Tìm hiểu bình xả khí không ngưng
Thiết bị xả khí không ngưng, hay còn gọi là xả khí tạp, là bộ phận quan trọng trong hệ thống lạnh, có chức năng loại bỏ khí không ngưng (khí tạp) ra khỏi hệ thống, giúp duy trì hiệu quả làm lạnh và bảo vệ các thiết bị khác.
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:
- 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.
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.

1. Nối van an toàn và đồng hồ áp suất; 2. Khí không ngưng ra; 3. Gaz ra; 4. Hỗn hợp hơi và khí không ngưng vào; 5. Lỏng tiết lưu vào; 6. Gaz lỏng ra và xả đáy; 7. Ống xoắn trao đổi nhiệt làm lạnh bình.
Khi hệ thống lạnh hoạt động, khí không ngưng thường tập trung chủ yếu ở thiết bị ngưng tụ. Khi dòng môi chất đi vào thiết bị ngưng tụ, hơi môi chất sẽ được ngưng tụ thành lỏng và chảy về bình chứa cao áp. Tuy nhiên, trong quá trình này, vẫn có một lượng môi chất lạnh chưa được ngưng hết, dẫn đến sự tích tụ của khí không ngưng.
Để giải quyết vấn đề này, hỗn hợp khí không ngưng được chuyển đến bình tách khí không ngưng. Tại đây, hỗn hợp sẽ tiếp tục được làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn, giúp ngưng tụ hoàn toàn lượng môi chất lạnh còn lại. Sau khi quá trình ngưng tụ hoàn tất, khí không ngưng sẽ được xả ra bên ngoài, đảm bảo rằng hệ thống hoạt động hiệu quả và ổn định.
Việc tách khí không ngưng là rất quan trọng để duy trì hiệu suất làm việc của hệ thống lạnh, đồng thời giảm thiểu hiện tượng giảm hiệu suất trao đổi nhiệt ở thiết bị ngưng tụ.
Phương pháp xả khí
Xả khí trực tiếp theo phương pháp thủ công
a. Xả khí từ máy nén
Sau khi sửa chữa hoặc lắp ráp máy nén, có thể xả khí trực tiếp từ máy nén thông qua van xả khí tạp bên dưới van chặn nén. Với hệ thống kín, việc xả chỉ được thực hiện khi sửa chữa, không thể xả trong giai đoạn vận hành.
- Đóng van chặn hút và van chặn nén.
- Mở van by-pass giữa buồng hút và nén.
- Khởi động máy nén.
- Mở van xả khí ở máy nén.
- Đóng van by-pass để xả khí triệt để hơn, sau đó đóng van xả khí và ngưng máy khi hết khí thoát ra.
b. Xả khí từ dàn ngưng
Đối với hệ thống máy lạnh gas amoniac dàn ngưng kiểu xối, có thể xả khí tạp từ dàn ngưng bằng cách nối ống nhựa từ van xả khí đến thùng nước hoặc bể nước ngưng. Đối với hệ thống gas freon, xả trực tiếp từ bình cao áp qua van nhỏ trên mặt bình ngưng.
- Ngừng máy nén sau khi chạy rút gas.
- Tiếp tục vận hành bơm nước xối vào dàn ngưng.
- Đóng van dịch và van cân bằng từ dàn ngưng đến bình chứa.
- Mở van xả cho đến khi hết khí tạp.
Xả khí gián tiếp theo phương pháp thủ công
Có thể tiến hành xả liên tục hoặc gián đoạn.
a. Tách khí liên tục
Trong quá trình vận hành, mở các van để bình tách khí luôn lạnh, giúp tách riêng hỗn hợp khí và tác nhân lạnh. Hỗn hợp được tách thành hai pha, dịch lỏng có áp suất cao chảy về bình chứa cao áp qua van một chiều.
b. Tách khí gián đoạn
Bình tách khí chỉ hoạt động khi có hiện tượng lẫn khí tạp nhiều. Phương pháp này tiện lợi cho hệ thống kín cao, giảm tổn thất nhiệt ở thiết bị tách khí và trên đường ống.
