Tự cấp lỏng cho bình bay hơi theo độ quá nhiệt và mức lỏng
Dụng cụ để thực hiện việc tự động cấp lỏng cho thiết bị bay hơi là dụng cụ điều chỉnh tự động. Có thể chia ra hai loại dụng cụ điều chỉnh cấp lỏng tự động là:
- Dụng cụ điều chỉnh cấp lỏng theo độ quá nhiệt hơi hút về máy nén.
- Dụng cụ điều chỉnh mức lỏng.
Điều chỉnh cấp lỏng theo độ quá nhiệt hơi hút
Điều chỉnh cấp lỏng theo độ quá nhiệt hơi hút hiện nay là phương pháp phổ biến nhất vì độ quá nhiệt phản ánh chính xác độ khô của hơi – một thông số quan trọng để tránh việc lỏng lọt vào máy nén. Tuy nhiên, độ khô của hơi rất khó xác định và chưa có dụng cụ nào cấp lỏng dựa hoàn toàn trên nguyên tắc này.
Ưu và nhược
- Ưu điểm: Độ quá nhiệt hơi hút càng cao, càng đảm bảo an toàn cho máy nén.
- Nhược điểm: Kém hiệu quả trong trao đổi nhiệt.
Lựa chọn độ quá nhiệt phù hợp cho từng hệ thống lạnh là rất quan trọng. Độ quá nhiệt hơi hút là chênh lệch giữa nhiệt độ hơi hút và nhiệt độ sôi, do đó, dễ xác định.
Yếu tố ảnh hưởng
Trên thực tế, luôn có pha lỏng trong dòng hơi ra khỏi thiết bị. Ngoài ra, tổn thất thủy lực trong quá trình chuyển động cưỡng bức, trong ống và cột lỏng, hay trong thể tích chất lỏng sôi cũng ảnh hưởng đến độ chính xác khi xác định nhiệt độ sôi và độ quá nhiệt của hơi. Điều này phụ thuộc vào phương pháp đo lường được sử dụng.
Ứng dụng
Dù có hạn chế, độ quá nhiệt của hơi ở lối ra khỏi thiết bị bay hơi vẫn là chỉ số chính để đánh giá mức độ cấp lỏng và có thể áp dụng với mọi loại môi chất lạnh, ngoại trừ các bình bay hơi không có thể tích cần thiết để quá nhiệt hơi.
Rơ le hiệu nhiệt độ ΔT
- Trên bình bay hơi, bố trí một rơ le hiệu nhiệt độ ΔT để cảm biến nhiệt độ tại lối vào và ra của bình bay hơi.
- Khi hiệu nhiệt độ giảm (tức độ quá nhiệt hơi hút giảm), rơ le ΔT ngắt mạch (mở tiếp điểm), khiến van điện từ ngừng cấp lỏng vào bình bay hơi.
- Khi hiệu nhiệt độ tăng, rơ le ΔT đóng mạch, cho phép van điện từ cấp lỏng vào bình bay hơi.
Cấu trúc này đảm bảo kiểm soát lượng lỏng cấp vào một cách chính xác dựa trên độ quá nhiệt.
Cấp lỏng theo mức lỏng
Đối với bình bay hơi kiểu ngập và các dàn không có phần làm quá nhiệt, chỉ tiêu cấp lỏng được dựa trên mức lỏng trong thiết bị. Mức lỏng này có thể được đo và điều chỉnh theo nguyên lý bình thông nhau.
Đặc điểm cấp lỏng cho môi chất Freon
- Freon hòa tan dầu hoàn toàn, dẫn đến chế độ sôi màng mạnh, đôi khi không tồn tại quá trình biến pha rõ rệt.
- Do đó, nhiệt độ và áp lực sôi giảm, làm thay đổi đặc tính của thiết bị, khiến việc sử dụng nguyên lý bình thông nhau trở nên khó khăn.
- Vì lý do này, đối với Freon, cấp lỏng thường được thực hiện dựa trên độ quá nhiệt thay vì mức lỏng.
Ứng dụng thực tế
Phần lớn các thiết bị bay hơi được cấp lỏng theo tín hiệu quá nhiệt, và có thể kết hợp với dụng cụ điều chỉnh 2 vị trí để tối ưu hóa việc cấp lỏng. Đối với các bình bay hơi amoniac, thường sử dụng bộ điều chỉnh mức lỏng để kiểm soát việc cấp lỏng hiệu quả.
