1. Cách ly và che chắn nguồn nhiệt

Bơm tuần hoàn nhiệt độ thấp để bànKhả năng đông lạnh khác nhau tùy theo loại. Công suất cần thiết cho đầu lạnh giai đoạn 1 xuống 80K là vài chục watt và công suất cần thiết cho đầu lạnh giai đoạn 2 xuống 20K là vài watt. Nhưng có một nguồn nhiệt như nguồn bốc hơi hoặc máy sưởi bên trong thiết bị chân không.

Hình 2 cho thấy nhiệt bức xạ phát ra từ một bề mặt có đường kính 254 mm (10 inch). Nhiệt phát ra khi nhiệt độ tăng và tốc độ bức xạ tăng lên cũng tăng theo. Vì nhiệt được tạo ra trong thiết bị chân không vượt xa khả năng đóng băng của máy bơm nhiệt độ thấp, chẳng hạn như nhiệt này đi vào máy bơm nhiệt độ thấp, sẽ dẫn đến máy bơm nhiệt độ thấp không thể làm mát bình thường và hiệu suất khí thải giảm. Do đó, khi có nguồn nhiệt trong phòng chân không, nguồn nhiệt phải được cách ly và che chắn.

Hình 2: Mối quan hệ giữa tốc độ bức xạ nhiệt phát ra từ mặt Φ254 mm và nhiệt độ

Hình 3 là một ví dụ cài đặt khi có nguồn nhiệt. Hình a) Nhiệt bức xạ trực tiếp vào máy bơm nhiệt độ thấp, vì vậy không thể áp dụng. (2), (3) có thể được áp dụng, nhưng nếu nhiệt độ của nguồn nhiệt tương đối cao, lượng bức xạ vào máy bơm nhiệt độ thấp sau khi phản xạ cũng nên được xem xét.

2: Cài đặt trường hợp khi có nguồn nhiệt

<Để tham khảo, tải nhiệt mà máy bơm nhiệt độ thấp phải chịu do nhiệt bức xạ có thể được tính bằng công thức sau.>

Q = AV ・σ・A・ (Tw4-T14) (W)

εAV: tốc độ bức xạ trung bình, σ: hằng số Boltzmann=5,67X10-12 (W/cm2/K4), A: diện tích nhiệt (cm2)

Tw: nhiệt độ của tường nhiệt độ phòng (thường là 300K), T1: nhiệt độ của hộp mực che chắn · vách ngăn (thường là 80K)

2. Lưu ý nước làm mát (lượng nước và chất lượng nước)

Máy nén được sử dụng đồng bộ với máy bơm nhiệt độ thấp có hai loại là loại làm mát bằng không khí và loại làm mát bằng nước. Và hầu hết điện đầu vào máy nén sẽ chuyển sang nhiệt.

Với loại làm mát bằng không khí, những nhiệt này được làm mát bằng quạt làm mát bằng không khí với bộ trao đổi nhiệt. Vì nước làm mát không khí không sử dụng, không có chi phí vận hành bổ sung và không cần thiết lập đường ống. Nhưng bởi vì nhiệt tạo ra sẽ được thải ra toàn bộ trong khí quyển, điều hòa không khí phải được sử dụng,

Nó tạo ra tiếng ồn và bụi. Vì vậy những năm gần đây phổ biến áp dụng kiểu làm mát bằng nước.

Nhiệt độ nước làm mát của máy nén làm mát bằng nước nếu quá thấp, độ nhớt của dầu bôi trơn trong máy nén tăng lên, sẽ khiến máy nén nhận được hướng dẫn vận hành cũng không thể bắt đầu hoặc ở trạng thái quá tải.

Ngược lại, nếu nhiệt độ nước làm mát quá cao hoặc ít lưu lượng, nhiệt độ của máy nén trở nên cao hơn hoặc không thể làm mát bình thường, dẫn đến hành động chuyển đổi điều khiển nhiệt tức là máy nén ngừng hoạt động.

