Máy nén roto lăn – Giáo trình kỹ thuật lạnh (ngành điện công nghiệp) – https://suachuatulanh.edu.vn

Máy nén rôto lăn có thân hình trụ như là
một xilanh, pittông có dạng hình trụ nằm
trong xilanh. Nhờ có bánh lệch tâm, pittông
lăn trên bề mặt trong của xilanh và tạo ra
hai khoang hút và nén. Khi pittông lăn đến
vị trí tấm ngăn, khoang hút đạt thể tích tối
đa, quá trình hút kết thúc. Khi pittông tiếp

tục lăn, quá trình nén bắt đầu và khoang hút

hình thành.Cứ như vậy, khoang nén nhỏ

dần và khoang hút tăng dần đến khi hơi nén Hình 6.4:Máy nén rôto lăn

được đẩy hết ra ngoài, khoang hút đạt cực đại, quá trình hút và nén mới lại bắt
đầu. 6.2.3 Máy nén rôto tấm trượt

Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy nén
rôto tấm trượt giống như máy nén rôto lăn.
Khác nhau cơ bản là các tấm trượt nằm trên
pittông. Pittông không có bánh lệch tâm mà
quay ở vị trí cố định. Pittông và xilanh luôn
tiếp xúc với nhau ở một đường cố định. Cửa
hút không có van, chỉ cửa đẩy có van. Khi
pittông quay, các tấm trượt văng ra do lực ly
tâm và tạo ra các khoang có thể tích

6.2.4 Máy nén rôto xoắn ốc

Máy nén có hai băng xoắn được bố trí ăn
khớp với nhau trong đó có một băng xoắn
cố định và một băng xoắn di động. Khi
làm việc chất công tác được dẫn vào
khoảng trống giửa hai băng xoắn, hai
băng xoắn khép dần từng nấc và tiến dần
vào tâm của hình xoắn ốc, thể tích nhỏ
dần tạo ra áp xuất lớn khi đến tâm, chất
công tác sẽ theo theo cửa thoát đi ra ngoài
và quá trình này được thực hiện liên tục.
6.2.5 Máy nén trục vít

Khi các trục vít quay, chất công tác thông
qua cửa nạp được hút vào buồng khí ở
giữa các trục vít và ở đó chất công tác
được nén giữa các răng sau đó theo cửa
thoát ra ngoài. Cả cửa nạp và cửa thoát
được đóng, mở tự động khi các trục vít
quay, Ở cửa thoát của máy nén có lắp
một van một chiều để ngăn các trục vít tự
quay khi ngừng quá trình nén.

Hình 6.6: Máy nén rôto xoắn ốc

Hình 6.7: Máy nén trục vít

6.3 Các thông số đặc trưng máy nén lạnh

-Thể tích hút lý thuyết : là năng suất hút lý thuyết của máy nén trong một đơn vị thời
gian. Kí hiệu Vlt (m3/s).

-Thể tích hút thực tế: là thể tích hút thực tế của máy nén trong một đơn vị thời gian.Trong

điều kiện làm việc của hệ thống. Kí hiệu Vtt (m3/s).

Vtt = .Vlt (m3/s (6.1)

:Hệ số cấp (tỉ số giữa thể tích hút thực tế và thể tích hút lý thuyết)
-Năng suất khối lượng của máy nén: là lưu lượng khối lượng môi chất mà máy nén thực

hiện hút, nén được trong một đơn vị thời gian. Kí hiệu m (kg/s).

m Vtt .V (kg/s) (6.2)

v tt

Trong đó

v :Thể tích riêng của hơi hút về máy nén (m3/kg).
:Khối lựơng riêng của hơi hút về máy nén (kg/m3)

-Năng suất lạnh của máy nén: là tích số giửa năng suất lạnh riêng và năng suất khối

lượng cuả máy nén. Kí hiệu Q0 (kW).

Q0=m.q0 (kW) (6.3) –

– Hiệu suất nén:Hiệu suất nén là tỷ số giữa công nén đoạn nhiệt lý thuyết và công
nén thực tế cấp cho máy nén. Kí hiệu η.

η
N S
(6.4)
N
el
Trong đó

Ns: Công nén đoạn nhiệt lý thuyết (kW).

