Van tiết lưu đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong hệ thống làm lạnh. Van tiết lưu được áp dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Tuy nhiên, hôm nay chúng ta sẽ chỉ tập trung vào một loại van tiết lưu phổ biến trong các hệ thống làm lạnh công nghiệp – đó là van tiết lưu nhiệt. Cùng Ecoheat tìm hiểu về cơ chế hoạt động và một số lưu lý khi sử dụng nhé.
Van tiết lưu nhiệt là gì?
Van tiết lưu đóng vai trò quan trọng trong việc giảm áp suất và nhiệt độ của chất lỏng khi đi qua, nhằm mục đích làm cho chất lỏng này giảm áp và sôi ở nhiệt độ mong muốn. Điều này góp phần tạo ra nhiệt độ lạnh cần thiết cho hệ thống. Cụ thể, van tiết lưu nhiệt là loại van tiết lưu nhận tín hiệu về nhiệt độ của chất lỏng sau khi đi qua dàn bay hơi, sau đó tự điều chỉnh mức mở của van để kiểm soát công suất của dàn làm lạnh.
Van tiết lưu là một thành phần quan trọng, thường xuất hiện trong các kho lạnh công nghiệp và hệ thống làm lạnh. Mặc dù vẻ ngoài có vẻ đơn giản, nhưng van tiết lưu lại là một bộ phận phức tạp và thường được nhập khẩu từ các nhà sản xuất uy tín ở châu Âu. Trong các hệ thống làm lạnh hiện đại, hai loại van tiết lưu nhiệt chủ yếu được sử dụng gồm:
- Van tiết lưu nhiệt cân bằng trong
- Van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài
Van tiết lưu cân bằng trong
Van tiết lưu nhiệt cân bằng trong thường được sử dụng trong các hệ thống làm lạnh có công suất nhỏ, vì chúng gây ra ít tổn thất áp suất ở dàn bay hơi. Tuy nhiên, khi sử dụng van này trong các hệ thống lớn mà có tổn thất áp suất lớn tại dàn bay hơi, hiệu suất của toàn bộ hệ thống làm lạnh sẽ không được tối ưu.
Cấu tạo van tiết lưu nhiệt cân bằng trong:
Hình a mô tả cấu tạo của van tiết lưu cân bằng, bao gồm các phần: Bầu cảm nhiệt, ống mao, màn đàn hồi, cửa cân bằng trong, lò xo, chốt van và thân van.
Quy trình hoạt động diễn ra như sau: Chất lạnh từ bình chứa cao áp đi vào van theo hướng chỉ dẫn “từ bình chứa” và sau khi qua van tiết lưu sẽ giảm áp suất. Chất này nhận nhiệt từ môi trường và bay hơi ngay sau khi ra khỏi dàn bay hơi. Tại vị trí này ta sẽ lắp bầu cảm nhiệt. Nhiệt độ của chất lạnh sau khi ra khỏi dàn bay hơi tác động vào bầu cảm nhiệt làm thay đổi áp suất trong này. Áp suất này tiếp tục tác động vào màng van làm thay đổi vị trí của chốt van.
Nếu ban đầu vị trí của chốt van chỉ mở nhỏ thì gas lạnh qua dàn ít làm cho nhiệt độ gas sau khi ra khỏi dàn bay hơi tăng cao. Nhiệt độ cao này tác động vào bầu cảm nhiệt làm tăng áp suất và đẩy chốt van xuống, khiến cho độ mở của van lớn hơn và gas lạnh đi vào dàn nhiều hơn.
Nếu gas lạnh đi vào nhiều thì nhiệt độ gas sau khi ra khỏi dàn giảm làm cho bầu cảm nhiệt giảm áp suất và giảm lực tác động vào màng van. Kết quả là kim van sẽ được kéo lên, đóng lại một phần và giảm lưu lượng ga qua dàn. Van sẽ tự điều chỉnh để phun gas lạnh vào dàn bay hơi với lưu lượng phù hợp để phòng có được nhiệt độ theo yêu cầu.
Van tiết lưu cân bằng ngoài
Trong các hệ thống làm lạnh công suất lớn, gas lạnh sau khi đi qua dàn bay hơi sẽ chịu tổn thất áp suất. Sử dụng van tiết lưu cân bằng trong để điều chỉnh năng suất làm lạnh của dàn bay hơi có thể làm giảm hiệu quả hoạt động của hệ thống. Do đó, chúng ta cần sử dụng van tiết lưu cân bằng ngoài.
Để minh họa, ta có thể xem xét ví dụ sau: Với môi chất làm lạnh R22, ta sử dụng van tiết lưu cân bằng trong cho cả hai loại dàn bay hơi nhỏ và to. Giả sử rằng tổn thất áp suất sau khi qua loại nhỏ là 0. Nhiệt độ gas làm mát trong dàn bay hơi ở 5°C tương ứng với áp suất bay hơi 6,3 bar và áp suất của van tiết lưu là 0,5 bar. Từ đó, ta biết rằng áp suất phía trên màng van từ bầu cảm biến nhiệt truyền về phải ít nhất 6,8 bar để mở được van.
Áp suất này tương ứng với nhiệt độ bay hơi của môi chất sau khi ra khỏi dàn bay hơi là 10°C. Độ quá nhiệt của quá trình này là 5K, mức độ hoàn toàn chấp nhận được.
Tuy nhiên, nếu ta sử dụng cùng loại môi chất và van tiết lưu cân bằng trong cho một dàn lớn hơn, giả sử tổn thất áp suất trong dàn là 0,75 bar và áp suất đầu ra của dàn bay hơi vẫn là 6.3bar. Thì áp suất bay hơi của gas lạnh khi vào dàn sẽ là 6,3 + 0,75 = 7,05 bar và áp suất để mở van phải ít nhất 7,05+0,5 = 7,55 bar.
