26 30 37 Elbows 90° Std 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2.3 2.7 3 90° Long Rad 0.3 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2 45° Std 0.2 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 180° Std 0.7 0.8 1.0 1.2 1.7 1.9 2.5 3 3.7 4.6 5.2 Tees Branch Flow 0.8 0.9 1.2 1.5 2.1 2.4 3 3.7 4.6 5.5 6.4 StrThr Flow 1:1 0.3 0.3 0.4 0.5 0.7 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2 Str Thr Flow 1:4 (Red) 0.4 0.4 0.6 0.7 0.9 1.1 1.4 1.7 2.1 2.4 2.7 Str Thr Flow 1:2 (Red) 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.2 1.5 1.8 2.3 2.7 3 Hình 7.3 Bảng lựa chọn chiều dài tương đương các thiết bị lạnh 7.4 Sự sụt giảm áp suất Sụt áp tăng theo chiều dài đường ống. sụt áp cũng tăng khi làm xáo trộn dòng chảy ví dụ như van, T, cút góc và các thiết bị khác Trong đường ống môi chất lạnh, sụt áp xảy ra cả trong đường hơi và đường lỏng. sự sụt áp này tác động đáng kể hiệu năng của hệ thống. tác động của sự sụt áp phải được dự đoán và bù trong thiết kế tổng thể Bài 8: Điều khiển hệ thống lạnh Giới thiệu Nội dung bài học giới thiệu các phương pháp điều khiền các hệ thống lạnh theo yêu cầu vận hành Mục tiêu bài học: - Trình bày được nguyên lý làm việc của hệ thống điều khiển - Lựa chọn hệ thống lạnh yêu cầu kỹ thuật - Đảm bảo an toàn lao động; - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp, biết làm việc theo nhóm. Nội dung bài: 8.1 Mạch điều khiển một pha với bộ điều khiển RMD Hình 8.1 Mạch điều khiển một pha với bộ điều khiển RMD Nguyên lý của mạch: Khi cấp nguồn quạt dàn lạnh sẽ hoạt động. Nếu nhiệt độ phòng nằm trong giới hạn cài đặt nhiệt độ thì chỉ có quạt dàn lạnh làm việc. Khi nhiệt độ phòng tăng lên cao hơn giá trị làm việc, lúc này quạt dàn ngưng và máy nén sẽ làm việc. Máy nén làm việc thông qua rơ le khởi động kiểu dòng điện tránh cho máy nén bị quá tải khi khởi động Công tắc được sử dụng để đóng ngắt đèn phòng Rơ le nhiệt sẽ ngắt mạch điều khiển khi máy nén bị quá tải 8.2 Mạch một pha với chu kỳ hút kiệt (pumdown) Hình 8.2 Mạch một pha với chu kỳ hút kiệt (pumdown) Nguyên lý làm việc Quy trình chạy máy giống như mục 1. Trong mạch pumdown chỉ khác với mạch một pha với bộ điều chinh RMD ở quá trình dừng máy. Khi nhiệt độ phòng đến giá trị cài đặt. Rơ le nhiệt độ sẽ ngắt điện cho van điện từ, lúc này van điện từ sẽ đóng dòng môi chất lỏng. áp suất hút của hệ thống (LP) sẽ giảm xuống. Áp suất giảm đến giá trị cài đặt ngắt máy (LP), rơ le áp suất thấp sẽ ngăt mạch, máy nen và quạt dàn ngưng dừng hoạt động Mạch pumdown với động cơ 3 pha Hình 8.3 Mạch ba pha với chu kỳ hút kiệt (pumdown) Về nguyên lý hoạt động cơ bản giống như vơi mạch pumdown một pha. Đối với mạch 3 pha, động cơ máy nén và dàn ngưng sẽ được điều khiển thông qua công tăc tơ. Khi công tăc tơ được cấp điện, sẽ đóng tiếp điểm và cấp điện cho máy nén và quạt dàn ngưng làm