88
Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bị Khoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm Ý NGHĨA KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA ĐỒ ÁN Kỹ thuật lạnh đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế xã hội. Đặc biệt là đối với nước ta nền kinh tế chủ yếu là nông nghiệp, ngư nghiệp. Sản phẩm nông nghiệp của chúng ta dồi dào, bên cạnh đó là quá trình phát triển nền kinh tế xã hội chúng ta đang dần tiến tới công nghiệp hóa hiện đại hóa. Sản phẩm bán ra ngày càng nhiều và chế biến tinh chế hơn, các ngành nông sản, chế biến thủy sản ngày càng chiếm vị thế trong nền kinh tế xã hội. Đặc biệt với ngành chế biến thủy sản, sản phẩm sau chế biến phải được cấp đông để có thể bảo quản trong thời gian dài. Do đó để phát triển được ngành này thì công nghệ lạnh đóng vai trò rất quan trọng với ngành trưng bày và bán hàng tại các trung tâm thương mại, siêu thị. Và việc nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật lạnh đúng hướng ở nước ta là rất cần thiết để đưa nền kinh tế nước nhà đi lên. GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 1

BAI HOAN CHINH

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Ý NGHĨA KINH TẾ - KỸ THUẬT CỦA ĐỒ ÁN

Kỹ thuật lạnh đóng vai trò rất quan trọng trong nền kinh

tế xã hội. Đặc biệt là đối với nước ta nền kinh tế chủ yếu là

nông nghiệp, ngư nghiệp. Sản phẩm nông nghiệp của chúng

ta dồi dào, bên cạnh đó là quá trình phát triển nền kinh tế

xã hội chúng ta đang dần tiến tới công nghiệp hóa hiện đại

hóa. Sản phẩm bán ra ngày càng nhiều và chế biến tinh chế

hơn, các ngành nông sản, chế biến thủy sản ngày càng

chiếm vị thế trong nền kinh tế xã hội.

Đặc biệt với ngành chế biến thủy sản, sản phẩm sau

chế biến phải được cấp đông để có thể bảo quản trong thời

gian dài. Do đó để phát triển được ngành này thì công nghệ

lạnh đóng vai trò rất quan trọng với ngành trưng bày và bán

hàng tại các trung tâm thương mại, siêu thị. Và việc nghiên

cứu và ứng dụng kỹ thuật lạnh đúng hướng ở nước ta là rất

cần thiết để đưa nền kinh tế nước nhà đi lên.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 1

Page 2: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 1. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LẠNH

1.1. Lịch sử phát triển ngành lạnh

Từ lâu con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh. Cách đây khoảng

5000 năm con người đã biết bảo quản lương thực - thực phẩm trong các

hang động có nhiệt độ thấp do các mạch nước ngầm nhiệt độ thấp chảy

qua.

Cách đây khoảng 2500 năm trong các tranh vẽ trên tường ở các kim

tự tháp Ai Cập đã mô tả cảnh nô lệ quạt các bình gốm xốp cho nước bay

hơi làm mát không khí.

Người Ấn độ và người Trung quốc cách đây 2000 năm đã biết trộn

muối vào nước hoặc nước đá để tạo nhiệt độ thấp hơn.

Tuy nhiên, kỹ thuật lạnh hiện đại chỉ mới bắt đầu phát triển khi giáo

sư Black tìm ra ẩn nhiệt hóa hơi và ẩn nhiệt ngưng tụ vào năm 1761 -

1764. Con người đã biết làm lạnh bằng cách cho bay hơi chất lỏng ở áp

suất thấp.

Sau đó là sự hoá lỏng khí CO2 vào năm 1780 do Clouet và Monge

tiến hành. Sang thế kỷ thứ 19 thì Faraday đã hoá lỏng được hàng loạt các

chất khí như: H2S, CO2, C2H2, NH3, O2, N2, HCl.

Năm 1834 Tacob Perkins (Anh) đã phát minh ra máy lạnh nén hơi

đầu tiên với đầy đủ các thiết bị hiện đại gồm có máy nén, dàn ngưng, dàn

bay hơi, và van tiết lưu.

Sau đó có hàng loạt các phát minh của kỹ sư Carres (Pháp) về máy

lạnh hấp thụ chu kỳ và liên tục với các mô chất khác nhau.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 2

Page 3: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

- Máy lạnh hấp thụ khuếch tán hoàn toàn không có chi tiết chuyển

động được Gerppt (Đức) đăng ký phát minh 1899 và được Platen cùng

Munter (Thụy điển) hoàn thiện năm 1922. Máy lạnh Ejector hơi nước đầu

tiên do Leiblane chế tạo năm 1910. Nó cấu tạo sất đơn giản, năng lượng

tiêu tốn là nhiệt năng do đó có thể tận dụng các nguồn phế thải.

- Một sự kiện quan trọng của lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh là

việc sản xuất và ứng dụng Freon ở Mỹ vào năm 1930. Freon là các khí liên

carbon được thay thế một phần hay toàn bộ các nguyên tử hidro bằng các

nguyên tử halogen như: Cl, F, Br. Freon là những chất lạnh có nhiều đặc

tính quý báu như không cháy không nổ, không độc hại, phù hợp với chu

trình làm việc của máy lạnh nén hơi. Nó đã góp phần tích cực vào việc

thúc đẩy kỹ thuật lạnh phát triển. Nhất là kỹ thuật điều hòa không khí .

Ngày nay kỹ thuật lạnh hiện đại đã phát triển rất mạnh mẽ, cùng với

sự phát triển của khoa học, kỹ thuật lạnh đã có những bước tiến vượt bậc.

- Phạm vi nhiệt độ của kỹ thuật lạnh ngày càng được mở rộng.

Người ta đang tiến dần nhiệt độ không tuyệt đối .

- Công suất lạnh của máy cũng được mở rộng, từ máy lạnh vài mW

sử dụng trong phòng thí nghiệm đến các stoor hợp có công suất triệu W ở

các trung tâm điều tiết không khí.

- Hệ thống lạnh ngày nay thay vì lắp ráp các chi tiết, thiết bị lại với

nhau thì tổ hợp này ngày càng hoàn thiện nên sử dụng sẽ thuận tiện và chế

độ làm việc hiệu quả hơn.

- Hiệu suất máy tăng lên đáng kể, chi phí vật tư và chi phí cho một

đơn vị lạnh giảm xuống. Tuổi thọ và độ tin cậy tăng lên. Mức độ tự động

hóa của các hệ thống lạnh và các máy lạnh tăng lên rõ rệt. Những thiết bị tự

động hóa hoàn toàn bằng điện tử và vi điện tử thay thế cho các thiết bị thao

tác bằng tay.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 3

Page 4: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

1.2. Tổng quan về công nghệ làm đông và bảo quản sản phẩm đông

lạnh

1.2.1. Tác dụng của việc bảo quản lạnh

Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi

về chất lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử

dụng.

Thực phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ

thấp cùng với chế độ thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho lạnh, khi hạ

nhiệt độ thấp thì enzyme và vi sinh vật trong nhiên liệu bị ức chế hoạt động

và có thể bị đình chỉ hoạt động. Như vậy nguyên liệu được giữ tươi lâu

khoảng một thời gian nữa.

Nói chung khi nhiệt độ nhỏ hơn 100C thì vi sinh vật gây thối rữa và

vi khuẩn gây bệnh bị kiềm chế phần nào hoạt động của chúng. Khi nhiệt độ

nhỏ hơn 00C thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở -50C ÷ -100C thì hầu

hết chúng không hoạt động. Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc

khi hạ nhiệt độ xuống -150C chúng vẫn phát triển được như Cloromobacter,

Pseudomonas… Do đó, muốn bảo quản được thực phẩm, nhất là các mặt

hàng thuỷ sản trong thời gian dài thì nhiệt độ bảo quản phải dưới -150C.

Như vậy, quá trình bảo quản lạnh có tác dụng như sau:

- Ở nhiệt độ thấp các phản ứng sinh hoá trong nguyên liệu giảm

xuống. Trong phạm vi hoạt động bình thường cứ hạ 100C thì các phản ứng

sinh hoá giảm xuống 1/2 ÷ 1/3, khi hạ xuống thấp sẽ làm ức chế các hoạt

động về sinh lý của vi khuẩn cũng như nấm men.

- Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp, nước trong động vật thuỷ sản bị

đóng băng làm cơ thể động vật bị mất nước, vi khuẩn thiếu nước nên giảm

phát triển và có khi còn bị tiêu diệt. Nói chung khi nhiệt độ hạ xuống thấp

thì chỉ có tác dụng kiềm chế vi khuẩn hơn là giết chết chúng.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 4

Page 5: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

1.2.2. Các vấn đề về cấp đông thực phẩm

1.2.2.1. Phân loại giới hạn làm lạnh

Nhiệt độ đóng băng của thực phẩm

Nước nguyên chất đóng băng ở 00C. Tuy nhiên điểm đóng băng của

thực phẩm thì khác, vì nồng độ muối khoáng và các chất hòa tan trong dịch

tế bào của thực phẩm thay đổi tùy theo từng loại thực phẩm nên chúng có

điểm đóng băng khác nhau và thường nhỏ hơn 0.

Các cấp làm lạnh thực phẩm

Ứng với khoảng nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông người ta phân biệt

các cấp làm lạnh thực phẩm như sau:

- Làm lạnh: khi nhiệt độ sản phẩm cuối quá trình nằm trong

khoảng:

tdb < t < 200C

- Làm lạnh đông (cấp đông): khi nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông

nằm trong khoảng:

-1000C < t < tdb

- Làm lạnh thâm độ: khi nhiệt độ của sản phẩm sau cấp đông trong

khoảng:

-2730C < t < -1000C

Cơ chế đóng băng trong thực phẩm khi cấp đông

Nước trong thực phẩm do có hòa tan các chất tan nên nhiệt độ đóng

băng thấp hơn 00C.

Khi hạ nhiệt độ xuống thấp các dạng nước trong thực phẩm đóng

băng dần dần tùy theo mức độ liên kết của chúng với tế bào.

Khi hạ nhiệt độ xuống thấp bằng nhiệt độ cấp đông, trước tiên các

tinh thể đá xuất hiện ở gian bào (khoảng trống giữa các tế bào). Khi đến

điểm đóng băng đa số nước ở gian bào kết tinh và làm tăng nồng độ chất

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 5

Page 6: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

tan lên cao hơn trong tế bào. Do đó áp suất thẩm thấu tăng lên làm cho

nước trong tế bào có xu hướng ra ngoài qua gian bào, qua màng bán thấm

của tế bào. Nếu tốc độ làm lạnh chậm thì nước trong tế bào ra sẽ làm cho

các tinh thể hiện diện lớn lên mà không tạo tinh thể mới.

Nếu tốc độ làm lạnh nhanh thì tinh thể sẽ tạo ra cả ở bên ngoài lẫn

bên trong tế bào, tinh thể đá sẽ nhuyễn và đều.

