Nguồn:[ https://assets.danfoss.com]
1. Thân van; 2. Mặt bích; 3. Nắp đệm; 4. Kim van; 5. Côn van; 6. Đĩa đệm; 7. Miếng đệm; 8. Nắp bịt; 9,10,11. Vịng đệm; 12. Bu-lơng; 13. Nắp bảo vệ.
Van tiết lưu tay rất thích hợp cho các hệ thống lạnh có cơng suất lớn, có lưu lượng ổn định. Tuy nhiên, khi sử dụng van tiết lưu tay cần kết hợp với van điện từ ở phía trước vì khi có sự cố xảy ra, mơi chất lỏng có thể tràn ngược lại máy nén do van tiết lưu tay phải đóng mở bằng tay.
Nhược điểm của van tiết lưu tay là chỉ sử dụng với lưu lượng môi chất ổn định, khơng thích hợp cho các hệ thống có tải thay đổi liên tục ở dàn bay hơi.
146
6.3.1 Tính tốn chọn van tiết lưu tay trước khi vào bình chứa
Hệ thống sử dụng tất cả van thuộc hãng DANFOSS của Đan Mạch, van tiết lưu tay của hãng này có kí hiệu REG-SA và REG-SB. Cả hai ký hiệu này đặc trưng cho hai chức năng của van tiết lưu tay REG. Theo [TL14] thì :
REG-SA có tác dụng tiết lưu điều chỉnh áp suất dịng chảy.
REG-SB có tác dụng giúp ổn định dịng lưu lượng trước khi vào dàn lạnh.
a) Tính kiểm tra van tiết lưu tay tại bình chứa hạ áp -470C
Ta có:
Lưu lượng mơi chất trước khi vào bình chứa là m = 0,2325 kg/s Độ giáng áp: ∆p = 2,0765 bar
Khối lượng riêng môi chất trước khi vào bình chứa là: ρ = 657,9 kg/m3
Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có:
𝑘𝑣 = 𝑚
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
ρ - Khối lượng riêng mơi chất trước khi vào bình chứa, kg/m3 ∆p – Độ giáng áp, bar
𝑘𝑣 = 0,2325.3600
√657,9 . 1000 . 2,0765 = 0,716 𝑚 3/ℎ
Tra theo đồ thị 2,3 tr.4-5 [TL14] ta có:
Bảng 6.1: Các van REG chọn được tại bình chứa hạ áp -470C
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SB 15-20 25%
REG-SA 15-20 60%
147
b) Tính kiểm tra van tiết lưu tay tại bình chứa hạ áp -320C
Ta có:
Lưu lượng mơi chất trước khi vào bình chứa là m = 0,81 kg/s Độ giáng áp: ∆p = 2,7412 bar
Khối lượng riêng môi chất trước khi vào bình chứa là: ρ = 641,03 kg/m3
Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có:
𝑘𝑣 = 𝑚
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
ρ - Khối lượng riêng mơi chất trước khi vào bình chứa, kg/m3 ∆p – Độ giáng áp, bar
𝑘𝑣 = 0,81.3600
√641,03 . 1000 . 2,7412= 2,2 𝑚 3/ℎ
Tra theo đồ thị 2,3 tr.4-5 [TL14] ta có:
Bảng 6.2: Các van REG chọn được tại bình chứa hạ áp -320C
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SB 15-20 50%
REG-SB 25-40 25%
REG-SA 25-40 50%
c) Tính kiểm tra van tiết lưu tay tại bình chứa hạ áp -20C
Ta có:
Lưu lượng mơi chất trước khi vào bình chứa là m = 0,658 kg/s Độ giáng áp: ∆p = 9,521 bar
148 Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có:
𝑘𝑣 = 𝑚
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
ρ - Khối lượng riêng môi chất trước khi vào bình chứa, kg/m3 ∆p – Độ giáng áp, bar
𝑘𝑣 = 0,658.3600
√587,55 . 1000 . 9,521 = 1,0 𝑚 3/ℎ
Tra theo đồ thị 2,3 tr.4-5 [TL14] ta có:
Bảng 6.3: Các van REG chọn được tại bình chứa hạ áp -20C
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SB 15-20 30%
REG-SB 25-40 13%
REG-SA 25-40 40%
d) Tính kiểm tra van tiết lưu tay tại bình surgedrum
Ta có:
Lưu lượng mơi chất trước khi vào bình chứa là m = 0,658 kg/s Độ giáng áp: ∆p = 10,8245 bar
Khối lượng riêng mơi chất trước khi vào bình chứa là: ρ = 587,55 kg/m3
Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có:
𝑘𝑣 = 𝑚
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
149 ∆p – Độ giáng áp, bar 𝑘𝑣 = 0,658.3600 √587,55 . 1000 . 9,521 = 0,939 𝑚 3/ℎ Tra theo đồ thị 2,3 tr.4-5 [TL14] ta có:
Bảng 6.4: Các van REG chọn được tại bình surgedrum
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SA 15-20 75%
REG-SB 25-40 13%
REG-SA 25-40 40%
6.3.2 Tính tốn chọn van tiết lưu tay trước khi vào dàn lạnh
Do qua trình tuần hồn mơi chất từ bơm dịch đến dàn lạnh mất một quảng đường khá xa vì thế sẽ sinh ra tổn thất áp suất do ma sát và tổn thất cục bộ làm giảm năng suất lạnh. Cho nên người ta lắp thêm một van tiết lưu tay trước khi vào dàn lạnh để ổn định áp suất và lưu lượng dịng chảy. Do khơng biết chính xác tổn thất thực tế trước khi vào dàn lạnh là bao nhiêu vậy ta chọn ∆p = 0,5 bar.
