KIỂM ĐỊNH HỆ THỐNG LẠNH

• Tweet
• Email

• Tweet
• Email

Nguyên lý hệ thống lạnh kho lạnh, máy làm đá… có hai dạng phổ biến nhất là giải nhiệt bằng gió hay dàn ngưng và giải nhiệt bằng nước còn gọi là bình ngưng.

Trước kia kiểu giải nhiệt bằng gió được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên qua thực tế, nhận thấy những ngày mùa hè nóng nực, nhiều hệ thống áp suất ngưng tụ khá cao, thậm chí rơ le ngắt không hoạt động được.

Vì vậy, hiện nay người ta thường sử dụng bình ngưng hay còn gọi là giải nhiệt bằng nước trong các hệ thống lạnh quy mô lớn.

1. Sơ đồ nguyên lý chung và cấu tạo của hệ thống lạnh

Trên hình dưới đây giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh thường sử dụng cho các kho lạnh bảo quản trong các xí nghiệp chế biến thủy sản hiện nay.

1- Máy nén lạnh
2- Bình ngưng
3- Dàn lạnh
4- Bình tách lỏng
5- Tháp giải nhiệt
6- Bơm giải nhiệt
7- Kho lạnh

• Điểm đặc biệt là trong sơ đồ này bình ngưng kiêm luôn chức năng bình chứa cao áp. Ở loại bình ngưng này, các ống trao đổi nhiệt chỉ bố trí ở phần trên của bình. Với việc sử dụng bình ngưng, bình chứa với hệ thống đơn giản, gọn hơn và cắt giảm được chi phí. Tuy nhiên, nhiệt độ lỏng trong bình thường cao hơn hệ thống có bình chứa riêng.
• Hơi môi chất hút về máy nén là hơi quá nhiệt, được máy nén nén lên bình tách dầu, sau đó dầu sẽ được lọc lại và đưa trở lại máy nén nhờ vào nguyên tắc chênh lệch áp suất. Còn hơi môi chất đưa đến thiết bị ngưng tụ rồi được giải nhiệt ngưng tụ thành lỏng nhờ vào sự trao đổi nhiệt từ tháp giải nhiệt, đưa nước đã được làm mát vào bình ngưng sau đó nước lại trở về từ bình ngưng và tiếp tục được làm mát trong tháp giải nhiệt.
• Sau khi môi chất được giải nhiệt tạo thành lỏng sẽ được đưa vào bình chứa cao áp, rồi đi qua phin lọc để lọc các cặn bẩn và hơi trong môi chất, sau đó đi qua bình hồi nhiệt để làm tăng độ lạnh.
• Môi chất lỏng tiếp tục đi qua kín xen lỏng rồi thành hai đường vào dàn lạnh, nhờ vào van tiết lưu mà gas lỏng được hạ nhiệt độ và áp suất trong dàn lạnh, van tiết lưu nhiệt sẽ điều chỉnh lượng lỏng nhờ có bầu cảm biến. Sau đó hơi lỏng tiếp tục đi về bình hồi nhiệt, môi chất được tách lỏng, máy nén thì hút hơi về, một quy trình như vậy kết thúc và được lặp đi lặp lại.

2. Nguyên lý hệ thống lạnh của máy lạnh

Môi trường lạnh được tạo ra theo bằng nhiều cách, nhưng 2 cách phổ biến nhất trong kỹ thuật lạnh đó là:

• Cho dòng khí cao áp đột ngột hạ áp suất: để làm việc đó có thể sử dụng van hoặc máy dãn nở. Nếu dùng máy dãn nở thì lợi dụng được công để bù năng lượng. Còn dùng van sẽ thực hiện quá trình tiết lưu để làm giảm áp đột ngột của dòng lỏng hay khí mà không sinh ra thêm công. Sau khi hạ áp suất rồi, khí trở nên lạnh.
• Làm lạnh bằng phương pháp chuyển pha: Khi chuyển từ pha này sang pha kia, vật chất sẽ thu vào một nhiệt lượng, gọi là nhiệt chuyển pha. Lợi dụng hiệu ứng này người ta chế ra máy lạnh hơi phổ biến hiện nay. Cho ga lỏng hóa hơi phía bên trong dàn lạnh sẽ hút nhiệt của môi trường tiếp xúc.

