4.5.2.1. Bình tách dầu
Các máy lạnh khi làm việc cần phải tiến hành bôi trơn các chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong quá trình máy nén làm việc dầu thường bị cuốn theo môi chất lạnh. Việc dầu bị cuốn theo môi chất lạnh có thể gây ra các hiện tượng:
- Máy nén thiếu dầu, chế độ bôi trơn không tốt nên chóng hư hỏng.
- Dầu sau khi theo môi chất lạnh sẽ đọng bám ở các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, ảnh hưởng chung đến chế độ làm việc của toàn hệ thống.
Để tách lượng dầu bị cuốn theo dòng môi chất khi máy nén làm việc, ngay trên đầu ra đường đẩy của máy nén người ta bố trí bình tách dầu. Lượng dầu được tách ra sẽ được hồi lại máy nén hoặc đưa về bình thu hồi dầu.
Bình tách dầu của trong hệ thống lạnh này gắn chung với máy nén gọn nhẹ và tách dầu hiệu quả với hệ thống tách dầu ba bước.
* Nguyên lý làm việc
Nhằm đảm bảo tách triệt để dầu bị cuốn môi chất lạnh, bình tách dầu được thiết kế theo nhiều 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 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 làm mất động năng và dầu rơi xuống.
- 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 còn môi chất đi lên.
- Làm mát dòng môi chất xuống 50÷60oC bằng ống xoắn trao đổi nhiệt đặt bên trong bình tách dầu.
- Sục hơi nén có lẫn dầu vào môi chất lạnh ở trạng thái lỏng.
Bình tách dầu được sử dụng ở hầu hết các hệ thống lạnh có công suất trung bình, lớn và rất lớn, đối với tất cả các loại môi chất. Đặc biệt các môi chất không hoà tan dầu như NH3, hoà tan một phần như R22 thì cần thiết phải trang bị bình tách dầu. Đối với các hệ thống nhỏ, như hệ thống lạnh ở các tủ lạnh, máy điều hoà rất ít khi sử dụng bình tách dầu.
4.5.2.2. Bình thu hồi dầu.
Trong hệ thống lạnh NH3, dầu được thu gom về bình thu hồi dầu. Bình thu hồi dầu có cấu tạo giống bình chứa cao áp gồm các bộ phận như sau: Thân bình dạng trụ, các đáy elip, trên có lắp bộ ống thuỷ xem mức dầu, van an toàn, đồng hồ áp suất, đường dầu thu hồi về, đường nối về ống hút và xả đáy bình.
1
6 4
5 3 2
1- Kính xem mức; 2- Áp kế; 3- Van an toàn; 4- Đường nối về ống hút; 5- Đường hồi dầu về; 6- Xả dầu
Hình 4.6. Bình thu hồi dầu
Để thu hồi dầu từ các thiết bị về bình thu hồi dầu, trước hết cần tạo áp suất thấp trong bình nhờ đường nối thông ống hút của máy nén. Sau đó mở van xả dầu của các thiết bị để dầu tự động chảy về bình. Dầu sau đó được xả ra ngoài đem xử lý hoặc loại bỏ, trước khi xả dầu nên hạ áp suất trong bình xuống xấp xỉ áp suất khí quyển. Không được để áp suất chân không trong bình khi xả dầu, vì như vậy không
những không xả được dầu mà còn để lọt khí không ngưng vào bên trong hệ thống. Dung tích các bình thu hồi dầu thường sử dụng cho các hệ thống lạnh riêng rẻ khoảng 60÷100Lít. Trong các hệ thống lạnh trung tâm có thể sử dụng các bình thu hồi dầu lớn hơn.
4.5.2.3. Bình tách khí không ngưng.
* Vai trò bình tách khí không ngưng
Khi để lọt khí không ngưng vào bên trong hệ thống lạnh, hiệu quả làm việc và độ an toàn của hệ thống lạnh giảm rõ rệt, các thông số vận hành có xu hướng kém hơn, cụ thể là:
- Áp suất và nhiệt độ ngưng tụ tăng. - Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng. - Năng suất lạnh giảm.