Do đó, nếu hạ nhiệt chậm tế bào bị mất nước, các tinh thể đá tạo ra

sẽ to và chèn ép làm rách màng tế bào, cấu tạo mô cơ bị biến dạng, làm

giảm chất lượng sản phẩm.

Khi nước tự do đã đóng băng hết thì đến nước liên kết, bắt đầu từ

nước có liên kết yếu đến nước có liên kết mạnh.

1.2.2.2. Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản lạnh

đông

a. Sự biến đổi về nhiệt vật lý

Sự kết tinh của nước đá

Trong quá trình cấp đông nước tách ra và đông thành các tinh thể,

làm cho sản trở nên rắn, tăng thể tích một ít. Khi nước trong thực phẩm kết

tinh tạo thành mạng tinh thể xen kẽ giữa các thành phần khác tạo nên cấu

trúc vững chắc, nhưng khi làm tan băng, phục hồi trạng thái ban đầu thì cấu

trúc thực phẩm bị mềm yếu hơn, kém đàn hồi hơn do các tinh thể làm rách

cấu trúc tế bào thực phẩm.

Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng

ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại

của nước đá. Đây là hiện tượng gây ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản.

Do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác nhau thì khác nhau,

nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy cũng khác nhau.

Sự biến đổi màu sắc

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 6

Page 7: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Đồng thời với quá trình trên màu sắc thực phẩm cũng biến đổi do

hiệu ứng quang học do tinh thể đá khúc xạ ánh sáng. Màu sắc thực phẩm

khi nước đóng băng phụ thuộc tính chất ánh quang của các tinh thể nước

đá.

Bay hơi nước

Trong quá trình làm lạnh đông có hiện tượng mất nước, giảm trọng

lượng sản phẩm. Đó là sự bay hơi nước vào không khí từ bề mặt sản phẩm,

do chênh lệch mật độ ρ giữa không khí sát bề mặt và không khí xung

quanh.

Ẩm bốc lên từ bề mặt sản phẩm vào không khí xung quanh, nếu sản

phẩm nhập có bề mặt còn ướt thì khi cấp đông chúng sẽ đông lại, sau đó

diễn ra quá trình thăng hoa. Nếu chênh lệch nhiệt độ bề mặt sản phẩm và

không khí trong buồng cấp đông càng lớn thì ẩm bốc càng mạnh, gây hao

hụt khối lượng.

Khuếch tán nước

Khi cấp đông xảy ra hiện tượng khuếch tán nước trong cấu trúc thực

phẩm, nước khuếch tán là do các nguyên nhân:

- Sư chênh lệch nhiệt độ gây nên do chênh lệch mật độ ρ.

- Sự lớn lên của các tinh thể nước đá luôn thu hút nước từ những vị

trí chưa kết tinh dẫn đến, làm cho nước từ nơi có nồng độ chất tan thấp

chuyển đến nơi có nồng độ chất tan cao. Sự di chuyển của nước thực hiện

nhờ tính bán thấm và mao dẫn của cấu trúc thực phẩm. Động lực của quá

trình khuếch tán, làm cho nước di chuyển từ trong tế bào ra gian bào và từ

trong ra ngoài, từ vị trí liên kết ra tự do. Khi nước khuếch tán cấu trúc tế

bào co rút, một số chất tan biến hình.

Các thông số nhiệt vật lý thay đổi

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 7

Page 8: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

- Biến đổi nhiệt dung: nhiệt dung sản phẩm thay đổi là do nước

trong thực phẩm đã đóng băng.

- Biến đổi hệ số dẫn nhiệt.

- Biến đổi hệ số dẫn nhiệt độ.

b. Biến đổi hóa học

Trong quá trình bảo quản đông lạnh các biến đổi sinh hóa, hóa học

diễn ra chậm. Các thành phần dễ bị biến đổi là các protein hòa tan, lipid,

vitamin, chất màu…

- Sự biến đổi protein: trong các loại protein thì protein hòa tan

trong nước là dễ bị phân giải nhất, sự phân giải chủ yếu dưới dạng tác dụng

của enzyme có sẵn trong thực phẩm. Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và

thăng hoa của nước đá gây nên sự biến tính protein hòa tan. Biến đổi

protein làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.

- Sự biến đổi của lipid: dưới tác động của enzyme nội tạng làm cho

chất béo bị phân giải cộng với quá trình thăng hoa nước đá làm cho oxy

xâm nhập vào thực phẩm. Đó là điều kiện thuận lợi cho quá trình oxy hóa

chất béo xảy ra. Quá trình oxy hóa này sinh ra các hợp chất có mùi vị xấu

làm giảm giá trị của sản phẩm.

- Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của sản

phẩm.

c. Biến đổi do vi sinh

Trước khi làm lạnh thực phẩm thường được rửa sạch để loại bỏ các

tạp chất nơi chứa nhiều loại vi sinh vật.

Đối với sản phẩm đông lạnh có nhiệt độ thấp hơn -150C và được bảo

quản ổn định thì số lượng vi sinh vật giảm theo thời gian. Ngược lại nếu

sản phẩm làm đông không đều, vệ sinh không đúng tiêu chuẩn, nhiệt độ

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 8

Page 9: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

bảo quản không ổn định sẽ làm cho các sản phẩm bị lây nhiễm vi sinh vật,

chúng hoạt động gây thối rữa sản phẩm và giảm chất lượng sản phẩm.

1.2.2.3. Các phương pháp và thiết bị kết đông thực phẩm

Thiết bị cấp đông có rất nhiều dạng, hiên nay ở nước ta sử dụng phổ

biến các hệ thống sau:

- Kho cấp đông gió.

- Tủ cấp đông tiếp xúc.

- Tủ cấp đông gió.

- Hệ thống cấp đông dạng rời, có băng chuyền IQF.

+ Hệ thống cấp đông có băng chuyền cấp đông thẳng.

+ Hệ thống cấp đông có băng chuyền cấp đông dạng xoắn.

+ Hệ thống cấp đông siêu tốc.

- Hệ thống cấp đông nhúng nitơ lỏng.

1.3. Môi chất lạnh

1.3.1. Định nghĩa

Môi chất lạnh (tác nhân lạnh) là chất môi giới sử dụng trong chu trình

nhiệt động ngược chiều để hấp thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh và

thải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn. Môi chất tuần hoàn được

trong hệ thống lạnh nhờ quá trình nén.

Phân loại

– Dựa vào thành phần hóa học:

• Môi chất vô cơ: NH3 (R717), CO2 (R744), …

• Môi chất hữu cơ: hydrocarbon, halocarbon…

– Dựa vào nhiệt độ sôi và áp suất bão hòa

• Môi chất có áp suất sôi cao: R744

• Môi chất có áp suất sôi trung bình: R123, R134

• Nhóm môi chất có áp suất sôi thấp: R717, R507

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 9

Page 10: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Ngoài ra còn dựa vào tính độc hại và tính dễ cháy nổ để phân loại

1.3.2. Môi chất lạnh NH3

- NH3 là chất khí không màu, có mùi khai, cháy trong oxy có ngọn lửa

màu vàng.

- Là chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, dễ bảo quản, có thể sản xuất trong

nước.

- Tuy NH3 độc hại nhưng vẫn được coi là môi chất của hiện tại và

tương lai.

• Tính chất nhiệt động:

- Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển: -33,35ºC

- Nhiệt độ đông đặc: -77,7ºC

- Nhiệt độ ngưng tụ: 32ºC

- Áp suất ngưng tụ khoảng 12 ÷ 15 kg/cm2

- r(00C) = 0,64kg/dm3

- Năng suất lạnh riêng khối lượng q0 lớn.

- Năng suất lạnh riêng thể tích qv lớn (máy nén và thiết bị gọn nhẹ).

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 10

Hình 1.1. Môi chất NH3

Page 11: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

- Nhiệt độ cuối tầm nén cao (làm mát đầu xilanh và phải hút hơi bão

hòa).

- Độ nhớt nhỏ, tính lưu động cao (tổn thất áp suất nhỏ, đường ống và

các van gọn nhẹ).

- Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn (thuận lợi cho việc thiết kế chế

tạo thiết bị ngưng tụ và bay hơi).

- Bền vững trong khoảng nhiệt độ và áp suất công tác, chỉ phân hủy

ở 2600C. (Tuy nhiên nếu bề mặt xilanh làm bằng thép và có mặt ẩm làm

chất xúc tác thì ở nhiệt độ 110 - 1200C đã bị phân hủy).

Bảng 1.1. Các thông số trạng thái ở 00C

Đơn vị Lỏng Hơi

Áp suất Mpa 0,43 0,43

Thể tích riêng dm3/kg 1,57 289,3

Nhiệt dung riêng

- Đẳng áp

- Đẳng tích

kJ/(kg.K)

kJ/(kg.K)

4,26

2,80

2,68

1,92

Độ nhớt 10-6 Pa.s 170,09 9,06

Hệ số dẫn nhiệt W/(m.K) 0,559 0,023

Sức căng bề mặt N/m 0,033

Nhiệt hóa hơi kJ/kg 1262,2

Tính chất hóa học

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 11

Page 12: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

– NH3 không tác dụng với phi kim, kim loại đen chế tạo máy và kim

loại màu (trừ Cu và hợp kim của Cu).

– NH3 hòa tan vô tận trong H2O (không bị tắc ẩm van tiết lưu nhưng

phải khống chế ẩm < 0,1%).

– NH3 không hòa tan dầu bôi trơn.

– Hỗn hợp với Hg sẽ gây nổ.

– Khi có ngọn lửa NH3 có thể gây cháy nổ ở nồng độ 13% – 16 % và

tự cháy ở 6000C.

Tính chất sinh lý

– Độc hại với con người, gây kích thích niêm mạc mắt và dạ dày, gây

co thắt các cơ quan hô hấp, làm bỏng da.

– Ở nồng độ 0,007 - 0,1% thể tích không khí bắt đầu có sự hủy hoại

cơ quan hô hấp. Từ 0,2 - 0,3% có thể làm mù mắt hoặc làm chết ngạt trong

30 phút.

– NH3 làm giảm chất lượng thực phẩm

Biện pháp an toàn

– Khi tiếp xúc với NH3 phải mang mặt nạ phòng độc, khi xử lí sự cố

hệ thống ít nhất phải có hai người.

– Khi bị ngạt phải đưa ra chỗ thoáng nhưng phải ấm, xông hơi ấm và

uống các chất kích thích: cà phê, trà nóng,…

– Khi bị bỏng phải nhanh chóng rửa bằng nước sạch và ấm. Nếu

nặng thì phải đưa đi bệnh viện.

