2. Phân loại các loại máy lạnh và phương pháp làm lạnh

1. Phân loại máy lạnh

Máy lạnh được chia làm 2 loại chính: máy lạnh cơ động, sử dụng động cơmáy nén khí để hoạt động và loại máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu để vận hành trong quá trình trao đổi nhiệt. Hiệu suất máy lạnh cơ động thường cao hơn máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu. Tuy thế mỗi loại máy có ưu và nhược điểm; máy lạnh cơ động thì năng động hơn, được thiết kế gọn gàng hơn, nhưng lệ thuộc thông thường nhiều nguồn điện để chạy máy nén. Trong khi máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu thì ít cơ động hơn và thiết kế cũng cồng kềnh hơn, nhưng lại không phụ thuộc vào điện năng, mà dùng trực tiếp nguồn năng lượng đầu vào như dầu khí, than đá hoặc nguồn nhiệt năng khác để tái tạo lại hệ thống môi chất thẩm thấu chạy máy.

 

 

 

Máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu hòa tan

Máy lạnh loại này không cần sử dụng máy nén, mà sử dụng môi chất thẩm thấu hòa tan để thẩm thấu ga lạnh trong quy trình trao đổi nhiệt làm lạnh. Đặc điểm máy này thường dùng môi chất thẩm thấu hòa tan, thông thường là dung dịch muối Lithiumbromid (LiBr), có chức năng hút ga lạnh và hòa tan ga lạnh hoàn toàn trong dung dịch. Trong quá trình thẩm thấu ga lạnh này sẽ sinh nhiệt và phải được thiết kế làm mát dung dịch. Khi dung dịch đã hút (thẩm thấu) no ga lạnh, dung dịch bão hòa ga lạnh sẽ được hâm nóng, qua hệ thống dầu khí hoặc nguồn nhiệt năng khác, để đuổi ga lạnh ra khỏi dung dịch: đó là quá trình tái tạo dung dịch để tái sử dụng lại trong chu trình nhiệt động khép kín, trong khi ga lạnh sẽ được ngưng tụ lại và tái sử dụng. Máy lạnh sử dụng môi chất thẩm thấu LiBr có thể làm lạnh đến 3 °C, trong khi với môi chất NH3 người ta có thể đạt đến nguồn lạnh -70 °C. Như vậy để chạy được loại máy này ta phải sử dụng nguồn năng lượng chính phát nhiệt qua dầu khí hoặc nguồn nhiệt năng khác.

Máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu bề mặt

Loại máy lạnh này chạy với 1 môi chất ở dạng cứng, chứ không dùng môi chất ở thể lỏng như ở phần trên. Môi chất này có tác dụng thẩm thấu ga lạnh trên bề mặt. Vì môi chất ở dạng cứng nên khó vận chuyển hoặc bơm được nên người ta phải thiết kế theo kiểu không liên tục, tức là phải sử dụng 2 bình chứa môi chất. Một bình chứa môi chất chưa thẩm thấu no ga lạnh để hoạt động trong quá trình sinh lạnh, thì bình kia đã bão hòa ga lạnh sẽ được xử lý qua nhiệt năng để tái tạo môi chất cho chu kỳ hoạt động. Mỗi chu kỳ của bình được thiết kế từ 6 đến 10 phút.

Máy lạnh dùng môi chất thẩm thấu bề mặt khuếch tán

Máy lạnh này được thiết kế với môi chất thẩm thấu bề mặt giống như phần trên. Khác nhau chỉ ở chỗ hệ thống có thêm 1 khí trơ và nhờ vậy quá trình tái tạo môi chất sẽ hoạt động qua việc thay đổi áp suất và được sử dụng nhiều ở máy lạnh cắm trại hoặc phòng ốc khách sạn, khi khó có nguồn điện liên tục.

Máy lạnh cơ động

Đây là loại máy phổ biến nhất, sử dụng máy nén,van tiết lưu, dàn lạnh và bình ngưng là các bộ phận then chốt. Trong chu trình khép kín, máy nén với công suất QA sẽ hút ga lạnh từ dàn lạnh có công suất QK và nén ga lạnh vào bình ngưng với áp suất và nhiệt độ cao. Trong bình ngưng ga lạnh sẽ được hóa lỏng và thải 1 lượng nhiệt năng ngưng tụ QH ra môi trường xung quanh. Ga lạnh dạng lỏng sẽ qua van tiết lưu, một mặt hãm áp suất xuống thấp, một mặt điều chỉnh lưu lượng ga lạnh vừa đủ để bốc hơi ở dàn lạnh và quá trình bốc hơi sẽ hút 1 công suất lạnh QK từ môi trường được làm lạnh như thực phẩm, đồ vật v.v... Theo định luật bảo toàn năng lượng ta có phương trình cho chu trình nhiệt động khép kín như sau:

  • QH = QK + QA
  • Công suất ngưng tụ = Công suất lạnh + Công suất máy

Máy lạnh cơ động được dùng phổ biến nhiều trong đời sống thường ngày như tủ lạnh, tủ đông, máy điều hòa không khí, kho lạnh, băng trượt đá, lò sát sinh, nhà máy sản xuất bia và công nghiệp hóa chất, v.vv.

