Báo cáo điều khiển quá trình làm việc của máy nén lạnh

Trong các hệ thống lạnh nhỏ mà thiết bị tiết lưu là ống mao thì rơle nhiệt độ làm nhiệm vụ đóng ngắt trực tiếp máy nén, còn đối với hệ thống có van tiết lưu và bình chứa thì rơle nhiệt đ

Trang 1

BÁO CÁO

ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

LÀM VIỆC CỦA MÁY NÉN LẠNH

Giảng Viên: TS Lê Minh Nhựt

Trang 2

ĐẠI CƯƠNG.

• Nếu so sánh máy nén lạnh với một số cơ thể sống thì máy nén quan trọng với hệ thống lạnh giống như trái tim của cơ thể sống Máy nén giữ vai trò quyết định đối với:

– Năng suất lạnh

– Suất tiêu hao điện năng

– Tuổi thọ

– Độ tin cậy và an toàn của hệ thống lạnh

• Chính vì vậy tự động hóa máy nén lạnh đóng vai trò quan trọng nhất với việc tự động hóa hệ thống lạnh

Trang 3

ĐẠI CƯƠNG.

• Tự động hóa máy nén lạnh bao gồm :

– Điều khiển tự động năng suất lạnh

– Điều khiển điện và bảo vệ động cơ máy nén

– Bảo vệ máy nén khỏi các chế độ làm việc nguy hiểm như : áp suất đầu đẩy quá cao, áp suất hút quá thấp, thiếu nước làm mát xilanh,…

– Báo hiệu chế độ dừng, làm việc cũng như báo hiệu

và báo động các chế độ làm việc bình thường, nguy hiểm cũng như sự cố

Trang 4

ĐIỀU CHỈNH NĂNG SUẤT LẠNH MÁY NÉN PITTONG.

• Năng suất lạnh của máy nén cũng như của hệ thống lạnh bao giờ cũng được thiết kế theo giá trị cực đại, ở điều kiện vận hành khắc nghiệt nhất nên đại đa số thời gian vận hành là thừa năng suất Điều chỉnh năng suất lạnh nhằm mục đích vận hành một cách tối

ưu và kinh tế, duy trì nhiệt độ yêu cầu trong buồng lạnh không đổi ở các điều kiện vận hành thay đổi

Trang 5

• Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén pittong có những phương pháp cơ bản sau:

– Đóng ngắt máy nén “ON-OFF“

– Tiết lưu hơi hút

– Bypass tự động hay xả hơi nóng ở đường đẩy quay trở lại đường hút theo nhánh phụ

– Vô hiệu hóa từng xilanh hoặc từng cụm xilanh trên một máy nén nhiều Ianh

– Thay đổi vòng quay trục khuỷu của máy nén

Trang 6

• Chọn phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh nào là tùy thuộc vào tính chất của đối tượng làm lạnh, độ chính xác nhiệt độ cần duy trì trong buồng lạnh, kiểu loại máy nén, phương pháp truyền động, đặc điểm cấu tạo máy nén… Khi điều chỉnh năng suất lạnh, có thể giảm số lần khởi động xuống đáng kể, giảm hao mòn cho các cơ cấu truyền động Động cơ cũng làm việc ở chế độ thuận lợi hơn nên khả năng kéo dài tuổi thọ động cơ lớn

Trang 7

• Phương pháp đóng - ngắt máy nén kiểu điều chỉnh hai vị trí ON-OFF thường sử dụng cho các hệ thống lạnh nhỏ và rất nhỏ, động cơ máy nén thường nhỏ hơn 20kW Ứng dụng rộng rãi cho các tủ lạnh gia đình, thương nghiệp, các loại máy điều hóa nhiệt độ phòng…

• Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, lắp đặt, bảo dưỡng, sữa chữa dễ dàng

• Nhược điểm: Có tổn thất do khởi động động cơ nhiều lần; chỉ sử dụng cho các loại máy nén nhỏ Độ dao động sai số lớn, không áp dụng cho được cho các yêu cầu độ chính xác cao

1 Đóng ngắt máy nén “ON-OFF”.

