Kỹ thuật lạnh ứng dụng

Kỹ thuật lạnh ứng dụng CHƯƠNG 1: Trường CĐKT Cao Thắng TỔ HỢP LẠNH Tổ hợp lạnh tập hợp máy thiết bị lạnh với nhiều thiết bị lắp đồng với thiết bị phụ thiết bị tự động để đảm bảo nhiều chức chu trình lạnh đáp ứng yêu cầu ứng dụng cụ thể 1.1.Phân loại a)Theo trọng lượng, yêu cầu điều kiện bao bì đóng gói, vận chuyển bảo quản, lắp ráp vận hành… mà người ta phân tổ hợp lạnh hoàn chỉnh tổ hợp lạnh phần  Tổ hợp lạnh hồn chỉnh như: Tủ lạnh gia đình, máy lạnh thương nghiệp, máy điều hòa nhiệt độ tổ hợp lạnh hoàn chỉnh  Tổ hợp lạnh phần: tổ máy nén, tổ máy nén ngưng tụ, loại tổ hợp thiết bị tổ bay tiết lưu, tổ ngưng tụ tiết lưu bay hơi, tổ bình trung gian bay hơi… Các tổ hợp lạnh ký hiệu phân loại theo nhiều đặc điểm: b)Kiểu máy nén:  máy nén pittơng, roto, trục vít tuabin, máy nén kín, nửa kín hở, máy nén Freon hay Amôniac, máy nén hai cấp, một, hai hay nhiều xilanh, suất lạnh nhỏ, trung bình hay lớn… c)Nhiệt độ bay hơi:Người ta phân biệt ba cấp nhiệt độ bay khác nhau:  Nhiệt độ bay thấp từ -400C đến -250C  Nhiệt độ bay trung bình -250C đến -100C  Nhiệt độ bay cao từ -100C đến 100C d)Nhiệt độ ngưng tụ: Thường tổ hợp chia cấp nhiệt độ ngưng tụ:  Trung bình: 300C đến 400C  Cao: 400C đến 450C  Nhiệt đới ẩm: 450C đến 500C  Nhiệt đới khô: 500C đến 550C e)Dạng thiết bị ngưng tụ: Thường tổ hợp lạnh có hai dạng thiết bị ngưng tụ bình ngưng làm mát nước dàn ngưng làm mát băng khơng khí, khơng có loại dàn tưới kết hợp nước khơng khí f)Dạng thiết bị bay hơi: Thường có hai dạng thiết bị bay bình bay làm lạnh chất tải lạnh lỏng dàn bay làm lạnh khơng khí 1.2.Tổ máy nén: Tổ máy nén tổ hợp máy động thiết bị phụ trợ van chặn đường hút đường đẩy, bình làm mát dầu, bánh đai khớp nối, van an toàn, van điện từ điều chỉnh suất lạnh, nhiệt kế đầu đẩy,đầu hút, hộp điện điều khiển, làm mát đầu máy nén, thiết bị tự động bảo vệ báo hiệu: rơ le áp suất, áp kế, sưởi dầu có Bộ mơn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng rơle nhiệt độ Một số tổ máy nén lắp bình tách dầu hệ thống van điện từ tự động xả dầu quay trở lại máy nén Hình 1: Tổ máy nén piston Hình 2: Tổ máy nén trục vít Bộ mơn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 3: Tổ máy nén hai cấp 1.3.Tổ máy nén ngưng tụ: Tổ máy nén ngưng tụ tổ máy nén có lắp thêm thiết bị ngưng tụ hoàn chỉnh với thiết bị phụ thiết bị tự động Tổ máy nén ngưng tụ ứng dụng rông rãi việc làm lạnh trực tiếp phòng trường hợp dàn bay đặt xa tổ máy nén ngưng tụ dàn lạnh bể đá khối, dàn lạnh đặt phòng, trần… Tổ máy nén ngưng tụ chia làm hai loại:  Tổ máy nén bình ngưng với thiết bị ngưng tụ làm mát nước  Tổ máy nén dàn ngưng với thiết bị ngưng tụ lầm mát khơng khí Tổ máy nén bình ngưng gọn gàng có suất lạnh đến 500kW cơng suất trao đổi nhiệt lớn Ngược lại, dàn ngưng cồng kềnh suất lạnh tổ hợp đến 20kW, có suất lớn dàn ngưng lớn, khó khăn vận chuyển lắp đặt Bộ môn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 4: Tổ máy nén ngưng tụ 1.4 Tổ máy nén bay hơi: Tổ máy nén bay tổ máy nén có lắp thêm thiết bị bay hồn chỉnh với thiết bị tự động thiết bị phụ Trong máy lạnh dùng làm lạnh nước làm lạnh chất lỏng bình bốc ống chùm để tối ưu kinh tế bình bay tổ hợp với máy nén dàn ngưng tưới dàn ngưng khơng khí lắp đặt tách biệt ngồi trời Tổ hợp máy nén bay ứng dụng máy sản suất nước lạnh cỡ trung lớn có số máy điều hòa hai cục cỡ trung bố trí thiết bị theo kiếu tổ máy nén bay Hình 5: Tổ máy nén bay Bộ môn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng 1.5.Các tổ hợp thiết bị: Các máy lạnh đại cỡ lớn, điều kiện chuyên chở vận chuyển khó khăn yêu cầu đặc biệt sử dụng vận hành bảo dưỡng sửa chữa người ta phân cụm thiết bị khác nhau: cụm ngưng tụ - tiết lưu – bay hơi, cụm tiết lưu – bay hơi, cụm bình trung gian, cụm ngưng tụ, bình chứa… 1.6.Các tổ hợp lạnh hoàn chỉnh: Tổ hợp lạnh hoàn chỉnh lắp thành khối cần số thao tác đơn giản cung cấp lạnh Đây dạng hoàn chỉnh đại tổ hợp lạnh Tủ lạnh gia đình máy điều hòa cục tổ hợp lạnh hoàn chỉnh Ưu điểm bật tổ hợp lạnh hoàn chỉnh độ tin cậy tuổi thọ cao tất khâu lắp ráp, thử kín, sấy khơ, nạp mơi chất, nạp dầu, chạy thử thực xưởng chuyên dụng với thiết bị đại Ngày nay, nhờ tiến khoa học kỹ thuật lạnh, nhà chế tạo tìm cách giảm dần kích thước thiết bị, tăng cường hiệu thiết bị tự động tiến đến chế tạo tổ hợp lạnh hoàn chỉnh Theo phương pháp tổ hợp chia tổ hợp lạnh hồn chỉnh thành hai loại loại khơng có khung bệ có khung bệ Trong tổ hợp khơng có khung bệ, bình ngưng bình bay đặt phía có chân đỡ Trên bố trí tất thiết bị cón lại máy nén, động cơ, thiết bị phụ, tủ điện, hộp điều khiển, điều chỉnh, báo hiệu, tự động bảo vệ Trong tổ hợp có khung bệ, tồn thiết bị bố trí khung bệ Để tiết kiệm diện tích lắp đặt, bình ngưng bố trí phía dưới, máy nén, động thiết bị phụ giữa, bình bay Bộ mơn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 5: Tổ hợp lạnh hồn chỉnh CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1.Tổ hợp lạnh gì? 2.Ưu điểm tổ hợp lạnh ? 3.Phân loại tổ hợp lạnh ? 4.Tổ máy nén ? Kể tên số thiết bị phụ trợ tổ hợp máy nén ? 5.Tổ máy nén ngưng tụ ? Phân loại ? 6.Ứng dụng tổ máy nén ngưng tụ ? 7.Vì tổ máy nén dàn ngưng sử dụng hệ thống lạnh lớn ? 8.Tổ máy nén bay ? 9.Tổ máy nén bay thường ứng dụng đâu ? 10.Kể tên số tổ hợp thiết bị ? 11.Thế tổ hợp lạnh hoàn chỉnh ? kể tên số tổ hợp lạnh hoàn chỉnh ? 12.Ưu điểm tổ hợp lạnh hoàn chỉnh ? 13.Phân loại tổ hợp lạnh hồn chỉnh ? Bộ mơn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng CHƯƠNG 3: Trường CĐKT Cao Thắng SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH Sơ đồ hệ thống lạnh thể đơn giản hệ thống thiết bị đường ống cho phép ta hình dung tương đối cụ thể máy móc, thiết bị, dụng cụ mối liên hệ chúng, cụ thể đường ống  Các yêu cầu sơ đồ hệ thống lạnh: -Phải đảm bảo, trì chế độ nhiệt độ cho, vận hành dể dàng, có khả chuyển máy thiết bị dự phòng vào làm việc cách nhanh chóng, thay đổi điều kiện làm việc, bảo đảm thay dể dàng trường hợp hỏng hóc sửa chữa - Cần đơn giản, tiện lợi cho việc lắp đặt vận hành, bảo dưỡng, không phát sinh chi phí lớn - Cần đảm bảo số lượng đường ống, chiều dài đường ống phụ tùng, dụng cụ - Đảm bảo an tồn cho công nhân vânh hành - Đảm bảo độ tin cậy tuổi thọ quy định máy thiết bị tự động báo hiệu, điều chỉnh, điều khiển bảo vệ cho hệ thống 2.1.Sơ đồ hệ thống lạnh cấp: Trong cụm thiết bị hệ thống lạnh cụm tiết lưu bay cụm thiết bị trực tiếp thực việc cấp lạnh cho phòng lạnh Hoạt động ổn định cụm thiết bị có ý nghĩa quan trọng việc đảm bảo hoạt động bình thường hiệu cho tồn hệ thống lạnh  Sơ đồ cụm tiết lưu bay cần đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo an tồn tuyệt đối cho hệ thống, khơng bị va đập thủy lực cấp lỏng cho hệ thống làm việc chế độ tải nhiệt khác nhau, đặc biệt đầy tải tải - Cấp lỏng cho bề mặt trao đổi nhiệt, đảm bảo hiệu suất trao đổi nhiệt lớn - Đảm bảo phân phối nhiệt độ phòng - Có khả cấp lỏng tự động cho dàn - Thể tích chứa mơi chất hệ thống dàn thấp để tránh nguy hiểm mơi chất gây - Dể dàng lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa - Dể dàng xả dầu, vệ sinh, xả tuyết cho dàn - Cột áp thủy tĩnh không ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi (hệ thống cấp lỏng nhờ cột lỏng, bình tách lỏng trên, kho lạnh nhiều tầng)  Có ba phương pháp cấp lỏng chủ yếu cho dàn bay trực tiếp: - Cấp lỏng nhờ chênh áp suất phía đẩy phía hút - Cấp lỏng nhờ cột áp thủy tĩnh (Bình tách lỏng đặt cao) - Cấp lỏng nhờ bơm tuần hoàn (Cấp lỏng từ lên từ xuống) Các kết nghiên cứu thực nghiệm cho thấy, hiệu trao đổi nhiệt dàn đạt cao cấp lỏng từ lên với điều kiện lỏng ngập dàn vừa phải Bộ môn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Độ ngập lỏng dàn đánh giá qua độ nhiệt hút máy nén Độ ngập lỏng vừa phải có độ nhiệt hút ổn định từ 5-15K Nếu độ nhiệt nhỏ, dàn cấp nhiều lỏng, có nguy va đập thủy lực độ nhiệt lớn, dàn cấp q lỏng, phần dàn có hơi, hiệu trao đổi nhiệt Các sơ đồ theo kiểu cấp lỏng từ lên Tuy nhiên cấp lỏng từ xuống Phương pháp có hiệu trao đổi nhiệt khả hồi dầu máy nén dể dàng nên hay sử dụng hệ thống lạnh Freon 2.1.1Sơ đồ hệ thống lạnh cấp, cấp lỏng trực tiếp: Sơ đồ hệ thống lạnh cấp, cấp lỏng trực tiếp cho dàn bay nhờ độ chênh áp suất phía đẩy phía hút Hình 6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh, cấp lỏng trực tiếp 1- Máy nén lạnh; 2- Bình ngưng; 3-Cụm tiết lưu; 4-Dàn bay hơi; 5- Tháp giải nhiệt; 6- Bơm giải nhiệt; 7- Ống góp Phương pháp cấp lỏng thường sử dụng với van tiết lưu nhiệt phải đảm bảo môi chất bay hết khỏi dàn bay Do phải trì độ q nhiệt hút lớn, dàn phải hoạt động tương đối ổn định tránh tải nhiệt đột ngột số dàn lạnh hạn chế Bộ môn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng 2.1.2 Sơ đồ hệ thống lạnh cấp, cấp lỏng cho dàn bay nhờ cột áp thủy tĩnh Hình 7: Hệ thống lạnh cấp, cấp lỏng cho dàn bay nhờ cột áp thủy tĩnh 1- Máy nén lạnh; 2- Bình ngưng; 3-Ống góp; 4-Bình tách lỏng; 5- Tháp giải nhiệt; 6-Dàn bay hơi; 7- Tiết lưu, 8.Bơm nước giải nhiệt Cấp lỏng theo phương pháp này, lỏng tiết lưu vào bình tách lỏng Lỏng tự chảy vào dàn chênh lệch cột lỏng Hơi sinh dàn kéo theo phần lỏng chảy trở lại bình tách lỏng Hơi hút máy nén lỏng rơi xuống đáy bình chảy trở lại dàn Để đảm bảo lỏng phân phối tốt dàn, bình tách lỏng đặt cao dàn 3-5m Nhược điểm sơ đồ tải nhiệt thiết bị lớn, lỏng theo nhiều gây va đập thủy lực máy nén Và cột lỏng cao ảnh hưởng đến nhiệt độ bay đặc biệt phạm vi nhiệt độ thấp Do dàn độ cao độ xa khác nên việc phân phối lỏng cho dàn khó đồng 2.1.3 Sơ đồ hệ thống lạnh cấp, cấp lỏng trực tiếp cho dàn bay nhờ bơm tuần hoàn Sơ đồ dùng bơm tuần hồn có bình tách lỏng đặt thấp.Bơm đặt thấp bình tách lỏng 1,5 đến 3m để đảm bảo cột lỏng cho bơm Nhờ bơm tuần hoàn nên lỏng phân phối cho dàn Đề phòng cột lỏng nhỏ, sinh lọt vào bơm làm gián đoạn hoạt động bơm, người ta bố trí thiết bị tách trước bơm Bộ môn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 8: Sơ đồ hệ thống lạnh cấp, cấp lỏng trực tiếp cho dàn bay nhờ bơm tuần hoàn 1- Máy nén lạnh; 2- Bình ngưng; 3-Bình tách lỏng; 4- Thiết bị tách hơi,5- Tháp giải nhiệt; 6- Bơm nước giải nhiệt ; 7- Bơm tuần hồn, 8.