Nội dung chính
Khái niệm máy nén lạnh công nghiệp
Trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp thì máy nén lạnh được coi là bộ phận quan trọng nhất có nhiệm vụ nén môi chất lạnh. Máy nén lạnh hút môi chất lạnh dạng khí ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp. Và nén môi chất đó đến nhiệt độ cao, áp suất cao song song với đó còn loại bỏ hơi ra khỏi dàn bay hơi.
Máy nén lạnh cần phải có năng suất hút đủ lớn để duy trì được áp suất bay hơi p0 (tương ứng với nhiệt độ bay hơi t0) đạt yêu cầu ở dàn bay hơi và có áp suất đầu đẩy đủ lớn để đảm bảo áp suất trong dàn ngưng tụ đủ cao, tương ứng với nhiệt độ môi trường làm mát hiện có.
Phần lớn máy nén lạnh (máy nén môi chất lạnh) trên thị trường hiện nay thường có kích thước lớn, đóng vai trò như là trái tim của một hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí viết tắt là HVAC ( heating,ventilating and air conditioning).
Nguyên lý hoạt động của máy nén lạnh
Máy nén lạnh hiện nay hoạt động theo 2 nguyên lý phổ biến
- Nguyên lý nén thể tích: máy nén pittong, trục vít, roto xoắn ốc. Quá trình nén từ áp suất thấp lên áp suất cao nhờ thay đổi thể tích của khoang hơi giữa pittong và xilanh. Máy nén thể tích làm việc theo chu kì và không liên tục. Hơi được hút và nén theo những phần riêng, do đó đường hút và đẩy có hiện tượng xung động.
Máy nén thể tích có thể tạo ra áp suất lớn chỉ với khối lượng hơi nhỏ
- Nguyên lý động học: máy nén tuabin. Trong các máy nén làm việc theo nguyên lý động học, áp suất của dòng hơi tăng lên là do động năng biến thành thế năng. Quá trình làm việc của máy nén tuabin được chia làm 2 giai đoạn
- Giai đoạn đầu dòng hơi được tăng tốc nhờ đĩa quay và cánh quạt.
- Giai đoạn 2 dòng hơi có động năng lớn được dẫn đến buồng khuếch tán ở đó động năng biến thành thế năng và áp suất tăng dần. Đặc điểm của máy nén động học là làm việc liên tục và không có van.
Máy nén động học đòi hỏi 1 dòng hơi và lưu lượng hơi rất lớn, tỉ số áp suất đạt được qua mỗi tầng cánh quạt lại tương đối hạn chế và phụ thuộc nhiều và tính chất của từng môi chất nhất định được qua mỗi tầng cánh quạt lại tương đối hạn chế và phụ thuộc nhiều và tính chất của từng môi chất nhất định.
Chu trình hoạt động
Máy nén lạnh hoạt động làm việc bằng cách lấy gas lạnh ở áp suất thấp ở đầu vào sau đó nén nó như một cái máy ép.
Những cách nén khác nhau sẽ cho ra những loại máy nén khác nhau. Quá trình nén này tạo ra môi chất lạnh ở nhiệt độ cao,áp suất cao.
Chu trình hoạt động của máy nén lạnh công nghiệp
Từ A-D bao gồm nhiều thiết bị khác nhau trong hệ thống máy làm lạnh nước chiller. Số 1-5 chỉ ra nhiều trạng thái vật lý của dòng môi chất lạnh di chuyển trong hệ thống:
- Trạng thái 1 là khi môi chất lạnh di chuyển qua dàn bay hơi (D), nơi không khí nóng trao đổi nhiệt với môi chất lạnh và chuyển hóa chúng thành hơi.
- Trạng thái 2 là sau khi môi chất lạnh sau khi di chuyển qua máy nén (A), nơi áp suất và nhiệt độ của nó được tăng lên đến mức hơi quá nhiệt
- Trạng thái 3 và 4 là khi môi chất di chuyển qua dàn ngưng tụ (B), nơi nó được trao đổi nhiệt với môi trường và ngưng tụ thành lỏng
- Trạng thái 5 là sau khi môi chất di chuyển qua van tiết lưu (C), nơi giảm áp suất của môi chất lạnh. Nó sẽ hạ nhiệt độ của môi chất và sau đó sẽ biến môi chất lỏng thành hỗn hợp lỏng/hơi (hơi bão hòa ẩm)