Bạn có bao giờ tự hỏi, làm sao chiếc điều hòa nhà mình hay tủ lạnh ở cửa hàng lại có thể làm mát hiệu quả đến vậy, trong khi máy nén thì cứ chạy đều đặn? Ít ai biết rằng, có một bộ phận nhỏ bé nhưng vô cùng tinh vi đang làm nhiệm vụ "phù phép" cho môi chất lạnh, quyết định trực tiếp đến hiệu suất và tuổi thọ của cả hệ thống. Đó chính là van tiết lưu.
Nếu bạn đang muốn hiểu rõ van tiết lưu là gì, chức năng của van tiết lưu quan trọng đến mức nào, hay muốn khám phá cấu tạo van tiết lưu và nguyên lý hoạt động của van tiết lưu một cách chi tiết, thì bạn đã tìm đúng chỗ rồi đấy. Bài viết này của Avil Việt Nam sẽ đưa bạn đi từ những khái niệm cơ bản nhất, qua các loại van phổ biến, cho đến những lưu ý thực tế khi vận hành và bảo dưỡng. Hãy cùng tìm hiểu về "trái tim" điều khiển dòng chảy trong hệ thống lạnh nhé!
I. Van tiết lưu là gì?
Hãy tưởng tượng một "cánh cửa thần kỳ" trong hệ thống lạnh của bạn. Van tiết lưu chính là cánh cửa đó - một thiết bị được thiết kế đặc biệt để kiểm soát dòng chảy của môi chất lạnh đi vào dàn bay hơi (dàn lạnh). Nhiệm vụ chính của nó là tạo ra một sự sụt áp lớn, giảm nhiệt độ sôi của môi chất lạnh xuống rất thấp trước khi nó kịp thực hiện nhiệm vụ hấp thụ nhiệt.
Vậy, cụ thể thì chức năng của van tiết lưu (hay còn gọi là công dụng của van tiết lưu, tác dụng của van tiết lưu) là gì? Nó đảm nhiệm các vai trò cốt lõi sau:
1. Giảm áp suất và nhiệt độ môi chất lạnh
Đây là nhiệm vụ sống còn. Môi chất lạnh sau khi đã được nén và hóa lỏng ở dàn ngưng tụ (dàn nóng) sẽ ở trạng thái lỏng áp suất và nhiệt độ cao. Khi đi qua van tiết lưu, áp suất của môi chất sẽ giảm đột ngột xuống mức áp suất bay hơi mong muốn. Sự giảm áp này ngay lập tức kéo theo việc giảm nhiệt độ sôi của môi chất xuống thấp hơn nhiều so với nhiệt độ không khí hoặc môi trường cần làm lạnh. Chỉ khi đạt được nhiệt độ cực thấp này, môi chất mới có thể "đói nhiệt" và sẵn sàng hấp thụ nhiệt lượng từ môi trường xung quanh.
2. Điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh phù hợp với tải nhiệt
Đây là chức năng thông minh của van tiết lưu. Nó không chỉ đơn thuần là giảm áp mà còn phải đảm bảo lượng môi chất lạnh chảy vào dàn bay hơi luôn vừa đủ với lượng nhiệt cần loại bỏ. Nếu quá nhiều môi chất, máy nén lạnh có thể bị "ngập lỏng" gây hỏng hóc; nếu quá ít, dàn lạnh sẽ không đủ hiệu quả, gây lãng phí điện năng. Van tiết lưu giúp duy trì sự cân bằng tinh tế này.
3. Phân chia môi chất lạnh (trong một số hệ thống phức tạp)
Trong các hệ thống lạnh lớn với nhiều dàn bay hơi độc lập, van tiết lưu còn có thể đảm nhiệm việc phân chia đều lượng môi chất lạnh tới từng dàn, đảm bảo mỗi khu vực đều nhận được lượng lạnh cần thiết.
II. Nguyên lý hoạt động của van tiết lưu
Để hình dung rõ hơn về nguyên lý hoạt động của van tiết lưu, hãy đặt nó vào đúng vị trí trong vòng tuần hoàn của hệ thống lạnh. Nó nằm ngay sau dàn ngưng tụ (nơi môi chất thải nhiệt ra ngoài) và trước dàn bay hơi (nơi môi chất hấp thụ nhiệt vào trong).
