BOÄ GIAÙO DUÏC VAØ ÑAØO TAÏOTRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG

KHOA CHEÁ BIEÁN= = = = = = = =

NGUYEÃN VIEÄT THAÙI

TÍNH TOAÙN THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG LAÏNH CHO KHO BAÛO QUAÛN SAÛN

PHAÅM THUÛY SAÛN ÑOÂNG LAÏNH SÖÙC CHÖÙA 500 TAÁN TAÏI COÂNG TY TNHH

MINH ÑAÊNG – SOÙC TRAÊNG

ÑOÀ AÙN TOÁT NGHIEÄP ÑAÏI

HOÏCCHUYEÂN NGAØNH: COÂNG NGHEÄ NHIEÄT LAÏNH

CBHD: ThS. NGUYEÃN TROÏNG BAÙCH

Nha Trang, thaùng 11 naêm 2007

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nha Trang,

đến nay tôi đã hoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt

nghiệp đại học. Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:

Ban Giám Hiệu trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chế

biến, cùng với các thầy cô giảng dạy.

Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Th.s Nguyễn Trọng Bách - người đã

trực tiếp hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành đồ án đúng thời hạn.

Ban Giám Đốc và các anh chị ở công ty TNHH Minh Đăng đã tận tình

giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực tập tại công ty.

Cuối cùng, tôi bày tỏ lời cảm ơn đến cha mẹ cùng những người thân và

toàn thể bạn bè đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt thời gian học tập và thực

hiện công tác tốt nghiệp.

Tôi xin chúc các thầy cô, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào,

đạt nhiều thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu.

Nha Trang, tháng 11 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Việt Thái

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................1

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN............................................................................2

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY................................................................2

1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty...........................................2

1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty....3

1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty.....................................................4

1.2 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN

PHẨM ĐÔNG LẠNH..................................................................................5

1.2.1 Tác dụng của việc bảo quản lạnh.....................................................5

1.2.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông.......5

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN.......................................7

1.3.1 Kho lạnh bảo quản............................................................................7

1.3.2 Phân loại kho lạnh............................................................................8

1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI........................................................10

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH................................12

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH..................................12

2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh..............................12

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị.......................................................13

2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH..............................14

2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG KHO LẠNH.................................14

2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH....................................................................15

2.5 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ...........................................................15

2.5.1 Chọn nhiệt độ bảo quản..................................................................15

2.5.2 Độ ẩm không khí trong kho............................................................16

2.5.3 Thông số địa lý, khí tượng ở Sóc Trăng.........................................16

2.5.4 Phương pháp tính nhiệt tải kho lạnh..............................................16

2.5.5 Chọn máy và thiết bị......................................................................17

2.5.6 Phương án lắp đặt kho, máy và thiết bị..........................................18

2.6 NGUYÊN TẮC XẾP HÀNG TRONG KHO LẠNH...........................18

2.6.1 Nguyên tắc thông gió....................................................................18

2.6.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước...............................................19

2.6.3 Nguyên tắc gom hàng.....................................................................19

2.6.4 Nguyên tắc an toàn.........................................................................19

2.7 KỸ THUẬT XẾP KHO........................................................................19

2.7.1 Sử dụng Palet.................................................................................19

2.7.2 Thông gió.......................................................................................19

2.7.3 Chừa lối đi......................................................................................20

2.7.4 Xây tụ.............................................................................................20

2.8 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH............................................20

2.8.1 Tính thể tích kho lạnh.....................................................................20

2.8.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m2.............................................20

2.8.3 Tải trọng của nền và của trần.........................................................21

2.8.4 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng.....................................21

2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH..................................................22

2.9.1 Thiết kế cấu trúc nền......................................................................22

2.9.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh.......................................................23

2.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh....................................................................24

2.9.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí........................................................24

2.10 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG

SƯƠNG.......................................................................................................26

2.11 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG......................................28

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ

CỦA HỆ THỐNG LẠNH..............................................................................29

3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI....................................................................29

3.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1................................................29

3.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2.................................31

3.1.3 Dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành Q4................................................32

3.1.4 Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén..............................34

3.2 CHỌN HỆ THỐNG LẠNH..................................................................35

3.2.1 Chọn phương pháp làm lạnh..........................................................35

3.2.2 Chọn môi chất lạnh........................................................................37

3.2.3 Các thông số của chế độ làm việc..................................................40

3.3 CHU TRÌNH LẠNH.............................................................................42

3.3.1 Chọn chu trình lạnh........................................................................42

3.3.2 Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i................................43

3.3.3 Tính toán chu trình hai cấp bình trung gian có ống xoắn...............44

3.4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT............45

3.4.1 Tính toán phía hạ áp.......................................................................45

3.4.2 Tính toán phía cao áp.....................................................................47

3.4.3 Tính chọn máy nén và thiết bị trao đổi nhiệt..................................48

3.4.4 Chọn các thiết bị khác của hệ thống lạnh......................................57

CHƯƠNG IV: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH.............................................72

4.1 LẮP ĐẶT KHO LẠNH........................................................................72

4.1.1 Gia cố và xây dựng nền móng kho.................................................72

4.1.2 Xây dựng kết cấu bao che cho kho................................................72

4.1.3 Lắp ghép các tấm panel..................................................................72

4.2 LẮP ĐẶT MÁY NÉN..........................................................................75

4.3 LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH............76

4.3.1 Lắp đặt thiết bị ngưng tụ................................................................76

4.3.2 Lắp đặt thiết bị bay hơi..................................................................77

4.3.3 Lắp đặt van tiết lưu màng cân bằng ngoài.....................................78

4.3.4 Lắp đặt các thiết bị khác.................................................................78

4.3.5 Lắp đặt đường ống.........................................................................79

4.4 THỬ KÍN, THỬ BỀN VÀ CHÂN KHÔNG HỆ THỐNG LẠNH.......82

4.5 NẠP MÔI CHẤT CHO HỆ THỐNG LẠNH.......................................84

4.5.1 Xác định lượng môi chất cần nạp...................................................84

4.5.2 Nạp môi chất cho hệ thống lạnh.....................................................86

CHƯƠNG V: TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG

LẠNH.............................................................................................................87

5.1 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA...............................................................87

5.1.1 Trang bị điện động lực...................................................................88

5.1.2 Mạch điện điều khiển.....................................................................88

5.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH........................................................94

5.2.1 Chuẩn bị vận hành..........................................................................94

5.2.2 Vận hành........................................................................................95

5.2.3 Dừng máy.......................................................................................97

5.2.4 Sự cố ngập lỏng..............................................................................98

5.3 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH.....................................................99

5.3.1 Bảo dưỡng máy nén.......................................................................99

5.3.2 Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ.........................................................100

5.3.3 Bảo dưỡng thiết bị bay hơi...........................................................100

5.3.4 Bảo dưỡng van tiết lưu.................................................................101

5.3.5 Bảo dưỡng tháp giải nhiệt............................................................101

5.3.6 Bảo dưỡng bơm............................................................................101

5.3.7 Bảo dưỡng quạt............................................................................101

CHƯƠNG VI: SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA CÔNG TRÌNH........................102

6.1 CHI PHÍ CHO KHO LẠNH...............................................................102

6.2 CHI PHÍ CHO MÁY VÀ THIẾT BỊ..................................................103

6.3. CHI PHÍ CHO NHÂN CÔNG...........................................................103

6.4. CÁC KHOẢN CHI PHÍ KHÁC........................................................103

KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT...........................................................104

TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................105

1

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất

mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia,

rượu, điện tử, tin học, y tế,… đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thủy sản.

Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và

thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹ

thuật nước ta.

Với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng. Sản lượng thủy sản đánh

bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy để đảm bảo thu được lợi nhuận cao từ

việc xuất khẩu thủy sản thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất quan

trọng.

Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảo

quản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi làm

giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm thủy

sản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay.

Xuất phát từ những yêu cầu đó, được sự phân công của khoa Chế Biến và

bộ môn Kỹ thuật lạnh trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn của thầy

Th.s Nguyễn Trọng Bách, tôi được giao đề tài: “Tính toán thiết kế hệ thống

lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức chứa 500 tấn tại

Công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng”. Đề tài bao gồm những nội dung sau:

1 – Tổng quan.

2 – Các thông số tính toán, tính toán cấu trúc kho lạnh.

3 – Tính nhiệt tải kho lạnh, chọn máy nén và các thiết bị của hệ thống lạnh.

4 – Lắp đặt hệ thống lạnh.

5 – Trang bị tự động hoá, vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh.

6 – Sơ bộ giá thành công trình.

Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên

đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầy

cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn.

Nha Trang, tháng 11 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Việt Thái

2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY

1.1.1 Sự hình thành và phát triển của công ty

Công ty trách nhiệm hữu hạn (TNHH) Minh Đăng là một doanh nghiệp tư

nhân thuộc thị trấn Mỹ Xuyên - Tỉnh Sóc Trăng.

Trước đây công ty có tên là công ty TNHH Nam Trung chuyên chế biến

đồ khô: Hành khô, chitin và chitozan.

Ngày 11/12/2005, công ty được một tư nhân tại Sài Gòn mua lại và đổi tên

là công ty TNHH Minh Đăng chuyên sản xuất hàng đông lạnh: Mực đông lạnh,

Bạch tuộc đông lạnh, kẽm, maza đông lạnh.

Địa chỉ của công ty: Tỉnh lộ 8 - Bình Thạnh - Mỹ Xuyên - Sóc Trăng.

Hiện nay, công ty nhận gia công chế biến các sản phẩm thủy sản đông

lạnh: mực, bạch tuộc, maza, kẽm, cá đuối….Công ty mới nhập về máy móc thiết

bị hiện đại sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc khắc phục những nhược điểm nhỏ

hẹp và thiết bị lạc hậu trước đây.

Mục tiêu của công ty sẽ sản xuất những mặt hàng cao cấp có giá trị kinh tế cao

như: Mực, tôm và mở rộng thị trường ra nước ngoài như Nhật, Mỹ, EU, Hàn Quốc…

3

1.1.2 Cơ cấu tổ chức và chức năng nhiệm vụ các đơn vị trong công ty

Giám đốc: Có quyền hạn cao nhất trong công ty, có chức năng giám sát

điều hành mọi hoạt động của công ty.

Phó giám đốc: Có nhiệm vụ tham mưu cho giám đốc, điều hành mọi hoạt

động sản xuất kinh doanh của công ty, tham gia ký kết các hợp đồng.

Phân xưởng chế biến: Có vai trò quan trọng trong sự tồn tại và phát triển

của công ty. Chịu trách nhiệm về mặt quản lý nhân sự, đảm bảo các chế độ, chính

sách và quyền lợi nghĩa vụ của người lao động đối với công ty theo luật định của

nhà nước.

Phân xưởng cơ điện: Đảm bảo cho các máy móc thiết bị vận hành thông

suốt, an toàn trong cả quá trình chế biến.

Phòng kỹ thuật: Tham mưu cho giám đốc trong việc điều hành kỹ thuật

sản xuất, quá trình vệ sinh an toàn thực phẩm từ nguyên liệu đến thành phẩm,

chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm làm ra, phụ trách chương trình quản lý

chất lượng, thực hiện đúng kế hoạch mà giám đốc đề ra.

Phòng kinh doanh: Có chức năng và nhiệm vụ xử lý thông tin từ các

nguồn tin thu thập được từ phía khách hàng, từ việc khảo sát thị trường. Phân

tích tổng hợp thông tin đưa ra những đề xuất, dự báo trong kinh doanh như giá cả

mặt hàng trước mắt và lâu dài. Ngoài ra phải thường xuyên giao dịch với khách

hàng, chào hàng trực tiếp hoặc gián tiếp.

PHÂN XƯỞNG

CHẾ BIẾN

GIÁM ĐỐC

PHÓ GIÁM ĐỐC

PHÂN XƯỞNG CƠ ĐIỆN

PHÒNG KỸ

THUẬT

PHÒNG KINH

DOANH

PHÒNG KẾ

TOÁN

4

Phòng kế toán: Có vai trò trong sự tồn tại và phát triển của công ty. Tính

các chi phí, giá thành sản phẩm, lợi nhuận, tiền lương, thưởng và tính toán các

khoản có liên quan đến sản xuất kinh doanh của công ty.

1.1.3 Tổng quan mặt bằng của công ty

Phân tích ưu nhược điểm của mặt bằng tổng thể:

Ưu điểm:

- Công ty nằm cách xa trung tâm thành phố nên không làm ảnh hưởng đến

môi trường cảnh quan thành phố.

- Công ty nằm sát trục đường chính nên thuận tiện cho việc vận chuyển

hàng hoá, nguyên vật liệu.

- Công ty có mặt bằng nằm cách cảng Trần Đề 25km rất thuận tiện cho

việc thu mua và vận chuyển nguyên liệu.

- Cảnh quan của công ty thuận tiện thoáng mát, sạch sẽ bố trí thiết kế hợp lý:

+ Nhà chứa phế liệu, bộ phận xử lý nước thải được bố trí riêng ở phía sau

cuối ngọn gió.

+ Kho bao bì được bố trí tách riêng để phòng ngừa sự cháy xảy ra.

+ Nơi tiếp nhận nguyên liệu có sân rộng cho xe ra vào.

Nhược điểm:

- Phân xưởng cơ điện có nhiều tiếng ồn được bố trí ngang với khu thành phẩm.

- Phòng máy không có đường đi vào, công nhân vận hành phải đi ngang

qua phòng chế biến để vào phòng máy. Ngoài ra vị trí của phòng máy không

thuận lợi cho việc sửa chữa và bảo dưỡng.

- Chưa có cửa tiếp nhận nguyên liệu riêng tách biệt với phế liệu ra nên có

thể gây sự nhiễm chéo và nhiễm bẩn.

- Góc phía đông của khu vực tiếp nhận giáp với khu vực chứa phế liệu và

trạm xử lý nước thải nên nguyên liệu dễ bị nhiễm bẩn.

- Sự bố trí làm việc của công nhân không khép kín nên công ty có phần

không ngăn nắp và chưa ổn định.

5

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 thêm một thời gian

nữa.