Ống góp, 9.Dàn bay  Ưu điểm hệ thống bơm tuần hoàn: - Lỏng lưu động dàn với tốc độ lớn, tất bề mặt dàn thấm ướt làm tăng hiệu trao đổi nhiệt - Phân phối lỏng cho dàn đồng - Giảm tượng phun ẩm từ dàn tải lạnh tăng lê đột ngột  Nhược điểm: Hệ thống có thêm bơm phải tốn thêm lượng cho bơm Bộ môn : Điện Lạnh 10 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng ngưng thành lỏng lỏng phải chảy bình chứa bình chứa phải chảy trạm tiết lưu Khi thiết kế thiết bị hệ thống cần phải có biện pháp hữu hiệu giải vấn đề  Công nhân vận hành phải có trình độ tay nghề cao, sức khỏe tốt để giải vấn đề trục trặc hỏng hóc đảm bảo khối lượng sản phẩm không bị hư hỏng thiếu lạnh  Cần phải có đầy đủ phong phú thiết bị, phụ thùng thay cần thiết điều kiện xa đất liền  Dự trữ suất lạnh lớn gấp rưỡi cơng suất u cầu Ln ln phải có 1/3 số máy dự phòng để đưa vào vận hành điều kiện cần thiết Do lý kinh tế, để sử dụng cách đa dạng, hệ thống lạnh tàu thiết kế cho hai nhiệt độ: 0C cho bảo quản rau -250C để bảo quản thực phẩm đông Do diện tích lắp đặt hạn chế nên thường chọn máy nén có tốc độ cao, mơi chất lạnh R22 R134a, làm lạnh trực tiếp, làm mát thiết bị ngưng tụ nước biểnvà nhiệt độ nước biển dùng cho tính tốn 35 0C Đây nhiệt độ nước biển vào mùa hè vùng gần xích đạo Để đảm bảo bình ngưng tụ khơng bị ăn mòn vật liệu chế tạo ống chùm bình ngưng thường vật liệu chống ăn mòn mạ thép không rỉ 6.5.1.Hệ thống lạnh bảo quản thực phẩm: Trước đưa vào khoang tàu lạnh, thực phẩm làm lạnh kết đông Hệ thống lạnh tàu đảm bảo việc trì nhiệt độ khoang, loại trừ nguồn nhiệt khác thâm nhập vào khoang Hệ thống lạnh thực phẩm có hai chế độ nhiệt độ: -Nhiệt độ dương để bảo quản rau, quả, bơ trứng sữa… -Nhiệt độ âm để bảo quản thịt, cá, thực phẩm đông… Nhiệt độ buồng lạnh không chế tự động cách đóng ngắt dòng mơi chất lạnh phun vào dàn bay rơ le nhiệt độ van điện từ, trực tiếp đóng ngắt cách đóng ngắt máy nén Dung tích buồng lạnh, buồng đơng tàu tính tốn giống buồng lạnh, buồng đơng dất liền, nhiên khơng có phần gia lạnh kết đông bổ sung Nhiệt độ bên ngồi lấy 400C tiêu chuẩn cách nhiệt lấy tiêu chuẩn cách nhiệt tàu thủy lạnh Do có hai chế độ nhiệt độ nên cần có hai hệ thống lạnh riêng biệt, hai máy nén riêng biệt, không nên mắc chung với Nên chọn hai máy nén chủng loại để máy nén dự phòng thay cho hệ thống cần thiết 6.5.2.Hệ thống lạnh bảo quản hàng hóa: Hàng hóa vận chuyển hoa, quả, thịt, cá Các loại hoa chuối không làm lạnh trước, đưa lên tàu thủy, máy lạnh phải làm nhiệm vụ làm lạnh thời gian ngắn đến nhiệt độ bảo quản vận Bộ môn : Điện Lạnh 80 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng chuyển Thời gian vận chuyển từ 14 đến 21 ngày, thời gian chất lượng chuối phải đảm bảo Đó điều kiện nghiêm ngặt Khi vận chuyển thịt tươi lạnh, nhiệt độ vận chuyển -1-1.50C gần điểm đóng băng Hình 62: Hệ thống lạnh bảo quản hàng hóa tàu biển Bộ môn : Điện Lạnh 81 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Phạm vi nhiệt độ không dao động 3K, chuối  0.1K Hệ thống lạnh phải đáp ứng cácyêu cầu sau:  Phải đảm bảo điều kiện vận chuyển tối ưu, bốc xếp vận chuyển