1.4. Ứng dụng của kỹ thuật lạnh

1.4.1. Bảo quản thực phẩm

Lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của kỹ thuật lạnh là dùng để bảo

quản thực phẩm. Theo thống kê thì khoảng 80% năng suất lạnh được sử

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 12

Page 13: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

dụng trong công nghiệp bảo quản thực phẩm. Thực phẩm hầu hết là các sản

phẩm bị ôi thiu hư hỏng do vi khuẩn gây ra.

Để bảo quản thực phẩm ngoài phương pháp sấy khô, phóng xạ, bao

bì, xử lý khí…phương pháp làm lạnh tỏ ra có rất nhiều ưu điểm như ít làm

giảm chất lượng, màu sắc, mùi vị thực phẩm trong nhiều tháng, thậm chí

nhiều năm bảo quản.

Bảng 1.2. Số ngày bảo quản phụ thuộc vào nhiệt độ đối với cá, thịt bò, gia cầm

Nhiệt độ (0C) Cá Thịt bò Gia cầm

20 3 8 2

10 7 16 5

0 15 30 7

-10 40 100 70

-20 110 1000 230

-30 230 2300 800

Thực ra thời gian bảo quản còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ

ẩm, phương pháp bao gói, thành phần không khí nơi bảo quản, chất lượng

bán thành phẩm,…nhưng nhiệt độ đóng vai trò quan trong nhất.

Ngày nay, công nghiệp thực phẩm xuất khẩu đang giữ một vai trò hết

sức quan trọng trong nền kinh tế của nước ta và nền công nghiệp chế biến

thực phẩm này không thể thiếu những trang thiết bị hiện đại nhất của kỹ

thuật lạnh.

1.4.2. Sấy thăng hoa

Sản phẩm sấy đầu tiên được kết đông xuống - 200C sau đó được sấy

bằng cách hút chân không nên chất lượng sản phẩm hầu như được giữ

nguyên vẹn. Khi sử dụng sản phẩm được tái hấp thụ nước và giữ nguyên

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 13

Page 14: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

được trạng thái ban đầu cả về chất lượng, màu sắc, mùi vị…Do giá thành

sấy thăng hoa rất đắt nên ít được ứng dụng cho thực phẩm mà chủ yếu cho

ngành y, dược.

1.4.3. Công nghiệp hóa chất

Ứng dụng quan trọng nhất trong công nghệ hóa chất là việc hóa lỏng

và tách khí như công nghiệp sản xuất khí clo, amoniac, carbonic, sulfuro,

clohydryd, các loại khí đốt, khí sinh học, khí thiên nhiên, hóa lỏng và tách

không khí,…

Hóa lỏng và tách không khí từ không khí ngành công nghiệp có ý

nghĩa rất to lớn đối với ngành luyện kim, chế tạo máy và các ngành kinh tế

khác kể cả y học và sinh học. Oxy và nito được sử dụng nhiều ở lĩnh vực

khác nhau như hàn, cắt kim loại, sản xuất phân đạm, làm chất tải lạnh…các

loại khí trơ như heli, argon được sử dụng trong nghiên cứu vật lí, trong

công nghiệp hóa chất và sản xuất bóng đèn. Kỹ thuật lạnh cũng hỗ trợ đắc

lực trong các công nghệ sản xuất vải, sợi, tơ, cao su nhân tạo, phim ảnh…

nhiệt độ đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng hóa học nên người ta

còn sử dụng lạnh để điều khiển tốc độ phản ứng hóa học.

1.4.4. Điều hòa hóa chất

Điều hòa không khí công nghiệp và tiện nghi ngày nay là không thể

thiếu và thực sự đang phát triển rất mạnh mẽ. Các yêu cầu nghiêm ngặt về

nhiệt độ, độ ẩm và thành phần không khí trong các quy trình công nghệ sản

xuất như vải, sợi, in ấn, thuốc lá, điện tử, vi điện tử, máy tính, quang học…

nhất thiết phải có điều hòa không khí.

Các dịch vụ như khách sạn, du lịch, vui chơi giải trí, y tế, thể dục thể

thao, giao thông vận tải…cũng không thể thiếu được điều hòa không khí.

Ngày nay kỹ thuật lạnh đã thâm nhập và hỗ trợ cho hàng trăm ngành kinh

tế khác nhau.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 14

Page 15: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 2. DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ VÀ QUÁ

TRÌNH THIẾT BỊ

2.1. Sơ đồ tủ cấp đông cấp dịch nhờ bơm

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 15

Page 16: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

2.2. Nguyên lý hoạt động

Trên hình là sơ đồ lạnh và nguyên lý hoạt động của tủ cấp đông tiếp

xúc. Hệ thống cấp đông làm lạnh ở nhiệt độ thấp -400C vì vậy máy nén có

tỉ số nén cao do đó phải sử dụng chu trình nén 2 cấp, 2 tiết lưu, làm mát

bằng bình trung gian có ống xoắn.

Hơi môi chất sẽ được hút về máy nén hạ áp và nén lên bình trung gian,

tại đây môi chất sẽ được làm mát trung gian hoàn toàn. Sau khi được làm

mát, hơi môi chất được máy nén cao áp hút về và tiếp tục nén cao áp. Hơi

sau khi nén cao áp sẽ đi qua bình tách dầu. Tại đây, dầu sẽ được tách ra

khỏi hơi môi chất để tránh trường hợp dầu sẽ theo hơi vào các thiết bị trao

đổi nhiệt làm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt. Sau đó, môi chất sẽ đi vào thiết

bị ngưng tụ. Đây là bình ngưng ống chùm nằm ngang sử dụng cho môi chất

NH3. Bình ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng nên môi chất được

quá lạnh ngay ở thiết bị ngưng tụ. Tại bình ngưng môi chất lỏng sẽ được

làm mát bằng nước nhờ một tháp giải nhiệt. Sau khi hơi môi chất được

ngưng tụ thành lỏng sẽ đi qua bình chứa cao áp, đường ống nối từ bình

ngưng tụ xuống bình chứa cao áp chính là đường ống cân bằng áp. Bình

chứa cao áp dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, giải phóng bề mặt

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 16

Page 17: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

của thiết bị ngưng tụ duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Sau đó

môi chất lỏng sẽ được tiết lưu tự động, lỏng tiếp tục đi theo ống dẫn lỏng

qua phin lọc, khi qua đây thì các cặn bẩn cơ học, nước, các axit sẽ được

loại trừ. Lỏng qua phin sấy lọc rồi qua van điện từ, van điện từ có nhiệm vụ

đóng mở nhầm cung cấp dịch hoặc ngưng cấp dịch cho tiết lưu. Môi chất

sau đó lại đi vào tiết lưu nhiệt (ở đây ta dùng van tiết lưu tự động ), van tiết

lưu tự động trong quá trình làm việc tự động điều chỉnh khe hở van nhầm

khống chế mức dịch vào bình trung gian vừa đủ và duy trì, với nhiệm vụ

duy trì mức dịch luôn ổn định nên trong bình trung gian có gắn van phao để

khống chế mức dịch cực đại trong bình. Môi chất tiếp tục đi qua van điện

từ vào van tiết lưu để tiến hành quá trình cấp dịch cho hệ thống. Theo sơ đồ

này dịch lỏng được bơm bơm thẳng vào các tấm lắc nên tốc độ chuyển

động bên trong rất cao, hiệu quả truyền nhiệt tăng lên rõ rệt do đó giảm

đáng kể thời gian cấp đông. Tuy nhiên, hệ thống phải được trang bị bình

chứa hạ áp. Bình chứa hạ áp có vai trò rất quan trọng, nó vừa có nhiệm

vụ chứa dịch cho bơm hoạt động, vừa giữ vai trò tách lỏng: do dịch chuyển

động qua các tấm lắc là cưỡng bức nên ở đầu ra các tấm lắc vẫn còn một

lượng lớn lỏng chưa bay hơi, nếu đưa trực tiếp về đầu hút máy nén sẽ rất

nguy hiểm,gây va đập thủy lực hư hỏng máy nén. Bình tách lỏng nhỏ

không có khả năng tách hết lượng lỏng quá lớn, vì thế chỉ có bình chứa hạ

áp mới có khả năng tách hết lượng lỏng này. Hơi môi chất sau tách lỏng sẽ

lại được hút về lại máy nén hạ áp và như vậy chu trình mới sẽ được lặp lại

và tiếp tục.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 17

Page 18: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 3. TÍNH TOÁN SƠ BỘ TỦ CẤP ĐÔNG

3.1. Cấu tạo tủ cấp đông

Tủ cấp đông tiếp xúc được sử dụng cấp đông các mặt hàng dạng

block, mỗi block thường có khối lượng 2kg.

Trên hình 2.1 là cấu tạo một tủ đông tiếp xúc. Tủ có nhiều tấm lắc cấp

đông (freezer plates) bên trong, khoảng cách các tấm có thể điều chỉnh

được bằng ben thủy lực, thường chuyển dịch từ 50 - 100mm. Kích thước

chuẩn của các tấm lắc là 2200L x 1250W x 22D (mm). Đối với tủ cấp đông

từ 2000kg/mẻ trở lên, người ta sử dụng các tấm lắc lớn kích thước 2400L x

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 18

Hình 2.1. Tủ cấp đông tiếp xúc

Page 19: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

1250W x 22D (mm). Sản phẩm cấp đông được đặt trong các khay cấp đông

sau đó đặt trực tiếp len các tấm lắc hoặc các mâm cấp đông, mỗi mâm có 4

khay. Thông thường người ta đặt trực tiếp lên tấm lắc vì hạn chế được nhiệt

trờ dẫn nhiệt.

Ben thủy lực nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ cấp đông. Pittông và cần

dẫn ben thủy lực làm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Hệ

thống có bộ phận phân phối dầu cho truyền động bơm thủy lực.

Khi cấp đông, ben thủy lực ép các tấm lắc để cho các khay tiếp xúc hai

mặt với tấm lắc. Quá trình trao đổi nhiệt là nhờ dẫn nhiệt. Trong các tấm

lắc chứa ngập dịch lỏng ở độ âm sâu -40 ÷ -450C.

Theo nguyên lý cấp dịch, hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc có thể chia ra

làm các dạng sau:

Cấp dịch từ bình chống tràn: với tủ cấp đông dạng này, dịch lỏng

chuyển dịch dần vào các tấm lắc nhờ chênh lệch cột áp thủy tĩnh nên tốc độ

chuyển động chậm và thời gian cấp đông lâu 4÷6 giờ/mẻ.

Cấp dịch nhờ bơm dịch: môi chất chuyển động vào các tấm lắc dưới

dạng cưỡng bức do bơm tạo ra nên tốc độ chuyển động lớn, thời gian cấp

đông giảm còn 1 giờ 30 ÷ 2 giờ 30 phút/mẻ. Hiện nay người ta thường sử

dụng cấp dịch dạng này.

