Thiết bị bay hơi cho máy làm mát không cửa ngăn là gì
Một thiết bị bay hơi để đi bộ trong mát hệ thống là bộ phận cuộn dây có vây được gắn bên trong phòng bảo quản để hấp thụ nhiệt từ không khí và hạ nhiệt độ bên trong xuống điểm đặt, thường là từ 33°F đến 38°F đối với sản phẩm tiêu chuẩn và kho bảo quản sữa. Thiết bị bay hơi nhận chất làm lạnh lỏng áp suất thấp từ thiết bị đo sáng, cho phép nó sôi thành khí khi hấp thụ nhiệt xung quanh, sau đó gửi hơi đó trở lại máy nén thông qua đường hút. Nếu không có thiết bị bay hơi có kích thước chính xác và được bảo trì, máy làm mát không cửa ngăn không thể giữ nhiệt độ ổn định, điều này ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn thực phẩm và thời hạn sử dụng của sản phẩm.
Về mặt thực tế, thiết bị bay hơi là bộ phận thực hiện công việc làm mát thực tế bên trong hộp. Thiết bị ngưng tụ, dù được làm mát bằng không khí hay được xây dựng xung quanh một Bình ngưng bay hơi , xử lý việc thải nhiệt ra bên ngoài hộp, trong khi thiết bị bay hơi xử lý việc hấp thụ nhiệt bên trong hộp. Hiểu cách hai nửa mạch làm lạnh này tương tác với nhau là điểm khởi đầu để lựa chọn thiết bị phù hợp, định cỡ chính xác và giữ cho thiết bị hoạt động hiệu quả trong nhiều năm.
Máy bay hơi làm mát dạng đi bộ hoạt động như thế nào
Chu trình làm lạnh bên trong máy làm mát không cửa ngăn trải qua bốn giai đoạn liên tục. Chất làm lạnh lỏng rời khỏi bộ thu hoặc bình ngưng và đi qua đường chất lỏng đến van giãn nở nhiệt hoặc van giãn nở điện tử được gắn ngay trước cuộn dây bay hơi. Van đó làm giảm áp suất của chất làm lạnh, khiến điểm sôi của nó giảm mạnh. Khi chất lỏng áp suất thấp, lạnh đi vào ống bay hơi, không khí trong phòng ấm sẽ được một hoặc nhiều động cơ quạt hút qua các vây cuộn dây, truyền nhiệt vào chất làm lạnh và khiến nó sôi thành khí.
Quá trình sôi này, được gọi là hấp thụ nhiệt tiềm ẩn, có hiệu quả loại bỏ nhiệt tốt hơn nhiều so với việc chỉ làm ấm chất lỏng, đó là lý do tại sao hệ thống làm lạnh dựa vào sự thay đổi pha thay vì chỉ làm mát hợp lý. Hơi sinh ra thoát ra qua đường hút quay trở lại máy nén, nơi nó được nén, làm nóng và đẩy về phía thiết bị ngưng tụ để loại bỏ nhiệt hấp thụ ở ngoài trời hoặc vào vòng ngưng tụ từ xa.
- Van giãn nở điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh dựa trên quá nhiệt
- Động cơ quạt bay hơi lưu thông không khí trong hộp qua cuộn dây
- Vây cuộn tăng diện tích bề mặt để trao đổi nhiệt nhanh hơn
- Đường hút mang hơi áp suất thấp trở lại máy nén
Cuộn dây bay hơi so với bình ngưng bay hơi
Một điểm dễ gây nhầm lẫn trong điện lạnh thương mại là sự khác biệt giữa thiết bị bay hơi bên trong hộp và thiết bị bay hơi. Bình ngưng bay hơi bên ngoài nó. Mặc dù cả hai thành phần đều dùng chung từ "bay hơi" trong cuộc trò chuyện thông thường, nhưng chúng phục vụ các mục đích trái ngược nhau trong mạch làm lạnh.
