Giáo trình Thiết kế và lắp đặt hệ thống máy lạnh (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Cao đẳng). Sau khi học xong môn học này, sinh viên có thể: trình bày được phương pháp tính toán tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh cần có, lựa chọn máy và thiết bị trang bị cho hệ thống; tính sơ bộ được công suất, số lượng, chủng loại máy và thiết bị, thiết kế và thể hiện được sơ đồ lắp nối hệ thống trên bản vẽ;... Mời các bạn cùng tham khảo!
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA: ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỊA KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành theo Quyết định số:… /QĐ ngày….tháng… năm 2019 của…… Ninh Bình, năm 2019 MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU TÊN MÔ ĐUN: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH BÀI 1: TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI LẠNH XÁC ĐỊNH KẾT CẤU HỘ DÙNG LẠNH 1.1 Xác định diện tích xây dựng, kích thước, số lượng loại phịng 1.2 Nhiệt độ lạnh xác định theo nhiệm vụ theo sản phẩm cần làm lạnh 11 TÍNH CHIỀU DÀY LỚP CÁCH NHIỆT 17 2.1 Xác định hệ số truyền nhiệt lớp cách nhiệt 17 2.2 Chọn chiều dày lớp cách nhiệt 20 TÍNH TỐN PHỤ TẢI LẠNH 21 3.1 Tính dịng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 22 3.2 Tính dịng nhiệt sản phẩm bao bì/khn/khay tỏa 24 3.3 Tính dịng nhiệt vận hành 26 3.4 Tính dịng nhiệt thơng gió, rị lọt 27 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI MÁY NÉN VÀ PHỤ TẢI THIẾT BỊ, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ 27 4.1 Tính phụ tải máy nén 27 4.2 Tính phụ tải dàn lạnh 28 4.3 Chọn máy nén thiết bị 29 BÀI 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LẠNH 32 Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy đá 32 1.1 Cấu tạo 32 1.2.Nguyên lý hoạt động 40 Tính tốn máy đá 41 2.1 Xác định phụ tải máy đá 41 2.2 Chọn máy nén, đường ống, thiết bị 44 Thiết kế hệ thống lạnh 47 3.1 Bố trí thiết bị hệ thống 47 3.2 Lập vẽ hệ thống 47 Thiết kế hệ thống điện 47 4.1 Bố trí thiết bị hệ thống 47 4.2 Lập vẽ hệ thống 48 BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH 49 1.Trình tự lắp đặt máy đá 49 1.1.Lắp đặt cách nhiệt bể đá 49 1.2 Cân cáp chọn chiều dài ống mao 49 1.3 Gia công dàn lạnh 49 1.4.Kết nối hệ thống lạnh 50 1.5 Thử kín, hút chân khơng hệ thống 50 Lắp đặt, vận hành máy đá 50 2.1 Lắp đặt máy đá 50 2.2 Vận hành máy đá 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo LỜI GIỚI THIỆU Cùng với cơng đổi cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ Việt Nam.Tủ lạnh, máy lạnh thương nghiệp, cơng nghiệp, điều hịa nhiệt độ trở nên quen thuộc đời sống sản xuất Các hệ thống máy lạnh điều hịa khơng khí phục vụ đời sống sản xuất như: chế biến, bảo quản thực phẩm, bia, rượu, in ấn, điện tử, thông tin, y tế, thể dục thể thao, du lịch phát huy tác dụng thúc đẩy mạnh mẽ kinh tế, đời sống lên Cùng với phát triển kỹ thuật lạnh, việc đào tạo phát triển đội ngũ kỹ thuật viên lành nghề Đảng, Nhà nước, Nhà trường