Nhiệm vụ của hệ thống làm mát| Phân loại & Ứng dụng chi tiết

0 lượt xem 12

Hệ thống làm mát là gì? Hiện nay, hệ thống này đang được nhiều nhà máy, xưởng sản xuất quan tâm và lựa chọn ứng dụng thực tiễn. Để có thể vận hành và ứng dụng, bạn cần nắm rõ cấu tạo cũng như nhiệm vụ của hệ thống làm mát là gì? Cùng chúng tôi tìm hiểu trong bài viết dưới đây để nắm rõ hơn về phương pháp này nhé!

Tổng quan nhiệm vụ hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát là gì?

Hệ thống làm mát là tập hợp những chi tiết phụ cùng, còn có vai trò là giải nhiệt cho động cơ, hộp số khi bị nóng và giúp chống đông trong điều kiện thời tiết quá lạnh. 

nhiệm vụ của hệ thống làm mát

Hệ thống làm mát là gì?

Trong tổng số nhiệt lượng sinh ra trong quá trình đốt cháy, có khoảng 24 – 32% năng lượng biến thành cơ năng, 29 – 36% lượng nhiệt theo khí thải đẩy ra ngoài, 7% mất do bức xạ và khoảng 32 – 33% được truyền ra nước làm mát. Việc đốt cháy một hỗn hợp khí hay nhiên liệu trong xy-lanh động cơ sẽ sinh ra nhiệt độ lên đến 2000°C hoặc cao hơn, có nghĩa rằng các chi tiết của động cơ sẽ cực kỳ nóng. 

Tuy nhiên, vách của xy lanh động cơ chi được nóng không quá 260°C mà thôi. Nhiệt độ bên trong cao hơn là nguyên nhân khiến cho cấu trúc dầu bôi trơn bị phá vỡ, mất đi khả năng bôi trơn, làm các chi tiết động cơ bị hư hỏng nhanh chóng.

Để phòng ngừa hiện tượng này, người ta phải sử dụng đến hệ thống làm mát nhằm triệt tiêu một phần nhiệt lượng bị thừa, chiếm khoảng 1/3 lượng nhiệt sinh ra bên trong buồng đốt. Hệ thống làm mát giúp cho động cơ luôn làm việc hiệu quả trong mọi điều kiện hoạt động, mọi tốc độ. 

Nếu năng lượng truyền sang nước làm mát quá nhiều, hiệu suất làm việc của động cơ sẽ bị giảm sút. Vì thế, hệ thống làm mát cần được sử dụng để duy trì nhiệt độ động cơ luôn trong điều kiện tốt nhất, hiệu quả nhất. 

Bên trong hệ thống làm mát cưỡng bức bằng nước của động cơ, nước làm mát sẽ đi theo các đường nước, sau đó áo nước trong động cơ sẽ đi ra két nước. Nước làm mát của hệ thống được luân chuyển bằng bơm tuần hoàn, nhiệt độ của nước được điều chỉnh bằng van hằng nhiệt.

Van hằng nhiệt của hệ thống làm mát có chức năng đóng khí động cơ nguội, lúc này nước làm mát chỉ luân chuyển nội bộ bên trong động cơ, không truyền qua két nước. Nhờ vậy, động cơ sẽ nhanh chóng được làm ấm nhanh chóng, đến nhiệt độ làm việc phù hợp. Khi nhiệt độ nước làm mát tăng đến mức nhiệt làm việc, van hằng nhiệt sẽ bắt đầu mở, cho phép một lượng nước làm mát nhỏ đi qua két nước để làm mát.

Nếu nhiệt độ của nước làm mát càng tăng, mức độ mở van cũng tăng tương ứng, cho phép một lượng lớn nước đi qua két nước cho đến khi 100%. Van hằng nhiệt cũng giúp điều khiển quãng thời gian nước làm mát nằm trong két nước, khiến cho quá trình làm mát đạt hiệu quả cao nhất. 

Không khí sẽ được quạt làm mát thổi qua két nước giúp làm nước mát trước khi quay lại động cơ. Bộ phận quạt làm mát cần được thiết kế sao cho đủ làm nước mát mỗi khi đông chợ ở tốc độ thấp hoặc dừng.

Tìm hiểu nhiệm vụ của hệ thống làm mát là gì?

Làm mát động cơ và máy nén

nhiệm vụ của hệ thống làm mát là

Giúp làm mát động cơ và máy nén

Hệ thống làm mát có nhiệm vụ chính là làm mát bộ phận động cơ, đảm bảo cho động cơ luôn ở nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình làm việc. Ngoài ra, nhiệm vụ không kém phần quan trọng của hệ thống làm mát là rút ngắn thời gian chạy ẩm máy, nhanh chóng đưa động cơ đến mức nhiệt độ làm việc phù hợp.

Bên cạnh đó, hệ thống làm mát còn có chức năng làm mát cho máy nén khí, giúp tăng hiệu suất làm việc cho máy. Đường truyền của nước làm mát máy nén được trích từ đường chính làm mát động cơ.