Chức năng cuộn dây bay hơi
Cuộn dây bay hơi hấp thụ nhiệt từ bên trong bộ làm mát không cửa ngăn, làm mát sản phẩm được bảo quản và không khí xung quanh. Nó là một thiết bị hấp thụ nhiệt nằm ở phía áp suất thấp của hệ thống.
Chức năng ngưng tụ bay hơi
Một Bình ngưng bay hơi là một thiết bị loại bỏ nhiệt thường được tìm thấy trên các kệ làm lạnh thương mại hoặc công nghiệp lớn hơn. Thay vì chỉ sử dụng không khí xung quanh như bình ngưng làm mát bằng không khí tiêu chuẩn, nó kết hợp chuyển động của không khí với phun nước tuần hoàn lên cuộn dây ngưng tụ, tạo ra khả năng làm mát bay hơi giúp giảm nhiệt độ ngưng tụ hiệu quả hơn, đặc biệt ở vùng khí hậu nóng hoặc khô. Điều này có thể làm giảm áp suất đầu máy nén và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống so với bình ngưng làm mát bằng không khí hoàn toàn trong cùng điều kiện môi trường.
Đối với một máy làm mát không cửa ngăn duy nhất, Bình ngưng bay hơi ít phổ biến hơn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí đơn giản, nhưng nó trở thành một lựa chọn phù hợp khi bộ làm mát không cửa ngăn được gắn vào hệ thống giá đỡ nhiều mạch lớn hơn phục vụ nhiều hộp cùng lúc, vì hiệu suất tăng theo tổng trọng tải hệ thống.
Các loại cuộn dây bay hơi phổ biến cho máy làm mát không cửa ngăn
Thiết bị bay hơi làm mát không cửa ngăn thường được nhóm lại theo khoảng cách vây, phương pháp rã đông và kiểu lắp đặt. Việc chọn đúng loại phụ thuộc vào sản phẩm được bảo quản, độ ẩm xung quanh và tần suất mở cửa.
| Loại cuộn | Khoảng cách vây | Trường hợp sử dụng tốt nhất |
|---|---|---|
| Cuộn vây tiêu chuẩn | 4 đến 6 vây mỗi inch | Máy làm mát sản phẩm và đồ uống nói chung |
| Cuộn vây rộng | 2 đến 3 vây mỗi inch | Bảo quản thịt, hải sản hoặc nơi có độ ẩm cao |
| Giá treo trần cấu hình thấp | 4 đến 5 vây mỗi inch | Máy làm mát nhỏ có khoảng sáng gầm hạn chế |
| Đơn vị song song cuộn dây kép | 4 vây mỗi inch | Lối vào lớn với lượng người qua cửa cao |
Khoảng cách vây rộng hơn làm giảm khả năng băng giá kết nối giữa các vây, điều quan trọng nhất trong các thùng làm mát bảo quản các sản phẩm ướt hoặc có độ ẩm cao như thịt tươi, hải sản hoặc sản phẩm vừa mới đông đá. Khoảng cách vây chặt hơn mang lại nhiều diện tích bề mặt hơn trên mỗi cuộn dây nhưng yêu cầu chu kỳ rã đông thường xuyên hơn để tránh hạn chế luồng không khí.
Định cỡ thiết bị bay hơi chính xác cho hộp
Kích thước bắt đầu bằng việc tính toán tải nhiệt thích hợp. Các thiết bị bay hơi có kích thước nhỏ chạy liên tục mà không bao giờ đạt đến điểm đặt, trong khi các thiết bị bay hơi quá lớn có thể hoạt động trong thời gian ngắn, dẫn đến kiểm soát độ ẩm kém và nhiệt độ không đồng đều. Tính toán tải đủ điều kiện thường tính đến các biến sau.
