Kỹ thuật điện tử & Điện lạnh

Tìm hiểu về sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước

Các thiết bị làm mát luôn là một trong những bộ phận cần thiết trong hệ thống tản nhiệt ở nhà máy, xưởng sản xuất… Vậy chúng có nhiệm vụ gì? Cấu tạo sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước như thế nào? Có các phương pháp hạ nhiệt bằng nước nào? Chúng ta hãy tìm hiểu thông tin này ngay sau đây và áp dụng vào công việc một cách chính xác, hiệu quả.

Vai trò của hệ thống làm mát bằng nước trong các nhà xưởng

Hệ thống làm mát bằng nước là một trong những công cụ hỗ trợ tích cực và không thể thiếu của máy nén khí. Không chỉ vậy nó còn là trợ thủ đắc lực cho hoạt động của các nhà xưởng, chung cư, khu tập chung nhiều người…

Không chỉ là hệ thống làm mát nhà xưởng bằng nước mà còn là một hệ thống làm mát quan trọng cho nhiều thiết bị máy móc rất quan trọng. Đặc biệt sự ra đời của thiết bị làm mát đã đóng góp một phần không hề nhỏ trong sự phát triển của xã hội.

Đối với một nước có nền nhiệt độ khá cao vào nhà hè như ở Việt Nam thì việc sử dụng các thiết bị làm mát là một việc làm hết sức quan trọng. Bên cạnh việc tạo ra không gian làm việc mát mẻ, thoải mái thì còn bảo vệ các thiết bị máy móc hoạt động tốt hơn và hạn chế tình trạng nóng máy.

he thong lam mat bang nuoc

Cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước

Cấu tạo của hệ thống làm mát bao gồm các bộ phận như sau:

  • +) Thân máy
  • +) Nắp máy
  • +) Đường nước nóng
  • +) Van hằng nhiệt
  • +) Két nước
  • +) Quạt gió
  • +) Ống nước nối tắt
  • +) Bơm nước
  • +) Puli và đai truyền
  • +) Két làm mát dầu

Nguyên lý làm việc của hệ thống làm mát nước

Thiết bị được thực hiện trên nguyên lý khi nhiệt độ của động cơ lên cao quá mức quy định, nguồn nước mát sẽ được đưa từ két nước đi qua các đường ống dẫn. Sau đó đến với các bộ phận như quạt gió, tấm tản nhiệt để hạ nhiệt độ cho động cơ xuống mức thấp nhất. Lúc này nước sẽ bị tăng nhiệt, quay trở lại đường ống, thông qua tấm tản nhiệt để quay lại về két nước.

Các phương pháp làm mát bằng nước

Tuỳ theo sự lưu thông của nước trong sơ đồ khối hệ thống làm mát bằng nước được chia thành ba loại thông dụng là: bốc hơi, đối lưu và cưỡng bức.

Tìm hiểu về sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước

Tản nhiệt bằng nước đối lưu

Trong hệ thống hạ nhiệt bằng nước đối lưu thường gồm: két nước, quạt gió, lớp áo nước trong thân và nắp máy. Két nước sẽ được nối với động cơ thông qua các ống dẫn làm bằng cao su. Chi tiết quạt gió cũng dẫn động bằng puly, từ phần trục khuỷu tới động cơ .

Nhờ sự chênh lệch trọng lượng giữa dòng nước lạnh và nước nóng tại khu vực có nhiệt độ khác nhau. Khi động cơ hoạt động, nguồn nước nóng từ lớp áo nước và di chuyển theo ống vào phía trên két nước, rồi nước đi theo ống dẫn có tiết lưu nhỏ. Ở xung quanh có những phiến tản nhiệt, làm quạt gió hút và đẩy không khí qua, lúc này nước được giảm nhiệt và xuống dưới két nước, rồi men theo ống dẫn, quay trở lại áo nước để làm mát bộ phận động cơ.

Hạ nhiệt bằng nước đối lưu là làm cho nước bốc hơi với tốc độ lưu động của nước nhỏ trong khoảng 0,12 – 0,19m/s, dẫn tới sự chênh lệch nhiệt độ ở nguồn nước đầu vào và đầu ra lớn. Tuy nhiên, hệ thống làm mát này được thiết kế phức tạp hơn, nhưng chúng có ưu điểm là khả năng tự động điều chỉnh sự lưu thông của nguồn nước nên khả năng làm mát các bộ phận tốt hơn.

Do đó, hệ thống làm mát bằng nước đối lưu thường sử dụng ở một số loại động cơ tĩnh, có công suất vận hành nhỏ và xilanh thẳng đứng.

Hạ nhiệt bằng nước bốc hơi

Hệ thống hạ nhiệt bằng nước bốc hơi có cấu tạo đơn giản. Bộ phận chứa nước gồm khoang chứa nước làm mát ở phần thân và nắp máy, cùng bình chứa nước được lắp ở thân máy.

Khi động cơ hoạt động, nhiệt lượng ở các chi tiết khác như lót xi lanh truyền vào nước ở áo nước trên thân máy. Bởi áo nước được nối thông với thùng chứa nên nước sẽ bị nóng dần lên, thậm chí có thể sôi. Do nước sôi nên tỷ trọng giảm, làm cho chúng nổi lên trên mặt thoáng của bình chứa và bốc hơi, rồi mang theo lượng nhiệt thoát ra ngoài khí trời. Sau khi bốc hơi, nước nóng bị mất nhiệt, tỷ trọng tăng lên rồi chìm xuống, tạo thành hệ thống đối lưu tự nhiên.

Bên cạnh đó, hệ thống làm mát nước không có quạt gió và bơm nước, nhưng yêu cầu nước cần phải sạch và ít muối khoáng, nhằm hạn chế tình trạng đóng đóng cặn ở mặt ngoài của lớp lót xi lanh, giúp việc truyền nhiệt cho nước bị giảm. Mặt khác, trong quá trình làm mát, nước làm mát bị bốc hơi nên tiêu hao nhanh.

Hơn nữa, tốc độ lưu động của nước khi thực hiện đối lưu tự nhiên rất nhỏ nên khả năng làm mát không đồng đều, dẫn tới có tình trạng các vùng làm mát bị chênh lệch về nhiệt độ.

Bởi thế, hệ thống làm mát này không thích hợp để tản nhiệt cho động cơ ô tô, mà chúng thường sử dụng ở một số động cơ hoạt động với công suất nhỏ. Đồng thời, xi lanh đặt nằm ngang.

he thong lam mat bang nuoc
he thong lam mat bang nuoc

Hệ thống làm mát bằng nước bốc hơi

Nhằm tăng tốc độ lưu động cho dòng nước làm mát động cơ thì bạn có thể sử dụng hệ thống làm mát cưỡng bức. Trong hệ thống làm mát này, dòng nước lưu thông chủ yếu là do áp lực của bơm và thường có hai loại là tuần hoàn và không tuần hoàn.

Hệ thống làm mát cưỡng bức tuần hoàn có cấu tạo gồm: van nhiệt, két nước, quạt gió, bơm, các ống dẫn và khoang chứa nước ở bên trong động cơ.

Khi động cơ hoạt động, nếu nhiệt độ của nước ở mức thấp hơn 3430K (tương đương 70◦C) thì nước nóng từ áo nước chỉ di chuyển qua ống dẫn, van nhiệt, bơm rồi trở về áo nước mà không thông qua két nước. Mặt khác, khi nước có  nhiệt độ bằng hoặc lớn hơn 3430K thì từ các chi tiết van nhiệt mở, nước nóng từ áo nước sẽ tới két nước. Lúc này, nước làm mát sẽ đi qua bơm, rồi tới ống dẫn trở về áo nước để thực hiện việc tản nhiệt cho động cơ.

Tuỳ theo két nước đó có thông với khí trời qua lỗ thông hơi hoặc đã được đậy kín, chúng sẽ có hai loại là kín và hở. Trong quá trình hoạt động của động cơ, nước trong két sẽ bị bốc hơi và cạn dần. Thế nên, tùy theo điều kiện vận hành của động cơ mà chúng ta có thể tra thêm nước vào két một lượng vừa đủ.

Ưu điểm của tản nhiệt bằng nước cưỡng bức kín so với làm mát bằng nước cưỡng bức hở như:

Nhiệt độ sôi của nước được nâng cao. Bởi áp suất ở bên trong cao, cho phép các hiện tượng hình thành những “nút hơi” ở chi tiết áo nước, để làm giảm khả năng truyền nhiệt và lưu thông của nguồn nước.

Nước sẽ không bị chảy ra ngoài và không bị bốc hơi. Đối với động cơ hoạt động ở những khu vực không có nước sạch để làm mát hay trong điều kiện khí hậu mùa đông có mức nhiệt độ nước thấp thì bạn cần phải sử dụng đến những chất hỗn hợp, để làm giảm nhiệt độ đông đặc của nguồn nước.

Lượng nước tiêu hao ít và hạn chế được hiện tượng hình thành bọt khí trong lớp áo nước.

Động cơ vận hành ở những vùng trên cao như núi tốt hơn. Vì áp suất khí trời ở đó thường thấp và nước sôi ở mức 3680K (95◦C) hoặc thấp hơn.

he thong lam mat bang nuoc
he thong lam mat bang nuoc

Hệ thống làm mát bằng nhiên liệu nước cưỡng bức

Kết cấu của hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức không tuần hoàn thường không có két nước, không có van nhiệt và không có quạt gió.

Trong quá trình động cơ làm việc, bơm sẽ thực hiện chức năng hút nước từ ao, hồ, sông, suối… thông qua lưới lọc để đưa vào lớp áo nước. Nước nóng ở khoang chứa nước được xả ra ngoài. Vì thế, hệ thống làm mát này sẽ gọi hạ nhiệt cưỡng bức tuần hoàn hở.

Ngoài ra, đối với một số động cơ hoạt động trong điều kiện nhiệt độ thấp thì chúng còn sử dụng thêm bộ trao đổi nhiệt, giúp hâm nóng nước đến một mức nhiệt độ nhất định trước khi được đưa vào làm mát động cơ. Bộ trao đổi nhiệt sx được cung cấp nhiệt lượng nhờ nguồn nước nóng trong  khoang nước từ động cơ xả ra.

Tuy cấu tạo của hệ thống làm mát bằng nước cưỡng bức phức tạp hơn so với tản nhiệt bằng nước bốc hơi hay đối lưu, nhưng khả năng làm mát của nó tốt. Vì vậy, nhiều doanh nghiệp sử dụng hệ thống này để làm mát động cơ hiện nay.

Từ khóa:

  • Hệ thống làm mát bằng nước trên ô to
  • Sơ đồ khối hệ thống làm mát bằng nước
  • Sơ đồ hệ thống làm mát bằng nước ô to
  • Vì dụ về hệ thống làm mát bằng nước
  • Nhược điểm của hệ thống làm mát bằng nước
  • Bộ phận chính của hệ thống làm mát bằng nước
  • Tổng quan về hệ thống làm mát

Nội dung liên quan:

Back to top button