PHẦN 1: HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH 1 BÀI 1: KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ CHỌN NHIỆT ĐỘ BẢO QUẢN 1 1.1. Khái niệm kho lạnh bảo quản 1 1.2. Phân loại 1 1.2.1. Theo công dụng 1 1.2.2. Theo nhiệt độ 2 1.2.3. Theo dung tích chứa 4 1.2.4. Theo đặc điểm cách nhiệt 4 1.3. Chọn chế độ bảo quản 4 1.3.1. Chế độ và thời gian bảo quản đồ hộp 5 1.3.2. Chế độ và thời gian bảo quản rau quả tươi 5 1.3.3. Chế độ và thời gian bảo quản thực phẩm đông lạnh 6 BÀI 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH 8 2.1. Khái niệm 8 2.2. Cấu tạo hệ thống lạnh kho lạnh 8 2.2.1. Sơ đồ nguyên lý 8 2.2.2. Các thiết bị của hệ thống lạnh kho lạnh 9 2.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh kho lạnh 15 2.3.1. Sơ đồ mạch điện 15 2.3.2. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh kho lạnh 16 2.4. Khảo sát hệ thống lạnh kho lạnh 17 BÀI 3: KẾT CẤU KHO LẠNH 18 3.1. Khái niệm 18 3.2. Kết cấu kho lạnh 18 3.2.1. Móng và cột 18 3.2.2. Tường bao và tường ngăn 18 3.2.3. Nền 21 3.2.4. Trần 22 3.2.5. Cửa và màn chắn 23 3.2.6. Giá đỡ, chứa hàng bảo quản 24 3.2.7. Tính toán chiều dày cách nhiệt kết cấu bao che 25 3.3. Khảo sát kho lạnh 29 BÀI 4: TÍNH TOÁN DUNG TÍCH KHO LẠNH 30 4.1. Khái niệm 30 4.2. Thể tích kho lạnh 30 4.3. Diện tích chất tải 32 4.4. Diện tích cần xây dựng 32 BÀI 5: TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT KHO LẠNH 33 5.1. Khái niệm 33 5.2. Trình tự tính phụ tải nhiệt kho lạnh 33 5.2.1. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 33 5.2.2. Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra 35 5.2.3. Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh 37 5.2.4. Các dòng nhiệt do vận hành 38 5.2.5. Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp 41 BÀI 6: VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH 43 6.1. Qui trình vận hành 43 6.1.1. Qui trình vận hành tự động 43 6.1.2. Qui trình vận hành bằng tay 46 6.1.3. Một số thao tác trong quá trình vận hành 47 6.2. Vận hành hệ thống lạnh kho lạnh 49 BÀI 7: BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH 50 7.1. Mục đích, ý nghĩa 50 7.2. Phân loại bảo dưỡng 50 7.3. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh 51 7.3.1. Bảo dưỡng máy nén 51 7.3.2. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 53 7.3.3. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 55 7.3.4. Bảo dưỡng van tiết lưu 56 7.3.5. Bảo dưỡng tháp nhiệt 56 7.3.6. Bảo dưỡng bơm 56 7.3.7. Bảo dưỡng quạt 57 7.3.8. Bổ sung gas, dầu cho hệ thống lạnh 57 7.4. Bảo dưỡng các thiết bị hệ thống lạnh kho lạnh 57 BÀI 8: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH 58 8.1. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa hư hỏng 58 8.2. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh 61 ÔN TẬP PHẦN 1 63 PHẦN 2: HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY 64 BÀI 9: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY 64 9.1. Khái niệm 64 9.2. Cấu tạo hệ thống lạnh máy đá cây 64 9.2.1. Sơ đồ nguyên lý 64 9.2.2. Các thiết bị của hệ thống lạnh máy đá cây 67 9.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh máy đá cây 71 9.3.1. Sơ đồ mạch điện 71 9.3.2. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh máy đá cây 72 9.4. Khảo sát hệ thống lạnh máy đá cây 73 BÀI 10: KẾT CẤU BỂ ĐÁ CÂY 74 10.1. Khái niệm 74 10.2. Kết cấu bể đá 74 10.2.1. Kết cấu tường 75 10.2.2. Nền 78 10.2.3. Kết cấu nắp bể đá 78 BÀI 11: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ ĐÁ VÀ THỜI GIAN LÀM ĐÁ 79 11.1. Khái niệm 79 11.2. Xác định kích thước bể đá 79 11.2.1. Xác định số lượng và kích thước khuôn đá 79 11.2.2. Xác định số lượng và kích thước linh đá 80 11.2.3. Xác định kích thước bên trong bể đá 81 11.3. Tính thời gian làm đá 84 BÀI 12: TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ 85 12.1. Khái niệm 85 12.2. Tính nhiệt bể đá 85 12.2.1. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá 85 12.2.2. Nhiệt để đông đá và làm lạnh khuôn đá 88 12.2.3. Nhiệt do bộ cánh khuấy gây ra 89 BÀI 13 : PHA NƯỚC MUỐI CHO BỂ ĐÁ 91 13.1. Khái niệm 91 13.2. Nước muối bể đá 91 13.2.1. Muối NaCl 91 13.2.2. Muối CaCl2 92 13.2.3. Tính khối lượng muối NaCl hoặc CaCl2 cho bể đá 92 13.3. Pha nước muối cho bể đá 95 BÀI 14: VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY 96 14.1. Qui trình vận hành 96 14.1.1. Qui trình vận hành tự động: 96 14.1.2. Qui trình vận hành bằng tay 98 14.2. Vận hành hệ thống máy đá cây 98 BÀI 15: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY 99 15.1. Mục đích, ý nghĩa 99 15.2. Phân loại bảo dưỡng 99 15.3. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh máy đá cây 99 15.3.1. Bảo dưỡng máy nén 99 15.3.2. Bảo dưỡng dàn ngưng kiểu tưới 100 15.3.3. Bảo dưỡng dàn lạnh xương cá 100 15.3.4. Bảo dưỡng van tiết lưu 100 15.3.5. Bảo dưỡng quạt – động cơ điện 101 15.3.6. Bảo dưỡng hệ thống thiết bị đo lường, tự động điều chỉnh và bảo vệ 101 15.4. Bổ sung gas, dầu cho hệ thống lạnh máy máy đá 101 15.5. Bảo dưỡng hệ thống lạnh máy đá cây 102 BÀI 16: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY 103 16.1. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa hư hỏng 103 16.2. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh 106 16.3. Sửa chữa các thiết bị trong hệ thống lạnh máy đá cây 107 ÔN TẬP PHẦN 2 108 PHẦN 3: HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY 109 BÀI 17: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY 109 17.1. Khái niệm 109 17.2. Cấu tạo hệ thống lạnh máy đá vảy 109 17.2.1. Sơ đồ nguyên lý 109 17.2.2. Các thiết bị của hệ thống lạnh máy đá vảy 110 17.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh máy đá vảy 113 17.3.1. Sơ đồ mạch điện 113 17.3.2. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh máy đá vảy 114 17.4. Khảo sát hệ thống lạnh máy đá vảy 115 BÀI 18: KHẢO SÁT CỐI ĐÁ VẢY 116 18.1. Khái niệm 116 18.2. Cối đá vảy 116 18.2.1. Cấu tạo 116 18.2.2. Nguyên lý hoạt động 117 18.2.3. Ưu, nhược điểm 118 18.3. Xác định kích thước và cách nhiệt cối đá vảy 119 18.3.1. Xác định kích thước 119 18.3.2. Cách nhiệt cối đá vảy 119 18.4. Khảo sát cối đá vảy 120 BÀI 19: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG CỐI ĐÁ VẢY 121 19.1. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 121 19.1.1. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá vảy 121 19.1.2. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che bể nước tuần hoàn 122 19.1.3. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che bình giữ mức – tách lỏng 123 19.2. Tổn thất nhiệt để làm lạnh đá 124 19.3. Tổn thất nhiệt do mô tơ cắt đá tạo ra 125 19.4. Tổn thất nhiệt do bơm nước tuần hoàn 125 19.5. Chọn cối đá vảy 125 BÀI 20: VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY 128 20.1. Qui trình vận hành 128 20.1.1. Qui trình vận hành tự động: 128 20.1.2. Qui trình vận hành bằng tay 130 20.2. Vận hành hệ thống máy đá vảy 130 BÀI 21: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG MÁY ĐÁ VẢY 131 21.1. Mục đích, ý nghĩa 131 21.2. Phân loại bảo dưỡng 131 21.3. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh 131 21.3.1. Bảo dưỡng máy nén 131 21.3.2. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 132 21.3.3. Bảo dưỡng van tiết lưu 132 21.3.4. Bảo dưỡng tháp nhiệt 132 21.3.5. Bảo dưỡng bơm 133 21.3.6. Bảo dưỡng cối đá vảy 133 21.4. Bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh 133 BÀI 22: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY 134 22.1. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa 134 22.2. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh 135 22.3. Sửa chữa các thiết bị trong hệ thống lạnh máy đá vảy 136 ÔN TẬP PHẦN 3 137 PHẦN 4: HỆ THỐNG LẠNH TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC 138 BÀI 23: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 138 23.1. Khái niệm tủ cấp đông tiếp xúc 138 23.2. Cấu tạo hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc 138 23.2.1. Sơ đồ nguyên lý 141 23.2.2. Các thiết bị của hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc 144 23.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc 146 23.3.1. Sơ đồ mạch điện 147 23.3.2. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc 147 23.4. Khảo sát hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc 148 BÀI 24: TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 149 24.1. Khái niệm 149 24.2. Trình tự tính phụ tải nhiệt tủ cấp đông tiếp xúc 149 24.2.1. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 149 24.2.2. Dòng nhiệt do làm lạnh sản phẩm, khay, nước châm tỏa ra Q2 150 24.2.3. Dòng nhiệt do làm lạnh các thiết bị trong tủ 151 BÀI 25: VẬN HÀNH HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 153 25.1. Qui trình vận hành 153 25.1.1. Qui trình vận hành hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc 153 25.1.2. Vận hành tủ cấp đông tiếp xúc 155 25.2. Vận hành hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc 156 BÀI 26: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 157 26.1. Mục đích, ý nghĩa 157 26.2. Phân loại bảo dưỡng 157 26.3. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc 157 26.3.1. Bảo dưỡng máy nén 157 26.3.2. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 158 26.3.3. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 158 26.3.4. Bảo dưỡng van tiết lưu 158 26.3.5. Bảo dưỡng tháp nhiệt 158 26.3.6. Bảo dưỡng bơm 159 26.3.7. Bảo dưỡng quạt 159 26.3.8. Bảo dưỡng tủ cấp đông tiếp xúc 159 26.3.9. Bổ sung gas, dầu cho hệ thống lạnh 160 26.4. Bảo dưỡng hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc 160 BÀI 27: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 162 27.1. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa 162 27.2. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh 164 27.3. Sửa chữa hư hỏng của các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc 165 ÔN TẬP PHẦN 4 166 PHẦN 5: HỆ THỐNG LẠNH TỦ ĐÔNG GIÓ 167 BÀI 28: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ 167 28.1. Khái niệm 167 28.2. Cấu tạo hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 167 28.2.1. Sơ đồ nguyên lý 167 28.2.2. Các thiết bị của hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 169 28.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh tủ đông gió 169 28.3.1. Sơ đồ mạch điện 169 28.3.2. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh tủ đông gió 169 28.4. Khảo sát hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 171 BÀI 29: KHẢO SÁT TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ 172 29.1. Khái niệm 172 29.2. Tủ đông gió 172 29.2.1. Cấu tạo 172 29.2.2. Nguyên lý làm việc 173 29.3. Khảo sát tủ cấp đông gió 173 BÀI 30: TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ 174 30.1. Khái niệm 174 30.2. Trình tự tính phụ tải nhiệt tủ cấp đông gió 174 30.2.1. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 174 30.2.2. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra 175 30.2.3. Dòng nhiệt do làm lạnh khay cấp đông 175 30.2.4. Dòng nhiệt do làm lạnh các thiết bị trong tủ 176 30.2.5. Dòng nhiệt do xả băng 176 30.2.6. Dòng nhiệt do động cơ quạt 177 BÀI 31: VẬN HÀNH HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ 178 31.1. Qui trình vận hành 178 31.1.1. Qui trình vận hành hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 178 31.1.2. Qui trình vận hành tủ cấp đông gió 180 31.2. Vận hành hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 181 BÀI 32: BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ 182 32.1. Mục đích, ý nghĩa 182 32.2. Phân loại bảo dưỡng 182 32.3. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 182 32.3.1. Bảo dưỡng máy nén 182 32.3.2. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 183 32.3.3. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 183 32.3.4. Bảo dưỡng van tiết lưu 183 32.3.5. Bảo dưỡng tháp nhiệt 183 32.3.6. Bảo dưỡng bơm 184 32.3.7. Bảo dưỡng quạt 184 32.3.8. Bảo dưỡng tủ cấp đông gió 184 32.4. Bảo dưỡng hệ thống lạnh tủ cấp đông gió 185 BÀI 33: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH TỦ ĐÔNG GIÓ 186 33.1. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa 186 33.2. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh 188 33.3. Sửa chữa hệ thống lạnh tủ đông gió 189 ÔN TẬP PHẦN 5 190 PHẦN 6: HỆ THỐNG BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF 191 BÀI 34: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF 191 34.1. Khái niệm 191 34.2. Cấu tạo hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF 191 34.2.1. Sơ đồ nguyên lý 191 34.2.2. Các thiết bị của hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF 192 34.3. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh cấp đông IQF 193 34.3.1. Sơ đồ mạch điện 194 34.3.2. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh cấp đông IQF 194 34.4. Khảo sát hệ thống lạnh cấp đông IQF 195 BÀI 35: KHẢO SÁT BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF VÀ BUỒNG TÁI ĐÔNG 196 35.1. Khái niệm 196 35.2. Phân loại 196 35.3. Buồng cấp đông IQF xoắn 196 35.3.1. Cấu tạo 196 35.4. Buồng cấp đông IQF thẳng 198 35.5. Buồng cấp đông IQF siêu tốc 199 35.6. Buồng tái đông 203 35.7. Khảo sát buồng cấp đông IQF và tái đông 204 BÀI 36: TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG IQF 205 36.1. Khái niệm 205 36.2. Trình tự tính phụ tải nhiệt buồng cấp đông IQF 205 36.2.1. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che 205 36.2.2. Dòng nhiệt do làm lạnh sản phẩm 206 36.2.3. Dòng nhiệt do động cơ điện 207 36.2.4. Dòng nhiệt do lọt không khí từ ngoài vào 207 BÀI 37: VẬN HÀNH HỆ THỐNG BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF 209 37.1. Qui trình vận hành 209 37.1.1. Qui trình vận hành hệ thống lạnh 1 cấp 209 37.1.2. Qui trình vận hành hệ thống lạnh hai cấp 211 37.2. Vận hành hệ thống lạnh cấp đông IQF 212 BÀI 38: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF 213 38.1. Mục đích, ý nghĩa 213 38.2. Phân loại bảo dưỡng 213 38.3. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF 213 38.3.1. Nạp gas cho hệ thống lạnh 213 38.3.2. Rút gas khỏi hệ thống lạnh 216 38.3.3. Nạp dầu bổ sung 217 38.3.4. Xả dầu 218 38.4. Bảo dưỡng hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF 219 BÀI 39: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH BUỒNG CẤP ĐÔNG 221 39.1. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa 221 39.2. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh 223 39.3. Sửa chữa hư hỏng của các thiết bị trong hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF 224 ÔN TẬP PHẦN 6 225 TÀI LIỆU THAM KHẢO 226
UBND TỈNH PHÚ YÊN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ YÊN GIÁO TRÌNH Tên mơn học: BƠM NHIỆT Mã số mơn học: MH 27 NGHỀ: VẬN HÀNH SỬA CHỮA THIẾT BỊ LẠNH Trình độ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-…… ngày ………tháng năm…… ……… ………………………………… Phú Yên, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm MỤC LỤC CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ BƠM NHIỆT 1.1 Lịch sử phát triển bơm nhiệt 1.2 Các ứng dụng bơm nhiệt 1.3 Nguyên lý làm việc 1.3.1 Định nghĩa bơm nhiệt 1.3.2 Nguyên lý làm việc .8 1.3.3 Phân loại bơm nhiệt 11 1.3.4 Chu trình bơm nhiệt nén .12 1.3.5 Bơm nhiệt kiểu hấp thụ .17 1.3.6 Bơm nhiệt nhiệt điện 19 ÔN TẬP 21 CHƯƠNG 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ NĂNG LƯỢNG 22 2.1 Hệ số nhiệt bơm nhiệt .22 2.1.1 Hệ số nhiệt thực tế bơm nhiệt 22 2.1.2 Hệ số nhiệt lý thuyết theo chu trình Carnot 26 2.2 So sánh phương án cấp nhiệt 26 2.2.1 Dùng than để sản xuất điện, sau dùng điện sinh nhiệt 27 2.2.2 Dùng than để sinh nhiệt .27 2.2.3 Dùng than để sản xuất điện, sau dùng điện để chạy bơm nhiệt 27 2.2.4 Dùng than để sinh nhiệt sau dùng nhiệt để chạy bơm nhiệt 28 2.2.5 Dùng than đốt trực tiếp cho bình sinh máy lạnh hấp thụ 29 2.3 Đánh giá hiệu bơm nhiệt 29 ÔN TẬP 33 CHƯƠNG 3: BƠM NHIỆT VÀ CÁC THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA BƠM NHIỆT 34 3.1 Môi chất cặp môi chất 34 3.1.1 Yêu cầu môi chất cặp môi chất bơm nhiệt 34 3.1.2 Các cặp môi chất cho bơm nhiệt hấp thụ 37 3.2 Máy nén lạnh 37 3.2.1 Các loại máy nén dùng bơm nhiệt 37 3.2.2 Yêu cầu máy nén dùng bơm nhiệt 41 3.2.3 Tính chọn máy nén 42 3.3 Các thiết bị trao đổi nhiệt 44 3.3.1 Các loại thiết bị trao đổi nhiệt dùng bơm nhiệt 44 3.3.2 Tính nhiệt cho thiết bị trao đổi nhiệt .50 3.4 Thiết bị ngoại vi bơm nhiệt 53 3.4.1 Thiết bị truyền động .53 3.4.2 Thiết bị tích trữ 53 3.4.3 Thiết bị điều khiển bảo vệ 57 ÔN TẬP 68 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA BƠM NHIỆT TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN 69 4.1 Ứng dụng bơm nhiệt công nghiệp sấy, hút ẩm 69 4.1.1 Bơm nhiệt hút ẩm 69 4.1.2 Bơm nhiệt sấy nông sản 72 4.1.3 Bơm nhiệt sấy gỗ .73 4.2 Ứng dụng bơm nhiệt ngành khác 75 4.2.1 Chưng cất, bay hơi, đặc 75 4.2.2 Điều hịa khơng khí 76 4.2.3 Cơng nghiệp thực phẩm .77 ÔN TẬP 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 CHƯƠNG TRÌNH MƠN HỌC Tên môn học: BƠM NHIỆT Mã số môn học: MH 27 Thời gian môn học: 45giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành, thí nghiệm thảo luận, tập13 giờ, kiểm tra giờ) I Vị trí tính chất mơn học: - Vị trí: Mơn học Bơm nhiệt mơn học tự chọn bố trí học sau mơn học chung môn học, mô đun chuyên môn nghề - Tính chất: Là mơn học chun mơn nghề, thuộc môn học đào tạo nghề tự chọn II Mục tiêu mơn học: - Kiến thức: + Trình bày ngun lý cấu tạo hoạt động bơm nhiệt; + Biết ứng dụng bơm nhiệt thực tế - Kỹ năng: + Tính hệ số nhiệt bơm nhiệt; + Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc tỉ mỉ, cẩn thận, xác + Xây dựng sơ đồ nguyên lý ứng dụng bơm nhiệt - Năng lực tự chủ trách nhiệm: + Hình thành lực làm việc nhóm + Tăng cường lực tự học, tự nghiên cứu CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ BƠM NHIỆT MỤC TIÊU - Trình bày hình thành phát triển bơm nhiệt; - Trình bày nguyên lý hoạt động bơm nhiệt; - Chỉ ứng dụng bơm nhiệt dây chuyền sản xuất NỘI DUNG 1.1 Lịch sử phát triển bơm nhiệt Bơm nhiệt thiết bị dung để bơm dòng nhiệt từ nhiệt độ thấp lên nhiệt độ cao để sử dụng Để trì hoạt động bơm nhiệt cần phải tiêu tốn lượng để chạy máy nén.Như bơm nhiệt có nguyên lý hoạt động máy nén lạnh Sự khác mục đích sử dụng, máy lạnh người ta sử dụng hiệu ứng lạnh máy tạo dàn bay hơi, bơm nhiệt người ta sử dụng hiệu ứng nhiệt sinh dàn ngưng tụ đồng thời sử dụng lạnh nhiệt Năm 1852, Thomson (Lord Kelvin) sáng chế bơm nhiệt giới Song song với Kỹ thuật lạnh, bơm nhiệt có bước phát triển riêng Bơm nhiệt đặc biệt ý sau khủng hoảng lượng thập niên 70 kỷ 20 năm đầu kỷ 21 Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật giá dầu giới tăng lên nhanh chóng, bơm nhiệt phát triển cách nhanh chóng chủng loại, cơng suất, số lượng, chất lượng Năm 1928, người Mỹ tên T.G Haldane quay lại nghiên cứu bơm nhiệt chế tạo bơm nhiệt để sưởi ấm cho văn phịng ơng Haldane người cổ vũ nhiệt tình cho bơm nhiệt đáng tiếc ông không xây dựng thêm hệ thống bơm nhiệt khác, lý chủ yếu giá đầu tư cao hiệu thấp Những bơm nhiệt hoạt động có hiệu bơm nhiệt nén Chúng đáp ứng yêu cầu kỹ thuật hoạt động qua nhiều năm với hiệu nhiệt cao Một bơm nhiệt công nghiệp tiêu biểu bơm nhiệt sưởi ấm cho văn phịng cơng ty Southern California Edison Co Los Angeles Bơm nhiệt xây dựng vào năm 1930, suất nhiệt 1050kW hệ số bơm