TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ PHÂN LOẠI NƯỚC ĐÁ 1.1 Tính chất vật lý và phân loại nước đá
1.1 Tính chất vật lý và phân loại nước đá
Nước đá ở 0°C và áp suất 0,98 bar có các thông số vật lý là:
- Nhiệt độ nóng chảy :tr = 0 o C
- Nhiệt lƣợng nóng chảy : qr = 333,6 Kj/Kg (79,8Kcal/Kg)
- Nhiệt dung riêng : Cpâ = 2,09 Kj/Kg (0,5 Kcal/Kg)
- Hệ số dẫn nhiệt : â =2,326 W/mK (2Kcal/mhđộ)
- Khối lƣợng riêng trung bình 900kg/m 3
Khi nước đóng băng thành nước đá, thể tích của nó tăng 9% Nước đá được sử đụng để làm lạnh vì có khả năng nhận nhiệt của môi trường xung quanh và tan ra thành nước ở nhiệt độ 0°C.
Hình 1-1: Quá trình làm đá độ t2
Lượng lạnh cần thiết để biến một kg nước ở nhiệt độ ban đầu t1 thành nước đá có nhiệt
, nhiệt dung riêng của nước.
Nếu nhiệt độ t1 = + 30°C; t2 = -12°C thì : q = 125,4 + 333,6 + 20,9 q = 479,9 kJ/kg ( 4,8 Kcal/kg)
A- Quá trình hạ nhiệt độ từ t1 xuống
C – Quá trình quá lạnh xuống t2
Theo thành phần nguyên liệu người ta phân nước đá nhân tạo ra các loại nước đá từ nước ngọt ( nước lã, nước sôi, nước nguyên chất, ), nước đá từ nước biển và nước đá từ nước muối; nước đá từ nước sát trùng và kháng sinh.
Trong công nghệ sản xuất nước đá từ nước ngọt, người ta đòi hỏi những yêu cầu đặc biệt đối với nguyên liệu (nước), sản xuất (nước đá) cũng như đối với thiết bị và quá trình sản xuất.
Từ nước ăn lấy ở mạng nước thành phố người ta sản xuất nước đá đục khối lượng riêng 890 đến 900 kg/m 3 và nước đá trong khối riêng 910 đến 917 kg/m 3 ở nhiệt độ từ -8 đến
- 25 o C Nuớc đá đục có màu trắng vì trong đó có ngậm các bọt không khí và tạp chất , khi tan để lại chất lắng Nước đá trong trong suốt có màu phớt xanh, khi tan không để lại chất lắng.
Thông thường nguồn nước phải đảm bảo được các yêu cầu sau : số lượng vi khuẩn trong nước không quá 100 con/ml, vi khuẩn đường ruột không quá 3 con/l, chất khô cho phép là 1g/l, độ cứng chung của nước không quá 7mg/l, độ đục theo hàm lượng các hạt lơ lửng không quá 1,5mg/l, hàm lƣợng sắt không quá 0,3mg/l, nồng độ cho phép của các hydro trong khoảng 6,5 ÷ 9,5.
Những chỉ tiêu trên đây được áp dụng cho nước để sử dụng cho các mục tiêu kỹ thuật.Nước đá dùng để uống phải đảm bảo điều kiện vệ sinh như đối với các thực phẩm tiêu dùng thực tế.Đối với nước đá trong được sản xuất ở gần -12 o C th hàm luợng tạp chất cho phép đƣợc cho ở bảng sau:
Bảng 1-1: Hàm lượng tạp chất đối với nước đá trong sản xuất
Tạp chất Hàm lƣợng tối đa
Hàm lƣợng muối chung, mg/l 250
Sunfat +0,75 clorua +1,25 natri cacbonat, mg/l 170
Muối cứng tạm thời, mg/l 0,04
Nồng độ ion hydro (pH) 7
Khi độ pH > 7 và trong nước có các loại muối Ca, Mg và đặc biệt là Ca(CO3)2 thì cây đá sẽ dòn, dễ gẫy và vì vậy nên làm nước đá đóng băng ở -8 o C và làm tan giá ở 20 o C Điều kiện bình thường là -12 o C và 35 o C. Để đảm bảo chất lượng nươc đá làm bằng nước có tạp chất lớn, nên tăng cường độ chuyển động của nước lên 2 ÷ 3 lần so với bình thường, nâng nhiệt độ đóng băng lên -6 ÷ -
8 o C, tốt nhất sẽ làm sạch băng bằng phương pháp kết tinh chậm ở -2 đến -4 o C Nếu không thực hiện các biện pháp trên thì có thể làm mềm nước: tách Ca(CO3)2, Ca, Mg, Fe, Al ra khỏi nước bằng các quá trình hóa học đơn giản :
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 = CaCO3 +2H2O
Bảng 1 -2: Ảnh hưởng của tạp chất đế chất lượng nước đá
Tạp chất Ảnh hưởng đến chất lượng nước đá Kết quả chế biến nước
Ca(CO3)2 - Tạo thành chất lắng bẩn thường ở phần dưới và giữa cây đá làm nứt ở nhiệt độ thấp
Mg(CO3)2 - Tạo thành chất lắng bẩn và bọt khí Tách ra đƣợc Ôxit Sắt - Cho chất lăng màu vàng hay màu nâu và nhuộm màu chất lắng canxi
Tách ra đƣợc Ôxit silic và nhôm - Cho chất lắng bẩn Tách ra đƣợc
Chất lơ lửng - Cho chất cặn bẩn Tách ra đƣợc
Sunfat natri clorua và sunfat canxi
- Tạo ra các vết trắng, tập trung ở lõi, làm cho lõi đục và kéo dài thời gian đóng băng Không có chất lắng.
Clorua canxi và sunfat magiê
- Cho chất lắng xanh nhạt hay xám nhạt, tập trung trong lõi, kéo dài thời gian đóng băng
Biến đổi thành Sunfat Canxi
Clorua magiê - Thuờng biểu hiện dưới dạng các vết trắng Không có cặn.
Biến đổi thành Clorua Canxi
Cacbonat natri - Một lƣợng nhỏ cũng làm nứt ở nhiệt độ dưới -9 o C Tạo ra các vết màu trắng tập trung ở lõi, kéo dài thời gian đóng băng, tạo ra các độ đục cao.
Biến đổi thành Cacbonat natri
Khi đó các chất hữu cơ đọng lại cùng với tạp chất Cacbonat.sau đó nước đã gia công bằng vôi, được lọc qua cát thạch anh, đến đây nước đã đảm bảo được các chỉ tiêu chung, nhưng còn chứa sắt Trứớc khi lọc cần bổ sung thêm một ít vôi nữa Khi cho nước ngậm khí, sắt thường kết hợp với CO2 tạo thành cặn và dễ dàng tách ra.
Có thể lọc nước dễ dàng bằng cát thạch anh hay bằng nhôm sunfat Phương pháp này không những đảm bảo làm mềm nước, tích tụ các chất hữu cơ và vôi chuyển hóa bicacbonat thành sunfat, kết quả là giảm đƣợc tính dòn và do đó có thể hạ đƣợc nhiệt độ đóng băng trong khuôn đá từ -8/-10 o C đến -12/-14 o C Như vậy cần giữ độ pH trong nước ở mức 7 để giảm tính dòn của nước đá.
Nước đá đục còn gọi là nước đá kỹ thuật Nước đá đục (không trong suốt) là do trong nước có tạp chất Nhũng tạp chất này có thể là chất khí, lỏng, rắn, Ở nhiệt độ 0 o C và áp suất 0,98 bar, nuớc có thể hòa tan tổng cộng 29,2 mg/l, nghĩa là trong nước có thể hòa tan tới 0,93% thể tích không khí khi đóng băng, những chất khí tách ra, tạo thành các bọt khí và bị ngậm giữa các tinh thể đá Mặc dầu không khí trong suốt nhƣng do bị phản xạ toàn phần nên nước đá không trong suốt có màu trắng đục.
Nước thường chứa các loại muối hoà tan, chủ yếu các loại muối Canxi và Magiê Ngoài ra còn có các tạp chất rắn không hoà tan trong nước như cát, bùn nằm lơ lửng trong nước, chúng nằm trong nước đá khi đóng băng, các tinh thể đá có xu hướng đẩy các tạp chất, cặn bẩn, không khí ra, càng vào giữa cây đá các tạp chất càng nhiều và dần dần chúng bị ngậm giữa các tinh thể đá làm cho nước đá có màu trắng đục như sữa hoặc màu trắng nhạt.
Như đã giới thiệu, quá trình nước đóng băng có hiện tượng tự làm sạch nước nghĩa là nước khi đóng băng xảy ra quá trình tách các cặn bẩn và các thành phần khác ra khỏi tinh thể đá đang hình thành.Nếu những tạp chất này đƣợc lấy ra khỏi bề mặt tinh thể thì có thể loại trừ ngay những tạp chất đó khỏi bị ngâm giữa các lớp đá đang hình thành.Khi đó nước đá sẽ trong suốt.Thường để sản xuất nước đá trong suốt, nguời ta sử dụng phương pháp thổi khí vào đáy khuôn đá.Riêng phần tâm cây đá vẫn đục bởi vì cặn bẩn động lại.
TÍNH THỂ TÍCH VÀ TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM
Tính toán cách ẩm cho bể đá…
THÀNH LẬP CHU TRÌNH LẠNH, TÍNH CHỌN MÁY NÉN CHO BỂ ĐÁ
4.1 Tính toán chu trình lạnh
Chọn môi chất R22 t0 = tb - t0 trang 157 và trang 158(TL1) với: tb : nhiệt độ bể nước muối, tb = -10 0 C
to : hiệu nhiệt độ yêu cầu to = (5 ÷10) o C chọn to = 6 0 C
4.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ : tk = tw2 + tk TL1 trang158 với : tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng.
tk : hiệu nhiệt độ ngƣng tụ yêu cầu , tk =(35) o C, có nghĩa là nhiệt độ ngƣng tụ cao hơn nhiệt độ nước từ 3 ÷ 5 0 C(chọn tk = 5 0 C)
Mà: tw2 = tw1 + (2 6) 0 C tw1 : nhiệt độ nước khi vào bnh ngưng, vă chọn bnh ngưng là kiểu ống chùm nằm ngang nên tw1 = tƣ + 5 0 C TL1 trang 159
4.1.3 Nhiệt độ quá nhiệt tqn = t0 + tqn TL1 trang 159
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT ẨM
THÀNH LẬP CHU TRÌNH LẠNH, TÍNH CHỌN MÁY NÉN CHO BỂ ĐÁ
4.1 Tính toán chu trình lạnh
Chọn môi chất R22 t0 = tb - t0 trang 157 và trang 158(TL1) với: tb : nhiệt độ bể nước muối, tb = -10 0 C
to : hiệu nhiệt độ yêu cầu to = (5 ÷10) o C chọn to = 6 0 C
4.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ : tk = tw2 + tk TL1 trang158 với : tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng.
tk : hiệu nhiệt độ ngƣng tụ yêu cầu , tk =(35) o C, có nghĩa là nhiệt độ ngƣng tụ cao hơn nhiệt độ nước từ 3 ÷ 5 0 C(chọn tk = 5 0 C)
Mà: tw2 = tw1 + (2 6) 0 C tw1 : nhiệt độ nước khi vào bnh ngưng, vă chọn bnh ngưng là kiểu ống chùm nằm ngang nên tw1 = tƣ + 5 0 C TL1 trang 159
4.1.3 Nhiệt độ quá nhiệt tqn = t0 + tqn TL1 trang 159
Với : tqn :độ quá nhiệt hơi hút , đối với môi chất lạnh R22 th : tqn= 25 0 C
4.1.4 Nhiệt độ quá lạnh tql = tW1 + (3 ÷ 5) 0 C = 30 + 5 = 35 0 C
4.1.5 Xây dựng chu trình tK = 40 0 C; PK = 11,6769bar t0 = -18 0 C; P0 = 3,3640bar
Vậy ta chọn máy nén một cấp.
Với R134a ta chọn chu trình có bình hồi nhiệt là hiệu quả nhất
4.1.6 Sơ đồ nguyên lý, đồ thị của chu trình
Hình 4-1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh một cấp dùng bình hồi nhiệt
Trong đó: + MN: Máy nén.
4.1.7 Tính các điểm trạng thái trong chu trình lạnh sau
- Quá trình 1’ - 1: Là quá trình quá nhiệt đẳng áp trong bình hồi nhiệt
- Quá trình 1 - 2: Là quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén, s1=s2
- Quá trình 2 - 3’: Là quá trình ngƣng tụ đẳng áp, đẳng nhiệt trong thiết bị ngƣng tụ
- Quá trình 3’ - 3: Là quá trình quá lỏng lạnh đẳng áp trong bình hồi nhiệt
- Quá trình 3 - 4: Là quá trình giảm áp ở van tiết lưu, đẳng entanpi (h3 =h4)
- Quá trình 4 - 1’: Là quá trình bay hơi đẳng áp, đẳng nhiệt ở thiết bị bay hơi, p0=const
Hơi ẩm (1’) sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi đi vào thiết bị hồi nhiệt, nhận nhiệt của lỏng cao áp trở thành hơi quá nhiệt (1) Rồi đƣợc hút vào máy nén và đựoc nén đoạn nhiệt đến áp suất ngưng tụ Pk (2) sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát ngƣng tụ thành lỏng cao áp (3’) Lỏng cao áp (3’) đi qua thiết bị hồi nhiệt nhả nhiệt cho hơi hạ áp từ giàn bay hơi thành lỏng quá lạnh (chưa sôi) sau đó qua van tiết lưu giảm áp suất xuống áp suất bay hơi Po(4) rồi đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt của đối tƣợng cần làm lạnh hoá hơi đẳng nhiệt đẳng áp thành hơi bão hoà ẩm Và cứ thế chu trình tiếp tục khép kín.
Xác định các điểm nút h s
Hình 4-2: Đồ thị LgP - h và T - s Điểm 3’: giao điểm pkvà x = 0 (lỏng bão hòa), t3’=tk Điểm 3: giao điểm của pkvà nhiệt độ quá lạnh tql, t3=tql Điểm 4: giao điểm của p0và h3 v quá trình tiết lưu h3 = h4 Điểm 1’: giao điểm của p0 và x = 1 (hơi bão hòa khô), t1’=t4=t0 Điểm 1: giao điểm của p0vă tqn (nhiệt độ quá nhiệt), t1=tqn Điểm 2: giao điểm của pk vă s1 = s2 , t2=nhiệt độ cuối tầm nén
Bảng 4-1 : Các thông số của điểm nút Điểm Nhiệt độ[ o C] Áp suất [Bar]
4.1.8 Năng suất lạnh riêng theo khối lượng: q0 = i1’ - i4 = 479,3- 242,93= 236,37KJ/kg TL1 trang 167
4.1.9 Năng suất lạnh riêng thể tích q v : q q v 1 0 (kJ/m 3 ) (7-2) trang 164 TL1
4.1.10 Công nén trong: l=i2-i1F3,3 - 431,6= 31,7 (kJ/kg) (7-3) trang 164 TL1
4.1.11 Năng suất nhiệt riêng q k : qk=i2 - i3 = 463,3 -242,93 = 220,37 (kj/kg) (7-4) trang 165 TL1
4.1.12 Hệ số lạnh của chu trình :
4.1.13 Hiệu suất exergi của chu trình :
4.1.14 Năng suất khối lượng thực tế của máy nén m = = 0,727 (kg/s) (7-7) trang 167 TL1 tt
4.1.15 Năng suất thể tích thưc tế của máy nén:
4.1.16 Tính hệ số cấp của máy nén:
) )+ với m = 0,95 ÷ 1,05 đối với máy nén frêon (chọn m = 1):
4.1.17 Thể tích lý thuyết : m 3 /s = 352,8 m 3 /h (7-15)trang 169 TL1Dựa vào Vlt =0,15 m 3 /s = 352, m 3 /h để chọn máy nén:
Ta chọn loại máy nén pittng MYCOM một cấp sau:
Công nén hiệu dụng (công đo đƣợc trên trục khuỷu pittông): Nev kw
Số lƣợng máy nén yêu cầu:
Nms = Vtt.Pms = 0,0697 0,055 = 0,00383 (kw) với pms: áp suất ma sát trong
(đối với máy nén freôn thẳng đứng pms =0,039 ÷ 0,059, chọn pms= 0,039)
Ne = Ni + Nms = 27,699 + 0,00383 = 27,70283 kw (7-22) trang 171 TL1
4.1.23 Hệ số kể đến tổn thất ma sát :
34,307 kw (7-24) trang 171 TL1 với : hiệu suất truyền động của khớp đai ìtd=0,95 hiệu suất động cơ ìel = 0,80 ÷ 0,95 (chọn ìel = 0,85)
4.1.26 Công suất động cơ lắp đặt:
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ
Tính chọn thiết bị ngƣng tụ
Thiết bị ngưng tụ dùng để trao đổi nhiệt giữa môi chất với môi trường làm mát Hơi môi chất đi vào thiết bị ngưng tụ thường là hơi quá nhiệt, cho nên trước tiên nó phải làm lạnh đến nhiệt độ bảo hoà rồi đến quá trìmh ngưng tụ , sau cùng là bị quá lạnh vài độ trước khi ra khỏi thiết bị ngƣng tụ Đối với hệ thông lạnh chỉ có một máy nén, việc tính toán thiết bị ngƣng tụ phù hợp với việc tính máy nén của chu trình lạnh Song với hệ thống lạnh có nhiều máy nén và nhiều nhiệt độ sôi khác nhau thì việc tính thiết bị ngƣng tụ đƣợc tính chung cho cả hệ thống.