a) Dàn lạnh -470C
Lưu lượng môi chất trước khi vào dàn lạnh là m = 6 m3/h
Khối lượng riêng môi chất trước khi vào dàn lạnh là ρ = 587,55 kg/m3 Độ giáng áp qua van ∆p = 0,5 bar
Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có:
𝑘𝑣 = 𝑚
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
ρ - Khối lượng riêng mơi chất trước khi vào bình chứa, kg/m3 ∆p – Độ giáng áp, bar
150 𝑘𝑣 = 6 . 587,55
√587,55 . 1000 . 0,5= 6,504 𝑚 3/ℎ
Tra theo đồ thị 3,4 tr.5-6 [TL14] ta có:
Bảng 6.5: Các van REG chọn được trước khi vào dàn lạnh -470C
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SB 25-40 50%
REG-SA 25-40 90%
REG-SB 50 12%
b) Dàn lạnh -250C
Lưu lượng môi chất trước khi vào dàn lạnh là m = 24 m3/h
Khối lượng riêng môi chất trước khi vào dàn lạnh là ρ = 587,55 kg/m3 Độ giáng áp qua van ∆p = 0,5 bar
Với tổng 16 dàn lạnh thì lưu lượng qua mỗi dàn là m1 = 1,5 m3/h
Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có: 𝑘𝑣 = 𝑚1
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
ρ - Khối lượng riêng mơi chất trước khi vào bình chứa, kg/m3 ∆p – Độ giáng áp, bar
𝑘𝑣 = 1,5 . 587,55
√587,55 . 1000 . 0,5 = 1,63 𝑚 3/ℎ
151
Bảng 6.6: Các van REG chọn được trước khi vào dàn lạnh -250C
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SB 15-20 40 %
REG-SB 25-40 25 %
REG-SA 25-40 45 %
c) Dàn lạnh 50C
Lưu lượng môi chất trước khi vào dàn lạnh là m = 24 m3/h
Khối lượng riêng môi chất trước khi vào dàn lạnh là ρ = 641,03 kg/m3 Độ giáng áp qua van ∆p = 0,5 bar
Với tổng 24 dàn lạnh thì lưu lượng qua mỗi dàn là m1 = 1,0 m3/h
Dựa vào catalouge “Hand operated regulating valves” của Danfoss [TL14] ta có: 𝑘𝑣 = 𝑚1
√𝜌. 1000. ∆𝑝, 𝑚 3/ℎ
m – Lưu lượng môi chất qua van, kg/h
ρ - Khối lượng riêng mơi chất trước khi vào bình chứa, kg/m3 ∆p – Độ giáng áp, bar
𝑘𝑣 = 1,0 . 641,03
√641,03 . 1000 . 0,5 = 1,13 𝑚 3/ℎ
152
Bảng 6.7: Các van REG chọn được trước khi vào dàn lạnh -50C
Các van chọn được Độ mở của van
REG-SB 15-20 37,5 %
REG-SA 15-20 85 %
REG-SB 25-40 20 %
REG-SA 25-40 37,5 %
6.3.3 Kiểm tra van REG so với bản vẽ
Bảng 6.8: Bảng so sánh van REG so với bản vẽ
Vị trí van REG Mục địch sử dụng Tính tốn Bản vẽ Nhận xét Trước bình chứa hạ áp -470C Tiết lưu REG-SB 15-20 REG-SA 15-20 REG-SB 25-40 REG-SA 25-40 REG-SA 15 Với mục đích sử dụng là tiết lưu thì ta chọn dịng REG-SA và dựa theo đường kính ống, tiêu chí kinh tế ta chọn loại van phù hợp nhất. Trước bình chứa hạ áp -320C Tiết lưu REG-SB 15-20 REG-SB 25-40 REG-SA 25-40 REG-SA 25 Với mục đích sử dụng là tiết lưu thì ta chọn dịng REG-SA và dựa theo đường kính ống, tiêu chí kinh tế ta chọn loại van phù hợp nhất. Trước bình chứa hạ áp -20C Tiết lưu REG-SB 15-20 REG-SB 25-40 REG-SA 25-40 REG-SA 25 Với mục đích sử dụng là tiết lưu thì ta chọn dịng REG-SA và dựa theo đường kính ống, tiêu chí
153 kinh tế ta chọn loại van phù hợp nhất.