Nói chung khi nhiệt độ nhỏ hơn 10oC 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

0oC thì tỷ lệ phát triển của chúng rất thấp, ở -5oC ÷ -10oC thì hầu hết chúng

không hoạt động. Tuy nhiên có một số loài vi khuẩn và nấm mốc khi hạ nhiệt độ

xuống -15oC 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 -15oC.

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 10oC 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.

1.2.2 Một số biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông.

1. Biến đổi vật lý.

Sự kết tinh lại của nước đá:

6

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. Đó là hiện tượng gây nên những 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.

Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ

nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn, nhiệt độ nóng chảy

cao. Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại

kết tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng

to lên. Sự tăng về kích thước các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm

cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn, hao phí

chất dinh dưỡng tăng do sự mất nước tự do tăng làm mùi vị sản phẩm giảm.

Để tránh hiện tượng kết tinh lại nước đá, trong quá trình bảo quản nhiệt độ

bảo quản phải được giữ ổn định, mức dao động nhiệt độ cho phép là ± 20C.

Sự thăng hoa của nước đá:

Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh do hiện tượng hơi nước

trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trong

không khí giảm. Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề

mặt sản phẩm với môi trường xung quanh. Kết quả là nước đá bị thăng hoa, hơi

nước đi vào bề mặt sản phẩm với môi trường không khí. Nước đá ở bề mặt bị

thăng hoa, sau đó các lớp bên trong của thực phẩm cũng bị thăng hoa.

Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp,

rỗng. Oxy không khí dễ thâm nhập vào oxy hoá sản phẩm. Sự oxy hoá xảy ra làm

cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, chất tan, mùi vị bị xấu đi, đặc biệt trong

quá trình oxy hoá lipit.

Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông

lạnh đem đi bảo quản cần được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài. Nếu

có không khí bên trong sẽ xảy ra hiện tượng hoá tuyết trên bề mặt bao gói và quá

trình thăng hoa vẫn xảy ra.

7

2. Biến đổi về hoá học.

Trong quá trình bảo quản đông lạnh các biến đổi sinh hoá, hoá học diễn ra

chậm. Các thành phần dễ bị biến đổi là protêin hoà tan, lipit, vitamin, chất màu,

…

Sự biến đổi của protêin:

Trong các loại protêin thì protêin hoà tan trong nước dễ bị phân giải nhất,

sự phân giải chủ yếu dưới dạng dưới tác dụng của enzyme có sẵn trong thực

phẩm.

Sự khuếch tán nước do kết tinh lại và thăng hoa nước đá gây nên sự biến

tính của protêin hoà tan.

Biến đổi protêin làm giảm chất lượng sản phẩm khi sử dụng.

Sự biến đổi của chất béo:

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 quá

trình thuận lợi cho quá trình oxy hoá chất béo xảy ra. Quá trình oxy hoá chất béo

sinh ra các chất có mùi vị xấu làm giảm giá trị sử dụng của sản phẩm. Nhiều

trường hợp đây là nguyên nhân chính làm hết thời hạn bảo quản của sản phẩm.

Các chất màu bị oxy hoá cũng làm thay đổi màu sắc của thực phẩm.

Sự biến đổi về vi sinh vật:

Đối với sản phẩm đông lạnh có nhiệt độ thấp hơn -15oC và được bảo quản

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

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

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN

1.3.1 Kho lạnh bảo quản

Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm,

nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực

phẩm, công nghiệp nhẹ,…

8

Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến

thực phẩm và chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:

- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,…

- Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả.

- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu.

- Kho bảo quản sữa.

- Kho bảo quản và lên men bia.

- Bảo quản các sản phẩm khác.

Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:

- Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh.

- Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu.

- Cần có khả năng cơ giới hoá cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng.

- Có giá trị kinh tế: vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong

nước,…

Với những yêu cầu nhiều khi mâu thuẫn nhau như trên ta phải đưa ra

những phương pháp thiết kế với hoàn cảnh Việt Nam.

1.3.2 Phân loại kho lạnh

Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau:

a. Theo công dụng:

Người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:

- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm

tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác.

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản

thực phẩm (nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máy

xuất khẩu thịt,…). Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trang

bị hệ thống có công suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất

nhập hàng thường xuyên.

- Kho phân phối, trung chuyển: Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho

các khu dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài. Kho lạnh phân phối thường có dung

9

tích lớn, trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh hoạt của

cả một cộng đồng.

- Kho thương nghiệp: Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ

thống thương nghiệp. Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được

doanh nghiệp bán trên thị trường.

- Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ôtô): Đặc điểm của kho là dung tích

lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác.

- Kho sinh hoạt: Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách

sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ.

b. Theo nhiệt độ:

Người ta có thể chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2oC đến 5oC.

Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối >

10oC, đối với chanh >4oC). Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt

hàng nông sản.

- Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã

qua cấp đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản

tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản

tối thiểu cũng phải đạt -18oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại

thực phẩm trong quá trình bảo quản.

- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC, buồng bảo quản đa năng

thường được thiết kế ở -12oC nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt

độ bảo quản 0oC hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản

-18oC tuỳ theo yêu cầu công nghệ. Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia

lạnh sản phẩm. Buồng đa năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể

được trang bị dàn tường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên.

- Kho gia lạnh: Được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường

xuống nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh

đông trong phương pháp kết đông 2 pha. Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ

10

gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5oC và nâng lên vài độ trên nhiệt độ

đóng băng của các sản phẩm được gia lạnh. Buồng gia lạnh thường được trang bị

dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản phẩm.

- Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ tối thiểu -4oC.

c. Theo dung tích chứa:

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó.

Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường

quy dung tích ra tấn thịt (MT – Meat Tons). Ví dụ: Kho 50 MT, kho 100 MT,

200 MT, 500 MT,… là những kho có khả năng chứa 50, 100, 200, 500 tấn thịt.

d. Theo đặc điểm cách nhiệt:

Người ta chia ra:

- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta

bọc lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không

đẹp, khó tháo dỡ, và di chuyển. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây

không đảm bảo tốt. Vì vậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử dụng kho xây để bảo

quản thực phẩm.

- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp

ghép với nhau bằng các móc khoá cam locking và mộng âm dương. Kho panel có

hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo

quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu… Hiện nay nhiều

doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì

thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo

quản hàng hoá.

1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Công ty TNHH Minh Đăng có hai kho lạnh: Một kho 100 tấn và một kho

150 tấn. Trước đây kho được thiết kế để bảo quản các sản phẩm như: hành khô,

chitin, chizotan. Các mặt hàng chủ yếu của công ty là: Bạch tuộc, mực, maza đông

lạnh và sắp tới công ty đang có kế hoạch chuyển sang mặt hàng tôm đông lạnh. Hệ

11

thống cấp đông của công ty có công suất 20 tấn/ngày gồm: 2 tủ đông tiếp xúc công

suất 1000kg/mẻ và 1 băng chuyền IQF công suất 500kg/h.

Do đang trong thời kì xây dựng, bước đầu đi vào sản xuất và có kế hoạch

mở rộng sản xuất. Dự tính sắp tới công ty sẽ nâng công suất cấp đông lên 30

tấn/ngày. Chính vì vậy, công ty đang rất cần xây dựng một kho lạnh bảo quản có

thể đáp ứng được công suất cấp đông của nhà máy trong thời gian sắp tới.

Hai kho lạnh của công ty không thể đáp ứng được các yêu cầu về mặt

công nghệ cũng như về công suất của nhà máy.

Xuất phát từ những yêu cầu trên mà tôi quyết định chọn đề tài: Tính toán

thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh sức

chứa 500 tấn tại công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng, với thời gian lưu kho

tối đa 15 ngày.

12

CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN CẤU TRÚC KHO LẠNH

2.1 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH

2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh

Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo

quản và những nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ. Để đạt được mục

đích đó cần tuân thủ các yêu cầu sau:

- Phải bố trí buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo

dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau. Các cửa ra vào buồng chứa

phải quay ra hành lang. Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo

dây chuyền không đi ngược.

- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư bé nhất. Cần sử dụng rộng rãi các

cấu kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm

bảo tiện nghi. Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất.

- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và chi phí

thấp.

+ Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc

bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.

+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40m.

+ Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất

12m, thường lấy 12, 24, 36, 48, 60, 72m.

+ Trong một vài trường hợp kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5m,

nhưng thông thường các kho lạnh có hành lang nối ra cả hai phía, chiều rộng 6m.

+ Kho lạnh thể tích tới 600 tấn không bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốc

dỡ ôtô dọc theo chiều dài kho đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ.

+ Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm

lại từng khối với một chế độ nhiệt độ.

- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn. Điều này đặc biệt

quan trọng đối với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo được môi

13

chất lạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc

cấp lỏng từ dưới lên.

- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy.

- Khi quy hoạch cũng phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh. Phải

để lại một mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị

Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục

đích sau:

- Vận hành máy thuận tiện.

- Rút ngắn chiều dài đường ống: Giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp

suất trên đường ống.

- Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất.

- Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp.

- Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy với thiết bị.

Buồng máy và thiết bị thường được bố trí vào sát tường kho lạnh để

đường nối ống giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 ÷10% tổng

diện tích kho lạnh.

Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh

hoặc tách rời. Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m trở lên, các

máy và thiết bị lớn đến 2,5m. Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ

dàng. Khoảng cách máy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường là 0,8m nếu

đây không phải là lối đi vận hành chính. Các thiết bị có thể đặt sát tường nếu phía

đó của thiết bị hoàn toàn không cần đến vận hành, bảo dưỡng. Trạm tiết lưu và

bảng điều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thể

quan sát được dễ dàng từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy. Trạm tiết lưu đặt cách

máy ít nhất 1,5m.

Buồng máy và thiết bị ít nhất phải có 2 cửa bố trí đối diện ở khoảng cách

xa nhất trong buồng máy, ít nhất có 1 cửa thông ra ngoài trời, các cánh cửa mở ra

14

ngoài. Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi

không khí trong buồng 3 ÷ 4 lần.

2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH

Có 2 phương án thiết kế kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép

Tôi lựa chọn phương án thiết kế là kho lạnh lắp ghép, mặc dù kho lạnh lắp

ghép giá thành cao hơn khá nhiều so với kho lạnh xây. Nhưng nó có những ưu

điểm vượt trội so với kho lạnh xây như sau:

- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo

sẵn nên có thể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trong

một vài ngày so với kho truyền thống phải xây dựng trong nhiều tháng, có khi

nhiều năm.

- Có thể tháo lắp và di chuyển đến nơi mới khi cần thiết.

- Không cần đến vật liệu xây dựng như kho xây trừ nền có con lươn đặt

kho nên công việc xây dựng đơn giản hơn nhiều.

- Cách nhiệt là polyuretan có hệ số dẫn nhiệt thấp.

- Tấm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thép

không gỉ…

- Hoàn toàn có thể sản xuất được trong nước.

2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG KHO LẠNH

Do yêu cầu vị trí của kho lạnh: Phải nằm gần khu thành phẩm, bao gói để

thuận lợi cho việc đưa hàng vào trong kho và giảm tổn thất nhiệt cho kho. Ngoài

ra còn phải nằm ở vị trí gần đường giao thông, có thể lùi xe để bốc hàng mà

không ảnh hưởng đến các khâu khác…Đặc biệt vị trí xây dựng kho lạnh phải phù

hợp dây chuyền công nghệ: Sản phẩm sau khi cấp đông được chuyển sang bao

gói và chuyển vào kho lạnh ngay, tránh trường hợp phải vận chuyển xa có thể

làm cho sản phẩm bị dã đông và làm tăng chi phí vận hành của kho lạnh.

Về phía công ty, do đang trong quá trình xây dựng và đang hướng mở

rộng sản xuất các mặt hàng mới với các thị trường như Nhật, Hàn Quốc, Mĩ…Vì

15

vậy công ty rất cần một kho lạnh có thể đáp ứng được các đòi hỏi khắt khe của

các thị trường khó tính nhất.

Ngoài ra do điều kiện diện tích của công ty bị hạn chế nên cần chọn vị trí

xây dựng kho phải hợp lý, hạn chế đến mức tối thiểu diện tích bỏ không.

Chính vì vậy tôi quyết định chọn vị trí xây dựng kho lạnh ở vị trí phía cổng

của công ty trên phần đất của nhà tập thể và phần đất trống phía sau nhà tập thể. Qua

việc khảo sát và đo đạc vị trí mà ta chọn xây dựng kho lạnh có kích thước 14 m x

37m.

2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH

Về lý thuyết thì hình lập phương là hình lý tưởng nhất cho kho lạnh vì

diện tích xung quanh là nhỏ nhất và thể tích là lớn nhất. Tuy nhiên hình khối kho

lạnh còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như mặt bằng công ty, địa hình, đường giao

thông, phương pháp bốc dỡ. Cũng như thỏa mãn các điều kiện xây dựng khác

như: phân chia phòng, mở rộng kho hàng…

Kho lạnh một tầng tuy chiếm nhiều diện tích, xây dựng tốn nhiều vật liệu,

cách nhiệt và tổn thất nhiệt qua vách lớn nên hệ thống lạnh cũng cần phải lớn

hơn. Chi phí về năng lượng cũng lớn hơn nhưng chúng lại có ưu điểm là xây

dựng dễ dàng và đi lại vận chuyển trong kho cũng dễ dàng. Chính vì thế, tôi chọn

phương án xây dựng kho một tầng có hình chữ nhật.

2.5 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ

2.5.1 Chọn nhiệt độ bảo quản

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông theo lý thuyết nhiệt độ càng thấp thì

chất lượng sản phẩm càng tốt, thời gian bảo quản càng lâu nhưng tùy từng mặt

hàng cụ thể mà chúng có nhiệt độ bảo quản khác nhau. Nếu nhiệt độ bảo quản

càng thấp thì chi phí lạnh càng cao, điều đó làm tăng chi phí vận hành và hiệu

quả kinh tế đạt được thấp. Nhiệt độ bảo quản còn phụ thuộc vào thời gian bảo

quản, nếu muốn bảo quản với thời gian dài thì phải giữ ở nhiệt độ thấp.