Quá trình biến đổi môi chất khi đi qua van tiết lưu diễn ra như sau:
- Đầu vào van: Môi chất lạnh lúc này là một dòng lỏng áp suất cao, nhiệt độ cao, vừa "rời bỏ" dàn ngưng. Nó giống như một dòng nước chảy xiết đang bị nén lại.
- Tại van: Khi dòng lỏng áp suất cao này "ép" qua một lỗ tiết lưu cực kỳ nhỏ của van, nó gặp phải một sự cản trở đột ngột. Áp suất của dòng lỏng giảm xuống một cách chóng mặt. Sự giảm áp suất mạnh mẽ này dẫn đến một hiện tượng vật lý thú vị: nhiệt độ của môi chất cũng giảm theo, và nó bắt đầu chuyển sang trạng thái lỏng-hơi bão hòa (một hỗn hợp vừa lỏng vừa hơi) ở nhiệt độ sôi rất thấp. Đây chính là quá trình "tiết lưu" - một quá trình gần như đoạn nhiệt.
- Đầu ra van: Môi chất lạnh giờ đây đã sẵn sàng cho nhiệm vụ chính của mình. Với áp suất và nhiệt độ cực thấp, nó sẽ nhanh chóng bay hơi mạnh mẽ trong dàn lạnh (dàn bay hơi), hấp thụ toàn bộ nhiệt lượng từ không khí hoặc môi trường cần làm mát.
Chính nhờ cơ chế độc đáo này, van tiết lưu đã biến môi chất lạnh từ một dòng lỏng "nóng bỏng" áp suất cao thành một dòng lỏng-hơi "lạnh buốt" áp suất thấp, tạo điều kiện hoàn hảo cho quá trình hấp thụ nhiệt hiệu quả diễn ra tại dàn lạnh.
Đọc thêm: Hệ thống hvac là gì
III. Cấu tạo và các loại van tiết lưu phổ biến trong hệ thống lạnh
Để thực hiện được chức năng phức tạp của mình, van tiết lưu có cấu tạo đặc biệt và được "thiết kế riêng" thành nhiều dạng khác nhau, phù hợp với từng loại hệ thống và yêu cầu vận hành cụ thể.
1. Cấu tạo van tiết lưu
Mặc dù các loại van sẽ có những điểm khác biệt tinh tế, nhưng nhìn chung, chúng đều có các bộ phận cơ bản sau:
- Thân van tiết lưu: Là phần vỏ ngoài, thường được làm từ các vật liệu bền như đồng hoặc thép không gỉ, chứa đựng "bộ não" điều khiển bên trong và có các cổng kết nối với đường ống môi chất lạnh.
- Kim van và lỗ tiết lưu: Đây chính là "trái tim" tạo ra sự cản trở và điều khiển dòng chảy. Kim van sẽ di chuyển (đóng hoặc mở) để thay đổi kích thước của lỗ tiết lưu, từ đó kiểm soát lượng môi chất đi qua.
- Bộ phận điều khiển: Tùy thuộc vào loại van (ví dụ: màng van và lò xo trong van nhiệt, hay động cơ bước trong van điện tử), bộ phận này sẽ nhận tín hiệu và điều khiển vị trí của kim van.
- Bầu cảm biến nhiệt (chỉ có ở van tiết lưu nhiệt): Một phần tử nhỏ nhưng quan trọng, chứa môi chất đặc biệt, có nhiệm vụ cảm nhận nhiệt độ của hơi hút ra khỏi dàn lạnh và truyền tín hiệu điều khiển.
2. Các loại van tiết lưu trong hệ thống lạnh
Trên thị trường hiện nay, có ba "gương mặt" chính của van tiết lưu mà bạn sẽ thường gặp:
2.1 Ống mao (Capillary Tube)
Đây là loại van tiết lưu đơn giản và kinh tế nhất, thực chất chỉ là một đoạn ống đồng có đường kính cực nhỏ và chiều dài được tính toán cẩn thận. Nó không có khả năng tự động điều chỉnh lưu lượng. Sự sụt áp được tạo ra hoàn toàn do ma sát của môi chất lạnh khi chảy qua ống nhỏ. Bạn sẽ thường thấy nó trong các thiết bị lạnh dân dụng công suất nhỏ như tủ lạnh, tủ đông, hoặc điều hòa không khí dạng cục bộ.
2.2 Van tiết lưu nhiệt (Thermostatic Expansion Valve - TEV / TXV)
Đây là "ngôi sao" phổ biến trong các hệ thống lạnh thương mại và điều hòa dân dụng công suất trung bình. Nó có khả năng tự động điều chỉnh lưu lượng môi chất lạnh một cách linh hoạt, dựa vào độ quá nhiệt của hơi hút ra khỏi dàn bay hơi. Ngoài các bộ phận cơ bản, TEV có thêm bầu cảm biến nhiệt gắn vào đường hơi hút và một ống mao dẫn tín hiệu áp suất từ bầu cảm biến đến màng van để điều khiển.
Bầu cảm biến sẽ liên tục "đọc" nhiệt độ của hơi hút. Nếu nhiệt độ quá cao (dàn lạnh đang "đói" môi chất), áp suất trong bầu cảm biến sẽ tăng lên, đẩy màng van mở rộng lỗ tiết lưu, cho phép nhiều môi chất vào hơn. Ngược lại, nếu dàn lạnh bị "no" môi chất, van sẽ tự động đóng bớt. Ứng dụng trong điều hòa không khí dân dụng và thương mại, hệ thống lạnh cho kho lạnh, tủ đông, tủ mát.
2.3 Van tiết lưu điện tử (Electronic Expansion Valve - EEV)
Đây là loại van tiên tiến và chính xác nhất, được điều khiển bằng tín hiệu điện tử từ bộ điều khiển trung tâm của hệ thống. Sử dụng một động cơ bước (stepper motor) để điều khiển vị trí kim van với độ chính xác cực cao.
Các cảm biến nhiệt độ và áp suất liên tục gửi dữ liệu về bộ điều khiển thông minh. Bộ điều khiển sẽ phân tích và gửi những xung điện tinh vi đến động cơ bước của EEV, điều chỉnh kim van đóng/mở theo từng "bước" rất nhỏ, đảm bảo lưu lượng môi chất chính xác tối ưu với mọi sự thay đổi của tải lạnh.
Ứng dụng trong các hệ thống điều hòa biến tần (Inverter) hiệu suất cao, hệ thống điều hòa 3 chiều VRV/VRF, chiller công suất lớn, máy bơm nhiệt heat pump, kho lạnh công nghiệp - nơi đòi hỏi kiểm soát chặt chẽ và hiệu suất năng lượng tối đa.
Tìm hiểu thêm: Van đảo chiều là gì
IV. Chỉnh van tiết lưu: Khi nào và làm thế nào?
Việc điều chỉnh van tiết lưu là một kỹ thuật đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc về hệ thống lạnh và các thông số vận hành. Không phải tất cả các loại van đều có thể điều chỉnh (như ống mao). Phần này chủ yếu dành cho van tiết lưu nhiệt (TEV).
1. Khi nào bạn cần nghĩ đến việc chỉnh van tiết lưu?
Bạn nên xem xét việc kiểm tra và điều chỉnh van tiết lưu nếu hệ thống lạnh của mình có những dấu hiệu "bất thường" sau:
- Hệ thống không đạt đủ lạnh hoặc quá lạnh: Nhiệt độ phòng không đạt yêu cầu hoặc dàn lạnh bị bám tuyết quá mức, thậm chí là đóng băng toàn bộ.
- Áp suất hút (áp suất đầu vào máy nén) bất thường: Cao hơn hoặc thấp hơn nhiều so với mức lý tưởng.
- Độ quá nhiệt hơi hút không đúng: Đây là thông số "vàng" mà các kỹ thuật viên thường dùng để đánh giá hoạt động của van.
- Sau khi bảo trì lớn hoặc thay thế linh kiện: Đặc biệt là khi nạp lại môi chất lạnh hoặc thay thế máy nén.
2. Hướng dẫn cơ bản về cách chỉnh van tiết lưu (Lưu ý an toàn tuyệt đối)
LƯU Ý CỰC KỲ QUAN TRỌNG: Việc điều chỉnh van tiết lưu là một công việc kỹ thuật chuyên sâu, đòi hỏi kiến thức chuyên môn vững chắc, kinh nghiệm thực tế và các dụng cụ đo đạc chuyên dụng. Nếu bạn không phải là kỹ thuật viên điện lạnh chuyên nghiệp, vui lòng không tự ý thực hiện. Việc điều chỉnh sai có thể gây hỏng hóc nghiêm trọng cho máy nén (bộ phận đắt tiền nhất của hệ thống) hoặc thậm chí gây nguy hiểm cho bản thân.
