Trong cỏc hệ thống lạnh hiện nay thỡ cỏc thiết bị trao đổi nhiệt chiếm một tỷ lệ rất lớn về khối lượng ( 52-68% ) và thể tớch ( 45-62% ) của toàn bộ hệ thống. Trong đú ở hầu hết cỏc hệ thống lạnh đều cần cú cú hai thiết bị trao đổi nhiệt quan trọng nhỏt là thiết bị ngưng tụ và thiết bị bay hơi. Ngoài ra cũn cú cỏc thiết bị phụ khỏc cũng thực hiện quỏ trỡnh trao đổi nhiệt khỏc nhau để nõng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống, đú là cỏc thiết bị trao đổi hồi nhiệt, bỡnh trung gian, bỡnh tỏch dầu,….
1.5.1. Thiết bị ngƣng tụ
Là thiết bị trao đổi nhiệt để biến hơi mụi chất lạnh cú ỏp suất và nhiệt độ cao sau quỏ trỡnh nộn thành thành thỏi lỏng. Đụi khi trong cỏc thiết bị ngưng tụ cũn xảy ra quỏ trỡnh làm lạnh mụi chất lỏng xuống nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ ngưng tụ, gọi là mụi trường làm mỏt ( thường là nước hoặc khụng khớ ). Phõn loại thiết bị ngưng tụ :
- Dựa vào dạng của mụi trường làm mỏt, chia thiết bị ngưng tụ thành 4 nhúm: + Thiết bị ngưng tụ làm mỏt bằng nước.
+ Thiết bị ngưng tụ làm mỏt bằng nước - khụng khớ. + Thiết bị làm mỏt bằng khụng khớ.
+ Thiết bị ngưng tụ làm mỏt bằng mụi chất sụi hay sản phẩm cụng nghệ. - Dựa vào đặc điểm của quỏ trỡnh ngưng tụ mụi chất, cú thể chia thiết bị ngưng tụ thành 2 nhúm :
+ Thiết bị ngưng tụ cú mụi chất ngưng ở mặt ngoài của bề mặt trao đổi nhiệt. +Thiết bị ngưng tụ cú mụi chất ngưng ở mặt trong của bề mặt trao đổi nhiờt.
- Dựa vào đặc điểm của quỏ trỡnh chảy của mụi trường làm mỏt qua bề mặt trao đổi nhiệt, cú thể chia thiết bị ngưng tụ thành 3 nhúm :
+ Thiết bị ngưng tụ cú mụi trường làm mỏt tuần hoàn tự nhiờn. + Thiết bị ngưng tụ cú mụi trường làm mỏt tuần hoàn cưỡng bức. + Thiết bị ngưng tụ cú tưới chất lỏng mỏt.
1.5.2. Thiết bị bay hơi
Thiết bị bay hơi là thiết bị để thu nhiệt từ mụi trường làm lạnh tuần hoàn giữa thiết bị bay hơi và đối tượng làm lạnh để nhận nhiệt và làm lạnh đối tượng. Cũng cú trường hợp đối tượng làm lạnh thải nhiệt trực tiếp cho mụi chất làm lạnh trong thiết bị bay hơi (làm lạnh trực tiếp). Trong trường hợp làm lạnh giỏn tiếp mụi trường trung gian gọi là chất tải lạnh.
Phõn loại thiết bị bay hơi :
Thiết bị bay hơi sử dụng trong cỏc hệ thống rất đa dạng. Tựy thuộc vào mục đớch sử dụng khỏc nhau mà nờn chọn loại dàn cho thớch hợp. Cú nhiều cỏch phõn loại thiết bị bay hơi.
- Theo mụi trường cần làm lạnh :
+ Bỡnh bay hơi để làm lạnh chất tải lạnh lỏng như nước, nước muối… + Dàn lạnh khụng khớ, đucợ sử dụng để làm lạnh khụng khớ.
+ Dàn lạnh kiểu tấm, cú thể sử dụng làm lạnh khụng khớ, chất lỏng hoặc cỏc sản phẩm dạng đặc. Vớ dụ như cỏc tấm lắc trong tủ đụng tiếp xỳc, trống làm đỏ trong tủ đỏ vảy,….
- Theo mức độ chứa dung dịch trong dàn lạnh + Dàn lạnh kiểu ngập lỏng.
+Dàn lạnh kiểu khụng ngập lỏng.