Với áp suất này thì nhiệt độ tương ứng từ bầu cảm biến nhiệt là 13,5°C và độ quá nhiệt tăng lên thành 13,5 – 5 = 8,5K con số cao không bình thường có thể gây ra tăng số lượng hơi quá nhiệt trong dàn bay hơi và giảm hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Ngoài ra, việc duy trì độ quá nhiệt cao có thể gây ra tăng nhiệt cuối chu kỳ ép gas cao – điều này có nguy cơ gây cháy dầu bôi trơn và giảm tuổi thọ hoạt động của máy.
Vì vậy, để khắc phục tình hình này, ta chỉ cần dẫn một đường hơi từ vị trí bầu cảm biến nhiệt trở lại phía dưới màng van. Khi đó, áp suất tác động lên màng van sẽ là áp suất đầu ra của dàn là 6,3 bar và áp suất lò xo 0,5 bar. Điều này sẽ giúp các thông số của dàn quay lại như ban đầu. Do đó, van tiết lưu cân bằng ngoài được sử dụng trong những trường hợp như vậy.
Cách điều chỉnh van tiết lưu nhiệt
Để điều chỉnh van tiết lưu nhiệt, trước hết, chúng ta cần hiểu rõ về khái niệm superheat. Như đã biết, khi gas lỏng từ bình chứa áp suất cao đi qua van tiết lưu, áp suất sẽ giảm xuống Po và bay hơi ở nhiệt độ T0. Sau khi gas lạnh nhận nhiệt từ dàn bay hơi và ra khỏi dàn, nó sẽ tăng nhiệt độ lên T1.
Do đó, sự chênh lệch về nhiệt độ giữa T1 và T0 được gọi là “độ quá nhiệt hơi hút” hoặc “superheat”. Nếu superheat càng cao thì nhiệt độ cuối của máy nén càng cao – điều này có thể gây cháy dầu bôi trơn và ảnh hưởng tới máy nén cũng như hiệu suất làm việc của dàn bay hơi.
Nhiệt độ superheat được quy định phải nằm trong khoảng từ 5 đến 7 độ Celsius. Nếu nhiệt độ superheat vượt ra khỏi phạm vi này, chúng ta cần thực hiện việc điều chỉnh van tiết lưu để hệ thống làm lạnh hoạt động với hiệu suất tối ưu. Dưới đây là hướng dẫn chi tiết về cách điều chỉnh van tiết lưu nhiệt mà bạn có thể tham khảo.
Bước 1. Đo nhiệt độ T1 tại vị trí ra của dàn bay hơi (gần phần bầu cảm nhiệt). Trong trường hợp sử dụng Dixell, đây chính là nhiệt độ được ghi nhận từ cảm biến của dàn lạnh (P2).
Bước 2. Sử dụng áp kế để đo áp suất Po gần bầu cảm nhiệt. Trong trường hợp dàn lạnh có công suất nhỏ, hoàn toàn có thể lấy Po tại vị trí đầu hút về của máy nén – tức là áp suất hút được hiển thị trên đồng hồ ở phía máy nén.
Bước 3. Xem xét bảng số liệu giữa áp suất bay hơi và nhiệt độ bay hơi của chất làm lạnh để tìm ra T0.
Bước 4. Superheat, hay còn gọi là độ quá nhiệt hơi hút, được tính = T1 – 0. Nếu superheat nhỏ hơn 5 độ C, thì mình nên kéo chặt van tiết lưu lại một chút. Nhưng nếu superheat lớn hơn 7 độ C, thì mình cần tăng thông lượng bằng cách mở rộng van tiết lưu ra.
Bước 5. Sau một tiếng, hãy nhớ kiểm tra lại hệ thống và lặp lại các bước trên nếu cần nhé!
Để xác định số vòng quay phù hợp để điều chỉnh van, ta cần xem xét loại van đang được sử dụng và mức độ điều chỉnh cho mỗi vòng. Chẳng hạn, van tiết lưu TE2 cần 4 độ C/ vòng, trong khi van TE5 hoặc TE12 chỉ cần 0,5 độ C/ vòng. Sau khi thu thập các thông số T1, P0 và T0, chúng ta có thể sử dụng ứng dụng Ref Tools để tiến hành điều chỉnh một cách chính xác.
Lưu ý khi sử dụng van tiết lưu
- Để chọn van tiết lưu phù hợp, bạn cần xem xét model của máy mình. Nếu không nhớ thông số kỹ thuật, hãy mang van cũ đến cửa hàng để tìm kiếm phụ kiện thích hợp.
- Khi không sử dụng, việc vệ sinh và bảo quản là rất quan trọng.
- Tránh để van tiết lưu tiếp xúc với nước để ngăn ngừa hiện tượng hoen gỉ.
- Để đảm bảo máy hoạt động ổn định và bảo vệ van tiết lưu cùng các thành phần khác, bạn không nên cho máy chạy liên tục trong thời gian dài.
- Dù van được sản xuất từ chất liệu cao cấp, việc kiểm tra thường xuyên là cần thiết để phát hiện sự cố và giải quyết kịp thời. Bạn cũng nên đảm bảo nguồn dầu luôn sạch sẽ, không có cặn hay bẩn.
Mình vừa chia sẻ cho bạn về van tiết lưu máy lạnh, từ cấu tạo, công dụng đến cách xử lý khi nó bị nghẹt. Nếu bạn còn thắc mắc gì khác, cứ để lại bình luận phía dưới nhé! Mình sẽ trả lời ngay khi có thể.
