Ưu điểm của van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài so với van tiết lưu nhiệt cân bằng trong


Như các bạn đã biết sự vận hành của van tiết lưu nhiệt phụ thuộc vào 3 áp suất cơ bản là áp suất bầu cảm biến nhiệt để mở van và tổng áp suất bay hơi và áp suất lò xo để đóng van. Áp suất bầu cảm trên màng dãn nở luôn cân bằng với suất bay hơi và áp suất lò xo tác dụng phía dưới van.

Đối với các dàn bay hơi có tổn thất áp suất nhỏ, người ta sử dụng van tiết lưu nhiệt cân bằng trong. Tuy nhiên đối với các dàn bay hơi có tổn thất áp suất lớn, sử dụng van cân bằng trong ít hiệu quả người ta phải sử dụng van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài.

Đối với van cân bằng ngoài, áp suất phía dưới của màng dãn nở không phải là áp suất bay hơi ngay ở cửa phun của van mà là áp suất hút. Áp suất hút được chuyển tới khoang phía dưới màng bằng một ống tín hiệu giống như ống mao, đôi khi là ống đồng Φ6.

1. Cấu tạo van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài


Cấu tạo của một van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài

Khác biệt cơ bản đối với van cân bằng trong là van cân bằng ngoài có thêm một ống nối khoang bên dưới màng dãn nở với ống hút về máy nén. Khoang này được cách ly với khoang phun của van bằng tấm ngăn và đệm kín quanh ti van. Vị trí nối ống cân bằng ngoài là cửa ra dàn bay hơi.

Các bạn có thể tham khảo thêm:

https://www.ebookbkmt.com/2016/08/van-tiet-luu-tu-ong-trong-he-thong-lanh.html

2. So sánh van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài và cân bằng trong qua ví dụ.

Tóm lại van tiết lưu nhiệt cân bằng ngoài có một cảm biến để lấy tín hiệu nhiệt độ đầu ra dàn lạnh, ngoài ra còn một ống lấy tín hiệu trực tiếp của áp suất và nhiệt độ môi chất lạnh sau dàn lạnh. Trường hợp tổn thất dàn lạnh quá cao thì hệ thống vẫn hoạt động ổn định, đây là ưu điểm lớn so với van tiết lưu cân bằng trong.

Để so sánh sự hoạt động của 2 van cân bằng trong và cân bằng ngoài ta có thể xét các ví dụ cụ thể sau đây.

Ta chọn cùng một ga lạnh là R22, tổn thất áp suất qua dàn cho van cân bằng trong bằng 0 và van cân bằng ngoài bằng 0.75 bar và có cùng năng suất lạnh danh định.

Ví dụ 1: Van cân bằng trong R22, tổn thất áp suất qua dàn bay hơi không đáng kể, nhiệt độ sôi 5˚C, nhiệt độ quá nhiệt 5oC.


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Áp suất đóng van (áp suất tuyệt đối) 6.3  + 0.5 = 6.8 bar (áp suất vào bay hơi + áp suất lò xo)
Áp suất cần thiết kế để mở van = 6.8 bar
Nhiệt độ bầu cảm tương ứng 6.8 bar là 10oC
Nhiệt độ bay hơi tương ứng áp suất bay hơi ở cửa ra dàn bay hơi là 5oC
Độ quá nhiệt là 10oC - 5oC = 5oC

Do tổn thất áp suất qua dàn bay hơi bằng 0 nên áp suất đầu vào dàn bay hơi là 6.3 bar và đầu ra (ở vị trí bầu cảm nhiệt) cũng là 6.3 bar. Áp suất đóng van gồm áp suất bay hơi 6.3 bar cộng với áp suất lò xo là 0.5 bar bằng 6.8 bar. Để van làm việc bình thường, áp suất phía trên màng dãn nở cũng phải là 6.8 bar. Vậy nhiệt độ quá nhiệt tương ứng với áp suất bầu cảm này sẽ là 10˚C. Độ quá nhiệt là 5oC.