Nhiệt độ bảo quản ở các nước Châu Âu hiện nay là -300C. Một số sản

phẩm bảo quản ở nhiệt độ cao hơn -300C nếu bảo quản trong thời gian ngắn.

16

Theo viện nghiên cứu lạnh đông Quốc tế thì nhiệt độ bảo quản cho cá gầy là -

200C, cho cá béo là -300C. Tuy nhiên nếu cá gầy mà bảo quản trên 1 năm thì

nhiệt độ bảo quản phải đạt -300C. Ở Việt Nam hiện nay, nhiệt độ bảo quản sản

phẩm thủy sản đông lạnh quy định chung là -18 ÷ -250C.

Kho đang thiết kế của công ty TNHH Minh Đăng bảo quản mặt hàng

mực, bạch tuộc đông lạnh thời gian bảo quản thường nhỏ hơn 1 tháng. Tôi chọn

nhiệt độ bảo quản trong kho là -200C ± 20C.

2.5.2 Độ ẩm không khí trong kho

Độ ẩm không khí lạnh trong kho có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cảm

quan bề mặt của sản phẩm đông sau khi bảo quản. Bởi vì nó liên quan đến hiện

tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm. Do vậy tùy từng loại sản phẩm cụ

thể mà độ ẩm của không khí trong kho là khác nhau.

Đối với sản phẩm đông không được bao gói cách ẩm thì độ ẩm không khí

lạnh là phải đạt 95%. Còn đối với sản phẩm đã được bao gói cách ẩm thì độ ẩm

của không khí lạnh khoảng 85 ÷ 90%.

Kho đang thiết kế chủ yếu bảo quản các sản phẩm mực, bạch tuộc được

bao gói nên ta chọn độ ẩm không khí lạnh trong kho = 85%.

2.5.3 Thông số địa lý, khí tượng ở Sóc Trăng

Các thông số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính toán thiết kế

để đảm bảo độ an toàn cao ta thường lấy giá trị cao nhất ứng với chế độ khí hậu

khắc nghiệt nhất. Từ đó sẽ đảm bảo cho kho vận hành an toàn trong mọi điều kiện

khí hậu.

Bảng 2-1: Thông số khí hậu ở Sóc Trăng

Nhiệt độ, 0C Độ ẩm tương đối, %TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông

26,8 35,9 19,0 77 80

2.5.4 Phương pháp tính nhiệt tải kho lạnh

17

Tính nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt khác nhau đi từ ngoài

môi trường vào kho lạnh và các nguồn nhiệt khác nhau trong kho lạnh sinh ra.

Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó ra

môi trường, để đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và

không khí bên ngoài. Mục đích tính nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng suất

lạnh của máy nén mà ta cần lắp đặt.

Phương pháp xác định dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q là ta xác định

theo các dòng nhiệt thành phần và được tính theo biểu thức:

Q=

Trong đó:

Q1- dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh, W.

Q2- dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra trong quá trình xử lý lạnh, W.

Q3- dòng nhiệt từ bên ngoài do thông gió buồng lạnh, W.

Q4- dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành kho lạnh, W.

Q5- dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp, W.

Do đây là kho lạnh bảo quản thủy sản đông lạnh nên Q3 = Q5 = 0. Dòng

nhiệt tổn thất Q chỉ còn các dòng nhiệt sau:

Q=Q1+Q2+Q4, W.

Đặc điểm của các dòng nhiệt này là thay đổi liên tục theo thời gian.

- Q1 phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài thay đổi theo giờ trong ngày và theo

mùa trong năm.

- Q2 phụ thuộc vào thời vụ.

- Q4 phụ thuộc vào quy trình công nghệ chế biến và bảo quản.

2.5.5 Chọn máy và thiết bị

Việc chọn máy và thiết bị cho kho lạnh căn cứ vào năng suất lạnh, môi

chất lạnh, chu trình lạnh sử dụng:

18

- Chọn máy nén piston 2 cấp: do nhiệt độ không khí trong kho thấp nên

nhiệt độ sôi thấp. Mặt khác lại sử dụng môi chất NH3 nên tỷ số nén không cho

phép sử dụng máy nén 1 cấp. Vì vậy tôi chọn máy nén 2 cấp.

- Chọn thiết bị ngưng tụ là bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang.

- Chọn 3 dàn bay hơi có cùng công suất, mỗi dàn có 3 quạt: do kho có

chiều dài lớn 32m, chiều rộng nhỏ 12m. Vì vậy tôi chọn quạt thổi ngang phòng

có tầm thổi tương ứng với chiều rộng của phòng.

- Chọn 3 van tiết lưu màng cân bằng ngoài cho kho bảo quản.

- Chọn thiết bị phụ: bình trung gian, bình chứa cao áp, bình tách dầu, tách

lỏng, tách khí không ngưng, chọn tháp giải nhiệt, bơm giải nhiệt, tính chọn

đường ống hút và đường ống đẩy,…

2.5.6 Phương án lắp đặt kho, máy và thiết bị

a. Đối với hệ thống máy

Hai máy nén 2 cấp được lắp liên hoàn với nhau, được thiết kế theo

phương pháp chạy dừng và hỗ trợ nhau trong quá trình vận hành.

Phòng máy được xây dựng nằm bên cạnh kho lạnh.

Dàn lạnh lắp trong kho và được treo trên trần.

b. Đối với kho lạnh

Tường, trần và nền được lắp bởi các tấm panel tiêu chuẩn. Xung quanh

đều có mái che để hạn chế các dòng nhiệt tổn thất.

Kho bảo quản gồm hai cửa nhỏ và một cửa lớn.

Trên tường của kho gắn các van thông áp để cân bằng áp suất giữa bên

trong và bên ngoài kho.

Trên tường có gắn nhiệt kế để đo nhiệt độ của không khí trong kho.

2.6 NGUYÊN TẮC XẾP HÀNG TRONG KHO LẠNH

Các nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh:

2.6.1 Nguyên tắc thông gió

Yếu tố quan trọng trong kho bảo quản là nhiệt độ kho. Nhiệt độ này phải

đúng mức quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trực tiếp từng sản phẩm, từng

19

kiện hàng trong kho để đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất. Do đó nguyên tắc

thông gió là tạo điều kiện để không khí lạnh từ dàn lạnh đến tất cả các hàng hóa

trong kho một cách điều hòa liên tục.

20

2.6.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước

Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó nghĩa là khoảng thời gian

tối đa mà sản phẩm được phép lưu kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm bắt đầu

chuyển qua trạng thái biến đổi cho đến hư hỏng. Do đó các kiện hàng nhập trước

phải được ưu tiên xuất trước tránh trường hợp tồn tại đọng hàng cũ, quá tuổi thọ.

2.6.3 Nguyên tắc gom hàng

Trong quá trình bảo quản đông lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít nhiều từ bề

mặt sản phẩm, dần dần theo thời gian làm hao tổn trọng lượng sản phẩm. Có thể

giảm hiện tượng bốc hơi này bằng cách giảm diện tích kiện hàng. Do trống, ít hàng,

hàng hóa để rải rác, ngổn ngang diện tích bề mặt lớn. Nguyên tắc gom hàng là làm

cho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả năng bốc hơi chậm lại và tạo thành khối ổn

định, vững chắc. Kho lạnh phải đảm bảo thường xuyên đầy hàng vừa phải, không

nên bảo quản quá ít hàng vì sẽ tăng sự hao tổn trọng lượng và tăng chi phí vận hành.

2.6.4 Nguyên tắc an toàn

Trong kho những kiện hàng được sắp xếp chồng lên để chiếm chiều cao

của kho, do đó rất nguy hiểm nếu xếp các kiện hàng không an toàn dễ bị ngã đổ.

Có những kiểu xếp hàng khác nhau tùy thuộc vị trí trong kho để xây thành những

khối kiện hàng vững chắc.

2.7 KỸ THUẬT XẾP KHO

2.7.1 Sử dụng Palet

Sử dụng Palet trong kho bảo quản sản phẩm vì sẽ dễ dàng phân lô để xuất.

Các kiện hàng có cấu kiện đều đặn rất cần thiết xếp trên Palet. Có các Palet giúp

cho việc thông gió giữa sản phẩm với nền dễ dàng. Hiện nay có các kích cỡ Palet

như sau: 800 x 1200mm, 1000 x 2000mm,…

2.7.2 Thông gió

Không nên xếp sản phẩm sát tường hoặc trực tiếp trên sàn kho. Bởi vì như

thế nhiệt vào kho đi qua lớp cách nhiệt sẽ đi qua lớp sản phẩm trước rồi mới

được chuyển tới dàn lạnh. Để ngăn chặn sự truyền nhiệt này ta cần chừa những

21

khoảng cách giữa sản phẩm với sàn, tường, trần và dàn lạnh một khoảng cách để

cho không khí lưu thông dễ dàng.

- Cách sàn: 100 ÷ 150mm.

- Cách tường: 200 ÷ 800mm.

- Cách trần: 200mm.

- Cách dàn lạnh: 300mm,[TL4,63].

2.7.3 Chừa lối đi

Trong kho ta cần chừa lối đi cho người và phương tiện bốc dỡ. Bề rộng

của lối đi phụ thuộc vào máy móc, thiết bị chuyên chở và chất xếp sản phẩm

trong kho. Kho đang thiết kế có chiều rộng 12m gồm 2 lối đi hai bên dọc theo

chiều dài của kho, mỗi lối đi rộng 1m.

2.7.4 Xây tụ

Là kỹ thuật sắp xếp các kiện hàng thứ tự vào nhau thành một khối ổn định,

vững chắc, tạo điều kiện thuận lợi cho bốc dỡ, phân lô, đảm bảo an toàn và tính

được dung lượng kho lạnh. Kho lạnh càng cao thì số lớp thùng chất lên tụ ngày

càng cao nhưng phải lớn để tránh nguy hiểm do đổ ngã.

2.8 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH

2.8.1 Tính thể tích kho lạnh

Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:

,m3.

Trong đó:

E – dung tích kho lạnh, tấn.

gv – định mức chất tải, tấn/m3. Kho được thiết kế với mặt hàng

Mực, Bạch tuộc đông lạnh gv = 0,55 tấn/m3 .[TL-3,279]

Với E = 500 tấn ta có V = 500/0,55 = 909,1m3.

2.8.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m2

Được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:

.

22

Trong đó:

F – Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m2.

h – Chiều cao chất tải, m.

Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ

thuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ. Chiều cao h có thể tính bằng

chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian

cần thiết để chất hàng và dỡ hàng. Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao

thực tế h1 của kho. Chiều cao h1 được xác định bằng chiều cao phủ bì của kho

lạnh trừ đi hai lần chiều dầy cách nhiệt của trần và nền kho lạnh:

h1 = H - 2 , m;

+ Chọn chiều cao phủ bì H = 3,6m là chiều dài lớn nhất của tấm panel.

+ Chọn chiều dày cách nhiệt = 125 mm.

Suy ra: h1 = 3,6 – 2.0,125 = 3,35 m.

Chiều cao chất tải thực h của kho bằng chiều cao phủ bì trừ đi khoảng hở

phía trần để lưu thông không khí chọn là 0,5m và phía dưới nền lát tấm palêt là:

0,1m.

Suy ra: h = 3,35 – (0,1 + 0,5) = 2,75m.

2.8.3 Tải trọng của nền và của trần

Tải trọng nền được xác định theo công thức:

gf = gv.h = 0,55.2,75 = 1,5125 tấn/m2.

Với tải trọng nền này thì panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén bởi vì

độ chịu nén của panel tiêu chuẩn là 0,2÷0,29Mpa.

2.8.4 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng

Diện tích kho lạnh thực tế cần xây dựng phải tính đến đường đi, khoảng

hở giữa các lô hàng, diện tích lắp đặt dàn lạnh, khoảng cách giữa các lô hàng đến

tường bao. Vì vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính toán trên và

được xác định theo công thức:

Fxd = .

23

Trong đó:

Fxd – diện tích kho lạnh cần xây dựng, m2.

- hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và

các diện tích giữa các lô hàng, giữa lô hàng và cột, tường các diện tích lắp đặt

thiết bị như dàn bay hơi, quạt. phụ thuộc vào diện tích buồng và lấy theo bảng

2-5. Ta chọn = 0,85.[TL2,34]

Từ Fxd = 380m2 và sơ đồ mặt bằng công ty, tôi quyết định chọn kích

thước kho lạnh như sau:

+ Chiều dài kho: 32m.

+ Chiều rộng kho: 12m.

Như vậy diện tích thực của kho cần xây dựng là 32.12 = 384m2.

Diện tích phòng máy F = 6.6 =36m2.

2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH

2.9.1 Thiết kế cấu trúc nền

Cấu trúc nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Nhiệt độ trong kho, tải

trọng của kho hàng bảo quản, dung tích kho lạnh.

Do đặc thù của kho lạnh là bảo quản hàng hóa do đó phải có cấu trúc vững

chắc, móng phải chịu tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng, móng kho được xây

dựng tùy thuộc vào kết cấu địa chấn của nơi xây dựng.

Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt

trên nền nhà xưởng. Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn chắc của

nền, khả năng chịu lún của nền. Nếu tải trọng của hàng bảo quản càng lớn thì cấu

trúc nền kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao. Các tấm panel nền được đặt

trên các con lươn thông gió. Cấu trúc nền kho lạnh được thiết kế như hình vẽ.

24

Hình 2-1. Cấu trúc nền móng của kho lạnh

Hình 2-2: Con lươn thông gió

2.9.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn đã được chế tạo sẵn

như đã giới thiệu ở phần trên.

32m

12m

Lớp cát đầm chặt

Tấm panel

Lớp gạch thẻ

Đá chẻ

Lớp bê tông đá 1x2

Lớp bê tông đá 4x6

Lớp đất tự nhiên

25

Các thông số của panel cách nhiệt:

+ Chiều dài:

h = 3600 mm dùng để lắp panel vách

h = 6000 mm dùng để lắp panel trần và nền

+ Chiều rộng r = 1200 mm

+ Tỷ trọng 30÷40 kg/m3

+ Độ chịu nén 0,2÷0,29 Mpa

+ Hệ số dẫn nhiệt = 0,018 ÷ 0,023 W/mK

+ Phương pháp lắp ghép: Ghép bằng khóa camlocking và ghép bằng mộng

âm dương. Sẽ được trình bày ở phần lắp đặt kho lạnh.

2.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh

Mái kho lạnh có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của thời

tiết như: nắng, mưa, đặc biệt là giảm bức xạ nhiệt của mặt trời vào kho lạnh.

Mái kho đảm bảo che mưa che nắng tốt cho kho và hệ thống máy lạnh.

Mái không được đọng nước, không được thấm nước. Mái dốc về hai phía với độ

dốc ít nhất là 2%.

Kho đang thiết kế có mái bằng tôn màu xanh lá cây, hệ thống khung đỡ

bằng sắt và các xà nâng được đặt theo chiều ngang của kho, các trụ chống là các

trụ sắt cao 4m có diện tích 200x100mm

Hình 2-3: Cấu trúc mái kho lạnh

2.9.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí

Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề, cửa lắc và cửa lùa. Cấu trúc

cửa là các tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su

1

215 m

1,5 m 1-lớp mái tôn

2-khung đỡ bằng sắt

26

hình nhiều ngăn. Khóa cửa mở được cả hai phía trong và ngoài. Xung quanh cửa

được bố trí dây điện trở sưởi cửa để đề phòng băng dính chặt cửa lại. Các cửa có

kích thước như sau:

+ Kích thước cửa lớn: 1980 x 980 mm.

+ Kích thước cửa nhỏ: 680 x 680mm.

Mỗi cửa được gắn lên một tấm panel gọi là tấm cửa.

Hình 2-4: Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh

Hình 2-5 Cửa ra vào kho lạnh

1

2

3

1

2

4

1 - Tấm panel

2 - Khóa cửa

3 - Cửa ra vào

4 - Cửa xuất nhập hàng

27

Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chế

dòng nhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng. Nhựa để chế tạo màn chắn khí

phải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao. Màn được ghép từ các dải

nhựa có chiều rộng 200 mm, dày 2 mm, chồng mí lên nhau là 50 mm.

Hình 2-6: Màn nhựa che cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng kho lạnh

2.10 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG

Việc tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho kho bảo quản đông nhằm mục đích:

- Hạn chế dòng nhiệt truyền từ bên ngoài qua kết cấu bao che vào kho lạnh.

- Tránh ngưng ẩm trên bề mặt ngoài của vách vào trong kho lạnh.

Tính toán chiều dày cách nhiệt, cách ẩm:

Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:

,m

Trong đó:

- độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, m.

- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK.

K - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2K.

- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách, W/m2K.

- hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K.

- bề dày lớp vật liệu thứ i, m.

- hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.

Màn nhựa cửa ra vào Màn nhựa, dày 2m

m, rộng 200m

m

28

Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con lươn thông gió nên ta lấy

hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho. Vì

vậy ta xác định chiều dày cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền.

Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn

(panel có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm).

Bảng 2 - 2 Các thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn, [TL-4, 52].

Vật liệu Chiều dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/mKPolyurethane (0,023 ÷ 0,03)

Tôn lá 0,0006 45,36Sơn bảo vệ 0,0005 0,291

Nhiệt độ không khí trong kho tb = -200C, không khí trong kho đối lưu

cưỡng bức vừa phải.

Chọn hệ số dẫn nhiệt của polyurethan =0,025W/mK

Tra bảng ta được:

K = 0,021 W/m2K, [Bảng 3-3, TL2, 84].

W/m2K ; W/m2K, [Bảng 3-7, TL2, 86].

Thay số:

Chiều dày panel phải chọn:

Ta chọn chiều dày panel tiêu chuẩn:

Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là:

Hệ số truyền nhiệt thực của vách khi đó là:

W/m2K

Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài của vách:

Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là Kth ≤ Ks

Trong đó:

29

Kth - hệ số truyền nhiệt thực, Kth = 0,198 W/m2K.

Ks - hệ số truyền nhiệt đọng sương, được tính theo công thức:

W/m2K

Trong đó:

- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho, W/m2K.

t1 - nhiệt độ không khí bên ngoài kho, 0C.

t2 - nhiệt độ không khí bên trong kho, 0C.

ts - nhiệt độ điểm đọng sương, 0C.

Các thông số khí tượng ở Sóc Trăng t1 = 35,90C, . Tra đồ thị i-d

của không khí ẩm ta có: ts = 300C.

Nhận xét: Ks > Kt. Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương.

2.11 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG

Trong hệ thống các đường ống cách nhiệt chủ yếu các đường ống có nhiệt

độ thấp như đường ống hút về máy nén hạ áp và máy nén cao áp , bình trung gian.

Vật liệu dùng để cách nhiệt đường ống là polyurethan, cách ẩm thì ta sử

dụng tôn mỏng bọc ở ngoài cùng.

Với mỗi loại đường ống khác nhau thì chiều dày lớp cách nhiệt cũng khác

nhau, nó phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất trong mỗi ống và phụ thuộc vào đường

kính của đường ống.

Việc tính toán chiều dày cách nhiệt, ứng với mỗi đường ống sẽ được trình bày

ở phần lắp đặt hệ thống sau khi ta đã chọn được đường kính của ống dẫn môi chất.

1

2

3

1 - Lớp tôn ngoài cùng

2 - Lớp cách nhiệt polyurethane

3 - Đường ống dẫn môi chất

Hình 2-7 : Cấu trúc cách nhiệt đường ống môi chất

30

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN VÀ

CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG LẠNH

3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI

Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường

xâp nhập vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ

công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn

định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài.

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định

năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt. Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tính

theo công thức sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, W

Trong đó:

Q1 – dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh.

Q2 – dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra trong quá trình xử lý

lạnh.

Q3 – dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ở

đây Q3 = 0 do kho bảo quản sản phẩm thủy sản không thông gió buồng lạnh.

Q4 – dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.

Q5 – dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp, nó chỉ có

ở kho lạnh bảo quản rau quả, Q5 = 0.

3.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường

bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên

trong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và

trần.

Dòng nhiệt Q1 được xác định theo công thức:

Q1 = Q11 + Q12, W.

31

Trong đó:

Q11 – dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.

Q12 – dòng nhiệt qua tường bao và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.

Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nên

bỏ qua dòng nhiệt qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, Q12 = 0.

Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ được xác

định theo biểu thức:

Q11 = Kt.F(t1 – t2), W

Trong đó:

Kt - hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều

dài cách nhiệt thực.

F - diện tích bề mặt kết cấu bao che.

t1 – nhiệt độ môi trường bên ngoài kho, 0C.

t2 – nhiệt độ không khí trong kho, 0C.

Chiều dài kho L1 = 32 m

Chiều rộng kho L2 = 12 + 2.0,125 = 12,25 m

Chiều cao H = 3,6 + 0,125 = 3,725 m

Bảng 3-1 Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

Bao cheKt

( W/m2K)F

(m2) (0C)Qi

(W)Vách phía đông

0,198 45,6 46 415,3

Vách phía tây 0,198 45,6 46 415,3

Vách phía nam 0,198 119,2 46 1085,7

Vách phía bắc 0,198 119,2 46 1085,7

Trần 0,198 392 50 3881

Nền 0,198 392 46 3570,3

Tổng Q11 10453,3

Do kho lạnh được đặt trong xưởng chế biến có tường bao xung quanh và

có mái che nên nhiệt độ không khí xung quanh kho lạnh sẽ lấy bằng nhiệt độ của

32

khu thành phẩm, t1 = 260C. Chỉ có trần kho lạnh có nhiệt độ cao hơn ta lấy nhiệt

độ không khí phía trên trần là 300C.

Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che là Q1 = Q11 =10453,3W

3.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2

Dòng nhiệt do bao bì và sản phẩm tạo ra xác định theo công thức:

Q2 = Q21 + Q22, W

Trong đó:

Q21 – dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra,W

Q22 – dòng nhiệt do bao bì tỏa ra,W

1. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q21

Được xác định theo công thức:

, W

Trong đó:

M – công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho

bảo quản trong một ngày đêm, tấn/ngày đêm. Tại công ty TNHH Minh Đăng –

Sóc Trăng khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản trong một ngày đêm là M =

30 tấn/ngày đêm.

i1, i2 – enthalpy của sản phẩm vào kho và của sản phẩm ở nhiệt độ

bảo quản, J/kg. Với sản phẩm mực, tôm, cá đông lạnh i1 = 24600 J/kg, [TL-4,74].

Với kho bảo quản đông, các sản phẩm khi đưa vào kho bảo quản đã được

cấp đông đến nhiệt độ bảo quản. Tuy nhiên trong quá trình xử lý đóng gói và vận

chuyển nhiệt độ sản phẩm tăng lên ít nhiều nên đối với sản phẩm bảo quản đông

lấy nhiệt độ vào là: t1 = -120C, [TL-4,74].

Thay số:

2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra Q22

Được xác định theo biểu thức:

W

33

Trong đó:

Mb - khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm trong một ngày

đêm, tấn/ngàyđêm. Ta lấy Mb = 10%.M = 3 tấn/ngày đêm.

Cb - nhiệt dung riêng của bao bì,J/kgK, với bao bì là bìa cactong thì

Cb = 1460 J/kgK.

t1,t2 - nhiệt độ bao bì trước và sau khi làm lạnh bao bì,0C.

Ta lấy nhiệt độ bao bì trước khi đưa vào kho cùng sản phẩm bằng nhiệt độ

của khu thành phẩm, t1 = 260C.

Vậy: Q2 = Q21 + Q22 = 8402,7 + 2331,9 = 10734,6 W

3.1.3 Dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành Q4

Các dòng nhiệt do vận hành bao gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng

Q41, do người làm việc trong buồng Q42, do các động cơ điện Q43, do mở cửa kho

lạnh Q44 và dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45.

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 + Q45, W

1. Dòng nhiệt do chiếu sáng Q41

Được xác định theo biểu thức:

Q41 = A.F = 384.1,2 = 460,8 W

Trong đó:

A - nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 buồng hay nền, với

buồng bảo quản đông A = 1,2 W/m2.

F - diện tích của buồng, m2.

2. Dòng nhiệt do người trong buồng làm việc tỏa ra Q42

Được xác định theo biểu thức:

Q42 = 350n = 350.7 = 2450 W

Trong đó:

350 - nhiệt lượng do một người tỏa ra trong khi làm công việc nặng

nhọc 350 W/người.

34

n - số người làm việc trong buồng. Nó phụ thuộc vào công nghệ gia

công, chế biến, vận chuyển, bốc xếp. Kho được thiết kế với phương thức bốc dỡ

thủ công, ta chọn số người làm việc trong kho là: n = 7 người.

3. Dòng nhiệt do động cơ điện tỏa ra Q43

Được xác định theo biểu thức:

Q43 = N.1000 = 9.1,5.1000 =13500 W.

Động cơ điện làm việc trong kho là động cơ của quạt dàn lạnh, ta chọn 3 dàn

lạnh hãng Guntner, mỗi dàn lạnh gồm 3 quạt, mỗi quạt động cơ 1,5 kW.

4. Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q44

Được xác định theo biểu thức:

Q44 = BF = 4,8.384 = 1843,2 W.

Trong đó:

F - diện tích của kho lạnh, m2.

B – dòng nhiệt dung riêng khi mở cửa, W/m2.

Dòng nhiệt khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng và chiều cao buồng.

Với chiều cao buồng 6m lấy theo bảng sau:

Bảng 3-2 Dòng nhiệt riêng khi mở cửa,[TL4,78].

Tên buồngB, W/m2

< 50 m2 50 ÷150 m2 > 150 m2

Bảo quản đông 22 12 8

Với chiều cao buồng h = 3,6 m, diện tích > 150 m2. Sử dụng phương pháp

nội suy ta có B = 4,8 W/m2.

5. Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45

Sau khi xả băng, nhiệt độ kho lạnh tăng lên đáng kể, điều đó chứng tỏ có

một phần nhiệt lượng dùng xả băng đã trao đổi nhiệt với không khí và các thiết bị

trong phòng. Nhiệt dùng xả băng đại bộ phận làm tan băng trên dàn lạnh và được

đưa ra ngoài cùng với nước đá tan, một phần truyền cho không khí và các thiết bị

trong kho lạnh gây nên tổn thất.

35

Để xác định dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh ta xác định theo mức độ tăng

nhiệt độ không khí trong phòng sau khi xả băng. Mức độ tăng nhiệt độ của phòng

phụ thuộc vào dung tích của kho lạnh. Thông thường nhiệt độ không khí sau khi

xả băng tăng (4 ÷ 7) 0C. Dung tích càng lớn thì độ tăng nhiệt độ càng nhỏ và

ngược lại. Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45 được xác định theo biểu thức:

W

Trong đó:

n - số lần xả băng trong một ngày đêm, chọn n = 3.

- khối lượng riêng của không khí, =1,2kg/m3.

V - thể tích của kho lạnh,m3.

CPkk - nhiệt dung riêng của không khí, CPkk =1009 J/kgK.

- độ tăng nhiệt độ không khí trong kho lạnh sau khi xả băng dàn

lạnh (lấy theo kinh nghiệm), lấy =50C.

Bảng 3-3 Tính toán dòng nhiệt tổn thất do vận hành.

Q41, W Q42, W Q43, W Q44, W Q45, W Q4, W

460,8 2450 13500 1843,2 201 18370

Bảng 3-4 Tổng hợp các kết quả tính toán nhiệt tải kho lạnh.

Q1, W Q2, W Q4, W Q, W

10453,3 10734,6 18370 39558

3.1.4 Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén

Phụ tải nhiệt của thiết bị:

Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán bề mặt trao đổi

nhiệt cần thiết của thiết bị bay hơi. Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao

giờ cũng lớn hơn công suất của máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những

biến động có thể xảy ra trong quá trính vận hành. Vì thế tải nhiệt của thiết bị

được lấy bằng tổng của tất cả các tổn thất nhiệt của kho lạnh.