thời gian ngắn nhấtvà trì điều kiện bảo quản suốt thời gian vận chuyển  Đảm bảo độ tin cậy an tồn  Diện tích lắp đặt nhỏ  Vốn đầu tư chi phí vận hành nhỏ  Đảm bảo phạm vi nhiệt độ dao động cho phép với suất lạnh lớn với phân phối tuần hồn khơng khí tốt Hệ thống lạnh tàu có hai loại trực tiếp gián tiếp giống hệ thóng lạnh thông thường Trước hệ thống lạnh gián tiếp sử dụng nhiều khả điều chỉnh nhiệt độ dể dàng hơn, phạm vi dao đơng nhiệt độ điều chỉnh xác Thường người ta bố trí phòng lạnh từ hai đến ba vòng tuần hồn nước muối lạnh cơng thêm vòng tuần hồn nước muối nóng để làm ta giá Việc khơng chế nhiệt độ tự động hóa hồn tồn qua rơ le nhiệt độ điều khiển trực tiếp vòng tuần hoàn nước muối đồng thời với bơm nước muối, máy nén, van điện từ… Ngày hệ thống lạnh trực tiếp sử dụng rộng rãi có ưu điểm so với hệ thống lạnh gián tiếp là:  Hệ thống lạnh đơn giản, gọn nhẹ  Khối lượng toàn máy nhỏ  Làm việc kinh tế hơn, đầu tư nhỏ  Diện tích lắp đặt nhở  Với loại máy nén nhiều xilanh, điều chỉnh suất lạnh, khả diều chỉnh nhiệt độ phòng lạnh khơng thua hệ thống nước muối Nhược điểm hệ thống lạnh trung tâm làm lạnh trực tiếp là: đường ống dẫn môi chất lạnh dài, nhiều ống chẽ khó kiểm tra phát rò rỉ mơi chất, lượng mơi chất nạp nhiều nên an toàn vận hành tàu thủy Bộ môn : Điện Lạnh 82 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 63 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh tàu đánh bắt xa bờ Hình 64: Vị trí lắp đặt hệ thống lạnh tàu Bộ môn : Điện Lạnh 83 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng 6.5.3.Hệ thống lạnh cho điều hòa khơng khí tàu biển: Hệ thống lạnh điều hòa khơng khí hệ thống lạnh tiện nghi hệ thống điều hòa tiện nghi Các hệ thống khơng có u cầu đặc biệt khác hệ thống điều hòa đất liền Tuy nhiên thiết kế lắp đặt cần ý đặc điểm vận hành tàu biển độ nghiêng, độ lắc tàu độ ăn mòn nước biển Nguyên tắc sử dụng tất loại hệ thống lạnh khác máy làm lạnh nước máy điều hòa dàn bay trực tiếp mơi chất lạnh Bình ngưng phải làm mát nước biển nên phải chế tạo từ nguyên liệu phù hợp Hình 65: Cụm điều hòa khơng khí (AHU) tàu thủy Hình 66: Hệ thống lạnh bảo quản tàu thủy Bộ môn : Điện Lạnh 84 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1.Các phương tiện vận tải lạnh : kể tên, nhiệm vụ, phân loại ? 2.Vẽ sơ đồ biểu diễn phương pháp làm lạnh khác phương tiện vận tải lạnh ? 3.Nêu phương pháp làm lạnh tơ lạnh ? 4.Trình bày ưu nhược điểm ô tô lạnh dùng nước đá, nước đá muối ? 5.Trình bày ưu nhược điểm tơ lạnh sử dụng đá khơ ? Trình bày ưu nhược điểm tơ lạnh dùng bình tích lạnh ? 7.Trình bày ưu nhược điểm tơ lạnh sử dụng khí hóa lỏng ? Trình bày ưu nhược điểm ô tô lạnh sử dụng nhiên liệu hóa lỏng ? Trình bày ưu nhược điểm ô tô lạnh có máy lạnh nén ? 10.Vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý hệ thống lạnh thermoking ? 11.Trình bày khái quát container lạnh ? 12 Trình bày khái quát container lạnh ? 