Ngoài các tủ cấp đông sử dụng các phương pháp nêu trên vẫn còn có

dạng tủ cấp đông bằng tiết lưu trực tiếp. Trong trường hợp này, môi chất

bên trong các tấm lắc ở dạng hơi bão hòa ẩm, nên hiệu quả truyền nhiệt

không cao, khả năng làm lạnh kém, thời gian cấp đông kéo dài.

Phía trong, bên trên tủ là cùm ben vừa là giá nâng các tấm lắc, vừa là

tấm ép khi ben ép các tấm lắc xuống. Để các tấm lắc không di chuyển qua

lại khi chuyển động, trên mỗi tấm lắc có gắn các tấm định hướng, các tấm

này luôn tựa lên thanh định hướng trong quá trình chuyển động. Bên trong

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 19

Page 20: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

tủ còn có ống góp cấp lỏng và hơi ra, do các tấm lắc luôn di chuyển nên

đường ống môi chất nối từ các ống góp vào các tấm lắc là ống nối mềm

bằng cao su chịu áp lực cao, bên ngoài có lưới inox bảo vệ.

Trên tủ cấp đông người ta đặt bình chống tràn, hệ thống máy nén thủy

lực của ben và nhiều thiết bị phụ khác.

3.2. Kích thước sơ bộ

3.2.1. Kích thước, số lượng khay và tấm lắc cấp đông

Các sản phẩm cho vào tủ cấp đông đều được đặt vào trong các khay

nhỏ và đặt trên các tấm trao đổi nhiệt (tấm lắc-freezer plates).

Kích thước khay cấp đông tiêu chuẩn như sau:

+ Đáy trên: 290 x 210 mm

+ Đáy dưới: 280 x 200 mm

+ Chiều cao: 70 mm

Ta chọn tấm lắc chứa 36 khay, mỗi khay chứa 2kg sản phẩm

→ Khối lượng hàng trên một tấm lắc: 36.2 = 72kg

Tỉ lệ châm nước từ 25% - 30%, chọn 28%

→ Khối lượng trên một tấm lắc kể cả nước châm:

m= = 100kg/lắc

Số lượng tấm lắc có chứa hàng:

N1 = = = 10 tấm

→ Số lượng tấm lắc của tủ: N= N1+1= 10 +1= 11 tấm

3.2.2. Kích thước tủ cấp đông

Kích thước tủ cấp đông được xác định dựa vào kích thước và số lượng

các tấm lắc

Ta bố trí 36 khay trên 1 lắc như sau:

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 20

Page 21: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Từ hình vẽ trên ta có:

+ Chiều rộng của tấm lắc: W = 4.290 + 3.30 = 1250 mm

+ Chiều dài của tấm lắc: L = 9.210 + 8.13 + 206 = 2200 mm

→ Tấm lắc có kích thước : 2200L x 1250W x 22D (mm)

3.2.2.1. Xác định chiều dài bên trong tủ

Chiều dài bên trong tủ cấp đông bằng chiều dài tấm lắc cộng với

khoảng hở hai đầu. Khoảng hở hai đầu các tấm lắc vừa đủ để lắp đặt các

ống góp, không gian lắp đặt và co giãn các ống mềm và lắp các ống dẫn

hướng tấm lắc. Khoảng hở đó là 400mm.Vậy chiều dài bên trong tủ là:

L1 = 2200 + 2.400 = 3000 mm

→ Chiều dài phủ bì: L = L1 + 300 = 3300 mm

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 21

Hình 2.2. Bố trí khay trên tấm lắc

Page 22: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

3.2.2.2. Xác định chiều rộng bên trong tủ

Chiều rộng bên trong tủ bằng chiều rộng của các tấm lắc cộng thêm

khoảng hở 2 bên ( mỗi khoảng 125mm):

W1= 1250 + 2.125= 1500mm

Khi lắp các cánh cửa tủ, một phần 45mm cánh lọt vào bên trong tủ và

phần còn lại 80mm nhô ra ngoài, vì vậy kích thước bề rộng phủ bì là:

W=W1 + 2.80=1660mm

3.2.2.3. Xác định chiều cao bên trong tủ

Khoảng cách cực đại giữa các tấm lắc: hmax=105mm

Chiều cao bên trong tủ:

H1=N1.105 + h1 + h2

N1 - Số tấm lắc chứa hàng

h1 - Khoảng hở phía dưới cùng các tấm lắc: h1 =100mm

h2 - Khoảng hở phía trên các tấm lắc: h2 =400÷450mm

3.3. Tính cách nhiệt cách ẩm

Cấu tạo vỏ tủ cấp đông gồm các lớp như sau: lớp cách nhiệt chủ yếu là

polyurethan dày 150mm, được chế tạo theo phương pháp rót ngập có mật

độ 40 - 42 kg/m3, có độ đồng đều và độ bám cao, hai mặt trong và ngoài

của vỏ tủ được bọc bằng inox dày 0,6mm bảo vệ khỏi tác động cơ học,

chống ẩm và chống đọng sương bên ngoài mặt tủ.

Ngoài ra bên trong vỏ tủ là hệ thống khung chịu làm bằng thép có mạ

kẽm và các thanh gỗ chống tạo cầu nhiệt.

STT Lớp vật liệuĐộ dày

mmHệ số dẫn nhiệt

W/m.K1 Lớp Inox 0,6 222 Lớp polyurethane

- Vách tủ- Cửa tủ

150125

0,018 0,02

3 Lớp Inox 0,6 22

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 22

Bảng 3.1. Cấu trúc cách nhiệt của tủ đông tiếp xúc

Page 23: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 4. CÂN BẰNG NĂNG LƯỢNG CHO TỦ CẤP

ĐÔNG

4.1. Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che (Q1)

Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các

dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và nền của tủ cấp đông do sự chênh

lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong tủ cộng với các dòng

nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần.

Do tủ cấp đông được đặt trong nhà xưởng nên không chịu ảnh

hưởng bởi bức xạ mặt trời. Vì vậy ta chỉ xét tổn thất nhiệt qua vách tủ, cửa

tủ cấp đông.

Tổn thất nhiệt qua thân tủ gồm vách tủ, cửa tủ được tính như sau:

Q= k.F(t1-t2)

→ Q1=(kvFv + kcFc)(tKKN-tKKT)

+ kv, kc - Hệ số truyền nhiệt qua vách và qua thân tủ (W/m2.K)

+ Fv, Fc - Diện tích của cửa tủ và vách tủ (m2).

+ tKKN = 250C: Nhiệt độ của không khí bên ngoài tủ.

+ tKKT = -350C: Nhiệt độ không khí trong tủ ở cuối quá trình cấp đông

Fv = 2.1,66.1,9 + 2.1,66.3,3 = 17,26m2

Fc = 2.3,3.1,9 = 13m2

Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức sau:

+ α1 - Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường, α1= 23,3W/m2K.

+ α2 - Hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên trong tủ, α2 = 9W/m2K.

+ δ1 - Bề dày lớp cách nhiệt cách ẩm.

+ λ1 - Hệ số dẫn nhiệt của các lớp cách nhiệt, cách ẩm.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 23

Page 24: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Vậy:

kv = =0,194 W/m2K

kc = =0,24 W/m2K

→ Q1 = (0,194 . 17,26 + 0,24 . 13)(25 + 35) = 388W = 0,388kW

4.2. Tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào (Q2)

Tổn thất nhiệt Q2 gồm:

- Tổn thất nhiệt làm đông sản phẩm QSP.

- Tổn thất nhiệt làm lạnh khay cấp đông QK.

- Ngoài ra một số sản phẩm khi cấp đông người ta tiến hành châm

thêm nước để mạ một lớp băng trên bề mặt làm cho bề mặt phẳng đẹp,

chống oxi hoá thực phẩm, nên cũng cần tính thêm tổn thất nhiệt làm đông

nước QN.

4.2.1. Tổn thất nhiệt làm đông sản phẩm (QSP)

Để làm giảm nhiệt độ sản phẩm thuỷ sản đến nhiệt độ yêu cầu, hệ

thống lạnh phải lấy đi ở sản phẩm một lượng nhiệt nào đó trong suốt quá

trình làm đông.

Nhiệt tổn thất để làm đông thực phẩm lấy theo công thức sau:

QSP = G

+ G - Khối lượng sản phẩm một mẻ cấp đông (kg).

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 24

Page 25: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

+ i1 - entanpy của sản phẩm ở nhiệt độ ban đầu đưa vào cấp đông

(kJ/kg), i1 = 314,4 kJ/kg (mặt hàng thủy sản).

+ i2 - entanpy của sản phẩm ở nhiệt độ sau khi cấp đông (kJ/kg), ), i1

= 5 kJ/kg.

+ τ – Thời gian cấp đông một mẻ sản phẩm (giờ).

Do sản phẩm đã được bảo quản trước khi đưa vào làm đông nên nhiệt

độ sản phẩm ta chọn là 150C.

Nhiệt độ trung bình của sản phẩm lấy ra là -180C, với cấp đông cưỡng

bức bằng bơm dịch do đó thời gian cấp đông 2 giờ.

→ QSP=720. = 31 kW

4.2.2. Tổn thất nhiệt làm đông nước châm khuôn (QN)

Năng suất tủ 1000kg, khối lượng sản phẩm thực là 720kg, vậy khối

lượng nước châm khuôn là 280kg/mẻ, để hạ nhiệt độ nước châm khuôn từ

nhiệt độ đầu đến nhiệt độ cuối quá trình cấp đông cần qua ba giai đoạn:

QN = QN1 + QN2 + QN3

+ QN1 - nhiệt lượng để làm hạ nước châm khuôn từ nhiệt độ ban đầu

đến nhiệt độ điểm băng của nước.

+ QN2 - nhiệt tổn thất để làm đóng băng nước châm khuôn.

+ QN3 - nhiệt tổn thất để hạ nhiệt độ nước châm khuôn từ nhiệt độ

điểm băng đến nhiệt độ cuối của sản phẩm.

QN1 = MnckC (tN1 – tN2)

+ Mnck: khối lượng nước châm khuôn Mnck = 280 kg/ mẻ.

+ C: nhiệt dung riêng của nước, C = 4,186 kJ/kg0C.

+ tN1: nhiệt độ của nước châm khuôn 50C.

+ tN2: nhiệt độ điểm băng của nước 00C.

QN1 = 280.4,186.(5 - 0) = 5860,4 kJ/mẻ

Thời gian làm việc mỗi mẻ là 2 giờ:

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 25

Page 26: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

→ QN1= = 0,81 kW

QN2 = MnckL

+ L - Nhiệt lượng đóng băng của nước L = 335 kJ/kg.

→ QN2 = 280.335 = 93800 kJ/mẻ = 13 kW

QN3 = CN3 Mnck(tN2 – tN3)

+ C3 - Nhiệt dung riêng của nước đá C3 = 2,18 kJ/kg.

+ tN3 - Nhiệt độ của nước cuối quá trình cấp đông tN3 = -180C.