Đối với nhiệt độ nước và lưu lượng nước làm mát, vui lòng tham khảo hướng dẫn sử dụng để đảm bảo sử dụng trong phạm vi quy định. Nếu nhiệt độ nước dưới 10 ℃, việc ngừng hoạt động của máy nén cũng cần phải ngừng cung cấp nước làm mát.

Nếu không ngừng cung cấp nước làm mát sẽ gây khó khăn cho việc khởi động máy nén. Khi dừng lại nếu có khả năng nước làm mát trong máy nén sẽ đóng băng, dẫn đến vỡ ống dẫn rất nguy hiểm, do đó yêu cầu thoát nước áp suất không khí, loại bỏ nước làm mát trong máy nén.

Nước làm mát phải sử dụng nước sạch không có tác dụng ăn mòn đối với ống phối và không có chất phụ gia như cặn nước.

Chất lượng nước kém sẽ dẫn đến đường kính dòng chảy của ống phân phối hẹp hơn, dòng chảy giảm, dẫn nhiệt kém xảy ra dẫn đến không thể làm mát bình thường.

Ngoài ra, nếu sử dụng nước làm mát có tác dụng ăn mòn đối với ống dẫn, các lỗ nhỏ sẽ xuất hiện trên bộ trao đổi nhiệt, dẫn đến tai nạn nghiêm trọng.

Để kéo dài tuổi thọ của bộ trao đổi nhiệt và duy trì hiệu suất, các công ty liên quan đến tiêu chuẩn chất lượng nước tham khảo các tiêu chuẩn chất lượng nước của Hiệp hội công nghiệp điều hòa không khí lạnh Nhật Bản. Bởi vì trong nước làm mát sẽ tồn tại trầm tích gắn liền, sẽ dẫn đến chất lượng nước kém đi. Vì vậy yêu cầu kiểm tra định kỳ chất lượng nước và làm sạch ống phân phối.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Mục		普通用 Giá trị chuẩn	Máy bơm nhiệt độ thấp Giá trị đề xuất	Nghiêng
				Ăn mòn	Tạo ra quy mô
Mục tiêu chuẩn	pH (25 ℃)	6.5～8.0	6.5～8.0	○	○
	Độ dẫn (25 ℃) (μS/cm)	Dưới 800	Dưới 200	○	○
	ion clorua Cl-(mg Cl)-/ L)	Dưới 200	Dưới 50	○
	ion sulfatS02--(mg Cl)-/ L)	Dưới 200	Dưới 50	○

3. Hoạt động và chu kỳ hoạt động của bơm nhiệt độ thấp

Hoạt động của máy bơm nhiệt độ thấp bao gồm 3 quá trình sau.

(1) hoạt động bắt đầu bơm nhiệt độ thấp thô hút chân không và làm mát mát

(2) Thông thường chạy bơm nhiệt độ thấp để xả thiết bị chân không

(3) Ngừng hoạt động, tái tạo bơm nhiệt độ thấp ngừng hoạt động và tái tạo

1）. Bắt đầu hoạt động (hút chân không thô, làm mát và làm mát)

4. Các bước khởi động hoạt động của bơm nhiệt độ thấp như sau.

(1) Bật nguồn chính.

(2) Cung cấp nước làm mát khi máy nén là loại làm mát bằng nước.

(3) Bơm thô cho đến khi áp suất bên trong bơm nhiệt độ thấp đạt đến 40Pa. (Nếu bơm xuống dưới 13~20Pa, hơi dầu trong bơm quay dầu chảy ngược về bơm nhiệt độ thấp, dẫn đến bơm nhiệt độ thấp bị ô nhiễm hơi dầu.) ) Kiểm tra tăng áp suất thường được thực hiện sau khi thực hiện bơm thô.

Giá trị giới hạn được đề nghị cho tốc độ tăng áp suất là ΔP/t ≤1.3Pa/phút

(4) Bắt đầu bơm nhiệt độ thấp.

(5) Đợi máy bơm nhiệt độ thấp đạt đến trạng thái làm việc. Khi đáp ứng các điều kiện sau đây, nó chỉ ra rằng máy bơm nhiệt độ thấp đã đạt đến trạng thái làm việc:

● Nhiệt độ của tấm ngưng tụ 15K giảm xuống dưới 20K

● Nhiệt độ của hộp mực được che chắn 80K giảm xuống dưới 130K (điện áp khởi động của cặp nhiệt điện CA là -5,5mV) và thời gian cần thiết để giảm xuống nhiệt độ này (thời gian làm mát và làm mát) thay đổi theo mô hình bơm nhiệt độ thấp như được hiển thị trong Bảng 4-2.

(6) Máy bơm nhiệt độ thấp sẽ bắt đầu hoạt động bình thường.

Thời gian làm mát thực tế có thể lâu hơn trong một số trường hợp sau đây. (1) bị ô nhiễm bên trong máy bơm nhiệt độ thấp, (2) tải nhiệt lớn, (3) trở nên khô hoàn toàn bên trong máy bơm nhiệt độ thấp như hoạt động tái tạo, (4) He trong khí dư sau khi bơm thô hoàn thành, áp suất riêng phần của khí H2.Ne vượt quá 0,1Pa.

Ví dụ về chu kỳ hoạt động của bơm nhiệt độ thấp

2）. thường chạy

Đợi máy bơm nhiệt độ thấp đi vào trạng thái làm việc, bơm khí vào buồng chân không theo các bước sau.

(1) Áp suất trong buồng chân không đạt đến áp suất giao sai tối đa cho phép cho đến khi bơm thô vào buồng chân không. (Thông thường giảm xuống còn 40Pa) Để ngăn chặn hơi dầu từ bơm thô chảy ngược vào buồng chân không, không thể bơm xuống dưới 13Pa.

(2) Mở van chính để rút chính xác buồng chân không.

(3) Các hoạt động như mạ, phún xạ có thể được thực hiện sau khi áp suất trong phòng chân không đạt được áp suất mong muốn.

3）. Dừng chạy

(1) Đóng van chính.

(2) Chuyển máy bơm nhiệt độ thấp sang trạng thái OFF.

(3) Khi máy nén làm mát bằng nước, việc cung cấp nước làm mát nên được dừng lại theo yêu cầu.

(4) Sau khi nhiệt độ của tấm ngưng tụ 15K và hộp che chắn 80K giảm xuống nhiệt độ phòng, bơm thô được thực hiện cho đến khi áp suất trong bơm nhiệt độ thấp đạt 10~100Pa.

Nếu khí hóa được tạo ra trong quá trình nóng lên, làm cho áp suất bên trong bơm nhiệt độ thấp vượt quá áp suất khí quyển, van thông hơi phải được thiết lập để xả khí, để ngăn áp suất bên trong bơm vượt quá áp suất khí quyển.

4）. Tái tạo bơm nhiệt độ thấp

Bởi vì máy bơm nhiệt độ thấp là máy bơm chân không lưu trữ, khi lượng khí được lưu trữ trong máy bơm đạt đến, yêu cầu xả ra ngoài, để máy bơm nhiệt độ thấp trở lại chức năng hấp phụ và xả. Quá trình này được gọi là tái sinh (Regeneration). Lượng khí giới hạn được thải ra bởi một máy bơm nhiệt độ thấp được gọi là công suất xả. Khi bất cứ tình huống nào sau đây xuất hiện, tức là cần tiến hành tái sinh.

(1) Nhiệt độ tấm ngưng tụ 15K vượt quá 20K

(2) Nhiệt độ của thùng che chắn 80 vượt quá 130K (-5,5mV)

(3) Áp suất giảm dưới 1,3 × 10-4Pa sau khi van chính đóng trong 5 phút

(4) Hiệu suất xả không đáp ứng được yêu cầu của thiết bị

Trong quá trình sử dụng thông thường, ngoại trừ trường hợp lượng khí thải đạt đến dung lượng khí thải, việc tái tạo thường xuyên trong quá trình sửa chữa và bảo trì thiết bị hoặc ngày lễ.

Chẳng hạn như tái tạo trong các tình huống không người lái như ngày lễ, v. v., có thể tự động tái tạo.

4-1. Phương pháp tái tạo thích hợp cho các mục đích khác nhau (tái tạo và hiệu quả hóa tái tạo)

Thao tác tái sinh được thực hiện trong 3 bước sau.

(1) Quá trình làm nóng

(2) Quá trình vẽ thô

(3) Quá trình làm mát và làm mát

Để rút ngắn thời gian tái sinh nên rút ngắn thời gian ấm lên và thời gian hút chân không thô. Để có thể tái sinh, cần phải nóng lên đến nhiệt độ phòng và loại bỏ nước trong chất hấp phụ bằng cách bơm thô hiệu quả. Băng ở trên 0 ℃, để loại bỏ độ ẩm, nhiệt độ phải tăng lên trên 0 ℃.

(1) Hiệu quả hóa quá trình làm nóng

Có một số cách để ngừng hoạt động của máy bơm nhiệt độ thấp và tăng nhiệt độ lên nhiệt độ phòng.

(1) sưởi ấm tự nhiên: chỉ cần chuyển máy bơm nhiệt độ thấp sang trạng thái OFF sau khi đặt

(2) tái chế sử dụng sưởi ấm vành đai: bọc vành đai sưởi ấm trên bề mặt của bức tường bơm để sưởi ấm

(3) Injection N2: Injection nitơ bên trong bơm nhiệt độ thấp, làm cho nhiệt bên trong bơm tăng tốc và nóng lên

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

(5) Injection nhiệt N2: Injection bên trong bơm nhiệt độ thấp với nitơ nóng đến 70 ℃

(6) Tiêm nhiệt N2+băng sưởi ấm: và với (2) và (5), thời gian làm nóng tối thiểu

Nhiệt độ tăng lên đến nhiệt độ phòng cho đến khi thời gian, ngoài các phương pháp trên, do sự khác biệt lớn về lượng khí, loại và mô hình bơm được lưu trữ trong bơm, do đó không dễ dàng dự đoán trước thời gian nóng lên của nó.

Thông thường, tiêm phương pháp N2 mất 60-90 phút. Thời gian làm nóng cần thiết cho các phương pháp tái tạo khác nhau được hiển thị trong bảng dưới đây.

Các giá trị trong bảng này được so sánh với thời gian tăng nhiệt cần thiết để truyền phương pháp N2 là 1. Chỉ có thể làm các giá trị tham chiếu.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Phương pháp sưởi ấm	Tỷ lệ thời gian ấm lên
1. Nhiệt độ tự nhiên	3～6
2. Vành đai sưởi ấm để tái chế	～1.2
3. Tiêm N2	1
4. Tiêm N2 +Vành đai sưởi ấm	～0.85
5. Tiêm nhiệt N2	～0.80
6. Tiêm nhiệt N2 +Vành đai sưởi ấm	～0.70

Hình 5: Quá trình làm nóng máy bơm nhiệt độ thấp

Hình bên phải cho thấy trạng thái của máy bơm nhiệt độ thấp khi nó nóng lên, có thể được chia thành các chế độ A, B, C và D4.

A: Tiêm N2+vành đai sưởi ấm (trường hợp ít nước)

Nhiệt độ của hộp chắn và vách ngăn tăng lên khoảng 40 độ C. Kết quả tái tạo tốt có thể đạt được bằng cách loại bỏ hơi nước bên trong máy bơm.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Là phương pháp tái sinh được sử dụng phổ biến. Hiệu quả tái tạo tốt có thể đạt được khi có ít nước.

C: Injection N2+sưởi ấm vành đai (trường hợp xả một lượng lớn hơi nước)

Khi băng tan thành nước ở 0 độ C, nhiệt độ tăng sẽ dừng lại một thời gian. Do sử dụng dây nóng, có thể rút ngắn thời gian tan chảy. (Phương pháp này được khuyến nghị khi chất nền là thủy tinh hoặc nhựa)

D: Chỉ tiêm N2 hoặc xả một lượng lớn hơi nước bằng phương pháp sưởi ấm tự nhiên

Bởi vì thêm nhiệt lượng ít, băng rất khó tan thành nước. Trong trạng thái này, nếu bơm thô, việc tái tạo không được thực hiện đầy đủ sẽ dẫn đến giảm hiệu suất khí thải. Cần chú ý đặc biệt khi sơn kính hoặc nhựa.

Xác nhận xem điện áp khởi động của cặp nhiệt điện K có giảm xuống 0 mV hay không. Phải và sử dụng dây đai sưởi ấm bằng điện.

Đặc biệt là khi xả một lượng lớn hơi nước, hãy ghi lại điện áp khởi động của cặp nhiệt điện K trong quá trình tái tạo, xác định chế độ nào và xác nhận xem băng có tan chảy hay không.

2) Quá trình vẽ thô

Bơm quay dầu thường được sử dụng như một máy bơm bơm thô cho máy bơm đông lạnh. Trong trường hợp sử dụng bơm quay dầu, trong lĩnh vực áp suất cao, do sự hiện diện của hiệu ứng flash dòng chảy nhớt của không khí, dòng chảy trở lại rất ít.

Nhưng khi áp suất thấp hơn 15Pa, tác dụng của dòng chảy nhớt giảm, nếu bơm thô dưới áp suất này sẽ làm tăng nguy cơ hơi dầu chảy ngược.

Xem xét về mặt an toàn, máy bơm nhiệt độ thấp của Aikido có thể đảm bảo hoạt động bình thường ở áp suất bơm thô 40Pa.

Nếu rút thô xuống dưới 20 Pa, bạn nên sử dụng bộ lọc rút thô. Có một số điều cần lưu ý khi sử dụng bộ lọc.

(1) Thời gian bơm thô dài hơn, (2) hơi nước nhiều nhanh chóng trở thành trạng thái bão hòa, (3) tạo ra bụi bặm, (4) cần phải hoạt động định kỳ.

Trong điều kiện bơm nhiệt độ thấp có rất nhiều hơi nước, khi hơi nước bốc hơi, nhiệt lượng sẽ bị mang đi, dẫn đến nhiệt độ nước giảm.

Nước ít thì có thể bốc hơi hoàn toàn. Nhưng nhiều nước, nước sẽ bị đóng băng, dẫn đến tái sinh không đầy đủ.

Trong trường hợp có nhiều nước, khi bơm thô, nếu dùng dây nóng, có thể ngăn chặn đóng băng.

Và khi sử dụng bơm quay dầu để loại bỏ lượng nước lớn, dầu sẽ nhũ tương và rất khó để bơm đến 40Pa.

Trong trường hợp này, thường cần phải thay dầu thường xuyên. Nhưng các biện pháp sau đây có thể được thực hiện.

(1) Sử dụng máy bơm quay dầu lớn với hàm lượng dầu cao và khả năng xử lý nước mạnh.

(2) Sử dụng máy bơm quay dầu có thể tách nước và dầu, được trang bị hệ thống thoát nước.

(3) Sử dụng bơm tăng áp cơ học để giảm áp suất giới hạn. (Tuy nhiên, dầu từ bơm quay dầu phải được thay thế thường xuyên.)

Khi xử lý một lượng lớn thủy tinh, nhựa, vì cần phải xả một lượng lớn hơi nước, do đó yêu cầu các biện pháp thực hiện trước.