13.Hệ thống lạnh tàu thủy có yêu cầu đặc biệt ? Bộ môn : Điện Lạnh 85 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng CHƯƠNG7: CÁC ỨNG DỤNG KHÁC CỦA KỸ THUẬT LẠNH 7.1Hố lỏng khí Clo: Khí Clo ứng dụng nhiều ngành cơng nghiệp chất dẻo sản xuất chất dung môi Những phương pháp thường sử dụng để hố lỏng khí Clo: Khí thơ giữ áp suất 1bar làm lạnh tuỳ theo thành phần khí lạ xuống -450C thấp để hố lỏng khí Clo Để tạo nhiệt độ thấp cần phải sử dụng máy lạnh ghép tầng nhiều cấp Khí thơ nén lên áp suất khoảng bar q trình hố lỏng Clo tiến hành nhiệt độ -15 ÷ -200C Khí thơ nén lên áp suất cao tương ứng 10 đến 12 bar chí cao để hố lỏng khí Clo nước làm mát, khơng cần máy lạnh Q trình nén khí thơ: E A Bình làm lạnh sơ B Máy nén C Bình ngưng D Bình chứa Clo lỏng E Van tiết lưu Khí thơ vào Khí dư Clo lỏng 4,5 Môi chất lạnh chất tải lạnh lỏng vào Hình 67: Sơ đồ ngun lý thiết bị hóa lỏng Clo Chỉ sử dụng máy nén pitton tuabin khơng cầm dầu bơi trơn clo phản ứng với dầu bơi trơn Thực tế q trình nén khí thơ Clo khó khăn nhiệt độ cuối tầm nén cao khả gây nổ lớnvì khí thơ có lẫn khí H2 gây hư hỏng thiết bị nhanh Nếu nén đoạn nhiệt khí thơ từ 1bar lên 4bar máy nén cấp, nhiệt độ cuối tầm nén đạt tới 1400C Chính phải nén khí thơ nhiều cấp có làm mát trung gian nước nhiệt độ cuối tầm nén không vượt q giới hạn 800C Để đơn giản hố q trình nén nhiều cấp xuống cấp người ta thực nén khí thơ nhiệt độ bảo hồ Tức trước đưa vào nén, phải làm lạnh khí thơ xuống nhiệt độ bảo hồ bình làm lạnh sơ Bộ môn : Điện Lạnh 86 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Nguyên lý làm việc thiết bị hố lỏng Clo: Khí thơ vào bình làm mát sơ bộ, làm lạnh đến nhiệt độ -34 0C nhờ bay Clo lỏng sautiết lưu E vồ bình làm lạnh sơ A Khí thơ lạnh hút máy nén B nén lên áp suất 3.5bar sau đẩy vào bình ngưng C Nhiệt độ cuối trình nén cấp 50 0C Do tổn thất nhiệt vào bình làm lạnh sơ đường ống hút nên nhiệt độ trước cửa hút máy nén -30 0C, tăng 40C so với nhiệt độ -340C bình làm lạnh sơ Ở bình ngưng, Clo ngưng tụ lại bề mặt lạnh nhờ môi chất lạnh sơi chất tải lạnh Clo chảy xuống bình chứa D đóng chai theo đường Một phần Clo qua van tiết lưu E trở lại bình A để bay làm lạnh sơ khí thơ đưa vào Khí dư lấy theo đường Bình làm mát sơ A đồng thời làm nhiệm vụ rửa khí Do có lượng nhỏ lỏng Clo qua van tiết lưu E làm lạnh sơ khí thơ nên máy nén phải nén khối lượng lớn so với phần khí thơ Tuy nhiên kích thước máy nén khơng cần thiết lớn khí lạnh -30 0C tích riêng bé nên dù khối lượng lớn thể tích khơng đổi 7.2.Hóa lỏng khí thiên nhiên: Có nhiều phương pháp hóa lỏng khí thiên nhiên Được ứng dụng rộng rãi phương pháp máy lạnh ghép tầng cấp mơi chất lạnh êtylen propan Hình giới thiệu chu trình hóa lỏng khí thiên nhiên máy lạnh ghép tầng Chu trình cổ điển thơng dụng (hình a) có nhược điểm có nhiều thiết bị với nhiều loại máy nén, thiết bị trao đổi nhiệt, đường ống… làm cho công tác vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa gặp nhiều khó khăn Để khắn phục nhược điểm người ta ứng dụng chu trình sử dụng hỗn hợp môi chất lạnh ARC (autorefrigerated cascade) Hỗn hợp môi chất lạnh gồm: nitơ, mêtan, êtan, propan butan nén máy nén hóa lỏng theo thứ tự thành phần cách tiết lưu cho bay thành phần đó, khí thiên nhiên làm lạnh dần xuống 120K hóa lỏng phần qua van tiết lưu Hình 68 :Nhà máy hóa lỏng khí Badak LNG sử dụng phương pháp hóa lỏng ARC Bộ mơn : Điện Lạnh 87 Kỹ thuật lạnh ứng dụng a) Trường CĐKT Cao Thắng b) Hình 69:Chu trình hóa lỏng khí thiên nhiên máy lạnh ghép tầng a) Chu trình cổ điển với máy lạnh ghép tầng môi chất NH3 etylen b) Chu rình sử dụng hỗn hợp mơi chất lạnh ARC 1.Khí thiên nhiên vào, 2.Máy nén khí thiên nhiên, 3.Máy nén lạnh, 4.Máy