Cơ sở lý luận và giải pháp cải tạo lò sấy gỗ hiện- 123docz.net

d. Đánh giá chung

2.3.1. Cơ sở lý luận và giải pháp cải tạo lò sấy gỗ hiện có.

Để có cơ sở nghiên cứu tính toán thiết kế hoàn thiện lò sấy sử dụng bơm nhiệt rút ẩm (hình 3.3) mô tả sơ đồ nguyên ly hoạt động tổng quát của thiết bị.

Hình 2.3. Sơ đồ nguyên lý của thiết bị sấy bơm nhiệt

Từ sơ đồ trên ta thấy thể hiện chu trình hoạt động của 2 tác nhân tuần hoàn kín như sau:

* Chu trình của tác nhân lạnh:

Từ sơ đồ nguyên ly hình 2.3 chu trình hoạt động của tác nhân lạnh là chu trình ngược biểu diễn trên đồ thị LgP-i như hình 3.4, 1-2-3-4 với: [21]

MN : Máy nén NT: Ngưng tụ BH: Bay hơi

L: Công tiêu tốn cho máy nén TL: Van tiết lưu

q0: Nhiệt lượng lấy từ môi trường qk: Nhiệt tỏa ra ở dàn ngưng tụ

1-2: Quá trình nén hơi tác nhân lạnh từ áp suất thấp, nhiệt độ thấp lên áp suất cao, nhiệt độ cao nhờ máy nén hơi. Quá trình này có thể xem là đoạn nhiệt.

2-3: Quá trình ngưng tụ đẳng áp trong thiết bị ngưng tụ thải nhiệt qk 3-4: Quá trình tiết lưu đẳng entanpi (i3 = i4) của tác nhân lạnh lỏng qua van tiết lưu từ áp suất cao xuống áp suất thấp.

4-1: Quá trình bay hơi đẳng áp ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp thu nhiệt q0

Hình 2.4. Chu trình tuần hoàn của tác nhân lạnh trong thiết bị sấy bơm nhiệt

Như vậy chu trình tuần hoàn kín 1-2-3-4 của tác nhân lạnh thực hiện 2 quá trình chuyển pha và đồng thời xảy ra 2 quá trình trao đổi nhiệt:

Quá trình sôi bay hơi thu nhiệt của tác nhân lạnh tại dàn bay hơi (nhiệt thu vào q0)

Quá trình ngưng tụ thải nhiệt của tác nhân lạnh tại dàn ngưng tụ (nhiệt thải ra qk)

Năng suất lạnh: q0 = i1 – i4 Năng suất thải nhiệt: qk = i2 – i3

Công nén đoạn nhiệt: L = i2 – i1

Nhiệt thu qua thiết bị hoàn nhiệt: ∆iql = i3 – i4 Nhiệt thải ra ở thiết bị mà mát trước tiết lưu: ∆iqn = i1 – i1’

* Chu trình của tác nhân sấy:

Hình 2.5. Đồ thị I-d biểu diễn chu trình của tác nhân sấy trong thiết bị sấy dùng bơm nhiệt rút ẩm

Điểm 1: trạng thái không khí sau dàn lạnh Điểm 2: trạng thái không khí sau dàn nóng

Điểm 3: trạng thái không khí sau khi ra khỏi buồng sấy Điểm 4: trạng thái không khí trong dàn lạnh

Trong hình 2.5 gồm các quá trình:

1-2: Quá trình đốt nóng không khí khi đi qua dàn ngưng tụ, đây là quá trình gia nhiệt đẳng dung ẩm. Như vậy dàn ngưng đóng vai trò như một calorife để đốt nóng tác nhân sấy từ trạng thái 1 lên trạng thái 2. Nhưng trong thực tế sau mỗi chu kì tuần

hoàn của tác nhân sấy đi qua dàn ngưng tụ điểm 2 có xu hướng dịch chuyển đến điểm 2’ có nhiệt độ cao hơn ( lí do là nhiệt thải ra do chính máy nén tạo ra, do ma sát, dòng fucos của dây quấn động cơ điện, …).

2-3: Quá trình sấy (i2 = i3) trong buồng sấy

3-4-1: Quá trình không khí đi qua dàn bay hơi của máy lạnh. Ở đây không khí giảm từ nhiệt độ t3 tới nhiệt độ đọng sương t4 sau đó phần hơi nước trong không khí ngưng tụ lại ∆d = d4 – d1, trạng thái 1 sau khi đi qua dàn bay hơi.

Để ứng dụng bơm nhiệt máy lạnh sử dụng cả 2 chiều nóng lạnh cho công nghệ sấy với tác nhân sấy là không khí tuần hoàn kín, mỗi chu kì tuần hoàn của tác nhân sấy thực hiện 2 quá trình: Thải nhiệt khi qua dàn bay hơi để hạ nhiệt độ không khí xuống điểm đọng sương nhằm tách ẩm và ngược lại thu nhiệt khi đi qua dàn ngưng tụ nhằm nâng nhiệt độ lên, như vậy đồng thời hạ độ ẩm tương đối của tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy để thực hiện quá trình trao đổi ẩm. Như vậy tác nhân lạnh và tác nhân sấy cùng tham gia trao đổi nhiệt cho nhau, bên thu nhiệt tương ứng với bên thải nhiệt và ngược lại.

Áp suất ngưng tụ pk càng cao thì nhiệt độ ngưng tụ tk càng cao, nhiệt độ tk cao dẫn đến nhiệt độ tác nhân sấy cao và độ ẩm tương đối thấp nên tạo động lực tốt cho quá trình thu ẩm của vật sấy, song để lựa chọn chế độ làm việc với tk nào hợp ly là do công nghệ sấy của từng loại sản phẩm quyết định. Nhưng mặt ngược lại khi pk càng cao lợi về nguồn nhiệt cao nhưng lại tốn hơn về công nén đoạn nhiệt và năng suất lạnh càng giảm xuống đến một giới hạn nhất định thì năng suất lạnh q0 bé đến mức không đủ để hạ nhiệt độ của tác nhân sấy xuống đến điểm đọng sương có nghĩa tác nhân sấy bão hòa hơi ẩm quá trình sấy không còn hiệu quả.

Như vậy đối với sấy bơm nhiệt sử dụng cả 2 chiều nóng, lạnh khác với bơm nhiệt thuần túy khác là cả hai nguồn năng lượng này đều cùng tham gia vào quá trình sấy. Chính vì vậy việc tính toán các chế độ phù hợp để phát huy

tính năng và tác dụng của thiết bị sấy là một vấn đề phức tạp vì có rất nhiều thông số phụ thuộc.

Căn cứ vào yêu cầu công nghệ đã phân tích ở phần tổng quan lựa chọn dải nhiệt độ sấy phù hợp với sản phẩm gỗ là: <600C. với dải nhiệt độ này là cơ sở để lựa chọn tác nhân lạnh của bơm nhiệt. Tác nhân lạnh tuần hoàn trong chu trình của bơm nhiệt phải thỏa mãn: nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nhiệt độ tác nhân sấy ∆t = 80C ÷ 100C, mặt khác phải đảm bảo nhiệt độ bay hơi thấp khoảng : +50C ÷ +100C để có thể đủ hạ nhiệt độ của tác nhân sấy xuống đến điểm đọng sương với tđs = 150C ÷ 220C. Với điều kiện trên chọn tác nhân lạnh R22 là rất phù hợp có thể làm việc ổn định ở nhiệt độ ngưng tụ tk = 600C và t0 = +50C ÷ +100C.

Như vậy ta có thể lựa chọn nhiệt độ tác nhân sấy trong khoảng: t = 400C ÷ 500C (Tác nhân sấy sau khi đi qua dàn ngưng tụ và trước khi đi vào buồng sấy).

Giải pháp để ổn định được nhiệt độ sấy t1 theo đồ thị (hình 2.5) cần phải thải lượng nhiệt dư sau mỗi chu trình tuần hoàn của tác nhân sấy để hạ điểm 1’ xuống điểm 1 bằng cách gián tiếp thải một phần nhiệt lượng ra ngoài môi trường thông qua dàn ngưng tụ phụ đặt bên ngoài buồng sấy. Giải pháp để nâng cao hiệu suất tách ẩm tại dàn bay hơi và điều khiển được nhiệt độ đọng sương ta có thể điều khiển nhiệt độ sau quá trình sấy trước khi vào thiết bị bay hơi bằng cách lắp thêm thiết bị làm mát bổ sung để hạ nhiệt độ tác nhân sấy.

Giải pháp để nâng cao nhiệt độ ban đầu của buồng sấy khi mới cho nguyên liệu vào giai đoạn đầu mà chế độ sấy ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường. Đối với sấy tuần hoàn kín không có bộ phận gia nhiệt trực tiếp, nếu để ổn định được nhiệt độ sấy phải mất thời gian ban đầu lâu do chỉ có lượng nhiệt dư cung cấp làm nóng sản phẩm. Chính vì vậy ta đưa giải pháp lắp thêm dàn bay hơi phụ nằm bên ngoài buồng sấy nhằm mục đích giai đoạn đầu dàn bay hơi chính không làm việc, chỉ có dàn bay hơi phụ làm việc để lấy nhiệt

Sau đó quá trình sấy bắt đầu làm việc khi dàn bay hơi phụ dừng làm việc và dàn bay hơi chính làm việc.

Cơ sở lý luận và giải pháp cải tạo lò sấy gỗ hiện có.

Ứng dụng bơm nhiệt sấy gỗ:

Xác định kích thước lò sấy