Nel: Công nén công nén thực tế cấp cho máy nén (kW).
6.4 Máy nén pittông

6.4.1Phân loại

Máy nén pittông được phân loại theo một số căn cứ sau đây :

–Theo môi chất lạnh : VD máy nén amoniac, máy nén freôn…vv.

–Theo cách bố trí xilanh : thẳng đứng, nằm ngang, hình V,W…vv.

–Theo số xilanh của máy nén : 1,2,4,6,8…

–Theo số cấp nén : máy nén 1 cấp, máy nén 2 cấp, máy nén 3 cấp..vv.

–Theo hướng chuyển động môi chất : máy nén thuân dòng và máy nén ngược dòng
Máy nén thuân dòng: là máy nén mà dòng môi chất không đổi hướng khi đi qua xilanh
Máy nén ngược dòng: là máy nén mà dòng môi chất đổi hướng khi đi qua xilanh.

–Theo phương pháp giữ kín khoang môi chất :

Máy nén hở : động cơ nằm ngoài, truyền động qua đai hoặc khớp nối
Máy nén nửa kín : động cơ nằm trong vỏ máy nén, bích bắt bulông
Máy nén kín : động cơ nằm trong vỏ máy nén hàn

kín – Theo năng suất lạnh Q0

Máy nén nhỏ Q0 < 14 kW (12000 kcal/h)
Máy nén trung bình Q0 = 14 ÷ 105kW
Máy nén lớn Q0 > 105 kW (90000 kcal/h)

6.4.2 Các thông số đặc trưng máy nén pittôngThể tích hút lý thuyết :Vlt=
Thể tích hút lý thuyết :Vlt=
.d 2 P
3 2
4 .s.z.n (m3/s) (6.5)

p

k
Trong đó

Vlt: Năng suất hút lý thuyết (m3/s)
d : Đường kính xilanh (m)
s: Hành trình pittông (m)

p

0
4
n: Tốc độ vòng quay (vòng/s) 1
z: Số pittông
(m3/s)
Thể tích hút thực tế: Vtt = .Vlt (6.6)
vc v
T rong đó
= c. tl. w. r. k (6.7) vlt vtt

c:Hệ số tổn thất do thể tích chết gây ra Hình 6.8: Quá trình làm việc
w:Hệ số tổn thất do môi chất bị nóng lên máy nén pittông

tl:Hệ số tốn thất tính đến môi chất tiết lưu ở van đẩy và máy
nén r:Hệ số tốn thất tính đến môi chất bị rò rỉ qua secmăng k
:Hệ số tổn thất tính đến các tổn thất khác

Hình 6.7: Sự phụ thuộc vào tỉ số nén

Năng suất khối lượng của máy nén: m Vtt .V (6.8)

v tt

λ.π.d2 .s.z.n.q

Năng suất lạnh của máy nén: Q0 V λ.V 0 (kW)(6.9)

m.q0 tt .q0 lt .q0

4v1

v1 v1

Trong đó

m : Năng suấtkhối lượng (kg/s)

q0: Năng suất lạnh riêng (kJ/kg )

Vtt: Thể tích hút thực tế của máy nén (m3/s)
v1: Thể tích hơi hút về máy nén (m3/s)
: Hệ số cấp

Vlt: Thể tích hút lý thuyết của máy nén (m3/s)
d: Đường kính pittông (m)

s: Hành trình pittông (m)
z: Sốxilanh hay số pittông

n: Số vòng quay trục khuỷu (vòng/s)

Công nén lý thuyết (công nén đoạn nhiệt)
Ns = m.l (kW)

Ns

(6.10)
Công suất chỉ thị: Ni ηi (6.11)
Công suất hữu ích:Ne = Ni + Nms (6.12)

Trong đó:

Nms= Vtt .Pms:Công ma sát

Pms:Áp suất ma sát

Vtt:Thể tích thực tế m3/s

Pms = 0,19 – 0,59 với môi chất Freon
Pms= 0,49- 0,69 với môi chất NH3
Công suất điện tiêu thụ

N

el
N
e
(6.13)
td

.

el

Hiệu suất truyền động của khối đai: td 0,95
Hiệu suất truyền động của động cơ: el

