Bạn đã bao giờ trải qua tình huống mà một hệ thống làm lạnh không còn có thể đạt được nhiệt độ trước đây của nó sau khi thay đổi chất làm lạnh, mặc dù máy nén vẫn như cũ?
Hoặc bạn có nhận thấy rằng hai máy nén với cùng một mã lực hoặc dịch chuyển có thể có khả năng làm mát khác nhau?
Tại sao chuyện này lại xảy ra?
Câu trả lời liên quan chặt chẽ đến công suất làm mát, tính chất chất làm lạnh và điều kiện hoạt động của máy nén.đầu tiên chúng ta cần phân biệt ba đặc điểm kỹ thuật máy nén quan trọng: mã lực, vận tải và công suất làm mát.
Ba thông số kỹ thuật này mô tả các đặc điểm khác nhau của máy nén làm lạnh.
| Parameter | Ý nghĩa |
|---|---|
| Sức mạnh ngựa (HP) | Chỉ ra công suất bình thường của động cơ nén |
| Lưu lượng (m3/h) | Khối lượng khí lạnh theo lý thuyết được di chuyển bởi máy nén mỗi giờ |
| Khả năng làm mát (kW) | Lượng nhiệt được loại bỏ bởi hệ thống làm lạnh mỗi đơn vị thời gian trong điều kiện được chỉ định |
Trong số ba thông số này,Năng lượng làm mát là chỉ số quan trọng nhất khi đánh giá liệu một máy nén có thể đáp ứng các yêu cầu làm mát của hệ thống làm lạnh hay không.
Khả năng làm mát phụ thuộc vào lượng chất làm mát lưu thông qua hệ thống và lượng nhiệt mỗi kg chất làm lạnh hấp thụ trong máy bay bốc hơi.
Điều này có nghĩa là ngay cả khi mã lực và dịch chuyển không thay đổi, công suất làm mát có thể thay đổi tùy thuộc vào chất làm mát và điều kiện hoạt động.
Một số yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến công suất làm mát của máy nén lạnh.
Nhiệt độ bay hơi
Khi nhiệt độ bay hơi giảm, áp suất hút và mật độ hơi chất làm lạnh thường giảm.Khả năng làm mát của máy nén.
Nhiệt độ ngưng tụ
Nhiệt độ ngưng tụ cao hơn làm tăng tỷ lệ áp suất nén. Điều này thường làm giảm công suất làm mát trong khi tăng công suất cần thiết cho nén.
Loại chất làm lạnh
Các chất làm lạnh khác nhau có mật độ hơi khác nhau và các tính chất nhiệt động học.cùng một máy nén có thể cung cấp công suất làm mát khác nhau khi hoạt động với các chất làm mát được phê duyệt khác nhau.
Thiết kế và hiệu quả máy nén
Thiết kế bên trong, hiệu suất thể tích, lỗ van và rò rỉ bên trong cũng ảnh hưởng đến dòng chảy khối lượng chất làm lạnh thực tế.Máy nén có giá trị dịch chuyển tương tự vẫn có thể có công suất làm mát khác nhau.
Các ví dụ sau đây minh họa cách các điều kiện hoạt động và lựa chọn chất làm lạnh ảnh hưởng đến hiệu suất máy nén.
Hãy lấyMáy nén cuộn Danfoss SZ090-4VIví dụ.
Theo dữ liệu hiệu suất được công bố của Danfoss, máy nén này cung cấp các công suất làm mát sau đây với R407C ở nhiệt độ hoạt động khác nhau.
| Nhiệt độ bay hơi | Nhiệt độ ngưng tụ | Khả năng làm mát |
|---|---|---|
| 0°C | 35°C | 19.30 kW |
| 0°C | 55°C | 15.00 kW |
| -5°C | 35°C | 15.60 kW |
Điều kiện: R407C, 50 Hz, 11,1 K quá nóng khí hút và 8,3 K làm mát lỏng.
Khi nhiệt độ ngưng tụ tăng từ 35 °C lên 55 °C, công suất làm mát giảm từ 19,30 kW xuống còn 15,00 kW, giảm khoảng 22%.
Tương tự như vậy, khi nhiệt độ bay hơi giảm từ 0 °C xuống -5 °C ở nhiệt độ ngưng tụ liên tục là 35 °C, công suất làm mát giảm xuống còn 15,60 kW.