→ QN3 = 280.2,18.(0+18)= 16027,2 kJ/mẻ =1,52 kW

Vậy nhiệt tổn thất làm đông nước châm khuôn:

→ QN = 0,81 + 13 + 1,52 = 15,33 kW

4.2.3. Tổn thất nhiệt làm lạnh khay cấp đông (QK)

QK = CKMK

+ MK - Tổng khối lượng khay cấp đông (kg).

+ CK - Nhiệt dung riêng của vật liệu làm khay, với vật liệu làm khay

bằng kẽm theo tài liệu, CK = 0,094kcal/kg = 0,39 kJ/kg0C.

+ t1K - nhiệt độ khay trước khi đưa vào cấp đông lấy t1K = 250C.

+ t2K - nhiệt độ của khay sau quá trình cấp đông lấy t2K = -350C.

+ τ - thời gian của một mẻ cấp đông (giờ).

Ta có 11 tấm lắc, 10 tấm đựng sản phẩm, mỗi tấm có 36 khay, mỗi

khay nặng 2kg → Vậy ta có tổng khối lượng khay cấp đông là : 10 . 36 =

360 khay.

Khối lượng mỗi khay là 2kg vậy: MK = 2 . 360 = 720 kg/mẻ

→ QK = 0,39.720 . = 2,34 kW

→ Vậy tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào

Q2= QSP + QN + QK = 31 + 15,33 + 2,24 = 48,67 kW

4.3. Tổn thất nhiệt từ các nguồn khác nhau (Q3)

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 26

Page 27: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Ngoài những tổn thất nhiệt nói trên còn phải kể đến:

- Tổn thất nhiết làm lạnh các tấm lắc QTL

- Tổn thất nhiệt làm lạnh không khí trong tủ QKK

- Tổn thất nhiệt khi mở cửa QC

4.3.1. Tổn thất nhiệt làm lạnh tấm lắc (QTL)

Tủ đông tiếp xúc làm việc từng mẻ sau khi làm đông xong sẽ dừng

máy và ra hàng, khối lượng và diện tích của tấm lắc rất lớn do đó nhiệt để

làm lạnh các tấm lắc là rất lớn vì vậy ta phải tính lượng nhiệt này.

QTL = (t1-t2)

+ MTL - khối lượng các tấm lắc (kg).

+ CTL - nhiệt dung riêng của các tấm lắc, tấm lắc chế tạo bằng nhôm

nên có CTL = 0,92 kJ/kg0C.

+ τ - Thời gian cấp đông.

+ t1, t2 - Nhiệt độ trước và sau khi cấp đông, t1 = 250C, t2 = -350C.

Vật liệu tấm lắc làm bằng nhôm đúc ρ = 2670 kg/m3.

Thể tích tấm lắc: V = 2,2 . 1,25 . 0,022 = 0,06 m3

Khối lượng một tấm lắc:

M = 0,06 . 2670 = 161 kg

Tủ 1000 kg trên mẻ gồm 11 tấm lắc:

MTL = 11 . 161 = 1771 kg

QTL= (25+35)=13,57 kW

4.3.2. Tổn thất nhiệt làm lạnh không khí trong tủ (QKK)

Nhiệt tổn thất do không khí trong tủ được tính như sau:

Qkk = CkkGkk(td – tc)

+ td - nhiệt độ không khí lúc bắt đầu chạy máy 250C

+ tc - nhiệt độ không khí cuối quá trình cấp đông -350C

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 27

Page 28: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

+ Ckk - nhiệt dung riêng của không khí trong tủ Ckk=0,242 Kcal/kg0C

= 1,013kJ/kg 0C.

+ Gkk - khối lượng của không khí có trong tủ, được xác định:

Gkk = Vkk .ρkk

Kích thước trong của tủ:

L = 3000 mm

W = 1500 mm

H = 1600 mm

+ Vkk: thể tích của không khí có trong tủ

Vkk = Vtủ = . 3.1,5 . 1,6 = 4,8 m3

+ ρkk - khối lượng riêng trung bình của không khí trong tủ ở -300C,

ρkk =1,453 kg/m3

Gkk = 4,8 . 1,453 = 6,97 ≈ 7kg/mẻ

Qkk = 1,013 . 7 = 0.06kW

4.3.3. Tổn thất nhiệt do mở cửa (QC)

Tổn thất nhiệt do mở cửa được tính theo công thức

QC = B . F (W)

+ F - Diện tích của tủ cấp đông (m2)

Theo như tính toán ta có :

Chiều dài tủ là : L = 3,3 m

Chiều rộng tủ là : W = 1,66 m

→ Do dó F = 3,3 . 1,66 = 5.478 m2

+ B - Dòng nhiệt khi mở cửa, W/m2. Chọn B = 20 W/m2. [1-87]

Vậy QC = 20 . 5,478 = 110W = 0,11 kW

→Vậy tổn thất nhiệt từ các nguồn khác nhau là:

Q3= QTL + QKK + QC = 15,37 + 0.06 + 0,11 = 13,74

Tổng tổn thất nhiệt là:

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 28

Page 29: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Q01= Q1 + Q2 + Q3= 0,388 + 48,67 + 13,74 = 68,2 kW

Để tủ hoạt động an toàn ở mọi điều kiện nên cần phải nhân thêm hệ số

an toàn là 1,1.

Q01 = 1,1 . 62,8 = 69,1 kW

Vậy năng suất lạnh của máy nén theo yêu cầu của tủ cấp đông tiếp xúc

là: Q0 = 69,1 kW

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 29

Page 30: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 5. TÍNH CHỌN MÁY NÉN

5.1. Chọn môi chất cho tủ cấp đông

Môi chất lạnh thường dùng trong hệ thống lớn là NH3, NH3 tuy có

nhược điểm độc hại nhưng có ưu điểm về mặt kinh tế cũng như tính chất

nhiệt động, tổn thất áp suất trên đường ống và các cửa van nhỏ vì vậy ta

chọn môi chất NH3 cho tủ cấp đông.

5.2. Các thông số của chế độ làm việc và chọn chu

trình lạnh của hệ thống

5.2.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh (t0)

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ứng với tủ đông tiếp xúc là -400C.

5.2.2. Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất (tk)

Ta sử dụng thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước kiểu bay hơi.

tk = tw2+∆tk

+ tw2 – Nhiệt độ nước ra khỏi dàn ngưng.

+ ∆tk – Hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, ∆tk= 3÷50C.

tw2 = tw1+(2÷60C)

+ tw1 – nhiệt độ nước vào dàn ngưng.

Do nhà máy sử dụng nước thành phố nên nhiệt độ sẽ lấy cao hơn nhiệt

độ trung bình năm 30C.

Nhà máy xây dựng tại Vũng Tàu, theo bảng ta có ttb = 240C.

tw1 = 24 + 3 = 270C

tw2 = 27 + 2 = 290C

tk = 29 + 4 = 330C

Từ nhiệt độ tk = 330C tra bảng hơi bão hoà NH3 , pk = 1,27 Mpa.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 30

Page 31: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

5.2.3. Nhiệt độ quá lạnh, quá nhiệt và chu trình lạnh

Nhiệt độ quá lạnh

Là nhiệt độ môi chất lạnh trước khi đi vào van tiết lưu. Nhiệt độ quá

lạnh càng thấp năng suất lạnh càng lớn do đó người ta hạ được nhiệt độ quá

lạnh xuống càng thấp càng tốt. Tuy nhiên đối với máy lạnh không hồi nhiệt

NH3 thì nhiệt độ quá lạnh khi đi qua thiết bị trao đổi nhiệt ngược chiều vẫn

cao hơn nhiệt độ nước là 3÷50C.

tql = tw1 + (3÷50C) = 27+ 4 = 310C

Nhiệt độ quá nhiệt

Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi nước trước khi vào máy nén.

Nhiệt độ quá nhiệt luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất. Hơi phải là hơi

quá nhiệt để không hút phải lỏng. Đối với tác nhân là NH3.

tqn = - 40 + 10 = -300C

Chu trình lạnh

Đối với hệ thống cấp đông hai cấp chu trình lạnh là hệ thống được

chọn hai cấp bình trung gian có ống xoắn. Môi chất lạnh lỏng quá lạnh

trong ống xoắn nhiệt độ không hạ đến nhiệt độ trung gian vì tồn tại hiệu

nhiệt độ trao đổi nhiệt không thuận nghịch trong ống xoắn nhiệt độ quá

lạnh lớn hơn nhiệt độ trung gian khoảng 50C.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 31

Page 32: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Hình 5.1. Chu trình hai cấp nén bình trung gian có ống xoắn

Hơi sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp nén đoạn

nhiệt đến áp suất trung gian (điểm 2) rồi được sục vào bình trung gian và

được làm mát hoàn toàn thành hơi bão hoà khô, hỗn hợp hơi bão hoà khô

tạo thành ở bình trung gian được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt

đến áp suất ngưng tụ PK (điểm 4). Sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ và nhả

nhiệt trong môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (điểm 5). Tại

đây nó chia ra làm 2 dòng, một dòng nhỏ thì đi qua van tiết lưu 1 giảm

áp suất đến áp suất trung gian Ptg (điểm 7) rồi đi vào bình trung gian. Tại

đây lượng hơi tạo thành do van tiết lưu 1 cùng với lượng hơi tạo thành do

làm mát hoàn toàn hơi nén trung áp và lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh

lỏng cao áp trong ống xoắn được hút về máy nén cao áp . Một dòng lỏng

cao áp còn lại đi vào trong ống xoắn của bình trung gian và được quá lạnh

đẳng áp đến điểm 6 sau đó đi qua van tiết lưu 2 giảm áp suất đến áp suất

bay hơi (điểm 10). Sau đó đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt của sản phẩm

cần làm lạnh hoá hơi đẳng áp đẳng nhiệt thành hơi (1’) và chu trình cứ thế

tiếp tục .

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 32

- BH : Bình bay hơi- NHA :Máy nén hạ áp- NCA : Máy nén cao áp- NT : Bình ngưng tụ- TL1, TL2 : Van tiết lưu 1

và 2.- BTG Bình trung gian

Page 33: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Hình 5.2. chu trình biểu diễn trên đồ thị T - s

1’ – 1: Quá nhiệt hơi hút ở hệ thống bay hơi -400C.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 33

Hình 5.3. Sơ đồ chu trình lạnh

310C

Page 34: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

1 – 2: Nén đoạn nhiệt cấp hạ áp ở -400C.

2 - 3: Làm mát hơi quá nhiệt đến hơi bão hòa.

3 - 4: Nén đoạn nhiệt cấp cao áp.

4 – 5’: Làm mát bằng ngưng tụ.

5’ – 5: Quá lạnh trong bình ngưng.

5 – 7: Tiết lưu từ bình trung gian hạ áp suất từ pk xuống ptg.

5 – 6: Quá lạnh lỏng tại bình trung gian.