- Tổng thể tích bên trong của bộ làm mát không cửa ngăn tính bằng feet khối
- Độ dày cách nhiệt của tường, trần và sàn và giá trị R
- Nhiệt độ môi trường xung quanh hộp, bao gồm cả mọi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời
- Số lần mở cửa hàng ngày và thời gian trung bình mỗi lần mở
- Tải trọng kéo xuống của sản phẩm, nghĩa là lượng sản phẩm ấm đi vào hàng ngày và phải làm mát bao xa
- Nhiệt sinh ra bởi ánh sáng bên trong và bất kỳ động cơ điện nào bên trong hộp
Là điểm tham chiếu chung được các kỹ thuật viên điện lạnh tại hiện trường sử dụng, một sản phẩm tủ làm mát không cửa ngăn rộng 8 x 10 feet điển hình ở 35°F với lưu lượng cửa vừa phải thường nằm trong khoảng từ 6.000 đến 9.000 BTU mỗi giờ với công suất yêu cầu, mặc dù con số này thay đổi đáng kể theo chất lượng cách nhiệt, khí hậu và loại sản phẩm. Bất kỳ quyết định về kích thước nào cũng phải được xác nhận dựa trên kích thước hộp và kiểu sử dụng cụ thể thay vì chỉ dựa vào quy tắc ngón tay cái.
Hệ thống rã đông và tại sao chúng quan trọng
Bởi vì bề mặt cuộn dây bay hơi chạy dưới mức đóng băng trong quá trình hoạt động, sương giá tích tụ tự nhiên trên các cánh tản nhiệt theo thời gian. Nếu không được quản lý, sự tích tụ sương giá sẽ hạn chế luồng không khí, giảm hiệu suất truyền nhiệt và cuối cùng chặn hoàn toàn cuộn dây, buộc máy nén phải chạy lâu hơn trong khi công suất làm mát giảm xuống. Một hệ thống rã đông tồn tại để định kỳ làm tan lớp băng giá này mà không để nhiệt độ hộp tăng quá mức.
Rã đông ngoài chu kỳ
Dựa vào nhiệt độ hộp trên 35°F để làm tan sương giá nhẹ một cách tự nhiên trong thời gian máy nén ngừng hoạt động. Thích hợp cho các máy làm mát nhiệt độ trung bình với khả năng hình thành sương giá tối thiểu.
Lò sưởi điện rã đông
Sử dụng các bộ phận làm nóng được nhúng xung quanh cuộn dây, được kích hoạt trên bộ hẹn giờ hoặc cảm biến nhu cầu, để làm tan băng giá nhanh chóng. Phổ biến ở các thiết bị làm mát nơi nhiệt độ hộp ở gần hoặc dưới mức đóng băng trong thời gian dài.
Rã đông theo thời gian, kết thúc theo nhiệt độ
Kết hợp bộ hẹn giờ rã đông với cảm biến nhiệt độ gắn trên cuộn dây để quá trình rã đông kết thúc ngay khi cuộn dây đạt đến nhiệt độ kết thúc đã đặt, tránh thêm nhiệt không cần thiết vào hộp. Cách tiếp cận này được sử dụng rộng rãi vì nó cân bằng giữa việc sử dụng năng lượng và độ tin cậy trong việc kiểm soát băng giá.
Luồng khí, cấu hình quạt và vị trí sản phẩm
Ngay cả một thiết bị bay hơi có kích thước phù hợp cũng sẽ hoạt động kém nếu luồng không khí đi qua hộp bị cản trở. Quạt bay hơi được thiết kế để thổi không khí đi một khoảng cách nhất định trong phòng và việc xếp sản phẩm quá gần cuộn dây, chặn đường dẫn khí quay trở lại hoặc giá quá tải gần thiết bị có thể tạo ra các túi ấm ở xa cuộn dây trong khi khu vực ngay bên dưới nó lạnh hơn điểm đặt.