công dân quan tâm sâu sắc để làm chủ máy móc, trang thiết bị nghề Giáo trình “Hệ thống điều hịa khơng khí cục bộ’’ biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Kỹ tht máy lạnh điều hịa khơng khí Giáo trình dùng để giảng dạy Trường Cao đẳng dùng làm tài liệu tham khảo cho trường có hệ đào tạo đề cương giáo trình bám sát chương trình khung quốc gia nghề Giáo trình biên soạn lần đầu nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng tơi mong nhận ý kiến đóng góp để giáo trình chỉnh sửa ngày hồn thiện Xin trân trọng cám ơn! Ninh Bình, ngày 10 tháng năm 2019 Tham gia biên soạn Chủ biên: Thạc sĩ Trịnh Văn Hùng Ủy viên: Thạc sĩ Phạm Tiến Dũng TÊN MÔ ĐUN: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH Mã mô đun: MĐ29 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mô đun: - Học sau học xong môn học, mô đun kỹ thuật sở, mô đun chuyên môn nghề như: lạnh bản, hệ thống máy lạnh dân dụng thương nghiệp, hệ thống máy lạnh công nghiệp; - Ứng dụng kiến thức học để tập giải nhiệm vụ cụ thể giao Mục tiêu mơ đun: - Trình bày phương pháp tính tốn tải lạnh, thiết lập sơ đồ hệ thống lạnh cần có, lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống; - Tính sơ công suất, số lượng, chủng loại máy thiết bị, thiết kế thể sơ đồ lắp nối hệ thống vẽ; - Lắp đặt,vận hành hệ thống máy lạnh vừa thiết kế Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Tổng số Số TT Các mô đun Thời gian (giờ) Lý Thực thuyết hành, thí nghiệ m, thảo luận, Bài tập Kiểm tra Bài 1: Tính tốn xác định phụ tải lạnh Xác định kết cấu hộ dùng lạnh 1.1 Xác định diện tích xây dựng, kích thước, số lượng loại phòng 1.2 Nhiệt độ lạnh xác định theo nhiệm vụ theo sản phẩm cần làm lạnh Tính chiều dày lớp cách nhiệt 2.1 Xác định hệ số truyền nhiệt lớp cách nhiệt 2.2 Chọn chiều dày lớp cách nhiệt Tính tốn phụ tải lạnh 3.1 Tính dịng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 3.2 Tính dịng nhiệt sản phẩm bao bì/khn/khay tỏa 3.3 Tính dịng nhiệt vận hành : Động cơ, bơm, quạt, người, đèn, 3.4 Tính dịng nhiệt thơng gió, rị lọt 3.5 Tính dịng sản phẩm hô hấp Xác định phụ tải máy nén phụ tải thiết bị, chọn máy nén thiết bị 4.1 Tính phụ tải máy nén 4.2 Tính phụ tải thiết bị trao đổi nhiệt 4.3 Chọn máy nén thiết bị Kiểm tra 24 15 0.5 1.5 0.5 1.5 4 Bài 2: Thiết kế hệ thống máy lạnh Cấu tạo nguyên lý hoạt động máy đá 1.1 Cấu tạo 1.2 Ngun lý hoạt động Tính tốn máy đá 2.1 Xác định phụ tải máy đá 2.2 Chọn máy nén, đường ống, thiết bị 3.Thiết kế hệ thống lạnh 3.1 Bố trí thiết bị hệ thống 3.2 Lập vẽ hệ thống Thiết kế hệ thống điện 4.1 Bố trí thiết bị hệ thống 4.2 Lập vẽ hệ thống Kiểm tra Bài 3: Lắp đặt hệ thống máy lạnh 1.Trình tự lắp đặt máy đá 1.1.Lắp đặt cách nhiệt bể đá 1.2 Cân cáp chọn chiều dài ống mao 1.3 Gia công dàn lạnh 1.4 Kết nối hệ thống lạnh 1.5 Thử kín, hút chân khơng hệ thống Lắp đặt, vận hành máy đá 2.1 Lắp đặt máy đá 2.2 Vận hành máy đá Kiểm tra Cộng 16 3 11 4 4 3 50 2 43 90 43 2 43 10 69 11 BÀI 1: TÍNH TỐN XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI LẠNH Mã bài: MĐ29 01 Giới thiệu: Phụ tải lạnh thông số quan trọng việc thiết kế hệ thống lạnh Nó định đến việc tính chọn cơng suất máy nén thiết bị khác , việc xác định phụ tải lạnh cần phải có độ xác cao, phụ tải thừa dẫn đến chi phí đầu tư cao, phụ tải thiếu khơng đảm bảo q trình bảo quản sản phẩm Mục tiêu: - Tính tốn số lượng kho, xác định kích thước, kết cấu bố trí mặt tổ hợp kho lạnh - Xác định đối tượng cần làm lạnh, kiểu làm lạnh (Trực tiếp/gián tiếp), bố trí, xếp sản phẩm, - Tính tốn phụ tải lạnh hệ thống - Tính tốn kiểm tra cách nhiệt, cách ẩm, kiểm tra đọng sương, đọng ẩm vách - Xác định phụ tải máy nén thiết bị, chọn máy nén thiết bị - Phân tích ưu nhược điểm loại kho lạnh - Giải thích ưu nhược điểm trình làm lạnh - Tra bảng đồ thị thành thạo - Rèn tính cẩn thận, tỷ mỷ, nghiêm túc, trung thực học tập lao động Nội dung chính: Xác định kết cấu hộ dùng lạnh 1.1 Xác định diện tích xây dựng, kích thước, số lượng loại phịng * Thể tích kho lạnh xác định theo biểu thức: Ta có: E = V gv , V Suy ra: E , m3 gv Trong đó: E - Dung tích kho lạnh, gv - Định mức chất tải, tấn/m3 tra bảng sau Bảng 1.1 Tiêu chuẩn chất tải hệ số thể tích số sản phẩm bảo quản lạnh Tiêu chuẩn chất tải gv, t/m3 Hệ số tính thể tích a Thịt bị đơng lạnh 1/4 0,4 0,88 1/2 0,3 1,17 1/4 1/2 0,35 Thịt cừu đông lạnh 0,28 1,25 Thịt lợn đông lạnh 0,45 0,78 Gia cầm đông lạnh hịm gỗ 0,38 0,92 Cá đơng lạnh hịm gỗ cactơng 0,45 0,78 Thịt thăn hịm cactông 0,7 0,5 Mỡ hộp cactông 0,8 0,44 Trứng hộp cactông 0,27 1,3 0,6 0,65 0,58 0,54 0,45 0,78 Mỡ hộp cactông 0,7 0,5 Trứng ngăn cactông 0,26 1,35 Thịt hộp ngăn gỗ 0,38 0,92 Giò ngăn gỗ 0,3 1,17 Thịt đông lạnh ngăn gỗ 0,44 0,79 0,38 0,92 Nho cà chua khay 0,3 1,17 Táo lê ngăn gỗ 0,31 1,03 Cam, qt hộp mỏng ngăn gỗ, cactơng 0,32 1,09 0,3 1,17 Hành tây khô 0,3 1,03 Cà rốt 0,32 1,09 Dưa hấu, dưa bở 0,4 0,87 Bắp cải 0,3 1,17 Sản phẩm bảo quản Đồ hộp hòm gỗ cactơng Cam, qt ngăn gỗ mỏng KHI SẮP XẾP TRÊN GIÁ ngăn cactông Ghi chú: Tiêu chuẩn chất tải khối lượng khơng bì sản phẩm khơng bao bì khối lượng bao bì sản phẩm có bao bì Để tính tốn thể tích buồng cấp đơng dùng tiêu chuẩn chất tải theo mét chiều dài giá treo 0,25 t/m Nếu dùng xe đẩy có giá treo dùng chất tải theo diện tích m2 Mỗi m2có thể xếp 0,6 đến 0,7 t (tương đương 0,17 t/m3) Tiêu chuẩn chất tải thiết bị lạnh, kho lạnh thương nghiệp tiêu dùng nhỏ nhiều so với tiêu chuẩn chất tải kho lạnh giới thiệu trên, thường đạt từ 100 đến 300 kg/m2 diện tích kho lạnh tùy theo loại hàng, cách bao gói xắp xếp hàng giá * Xác định diện tích chất tải: Diện tích chất tải buồng lạnh F, m2 xác địnhqua thể tích buồng lạnh chiều cao chất tải: F V , m2 h Trong đó: F - Diện tích chất tải diện tích hàng chiếm trực tiếp, m2 h - Chiều cao chất tải, m Chiều cao chất tải chiều cao lô hàng chất kho, chiều cao phụ thuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ Chiều cao h tính chiều cao buồng lạnh trừ phần lắp đặt dàn lạnh treo trần khoảng không gian cần thiết để chất hàng dỡ hàng Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thực tế h1 kho Chiều cao h1 xác định chiều cao phủ bì kho lạnh trừ hai lần chiều dầy cách nhiệt trần kho lạnh: h1 = H - 2 , m + H - Là chiều cao phủ bì kho lạnh, m Chiều cao phủ bì H kho lạnh sử dụng thường thiết kế theo kích thước tiêu chuẩn sau: 3000, 3600, 4800, 6000 mm Tuy nhiên, cần thay đổi điều chỉnh theo yêu cầu thực tế + - Là chiều dày cách nhiệt, Chiều cao chất tải h, m tính chiều cao thực tế kho h1 trừ khoảng hở cần thiết phía trần để lưu thơng khơng khí khoảng khơng gian cần thiết để chất hàng dỡ hàng * Xác định tải trọng trần tính tốn theo định mức chất tải chiều cao chất tải giá treo móc treo trần : Tải trọng nền, trần xác định theo công thức: gf ≥ gv.h Trong đó: gf - Là tải trọng nền, trần, tấn/m2 gv - Định mức chất tải, tấn/m3 h - Chiều cao chất tải, m * Xác định diện tích lạnh cần xây dựng: Diện tích lạnh cần xây dựng xác định theo công thức sau: Fl = F (m2) βF Trong đó: Fl - diện tích lạnh cần xây dựng, m2 F - hệ số sử dụng diện tích buồng chứa, tính đường diện tích lơ hàng, lơ hàng cột, tường diện tích lắp đặt thiết bị dàn bay hơi, quạt F phụ thuộc vào diện tích buồng lấy theo bảng 1.2 Bảng 1.2 – Hệ số sử dụng diện tích theo thể tích buồng lạnh F Diện tích buồng lạnh, m2 Đến 20 0,5 0,6 Từ 20 đến 100 0,7 0,75 Từ 100 đến 400 0,75 0,8 Hơn 400 0,8 0,85 Qua bảng 1.2 thấy buồng lạnh rộng hệ số sử dụng diện tích lớn bố trí hợp lý lối đi, lô hàng thiết bị * Xác định số phòng lạnh cần xây dựng: Số lượng phòng lạnh cần xây dựng xác định qua cơng thức sau: Z Trong đó: Fl - diện tích lạnh cần xây dựng, m2 10 Fl f Hình 2.4 Bộ chèn trục khuấy Hình 2.5 Trục khuấy 1- Tấm đệm; 2- đệm kín cao su; 3- dây amiăng quấn quanh trục nhét đầy mỡ; 4- lớp cánh nhiệt thành bể; 5- trục khuấy; 6- đai ốc chèn kín; 7-tấm đệm; 8- thân chèn trục; 9- thành bể(tôn hoa); 10- đai ốc hãm; 11- cánh khuấy; 12 – đai ốc hãm cánh khuấy Khớp nối giũa đầu trục khuấy đầu trục động đơn giản ống cao su, dùng dây thép buộc chặt lại, cơng suất động nhỏ (hình 2.7) Có thể dùng khớp nối khác nên tránh dùng khớp nối cứng 38 Hình 2.6 Thân chèn trục khuấy Hình 2.7 Khớp nối trục b) Cánh khuấy đặt nghiêng Ưu điểm: Không cần chèn kín Nhược điểm: khó đều, bể nơng kích thước dài rộng lớn, khó gia cố để động vưng chăc c) Cánh khuấy đặt ngang Ưu điểm: Khuấy nước muối, tạo độ đồng nhiệt độ bể nước, thích hợp với loại bể kích thước khác Nhược điểm: Phải chèn kín trục khuấy 39 1.1.7 Khuôn kem khuôn đá Khuôn kem lấy theo tiêu chuẩn miệng (30 × 35)mm, đáy (25 × 30)mm chiều cao 150 mm (phần nhúng nước muối 120 mm) khối lượng que kem 80g (hình 2.8), ghép 10 khn 20 khn thành vỉ Hình 2.8 Vỉ kem 10 que tiêu chuẩn Hình 2.9 Khn đá kg (phù hợp với bể làm kem) Khuôn vỉ làm sắt tây tôn kẽm Khuôn đá lấy theo mẫu khn 2kg vỉ khn 2kg thích hợp với bể đá loại nhỏ (hình 2.9) Cũng dùng khn kem để sản xuất đá cục 1.2.Nguyên lý hoạt động Khi hệ thống hoạt động nước muối bể chuyển động cưỡng trao đổi nhiệt với nước khuôn đá dung dịch kem khuôn kem, nhờ cánh khuấy liên tục khuấy nước muối Sau khoảng thời gian từ đến tiếng đá 40 kem kết đơng tồn bộ, cho dừng quạt khuấy, lấy khn đá, kem ngồi tiếp tục cho mẻ đá, kem Sau lại cho cánh khuấy hoạt động trở lại Tính tốn máy đá 2.1 Xác định phụ tải máy đá 2.2.1 Xác định tổn thất nhiệt qua bể làm lạnh nước Kích thước bể chứa nước lạnh có liên quan đến tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che Dựa vào suất nước lạnh, cách bố trí dàn lạnh để xác định kích thước bể nước Chọn bố trí dàn lạnh đặt nằm ngang bên bể nước cần làm lạnh, kích thước bể nước thiết kế sau: WxLxH 0,6m x 0,8m x 0,8m 0,384 m3 Tổn thất nhiệt qua bể chứa nước lạnh Bao gồm: Tổn thất qua tường, nắp Q1 = Q11 + Q12 , W n n ng : Q11 = kt.Ft.(tf - t2), W Trong đó: + Ft - diện tích mặt toả nhiệt, m2 ; + Ft = x 0,8 x (0,6 + 0,8) = 2,24 m2 + kt - hệ số truyền nhiệt, W/m2K kt , W / m K i 1 i Hệ số k lấy theo kinh nghiệm là: kt = 0,58 W/m2K Q11 = kt.Ft.(tf - t2) = 0,58 x 2,24.(38 + 10) = 62,4 W n n n : Q12 = kn.Fn.(tf - t2), W Trong đó: + Fn - diện tích nắp, m2 ; + Fn = 0,6 x 0,8 = 0,48 m2 ; + kn - hệ số truyền nhiệt qua nắp, W/m2K Hệ số k lấy theo kinh nghiệm là: kn = 0,23 W/m2K 41 Q12 = kn.Fn.(tf - t2) = 0,23 x 0,48 x (38 - 0) = 4,2 W Vậy: Q1 = Q11 + Q12 = 62,4 + 4,2 = 66,6 W 2.2.2 Xác định tổn thất nhiệt làm lạnh nước Trong sản xuất đá cây, dòng nhiệt làm lạnh đá chiếm tỷ lệ cao xác định theo công thức sau: Q M q2 M.q , W M – Khối lượng nước làm lạnh mẻ, kg/mẻ; - Thời gian đông đá cho mẻ, giây/mẻ Thời gian đông đá phụ thuộc vào nhiệt độ bể muối kích thước khn đá, giây Với khn đá nhỏ kg/khuôn thời gian làm lạnh q2 - Nhiệt lượng kg nước tỏa làm lạnh từ nhiệt độ ban đầu đến đơng đá hồn tồn hạ đến -5oC, J/kg Nhiệt làm lạnh kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến đơng đá hồn tồn q2 xác định theo công thức: q2 = Cpn.t1 + r + Cpđ.t2, J/kg Cpn - Nhiệt dung riêng nước : Cpn = 4.186 J/kg.K; r - Nhiệt đông đặc : r = 333.600 J/kg (80 kCal/kg); Cpđ - Nhiệt dung riêng đá: Cpđ = 2.090 J/kg.K (0,5 kCal/kg.K); t1 - Nhiệt độ nước đầu vào, lấy t1= 32oC; t2 - Nhiệt độ đá: t2 = -5oC Thay vào ta có: q2 = 4.186.t1 + 333.600 + 2.090.t2, J/kg Như công suất lạnh cần thiết để làm lạnh 01 kg đá : q 4186 x32 333600 2090 x5 26,6W / kg 5x3600 Hệ thống lạnh, suất 200 kg/ngày, mối ngày chạy mẻ, mẻ 50kg Vì suất làm lạnh đá Q2 = 50 x 26,6 = 1130 W Ngồi hệ thống cịn có dịng nhiệt tổn thất khuôn đá, truyền nhiệt đường ống, cánh khuấy nước muối 42 Tổng tổn thất nhiệt: Q = Q1 + Q2 = 66,6 + 1130 = 1196,6 W Tính thêm tổn thất nhiệt khác (tổn thất đường ống, tổn thất mở nắp kiểm tra, làm lạnh thiết bị bên bể…: lấy 20%) cơng suất nhiệt u cầu hệ thống máy lạnh là: Qo = 1,2 x Q = 1,2 x 1196,6 = 1436 W 2.2.3 Thời gian làm lạnh nước từ nhiệt độ ban đầu đến 0oC Q1 M.Cn ( t 'n 0) M.Cn t 'n 1 Qo Qo Qo o t 'n - Nhiệt độ nước ban đầu, C ; M – Lượng nước sử dụng để làm lạnh, kg ; Cn – Nhiệt dung riêng nước, /kg.K ; Qo – Năng suất lạnh hữu ích máy lạnh, W 2.2.4 Thời gian đông