Vì vậy nhiệm vụ của bình là tách các khí không ngưng trong hệ thống lạnh xả bỏ ra bên ngoài để nâng cao hiệu quả làm việc, độ an toàn của hệ thống, đồng thời tránh không được xả lẫn môi chất ra bên ngoài.
* Nguyên nhân lọt khí không ngưng
Khí không ngưng lọt vào hệ thống lạnh do nhiều nguyên nhân khác nhau:
- Do hút chân không không triệt để trước khi nạp môi chất lạnh, khi lắp đặt hệ thống, khi bảo dưỡng sửa chữa. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Khi sửa chữa, bảo dưỡng máy nén và các thiết bị - Khi nạp dầu cho máy nén
- Do phân huỷ dầu ở nhiệt độ cao - Do môi chất lạnh bị phân huỷ
- Do rò rỉ ở phía hạ áp. Phía hạ áp trong nhiều trường hợp có áp suất chân không, nên khi có vết rò không khí bên ngoài sẽ lọt vào bên trong hệ thống.
* Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Hầu hết các bình tách khí không ngưng đều hoạt động dựa trên nguyên tắc là làm lạnh hỗn hợp khí không ngưng có lẫn hơi môi chất để ngưng tụ hết môi chất, trước khi xả khí ra bên ngoài.
Khí không ngưng thường tập trung nhiều nhất ở thiết bị ngưng tụ. Khi dòng môi chất đến thiết bị ngưng tụ, hơi môi chất được ngưng tụ và chảy về bình chứa cao áp. Và khí không ngưng tích tụ tại bình chứa cao áp. Vì vậy người ta chuyển hỗn hợp khí đó đến bình tách khí không ngưng, tiếp tục được làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn để ngưng tụ hết môi chất lạnh. Khí không ngưng sau đó được xả ra bên ngoài.
1- Hỗn hợp khí không ngưng vào; 2- Hơi môi chất ngưng tụ trở lại bình chứa; 3- Xả dầu; 4- Xả khí không ngưng; 5- Đường an toàn; 6- Hơi hút về máy nén.
4.5.2.4. Bình chứa cao áp
Bình chứa cao áp có chức năng chứa lỏng nhằm cấp dịch ổn định cho hệ thống, đồng thời giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho thiết bị ngưng tụ. Khi sửa chữa bảo
dưỡng bình chứa cao áp có khả năng chứa toàn bộ lượng môi chất của hệ thống.
1- Kính xem ga; 2- Ống lắp van an toàn; 3- Ống lắp áp kế; 4- Ống lỏng về 5- Ống cân bằng; 6- Ống cấp dịch; 7- Ống xả đáy
Hình 4.9. Bình chứa cao áp
Theo chức năng bình chứa, dung tích bình chứa cao áp phải đáp ứng yêu cầu: - Khi hệ thống đang vận hành, lượng lỏng còn lại trong bình ít nhất là 20% dung tích bình.
- Khi sửa chữa bảo dưỡng, bình có khả năng chứa hết toàn bộ môi chất sử dụng trong hệ thống và chỉ chiếm khoảng 80% dung tích bình.
Kết hợp hai điều kiện trên, dung tích bình chứa cao áp khoảng 1,25÷1,5 thể tích môi chất lạnh của toàn hệ thống là đạt yêu cầu.
Để xác định lượng môi chất trong hệ thống chúng ta căn cứ vào lượng môi chất có trong các thiết bị khi hệ thống đang vận hành.
- Hệ thống cấp lỏng từ dưới lên, nên bình chứa phải chứa 60% thể tích bình và dàn bay hơi: VBCN ≥ 1,2 VBH
Nếu lấy hệ số an toàn 1,2 thì:
Bình chứa kiểu ngập: VBCN ≥ 1,2.1,2 VBH. = 1,44 VBH Trong đó: VBH là tổng thể tích các dàn bay hơi
VBCN là thể tích bình chứa cao áp kiểu ngập Ta có: VBH = 85 lít = 0,085 m3
Vì kho lạnh có 4 dàn lạnh nên tổng thể tích dàn lạnh VBH = 0,085 × 4 = 0,34 m3 Vậy thể tích bình chứa cao áp kiểu ngập là: VBCCA = 1,44 × 0,34 = 0,5 m3
1 2 3 4 5 6 7
4.5.2.5. Van tiết lưu
Van tiết lưu là bộ phận không thể thiếu trong hệ thống lạnh, nó có nhiệm vụ tiết lưu lỏng môi chất ở áp suất cao, nhiệt độ cao xuống áp suất thấp và nhiệt độ bay hơi thấp. Nó còn có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng môi chất cấp vào thiết bị bay hơi.
Van tiết lưu màng
Van tiết lưu cân bằng màng cân bằng ngoài thường sử dụng cho hệ thống lạnh thiết bị bay hơi có trở lực lớn. Van tiết lưu nằm ở vị trí trước thiết bị quá lạnh, sau bình chứa cao áp có tác dụng quá lạnh môi chất trước khi đi qua van tiết lưu tay. Việc chọn van tiết lưu phải dựa vào các thông số sau:
- Nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ. - Năng suất lạnh Q0.
- Loại môi chất làm việc trong hệ thống lạnh.
Ở đây tôi quyết định chọn van tiết lưu cân bằng ngoài của hãng Danfoss cho hệ thống. Với các thông số sau:
- Môi chất lạnh sử dụng: NH3 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Năng suất lạnh: Q0 = 63,25 kW = 17,96 TR - Nhiệt độ bay hơi t0 = -310C
- Nhiệt độ ngưng tụ tk = 39,50C
Độ giáng áp qua van tiết lưu được tính theo catalogue của Danfoss. 15,35 1,14 0,5 13, 71
k o DO
P P P P
∆ = − − ∆ = − − = bar
Với ∆PDO- tổn thất áp suất trên đường ống, khoảng 0,5 bar.
Tra trong catalogue của hãng Danfoss ta chọn van tiết lưu màng cho dàn lạnh có model TEA 20-8. Vì không có loại làm việc với nhiệt độ -310C nên ta chọn van làm việc ở nhiệt độ t0 = -300C.
Bảng 4.5. Thông số của van tiết lưu nhiệt cân bằng của Danfoss
Type t0, oC ∆P, bar Công suất, TR
1. Thành phần tĩnh nhiệt (màng ngăn)
2. Chỗ kết nối. 3. Thân van.
4. Thiết lập quá nhiệt tại trục chính.
5. Kết nối với đường cân bằng.
10. nhánh rẽ chỉ có ở TEA 20-1
Hình 4.10. Cấu tạo van tiết lưu cân bằng ngoài
Van tiết tay
Van tiết lưu tay là van được điều khiển bằng tay khi vận hành. Lượng tác nhân lạnh lỏng đi qua van phụ thuộc vào độ chênh lệch áp ở đầu vào và ra của van tiết lưu và độ mở của van.
Áp suất khi qua van tiết lưu sẽ không đổi (đẳng áp) trong suốt quá trình bay hơi. Van tiết lưu tay điều chỉnh lưu lượng một cách chính xác do tiết diện mở của van có thể điều chỉnh rất chính xác. Van tiết lưu được lắp trước dàn lạnh tránh được nhiều tổn thất áp suất, nhiệt độ.
Tra catalogue van tiết lưu của danfoss ta chọn van tiết lưu tay Model REG 15.
Characteristic Value
Type REG 15
Weight 1.737 Kg
Colour Green
Connection standard ANSI/ASME B1.20.1
Direction Angleway
Flow area [mm2] 28 mm2
Inlet connection size [mm] 15 mm
Inlet connection type Socket weld
Max. Working Pressure [bar] 40,0 bar (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Outlet connection size [mm] 15,0 mm
Product description Hand Regulating Valve
Refrigerant(s) R717
Temperature range: –50 - +150°C.
