- Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2ø tính từ ngoài vào trong phòng với hệ
1. PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
1.1. Các phương án lựa chọn thiết bị.
Với những yêu cầu trên đặt ra, có thể đưa ra các phương án lựa chọn thiết bị như sau: 1.1.1. Lựa chọn các thiết bị rời, tính toán lắp đặt hoàn chỉnh thành máy.
Với phương án này thì ta có thể lựa chọn các loại máy nén của hãng MYCOM, dàn ngưng
và dàn bay hơi của các hãng như TRANE, DAIKIN... các thiết bị phụ khác như van tiết lưu,
quạt, bình chứa cao áp... của các hãng như SPORLAN, COMESTIC... để lắp đặt hoàn chỉnh
thành một hệ thống khử ẩm theo yêu cầu đã tính được.
Phương án này có ưu điểm là có thể lựa chọn được các thiết bị một cách linh hoạt, chi phí cho lắp đặt, chế tạo có thể giảm hơn so với phương pháp 3.
Tuy nhiên nó lại có nhược điểm chính là các thiết bị chính không đồng bộ, việc tính toán,
quy đổi các thông số khác nhau của từng nhà chế tạo về cùng một điều kiện sẽ là phức tạp.
Không những thế, đôi khi các thông số có sẵn của các thiết bị không phù hợp với yêu cầu thiết
kế.
1.1.2. Tận dụng các thiết bị sẵn có.
Phương án này chỉ áp dụng đối với những cơ sở có sẵn các thiết bị cần thiết như là các hệ thống điều hòa 2 cục cũ tận dụng. Có thể lợi dụng những bộ phận còn sử dụng được và sử dụng thêm các thiết bị khác nếu cần thiết để chế tạo, lắp đặt thành hệ thống theo yêu cầu.
Phương án này có ưu điểm là tận dụng tối đa những thiết bị sẵn có, giảm đáng kể chỉ phí chế tạo.
Tuy nhiên nó có nhược điểm là không phải cơ sở nào cũng có trang thiết bị cần thiết, đáp
ứng được yêu cầu kĩ thuật.
1.1.3. Lựa chọn thiết bị chính là các máy điều hòa nhiệt độ thông dụng.
Với phương án này, ta chọn các thiết bị chính là tập hợp một số máy điều hòa dân dụng,
lắp đặt, bố trí lại các dàn ngưng và dàn bay hơi theo nguyên tắc của máy hút ẩm. Phương án này có ưu điểm là lựa chọn được các thiết bị đồng bộ với nhau, phù hợp với các yêu cầu Kĩ thuật đặt ra, không phải tính toán lại các thông số như trong phương án một.
Nguyễn Phạm Song Thương - Đồ én †ốt nghiệp
1.2. Kết cấu dàn lạnh và tốc độ gió.
Giả sử dàn lạnh quạt với dàn bay hơi ống trơn kiểu như ở các máy hút ẩm thông dụng hoặc dàn ống có cánh rất thưa như ở các dàn bay hơi phòng lạnh thì khi tốc độ gió lớn, lượng ẩm ngưng tụ trên ống và cánh của dàn bay hơi sẽ bị gió cuốn theo đi vào trong buồng sấy. Do
vậy nhiệm vụ tách ẩm khỏi không khí là không thực hiện được. Mặt khác nếu sử dụng một dàn
nhiều cánh thì có thể chỉ có một số hàng ống đầu tiên có bám tuyết, phần còn lại hầu như chỉ có sương. Nếu dàn lạnh cánh dày không đủ lớn thì thời gian tiếp xúc của không khí với bể mặt lạnh có thể không đủ để ngưng đọng và đóng băng ẩm trên bề mặt. Nhiệt độ và độ ẩm sau dàn lạnh có khả năng không đạt được giá trị thiết kế. Điều này dẫn đến những cách giải quyết khác
nhau:
1.2.1. Phương án thứ nhất.
Đối với dàn cánh thưa ta có thể giảm tốc độ gió do giảm năng suất gió của quạt, khi đó cường độ trao đổi nhiệt ẩm giữa vật và không khí cũng thấp. Vì vậy thời gian giảm ẩm kéo
dài. Phương án này chỉ thích hợp với các loại vật liêu có kích thước nhỏ mà thời gian sấy cho
phép tương đối lớn. Nhưng đối với các loại vật liệu khác là không thích hợp, không kinh tế.
Trong trường hợp đó chúng ta cần sử dụng phương án 2. 1.2.2. Phương án thứ hai.
Tốc độ gió đi qua các dàn tăng lên, số lượng các dàn lạnh cũng tăng và được đặt nối tiếp với nhau. Khi qua dàn lạnh thứ nhất, nhiệt độ của dòng không khí giảm xuống và một phần
ẩm được tách ra do hiện tượng đọng sương. Dòng khí tiếp tục qua dàn thứ hai, do nhiệt độ không khí thấp và tốc độ dòng không khí cũng không quá cao nên ẩm sẽ được ngưng đọng
tiếp tục trên dàn lạnh ở dạng lỏng hoặc rắn. Nhiệt độ dòng khí cũng tiếp tục giảm và dòng khí tiếp tục đi qua dàn thứ 3... cứ như vậy đến khi dòng khí có dung ẩm và nhiệt độ thiết kế thì dòng khí sẽ được trao đổi nhiệt với dàn ngưng, được sấy nóng đẳng dung ẩm nên độ ẩm tương đối của nó giảm rất nhiều. Để tăng khả năng trao đổi nhiệt giữa không khí và dàn lạnh và số lượng dàn cũng giảm xuống, chúng ta sẽ sử dụng các dàn lạnh có nhiều cánh. Ẩm sẽ được ngưng đọng trên cả ống lẫn cánh của dàn lạnh. Để tạo điều kiện tăng khả năng ngưng đọng ẩm
tốt hơn, nhiệt độ bể mặt dàn giảm xuống dưới 0C. Lượng nước ngưng trên dàn sẽ đóng băng
(tuyết). Sau một thời gian chạy, tuyết sẽ bám kín mặt dàn làm cản trở dòng không khí chuyển
động giảm sự truyền nhiệt làm môi chất lạnh có thể không được hóa hơi gây nên hành trình
ẩm là trạng thái làm việc nguy hiểm cho máy nén. Do vậy, cần cho máy nghỉ một thời gian để xả băng, sau đó việc tách ẩm được tiếp tục.
1.2.3. Phương án thứ ba.
Không cần tạo dàn lạnh có chiều dày lớn hơn hay ghép nối tiếp mà có thể cho không khí
đi vòng nhiều lần qua dàn lạnh trước khi vào dàn nóng để giảm nhiệt độ không khí vào dàn lạnh, tăng cường sự ngưng đọng ẩm (hình 4. L).
Dàn lạnh Dàn nóng Ủ——————¬ => >
Hình 4.1 : Sơ đồ tái tuần hoàn không khí lạnh cho hệ thống sấy lạnh, khử ẩm.
Quan hệ giữa thời gian làm việc và thời gian nghỉ xả băng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ, độ ẩm, công suất lạnh yêu cầu, kết cấu máy và hệ thống phương pháp hiệu chỉnh, điều khiển...
1.3. Các phương pháp xả băng dàn bay hơi trong kĩ thuật lạnh. 1.3.1. Trong lĩnh vực lạnh đông. 1.3.1. Trong lĩnh vực lạnh đông.
Trong lĩnh vực lạnh đông, người ta thường chia ra các giải nhiệt độ làm lạnh đông khác
nhau và sử dụng các phương pháp xả băng phù hợp với từng giải nhiệt đó. Thông thường các
hãng sản xuất sử dụng các phương pháp như sau:
- Phương pháp xả băng sử dụng các dây điện trở được gắn trực tiếp vào các dàn bay hơi. Khi tiến hành xả băng, các dây điện trở làm việc cấp nhiệt làm tan băng ở thiết bị bay hơi và
được tách theo đường xả nước ngưng ra ngoài môi trường. Phương pháp này chỉ dùng với các dàn bay hơi có công suất nhỏ và vừa vì tiêu tốn năng lượng sử dụng điện năng gia nhiệt cho dây điện trở.
- Phương pháp xả băng sử dụng hơi môi chất nóng từ đầu đẩy của máy nén. Khi tiến hành xả băng theo phương pháp này, van điện từ cấp lỏng cho dàn bay hơi đóng lại ngừng cấp lỏng
Nguyễn Phạm Song Thương - Đồ én †ốt nghiệp
và van điện từ cấp hơi xả băng cho dàn bay hơi tác động cấp hơi môi chất có nhiệt độ cao từ
đầu máy nén vào dàn bay hơi để làm tan đá, sau đó xả ra môi trường. Phương pháp này chỉ dùng với các đàn bay hơi có công suất nhỏ và vừa vì lí do khi xả băng theo phương pháp này
hơi môi chất được hút về máy nén có nhiệt độ cao gây nên giảm tuổi thọ của máy nén. Đặc biệt đối với các loại máy nén kín hoặc nửa kín, hơi môi chất có nhiệt độ cao sẽ làm hỏng cách điện các cuộn dây, làm hỏng máy nén.
