THIẾT KẾ KHO CẤP ĐÔNG NĂNG SUẤT 2000KG/MẺ, NHIỆT ĐỘ - 35oC, R22, T = 13H

Từ xa xƣa con ngƣời đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm nhập vào các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó nhƣ:  Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm  Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc  Trong y tế: chế biến và bảo quản thuốc  Trong công nghiệp hoá chất  Trong lĩnh vực điều hoà không khí Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm. Tuy nhiên để có thể giữ cho thực phẩm đƣợc lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh tế quốc dân,thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở 1 nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 40 0 C). Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất chậm. Vì vậy mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài.

BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT QUÁ TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ KHO CẤP ĐÔNG NĂNG SUẤT 2000KG/MẺ, NHIỆT ĐỘ - 35oC, R22, T = 13H GVHD: Võ Văn Sim SVTH: Trịnh Vy Hân Lớp: 07DHHH2 MSSV: 2004160265 Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 6/2019 BỘ CÔNG THƢƠNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC BÁO CÁO ĐỒ ÁN KỸ THUẬT Q TRÌNH THIẾT BỊ THIẾT KẾ KHO CẤP ĐƠNG NĂNG SUẤT 2000KG/MẺ, NHIỆT ĐỘ - 35oC, R22, T = 13H Tp.Hồ Chí Minh, Tháng 6/2019 LỜI CẢM ƠN Qua tháng thực đề tài: “Thiết kế kho cấp đơng”, đến luận văn đƣợc hồn thành, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy cô, anh chị, bạn bè giúp đỡ tận tình đặc biệt ThS Võ Văn Sim, giảng viên trƣờng Đại học Công nghiệp Thực phẩm, ngƣời ln theo sát, hƣớng dẫn góp ý để tơi hồn thành luận văn TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 Sinh viên thực Trịnh Vy Hân NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN Sinh viên: Trịnh Vy Hân MSSV: 2004160265 Nhận xét: Điểm đánh giá Ngày … tháng … năm 2019 (Ký tên ghi rõ họ tên) NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Sinh viên: Trịnh Vy Hân MSSV: 2004160265 Nhận xét: Điểm đánh giá Ngày… Tháng… Năm 2019 (Ký tên ghi rõ họ tên) DANH SÁCH HÌNH ẢNH Hình 2.1: Cấu tạo kết cấu cách nhiệt, ẩm panel 16 Hình 3.1: Cấu tạo máy nén piston bán kín 28 Hình 4.1: Dàn ngƣng khơng khí đối cƣỡng 33 Hình 4.2 : Dàn lạnh đối lƣu cƣỡng 36 Hình 4.3: Dàn lạnh kho lạnh 37 Hình 5.1: Bình chứa cao áp 38 Hình 5.2: Tháp giải nhiệt 41 Hình 5.3 : Bình tách dầu kiểu nón chắn 44 DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Khả phân giải phụ thuộc nhiệt độ Bảng 1.2: Ảnh hƣởng nhiệt độ đến vi sinh vật TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ỨNG DỤNG CỦA HỆ THỐNG LẠNH TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM 1.1 Tác dụng nhiệt độ thấp thực phẩm 1.2 Các chế độ xử lý lạnh thực phẩm CÁC VẤN ĐỀ VỀ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM 2.1 Các cấp lành lạnh thực phẩm 2.2 Nhiệt độ đóng băng thực phẩm 2.3 Sự biến đổi thực phẩm q trình cấp đơng 2.4 Sự kết tinh nƣớc thực phẩm 2.