Máy nén lạnh trong hệ thống lạnh: Công dụng, phân loại,..
Máy nén lạnh là thiết bị quan trọng trong các hệ thống lạnh. Việc lựa chọn, sử dụng và bảo trì máy nén lạnh phù hợp sẽ góp phần nâng cao hiệu quả hoạt động, tiết kiệm năng lượng và đảm bảo an toàn.
Công dụng máy nén lạnh
Chức năng của máy nén chính là khả năng làm tăng áp suất và làm tăng nhiệt độ bão hòa tương đương với điểm sôi của môi chất lạnh đến mức cao để đủ chất làm lạnh và có thể ngưng tụ bằng cách loại bỏ nhiệt độ của nó qua ngưng tụ.
Hệ thống làm lạnh bằng hơi hoặc nén lạnh (VCRS), trong đó môi chất lạnh trải qua sự thay đổi pha, là một trong nhiều chu kỳ làm lạnh và là phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất cho điều hòa không khí của các tòa nhà và các hệ thống xe khách ô tô.
Máy cũng được sử dụng trong các tủ lạnh trong nước và thương mại, các kho chứa quy mô lớn để chứa thực phẩm và thịt ướp lạnh hoặc đông lạnh, các xe tải lạnh và xe lửa, và một loạt các dịch vụ thương mại và công nghiệp khác. Các nhà máy lọc dầu, hóa dầu và chế biến hóa học, và các nhà máy chế biến khí tự nhiên nằm trong số nhiều loại nhà máy công nghiệp thường sử dụng các hệ thống làm lạnh hơi lớn.
Nguyên lý hoạt động
Máy nén lạnh (compressor) là một thiết bị chính quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, nhiệm vụ của nó là tải nhiệt từ môi trường cần làm lạnh thải ra ngoài môi trường để hạ thấp nhiệt độ môi trường cần làm lạnh theo yêu cầu công nghệ cho trước, bằng cách là môi chất lạnh
Sau khi tiết lưu hạ thấp áp suất và nhiệt độ được đưa vào thiết bị bay hơi, tại đây môi chất lạnh nhận nhiệt của môi trường cần làm lạnh thực hiện quá trình bay hơi đẳng áp (Po = const) chuyển đổi pha từ pha lỏng (chính xác là hỗn hợp pha lỏng và hơi ẩm nhưng pha lỏng chiêm phần rất lớn.
Còn pha hơi ẩm không đáng kể) sang pha hơi, ra khỏi thiết bị bay hơi môi chất lạnh ở trạng thái nằm trên đường X=1 (đường hơi bão hoà không) hoặc nằm lân cận ở đường x= 1 (có thể là hơi bão hoà ẩm hoặc cũng có thể nằm ở vùng hơi quá nhiệt) có nhiệt độ thấp To, áp suất thấp Po được máy nén hút về rồi nén đoạn nhiệt (s = const, dq = 0, p.vk= const) hoặc đa biến (Cn = const, p.vn= const) lên thiết bị ngưng tụ ở trạng thái nhiệt độ cao T2 > Tk, áp suất cao Pk, (T2 là nhiệt độ cuối tầm nén, Tk là nhiệt độ ngưng tụ) để thải nhiệt cho môi trường làm mát, quá trình tải nhiệt này máy nén phải tiêu tốn công.
Phân loại máy nén lạnh
Nếu căn cứ vào sự liên kết giữa động cơ và Block của máy nén: có thể phân máy nén lạnh ra làm ba loại:
Máy nén kín (động cơ nằm trong block máy nén và được hàn chết, khi hư hỏng cần sửa chữa bắt buộc phải cưa block máy ra); đối với loại máy này thường có công suất nhỏ và rất nhỏ, chủ yếu là các máy nén lạnh dân dụng, như máy nén của tủ lạnh, tủ kem, máy điều hoà nhiệt độ, tủ lạnh thương nghiệp,…v.v.
Máy nén nửa kín (động cơ nằm trong block máy nén và không hàn chết, khi hư hỏng cần sửa chữa thì tháo block máy ra)
Máy nén hở (động cơ nằm ngoài block của máy nén)
Đối với máy nén kín và nửa kín tuyệt đối không sử dụng môi chất lạnh NH3, vì NH3 có tính dẫn điện, đồng thời nó phải ứng được với đồng tạo ra phức hợp có cấu tạo Cu[(NH3)2]2+
Nếu căn cứ vào công suất làm việc thì có thể chia máy nén lạnh ra làm ba loại:
- Máy nén lạnh có công suất nhỏ.
- Máy nén lạnh có công suất trung bình.
- Máy nén lạnh có công suất lớn và rất lớn.
Nếu căn cứ vào cấu tạo thì có thể phân máy nén lạnh ra làm 2 loại chính: đó làm máy nén lạnh thể tích và máy nén lạnh động học.
Máy nén lạnh thể tích được chia làm 2 loại nhỏ: [a] – máy nén lạnh piston dao động gồm có: piston trượt, piston con lắc, kiểu mang; [b] – máy nén lạnh piston quay gồm: trục vít; rotor lăn; rotor tấm trượt; rotor xoắn ốc.
Máy nén động học: gồm máy nén ly tâm, máy nén Turbine.
Nếu căn cứ vào sự chuyển động môi chất lạnh mần hoàn qua máy nén lạnh, có thể phân máy nén lạnh ra làm 2 loại đó là máy nén lạnh xuôi (thẳng) dòng và máy nén lạnh ngược dòng.