Mô hình máy nén, động cơ và chất làm lạnh không thay đổi.
Điều này giải thích tại sao cùng một máy nén có thể hoạt động khác nhau trong các hệ thống hoạt động trong điều kiện nhiệt độ khác nhau.
Thay đổi chất làm mát cũng có thể thay đổi công suất làm mát, ngay cả khi máy nén và nhiệt độ hoạt động vẫn giữ nguyên.
Hãy lấyMáy nén cuộn Copeland ZR72KCE-TFD-522ví dụ.
Dữ liệu hiệu suất được công bố của Copeland cung cấp các công suất làm mát sau đây cho mô hình máy nén này với các chất làm mát khác nhau:
| Mô hình máy nén | Chất làm mát | Khả năng làm mát |
|---|---|---|
| ZR72KCE-TFD-522 | R22 | 17.60 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R407C | 140,75 kW |
| ZR72KCE-TFD-522 | R134a | 11.80 kW |
Điều kiện: Nhiệt độ bay hơi 5 °C, nhiệt độ ngưng tụ 50 °C, quá nóng khí hút 10 K, làm mát lỏng 0 K và 50 Hz.
Trong những điều kiện xếp hạng giống hệt nhau:
R407C cung cấp công suất làm mát ít hơn khoảng 16% so với R22.
R134a cung cấp công suất làm mát ít hơn khoảng 33% so với R22.
Sự khác biệt đến từ tính chất nhiệt động lực của chất làm lạnh, ảnh hưởng đến dòng chảy khối lượng chất làm lạnh và lượng nhiệt hấp thụ trong quá trình bay hơi.
Những so sánh này giúp giải thích lý do tại sao một hệ thống làm lạnh có thể không còn đạt được hiệu suất làm mát trước đây sau khi thay đổi chất làm lạnh.
Tuy nhiên, thay đổi chất làm lạnh cũng phải tính đến các chất làm lạnh được phê duyệt của máy nén, khả năng tương thích chất bôi trơn và cấu hình hệ thống.So sánh hiệu suất được công bố không có nghĩa là các chất làm lạnh có thể được trao đổi trực tiếp trong một hệ thống hiện có.
Cho dù thay thế máy nén hay thay đổi chất làm mát trong một hệ thống hiện có, công suất làm mát nên được đánh giá trong điều kiện hoạt động dự kiến.
Các yếu tố sau đây đặc biệt quan trọng:
Khả năng tương thích với chất làm lạnh:Xác nhận rằng máy nén và dầu bôi trơn của nó phù hợp với chất làm mát dự định.
Khả năng làm mát cần thiết:So sánh hiệu suất máy nén ở nhiệt độ bay hơi và ngưng tụ thực tế của hệ thống, thay vì chỉ dựa vào mã lực danh nghĩa.
Các thành phần hệ thống:Kiểm tra xem thiết bị mở rộng, bộ bay hơi và bộ ngưng tụ có phù hợp với chất làm lạnh và công suất cần thiết hay không.
Điều kiện hoạt động:Kiểm tra chất làm lạnh, quá nóng, làm mát thấp, tần suất hoạt động và các thông số hệ thống có liên quan khác.
Một chất làm lạnh có công suất làm mát thấp hơn trong cùng một điều kiện có thể yêu cầu thay đổi thiết kế hệ thống hoặc lựa chọn máy nén để duy trì hiệu suất ban đầu.
Nếu một hệ thống làm lạnh không thể đạt được nhiệt độ trước đó sau khi thay đổi chất làm lạnh,Bước đầu tiên là kiểm tra liệu chất làm mát mới có cung cấp đủ công suất làm mát trong điều kiện hoạt động thực tế của hệ thống không.
Nếu công suất làm mát không đủ, một máy nén có công suất định lượng phù hợp hoặc sửa đổi hệ thống thích hợp có thể là cần thiết.
Nếu công suất làm mát dự kiến là đầy đủ, kiểm tra chất làm mát, thiết bị mở rộng, bộ trao đổi nhiệt và áp suất hoạt động để xác định các vấn đề hệ thống tiềm ẩn.
Chìa khóa là phù hợp với chất làm mát, công suất làm mát máy nén và điều kiện hoạt động của hệ thống thay vì chỉ dựa vào mã lực hoặc thay thế.