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến thời gian cấp đông 11 CÁC PHƢƠNG PHƢƠNG VÀ THIẾT BỊ CẤP ĐÔNG THỰC PHẨM 12 3.1 Làm đơng thực phẩm khơng khí lạnh 13 3.2 Làm đông tiếp xúc 13 3.3 Làm đông cực nhanh 13 3.4 Làm đông hỗn hợp đá muối 13 3.5 Làm đông nƣớc muối lạnh 13 CHƢƠNG 2: CÂN BẰNG NĂNG LƢỢNG 15 Xác định kích thƣớc mặt kho cấp đông 15 Tính cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh 15 Tính nhiệt hệ thống lạnh 19 3.1 Xác định dòng nhiệt qua kết cấu bao che 19 3.2 Xác định dòng nhiệt làm lạnh sản phẩm 20 3.3 Tổn thất nhiệt vận hành 21 CHƢƠNG 3: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN 23 Xác định thơng số tính tốn 23 Xây dựng đồ thị lập bảng thông số điểm nút 24 GVHD: VÕ VĂN SIM Trang TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC Tính tốn chu trình 26 Tính chọn máy nén 27 CHƢƠNG 4: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ CHÍNH 31 Thiết bị ngƣng tụ 31 Thiết bị bay 35 CHƢƠNG 5: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 38 Bình chứa cao áp 38 Bình trung gian 39 Tháp giải nhiệt 40 Bình tách dầu 42 Bình tách lỏng 45 Van tiết lƣu 45 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 GVHD: VÕ VĂN SIM Trang TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC LỜI MỞ ĐẦU Từ xa xƣa ngƣời biết sử dụng lạnh cho đời sống, cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với vật lạnh Sau kỹ thuật lạnh đời thâm nhập vào ngành kinh tế quan trọng hỗ trợ tích cực cho ngành nhƣ:  Ngành cơng nghệ chế biến bảo quản thực phẩm  Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc  Trong y tế: chế biến bảo quản thuốc  Trong cơng nghiệp hố chất  Trong lĩnh vực điều hồ khơng khí Đóng vai trị quan trọng ngành công nghiệp chế biến bảo quản thực phẩm Tuy nhiên để giữ cho thực phẩm đƣợc lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho kinh tế quốc dân,thì phải cấp đơng trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 40 C) Bởi nhiệt độ thấp vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm bị ức chế, trình phân giải diễn chậm Vì mà giữ cho thực phẩm khơng bị hỏng thời gian dài GVHD: VÕ VĂN SIM Trang TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC suất nhỏ trung bình d Tính chọn thiết bị ngƣng tụ tw1 = 35oC (nhiệt độ nƣớc vào) tw2 = 40oC (nhiệt độ nƣớc ra) Tk = 45oC (nhiệt độ ngƣng tụ môi chất) Qk = 6,76 kW (phụ tải nhiệt thiết bị) Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị k: hệ số truyền nhiệt Bình ngƣng ống vỏ nằm ngang feron, k = 700 W/m2K (Bảng – 6/Tr.263, TL 1) Δttb: hiệu nhiệt độ trung bình logarit Δtmax = tk – tw1 = 45 – 35 =10oC Δtmin = tk – tw2 = 45 – 40 = 5oC →  Chọn bình ngƣng KTP – có F = 4,8 m2 (Bảng – Tr.250 TL1) Diện tích Đƣờng Bình Chiều dài Tải nhiệt bề mặt kính ống Số ống Số lối ngƣng ống, m max ngoài, m vỏ, mm KTP-4 4,8 GVHD: VÕ VĂN SIM 194 1,0 23 15,4 4;2 Trang 34 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CÔNG NGHÊ HÓA HỌC  Lƣợng nƣớc làm mát cung cấp cho thiết bị ngƣng tụ Qk = 6,76 kW C = 4,19 kJ/kgK (nhiệt dung riêng nƣớc) ρ = 1000 kg/m3 (khối lƣợng riêng nƣớc) Δtw = | tw1 – tw2 | = | 35 – 40 | = 5oC → Vn = = 3,227× 10-4 m3/s THIẾT BỊ BAY HƠI a Vai trị, vị trí thiết bị bay Thiết bị bay có nhiệm vụ hố gas bão hồ ẩm sau tiết lƣu đồng thời làm lạnh môi trƣờng cần làm lạnh Nhƣ với thiết bị ngƣng tụ, máy nén thiết bị tiết lƣu, thiết bị bay thiết bị quan trọng thiếu đƣợc hệ thống lạnh Quá trình làm việc thiết bị bay ảnh hƣởng đến thời gian hiệu làm lạnh Đó mục đích hệ thống lạnh Vì vậy, dù tồn trang thiết bị hệ thống tốt đến đâu nhƣ ng thiết bị bay làm việc hiệu tất trở nên vơ ích Khi q trình trao đổi nhiệt thiết bị bay thời gian làm lạnh tăng, nhiệt độ phịng khơng đảm bảo u cầu, số trƣờng hợp không bay hết lỏng dàn lạnh dẫn tới máy nén hút ẩm gây ngập lỏng Ngƣợc lại, thiết bị bay có diện tích q lớn so với u cầu, chi phí đầu tƣ cao đồng thời làm cho độ nhiệt thiết bị lớn Khi độ nhiệt lớn nhiệt độ cuối q trình nén cao, tăng cơng suất nén Lựa chọn thiết bị bay dựa nhiều yếu tố nhƣ hiệu làm việc, đặc điểm tính chất sản phẩm cần làm lạnh b Phân loại thiết bị bay Thiết bị bay sử dụng hệ thống lạnh đa dạng Tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng khác mà nên chọn loại dàn cho thích hợp Có nhiều cách phân loại thiết bị bay - Theo môi trƣờng cần làm lạnh: + Bình bay hơi, đƣợc sử dụng để làm lạnh chất lỏng nhƣ nƣớc, nƣớc muối, glycol vv + Dàn lạnh khơng khí, đƣợc sử dụng để làm lạnh khơng khí + Dàn lạnh kiểu tấm, sử dụng làm lạnh khơng khí, chất lỏng sản phẩm dạng đặc Ví dụ nhƣ lắc tủ đơng tiếp xúc, trống làm đá tủ đá vảy vv GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 35 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC + Dàn làm lạnh chất lỏng: dàn lạnh xƣơng cá, panen hệ thống lạnh máy đá - Theo mức độ chứa dịch dàn lạnh: Dàn lạnh kiểu ngập lỏng khơng ngập lỏng Ngồi ngƣời ta cịn phân loại theo tính chất kín hở mơi trƣờng làm lạnh c Dàn lạnh đối lƣu cƣỡng Dàn lạnh đối lƣu khơng khí cƣỡng đƣợc sử dụng rộng rãi hệ thống lạnh để làm lạnh khơng khí nhƣ kho lạnh, thiết bị cấp đơng, điều hồ khơng khí vv Dàn lạnh đối lƣu cƣỡng có 02 loại : Loại ống đồng ống sắt Thƣờng dàn lạnh đƣợc làm cánh nhơm cánh sắt Dàn lạnh có vỏ bao bọc, lồng quat,ống khuyếch tán gió, khay hứng nƣớc ngƣng Việc xả nƣớc ngƣng sử dụng nhiều phƣơng pháp, nhƣng phổ biến dùng điện trở xả băng Dàn lạnh ống trơn NH3 có k = 35 ÷ 43 W/m2.K Đối với dàn lạnh frêôn k = 12 W/m2.K Dàn lạnh sử dụng kho lạnh có cấu tạo với chiều rộng lớn, trải dài theo chiều rộng kho lạnh Hình 4.2 : Dàn lạnh đối lưu cưỡng Mỗi dàn có từ 1÷6 quạt, dàn lạnh đặt phía trƣớc dàn, hút khơng khí chuyển động qua dàn Dàn lạnh có bƣớc cánh từ 3÷8 mm, tuỳ thuộc mức độ thoát ẩm sản phẩm kho Vỏ bao che dàn lạnh tơn mạ kẽm, phía dƣới có máng hứng nƣớc ngƣng Máng hứng nƣớc nghiêng phía sau để nƣớc ngƣng chảy kệt, tránh đọng nƣớc GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 36 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC máng, nƣớc đọng đóng băng làm tắc đƣờng thoát nƣớc Dàn gồm nhiều cụm ống độc lập song song dọc theo chiều cao dàn, thƣờng có búp phân phối ga ga để phân bố dịch lỏng cho cụm 1- Quạt dàn lạnh; 2- Ống môi chất vào, ra; 3- Hộp đấu dây; 4- Ống xả nƣớc ngƣng; 5Máng nƣớc ngƣng; 6- Bách treo Hình 4.3: Dàn lạnh kho lạnh d Tính chọn thiết bị bay Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Q0 = 5,8 kW k = 350 ÷ 400 W/m2K (Bình bay ống vỏ R22) (Bảng – Tr.282, TL1) Δt: hiệu nhiệt độ trung bình Đối với bình bay ống vỏ Freon, Δt = ÷ 10oC Chọn Δt = 9oC = 1,6 m2 →F= Chọn dàn quạt 2B07 có F = 6,5 m2 (Bảng – 14/ Tr.297, TL1) Dàn quạt 2B07 Diện tích Tải nhiệt bề mặt, Δt = m 10K, W 6,5 GVHD: VÕ VĂN SIM 815 Số lƣợng quạt Công suất quạt, W 50 Kích thƣớc phủ bì Dài Rộng Cao 555 445 465 Trang 37 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC CHƢƠNG 5: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ BÌNH CHỨA CAO ÁP Bình chứa cao áp có chức chứa lỏng nhằm cấp dịch ổn định cho hệ thống, đồng thời giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho thiết bị ngƣng tụ Khi sửa chữa bảo dƣỡng bình chứa cao áp có khả chứa tồn lƣợng mơi chất hệ thống Trên hình 2.4 trình bày cấu tạo bình chứa cao áp 1- Kính xem ga; 2- Ống lắp van an toàn; 3- Ống lắp áp kế; 4- Ống lỏng 5- Ống cân bằng; 6- Ống cấp dịch; 7- Ống xả đáy Hình 5.1: Bình chứa cao áp Theo chức bình chứa, dung tích bình chứa cao áp phải đáp ứng yêu cầu: - Khi hệ thống vận hành, lƣợng lỏng cịn lại bình 20% dung tích bình - Khi sửa chữa bảo dƣỡng, bình có khả chứa hết tồn mơi chất sử dụng hệ thống chiếm khoảng 80% dung tích bình Kết hợp hai điều kiện trên, dung tích bình chứa cao áp khoả thể tích mơi chất lạnh toàn hệ thống đạt yêu cầu Để xác định lƣợng môi chất hệ thống vào lƣợng mơi chất có thiết bị hệ thống vận hành - Thể tích bình chứa V = Kdt.G.v Kdt – Hệ số dự trữ, Kdt = 1,25 ÷ 1,5; G – Tổng khối lƣợng môi chất hệ thống, kg ; v – Thể tích riêng mơi chất lỏng nhiệt độ làm việc bình thƣờng bình chứa, lấy t = tk = 35 ÷ 40oC GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 38 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC Để tính tốn lƣợng mơi chất cần nạp cho hệ thống, phải vào lƣợng dịch tồn thiết bị hệ thống hoạt động Mỗi thiết bị lƣợng dịch chiếm tỷ lệ phần trăm so với dung tích chúng Chẳng hạn đƣờng ống cấp dịch, hệ thống hoạt động chứa 100% dịch lỏng Lƣợng mơi chất thể khơng đáng kể, nên tính bổ sung thêm sau tính khối lƣợng tồn dịch lỏng tồn hệ thống Hầu hết hệ thống lạnh phải sử dụng bình chứa cao áp, số trƣờng hợp sử dụng phần bình ngƣng làm bình chứa cao áp Đối với hệ thống nhỏ, lƣợng gas sử dụng (vài trăm mg đến vài kg) nên ngƣời ta không sử dụng bình chứa mà sử dụng đoạn ống góp phần cuối thiết bị ngƣng tụ để chứa lỏng Khi dung tích bình q lớn, nên sử dụng vài bình an tồn thuận lợi Tuy nhiên bình nên thơng với để cân lƣợng dịch bình  Tính chọn bình chứa cao áp Vd: thể tích hệ thống bay Thiết bị bay có kích thƣớc 555× 445 × 465mm → Vd = 0,555 × 0,445 × 0,465 = 0,115 (m3) → Chọn bình chứa cao áp 0,4PB (Bảng – 17 Tr.310, TL1) Loại bình 0,4PB Kích thƣớc, mm D×S L H Dung tích, m3 426 × 10 3620 570 0,4 Khối lƣợng, kg 410 BÌNH TRUNG GIAN Các máy lạnh frêôn hãng MYCOM thƣờng sử dụng bình trung gian kiểu nằm ngang Cấu tạo bình trung gian kiểu nằm ngang tƣơng đối giống bình ngƣng tụ, gồm: Thân hình trụ, hai đầu có mặt sàng, bên ống trao đổi nhiệt Ngun lý làm việc: mơi chất lạnh lỏng từ bình chứa cao áp đến đƣợc đƣa vào không gian ống trao đổi nhiệt thân bình Bên bình, mơi chất lỏng chuyển động theo đƣờng dích dắc nhờ ngăn Hơi nhiệt từ máy nén cấp đến, sau hồ trộn với dịng sau tiết lƣu vào bên ống trao đổi nhiệt theo hƣớng ngƣợc chiều so với dịch lỏng GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 39 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC  Tính chọn bình trung gian - Diện tích truyền nhiệt thiết bị trung gian + Qtg: công suất nhiệt trao đổi bình trung gian Qtg = Qql + Qlm Qql = 1,87 kW Qlm = G1 × (h2 – h3’) = 0,03 × (441,433 – 403,628) = 1,13 (kW) → Qtg = 1,87 + 1,13 = (kW) + Qf: mật độ dòng nhiệt thiết bị ngƣng tụ Qf = h4 – h5 = 438,963 – 256,37 = 182,593 (W/m2)  - Đƣờng kính bình trung gian √ V: lƣu lƣợng thể tích bình, lƣu lƣợng hút cấp 2, m3/s V = G × v3’ = 0,037 × 0,0548 = 0,002 (m3/s) ꞷ: tốc độ gas bình, ꞷ = 0,6 m/s → √ Chọn bình trung gian 40ΠC3 (Bảng 8-19 Tr.312, TL1) Diện tích Kích thƣớc, mm Bình bề mặt trung ống xoắn, D×S d H gian m2 40ΠC3 426 × 10 70 2390 1,75 Thể tích bình, m3 Khối lƣợng, kg 0,22 330 THÁP GIẢI NHIỆT Trong hệ thống lạnh sử dụng bình ngƣng ống chùm, nƣớc sau trao đổi nhiệt nhiệt độ tăng lên đáng kể Để giải nhiệt cho nƣớc ngƣời ta sử dụng tháp giải nhiệt Tháp có 02 loại : Tháp trịn tháp dạng khối hộp, tháp dạng khối hộp gồm nhiều modul lắp ghép để đạt cơng suất lớn Đối với hệ thống trung bình thƣờng sử dụng tháp hình trụ trịn Tháp đƣợc làm vật liệu nhựa composit bền, nhẹ GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 40 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC thuận lợi lắp đặt Bên có khối nhựa có tác dụng làm tơi nƣớc, tăng diện tích thời gian tiếp xúc Nƣớc nóng đƣợc bơm tƣới từ xuống, trình phun, ống phun quay quanh trục tƣới lên khối nhựa Khơng khí đƣợc quạt hút từ dƣới lên trao đổi nhiệt cƣỡng với nƣớc Quạt đƣợc đặt phía tháp giải nhiệt Phía dƣới thân tháp có lƣới có tác dụng ngăn khơng cho rác bên ngồi rơi vào bên bể nƣớc tháp tháo để vệ sinh đáy tháp Thân tháp đƣợc lắp ghép từ rời, vị trí lắp ghép tạo thành gân làm cho thân tháp vững Đối với tháp công suất nhỏ, đáy tháp đƣợc sản xuất nguyên tấm, hệ thống lớn, bể tháp đƣợc ghép từ nhiều mảnh Ống nƣớc vào tháp bao gồm : ống nƣớc nóng vào, ống bơm nƣớc đi, ống xả tràn, ống xả đáy ống cấp nƣớc bổ sung Hình 5.2: Tháp giải nhiệt  Tính chọn tháp giải nhiệt Qk = 6,76 Kw Qk = C × ρ × V × (tw2 – tw1) →V= V: lƣu lƣợng nƣớc C: nhiệt dung riêng nƣớc, c = 4,19 kJ/kgK ρ: khối lƣợng riêng nƣớc, ρ = 1000 kg/m3 tw2 = 40oC, tw1 = 35oC GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 41 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC = 0,00032 m3/s = 0,32 l/s V= Chọn tháp giải nhiệt FRK-8 có lƣu lƣợng V = 1,63 l/s Lƣu Kích Kích thƣớc ống nối, Mơtơ Khối Độ Quạt gió Kiểu lƣợng thƣớc, mm mm quạt lƣợng ổn FRK l/s H D in out of dr fv qs m /ph ɸmm kW khô ƣớt dBA 1,63 1600 930 40 40 25 25 15 70 530 0,20 40 130 46,0 BÌNH TÁCH DẦU Các máy lạnh làm việc cần phải tiến hành bôi trơn chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị Trong trình máy nén làm việc dầu thƣờng bị theo môi chất lạnh Việc dầu bị theo mơi chất lạnh gây tƣợng: - Máy nén thiếu dầu, chế độ bôi trơn không tốt nên chóng hƣ hỏng - Dầu sau theo môi chất lạnh đọng bám thiết bị trao đổi nhiệt nhƣ thiết bị ngƣng tụ, thiết bị bay làm giảm hiệu trao đổi nhiệt, ảnh hƣởng chung đến chế độ làm việc toàn hệ thống Để tách lƣợng dầu bị theo dịng mơi chất máy nén làm việc, đầu đƣờng đẩy máy nén ngƣời ta bố trí bình tách dầu Lƣợng dầu đƣợc tách đƣợc hồi lại máy nén đƣa bình thu hồi dầu  Nguyên lý làm việc Nhằm đảm bảo tách triệt để dầu bị mơi chất lạnh, bình tách dầu đƣợc thiết kế theo nhiều nguyên lý tách dầu nhƣ sau: - Giảm đột ngột tốc độ dòng gas từ tốc độ cao (khoảng 1825 m/s) xuống tốc độ thấp 0,51,0 m/s Khi giảm tốc độ đột ngột giọt dầu động rơi xuống - Thay đổi hƣớng chuyển động dịng mơi chất cách đột ngột Dịng mơi chất đƣa vào bình khơng theo phƣơng thẳng mà thƣờng đƣa ngoặt theo góc định - Dùng chắn khối đệm để ngăn giọt dầu Khi dịng mơi chất chuyển động va vào vách chắn, khối đệm giọt dầu bị động rơi xuống - Làm mát dòng môi chất xuống 5060oC ống xoắn trao đổi nhiệt đặt bên bình tách dầu - Sục nén có lẫn dầu vào mơi chất lạnh trạng thái lỏng GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 42 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC  Phạm vi sử dụng Bình tách dầu đƣợc sử dụng hầu hết hệ thống lạnh có cơng suất trung bình, lớn lớn, tất loại môi chất Đặc biệt môi chất khơng hồ tan dầu nhƣ NH3, hồ tan phần nhƣ R22 cần thiết phải trang bị bình tách dầu Đối với hệ thống nhỏ, nhƣ hệ thống lạnh tủ lạnh, máy điều hoà sử dụng bình tách dầu  Phương pháp hồi dầu từ bình tách dầu - Xả định kỳ máy nén: Trên đƣờng hồi dầu từ bình tách dầu cacte máy nén có bố trí van chặn van điện từ Trong trình vận hành quan sát thấy mức dầu cacte xuống thấp tiến hành hồi dầu cách mở van chặn nhấn công tắc mở van điện từ xả dầu - Xả tự động nhờ van phao: Sử dụng bình tách dầu có van phao tự động hồi dầu Khi mức dầu bình dâng lên cao, van phao lên mở cửa hồi dầu máy nén  Nơi hồi dầu về: - Hồi trực tiếp cacte máy nén - Hồi dầu bình thu hồi dầu Cách hồi dầu thƣờng đƣợc sử dụng cho hệ thống amơniắc Bình thu hồi dầu khơng dùng thu hồi dầu từ bình tách dầu mà cịn thu từ tất bình khác Để thu gom dầu, ngƣời ta tạo áp lực thấp bình nhờ đƣờng nối bình thu hồi dầu với đƣờng hút máy nén - Xả Trong số hệ thống, thiết bị nằm xa trƣờng hợp dầu bị bẩn, việc thu gom dầu khó khăn, ngƣời ta xả dầu ngồi Sau đƣợc xử lý sử dụng lại  Các lưu ý lắp đặt sử dụng bình tách dầu: Quá trình thu hồi dầu cacte máy nén cần lƣu ý trƣờng hợp đặc biệt sau: - Đối với bình tách dầu chung cho nhiều máy nén Nếu đƣa dầu bình thu hồi dầu bổ sung cho máy nén sau khơng có vấn đề Trƣờng hợp thu hồi trực tiếp cacte máy nén dễ xảy tình trạng có máy nén thừa dầu, máy khác lại thiếu Vì máy nén có bố trí van phao tự động hồi dầu thiếu - Việc thu dầu cacte máy nén làm việc, có nhiệt độ cao khơng tốt, hồi dầu vào lúc hệ thống dừng, nhiệt độ bình tách