CHƢƠNG 2.
THIẾT KẾ HỆ TRUYỀN ĐỘNG ĐIỆN VÀ TRANG BỊ ĐIỆN TRẠM LẠNH CễNG NGHIỆP
2.1. Xõy dựng phƣơng ỏn thiết kế cho hệ thống lạnh cụng nghiệp 2.1.1. Lựa chọn hệ thống lạnh 2.1.1. Lựa chọn hệ thống lạnh
Hệ thống lạnh xột ở đõy là hệ thống lạnh dựng để bảo quản thực phẩm. Một kho bảo quản cỏc mặt hàng rau quả nụng sản cú nhiệt độ trong khoảng - 20-50C.
Hệ thống sử dụng bốn mỏy nộn, tạo ra được năng suất lạnh khỏc nhau, nhằm tạo ra cỏc mức nhiệt lạnh khỏc nhau.
Hệ thống cú cỏc chế độ vận hành như:
+ Chế độ vận hành bằng tay: điều khiển sự hoạt động của hệ thống ngay tại hiện trường.
+ Chế độ điều khiển từ xa bằng mỏy tớnh: điều khiển hệ thống bằng mỏy tớnh ở phũng điền khiển.
+ Chế độ tự động: đặt nhiệt độ mong muốn và hệ thống sẽ tự động điều chỉnh cho phự họp với yờu cầu, đõy là chế độ cụng tỏc chớnh của hệ thống.
+ Phạm vi điều chỉnh nhiệt độ: - 25- 5°C
+ Việc giỏm sỏt cỏc thụng sổ kỹ thuật của hệ thống cú ý nghĩa rất quan trọng trong việc khai thỏc cũng như tự động húa hệ thống. Chỉ bỏo cỏc thụng số kỹ thuật hiện tại của hệ thống, trạng thỏi hoạt động, chế độ hoạt động và bỏo động cho người vận hành thiết biết khi hệ thống gặp sự cố.
• Giới thiệu cỏc phần tử trong hệ thống lạnh:
Mỏy nộn lạnh: sử dụng để hỳt hơi ở ỏp suất thấp, nhiệt độ thấp sinh ra ở dàn bay hơi nộn lờn ỏp suất cao để đẩy vào dàn ngưng tụ. Hệ thống sử dụng bốn mỏy nộn trục vớt của hóng MYCOM. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Thiết bị ngưng tụ: là thiết bị trao đổi nhiệt để biến mụi chất lạnh cú ỏp suất cao và nhiệt độ cao sau quỏ trỡnh nộn thành dạng lỏng. Hơi mụi chất cú ỏp suất và nhiệt độ cao truyền nhiệt cho nước hay khụng khớ làm mỏt, bị mất nhiệt dẫn đến nhiệt độ giảm bằng nhiệt độ bóo hũa ở ỏp suất ngưng tụ cho nờn ngưng tụ thành chất lỏng.
Trờn bảng 2.1 trỡnh bày cỏc thụng số kỹ thuật của mỏy nộn trục vớt : Đặc điểm
kỹ thuật
Thụng số ở điều kiện thường
Thụng sụ ở điều kiện làm việc
Nhiệt độ hỳt vào > - 18° c -9,5 đến - 6,5°c
Áp lực dầu >1.1 bar 2,0 - 2,2bar
Áp suất ra 14- 17,5bar 13 - 13,5bar
Nhiệt độ đầu ra <105°c 70 - 80°c
Nhiệt độ dầu trong mỏy
nộn 32 - 58°c 42 - 46°c
Nhiệt độ vỏch ngăn dầu > 32°c 65 - 75°c
Phạm vi điờu chỉnh năng
suất lạnh 10% - 100% 65 - 75%
Động cơ 1150V/p, 220V/380V,
50Hz
Bảng 2.1 :Thụng số kỹ thuật mỏy nộn trục vớt
Giỏm sỏt ỏp suất sau van một chiều, dựng trong việc bỏo động, bảo vệ khi ỏp suất quỏ cao và bỏo động khi đó cho mỏy nộn hoạt động mà ỏp suất điểm này khụng đạt mức yờu cầu.
Thiết bị bay hơi: là thiết bị trao đổi nhiệt trong đú mụi chất lạnh lỏng hấp thụ nhiệt từ mụi trường lạnh, sụi và húa hơi.
Thỏp giải nhiệt: cú nhiệm vụ phải thải được toàn bộ lượng nhiệt do quỏ trỡnh ngưng tụ của mụi chất lạnh trong bỡnh ngưng tỏa ra. Chất tải nhiệt trung gian là nước. Nhờ quạt giú và dàn phun mưa, nước bay hơi một phần và giảm
nhiệt độ xuống tới mức yờu cầu để được bơm trở lại bỡnh ngưng nhận nhiệt ngưng tụ.
Bỡnh tỏch dầu: được sử dụng để tỏch dầu mỏy nộn lẫn trong mụi chất đến bỡnh ngưng.
Bỡnh chứa cao ỏp: đặt ở vị trớ phớa dưới bỡnh ngưng dựng để chứa chất lỏng đó ngưng tụ và giải phúng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ, tự duy trỡ sự cấp lỏng liờn tục của van tiết lưu.
Bỡnh tỏch lỏng: tỏch cỏc giọt chất lỏng khỏi luồng hơi hỳt về mỏy nộn, trỏnh cho mỏy nộn khụng hỳt phải chất lỏng gõy ra va đập thủy lực làm hư hỏng mỏy nộn.
Thiết bị hồi nhiệt: dựng để quỏ lạnh mụi chất sau khi ngưng tụ trước khi vào van tiết lưu bằng hơi lạnh ra từ dàn bay hơi trước khi về mỏy nộn nhằm tăng hiệu suất lạnh của chu trỡnh
Phin sấy, phin lọc: dựng để loại trừ cặn bẩn cơ học và cỏc tạp chất húa học khỏc, đặc biệt là nước và cỏc oxit ra khỏi vũng tuần hoàn mụi chất.
2.1.2. Giỏm sỏt hệ thống
Ta xột hệ thống giỏm sỏt trờn hỡnh 2.1 + Giỏm sỏt tại điểm D1:
Giỏm sỏt ỏp suất phớa cửa hỳt của mỏy nộn. Việc này cú tỏc dụng quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống, đặc biệt là mỏy nộn, trỏnh cho mỏy nộn làm việc ở chế độ khụng thuận lợi. Khi ỏp suất dầu hỳt giảm quỏ thấp thỡ điều kiện bụi trơn thường rất kộm, lỳc này cần dừng ngay mỏy nộn và tỡm nguyờn nhõn sự cố.
+ Giỏm sỏt tại điểm D2, D3: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giỏm sỏt ỏp suất phớa cửa đẩy của mỏy nộn. Cú tỏc dụng cảnh bỏo, bảo vệ mỏy nộn khỏi quỏ tải do cửa ra của mỏy nộn bị tắc hoặc chưa mở van chạy gõy chỏy động cơ lai hoặc làm phỏ hủy cỏc bộ phận mỏy nộn. Khi mỏy nộn chớnh gặp sự cố thỡ cần dừng mỏy nộn chớnh, cho mỏy nộn dự phũng làm việc.
+ Giỏm sỏt tại điểm D4:
Giỏm sỏt ỏp suất sau van 1 chiều, dựng trong việc bỏo động , bảo vệ khi ỏp suất quỏ cao và bỏo động khi đó cho mỏy nộn hoạt động mà ỏp suất điểm này khụng đạt mức yờu cầu.
+ Giỏm sỏt tại điểm D5 :
Giỏm sỏt nhiệt độ bỡnh ngưng. Cú tỏc dụng bảo vệ bỡnh ngưng và trong việc tự động điều chỉnh nhiệt độ ngưng tụ và điều chỉnh lương nước làm mỏt bỡnh ngưng
Hỡnh 2.1:Giỏm sỏt hệ thống mỏy nộn lạnh
+ Giỏm sỏt tại điểm D6:
Giỏm sỏt ỏp suất bỡnh chứa cao ỏp. Cú tỏc dụng bảo vệ bỡnh chứa khỏi ỏp suất cao và điều chỉnh cụng suất cho phự hợp.
Giỏm sỏt mức của bỡnh chứa cao ỏp. Cú tỏc dụng điều chỉnh cụng suất mỏy nộn, bảo vệ bỡnh chứa cao ỏp.
Giỏm sỏt ỏp suất bay hơi mụi chất lạnh. Cú tỏc dụng trong việc bỏo động, bảo vệ bỡnh bay hơi. Khi ỏp suất bay hơi nhỏ dẫn đến nhiệt độ bay hơi thấp cú thể dẫn tới làm đụng nước muối trong bỡnh bay hơi.