3. Nguyên lý hệ thống lạnh của máy làm đá

• Hơi được hút về máy nén dưới dạng hơi áp thấp, nhiệt độ cao nên áp suất cao.
• Sau đó đi qua bình tách dầu để tách các bụi dầu ra khỏi hơi môi chất rồi quay về bình ngưng để trao đổi nhiệt và thải nhiệt làm hạ nhiệt độ và áp suất, ngưng tụ thành dạng lỏng.
• Môi chất ở dạng lỏng được đi qua thiết bị hồi nhiệt và làm giảm nhiệt môi chất.
• Môi chất lỏng được đưa vào bình chứa áp cao, dòng môi chất qua hệ thống tiết lưu làm giảm áp suất tới áp suất bay hơi.
• Môi chất lên dàn bay hơi nhận nhiệt của nước đá và bay hơi.

4. Cấu tạo của hệ thống máy làm lạnh nước công nghiệp

Hệ thống tuần hòan môi chất lạnh

• Hệ thống này gồm máy nén, ống dẫn gas và các phụ kiện của nó, thiết bị trao đổi nhiệt (Bình bốc hơi, bình ngưng tu hoặc dàn ngưng tụ), van tiết lưu nhiệt, van điện từ, thiết bị bảo vệ áp suất thấp/cao, thiết bị điều khiển năng suất, vv…
• Nếu áp suất làm việc hệ thống vượt quá hoặc nằm dưới khỏang cài đặt cho trước, thiết bị bảo vệ áp suất cao/ thấp sẽ dừng họat động máy nén của máy lạnh. Bộ điều khiển năng suất sẽ giữ tỉ lệ công suất máy nén họat động khi tải lạnh giảm.
• Van tiết lưu nhiệt sẽ thực hiện tiết lưu quá trình giảm áp suất tác nhân lạnh mà được quá lạnh ở bình ngưng tụ hoặc dàn ngưng, điều khiển lượng tác nhân lạnh cấp vào bình bốc hơi.
• Van điện từ được sử dụng để ngừng cấp tác nhân lạnh sau khi dừng máy lạnh để tránh khó khởi động ở lần tiếp theo.

Hệ thống tuần hòan nước giải nhiệt hoặc dàn ngưng giải nhiệt gió cưỡng bức:

• Hệ thống tuần hoàn nước giải nhiệt này gồm bình ngưng, bơm tuần hòan nước giải nhiệt, van chặn, van một chiều, ống nước và các phụ kiện của nó, tháp giải nhiệt, lắp đặt ống nước, vv…
• Chức năng của hệ thống này là hạ thấp nhiệt độ của bình ngưng. Nước có nhiệt độ cao được bơm từ bình ngưng đến tháp giải nhiệt thực hiện trao đổi nhiệt để giảm nhiệt độ, rồi đưa nước được làm lạnh trở lại bình ngưng và duy trì sự tuần tòan này liên tục.
• Lắp ráp hệ thống ống dẫn nước cấp bổ sung cung cấp nước đến tháp giải nhiệt để bổ sung nước tổn thất do cuốn đi, thất thóat hoặc bốc hơi.
• Dàn ngưng quạt giải nhiệt gió cưỡng bức gồm dàn ngưng ống đồng có cánh tản nhiệt nhôm và quạt gió đặt ở trên hoặc ở mặt trước của máy.
• Cụm dàn ngưng này được ốp xung quanh vỏ máy lạnh (cục nóng) nằm bên ngoài. Chức năng của quạt này cấp gió cưỡng bức để giải nhiệt gas nóng, hạ thấp nhiệt độ và ngưng tụ gas ở áp suất cao trong dàn.
• Không khí từ các mặt bên đi qua dàn ngưng và được quạt hút thổi không khí nóng lên trên hoặc thổi ra phía trước thực hiện giải nhiệt cho gas ở dàn ngưng.