Các kỹ thuật viên thường khuyên bạn nên chừa khoảng trống ít nhất 4 đến 6 inch giữa sản phẩm được lưu trữ và trần hoặc tường gần thiết bị bay hơi và tránh bất kỳ giá đỡ nào trực tiếp trên đường xả của quạt. Nhiều động cơ quạt nhỏ hơn thường được ưu tiên hơn một động cơ lớn trong các lối đi rộng vì chúng phân phối luồng không khí đồng đều hơn dọc theo chiều dài của căn phòng và cung cấp khả năng dự phòng nếu một động cơ bị hỏng.
Thực hành tốt nhất về cài đặt
- Gắn thiết bị bay hơi cách xa cửa xoay để giảm sự xâm nhập của không khí ấm vào cuộn dây trực tiếp
- Độ dốc đường thoát nước ngưng hợp lý và cách nhiệt để tránh đổ mồ hôi và nhỏ giọt bên trong hộp
- Đường thoát nước dạng bẫy và băng nhiệt chạy qua những không gian không được sưởi ấm để tránh bị đóng băng vào mùa đông
- Giữ các bộ dây dẫn chất làm lạnh ngắn nhất có thể và có kích thước phù hợp để giảm thiểu sụt áp
- Xác minh bóng đèn van tiết lưu được kẹp và cách nhiệt chính xác trên đường hút để kiểm soát quá nhiệt chính xác
Thiết kế đường thoát nước kém là một trong những nguyên nhân thường gặp nhất gây ra hư hỏng do nước gây khó chịu hoặc hình thành băng trên sàn của bộ làm mát không cửa ngăn, do đó, nó đáng được chú ý nhiều trong quá trình lắp đặt cũng như chính đường ống dẫn chất làm lạnh.
Lịch trình bảo trì để kéo dài tuổi thọ thiết bị bay hơi
Bảo trì định kỳ giúp thiết bị bay hơi hoạt động gần hiệu suất định mức và ngăn ngừa các sự cố nhỏ trở thành hỏng hóc tốn kém. Bảng dưới đây phác thảo chu trình bảo trì chung được sử dụng ở nhiều nhà bếp thương mại và kho lạnh.
| Nhiệm vụ | Tần số | Mục đích |
|---|---|---|
| Kiểm tra cuộn dây trực quan | hàng tháng | Kiểm tra xem có sương giá tích tụ, vây bị cong hoặc mảnh vụn không |
| Làm sạch vây | Hàng quý | Loại bỏ bụi và dầu mỡ hạn chế luồng không khí |
| Xả đường cống | Hàng quý | Chống tắc nghẽn và đọng nước trong chảo |
| Kiểm tra động cơ quạt và vòng bi | Nửa năm một lần | Phát hiện sự hao mòn sớm trước khi hỏng động cơ |
| Kiểm tra quá nhiệt và làm mát phụ | Mộtnual | Xác nhận chức năng van và nạp chất làm lạnh thích hợp |
Các sự cố thường gặp về thiết bị bay hơi và cách khắc phục sự cố thực tế
| triệu chứng | Nguyên nhân có thể xảy ra | Kiểm tra đầu tiên |
|---|---|---|
| Nhiệt độ hộp sẽ không giảm | Cuộn dây bị đóng băng hoặc luồng không khí bị hạn chế | Kiểm tra cuộn dây xem có bị đóng băng hoặc đóng băng không |
| Nước đọng trên sàn | Đường thoát nước bị tắc hoặc không được sưởi ấm | Theo dõi đường thoát nước để phát hiện tắc nghẽn hoặc đóng băng |
| Nhiệt độ không đồng đều trên hộp | Luồng khí bị chặn hoặc quạt hỏng | Xác nhận tất cả các động cơ quạt đang chạy và không bị cản trở |
| Máy nén chu kỳ ngắn | Thiết bị bay hơi quá khổ hoặc lỗi điều khiển | Xem lại cài đặt chênh lệch nhiệt độ |
| Sương giá dư thừa quay trở lại nhanh chóng sau khi rã đông | Cửa để mở hoặc cửa bịt kín kém | Kiểm tra các miếng đệm và hoạt động của cửa gần hơn |
Hiệu quả năng lượng và chi phí vận hành
Thiết bị bay hơi tương tác trực tiếp với tổng mức sử dụng năng lượng của hệ thống vì nó đặt áp suất hút vận hành và nói rộng ra là khối lượng công việc của máy nén. Cuộn dây có kích thước nhỏ hoặc bị bẩn buộc máy nén phải kéo áp suất hút thấp hơn để đạt được nhiệt độ hộp mục tiêu, điều này làm tăng tỷ lệ nén và tiêu thụ điện. Giữ cánh tản nhiệt sạch sẽ và luồng không khí không bị cản trở là một trong những bước có chi phí thấp nhất, tác động cao nhất mà người vận hành có thể thực hiện để kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng.