nhiệt đạt 2,5 Năm 1938 bơm nhiệt suất 175kW với hệ số bơm nhiệt 2,0 lắp đặt tịa thị Zurich năm 1942 bơm nhiệt khác lắp đặt trường đại học kỹ thuật ETH Zurich với suất 7000kW hệ số bơm nhiệt đạt 3,0 Từ xảy khủng hoảng lượng vào đầu thập kỷ 70, bơm nhiệt lại có bước tiến nhảy vọt Hàng loạt bơm nhiệt đủ loại kích cỡ cho ứng dụng khác nghiên cứu chế tạo hoàn thiện bán rộng rãi thị trường Ngày nay, loại bơm nhiệt sản xuất nhiều có lẽ máy điều hịa khơng khí chiều Trong số khoảng 50 triệu xuất xưởng năm 2008 75% loại bơm nhiệt (máy điều hịa chiều) Ngồi ra, có hàng triệu bơm nhiệt đun nóng nước nguồn gió gia dụng tung thị trường Bơm nhiệt công nghiệp thương nghiệp công suất lớn phát triển mạnh mẽ (Mỹ, Trung Quốc, Nam Âu) Ví dụ Mỹ, người ta sử dụng bơm nhiệt suất 1920kW lắp đặt cho nhà thi đấu thể thao Square Walley Đây bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh, đáp ứng đồng thời nhu cầu lạnh cho sân trượt băng nhu cầu nhiệt để sưởi ấm cho phòng thi đấu, làm tan băng mái nhà thi đấu tránh sập mái tuyết dày Hệ số bơm nhiệt (COP) lên tới – 8, nghĩa tiêu tốn 1kW điện người ta có – 8kW lạnh nhiệt để sử dụng Hiệu tiết kiệm bơm nhiệt rõ ràng nên nghiên cứu bơm nhiệt ngày thúc đẩy cách mạnh mẽ Các cột mốc quan trọng việc hình thành phát triển bơm nhiệt: - 1748: William Cullen chứng minh khả làm lạnh nhân tạo - 1834: Jacob Perkins chế tạo tủ lạnh thực tế ete dietyl - 1852: Lord Kelvin mô tả lý thuyết máy bơm nhiệt - 1855–1857: Peter von Rittinger phát triển chế tạo máy bơm nhiệt - 1945: John Summer xây dựng máy bơm nhiệt toàn nguồn nước Norwich - 1983: Lämpöässä chế tạo máy bơm nhiệt họ Lapua, Phần Lan 1.2 Các ứng dụng bơm nhiệt Bơm nhiệt ứng dụng tất sở có nhu cầu lượng nhiệt độ thấp khoảng 40 80oC cao đến 115 120oC Nếu nhu cầu nóng lạnh tương đối ăn khớp hiệu kinh tế bơm nhiệt lớn Khi sử dụng bơm nhiệt cần ý đến hiệu kinh tế biểu qua hệ số bơm nhiệt Hệ số nhiệt bơm nhiệt phụ thuộc nhiều vào hiệu nhiệt độ dàn ngưng dàn bay Một điều kiện bơm nhiệt đạt hiệu cao nhu cầu nóng lạnh phải liên tục ổn định để thời gian hồn vốn thấp Nói chung bơm nhiệt ứng dụng ngành kinh tế sử dụng nguồn nhiệt có nhiệt độ thấp như: - Công nghiệp sấy hút ẩm; - Các trình thu hồi nhiệt thải; - Gia nhiệt nước khơng khí; - Cơng nghiệp chưng cất, tách chất; - Công nghiệp thực phẩm chủ yếu để tẩy rửa, tiệt trùng; - Công nghiệp vải sợi, gỗ, bột giấy; - Tẩy rửa, mạ kim loại sơn sấy kỹ thuật điện chế tạo máy; - Cơng nghiệp hóa học bay hơi, cô đặc, - Điều tiết khơng khí tiện nghi cơng nghiệp, nơng nghiệp, cơng trình cơng cộng y tế, văn hóa, thể thao Trong đó, ứng dụng bơm nhiệt lĩnh vực điều hịa khơng phục vụ sưởi ấm sử dụng phổ biến Hiện nước ta máy điều hịa khơng khí hai chiều ứng dụng điều hịa làm mát vào mùa hè, sưởi ấm vào mùa đông sử dụng rộng rải tỉnh miền Bắc Đây là loại bơm nhiệt công suất nhỏ 200kW phục vụ cho gia đình cơng trình cơng cộng Dàn ngưng gió làm ấm trực tiếp khơng khí phịng, dàn bay thu nhiệt trực tiếp từ khơng khí ngồi trời Hầu hết bơm nhiệt loại bơm nhiệt nén hơi, dùng máy nén chạy điện, máy nén phổ biến dạng rô to xoắn ốc, có van đổi dịng ngã để chuyển đổi chế độ làm mát sưởi theo mục đích sử dụng Khống chế trạng thái phần tử trạng thái: đóng mở Ví dụ: Để điều chỉnh nhiệt độ khơng khí phịng, máy điều hịa cửa sổ thực sau: - Nhiệt độ đặt phòng 22oC - Khi nhiệt độ phòng xuống 21oC máy dừng chạy - Khi nhiệt độ lên 23oC máy bắt đầu chạy lại Như máy làm việc khoảng nhiệt độ từ 21 – 23oC Độ chênh nhiệt độ vị trí ON OFF gọi vi sai điều khiển - Đặc điểm phương pháp điều khiển kiểu ON-OFF: + Đơn giản, giá thành thấp nên thường sử dụng cho hệ thống nhỏ + Công suất kỳ dao động lớn Nên khơng thích hợp cho hệ thống lớn điều khiển xác b Phương pháp điều khiển bước Thường sử dụng cho hệ thống lớn có nhiều máy Phương pháp có ưu điểm hạn chế sai lệch lớn công suất kỳ Phương pháp điều khiển bước thay đổi công suất theo bước, tránh công suất thay đổi đột ngột Hệ điều hịa có điều khiển bước phải có nhiều tổ máy Trong hệ thống điều khiển vào tín hiệu biến điều khiển tác động lên rơle hay công tắc làm thay đổi công suất thiết bị theo bước hay giai đoạn Ta nghiên cứu ví dụ: thiết bị điều khiển công suất hệ thống bơm nhiệt gồm cụm máy chiller Biến điều khiển nhiệt độ nước nóng máy t nr Giá trị định trước tnr = 60oC - Khi nhiệt độ giảm: nước t nr < 60oC ban đầu tổ máy I làm việc Sau thời gian Δt1 (được cài đặt trước) mà nhiệt độ nước chưa đạt tổ máy II bắt đầu làm việc Sau thời gian Δt2 (được cài đặt trước) mà nhiệt độ nước chưa đạt tổ máy III bắt đầu làm việc - Khi nhiệt độ tăng: nước t nr > 60oC tổ máy I ngưng hoạt động Sau thời gian Δt1 (được cài đặt trước) mà nhiệt độ nước t nr > 60oC tổ 66 máy II bắt đầu ngưng làm việc Lúc này, tổ máy III làm việc để trì nhiệt độ cài đặt Như vậy, trình làm việc tổ máy khơng tránh khỏi tình trạng máy làm việc nhiều máy làm việc Để tránh tình trạng mạch điện người ta có thiết kế cơng tắc chuyển mạch để đổi vai trò máy cho nhau, tránh cho máy nén làm việc nhiều máy khác không hoạt động 67 ƠN TẬP 1/ Phân tích u cầu môi chất cặp môi chất sử dụng bơm nhiệt? 2/ Trình bày đặc điểm cặp mơi chất sử dụng cho bơm nhiệt hấp thụ? 3/ Phân loại dạng máy nén sử dụng bơm nhiệt? 4/ Trình bày đặc điểm cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy nén biến tần bơm nhiệt? 5/ Trình bày đặc điểm cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy nén xoắn ốc kỹ thuật số bơm nhiệt? 6/ Trình bày đặc điểm cấu tạo nguyên tắc hoạt động máy nén hai cấp bơm nhiệt? 7/ Trình bày yêu cầu máy nén sử dụng bơm nhiệt? 8/ Trình bày bước tính chọn máy nén với chế độ làm việc cho trước? 9/ Trình bày đặc điểm cấu tạo nguyên tắc hoạt động loại thiết bị ngưng tụ sử dụng bơm nhiệt? 10/ Trình bày đặc điểm cấu tạo nguyên tắc hoạt động loại thiết bị bay sử dụng bơm nhiệt? 68 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CỦA BƠM NHIỆT TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN MỤC TIÊU - Nêu lên ứng dụng bơm nhiệt; - Vận hành bơm nhiệt hút ẩm; - Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc tỉ mỉ, cẩn thận, xác NỘI DUNG 4.1 Ứng dụng bơm nhiệt công nghiệp sấy, hút ẩm 4.1.1 Bơm nhiệt hút ẩm Bơm nhiệt hút ẩm đơn giản mô tả hình 4.1 Bơm nhiệt hút ẩm thực chất máy lạnh bố trí đặc biệt để làm nhiệm vụ khử ẩm khơng khí Bơm nhiệt hút ẩm gồm máy nén, van tiết lưu, dàn ngưng dàn bay Đáy nắp với thành bên bọc kín để khơng khí theo hướng từ phía dàn bay phía dàn ngưng Khơng khí hút qua bơm nhiệt nhờ quạt hướng trục Khơng khí phịng qua dàn bay với trạng thái ban đầu điểm A có độ ẩm tương đối 1 nhiệt độ t1 Khi vào dàn bay hơi, nhiệt độ giảm xuống, độ ẩm tương đối tăng lên đến trạng thái bão hòa Một phần ẩm ngưng tụ lại chảy xuống khay nước bên Khơng khí sau khỏi dàn bay trạng thái B với = 100% Sau khơng khí khử ẩm qua dàn ngưng tụ, nhận nhiệt nhiệt độ tăng lên t2, độ ẩm tương đối giảm xuống 2 < 1 Hình 4.1 Cấu tạo bơm nhiệt hút ẩm đơn giản 69 Hình 4.2 Trạng thái khơng khí bơm nhiệt hút ẩm đơn giản A- Khơng khí trước dàn bay hơi; B- Khơng khí sau dàn bay hơi; C- Khơng khí sau dàn ngưng Hình 4.2 biểu diễn trạng thái khơng khí đồ thị h-d Nhiệt độ khơng khí khỏi dàn ngưng lớn phải nhận thêm nhiệt công máy nén sinh nước ngưng tụ lại dàn bay Nếu yêu cầu nhiệt độ thấp ta có phương án sử dụng phần nhiệt lượng dàn ngưng vào mục đích khác Một máy hút ẩm đặt nơi cần thiết giảm độ ẩm khơng khí xuống phịng ở, phịng làm việc, buồng phơi áo quần, thư viện, kho bảo quản đồ dùng quang học, kho bảo quản sản phẩm dễ nấm, mốc hàng mây tre, sơn mài, cói đay, mặt hàng cơng nghệ phẩm, nông lâm hải sản xuất khẩu, Đối với nước ta, nước nóng ẩm, nấm mốc vi sinh vật phát triển nhanh làm hư hỏng làm giảm chất lượng hầu hết tất mặt hàng công, nông, lâm, ngư nghiệp đặc biệt mặt hàng xuất gây tổn thất kinh tế không nhỏ Nếu ứng dụng bơm nhiệt vào công nghiệp sấy hút ẩm chắn mang lại ý nghĩa to lớn Năng suất máy hút ẩm thường tính khối lượng ẩm tách với đơn vị kg/h Để đánh giá hiệu máy hút ẩm người ta sử dụng lượng ẩm riêng Lượng ẩm riêng khối lượng ẩm tách tiêu tốn đơn vị lượng kWh Lượng ẩm riêng phụ thuộc vào nhiệt độ sấy độ ẩm tương đối khơng khí vào buồng sấy vào thiết bị máy hút ẩm (xem hình 3.4) Theo biểu đồ, nhiệt độ sấy cao hiệu sấy lớn 70 Ở đồ thị trên, người ta chưa đề cập đến hiệu nhiệt độ dàn ngưng dàn bay bơm nhiệt hút ẩm để tách nhiều ẩm khỏi không khí, người ta cố gắng sử dụng, nhiều tốt, công suất lạnh dàn bay để ngưng tụ ẩm khơng khí Hình 4.3 Đồ thị phụ thuộc lượng ẩm vào độ ẩm tương đối nhiệt độ sấy Một phần công suất lạnh thiết phải tiêu tốn để hạ nhiệt độ không khí xuống nhiệt độ đọng sương Cơng suất để ngưng tụ ẩm lớn hay bé tùy thuộc vào nhiệt độ bay ngưng tụ môi chất Hiệu nhiệt độ nhỏ công suất lạnh lớn Chính lý người ta tìm biện pháp để giảm hiệu nhiệt độ đến mức tối thiểu Hình 4.4 giới thiệu máy hút ẩm có hịa trộn khơng khí ẩm cho dàn ngưng để giảm hiệu nhiệt độ ngưng tụ bay Hình 4.4 Cấu tạo bơm nhiệt hút ẩm có hịa trộn khơng khí 71 4.1.2 Bơm nhiệt sấy nông sản Bơm nhiệt dùng để sấy nông sản sử dụng rộng rãi ưu điểm mang lại sản phẩm nông sản sấy như: - Chất lượng nông sản tốt nhờ sấy nhiệt độ thấp - Do tác nhân sấy tuần hoàn 100% nên giữ mùi (hương) sản phẩm nông sản - Tác nhân sấy đảm bảo yêu cầu sấy sản phẩm giá trị cao Máy sấy bơm nhiệt thường ứng dụng để sấy số sản phẩm rau có hàm lượng ẩm lớn để tách ẩm nhanh, giữ màu sắc, mùi vị số yêu cầu khác Cấu tạo chung máy sấy bơm nhiệt gồm phận bơm nhiệt để tách ẩm từ không khí sấy khơng gian sấy để khơng khí sấy tiếp xúc với vật liệu sấy Khơng gian sấy kiểu sấy động sấy tĩnh Nguyên lý sấy bơm nhiệt khơng khí sấy tuần hoàn (hồi lưu) 100% tách ẩm nhờ hệ thống bơm nhiệt hình 4.5 Hình 4.5 Sơ đồ nguyên lý sấy nông sản bơm nhiệt 72 - Giai đoạn 1: Khơng khí sấy qua buồng sấy mang ẩm từ vật liệu sấy nên tỷ lệ ẩm tăng lên nhiệt độ giảm xuống Khi sấy với nhiệt độ thấp ngang với nhiệt độ vật liệu nhiệt độ bầu khơ khơng đổi - Giai đoạn : Khơng khí sấy qua bay (dàn lạnh) giảm nhiệt độ trạng thái bảo hịa, sau giảm tiếp nhiệt độ điểm sương nước khơng khí ngưng tụ, tách ngồi - Giai đoạn 3: Khơng khí sấy trạng thái điểm sương tiếp tục qua ngưng tụ (dàn nóng) tăng nhiệt độ lên lại - Giai đoạn 4: Khơng khí sấy tiếp tục qua phận cấp nhiệt phụ để đạt đến nhiệt độ sấy yêu cầu tiếp tục trở lại theo chu trình kín Khi thiết kế máy sấy bơm nhiệt, công suất phận bơm nhiệt tính tốn theo khả tách ẩm, cịn nhiệt độ sấy tính theo tổng cơng suất toả nhiệt dàn nóng phận cấp nhiệt phụ 4.1.3 Bơm nhiệt sấy gỗ Bơm nhiệt sấy gỗ Westair (Anh): Một ứng dụng bơm nhiệt vào công nghiệp sấy phạm vi thương mại sử dụng bơm nhiệt để sấy gỗ Hãng Westair nghiêng cứu sản xuất bơm nhiệt cho mục đích Các cơng trình nghiên cứu tiến hành hàng chục năm với hàng chục ngàn thiết bị lắp đặt toàn giới Bơm nhiệt khối hồn chỉnh có vỏ bao che đường hướng gió vào qua máy Nhiệt độ sấy trì mức độ thấp (30 oC) Chế độ sấy dịu đảm bảo chất lượng gỗ cao thời gian sấy không lâu so với sấy phương pháp cổ điển, 60 oC lượng tiêu tốn 1/5 phương pháp cổ điển Một ưu điểm bơm nhiệt sấy gỗ đánh giá xác độ khơ gỗ qua lượng nước ngưng thu dàn bay bình đo lượng nước ngưng Năng suất buồng sấy phụ thuộc vào thiết kế buồng, ngồi cịn phù thuộc vào yêu cầu khách quan như: + Loại gỗ cần sấy; + Độ ẩm ban đầu cuối trình sấy; + Số lượng gỗ cần sấy kích thước hình học gỗ Sử dụng bơm nhiệt hạ giá thành sấy, chất lượng gỗ đảm bảo tốt nhiều so với phương pháp cổ điển 73 Ngồi tài liệu tham khảo cịn giới thiệu nhiều, ứng dụng bơm nhiệt để sấy đồ sứ nhà máy chế tạo đồ sứ Portace Ltd Keut, sấy phim ảnh nhà máy phim giấy ảnh Berlin, sấy bảo quản chè nhà máy liên hiệp chế biến chè nước cộng hòa Grudia Tất bơm nhiệt sử dụng mang lại hiệu kinh tế cao chất lượng sản phẩm nâng lên rõ rệt, thứ phẩm giảm, tiêu hao lượng giảm, thời gian sấy giảm, mặt kho bãi giảm, thời gian hoàn vốn ngắn khoảng 1,5 2,5 năm, có trường hợp tháng - Bơm nhiệt chu trình hở sử dụng cơng nghiệp sấy: Trong cơng nghiệp sấy, ngồi bơm nhiệt nén chu trình kín người ta cịn sử dụng chu trình hở Laroche Soliguac (Pháp) giới thiệu chu trình bơm nhiệt hở dùng để sấy (hình 4.6) Chu trình khơng có mơi chất lạnh tuần hồn hệ thống kín nên thiết bị đơn giản Hơi nước từ vật ẩm bốc lên hút trực tiếp vào máy nén áp suất cao (0 0,5MPa ) đưa nhiệt độ ngưng tụ nước lên đến khoảng 150oC, nhiệt ẩm ngưng tụ cấp trở lại cho vật ẩm để làm bay nước Hình 4.6 Bơm nhiệt chu trình hở dùng để sấy Hiệu sấy đạt đến 1000kJ/kg ẩm 3,6 kg ẩm/1kWh điện tiêu thụ Thực tế có nhiều nơi sử dụng bơm nhiệt chu trình hở với hiệu suất kinh tế cao Pháp dùng để sấy gỗ tấm, Thụy Sĩ (xây dựng năm 1949) để sản xuất khoảng 90% muối ăn nước, New Zealand kết hợp nhiều kiểu bơm 74 nhiệt dọc theo xích truyền động sấy liên tục Theo nhiều tài liệu tham khảo lượng sơ cấp tiết kiệm sấy chu trình hở đạt 35 40% so với phương pháp sấy cổ điển Nhược điểm máy nén nước phải làm việc nhiệt độ cao (đến 150 160oC) nước mang theo chất ăn mịn làm han rỉ máy 4.2 Ứng dụng bơm nhiệt ngành khác 4.2.1 Chưng cất, bay hơi, đặc Bơm nhiệt chu trình hở ứng dụng rộng rãi công nghiệp chưng cất, tách chất, bay đặt Hình 4.7 giới thiệu thiết bị đặc chu trình hở Bán thành phẩm cần đặt (đồ uống, hóa chất, dược phẩm, ) đưa vào thùng sấy cho chảy tưới lên bề mặt thiết bị ngưng tụ nước để nhận nhiệt nước ngưng tụ Hơi nước sinh máy nén hút nén lên áp suất cao đẩy vào bình ngưng tụ nước Như nhiệt lượng cần thiết để bay hơi, nhiệt lượng máy nén hút cung cấp Người ta cần tiêu tốn lượng nhỏ để trì máy nén hoạt động mà thơi Q trình lặp lặp lại đạt nồng độ yêu cầu Năng lượng tiêu hao cho kg ẩm giảm từ 2790 kJ/kg ẩm phương pháp cô đặc cổ điển xuống khoảng 70 kJ/kg ẩm Khi dùng bơm nhiệt chu trình hở Rõ ràng hiệu lượng bơm nhiệt chu trình hở cơng nghiệp đặc to lớn Thực tế hiệu nhiệt độ dàn ngưng dàn bay hiệu nhiệt độ truyền nhiệt từ vách vách bình ngưng tụ khoảng - 60oK 75 Hình 4.7 Thiết bị cô đặc dùng máy nén nước Tuy sơ đồ bơm nhiệt chu trình hở có nhược điểm định : - Khó vận hành với dung dịch đặc, phù hợp với dung dịch lỗng; - Khó khơng thể vận hành với dung dịch có độ nhớt cao; - Tỉ số nén máy nén thường cao nhiệt độ bay thấp Do hạn chế vậy, chu trình hở phần lớn sử dụng để cô đặc bột giấy phế thải, cô đặc rượu wiski, dược phẩm đặc biệt công nghiệp hóa học 4.2.2 Điều hịa khơng khí Bơm nhiệt ứng dụng lĩnh vực điều hịa khơng khí để sưởi ấm vào mùa đơng Trong kỹ thuật điều hịa khơng khí máy điều hịa chiều Khí hậu Việt Nam, mùa đơng khơng có tỉnh khu vực phía Nam nên máy điều hịa khơng cần chức sưởi ấm Tuy nhiên, mùa đơng tỉnh phía Bắc có nhiệt độ thấp nên hệ thống điều hịa khơng khí phải có hai chức làm mát vào mùa hè sưởi ấm vào mùa đơng Đối với máy điều hịa phịng RAC (room air conditioner) điều hòa tổ hợp gọn PAC (Packaged air conditioner) việc sưởi ấm đơn giản cần chọn máy điều hịa hai chiều đủ Đối với hệ thống trung tâm nước chiller cần phải phân biệt chiller giải nhiệt gió chiller giải nhiệt nước Đối với chiller giải nhiệt gió việc sưởi ấm dễ dàng máy RAC, PAC cần dùng loại chiller hai chiều * Máy điều hịa giải nhiệt gió hai chiều (bơm nhiệt ATA) Hiện nước ta, hãng chun cung cấp máy điều hịa khơng khí như: Daikin, Misubishi, Samsung, LG, có dịng máy cục (single split), dàn nóng nhiều dàn lạnh (multi), trung tâm VRV VRF loại hai chiều có dàn nhà ngồi nhà dàn quạt trao đổi nhiệt môi chất không khí nên gọi bơm nhiệt gió – gió (ATA) Ở máy điều hịa hai chiều, người ta thay đổi chức thiết bị trao đổi nhiệt van đảo chiều gas lạnh Ở chế độ lạnh dàn bay nằm bên phịng dàn ngưng tụ nằm ngồi phịng Khi chuyển sang chế độ 76 sưởi, van đảo chiều thay đổi chiều chuyển động gas lạnh nên dàn trở thành dàn ngưng tụ, sưởi ẩm cho phòng, cịn dàn ngồi trở thành dàn lạnh Hình 4.8 Hình ảnh van đảo chiều * Chiller giải nhiệt gió hai chiều (bơm nhiệt ATW) Hệ thống điều hịa khơng khí trung tâm có chiller giải nhiệt gió có nguyên lý cấu tạo tương tự với van đảo chiều Khác biệt bình bay hơi, mùa hè bình sản xuất nước lạnh cịn mùa đơng trở thành bình ngưng đun nước nóng để đưa đến dàn trao đổi nhiệt bên khơng gian điều hịa AHU/FCU để làm mát sưởi ấm phòng, thiết bị tiết lưu van tiết lưu 4.2.3 Công nghiệp thực phẩm Công nghiệp chế biến thực phẩm lĩnh vực có khả sử dụng bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh với hiệu cao hầu hết ngành chế biến thực phẩm thịt, cá, bơ, sữa, đồ hộp, đường bánh kẹo, rượu bia, hoa điều cần lạnh để bảo quản cần nước nóng để đun, nấu, tẩy rửa, vệ sinh triệt khuẩn, tiêu trùng, bay đặc, tráng nước nóng… Nói chung, xí nghiệp thực phẩm thường có kho lạnh để bảo quản nồi để cấp nhiệt cho quy trình sản xuất, chế biến Đó điều kiện thuận lợi, sử dụng bơm nhiệt kết hợp nóng lạnh để cấp nhiệt cấp lạnh với hiệu kinh tế cao 77 Nhiều xí nghiệp cũ trước có hai phần lạnh nóng riêng biệt, cải tạo lại hệ thống để đồng thời sử dụng hai nguồn nóng lạnh, tránh lãng phí nguồn nhiệt bị bỏ phí trước thiết bị ngưng tụ - Trong cơng nghiệp sản xuất bia máy bơm nhiệt cung cấp nước nóng cho nồi làm lạnh dịch đường, ứng dụng nấu dịch đường bảo quản bia - Trong công nghiệp chế biến sữa người ta sử dụng bơm nhiệt thuận nghịch vừa dể cung cấp nguồn lạnh để bảo quản sản phẩm sữa chua sữa tươi, cung cấp nguồn nóng với nhiệt độ lên tới 75 oC giúp trùng paster khử khuẩn hiệu - Trong công nghiệp sản xuất đường người ta dùng bơm nhiệt thuận nghịch để sử dụng việc điều hịa khơng khí, đun nấu đường đặc đường - Trong ngành công nghiệp sản xuất rượu, dầu ăn cồn tương tự ngành cơng nghiệp sản xuất sữa, bơm nhiệt sử dụng với hai mục đích là: + Nguồn lạnh: giúp thực q trình ngưng tụ + Nguồn nóng: thực trình chưng gia nhiệt cho dung dịch trước sản xuất - Trong công nghiệp sản xuất nước có chứa gas ứng dụng vào: + Nguồn nóng: giúp trùng, vệ sinh chai lọ công cụ đựng + Nguồn lạnh: giúp làm lạnh dung dịch tạo điều kiện cho khí CO2 dễ dàng hấp thụ 78 ƠN TẬP 1/ Trình bày cấu tạo thiết bị bơm nhiệt sử dụng cho hút ẩm? 2/ Trình bày ưu điểm mà bơm nhiệt mang lại sử dụng sấy nông sản? 3/ Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống sấy nông sản bơm nhiệt? 4/ Hãy nêu trình bày đặc điểm giai đoạn q trình sấy nơng sản/ 5/ Hãy vẽ sơ đồ chu trình bơm nhiệt hở dùng để sấy gỗ? 6/ Trình bày nguyên lý hoạt động máy điều hịa khơng khí hai chiều (bơm nhiệt ATA)? 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận (2010) Kỹ thuật lạnh ứng dụng Nhà xuất giáo dục [2] Nguyễn Đức Lợi (2013) Giáo trình kỹ thuật lạnh Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội [3] Nguyễn Đức Lợi (2014) Bơm nhiệt Nhà xuất giáo dục Việt Nam [4] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy (2012) Máy thiết bị lạnh Nhà xuất giáo dục [5] Nguyễn Đức Lợi (2010) Gas, dầu chất tải lạnh Nhà xuất giáo dục 80 ... việc, bơm nhiệt chia loại sau: - Bơm nhiệt dùng máy nén - Bơm nhiệt hấp thụ - Bơm nhiệt kiểu ejector * Dựa vào chu trình làm việc, bơm nhiệt chia loại sau: - Bơm nhiệt nén chu trình cacno - Bơm nhiệt. .. 2.1.1 Hệ số nhiệt thực tế bơm nhiệt Hệ số nhiệt thực tế bơm nhiệt hệ số φ (COP) tính tốn bơm nhiệt thực chu trình thực: Chu trình khơ, chu trình lạnh, chu trình nhiệt, chu trình hồi nhiệt 22 Ví... DỤNG CỦA BƠM NHIỆT TRONG NỀN KINH TẾ QUỐC DÂN 69 4.1 Ứng dụng bơm nhiệt công nghiệp sấy, hút ẩm 69 4.1 .1 Bơm nhiệt hút ẩm 69 4.1 .2 Bơm nhiệt sấy nông sản 72 4.1 .3 Bơm nhiệt