Đối với các kỹ thuật viên, quy trình cơ bản để chỉnh van tiết lưu nhiệt bao gồm:
Bước 1: Đo đạc chính xác thông số: Sử dụng đồng hồ áp suất chuyên dụng để đo áp suất hút (áp suất hơi ở đầu ra dàn lạnh) và kẹp nhiệt độ để đo nhiệt độ hơi hút thực tế.
Bước 2: Tính toán độ quá nhiệt: Độ quá nhiệt được tính bằng công thức: Nhiệt độ hơi hút thực tế-Nhiệt độ sôi của môi chất tại áp suất hút.
Bước 3: Điều chỉnh từ từ: Sử dụng tua vít chuyên dụng để xoay vít điều chỉnh trên van tiết lưu.
- Xoay theo chiều kim đồng hồ: Sẽ làm tăng lực lò xo, giảm lưu lượng môi chất đi qua van, từ đó làm tăng độ quá nhiệt hơi hút.
- Xoay ngược chiều kim đồng hồ: Sẽ làm giảm lực lò xo, tăng lưu lượng môi chất, từ đó làm giảm độ quá nhiệt hơi hút.
Bước 4: Kiểm tra và lặp lại: Sau mỗi lần điều chỉnh nhỏ (ví dụ, chỉ 1/4 vòng vặn), cần chờ hệ thống ổn định trong khoảng 15-20 phút, sau đó đo lại các thông số và điều chỉnh tiếp cho đến khi độ quá nhiệt đạt giá trị tối ưu theo khuyến nghị của nhà sản xuất (thường là 5-8°C tùy loại môi chất và hệ thống).
3. Dấu hiệu nhận biết van tiết lưu hoạt động không đúng cách
Nếu không được điều chỉnh đúng, van tiết lưu có thể gây ra nhiều vấn đề cho hệ thống:
- Dàn lạnh bám tuyết/đóng băng: Thường do van tiết lưu mở quá nhiều, cho phép quá nhiều môi chất lỏng vào dàn lạnh, khiến quá trình bay hơi không hoàn toàn và làm giảm nhiệt độ bề mặt xuống dưới điểm đóng băng.
- Dàn lạnh không đủ lạnh, áp suất hút thấp: Ngược lại, van tiết lưu có thể bị kẹt hoặc mở quá ít, làm thiếu môi chất vào dàn lạnh, giảm khả năng hấp thụ nhiệt.
- Tiếng rít hoặc tiếng ồn lạ tại van: Dấu hiệu của sự tắc nghẽn cục bộ hoặc van hoạt động không ổn định.
- Máy nén chạy liên tục, tiêu tốn điện năng bất thường: Hệ thống phải làm việc vất vả hơn để đạt được nhiệt độ mong muốn do van tiết lưu cung cấp môi chất không phù hợp, dẫn đến hóa đơn điện tăng vọt.
Van tiết lưu không chỉ là một bộ phận đơn thuần mà còn là "trái tim" điều chỉnh nhịp đập của cả hệ thống lạnh. Từ việc điều khiển dòng chảy, giảm áp suất, cho đến việc đảm bảo quá trình bay hơi diễn ra hiệu quả, van tiết lưu đóng vai trò then chốt trong việc duy trì hiệu suất, sự ổn định và tuổi thọ của máy điều hòa, tủ lạnh hay bất kỳ hệ thống làm lạnh nào.
Việc hiểu rõ van tiết lưu là gì, cấu tạo van tiết lưu, và nguyên lý hoạt động van tiết lưu sẽ giúp bạn không chỉ làm chủ kiến thức mà còn biết cách bảo vệ, sử dụng hệ thống lạnh một cách hiệu quả nhất. Khi gặp các vấn đề phức tạp liên quan đến van tiết lưu hay hệ thống lạnh, hãy luôn tìm kiếm sự hỗ trợ từ các chuyên gia có kinh nghiệm để đảm bảo an toàn và khắc phục triệt để.
Đọc thêm: Hệ số COP và EER là gì
