Bình ngưng - Bầu ngưng

Bầu ngưng trong hệ thống lạnh được làm nguội bằng nước để đưa nhiệt độ nước giải nhiệt đến bằng nhiệt độ môi trường.

Có hai loại bầu ngưng giải nhiệt bằng nước thường và bầu ngưng giải nhiệt bằng nước biển.

Trước đây khi chi chế tạo bầu ngưng trong môi trường nước biển, người ta dùng tấm chì dầy 3 mm - 5mm ép chặt vào thành ống. Lúc này nước biển đóng vai trò chất điện phân. Cặp kim loại vỏ bình với tấm chì là cặp điện một chiều. Tấm chì trở thành anod sẽ bị ăn mòn trong quá trình mạ điện còn kim loai chính là Katod được bảo vệ nguyên vẹn.

Tuy nhiên phương pháp này bị hạn chế vùng bảo vệ và sau một thời gian phải thay thế tấm chì mới do bì ăn mòn.

Ngày nay, người ta mạ một lớp hợp kim chống ăn mòn bên trong thành ống của bầu ngưng làm việc trong môi trường nước biển. 

Mẹo để phân biệt bầu ngưng nước biển và bầu ngưng nước bình thường là dùng đèn pin rọi vào trong đường ống. Nếu thấy có lớp hợp kim màu trắng phủ lên bề mặt trong của ống là bầu ngưng giải nhiệt bằng nước biển. Lớp hợp kim này có tác dụng ngăn ngừa ăn mòn đường ống của nước biển.

Bình ngưng (bầu ngưng) máy nén Surely Hasegawa

Nguyên lý hoạt động của bầu ngưng

Dựa trên nguyên lý ngưng tụ của chất trong môi trường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngưng tụ của chất đó.

Khi dòng gas nóng qua bầu ngưng. Nó sẽ tiếp xúc với các bề mặt có nhiệt độ thấp hơn bên trong bình ngưng. Bề mặt này làm giảm nhiệt độ dòng gas nóng xuống.  Gas sẽ ngưng tụ thành lỏng, rơi xuống đáy bình và được đưa ra ngoài.

Các yếu tố quyết định khả năng truyền nhiệt :

• Diện tích bề mặt ngưng tụ.
• Sự tiếp xúc giữa gas nóng và bề mặt ngoài của ống ngưng tụ.
• Chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường làm nguội và gas nóng.
• Tốc độ của gas nóng đi trong ống. Tốc độ càng cao thì khả năng làm nguôi càng cao.
• Tốc độ của nước trong bộ ngưng tụ. Khi vận tốc tăng thì lượng nhiệt lấy đi càng cao.
• Vật liệu của ống dẫn trong bộ ngưng tụ.
• Độ sạch của bề mặt trao đổi nhiệt.

Cấu tạo bầu ngưng

Thân bầu ngưng : Thường làm bằng thép chịu lực. Có 2 đường ống vào và ra. Người ta thường gắn thêm các thiết bị như nhiệt  kế, công tắc dòng chảy trên đường ống . Tín hiêu từ công tắc dòng chảy này kết nối với cuôn dây của khởi động từ để bảo vệ máy nén.

Nước làm nguội đi vào bầu ngưng ở một đầu, gas nóng đi vào ở đầu đối diện tiếp xúc với nước nóng trước và dần dần với nước nguội. Do đó gas nóng lỏng rời khỏi bộ ngưng được làm nguội đến nhiệt độ tương đương nước làm nguội đi vào bình ngưng.

Trong bình ngưng, gas nóng biến thành lỏng dưới áp suất không đổi nhờ giải nhiệt cho môi trường nước xung quanh.

Để tăng diện tích tiếp xúc giữa gas nóng và nước làm mát. Tai bầu ngưng phía gas nóng người ta thường làm gân để tăng diện tích tiếp xúc. Phần trong của ống phẳng để thuận tiện trong việc vệ sinh bình ngưng.

Điều kiện khí hậu mùa hè ở Việt nam rất khắc nghiệt. Đối với gas Amonia nên sử dụng thiết bị Dàn bay hơi ngưng tụ thay cho bình ngưng tụ giải nhiệt bằng nước để tránh trường hợp :

• Cháy dầu hay làm lão hóa dầu nhanh chóng. Khi nhiệt độ dầu tăng cao ảnh hưởng đến chất lượng bôi trơn của dầu và làm giảm tuổi thọ máy nén.
• Ở nhiệt độ cao làm phân hủy Amonia thành hydro và ni tơ làm giảm năng suất lạnh, tăng khả năng tiêu hao điện.
• Khi sử dụng dàn bay hơi ngưng tụ sẽ làm giảm nhiệt độ ngưng tụ được 5 - 7 K so với khi sử dụng bình ngưng.