dầu thấp Đối với bình thu hồi dầu tự động van phao lần thu hồi thƣờng khơng nhiều nên chấp nhận đƣợc Để nâng cao hiệu tách dầu bình đƣợc thiết kế thƣờng kết hợp vài GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 43 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC ngun lý tách dầu khác NãN CH¾N TR£N 48 Khoan lỗ ỉ10 cách 20x20 mm NóN CHắN DƯớI 48 1- Hi vo; 2- Vành gia cƣờng; 3- Hơi ra; 4- Nón chắn trên; 5- Cửa xả vào bình; 6- Nón chắn dƣới; 7- Dầu Hình 5.3 : Bình tách dầu kiểu nón chắn Bình tách dầu kiểu nón chắn có nhiều dạng khác nhau, nhƣng phổ biến loại hình trụ, đáy nắp dạng elip, ống gas vào hai phía thân bình Bình tách dầu kiểu nón chắn đƣợc sử dụng phổ biến hệ thống lạnh lớn lớn Nguyên lý tách dầu kết hợp rẽ ngặt dòng đột ngột, giảm tốc độ dịng sử dụng nón chắn Dịng từ máy nén đến vào bình rẽ ngoặt dịng 90 o, bình tốc độ dịng giảm đột ngột xuống khoảng 0,5 m/s giọt dầu phần lớn rơi xuống phía dƣới bình Hơi sau lên phía qua lổ khoan nhỏ chắn Các giọt dầu cịn lẫn đƣợc nón chắn cản lại Để dịng vào bình khơng sục tung toé lƣợng dầu đƣợc tách nằm đáy bình, phía dƣới ngƣời ta bố trí thêm 01 nón chắn Nón chắn khơng có khoan lổ nhƣng chổ gắn vào bình có khoảng hở để dầu chảy phía dƣới Ngồi đầu cuối ống dẫn bịt kín khơng xả thẳng xuống phía dƣới đáy bình mà đƣợc xả xung quanh theo rãnh xẻ hai bên Do việc hàn đáy elip vào thân bình thực từ bên nên để gia cƣờng mối hàn, phía bên ngƣời ta có hàn sẵn vành có bề rộng khoảng 30mm GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 44 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC BÌNH TÁCH LỎNG Để ngăn ngừa tƣợng ngập lỏng gây hƣ hỏng máy nén, đƣờng hút máy nén, ngƣời ta bố trí bình tách lỏng Bình tác lỏng tách giọt ẩm lại dòng trƣớc máy nén Các bình tách lỏng làm việc theo nguyên tắc tƣơng tự nhƣ bình tách dầu, bao gồm: - Giảm đột ngột tốc độ dòng từ tốc độ cao xuống tốc độ thấp cỡ 0,5 - 1,0 m/s Khi giảm tốc độ đột ngột giọt lỏng động rơi xuống đáy bình - Thay đổi hƣớng chuyển động dịng mơi chất cách đột ngột Dịng mơi chất đƣa vào bình khơng theo phƣơng thẳng mà thƣờng đƣa ngoặt theo góc định - Dùng chắn để ngăn giọt lỏng Khi dịng mơi chất chuyển động va vào vách chắn giọt lỏng bị động rơi xuống - Kết hợp tách lỏng hồi nhiệt, môi chất trao đổi nhiệt bốc hoàn toàn  Phạm vi sử dụng Hầu hết hệ thống lạnh sử dụng bình tách lỏng Trong số hệ thống có số thiết bị có khả tách lỏng, khơng sử dụng bình tách lỏng Hệ thống có bình chứa hạ áp, bình giữ mức, bình có cấu tạo để tách lỏng đƣợc nên khơng sử dụng bình tách lỏng Trong hệ thống nhỏ nhỏ lƣợng gas tuần hồn khơng lơn nên ngƣời ta sử dụng bình tách lỏng  Cấu tạo Do nguyên lý tách lỏng giống nguyên tách dầu nên bình tách lỏng thƣờng có cấu tạo tƣơng tự bình tách dầu Điểm khác đặc biệt bình bình tách lỏng phạm vi nhiệt độ làm việc Bình tách dầu làm việc nhiệt độ cao cịn bình tách lỏng làm việc phạm vi nhiệt độ thấp nên cần bọc cách nhiệt, bình tách dầu đặt đƣờng đẩy, cịn bình tách lỏng đặt đƣờng ống hút VAN TIẾT LƢU  Nhiệm vụ Van tiết lƣu thiết bị hệ thống lạnh Nó có nhiệm vụ giảm áp suất mơi chất lỏng từ nhiệt độ cao áp suất cao đến áp suất bay mơi chất Nó làm nhiệm vụ điều chỉnh lƣợng môi chất cấp vào thiết bị bay  Cấu tạo nguyên lý hoạt động GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 45 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC  Cấu tạo – Đƣờng vào lỏng cao áp; – Màng đàn hồi; – Lá van tiết lƣu; – Lị xo; – Vít điều chỉnh lực lò xo; – Bầu cảm biến ống xi phông; – Đƣờng hạ áp  Nguyên lý hoạt động Bầu cảm biến đƣợc nối với phía ngăn nhờ ống mao Trong bầu cảm biến có chứa chất lỏng dể bay hơi, thơng thƣờng mơi chất lạnh sử dụng hệ thống Khi bầu cảm biến đƣợc đốt nóng, áp suất bên bầu cảm biến tăng, áp suất truyền theo ống mao tác động lên phía màng ngăn, ép lực ngƣợc lại lực ép lò xo lên chốt Kết khe hở đƣợc mở rộng ra, lƣợng môi chất qua van nhiều để vào thiết bị bay Khi nhiệt độ bầu cảm biến giảm xuống, bầu cảm biến ngƣng lại phần, áp suất bầu giảm, lực lò xo thắng lực ép đẩy chốt lên Kết van khép lại phần lƣu lƣợng môi chất qua van giảm Nhƣ vậy, trình làm việc van tự động điều chỉnh khe hở chốt thân van, nhằm khống chế mức dịch vào dàn lạnh công nghiệpvừa đủ trì đầu thiết bị bay có độ nhiệt định Độ nhiệt điều chỉnh đƣợc cách tăng độ căng lò xo, căng lò xo tăng, độ nhiệt tăng  Lắp đặt Van tiết lƣu đƣợc lắp đặt đƣờng lỏng sau thiết bị bay hơi, trƣớc bình tách lỏng dàn lạnh khơng khí GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 46 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC KẾT LUẬN Ngày nay, trình sản xuất cơng ty hay xí nghiệp hoạt động lĩnh cực chế biến thực phẩm, bệnh viện hoạt nhà hàng lớn nhỏ có có mặt kho lạnh nói chung hay kho cấp đơng nói riêng dƣờng nhƣ khơng phủ nhận đƣợc thầm quan trọng kho lạnh việc hỗ trợ kinh doanh Chính việc thiết kế chế tạo kho cấp đông để phù hợp với mục đích nhƣ quy mơ quy trình sản xuất điều cần thiết Sau thời gian tìm hiểu đƣợc hƣớng dẫn thầy Võ Văn Sim em hoàn thành đƣợc đồ án Vì chƣa đầy đủ kiến thức nên làm cịn nhiều sai sót, mong thầy/cơ mơn cho em thêm nhận xét để hoàn thiện đƣợc kiến thức GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 47 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM – KHOA CƠNG NGHÊ HĨA HỌC TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Đức Lợi (2011), “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh” Đinh Văn Thuận, Võ Chí Chính, “Hệ thống máy thiết bị lạnh” Trần Thanh Kỳ (2012), “Máy lạnh” GVHD: VÕ VĂN SIM Trang 48 ... ? ?t0 (TL1, Tr .20 4) = - 35 – = -40 oC tb: Nhi? ?t độ buồng lạnh ? ?t0 : Hiệu nhi? ?t độ yêu cầu, ? ?t0 = ÷ 6oC (TL1, Tr .20 4) - Nhi? ?t độ ngƣng t? ?? môi ch? ?t lạnh tk = tw2 + Δtk oC Δtk: Hiệu nhi? ?t độ ngƣng t? ??,... Δtk = 3÷5 (TL1, Tr .20 5)  tw2 = tw1 + (2 ÷ 6)oC  tw1 = t? ? + (3 ÷ 4) oC = 32+ = 35oC → tw2 = 35 + = 40oC → tk = 40 + = 45oC - Nhi? ?t độ lạnh môi ch? ?t trƣớc van ti? ?t lƣu tql = tw1 + (3÷5) oC (TL1,... (TL1, Tr .20 6) = 35 + = 40oC - Nhi? ?t độ lạnh môi ch? ?t trƣớc vào máy nén tqn = t0 + Δtqn Δtqn: Độ nhi? ?t h? ?t, R 22: Δtqn= 25 oC (TL1, Tr .20 8) → tqn = - 40 + 25 = - 15oC - T? ?? số cấp nén t0 = -40oC