Hệ thống tuần hòan nước lạnh:

• Hệ thống này gồm bình bốc hơi, bơm tuần hòan nước lạnh, van chặn, van một chiều, ống dẫn nước và phụ kiện, thiết bị sử dụng không khí (AHU,FCU), bình giãn nở, lắp ráp ống dẫn nước,vv…
• Chức năng của hệ thống này là bơm nước lạnh từ máy làm lạnh nước đến AHU/FCU/Air washer/thiết bị sản xuất thực hiện trao đổi nhiệt để giảm nhiệt độ không khí/làm mát máy, rồi đưa nó trở lại máy làm lạnh nước để làm lạnh trở lại và duy trì sự tuần hòan liên tục
• Nếu nhiệt độ nước làm lạnh dưới 30C thì bộ khống chế chống đông sẽ họat động dừng máy nén để bảo vệ máy lạnh.

Hệ thống tuần hòan không khí:

• Hệ thống này gồm thiết bị sử dụng không khí(AHU/ FCU), ống dẫn không khí, miệng thổi, miệng hồi không khí, ống dẫn không khí về và ống lấy gío tươi,vv…
• Không khí hồi về từ phòng lạnh có thể hỗn hợp với không khí tươi bên ngoài bởi quạt của AHU, rồi không khí hỗn hợp đi qua coil lạnh để làm lạnh, tách ẩm và cung cấp đến phòng lạnh qua hệ thống ống dẫn (ống dẫn không khí và miệng thổi không khí), va duy trì sự tuần hòan liên tục.

Hệ thống điều khiển :

• Hệ thống này gồm tủ điều khiển, công tắc nguồn điện chính, công tắc nhánh, bộ chỉ thị điện áp, hiện thị dòng điện, cầu dao, công tắc tơ, bộ khởi động mô tơ, nút ấn, rơle và đèn hiển thị,vv…

Hệ thống bảo vệ điện:

• Nếu có bất kỳ tình trạng bất thường như là áp suất đẩy quá cao, áp suất hút hoặc áp suất dầu quá thấp, nhiệt độ nước lạnh quá thấp và xảy ra quá tải mô tơ, thiết bị bảo vệ điện sẽ nhả mạch để dừng máy nén và khởi động lại tự động hoặc không tự nhiên khi các tình trạng bất thường được lọai trừ.

5. Vì sao phải kiểm định hệ thống lạnh

Ngoài đảm bảo vận hành an toàn, công tác kiểm định hệ thống lạnh còn có ý nghĩa:

• Tăng năng suất lao động do thời gian làm việc của thiết bị không bị gián đoạn
• Giảm các chi phí bồi thường do tai nạn lao động gây ra
• Giảm hao hụt môi chất lạnh đồng thời tăng khả năng bảo vệ môi trường
• Là bằng chứng pháp lý cần thiết cung cấp cho đơn vị bảo hiểm, khách hàng khi đánh giá
• Tuân thủ quy định pháp luật khi sử dụng thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn.

6. Tiêu chuẩn kiểm định hệ thống lạnh

Các tiêu chuẩn, quy chuẩn được sử dụng trong quá trình kiểm định hệ thống lạnh phải được cơ quan chức năng cho phép.

