Những nguyên nhân chính gây ra hiện tượng quá nhiệt ở nhiệt độ khí thải của máy nén như sau: nhiệt độ không khí hồi về cao, công suất gia nhiệt lớn của động cơ, tỷ số nén cao, áp suất ngưng tụ cao và lựa chọn chất làm lạnh không phù hợp.
1. Nhiệt độ không khí trở lại
Nhiệt độ không khí hồi lưu phụ thuộc vào nhiệt độ bay hơi. Để ngăn chất lỏng chảy ngược, đường ống dẫn khí hồi lưu thường yêu cầu nhiệt độ quá nhiệt của không khí hồi lưu là 20°C. Nếu đường ống dẫn khí hồi lưu không được cách nhiệt tốt, nhiệt độ quá nhiệt sẽ vượt quá 20°C.
Nhiệt độ khí hồi càng cao, nhiệt độ hút và xả của xi lanh càng cao. Cứ mỗi 1°C nhiệt độ khí hồi tăng, nhiệt độ khí xả sẽ tăng.
2. Sưởi ấm động cơ
Đối với máy nén làm mát không khí hồi lưu, hơi môi chất lạnh được động cơ làm nóng khi chảy qua khoang động cơ và nhiệt độ hút của xi lanh lại tăng lên.
Nhiệt lượng do động cơ sinh ra bị ảnh hưởng bởi công suất và hiệu suất, trong khi mức tiêu thụ điện năng có liên quan chặt chẽ đến độ dịch chuyển, hiệu suất thể tích, điều kiện làm việc, lực cản ma sát, v.v.
Đối với máy nén bán kín làm mát bằng không khí hồi lưu, nhiệt độ tăng của môi chất lạnh trong khoang động cơ dao động từ 15°C đến 45°C. Ở máy nén làm mát bằng không khí (air-cooled), hệ thống làm lạnh không đi qua các cuộn dây, do đó không có vấn đề gì về nhiệt động cơ.
3. Tỷ số nén quá cao
Nhiệt độ khí thải bị ảnh hưởng rất lớn bởi tỷ số nén. Tỷ số nén càng lớn, nhiệt độ khí thải càng cao. Việc giảm tỷ số nén có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ khí thải bằng cách tăng áp suất hút và giảm áp suất khí thải.
Áp suất hút được xác định bởi áp suất bay hơi và điện trở đường hút. Việc tăng nhiệt độ bay hơi có thể làm tăng hiệu quả áp suất hút, giảm nhanh tỷ số nén, từ đó làm giảm nhiệt độ khí thải.
Thực tế cho thấy việc giảm nhiệt độ khí thải bằng cách tăng áp suất hút đơn giản và hiệu quả hơn các phương pháp khác.
Nguyên nhân chính gây ra áp suất khí xả quá cao là do áp suất ngưng tụ quá cao. Diện tích làm mát của dàn ngưng tụ không đủ, cặn bám, thể tích không khí hoặc thể tích nước làm mát không đủ, nhiệt độ nước hoặc không khí làm mát quá cao, v.v. đều có thể dẫn đến áp suất ngưng tụ quá cao. Việc lựa chọn diện tích ngưng tụ phù hợp và duy trì lưu lượng môi chất làm mát đầy đủ là rất quan trọng.
Máy nén nhiệt độ cao và máy nén điều hòa không khí được thiết kế để hoạt động với tỷ số nén thấp. Sau khi được sử dụng cho mục đích làm lạnh, tỷ số nén tăng theo cấp số nhân, nhiệt độ khí thải rất cao và khả năng làm mát không theo kịp, gây ra hiện tượng quá nhiệt. Do đó, tránh sử dụng máy nén vượt quá phạm vi hoạt động của nó và vận hành máy nén dưới tỷ số nén tối thiểu có thể. Trong một số hệ thống đông lạnh, quá nhiệt là nguyên nhân chính gây hỏng máy nén.
4. Chống giãn nở và trộn khí
Sau khi hành trình hút bắt đầu, khí áp suất cao bị giữ lại trong khe hở xi lanh sẽ trải qua quá trình xả khí. Sau khi xả khí, áp suất khí trở về áp suất hút, và năng lượng tiêu thụ để nén phần khí này sẽ bị mất trong quá trình xả khí. Khe hở càng nhỏ, một mặt, công suất tiêu thụ do chống giãn nở càng nhỏ, mặt khác, thể tích hút càng lớn, do đó làm tăng đáng kể tỷ lệ hiệu suất năng lượng của máy nén.
Trong quá trình giảm giãn nở, khí tiếp xúc với các bề mặt có nhiệt độ cao của tấm van, đỉnh piston và đỉnh xi lanh để hấp thụ nhiệt, do đó nhiệt độ khí sẽ không giảm xuống nhiệt độ hút khi kết thúc quá trình giảm giãn nở.
Sau khi quá trình chống giãn nở hoàn tất, quá trình hít vào bắt đầu. Sau khi khí vào xi lanh, một mặt nó hòa trộn với khí chống giãn nở và nhiệt độ tăng lên; mặt khác, hỗn hợp khí hấp thụ nhiệt từ bề mặt thành xi lanh và nóng lên. Do đó, nhiệt độ khí khi bắt đầu quá trình nén cao hơn nhiệt độ hút. Tuy nhiên, vì quá trình giãn nở và quá trình hút rất ngắn, nên nhiệt độ thực tế tăng rất hạn chế, thường dưới 5°C.
Hiện tượng chống giãn nở là do khe hở xy lanh và là một nhược điểm không thể tránh khỏi của máy nén piston truyền thống. Nếu khí trong lỗ thông hơi của tấm van không được xả ra ngoài, hiện tượng giãn nở ngược sẽ xảy ra.
5. Nhiệt độ nén tăng và loại chất làm lạnh
Các loại môi chất lạnh khác nhau có tính chất nhiệt vật lý khác nhau, và nhiệt độ khí thải sẽ tăng khác nhau sau khi trải qua cùng một quá trình nén. Do đó, đối với các nhiệt độ làm lạnh khác nhau, cần lựa chọn các loại môi chất lạnh khác nhau.
6. Kết luận và đề xuất
Khi máy nén hoạt động bình thường trong phạm vi sử dụng, không được có hiện tượng quá nhiệt như nhiệt độ động cơ cao và nhiệt độ hơi nước thải cao. Máy nén quá nhiệt là một tín hiệu lỗi quan trọng, cho thấy hệ thống làm lạnh đang gặp sự cố nghiêm trọng hoặc máy nén đang được sử dụng và bảo trì không đúng cách.
Nếu nguyên nhân gốc rễ của hiện tượng quá nhiệt máy nén nằm ở hệ thống làm lạnh, vấn đề chỉ có thể được giải quyết bằng cách cải thiện thiết kế và bảo trì hệ thống làm lạnh. Việc thay thế máy nén mới không thể loại bỏ hoàn toàn vấn đề quá nhiệt.
Công ty TNHH Thiết bị làm lạnh Guangxi Cooler
Điện thoại/Whatsapp: +8613367611012
Email:karen02@gxcooler.com
Thời gian đăng: 13-03-2024