THÔNG TIN TÀI LIỆU
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU g on ph H CHƢƠNG KỸ THUẬT LẠNH 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG 1.2 MÁY LẠNH 1.2.1 Khái niệm máy lạnh 1.2.2 Hiệu suất công suất máy lạnh 1.2.3 Giới hạn máy lạnh 1.2.4 Làm khơ khơng khí 1.2.5 Các phƣơng pháp làm lạnh 11 1.2.6 Bay hơi, khuếch tán 11 1.2.7 Hòa trộn lạnh 12 1.2.8 Phƣơng pháp giãn nở có sinh ngoại công 12 1.2.9 Dùng tiết lƣu 13 1.2.10 Dùng hiệu ứng điện nhiệt 15 1.2.11 Bay chất lỏng 17 1.2.12 Môi chất lạnh 17 1.2.13 Chất tải lạnh 24 1.2.14 Các đơn vị đo lƣờng 30 1.3 MÁY LẠNH SỬ DỤNG INVERTER 31 1.3.1 Inverter : 31 1.3.2 Non-Inverter : 33 CHƢƠNG HỆ THỐNG MÁY NƢỚC UỐNG NÓNG – LẠNH 34 2.1 KHÁI NIỆM MÁY NƢỚC UÔNG HAI CHẾ ĐỘ 34 2.1.1 Đặt vấn đề 34 2.1.2 Phƣơng thức tạo nhiệt độ để đun sơi nƣớc vịi nóng 34 2.2 CẤU TẠO CỦA MÁY ĐUN NÓNG VÀ LÀM LẠNH NƢỚC UỐNG 35 CHƢƠNG MÁY ĐUN NƢỚC UỐNG NĨNG – LẠNH PHỤC VỤ GIA ĐÌNH VÀ CÔNG SỞ 38 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 38 3.2 MÁY LÀM LẠNH, CÁC THIẾT BỊ LẠNH TRONG HỆ THỐNG 38 3.2.1 Máy nén 38 3.2.2.Dàn ngƣng tụ 40 ity rs ve ni U g on ph H 3.2.3 Bình chứa lọc/hút ẩm 41 3.2.4 Van tiết lƣu màng 42 3.2.5 Dàn bay 44 3.2.6 Bình tách lỏng 46 3.3 SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH 47 3.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐUN NÓNG NƢỚC 49 3.4.1 Đun nóng nƣớc bão hịa 49 3.4.2 Đun nóng dòng điện 53 3.4.3 Hệ thống máy uống nƣớc nóng lạnh sử dụng nguồn nƣớc máy 54 3.5 HỆ THỐNG MÁY UỐNG NƢỚC NÓNG LẠNH SỬ DỤNG NGUỒN NƢỚC ĐÃ QUA XỬ LÝ 58 3.6 THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY NƢỚC UỐNG NĨNG - LẠNH CƠNG SUẤT 1KW, ĐIỆN ÁP 220V, TẦN SỐ 50Hz 62 3.6.1 Đặt vấn đề 62 3.6.2 Mô hình đề xuất 63 3.6.3 Tính tốn lựa chọn thiết bị 64 3.6.4 Thuyết minh hoạt động 66 KẾT LUẬN 68 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 ity rs ve ni U LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, lĩnh vực sản xuất hàng tiêu dùng sản xuất thực phẩm, hệ thống máy móc cơng nghiệp ngày chiếm vai trò then chốt việc làm giảm giá thành sản phẩm tăng suất lao động Đối với đời sống thƣờng nhật, việc sử dụng loại máy móc để cải thiện chất lƣợng sống điều tất yếu Trong hoàn cảnh nƣớc ta nay, nhu cầu loại máy công nghiệp đa dạng Tuy nhiên, lâu thị trƣờng vốn thuộc nhà sản xuất thiết bị nƣớc ngồi với nhiều ƣu cơng nghệ kinh nghiệm, việc sản xuất máy móc nƣớc thƣờng không đáp ứng tốt mặt chất lƣợng suất có ƣu giá thành Vì vậy, địi hỏi H bách lớp kỹ sƣ trẻ phải thiết kế loại máy ngày ph tốt sở kế thừa thành tựu đạt đƣợc đàn on anh trƣớc mạnh dạn áp dụng tiến kỹ thuật giới g vào việc thiết kế tiến tới chế tạo loại máy móc đa dạng đáp ứng nhu ni U cầu sản xuất đời sống ve Tại gia đình, cơng sở trƣờng học “máy nƣớc uống nƣớc nóng - ity rs lạnh” dần thay loại vật dụng chứa nƣớc uống khác Sử dụng bình nƣớc lọc sẵn hãng chất lƣợng có đảm bảo nhƣng chi phí, giá thành cao so với mặt chung kinh tế nƣớc ta cịn phát triển, việc đun nƣớc bất tiện đun nhiều sử dụng không hết, để lâu nƣớc uống khơng đảm bảo vệ sinh, khơng thích hợp cho cho nơi nhƣ công sở trƣờng học Việc thiết kế loại máy công nghiệp phức tạp chắn khơng tránh khỏi sai sót trình độ kinh nghiệm thực tế sinh viên nƣớc ta thấp so với nƣớc, nhƣng hy vọng với dìu dắt thầy cô nỗ lực tự thân sinh viên trẻ, tƣơng lai gần tự sản xuất đƣợc loại máy đáp ứng đƣợc đòi hỏi thị trƣờng Sau thời gian học tập trƣờng, đƣợc bảo hƣớng dẫn nhiệt tình thầy cô giáo ngành Điện tự động công nghiệp trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng, em kết thúc khố học tích luỹ đƣợc vốn kiến thức định Đƣợc đồng ý nhà trƣờng thầy cô giáo khoa em đƣợc giao đề tài tốt nghiệp: “Thiết kế xây dựng hệ thống máy nƣớc uống nóng - lạnh cơng suất 1KW sử dụng nƣớc xử lí nguồn điện 220V – 50hz” Đồ án tốt nghiệp em gồm ba chƣơng: - Chƣơng 1: Kỹ Thuật Lạnh - Chƣơng 2: Hệ thống máy uống nƣớc nóng - lạnh - Chƣơng 3: Máy đun nƣớc uống nóng lạnh phục vụ gia đình công sở Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Tiến Ban, thầy H cô giáo ngành Điện tự động công nghiệp trƣờng Đại học Dân Lập Hải on ph Phòng tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua g Hải Phòng, ngày tháng năm 2014 Tống Xuân Hà ity rs ve ni U Sinh viên thực hiện: CHƢƠNG KỸ THUẬT LẠNH 1.1 KHÁI QUÁT CHUNG 1.1.1 Lịch sử phát triển ngành lạnh Từ xa xƣa loài ngƣời biết sử dụng lạnh đời sống: để làm nguội vật nóng ngƣời ta đƣa tiếp xúc với vật lạnh Ở nơi mùa đơng có băng tuyết vào mùa đơng ngƣời ta sản xuất nƣớc đá ngồi trời, sau đƣa nƣớc đá vào hầm tích trữ lại, vào mùa hè ngƣời ta sử dụng lƣợng lạnh nƣớc đá nhả để bảo quản rau quả, thịt cá thu hoạch đƣợc để dành ph H cho mùa đông Ở kỷ 17 nhà vật lý ngƣời Anh Bôi nhà vật lý ngƣời Đức on Gerike phát hiện: áp suất chân không nhiệt độ bay nƣớc thấp g U áp suất khí Trên sở năm 1810 nhà bác học ngƣời Anh chế ve ni tạo máy lạnh sản xuất nƣớc đá Năm 1834 bác sỹ Perkin ngƣời Anh đƣa máy lạnh dùng môi chất êtylen C2H2 vào ứng dụng Khi nhà bác học rs ity viện hàn lâm Pháp trình bày phƣơng pháp bảo quản thịt làm lạnh cơng nghệ lạnh thực phát triển Các môi chất lạnh ban đầu đƣợc sử dụng khơng khí, êtylen C2H2, ơxit cacbon CO2, ơxít sulfuric SO2, pxit nitơ NO2 Về sau mơi chất lạnh tìm đƣợc amoniac NH3 Những năm 30, 40 kỷ 19 ngƣời ta tìm freon, dẫn xuất từ dãy hydro cacbon no.Năm 1862 máy lạnh hấp thụ đời Năm 1874 kỹ sƣ Linde ngƣời Đức chế tạo máy nén lạnh tƣơng đối hoàn chỉnh Sang kỷ 20 sở nhiệt động máy lạnh tƣơng đối hoàn thiện Máy lạnh hiệu ứng Peltie, hiệu ứng từ trƣờng đời Công chạy đua làm lạnh K tiếp diễn.Kỹ thuật lạnh đƣợc ứng dụng nhiều ngành công nghiệp thực phẩm: bảo quản thịt, cá, rau, quả; sản xuất sữa, bia, nƣớc đồ hộp Nƣớc đá dùng rộng rãi ăn uống, bảo quản sơ cá đánh bắt biển.Trong cơng nghiệp: ngành luyện kim hóa lỏng khơng khí thu ơxy cấp cho lị luyện gang (36 - 38% ơxy), lị luyện thép hàn cắt