• QCVN01:2008/BLĐTBXH, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn lao động nồi hơi và bình chịu áp lực
• QCVN21:2015/BLĐTBXH, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về an toàn lao động đối với hệ thống lạnh
• QTKĐ08:2016/BLĐTBXH, Quy trình kiểm định kỹ thuật an toàn hệ thống lạnh
• TCVN 8366:2010, Bình chịu áp lực – Yêu cầu kỹ thuật an toàn thiết kế, kết cấu, chế tạo
• TCVN6104:2015 (ISO 5149), Hệ thống lạnh và bơm nhiệt – Yêu cầu về an toàn và môi trường
• TCVN 6008:2010, Thiết bị áp lực – Mối hàn yêu cầu kỹ thuật và phương pháp kiểm tra
• TCVN9358:2012, Lắp đặt hệ thống nối đất thiết bị cho các công trình công nghiệp – Yêu cầu chung
• TCVN9385:2012, Chống sét cho công trình xây dựng – Hướng dẫn thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống

Có thể kiểm định theo tiêu chuẩn nước ngoài nhưng không được thấp hơn mức quy định trong nước.

7. Quy trình kiểm định hệ thống lạnh

Khi kiểm định hệ thống lạnh. Kiểm định viên phải thực hiện lần lượt theo các bước sau:

Bước 1: Kiểm tra hồ sơ kỹ thuật

• Kiểm tra hồ sơ xuất xưởng, nhật ký vận hành và bảo trì.
• Kiểm tra hồ sơ kiểm định lần trước

Bước 2: Kiểm tra kỹ thuật bên trong, bên ngoài

• Kiểm tra bằng mắt:
  • Xem xét các khuyết tật ăn mòn trên bề mặt kim loại. Các biến dạng hình học.
  • Xem xét lớp bọc bảo ôn, cách nhiệt
  • Kiểm tra cầu thang, sàn thao tác, điều kiện môi trường vận hành

• Kiểm tra không phá hủy:
  • Sử dụng các phương pháp siêu âm, chụp phim, thẩm thấu, bột từ để kiểm tra các khuyết tật ăn mòn trên kim loại cơ bản, đường ống các mối hàn.

Bước 3: Thử nghiệm

• Thử bền: Các thiết bị áp lực, đường ống được cô lập để thử nghiệm ở áp suất quy định.

• Thử kín: Kiểm tra rò rỉ ở áp suất làm việc cho phép trong thời gian tối thiểu là 24 giờ.

Bước 4: Kiểm định các cơ cầu an toàn, bảo vệ, thiết bị đo lường

• Van an toàn, áp kế
• Thiết bị đo mức
• Rơ le nhiệt độ, áp suất
• Hệ thống nối đất, cách điện vỏ thiết bị

Bước 5: Kiểm tra vận hành

• Chỉ thực hiện khi các bước kiểm tra trên đạt yêu cầu. Kết nối các thiết bị, chạy thử ở áp suất làm việc cho phép.

Bước 6: Xử lý kết quả kiểm định hệ thống lạnh

• Lập biên bản kiểm định hệ thống lạnh theo mẫu quy định
• Lập biên bản kiến nghị, khắc phục (nếu có)
• Dán tem và ban hành kết quả kiểm định.

8. Thời gian kiểm định hệ thống lạnh

• Việc kiểm định kỹ thuật an toàn hệ thống lạnh được thực hiện khi:
• Kiểm định lần đầu sau khi lắp đặt, trước khi đưa vào sử dụng
• Kiểm định định kỳ trong quá trình sử dụng. Thông thường chu kỳ kiểm định hệ thống lạnh là 3 năm/lần. Đối với hệ thống lạnh có môi chất độc hại, cháy nổ thì chu kỳ kiểm định định kỳ là 2 năm/lần.
• Kiểm định bất thường là chế độ kiểm định được tiến hành khi có yêu cầu của cơ quan chức năng, đơn vị sử dụng. Khi có thay đổi về vị trí lắp đặt hoặc sau khi thay thế, sửa chữa. Chế độ kiểm định này cũng áp dụng cho các hệ thống có thời gian ngưng sử dụng trên 12 tháng.