Cách tính chọn bầu ngưng

Chọn công suất bầu ngưng lớn hơn Qk khoảng 1.2 đến 1.5 lần. Trong thực tế khi mua bầu ngưng đã sử dụng ở ngoài bãi máy. Người ta thường chọn theo đường kính ống và độ dài ống. Đối với gas Amonia thì với ống Inox đường kính 19 mm thì 3 m tương đương 1 hp. Đối với gas Freon thì 4 m tương đương 1 hp.

Vì sao bầu ngưng bị bẩn và dấu hiệu nhận biết. 

• Bầu ngưng tuần hoàn nước nóng sau khi trao đổi với gas nóng ra ngoài tháp giải nhiệt để truyền nhiệt cho nước trong tháp giải nhiệt. Tại tháp giải nhiệt. Nước được rơi từ trên xuống thông qua các tấm xốp để tăng diện tích tiếp xúc giữa nước với không khí. Quá trình này diễn ra ngoài trời nên bụi trong không khí rơi vào nước làm mát và bị bơm nước bơm trở lại bầu ngưng. Mặt dù tại đầu đẩy của bơm nước người ta có đặt một lọc nước chữ Y để có thể tháo ra vệ sinh định kỳ.
• Nguyên nhân khác do chất lượng nước giải nhiệt. Nước sử dụng giải nhiệt được xử lý và làm sạch để tránh tình trạng làm bẩn bề mặt đường ống, ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống lạnh. 
• Chất lượng nước giải nhiệt an toàn cho bầu ngưng tham khảo theo chỉ số sau :
  • pH = 7.5 đến 8.5.
  • Tổng chất rắn hòa tan tối đa 1500 ppm.
  • Clorua tối đa 100 ppm.Sulfat tối đa 35 ppm.
  • Chất rắn lơ lửng tối đa 10 ppm.
  • Độ cứng tối đa 400 ppm.
  • Sắt tối đa 1ppm
• Áp suất bình ngưng tụ phụ thuộc vào nhều yếu tố như lưu lượng dòng gas nóng vào bình ngưng, nhiệt độ trong bình, chất làm ngưng tụ và cấu trúc của bình ngưng. Khi áp suất ngưng tụ cao hơn áp suất bình thường từ 1 đến 2 kg/cm2. Nhiệt độ thân máy nén nóng hơn bình thường từ 5 đến 10 C. Cần kiểm tra bình ngưng có bị bẩn không ?
• Áp suất ngưng tụ tăng cao do trong bình ngưng có tồn tại khí không ngưng. 

Hậu quả của bầu ngưng bị bẩn

• Năng suất lạnh của hệ thống sẽ giảm.
• Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng cao.
• Động cơ máy nén có thể bị làm việc quá tải.
• Van an toàn có thể làm ngừng hoạt động của thiết bị.
• Dầu máy nén có nhiệt độ cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn của máy nén.

Vệ sinh bầu ngưng tụ

Sau thời gian vận hành từ 6 tháng đến 1 năm cần tiến hành vệ sinh bầu ngưng một lần. Có hai phương pháp vệ sinh bầu ngưng là hóa học và cơ học :

Phương pháp hoá học : Nhanh,  phải dùng hoá chất và sử dụng đúng liều lượng. Nếu lượng hoá chất vượt mức cho phép sẽ ảnh hưởng đến tuổi thọ bình ngưng và môi trường.

Phương pháp cơ học : Tháo nắp bầu ngưng. Dùng dây kẽm có gắn tấm giẻ lau ở giữa kéo dây kẽm qua lại vài lần.

Ngoài ra người ta có thể dùng máy vệ sinh bầu ngưng. Máy gồm một lò xo dài khoảng 6m. Ở đầu lò xo có gắn chổi bằng cước. Đầu chổi có thể thay thế được. Bật máy cho lò xo quay tròn và một ống nước được bơm vào đầu lò xo. Phương pháp này nhanh chóng và sạch .

Vệ sinh tháp giải nhiệt để chất lượng nước đươc tốt hơn. Bao gồm :

• Xả đáy nước của tháp giải nhiệt. 
• Vệ sinh tàng ong trong tháp giải nhiệt, các tia phân phối nước có đều không ? 
• Kiểm tra số vòng quay của quạt  ria nước. Có thể điều chỉnh góc cánh để làm giảm lượng nước tiêu tốn do bắn vào môi trường xung quanh.

Công việc cần làm ở bầu ngưng tụ :

• Xả dầu ở đáy bình ngưng để tăng diện tích tiếp xúc của nước làm mát và gas nóng.
• Xả khí không ngưng trong bình ngưng tụ.

Khí không ngưng là gì ? 

Khí không ngưng là không khí lẫn trong hơi nước lọt vào hệ thống trong quá trình sửa chữa. Khí không ngưng thường nằm trên cao của bình ngưng tụ,

Làm thế nào để xả khí không ngưng trong bình ngưng tụ ? 

Tùy theo môi chất mà có cách xả khác nhau. 

• Đối với Freon có thể xả trực tiếp ra môi trường với lượng nhỏ. Hiện nay các máy nén Ly tâm trong điều hòa không khí người ta vấn thường dùng một thiết bị xả khí không ngưng tự động đặt gần máy nén.
• Đối với gas Amonia do yếu tố độc hại cho con người. Trước khi xả khí Amonia ra môi trường. Người ta dùng một ống nước dẫn lượng khí này qua một thau nước. Mục đích là Amonia hòa tan vô hạn trong nước tạo thành dung dịch Amon ít gây độc hại cho môi trường. Trong các nhà máy thủy sản có thể xả khí không ngưng định kỳ bằng tay. Hay dùng van xả khí tự động.

Bình ngưng (bàu ngưng) máy nén Mycom

Bình ngưng (bầu ngưng) máy nén Carrier và Mycom

Bảo dưỡng dàn ngưng và bình ngưng là công việc thường xuyên khi vận hành hệ thống lạnh. 

Do bình ngưng làm việc trong môi trường ẩm ướt. Các bu lông thường bị rỉ sét qua thời gian sử dụng. 

Mẹo để mở bu lông nắp bình ngừng dễ dàng

Dùng búa khoảng 3 kg vỗ lên đầu bu lông vài cái trước khi mở. Sau mở xong cho các bu lông vào thùng đựng dầu máy. Khi lắp lại do có dầu máy trên thân bu lông sẽ giúp ngăn rỉ sét giữa bề mặt ren của bu lông và lỗ ren trên thân bình ngưng.

Các sự cố thường xảy ra ở bình ngưng 

• Không khí lọt vào hệ thống.
• Dư hay thiếu môi chất lạnh.
• Dư dầu bôi trơn.
• Các bề mặt bên trong bị rỉ sét.

Khi có hiện tượng này thì áp suất của hệ thống tăng. Để kiểm tra nên lắp đồng hồ đo áp suất tại bình ngưng hay dàn ngưng và so sánh với các giá trị chuẩn theo yêu cầu để xác định nguyên nhân sự cố và khắc phục.

Mẹo xử lý tạm thời bầu nóng bị thủng

Khi xác định được bầu nóng bị thủng một vài ống. Do điều kiện chưa thể thay thế bình mới được. Bạn có thể dùng nút đồng Phi 19 hay 21 đóng vào đầu ống để bít kín không cho nước đi qua ống này.

Cách kiểm tra bầu nóng có dư môi chất lạnh 

hay có không khí lọt vào bên trong. 

Dừng hệ thống và xả trong 10 giây đến 15 giây. Nếu áp suất giảm là có không khí lọt vào hệ thống. 

Nếu áp suất không giảm, tiếp tục xả môi chất lạnh cho đến khi một phần của bộ ngưng tụ chứa đầy chất lỏng và giảm nhiệt độ. Do dư môi chất lạnh.

Khi ống bên trong bầu nóng bị rỉ sét xác định bằng cách đo nhiệt độ của môi chất lạnh ở đường dẫn lỏng. Nhiệt độ tại đây sẽ cao hơn so với yêu cầu.

Lúc này dùng dung dịch tẩy rửa để làm sạch rỉ sét bên trong dàn ống của bầu nóng.

Bầu nóng

Bầu nóng được giải nhiệt bằng tháp nước. Để hệ thống làm việc hiệu quả, áp lực ở phía áp lực cao phải được duy trì ở một giá trị xác định. Nếu áp lực này quá thấp, dàn lạnh sẽ không làm việc tốt. Áp lực thấp có thể  do nước đưa vào bình ngưng tụ quá lạnh. Để giải quyết vấn đề này. Người ta dùng một bộ phận kiểm soát áp lực tác động ngược nối với phía áp lực cao của máy nén.

Khi áp lực giảm tới giới hạn đã cài đặt trước, công tắc phối hợp với bộ phận kiểm soát sẽ mở, cắt nguồn của quạt trong tháp nước.

Lúc này nhiệt độ nước trong tháp sẽ tăng lên do nhiệt từ bình ngưng tụ chuyển đến. Áp lực phía áp lực cao của hệ thống sẽ tăng lên đến mức hoạt động hiệu quả. Công tắc áp lực sẽ đóng điện cho động cơ quạt hoạt động trở lại. Chu kỳ được lặp lại làm cho áp lực cao được duy trì trong giới hạn cho phép.

Trong tháp nước có thể sử dụng công tắc điện dùng nước như một mạch điện. Khi mực nước cao lên ngập cả hai điện cực. Do nước có điện trở thấp, hai điện cực xem như được nối với nhau. Mạch điện kín, van solenoid được nối với nguồn điện. Van sẽ đóng không cho nước vào tháp.

Khi mưc nước thắp hơn điện cực phía trên, giữa hai điện cực hở mạch, van solenoid không được nối với mạch điện, van mở nước sẽ chảy vào tháp.