Các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng quá nhiệt ở nhiệt độ khí thải của máy nén bao gồm: nhiệt độ không khí hồi lưu cao, công suất tỏa nhiệt của động cơ lớn, tỷ số nén cao, áp suất ngưng tụ cao và lựa chọn môi chất lạnh không phù hợp.
1. Nhiệt độ không khí hồi lưu
Nhiệt độ không khí hồi lưu tỷ lệ thuận với 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 xa 20°C.
Nhiệt độ không khí hồi càng cao thì nhiệt độ hút và xả trong xi lanh càng cao. Cứ mỗi 1°C tăng nhiệt độ không khí hồi, nhiệt độ khí thải sẽ tăng lên.
2. Sưởi ấm động cơ
Đối với máy nén làm mát bằng khí hồi, 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.
Lượng nhiệt sinh ra từ động cơ bị ảnh hưởng bởi công suất và hiệu suất, trong khi mức tiêu thụ điện năng có liên quan mật thiết đến dung tích xi lanh, hiệu suất thể tích, điều kiện làm việc, lực cản ma sát, v.v.
Đối với máy nén bán kín làm mát bằng khí hồi, nhiệt độ môi chất lạnh trong khoang động cơ tăng từ 15°C đến 45°C. Trong máy nén làm mát bằng không khí (air-cooled), hệ thống làm lạnh không đi qua cuộn dây, do đó không có vấn đề động cơ bị nóng.
3. Tỷ số nén quá cao
Nhiệt độ khí thải chịu ảnh hưởng rất lớn bởi tỷ số nén. Tỷ số nén càng lớn, nhiệt độ khí thải càng cao. Giảm tỷ số nén có thể làm giảm đáng kể nhiệt độ khí thải bằng cách tăng áp suất hút và giảm áp suất xả.
Áp suất hút được xác định bởi áp suất bay hơi và điện trở đường ống hút. Tăng nhiệt độ bay hơi có thể làm tăng hiệu quả áp suất hút, nhanh chóng giảm tỷ số nén, và do đó giảm nhiệt độ khí thải.
Thực tiễn 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 thải quá cao là do áp suất ngưng tụ quá lớn. Diện tích làm mát của dàn ngưng tụ không đủ, tích tụ cặn, lượng không khí hoặc 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.
Các 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 để làm lạnh, tỷ số nén tăng lên theo cấp số nhân, nhiệt độ khí thải rất cao và quá trình làm lạnh không thể đáp ứng kịp, gây ra hiện tượng quá nhiệt. Do đó, cần tránh sử dụng máy nén vượt quá phạm vi hoạt động và vận hành máy nén ở tỷ số nén thấp hơn mức tối thiểu có thể. Trong một số hệ thống đông lạnh, quá nhiệt là nguyên nhân chính gây ra hỏng hóc máy nén.
4. Chống giãn nở và trộn khí
Sau khi bắt đầu kỳ hút, khí áp suất cao bị giữ lại trong khe hở xi lanh sẽ trải qua quá trình giãn nở ngược. Sau khi giãn nở ngược, áp suất khí trở lại áp suất hút, và năng lượng tiêu hao để nén phần khí này sẽ bị mất đi trong quá trình giãn nở ngược. Khe hở càng nhỏ, công suất tiêu hao do chống giãn nở càng nhỏ, đồng thời thể tích hút càng lớn, do đó làm tăng đáng kể 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 van, đỉnh piston và đỉnh xi lanh để hấp thụ nhiệt, do đó nhiệt độ khí sẽ không giảm xuống nhiệt độ hút ở cuối quá trình giảm giãn nở.
Sau khi quá trình chống giãn nở hoàn tất, quá trình hút khí bắt đầu. Sau khi khí đi vào bình, một mặt nó trộn lẫn với khí chống giãn nở và nhiệt độ tăng lên; mặt khác, hỗn hợp khí hấp thụ nhiệt từ bề mặt thành bình và nóng lên. Do đó, nhiệt độ khí ở đầu quá trình nén cao hơn nhiệt độ hút. Tuy nhiên, vì quá trình giãn nở và quá trình hút rất ngắn, nên mức tăng nhiệt độ thực tế rất hạn chế, thường dưới 5°C.
Hiện tượng giãn nở ngược là do khe hở xi lanh gây ra và là một nhược điểm không thể tránh khỏi của máy nén piston truyền thống. Nếu khí trong lỗ thông hơi của van không thể thoát ra ngoài, sẽ xảy ra hiện tượng giãn nở ngược.
5. Sự tăng nhiệt độ khi nén và loại chất làm lạnh
Các chất làm lạnh khác nhau có các tính chất nhiệt vật lý khác nhau, và nhiệt độ khí thải sẽ tăng lên khác nhau sau khi trải qua cùng một quá trình nén. Do đó, cần lựa chọn các chất làm lạnh khác nhau cho các nhiệt độ làm lạnh khác nhau.
6. Kết luận và đề xuất
Khi máy nén hoạt động bình thường trong phạm vi sử dụng, không nên xảy ra hiện tượng quá nhiệt như nhiệt độ động cơ cao và nhiệt độ hơi thải cao. Hiện tượng máy nén quá nhiệt là một tín hiệu lỗi quan trọng, cho thấy có vấn đề nghiêm trọng trong hệ thống làm lạnh, hoặc máy nén được sử dụng và bảo dưỡng không đúng cách.
Nếu nguyên nhân gốc rễ của hiện tượng máy nén quá nóng nằm ở hệ thống làm lạnh, thì 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 tận gốc vấn đề quá nóng.
Công ty TNHH Thiết bị Làm lạnh Quảng Tây
Điện thoại/WhatsApp: +8613367611012
Email:karen02@gxcooler.com
Thời gian đăng bài: 13/03/2024