Tài liệu điều khiển lưu lượng tác nhân lạnh doc

ẹIEU KHIEN LệU LệễẽNG TAC
NHAN LAẽNH
Có 6 loại van cơ bản dùng để điều khiển lưu lượng tác
nhân lạnh trong hệ thống lạnh:
 Van tiết lưu tay
 Van tiết lưu tự động
 Van tiết lưu nhiệt
 Ống mao dẫn
 Van phao áp suất thấp
 Van phao áp suất cao
17.1 CÁC LOẠI VAN VÀ CHỨC NĂNG
Với bất kỳ loại nào thì chức năng của mỗi van điều
khiển lưu lượng tác nhân lạnh gồm 2 phần:
 Điều khiển lượng tác nhân lạnh lỏng đi vào thiết bò
bay hơi với một tỷ lệ tương ứng với lượng tác nhân lạnh
hoá hơi ở đầu ra của thiết bò bay hơi
 Duy trì sự chênh lệch áp suất giữa phía áp suất cao và
áp suất thấp của hệ thống theo một tỉ lệ nhất đònh để
tác nhân lạnh có thể bay hơi dưới áp suất yêu cầu trong
thiết bò bay hơi.
CÁC LOẠI VAN VÀ CHỨC NĂNG
Van tiết lưu tay là van được
điều khiển bằng tay khi vận hành.
Lượng tác nhân lạnh lỏng đi qua van
phụ thuộc vào độ chênh lệch áp suất ở
đầu vào và ra của van tiết lưu và độ
mở của van.
p suất sau khi qua van tiết lưu sẽ
không đổi (đẳng áp) trong suốt quá
trình bay hơi.
Van tiết lưu tay

• Nhược điểm chính của van tiết lưu tay là việc điều
chỉnh tải không thuận tiện do mỗi lần tải thay đổi
thì van phải được điều chỉnh lại bằng tay cho phù
hợp. Ngoài ra để bảo vệ máy nén van phải được
đóng mở bằng tay khi máy nén bắt đầu hoạt động
hay ngưng hoạt động.
• Van tiết lưu tay chỉ thích hợp cho những hệ thống
lớn có người vận hành và tải thường không thay
đổi nhiều.
• Hiện nay, việc sử dụng van tiết lưu tay chỉ để điều
khiển phụ như lắp đặt ở đường bypass. Nó cũng
thường xuyên được sử dụng để điều khiển lưu
lượng dầu hồi về máy nén.
Van tiết lưu tay
Sơ đồ nguyên lý của van tiết lưu tự động được trình bày trong
hình 17-2. Van bao gồm 4 bộ phận chính đó là kim van, đế van,
màng giản nở và lò xo có thể điều chỉnh được lực căng. Tại ngỏ
vào của van có một màng lọc để lọc các chất dơ từ hệ thống
đường ống để tránh cho van không bò nghẹt. Cấu tạo của 1 van
tiết lưu tự động điển hình được trình bày trong hình 17.3.
Van tiết lưu tự động
Hình 17-2. Sơ đồ nguyên lý
của van tiết lưu tự động
Hình 17-3. Van tiết lưu tự
động điển hình
• Chức năng của van tiết lưu tự
động là duy trì áp suất không
đổi trong thiết bò bay hơi bằng
cách tăng hoặc giảm lượng tác
nhân lạnh đi vào thiết bò bay

hơi ứng với sự thay đổi của tải.
• Việc duy trì áp suất không đổi
trong thiết bò bay hơi là kết quả
của 2 lực tác dụng ngược chiều
nhau trong van là áp suất trong
thiết bò bay hơi và áp lực của lò
xo. Áp suất bay hơi tác động
lên màn giản nở theo chiều
đóng van, ngược lại lực lò xo
tác động lên màng giản nở theo
chiều mở van. Khi máy nén
hoạt động, van sẽ duy trì áp
suất trong thiết bò bay hơi cân
bằng với lực tác dụng của lò
xo.
Hình 17-2. Sơ đồ nguyên
lý của van tiết lưu tự
động
Giá trò áp suất bay hơi được điều
chỉnh bằng cách thay đổi lực tác
dụng của lò xo thông qua vis
điều chỉnh
Khi hệ thống vận hành thì van sẽ
hoạt động tự động để điều chỉnh
lưu lượng tác nhân lạnh vào
thiết bò bay hơi ở áp suất bay hơi
không đổi bất chấp sự thay đổi
của tải trong thiết bò bay hơi.
Ví dụ, giả thiết rằng độ căng của lò
xo được điều chỉnh để duy trì áp

