- Máy nén kín
2) Chu trình làm việc của máy nén thực
Máy nén lý tưởng trong thực tế không có bởi những lý do sau đây:
Tổn thất lớn nhất phải kể đến trong quá trình nén thực là tổn thất thể tích Vc
(thể tích chết) là thể tích không gian còn lại giữa xilanh và piston cũng như các không gian ở cửa van hút và nén. Khi piston ở vị trí cao nhất, khi làm việc, toàn bộ máy nén, piston, xilanh nóng lên. Để đề phòng hỏng hóc do đỉnh piston chạm vào nắp xilanh do dãn nở nhiệt. Người ta phải chừa lại khe hở nhất định.
Đối với máy nén có tốc độ cao, không gian chết chiếm khoảng từ 3 đến 5% thể tích quét lý thuyết của piston.
Do có thể tích chết nên hơi nén trong xi lanh không được đẩy ra hết. Khi pistyon chuyển động xuống hơi môi chất có áp suất cao trong thể tích chết dãn nở cho đến khi áp suất bằng áp suất hút. Thể tích dãn nở đó là thể tích tổn thất, vì quá mở muộn hơn so với lý thuyết khá nhiều.
Hình 7.12. Chu trình làm việc của máy nén thực
Hình 7.13a. Biểu diễn quá trình làm việc do ảnh hưởng trở lực của van
trình hút chậm trễ và thể tích hút bị giảm đi một khoảng đúng bằng thể tích dẫn nở Vd. Vd không phải cố định mà nó phụ thuộc vào áp suất nén (cũng như áp suất hút). Cụ thể nếu Vđẩy tăng thì Vd cũng tăng. Chu trình làm viẹc của máy nén thực được biểu thị trên Hình 7.12. Cụ thể: DA là quá trình hút môi chất, AB quá trình nén, BC quá trình đẩy môi chất ra, CD quá trình môi chất nằm trong thể tích chết dãn nở.
Tổn thất thứ hai phải kể đến là tổn thất do trở lực của van hút và van nén. Do các van này làm việc hoàn toàn tự động do sự chênh lệch áp suất. Khi áp suất hai bên bằng nhau van ở trạng thái đóng, do sức đàn hồi hoặc do lò so nén van chỉ mở khi có áp suất chênh lệch đủ lớn và đúng hướng. Chính vì vậy, thời điểm van mở muộn hơn so với lý thuyết khá nhiều.
Ngoài tổn thất thể tích và do trở lực của van được thể hiện trên đồ thị. Ngoài ra, còn phải kể đến các tổn thất khác như tổn thất do môi chất bị nóng lên khi hút vào xilanh, tổn thất rò rỉ từ khoang nén sang khoang hút… mà ta không biểu diễn trên đồ thị được.
Để đánh giá các loaị tổn thất kể trên người ta đưa ra hệ số tổn thất: λ (hay còn gọi hệ số nạp/hệ số cung cấp). Thực chất hệ số nạp λ là một hàm của tích các hệ số tổn thất. Bao gồm: λ = λc . λr . λw . λtl . λk . Trong đó:
λc tổn thất do thể tích không gian chết
λr tổn thất do môi chất lọt từ khoang nén sang khoang hút
λw tổn thất do môi chất bị nung nóng khi hút vào xilanh
λtl tổn thất do van hút đóng không kín
λk tổn thất khác.
Năng suất lạnh của máy nén thực Qoth = Qo . λ .
Khi máy nén làm việc, nhiệt sinh ra do ma sát làm nóng piston và xilanh, xilanh còn bị nóng lên do nhiệt cuối quá trình nén môi chất. Thường khi hút môi chất lạnh có nhiệt độ thấp gần trạng thái bão hoà khô. Khi hút vào xilanh thành xilanh có nhiệt độ cao làm cho môi chất nóng lên, thể tích riêng tăng lên làm năng suất khối lượng của máy nén giảm. Tổn thất này còn cao hơn khi hút môi chất ẩm. Vì vậy, thường cho máy nén hút hơi quá nhiệt.
- Đối với NH3: ∆tqn = 5 ÷ 10oC - Đối với Freon: ∆tqn = 25 ÷ 30oC
Làm mát đầu xilanh thậtt tốt cũng là phương pháp giảm tổn thất do môi chất nóng lên khi hút. Môi chất NH3 có nhiệt độ cuối quá trình nén cao nên phải làm mát bằng nước trên đầu xilanh có áo nước làm mát liên tục. Còn Freon có nhiệt độ cuối quá trình nén không cao, nên có thể làm mát bằng không khí tự nhiên hay cưỡng bức.
7.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ và bay hơi đến năng suất lạnh máy nén máy nén
Năng suất lạnh Qo của máy nén được xác định qua quan hệ sau: Qo = G.qo hoặc Qo = λ. Vlt qo /v1