Trước bình
surgedrum Tiết lưu
REG-SB 15-20 REG-SB 25-40 REG-SA 25-40 REG-SA 20 Với mục đích sử dụng là tiết lưu thì ta chọn dịng REG-SA và dựa theo đường kính ống, tiêu chí kinh tế ta chọn loại van phù hợp nhất. Trước dàn lạnh -470C Ổn định áp suất và dòng chảy REG-SB 25-40 REG-SA 25-40 REG-SB 50 REG-SB 25 Với REG-SB thì sử dụng cho mục đích trên và cũng dựa theo đường kính ống, tiêu chí kinh tế ta chọn loại van phù hợp nhất. Trước dàn lạnh -250C Ổn định áp suất và dòng chảy REG-SB 15-20 REG-SB 25-40 REG-SB 25-40 REG-SB 15 REG-SB 20 Với REG-SB thì sử dụng cho mục đích trên và cũng dựa theo đường kính ống, tiêu chí kinh tế ta chọn loại van phù hợp nhất. Trước dàn lạnh 50C Ổn định áp suất và dòng chảy REG-SB 15-20 REG-SA 15-20 REG-SB 25-40 REG-SA 25-40 REG-SB 15
Với thơng số van đã tính tốn và tại đây dùng chung van REG với dàn lạnh -250C cho nên phải chọn chung loại van phù hợp nhất.
154
6.3.4 Tính kiểm tra lại van REG bằng phần mềm DANFOSS
a) Van tiết lưu tay tại bình chứa hạ áp -470C
Ta có: Q0 = 133,7 kW, T0 = -470C Tk = 350C
- Bước 1: Ta mở phần mềm Coolselecter2 của Danfoss - Bước 2: Chuyển đổi đơn vị về đơn vị SI
- Bước 3: Nhấp chọn biểu tượng
- Bước 4: Chọn vị trí van trên đường ống theo bản vẽ và nhập các thông số cần thiết.
+ Chọn môi chất R717 (Amonia)
+ Cooling Capacity (Công suất làm lạnh) + Evaporation Temperature (Nhiệt độ bay hơi) + Condensation Temperature ( Nhiệt độ ngưng tụ) + Subcooling ( Độ quá lạnh)
+ Superheat (Độ quá nhiệt)
155 - Bước 5: Ta chọn loại van tương ứng REG straight. Sau đó, ta chọn ơ Report để
xuất thông tin chi tiết về van tối ưu nhất
Hình 6.20: Hình ảnh trang 1/2 của phần mềm
- Bước 6: Ta chọn van tối ưu nhất là REG15-A Straight
156
b) Van tiết lưu tay tại bình chứa hạ áp -320C
Ta có: Q0 = 929,6 kW, T0 = -320C Tk = 350C
- Thực hiện tương tự các bước như trên, ta được kết quả sau:
Hình 6.22: Phần mềm hiển thị sau khi tính tốn hồn tất
157
Hình 6.24: Hình ảnh trang 2/2 của phần mềm
- Ta chọn van tối ưu nhất là REG25- A Straight.
c) Van tiết lưu tay tại bình chứa hạ áp -20C
Ta có: Q0 = 873,3 kW, T0 = -20C Tk = 350C
158
Hình 6.25: Phần mềm hiển thị sau khi tính tốn hồn tất
159
Hình 6.27: Hình ảnh trang 2/2 của phần mềm
- Ta chọn van tối ưu nhất là REG25- A Straight.
d) Van tiết lưu tay tại bình surgedrum
Ta có: Q0 = 636,9 kW, T0 = -120C ,Tk = 350C
- Thực hiện tương tự các bước như trên, ta được kết quả sau:
160
Hình 6.29: Hình ảnh trang 1/2 của phần mềm
Hình 6.30: Hình ảnh trang 2/2 của phần mềm
161
6.3.5 Bảng so sánh giữa tính chọn van REG bằng cơng thức và phần mềm
Bảng 6.9: Bảng so sánh van REG khi tính tay và tính bằng phần mềm
Van Tính tay Tính phần mềm Nhận xét
Trước khi vào bình chứa hạ áp -470C REG SA 15-20 Độ mở van ~ 60% REG15-A Straight Độ mở van ~ 28% Kết quả tính tay ta nhận thấy sai lệch 50% so với tính bằng phần mềm.
Trước khi vào bình chứa hạ áp -320C REG SA 25-40 Độ mở van ~ 50% REG25- A Straight Độ mở van ~ 44% Kết quả tính tay ta nhận thấy sai lệch 12% so với tính bằng phần mềm.
Trước khi vào bình chứa hạ áp -20C REG SA 25-40 Độ mở van ~ 40% REG25- A Straight Độ mở van ~ 45% Kết quả tính tay ta nhận thấy sai lệch 11,1% so với tính bằng phần mềm.
Trước khi vào bình Surgedrum REG SA 15-20 Độ mở van ~ 75% REG20- A Straight Độ mở van ~ 83% Kết quả tính tay ta nhận thấy sai lệch 9,6% so với tính bằng phần mềm.
6.4 Van điện từ
Van điện từ (Solenoid valve) được sử dụng rất phổ biến trong hệ thống lạnh, nó đóng mở dựa vào tín hiệu điện từ cuộn cảm gắn trên van, trong hệ thống lạnh nó có tác dụng là van cắt tải với những ưu điểm như: kết cấu đơn giản, tác động nhanh, độ chính xác cao, dễ lắp đặt và thay thế,...
Van điện từ hiện đại rất đa dạng, nhưng về nguyên lý tác động nó được chia làm 2 loại:
- Van điện từ tác động trực tiếp: thường sử dụng cho các hệ thống lạnh nhỏ. - Van điện từ tác động gián tiếp: sử dụng có các hệ thống lạnh lớn, có tải lạnh thay đổi thường xuyên.
162
Kí hiệu trong bản vẽ:
6.4.1 Van điện từ tác động gián tiếp EVRA 25
a) Cấu tạo
Hình 6.31: Cấu tạo van điện từ EVRA 25 Nguồn:[ https://assets.danfoss.com] Nguồn:[ https://assets.danfoss.com]
1. Cuộn cảm; 2. Lỗi thép; 3. Miếng đệm; 4. Lỗ thông; 5. Rãnh thông áp suất đầu ra; 6. Thân van; 7. Lỗ cân bằng; 8. Kim van; 9. Lò xo; 10. Vòng đệm piston; 11. Mặt bích; 12. Piston; 13,14. Đệm van chính; 15 Nắp bảo vệ.
b) Nguyên lý hoạt động
Khi cuộn cảm không được cấp điện, áp suất P2 và lực của lò xo chính sẽ lớn hơn áp suất P1, do đó van chính sẽ đóng lại, mơi chất sẽ khơng được lưu thơng.
163
Hình 6.32: Van ở trạng thái đóng
Nguồn:[ [https://www.youtube.com/watch?v=IuJCqkFKNMI]
Nếu cuộn cảm được cấp điện, cuộn cảm sẽ tạo ra từ trường hút lõi sắt lên, thắng được lực lò xo của van dẫn, lỗ thơng (4) mở ra, mơi chất ở phía trên piston (12) tràn ra đầu ra của van. Khi đó áp suất P2 sẽ giảm xuống, áp suất P1 lúc này sẽ lớn hơn lực lò xo và áp suất P2 đẩy piston lên làm van mở và cho môi chất đi qua. Áp suất chênh lệch tối thiểu để mở hoàn toàn van là 0,2 bar.
Khi ngắt điện, lõi sắt trên van dẫn sẽ bị lò xo và trọng lượng của nó đẩy xuống làm kín lỗ thơng khơng cho mơi chất đi qua. Áp suất P2 tăng lên và đẩy piston xuống đóng van chính lại, mơi chất khơng được lưu thơng.
164
Hình 6.33: Van EVRA 25 ở trạng thái đóng khi khơng cấp điện Nguồn:[ [https://www.youtube.com/watch?v=IuJCqkFKNMI] Nguồn:[ [https://www.youtube.com/watch?v=IuJCqkFKNMI]
6.4.2 Tính kiểm tra van điện từ bằng phần mềm DANFOSS
a) Kiểm tra van điện từ tại bình Surgedrum
Ta có: Q0 = 636,9 kW, T0 = -120C, Tk = 350C
- Bước 1: Ta mở phần mềm Coolselecter2 của Danfoss