Làm mát dầu bôi trơn

Trong suốt quá trình vận hành của động cơ, nhiệt độ của dầu bôi trơn sẽ tăng lên không ngừng, đạt mức 2000°C hoặc hơn nữa. Nguyên nhân cơ bản là:

  • Dầu bôi trơn có nhiệm vụ làm mát các trục, sinh ra nhiệt lượng trong quá trình ma sát các ổ trục rồi tỏa ra bên ngoài.
  • Dầu bôi trơn tiếp xúc trực tiếp với nhiều chi tiết máy có nhiệt độ cao, kể đến như cò mổ, đuôi xupap, piston,…
nhiệm vụ của hệ thống làm mát là gì

Hệ thống giúp làm mát dầu bôi trơn

Để đảm bảo cho dầu bôi trơn luôn ở nhiệt độ làm việc ổn định, giữ cho dầu ít bị thay đổi cấu trúc, đảm bảo khả năng bôi trơn, cần phải làm mát dầu. Đường dầu bôi trơn được khoan song song với đường truyền của nước làm mát động cơ. Vai trò của nước làm mát sẽ vừa làm mát động cơ và cả dầu bôi trơn, giúp hạ nhiệt độ cho dầu bôi, giữ cho nhiệt độ không bị quá nóng cũng như quá lạnh.

Phân loại hệ thống làm mát hiện nay

Hệ thống làm mát được chia thành 4 loại chính, gồm làm mát bằng nước, bằng không khí, dầu thủy lực và chiller. Thực tế, sơ đồ hoạt động của các loại hệ thống làm mát về cơ bản đều giống nhau, chỉ có một số đặc điểm khác nhau.

Hệ thống làm mát bằng nước

Hệ thống làm mát bằng nước được chia thành nhiều kiểu khác nhau, như làm mát bằng nước kiểu đối lưu, kiểu bốc hơi và kiểu tuần hoàn cưỡng bức. Mỗi phương pháp làm mát sẽ có cách hoạt động khác nhau:

  • Làm mát bằng nước kiểu đối lưu: Hệ thống hoạt động dựa trên sự chênh lệch áp lực giữa hai cột nước nóng và cột nước lạnh mà không cần bơm. Hệ thống làm mát này có thiết kế khá phức tạp, thế nhưng lại có khả năng hoạt động một cách tự động với công suất nhỏ. Nhược điểm của phương pháp này là mức lưu động trong hệ thống có vận tốc cực nhỏ, xilanh sẽ làm mát không đều.
  • Làm mát bằng nước kiểu bốc hơi: Đây là loại có cấu tạo đơn giản nhất, không cần sử dụng đến bơm hoặc quạt. Khi hoạt động, nước sẽ bị làm nóng lên rồi bốc hơi ra bên ngoài. Sau khi nước bị bốc hơi, tỷ trọng nước tăng lên rồi chìm xuống nhanh chóng, tạo nên hệ thống đối lưu tự nhiên. Điều này dẫn đến khả năng làm mát không đồng đều, khiến thất thoát nhiều nước, khu vực làm mát bị chênh lệch nhiệt độ.
  • Làm mát bằng nước kiểu tuần hoàn cưỡng bức: Phương pháp này gồm có 2 loại là cưỡng bức kín 1 vòng và cưỡng bức hở 2 vòng. Hệ thống này tuy có cấu tạo phức tạp nhất nhưng mang lại khả năng làm mát tốt. Vì thế, phương pháp này thường được các doanh nghiệp lựa chọn để làm mát các động cơ trong nhà xưởng.

Làm mát động cơ bằng không khí

hệ thống làm mát có nhiệm vụ

Sơ đồ hoạt động của hệ thống làm mát bằng không khí

Ưu điểm của hệ thống làm mát bằng không khí (gió) là có cấu tạo đơn giản, chi phí thấp, gồm các phiến tản nhiệt được thiết kế trên nắp xilanh và thân máy. Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động, hệ thống làm mát bằng không khí lại gây ra nhiều tiếng ồn lớn bởi hộc hút gió và quạt, ảnh hưởng đến người sử dụng.

Bên cạnh đó, phương pháp làm mát này khó có thể làm mát được các động cơ phức tạp. Vì thế, chúng thường chỉ được sử dụng để làm mát các hệ thống có không gian mở và bán mở như nhà xưởng, chung cư, với mục đích mang đến không khí trong lành, mát mẻ.

Làm mát bằng dầu thủy lực

Hệ thống này thường được sử dụng trong các nhà máy, xưởng sản xuất, đặc biệt phù hợp với điều kiện thời tiết của Việt Nam. Hệ thống làm mát bằng dầu thủy lực bao gồm 2 loại là làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí. 

Đối với hệ thống làm lạnh dầu thủy lực bằng không khí thường hoạt động theo cách cưỡng bức không khí lạnh vào chất lỏng nóng. Nhờ vậy có thể loại bỏ được vấn đề về chất thải, tránh gây ô nhiễm môi trường và sự ăn mòn cho các thiết bị khác.

vai trò của hệ thống làm mát

Sơ đồ hệ thống làm mát bằng dầu thủy lực

Tuy nhiên, trong quá trình hoạt động lại gây ra nhiều tiếng ồn lớn, ảnh hưởng đến người xung quanh. Bên cạnh đó, môi trường đặt máy cần có không khí trong lành, nếu nhiệt độ bị thay đổi có thể làm ảnh hưởng đến hiệu quả làm mát, khiến cho việc vận hành của máy không được ổn định.

Hệ thống làm mát dầu thủy lực bằng nước sẽ sử dụng nước để hạ nhiệt động cơ. So với phương pháp trên, hệ thống này có chi phí thấp hơn. Ngoài ra, khi nhiệt độ môi trường thay đổi cũng không làm ảnh hưởng đến hoạt động làm mát của thiết bị.

Tuy nhiên, do máy hoạt động bằng nước nên cần đến nguồn nước sạch, cấp nước liên tục. Điều này dẫn đến việc tốn kém chi phí hơn trong quá trình hoạt động.

Hệ thống làm mát Chiller

Phương pháp này áp dụng trạng thái vật lý của chất lỏng, rắn, khí để thu nhiệt và tỏa nhiệt. Hiện nay có 2 loại hệ thống làm mát Chiller được sử dụng phổ biến là giải nhiệt gió và giải nhiệt nước. 

Hệ thống giải nhiệt nước Chiller sử dụng nước thay cho chất tải lạnh. Sau khi nước được làm lạnh ở nhiệt độ 7 – 12°C sẽ chuyển tới những khu vực cần hạ nhiệt. Hệ thống này thường được sử dụng trong các trung tâm thương mại giúp điều hòa không khí, mang lại không gian thoáng khí. Còn tại các nhà máy, xưởng sản xuất, người ta thường sử dụng tháp giải nhiệt để làm mát thiết bị, tăng năng suất lao động.

Hệ thống Chiller giải nhiệt gió sử dụng quạt hút cưỡng bức để làm hạ nhiệt. Phương pháp này có cấu tạo vô cùng gọn nhẹ, dễ dàng lắp đặt và có thể sử dụng trong môi trường không không có nguồn nước sạch. So với giải nhiệt nước, chiller gió có hiệu suất làm lạnh đến khoảng 70%. Các thiết bị chiller giải nhiệt bằng gió thường được ứng dụng để làm mát trong nhà xưởng, hạ nhiệt hóa chất tại những nơi có nguồn nước ô nhiễm, chứa nhiều hóa chất.

Ứng dụng của hệ thống làm mát

Hiện nay có rất nhiều nhà xưởng tập trung các thiết bị máy móc và tất cả nhân công hoạt động, làm việc bên trong xưởng. Do là không gian kín nên thường có nhiệt độ cao, gây bí bách, thiếu không khí. Đặc biệt vào những ngày hè oi nóng, các nhà xưởng làm bằng tôn thường sẽ hấp thụ một lượng lớn nhiệt trong khi khí và tỏa vào không gian, khiến cho bên trong xưởng càng trở nên ngột ngọt, nóng bức hơn.

Trong đó, hệ thống làm mát bằng nước được sử dụng phổ biến nhất. Vai trò của hệ thống làm mát bằng nước là làm mát động cơ, có khả năng làm việc trong điều kiện nhiệt độ cao. Trong quá trình hoạt động, chỉ cần thêm một lượng nước vừa đủ vào bình phụ mà không cần đến két nước như các hệ thống khác.

chức năng của hệ thống làm mát

Ứng dụng thực tế của hệ thống làm mát

Đây là phương pháp được sử dụng để điều hòa, hạ nhiệt cho máy móc, hoặc không gian nơi ở, giúp cho không khí được lưu thông dễ dàng, mang lại sự thông thoáng, dễ chịu. Thiết bị thường được các trung tâm thương mại, nhà máy, xưởng sản xuất sử dụng phổ biến. Nhờ có hệ thống này giúp bảo vệ các máy móc, thiết trong suốt quá trình vận hành.

Có thể thấy rằng, nếu không có hệ thống làm mát thì các xí nghiệp, nhà xưởng hoặc các trung tâm thương mại sẽ gặp nhiều khó khăn, không thể đảm bảo được năng suất làm việc của máy móc vác người lao động.

Bài viết trên là những thông tin tổng hợp về hệ thống làm mát cũng như nhiệm vụ của hệ thống làm mát, giúp cho bạn nắm rõ hơn về hệ thống này. Chắc hẳn, qua bài viết bạn đã hiểu rõ hơn về chức năng và các loại hệ thống làm mát hiện nay. Nếu còn thắc mắc về hệ thống này, hãy để lại câu hỏi trong mục bình luận để Hoanglien.vn giải đáp giúp bạn nhé!