Trang 8

• Các dụng cụ điều chỉnh hai vị trí cho máy nén thường

là rơle nhiệt độ, rơle áp suất thấp Trong các hệ thống lạnh nhỏ mà thiết bị tiết lưu là ống mao thì rơle nhiệt

độ làm nhiệm vụ đóng ngắt trực tiếp máy nén, còn đối với hệ thống có van tiết lưu và bình chứa thì rơle nhiệt độ đóng ngắt van điện từ cấp lòng và rơ le áp suất thấp làm nhiệm vụ đóng ngắt máy

Trang 9

• Các dụng cụ điều chỉnh hai vị trí cho máy nén thường

là rơle nhiệt độ, rơle áp suất thấp Trong các hệ thống lạnh nhỏ mà thiết bị tiết lưu là ống mao thì rơle nhiệt

độ làm nhiệm vụ đóng ngắt trực tiếp máy nén, còn đối với hệ thống có van tiết lưu và bình chứa thì rơle nhiệt độ đóng ngắt van điện từ cấp lòng và rơ le áp suất thấp làm nhiệm vụ đóng ngắt máy

Trang 10

a) Đóng ngắt ON-OFF bằng rơle nhiệt độ.

• Khi nhiệt độ kho lạnh đạt yêu cầu, lúc này tiếp điểm thường đóng của rơle nhiệt độ (TH) mở ra ngắt nguồn vào cuộn dây contacto máy nén (KMN) Khi nhiệt độ kho lạnh tăng lớn hơn nhiệt độ cài đặt trên rơle nhiệt độ, khi đó máy nén tự đóng tiếp điểm cấp nguồn cho cuộn dây contacto máy nén

Trang 11

Trang 12

Trang 13

b) Đóng ngắt ON-OFF bằng rơle áp suất thấp.

• Khi nhiệt độ kho lạnh đạt yêu cầu, lúc này rơle nhiệt

độ tác động cắt nguồn van điện từ ngừng cung cấp dịch vào dàn bay hơi Lúc này áp suất hút sẽ giảm dần và thấp hơn giá trị cài đặt trên rơle áp suất thấp, khi đó tiếp điểm rơle áp suất thấp bị tác động ngắt nguồn vào cuộn dây contacto máy nén

Trang 14

Trang 15

Trang 16

• Hình dưới giới thiệu sơ đồ điều chỉnh năng suất lạnh nhờ tiết lưu hơi hút Van tiết lưu hơi hút tự động làm việc theo áp suất hút Khi đủ lạnh, áp suất hơi hút giảm xuống, van tự đông khép bớt cửa van làm cho

áp suất hút thực tế nhỏ hơn áp suất hay hơi khá nhiều Nhờ thế năng suất lạnh giảm xuống phù hợp với yêu cầu

2 Tiết lưu hơi hút.

Trang 17

ĐIỀU CHỈNH NĂNG SUẤT LẠNH MÁY NÉN

PITTONG.

Chu trình tiết lưu hơi hút biểu

diễn trên đồ thị lgp-h

Sơ đồ thiết bị chu trình tiết lưu hơi hút.

PC – Van ổn áp và điều chỉnh áp suất theo năng suất lạnh yêu cầu.

Trang 18

• Ưu điểm: đơn giản, dễ thực hiện, dễ lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sữa chữa

• Nhược điểm: tổn thất tiết lưu lớn, hệ số lạnh giảm Phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh này thường gắn liền với quá trình điều chỉnh áp suất bay hơi, gây

ra tổn thất ngay trên vít điều chỉnh làm cho áp suất hút giảm xuống Nếu chấp nhận tác động đó, cần thiết kế dụng cụ điều chỉnh cùng với tổng thể hệ thống lạnh

Trang 19

a) Xả hơi nén về đường hút theo Bypass.

• Xả hơi nén về đường hút bypass là xả hơi nóng thừa

ở đường đẩy theo bypass về đường hút theo van điều chỉnh áp suất lấp trên bypass Bypass là một đường ống thông giữa đầu đẩy và đầu hút của máy nén, trên đó bố trí một van ổn áp duy trì áp suất bay hơi theo yêu cầu Khi năng suất lạnh theo yêu cầu giảm, áp suất bay hơi giảm, van ổn áp sẽ mở tương ứng xả hơi nóng từ đường đẩy trở lại đường hút

3 Xả hơi nén về phí hút.

Trang 20

• Hơi nóng hòa trộn với hơi lạnh ra từ dàn bay hơi đi vào máy nén Như vậy lưu lượng môi chất thật chất đi vào dàn bay hơi và ngưng tụ giảm, năng suất lạnh giảm Khi van OP (van ổn áp) đóng hoàn toàn là lúc máy lạnh đạt năng suất lạnh cao nhất Van OP mở càng to, năng suất lạnh càng nhỏ