6 -10: Tiết lưu hạ từ pk xuống p0.

10 – 1’: Trao đổi nhiệt đẳng áp ở thiết bị bay hơi.

5.3. Tính chu trình lạnh và chọn máy nén

5.3.1. Tính chu trình lạnh

Ta có:

Ptg =

+ ptg – Áp suất trung gian.

+ p0 – Áp suất ở thiết bị bay hơi -400C, p0 = 0,072 MPa.

+ pk – Áp suất ngưng tụ hệ thống, pk = 1,27 MPa.

Ptg = = 0,302 MPa.

Tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta được ttg = -90C. [2-342]

Chọn nhiệt độ quá lạnh trong ống xoắn là -40C.

+ Tỉ số nén:

0

1,2717,6 9

0,072kp

p

Chọn chu trình lạnh nén 2 cấp bình trung gian có ống xoắn.

Từ các thông số trên tra bảng hơi bão hòa và đồ thị lgP –h của môi

chất NH3 ta được các thông số ở bảng dưới đây:

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 34

Page 35: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Bảng 5.1. Các thông số điểm nút của chu trình

Nhiệt độ Áp suất Entanpy Thể tích

Điểm nút t , 0C P, Mpa h, kJ/kg v, m3/kg

1’ -40 0,072 1720 1,75

1 -30 0,072 1735 1,8

2 60 0,302 1920 0,53

3=8 -9 0,302 1750 0,4

4 90 1,27 1950 0,13

5’ 31 1,27 645

6 -4 1,27 490

7 -9 0,302 645

7’ -9 0,302 490

9 -9 0,302 455

10 -40 0,072 490

Năng suất lạnh riêng

Năng suất lạnh riêng là năng suất của 1 kg chất lỏng ở áp suất cao và

nhiệt độ cao tạo ra trong quá trình tiết lưu và bay hơi hết trong thiết bỉ bay

hơi thành hơi bão hòa khô ở nhiệt độ bay hơi và áp suất bay hơi.

q0= h1’ - h10 = 1720 – 490 = 1230 kJ/kg

Năng suất lạnh riêng thể tích

30 1230683,3 /

1,8v

qq kJ m

v

Công nén riêng

Cân bằng enthalpy ở bình trung gian ta có:

1 5 3 1 7 1 2 3 3 1 6. ( ). . . .m h m m h m h m h m h

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 35

Page 36: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

3 2 5 7 6

1 3 7

m h h h h

m h h

Công nén riêng

31 2

1

.m

l l lm

2 61 2

3 7

1920 4901920 1735 (1950 1750) 444 /

1750 645

h hl l l kJ kg

h h

Năng suất riêng

34 5

1

( )k

mq h h

m

1920 490(1950 645) 1689 /

1750 645kq kJ kg

Tính hạ áp

Lưu lượng thực tế qua máy nén hạ áp

01

0

69,10,056 /

1230

Qm kg s

q

Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp

31 1. 0,056.1,8 0,1 /ttHAV m v m s

Hệ số cấp nén hạ áp

. . . .c tl k w r

λc: hệ số tính đến thể tích chiết.

λtl: hệ số tính đến tổn thất do van tiết lưu.

λw: hệ số tính đến tổn thất do hơi hút vào xilanh bị đốt nóng, λw = 0,95.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 36

Page 37: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

λr: hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất qua piston xilanh. Chọn

λr = 0,97.

Có thể rút gọn thành λ = λi.λw’

λw’ = 0,97.0,95 = 0,92

1

0 0 01

0 0 0

. .m

tg tgoc tl k

p pp p p pc

p p p

Với máy nén amoniac m = 0,95 ÷ 1,1. Chọn m = 1.

c: tỉ số thể tích chiết, c = 0,03 ÷ 0,05. Chọn c = 0,04.

0 0 0 0

0 0 0

.0,92tg tgHA

p pp p p pc

p p p

Thường lấy ∆p0 = 5.103 Pa, ∆ptg = 10.103 Pa.

72 5 302 10 72 50,04 .0,92 0,75

72 72 72HA

Thể tích hút lý thuyết cấp hạ áp

30,10,135 /

0,75ttHA

ttHAHA

VV m s

Công nén đoạn nhiệt

NsHA = m1.l1 = m1.(h2 - h1) = 0,056.(1920 – 1735) =10,36 kW

Hiệu suất chỉ thị

00 0

233. 0,001. 0,001.( 40) 0,84

264i wtg

Tb t t

T

Công suất chỉ thị

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 37

Page 38: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

10,3612,33

0,84sHA

iHAi

NkW

Công suất ma sát

.ms ttHA msN V p

pms: là áp suất riêng ma sát, pms = 49 ÷ 69 Pa, chọn pms = 59 Pa.

0,1.59 5,9msN kW

Công suất hữu ích

12,33 5,9 18,23eHA i msN N N kW

Công suất tiếp điện cấp hạ áp

.e

elHAtd el

NN

N

ηtd: hiệu suất truyền động của khớp, đai ηtd = 0,95.

ηel: hiệu suất động cơ, ηel = 0,85.

18,2322,58

0,95.0,85elHAN kW

Tính cấp cao áp

Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén cao áp

2 63 1

3 7

1920 4900,056. 0,0725 /

1750 645

h hm m kg s

h h

Thể tích hút thực tế cao áp

33 3. 0,0725.0,4 0,029 /ttCAV m v m s

Hệ số cấp của cấp cao áp

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 38

Page 39: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

. .0,93tg tg tg tgk ki w

tg tg tg

p p p pp pc

p p p

302 5 1270 10 302 50,04 .0,93 0,793

302 302 302

Thể tích hút lý thuyết cao áp

30,0290,037 /

0,793ttCA

ltCA

VV m s

Công nén đoạn nhiệt cấp cao áp

3 2. 0,0725.(1950 1750) 14,5sCAN m l kW

Hiệu suất chỉ thị cấp cao áp

2640,001.( 9) 0,85

306tg

i w tg tgk

Tbt bt

T

Công suất chỉ thị cấp cao áp

14,517

0,85sCA

iCAi

NN kW

Công suất ma sát cao áp

. 0,029.59 1,71msCA ttCA msN V p kW

Công suất hữu ích

17 1,71 18,71eCA i msN N N kW

Công suất tiếp điện cấp cao áp

18,7123,17

. 0,95.0,85e

elCAtd el

NN kW

Công suất tiếp điện cấp hạ áp và cao áp

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 39

Page 40: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

22,58 23,17 45,75elN kW

Công suất động cơ lắp đặt

Để cho máy nén hoạt động an toàn, công suất động cơ lắp đặt phải lớn

hơn công suất tiếp diện, do đó ta nhân thêm hệ số an toàn k (k = 1,1 ÷ 2,1).

1,6.45,75 73,2DCN kW

5.3.2. Chọn máy nén

Chọn máy nén pittông MYCOM hai cấp nén môi chất NH3. [2-55]

Tk, 0C Kí hiệu Pittông

ФxS, mm

Số xilanh

Tốc độ Thể tích quét, m3 /h

Qo, 1000 Kcal/h

Ne, kW

-40 -40

40 N62A 95Ф x 76S

6+2 1000

1200

258,6

310,3

25,3

30,4

19,3

23,1

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 40

Page 41: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 6. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

6.1. Tính chọn thiết bị ngưng tụ

6.1.1. Vai trò của thiết bị ngưng tụ

Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ: khi máy nén nén môi chất từ trạng hơi

báo hòa thành hơi quá nhiệt và được thiết bị ngưng tụ làm môi chất chuyển

sang trạng thái lỏng. Thiết bị ngưng tụ có ảnh hưởng đến áp suất và nhiệt

độ của chu trình lạnh do đó ảnh hưởng đến hiệu quả và độ an toàn của hệ

thống. Khi thiết bị ngưng tụ làm việc kém hiệu quả thì các thông số của hệ

thống sẽ bị thay đổi theo chiều hướng xấu như:

- Năng suất lạnh hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng.

- Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng.

- Công nén tăng, động cơ có thể quá tải.

- Độ an toàn giảm do áp suất phía cao tăng, rờle HP có thể tác động

dừng máy nén…

- Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến độ nhớt của dầu, dẫn tới cháy dầu…

6.1.2. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị ngưng tụ

Trên hình 6.1. trình bày cấu tạo bình ngưng ống chùm nằm ngang sử

dụng trong các hệ thống lạnh NH3. Bình ngưng có thân hình trụ nằm ngang

làm từ vật liệu thép CT3, bên trong là các ống trao đổi nhiệt bằng thép áp

lực C20. Các ống trao đổi nhiệt được hàn kín hoặc núc lên hai mặt sàng hai

đầu. Để có thể hàn hoặc núc các ống trao đổi nhiệt vào mặt sàng, nó phải

có độ dày khá lớn từ 20 ÷ 30mm. Hai đầu thân bình là các nắp bình. Các

nắp bình tạo thành vách phân dòng nước để nước tuần hoàn nhiều lần trong

bình ngưng. Mục đích tuần hoàn nhiều lần là để tăng thời gian tiếp xúc của

nước và môi chất; tăng tốc độ chuyển động của nước trong các ống trao đổi

nhiệt nhằm nâng cao hệ số toả nhiệt α. Cứ một lần nước chuyển động từ

đầu này đến đầu kia của bình thì gọi là một pass. Ví dụ bình ngưng 4 pass,

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 41

Page 42: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

là bình có nước chuyển động qua lại 4 lần. Một trong những vấn đề cần

quan tâm khi chế tạo bình ngưng là bố trí số lượng ống của các pass phải

đều nhau, nếu không đều thì tốc độ nước trong các pass sẽ khác nhau, tạo

nên tổn thất áp lực không cần thiết.

Các trang thiết bị đi kèm theo bình ngưng gồm: van an toàn, đồng hồ

áp suất với khoảng làm việc từ 0 ÷ 30 kG/cm2 là hợp lý nhất, đường ống

gas vào, đường cân bằng, đường xả khí không ngưng, đường lỏng về bình

chứa cao áp, đường ống nước vào và ra, các van xả khí và cặn đường nước.

Để gas phân bố đều trong bình trong quá trình làm việc đường ống gas vào

phân thành hai nhánh bố trí hai đầu bình và đường ống lỏng về bình chứa

nằm ở tâm bình.

