Van Điều Áp Chỉnh Áp Suất Ngưng Tụ

Thiết bị điều chỉnh áp suất ngưng tụ

1. Thiết bị điều chỉnh áp suất ngưng tụ dàn ngưng giải nhiệt gió

Hình 1. Van điều chỉnh áp suất ngưng tụ kiểu KVR

Áp suất ngưng tụ và áp suất bình chứa là đại lượng quan trọng để xác định năng suất lạnh của van tiết lưu và đảm bảo lưu lượng môi chất lạnh cần thiết cấp cho dàn bay hơi.

Để đảm bảo áp suất ngưng tụ và áp suất bình chứa không tụt xuống dưới mức cho phép trong điều kiện thời tiết mùa đông, người ta sử dụng van điều chỉnh áp suất ngưng tụ.

Xem hình 1 và 2 giới thiệu van điều chỉnh áp suất ngưng tụ KVR sử dụng cho dàn ngưng giải nhiệt gió.

Cấu tạo thiệu van điều chỉnh áp suất ngưng tụ KVR và điều chỉnh áp suất bình chứa NRD sử dụng cho các dàn ngưng giải nhiệt gió.

Hình 2. Van điều chỉnh áp suất ngưng tụ KVR và áp suất bình chứa NRD

a.  Van KVR; 1. Nắp bịt; 2. Đệm kín; 3. Vít cài đặt áp suất; 4 - Lò xo chính; 5. Thân van; 6. - Hộp xếp cân bằng; 7. Tấm van; 8. Đế van; 9. Cơ cấu đệm; 10 - Đầu nối áp kế; 11. Mũ; 12. Đệm kín; 13. Kim lót.

b. Van NRD: 14. Piston; 15. Tấm van; 16. Dẫm hướng piston; 17. Thân van; 18. Lò xo 

Nguyên lý làm việc: van điều áp KVR mở khi áp suất đầu vào tăng, nghía là khi áp suất dàn ngưng tụ đạt đến giá trị định trước. Van KPR hoạt động phụ thuộc vào áp suất đi vào van. Sự thay đổi áp suất đầu ra của van không phụ thuộc vào sự làm việc của van bởi vì van KVR có một hộp xếp cân bằng số (6). Diện tích hiệu dụng của hộp xếp tương ứng với diện tích hiệu dụng của tấm van. Ngoài ra vẫn còn trang bị một cơ cấu đệm hiệu quả (9) chống lại các xung đột thường xảy ra trong hệ thống lạnh. Cơ cấu đệm đảm bảo tuổi thọ lâu bền cho van mà không làm giảm độ chính xác khi điều chỉnh.

Van điều chỉnh áp suất bình chứa sẽ mở khi hiệu áp trong van đạt 1.4 bar và van mở hoàn toàn khi hiệu áp đạt 3 bar.

Xem hình 3 giới thiệu vị trí lắp đạt của KVR và NRD vào hệ thống lạnh dàn ngưng giải nhiệt bằng không khí (gió).

Hình 3. Vị trí lắp đặt của KVR và NRD trong hệ thống lạnh, điều chỉnh áp suất ngưng tụ bằng ứ lỏng, vô hiệu hóa một phần dàn ngưng  

Hình 3. Vị trí lắp đặt của KVR và NRD trong hệ thống lạnh trên đường hơi  

Ở điều kiện vận hành mùa đông, nhu cầu lạnh giảm hay năng suất lạnh yêu cầu giảm đi, hiệu nhiệt độ tăng Δt_k = t_k - t_kk do đó diện tích trao đổi nhiệt của dàn ngưng yêu cầu giảm đi đáng kể. Van KVR có nhiệm vụ làm ứ lỏng trong dàn ngưng, vô hiệu hóa một phần của dàn, làm cho áp suất ngưng tụ tăng lên.