kim loại (tới 96 - 99% ơxy); hóa lỏng chƣng cất khơng khí thu đơn chất - khí trơ He, Kr, Ne, Xe để nạp vào bóng đèn điện Sử dụng lạnh cryo siêu dẫn Trong nơng nghiệp: hóa lỏng khơng khí thu nitơ làm phân đạm Trong y tế: dùng lạnh bảo quản thuốc men, máu; dùng nitơ lỏng bảo H quản phôi, dùng lạnh mổ xẻ để giảm bớt chảy máu ph Trong quốc phịng: dùng ơxy lỏng cho tên lửa, tàu vũ trụ Trƣớc tên lửa khai hỏa ngƣời ta cho ơxy lỏng có nhiệt độ dạng khí -180oC khỏi bình on chứa nên ta thấy phần ống phóng có băng nƣớc ngƣng tụ mù g ni U mịt, sau giây thấy lửa ra, tên lửa bay phần đuôi đóng băng ve Điều hịa khơng khí cho nhà ở, nhà cơng cộng, xí nghiệp cơng rs nghiệp, phƣơng tiện giao thông.Ngày ngƣời ta chế tạo đƣợc nhiều ity loại máy nén khác có cơng suất lạnh cho 1máy nén tới 1000MCal/h với động điện tới 400kW 1.1.2 Ý nghĩa kinh tế kỹ thuật lạnh: a Ứng dụng lạnh bảo quản thực phẩm: Theo số thống kê khoảng 80% cơng suất lạnh đƣợc sử dụng công nghiệp thực phẩm nhƣ chế biến thịt cá, rau quả, công nghiệp thủy hải sản, kho lạnh bảo quản, kho lạnh chế biến phân phối, máy lạnh thƣơng nghiệp, đến tủ lạnh gia đình, nhà máy sản xuất nƣớc đá, máy lạnh lắp đặt tàu thủy phƣơng tiện vận chuyển, kể ngành công nghiệp rƣợu bia, nƣớc giải khát, nƣớc hoa quả, công nghiệp sữa, sản xuất aga - aga b Sấy thăng hoa: Sấy thăng hoa phƣơng pháp sấy đại hầu nhƣ không làm giảm lƣợng vật sấy, lúc vật đƣợc làm lạnh đông nhanh dƣới -200C đƣợc sấy cách hút chân khơng Vì giá thành cao ứng dụng cho sản phẩm quý nhƣ dƣợc liệu từ hoa, cây, sản phẩm y dƣợc dễ biến đổi chất lƣợng tác động nhiệt độ nhƣ máu, thuốc tiêm, hc mơn c Cơng nghiệp hóa chất: * Ứng dụng quan trọng hóa lỏng khí nhƣ: Clo, NH3, CO2, H HCl, khí đốt, khí sinh học ph * Nhờ kỹ thuật lạnh nên chủ động điều khiển tốc độ phản ứng hóa on học g * Ứng dụng kỹ nghệ sản xuất vải, sợi, tơ, cao su nhân tạo, phim ve ni d Điều tiết khơng khí: U ảnh ity rs * Ngày tách rời kỹ thuật điều tiết khơng khí với ngành khí xác, kỹ thuật điện tử, vi điện tử, máy vi tính, kỹ thuật quang học * Điều tiết khơng khí đóng vai trị quan trọng ngành công nghiệp nhẹ nhằm đảm bảo chất lƣợng sản phẩm nhƣ công nghiệp dệt, vải, sợi, thuốc * Trong công nghiệp chăn nuôi điều tiết để đạt tốc độ tăng trọng cao * Điều tiết khơng khí cơng nghiệp dân dụng nhằm tạo điều kiện cho ngƣời để sống làm việc e Siêu dẫn: Năm 1911 nhà Vật lý Kamerlingh (Hà Lan) phát giảm đến nhiệt độ thấp (nhiệt độ nhẩy), điện trở biến kim loại trở thành siêu dẫn Ứng dụng tƣợng để tạo nam châm cực mạnh máy gia tốc nhà máy điện nguyên tử, nhiệt hạch, đệm từ cho tàu hỏa cao tốc f Sinh học Cryô: Kỹ thuật lạnh thâm độ (cịn gọi kỹ thuật cr) với nhiệt độ -80 đến 196oC đƣợc ứng dụng việc lai tạo giống, bảo quản tinh đông H g Thể dục thể thao: ph Tạo sân trƣợt băng, đƣờng đua trƣợt băng trƣợt tuyết nhân tạo h Các ứng dụng khác: g on cho đại hội thể thao nhiệt độ khơng khí cao U ni * Trong hàng không du hành vũ trụ: tạo