Về mặt loại bỏ nhiệt, việc kết hợp một thiết bị bay hơi phù hợp với phương pháp ngưng tụ hiệu quả cũng rất quan trọng. Các hệ thống sử dụng một Bình ngưng bay hơi có thể duy trì áp suất đầu thấp hơn và ổn định hơn trong thời tiết ấm áp so với các bình ngưng làm mát bằng không khí tiêu chuẩn hoạt động trong cùng điều kiện môi trường, vì làm mát bay hơi đưa nhiệt độ ngưng tụ đến gần nhiệt độ bầu ướt hơn là nhiệt độ bầu khô cao hơn. Áp suất đầu thấp hơn giúp giảm cường độ dòng điện của máy nén, điều này có thể giúp tiết kiệm năng lượng đáng kể trong mùa làm mát đối với các giá làm lạnh nhiều hộp lớn hơn.
Khi thiết bị ngưng tụ bay hơi có ý nghĩa đối với hệ thống kho lạnh
Một Bình ngưng bay hơi thường được xem xét khi tổng công suất hệ thống tăng lên vượt quá một máy làm mát không cửa ngăn nhỏ, chẳng hạn như các cơ sở chạy nhiều máy làm mát không cửa ngăn và tủ đông trên một giá dùng chung hoặc kho lạnh lớn hơn. Sự kết hợp phun nước và không khí cưỡng bức cho phép nhiệt độ ngưng tụ theo dõi gần hơn với nhiệt độ bầu ướt của không khí ngoài trời, hầu như luôn thấp hơn nhiệt độ bầu khô được sử dụng làm cơ sở thiết kế cho bình ngưng làm mát bằng không khí tiêu chuẩn.
Ưu điểm thường được trích dẫn
- Áp suất đầu trung bình thấp hơn khi vận hành trong thời tiết nóng
- Giảm năng lượng tiêu thụ của máy nén so với các thiết bị làm mát bằng không khí hoàn toàn dưới tải xung quanh bằng nhau
- Dấu chân vật lý nhỏ hơn so với bình ngưng làm mát bằng không khí có công suất tương đương ở một số cấu hình
Sự đánh đổi để cân
- Yêu cầu cung cấp nước và xử lý nước định kỳ để kiểm soát cặn khoáng
- Bảo trì bổ sung xung quanh máy bơm tuần hoàn, vòi phun và bể chứa nước thải
- Chi phí lắp đặt và thiết bị trả trước cao hơn so với thiết bị làm mát bằng không khí tương đương dành cho các ứng dụng hộp đơn nhỏ
Đối với một máy làm mát không cửa ngăn nhỏ, thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí tiêu chuẩn vẫn là lựa chọn phổ biến hơn và tiết kiệm chi phí hơn. Nền kinh tế chuyển dịch theo hướng Bình ngưng bay hơi khi tổng tải làm lạnh được kết nối và mức độ nghiêm trọng của khí hậu tăng lên.