36

Q0TB = Q1 + Q2 + Q4 = 39558 W

Phụ tải nhiệt của máy nén:

Do các tổn thất trong các kho lạnh không đồng thời xảy ra nên công suất

nhiệt yêu cầu thực tế sẽ nhỏ hơn tổng của các tổn thất nhiệt. Để tránh cho máy nén

có công suất lạnh quá lớn, tải nhiệt máy nén cũng được tính toán từ các tải nhiệt

thành phần nhưng tùy theo từng loại kho lạnh có thể chỉ lấy một phần tổng của

nhiệt tải đó.

Với kho lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh thì:

QMN = 85%Q1 + 100%Q2 + 75%Q4 = 33,4 kW

Năng suất lạnh của máy nén đối với mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi

giống nhau xác định theo biểu thức:

kW

Trong đó:

b - hệ số thời gian làm việc của máy nén, thường lấy b = 0,9 (máy

nén làm việc 22 giờ/ngày do xả băng dàn lạnh và giảm tải cho máy nén).

k - hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ

thống lạnh, nó được xác đinh theo bảng sau:

Bảng 3-5 Hệ số dự trữ k, [TL-4,83]

t0, 0C -40 -30 -10

K 1,1 1,07 1,05

Sử dụng phương pháp nội suy với t0 = -280C ta có k = 1,068

3.2 CHỌN HỆ THỐNG LẠNH

3.2.1 Chọn phương pháp làm lạnh

Trong thực tế có nhiều phương pháp làm lạnh cho kho. Nhưng có hai

phương pháp thông dụng nhất là: làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp.

Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm khác nhau phù hợp với

yêu cầu thiết bị, công nghệ của từng trường hợp cụ thể. Đối với mỗi trường hợp

37

đó người ta sẽ chọn phương pháp làm lạnh sao cho phát huy tối đa ưu điểm và

hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm.

1. Làm lạnh trực tiếp.

Là phương pháp làm lạnh kho bằng dan bay hơi đặt trong kho lạnh, môi

chất lạnh lỏng sôi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh. Làm lạnh trực tiếp có

thể là dàn lạnh đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức.

Ưu điểm:

- Thiết bị đơn giản không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ.

- Tuổi thọ cao kinh tế vì không phải tiếp xúc với nước muối là một chất ăn

mòn kim loại rất nhanh chóng.

- Đứng về mặt nhiệt động thì ít tổn thất năng lượng vì hiệu nhiệt độ giữa

kho lạnh và dàn bay hơi gián tiếp qua không khí.

- Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ nghĩa là khi làm lạnh trực tiếp thời gian

từ khi mở máy đến lúc kho lạnh đạt nhiệt độ yêu cầu sẽ nhanh hơn.

- Nhiệt độ kho lạnh có thể giám sát theo nhiệt độ sôi của môi chất, nhiệt

độ sôi có thể xác định dễ dàng qua nhiệt kế của đầu hút máy nén.

Nhược điểm

- Đối với hệ thống lạnh lớn thì lượng môi chất nạp vào máy lớn, khả năng

rò rỉ của môi chất lớn, khó có khả năng dò tìm được chỗ rò rỉ để xử lý. Tổn thất

áp suấp cho việc cấp cho những dàn bay hơi ở xa có hồi dầu về nếu dùng môi

chất Freon, máy nén dễ hút ẩm, việc bảo vệ máy nén khó khăn.

- Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém khi máy lạnh ngừng hoạt động thì

dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.

2. Làm lạnh gián tiếp

Là phương pháp làm lạnh bằng các giàn chất tải lạnh như nước muối,

glycol,… thiết bị bay hơi đặt ở ngoài kho lạnh. Ở trong buồng chất tải lạnh nóng

lên do thu nhiệt của buồng lạnh. Sau đó trở lại dàn bay hơi để hạ nhiệt độ xuống

bằng nhiệt độ yêu cầu và cứ như vậy được tuần hoàn liên tục. Dàn lạnh gián tiếp

cũng có thể là dàn lạnh đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức.

38

Ưu điểm:

- Hệ thống lạnh có độ an toàn cao, chất tải lạnh không cháy, không nổ,

không độc hại với cơ thể sống và không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm

bảo quản. Nó là vòng tuần hoàn an toàn và ngăn chặn sự tiếp xúc của môi chất

độc hại đối với sản phẩm.

- Máy lạnh có cấu tạo đơn giản hơn, đường ống dẫn môi chất hệ thống

ngắn được chế tạo ở dạng tổ hợp hoàn chỉnh nên chất lượng cao, độ tin cậy lớn,

dễ dàng kiểm tra lắp đặt và hiệu chỉnh.

- Dung dịch chất tải lạnh có khả năng trữ lạnh lớn sau khi máy ngừng hoạt

động, nhiệt độ kho có khả năng duy trì được lâu hơn.

Nhược điểm

- Năng suất lạnh của máy bị giảm do chênh lệch nhiệt độ lớn.

- Hệ thống thiết bị cồng kềnh vè phải thêm vòng tuần hoàn cho chất tải lạnh.

- Tốn năng lượng bổ sung cho bơm hoặc cánh khuấy chất tải lạnh.

Qua sự phân tích ưu nhược điểm của hai phương pháp làm lạnh trên, tôi chọn

phương pháp làm lạnh cho kho đang thiết kế là phương pháp làm lạnh trực tiếp. Nó

phù hợp với điều kiện của kho lạnh như: hệ thống không cồng kềnh, dễ điều chỉnh

nhiệt độ, tổn hao lạnh khị khởi động nhỏ, chi phí đầu tư ban đầu không lớn.

3.2.2 Chọn môi chất lạnh.

Môi chất lạnh (còn gọi là tác nhân lạnh hay gas lạnh) là chất môi giới sử

dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để thu nhiệt của môi trường có nhiệt

độ thấp và thải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn. Môi chất tuần hoàn trong

hệ thống lạnh nhờ quá trình nén.

Ở máy lạnh nén hơi, sự thu nhiệt của môi trường có nhiệt độ thấp nhờ quá

trình bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, sự thải nhiệt cho môi trường có

nhiệt độ cao nhờ quá trình ngưng tụ ở áp suất cao và nhiệt độ cao, sự tăng áp của

quá trình nén hơi và giảm áp.

Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống lạnh cần đáp ứng các yêu cầu sau:

39

1. Tính chất hoá học

- Môi chất cần bền vững về mặt hoá học trong phạm vi áp suất và nhiệt độ

làm việc, không được phân huỷ, không được polyme hoá.

- Môi chất phải trơ, không ăn mòn các vật liệu chế tạo máy, dầu bôi trơn,

oxy trong không khí và hơi ẩm.

- An toàn, không dễ cháy dễ nổ.

2. Tính chất lý học

- Áp suất ngưng tụ không được quá cao, nếu áp suất ngưng tụ quá cao độ

bền chi tiết yêu cầu lớn, vách thiết bị dày, dễ rò rỉ môi chất.

- Áp suất bay hơi không được quá nhỏ, phải lớn hơn áp suất khí quyển để

hệ thống không bị chân không, dễ rò lọt không khí vào hệ thống.

- Nhiệt độ đông đặc phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi nhiều và nhiệt độ tới

hạn phải cao hơn nhiệt độ ngưng tụ nhiều.

- Nhiệt ẩn hoá hơi (r) và nhiệt dung riêng (c) của môi chất lỏng càng lớn

càng tốt. Nhiệt ẩn hoá hơi càng lớn, lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống

càng nhỏ, năng suất lạnh riêng khối lượng càng lớn.

- Năng suất lạnh riêng thể tích càng lớn càng tốt, máy nén và thiết bị càng gọn.

- Độ nhớt động học càng nhỏ càng tốt, để giảm tổn thất áp suất trên đường

ống và cửa van.

- Hệ số dẫn nhiệt và hệ số toả nhiệt càng lớn càng tốt vì thiết bị trao đổi

nhiệt gọn hơn.

- Môi chất hoà tan dầu hoàn toàn có ưu điểm hơn so với loại môi chất

không hoà tan hoặc hoà tan một phần vì quá trình bôi trơn tốt hơn, thiết bị trao

đổi nhiệt không bị một lớp trở nhiệt do dầu bao phủ, tuy cũng có nhược điểm làm

tăng nhiệt độ bay hơi, làm giảm độ nhớt của dầu.

- Khả năng hoà tan nước của hệ thống càng lớn càng tốt để tránh tắc ẩm ở

bộ phận tiết lưu.

- Không được dẫn điện để có thể sử dụng cho máy nén kín và nửa kín.

40

3. Tính chất sinh lý

- Môi chất không độc hại đối với người và cơ thể sống, không gây phản

ứng với cơ quan hô hấp, không tạo lớp khí độc khi tiếp xúc với lửa hàn và vật

liệu chế tạo máy.

- Môi chất cần phải có mùi đặc biệt để dễ dàng phát hiện khi bị rò rỉ. Có

thể pha thêm chất có mùi vào môi chất lạnh nếu chất đó không ảnh hưởng đến

chu trình máy lạnh.

- Môi chất không được ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm bảo quản.

4. Tính kinh tế

- Giá thành phải hạ tuy độ tinh khiết phải đạt yêu cầu.

- Dễ kiếm, nghĩa là môi chất được sản xuất công nghiệp, vận chuyển và

bảo quản dễ dàng.

Không có môi chất lạnh lý tưởng đáp ứng đầy đủ các nhu cầu đã nêu trên, ta

chỉ có thể tìm được một môi chất đáp ứng ít hay nhiều những yêu cầu đó mà thôi. Tuỳ

từng trường hợp ứng dụng có thể chọn loại môi chất này hoặc môi chất kia sao cho ưu

điểm được phát huy cao nhất và nhược điểm được hạn chế đến mức thấp nhất.

Tôi quyết định chọn môi chất lạnh sử dụng là NH3. Amoniac có nhiệt ẩn

hoá hơi lớn thích hợp cho hệ thống lạnh có công suất lớn do lượng môi chất tuần

hoàn nhỏ, lượng nạp nhỏ, máy nén và các thiết bị gọn, rẻ tiền, dễ kiếm, vận

chuyển và bảo quản dễ dàng, nước ta sản xuất được. Mặt khác amoniac là môi

chất không gây ảnh hưởng đến tầng ozôn và hiệu ứng nhà kính như frêôn. Đây là

môi chất của hiện tại và tương lai.

Hiện nay, hệ thống lạnh cho kho bảo quản thường sử dụng môi chất freon

22 và môi chất NH3. Do yêu cầu về mặt môi trường: phá hủy tầng ozôn, gây hiệu

ứng nhà kính.Môi chất freon 22 chỉ là môi chất quá độ và dần sẽ được thay thế

bằng môi chất khác. Vì vậy tôi quyết định chọn môi chất ammoniac cho hệ thống

lạnh đang thiết kế.

Nhờ có các tính chất nhiệt động quý báu nên ammoniac tuy độc hại nhưng

vẫn được sử dụng rộng rãi.

41

3.2.3 Các thông số của chế độ làm việc

Việc chọn các thông số làm việc cho hệ thống lạnh là rất quan trọng vì nếu

chọn được một chế độ làm việc hợp lý, đúng đắn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao,

năng suất lạnh tăng trong khi điện năng tiêu tốn ít. Chế độ làm việc của hệ thống

lạnh được đặc trưng bằng 4 thông số nhiệt độ sau:

- Nhiệt độ sôi của môi chất t0 (oC).

- Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk.

- Nhiệt độ quá lạnh của môi chất lỏng trong thiết bị ngưng tụ tql1 và nhiệt

độ của môi chất lỏng trước van tiết lưu tql2.

- Nhiệt độ hơi hút về máy nén (nhiệt độ quá nhiệt) th.

1. Nhiệt độ sôi của môi chất t0

Nhiệt độ sôi của môi chất phụ thuộc vào nhiệt độ của kho lạnh bảo quản.

nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như sau:

t0 = tb - ∆t0 = -20 – 8 = -28oC

Trong đó

tb – nhiệt độ kho bảo quản,0C

∆t0 – hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ sôi của môi chất lạnh và nhiệt độ

không khí trong kho. Đối với dàn lạnh bay hơi trực tiếp ∆t0 = 8 ÷ 13oC.

Chọn ∆t0 = 8oC.

2. Nhiệt độ ngưng tụ tk

Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của

thiết bị ngưng tụ. Do chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước nên:

tk= + ∆tk = 33+ 5 = 380C

Trong đó:

– là nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng,0C

∆tk – là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, thường lấy từ 3 ÷ 5oC.

Việc chọn hiệu nhiệt độ ngưng tụ thực ra là bài toán tối ưu về kinh tế để

giá thành một đơn vị lạnh là rẻ nhất. Nếu hiệu nhiệt độ ngưng tụ nhỏ, nhiệt độ

42

ngưng tụ sẽ thấp năng suất lạnh tăng, điện năng tiêu tốn nhỏ nhưng tiêu hao nước

nhiều và giá thành tiêu tốn nước tăng. Tôi chọn ∆tk=5oC.

Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng có thể xác định theo công thức:

tw2= tw1 + ∆tw =28 + 5 = 330C

Trong đó:

tw1– là nhiệt độ nước vào bình ngưng,0C

∆tw– là hiệu nhiệt độ nước vào và ra bình ngưng, thường lấy từ 2 ÷ 60C.

Ta chọn

Do điều kiện địa chất ở Sóc Trăng, nhiệt độ nước ngầm khoảng 370C nên

nước ngầm được bơm lên bể chứa và được xử lý bằng cách giải nhiệt sơ bộ nhờ

không khí. Nước sau khi giải nhiệt cấp cho bình ngưng khoảng 280C.

3. Nhiệt độ hơi hút

Là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén, nó bao giờ cũng lớn

hơn nhiệt độ sôi của môi chất.

Để đảm bảo máy nén không hút phải lỏng, người ta bố trí bình tách lỏng

và phải đảm bảo hơi hút vào máy nén nhất thiết là hơi quá nhiệt. Độ quá nhiệt ở

từng loại máy nén và đối với từng loại môi chất khác nhau thì khác nhau. Với

môi chất amoniac nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi từ 5 ÷ 150C. Nghĩa là độ

quá nhiệt hơi hút ∆th = 5 ÷ 150K là có thể đảm bảo an toàn cho máy làm việc.

Chọn ∆th = 80C.