Giả sử hệ số truyền nhiệt là giống nhau, áp suất và nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu là như nhau thì diện tích trao đổi nhiệt dàn ngưng màu đôgn chỉ bằng khoảng 17% so với mùa hè. Vì vậy, muốn đạt được áp suất như vậy, van KVR phải cho ngập lỏng khoảng 83% diện tích dàn. Khi áp suất bình chứa tụt xuống dưới mức cho phép, van KVR mở để cho hơi nóng từ máy nén trực tiếp đi vào bình chứa để tăng đáp ứng yêu cầu.

* Các thông số kỹ thuật

Môi chất sử dụng là HFC, CFC, HCFC.

Dải điều chỉnh là 5 ÷17.5 bar.

Áp suất làm việc lớn nhất là 28 bar (cho cả 2 loại KVR và NRD).

Áp suất kiểm tra lớn nhất:

        KVR là 31 bar

        NRD là 36 bar

Nhiệt độ của môi chất lớn nhất là 130˚C

Nhiệt độ môi chất thấp nhất là -40˚C .

Dải P-band:  KVR 18 --> 22: 6.2 bar

                   KVR 28 --> 35: 5 bar

Hệ số chênh lệch áp suất để mở van NRD:

                Áp suất bắt đầu mở là 1.4 bar

Áp suất mở hoàn toàn là 3 bar

Năng suất lạnh tính theo nhiệt độ quá lạnh 0˚C và nhiệt độ bay hơi -10˚C, nhiệt độ quá nhiệt hơi hút 0˚C. 

Khi ta lựa chọn một van KVR thích hợp, để đạt được giá trị năng suất lạnh yêu cầu thực tế, ta dùng số hiệu chỉnh, đay là điều kiện bắt buộc khi những điều kiện trên hệ thống khác với những điều kiện cho trên bảng. Việc lựa chọn phụ thuộc vào tổn thất áp suất cho phép đi qua van.

2. Van điều chỉnh nước giải nhiệt cho bình ngưng

Van điều chỉnh nước giải nhiệt cho bình ngưng loại WVFM, WVFS, WVS nhằm duy trì áp suất ngưng tụ không đổi trong thiết bị ngưng tụ trong suốt quá trình hoạt động, điều chỉnh lưu lượng nước giải nhiệt rong hệ thống bình ngưng giải nhiệt nước. Khi hệ thống ngưng hoạt động, lưu lượng nước làm mát sẽ bị chặn đứng lại một cách tự động.

Hình 4. Van điều chỉnh nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ

Hình 4 giới thiệu hình dáng bên ngoài của van điều chỉnh nước.

Giá trị K, là lưu lượng nước tính trên đơn vị m³/h tại tổn thất áp suất đi qua van là 1 bar. Van WVFM10 à16 và WVFX10 à40 là van tác động trực tiếp, WVS32 à100 là van tác động gián tiếp.

Dải nhiệt độ làm việc của môi chất:

WVFM: -25 --> 90˚C

WVFX10 --> 25: -25 --> 130˚C

WVFX32 --> 40: -25 --> 90˚C

WVS: -25 --> 90˚C

Độ chênh lệch áp suất mở:

WVFM10 --> 16, WVFX10 --> 25: lớn nhất là 10 bar.

WVFX32 --> 40: lớn nhất là 10 bar.

WVS32 -->40: nhỏ nhất là 0.5 bar, lớn nhất là 4 bar.

WVS50 --> 100: nhỏ nhất là 0.3 bar, lớn nhất là 4 bar.

Hình 5 sau đây giới thiệu van điều chỉnh nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ kiểu WVFX10÷25 của Danfoss.