Cấp lỏng theo mức lỏng bằng công tắc phao
Để cấp lỏng và kiểm soát mức lỏng trong bình bay hơi, người ta lắp đặt công tắc phao FV và van điện từ SV trước van tiết lưu.
- Khi mức lỏng trong bình bay hơi thấp, công tắc phao FV đóng mạch, cung cấp điện cho van điện từ SV, cho phép cấp lỏng vào bình bay hơi.
- Khi mức lỏng trong bình bay hơi cao, công tắc phao FV ngắt mạch, cắt điện van điện từ SV, ngừng cấp lỏng vào bình bay hơi.
Cơ chế này đảm bảo mức lỏng trong bình bay hơi luôn được duy trì ở phạm vi an toàn và hiệu quả.
Van phao
Tương tự như phương pháp cấp lỏng bằng công tắc phao, nhưng trong trường hợp này, sử dụng van phao tự động để điều khiển việc cấp dịch vào bình bay hơi.
- Khi mức lỏng trong bình bay hơi thấp, phao sẽ mở cửa van, cho phép dịch cấp vào bình bay hơi.
- Khi mức lỏng trong bình bay hơi cao, phao sẽ đóng cửa van, ngừng cấp dịch vào bình bay hơi.
Van phao tự động thực hiện việc cấp dịch bằng cách tự động điều chỉnh cửa van dựa trên mức lỏng trong bình bay hơi.
Cấp lỏng nhờ cột lỏng
Yêu cầu của phương pháp này là bình tách lỏng phải được lắp đặt cao hơn các dàn bay hơi và các dàn bay hơi cần có độ cao giống nhau. Điều này tạo ra độ chênh lệch mức lỏng giữa bình tách lỏng và các ống trao đổi nhiệt của dàn bay hơi, cho phép lỏng tự chảy vào các dàn bay hơi.
Cấp lỏng vào bình tách lỏng:
Công tắc phao FV kiểm soát việc cấp lỏng vào bình tách lỏng.
- Khi mức lỏng trong bình tách lỏng thấp, công tắc phao FV cấp nguồn cho van điện từ SV, cho phép lỏng chảy vào bình tách lỏng.
- Khi mức lỏng đạt mức cao hơn quy định, công tắc phao FV cắt điện vào van điện từ SV, ngừng cấp lỏng vào bình tách lỏng.
Kiểm soát nhiệt độ các buồng lạnh:
Các buồng lạnh được kiểm soát nhiệt độ bởi rơ le nhiệt độ TH1, TH2, TH3. Khi nhiệt độ trong buồng lạnh đạt yêu cầu, rơ le nhiệt độ sẽ tác động để cắt điện vào các van điện từ SV1, SV2, SV3.
Cấp lỏng nhiều dàn bay hơi nhờ cột lỏng
Cấp lỏng nhờ bơm lỏng tuần hoàn
Quy trình cấp lỏng vào bình tuần hoàn:
- Khi mức lỏng trong bình tuần hoàn thấp, công tắc phao FV cấp nguồn cho van điện từ SV, cho phép cấp lỏng vào bình.
- Khi mức lỏng trong bình tuần hoàn đạt mức cao hơn quy định, công tắc phao FV cắt điện vào van điện từ SV, ngừng cấp lỏng vào bình tuần hoàn.
Phương pháp này giúp cải thiện hiệu quả cấp lỏng mà không phụ thuộc vào vị trí lắp đặt của bình tách lỏng hoặc bình tuần hoàn.
Các buồng lạnh được khống chế nhiệt độ bởi các rơle nhiệt độ TH1, TH2, TH3. Khi nhiệt độ buồng lạnh đạt yêu cầu, rơ le nhiệt độ tác động tiếp điểm cắt điện vào các van điện từ SV1, SV2, SV3.
Lỏng thấp áp đưa lên các dàn bay hơi nhờ một bơm dịch tuần hoàn P.
*Nguồn tham khảo: Tự động điều khiển các quá trình nhiệt lạnh – Nguyễn Tấn Dũng, Trịnh Văn Dũng