suất không đổi trong bình bay
hơi là 10 psi. Sau thời gian hoạt
động, nếu áp suất bay hơi thấp
hơn 10 psi, lực lò xo sẽ lớn hơn
áp suất bay hơi và van sẽ di
chuyển theo hướng mở ra, vì vậy
sẽ tăng lưu lượng tác nhân lạnh
vào bình bay hơi và lượng tác
nhân lạnh trong bình bay hơi sẽ
nhiều hơn.
Hình 17-2. Sơ đồ
nguyên lý của van tiết
lưu tự động
• Khi lượng tác nhân lạnh nhiều hơn thì sự bay hơi sẽ gia tăng và áp
suất bay hơi sẽ tăng đến khi cân bằng với áp lực tác dụng bởi lò xo.
Khi áp suất trong bình bay hơi vượt quá giá trò 10 psi thì van sẽ di
chuyển theo chiều hướng đóng lại, vì vậy lưu lượng tác nhân lạnh
vào bình bay hơi sẽ giảm xuống
• Đặc điểm quan trong cần lưu ý đối với van tiết lưu tự động là van
sẽ đóng kín khi máy nén ngừng hoạt động và nó vẫn đóng cho đến
khi máy nén hoạt động trở lại. Khi đó sự bay hơi vẫn diễn ra trong
bình bay hơi một thời gian nữa khi máy nén đã ngưng hoạt động.
Kết quả là hơi sau khi bay hơi không được hút về máy nén do đó
áp suất trong bình bay hơi sẽ tăng lên. Do đó, trong suốt quá trình
máy nén ngưng hoạt động áp suất trong bình bay hơi luôn vượt quá
áp suất lò xo cho nên nó đẩy màn ngăn lên làm cho van đóng kín
lại. Khi máy nén hoạt động trở lại thì hơi trong bình bay hơi sẽ
được hút về máy nén làm cho áp suất trong bình bay hơi thấp hơn
áp lực lò xo và van sẽ mở ra và tác nhân lạnh sẽ đi vào bình bay
hơi và sự cân bằng áp suất sẽ được tái lập lại.

• Nhược điểm của van tiết lưu tự động là hiệu quả làm việc của nó
kém hơn các loại van tiết lưu khác
• Trong khi van tiết lưu tự động làm nhiệm vụ là duy trì áp suất
không đổi trong bình bay hơi thì chức năng của van tiết lưu nhiệt
là duy trì độ quá nhiệt không đổi tại ngỏ ra của bình bay hơi.
• Hiệu suất cao
• Thích ứng với nhiều loại tác nhân lạnh
• Hiện nay được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống lạnh. Van
tiết lưu nhiệt thích hợp để điều khiển cho những hệ thống lạnh
với bất kỳ chế độ tải nào và mức độ thay đổi tải thường xuyên
Van tiết lưu nhiệt
• Sự hoạt động tự động của van tiết lưu nhiệt là kết quả của 3 lực tác
dụng qua lại lẫn nhau: áp suất bay hơi, áp lực lò xo và áp lực gây
ra của hơi bão hòa ẩm trong bầu cảm biến
• Khi tác nhân lạnh đi trong bình bay hơi thì sẽ có sự giảm áp suất
do ma sát, do đó nhiệt độ bão hòa ở ngỏ ra của bình bay hơi sẽ
thấp hơn nhiêt độ ở ngỏ vào. Trường hợp này sẽ gây ảnh hưởng
không tốt đến sự hoạt động của van do đó cần thiết phải có độ
quá nhiệt cao ở đường hút để cho van đạt đến trạng thái cân
bằng.
Van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài
Van giới hạn áp suất
• Chức năng của van tiết lưu nhiệt là giữ cho thiết bò bay hơi lúc
nào cũng ngập lỏng ở bất kỳ điều kiện nhiệt độ và áp suất bay
hơi nào. Tuy nhiên bên cạnh những ưu điểm của nó thì vẫn có
một số nhược điểm cần phải khắc phục. Mặc dù ưu điểm của nó
là đảm bảo cho thiết bò bay hơi làm việc hiệu quả ở bất kỳ điều
kiện tải nào nhưng bất lợi của nó là kéo theo máy nén làm việc
quá tải.
Van giới hạn áp suất

