Làm sao biết hệ thống lạnh đang thiếu gas hoặc quá tải? hãy cùng Mitsuxfan tiềm hiểu

1/Khái niệm và vai trò của gas lạnh trong hệ thống lạnh

Khái niệm gas lạnh

Gas lạnh (hay còn gọi là môi chất lạnh) là chất trung gian thực hiện quá trình trao đổi nhiệt trong hệ thống lạnh.
Nó có khả năng hấp thụ nhiệt ở khu vực cần làm lạnh (tại dàn bay hơi) và thải nhiệt ra môi trường bên ngoài (tại dàn ngưng tụ), nhờ đó tạo ra và duy trì môi trường có nhiệt độ thấp phục vụ cho các mục đích bảo quản, điều hòa không khí hoặc sản xuất công nghiệp

Trong hệ thống lạnh, gas lạnh thường được nén, hóa hơi và ngưng tụ liên tục trong một chu trình khép kín, qua đó chuyển đổi năng lượng nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp sang nơi có nhiệt độ cao hơn.

Một số loại gas lạnh thông dụng hiện nay gồm:

R22 – thường dùng trong điều hòa dân dụng cũ, hiệu suất cao nhưng gây hại cho tầng ozone.

R134a – dùng trong tủ lạnh, máy lạnh ô tô, thân thiện hơn với môi trường.

R404A, R410A, R32 – thế hệ gas lạnh mới có hiệu suất cao, ít ảnh hưởng môi trường.

NH₃ (Amoniac) – dùng trong hệ thống lạnh công nghiệp, hiệu quả cao nhưng độc và ăn mòn kim loại.

Vai trò của gas lạnh trong hệ thống lạnh

Gas lạnh giữ vai trò trung tâm và quyết định hiệu quả hoạt động của toàn bộ hệ thống làm lạnh. Cụ thể:

. Thực hiện quá trình trao đổi nhiệt
Gas lạnh hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh (qua quá trình bay hơi) và thải nhiệt ra môi trường bên ngoài (qua quá trình ngưng tụ), giúp duy trì nhiệt độ mong muốn.

Duy trì áp suất và nhiệt độ làm việc ổn định
Trong chu trình nén – ngưng – tiết lưu – bay hơi, gas lạnh giữ vai trò duy trì cân bằng nhiệt động, giúp các thiết bị như máy nén, van tiết lưu, dàn trao đổi nhiệt hoạt động trong điều kiện tối ưu.

 Bảo vệ và hỗ trợ hoạt động của máy nén
Một số loại gas lạnh còn chứa dầu bôi trơn, giúp giảm ma sát và mài mòn các chi tiết trong máy nén, kéo dài tuổi thọ thiết bị.

 Ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất năng lượng (COP)
Mỗi loại gas lạnh có đặc tính nhiệt động riêng, ảnh hưởng đến hệ số hiệu quả năng lượng (COP – Coefficient of Performance) của hệ thống. Việc lựa chọn loại gas phù hợp giúp tiết kiệm điện năng và nâng cao hiệu quả vận hành.

 Ảnh hưởng đến môi trường và an toàn vận hành
Gas lạnh còn phải đảm bảo các yêu cầu về an toàn, không cháy nổ, không độc hại, và thân thiện với môi trường, đặc biệt là không gây hiệu ứng nhà kính hay phá hủy tầng ozone.

2/Nguyên lý hoạt động cơ bản của hệ thống lạnh

Chu trình hoạt động của hệ thống lạnh

Hệ thống lạnh hoạt động dựa trên chu trình nén hơi kín, trong đó gas lạnh (môi chất lạnh) liên tục thay đổi trạng thái và áp suất để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt. Chu trình này gồm bốn bộ phận chính:

Máy nén (Compressor)

Chức năng: Hút gas lạnh ở trạng thái hơi có áp suất và nhiệt độ thấp từ dàn bay hơi, sau đó nén lên áp suất và nhiệt độ cao.

quả: Gas lạnh sau khi nén trở thành hơi nóng, áp suất cao, chuẩn bị được đưa sang dàn ngưng tụ.

Vai trò: Là “trái tim” của hệ thống, giúp duy trì sự tuần hoàn của gas lạnh trong toàn bộ chu trình.

Dàn ngưng tụ (Condenser)

Chức năng: Làm nguội và ngưng tụ gas lạnh ở áp suất cao.

Quá trình: Gas nóng từ máy nén đi qua các ống trao đổi nhiệt, được giải nhiệt bằng không khí hoặc nước, chuyển từ trạng thái hơi sang trạng thái lỏng.

Kết quả: Gas lỏng có áp suất cao được đưa đến van tiết lưu để chuẩn bị cho giai đoạn tiếp theo.