Ta có: th = -28 + 8 = -200C

Sự quá nhiệt hơi hút của máy lạnh Amoniac có thể đạt được bằng cách sau:

- Quá nhiệt hơi hút ngay trong dàn lạnh khi sử dụng các loại van tiết lưu nhiệt.

- Quá nhiệt do tổn thất lạnh trên đường ống từ thiết bị bay hơi về máy nén.

4. Nhiệt độ quá lạnh

Nhiệt độ quá lạnh càng thấp thì năng suất lạnh càng lớn. Vì vậy, người ta

cố gắng hạ thấp nhiệt độ quá lạnh xuống càng thấp càng tốt.

Sự quá lạnh của môi chất lỏng trong chu trình mà ta tính toán ở đây sẽ

được thực hiện như sau: một phần ở trong thiết bị ngưng tụ có nhiệt độ tql1 và sau

43

đó phần lớn sẽ được quá lạnh ở trong ống xoắn ruột gà của bình trung gian có

nhiệt độ tql2.

Trong thiết bị ngưng tụ ta chọn là bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm

ngang, nhiệt độ quá lạnh khi qua thiết bị trao đổi nhiệt ngược chiều cũng vẫn cao

hơn nhiệt độ nước vào 3 ÷ 50C. Chọn ∆t = 50C.

tql1 = t5 = tw1 + ∆t = 28 + 5 = 330C

Nước đưa vào dàn ngưng, việc quá lạnh được thực hiện ngay trong thiết bị

ngưng tụ bằng cách để mức lỏng ngập một số ống dưới cùng của dàn ống trong

bình ngưng ống chùm. Nước cấp vào bình ngưng sẽ đi qua các ống này trước để

quá lạnh lỏng sau đó mới lên các ống trên để ngưng tụ môi chất.

Lỏng môi chất sau khi ra khỏi bình ngưng sẽ được chia làm hai phần: một

phần nhỏ sẽ được tiết lưu để làm mát hơi nén tầm thấp, phần lớn môi chất sẽ

được quá lạnh trong bình trung gian. Sau khi ra khỏi bình trung gian sẽ có nhiệt

độ và được đưa đến tiết lưu vào dàn lạnh (lấy theo kinh nghiệm):

tql2= t6 = ttg + 50C = 50C

3.3 CHU TRÌNH LẠNH

3.3.1 Chọn chu trình lạnh

t0 = -280C p0 = 1,3 Mpa

tk = 380C pk = 1,47 Mpa

Tỷ số nén: > 9

Đối với máy nén piston tỷ số nén càng cao, thì hệ số cấp càng nhỏ, nhiệt

độ cuối quá trình nén càng cao, nhất là đối với môi chất Amoniac. Như vậy tỷ số

nén cao dẫn đến điều kiện làm việc không thuận lợi cho máy nén khi tỷ số nén

lớn hơn 9 đối với môi chất NH3 phải chuyển chu trình một cấp nén sang hai cấp

nén có làm mát trung gian. Việc chọn máy nén 1 cấp nén hay 2 cấp nén là một

bài toán tối ưu về kinh tế. Do yêu cầu đảm bảo an toàn cho máy nén trong quá

trình làm việc, để tránh những điều kiện làm việc không thuận lợi cho máy nén

và thiết bị, tôi quyết định chọn máy nén 2 cấp.

44

Yêu cầu đối với việc chọn chu trình:

+ Sử dụng máy nén 2 cấp

+ Môi chất lạnh Amoniac NH3

+ Nhiệt độ ngưng tụ tk = 380C

+ Nhiệt độ sôi t0 = -280C

Trong các chu trình máy lạnh, sau khi phân tích ưu nhược điểm của mỗi

chu trình tôi chọn chu trình 2 cấp bình trung gian có ống xoắn ruột gà.

Ta có: Ptg = ttg = 00C

3.3.2 Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i

Hình 3-1 Chu trình 2 cấp nén bình trung gian có ống xoắn

- Nguyên lý hoạt động:

Hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi có nhiệt độ t0, áp suất p0 có trạng

thái 1’ và được quá nhiệt do: qua nhiệt trong thiết bị bay hơi nhờ van tiết lưu

nhiệt và do tổn thất trên đường ống hút từ dàn lạnh về máy nén đến trạng thái quá

nhiệt 1 có nhiệt độ th, po và được máy nén tầm thấp hút về và được đẩy vào bình

trung gian. Ở bình trung gian thì hơi quá nhiệt 1 sẽ được làm mát về trạng thái

hơi bão hoà khô 3 do hoà trộn với lượng hơi ẩm 7 và được máy nén tầm cao hút

về, được nén đến trạng thái 4 đưa vào bình ngưng. Ở bình ngưng thì môi chất

5’

45

được làm mát và ngưng tụ nhờ nước. Môi chất được quá lạnh ngay trong thiết bị

ngưng tụ từ trạng thái 5’ đến 5. Sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ vào bình chứa

cao áp thì môi chất lỏng chia làm hai nhánh: một nhánh nhỏ đi qua van tiết lưu

thứ nhất vào bình trung gian để làm mát hơi về máy nén tầm cao xuống trạng thái

hơi bão hoà khô 3. Còn nhánh chính được dẫn qua ống xoắn của bình trung gian,

được quá lạnh từ trạng thái 5 đến 6. Sau đó vào van tiết lưu thứ hai, tiết lưu

xuống nhiệt độ t0, áp suất p0 để cấp cho dàn bay hơi. Như vậy môi chất lạnh được

tuần hoàn trong hệ thống.

Nếu thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn là lý tưởng thì nhiệt độ ra khỏi ống xoắn (t6)

phải bằng nhiệt độ trung gian(ttg). Nhưng thực tế có tổn hao không thuận nghịch nên

nhiệt độ quá lạnh bao giờ cũng lấy lớn hơn nhiệt độ trung gian từ (3 ÷ 5)0C. Ta chọn

50C.

- Các quá trình của chu trình:

+ 1’ – 1: quá nhiệt hơi hút về máy nén hạ áp.

+ 1 – 2: nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ p0 lên ptg.

+ 2 – 3: làm mát hơi nén hạ áp.

+ 3 – 4: nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ ptg lên pk.

+ 4 – 5: làm mát ngưng tụ, quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ.

+ 5 – 7: tiết lưu từ pk về ptg để làm mát hơi nén hạ áp và quá lạnh môi chất

trong ống xoắn.

+ 5 – 6: quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian.

+ 6 – 10: tiết lưu từ pk về p0 cấp cho dàn bay hơi.

+ 10 – 1’: bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh.

3.3.3 Tính toán chu trình hai cấp bình trung gian có ống xoắn.

1. Xác định các thông số trạng thái các điểm nút của chu trình

Ta lấy t6 = t9 + 50C

Tra trên đồ thị lgP-i của môi chất NH3 cho chu trình 2 cấp, bình trung gian

có ống xoắn ta có:

46

Bảng 3-6 Các thông số trạng thái tại các điểm nút của chu trình.

Điểm nútt0

(0C)P

(MPa)i

(kj/kg)v

(m3/kg)Trạng thái

1’ -28 0,13 1420 Hơi bão hoà khô1 -20 0,13 1435 0,92 Hơi quá nhiệt2 60 0,43 1585 0,35 Hơi quá nhiệt

3=8 2 0,43 1455 0,28 Hơi bão hoà khô4 92 1,47 1640 0,12 Hơi quá nhiệt5’ 38 1,47 370 Lỏng 5 33 1,47 350 0,005 Lỏng 6 5 1,47 230 Lỏng7 0 0,43 350 Bão hòa ẩm9 0 0,43 200 Lỏng 10 -28 0,13 230 Bão hòa ẩm

2. Năng suất lạnh riêng q0:

q0 = i1’ – i10 = 1420 – 230 = 1190 kj/kg

3. Năng suất lạnh riêng thể tích qv:

qv = q0/v1 = 1190/0,92 = 1293,4 kj/m3

4. Công nén riêng l:

Trong đó:

m1 - lưu lượng khối lượng môi chất qua máy nén hạ áp

m3 - lưu lượng khối lượng môi chất qua máy nén cao áp

5. Hệ số lạnh:

3.4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

3.4.1 Tính toán phía hạ áp

Năng suất lạnh riêng:

q0 = 1190 kj/kg

47

Lưu lượng môi chất thực tế qua máy nén hạ áp m1:

kg/s

Thể tích thực tế của máy nén hạ áp:

VttHA =m1×v1 =0,033×0.92=0,03m3/s

Hệ số cấp của máy nén hạ áp:

Thể tích lý thuyết:

Công nén đoạn nhiệt:

NsHA = m1.l1 = m1(i2 – i1) = 0,033(1585 - 1435) = 4,95 KW

Công suất chỉ thị: là công nén thực hiện do quá trình nén lệch khỏi quá

trình nén đoạn nhiệt lý thuyết.

Trong đó: là hiệu suất chỉ thị được tính theo công thức:

Với b là hệ số thực nghiệm, ta lấy: b = 0,001

Với T0, Ttg - nhiệt độ sôi và trung gian tuyệt đối của môi chất.

Công suất ma sát: là công ma sát sinh ra do sự ma sát trong các chi tiết

chuyển động của máy nén, công suất này phụ thuộc vào kích thước và cường độ

hoạt động của máy nén.

Trong đó Pms là áp suất ma sát riêng. Với máy nén NH3 thì:

Pms = (0,049 ÷ 0,069) MPa, ta chọn Pms = 0,059 MPa = 59 KPa

48

Công suất hữu ích trên trục của máy nén:

NeHA = NmsHA + NiHA = 1,77+ 5,69 =7,46 kW

3.4.2 Tính toán phía cao áp

Lưu lượng môi chất thực tế qua máy nén cao áp: m3

Cân bằng enthalpy ở bình trung gian ta có:

(m3-m1)i7 + m1i5 +m1i2 = m3i3 +m1i6

→

→ kg/s

Thể tích hút thực tế cao áp:

VttCA= m3. v3=0,04.0,28=0,011m3/s

Hệ số cấp nén phía cao áp :

Thể tích hút lý thuyết cao áp:

m3/s

Công nén đoạn nhiệt phía cao áp:

NsCA = m3l2 = 0,04.(1640 – 1455) = 7,4 kW

Công suất chỉ thị:

kW

Trong đó:

- hiệu suất chỉ thị phía cao áp được xác định theo công thức:

49

Công suất ma sát phía cao áp (NmsCA): là công sinh ra trong các chi tiết chuyển

động của máy nén, suất này phụ thuộc vào kích thước và cường độ của máy nén.

NmsCA = VttCA.Pms = 0,011.59 = 0,649 kW

Trong đó:

Pms – áp suất ma sát riêng, với máy nén amoniac ta chọn Pms = 59 KPa.

Công suất hữu ích phía cao áp:

NeCA = NiCA + NmsCA = 8,5 + 0,649 =9,15 kW

Tổng công suất hữu ích cao áp và hạ áp:

Ne = NeCA + NeHA = 9,15 + 7,46 = 16,61 kW

Tổng công suất điện cao áp và hạ áp:

kW

Trong đó:

- hiệu suất truyền động của khớp, đai,… ta lấy = 0,95

- hiệu suất động cơ lắp đặt, chọn = 0,9

Chọn công suất động cơ Ndc:

Được xác định như sau:

Ndc = (1,1÷2,1)Nel = 1,3.19,4 = 25,22 kW

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh trong quá trình làm việc ta chọn hệ

số an toàn là 1,3.

Nhiệt thải của thiết bị ngưng tụ Qk:

Qk = m3.l3 = m3(i4 – i5) = 0,04(1640 - 350) = 51,6 kW

3.4.3 Tính chọn máy nén và thiết bị trao đổi nhiệt

1. Chọn máy nén

Qua việc tính toán nhiệt tải kho lạnh ở chương III, ta xác định được nhiệt

tải của máy nén Q0MN = 39,6 kW. Đây chính là năng suất lạnh mà máy nén cần

phải đạt được để bảo đảm duy trì được nhiệt độ kho lạnh ở điều kiện thiết kế.

Với chế độ làm việc như sau:

+ Máy nén 2 cấp

50

+ Môi chất lạnh amoniac NH3

+ Nhiệt độ ngưng tụ tk = 380C

+ Nhiệt độ sôi môi chất t0 = -280C

+ kW, Ndc = 25,2 Kw

Tra phần mềm chọn máy hãng Mycom, tôi chọn 2 máy nén Mycom 2 cấp

có kí hiệu N42A với các thông số sau:

Bảng 3-7 Thông số kỹ thuật của máy nén MYCOM N42A

Kí hiệuPittong

và S, mm

Số xi

lanh

Tốc độ

(v/ph)

Thể tích

quét,

(m3/h)

Q0

(kW)

Ne

(kW)

N42A 95x76 4+2 1000 193,9 35,4 17,3

Hình 3-2 Máy nén MYCOM N42A

2. Tính chọn thiết bị ngưng tụ

Thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh là các thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt,

trong đó môi chất lạnh có áp suất cao, nhiệt độ cao sau máy nén được làm mát

51

bằng không khí, nước hay chất lỏng nhiệt độ thấp khác để ngưng tụ thành lỏng.

Quá trình ngưng tụ luôn kèm theo hiện tượng tỏa nhiêt, nói cách khác nếu không

được làm mát liên tục thì quá trình ngưng tụ sẽ dừng lại, mục đích biến hơi môi

chất lạnh thành lỏng cũng không thực hiện được. Mặt khác trong thiết bị ngưng tụ

nếu áp suất của môi chất lạnh không thay đổi thì nhiệt độ ngưng tụ sẽ giữ không

đổi.

Chế độ làm việc của thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh cũng có ảnh

hưởng rất lớn tới sự làm việc và đặc tính năng lượng của toàn thể hệ thống. Do bề

mặt trao đổi nhiệt của thiết bị không thể quá lớn nên nhiệt độ ngưng tụ tk trong

máy phải cao hơn nhiệt độ môi trường xung quanh. Chính trị số độ chênh lệch

nhiệt độ này đã gây nên độ không thuận nghịch bên ngoài và dẫn tới tổn thất năng

lượng.