nén lạnh hỗn hợp mơi chất, 5.Bình ngưng, 6.Bình trao đổi nhiệt, 7.Van tiết lưu Bộ mơn : Điện Lạnh 88 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng 7.3.Hóa lỏng khí CO2 nhà máy bia: Khí CO2 sinh q trình lên men hóa lỏng thu hồi hệ thống lạnh riêng Hình giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh hóa lỏng CO2 1-Ba lơng CO2; Tháp rửa; 3- Máy nén CO2; 4,5- Bình làm mát cấp cấp 2; 6,8- Tháp hấp thụ; 7,9- Tháp làm khô; 10- Bảo vệ ba lông; 11- Tách lỏng hệ CO2; 12- Hố CO2; 13- Bình chứa CO2 lỏng; 14- Bình ngưng CO2; 15- Tách lỏng HT lạnh; 16- Tách dầu; 17- Máy lạnh; 18- Bộ làm mát trung gian HT lạnh; 19- Bình ngưng; 20- Bình chứa; 21- Tháp GN Hình 70: Sơ đồ nguyên lý hệ thống ngưng tụ CO2 Nguyên lý hoạt động hệ thống thu hồi CO2 sau: Khí CO2 từ tank lên men dẫn đến balon (1), sau đưa qua tháp rửa (2), bọt bia bị theo rửa sạch, khí CO dẫn sang bình tách lỏng để tách giọt nước bị theo dòng Khí CO nén qua cấp, cấp làm mát nước bình 4, Khí CO đưa qua bình hấp thụ (6) để hấp thụ hết mùi chất cặn bẩn sau đến bình làm khơ (7) để làm khơ trước đưa đến làm lạnh bình ngưng tụ CO (14) bình ngưng tụ CO2 làm lạnh ngưng tụ lại thành lỏng chảy xuống bình chứa (13) Trong trình bảo quản, CO bình hố bốc lên phía làm lạnh ngưng chảy lại xuống bình Khi cần sử dụng, lỏng CO2 dẫn sang dàn hoá (12) để hoá trước đưa đến hộ tiêu thụ Bộ môn : Điện Lạnh 89 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hệ thống có trang bị 02 bình hấp thụ làm khơ, mục đích bình (6) (7) hoạt động bình (8) (9) tiến hành hoàn nguyên Để hoàn nguyên người ta sử dụng từ lò vào phần vỏ bên ngồi bình để sấy khơ bình nhằm thực hoàn nguyên 7.4 Ứng dụng y tế Các ứng dụng lạnh y tế phong phú Ngồi việc ứng dụng điều hòa khơng khí cho phòng mổ, phòng bệnh nhân mà có ứng dụng khác quan trọng phòng nhiệt áp Khơng khí phòng nhiệt áp điều hòa theo yêu cầu điều chỉnh áp suất lên đến bar hơn, mục đích giúp bệnh nhân hấp thụ oxy tốt theo phương pháp trị liệu oxy 7.4.1Bảo quản máu phận cấy ghép: Máu dùng để truyền cho người bênh bảo quản lạnh tủ lạnh ngân hàng máu nhiệt độ 40C thời gian hạn chế từ đến tuần Các phận xương dùng để cấy ghép bảo quản tủ lạnh nhiệt độ từ 240C từ đến hai tuần Ở -180C tổ chức xương giữ vòng tuần Hiện người ta giữ xương, não phận cấy ghép thay khác nhiệt độ -700C 7.4.2.Hạ thân nhiệt nhân tạo: Mục đích: Trong q trình tiến hành ca phẩu thuật tim cần thiết phải giảm trao đổi chất thể, làm tim đập chậm lại, qua giảm tiêu hao oxy, để làm việc phải hạ thân nhiệt bệnh nhân Để hạ thân nhiệt bệnh nhân gây mê tiến hành sau: bệnh nhân đặt vỏ hộp có gió lạnh lưu thơng Hộp làm chất dẻo suốt, bên bố trí dàn lạnh quạt gió Khơng khí làm lạnh xuống 40C cửa vào, nhiên điều chỉnh nhiệt độ đến xuống -2 0C Tồn máy lạnh bố trí phía hộp chất dẻo Bộ mơn : Điện Lạnh 90 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 71: Sơ đồ thiết bị hạ thân nhiệt 1.Lốc máy nén, Dàn ngưng, 3.Bình chứa, 4.Dàn bay hơi, 5.Nắp chất dẻo suốt tháo được, 6.Người bệnh, 7.Van tiết lưu nhiệt 7.5 Ứng dụng thể thao: 7.5.1 Hệ thống lạnh cho sân băng nghệ thuật: Trước sân băng chủ yếu kết đông nước muối Nước muối có nhiệt độ khoảng -100C nhiệt độ sôi môi chất lạnh khoảng -15-17 0C Do chiều dài ống lớn nên phân bố nhiệt độ tất vị trí sân Nhiệt độ vào nước muối chênh từ 34K thường xuyên kiểm tra rò rỉ nước muối, đề phòng khung sân băng bị rò rỉ Ngày người ta thường sử dụng hệ thống lạnh bay trực tiếp cho sân băng, khắc phục nhược điểm nêu trên, phát huy ưu điểm sau: -Nhiệt độ bay trực tiếp khoảng -100C cao đến 7K so với dùng nước muối nên tiêu tốn lượng cho máy nén giảm 2535% -Bơm tuần hồn mơi chất lạnh tiêu tốn lượng 1525% lượng tiêu tốn cho nước muối khối lượng tuần hoàn nhỏ -Các dường ống sân băng đỡ han rỉ nhiều -Nhiệt độ vị trí sân băng Bộ môn : Điện Lạnh 91 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 72: Hệ thống lạnh sân băng sử dụng nước muối 1.Bình bay làm lạnh nước muối, 2.Máy nén, 3.Bình tách dầu, 4.Bình làm mát dầu, 5.Bình ngưng tụ, 6.Trạm tiết lưu, 7.Bể chứa nước muối, 8.Bộ phận phân phối lỏng, 9.Sân băng, 10 Bộ gơm hơi, 11.Bơm nước muối Hình 73: Sơ đồ hệ thống lạnh trực tiếp sân băng nghệ thuật 1.Bình chứa NH3, 2.Máy nén, 3.Bình tách dầu, 4.Bình làm mát dầu, 5.Bình ngưng tụ, 6.Tiết lưu van phao cao áp, 7.Bơm NH3, 8.Bộ phận phân phối lỏng, 9.Sân băng, 10 Bộ gôm Bộ môn : Điện Lạnh 92 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 74: Hệ thống lạnh sân băng nghệ thuật CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1.Nêu phương pháp thường dùng để hóa lỏng khí Clo ? 2.Tại máy nén sử dụng cho trình nén khí thơ khơng có dầu bơi trơn ? 3.Tại người ta khơng sử dụng q trình nén đoạn nhiệt khí thơ ? Trình bày phương pháp thay ? 4.Trình bày nguyên lý làm việc thiết bị hóa lỏng khí Clo ? 5.Vì chu trình hóa lỏng khí thiên nhiên với máy lạnh ghép tầng khơng ứng dụng nhiều thực tế ? 6.Trình bày chu trình hóa lỏng khí thiên nhiên sử dụng hỗn hợp mơi chất lạnh ARC ? 7.Trình bày số ứng dụng lạnh y tế ? 8.Tại trình tiến hành ca phẩu thuật tim cần thiết phải hạ thân nhiệt người bệnh ? 9.Trình bày nguyên lý máy lạnh dùng để hạ thân nhiệt ? 10.Vẽ trình bày sỏ đồ nguyên lý hệ thống lạnh sân băng với chất tải lạnh nước muôi ? 11.Tại ngày người ta không kết đông sân băng nước muối mà sử dụng sơ đồ kết đơng trực tiếp ? 12.Vẽ trình bày nguyên lý hệ thống lạnh trực tiếp sân băng ? Bộ môn : Điện Lạnh 93 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS.TS Nguyễn Đức Lợi – PGS TS Phạm Văn Tùy Kỹ thuật lạnh sở Nhà xuất giáo dục, 2005 PGS.TS Nguyễn Đức Lợi – PGS TS Phạm Văn Tùy – KS Đinh Văn Thuận Kỹ thuật lạnh ứng dụng Nhà xuất giáo dục, 2005 PGS.TS Đinh Văn Thuận, TS Võ Chí Chính Hệ thống máy thiết bị lạnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 PGS.TS Nguyễn Đức Lợi Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 1999 Bộ môn : Điện Lạnh 94 ... Bộ mơn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng Hình 5: Tổ hợp lạnh hồn chỉnh CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 1.Tổ hợp lạnh gì? 2.Ưu điểm tổ hợp lạnh ? 3.Phân loại tổ hợp lạnh ? 4.Tổ máy... tổ hợp lạnh hoàn chỉnh ? 12.Ưu điểm tổ hợp lạnh hoàn chỉnh ? 13.Phân loại tổ hợp lạnh hồn chỉnh ? Bộ mơn : Điện Lạnh Kỹ thuật lạnh ứng dụng CHƯƠNG 3: Trường CĐKT Cao Thắng SƠ ĐỒ HỆ THỐNG LẠNH Sơ... 100% 100% 100% Bộ môn : Điện Lạnh 23 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Trường CĐKT Cao Thắng CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG LẠNH TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT THỰC PHẨM 4.1.Cơ sở lý thuyết làm lạnh thực phẩm: 4.1.1.Các nguyên