- Lượng ẩm bốc hơi ựược tắnh theo công thức
3.2.1.Cơ sở lý luận và giải pháp cải tạo lò sấy gỗ hiện có.
d. đánh giá chung
3.2.1.Cơ sở lý luận và giải pháp cải tạo lò sấy gỗ hiện có.
để có cơ sở nghiên cứu tắnh toán thiết kế hoàn thiện lò sấy sử dụng bơm nhiệt rút ẩm (hình 3.3) mô tả sơ ựồ nguyên lý hoạt ựộng tổng quát của thiết bị.
Hình 3.3. Sơ ựồ nguyên lý của thiết bị sấy bơm nhiệt
Từ sơ ựồ trên ta thấy thể hiện chu trình hoạt ựộng của 2 tác nhân tuần hoàn kắn như sau:
* Chu trình của tác nhân lạnh:
Từ sơ ựồ nguyên lý hình 3.3 chu trình hoạt ựộng của tác nhân lạnh là chu trình ngược biểu diễn trên ựồ 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
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 47
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 ựộ thấp lên áp suất cao, nhiệt ựộ cao nhờ máy nén hơị Quá trình này có thể xem là ựoạn nhiệt.
2-3: Quá trình ngưng tụ ựẳng áp trong thiết bị ngưng tụ thải nhiệt qk 3-4: Quá trình tiết lưu ựẳng 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 ựẳng áp ở nhiệt ựộ thấp và áp suất thấp thu nhiệt q0
Hình 3.4. Chu trình tuần hoàn của tác nhân lạnh trong thiết bị sấy bơm nhiệt
Như vậy chu trình tuần hoàn kắn 1-2-3-4 của tác nhân lạnh thực hiện 2 quá trình chuyển pha và ựồng thời xảy ra 2 quá trình trao ựổi 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)
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 48
Năng suất lạnh: q0 = i1 Ờ i4
Năng suất thải nhiệt: qk = i2 Ờ i3
Công nén ựoạn nhiệt: L = i2 Ờ i1
Nhiệt thu qua thiết bị hoàn nhiệt: ∆iql = i3 Ờ i4
Nhiệt thải ra ở thiết bị mà mát trước tiết lưu: ∆iqn = i1 Ờ i1Ỗ
* Chu trình của tác nhân sấy:
Hình 3.5. 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 khắ sau dàn lạnh điểm 2: trạng thái không khắ sau dàn nóng
điểm 3: trạng thái không khắ sau khi ra khỏi buồng sấy điểm 4: trạng thái không khắ trong dàn lạnh
Trong hình 3.5 gồm các quá trình:
1-2: Quá trình ựốt nóng không khắ khi ựi qua dàn ngưng tụ, ựây là quá trình gia nhiệt ựẳng dung ẩm. Như vậy dàn ngưng ựóng vai trò như một calorife ựể ựốt nóng tác nhân sấy từ trạng thái 1 lên trạng thái 2. Nhưng trong thực tế sau mỗi chu
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 49
kì tuần hoàn của tác nhân sấy ựi qua dàn ngưng tụ ựiểm 2 có xu hướng dịch chuyển ựến ựiểm 2Ỗ có nhiệt ựộ cao hơn ( lắ do là nhiệt thải ra do chắnh máy nén tạo ra, do ma sát, dòng fucos của dây quấn ựộng cơ ựiện, Ầ).
2-3: Quá trình sấy (i2 = i3) trong buồng sấy (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3-4-1: Quá trình không khắ ựi qua dàn bay hơi của máy lạnh. Ở ựây không khắ giảm từ nhiệt ựộ t3 tới nhiệt ựộ ựọng sương t4 sau ựó phần hơi nước trong không khắ ngưng tụ lại ∆d = d4 Ờ d1, trạng thái 1 sau khi ựi qua dàn bay hơị
để ứng dụng bơm nhiệt máy lạnh sử dụng cả 2 chiều nóng lạnh cho công nghệ sấy với tác nhân sấy là không khắ tuần hoàn kắn, mỗi chu kì tuần hoàn của tác nhân sấy thực hiện 2 quá trình: Thải nhiệt khi qua dàn bay hơi ựể hạ nhiệt ựộ không khắ xuống ựiểm ựọng sương nhằm tách ẩm và ngược lại thu nhiệt khi ựi qua dàn ngưng tụ nhằm nâng nhiệt ựộ lên, như vậy ựồng thời hạ ựộ ẩm tương ựối của tác nhân sấy trước khi vào buồng sấy ựể thực hiện quá trình trao ựổi ẩm. Như vậy tác nhân lạnh và tác nhân sấy cùng tham gia trao ựổi nhiệt cho nhau, bên thu nhiệt tương ứng với bên thải nhiệt và ngược lạị
Áp suất ngưng tụ pk càng cao thì nhiệt ựộ ngưng tụ tk càng cao, nhiệt ựộ tk cao dẫn ựến nhiệt ựộ tác nhân sấy cao và ựộ ẩm tương ựối thấp nên tạo ựộng lực tốt cho quá trình thu ẩm của vật sấy, song ựể lựa chọn chế ựộ làm việc với tk nào hợp lý là do công nghệ sấy của từng loại sản phẩm quyết ựịnh. Nhưng mặt ngược lại khi pk càng cao lợi về nguồn nhiệt cao nhưng lại tốn hơn về công nén ựoạn nhiệt và năng suất lạnh càng giảm xuống ựến một giới hạn nhất ựịnh thì năng suất lạnh q0 bé ựến mức không ựủ ựể hạ nhiệt ựộ của tác nhân sấy xuống ựến ựiểm ựọng sương có nghĩa tác nhân sấy bão hòa hơi ẩm quá trình sấy không còn hiệu quả.
Như vậy ựối 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 ựều cùng tham gia vào quá trình sấỵ Chắnh vì vậy việc tắnh toán các chế ựộ phù hợp ựể phát huy
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 50
tắnh năng và tác dụng của thiết bị sấy là một vấn ựề phức tạp vì có rất nhiều thông số phụ thuộc.
Căn cứ vào yêu cầu công nghệ ựã phân tắch ở phần tổng quan lựa chọn dải nhiệt ựộ sấy phù hợp với sản phẩm gỗ là: <600C. với dải nhiệt ựộ này là cơ sở ựể lựa chọn tác nhân lạnh của bơm nhiệt. Tác nhân lạnh tuần hoàn trong chu trình của bơm nhiệt phải thỏa mãn: nhiệt ựộ ngưng tụ cao hơn nhiệt ựộ tác nhân sấy ∆t = 80C ọ 100C, mặt khác phải ựảm bảo nhiệt ựộ bay hơi thấp khoảng : +50C ọ +100C ựể có thể ựủ hạ nhiệt ựộ của tác nhân sấy xuống ựến ựiểm ựọng sương với tựs = 150C ọ 220C. Với ựiều kiện trên chọn tác nhân lạnh R22 là rất phù hợp có thể làm việc ổn ựịnh ở nhiệt ựộ ngưng tụ tk = 600C và t0 = +50C ọ +100C.
Như vậy ta có thể lựa chọn nhiệt ựộ tác nhân sấy trong khoảng: t = 400C ọ
500C (Tác nhân sấy sau khi ựi qua dàn ngưng tụ và trước khi ựi vào buồng sấy).
Giải pháp ựể ổn ựịnh ựược nhiệt ựộ sấy t1 theo ựồ thị (hình 3.5) cần phải thải lượng nhiệt dư sau mỗi chu trình tuần hoàn của tác nhân sấy ựể hạ ựiểm 1Ỗ xuống ựiểm 1 bằng cách gián tiếp thải một phần nhiệt lượng ra ngoài môi trường thông qua dàn ngưng tụ phụ ựặt bên ngoài buồng sấỵ Giải pháp ựể nâng cao hiệu suất tách ẩm tại dàn bay hơi và ựiều khiển ựược nhiệt ựộ ựọng sương ta có thể ựiều khiển nhiệt ựộ sau quá trình sấy trước khi vào thiết bị bay hơi bằng cách lắp thêm thiết bị làm mát bổ sung ựể hạ nhiệt ựộ tác nhân sấỵ
Giải pháp ựể nâng cao nhiệt ựộ ban ựầu của buồng sấy khi mới cho nguyên liệu vào giai ựoạn ựầu mà chế ựộ sấy ở nhiệt ựộ cao hơn nhiệt ựộ môi trường. đối với sấy tuần hoàn kắn không có bộ phận gia nhiệt trực tiếp, nếu ựể ổn ựịnh ựược nhiệt ựộ sấy phải mất thời gian ban ựầu lâu do chỉ có lượng nhiệt dư cung cấp làm nóng sản phẩm. Chắnh vì vậy ta ựưa giải pháp lắp thêm dàn bay hơi phụ nằm bên ngoài buồng sấy nhằm mục ựắch giai ựoạn ựầu dàn bay hơi chắnh không làm việc, chỉ có dàn bay hơi phụ làm việc ựể lấy nhiệt của môi trường cung cấp cho buồng sấy và nguyên liệu ựến nhiệt ựộ yêu cầụ
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦẦ 51
Sau ựó quá trình sấy bắt ựầu làm việc khi dàn bay hơi phụ dừng làm việc và dàn bay hơi chắnh làm việc.