Như vậy xuất hiện bài toán tối ưu về kinh tế - kỹ thuật trong việc lựa

chọn thiết bị ngưng tụ. Khi tăng trị số độ chênh lệch nhiệt độ thì tổn thất năng

lượng và chi phí vận hành tăng nhưng bề mặt của thiết bị ngưng tụ lại giảm đi,

kết quả vốn đầu tư sẽ giảm. Ngược lại nếu chọn thiết bị ngưng tụ với độ chênh

lệch nhiệt độ nhỏ thì tổn thất năng lượng nhỏ, chi phí vận hành giảm nhưng thiết

bị lại lớn dẫn đến vốn đầu tư ban đầu tăng.

Quá trình ngưng tụ môi chất amoniac là quá tình ngưng màng, do vậy việc xác

định cường độ trao đổi nhiệt phải tính tới nhiệt trở của màng chất ngưng. Để tăng

cường trao đổi nhiệt khi ngưng tụ ta phải tìm cách tạo ra dòng chảy rối, phá vỡ và tách

màng chất ngưng khỏi bề mặt đổi nhiệt. Vì vậy việc áp dụng các biện pháp để giảm

bớt tổn thất ở thiết bị ngưng tụ sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao cho toàn hệ thống.

Tính thiết bị ngưng tụ:

- Chọn kiểu thiết bị thiết kế và chế độ làm việc của nó.

Tôi chọn: thiết bị ngưng tụ kiểu ống chùm vỏ bọc nằm ngang sử dụng cho

môi chất NH3 giải nhiệt bằng nước qua tháp giải nhiệt với các chế độ làm việc là:

Nhiệt độ nước vào bình ngưng tw1 = 280C

Nhiệt độ nước ra bình ngưng tw2 = 330C

52

Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk = 380C

- Tính diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ.

Được xác định theo công thức:

, m2

Trong đó:

K - hệ số truyền nhiệt của thiết bị ngưng tụ, W/m2K. Với bình

ngưng ống chùm vỏ bọc amoniac nằm ngang thì K = 700 ÷ 1000 W/m2K, ta chọn

K = 700 W/m2K.

Qk - phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ, kW

- độ chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa môi chất và môi

trường làm mát, 0K. Được xác đinh theo công thức:

Với :

- hiệu nhiệt độ lớn nhất, = tk – tw1 = 38 - 28 = 10K

- hiệu nhiệt độ nhỏ nhất, = tk – tw2 = 38 – 33 = 5K

Khi đó:

Chọn bình ngưng tụ do hãng Guentner (Đức) có kiểu AK – 25,20 với các

thông số như sau:

53

Bảng 3-8 Thông số kỹ thuật của bình ngưng của hãng Guentner

KiểuQk kW

V m3/h

bar

Aa

m2D1

mmL

mmL1 mm

B mm

H mm

VMR

dm3VRR

dm3M kg

AK – 25,20 57,1 9,8 0,21 11,3 273 2000 2250 360 680 70 40 220

Cấu tạo và hoạt động của bình ngưng Guentner.

Hơi quá nhiệt từ máy nén được đưa vào bình ngưng theo đường ống 1 vào

điền đầy vào không gian giữa các ống, tỏa nhiệt cho nước làm mát đi trong ống

thành phần và ngưng tụ lại. Lỏng được lấy ra ở phía dưới bình ngưng theo ống 2

và đổ vào bình chứa cao áp. Nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình ngưng chênh lệch

khoảng 5 ÷ 60C do trao đổi nhiệt với hơi môi chất.

Hình 3-3 Bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang NH3 hãng Guntner

1- Hơi NH3 từ thiết bị ngưng tụ

2- Lỏng sau ngưng tụ

3- Nối van an toàn

4- Áp kế

5- Nước vào làm mát bình ngưng

6- Nước ra khỏi bình ngưng

7- Đường cân bằng áp suất với bình ngưng

8- Tách khí không ngưng

1

2

5

6

4387

54

3. Chọn thiết bị bay hơi

Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hóa hơi gas bão hòa ẩm sau tiết lưu đồng thời

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

thiết bị tiết lưu thì thiết bị bay hơi là một trong những bộ phận quan trọng không thể

thiếu trong hệ thống lạnh. Quá trình làm việc của thiết bị bay hơi ảnh hưởng tới thời

gian và hiệu quả làm lạnh. Vì vậy dù hệ thống trang bị tốt đến đâu nhưng thiết bị

bay hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả trở nên vô ích. Do đó cần chọn thiết bị bay

hơi phù hợp cho hệ thống, có diện tích phù hợp với diện tích yêu cầu. Tôi chọn dàn

bay hơi đối lưu không khí cưỡng bức của hãng Guentner xả tuyết bằng điện trở.

Với yêu cầu làm việc:

+ Năng suất lạnh kW

+ Nhiệt độ bay hơi t0 = -280C

Chọn 3 dàn lạnh, mỗi dàn 3 quạt của hãng Guentner có ký hiệu: Type –

046B/37.

Hình 3-4 Cấu tạo dàn lạnh của hãng Guentner

Bảng 3-9 Thông số kỹ thuật của dàn lạnh Guentner Type 046B/37

TypeQ0

kW

F

m2

V

m3/h

Tầm

thổi,

m

L

mm

B

mm

H

mm

Inlet

mm

Outlet

mm

M

kg

046B/37 13,4 101,9 13500 17 2876 685 665 21,3 48,3 168

H

L

3

4 1

2

B

5

1- Quạt thổi2 - Máng nước ngưng3 - Ống gas vào4 - Ống gas ra5 - Ống thoát nước ngưng

55

Hình 3-5 Dàn lạnh của hãng Guentner

4. Chọn van tiết lưu màng cân bằng ngoài

Van tiết lưu là bộ phận chính trong hệ thống lạnh, nó có nhiệm vụ tiết lưu

lỏng môi chất ở áp suất cao, nhiệt độ cao xuống áp suất thấp và nhiệt độ bay hơi

thấp. Nó còn có nhiệm vụ điều chỉnh lưu lượng môi chất cấp vào thiết bị bay hơi.

Van tiết lưu cân bằng ngoài thường sử dụng cho hệ thống lạnh thiết bị bay

hơi có trở lực lớn. Việc chọn van tiết lưu phải dựa vào các thông số sau:

+ Nhiệt độ bay hơi, nhiệt độ ngưng tụ.

+ Năng suất lạnh Q0.

+ Loại môi chất làm việc trong hệ thống lạnh.

Ở đây tôi quyết định chọn van tiết lưu cân bằng ngoài của hãng Danfoss

cho hệ thống. Với các thông số sau:

+ Môi chất lạnh sử dụng: NH3

+ Năng suất lạnh: Q0 = 39,6 kW

+ Nhiệt độ bay hơi t0 = -280C

+ Nhiệt độ ngưng tụ tk = 380C

Độ giáng áp qua van tiết lưu là

bar

Với - tổn thất áp suất trên đường ống, khoảng 0,5 bar.

56

Tra trong catolog của hãng Danfoss ta chọn 3 van tiết lưu màng cho 3 dàn

lạnh có kí hiệu TEA 20-5.

57

Bảng 3-10 Thông số của van tiết lưu nhiệt cân bằng của Danfoss

Type t0, oC , bar Công suất,kW

TEA 20-5 -30 14 13,7

Hình 3-6 Nguyên lý cấu tạo van tiết lưu màng cân bằng ngoài

Hình 3-7 Van tiết lưu màng cân bằng ngoài TEA 20-5 của hãng Danfoss

1

Pttqn

6

78

910

11

12

2

3

4

5

Pt

P0

1 - Bầu cảm biến2 - Ống mao3 - Màng xếp4 - Đường cân bằng áp với dàn lạnh5 - Kim phun6 - Tiết lưu vào dàn lạnh 7 - Nắp chụp 8 - Vít điều chỉnh9 - Lò xo10 - Dịch từ bình chứa cao áp vào11 - Phin lọc12 - Ty van

`

58

Hình 3-8 Kích thước van TEA 20-5

Ngoài ra trong hệ thống còn sử dụng các van tiết lưu vào bình trung gian,

van tiết lưu vào bình tách khí không ngưng ta sử dụng van tiết lưu tay điều chỉnh

nhờ đóng mở van điện từ.

3.4.4 Chọn các thiết bị khác của hệ thống lạnh

1. Chọn bình chứa cao áp

Công dụng:

Bình chứa cao áp được bố trí ngay sau bình ngưng tụ, dùng để chứa lỏng

môi chất ở áp suất cao, nhiệt độ cao giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị

ngưng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Nó được đặt ngay dưới

bình ngưng và được cân bằng áp suất với bình ngưng bằng các đường cân bằng

hơi và lỏng. Nó có tác dụng chứa toàn bộ lượng gas trong hệ thống khi cần sửa

chữa bảo dưỡng.

59

Cấu tạo bình chứa cao áp:

Bình chứa cao áp nằm ngang cho môi chất ammoniac là một hình trụ nằm

ngang. Bình chứa cao áp được thiết kế để đảm bảo áp suất làm việc là 1,8MPa.

Hình 3-9 Cấu tạo bình chứa cao áp

1 - Đường cân bằng áp suất với bình ngưng; 2 - Đường nối với thiết bị tách khí

không ngưng; 3 - Van an toàn ; 4 - Đồng hồ áp kế; 5 - Đường lỏng từ bình ngưng

xuống; 6 - Đường lỏng từ bình tách khí không ngưng về; 7 – Đường cấp dịch,tiết

lưu vào bình tách khí không ngưng; 8 - Kính xem gas; 9 - Xả dầu; 10 - Ống xả đáy

Tính toán bình chứa cao áp:

Theo quy định về an toàn thì sức chứa của bình chứa cao áp phải đạt 30%

sức chứa của toàn bộ hệ thống bay hơi (bao gồm tất cả các tổ dàn và thiết bị làm

lạnh không khí) đối với hệ thống cấp môi chất từ trên xuống. Ở đây ta sử dụng

phương pháp cấp dịch tiết lưu trực tiếp vào dàn bay hơi - cấp dịch từ trên xuống.

Thể tích bình chứa cao áp được xác định theo công thức sau:

,m3

Với VBH – dung tích hình học của hệ thống bay hơi, m3

Thể tích của dàn bay hơi chính là thể tích phần trong của toàn bộ ống thép

mà môi chất chứa trong đó. Theo tính toán dàn bay hơi:

+ Dàn bay hơi gồm 12 ống, mỗi ống dài 2,5m

+ Gồm 6 dãy ống

Chiều dài tổng của ống thép trong 3 dàn lạnh là L = 600 m

76

8

9

53 421

10

60

Ta có

Theo kinh nghiệm thì lượng gas chứa trong dàn lạnh bằng 30% lựợng gas

của toàn hệ thống. Do yêu cầu bình chứa cao áp phải chứa được toàn bộ lượng

gas của hệ thống trong khi sửa chữa và bảo dưỡng. Vậy chọn bình chứa cao áp

nằm ngang loại 0,75PB, [TL2,310] với các thông số sau:

Bảng 3-11 Thông số kỹ thuật của bình chứa cao áp 0,75PB

Loại bìnhDxS

mm

L

mm

H

mm

Thể tích

m3

Khối

lượng

kg

0.75PB 600x8 3190 500 0,75 430

2.Chọn bình trung gian ống xoắn

Công dụng:

Công dụng chính của thiết bị làm mát trung gian là làm mát trung gian các

cấp nén trong hệ thống lạnh máy nén nhiều cấp. Ở đây ta sử dụng thiết bị làm

mát trung gian là bình trung gian đặt đứng có ống xoắn ruột gà. Bình trung gian

có ống xoắn ruột gà ngoài việc sử dụng để làm mát trung gian, bình còn có thể sử

dụng để:

+ Tách dầu cho dòng gas đầu đẩy máy nén cấp 1.

+ Tách lỏng cho gas hút về máy nén cấp 2.

+ Quá lạnh cho lỏng trước khi tiết lưu vào dàn lạnh nhằm giảm tổn thất

tiết lưu.

3 2

4

6

1 15

12

13

14

119

7

10

V1

V2

V1

V2

5

61

Cấu tạo bình trung gian:

Hình 3-10 Cấu tạo bình trung gian ống xoắn

Bình trung gian có cấu tạo hình trụ, có chân cao, bên trong bình bố trí ống

xoắn làm lạnh dịch lỏng trước tiết lưu. Bình có trang bị hai công tắc phao khống

chế mức dịch, các công tắc phao được nối vào ống góp 14 để lấy tín hiệu. Công

tắc phao trên V1 bảo vệ mức dịch cực đại của bình, nhằm ngăn ngừa lỏng hút về

máy nén cao áp. Khi mức lỏng trong bình dâng cao đạt mức cho phép, công tắc

phao tác động đóng van điện từ 3 cấp dịch vào bình. Công tắc phao phía dưới V2

khống chế mức dịch cực tiểu nhằm đảm bảo các ống xoắn luôn ngập trong dịch

lỏng. Khi mức dịch dưới hạ xuống thấp quá mức cho phép, công tắc phao V2 tác

động mở van điện từ cấp dịch cho bình. Ngoài công tắc phao, bình còn được

trang bị van an toàn và đồng hồ áp suất lắp ở phía trên thân bình.

9 - Hồi lỏng10 – Xă đáy, hồi dầu11 - Chân bình 12 – Tấm bạ13 – Thanh đỡ14 - Ống góp lắp van phao15 - Ống lắp van an toàn, áp kế

1 – Hơi hút về máy nén áp cao2 – Hơi nén tầm thấp vào3 - Tiết lưu vào4 – Cách nhiệt bình trung gian5 – Nón chắn6 - Lỏng ra7 - Ống xoắn ruột gà8 - Lỏng vào

62

Hoạt động:

Gas từ máy nén cấp 1 đến bình được dẫn sục vào khối lỏng có nhiệt độ thấp

và trao đổi nhiệt một cách nhanh chóng. Phần cuối ống đẩy 2, người ta khoan nhiều

lỗ nhỏ để hơi sục ra xung quanh đều hơn. Phía trên thân bình có các nón chắn có tác

dụng chắn không cho lỏng hút lên phía trên để tránh hiện tượng hút lỏng về của máy

nén tầm cao. Dòng lỏng tiết lưu hòa trộn với hơi quá nhiệt cuối quá trình nén tầm

thấp, trước khi dưa vào bình. Ống hơi hút về máy nén cấp 2 được bố trí nằm phía

trên các nón chắn. Bình trung gian được bọc cách nhiệt, bên ngoài cùng bọc lớp tôn

bảo vệ.