Hiệu ứng Joule-Thomson, kỹ thuật lạnh của Linde

Dựa trên nguyên lý một số ga như Helium hoặc hỗn hợp ga như không khí gồm khí NitơOxygen mà các phân tử khí có tác động hút nhau, khi bị giãn nở ra, thì khí này hoặc hỗn hợp khí sẽ bị hạ nhiệt độ và tạo ra nguồn lạnh. Cho 1 nguồn không khí nén giãn nở ra ta sẽ làm lạnh được ¾ °C cho mỗi bậc 1 bar giảm áp suất. Nếu ta thiết kế nhiều chu kỳ nén- giãn nở liên tục, người ta có thể đạt gần được nhiệt độ không tuyệt đối tức gần -273 °C. Phương pháp này được ông kỹ nghệ gia người Đức Carl von Linde triển khai năm 1895 để hóa lỏng không khí. Không khí được nén ở áp suất 200 bar, làm mát xuống nhiệt độ thường và rửa sạch các bụi, khí CO2, hơi nước, tạp khí qua tiếp xúc với chất thẩm thấu bề mặt. Sau đó không khí nén sẽ được giãn nở qua 1 máy tua bin, 1 van tiết lưu và đạt được nhiệt độ hóa lỏng của không khí – 170 °C. Không khí lọc được chưng cất từng phần để tách khí N2, O2, khí trơ He, Argon v.v.. Kỹ thuật này vẫn được ứng dụng rộng rãi khắp thế giới hiện nay để sản xuất khí trơ, N2, O2 và cũng được gọi là công nghệ Linde. Để nén không khí tới áp suất 200 bar, người ta phải dùng máy nén nhiều tầng và đây là khâu tốn kém nhiều điện năng nhất. Một phần điện năng được phục chế lại qua tua bin ở chu kỳ giãn nở kể trên.

Hiệu ứng Peltier

Cho 1 dòng điện qua 2 tấm bán dẫn, có tỷ lượng bán dẫn khác nhau thí dụ có lượng dương tính hoặc âm tính khác nhau, người ta thấy có hiện tượng: tấm bán dẫn có tỷ lượng bán dẫn cao sẽ lạnh đi, ngược lại tấm bán dẫn yếu sẽ nóng lên. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng Peltier, được ứng dụng nhiều để làm mát các linh điện tử trong kỹ nghệđiện tử, mạch điện, vi tính...

Làm lạnh qua từ tính

Một số hợp chất như hợp chất Gadolinium có đặc tính là khi được từ tính hóa sẽ sinh nhiệt và ngược lại sẽ làm lạnh trong quá trình ngược lại, quá trình làm mất từ tính. Vì hợp chất này đắt tiền nên chỉ áp dụng trong trường hợp đặc biệt không được ứng dụng rộng rãi.

Làm lạnh qua phương pháp bay hơi

Hình ảnh hoạt động của 1 tháp nguội nhà máy nhiệt điện vào ngày đẹp trời

Mỗi một dung dịch lỏng trong môi trường không khí, có 1 áp suất bốc hơi nhất định, tùy theo nhiệt độ của dung dịch. Quá trình bốc hơi sẽ làm lạnh dung dịch. Làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc của 1 dung dịch trong không khí là làm tăng công suất bốc hơi và tăng công suất làm lạnh. Phương pháp này được ứng dụng nhiều trong các nhà máy nhiệt điện để làm mát nguồn nước làm nguội nhà máy qua các tháp nguội, qua đó nước được phun nhỏ và qua các hạt có diện tích bề mặt cao, chạy ngược chiều với luồng không khí trong tháp. Nước được bốc hơi sẽ cùng luồng không khí thoát ra trời. Thông thường hiệu suất các nhà máy nhiệt điện (điện năng) bằng khoảng 1/3 tính trên nhiệt năng tiêu thụ đầu vào từ dầu khí hoặc than đá, nên nhiệt năng phải thải ra ngoài chiếm đến 2/3 năng lượng đầu vào, tương đương như công suất làm mát của tháp nguội, nên lượng hơi nước thải ra qua quá trình làm mát rất lớn. Vào những ngày đẹp trời và hanh khô nếu có dịp đi ngang qua các nhà máy nhiệt điện, ta có thể chứng kiến các mây hơi nước rất lớn thoát ra từ các tháp nguội khổng lồ.

 


Bảo dưỡng máy sấy khí

  • Bảo dưỡng máy sấy khí hấp thụ

    Bảo dưỡng máy sấy khí hấp thụ

  • Sửa máy sấy khí hấp thụ

    Sửa máy sấy khí hấp thụ

  • Thay hạt hút ẩm máy sấy khí hấp thụ

    Thay hạt hút ẩm máy sấy khí hấp thụ

Lọc Gió

  • Lọc gió máy nén khí Hanbell
  • Lọc gió máy nén khí Fusheng
  • Lọc gió máy nén khí Dyna
  • Lọc gió máy nén khí Atlas copco
  • Lọc gió máy nén khí Compair
  • Lọc gió máy nén khí Hanshin
  • Lọc gió máy nén khí
  • Lọc gió máy nén khí
  • Lọc gió máy nén khí

Lọc Dầu / Oil filter

Nhớt máy nén khí.