Tất Tần Tật Về Thiết Bị Trong Hệ Thống Lạnh Công Nghiệp NH3

1. Vì sao phải hiểu rõ từng thiết bị trong hệ thống lạnh NH3 ?

Nếu bạn chỉ nghĩ hệ thống lạnh NH3 gồm vài ba thiết bị cơ bản là máy nén – bình ngưng/dàn ngưng – dàn lạnh thì bạn đang bỏ qua hơn 60% những thành phần ảnh hưởng đến hiệu suất và độ bền của toàn bộ hệ thống.

Chúng tôi đã phải xử lý những hệ thống "ngốn điện vô tội vạ", nghẹt dầu không hồi về được, hiện tượng búa lỏng, thậm chí xì NH3… chỉ vì bỏ qua chi tiết trong thiết kế và hiểu sai chức năng thiết bị.

2. Tổng thể một hệ thống lạnh công nghiệp sử dụng môi chất NH3 gồm những gì?

Tôi thường chia hệ thống thành 3 nhóm thiết bị:

Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh

Máy nén (Compressor): Trái tim của hệ thống. Lưu ý chọn đúng công suất theo tải lạnh – đừng nên chọn máy có công suất quá dư hoặc quá non tải, vì cả hai đều gây lãng phí hoặc quá tải trong thời gian vận hành. Các máy nén sử dụng môi chất NH3 trên thị trường có rất nhiều ví dụ như Mycom (Nhật), Kobelco (Nhật), Bitzer (Đức), Gea (Đức),.... Về máy nén thì có nhiều loại nhưng đặc trưng nhất có 2 loại là piston và trục vít là được sử dụng phổ biến nhất trong tất cả các dự án lạnh công nghiệp hiện nay. tùy vào việc lựa chọn giải pháp phù hợp và chức năng của từng hạng mục.

Thiết bị ngưng tụ (Condenser): Có thể dùng dạng giải nhiệt kiểu bay hơi cưỡng bức hoặc giải nhiệt nước. Điều quan trọng là phải kiểm tra định kỳ tỉ lệ bám cáu cặn nếu sử dụng nước giải nhiệt. Tất cả các dự án cần phải khảo sát cũng như lấy mẫu nguồn nước cấp vào thiết bị đi kiểm tra chất lượng nước, việc này rất quan trong quá trình vận hành, vì nếu chất lượng nước có vấn đề không đạt thì áp suất của hệ thống tăng lên, hiệu suất giải nhiệt kém và gây tốn điện. Các thương hiệu về thiết bị ngưng tụ mà đang được sử dụng phổ biến trong các dự án hệ thống lạnh công nghiệp NH3 như SPL (China), Desca (Ý), WXR (China), Guntner (Đức), Ocean Blue (China), BAC (USA) và còn rất nhiều thương hiệu khác. Còn về việc sử dụng dạng ngưng tụ giải nhiệt bằng nước thì trong hệ thống lúc này sẽ có bình ngưng tụ dạng ống chùm và một tháp giải nhiệt (như các hệ thống lạnh freon giải nhiệt nước).

Thiết bị bay hơi (Evaporator): Nếu thiết kế, vận hành không đúng tiêu chuẩn quá nhiệt, bạn sẽ gặp hiện tượng “ngập lỏng” – một sự cố ảnh hưởng đến máy nén (quả tim của hệ thống lạnh). Ở đây tôi sẽ giới thiệu chung về thiết bị bay hơi có rất nhiều dạng nhưng chung quy chức năng của nó là nhận nhiệt từ tác nhân cần làm lạnh sau đó bay hơi môi chất NH3 trong thiết bị mục đích môi chất lạnh ra khỏi thiết bị phải ở dạng hơi quá nhiệt (ở điều kiện lý tưởng). Trong nhóm thiết bị bay hơi thì ta tạm gọi là phụ tải gồm có: Dàn lạnh (bao gồm dạng treo trần, dạng đặt sàn như hầm đông, tủ đông gió, băng chuyền cấp đông nhanh IQF......), tấm plate trong tủ đông tiếp xúc, thiết bị trang đổi nhiệt dạng tấm P.H.E hoặc làm mát nước theo dạng tấm falling film, bình bay hơi chiller dạng ống chùm, thiết bị bay hơi ống lồng ống....

Nhóm thiết bị điều khiển

Van tiết lưu: Nhiệm vụ chính của hệ thống này vẫn là Nếu hệ thống có dao động tải nhiều thì nên dùng van tiết lưu điện tử thay cho van tay, để tránh phải “cân chỉnh bằng tay” mỗi tuần. Về van tiết lưu trong hệ thống lạnh NH3 có nhiều loại ví dụ như TEA (van tiết lưu nhiệt), REG-SA (van tiết lưu tay), REG-SB (van điều chỉnh lưu lượng trong hệ thống sử dụng bơm dịch), ICM (van tiết lưu điện tử), AKVA (van tiết lưu điện tử) và cụm van ICF (tích hợp bộ van chặn, phin lọc, van tiết lưu). Để phù hợp với từng ứng dụng có thể tham khảo qua phần mềm CoolSelector của Danfoss để lựa chọn van tiết lưu cân đối giữa kinh tế và kỹ thuật.
Van an toàn, cảm biến áp suất – mức lỏng – nhiệt độ: Nhìn thì nhỏ, nhưng đây là các thiết bị đảm bảo sự sống còn cho cả hệ thống. Hiện nay các nhà thầu lạnh chưa có kinh nghiệm hay bỏ qua các thiết bị tuy nhỏ nhưng ảnh hưởng rất lớn đến thiết bị trong quá trình vận hành. Các van an toàn SFV hoặc SFA được gắn trong hệ thống để đảm bảo về an toàn áp suất trong hệ thống lạnh. Van phao cảm biến mực lỏng tại các bình chứa cũng rất quan trọng đóng vai trò bảo vệ máy nén không bị ngập lỏng, bảo vệ bơm dịch không bị cháy và duy trì các van cấp dịch tại bình chứa hạ áp.....

Nhóm thiết bị phụ trợ

Bình chứa cao áp – HP Receiver: Đây là nơi chứa môi chất lỏng được ngưng tụ sau khi ra khỏi dàn ngưng và cấp đi đến các phụ tải ví dụ như bình chứa hạ áp, dàn lạnh,...... Nếu thiết kế không có ống xả khí không ngưng thì chỉ vài năm sẽ đầy không khí bên trong gây ảnh hưởng đến hiệu quả làm lạnh. Thiết kế bình chứa bằng vật liệu thép A36/SS400 hoặc tương đương. Đối với bình chứa cao áp ta thiết kế vận hành với áp suất 20 Bar.
Bình chứa thấp áp – LP Vessel: Có nhiệm vụ cấp dịch đến thiết bị bay hơi (như các phụ tải nêu trên) và tách lỏng trước khi môi chất được hút về máy nén, nên luôn yêu cầu hệ thống phao hoặc cảm biến mức lỏng chính xác. Thiết kế bình chứa bằng vật liệu thép A36/SS400 hoặc tương đương. Đối với bình chứa cao áp ta thiết kế vận hành với áp suất 16 Bar. Về các bình chứa chúng tôi lựa chọn Kho Lạnh Thành Phố là nơi gia công uy tín về mặt cơ khí của các dự án NH3.
Bình tách khí không ngưng: Nguyên lý hoạt động theo sự ngưng tụ và bay hơi của môi chất. Kết nối các điểm cao nhất của các thiết bị nối với bình tách khí không ngưng sau đó trích một đường cấp dịch từ bình chứa cao áp để bay hơi trong ống xoắn, sau đó môi chất NH3 sẽ được ngưng tụ lại và nằm dưới đáy bình còn khí không ngưng sẽ không ngưng tụ được lúc này ta bắt đầu mở van xả từ từ khí không ngưng ra khỏi bình - đặc biệt lưu ý phải xả NH3 vào bồn nước hấp thụ tránh xả ra trực tiếp ngoài không khí gây ô nhiễm nguy hiểm đến sức khỏe con người.
Bình tập trung dầu: Có chức năng gom còn dầu đọng lại tại các thiết bị phụ tải như bình chứa, dàn lạnh,..... bằng phương pháp chênh lệch nhiệt độ, áp suất.
Bơm dịch NH3: Cần tính toán lưu lượng và cột áp vừa đủ để chọn bơm dịch phù hợp tránh lãng phí, bền bỉ trong quá trình vận hành. Hiện nay có rất nhiều hãng bơm dịch được các nhà thầu sử dụng cho dự án hệ thống kho lạnh NH3 như Teikoku (Nhật), Hermetic (Nhật), Ocean Blue (China),......

3. Kết luận: Hệ thống lạnh NH3 là một chuỗi mắt xích các thiết bị hỗ trợ nhau

Hệ thống lạnh NH3 không chỉ là một "bài toán thiết bị", mà là sự kết hợp của kinh nghiệm, tính toán, tiêu chuẩn và tư duy hệ thống. Mỗi thiết bị đều có lý do tồn tại, có đặc tính riêng, và nếu chọn sai hoặc lắp sai, bạn sẽ phải trả giá bằng điện năng, tuổi thọ hoặc an toàn con người.

Tôi chia sẻ bài viết này không phải để khoe lý thuyết, mà là để giúp bạn – một nhà đầu tư, kỹ sư vận hành hay kỹ thuật viên – thấu hiểu bản chất của từng thiết bị và từ đó vận hành hệ thống lạnh NH3 bền vững, tiết kiệm và an toàn.

Hãy để chuyên gia của Kho Lạnh Thành Phố đồng hành từ khâu thiết kế đến lắp đặt hệ thống kho lạnh công nghiệp NH3.

Liên hệ ngay: 0901 415 425 - Phòng kinh doanh

Hoặc có thể quét mã QR để gửi thông tin cho chúng tôi về việc bạn quan tâm đến thiết bị/ sản phẩm/ dịch vụ nào của chúng tôi:

Quý khách hàng có thể tham khảo tệp đính kèm bên dưới là tổng thể sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh NH3 cho một dự án chúng tôi đã thực hiện hoặc tham khảo thêm các dự án sau: