Trong một hệ thống làm lạnh hoặc điều hòa công nghiệp, mỗi thành phần đóng vai trò nhất định trong việc duy trì hiệu suất ổn định và tối ưu năng lượng. Một trong những thiết bị then chốt nhưng ít được nhắc đến là van tiết lưu – bộ phận kiểm soát dòng chảy và áp suất của môi chất lạnh trước khi đi vào dàn bay hơi. Vậy van tiết lưu là gì? Hoạt động ra sao, và có bao nhiêu loại? Hãy cùng HECOSITE tìm hiểu chi tiết.
I. Van tiết lưu là gì?
Van tiết lưu (Expansion valve) là thiết bị điều chỉnh lưu lượng gas lỏng trước khi vào dàn bay hơi, giúp hạ áp suất và tạo điều kiện để môi chất bay hơi, hấp thụ nhiệt hiệu quả trong quá trình làm lạnh. Van thường được lắp đặt ở vị trí giữa dàn ngưng tụ và dàn bay hơi trong chu trình làm lạnh.
Van có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng và giảm áp suất môi chất lạnh. Nhờ sự giảm áp suất sau ngưng tụ xuống mức thấp (trước bay hơi) này mà môi chất sẽ nhanh chóng bốc hơi và hấp thụ nhiệt hiệu quả, góp phần làm lạnh nước hoặc không khí trong hệ thống.
II. Các loại van tiết lưu
1. Van tiết lưu tay (Ống tiết lưu – Manual Expansion Valve)
Van tiết lưu tay hay ống tiết lưu là thiết bị có tiết diện nhỏ, thường được làm bằng đồng (hoặc hợp kim đồng), được bọc lớp bảo vệ. Là loại đơn giản nhất, cho phép người vận hành tự điều chỉnh độ mở của kim van bằng cơ khí – thường thông qua núm vặn hoặc tua vít. Lưu lượng môi chất được cài đặt cố định, không thay đổi theo tải nhiệt.
Thiết kế của ống tiết lưu thường xoắn lại để giảm diện tích, giúp kiểm soát dòng chảy của môi chất lạnh/chất làm lạnh. Loại ống này chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống lạnh nhỏ như: máy lạnh, điều hòa không khí, tủ lạnh, kho lạnh mini, … là các hệ thống làm lạnh dân dụng có công suất thấp.
2. Van tiết lưu nhiệt (TXV – Thermostatic Expansion Valve)
Đây là loại phổ biến nhất trong các hệ thống HVAC và Chiller hiện nay. Van sử dụng ống cảm biến nhiệt độ và áp suất (bulb) để điều khiển kim van mở rộng hoặc thu hẹp tùy theo nhiệt độ gas hồi (dạng hơi) sau dàn bay hơi. Van tiết lưu nhiệt có khả năng điều chỉnh lưu lượng môi chất dựa vào cảm biến nhiệt và cơ cấu màng phản hồi áp suất. Nhờ đó, hệ thống luôn duy trì mức làm lạnh ổn định, tránh hiện tượng thiếu hoặc thừa gas, đồng thời bảo vệ máy nén khỏi rủi ro do gas lỏng hồi về.
Với thiết kế đơn giản, hoạt động ổn định, loại van này rất phù hợp cho các hệ thống điều hòa công nghiệp không yêu cầu điều khiển điện tử phức tạp.
3. Van tiết lưu điện tử (EEV – Electronic Expansion Valve)
Van tiết lưu điện tử EEV là phiên bản nâng cấp của TXV, sử dụng motor bước (step motor) hoặc van từ, kết hợp với bộ điều khiển trung tâm (Controller) để thay đổi độ mở van cực kỳ chính xác, theo tín hiệu từ cảm biến áp suất và nhiệt độ. Van sử dụng cảm biến và bộ điều khiển để điều chỉnh lưu lượng môi chất một cách chính xác, thay vì dựa vào cơ cấu cơ khí như các loại van truyền thống. Van hoạt động bằng motor bước hoặc van từ, nhận tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ và áp suất tại dàn bay hơi, từ đó liên tục điều chỉnh độ mở của van theo thời gian thực.
Nhờ khả năng phản ứng nhanh và kiểm soát chính xác, van tiết lưu điện tử giúp tối ưu hiệu suất làm lạnh, tiết kiệm điện năng và duy trì độ quá nhiệt ổn định trong mọi điều kiện tải. Đây là lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống chiller công suất lớn, phòng sạch, trung tâm dữ liệu hoặc các hệ điều hòa cần tích hợp với hệ thống điều khiển trung tâm (BMS, PLC), hệ thống IoT.
Sự khác biệt chính giữa 3 loại van tiết lưu
| Loại van | Đặc điểm | Ứng dụng |
|---|---|---|
| Van tiết lưu tay (Manual Expansion Valve) | Cố định lưu lượng, không phản ứng với tải nhiệt | Hệ thống đơn giản, ít thay đổi tải |
| Van tiết lưu nhiệt (TXV – Thermostatic Expansion Valve) | Tự động điều chỉnh lưu lượng theo nhiệt độ môi chất sau bay hơi | Hệ thống HVAC, máy lạnh công nghiệp |
| Van tiết lưu điện tử (EEV – Electronic Expansion Valve) | Điều khiển bằng tín hiệu từ bộ điều khiển trung tâm, chính xác cao | Hệ chiller, VRV/VRF, phòng sạch, thiết bị y tế |
III. Nguyên lý hoạt động và vai trò của van tiết lưu
Dù khác nhau về cấu tạo và mức độ tự động hóa, cả ba loại van tiết lưu là van tay, van nhiệt và van điện tử, đều hoạt động dựa trên nguyên lý chung là làm giảm áp suất và điều chỉnh lưu lượng gas lạnh trước khi đi vào dàn bay hơi.