Nguyên lý làm việc của bình như sau: gas từ máy nén được đưa vào

bình từ hai nhánh ở hai đầu và bao phủ lên không gian giữa các ống trao

đổi nhiệt và thân bình. Bên trong bình gas quá nhiệt trao đổi nhiệt với nước

lạnh chuyển động bên trong các ống trao đổi nhiệt và ngưng tụ lại thành

lỏng. Lỏng ngưng tụ bao nhiêu lập tức chảy ngay về bình chứa đặt bên dưới

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 42

Hình 6.1. Cấu tạo bình ngưng ống chùm nằm ngang

1- Nắp bình; 2- Ống xả khí không ngưng; 3- Ống cân bằng; 4- Ống trao đổi

nhiệt; 5- Ống gas vào; 6- Ống lắp van an toàn; 7- Ống lắp áp kế ; 8- Ống xả

hơi của nước; 9- Ống nước ra; 10- Ống nước vào; 11- Ống xả cặn; 12- Ống

lỏng về bình chứa

Page 43: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

bình ngưng. Một số hệ thống không có bình chứa cao áp mà sử dụng một

phần bình ngưng làm bình chứa. Trong trường hợp này người ta không bố

trí các ống trao đổi nhiệt phần dưới của bình. Để lỏng ngưng tụ chảy thuận

lợi phải có ống cân bằng nối phần hơi bình ngưng với bình chứa cao áp.

6.1.3. Tính thiết bị ngưng tụ

Nhiệt lượng ở thiết bị ngưng tụ là nhiệt lượng mà nước và gió làm mát

lấy đi để môi chất ngưng tụ, tính nhiệt ở thiết bị ngưng tụ để tính công suất

của thiết bị ngưng tụ.

Qk = m3 (h4 - h5’) = 0,0725.( 1950-645) = 94,61 kW

Trong đó:

Mặt khác:

Qk = K.F.Δttb

Δttb= = = = 5,150C

+ K = 700 W/m2.K [3-194]

294,61.100013,52

. 700.10BH

tb

QF m

K t

Chọn bình ngưng ống vỏ NH3 nằm ngang do Nga chế tạo. [2-161]

Kiểu Bề

mặt

F,

m2

Kích thước Số

ống

n

Số

lối

z

Chiều

dài

ống l,

mm

Dung tích

không gian,

m3

Khối lượng,

kg

Đường

kính

D1

Dài Rộng

B

Cao

H

Ngoài

ống

Trong

ống

Thiết

bị

Công

tác

KTΓ-

25

25 500 3430 810 910 144 8 3000 0,39 0,17 1140 1560

6.2. Thiết bị bay hơi

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 43

Page 44: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

6.2.1. Vai trò của thiết bị bay hơi

Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hoá hơi gas bão hoà ẩm sau tiết lưu đồng

thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh. Như vậy cùng với thiết bị ngưng tụ,

máy nén và thiết bị tiết lưu, thiết bị bay hơi là một trong những thiết bị

quan trọng nhất không thể thiếu được trong các hệ thống lạnh. Quá trình

làm việc của thiết bị bay hơi ảnh hưởng đến thời gian và hiệu quả làm lạnh.

Đó là mục đích chính của hệ thống lạnh. Vì vậy, dù toàn bộ trang thiết bị

hệ thống tốt đến đâu nhưng thiết bị bay hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả

trở nên vô ích.

Khi quá trình trao đổi nhiệt ở thiết bị bay hơi kém thì thời gian làm

lạnh tăng, nhiệt độ phòng không đảm bảo yêu cầu, trong một số trường hợp

do không bay hơi hết lỏng trong dàn lạnh dẫn tới máy nén có thể hút ẩm về

gây ngập lỏng.

Ngược lại, khi thiết bị bay hơi có diện tích quá lớn so với yêu cầu, thì

chi phí đầu tư cao và đồng thời còn làm cho độ quá nhiệt hơi ra thiết bị lớn.

Khi độ quá nhiệt lớn thì nhiệt độ cuối quá trình nén cao, tăng công suất

nén.

Lựa chọn thiết bị bay hơi dựa trên nhiều yếu tố như hiệu quả làm việc,

đặc điểm và tính chất sản phẩm cần làm lạnh.

6.2.2. Tính chọn thiết bị bay hơi

QBH = m1 (h1 - h10) = 0,056.(1720 - 490)= 68,88 kW

Mặt khác:

QBH = k.F.Δttb

Chọn thiết bị bay hơi ống vỏ kiểu ngập

+ F - Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi.

+ K - Hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi, xác định theo

kinh nghiệm.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 44

Page 45: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

+ ∆ttb - Hiệu nhiệt độ giữa môi chất sôi trong ống và không khí trong

kho, ∆ttb = 100C.

+ Hệ số truyền nhiệt K= 460 580W/m2K.

→ Chọn K= 520W/m2K. [3-201]

268,88.100013,25

. 520.10BH

tb

QF m

K t

→ Chọn dàn lạnh NH3 Alfa Laval. [2-186]

Typ

AV

Q0

KW

V

m3/h

∆P

bar

F

m2

D1

mm

D2

mm

L

mm

L1

mm

B

mm

H

mm

V

dm3

m

kg

35,20 98,6 16,9 0,12 13,25 355,6 114,3 ÷

355,6

2000 2290 570 834+D2 100 410

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 45

Page 46: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Chương 7. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ

7.1. Bình tách dầu

Trong máy nén có dầu bôi trơn để bôi trơn các chi tiết chuyển động và

làm mát máy nén. Khi máy nén làm việc dầu thường cuốn theo môi chất

lạnh, việc dầu bị cuốn theo môi chất lạnh có thể gây ra các hiện tượng:

- Máy nén thiếu dầu làm chế độ bôi chơn không tốt

- Dầu sau khi theo môi chất lạnh sẽ đọng bám ở các thiết bị trao đổi

nhiệt như thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, làm giảm hiệu quả trao đổi

nhiệt, ảnh hưởng chung đến chế độ làm việc của toàn hệ thống

Nguyên lý làm việc

Giảm tốc độ đột ngột dòng gas từ tốc độ cao (khoảng 18 ÷ 25m/s)

xuống tốc độ thấp 0,5 ÷ 1 m/s. Khi giảm tốc độ đột ngột các giọt dầu mất

động năng và rơi xuống, do độ nhớt của gas nhỏ hơn của dầu nên động

năng nhỏ và dạng hơi nên vẫn chuyển động bình thường.

Dầu được tách nhờ 3 nguyên nhân:

- Giảm vận tốc của dòng khi đi từ ống nhỏ ra ống to làm lực quán

tính giảm và dưới tác dụng của trọng lực các hạt dầu nặng rơi xuống.

- Do lực ly tâm khi ngoặt dòng các hạt dầu nặng bị văng ra va

đập vào thành bình rơi xuống.

- Do sự mất vận tốc đột ngột khi va đập vào các tấm chắn. Các

hạt dầu nặng được giữ lại và rơi xuống đáy bình.

Cấu tạo bình tách dầu

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 46

Page 47: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Hình 7.1. Cấu tạo bình tách dầu

1.Hơi vào từ đầu đẩy máy nén; 2. Van an toàn; 3. Đường ra hơi cao áp;

4,5. Nón chắn; 6. Phao; 7. Đường xả dầu

Tính chọn bình tách dầu

d

: tốc độ môi chất ở ống nối vào bình tách dầu.

→ Chọn = 18 (m/s). [2-222]

Vd: thể tích riêng thực tế của môi chất ra khỏi máy nén.

m: lưu lượng hơi (kg/s).

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 47

Page 48: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Vd = VCA=0,4(m3/kg)

m = mCA = 0,0725 (kg/s)

4 4.0,0725.0,40,045

3,14.18dmV

d m

7.2. Bình chứa dầu

Bình thu hồi dầu nhằm mục đích thu gom dầu từ các thiết bị như bình

chứa thấp áp bình trung gian, bình chứa cao áp…để giảm tổn thất và giảm

nguy hiểm khi xả dầu ở các thiết bị có áp suất cao

Cấu tạo bình chứa dầu

7.3. Bình chứa cao áp

Bình chứa cao áp phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Khi hệ thống đang vận hành thì lượng lỏng còn lại trong bình ít

nhất là 20% dung tích bình.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 48

Hình 7.2. Cấu tạo bình tập trung dầu

1.Gas về đường hút hạ áp máy nén; 2.Áp kế ; 3,4,5.Dầu vào bình

tập trung từ các thiết bị; 6. Kính xem mức; 7. Đường dầu ra.

Page 49: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

+ Khi sửa chữa, bảo dưỡng thì bình chứa phải có khả năng chứa

được toàn bộ môi chất của hệ thống và chỉ chiểm khoảng 80% dung tích

bình.

Cấu tạo bình chứa cao áp

Sức chứa của bình chứa cao áp được tính như sau:

VCA = = 0,7Vd

+ VCA - Thể tích chứa của bình chứa cao áp.

+ Vd - Thể tích chứa của dàn bay hơi.

Thể tích chứa môi chất của tủ đông tiếp xúc.

Kích thước của tấm lắc là 2200 x 1250 x 22mm

Vậy kích thước chứa môi chất 2194 x 1244 x 16mm = 21,94 x 12,44 x

0,16 dm

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 49

Hình 7.3. Nguyên lý cấu tạo bình chứa cao áp

1. Kính xem mức; 2. Van chặn; 3. Ống lắp van an toàn; 4. Ống

lắp áp kế xả; 5. Ống lỏng vào; 6. Ống cân bằng áp; 7. Ống cấp dịch; 8. Ống

hồi lỏng; 9. Thân bình; 10. Xả dầu; 11. Xả cặn; 12. Chân bình

Page 50: BAI HOAN CHINH

12

1 2

5

11

6

3

4

11

98

7

13

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Vbh = Vd = 11 . 21,94 . 12,44 . 0,16 = 480 lít

Vậy thể tích của bình chứa cao áp.

VCA = 0,7 .480 = 336 lít

7.4. Bình chứa trung gian

Công dụng chính của bình trung gian là để làm mát môi chất trung

gian giữa các cấp của máy nén. Ngoài ra nó còn có nhiệm vụ tách lỏng môi

chất để đảm bảo cho hơi hút tầm cao của máy nén cao áp là hơi bão hoà

khô. Trong hệ thống lạnh sử dụng bình trung gian có ống xoắn.

Cấu tạo bình trung gian

Hình 7.4. Cấu tạo bình trung gian

1.Đường vào của hơi nén trung áp; 2. Đường lỏng cao áp tiết lưu vào bình;

3. Đường ra của hơi trung áp; 4. Các nón chắn; 5. Ống thuỷ tối và van

phao; 6. Phin lọc; 7. Ống xoắn TĐN; 8. Đường xả dầu; 9. Đường tháo

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 50

Page 51: BAI HOAN CHINH

1

2

3

4

5

6

7

8

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

lỏng ra khỏi bình; 10. Đường ra lỏng cao áp; 11. Van an toàn; 12. Áp kế;

13. Lỗ cân bằng

Tính diện tích bề mặt ống xoắn dựa vào bề mặt truyền nhiệt để chọn

bình trung gian cho thích hợp.

F=

K: hệ số dẫn nhiệt thép, K = 54.

∆ttb: khoảng chênh lệch nhiệt độ, ∆ttb= 31 - (-4) = 350C

Q0x – Phụ tải nhiệt của ống xoắn.