• Nhược điểm khác của van tiết lưu nhiệt là độ mở của van lớn làm
cho bình bay hơi ngập lỏng quá mức khi máy nén bắt đầu khởi
động. Do đó tác nhân lạnh lỏng sẽ tràn vào đường hút của máy
nén làm hư máy nén. Ngập lỏng quá mức khi khởi động là do khi
máy nén khởi động, áp suất bay hơi giảm nhanh chóng trong khi
nhiệt độ của bầu cảm biến vẫn còn cao nên van sẽ không được
cân bằng trong suốt khoảng thời gian này
Van giới hạn áp suất
Những nhược điểm của van tiết lưu nhiệt có thể được khắc phục bởi
van giới hạn áp suất. Thiết bò giới hạn áp suất của van kích hoạt khi
áp suất trong thiết bò bay hơi tăng cao hơn giá trò hoạt động cho phép
của van để máy nén không bò quá tải cũng như ngập lỏng khi khởi
động
• Cấu tạo của van giới hạn áp suất
thì cũng tương tự như van tiết lưu
nhiệt. Van được lắp thêm một
màn ngăn, ở giữa 2 màn ngăn
người ta đặt vào một cartridge
bên trong chứa đầy khí không
ngưng. Van sẽ hoạt động như van
tiết lưu nhiệt bình thường khi áp
suất bay hơi nhỏ hơn áp suất của
khí trong cartridge. Tuy nhiên khi
áp suất bay hơi lớn hơn áp suất
trong cartridge thì cartridge xẹp
xuống để giới hạn dòng tác nhân
lạnh. Khi áp suất trong bình bay
hơi giảm xuống dưới áp suất của
cartridge, cartridge giản nở lại
trạng thái bình thường có tác

dụng như 1 thanh liên kết và van
hoạt động như van tiết lưu nhiệt.
• p suất bay hơi lớn nhất gọi là
áp suất hoạt động của van. Nó
phụ thuộc vào áp suất của khí
trong cartridge.
• Hoạt động của van giới hạn áp suất (hình 17.11) loại lò xo thì cũng
tương tự như loại cartridge, lò xo được đặt giữa 2 màn ngăn. Khi áp
suất của bình bay hơi thấp thì lò xo giản ra. Khi áp suất bình bay
hơi vượt quá giá trò mà đã được cài đặt trước của lò xo thì lò xo sẽ
bò nén lại và tác nhân lạnh sẽ được tiết lưu vào bình bay hơi cho
đến khi áp suất trong bình bay hơi giảm xuống dưới áp lực của lò
xo. p suất hoạt động lớn nhất của van phụ thuộc vào độ cứng của
lò xo.
• Chức năng còn lại của van giới hạn áp suất là ngăn ngừa khả năng
tác nhân lạnh lỏng bò hút vào máy nén khi máy nén khởi động.
Thực sự thì áp suất trong bình bay hơi phải nhỏ hơn áp suất hoạt
động lớn nhất của van trước khi van có thể mở ra ngăn cản van mở
ra hoàn toàn để cho phép hơi hút làm lạnh bầu điều khiển hạ áp
suất của bầu trước khi van mở ra.