Sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp và nguyên lý hoạt động

Sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp ngày càng nhận được nhiều sự quan tâm của các cá nhân, doanh nghiệp nhờ tính ứng dụng cao, mang đến nhiều lợi ích thiết thực trong việc điều hoà và làm mát không khí. Trong bài viết hôm nay, hãy cùng Điện máy ELC tìm hiểu thông tin chi tiết về hệ thống lạnh này thông qua nội dung bài viết bên dưới nhé!

Tổng quan về hệ thống lạnh công nghiệp

Hiện nay, hệ thống làm lạnh công nghiệp được áp dụng khá phổ biến bởi tính tiện ích và cho hiệu quả làm mát cao. 

Hệ thống lạnh công nghiệp là gì?

Hệ thống lạnh công nghiệp là giải pháp được ưu tiên hàng đầu hiện nay để làm mát cho không gian có diện tích lớn như nhà xưởng, trung tâm mua sắm, văn phòng, nhà hàng,… Về cơ bản, hệ thống lạnh trong công nghiệp sẽ tạo ra hơi nước để làm mát thông qua quá trình bay hơi của nguồn năng lượng ẩm có trong khí quyển.

Cấu tạo chung của hệ thống lạnh công nghiệp

Các bộ phận chính của hệ thống làm lạnh trong công nghiệp bao gồm:

• Máy nén lạnh: Thiết bị nén hơi môi chất lạnh từ áp suất thấp lên áp suất cao, làm tăng nhiệt độ môi chất để chuẩn bị cho quá trình ngưng tụ.
• Dàn lạnh: Thiết bị trao đổi nhiệt nơi môi chất lạnh hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh, chuyển từ trạng thái lỏng sang hơi ở áp suất thấp.
• Tháp giải nhiệt: Thiết bị giải phóng nhiệt từ hệ thống làm lạnh ra môi trường, thường hoạt động bằng cách làm bay hơi một phần nước tuần hoàn để làm mát phần nước còn lại.
• Bình ngưng: Thiết bị nơi môi chất lạnh sau khi được nén sẽ được làm mát và ngưng tụ từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng, giải phóng nhiệt ra môi trường.
• Bình tách lỏng: Thiết bị chứa và dự trữ môi chất lạnh lỏng sau khi được ngưng tụ, đảm bảo cung cấp đều đặn cho van tiết lưu và dàn lạnh.
• Bơm giải nhiệt: Thiết bị tuần hoàn chất tải lạnh (thường là nước hoặc dung dịch glycol) giữa bình ngưng và tháp giải nhiệt, đảm bảo việc truyền nhiệt hiệu quả.

Đặc điểm nổi bật của hệ thống lạnh trong công nghiệp

• Công suất lớn: Hệ thống lạnh công nghiệp được thiết kế để đáp ứng nhu cầu làm lạnh quy mô lớn, từ hàng chục đến hàng nghìn kW.
• Hoạt động ổn định: Duy trì nhiệt độ không đổi trong thời gian dài, phù hợp với yêu cầu sản xuất liên tục.
• Độ bền cao: Được chế tạo từ vật liệu chất lượng cao, thiết kế để hoạt động liên tục 24/7 trong nhiều năm.
• Khả năng tương thích: Có thể tích hợp với nhiều loại công trình công nghiệp khác nhau, từ nhà máy thực phẩm đến kho lạnh.
• Lắp đặt linh hoạt: Dễ dàng lắp đặt trong các tòa nhà phức tạp hoặc những nơi có không gian giới hạn cho đường ống.
• Điều chỉnh đa dạng: Cho phép điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm và các thông số khác theo yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng.
• Tối ưu hóa năng lượng: Hệ thống nhiều cấp giúp giảm tải hiệu quả, tiết kiệm điện năng đáng kể.
• Chi phí vận hành thấp: Tiêu thụ điện năng hiệu quả hơn so với nhiều hệ thống nhỏ riêng lẻ cùng công suất.
• Vận hành đơn giản: Giao diện điều khiển trực quan, hệ thống tự động hóa cao giúp người dùng dễ dàng vận hành và theo dõi.

Tổng quan về sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp

Dưới đây là một số thông tin cần biết về hệ thống lạnh 1 cấp:

Định nghĩa sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp 

Hiểu một cách đơn giản, sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 1 cấp chỉ có 1 cấp nén duy nhất. Hơi mỗi chất ở thiết bị bay hơi được máy nén nén trực tiếp lên thiết bị ngưng tụ. Dưới đây là mô tả sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp:

• Máy nén: Là thành phần chính trong hệ thống làm lạnh, có nhiệm vụ hút chất làm lạnh từ máy làm lạnh và nén lại để tạo ra áp suất và nhiệt độ cao hơn. Máy nén có thể hoạt động bằng điện hoặc động cơ đốt trong.
• Máy làm lạnh: Nhận chất làm lạnh từ máy nén và truyền nhiệt đi ra khỏi hệ thống. Máy làm lạnh có thể sử dụng quạt, dàn lạnh hoặc các phương pháp làm lạnh khác để thực hiện quá trình làm lạnh.
• Quạt: Được sử dụng để tăng cường luồng không khí và truyền nhiệt từ máy làm lạnh, giúp tăng hiệu suất làm lạnh và đảm bảo rằng nhiệt độ xung quanh máy làm lạnh được giữ ở mức thấp.
• Dàn lạnh: Là một bộ phận chứa chất làm lạnh và có một diện tích lớn để truyền nhiệt tới không khí.
• Đường ống: Được sử dụng để vận chuyển chất làm lạnh từ máy nén tới máy làm lạnh và ngược lại.

Lưu ý: Đây chỉ là một mô tả cơ bản về sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp. Có thể có nhiều biến thể và phụ kiện khác nhau được sử dụng trong hệ thống lạnh thực tế tùy thuộc vào ứng dụng và yêu cầu cụ thể.

Cấu tạo của sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp nén

Vì được ứng dụng trong kho bảo quản lạnh nên sợ đồ hệ thống lạnh 1 cấp khá đơn giản, bao gồm các bộ phận chính sau:

Lưu ý:

• Trong sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp, bình ngưng sẽ đảm nhiệm chức năng của bình áp cao. Sử dụng bình ngưng là giải pháp hiệu quả giúp hệ thống lạnh 1 cấp trở nên đơn giản, gọn gàng và tiết kiệm được một phần chi phí.
• Vị trí được dùng để bố trí các ống trao đổi nhiệt là ở những phần trên của bình.

Nguyên lý hệ thống lạnh 1 cấp nén

Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 1 cấp nén sẽ được thực hiện dựa trên 4 giai đoạn cơ bản:

• Giai đoạn 1: Sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi, hơi môi chất sẽ được hút về ngay lập tức bởi máy nén. Tại đây, hơi môi chất sẽ được sẽ được nén thành hơi có nhiệt độ và áp suất cao. Sau đó, được đưa đến thiết bị ngưng tụ.
• Giai đoạn 2: Để làm mát khí, nước hoặc cả khí và nước, hơi cao áp sẽ toả nhiệt cho môi trường tại thiết bị ngưng tụ. Tiếp theo là quá trình ngưng tụ thành chất lỏng cao áp rồi chuyển đến thiết bị tiết lưu.
• Giai đoạn 3: Tại thiết bị tiết lưu, chất lỏng cao áp sẽ lần lượt được tiết lưu giảm nhiệt và áp suất thành chất lỏng hạ áp. Sau đó, chất lỏng này sẽ đi trực tiếp đến thiết bị bay hơi.
• Giai đoạn 4: Cuối cùng trong nguyên lý sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp, môi chất sẽ nhận nhiệt từ môi trường cần làm lạnh. Sau đó, trải qua quá trình sôi hóa hơi và được hút về thông qua máy nén. Quá trình này được thực hiện tại thiết bị bay hơi. 

→ Sau giai đoạn 4, quá trình tuần hoàn sẽ tiếp tục được lặp lại.

>> Xem thêm bài viết: Kích thước điều hòa âm trần

Môi trường làm lạnh của hệ thống lạnh 1 cấp diễn ra như thế nào?

Môi trường làm lạnh của sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp được tạo ra theo 2 cách: Cho dòng khí cao áp đột ngột hạ áp hoặc chuyển pha làm lạnh.

Cho dòng khí cao áp đột ngột hạ áp

Để thực hiện được cách này, hệ thống lạnh phải dùng máy làm giãn nở hoặc van. Tuy nhiên, nếu dùng van thì phải giảm áp đột ngột cho khí hoặc các dòng chất lỏng mà không cần sinh ra công. Việc làm này được thực hiện bằng quá trình thiết lưu.

Chuyển qua làm lạnh

Bên cạnh cho dòng khí cao áp đột ngột hạ áp, chuyển qua làm lạnh cũng là cách làm được ứng dụng nhiều hiện nay để tạo ra môi trường làm lạnh của hệ thống lạnh 1 cấp. Với cách này, pha được sử dụng từ pha này sang pha khác, vật chất sẽ đi vào một nhiệt lượng nhất định (nhiệt chuyển pha). Nhờ tính chất này mà các thiết bị máy lạnh hơi đã được chế tạo và sử dụng phổ biến trên thị trường hiện nay. Sau đó, khí gas lỏng hoá hơi bên trong giàn lạnh sẽ sản sinh ra khí lạnh bằng cách hút nhiệt từ môi trường tiếp xúc. 

Ứng dụng của hệ thống lạnh 1 cấp nén

Hiện nay, không thể phủ nhận một điều rằng hệ thống lạnh 1 cấp được ứng dụng rất rộng rãi tại nhiều nơi khác nhau, đáp ứng nhu cầu đa dạng của con người trong đời sống hằng ngày. Tiêu biểu có thể kể đến như:

• Hệ thống làm mát rau, củ, quả trong các trung tâm thương mại, siêu thị,…
• Máy làm đá
• Kho đông lạnh thuỷ, hải sản
• Kho bảo quản lạnh của các xí nghiệp, nhà xưởng
• Kho bảo quản hàng hoá

>> Xem thêm: Sơ đồ hệ thống lạnh 2 cấp nén

Như vậy, có thể thấy, hầu hết các nhà xưởng, kho lạnh, siêu thị, trung tâm thương mại,… hiện nay đều đưa sơ đồ hệ thống lạnh 1 cấp nén để phục vụ cho nhu cầu làm mát và điều hoà không khí. Việc hiểu được cấu tạo, nguyên lý hoạt động và ứng dụng hệ thống này vào sẽ mang đến rất nhiều lợi ích thiết thực cho các cá nhân, doanh nghiệp.

Chính vì thế, nếu có nhu cầu ứng dụng hệ thống này trong hoạt động kinh doanh, quý khách nên liên hệ với đơn vị chuyên tư vấn, lắp đặt uy tín như Điện máy ELC. Với kinh nghiệm nhiều năm hoạt động cùng đội ngũ thi công tay nghề cao, chúng tôi chắc chắn sẽ mang đến cho khách hàng sự hài lòng nhất cả về chất lượng và giá thành.