- B1 – Nhận môi chất lạnh ở áp suất cao: Môi chất (môi chất lỏng | gas lỏng) từ dàn ngưng tụ được đưa đến van tiết lưu, đang ở trạng thái áp suất cao và nhiệt độ trung bình.
- B2 – Giảm áp suất đột ngột: Van tạo ra điểm thắt (cổ van) để giảm áp suất môi chất, làm nhiệt độ sôi của môi chất hạ xuống.
- B3 – Chuyển sang trạng thái hơi (bay hơi): Sau khi qua van, gas lạnh bay hơi dễ dàng ở nhiệt độ thấp (thường từ 2 – 5°C) trong dàn bay hơi, hấp thụ nhiệt từ môi trường cần làm lạnh.
- B4 – Valve điều chỉnh lưu lượng theo tải nhiệt, từ đó quyết định tới công suất làm lạnh của thiết bị/hệ thống.
Sau đó môi chất tiếp tục quay về máy nén, các bước này lặp đi lặp lại theo chu trình lạnh.
IV. Những lưu ý khi sử dụng van tiết lưu
Để hệ thống lạnh hoạt động ổn định và hiệu quả, việc lựa chọn và sử dụng van tiết lưu cần được cân nhắc theo những lưu ý sau:
1. Van có công suất phù hợp với hệ thống
Nên lựa chọn van đúng theo công suất lạnh (kW/RT) và lưu lượng môi chất yêu cầu. Việc lựa chọn đúng giúp hệ thống hoạt động êm ái, tiết kiệm điện, duy trì nhiệt độ ổn định và bảo vệ máy nén
2. Tương thích với loại môi chất
- Mỗi van được thiết kế riêng khi sử dụng từng loại môi chất khác nhau (R22, R410a, R134a, …)
- Sử dụng sai loại gas sẽ gây tắc nghẽn, giảm tuổi thọ và sự ổn định của van.
3. Lựa chọn loại van điều khiển phù hợp
Thông thường, khi ứng dụng hoặc thiết kế hệ thống, van điều khiển sẽ được các chuyên gia kỹ thuật đề xuất, là những người có chuyên môn và kiến thức, cần tuân thủ để đảm bảo công suất và sự ổn định cho hệ thống:
- Hệ thống đơn giản: Dùng van tay, van thủ công
- Hệ thống HVAC lớn, quy mô: Dùng van nhiệt TXV
- Hệ thống cần độ chính xác cao, tự độn hóa: Dùng van điện tử EEV
4. Lắp đặt chính xác và đảm bảo các điều kiện kỹ thuật
Van tiết lưu, đặc biệt là loại có cảm biến nhiệt (TXV), yêu cầu lắp đặt chính xác để đảm bảo phản ứng đúng với tải nhiệt và duy trì độ quá nhiệt (superheat) ổn định. Dưới đây là các nguyên tắc quan trọng:
- Lắp đúng chiều dòng môi chất: Van tiết lưu có mũi tên chỉ hướng dòng chảy – lắp sai chiều sẽ gây tắc nghẽn hoặc không hoạt động.
- Vị trí bóng cảm biến (bulb): Luôn gắn chặt vào ống hút (suction line) ngay sau dàn bay hơi, ở vị trí 4 hoặc 8 giờ trên đường ống ngang để đảm bảo tiếp xúc đúng vùng có hơi gas. Tránh lắp bulb gần co nối, vị trí có dòng chảy nhiễu hoặc ngay sau bẫy dầu.
- Dùng keo dẫn nhiệt và kẹp inox để cố định, giúp bulb phản ứng nhanh và chính xác.
- Chiều cao và hướng van: Tránh lắp van ở vị trí thấp hơn nhiều so với dàn bay hơi, vì có thể gây đọng dầu hoặc gas lỏng trong đường cấp.
Việc lắp đặt sai có thể dẫn đến van hoạt động không ổn định, hệ thống thiếu lạnh, hoặc hồi gas lỏng nguy hiểm về máy nén.
5. Kiểm tra và bảo trì định kỳ
Van tiết lưu, tuy nhỏ, nhưng rất nhạy và ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất toàn hệ thống. Việc bảo trì cần thực hiện định kỳ theo tần suất vận hành, đặc biệt trong môi trường công nghiệp. Các công tác cần tiến hành định kỳ:
- Kiểm tra hoạt động của van
- Kiểm tra chất lượng môi chất
- Kiểm tra cảm biến và tín hiệu điều khiển (EEV)
- Thay thế định kỳ: Với hệ thống lớn, sau 3 – 5 năm vận hành liên tục, nên kiểm tra hoặc thay mới theo khuyến cáo
Việc bỏ qua kiểm tra định kỳ dễ làm hệ thống mất lạnh âm thầm, tiêu tốn điện năng và giảm tuổi thọ các thiết bị chính như máy nén hoặc dàn lạnh.
Trên đây là các thông tin hữu ích liên quan đến “Van tiết lưu là gì?” Hecosite hi vọng đã phần nào giải đáp được các thắc mắc liên quan đến valve, nếu bạn cần tư vấn thêm về hệ thống hoặc thiết bị sử dụng trong công trình HVAC công nghiệp, hãy liên hệ ngay với chúng tôi để được tư vấn.
CÔNG TY TNHH HECOSITE