+ Giỏm sỏt tại điểm D8:
Giỏm sỏt nhiệt độ kho lạnh. Đõy là thụng số rất quan trọng và là mục đớch cuối cựng của hệ thống lạnh. Việc này cú tỏc dụng duy trỡ trong việc điều chỉnh cụng suất mỏy nộn, điều chỉnh van tiết lưu để duy trỡ nhiờt độ theo yờu cầu
+ Giỏm sỏt tại điểm D9, D10:
Điểm rất quan trọng trong hệ thống lạnh là tỡnh trạng làm việc của mỏy nộn lạnh. Thụng số cần giỏm sỏt ở đõy là ỏp lực dầu bụi trơn mỏy nộn, mức dầu trong caste và nhiệt độ nước làm mỏt mỏy nộn. Trong đú đặc biệt quan trọng đú là ỏp lực dầu bụi trơn, khi dầu bụi trơn khụng đủ cú thể dẫn đến phỏ hủy toàn bộ mỏy nộn.
Giỏm sỏt ỏp lực dầu bụi trơn cú tỏc dụng bảo vệ mỏy nộn, bỏo động và tự dừng mỏy nộn khi gặp sự cố.
+ Giỏm sỏt tại điểm D11 :
Giỏm sỏt nhiệt độ dũng nước làm mỏt đi ra từ mỏy nộn. Cú tỏc dụng bỏo động khi nhiệt độ dũng nước vượt quỏ giỏ trị cho phộp
2.1.3. Chu trỡnh lạnh của hệ thống lạnh
Chế độ làm lạnh của hệ thống lạnh: Sơ đồ chu trỡnh biểu diễn trờn đồ thị( lgp - i). Sơ đồ chu trỡnh và cỏc thụng số được biểu diễn trờn hỡnh 2.2
Thuyết minh:
Hơi mụi chất sau khi sinh ra ở thiết bị bay hơi, cú nhiệt độ lớn và ỏp suất P0. Lượng hơi này được đưa tới thiết bị hồi nhiệt. Tại đõy hơi mụi chất được quỏ nhiệt từ trạng thỏi hơi bóo hũa khụ đến trạng thỏi hơi quỏ nhiệt 1. Sau đú được mỏy nộn hỳt về và nộn lại ở trạng thỏi 2. Rồi hơi mụi chất được đưa vào thiết bị ngưng tụ ống trựm vỏ nằm ngang. Hơi thải nhiệt cho nước làm mỏt
2 1 4 3' 3 Pk, Tk 2' PO,TO i( kJ/kg) P(bar) 1'
chạy qua ngưng tụ thành lỏng và được quỏ lạnh chỳt ớt khụng đỏng kể. Lỏng được dẫn vào thiết bị hồi quỏ nhiệt lạnh, trong đú lỏng thải nhiệt cho mụi chất lạnh, lỏng được trớch ra để tiết lưu làm mỏt cho lượng mụi chất lỏng chớnh. Mụi chất sau khi ra khỏi thiết bị hồi nhiệt quỏ lạnh ở trạng thỏi 3‟. Rồi mụi chất được tiết lưu làm cho nhiệt độ và ỏp suất giảm đến trạng thỏi 4. Lỏng và hơi đi vào thiết bị bay hơi. Tại đõy mụi chất lỏng bay hơi thu nhiệt của mụi trường cần làm lạnh….sau đú hơi mụi chất lại được mỏy nộn hỳt về. Như vậy vũng tuần hoàn mụi chất được lặp lại như cũ.