Q0x= m3 (h5-h6)= 0,029 (645-490) =4,495 kW

Suy ra:

24, 495.10002,38

54.35F m

7.5. Tháp giải nhiệt

Cấu tạo

Tháp giải nhiệt là một thiết bị trao đổi nhiệt

Hình 7.5. Cấu tạo tháp giải nhiệt

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 51

Page 52: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

1. Quạt hút; 2. Bộ phận tách nước; 3. Dàn tưới nước; 4. Bộ phận làm

tơi nước; 5. Vỏ bảo vệ; 6. Máng chứa nước; 7. Phao cấp nước bổ

sung; 8. Đường dẫn nước

Tính lưu lượng và diện tích cần thiết

Lưu lượng:

VM=

+C - Nhiệt dung riêng của nước, C= 4,186kJ/kg0C.

+r - Khối lượng riêng của nước, r = 998 kg/m3.

+Δttb - Độ chênh lệch nhiệt độ của nước vào và ra, Δttb = 29-26,5 =

2,50C.

VM = = 9 l/s

Diện tích:

F = = = 2,1 m2

+ qf - Tải nhiệt riêng, qf =45kW/m2.

Vậy chọn tháp giải nhiệt có thông gió với lưu lượng nước là 9 l/s.

7.6. Hệ thống đường ống

Tất cả đường kính trong của các đường ống được tính theo công thức

sau:

di=

+ di - Đường kính trong của ống dẫn.

+ ω - tốc độ dòng chảy trong ống

+ m - Lưu lượng thực tế của môi chất đi qua máy.

+ Vd - Thể tích riêng của môi chất lạnh.

Ta chọn vận tốc của môi chất trên đường nén ω = 20m/s, trên đường

ống hút ω = 17m/s, trên đường ống dẫn lỏng ω = 0,5 m/s.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 52

Page 53: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

Đoạn ống m(kg/s) v(m3/kg) ω(m/s) d(mm) Chọn da/ di

(mm)

Hút hạ áp máy

nén cấp đông

0,064 1,8 17 93 108/100

Hút cao áp máy

nén cấp đông

0,083 0,4 17 50 76/69

Nén hạ áp máy

nén cấp đông

0,064 0,53 20 46,5 76/69

Nén cao áp máy

nén cấp đông

0,083 0,13 20 40,9 57/50

Ống dẫn lỏng từ

ngưng tụ về

BCCA , về BTG

và về BCHA

0,303 0,0016 0,7 29,7 38/33,5

Ống dẫn lỏng từ

bơm dịch đến tủ

cấp đông

0,1995 0,0016 0,7 10 18/14

Ống góp nén

môi chất từ cấp

nén hạ áp đến

trung gian

0,235 0.53 20 88,8 108/100

Ống góp nén

môi chất từ cấp

nén cao áp đến

ngưng tụ

0,303 0,13 20 51 76/79

Ống góp hút môi

chất từ trung

gian về máy nén

0,303 0,4 17 95,3 108/100

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 53

Page 54: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

cao áp

Ống góp hút môi

chất từ BCHA

về cấp máy hạ

áp

0,2335 0,7 17 172 219/209

7.7. Tính chọn van tiết lưu

Cấu tạo van tiết lưu tự động

Hình 7.6. Cấu tạo van tiết lưu tự động

A Thân van; B chốt van; C lò xo; D màng ngăn; E bầu cảm biến

Nguyên lý hoạt động

Bầu cảm biến được nối với phía trên màng ngăn nhờ một ống mao.

Bầu cảm biến có chứa chất lỏng dễ bay hơi. Chất lỏng được sử dụng

thường chính là môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống.

Khi bầu cảm biến được đốt nóng, áp suất hơi bên trong bầu cảm biến

tăng, áp suất này truyền theo ống mao và tác động lên phía trên màng ngăn

và ép một lực ngược lại lực ép của lò xo lên thanh chốt. Kết quả khe hở

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 54

Page 55: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

được mở rộng ra, lượng môi chất đi qua van nhiều hơn để vào thiết bị bay

hơi.

Khi nhiệt độ bầu cảm biến giảm xuống, hơi trong bầu cảm biến ngưng lại

một phần, áp suất trong bầu giảm, lực do lò xo thắng lực ép của hơi và đẩy

thanh chốt lên phía trên. Kết quả van khép lại một phần và lưu lượng môi chất

đi qua van giảm.

Như vậy trong quá trình làm việc van tự động điều chỉnh khe hở giữa

chốt và thân van nhằm khống chế mức dịch vào dàn bay hơi vừa đủ và duy

trì hơi đầu ra thiết bay hơi có một độ quá nhiệt nhất định. Độ quá nhiệt này

có thể điều chỉnh được bằng cách tăng độ căng của lò xo, khi độ căng lò xo

tăng, độ quá nhiệt tăng.

Van tiết lưu là một trong bốn thiết bị quan trọng không thể thiếu được

trong các hệ thống lạnh.

Van tiết lưu tự động có 2 loại :

- Van tiết lưu tự động cân bằng trong: chỉ lấy tín hiệu nhiệt độ đầu ra

của thiết bị bay hơi. Van tiết lưu tự động cân bằng trong có 1 cửa thông

giữa khoang môi chất chuyển động qua van với khoang dưới màng ngăn.

- Van tiết lưu tự động cân bằng ngoài: lấy tín hiệu nhiệt độ và áp suất

đầu ra thiết bị bay hơi. Van tiết lưu tự động cân bằng ngoài, khoang dưới

màng ngăn không thông với khoang môi chất chuyển động qua van mà

được nối thông với đầu ra dàn bay hơi nhờ một ống mao.

Ta có các thông số sau:

+ Q0 – 69,1 kW

+ t0 = - 400C

+ Môi chất NH3

+ ∆P = Pk – P0 – 2 = 12,7 – 0,72 – 2 = 9,98 bar

→ Chọn van tiết lưu TEX 55-35 [4-378]

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 55

Page 56: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

KẾT LUẬN

Dựa vào các kết quả tính toán trong bài ta có thể lựa chọn những thiết

bị chính phù hợp với hệ thống để đưa vào hoạt động. Trong quá trình hoạt

động để đảm bảo tính an toàn và ổn định trong vận hành, ta còn phải tính

đến phần kiểm tra an toàn hệ thống và tính tự động hóa cho hệ thống. Có

như vậy thì hệ thống mới hoạt động an toàn, hiệu quả và đúng yêu cầu đặt

ra của người thiết kế. Tuy vậy, trong khuôn khổ nội dung của đề tài, nhóm

em không thể trình bày toàn bộ nội dung của phần này mà chỉ chú trọng

vào phần tính toán và thiết kế hệ thống theo yêu cầu của đề tài được giao.

Kết quả tính toán:

- Kích thước tủ cấp đông: 3300 x 1660 x 1900 (D x R x C).

- Số tấm lắc: 11 tấm.

- Công suất máy nén lắp đặt: 73,2 kW.

- Thiết bị ngưng tụ:

+ Công suất thiết bị ngưng tụ: 93,96 kW.

+ Diện tích bề mặt: 26,06 m2.

- Thiết bị bay hơi: diện tích trao đổi nhiệt: 540m2

Trong quá trình tính toán thiết kế, tuy đã tính đến các tổn thất cơ bản

của hệ thống lạnh nhưng vẫn chưa đề cập đến những tổn thất lạnh có thể có

vì đã được bỏ qua để quá trình tính toán được nhanh chóng và đơn giản

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 56

Page 57: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

hơn. Vì vậy kết quả xác định được tuy không phải là chính xác tuyệt đối

nhưng cũng đáp ứng được các yêu cầu cơ bản của hệ thống.

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do khả năng có hạn nên chắc chắn

không thể tránh khỏi sai sót. Rất mong Quý Thầy Cô và các bạn đóng góp

ý kiến quý báu để giúp đề tài hoàn thiện hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – NXB Khoa

học kỹ thuật, Hà Nội – 1999.

[2]. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy – Kỹ thuật lạnh cơ sở - NXB

Giáo dục – 2007 (tái bản lần thứ 7).

[3]. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy - Máy và thiết bị lạnh – NXB

Giáo dục – 2005 (tái bản lần thứ 4).

[4]. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy – Bài tập tính toán kỹ thuật

lạnh – NXB Giáo dục – 2004.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 57

Page 58: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

KẾT LUẬN

Dựa vào các kết quả tính toán trong bài ta có thể lựa chọn những thiết

bị chính phù hợp với hệ thống để đưa vào hoạt động. Trong quá trình hoạt

động để đảm bảo tính an toàn và ổn định trong vận hành, ta còn phải tính

đến phần kiểm tra an toàn hệ thống và tính tự động hóa cho hệ thống. Có

như vậy thì hệ thống mới hoạt động an toàn, hiệu quả và đúng yêu cầu đặt

ra của người thiết kế. Tuy vậy, trong khuôn khổ nội dung của đề tài, nhóm

em không thể trình bày toàn bộ nội dung của phần này mà chỉ chú trọng

vào phần tính toán và thiết kế hệ thống theo yêu cầu của đề tài được giao.

Kết quả tính toán:

- Kích thước tủ cấp đông: 3300 x 1660 x 1900 (D x R x C).

- Số tấm lắc: 11 tấm.

- Công suất máy nén lắp đặt: 73,2 kW.

- Thiết bị ngưng tụ:

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 58

Page 59: BAI HOAN CHINH

Trường ĐH Bà Rịa – Vũng Tàu Đồ án thiết bịKhoa Hóa học & Công nghệ thực phẩm

+ Công suất thiết bị ngưng tụ: 93,96 kW.

+ Diện tích bề mặt: 26,06 m2.

- Thiết bị bay hơi: diện tích trao đổi nhiệt: 540m2

Trong quá trình tính toán thiết kế, tuy đã tính đến các tổn thất cơ bản

của hệ thống lạnh nhưng vẫn chưa đề cập đến những tổn thất lạnh có thể có

vì đã được bỏ qua để quá trình tính toán được nhanh chóng và đơn giản

hơn. Vì vậy kết quả xác định được tuy không phải là chính xác tuyệt đối

nhưng cũng đáp ứng được các yêu cầu cơ bản của hệ thống.

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhưng do khả năng có hạn nên chắc chắn

không thể tránh khỏi sai sót. Rất mong Quý Thầy Cô và các bạn đóng góp

ý kiến quý báu để giúp đề tài hoàn thiện hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Nguyễn Đức Lợi – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – NXB Khoa

học kỹ thuật, Hà Nội – 1999.

[2]. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy – Kỹ thuật lạnh cơ sở - NXB

Giáo dục – 2007 (tái bản lần thứ 7).

[3]. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy - Máy và thiết bị lạnh – NXB

Giáo dục – 2005 (tái bản lần thứ 4).

[4]. Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy – Bài tập kỹ thuật lạnh – NXB

Giáo dục – 2004.

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu 59