Dấu hiệu đã đến lúc thay thế cuộn dây bay hơi
Cuộn dây bay hơi có tuổi thọ dài khi được bảo trì, nhưng một số điều kiện nhất định báo hiệu rằng việc thay thế sẽ tiết kiệm hơn so với việc tiếp tục sửa chữa. Ống cuộn dây bị ăn mòn hoặc rò rỉ, các cánh tản nhiệt bị xẹp do hư hỏng do băng lặp đi lặp lại, động cơ quạt liên tục bị hỏng trên cùng một cuộn dây và một cuộn dây không còn khả năng giữ chân không sau khi sửa chữa hàn đồng đều là những dấu hiệu phổ biến. Trong môi trường ven biển hoặc có độ ẩm cao, hiện tượng ăn mòn cuộn dây có xu hướng tiến triển nhanh hơn, điều này có thể rút ngắn thời gian sử dụng thực tế so với các địa điểm khô hơn trong đất liền.
Như một tài liệu tham khảo chung, nhiều cuộn dây bay hơi thương mại hoạt động liên tục dự kiến sẽ tồn tại từ 10 đến 15 năm trước khi tổn thất hiệu suất hoặc sửa chữa nhiều lần khiến việc thay thế trở thành lựa chọn hợp lý hơn, mặc dù tuổi thọ sử dụng thực tế thay đổi tùy theo chất lượng bảo trì, loại chất làm lạnh và môi trường vận hành.
Câu hỏi thường gặp
Nhiệt độ nào nên duy trì thiết bị bay hơi làm mát không cửa ngăn?
Hầu hết các máy làm mát không cửa ngăn được thiết lập để duy trì nhiệt độ không khí trong hộp trong khoảng từ 33°F đến 38°F, mặc dù mục tiêu chính xác phụ thuộc vào sản phẩm được lưu trữ, vì một số mặt hàng như sản phẩm có lá thích nhiệt độ cao hơn trong phạm vi đó trong khi sữa và protein thô thường ở gần mức thấp hơn.
Bao lâu thì nên làm sạch cuộn dây bay hơi?
Lịch làm sạch hàng quý là cơ sở hợp lý cho hầu hết các nhà bếp thương mại, mặc dù các bộ làm mát gần thiết bị nấu ăn có nhiều dầu mỡ trong không khí có thể cần được vệ sinh hàng tháng để ngăn ngừa sự tích tụ màng trên các cánh tản nhiệt.
Thiết bị ngưng tụ bay hơi có cần thiết cho máy làm mát không cửa ngăn nhỏ không?
Không. Một máy làm mát không cửa ngăn nhỏ thường được phục vụ tốt bởi một thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí tiêu chuẩn. Một Bình ngưng bay hơi có xu hướng có ý nghĩa kinh tế trên các hệ thống giá đỡ nhiều hộp lớn hơn, nơi hiệu quả đạt được áp dụng trên tổng tải lớn hơn nhiều.
Tại sao thiết bị bay hơi liên tục đóng băng?
Việc đóng băng nhiều lần thường xảy ra do đồng hồ hẹn giờ rã đông không hoạt động, cảm biến kết thúc rã đông bị lỗi, luồng khí bị hạn chế từ cuộn dây bẩn hoặc cửa không bịt kín đúng cách và cho phép không khí ẩm ấm liên tục đi vào hộp.
Một thiết bị bay hơi có thể quá lớn cho hộp?
Đúng. Một thiết bị bay hơi cỡ lớn có thể làm mát không khí nhanh hơn máy nén và bộ điều khiển được thiết kế để xử lý, dẫn đến chu kỳ ngắn, kiểm soát độ ẩm kém và nhiệt độ không đồng đều trong toàn bộ hộp, vì vậy việc điều chỉnh công suất phù hợp với tải nhiệt được tính toán là quan trọng thay vì chỉ chọn thiết bị lớn nhất hiện có.
Một cuộn dây bay hơi điển hình kéo dài bao lâu?
Với việc bảo trì thường xuyên, hầu hết các cuộn dây bay hơi thương mại vẫn có thể hoạt động trong khoảng 10 đến 15 năm, mặc dù các yếu tố môi trường như độ ẩm ven biển hoặc tiếp xúc với nhiều dầu mỡ có thể rút ngắn thời gian đó.