Mục đích của phần này là xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết theo tải nhiệt ; nhiệt độ nước vào và ra
Nhiệt lƣợng để tính bình ngƣng bằng tổng nhiệt lƣợng toả ra của bể đá.
Q TB : Nhiệt lƣợng bể đá
107,38967 KW với qk và q0 đƣợc tính ở trên.
Ta chọn thiết bị ngƣng tụ kiểu ống chùm nằm ngang với ƣu điểm sau:
+ Phụ tải nhiệt lớn ít tiêu hao kim loại, thiết bị trao đổi nhiệt gọn nhẹ, kết cấu chắc chắn.
+ Dễ vệ sinh về phía nước làm mát.
+ Làm mát bằng nước ít phụ thuộc vào thời tiết nên máy hoạt động ổn định hơn.
3- Đường hơi môi chất vào.
4- Đường cân bằng với bnh chứa lỏng cao âp để lỏng từ bnh ngưng chảy xuống bình chứa dễ dăng.
5- Đường dự trữ có khi làm đường xả khí không ngưng 6- Đường xả khí và xả bẩn về phía nước làm mát.
7- Nắp phẳng v nước làm mát không có áp lực và trong nắp có các tấm phân chia để tạo lối đi cho dng nước.
8- Đường xả khí và xả bẩn về phía nước làm mát 9- Đường xả dầu.
11- Đường xả của lỏng cao áp 12- Các ống trao đổi nhiệt
13, 14- Đường vào và ra của nước làm mát.
5.1.3 Nguyên lý làm việc Đây là thiết bị trao đổi nhiệt làm mát bằng nước, nước chuyển động cưỡng bức bên trong ống và môi chất ngƣng tụ ở ngoài ống Hơi môi chất đi vào thiết bị ngƣng tụ ở phía trên theo đường (3) và chiếm đầy không gian giữa các ống, nhả nhiệt cho nước làm mát chuyển động cưỡng bức từ dưới lên bên trong ống ngưng tụ thành lỏng cao áp theo đường
Tính chọn dàn lạnh
5.2.1 Chọn dàn lạnh và các số liệu ban đầu:
Chọn dàn lạnh kiểu xương cá
Dàn lạnh trong hệ thống máy đá cây được đặt chm trong bể nước muối, các dàn lạnh được cung cấp dịch vụ lỏng theo kiểu ngập,nước muối chuyển động cưỡng bức qua dàn nhờ bộ cánh khuấy.
Dàn lạnh xương cá thường được sử dụng có các dạng chủ yếu sau:
- Dàn lạnh kiểu xương cá.
- Dàn lạnh kiểu ống đồng (sử dụng trong hệ thống lạnh môi chất frêon ).
Hình vẽ: Dàn lạnh xương cá Ở đây ta dùng dàn lạnh kiểu xương cá Dăn lạnh gồm câc ống gp trên và dưới,các ống trao đổi nhịêt nối giữa các ống góp có dạng uốn cong giống như xương cá.Với việc uốn cong ống trao đổi nhiệt nhƣ vậy nên hạn chế đƣợc chiều cao của bể nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc đường đi của môi chất đủ lớn để tăng thời gian tiếp xúc. Đối với hầu hết các dàn lạnh xương cá, phương pháp cấp dịch thường là kiểu ngập lỏng. Dịch lỏng cấp cho dàn lạnh đƣợc cấp từ bnh giữ mức vă lun duy tr ngập trong dăn lạnh.
Dàn lạnh xương cá có nhược điểm là chế tạo tương đối khó so với những kiểu khác,nhất lă câc khđu uốn ống vă hăn ống văo ống gp Tuy nhiên cấu tạo dàn lạnh xương cá gọn cho nên đƣợc sử dụng rất phổ biến.
Dàn lạnh xương cá được chế tạo theo từng môđun nên có thể dể dàng tăng công suất của dàn Mỗi môđun gồm một ống góp trên và một ống góp dưới, các ống góp trao đổi nhịêt có thể bố trí từ 3 đến 5 dêy.
Mật độ dng nhiệt của dàn bay hơi xương cá tương đương dàn lạnh kiểu banel, tức khoảng 2900 ÷ 3500 W/m 2
Vậy chọn thiết bị bay hơi kiểu xương cá, chất tải lạnh nước muối có sử dụng động cơ cánh khuấy.
5.3.Tính chọn các thiết bị phụ
Nhiệm vụ của bình hồi nhiệt
- Nâng cao hiệu quả nhiệt động học của chu trình lạnh.
- Làm quá lạnh lỏng của tác nhân lạnh để ngăn ngừa sự bốc hơi của chất lỏng trước khi vào van tiết lưu.
- Bình hồi nhiệt làm thêm nhiệm vụ làm khô hơi ra khỏi dàn lạnh.
Môi chất lỏng đi vào theo đường số 4, chuyển động trong ống xoắn, hơi Frêôn từ thiết bị bay hơi đi vào thiết bị hồi nhiệt theo đường số 2, thực hiện trao đổi nhiệt ngược dòng với môi chất lỏng trong ống xoắn Để tăng cường quá trình trao đổi nhiệt, trên ống xoắn có bố trí các cánh tản nhiệt Do có quá trình trao đổi nhiệt , lỏng có nhiệt độ ngƣng tụ sẽ quá lạnh và hơi có nhiệt độ bay hơi sẽ được quá nhiệt trước khi về máy nén.
Hình: Cấu tạo bình hồi nhiệt
1, 2 - Đường ra và vào của hơi hạ áp 3 - Ống xoắn trao đổi nhiệt.
4, 5 - Đường vào và ra của lỏng cao áp.
Bố trí ngay sau bình ngƣng tụ dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, duy trì sự cấp lỏng liên tục và ổn định cho van tiết lưu Nó thường đặt dưới bìnhngưng và cân bằng áp suất với bình ngưng bằng các đường ống cân bằng hơi và lỏng Theo qui định bình chứa cao áp phải chứa đƣợc 30% thể tích toàn bộ hệ thống dàn bay hơi trong hệ thống có bơm cấp môi chất từ trên xuống và 60% trong hệ thống cấp lỏng từ dưới lên.
Khi vận hành mức lỏng của bình chứa cao áp chỉ chiếm 50% thể tích bình Với môi chất R134a thì ta chọn kiểu bình cao áp cấp lỏng môi chất từ trín xuống
Thể tích bình là: VCA = 0,7Vd
Cấu tạo bình chứa cao áp gồm các bộ phận sau :
Hình : Cấu tạo bình chứa cao áp
1- Ống thuỷ sáng 2-Nơi lắp áp kế
3- Đường vào của lỏng cao áp 4 -Đường cân bằng với thiết bị ngưng tụ
5- Đường dự trữ 6 - Đường ra lỏng 7- Đường xả dầu
Bình chứa cao áp đƣợc bố trí ngay sau dàn ngƣng tụ dùng để chứa lỏng cao áp, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho dàn ngưng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Thường nó được đặt dưới dàn ngưng và được cân bằng áp suất với dàn ngưng bằng các đường ống cân bằng hơi và lỏngTheo qui định về an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 60% thể tích của toàn bộ hệ thống dàn bay hơi cấp lỏng từ dưới lên đối với hệ thống lạnh có dùng bơm cấp môi chất lỏng.
Nhiệm vụ của bình tách lỏng
Nhiệm vụ bnh tách lỏng là tách lỏng môi chất ra khỏi hơi hút về máy nén, đảm bảo hơi hút về máy nén là hơi bảo hoà khô để tránh hiện thuỷ kích phá hỏng máy nén Nó thường đặt đứng, làm việc theo nguyên tắc giảm tốc độ (0,5m/s) và thay đổi hướng chuyển động của dòng hơi, làm cho những giọt lỏng và bụi lỏng bị tách ra rơi xuống đáy bình, còn hơi khô đi về máy nén.
Bình tách lỏng đƣợc sử dung trong hệ thống lạnh dùng môi chất R22 Nó có nhiệm vụ tách môi chất lỏng ra khỏi hơi hút về máy nén ở trạng thái bảo hòa khô tránh nguy cơ gây va đập thủy lực ở máy nén.
Nguyên lý hoạt động của bình tách lỏng
Hơi ẩm từ dàn bay hơi vào bình tách lỏng nhờ sự thay đổi phương chuyển động một cách đột ngột làm vận tốc dng hơi giảm nhiều (0,5m/s) Cho nên các giọt lỏng và dầu chứa trong dòng hơi khi vào bình bị rơi xuống dưới và trả về dàn lạnh, còn hơi khô được máy nén hút về.Để ngăn ngừa dầu có thể rơi vào dàn lạnh người ta bố trí ống dẫn Freon lỏng cao hơn mức dầu trung bình.
Bình tách lỏng đƣợc bố trí ở đầu hút của máy nén và có thể cao hơn hoặc thấp hơn dàn lạnh. Bên ngoài bình có bọc cách nhiệt Bình tách lỏng được chọn theo đường kính của đầu hút máy nén.
Hình: Cấu tạo bình tách lỏng
1 - Đường vào hơi hạ áp 2 - Đường ra của hơi hạ áp
5 - Đường xả lỏng về dàn bay hơi 6 - Thân bình
Nhiệm vụ bình tách dầu
Do môi chất và dầu bôi trơn không hòa tan đƣợc với nhau, khi dầu bôi trơn rơi vào các thiết bị trao đổi nhiệt tạo thành một lớp dầu bám trên bề mặt trao đổi nhiệt làm giảm hệ số truyền nhiệt của chúng Để đảm bảo phụ tải nhiệt của thiết bị bắt buộc phải tăng nhiệt độ giữa các môi chất làm việc, tăng nhiệt độ ngƣng tụ vă giảm nhiệt độ sôi của môi chất lạnh Khi đó làm giảm năng suất lạnh và tăng tiêu hao điện năng của máy lạnh Do vậy để giảm lƣợng dầu rơi vào các thiết bị trao đổi nhiệt, trên đầu đẩy giữa dàn ngƣng và máy nén, ta bố trí một bình tách dầu.
Dầu đƣợc tách ra nhờ 3 nguyên nhân sau đây :
+ Do sự mất vận tốc đột ngột khi đi từ ống nhỏ sang bình to nên làm giảm lực quán tính.
+ Do lực ly tâm khi ngoặt dòng.
+ Do luồng hơi va đập vào tấm chắn mất vận tốc đột ngột nên hạt dầu đƣợc giữ lại trên tấm chắn rồi lại rơi xuống bình chứa Hiệu quả tách dầu đƣợc 70%.
Khoan lỗ ỉ10 cách đều nhau 20x20 mm 48
Hình: Cấu tạo bình tách dầu
1- Ống gas vào 2 - Đáy bình
3- Ống gas ra 4 - Nón chắn trên
5 - Miệng phun ngang 6 - Nón chắn dưới 7 - Đường xả dầu.
Tốc độ hơi ở ống nối vào bình tách dầu, m/s theo [TL4] thì tốc độ hơi trong bình tách dầu thường từ 0,7 ÷ 1m/s Còn trong ống dẫn đến bình tách dầu từ 20 25m/s đối với hệ thống lạnh sử dung môi chất NH3, 15 20 đối với Freon Chọn = 20 m/s
5.3.6 Bình tách khí không ngƣng
Tính chọn thiết bị phụ
TL1: Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh -NGUYỄN ĐỨC LỢI
TL2: Hệ thống máy và thiết bị lạnh - PGS.TS ĐINH VĂN THUẬN
TL3: Máy lạnh, NXBGD, Hà Nội, 1994 - TRẦN THANH KỲ,
TL4: Kỹ thuật lạnh cơ sở, NXB Giáo Dục, Hà Nội, 1996 - NGUYẾN ĐỨC LỢI, PHẠM VĂN TUỲ.