Ví dụ 2: Van cân bằng trong R22, nhiệt độ sôi 5˚C, tổn thất áp suất qua dàn 0.75 bar. Xác định độ quá nhiệt nếu vẫn sử dụng van cân bằng trong như trường hợp ví dụ 1 (xem hình bên dưới).


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"
Van cân bằng trong R22, nhiệt độ sôi 5oC, độ quá nhiệt hơi hút 8.5oC, tổn thất áp suất qua dàn bằng 0.75 bar

Áp suất đóng van (áp suất tuyệt đối) 7.05  + 0.5 = 7.55 bar (áp suất vào bay hơi + áp suất lò xo)
Áp suất cần thiết kế để mở van = 7.55 bar
Nhiệt độ bầu cảm tương ứng 7.55 bar là 13.5oC
Nhiệt độ bay hơi tương ứng áp suất bay hơi ở cửa ra dàn bay hơi là 5oC
Độ quá nhiệt là 13.5oC - 5oC = 8.5oC

Khác với ví dụ 1, nếu tổn thất áp suất qua dàn là 7.05 bar thì bây giờ van cảm nhận áp suất bay hơi ở đầu dàn bay hơi là 7.05 bar (chứ không phải 6.3 bar). Áp suất đóng cửa van sẽ là 7.05 bar + 0.5 bar = 7.55 bar. Vì bầu cảm cần phải cân bằng với áp suất đó, nói cách khác phải nhận tín hiệu áp suất lớn hơn 7.55 bar, nên cần phải có nhiệt độ quá nhiệt là 13.5˚C thì van mới bắt đầu mở ra, không như ở ví dụ 1 thì 10oC van đã bắt đầu mở ra rồi. Như vậy độ quá nhiệt trong trường hợp này sẽ là 13.5 – 8 = 8.5oC.

Từ đây có thể rút ra kết luận: Tổn thất áp suất ở dàn bay hơi quá cao sẽ làm cho van cân bằng trong vận hành với độ quá nhiệt cao bất thường (Ở đây là 8.5 > 5oC) gây tổn thất năng suất lạnh cho dàn bay hơi, lưu lượng lỏng môi chất lạnh qua dàn lạnh không đủ vì năng suất lạnh của dàn càng giảm khi độ quá nhiệt càng tăng. Đoạn ống chỉ chứa hơi tăng lên và hiệu suất trao đổi nhiệt của đoạn ống này rất hạn chế.

Nhược điểm đó của van cân bằng trong được khắc phục bằng van cân bằng ngoài. Áp suất hút (áp suất ra khỏi dàn bay hơi) được chuyển tới phía dưới màng dãn nở nhờ một ống nối (cân bằng ngoài). Và như vậy, sự vận hàng của van hoàn toàn đồng nhất với giá trị ghi trên hình ví dụ 1 và độ quá nhiệt quay trở về 5oC (xem hình bên dưới).


"Click vào để xem ảnh gốc với chất lượng tốt hơn"

Áp suất đóng van (áp suất tuyệt đối) 6.3  + 0.5 = 6.8 bar (áp suất vào bay hơi + áp suất lò xo)
Áp suất cần thiết kế để mở van = 6.8 bar
Nhiệt độ bầu cảm tương ứng là 10oC
Nhiệt độ bay hơi tương ứng áp suất bay hơi ở cửa ra dàn bay hơi là 5oC
Độ quá nhiệt là 10oC - 5oC = 5oC

LINK 1 - THAM KHẢO CÁC LOẠI VAN TIẾT LƯU NHIỆT DANFOSS

LINK 2 - THAM KHẢO CÁC LOẠI VAN TIẾT LƯU NHIỆT DANFOSS

LINK 3 - THAM KHẢO CÁC LOẠI VAN TIẾT LƯU NHIỆT DANFOSS

LINK 4 - THAM KHẢO CÁC LOẠI VAN TIẾT LƯU NHIỆT DANFOSS

VIDEO THAM KHẢO:


Nguyên lý hoạt động của van tiết lưu nhiệt (thermal expansion valve)

NGUỒN: Tổng hợp

Chúc các bạn thành công!
M_tả

No comments: