Áp suất thấp nhất mà bơm vòng nước có thể đạt được không do độ chính xác gia công của bơm quyết định, mà do nhiệt độ của nước làm việc quyết định. Khi áp suất giảm xuống áp suất hơi bão hòa tương ứng với nhiệt độ nước, vòng chất lỏng bên trong bơm bắt đầu tự bay hơi, màng nước không còn niêm phong được nữa, và tốc độ hút giảm về không. Phần lớn các báo cáo tại hiện trường mùa hè về "chu kỳ dài hơn, bơm không hỏng" đều quy về điểm này.
Trên thiết bị làm lạnh nhanh chân không thực phẩm, nó chỉ chịu trách nhiệm cho một giai đoạn: vài phút đầu tiên sau khi thực phẩm nóng 90°C vào buồng, khi tốc độ bay hơi tập trung, kéo vật liệu từ 90°C xuống khoảng 50°C. Sau đó, công việc được chuyển giao cho bộ bắt nước và bơm cánh gạt.
Vai trò của nó trên thiết bị làm lạnh nhanh
CVF-600W theo cấu hình thực tế giao hàng (600 kg mỗi mẻ, buồng 3,2 m³) được lắp bơm vòng nước 2BV5131 (11 kW), chạy từ 0 đến 5 phút để đưa vật liệu từ 90°C xuống 50°C; sau đó bơm cánh gạt loại 300 (7,5 kW) phối hợp với bộ bắt nước YXEV-20 đưa từ 50°C xuống 15°C, toàn bộ mẻ mất 18–22 phút.
Lý do giai đoạn này không dùng trực tiếp bơm cánh gạt là tải hơi nước từ vật liệu 90°C tập trung; khi vào buồng bơm cánh gạt, nó bị dầu bơm hấp thụ, dầu nhanh chóng chuyển sang màu sữa, và tốc độ hút giảm. Bơm vòng nước dùng nước làm piston, không có dầu, và hơi nước vào bơm chỉ đơn giản là thêm vào nước. Cái giá phải trả là nó cần thêm một mạch nước, và tốc độ hút của nó bị ràng buộc bởi nhiệt độ nước.
Buồng thiết bị làm lạnh nhanh chân không thực phẩm, cửa thép không gỉ với tay nắm dài toàn chiều (dự án thực phẩm chín Thái Lan, trước khi xuất hàng tháng 8 năm 2026)
Nhiệt độ nước quyết định mức sàn của nó
Áp suất tới hạn của bơm vòng nước là áp suất hơi bão hòa tương ứng với nhiệt độ nước làm việc. Mối quan hệ này có thể tra cứu trực tiếp:
| Nhiệt độ nước làm việc | Áp suất hơi bão hòa của nước | Phạm vi không thể hút ở nhiệt độ nước này |
|---|---|---|
| 10°C | 1,23 kPa | dưới 1,2 kPa |
| 15°C | 1,71 kPa | dưới 1,7 kPa |
| 20°C | 2,34 kPa | dưới 2,3 kPa |
| 25°C | 3,17 kPa | dưới 3,2 kPa |
| 30°C | 4,25 kPa | dưới 4,2 kPa |
| 35°C | 5,63 kPa | dưới 5,6 kPa |
| 40°C | 7,38 kPa | dưới 7,4 kPa |
Bảng này giải thích hai điều.
Thứ nhất, tại sao điểm chuyển đổi được đặt ở 10 kPa. 10 kPa tương ứng với nhiệt độ bão hòa của nước khoảng 45,8°C; vật liệu vừa giảm xuống 45–50°C tại thời điểm này, và bơm vòng nước không thể giữ áp suất thấp hơn nữa, nên được chuyển giao cho bộ bắt nước và bơm cánh gạt, phù hợp với quy trình. Hai tầng bơm là một bố trí song song, và thứ tự đường ống không được đảo ngược; điều này được đề cập trong Logic cấu hình của làm lạnh hai tầng.
Thứ hai, tại sao chu kỳ dài hơn vào mùa hè. Tại các hiện trường nơi tháp giải nhiệt cấp nước 32/37°C, nước làm việc chạy ở 30–35°C, mức sàn của bơm vòng nước tăng lên 4–6 kPa, và giai đoạn hút thô phải chạy dài hơn một hoặc hai phút. Đây không phải là lỗi bơm; nhiệt độ nước đã tăng lên. Để giữ giai đoạn hút thô ổn định, cấp cho bơm nước cấp từ tháp giải nhiệt, không tuần hoàn trực tiếp nước hồi, và duy trì nguồn cung cấp nước làm mát tươi liên tục. Đối với dự án cấp 600 kg, lượng nước bổ sung khoảng 2,0 m³/h (bơm vòng nước một tầng, như 2BV5061).
Hai buồng thiết bị làm lạnh nhanh cạnh nhau, với tủ có lam gió làm mát và bảng điều khiển ở bên phải (cùng dự án)
Bốn loại vấn đề tại hiện trường, đều liên quan đến nước
Thiếu nước, cắt nước. Vòng chất lỏng không thể được thiết lập, bơm chạy khô, tốc độ hút gần như bằng không, và các mặt đầu bị mài mòn. Trình tự khởi động phải được ghi vào quy trình vận hành: mở nước trước, sau đó khởi động bơm.
Cáu cặn. Nước cứng đóng cáu làm tăng khe hở giữa cánh bơm và vỏ bơm; khe hở tăng lên và tốc độ hút giảm qua từng năm. Khách hàng thường mô tả là "sau hai hoặc ba năm, cùng một buồng mất thời gian hút chân không ngày càng lâu"; kiểm tra rò rỉ không tìm thấy gì, và chỉ khi mở bơm mới thấy cáu cặn. Biện pháp khắc phục là dùng nước làm mềm, hoặc vệ sinh định kỳ theo chất lượng nước.
Xâm thực. Ép bơm vòng nước xuống gần áp suất hơi bão hòa của nhiệt độ nước gây bay hơi cục bộ của vòng chất lỏng, tiếng nổ lách tách bên trong bơm, và rỗ bề mặt cánh bơm. Giai đoạn hút thô của thiết bị làm lạnh nhanh chạy ở nhiệt độ cao và thường không đạt đến mức này; kéo xuống dưới 2 kPa bằng nó sẽ xảy ra.
Đóng băng và nứt vỡ mùa đông. Nước trong bơm vòng nước là dòng chảy một lần. Khi nhiệt độ môi trường dưới 0°C và bơm dừng hơn 1 giờ, phải xả nước bên trong bơm. Tại các dự án miền Bắc nơi bơm dừng mà không xả nước, vỏ và cánh bơm bị nứt là nguyên nhân phổ biến của việc trả hàng sửa chữa.
Còn có trình tự tắt máy: sau khi bơm vòng nước dừng, vòng chất lỏng rơi trở lại và nước trong đường ống có thể bị hút ngược. Lắp van khí nén hoặc van bướm ở đầu vào bơm; đóng van trước, sau đó phá chân không. Đối với lịch bảo trì định kỳ xem Hướng dẫn bảo trì thiết bị làm lạnh chân không.
Hai tình huống không nên sử dụng bơm vòng nước
Khi hiện trường không có cả nguồn cấp nước và thoát nước, phải thêm bể nước để tuần hoàn, và công sức vận hành và bảo trì tăng lên tương ứng; khi cần giữ chân không lâu dài và nước không được chảy ngược khi bơm dừng, bơm vòng nước không phải là bơm giữ.
Ngược lại, thiết bị làm lạnh sơ bộ chân không rau quả nạp ở nhiệt độ môi trường với tải hơi nước nhỏ, và cấu hình tiêu chuẩn sử dụng trực tiếp bơm cánh gạt, không có bơm vòng nước. Đây là một trong những ranh giới phân chia giữa thiết bị làm lạnh sơ bộ và thiết bị làm lạnh nhanh về phía chân không; xác nhận điểm này ở giai đoạn chọn lựa có thể tiết kiệm cả một mạch nước. Đối với cấu hình thiết bị làm lạnh nhanh theo quy mô mẻ xem Thiết bị làm lạnh nhanh chân không thực phẩm.