Xả khí gián tiếp theo phương pháp tự động
Khi có khí tạp, áp suất bình tách khí tăng. Bộ cảm biến so sánh hiệu áp suất để quyết định mở van điện từ xả khí ra ngoài. Trên đường ống xả cần lắp van tiết lưu giảm áp để khí tạp thoát ra từ từ. Phương pháp này chỉ sử dụng cho môi chất amoniac.
Tìm hiểu thêm
Nguyên nhân lọt khí không ngưng
Những nguyên nhân xuất hiện khí không ngưng trong hệ thống lạnh:
- Do trước khi nạp môi chất lạnh vào hệ thống thì quá trình hút chân không không kỹ, không khí còn sót lại trong hệ thống.
- Hoặc do ở hệ thống hai cấp nén chạy cho tủ cấp đông và yêu cầu nhiệt độ lạnh đông nhỏ hơn -40°c lúc này áp suất bay hơi là áp suất chân không, vì thể khả năng không khí bên ngoài có áp suất khí quyển lọt vào hệ thống rất cao và sẽ tạo ra khí không ngưng;
- Hoặc cũng có thể môi chất lạnh và dầu môi trơn hoạt động trong hệ thống lạnh một thời gian dài sẽ biến chất, tạo thành các chất cao phân tử ở thể hơi, tạo thành các chất khác ở thể hơi có tính chất nhiệt động thay đổi hoàn toàn, …v.v các hợp chất này không ngưng tụ được ở điều kiện nhiệt độ ngưng tụ Ik và áp suất ngưng tụ Pk.
- 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.
Dấu hiệu nhận biết
Khi hệ thống lạnh làm việc thì áp suất ngưng tụ tăng dần, đồng hồ áp kế cao áp không ổn định dao động qua lại xung quanh giá trị thực của chúng.
Tại sao phải xả khí không ngưng
Do khi khí không ngưng tồn tại trong hệ thống, tại thiết bị ngưng tụ nó sẽ tách ra khỏi môi chất lạnh tạo ra một lớp trở nhiệt cho thiết bị ngưng tụ, làm cho quá trình trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ kém đi, kết quả làm cho áp suất ngưng tụ tăng, nhiệt độ ngưng tụ tăng, đôi khi môi chất lạnh không thể thải nhiệt cho môi trường làm mát để ngưng tụ được.
Mặt khác khi áp suất ngưng tụ Pk tăng dẫn đến tỷ số nén β= Pk/Po tăng, dòng điện qua động cơ máy nén lạnh tăng, nhiệt độ cuối tầm nén tăng, cuối cùng gây hiện tượng quá tải cho động cơ và hệ thống ngừng hoạt động bởi các thiết bị bảo vệ.
Nếu khí không ngưng là không khí ẩm lọt vào hệ thống, do nó không ngưng tụ được ở thiết bị ngưng tụ, nó theo môi chất lạnh tới van tiết lưu tại đây do hạ nhiệt độ xuống đột ngột, hơi ẩm sẽ đóng băng làm tắc nghẽn quá trình tiết lưu, dẫn đến hệ thống không thể hoạt động được.
Khí không ngưng tồn tại trong hệ thống sẽ làm cho hệ thống lạnh làm việc kém hiệu quả, thời gian làm việc của hệ thống kéo dài nhưng không thể hạ được nhiệt độ như mong muốn, mặt khác dòng điện qua động cơ máy nén lạnh tăng, tiêu hao điện năng lớn, không có hiệu quả về mặt kinh tế.
*Nguồn tham khảo: Tự động điều khiển các quá trình nhiệt lạnh – Nguyễn Tấn Dũng, Trịnh Văn Dũng