TBNT MN TL1 TBBH TL2 TBQL 2 1' 4 3 3' Hỡnh 2.2 :Sơ đồ và cỏc thụng số quỏ trỡnh 2.2. Xõy dựng cấu trỳc hệ thống lạnh
Hệ thống trờn sơ đồ 2.3 gồm 4 mỏy nộn lạnh với cỏc thụng số ở bảng 2.1 + Chọn động cơ mỏy nộn - Kiểu 4А200М4 - Cụng suất định mức 37KW - Điện ỏp định mức 220/380VAC - Dũng điện định mức 123/71,5A - Tần số 50Hz - Tốc độ quay 980 Vũng/phỳt + Chọn Động cơ bơm nước làm mỏt
- Cụng suất 2,2KW. - 220/380VAC - Tần số 50Hz - Tốc độ 1450 Vũng/phỳt - Lưu lượng 60m3/h Nhiệt độ phòng TC SV Nhiệt độ phòng TC SV TC Nhiệt độ phòng SV Kho bảo quản thịt
động vật L1 Bình tách lỏng M PM 1 P1 PM 2 M P1 L2A LC LSA Van nạp T 1 Bì n h n g - n g HP9 LP9 Van xả y1 Bình tách dầu M MN 1 HP1 NP1 LP1 HP5 LP5 HP10 LP10 T2 Tháp giải nhiệt Bơm Bơm Bình tách dầu Van xả y2 HP2 NP2 LP2 MN 2 M HP6 LP6 Bình tách dầu Van xả y3 HP3 NP3 LP3 M HP7 LP7 Bình tách dầu Van xả y4 HP4 NP4 LP4 M HP8 LP8 HP11 LP11 T3 Tháp giải nhiệt Bơm HP12 LP12 T4 Tháp giải nhiệt Bơm Bình ng-ng Bình ng-ng Bình ng-ng MN4 MN3 Hỡnh 2.3 : Sơ đồ hệ thống lạnh
2.2.1. Cỏc sensor đƣợc sử dụng trong hệ điều khiển
Để làm nhiệm vụ điều khiển,đúng mở mỏy trong cỏc mạch điện người ta sử dụng nhiều thiết bị khỏc nhau.
a) Aptomat (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để đúng ngắt khụng thường xuyờn trong cỏc mạch điện người ta sử dụng cỏc aptomat. Cấu tạo aptomat gồm hệ thống cỏc tiếp điểm cú bộ phận dập hồ quang, bộ phận tự động cắt mạch để bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch. Bộ phận cắt mạch điện bằng tỏc động điện từ theo dũng cực đại. Khi dũng vượt quỏ trị số cho phộp chỳng sẽ cắt mạch điện để bảo vệ thiết bị.
Như vậy ỏptomat được sử dụng để đúng, ngắt cỏc mạch điện và bảo vệ thiết bị trong trong trường hợp quỏ tải.
3 2 6 2 4 6 5 1 a) b)
Hỡnh 2.4: Nguyờn lớ làm việc của Aptomat
a - aptomat dũng điện cực đại bảo vệ quả tải, ngắn mạch b – aptomat điện ỏp thấp bảo vệ điện ỏp thấp hoặc mất điện 1– Múc giữ 2– Nam chõm điện
3 – Lũ xo 4 – Phần cảm của nam chõm điện 5 – Cần răng 6 – Lũ xo
Trong hỡnh 2.4a : Aptomat ở trạng thỏi bỡnh thường, sau khi đúng điện , Aptomat được giữ ở trạng thỏi đúng truyền động nhờ múc giữ 1 khớp với cần 5 cựng 1 cụm với truyền động động. Khi mạch điện quỏ tải hay ngắn mạch, nam chõm điện 2 sẽ hỳt phần ứng 4 xuống làm nhả múc 1, cần 5 được thả tự do, truyền động nhả do lực lũ xo 6. Cực nam chõm 2 được gọi là múc bảo vệ quỏ tải hay ngắn mạch.
Trong hỡnh 2-4b : Khi sụt ỏp quỏ mức, nam chõm điện 2 nhả phần ứng 4, múc giữ 1 được lũ so 3 kộo lờn, cần 5 được thả tự do nhờ lũ xo 6, cỏc truyền động được ngắt ra. Cụm nam chõm 2 được gọi là múc bảo vệ sụt ỏp hay mất điện ỏp.
b) Rơ le nhiệt bảo vệ quỏ dũng và quỏ nhiệt (OCR)
Rơ le nhiệt được sử dụng để bảo vệ quỏ dũng hoặc quỏ nhiệt.Khi dũng điện quỏ lớn hoặc vỡ lý do gỡ đú nhiệt độ cuộn dõy mụ tơ quỏ cao rơ le nhiệt
ngắt mạch điện để bảo vệ mụ tơ mỏy nộn.Rơ le nhiệt cú thể đặt bờn trong hoặc bờn ngoài mỏy nộn.Trường hợp đặt bờn ngoài rơ le nhằm bảo vệ quỏ dũng thường được lắp đi kốm cụng tắc tơ.Một số mỏy lạnh nhỏ cú bố trớ rơ le