Hình 5. Van điều chỉnh nước giải nhiệt thiết bị ngưng tụ kiểu WVFX 10 - 25 của Danfoss

1. Tay vặn; 2 - Lò xo; 3. Dẫn hướng ty van; 4. Vòng đỡ lò xo; 5. Vòng chữ O; 6. Ống lót dẫn hướng; 7. Màng đàn hồi;   

8. Tấm van; 9. Đệm chống rung; 10. Hộp xếp đáy.

Tấm van (8) được làm bằng đồng và được dán đè lên một lớp cao su đặc biệt thành một tấm đệm kín ép lên đế van. Van được làm kín với bên ngoài bằng màng (7). Phía trên và phía dưới của thân van được lắp các ống dẫn hướng làm kín bằng các vòng đệm hình chữ O để đảm bảo các chi tiết ở bên trong di chuyển một cách hoang hảo. Các bằng các vòng đệm hình chữ O  được lắp với màng để đảm bảo độ kín cao ở bên ngoài, tránh sự rò rỉ.

Đế van được làm bằng thép không rỉ và được dập khuôn cùng với thân van. Vỏ lò xo (2) được làm bằng nhôm và có rãnh dẫn đường cho vòng đỡ lò xo và nhô ra thành dạng kim chỉ cho việc điều chỉnh áp suất ngưng tụ. Một thang đo chia vạch từ 1÷15 được đóng rive lên thân vỏ lò xo chỉ thị độ chỉnh van.

Áp suất ngưng tụ được dẫn vào hộp xếp 10 nhờ đầu nối mũ loe. Mỗi sự thay đổi nhỏ của áp suất cũng tác động đến hộp xếp và qua đó lưu lượng nước làm mát phù hợp được điều chỉnh. Các van có đường kính đến 40mm được chế tạo theo kiểu tác động trực tiếp.

3.  Lắp đặt và điều chỉnh van KVR

a. Lắp đặt van:

Do các kết cấu của van được làm bằng đồng và điểm kết nối van và ống đồng rất gần nên trong quá trình thao tác hàn cần phải làm mát van tránh van bị hỏng trong quá trình kết nối lắp đặt sản phẩm.

b. Điều chỉnh van:

4. Chủng loại van KVR

5. Hướng dẫn tính toán và lựa chọn van Danfoss KVR

a. Để lựa chọn van Danfoss KVR cần một số thông tin sau:

+ Môi chất hệ thống: đối với chủng loại van Danfoss KVR có các lựa chọn gas lạnh sau:   

. HCFC, HFC and HC: KVR 12-22,

. HCFC and non-flammable HFC: KVR 28-35

+ Công suất bay hơi của dàn lạnh: Q_e  in [kW]

+ Nhiệt độ bay hơi:  t_e  in [°C]

+ Nhiệt độ ngưng tụ: t_c  in [°C]

+ Kiểu kết nối van: hàn hay kết nối ren

+ Kích thước ống: 

b. Ví dụ:

+ Hệ thống sử dụng gas lạnh: R22

+ Công suất bay hơi: 10,0 kW

+ Nhiệt độ bay hơi:  t_e  in [°C] = -40 ⁰C

+ Nhiệt độ ngưng tụ: t_c  in [°C] = 30 ⁰C

+ Kiểu kết nối:  hàn

+ Kích thước kết nối: 16 mm.

Lựa chọn van Danfoss KVR:

Bước 1:

Xác định hệ số chuyển đổi gas lạnh:

Dựa vào bảng trên ta xác định được ứng với môi chất R22 có hệ số tỉ lệ là: 1,09

Bước 2:

Tính lại công suất bay hơi dựa trên hệ số tỉ lê của môi chất R22: Q₀ = 10,0 * 1,09 = 10,9 kW

Bước 3:

Ở bước này ta dựa vào áp suất bay hơi của môi chất R22 ta lựa chọn kiểu van KVR phù hợp:

Với công suất bay hơi là 10,9 kW dựa vào bảng trên ta chọn được kiểu van có công suất là 14,4 kW và áp suất thổn thất là 1,6 bar. Cùng với kích thước kết nối là 16mm ta lựa chọn được van Danfoss KVR là KVR15.