nhiệt độ thấp để kiểm tra ve máy ity rs móc làm việc điều kiện tƣơng tự * Trong khai thác mỏ, khí, y dƣợc 1.1.3 Kỹ thuật lạnh Vịêt Nam: Kỹ thuật lạnh ngày đóng vai trị quan trọng việc phát triển kinh tế nƣớc ta, thực vật kỹ thuật xâm nhập vào 60 ngành kinh tế, đặc biệt vào ngành chế biến thực phẩm, hải sản xuất khẩu, công nghiệp nhẹ, điều hịa khơng khí Nhƣng nhƣợc điểm chủ yếu ngành lạnh nƣớc ta nhỏ bé non yếu lạc hậu Nƣớc ta chế tạo đƣợc loại máy NH3 loại nhỏ, chƣa chế tạo đƣợc loại máy nén thiết bị cỡ lớn, loại máy lạnh freon, thiết bị tự động Và đặc điểm quan trọng khác ngành lạnh ta bị tản mạn phân tán, khơng có quan trung ƣơng chủ trì nên khơng đƣợc đầu tƣ phát triển mức Các đơn vị sử dụng lạnh thƣờng trang bị tự phát nên nhiều gây lãng phí 1.2 MÁY LẠNH 1.2.1 Khái niệm máy lạnh Máy điều hòa nhiệt độ gọi máy lạnh thiết bị truyền nhiệt Nó truyền nhiệt từ nơi có nhiệt độ thấp (nguồn nhiệt) đến nơi có nhiệt độ cao (nơi nhiệt) ngƣợc lại với truyền nhiệt tự nhiên.Ở vùng khí hậu nóng ẩm quanh năm nhƣ miền Nam Việt Nam máy điều hịa nhiệt độ H (máy lạnh) bơm nhiệt theo chiều từ nhà ph trời, nên thƣờng gọi máy lạnh Ở miền Bắc Việt Nam, máy điều hòa nhiệt độ bơm nhiệt theo hai chiều mùa hè truyền nhiệt từ nhà ngồi trời on thu ẩm vào, mùa đơng truyền nhiệt từ ngồi trời vào nhà đẩy g U nóng ngồi ve ni 1.2.2 Hiệu suất cơng suất máy lạnh rs Công suất máy máy lạnh thƣờng đƣợc ghi theo đơn vị Btu/h British ity thermal unit (Btu hay BTU): lƣợng cần thiết để pound (454g) nƣớc tăng lên 10F.1BTU ~ 1055J = 0,29Wh Máy lạnh nhỏ thƣờng thấy Việt Nam có cơng suất 9.000Btu/h (≈2,6375KW) Ở nƣớc khác có bán máy lạnh nhỏ (khoảng 4.0005.000Btu/h vừa đủ dùng cho phịng khoảng 45m³ hay 15m²) Có lẽ ghi theo Btu/h có số 9.000 đẹp số 2,6375KW nên nhà sản xuất ghi theo Btu/h Một đơn vị khác liên quan đến máy lạnh ton of refrigeration (tấn lạnh); lƣợng nhiệt làm tan short ton (907KG) nƣớc đá chia cho số giây ngày, lạnh tƣơng đƣơng 12.000Btu/h Số Btu/h cơng suất truyền nhiệt hai phần máy ĐHNĐ công suất tiêu thụ điện máy Công suất tiêu thụ điện máy ĐHNĐ 9.000Btu/h khoảng 0,97KW; tức hiệu suất máy khoảng 2,72 lần Máy tốt hơn-ít hao điện hiệu suất lên đến lần Máy (có cơng suất) lớn thƣờng có hiệu suất cao Thật ngạc nhiên nhiều ngƣời (kể nƣớc Đông Nam Á Mỹ) dùng đơn vị ngựa để công suất máy lạnh, ngựa tƣơng đƣơng 9.000Btu/h (sic); khơng có cho thấy liên quan HP 9.000Btu/h 0,97KW 1.2.3 Giới hạn máy lạnh H Danh từ LẠNH biểu diễn trạng thái vật chất nhiệt độ ph thấp nhiệt độ mơi trƣờng xung quanh Vậy giới hạn nhiệt độ môi trƣờng xung quanh để phân biệt NÓNG LẠNH vật on chất Vấn đề chƣa đƣợc thống giới, song nhiều g U nƣớc lấy nhiệt độ thích hợp bình thƣờng +20°C - +24°C làm giới hạn +20°C Trong kỹ thuật lạnh phân biệt nhƣ sau: * Lạnh thƣờng: tđb < t° < +20°C ity rs ve ni Nhƣ thừa nhận LẠNH biểu diễn trạng thái vật chất có nhiệt độ dƣới * Lạnh đơng: - 100°C < t° < tđb * Lạnh thâm độ: -272,999985°C < t° < - 