=0,8÷0,9 Công suất động cơ lắp đặt

N

dc

1,1 2,1 N

el (6.14)

6.4.3 Các chi tiết máy nén pittông

Hình 6.8: Các loại công nén
và tổn thất năng lượn
a.Thân máy: Còn gọi là cacte hoặc block cacte là chi tiết chínhđể lắp ráp tất cả
các chi tiết còn lại với nhau thành tổ hợp máy nén hoàn chỉnh.Thân máy thường
đúc bằng gang xám, kim loại nhẹ, kết cấu thép hàn. Thân máy yêu cầu phải gia
công với độ chính xác cao.

b.Xilanh: Xilanh là một chi tiết hình trụ rỗng để
pittông chuyển động lên xuống thực hiện quá
trình hút, nén, đẩy môi chất lạnh. Xilanh được
đúc bằng gang xám và được gia công chính xác.
Đối với máy nén ngược dòng: van hút và van đẩy
được bố trí trên nắp xilanh. Các loại máy nén
frêon nhỏ được làmmát bằng không khí nên trên

Hình 6.9: Xilanh
đầu xilanh có các cánh tản nhiệt.

c.Pittông: Pittông trượt có dạng hình trụ, chuyển
động tịnh tiến trong xilanh thực hiện quá trình
hút, nén, đẩy môi chất. Mỗi pittông thường có 3
sécmăng hơi và 1 sécmăng dầu. Pittông đòi hỏi
gia công với độ chính xác cao, tốc độ trung bình
của pittông không vượt quá tốc độ 4÷5 m/s. Đối
với máy nén thuận dòng thì trên pittông bố trí các
van hút và van đẩy.Pittông thường đúc bằng gang

xám hoặc hợp kim nhôm. Hình 6.10: Pittông

d.Sécmăng: Sécmăng có hai loại sécmăng hơi và
sécmăng dầu. Sécmăng hơi dùng để giữ kín
khoanh môi chất, không cho môi chất bị rò rỉ trở
trong quá trình làm việc. Sécmăng hơi thường
được chế tạo bằng gang và được phủ kín bằng

một lớp kim loại có có độ bền cao. Sécmăng dầu Hình 6.11: Sécmăng

sử dụng để đưa dầu bôi trơn pittông, xilanh. Khi pittông đi lên sécmăng dầu thoa một
lớp dầu mỏng lên thành xilanh, khi pittông đi xuống sécmăng dầu gạt lượng dầu thừa

về cácte.

e.Tay biên: là chi tiết kết nối giữa pittông và
trục khuỷu để biến chuyển động quay của trục
khuỷu thành chuyển động tịnh tiến của pittông
trong xilanh.Các lỗ lắp chốt pittông và cổ trục
đều có ổ bạc và được bôi trơn nhờ các lỗ dẫn
dầu.Tay biên đòi hỏi phải có độ dẻo cao và
thường được chế tạo bằng thép rèn.

f.Trục khuỷu: là một trong những chi tiết quan
trọng của máy nén, một đầu được nối trực tiếp
hoặc gián tiếp với động cơ còn một đầu nối với
bơm dầu hoặc bên trên có gắn cánh té dầu bôi
trơn. Trong trục được khoan lỗ để dầu để dầu
chảy đến bôi trơn các chi tiết chuyển động.

Trục khuỷu thường được chế tạo bằng thép 40X bằng
phương pháp rèn.

g.Clapê hút và clapê đẩy: Là các chi tiết đóng, mở tự động theo hiệu áp suất, khi máy
nén thực hiện quá trình hút, đẩy. Lá van ở clapê thường được làm bằng gang xám có
độ dày 0,2÷2,5 mm. Để tránh khí trong khoang đẩy trở lại xilanh yêu cầu lá van đẩy
đóng lại rất nhanh vì vậy lá van đẩy thường được lắp thêm lò xo trở lực. Clapê đẩy
không gắn chặt ở trên nắp xilanh mà được giử bằng lò xo an toàn nhằm mục đích xả
nhanh khí ra ngoài trong trường hợp áp suất đẩy tăng đột ngột.