Van tiết lưu (Expansion Valve)

Chức năng: Giảm áp suất và nhiệt độ của gas lỏng trước khi đi vào dàn bay hơi.

Quá trình: Khi đi qua van tiết lưu, một phần gas lỏng bị giãn nở đột ngột, tạo thành hỗn hợp gas lỏng – hơi có nhiệt độ rất thấp.

Vai trò: Điều chỉnh lượng môi chất lạnh đi vào dàn bay hơi, đảm bảo hiệu suất làm lạnh ổn định.

Dàn bay hơi (Evaporator)

năng: Hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh (không khí, nước hoặc sản phẩm cần làm lạnh).

Quá trình: Gas lạnh ở áp suất thấp bay hơi hoàn toàn, lấy nhiệt từ môi trường, tạo ra hiệu ứng làm lạnh.

quả: Gas sau khi bay hơi trở lại trạng thái hơi áp suất thấp, sẵn sàng được hút về máy nén để tiếp tục chu trình.

 Chu trình khép kín của gas lạnh

Sau khi hoàn thành quá trình bay hơi, gas lạnh quay trở lại máy nén, bắt đầu chu trình mới. Quá trình này diễn ra liên tục và tuần hoàn, giúp duy trì nhiệt độ ổn định trong không gian làm lạnh.

Sơ đồ tóm tắt chu trình:
Máy nén → Dàn ngưng tụ → Van tiết lưu → Dàn bay hơi → Máy nén

3/Dấu hiệu và hậu quả của việc thiếu gas lạnh trong hệ thống lạnh

Khi hệ thống thiếu gas lạnh, áp suất và nhiệt độ ở dàn bay hơi sẽ giảm xuống, dẫn đến hiệu suất làm lạnh kém. Việc nhận biết sớm các dấu hiệu này rất quan trọng để tránh hư hỏng thiết bị.

Dấu hiệu nhận biết thiếu gas

Máy nén hoạt động liên tục nhưng không đủ lạnh

Máy nén chạy hết công suất nhưng dàn bay hơi không đạt nhiệt độ yêu cầu.

Không khí hoặc môi trường xung quanh vẫn ấm hoặc không lạnh đều.

Áp suất hút thấp bất thường

Đồng hồ đo áp suất ở dàn hút hiển thị giá trị thấp hơn định mức.

Đây là dấu hiệu rõ ràng nhất của việc thiếu môi chất lạnh trong hệ thống.

Ống đồng bám tuyết hoặc sương không đều

Gần van tiết lưu hoặc dàn bay hơi xuất hiện tuyết hoặc sương cục bộ.

Dàn lạnh chỉ lạnh một phần, không đều khắp bề mặt.

Tiếng kêu lạ từ máy nén

Gas lạnh vừa vận chuyển nhiệt vừa mang dầu bôi trơn đi tuần hoàn.

Khi thiếu gas, dầu không đủ bôi trơn, máy nén phát ra tiếng kêu lạ hoặc rung mạnh.

Dòng điện máy nén thấp hơn định mức

Máy nén làm việc nhưng dòng điện giảm, chứng tỏ công suất máy nén không đạt yêu cầu do thiếu gas.

Hậu quả khi thiếu gas kéo dài

Máy nén làm việc quá tải: Do áp suất hút thấp, máy nén phải chạy lâu để đạt nhiệt độ mong muốn.

Dễ nóng và cháy cuộn dây: Máy nén thiếu gas đồng nghĩa thiếu dầu bôi trơn, tăng ma sát và nhiệt độ cuộn dây.

Kẹt piston hoặc hư hỏng cơ khí: Thiếu môi chất lạnh làm dầu bôi trơn không tuần hoàn đủ, gây mài mòn và kẹt các chi tiết chuyển động.

4/Dấu hiệu hệ thống lạnh bị quá tải

Hệ thống lạnh bị quá tải xảy ra khi nhiệt tải thực tế vượt quá khả năng làm lạnh của hệ thống hoặc máy nén hoạt động vượt công suất thiết kế. Tình trạng này nếu kéo dài sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất, tuổi thọ thiết bị và an toàn vận hành.

 Dấu hiệu nhận biết hệ thống quá tải

Áp suất ngưng tụ tăng cao

Đồng hồ đo áp suất dàn ngưng hiển thị giá trị vượt mức quy định.

Dàn ngưng tụ nóng bất thường, không tản nhiệt hiệu quả.

Máy nén hoạt động quá lâu, dòng điện vượt định mức

Máy nén phải chạy liên tục để đạt nhiệt độ yêu cầu.

Dòng điện tiêu thụ cao hơn thông số thiết kế, báo hiệu nguy cơ quá tải và quá nhiệt.

Tiếng ồn và rung mạnh khi vận hành

Máy nén hoặc các ống dẫn gas phát ra âm thanh lạ, rung mạnh hơn bình thường.

Nguyên nhân thường do áp suất cao và quá tải cơ học.

Rơ-le bảo vệ thường xuyên ngắt

Rơ-le bảo vệ máy nén ngắt liên tục do quá dòng hoặc quá nhiệt, báo hiệu hệ thống đang làm việc quá khả năng chịu đựng.

Dù máy nén chạy liên tục, nhiệt độ môi trường vẫn không đủ lạnh.

Hiệu quả làm lạnh giảm, ảnh hưởng đến bảo quản thực phẩm hoặc môi trường cần làm lạnh.

Tuyết đọng nhiều tại dàn lạnh hoặc đường ống

Hiện tượng đóng tuyết cục bộ do gas lạnh không đủ lưu thông hoặc bay hơi không đều, là dấu hiệu hệ thống bị quá tải.

5/Nguyên nhân gây thiếu gas hoặc quá tải

Cách khắc phục & bảo dưỡng hệ thống lạnh

Để hệ thống lạnh hoạt động ổn định, hiệu quả và an toàn, việc kiểm tra, bảo dưỡng và nạp gas đúng cách là rất quan trọng. Dưới đây là những biện pháp cơ bản:

 Kiểm tra và nạp gas lạnh

Đo áp suất gas định kỳ bằng đồng hồ chuyên dụng để xác định lượng gas còn lại và phát hiện rò rỉ.

Nạp gas đúng chủng loại và đúng lượng theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Việc này giúp đảm bảo hiệu suất làm lạnh và tránh tình trạng thiếu hoặc thừa gas.

Không để hệ thống chạy liên tục khi lượng gas chưa đủ, tránh làm hư hỏng máy nén do hoạt động quá tải hoặc thiếu bôi trơn.

Vệ sinh và bảo dưỡng các bộ phận

Dàn ngưng và dàn bay hơi cần được vệ sinh định kỳ để tăng hiệu suất trao đổi nhiệt và ngăn ngừa bám bẩn, đóng tuyết hoặc tắc nghẽn.

Ống dẫn và các mối nối cần được kiểm tra, siết chặt thường xuyên để ngăn rò rỉ gas.

 Bảo vệ máy nén và hệ thống điện

Trang bị rơ-le bảo vệ áp suất, nhiệt độ và dòng điện cho máy nén để tự động ngắt khi có sự cố, tránh quá tải, quá nhiệt và hư hỏng thiết bị.

Kiểm tra định kỳ dây dẫn, đầu nối điện và độ bôi trơn của dầu trong gas lạnh, đảm bảo máy nén vận hành êm và bền.

 Kiểm soát nhiệt tải và vận hành hợp lý

Không để hệ thống hoạt động vượt công suất thiết kế, đặc biệt khi nhiệt tải môi trường cao.

Điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ quạt hoặc lưu lượng gas để duy trì cân bằng chu trình lạnh, tránh tình trạng quá tải hoặc thiếu gas.

6/Một số lưu ý khi vận hành hệ thống lạnh

Theo dõi đồng hồ áp suất hút và xả định kỳ để nhận biết bất thường.

Không tự ý nạp gas “ước lượng” – phải theo tiêu chuẩn kỹ thuật và hướng dẫn của hãng.

Khi phát hiện máy nén nóng, dàn lạnh không lạnh đều, nên ngắt điện và kiểm tra gas ngay.

Sử dụng thiết bị phát hiện rò rỉ gas điện tử để đảm bảo an toàn và môi trường.

7/Kết Luận

Trong quá trình vận hành, thiếu gas hoặc quá tải là hai tình trạng phổ biến nhất khiến hệ thống lạnh hoạt động kém hiệu quả, tiêu tốn nhiều năng lượng và dễ gây hư hỏng thiết bị, đặc biệt là máy nén.

Việc nhận biết sớm các dấu hiệu bất thường như áp suất, nhiệt độ, dòng điện, hiện tượng đóng tuyết hay tiếng ồn bất thường, kết hợp với xử lý kịp thời bằng các biện pháp nạp gas đúng định mức, bảo dưỡng dàn lạnh và kiểm tra các mối nối, sẽ giúp:

Bảo vệ máy nén và các bộ phận khác của hệ thống.

Tiết kiệm điện năng và giảm chi phí vận hành.

Kéo dài tuổi thọ của hệ thống lạnh, đảm bảo hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả.

Tóm lại, vận hành và bảo dưỡng đúng cách là yếu tố then chốt để hệ thống lạnh duy trì hiệu suất tối ưu và tránh những hư hỏng không đáng có.