100°C 1.2.4 Làm khơ khơng khí Trong điều kiện khơng khí nóng ẩm Việt Nam, máy hút ẩm có ý nghĩa kinh tế lớn ngành kinh tế, đời sống tiện nghi điều hịa khơng khí *Ngun lí hoạt động : Từ hình vẽ (3.17) ta thấy nƣớc từ nguồn cấp qua lọc thô (2) vào bình thủy tinh (15) nƣớc đƣợc đèn cực tím (14) diệt khuẩn.Sau diệt khuẩn chảy phía: *Phía nóng: Tại bình nƣớc nóng nƣớc đƣợc dây điện trở (3) đun nóng.Nhiệt độ đun phụ thuộc vào giá trị đặt ngƣời sử dụng Việc điều chỉnh nhiệt độ hoàn toàn tự động rơ le nhiệt điều khiển.Khi nhiệt độ đến ngƣỡng rơle tác động mở cắt nguồn đƣa vào điện trở đun H Khi sử dụng nhiệt độ bình đun giảm xuống rơle lại ph đóng lại, cấp nguồn để đun nƣớc nóng lên Việc lấy nƣớc ngƣời ta on tác động vào van nƣớc nóng đƣợc chảy g Để tránh nƣớc rơi vãi nơi đặt máy, ngƣời ta thƣờng thiết ve *Phía lạnh: ni U kế khay có đƣờng dẫn lối nƣớc ity rs Nƣớc từ đèn cực tím đƣợc chuyển từ gian bay hơi, dàn bay trao đổi nhiệt làm lạnh nƣớc đi, nhiệt độ đƣợc đặt theo yêu cầu sử dụng ngƣời, tự động điều chỉnh nhiệt độ lạnh nóng so với ngƣỡng đặt 55 b Sơ đồ mạch điện máy uống nƣớc nóng lạnh sử dụng nguồn nƣớc máy ph H on Hình 3.18 : Sơ đồ mạch điện máy uống nƣớc nóng - lạnh sử dụng g nguồn nƣớc máy U ve ni Chú thích : Dl.Đèn báo chế độ lạnh; cc Cấu chì; Kl Cơng tắc chế độ lạnh; TH1.Bộ điều chỉnh nhiệt độ bầu lạnh; OCR Bảo vệ tải rs ity máy nén; MN Máy nén; PTC Rơle khởi động; Q Quạt dàn ngƣng tụ; RN1.RN2 Rơle nhiệt khống chế nhiệt độ bầu nóng; TH2 Bộ điều chỉnh nhiệt độ bầu nóng ; R Điện trở nung nóng; TF Tăngphơ; DT Đèn cực tím; K2 Cơng tắc chế độ nóng *Hoạt động sơ đồ: Khi đóng cơng tắc (K1) đèn (D1) sáng, động máy nén (MN) hoạt động đồng thời, quạt gió (Q) đƣợc khởi động Máy nén đƣợc khởi động qua rơle khởi động (PTC), nhiệm vụ rơle cải thiện trình khởi động cho động tránh động gây dòng nhƣ gây sụt áp cho lƣới điện 56 Việc điều khiển nhiệt độ bầu lạnh đƣợc thực rơle điều chỉnh nhiệt độ (TH1), rơle thiết kế ngƣời ta có nhiều ngƣỡng đặt giúp cho ngƣời vận hành chọn lựa tùy thích theo yêu cầu làm mát Để bảo vệ cho động ngƣời ta có sử dụng Rơle tải (OCR).Nếu nhƣ trình vận hành động bị tải rơle hoạt động tách động khỏi lƣới Vì động động pha ngƣời ta sử dụng biện pháp khởi động cuộn dây phụ đặc tính động có nhiều ƣu điểm hệ số cos khơng thấp.Quạt gió (Q) động pha ph nhiều H nhiên cơng suất nhỏ vấn đề kĩ thuật giải Ngƣời ta kiểm tra việc hoạt động phía làm mát nƣớc lạnh on thơng qua đèn (D1), với phía nƣớc nóng, cần sử dụng ngƣời ta đóng g U cơng tắc (K2)( Trong nhiều trƣờng hợp ngƣời ta dùng chung (K1) ve ni (K2) hay nói cách khác nối khí với hai cơng tắc này) , trƣờng hợp hệ thống ln hoạt động hai.Khi (K2) đƣợc đóng rs ity lại đèn (D2) sáng báo cho ngƣời sử dụng biết nƣớc bắt đầu đƣợc đun Lúc dịng điện thơng qua rơle nhiệt (TH2) vào điện trở đun (R) Khi nhiệt độ đun đạt giá trị ngƣỡng (100 o C) chẳng hạn (TH2) mở sử dụng nƣớc, nhiệt độ giảm xuống (TH2) lại đóng, lại tiếp tục đun Đèn cực tím đƣợc khởi động qua cuộn chấn lƣu (TF), đèn hoạt động sau giắc nguồn hệ thống đƣợc cắm vào lƣới Đèn cực tím có tuổi thọ khơng cao, q trình khai thác ngƣời ta ln phải kiểm tra khả hoạt động Nếu đèn cực tím hỏng q trình khơng thực đƣợc ngƣời sử dụng nƣớc lạnh có nhuy không đảm bảo vệ sinh nƣớc uống 57 Trong phần đun nƣớc nóng ngƣời ta thƣờng có rơle nhiệt (RN1) , (RN2) mắc vào làm nhiệm vụ điều nhiệt cho (TH2) 3.5 HỆ THỐNG MÁY UỐNG NƢỚC NÓNG LẠNH SỬ DỤNG NGUỒN NƢỚC ĐÃ QUA XỬ LÝ a Sơ đồ hệ thống máy uống nƣớc nóng lạnh sử dụng nguồn nƣớc qua xử lí g on ph H ity rs ve ni U Hình 3.19: Sơ đồ hệ thống máy uống nƣớc nóng lạnh sử dụng nguồn qua xử lí Chú thích: Máy nén; Quạt dàn ngƣng tụ; Phin lọc; ống mao; Lớp cách nhiệt;6 Dàn bay hơi; Bầu chứa nƣớc lạnh; Điện trở nung nóng Hình (3.19) trình bày cấu trúc hệ thống nƣớc uống nóng - lạnh sử dụng nguồn nƣớc qua xử lí 58 Từ hình vẽ ta thấy cấu trúc có hai phần rõ rệt.Trong phần đun nƣớc nóng đơn giản bao gồm bình đun nƣớc điện trở đun nƣớc, phần làm lạnh phức tạp hơn, bao gồm máy nén, giàn bay hơi, giàn ngƣng tụ, quạt làm mát giàn ngƣng *Nguyên lí hoạt động : Nƣớc từ bình nƣớc qua xử lí chảy hai phía: *Phía nóng: Tại bình nƣớc nóng nƣớc đƣợc dây điện trở (3) đun nóng Nhiệt độ đun phụ thuộc vào giá trị đặt ngƣời sử dụng Việc điều chỉnh nhiệt độ hoàn toàn tự động rơle nhiệt điều H khiển Khi nhiệt độ đến ngƣỡng rơle tác động mở cắt nguồn ph đƣa vào điện trở đun on Khi sử dụng nhiệt độ bình đun giảm xuống rơle lại g đóng lại, cấp nguồn để đun nƣớc nóng lên Việc lấy nƣớc ngƣời ta ni U tác động vào van nƣớc nóng đƣợc chảy ngồi ve Để tránh nƣớc rơi vãi nơi đặt máy, ngƣời ta thƣờng thiết ity rs kế khay có đƣờng dẫn lối nƣớc *Phía lạnh: Dàn bay trao đổi nhiệt làm lạnh nƣớc đi, nhiệt độ đƣợc đặt theo yêu cầu sử dụng ngƣời, tự động điều chỉnh nhiệt độ lạnh nóng so với ngƣỡng đặt 59 b Sơ đồ mạch điện máy uống nƣớc nóng lạnh sử dụng nguồn nƣớc qua xử lí ph H Hình 3.20 : Sơ đồ mạch điện máy uống nƣớc nóng lạnh sử dụng nguồn on nƣớc qua xử lí g ni U Chú thích : Dl Đèn báo chế độ lạnh; cc cầu chì; Kl Cơng tắc chế độ ve rs lạnh;TH1.Bộ điều chỉnh nhiệt độ bầu lạnh; OCR Bảo vệ tải máy ity nén;MN Máy nén; PTC Relay khởi động; Q Quạt dàn ngƣng tụ; RN1, RN2 Rơle nhiệt khống chế nhiệt độ bầu nóng;TH2 Bộ điều chỉnh nhiệt độ bầu nóng; R Điện trở nung nóng; K2 Cơng tắc chế độ nóng *Hoạt động sơ đồ: Khi đóng cơng tắc (K1) đèn (D1) sáng, động máy nén (MN) hoạt động đồng thời, quạt gió (Q) đƣợc khởi động Máy nén đƣợc khởi động qua rơle khởi động (PTC), nhiệm vụ rơle cải thiện trình khởi động cho động tránh động gây dòng nhƣ gây sụt áp cho lƣới điện Việc điều khiển nhiệt độ bầu lạnh đƣợc thực rơle điều chỉnh nhiệt độ (TH1), rơle thiết kế ngƣời ta có nhiều 60 ngƣỡng đặt giúp cho ngƣời vận hành chọn lựa tùy thích theo yêu cầ u làm mát Để bảo vệ cho động ngƣời ta có sử dụng Rơle q tải (OCR) Nếu nhƣ trình vận hành động bị tải rơle hoạt động tách động khỏi lƣới Vì động động pha ngƣời ta sử dụng biện pháp khởi động cuộn dây phụ đặc tính động có nhiều ƣu điểm hệ số cos khơng thấp Quạt gió (Q) động pha nhiên cơng suất nhỏ vấn đề kĩ thuật giải nhiều H Ngƣời ta kiểm tra việc hoạt động phía làm mát nƣớc lạnh ph thơng qua đèn (D1), với phía nƣớc nóng, cần sử dụng ngƣời ta đóng cơng tắc (K2)( Trong nhiều trƣờng hợp ngƣời ta dùng chung (K1) on (K2) hay nói cách khác nối khí với hai cơng tắc này) , g U trƣờng hợp hệ thống ln hoạt động hai Khi (K2) đƣợc đóng ve ni lại đèn (D2) sáng báo cho ngƣời sử dụng biết nƣớc bắt đầu đƣợc đun Lúc dịng điện thơng qua rơle nhiệt (TH2) vào điện trở đun (R) rs ity Khi nhiệt độ đun đạt giá trị ngƣỡng (100 o C) chẳng hạn (TH2) mở sử dụng nƣớc, nhiệt độ giảm xuống (TH2) lại đóng, lại tiếp tục đun Trong phần đun nƣớc nóng ngƣời ta thƣờng có rơle nhiệt (RN1), (RN2) mắc vào làm nhiệm vụ điều nhiệt cho (TH2) 61 3.6 THIẾT KẾ KỸ THUẬT MÁY NƢỚC UỐNG NĨNG - LẠNH CƠNG SUẤT 1KW, ĐIỆN ÁP 220V, TẦN SỐ 50Hz 3.6.1 Đặt vấn đề Từ phân tích máy nƣớc uống nóng - lạnh sử dụng nguồn nƣớc đƣợc xử lí (Sử dụng bình nƣớc đóng chai), xuất phát từ thực tế theo nhƣ số máy nƣớc uống nóng - lạnh hãng có thị trƣờng Việt Nam Em thấy mơ hình mà hãng lựa chọn giống ngun lí, máy đƣợc phân làm hai hệ thống độc lập: - Hệ thống nƣớc nóng: sử dụng điện trở đốt nóng để tạo nhiệt, H điều khiển việc đun tự động qua sensor nhiệt độ ph - Hệ thống nƣớc lạnh: sử dụng máy nén với dàn nóng lạnh theo nguyên lý làm lạnh tủ bảo quản thức ăn on Việc điều khiển tự động dựa cảm biến nhiệt độ g ni U - Bình lƣu trữ để đun nóng làm lạnh nƣớc thiết kế với việc ity rs 1000ml ve cung cấp nƣớc liên tục, thể tích bình tích trữ 62 3.6.2 Mơ hình đề xuất g on ph H ve ni U rs Hình 3.21: Sơ đồ đề xuất máy nƣớc uống nóng lạnh ity Giới thiệu thiết bị: SW1 SW2: Cơng tắc đóng mở tay to1, to2: Sensor nhiệt độ thấp to3, to4: Sensor nhiệt độ cao WL1, WL2: Đèn hiệu trắng cho hệ làm mát nƣớc R1, R2 : Rơle điện từ M: Động Không Đồng Bộ pha lai máy nén F: Động Không Đồng Bộ pha lai quạt gió PR: Điện trở đun nƣớc nóng OCR: Rơle tải loại nhiệt 63 3.6.3 Tính tốn lựa chọn thiết bị a Lựa chọn máy nén Động không đồng pha SM - 450, (Hàn Quốc) Với thông số đại lƣợng: Pđm = 450W Uđm = 220V fđm = 50Hz Khởi động cuộn dây phụ (tụ điện) Dòng định mức: ph H Iđm = 2,5 A b Lựa chọn quạt gió on Động không đồng pha ity rs ve ni Uđm = 220V U Pđm = 55W g SM - 55, (Hàn Quốc) fđm = 50Hz Khởi động cuộn dây phụ (tụ điện) Dòng định mức: Iđm = 0,3 A 64 c Lựa chọn điện trở đun nƣớc Chọn loại điện trở đun trực tiếp (nhúng trực tiếp nƣớc loại 250 Liên Bang Nga) P = 250W U = 220V I = 1.2 A d Lựa chọn đèn hiệu Sử dụng đèn LED trắng ph H g on Hình 3.22: Đèn LED với điện trở phụ R e Lựa chọn Rơle trung gian điện tử (R1, R2) U Điện áp: U = 220V rs ve ni Chọn Rơle RY - 15 (Nhật Bản) ity Dòng tiếp điểm: I = 15 A Số tiếp điểm: 04 cặp (thƣờng đóng thƣờng mở) f Các loại cảm biến t1, t2: Chọn loại cảm biến công chất sử dụng cho tủ lạnh (điều chỉnh đƣợc) to = - 20 ÷ 25oC: Có sử dụng hai thang độ (Set and Diff) t3, t4 : Loại cảm biến công chất to = 70 ÷ 150oC: Có sử dụng hai thang độ (Set and Diff) 65 g Công tắc SW1,SW2 Chọn loại công tắc khuỷu 220V – 25W h Cầu Chì F Chọn: Uđm = 220V Iđm = 5A i Chọn dây dẫn Chọn dây nối đơn , S = 1mm2 j Chọn trụ đầu dây H ph Loại nhiều trụ 220V – 5A 3.6.4 Thuyết minh hoạt động on g Hai hệ đƣợc thiết kế điều khiển độc lập thông qua hai công tắc SW1 ni U SW2 ve Khi bật SW1 - đèn WL1 sáng báo hiệu hệ sẵn sàng hoạt động Do nhiệt rs độ nƣớc cao nên hai tiếp điểm cảm biến t1 t2 đóng rơle ity R1 có điện hoạt động Hình 3.23: Vùng làm việc to1 to2 66 Tiếp điểm R11 đóng - động máy nén đƣợc khởi động - hệ bắt đầu làm mát nƣớc Tiếp điểm R12 đóng - động quạt gió F quay Khi nƣớc đƣợc làm mát đến ngƣỡng đặt tiếp điểm to2 mở - động M dừng Động chi hoạt động lại to1 đóng lại Cứ nhƣ hệ thống hoạt động dƣới điều khiển rơle nhiệt to1 to2 Khi bật SW2 đèn WL2 sáng báo hiệu hệ đƣợc cấp điện R2 có điện hai tiếp điểm đóng - nƣớc đƣợc hâm Khi nƣớc nóng đến nhiệt độ đặt to4 mở – PR điện trƣớc to3 mở nên nhiệt độ bình phải giảm đến to3 đóng lại (theo giá trị đặt) g on ph H ity rs ve ni U Hình 3.24: Vùng làm việc to3 to4 Nếu động bị tải OCR tác động bảo vệ Nếu xảy ngắn mạch hệ cầu chì F tác động bảo vệ 67 KẾT LUẬN Sau thòi gian tìm tịi, tham khảo tài liệu, với giúp đỡ tận tình thầy mơn, đặc biệt giảng viên hƣớng dẫn PGS.TS Nguyễn Tiến Ban, đến đồ án em hồn thành Thơng qua q trình làm đồ án “Thiết kế xây dựng hệ thống máy nƣớc uống nóng - lạnh cơng suất 1KW sử dụng nƣớc xử lí nguồn điện 220V – 50hz”, em sâu vào nghiên cứu nhận đồ án thực tế, qua giúp em nâng cao kiến thức chuyên ngành nhiều, đồng thời khắng định đƣợc tầm quan trọng ngƣời kỹ sƣ, đảm bảo đƣợc hai tiêu chí yêu cầu kỳ thuật chi phí cho sản xuất thấp H Trong đồ án em phân tích đặc điểm, khả nhƣ ph ƣu nhƣợc điểm hệ thống thực đƣợc vấn đề sau: - Khái niệm máy nƣớc uống nóng lạnh on - Trình bày nguyên lí làm lạnh hệ thống g ni U - Trình bày ngun tắc làm nóng hệ thống ity rs lạnh phục vụ gia đình cơng sở ve - Thiết kế kỹ thuật lựa chọn thiết bị cho hệ thống uống nƣớc nóng Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế nên tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy cô nhƣ bạn sinh viên để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành ảm ơn ! Hải Phòng, ngày tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện: Tống Xuân Hà 68 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tấn Dũng, Trịnh Văn Dũng, Lê Thanh Phong, Trần Hữu Hƣng (2009).Tự động điều chỉnh trình nhiệt - lạnh Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh [2] Nguyễn Đức Lợi (2000) Tự động hóa hệ thống lạnh Nhà xuất Giáo Dục, Hà Nội [3] Schreider Electric (2001) Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội g on ph H ity rs ve ni U 69
Ngày đăng: 11/10/2023, 14:25
Xem thêm: