Bài giảng máy và thiết bị lạnh

MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Môi chất lạnh/tác nhân lạnh/ga lạnh chất môi giới sử dụng chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu nhiệt môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp tải nhiệt môi trường có nhiệt độ cao (nước, không khí).  Môi chất lạnh: Gas Freon gas NH3. Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Yêu cầu môi chất lạnh (MCL)  Tính chất hóa học: Bền hóa học, không bị phân hủy, không bị polymer hóa nhiệt độ áp suất làm việc. Môi chất phải trơ, không ăn mòn vật liệu, không phản ứng với dầu bôi trơn,…  Tính chất vật lý:  Áp suất ngưng không cao  Áp suất bay không nhỏ  Nhiệt độ đông đặc thấp nhiều so với nhiệt độ bay Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Tính chất vật lý:  Nhiệt ẩn hóa lớn  Độ nhớt nhỏ  Hệ số dẫn nhiệt () hệ số tỏa nhiệt () lớn  Hòa tan tốt nước để tránh bị tắc ẩm cho phận tiết lưu  Không dẫn điện (máy nén kín bán kín) Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Tính chất sinh lý:  Không độc người  Không phản ứng với quan hô hấp  Có mùi đặc biệt để dễ nhận biết rò rỉ (có thể bổ sung chất mùi)   Không tác dụng xấu đến sản phẩm tiếp xúc trực tiếp  Tính kinh tế:  Giá thành thấp  Dễ kiếm, dễ vận chuyển bảo quản Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Ký hiệu MCL Freon  Bắt đầu chữ R (Refrigerant) sau chữ số Ví dụ: R Số lượng nguyên tử Flo Số lượng nguyên tử Hydro + Số lượng nguyên tử Carbon - Chữ đầu Refrigerant Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Ký hiệu MCL Freon  Số nguyên tử Chlo xác định cách tính hóa trị  Nếu phân từ có nguyên tử carbon số hạng công thức – = 0, ta không cần viết. Đây dẫn xuất mêtan (R11, R12, R13, R14)  Các đồng phân MCL có thêm ký hiệu a, b để phân biệt Ví dụ: Công thức hóa học MCL là: CCl2F2 Số thứ nhất: – = Số thứ 2: + = R12 Số thứ 3: = Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Ký hiệu MCL chất vô  Bắt đầu chữ R  Tiếp theo số môi chất vơ  Sau số phân tử lượng chất vô Ví dụ: R717 NH3; R718 H2O; R729 không khí Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Chất tải lạnh môi chất trung gian, nhận nhiệt đối tượng cần làm lạnh chuyển đến thiết bị bay hơi.  Hệ thống lạnh sử dụng chất tải lạnh hệ thống làm lạnh gián tiếp.  Chất tải lạnh sử dụng khi:  Khó sử dụng trực tiếp dàn lạnh (dàn bay hơi) để làm lạnh thực phẩm.  Môi chất lạnh độc, có ảnh hưởng không tốt đến môi trường sản phẩm.  Vị trí làm lạnh xa nơi cung cấp lạnh. Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Một số yêu cầu chất tải lạnh (CTL):  Điểm đông đặc phải nhỏ nhiệt độ bay môi chất (ít C)  Nhiệt độ sôi cao  Không ăn mòn thiết bị  Không cháy nổ  Rẻ tiền, dễ kiếm  Hệ số dẫn nhiệt nhiệt dung riêng lớn  Độ nhớt nhỏ Nguyễn Văn Minh 10 THIẾT BỊ BAY HƠI  TBBH kiểu Nguyễn Văn Minh 82 VAN TIẾT LƯU  Van tiết lưu thiết bị quan trọng thiếu hệ thống lạnh.  Tác dụng: Làm giảm áp, giảm nhiệt độ môi chất sau ngưng để đưa quaTBBH vào BTG.  Phân loại TBBH:  Ống mao (tủ lạnh, điều hòa không khí, máy kem,…) dùng cho gas Freon  VTL tay  VTL tự động (VTL nhiệt, VTL màng)  VTL phao, VTL điện tử Nguyễn Văn Minh 83 VAN TIẾT LƯU  VTL màng Nguyễn Văn Minh 84 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình tách dầu 1. Hơi nén vào 2. Vành gia cường 3. Hơi 4. Nón chắn 5. Cửa xả vào bình 6. Nón chắn 7. Dầu Nguyễn Văn Minh 85 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình tách lỏng 1. Ống gas vào 2. Tấm gia cường 3. Ống hút 4. Nón chắn 5. Cửa xả 6. Lỏng