4.5.2.6. Phin lọc thô
Phin lọc có nhiệm vụ loại trừ các cặn bẩn cơ học có trong hệ thống lạnh. Do một vài nguyên nhân như nạp gas, nạp dầu không đúng kỹ thuật, do sửa chữa, lắp ráp ... mà có thể có những các cặn bẩn có thể là rĩ sắt, vẩy hàn, đất cát ... Sự có mặt của chúng đặc biệt nguy hiểm cho máy nén, khi chúng lọt vào các chi tiết chuyển động làm mài mài cơ học, làm tắc bẩn cho van tiết lưu.
13, 3- Ron đệm kín; 2- Lưới lọc; 4- Mặt bích; 5- Vít
Hình 4.13. Phin lọc thô FA của Danfoss Hình 4.12. Van tiết lưu tay
4.5.2.7. Van một chiều, van an toàn
- Van một chiều còn gọi là Clape một chiều: chỉ cho dòng chảy đi theo một hướng. Van một chiều được lắp trên đường đẩy giữa máy nén và thiết bị ngưng tụ, ngăn chặn môi chất từ thiết bị ngưng tụ quay ngược lại máy nén trong trường hợp dừng hoặc sửa chữa máy nén hoặc máy nén gặp sự cố.
Khi máy nén hoạt động, hiệu áp suất được tạo ra giữa hai cửa vào và ra của van một chiều. Khi áp suất cửa vào lớn hơn cửa ra một chút, van sẽ tự động mở cho dòng hơi đi đến thiết bị ngưng tụ. Trong trường hợp ngược lại, khi dừng máy nén hoặc máy nén bị sự cố, áp suất phía cửa vào sẽ giảm xuống van một chiều sẽ tự động đóng lại ngăn không cho dòng hơi chảy về máy nén.
1- Thân van; 2- Mặt bích; 3- Van nón; 5- Lò xo; 9- Bu lông; 10- Đai ốc; 11- Đệm kín; 12- van cố định.
Hình 4.14. Van một chiều NRVS Danfoss
- Van an toàn được bố trí ở những thiết bị có áp suất cao và chứa nhiều môi chất lỏng như thiết bị ngưng tụ, bình chứa... nó dùng để đề phòng trường hợp khi áp suất vượt quá mức quy định.
Van an toàn chỉ khác van một chiều ở chỗ hiệu áp suất ở đầu vào và đầu ra phải đạt những trị số nhất định thì van an toàn mới mở.
Khi áp suất trong một thiết bị nào đó vượt qua mức quy định thì van an toàn sẽ mở ra, để xả môi chất về thiết bị có áp suất thấp hoặc xả trực tiếp vào không khí. Van an toàn thường lắp ở những vị trí có áp cao như: bình tách dầu, đường nén, bình chứa cao áp.
Hình 4.15. Van an toàn Danfoss
4.5.2.8. Van chặn
Nhiệm vụ của van chặn là khi vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống lạnh cần thiết phải khoá hoặc mở dòng chảy của môi chất lạnh trên vòng tuần hoàn.
Van chặn được lắp đặt tại các vị trí để thực hiện việc đóng chặn hai đầu của một thiết bị để tiến hành sửa chữa, tháo lắp ...
4.5.2.9. Van điện từ
Van điện từ là van chặn được điều khiển bằng lực điện từ. Khi có điện cuộn dây sẽ sinh ra lực điện từ hút lõi thép và đẩy van lên, van điện từ mở ra để cho dòng môi chất đi qua, khi không có điện van điện từ đóng lại ngăn không cho dòng môi chất đi qua. Van chỉ có 2 chế độ đóng hoặc mở.
CHƯƠNG V
QUI TRÌNH LẮP ĐẶT, TỰ ĐỘNG HÓA, VÀ VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG