Mục đích tính toán nhiệt của quá trình là xác định tiêu hao không khí dung cho quá trình sấy L, kg/h và tiêu hao nhiệt Q, kJ/h. Trên cơ sở tính toán nhiệt xác định các kích thước cơ bản của thiết bị. Đồng thời qua việc thiết lập cân bằng nhiệt, cân bằng năng lượng của hệ thống sẽ xác định đươc hiệu suất sử dụng nhiệt và hiệu suất sử dụng năng lượng của hệ thống cũng như tiêu hao nhiệt riêng của buồng sấy và hệ thống.
4.1.1 Nguyên lý của hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt
Nguyên lý hoạt động của bơm nhiệt về cơ bản tương tự như máy lạnh bình thường, nó chỉ phân biệt ở mục đích sử dụng mà người ta phân loại bơm nhiệt và máy lạnh. Máy lạnh chỉ dùng nguồn lạnh ở thiết bị bay hơi để giảm nhiệt độ môi trường, còn bơm nhiệt lại sử dụng nguồn nhiệt ở dàn ngưng tụ. Nhưng về cơ bản hai loại đều bao gồm những thiết bị giống nhau, nhưng do yêu cầu về sử dụng nguồn nhiệt mà bơm nhiệt được dùng để cung cấp nguồn nhiệt cao hơn.
Máy sấy lạnh dựa trên nguyên lý của tủ sấy, nhưng tác nhân sấy được xử lý tách ẩm trước khi đi vào buồng sấy. Nguyên tắc tách ẩm tác nhân sấy dùng dàn lạnh của máy lạnh để làm giảm nhiệt độ của tác nhân sấy dưới nhiệt độ điểm sương để bốc hơi nước trong không khí ẩm ngưng tụ thành nước và lấy ra ngoài. Phần tác nhân sấy sau khi tách ẩm được gia nhiệt lại bởi dàn nóng của máy lạnh rồi tiếp tục đưa vào buồng sấy thực hiện quá trình sấy.
Tóm lại, cơ sở của phương pháp này được thực hiện bằng cách giảm độ ẩm tương đối trong không khí để tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa hơi nước trong không khí và hơi nước trong nông sản, thực phẩm. Bằng cách này độ ẩm sẽ tách ra khỏi nông sản, thực phẩm, và đi vào không khí. Khi làm lạnh không khí trong thiết bị trao đổi nhiệt xuống thấp hơn nhiệt độ đọng sương, hơi bão hoà ẩm sẽ ngưng tụ và tách ra khỏi không khí. Không khí sau đó đi qua dàn nóng sẽ sấy khô vật liệu.
Hình 4.1: Sơ đồ
nguyên lý
bơm nhiệt sử dụng trong máy sấy lạnh
Mô hình máy sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt được chế tạo tại Trường Đại học Công Nghiệp Tp Hồ Chí Minh 1: Máy nén 2: Dàn nóng 3: Khay để liệu 4: Bảng điều khiển 5: Dàn lạnh 6: Quạt 7: Tấm chắn
8: Khay đựng nước ngưng
Hình 4.3 Đồ thị t-d chế độ sấy hồi lưu hoàn toàn