đá 1 Q M.r Qo Qo r – Nhiệt ẩn đông đặc nước, /kg 2.2.5 Thời gian làm lạnh đá " Q3 M.Cd (0 t "n ) G n Cd t n 3 Qo Qo Qo Cd – Nhiệt dung riêng đá, /kg.K ; t "n - Nhiệt độ đá thành phẩm, oC 2.2.6 Tổng thời gian làm đá 43 Bài tập thực hành cho sinh viên: Xác định phụ tải cho máy đá có kích thước sau: Kích thước bể (dài × rộng × cao, mm) Số khuôn đá Năng suất đá kg/mẻ 540 × 800 × 450 12 24 640 × 800 × 450 16 32 750 × 800 × 450 18 36 850 × 800 × 450 22 44 u cầu: - Mỗi nhóm tính tốn cho bể đá có kích thước - Xác định tổng thời gian làm đá 2.2 Chọn máy nén, đường ống, thiết bị 2.2.1 Chọn máy nén Ở giới thiệu cách tính tốn chu trình lạnh với môi chất R22 sở thông số to = -15 oC, tk = 45 oC nhiệt độ không khí mơi trường khoảng 32 – 34 oC Sơ đồ thiết bị chu trình lạnh biểu diễn hình 2.11 Thơng số Hình 2.11 Đồ thị lgp-i mơi chất lạnh Từ tính dễ dàng: - Năng suất lạnh riêng khối lượng: qo = i1 – i4 = 152 kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích: 44 qv = qo/v1 = 1900 kJ/ m3 Bảng 2.1 Điểm nút chu trình 1’ 3’ Áp suất p, MPa 0,3 0,3 173 173 1,73 0,3 Nhiệt độ t, oC -15 86 45 38 -15 En tan pi, kJ/kg 689 707 759 556 546 546 Điểm nút Thông số v, m3/kg 0,08 - Tỉ số áp suất П = pk/po = 5,8 - Hệ số cấp = 0,67 Năng suất lạnh tính bảng 2.2 suất lạnh chu trình biểu diễn hình 2.11 bảng 2.1 Nhưng chọn máy nén, ta biết suất lạnh tiêu chuẩn suất lạnh điều hòa dựng từ máy điều hòa nhiệt độ Như vậy, bắt buộc phải tính chuyển đổi suất lạnh theo công thức sau: QoTC Q0 QoDH Q0 TC qvTC qv DH qvDH qv Trong Qo, , qv thông số chế độ làm việc thực; QoTC, TC, qvTC thông số chế độ tiêu chuẩn to = -15 oC, tk = 30 oC QoDH, DH, qvDH thông số chế độ điều hịa khơng khí Bảng 2.2 Các giá trị tính tốn gần suất lạnh máy nén Piston kín hãng MYCOM 45 Cỡ để que kem/mẻ 250 300 350 400 Năng suất lạnh chế độ làm việc Qo kcal/h 1400 1720 2000 2720 Năng suất lạnh chế độ tiêu chuẩn Qotc kcal/h 1820 2240 2600 2270 Năng suất lạnh chế độ điều hòa BTU/h 12000 15000 17600 20000 Từ bảng 2.2 ta chọn máy nén phù hợp cho suất bể kem 2.2.2 Chọn dàn ngưng dàn bay Việc tính tốn dàn ngưng tụ bay phức tạp Ta dựa vào máy điều hịa cửa sổ để ước lượng dàn ngưng dàn bay theo kinh nghiệm Nếu dựng máy kem, máy đá từ máy điều hịa cử sổ dàn ngưng hồn tồn phù hợp theo tính tốn sơ bộ, giữu nguyên chế độ làm việc dàn ngưng diện tích trao đổi nhiệt thừa khoảng 30 – 35 % thay đổi từ chế độ điều hòa sang chế độ làm kem Tính tốn thiết kế dàn ngưng tụ dựa quan hệ: Qk = kk Fk Δt Qk – suất nhiệt cần thải qua dàn ngưng, dễ dàng xác định qua suất lạnh cộng với công nén xác định đồ thị lgp – i; Δt – hiệu nhiệt độ trung bình logarit; kk – hệ số truyền nhiệt α1 – hệ số tỏa nhiệt phía mơi trường ngưng tụ; α2 – hệ số tỏa nhiệt phía khơng khí; δi – bề dày thành ống lớp vách có; λi – hệ số dẫn nhiệt vật liệu thành ống lớp vách Như xác định diện tích trao đổi nhiệt cần thiết: 46 Bảng 2.3 Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu cho phương án Số que kem/mẻ 250 300 350 400 Diện tích tối thiểu