- Phương pháp xả băng sử dụng nước có nhiệt độ cao (sử dụng nước thường) bằng cách gắn trên đỉnh các dàn bay hơi hệ thống đường ống dẫn nước được bố trí cách đều nhau (kiểu tưới) và phía dưới dàn bay hơi bố trí máng thoát nước và ống thoát nước có tiết diện lớn hơn so với các kiểu dàn bay hơi khác. Khi tiến hành xả băng dàn bay hơi, lúc này hệ thống lạnh ngừng hoạt động và chỉ có bơm nước cấp đề xả băng dàn bay hơi hoạt động cung cấp nước có
nhiệt độ bằng nhiệt độ môi trường tưới đều trên toàn bộ diện tích dàn bay hơi và làm tan băng bám vào dàn. Phương pháp này được ứng dụng nhiều hơn hai phương pháp trên với lí do tiết
kiệm năng lượng và đảm bảo tuổi thọ của thiết bị. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là thời gian xả đá lâu hơn và phải bố trí đường thoát nước đủ lớn để xả khô nước nếu
không sẽ sảy ra hiện tượng đóng băng trên đường thoát nước ngưng. 1.3.2. Trong lĩnh vực bơm nhiệt sử dụng sưởi ấm ở các nước ôn đới.
Trong lĩnh vực bơm nhiệt sử dụng cho các hệ thống sấy sưởi ở các nước ôn đới, khi nhiệt độ môi trường thông thường khoảng từ -15 ++5”C, vì vậy sử dụng bơm nhiệt để sấy sưởi lúc này dàn bay hơi làm việc trong môi trường có nhiệt độ thấp lượng băng tuyết bám ở bề mặt trao đổi nhiệt của dàn bay hơi nhiều ảnh hưởng của nó đến chất lượng hệ thống là rất lớn, tiêu tốn năng lượng và người ta đã đưa các ra biện pháp xả băng như sau:
- Phương pháp xả băng theo nhiệt độ: trong phương pháp này, người ta đặt bộ cảm biến
nhiệt độ tại vị trí của đàn bay hơi, khi nhiệt độ bề mặt dàn bay hơi đạt đến nhiệt độ đặt thì máy
nén lạnh ngừng làm việc để xả băng và khi đạt đến nhiệt độ giới hạn trên thì hệ thống hoạt
động trở lại quá trình xả băng được thực hiện bởi quạt không khí ở dàn lạnh.
- Phương pháp xả băng kết hợp nhiệt độ và thời gian: trong phương pháp này khi nhiệt độ bề mặt dàn lạnh bằng nhiệt độ đặt yêu cầu xả băng thì quá trình xả băng được thực hiện như
trên, ngoài ra theo chu kì của rơle thời gian đã đặt máy nén lạnh tự động dừng xả băng theo thời gian đặt trước.
- Phương pháp xả băng theo thời gian: phương pháp này được thực hiện khi xác định rõ chu kì xả băng tối ưu và hệ thống sấy lạnh hoạt động theo chu kì đó để đảm bảo các thông số về nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy cũng như vật liệu sấy đã được cài đặt trước.
Để đánh giá cụ thể, chính xác về đặc tính động học quá trình bám tuyết trên bề mặt dàn bay hơi tách ẩm của máy sấy lạnh, hút ẩm đối với điều kiện khí hậu Việt Nam, cho đến nay mới chỉ có một vài nghiên cứu của các tác giả trong nước, như tác giả Nguyễn Phong Nhã
[10]. Tuy nhiên [10] cũng chỉ là công trình nghiên cứu thực nghiệm cho một hệ thống riêng rẽ mà chưa khái quát được thành một quy luật hay hàm xác để có thể áp dụng cho các công trình khác.
1.3.3. Trong lĩnh vực sấy lạnh, hút ẩm.
Trong lĩnh vực sấy lạnh, hút ẩm, việc nghiên cứu quá trình bám tuyết dàn bay hơi tách ẩm
có ý nghĩa đặc biệt quan trọng, quyết định đến hiệu suất tách ẩm của thiết bị, làm cơ sở để tính toán thiết kế cho các hệ thống sấy lạnh về tiết kiệm năng lượng, chỉ phí đầu tư, chỉ phí sản
xuất. Các phương pháp xả băng được sử dụng trong lĩnh vực sấy lạnh, bơm nhiệt hút ẩm bao
gồm:
- Phương pháp sử dụng thời gian dừng cấp dịch cho dàn bay hơi và xả băng bằng quạt gió. - Phương pháp xả băng bằng nhiệt độ kết hợp với thời gian dừng cấp dịch cho dàn bay hơi
và xả băng bằng quạt gió.
Nguyễn Phạm Song Thương - Đồ én †ốt nghiệp
- Phương pháp xả băng gián đoạn lần lượt từng máy sử dụng rơle thời gian cho máy nén đừng và sử dụng quạt dàn lạnh xả băng trong hệ thống sấy lạnh ghép tầng.
Nói chung, các phương pháp xả băng, tách ẩm đã và đang sử dụng hiện tại của các hệ
thống sấy lạnh, máy sấy lạnh đêu đáp ứng được các yêu cầu công nghệ của nhà thiết kế đưa ra. Tuy nhiên sự ổn định của các chế độ xả băng tách ẩm chưa cao hoặc hiệu suất làm việc của hệ
thống chưa đạt đến giá trị tối ưu.