1:Nắp ngoài xilanh
2: Lò xo an toàn
3:Chốt chẻ
4:Êcu xẻ
5:Êcu
6:Bulông
7:Lồng van xả
8:Lò xo van xả
9:Lá van xả
10:Ổ tựa van xả
11:Vòng dẫn hướng lồng van xả
12:Bulông
13:Tấm van
14:Lò xo van hút
15:Tấm vanhút
16:Secmăng
Hình 6.14: Mặt cắt cụm van đẩy, van hút

17:Pittôn
18:Xilanh

71

Hình 6.13: Trục khuỷu

h.Cơ cấu giảm tải khi khởi động: Có nhiều
phương pháp giảm tải máy nén khi khởi
động, nhưng một trong những phương
pháp tối ưu là giử van hút luôn ở trạng thái
mở, để thực hiện điều này người ta thường
dùng cơ cấu giảm tải bằng dầu. Khi giảm
tải van điện từ 4 mở ra, dưới tác dụng của
áp lực dầu thắng lực lò xo 1, làm thanh
truyền 5 dịch chuyển sang sang trái, vòng
xuyến 6 quay theo chiều kim đồng hồ, nhờ
mặt cắt vát chốt 3 được nâng lên, chống
giử lá van 1 luôn ở trạng thái mở.

2

1 3

6 5 4

Hình 6.15:Cơ cấu giảm tải khởiđộng
1: Lò xo, 2: Lá van hút,3: Chốt nâng

4 :Van điện từ5 :Thanh truyền,
6 :Vòng xuyến

Khi ngừng giảm tải ngắt van điện từ, áp lực dầu mất đi, dưới tác dụng lò xo,
thanh truyền 5 dịch chuyển sang phải, vòng xuyến quay ngược chiều kim đồng
hồ, chốt nâng rơi xuống, lá van đóng mở bình thường.

k.Hệ thống bôi trơn và làm mát

Mục đích của việc bôi trơn là làm giảm ma sát giữa các chi tiết chuyển động trong
máy nén, giảm tiêu hao năng lượng do ma sát, tăng độ kín, tuổi thọ các chi tiết máy.
Có nhiều phương pháp bôi trơn, mỗi loại máy nén có một phương pháp bôi trơn phù
hợp, đối với máy nén kín có trục đứng dầu được bơm từ đáy lên bằng các rãnh xoắn
quanh trục nhờ lực ly tâm. Các máy nén nhỏ hở và nửa kín có thể dùng cơ cấu té
dầu gắn ở trục khuỷu. Khitrục khuỷu quay cánh té với xuống bề mặt thoáng của
dầu và té dầu bôi trơn cho các chi tiết, còn các máy nén có công suất trung bình và
lớn thường được bố trí bơm dầu bánh răng để đưa dầu đến các bề mặt bôi trơn.

Khi các máy nén làm việc, nhiệt độ cuối tầm nén cao do đó có thể làm cháy dầu
bôi trơn, lão hóa nhanh dầu, các chi tiết máy nén dễ mài mòn, biến dạng công gãy
vì vậy cần phải làm mát máy nén. Có nhiều phương pháp làm mát, mỗi loại máy
nén có một phương pháp phù hợp, đối với các máy nén sử dụng môi chất
amôniăc có nhiệt độ cuối tầm nén rất cao nên thường được làm mát bằng nước.
Các máy nén frêon được làm mát bằng cánh tản nhiệt bố trí trên nắp xilanh, đầu
xilanh hoặc được làm mát nhờ hơi môi chất từ thiết bị bay hơi về. Ngoài ra các
máy nén nhỏ cònđược làm mát bằng dầu bôi trơn.

l.Cụm bít ổ trục:Cụm bít ổ trục có nhiệm vụ giữ kín khoang môi chất không cho
môi chất rò rỉ ra ngoài cũng như không cho không khí lọt vào hệ thống khi áp
suất trong máy chân không. Cụm bít ổ trục có nhiều loại khác nhau như: cụm
bít cổ trục kiểu màng, cụm bít cổ trục kiểu hộp xếp tĩnh, cụm bít cổ trục kiểu hộp
xếp quay, tuy nguyên lý cấu tạo khác nhau nhưng đều có chung nhiệm vụ là giử
kín khoang môi chất
1:Đệm kín 6:Nắp
2:Vòng ma sát 7:Lò x
3:Vành làm kín 8:Lỗ dầu vào
4:Hộp xếp 9:Lỗ dầu ra
5:Bulông 10:Trục khuỷu

m.Van an toàn của máy nén

Van an toàn là thiết bị dùng để tự động xả bớt hơi nén về đường hút khi áp
suất quá cao. Đường xả của van an toàn đôi khi cho xả thẳng vào khí quyển.