Nguyễn Văn Minh 86 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình tách khí không ngưng 1. Nối van an toàn đồng hồ áp suất 2. Khí không ngưng 3. Gas 4. Hồn hợp khí không ngưng vào 5. Lỏng tiết lưu vào 6. Gas lỏng 7. Ống xoắn Nguyễn Văn Minh 87 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình chứa cao áp 1. Kính xem gas 5. Cân áp suất 2. Van an toàn 6. Ống cấp dịch 3. Áp kế 7. Ống xả đáy 4. Lỏng Nguyễn Văn Minh 88 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình chứa thấp áp 1. Rờ le phao 5. Hơi máy nén 2. Dịch vào 6. Ống vào 3. Van an toàn + áp kế 7. Đáy bình 4. Tách lỏng 8. Ống xả dầu; 9. Cấp dịch Nguyễn Văn Minh 89 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình trung gian ống xoắn ruột gà kiểu đứng (NH3, Freon) 1. Gas lỏng vào 2. Van điện từ 3. VTL 4. Hơi nén tầm thấp vào 5. Hơn MN tầm cao 6. Lỏng VTL 7. Van phao mức cao 8. Van phao mức thấp 9. Ống xoắn ruột gà 10.Dầu BTTD Nguyễn Văn Minh 90 THIẾT BỊ PHỤ CỦA HỆ THỐNG LẠNH  Bình trung gian ống xoắn ruột gà kiểu nằm ngang (Freon) 1. Gas lỏng vào 6. Hơi MN tầm cao 2. Van điện từ 7. Bầu cảm biến 3. VTL nhiệt 8. Ống xoắn ruột gà 4. Hơi nén tầm thấp vào 5. Lỏng VTL Nguyễn Văn Minh 91 CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH  Hệ thống cho tủ đông tiếp xúc, gas Freon 1. Máy nén 2. Tháp giải nhiệt 3. BCCA 4. TBNT 5. Bình tách dầu 7. BTG 9. Tủ đông TX 8. Bình chống tràn 10. Lọc sấy 6. Bình tách lỏng hồi nhiệt Nguyễn Văn Minh 92 CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH  Hệ thống cho tủ đông tiếp xúc, gas NH3 1. Máy nén 2. Tháp giải nhiệt 3. BCCA 4. TBNT 7. BTL 9. Tủ đông TX 8. Bình chống tràn 10. Bình thu hồi dầu 5. Bình tách dầu 6. BTG Nguyễn Văn Minh 93 CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH  Hệ thống cho tủ đông tiếp xúc, gas NH3, sử dụng bơm dịch 1. Máy nén 2. BCCA 3. TBNT 4. Bình tách dầu 5. BCTA 6. BTG Nguyễn Văn Minh 94 CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH  Hệ thống cho kho bảo quản đông Nguyễn Văn Minh 95 CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH  Hệ thống cho kho bảo quản đông Nguyễn Văn Minh 96 CHU TRÌNH HỆ THỐNG LẠNH  Hệ thống cho cối đá vảy Nguyễn Văn Minh 97 [...]... môi chất)  Do tải nhiệt (Qo) quá lớn và thiếu lỏng cấp cho TBBH  Do tổn thất lạnh trên đường ống từ TBBH đến máy nén Nguyễn Văn Minh 17 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt dùng cho gas Freon T 2 tql Tk 3 2' 3' 1' To 4 1 tqn qo S Nguyễn Văn Minh 18 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt dùng cho gas Freon LgP... valve) Nguyễn Văn Minh 13 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình khô: Dùng cho gas NH3 Nguyễn Văn Minh 14 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình khô dùng cho gas NH3 Nguyễn Văn Minh 15 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt dùng cho gas Freon  Quá lạnh là làm giảm nhiệt độ của môi chất lỏng trước khi vào van tiết lưu nhỏ hơn nhiệt độ... THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình có thiết bị hồi nhiệt dùng cho gas Freon T 2 Tk 3 2' 3' To 1' 1 4 qo S Nguyễn Văn Minh 20 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình có thiết bị hồi nhiệt dùng cho gas Freon Nguyễn Văn Minh 21 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH MỘT CẤP  Xác định thông số làm việc:  Xác định các thông số môi trường (nhiệt độ, độ ẩm,…)  Năng suất lạnh Qo  Chọn chu trình máy lạnh. .. thấp  Nhiệt độ cháy cao  Không dẫn điện và có độ nhớt cao Nguyễn Văn Minh 12 HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình khô: Dùng cho gas NH3  Chu trình có thiết bị hồi nhiệt: Dùng cho gas Freon  Chu trình có quá lạnh/ quá nhiệt môi chất: Dùng cho gas Freon  Các TB chính trong hệ thống lạnh  Máy nén (Compressor)  Dàn ngưng – TBNT (Condenser)  Dàn lạnh – TBBH (Evaporator)  Van tiết lưu... THỐNG LẠNH CHO TỦ CẤP ĐÔNG  Chu trình máy lạnh nén hơi hai cấp nén  Tại sao phải dùng máy nén hơi hai cấp nén? Nếu ta cần hạ nhiệt độ bay hơi LgP xuống (to)  Giảm năng suất lạnh riêng qo  Tăng công nén riêng (l)  Tăng tỷ số nén (pk/po) Khi tỷ số nén  9 (NH3) và  13 (gas Freon)  Dùng máy nén hai cấp, hoặc nhiều cấp 3' Tk 2' 2 3 2 4 To 1 To’ 1' l1 4' qo qo l2 i Nguyễn Văn Minh 27 HỆ THỐNG LẠNH... ptg đến pk, nhiệt độ tăng từ ttg đến t4 Nguyễn Văn Minh 35 HỆ THỐNG LẠNH CHO TỦ CẤP ĐÔNG  Nguyên lý hoạt động  Hơi nén tầm cao được đưa qua thiết bị ngưng tụ (TBNT) để hóa lỏng sau đó đi qua VTL1, qua BTG và VTL2 và thiết bị bay hơi (TBBH)  Tại TBBH môi chất lỏng có nhiệt độ (to), áp suất (po) thấp sẽ nhận nhiệt của sản phẩm hóa hơi và được MN1 hút về thực hiện quá trình ép nén đoạn nhiệt 12 Nguyễn... THỐNG LẠNH MỘT CẤP  Năng suất lạnh riêng khi có quá lạnh: qo = i1 – i4’  Trong trường hợp không quá lạnh: qo = i1 – i4  Công ép nén lý thuyết: l = i2 – i1  Nhiệt nhả ra từ TBNT: qk = i2 – i3 Hay qk = qo + l  Hệ số chu trình lạnh:  = qo/l Nguyễn Văn Minh 24 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT LẠNH  Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ tk Nguyễn Văn Minh 25 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN NĂNG SUẤT LẠNH ... CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Một số chất tải lạnh thường dùng:  Không khí  Nước  Dung dịch nước muối NaCl, CaCl2  Mathanol  Ethanol  Glycol hoặc Ethylenglycol (trong các nhà máy bia) Nguyễn Văn Minh 11 DẦU BÔI TRƠN  Nhiệm vụ:  Bôi trơn các chi tiết chuyển động trong máy nén, làm giảm ma sát  Làm mát (giải nhiệt) cho các chi tiết  Chống rò rỉ môi chất (làm kín)  Làm sạch bề mặt ma sát trong máy. .. Năng suất lạnh Qo  Chọn chu trình máy lạnh và môi chất lạnh sử dụng  Nhiệt độ sôi của môi chất trong TBBH  Làm lạnh trực tiếp bằng không khí: to = tkk – (8-10oC)  Làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh: to = ttl – (5-7oC)  Nhiệt độ ngưng tụ: tk = tnước ngưng + (8-10oC)  Nhiệt độ quá lạnh: tql = tnước làm mát + (3-4oC) Nguyễn Văn Minh 22 TÍNH TOÁN HỆ THỐNG LẠNH MỘT CẤP  Xây dựng chu trình lý thuyết... do hiệu ứng tiết lưu (VTL1) từ bình trung gian và được làm mát đến điểm 3 (hơi quá nhiệt), sau đó được máy nén tầm cao (MN2) hút về  Máy nén tầm cao thực hiện quá trình ép nén đoạn nhiệt 34, tăng áp suất từ ptg đến pk, nhiệt độ tăng từ t3 đến t4 Nguyễn Văn Minh 30 HỆ THỐNG LẠNH CHO TỦ CẤP ĐÔNG  Nguyên lý hoạt động  Hơi nén tầm cao được đưa qua thiết bị ngưng tụ (TBNT) để hóa lỏng sau đó đi qua VTL1, . 1Nguyễn Văn Minh MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH 2Nguyễn Văn Minh MÔI CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Môi chất lạnh/ tác nhân lạnh/ ga lạnh là chất môi giới sử dụng trong chu trình. CHẤT LẠNH VÀ CHẤT TẢI LẠNH  Chất tải lạnh là môi chất trung gian, nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh và chuyển đến thiết bị bay hơi.  Hệ thống lạnh sử dụng chất tải lạnh là hệ thống làm lạnh gián. (Qo) quá lớn và thiếu lỏng cấp cho TBBH  Do tổn thất lạnh trên đường ống từ TBBH đến máy nén 18Nguyễn Văn Minh HỆ THỐNG LẠNH CHO LÀM LẠNH VÀ BQ ĐÔNG  Chu trình có thiết bị quá lạnh, quá nhiệt