Bình chứa hạ áp cĩ nhiệm vụ tách mơi chất lỏng khỏi hơi hút về máy nén hạ áp, đảm bảo hơi hút về máy nén ở trạng thái bão hồ khơ, tránh nguy cơ va đập thủy lực ở máy nén.
TL2 VP2 2/3 VP1 1/3 Lỏng,hơi R22 Lỏng R22 Lỏng R22
Hình 7.2
a. Thể tích bình chứa hạ áp:
Các tấm plate cĩ cấu tạo đặc biệt để mơi chất lỏng tràn vào bộ bốc hơi, thể tích lỏng trong bộ bốc hơi trong tấm plate chọn theo tiêu chuẩn từ 30 ÷40% thể tích tấm plate.
Đối với tủ cấp đơng, thể tích bình tách lỏng được tính: VBCHA= 8
10
VDL (7.6)
VBCHA:thể tích bình chứa hạ áp.
VDL:thể tích bộ bốc hơi trong dàn lạnh.
Theo catalogue thể tích tồn bộ bộ bốc hơi 9 tấm plate 22x1230x2440mm kể cả ống nối : VDL=413dm3. =>VBCHA= 8 10 .413=516,25 dm3=0,516 m3. b. Đường kính bình chứa hạ áp: Chọn tỉ số: 4 1 L D = Ta cĩ: V= L 4 D2 π =π.D3.
=> D= 3 V π = 3 0,516 π =0,548m Chọn D= 550mm Đường kính ngồi : Dn=D + 2δ=550 + 2.15=580mm
c. Chiều dài thân bình chứa hạ áp:
III. BÍNH TÁCH DẦU:
Bình tách dầu dùng để tách dầu ra khỏi hơi mơi chất, để dầu khơng đi vào các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị bốc hơi, bình ngưng tụ.
Bình tách dầu được đặt trên đường đẩy của phần nén hạ áp và cao áp.
Hình 7.3 Ta cần phải tính tốn hai bình tách dầu.
a. Bình tách dầu ở phần hạ áp:
Lưu lượng hơi qua bình:
V=G1.v3 (7.8)
G1:lưu lượng hơi qua xi lanh hạ áp, G1=0,15496 kg/s
v3: thể tích riêng của hơi mơi chất sau khi nén ở cấp hạ áp, v3=0,073 m3/kg
=> V=0,15496.0,073=0,01131 m3/s Đường kính bình tách dầu:
D= π.ω
V . 4
(m) (7.9)
ω:tốc độ hơi ống nối vào bình m/s
ω=0,5÷1 m/s , chọn ω=0,8 m/s =>D= .0,8 01131 , 0 . 4 π =0,134 m Chọn D=130mm
b. Bình tách dầu ở phần cao áp:
Lưu lượng hơi qua bình: V=G5.v5
G5:lưu lượng hơi qua xi lanh cao áp, G5=G4= 0,022635 kg/s
v5: thể tích riêng của hơi mơi chất sau khi nén ở cấp cao áp, v5=0,018 m3/kg => V=0,022635. 0,018 =0,0040743 m3/s Đường kính bình tách dầu: D= π.ω V . 4 (m)
ω :tốc độ hơi ống nối vào bình m/s
ω =0,5÷1 m/s , chọn ω=0,8 m/s =>D= .0,8 0,0040743 . 4 π =0,081 m Chọn D=80 mm
Chiều cao của bình H=3.D=3.80=240mm
IV. CHỌN CÁC LOẠI VAN VAØ THIẾT BỊ LỌC:1. Van khĩa-van chặn: 1. Van khĩa-van chặn:
Các loại van này dùng để tạo điều kiện thuận lợi, dễ dàng cho các thoa tác vận hành và sửa chữa các thiết bị trong hệ thống lạnh. Cấu tạo chủ yếu của van khố, van chặn phụ thuộc vào chức năng, cơng dụng của van,kích cỡ van và dịng chảy qua van. Theo hướng của dịng chảy cĩ thể phân van ra van thẳng dịng và van gốc, theo mơi chất cĩ thể phân ra van hơi, van chặn, van khố hoặc van đầu hút đầu đẩy.
Hình 7.4
Hình trên giới thiệu van chặn đầu hút đầu đẩy của các máy nén Freon. Cửa bên trái được áp chặt lên thân máy nén bằng bulơng cửa 8 dùng để nối các đường tín hiệu áp suất cho relay áp suất, đồng hồ chỉ thị , van điều chỉnh nước bình ngưng,… cịn đầu chính nối với các dàn bay hơi hoặc nhưng tụ kim van 2 ở vị trí thấp nhất van đĩng dịng mơi chất, tuy nhiên khoang máy nén vẫn thơng với các đường tín hiệu. Kim van ở giữa, tất cả các ngã thơng vào nhau và khi kim van ở vị trí cao nhất thì các đường tín hiệu bị đĩng kín. Nạp mơi chất qua van này rất tiện lợi.
2. Van an tồn :
Hình 7.5
VAN AN TOAØN ĐƯỢC BỐ TRÍ TRÊN ĐẦU ĐẨY CỦA MÁY NÉN VAØ TẠI CÁC THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC CỦA CÁC THIẾT BỊ LẠNH.
Trên máy nén:van an tồn loại lị xo hoặc tấm, mở xả hơi từ đầu đẩy về đầu hút trong trường hợp sự cố.
Ở các thiết bị áp lực: khi áp suất vượt quá giá trị cho phép thì van an tồn sẽ mở và xả một phần tác nhân lạnh ra ngồi hoặc xả về phía hạ áp.[2]
3.Van một chiều:
Hình 7.6
Van một chiều được bố trí trên đầu đẩy của máy nén để ngăn chặn sự chảy ngược của tác nhân lạnh từ bình ngưng trở về trong trường hợp máy nén bị sự cố hoặc máy nén ngừng tự động. Cấu tạo của van bảo đảm tác nhân lạnh chỉ cĩ thể theo một chiều từ máy nén đến bình ngưng.
4. Van điện từ:
Là thiết bị tự đơng dùng để đĩng mở chuyển đổi các đường ống dẫn mơi chất bằng tín hiệu điện, về nguyên lý làm việc,van điện từ cĩ hai loại chính: đĩng mở trực tiếp (cho các van điện từ cỡ nhỏ) và đĩng mở gián tiếp (pilot operated) dùng cho các van điện từ cỡ lớn.
Hình 7.7
Hình trên mơ tả van điện từ loại trực tiếp khi cuộn dây 1 khơng điện, phần ứng 2 rớt xuống và van động. Khi cuộn dây 1 cĩ điện , lõi 2 bị lực điện từ hút lên và van mở.
Van điện từ giữ nhiệm vụ đĩng mở đường mơi chất lỏng. Van này mở ra khi máy nén chạy và đĩng lại khi máy nén dừng nhằm tránh mơi chất tập trung về bộ bốc hơi khi máy dừng , tránh va đập thủy lực ở máy nén khi khởi động.
Hình 7.8
Van tiết lưu điều chỉnh bằng tay cũng cĩ kết cấu tương tự như van chặn. Điểm khác cơ bản là đầu van. Đầu van tiết lưu tay thường cĩ dạng trụ xẻ rãnh hay dạng cơn cho phép điều chỉnh nhuyễn độ mở.
Tấm van 3 dạng hình trụ kéo dài cĩ xẻ rãnh, để khi trục van kéo tâm van lên xuống tiết diện tiết lưu mơi chất cĩ thể 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 khơng cần quay theo. Trục van 8 cĩ thể chuyển động lên xuống trong thân van 5 nhờ khớp ren giữa hai chi tiết. Ren ở đây mịn hơn so với ren chặn nhằm điều chỉnh chính xác hơn khoảng lên xuống và chế độ tiết lưu.
6.Phin lọc:
Hình 7.9
Trong quá trình chế tạo lắp ráp sửa chữa và vận hành thiết bị lạnh, dù rất cẩn thận vẫn cĩ cặn bẩn như đất cát gỉ sắt… cĩ thể sinh ra trong quá trình vận hành lọt vào hệ thống lạnh cĩ thể làm tắc ống dẫn nhất là van tiết lưu, làm cho các chi tiết chuyển động trong máy nén mau mịn và dễ gây sự cố. Để bảo đảm hệ thống lạnh làm việc an tồn, cĩ độ tin cậy cao, khơng bị trục trặc cần cĩ phin lọc cặn bẩn trên đường ống. Phin lọc đường hơi được bố trí trên đường ống hút nên phin lọc đường lỏng bố trí trước van tiết lưu.
Phin lọc đường hơi gồm cĩ vỏ hình trụ , trong đĩ cĩ bố trí lưới lọc và khung giữ lưới làm bằng đồng thau mịn hoặc vải amian, len, dạ, nỉ...
7. Phin sấy:
Hình 7.10
Ngồi tạp chất cơ học trong hệ thống lạnh cịn cĩ các tạp chất khác như ẩm(hơi nước), các loại axit ăn mịn sinh ra trong quá trình vận hành ,các oxit này đĩng vai trị chất xúc tác phân hủy mơi chất ngay ở nhiệt độ thấp làm xấu hệ thống .Nước đĩng băng ở 00C nên dễ gây tắc ẩm làm nghẽn van tiết lưu.
Để loại bỏ hiện tượng này, người ta dùng phin sấy. Kết cấu của phin sấy giống như phin lọc vật rắn. Điều khác biệt là trong phin lọc đựng chất hấp thụ nước (silicasgel). Trong hệ thống đặt phin sấy trước van tiết lưu.Phin sấy tuy chỉ là thiết bi phụ nhưng lại quan trọng , đảm bảo cho hệ thống hoạt động bình thường với độ tin cậy và tuổi thọ cao.
V. CÁC RELAY BẢO VỆ TRONG HỆ THỐNG LẠNH:1. Relay áp bảo vệ áp suất cao: 1. Relay áp bảo vệ áp suất cao:
Relay này sẽ cắt máy nén tự động khi áp suất của đầu đẩy máy nén tăng cao. Áp suất đẩy cao cĩ thể do thiếu nước giải nhiệt, bộ ngưng tụ dơ, khí khơng ngưng…
Hình 7.11
Đầu C được lắp trực tiếp vào khoang đẩy của máy nén (trước van chặn). Khi áp suất tăng cao quá định mức chỉnh định, , relay tác động cắt máy nén.
Núm A để chỉnh định áp suất, áp suất chỉnh định tuỳ theo loại mơi chất , theo phương pháp giải nhiệt...
Núm B để chỉnh định chênh lệch áp suất giữa cắt và đĩng cửa relay. Relay thường được trang bị nút reset. Khi relay cắt máy, người vận hành chỉ được phép nhấn nút reset sau khi xem xét sửa chữa.
2. Relay áp suất thấp:
Relay dùng để điều khiển hoặc bảo vệ khi áp suất hút thấp.
Hình 7.12
Đầu D được lắp trực tiếp vào khoang hút của máy nén. Các nút chỉnh cũng giống như relay áp suất cao. Thơng thuờng relay áp suất thấp khơng cĩ nút reset và được dùng vào các mục đích:
+Bảo vệ máy nén: khi hệ thống bị rị rỉ mơi chất, nghẹt bộ lọc, tuyết bám đầy ở bộ bốc hơi... làm áp suất xuống thấp.
+Giảm tải máy nén: áp suất hút xuống thấp báo hiệu nhiệt độ cần làm lạnh đã xuống thấp. Lúc này, relay cấp tín hiệu để giảm tải máy nén.
Trong máy nén cĩ bơm dầu bơi trơn,relay áp suất dầu giữ vai hết sức quan trọng. Muốn bơi trơn các cơ phận chuyển động trong cacte(crankcase) thì áp suất dầu phải lớn hơn áp suất cacte. Thơng thuờng khi máy nén làm việc, áp suất dầu phải thoả đẳng thức:
Pdầu ≥ Pcacte + 1,5 kg /cm2
Hình 7.13
Đầu E được lắp trực tiếp vào cacte, đầu F lắp vào phần đẩy bơm dầu bơi trơn. Nhìn hình b ta thấy relay này cĩ 2 tiếp điểm:
_Tiếp điểm G được điều khiển bởi chênh lệch áp giữa bơm dầu và cacte.
_Tiếp điểm H được điều khiển bằng relay thời gian kiểu nhiệt qua thanh lưỡng kim I. Mục đích của điều khiển này là cho phép động cơ khởi động (dù cho áp suất dầu chưa cĩ) trong thời gian 90 đến 120 giây. Như vậy tiếp điểm H được lắp trên mạch bảo vệ máy nén.
Khi khởi động máy nén, áp suất dầu bơi trơn cịn thấp, bất đẳng thức chưa thỏa, tiếp điểm G đang đĩng và điện trở (heater) bắt đầu
nung thanh lưỡng kim I. Thơng thường sau vài giây, bất đẳng thức (1) thỏa, G mở nên tiếp điểm H vẫn đĩng và máy nén hoạt động bình thường. Nếu áp suất dầu thấp, thì điện trở vẫn nung lưỡng kim I sau khoảng thơi gian 90 đến 120 giây, tiếp điểm H mở để cắt máy nén và báo sự cố.
Relay này được trang bị nút reset. Phải tìm nguyên nhân sự cố và sửa chữa trước khi nhấn reset để khởi động lại hệ thống.
Cần lưu ý mạch nung của relay này chỉ cĩ điện khi máy nén hoạt động.
4. Relay nhiệt:
Relay nhiệt được sử dụng rộng rãi trong hệ thống lạnh. Relay này gồm 2 loại chính:
+Relay bảo vệ quá tải.
+Relay bảo vệ quá nhiệt độ các bộ phận.
Quá nhiệt độ đầu nén : relay nhiệt kẹp sát ống đẩy để cảm nhận nhiệt độ cuối tầm nén.
Quá nhiệt độ cuộn dây động cơ quạt, máy nén... Đối với động cơ cơng suất nhỏ, relay nhiệt đặt trong cuộn dây cĩ thể thay thế relay nhiệt bảo vệ quá tải.
Quá nhiệt độ dầu ở cacte.
2
1
3
Đối với cuộn dây động cơ máy nén, tiếp điểm mở khi nhiệt độ tăng đến 930C và tự đĩng lại ở 660C.
5. Cơng tắc phao:
Được dùng phổ biến để khống chế mực mơi chất lỏng trong các thiết bị.
Hình 7.15
Hình trên mơ tả nguyên lí làm việc của cơng tắc phao. Ống 2 làm bằng vật liệu phi từ tính và nối vào thiết bị cần kiểm tra mực lỏng bằng nguyên tắc bình thơng nhau. Trong ống 2 cĩ trang bị phao 1 mang nam châm vĩnh cửu. Nam châm vĩnh cửu tác động vào cơng tắ từ 3 đặt bên ngồi 2 theo vị trí phao.
Cơng tắc phao kết hợp với van điện từ được dùng phổ biến để điểu khiển mục lỏng trong thiết bị bốc hơi kiểu ngập lỏng.
6. Relay thời gian xả tuyết:
Đối với hệ thống lạnh dùng bộ bốc hơi để làm lạnh khơng khí, khi nhiệt độ bốc hơi nhỏ hơn 00C thì tuyết bám trên bề mặt truyền nhiệt làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và cản trở khơng khí. Do đĩ những hệ thống lạnh này thường được trang bị hệ thống xả tuyết tự động, làm việc theo chu kỳ thời gian định trước.
Về kết cấu đây là relay chuyên dùng bao gồm hai chức năng chính:
+Xác định thời gian xả tuyết: thường dùng relay thời gian kiểu động cơ đồng bộ. Thời điểm cĩ thể chỉnh được từ 1 đến 24h/lần.
+Xác định thời gian xả tuyết: điều chỉnh thời gian xả tuyết từ lúc bắt đầu đến lúc kết thúc chu trình xả đá cho phù hợp. Thường thời gian này cĩ thể điều chỉnh được từ 0 đến 60 phút.
7. Relay dịng nước:
Được dùng để kiểm tra lưu lượng nước bơm hoặc chất tải lạnh lỏng. Trong nhiều trường hợp, dù động cơ bơm vẫn làm việc nhưng lưu chất vẫn khơng di chuyển( ví du: van đĩng, nghẹt ống, hư cánh bơm...) sẽ gây nguy hiểm cho hệ thống.
Để tránh tình trạng trên, người ta dùng relay dịng nước như điều kiện cần để khởi động máy nén.
Nguyên lí làm việc của relay này là khi lưu chất di chuyển làm nâng miếng kim loại chắn dịng, miếng kim loại này sẽ điều khiển tiếp điểm đĩng mở.
VI. CƠ CẤU NÂNGHẠ PLATE, ĐIỆN TRỞ SƯỞI CỬA, SƯỞI DẦU:1. Cơ cấu nâng hạ plate: 1. Cơ cấu nâng hạ plate:
Bơm dầu nâng hạ các tấm plate lên xuống khi ta cho sản phẩm cấp đơng vào ra. Cơ cấu nâng gồm cĩ: động cơ, bơm dầu, xi lanh dầu. Theo kinh nghiệm chế tạo theo cơ cấu nâng hạ của hãng SCAREFICO đối với cáp dây cĩ thể chọn:
Bơm dầu : SP-602-3-BX
Cơng suất động cơ: 1,5kw=2HP.
Xilanh dầu(φcφp: khoảng chạy) 180x80x825mm
2. Điện trở sưởi của:
Sau khi cấp đơng cần phải sưởi cửa để tan đá bám trên khung cửa dễ dàng mở cửa buồng cấp đơng lấy sản phẩm. Theo kinh nghiệm chọn điện trở sưởi cửa cĩ cơng suất: 220V x 450W
3. Điện trở sưởi dầu:
Điện trở sưởi dầu cĩ tác dụng giữ nhiệt độ dầu luơn ở khoảng
đầu chạy máy. Theo kinh nghiệm chọn điện trở sưởi dầu cĩ cơng suất: 220V x 100w.
Chương VIII TÍNH CHỌN
CÁC ĐƯỜNG ỐNG CHƯƠNG VIII :TÍNH CHỌN CÁC ĐƯỜNG ỐNG
I. CHỌN CÁC ĐƯỜNG ỐNG:
Các đường ống trong hệ thống lạnh dùng để liên kết các thiết bị lại với nhau. Các đường ống sử dụng trong kỹ thuật lạnh là các ống thép, ống nhơm , ống đồng. Đối với máy lạnh freon đường ống sử dụng là các ống đồng nếu như dườngkính ống nhỏ hơn 20mm hay là các ống thép kéo liền nếu đường kính ống lớn hơn 20mm.
Tính tốn kiểm tra sức bền các đường ống thì khơng cần thiết vì các đường ống chịu được áp lực đến 3MPa. Do đĩ ta sẽ chọn các đường ống cần sử dụng theo đường kính yêu cần tính tốn là được. Đường kính trong của ống dẫn được tính theo cơng thức: [3]
Dtr= πω ρ πω v . G 4 . . G 4 = (8.1) Trong đĩ:
G:lưu lượng mơi chất đi trong ống, kg/s
ρ:khối lượng riêng của mơi chất ,kg/m3. v:thể tích riêng của mơi chất , m3/kg
ω :vận tốc chuyển động của mơi chất, m/s
Khi xác định đường kính trong của ống dẫn, thì giá trị vận tốc chuyển động của mơi chất được chọn theo kinh nghiệm trong bảng sau:
Bảng 8.1
Trường hợp ứng dụng ω (m/s)
Đường hút máy lạnh nén hơi NH3
R12 R22,R502
15 đến 20 5 đến 10 7 đến 12
Đường đẩy máy lạnh nén hơi NH3
R12 R22,R502
15 đến 25 7 đến 12 8 đến 15 Đường dẫn lỏng máy lạnh nén hơi
NH3
R12,R22,R502
0,5 đến 2 0,4 đến 1 Đường lỏng từ bình chứa cao áp
R22,R12,NH3
0,5 đến 2
Đến van tiết lưu 0,5 đến 1,25