1:Đường kính danh nghĩa lỗ xả
2: Cửa xả
3: Tấm đệm
4:Tấm đệm
5:Bulông điểu chỉnh
6: Mũ van
7: Kẹp chì
8: Lò xo
9: Thân van
10: Ổ tựa
11:Cửa vào
Hình 6.17: Van an toàn kiểu tấm

n.Bộ sưởi dầu: Trong khi vận hành máy lạnh, nhiều khi máy nén dừng một thời
gian dài. Môi chất lạnh thường bị dầu hấp thụ, đặc biệt các môi chất frêon. Bộ
sưởi dầu đơn giản là một thanh điện trở bố trí trong một vỏ hình trụ đường kính
(10 – 15) mm dài (100 – 200) mm có ren bắt vào đáy cacte máy nén và đệm kín
đảm bảo không chảy dầu ra ngoài. Đối với các máy nén kín có thể bố trí vòng
điện trở nằm bên ngoài dưới đáy của lốc kín.

p.Rơle hiệu áp suất dầu: Đối với các máy nén sử
dụng bơm dầu để bôi trơn, để có thể bôi trơn
máy nén đúng theo chế độ làm việc yêu cầu thì
hiệu áp suất dầu giửa đầu đẩy bơm dầu và cácte
phải đảm bảo. Trong trường hợp hiệu áp suất
dầu tụt xuống dưới mức quy định thì phải
ngừng máy nén. Để thực hiện điều này, người ta
sử dụng một thiết bị gọi là rơle hiệu áp suấtdầu
để bảo vệ. Hiệu áp suất dầu tụt do nhiều nguyên
nhân sau: Bơm dầu bị hư hỏng. Thiếu dầu trong
máy nén. Phin dầu bị tắc bẩn, ống dẩn dầu bị

tắc, gẫy,Lẫn quá nhiều môi chất lạnh trong Hình 6.18: Rơle hiệu áp suất dầu
dầu.Bôi trơn không đảm bảo, ảnh hưởng đến

độ bền các chi tiết máy.Ngoài ra, không điều khiển đựợc các cơ cấu giảm tải khi khởi
động. Khi rơle hiệu áp suất dầu làm việc tín hiệu áp suất cácte được chuyển thành
độ co dãn của hộp xếp LP, tín hiệu áp suất dầu được chuyển thành độ co dãn của
hộp xếp HP. Độ co dãn tổng hợp của hai hộp xếp được chuyển vào cơ cấu ngắt tiếp
điểm. Khi hiệu áp tụt xuống quá thấp, không đảm bảo bôi trơn, rơle hiệu áp dầu
ngắt động cơ và máy nén ngừng chạy. Muốn cho máy chạy lại, phải kiểm tra lại hệ
thống bôi trơn sau đó ấn nút “reset” để đưa máy nén hoạt động trở lại

6.4.4 Các phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh máy nén pittông

Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén nhằm mục đích vận hành hệ thống lạnh một
cách tối ưu, kinh tế và duy trì nhiệt độ buồng lạnh ổn định ở các điều kiện vận hành
khác nhau. Điều chỉnh năng suất lạnh máy nén pittông có 5 phương pháp cơ bản :
-Phương pháp ON/OFF.

-Phương pháp tiết lưu hơi hút.
-Phương pháp Bypass hơi tự động.

-Phương pháp vô hiệu hóa một số xilanh hoặc cụm xilanh.
-Phương pháp thay đổi tốc độ quay trục khuỷu.

a.Phương pháp ON/OFF.

Phương pháp này thường dùng để đóng TBNT

ngắt các máy nén có công suất nhỏ.

Đối với các máy nén sử dụng trong hệ thống

MN

lạnh có công suất nhỏ như tủ lạnh gia đình,

Source: https://suachuatulanh.edu.vn
Category : Thay Bloc Tủ Lạnh