Trang 21

Trang 22

• Ưu điểm: Đơn giản

• Nhược điểm: Do hòa trộn với hơi nóng nên nhiệt độ hơi hút vào máy nén cao làm nhiệt độ cuối tầm nén cao làm cho dầu lạnh bị lão hóa nhanh, các chi tiết máynén dễ mài mòn, biến dạng, gãy hỏng… Cần phải khống chế nhiệt độ đầu đẩy xuống dưới 1400C do đó cũng phải hạn chế hơi nóng xả về đường hút và do

đó phương pháp này cũng chỉ được hạn chế ứng dụng

Trang 23

• Nhược điểm: Phương pháp này không sử dụng cho môi chất NH3 và R22 cũng như những môi chất có nhiệtđộ cuối tầm nén cao Để bảo vệ nhiệt độ đầu đẩy không quá cao người ta bố trí phun lỏng trực tiếp vàođường hút

Trang 24

b) Xả hơi nén về đường hút có phun lỏng trực tiếp.

• Xả hơi nén về đường hút có phun lỏng trực tiếp

nghĩa là bố trí một ống mao (cáp phun) nối từ bình chứa vào đường xả để làm mát hơi nóng trước khi vào máy nén Để có thể phun lỏng được chính xác

có thể sử dụng một van tiết lưu tay hoặc ống mao kết hợp với rơle nhiệt độ và bố trí bầu cảm của rơle nhiệt độ trên đường ống hút và máy nén Như vậy chỉ khi nào nhiệt độ cao vượt quá mức cho phép thì van điện từ mới mở để phun lỏng bổ sung

Trang 25

b) Xả hơi nén về đường hút có phun lỏng trực tiếp.

• Có thể sử dụng van tiết lưu với đầu cảm nhiệt độ đặt

trên đường ống đẩy hoặc đường ống hút, cần lưu ý

sử dụng van tiết lưu tay kết hợp với một van điện từ

và một rơle nhiệt độ để đóng ngắt van điện từ Khi nhiệt độ đầu đầy vượt quá mức cho phép, role nhiệt

độ đóng mạch, mở van điện từ phun lỏng vào đường hút máy nén

Trang 26

Trang 27

c) Xả hơi từ bình chứa về đường hút.

• Một phương pháp khác để hạn chế nhiệt độ cuối tầm nén là xả hơi lạnh từbình chứa cao áp về đường hút

Do hơi ở bình chứa cao áp chỉ có nhiệt độ ngưng tụ nên khi hòa trộn với hơi ra từ bình bay hơi có nhiệt độ thấp hơn nhiều so với xả hơi nóng trực tiếp từ đầu đẩy về như vậy có thể tiết kiệm được toàn bộ hệ thống phun lỏng với van tiết lưu tay, van điện từ và role nhiệt độ

Trang 28

c) Xả hơi từ bình chứa về đường hút.

• Tuy nhiên do thiếu các thiết bị khống chế nhiệt độ đầu đẩy trên hệ thống lạnh có thể rơi vào tình trạng nhiệt

độ đầu đẩy vượt mức cho phép khi hơi từ bình chứa đến quá nhiều vận hành an toàn ở đây phải nhờ vào kinh nghiệm của công nhân vận hành

Trang 29

Trang 30

Trang 31

d) Xả hơi nén từ đường đẩy về trước dàn bay hơi

• Xả hơi nén từ đường đẩy về trước dàn bay hơi là một giải pháp rất hợp lý để hạn chế nhiệt độ đầu đẩy vì độ quá nhiệt của hơi hút về máy nén do van tiết lưu điều khiển nếu độ quá nhiệt cao, van tiết lưu sẽ mở rộng hơn cho lưu lượng môi chất lỏng đi qua nhiều hơn

Trang 32

d) Xả hơi nén từ đường đẩy về trước dàn bay hơi

• Một ưu điểm khác của phương pháp này là lưu lượng qua dàn giữa ở mức độ bình thường , tốc độ đủ lớn của môi chất lạnh cuốn dầu về máy nén, không có nguy cơ đọng dầu lại dàn bay hơi do lưu lượng quá nhỏ khi điều chỉnh năng suất lạnh

• Cần lưu ý, nếu trước dàn bay hơi có dầu phân phối lỏng thì phải xả trước dầu phân phối lỏng

• Nếu hơi nén có nhiệt độ quá cao, có thể xả từ bình chứa như xả hơi từ bình chứa

Trang 33

Trang 34

e) Xả ngược trong đầu xilanh.