dàn ngưng m2 5,7 6,8 8,1 9,1 Đường kính ống, mm 10 10 10 10 16,5 19,5 22,6 25,6 Chiều dài ống, (m) Tính chọn dàn bay tương tự dàn ngưng tụ Dàn ống bay dàn ống xoắn trơn cánh hệ số truyền nhiệt k lớn ( hệ số tỏa nhiệt phái nước muối phía mơi chất lớn) Bố trí ống trơn để nước muối tuần hồn qua dễ dàng Kết tính tốn xem bảng 2.3 Bài tập thực hành cho sinh viên: Với phần tính tốn trên, chọn máy nén thiết bị trao đổi nhiệt ( kích thước dàn ngưng tụ, dàn bay hơi) Thiết kế hệ thống lạnh 3.1 Bố trí thiết bị hệ thống Bố trí vị trí lắp đặt máy nén, dàn ngưng tụ, dàn bay cho phù hợp 3.2 Lập vẽ hệ thống Bài tập thực hành cho sinh viên: Vẽ sơ đồ hệ thống lạnh bể đá khổ giấy Ao Yêu cầu: - Sơ đồ phải thể đầy đủ thiết bị: bể đá, máy nén, dàn ngưng tụ, dàn bay hơi, khuôn đá - Phải ghi rõ kích thước bể đá, vị trí lắp đặt thiết bị - Có thích kèm theo Thiết kế hệ thống điện 4.1 Bố trí thiết bị hệ thống Bài tập thực hành cho sinh viên: Hệ thống điện máy đá gồm: điện điều khiển máy nén, quạt dàn ngưng, động cánh khuấy 47 Cần bố trí thiết điện cho phù hợp: át tô mát, tụ máy nén, tụ quạt, tụ động khuấy 4.2 Lập vẽ hệ thống Bài tập thực hành cho sinh viên: Vẽ sơ đồ hệ thống điện khổ giấy Ao Yêu cầu: - Sơ đồ phải thể đầy đủ thiết bị điện hệ thống - Thể đước cách đấu nôi thiêt bị - Có thích kèm theo 48 BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG MÁY LẠNH Mã bài: MĐ29 03 Giới thiệu: Lắp đặt hệ thống máy lạnh nhằm tạo hệ thống lạnh hoạt động tạo sản phẩm mong muốn Để thực việc cần lắp đặt trình tự, kỹ thuật việc vận hành hệ thống sau lắp đặt Mục tiêu: - Trình bày trình tự lắp đặt hệ thống máy đá - Lắp đặt hệ thống máy đá trình tự, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian - Kiểm tra, vận hành hệ thống máy đá - Rèn luyện tác phong cơng nghiệp, đảm bảo an tồn cho người trang thiết bị Nội dung chính: 1.Trình tự lắp đặt máy đá 1.1.Lắp đặt cách nhiệt bể đá Kích thước tùng tôn sau: WxLxH = 0,6m x 0,8m x 0,8m Các xốp cách nhiệt có KT: 50×500×1000 mm ( dày, rộng, dài) - Đo cắt xốp phù hợp với kích thước thùng tơn - Các xốp lắp đặt phía thùng tơn Sau bọc lớp ni lơng mỏng để tránh nước muối rị rỉ bên ngồi 1.2 Cân cáp chọn chiều dài ống mao Khi dựng máy kem, máy đá từ máy điều hòa nhiệt độ thiết phải cân cáp lại, để có chế độ làm việc phù hợp, tạo nhiệt độ bay thấp Thông thường cân cáp khoảng giá trị từ 90 đến 110 psi (với cáp phun ϕ2,5) 1.3 Gia công dàn lạnh Sau tính chọn đường kính chiều dài ống đồng, tiến hành gia công dàn lạnh: - Bề rộng dàn lạnh không 500 mm (bề rộng bể đá 600 mm chưa tính xốp cách nhiệt) - Chiều cao dàn không 400 mm (chiều cao bể đá 800 mm, chưa tính xốp cách nhiệt, chiều cao khn đá 250 mm) 49 1.4.Kết nối hệ thống lạnh Sau đặt dàn bay vào bể, lưu ý dàn cách đáy bể tối thiểu mm để nước muối lưu thông dễ dàng Tiến hành kết nối hệ thống lạnh: - Hàn kết nối cụm phin lọc cáp phun với dàn bay dàn ngưng tụ - Hàn kết nối đầu đẩy máy nén với dàn ngưng, đầu hút máy nén với dàn bay 1.5 Thử kín, hút chân khơng hệ thống * Thử