việc. Ngược lại, khi công tắc tơ mất điện, máy nén và dàn ngưng sẽ dừng làm việc. 8.4 Các thiết bị điều khiển 8.4.1Rơ le nhiệt độ (themostats) Mục đích chính là đo nhiệt độ của không gian được làm lạnh Thermostat đếm thông số nhiệt độ đến một phạm vi nhiệt độ hoạt động và các ứng dụng Điều khiển chu kỳ (tắt, bật trên máy nén, quạt) cắt nhiệt độ cao/thấp và kích hoạt báo động Hình 8.4 Các loại thermostat 8.4.2 Điều khiển áp suất thấp Khi áp suất giảm mạch mở ra Điều chỉnh điều khiển hiển thị theo các bước: Cài đặt áp suất cut – in Cài đặt độ chênh lệch cut – out = áp suất cut – in trừ đi độ chênh lệch Hình 8.5 Sơ đồ đóng cắt của rơ le áp suất thấp Áp suất hút của hệ thống tác động lên hộp xếp của rơ le. Khi áp suất hút của hệ thống cao hơn giá trị cut-in, tiếp điểm (1-4) của rơ le ở trạng thái đóng. Khi áp suất hút bắt đầu giảm xuống, tiếp điểm (1-4) vẫn ở trạng thái đóng. Tiếp điểm (1-4) chỉ mở ra khi áp suất hút giảm xuống đến giá trị cut-out. Khi áp suất hút của hệ thống tại giá trị cut-out, tiếp điểm (1-4) ở trạng thái mở. Khi áp suất hút tăng lên, tiếp điểm (1-4) vẫn ở trạng thái mở. Tiếp điểm (1- 4) chỉ đóng khi áp suất hút tăng lên đến giá trị cut-in. Khi hệ thống dừng làm việc, áp suất hút của hệ thống tăng lên và cân bằng với áp suất đầu đẩy của hệ thống. Lúc này tiếp điểm (1-4) ở trạng thái đóng. 8.4.3 Điều khiển áp suất cao Rơ le áp suất cao là Rơ le hoạt động ở áp suất ngưng tụ của môi chất lạnh và ngắt mạch điện khi áp suất vượt mức cho phép để bảo vệ máy nén. Về nguyên tắc cấu tạo thì Rơ le áp suất cao cũng tương tự như Rơ le áp suất thấp nhưng các tiếp điểm được bố trí ngược lại. Tuy nhiên do tính chất an toàn (áp suất cao) nên khi Rơ le áp suất cao tác động ngắt thì không tự động đóng mạch lại được (dù áp suất giảm xuống giá trị đặt trừ giá trị vi sai) mà cần phải tác động reset để đưa Rơ le trở lại trạng thái ban đầu. Mức độ an toàn còn được phân biệt bởi vị trí của nút reset: reset ngoài vỏ Rơ le và reset trong vỏ Rơ le. Bài 9: Điều khiển công suất hệ thống Giới thiệu Nội dung bài học này giới thiệu các phương pháp điều chỉnh công suất hệ thống lạnh Mục tiêu bài học: - Trình bày được phương pháp điều khiển công suất hệ thống lạn - Đảm bảo an toàn lao động; - Tổ chức nơi làm việc gọn gàng, ngăn nắp, biết làm việc theo nhóm. Nội dung bài: 9.1 Tại sao phải điều khiển năng suất hệ thống lạnh 95% tất cả hao mòn trong máy nén và các thành phần xảy ra khi khởi động. Do đó điều quan trọng là phải giữ cho máy nén hoạt động càng lâu càng tốt Máy nén dừng và khởi động liên tục thì hệ thống sử dụng năng lượng và điện nhiều Hầu hết các sự cố của hệ thống lạnh xảy ra do việc dừng vàkhởi động máy liên tục Trong tất cả hệ thống cơ điện lạnh công suất của máy nén phải hút được hơi từ thiết bị bay hơi ở mức tương tự như lượng hơi được tạo thành từ hoạt động sôi của môi chất lạnh lỏng Nếu