• Phương pháp xả ngược trong đầu xilanh cũng như xả hơi nén về đường hút theo bypass nhưng quá trình

xả hơi được tiến hành ngay trong đầu xilanh không cần có van ổn áp và chỉ thực hiện cho từng xilanh hoặc từng cụm xilanh bằng cách mở thông khoang nén và khoang hút nối từng xilanh hoặc từng cụm xilanh tương ứng

Trang 35

e) Xả ngược trong đầu xilanh.

• Thí dụ, máy nén 4 xilanh chia làm 2 cụm thì chỉ có thể điều chỉnh năng suất lạnh theo bậc 0-50-100%, máy nén 8 xilanh chia thành 4 cụm thì có khả năng điều chỉnh 0-25-50-75-100%

• Có thể coi đây là kết hợp của phương pháp c và phương pháp d

Trang 36

e) Xả ngược trong đầu

OP- Van ổn áp xả hơi nén

OM- Ống mao phun lỏng

TC- Rơle nhiệt độ không chế

nhiệt độ hút

Trang 37

a) Khóa đường hút.

• Đây là biện pháp rất đơn giản vì khi ngắt xilanh nào thì cần khóa đường hút của xilanh đó lại, không cho hơi môi chất đi vào nhưng rất khó thực hiện vì không có không gian bố trí cơ cấu van khóa do đầu xilanh rất hẹp.

4 Vô hiệu hóa từng xilanh hoặc từng cụm xilanh.

Trang 38

Van khóa đường hút điều chỉnh năng suất lạnh

Trang 39

a) Khóa đường hút.

• Bộ khóa đường hút hoạt động như sau:

– 1- Khi làm việc có tải, van điện từ không có điện, van điện từ đóng, phía trên pittong 3 có áp suất hút, pittong 3 nằm ở phía trên, đường hút thông, hơi môi chất tự do đi vào xilanh, xilanh làm việc có tải bình thường

– 2- Khi làm việc không có tải ( điều chỉnh năng suất lạnh) van điện từ được nối điện, kim van điện từ mở, hơi nén áp suất cao đi vào khoang trên pittong 3 và đẩy pittong 3 xuống, khóa đường hút làm cho hơi hút không vào được xilanh Xilanh làm việc không tải

Trang 40

b) Phương pháp nâng clape hút kiểu vòng máy nén pittong.

• Các loại máy nén lớn, có van hút dạng vòng thường người ta bố trí các cơ cấu để nâng van hút, vô hiệu hóa từng xilanh hay từng cụm xilanh Cơ cấu nâng van hút thường hoạt động bằng áp lực dầu và được điều khiển nhờ van điện từ và dùng để điều chỉnh năng suất lạnh cũng như giảm tải máy nén khi khởi động

• Để nâng van hút phần lớn hiện nay sử dụng cơ cấu

cơ khí hoạt động nhờ áp lực dầu

Trang 41

Nguyên tắc làm việc của cơ cấu cơ khí nâng clape hút dạng vòng.

1,2 – lò xo; 3 – tay đòn; 4 – vòng đỡ chốt;.

(ở các máy nén kiểu mới cơ cấu 2,3 được thay bằng vòng cam)

Trang 42

ĐIỀU CHỈNH NĂNG SUẤT LẠNH MÁY NÉN

• 2- Làm việc không tải

– Làm việc không tải khi không có áp suất dầu pittong thủy lực bị lực lò xo 1 đẩy về phía trái, lò xo 2 bị kéo căng kéo tay đòn 3 về phía phải nâng vòng đở 4 lên,

ép lá van hút dạng vòng lên phía trên, vô hiệu hóa tác dụng của lá van, pittong làm việc không tải

Trang 43

b) Phương pháp nâng clape hút kiểu vòng máy nén pittong.

• 2- Làm việc không tải

– Khi khởi động, áp suất dầu chưa có nên tất cả các xilanh có cơ cấu nâng van đều ở trạng thái không tải nên máy nén khởi động dễ dàng (có giảm tải khi khởi động) Khi đã đạt đến tốc độ định mức thì cũng là lúc bơm dầu đạt được áp suất dầu bình thường, các xilanh mới đi vào làm việc có tải

Trang 44

Trang 45

c) Cơ cấu nâng van hút kiểu vòng của YORK.

• Các nhà chế tạo máy nén lạnh nổi tiếng của mỹ đều

có những thiết kế cơ cấu nâng van hút riêng Sau đây là một số cơ cấu đó Hình 20 giới thiệu cơ cấu nâng van của YORK cho các loại máy nén nhiều xilanh bố trí hình chữ V hoặc W

Định dạng
Số trang	74
Dung lượng	11,24 MB