kin: Bơm khí ni tơ vào hệ thống lạnh ( áp suất thử kín khoảng 250 psi ) Quan sát thời gian 30 phút, kim đồng hồ đứng im hệ thống kín Nếu kim quay xuống cần kiểm tra chỗ bị xì Nếu bị xì, dùng bọt xà phịng bơi lên vị trí mối hàn, xủi bọt chứng tỏ bị xì, cần tiến hanh hàn lại * Hút chân không Hút chân đạt giá trị -50 inhg, đạt giá trị để máy hút tiếp tục chạy khoảng tiếng, để làm khơ hệ thống đảm bảo khơng cịn ẩm hệ thống Lắp đặt, vận hành máy đá 2.1 Lắp đặt máy đá Lắp đặt: Bể, giá đỡ, cách nhiệt gia cơng theo ngun vật liệu sẵn có, thay đổi cho phù hợp Khi lắp máy nén cần có lị xo cao su giảm rung, giảm chấn động, giảm ồn cọ sát chi tiết Bảng điện cần có bao che lắp nơi khơng bị nước muối rơi vào Nên bố trí dàn ngưng để gió nóng thổi từ ngồi, tránh gió quẩn làm giảm hiệu ngưng tụ gây nóng thêm cho người vận hành Nước muối: Nước muối hịa trộn có nồng độ 23% (100 kg nước muối có 23 kg muối ăn) nhiệt độ đông đặc nước đạt nhiệt độ -21 oC Bài tập thực hành cho sinh viên: Lắp đặt máy đá theo trình tự trên: với kích thước bể đá số lượng khuôn đá phần tính tốn Mỗi nhóm có sinh viên u cầu: - Lắp theo sơ đồ thiết kế - Thực đầy đủ theo bước 50 - Đảm bảo độ chắn, đẹp 2.2 Vận hành máy đá Vận hành: Cần đặc biệt ý chu kỳ xả lạnh Các máy đá xả lạnh khoảng dến 2,5h Khi bắt đầu xả lạnh không nên cho máy khuấy chạy chờ có tuyết bám đường hút bật máy khuấy chút lại tắt Luôn theo dõi lốc, xả lạnh tải lớn hút chưa đủ lạnh làm mát nên dễ cháy lốc Khi xả lạnh xong máy chạy liên tục ổn định cánh khuấy làm việc liên tục Bài tập thực hành cho sinh viên: Vận hành máy đá vừa lắp đặt Yêu cầu: - Thực thời gian xả lạnh - Theo dõi thông số hệ thống máy đá 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Văn Tùy – Nguyễn Đức Lợi - Kỹ thuật lạnh sở – NXB Giáo dục, Hà Nội, 1996 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận – Kỹ thuật lạnh ứng dụng NXB Giáo dục, Hà Nội 1995 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy – Máy thiết bị lạnh NXB Giáo dục, Hà Nội 1999 Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 1999 Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính – Hệ thống máy thiết bị lạnh NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2007 Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy - Tủ lạnh, máy kem, máy đá, máy điều hòa nhiệt độ NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 2002 52 ... cần lắp đặt trình tự, kỹ thuật việc vận hành hệ thống sau lắp đặt Mục tiêu: - Trình bày trình tự lắp đặt hệ thống máy đá - Lắp đặt hệ thống máy đá trình tự, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, thời gian -. .. mỹ cao Mục tiêu: - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh máy đá - Trình bày cấu tạo, nguyên lý làm việc thiết bị máy làm đá - Thiết kế sơ đồ hệ thống lạnh máy đá - Thiết kế hệ. .. lựa chọn máy thiết bị trang bị cho hệ thống; - Tính sơ cơng suất, số lượng, chủng loại máy thiết bị, thiết kế thể sơ đồ lắp nối hệ thống vẽ; - Lắp đặt, vận hành hệ thống máy lạnh vừa thiết kế Nội