Kết luận cốt lõi: Mối quan hệ liên động giữa áp suất xả và áp suất cấp dịch
Trong quá trình vận hành thực tế của máy lạnh sử dụng trục vít,Áp suất xả càng cao, áp suất cấp dịch thường cũng sẽ tăng theo.Điều này là do áp suất xả (áp suất ngưng tụ) và áp suất cấp dịch (áp suất trước van tiết lưu) đều thuộc phía áp suất cao của hệ thống lạnh, chúng được liên kết chặt chẽ về mặt cấu trúc vật lý thông qua bình ngưng, bình chứa và đường ống dẫn môi chất lỏng. Khi áp suất tổng thể của phía áp suất cao tăng lên, áp suất cấp dịch tất yếu cũng sẽ tăng theo.
Khái niệm cơ bản về áp suất xả và áp suất cấp dịch
Để hiểu rõ mối quan hệ giữa hai yếu tố này, trước hết cần xác định rõ vị trí và vai trò của chúng trong chu trình làm lạnh:
- Áp suất xả: Chỉ áp suất của khí môi chất lạnh áp suất cao khi rời khỏi máy nén lạnh và đi vào bình ngưng. Áp suất này chủ yếu bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ ngưng tụ, nhiệt độ và lưu lượng của môi chất làm mát (nước hoặc không khí).
- Áp suất cấp dịch: Chỉ áp suất của môi chất lạnh ở trạng thái lỏng có áp suất cao, sau khi đi qua bình ngưng và bình chứa, trước khi đến các cơ cấu tiết lưu như van giãn nở nhiệt hoặc van giãn nở điện tử.
Trong điều kiện lý tưởng, nếu không xét đến tổn thất áp suất dọc theo đường ống dẫn chất lỏng thì áp suất cấp dịch về cơ bản bằng với áp suất ngưng tụ, tức là ở cùng mức với áp suất xả.
Tại sao áp suất xả tăng lại khiến áp suất cấp dịch tăng?
Hệ thống lạnh là một vòng tuần hoàn kín, trong đó sự truyền áp suất ở phía cao áp có tính liên tục. Khi áp suất xả tăng, thông thường áp suất ngưng tụ trong bình ngưng cũng tăng theo. Khí áp cao sau khi ngưng tụ thành lỏng trong bình ngưng sẽ đi vào bình chứa hoặc được dẫn trực tiếp qua ống lỏng. Do không gian hai pha khí–lỏng hoặc chỉ có pha lỏng trong bình chứa và ống lỏng thông với bình ngưng, nên sự tăng của áp suất ngưng tụ sẽ trực tiếp làm tăng áp suất tĩnh trên toàn bộ phía cao áp. Vì vậy, tại điểm cấp dịch – vốn là đầu cuối của phía cao áp – áp suất nhất định sẽ tăng cùng với sự tăng của áp suất xả.
Những rủi ro và tác động tiềm ẩn của áp lực quá cao
Mặc dù áp suất xả tăng sẽ kéo theo sự gia tăng của áp suất cấp dịch, nhưng điều đó không có nghĩa là “càng cao càng tốt”. Tình trạng áp suất cao vượt quá phạm vi thiết kế sẽ gây ra hàng loạt tác động tiêu cực:
- Điện năng tiêu thụ của máy nén tăng lênÁp suất xả quá cao sẽ làm tăng tỷ số nén của máy nén, công suất trục tăng đáng kể, hiệu suất năng lượng của hệ thống giảm, từ đó làm gia tăng chi phí vận hành.
- Việc điều chỉnh các phần tử tiết lưu gặp nhiều khó khănÁp suất cấp dịch quá cao sẽ làm thay đổi chênh lệch áp suất trước và sau van tiết lưu. Nếu chênh lệch áp suất quá lớn, có thể khiến đặc tính lưu lượng của van tiết lưu bị lệch so với đường cong thiết kế, dẫn đến biến động lưu lượng cấp dịch, hiện tượng bám tuyết không đều trên dàn bay hơi hoặc nhiệt độ siêu nhiệt khí hồi bị mất kiểm soát.
- Rủi ro an ninh của hệ thốngViệc vận hành ở áp suất siêu cao trong thời gian dài sẽ làm tăng tốc độ lão hóa của các chi tiết làm kín, gia tăng nguy cơ rò rỉ tại các mối nối đường ống; nghiêm trọng hơn, có thể kích hoạt chế độ bảo vệ quá áp và dẫn đến dừng máy.
Đề xuất vận hành nhằm duy trì sự ổn định của áp suất hệ thống
Để đảm bảo máy nén lạnh trục vít vận hành hiệu quả và an toàn, cần kiểm soát áp suất xả và áp suất cấp dịch nằm trong phạm vi cho phép theo các thông số kỹ thuật của thiết bị. Trong công tác bảo dưỡng hàng ngày, có thể áp dụng các biện pháp sau:
- Tối ưu hóa hiệu quả ngưng tụThường xuyên vệ sinh ống trao đổi nhiệt của bình ngưng, loại bỏ cáu cặn hoặc bụi bẩn; đảm bảo quạt của tháp giải nhiệt hoặc dàn ngưng giải nhiệt bằng gió hoạt động ổn định, duy trì lưu lượng và nhiệt độ của môi chất làm mát ở mức phù hợp.
- Rà soát tạp chất trong hệ thống: Kiểm tra xem trong hệ thống có bị lẫn các khí không ngưng (như không khí) hay không; nếu cần, kịp thời tiến hành hút chân không và xả khí.
- Đo lường trở lực của đường ống dẫn: Định kỳ kiểm tra xem các bộ lọc trên đường ống cấp dịch có bị tắc hay không, đồng thời đảm bảo các van đã được mở hoàn toàn, nhằm giảm thiểu tổn thất áp suất dọc đường không cần thiết và duy trì áp lực cấp dịch ổn định.