Chương 6: Chu trình làm việc của máy nén piston Máy nén piston hoạt động theo nguyên lý thể tích, nén từ áp suất thấp lên áp cao nhờ sự thay đổi thể tích của khoang hơi giữa piston và xilanh. Hình 2.3: Chu trình làm việc của máy nén Trong quá trình làm vi ệc thực tế máy nén luôn có các tổn thất nhất địn h. Các d ạng tổn thất chủ yếu về thể tích của máy nén. - T ổn thất thể tích chết để tránh sự hỏng hóc do va đập giữa nắp xi lanh và đỉnh piston khi làm vi ệc(.λ c ) - T ổn thất do môi chất khi hút vào máy nén bị nung nóng làm tăng thể tích riêng của môi chất làm giảm lưu lượng khối lượng và làm gi ảm năng suất lạnh.( λ w ) - Tổn thất do môi chất bị lọt từ khoang hút sang khoang đẩy.(λ r ) - T ổn thất do quá trìn tiết lưu.(λ tl ) - Các t ổn thất khác.(λ k ) - Để đánh giá một cách chính xác từng tổn thất một thì rất khó tính vì vậy ta đưa ra công th ức tổng quát để xác định tổn thất này : λ = λ c . λ w . λ r . λ tl . λ k Các giá tr ị từng tổn thất thành phần sẽ được xác định thông qua b ảng hoặc đồ thị. 2.2.2. Thiết bị ngưng tụ. a. Công d ụng và phân loại. Công dụng: - Thiết bị ngưng tụ là một thiết bị chính của hệ thống lạnh. Nó có tác d ụng ngưng tụ hơi quá nhiệt sau máy nén thành môi chất lạnh ở trạng thái lỏng. - Có th ể thực hiện quá lạnh cho môi chất khi cần thiết. - Có thể là nơi chứa đựng một lượng môi chất nhất định đối với hệ thống lạnh có lượng môi chất tuần hoàn ít. Phân loại: Thiết bị ngưng tụ có nhiều loại và nguyên lý làm việc cũng khác nhau. - Theo môi tr ường làm mát có các lo ại sau: Thiết bị ngưng tụ làm mát b ằng nước. Thi ết bị ngưng tụ làm mát nước- không khí. Thi ết bị ngưng tụ làm mát b ằng không khí. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng chất khác. - Theo đặc điểm cấu tạo có các lo ại sau: Thiết bị ngưng tụ bằng n ước. Thi ết bị ngưng tụ bay hơi. Thiết bị ngưng tụ kiểu tưới. Thiết bị ngưng t ụ kiểu tấm bản. Thiết bị ngưng tụ bằng không khí. Thi ết bị ngưng tụ kiểu ống lồng. - Theo đặc điểm đối lưu của không khí: Thi ết bị ngưng tụ làm mát nhờ đối lưu t ự nhiên. Thiết bị ngưng tụ làm mát nhờ đối lư u cững bức. Hi ện nay công ty F17 đang sử dụng dàn ngưng tụ kiểu ống chùm v ỏ bọc nằm ngang cho h ệ thống lạnh cấp đông băng chuyền. b. Ưu điểm, nhược điểm: Ưu điểm: - Bình ngưng giải nhiệt bằng nước nên hiệu quả giải nhiệt cao, mật độ d òng nhiệt lớn q =300 ÷ 600 W/m 2 - Hiệu quả trao đổi nhiệt ổn định, ít phụ thuộc vào điều kiện môi tr ường. - D ễ chế tạo, lắp đặt,vệ sinh và sửa chữa. - C ấu tạo chắc chắn, gọn và thích hợp cho việc lắp đặt trong nhà. - Có th ể sử dụng một phần bình ngưng làm bình chứa, rất thuận lợi cho nh ững hệ thống lạnh nhỏ. - Ít hư hỏng, tuổi thọ cao Nhược điểm: - Đối với hệ thống lớn sử dụng bình ngưng không thích hợp vì đường kính ống quá l ớn không đảm bảo an toàn. - Khi s ử dụng bình ngưng thì buội phải dùng hệ thống tháp giải nhiệt làm tăng chi phí sản xuất đầu tư vận hành. - Quá trình làm vi ệc của tháp thường kéo theo bay hơi nước nên chi phí cho n ước giải nhi ệt khá lớn, v à gây ẩm ướt cho môi t r ường xung quanh v ì vậy nên bố t r í xa các công tr ình. - Khi l ắp đặt phải để dành khoảng không gian 2 bên đầu để dễ dàng thao tác khi vệ sinh sửa chữa. c. Cấu tạo và nguyên lý làm việc. Bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang được thể hiện trên Hình 2.4. Các thông số kỹ thuật của bình ngưng ống chùm v ỏ bọc nằm ngang. Đường kính trong bình Φ = 530mm Chi ều dài bình L = 2750mm S ố lượng ống thành phần n = 156ống/bình Đường kính ống thành phần Φ=16mm Nguyên lý c ấu tạo của bình ngưng ống chùm được thể hiện trên Hình 2.4 và được mô t ả cụ thể trên Hình 2.5 Hình 2.4: Cấu tạo của bình ngưng ống chùm - Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh là R22 nên thường sử dụng các ống thành ph ần bằng đồng nhằm tăng khả năng trao đổi nhiệt và hơn nữa nó còn h ạn chế sự đóng cặn trong ống. 1. V ỏ bọc ngoài 6 2. M ặt bích 5 3. N ắp 4. Đường dẫn môi chất vào 7 4 5. Đồng hồ áp suất 2 6. Van an toàn 3 1 9 7. Đường thông áp 8. Van x ả cặn 9. Đường nước ra 11 12 10. Đường nước vào 11. Ống thành phần 12. Vách ngăn 10 13. Đường môi chất ra 8 13 Hình 2.5: Cấu tạo bình ngưng ống chùm - Trên các n ắp bình có vách ngăn để tạo sự phân dòng nước nhằm làm t ăng vòng tuần hoàn của nước trong bình. Số vòng tuần hoàn tăng có tác dụng làm tăng thời gian tiếp xúc giữa môi chất và nước. - Các n ắp bình được gắn vào thân bình bằng bulông. - Trong bình ch ứa các ống thành phần có tác dụng dẫn nước đi qua trao đổi nhiệt với môi chất. - Nguyên lý làm việc. - Môi chất từ máy nén đi vào đường 4 để vào bình ngưng tụ.Nước theo đường 10 vào trong các ống thành phần nhận nhiệt của môi chất tăng nhiệt độ và đi ra ngoài theo đường 9. - Môi ch ất ở bên ngoài, nước đi trong các ống thành phần thực hi ện quá trình trao đổi nhiệt. Môi chất nhả nhiệt cho nước giảm nhiệt độ và ngưng tụ sau đó chảy về bình chứa theo đường13. - Trên bình ng ưng có van an toàn, đồng hồ áp suất, đường ống cân bằng…. chúng thực hiện chức năng bảo vệ và hiển thị. . hoặc đồ thị. 2.2.2. Thiết bị ngưng tụ. a. Công d ụng và phân loại. Công dụng: - Thiết bị ngưng tụ là một thiết bị chính của hệ thống lạnh. Nó có tác d ụng. chất lạnh ở trạng thái lỏng. - Có th ể thực hiện quá lạnh cho môi chất khi cần thiết. - Có thể là nơi chứa đựng một lượng môi chất nhất định đối với hệ thống