môi chất lạnh bay hơi nhanh hơn so với lượng hơi máy nén hút được khi đó lượng hơi dư thừa sẽ tích tụ trong thiết bị bay hơi và làm tăng áp suất thiết bị bay hơi, tăng nhiệt độ sôi của môi chất lạnh Nếu công suất máy nén quá lớn sẽ hút nhiều hơi từ thiết bị bay hơi, giảm nhanh nhiệt độ và áp suất bay hơi của môi chất lạnh trong thiết bị bay hơi Điều khiển năng suất hệ thống lạnh Có một số phương pháp được sử dụng để điều khiển công suất máy nén. Như - Phân đoạn máy nén - Hệ thống nhiều máy nén - Giảm tải xi lanh máy nén - Hệ thống giảm tải theo khối - Đường tắt gas nóng - Phương pháp giảm tải khác nhau cho các loại máy nén khác nhau - Điều khiển tốc máy nén 9.2 Phân đoạn máy nén Hình 9.1 Hệ thống nhiều máy nén Một số máy nén lắp song song, thường xuất hiện trong các thiết bị ở siêu thị, còn gọi là Rack (khung giá) Khi tải thay đổi, máy nén được đưa vào chu kỳ chạy hoặc là chu kỳ dừng máy. Nếu nhiều máy nén có các công suất khác nhau được sử dụng, thì sẽ xuất hiện nhiều giá trị tổng công suất máy nén do các cách kết hợp chu kỳ khác nhau của các máy nén. Kết hợp chu kỳ nhiều máy nén là hình thức điều khiển cơ bản. Thông thường chỉ sử dụng cho các hệ thống nhỏ vì lý do năng lượng tiêu thụ gia tăng từ việc định chu kỳ các máy nén. 9.3 Đường tắt ga nóng Một phương pháp duy trì áp suất hút của máy nén (tạo ra một tải giả) trong một quá trình tải nhẹ, điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng một van điều chỉnh cho phép hơi đường đẩy đi vào phía hạ áp của hệ thống (ưu tiên đi vào dàn bay hơi) để giảm quá nhiệt ở đường hút. Hình 9.2 Bypass đường gas nóng Nhược điểm của phương pháp này là không bao giờ có giảm tải hoặc rất ít giảm tải. Không giảm bớt yêu cầu về năng lượng máy nén và nếu không áp dụng đúng sẽ gây ra một quá nhiệt trong đường hút dẫn tới máy nén bị quá nóng. Một phương pháp thay thế là cho hơi đường đẩy đi qua đường tắt trực tiếp vào đường hút thông qua một van điều chỉnh. Để giảm quá nhiệt hút, cần có sự phun chất lỏng. 9.4 Giảm tải xi lanh máy nén Hoạt động của bộ giảm tải phát động bởi áp suất đẩy Áp suất đẩy được sử dụng để đẩy lưỡi gà van hút ra khỏi đĩa van Một phương pháp để giảm tải xy lanh là ấn van hút của xy lanh hoặc các xy lanh tới trạng thái không nạp để chúng giữ ở vị trí mở trong suốt hành trình nén, cho phép hơi hút được hút vào trong xy lanh trong hành trình nén được quay trở về phía hút của máy nén. Các máy nén sử dụng phương pháp này trên khi khởi động để giảm lượng dòng điện khởi động khi máy nén khởi động ở điều kiện không tải. Hình 9.3 Giảm tải xi lanh máy nén Bộ giảm tải thủy lực Sử dụng áp suất dầu hệ thống để đẩy lưỡi gà van hút ra khỏi đĩa van Bộ giảm tải thủy lực sử dụng một hệ thống phức tạp các thanh nâng và đòn bẩy để nâng ống bao xy lanh cũng như các van để cho phép hơi bên trên pittông chảy ngược vào phía hạ áp/phía hút của máy nén.