TCVN 6307:2023 về thử nghiệm tính năng của các hệ thống lạnh sử dụng máy nén

Máy nén lạnh đóng vai trò quan trọng đối với sự vận hành của các thiết bị hoặc máy móc sử dụng khí nén. Là yếu tố cốt lõi giúp các thiết bị làm lạnh làm việc ổn định và hiệu quả trong mọi điều kiện hay hoàn cảnh khác nhau. Dòng máy này thường được sử dụng phố biến trong các nhà máy sản xuất, kho lạnh, các máy làm lạnh. 

Thiết bị này được xem như linh hồn của các hệ thống lạnh công nghiệp vì tất cả mọi hoạt động đều được bắt đầu từ máy nén lạnh. Máy nén lạnh có chức năng làm tăng áp suất. Đồng thời làm tăng nhiệt độ bão hòa tương đương của môi chất lạnh (Môi chất lạnh là một chất lỏng có khả năng chuyển đổi từ thể lỏng sang thể hơi khi đạt đến điểm sôi một cách dễ dàng và cũng có thể được ngưng tụ để chuyển từ thể hơi thành thể lỏng tại điểm ngưng tự. Quá trình này có thể lặp đi lặp lại liên tục mà không hao tổn) cho đến khi chất làm lạnh có thể ngưng tụ lại bằng cách loại bỏ nhiệt độ của nó qua ngưng tụ. Tuy nhiên để hệ thống này vận hành hiệu quả và đạt được những yêu cầu theo quy định cần tuân theo Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6307:2023.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6307:2023 do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố áp dụng cho việc thử nghiệm tính năng của các hệ thống lạnh sử dụng máy nén vận hành theo nguyên lý nén hơi và gồm các bộ phận của mạch để nén, ngưng tụ và bay hơi, cũng như các ống nối và bất kỳ phụ kiện liên quan cần thiết cho một mạch làm lạnh hoàn chỉnh.

Tiêu chuẩn này không áp dụng để thử các hệ thống lạnh khác như các hệ thống lạnh kiểu hấp thụ hoặc kiểu ejector hơi nước (ejector là một loại thiết bị có sử dụng hiệu ứng hiện tượng vật lý mô tả sự thay đổi vận tốc và áp suất của chất lưu khi chúng chảy qua một ống hẹp của một vòi phun hội tụ - phân kỳ để chuyển đổi năng lượng áp suất của một dòng chất lỏng). Thử nghiệm sự phù hợp của một hệ thống lạnh cụ thể, như tủ lạnh gia dụng, tủ lạnh bày hàng và thương mại, điều hòa không khí, không thuộc phạm vi của tiêu chuẩn này.

Tiêu chuẩn này bao gồm thử nghiệm bên ngoài phòng thử nghiệm hoặc nơi không có các điều kiện tiêu chuẩn thử của phòng thử cụ thể cho các hệ thống lạnh và nó được thực hiện theo các điều kiện vận hành thỏa thuận.

Về quy định chung, tiêu chuẩn chỉ ra các đặc tính thiết yếu đối với hiệu quả kinh tế và vận hành của các hệ thống lạnh và có thể kiểm chứng bằng các phương pháp đo lường thông thường mới được bảo hành. Điều này đòi hỏi phải có sự cho phép đối với những thay đổi của điều kiện vận hành mà khó có thể tránh được trong thực tế.

Đối với dữ liệu khuyến nghị chỉ ra nhiều giá trị gần với điều kiện vận hành, đặc biệt đối với các giá trị nhiệt độ. Để tránh phải nội suy, các giá trị này nên được biểu diễn ở dạng đồ thị trong các giới hạn thay đổi cho mỗi cặp giá trị. Những sai lệch cho phép và ảnh hưởng của những thay đổi tạm thời của điều kiện vận hành cần phải được thỏa thuận.

Đối tượng của bảo hành kỹ thuật là năng suất lạnh và công suất đầu vào ở điều kiện vận hành thỏa thuận. Theo đó năng suất lạnh cần được thỏa thuận năng suất lạnh tổng và năng suất lạnh tinh năng suất lạnh hữu ích.

Hệ thống lạnh sử dụng máy nén vận hành theo nguyên lý nén hơi cần tuân theo tiêu chuẩn. Ảnh minh họa

Điều kiện của chất tải lạnh không chỉ bao gồm nhiệt độ mà còn cả dữ liệu thông số vật lý của nó. Việc chuyển đổi các điều kiện bảo hành yêu cầu thông tin chỉ báo về tốc độ máy nén hoặc tần số nguồn điện (đối với loại máy nén động cơ lắp liền). Các sai lệch cho phép của điều kiện vận hành cho thử nghiệm phải được quy định. Phương pháp hiệu chỉnh đối với tính năng đo được để chỉ ra tính năng ở điều kiện bảo hành phải được thỏa thuận.

Dung sai đề cập đến độ lệch so với các đặc tính được đảm bảo (như năng suất lạnh, công suất hấp thụ và COP), các dung sai gây ra do quá trình chế tạo và phải được thỏa thuận riêng rẽ. 

Tiêu chuẩn này cũng hướng dẫn việc sử dụng phép thử phải được thực hiện khi tất cả các giá trị đạt trạng thái ổn định và đặc biệt là nhiệt độ vận hành của máy nén và động cơ là bình thường và ổn định. Trước bất kỳ phép đo nào, cần phải chắc chắn rằng bề mặt trao đổi nhiệt không tiếp xúc với môi chất lạnh phải sạch sẽ. Trong quá trình thử nghiệm thực tế, chỉ được phép can thiệp theo thỏa thuận chung.

Phép thử phải được thực hiện ở các điều kiện vận hành tuân thủ càng chính xác càng tốt các điều kiện đã thỏa thuận. Điều kiện ổn định phải được chứng minh trong một khoảng thời gian đủ dài, trong khi giá trị ban đầu và giá trị cuối cùng của tất cả các đại lượng liên quan đến phép thử phải nằm trong giới hạn đã thỏa thuận trước đó. Các giá trị lệch nhiều khỏi giá trị trung bình số học sẽ bị loại, không được tính. Các số liệu đọc được chỉ được chấp nhận khi điều kiện ổn định được duy trì.

Tất cả các phép đo phải được thực hiện theo các tiêu chuẩn áp dụng được, như bộ TCVN 8113 (ISO 5167). Các dụng cụ đo phải được lựa chọn. Hệ thống lạnh cần thử phải được trang bị đầy đủ các đầu kết nối để đo áp suất và nhiệt độ. Các kết nối này không được ảnh hưởng đến chức năng dự định của hệ thống.

Để đo năng suất lạnh tổng, cần phải chắc chắn rằng môi chất lạnh lỏng sau bình ngưng hoặc tương ứng sau bình quá lạnh lỏng không còn chứa bọt hơi. Ngoài ra, cần phải xả khí đúng cách cho hệ thống lạnh. Hai loạt phép đo liên tiếp phải được tiến hành.

Xác định lưu lượng khối lượng môi chất lạnh có thể xác định qua cân bằng nhiệt của các bộ phận của vòng tuần hoàn mà môi chất đi qua. Mọi trường hợp phân nhánh trước đó của các dòng cục bộ đều phải được tính đến. Đối với hệ thống lạnh 1 cấp, bình ngưng là bộ phận thích hợp nhất để thiết lập cân bằng nhiệt, nó vận hành với nước làm mát và không có trao đổi chất (bay hơi).

Ngoài ra, việc xác định năng suất lạnh tổng bằng máy nén đã hiệu chuẩn là phương tiện thử nghiệm để xác định công suất hấp thụ bởi máy nén (công suất máy nén), thường được thực hiện trước khi lắp đặt máy nén vào hệ thống lạnh ở cơ sở sản xuất trong các điều kiện đại diện cho những điều kiện vận hành sau này, đặc biệt liên quan đến nhiệt độ bay hơi và ngưng tụ. 

Khi máy nén đã được thử nghiệm tại cơ sở sản xuất với một loại khí khác, ví dụ như ni tơ, và ở điều kiện khác nhiều so với điều kiện thử hệ thống, một phương pháp chuyển đổi sẽ được thỏa thuận. Sử dụng phép tái tính toán dựa trên mô tả của nhà sản xuất hoặc kinh nghiệm riêng, lưu lượng khối lượng môi chất lạnh và công suất hấp thụ có thể được xác định với dữ liệu của nhà sản xuất.

Khi báo cáo thử nghiệm phải có đầy đủ các thông tin về số liệu thử; Các phương pháp thử được sử dụng; Các giá trị đo thu được; tính toán các năng suất lạnh được đo; Xác định độ không đảm bảo đo; Nguồn tham chiếu của tính chất vật liệu áp dụng; các quan sát trong quá trình thử nghiệm ảnh hưởng đến kết quả.

Bất cứ khi nào các điều kiện vận hành trong phép thử tính năng lệch khỏi các điều kiện đã thỏa thuận cho mục đích bảo hành, các giá trị đo được phải được chuyển thành các điều kiện bảo hành. Với mục đích đó, nhiệt độ sôi và ngưng tụ cũng như nhiệt độ quá lạnh lỏng phải được tính đến. Nguồn tính chất vật liệu áp dụng cần được chỉ rõ. Trong suốt quá trình chạy thử, phải sử dụng cùng một nguồn.