Giới thiệu hệ thống lạnh có bơm tuần hoàn: đặc điểm, nguyên lí

Hệ thống lạnh có bơm tuần hoàn là một hệ thống làm lạnh sử dụng máy bơm để tuần hoàn chất làm lạnh qua các thiết bị cần làm mát. Đây là một trong những hệ thống làm lạnh phổ biến nhất hiện nay, được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Đặc điểm

Hệ thống làm lạnh có bơm tuần hoàn đáp ứng được nhiều yêu cầu trong kỹ nghệ lạnh cho nên hiện nay được áp dụng rộng rãi trong các hệ thống cấp môi chất cho dàn lạnh từ dưới lên hoặc từ trên xuống.

Khác nhau giữa cấp môi chất lỏng (dịch) từ dưới lên với cấp dịch từ trên xuống chỉ về mặt hình học, chứ về nguyên lý thì cấp dịch từ dưới lên hay từ trên xuống cho dàn lạnh khác nhau về hiệu quả truyền nhiệt. Hiệu quả truyền nhiệt phụ thuộc vào chế độ chảy của dịch trong ống, cho nên phụ thuộc vào lượng hơi của dòng chảy 2 pha, phụ thuộc vào vận tốc chảy của hơi và dịch trong ống.

Trong quá trình sôi ở ống hàm lượng, hơi tăng hên tục, nên thay đổi sự phân bố pha và vận tốc, cùng như khối lượng vận chuyển. Ngoài ra còn những quan hệ phức tạp giữa dòng nhiệt và thủy động lực không ổn định, nhiệt động học cân bằng pha và sự phân bố không đều dòng nhiệt theo chiều dài của thiết bị.

Vị trí đặt bơm tuần hoàn ảnh hưởng tới chế độ nhiệt. Mức chất lỏng ở bình chứa phải cao hơn ống hút của bơm từ 1,5 đến 3m (mức phải cao khi cần nhiệt độ bốc hơi thấp). Trong các hệ thống làm lạnh có bơm tuần hoàn sử dụng bình chứa nằm ngang kém với bầu tách lỏng, còn sử dụng bình chứa đứng hoặc bình chứa nghiêng thì kết hợp vừa chứa, vừa tách lỏng.

Công suất của bơm dịch NH₃ bảo đảm hệ số luân lưu n = G_i.G_h = 1. Thường thiết kế hệ thống cấp dịch cho dàn lạnh từ dưới lên với n = 5 – 6, tức phải tuần hoàn 5 – 6 lần nhiều hơn lượng dịch sôi ở dàn lạnh.

Ống dẫn dịch từ bình chứa luân lưu đến bơm phải với trở lực bé, ở phía ống nén sau bơm phải có ống hồi lưu về bình chứa.

Nguyên lý hoạt động

• Chất làm lạnh: Thông thường, chất làm lạnh là một loại chất lỏng có điểm sôi thấp, dễ bay hơi và có khả năng hấp thụ nhiệt tốt.
• Máy nén: Máy nén tăng áp suất và nhiệt độ của chất làm lạnh, biến nó thành hơi quá nhiệt.
• Bộ ngưng tụ: Hơi quá nhiệt được dẫn qua bộ ngưng tụ, tại đây nó tỏa nhiệt ra môi trường và ngưng tụ thành chất lỏng.
• Van tiết lưu: Chất lỏng được dẫn qua van tiết lưu, áp suất giảm đột ngột, gây ra sự bay hơi một phần.
• Bôc hơi: Hỗn hợp lỏng-hơi đi vào bộ bốc hơi, hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm mát và bay hơi hoàn toàn.
• Bơm tuần hoàn: Bơm tuần hoàn đưa chất lạnh trở lại máy nén, tiếp tục chu trình.