Tính toán bình trung gian:

Tính toán bình trung gian bao gồm:

+ Ta tính diện tích truyền nhiệt của ống xoắn dựa vào bề mặt truyền nhiệt

bình trung gian thích hợp.

Ta có

Trong đó:

- Phụ tải nhiệt của ống xoắn, được tính như sau:

= m1(h5- h6) = 0,033(350-230) = 3,96 kW

k - Là hệ số truyền nhiệt của ống xoắn, k = 580 ÷ 700W/m2K, lấy

k=600W/m2K

- Nhiệt độ trung bình logarit của bình trung gian, được tính theo

công thức:

với ;

+ Đường kính bình trung gian đủ lớn để tốc độ môi chất trong bình không

lớn nhằm mục đích tách lỏng và tách dầu:

m =167mm

Trong đó:

63

V - Lưu lượng thể tích trong bình, bằng lưu lượng hút cấp 2,m3/s

- Tốc độ gas trong bình, chọn =0,5m/s

Ta chọn bình trung gian có kí hiệu 40 C3, [TL2,312].

Bảng 3-12 Thông số kỹ thuật của bình trung gian 40

Bình TGDxSmm

dmm

Hmm

Foxm2

VbTG

m3Mkg

40 C3 426x10 70 2390 1,75 0,22 330

Hình 3-11 Bình trung gian của Công ty SEAREE – Đà Nẵng

3. Chọn bình tách dầu:

Công dụng:

Các máy lạnh khi làm việc làm việc cần phải tiến hành bôi trơn các chi tiết

chuyển động nhằm giảm ma sát, tăng tuổi thọ thiết bị. Trong quá trình máy nén

làm việc dầu thường bị cuốn theo môi chất lạnh.Việc dầu bị cuốn theo môi chất

lạnh có thể gây ra các hiện tượng:

+ Máy nén thiếu dầu, chế độ bôi trơn không tốt nên dễ cháy, hư hỏng.

+ 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.

64

Vì vậy để tách lượng dầu cuốn theo môi chất khi máy nén làm việc, ngay

trên đầu ra của máy nén người ta bố trí bình tách dầu. Lượng đầu được tách ra sẽ

được đưa về bình thu hồi dầu.

Nguyên lý làm việc:

Nhằm đảm bảo tách triệt để dầu bị cuốn theo môi chất lạnh, bình tách dầu

được thiết kế theo nhiều nguyên lý khác nhau như sau:

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

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

năng và rơi xuống.

+ Thay đổi hướng chuyển động của dòng môi chất một cách đột ngột.

Dòng môi chất đưa vao bình không theo phương thẳng mà đưa ngoặt theo những

góc nhất định.

+ Dùng các tấm chắn hoặc khối đệm để ngăn các giọt dầu. Khi dòng môi

chất chuyển động va vào các vách chắn, khối đệm các giọt dầu bị mất động năng

và rơi xuống.

+ Làm mát dòng môi chất xuống 50 ÷ 600C bằng ống xoắn trao đổi nhiệt

đặt trong bình tách dầu.

+ Sục hơi nén có lẫn dầu vào môi chất lạnh ở trạng thái lỏng.

Ở đây ta chọn bình tách dầu kiểu nón chắn.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của bình tách dầu:

Hình 3-12 Bình tách dầu kiểu nón chắn

23

4

5

1

6

7

1 – Hơi vào2 – Vành gia cường3 – Hơi ra4 – Nón chắn trên5 - Cửa hơi xả vào bình6 – Nón chắn dưới7 - Dầu về bình chứa dầu

65

Nguyên lý tách dầu kết hợp rẽ ngoặt dòng đột ngột, giảm tốc độ dòng và

sử dụng các nón chắn. Dòng hơi từ máy nén đến khi vào bình rẽ ngoặt 900, trong

bình tốc độ dòng giảm đột ngột xuống khoảng 0,5 m/s, các giọt dầu phần lớn rơi

xuống phía dưới bình. Hơi sau đó thoát lên phía trên đi qua các lỗ khoan nhỏ trên

các tấm chắn. Các giọt dầu còn lẫn sẽ dược các nón chắn cản lại.

Để dòng hơi khi vào bình không sục tung tóe lượng dầu đã được tách ra

nằm ở đáy bình, phía dưới người ta bố trí thêm một nón chắn. Nón chắn này không

có khoan lỗ nhưng ở chỗ gắn vào bình có các khoảng hở để dầu có thể chảy về

phía dưới.

Ngoài ra ngoài cuối ống dẫn hơi bịt kín không xả hơi thẳng xuống phía

dưới đáy bình mà hơi được xả ra xung quanh theo các rãnh xẻ hai bên.

Tính toán bình tách dầu:

Bình tách dầu phải đảm bảo đủ lớn để tốc độ gas trong bình đạt yêu cầu.

Xác định đường kính trong Dt của bình:

m . Chọn Dt = 200m

Trong đó:

V – lưu lượng thể tích dòng hơi đi qua bình tách dầu, nó bằng lưu

lượng thể tích của máy nén cao áp, m3/s. Ta có VttCA = 0,011m3/s.

- tốc độ của hơi môi chất trong bình, m/s. Tốc độ hơi trong bình

đủ nhỏ để tách các hạt dầu = 0,5 ÷ 1m/s. Chọn m/s.

4. Chọn bình tách lỏng

Công dụng, nguyên lý làm việc:

Để ngăn ngừa hiện tượng ngập lỏng gây hư hỏng máy nén, trên đường hơi

hút về máy nén người ta bố trí bình tách lỏng. Bình tách lỏng sẽ tách các giọt hơi

ẩm còn lại trong dòng hơi trước khi về máy nén. Bình tách lỏng làm việc theo

nguyên lý tương tự bình tách dầu. Điểm khác biệt nhất giữa các bình là ở bình

tách lỏng phạm vi nhiệt độ làm việc khác. Bình tách dầu làm việc ở nhiệt độ cao

66

còn bình tách lỏng làm việc ở phạm vi nhiệt độ thấp nên cần bọc cách nhiệt, bình

tách dầu đặt trên đường ống đẩy, còn bình tách lỏng đặt trên đường ống hút.

Cấu tạo bình tách lỏng

Hình 3-13 Bình tách lỏng kiểu nón chắn

Tính toán bình tách lỏng:

Bình tách lỏng phải đảm bảo đủ lớn để tốc độ gas trong bình đạt yêu cầu.

Đường kính trong của bình Dt:

m. Chọn Dt = 300 mm

Trong đó:

Vh – lưu lượng thể tích dòng hơi đi qua bình tách lỏng, nó bằng lưu

lượng thể tích của máy nén hạ áp. VttHA= 0,03 m3/s.

- tốc độ của hơi môi chất trong bình, m/s. Tốc độ hơi trong bình

đủ nhỏ để tách được các hạt lỏng, = 0,5 ÷ 1m/s

5. Bình tập trung dầu

Trong hệ thống lạnh NH3, dầu được thu gom về bình thu hồi dầu. Bình thu

hồi dầu có cấu tạo giống bình chứa cao áp gồm các bộ phận sau: thân bình dạng

trụ, các đáy elip, trên có lắp bộ ống thủy xem mức dầu, van an toàn, đồng hồ áp

suất, đường dầu thu hồi về, đường nối về ống hút và xả đáy bình.

Để thu hồi dầu từ các thiết bị về bình thu hồi dầu, trước hết cần phải tạo áp

suất thấp trong bình nhờ đường nối thông ống hút của máy nén. Sau đó mở van xả

dầu của các thiết bị để dầu tự động chảy về bình. Dầu sau đó được xả ra ngoài đem

23

4

5

1

6

1 – Ống gas vào2 – Vành gia cường3 – Ống gas ra4 – Nón chắn trên5 - Cửa hơi xả vào bình6 - Lỏng ra

67

xử lý hoặc loại bỏ, trước khi xả dầu nên hạ hạ áp suất trong bình xuống xấp xỉ áp

suất khí quyển. Không được để áp suất chân không trong bình khi xả dầu, vì như

vậy không những không xả được dầu mà còn để lọt khí không ngưng vào bên trong

hệ thống.

Cấu tạo bình tập trung dầu:

Hình 3-14: Bình thu hồi dầu

1 – Kính xem mức 4 - Đường nối về ống hút

2 – Áp kế 5 - Đường xả dầu

3 – Van an toàn 6 - Đường hồi dầu về

6. Bình tách khí không ngưng

Công dụng:

Khi để lọt khí không ngưng vào bên trong hệ thống lạnh, hiệu quả làm việc

và độ an toàn của hệ thống lạnh giảm rõ rệt, các thông số vận hành có xu hướng kém

hơn:

+ Áp suất và nhiệt độ ngưng tụ tăng,

+ Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng,

+ Năng suất lạnh giảm.

Vì vậy nhiệm vụ của bình là tách các khí không ngưng trong hệ thống

lạnh, xả bỏ ra bên ngoài để nâng cao hiệu quả làm việc, độ an toàn hệ thống,

đồng thời tránh không được xả lẫn môi chất ra bên ngoài.

Nguyên nhân lọt khí không ngưng: Khí không ngưng lọt vào hệ thông do

nhiều nguyên nhân khác nhau:

5

4

1

3 2

6

BTG, BCCA

BTDBTL

68

+ Do hút chân không không triệt để trước khi nạp môi chất lỏng, khi lắp

đặt hệ thống.

+ Khi sửa chữa, bảo dưỡng máy nén và thiết bị.

+ Khi nạp dầu cho máy nén.

+ Khi phân hủy dầu ở nhiệt độ cao.

+ Do môi chất lạnh bị phân hủy.

+ Do rò rỉ ở phía hạ áp, phía hạ áp trong nhiều trường hợp có áp suất chân

không, nên khi có vết rò không khí bên ngoài sẽ lọt vào bên trong hệ thống.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

Bình tách khí không ngưng hoạt động trên nguyên tắc làm lạnh hỗn hợp

khí không ngưng có lẫn hơi môi chất để ngưng tụ hết môi chất, trước khi xả khí

ra bên ngoài.

Khí không ngưng thường tập trung nhiều nhất ở thiết bị ngưng tụ, bình

chứa cao áp. Khi dòng môi chất đến thiết bị ngưng tụ, hơi môi chất được ngưng

tụ và chảy về bình chứa cao áp. Phần lớn khí không ngưng được tích tụ tại thiết

bị ngưng tụ, tuy nhiên vẫn còn lẫn rất nhiềt môi chất lạnh chưa được ngưng hết.

Vì vậy ta chuyển hỗn hợp khí đó đến bình tách khí không ngưng, tiếp tục được

làm lạnh ở nhiệt độ thấp hơn để ngưng tụ hết môi chất lạnh. Khí không ngưng

sau đó được xả ra ngoài.

Hình 3-15: Bình tách khí không ngưng

Lỏng về

Đường hút về máy nén

Thùng nước

Kkn+mc

SV2Van chặn giảm áp

69

Cấu tạo bình tách khí không ngưng gồm thân bình hình trụ, các đáy dạng

elip, bên trên có bố trí các thiết bị như van an toàn, đồng hồ áp suất. Bên trong có

bình có ống trao đổi nhiệt dạng xoắn để làm lạnh và ngưng tụ hơi môi chất. Môi

chất sau khi ngưng tụ được hơi về phía trước tiết lưu để tiết lưu làm lạnh bình.

7. Chọn tháp giải nhiệt

Công dụng và cấu tạo tháp giải nhiệt:

Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ lượng nhiệt do môi chất lạnh

ngưng tụ tỏa ra. Lượng nhiệt này được thải ra môi trường nhờ chất tải nhiệt trung

gian là nước. Nước vào bình ngưng có nhiệt độ , nhận nhiệt ngưng tụ tăng lên

khoảng 50C, ra khỏi bình ngưng có nhiệt độ . Nước sau khi ra khỏi bình ngưng

được đưa sang tháp giải nhiệt và phun thành các giọt nhỏ. Nước nóng chảy theo

khối đệm xuống, trao đổi nhiệt và chất với không khí đi ngược dòng từ dưới lên

trên nhờ quạt gió cưỡng bức. Quá trình trao đổi nhiệt và chất chủ yếu là quá trình

bay hơi một phần nước và không khí. Nhiệt độ nước giảm 50C và xuống nhiệt độ

ban đầu .

Tháp được làm bằng vật liệu nhựa composit khá bền, nhẹ và thuận lợi lắp

đặt. Bên trong có các khối nhựa có tác dụng làm tơi nước, tăng diện tích và thời

gian tiếp xúc. Nước nóng được bơm tưới từ trên xuống, trong quá trình phun, ống

phun quay quanh trục và tưới đều lên trên các khối nhựa. Không khí được quạt hút

từ dưới lên và trao đổi nhiệt cưỡng bức với nước. Quạt được đặt ở phía trên của

tháp giải nhiệt. Phía dưới thân tháp có các tấm lưới có tác dụng ngăn không cho

rác bên ngoài rơi vào bên trong bể nước của tháp và có thể tháo ra để vệ sinh đáy

tháp. Thân tháp được lắp ghép từ các tấm rời, vị trí lắp ghép tạo thành gân làm cho

thân tháp vững chắc hơn.

Ống nước vào ra tháp bao gồm: Ống nước nóng vào, ống bơm nước đi,

ống xả tràn, ống xả đáy và ống cấp nước bổ sung.

70

Hình 3-16: Cấu tạo tháp giải nhiệt.

1 - Động cơ quạt gió; 2 - Vỏ tháp; 3 - Chắn bụi nước; 4 – Dàn phun nước;

5 - Khối đệm; 6 - Cửa không khí vào; 7 - Bể nước; 8 - Đường nước lạnh cấp làm

mát bình ngưng; 9 - Đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để

làm mát xuống nhờ không khí đi ngược chiều từ dưới lên; 10 – Phin lọc nước;

11 - Phễu chảy tràn; 12 – Van xả đáy; 13 - Đường cấp nước với van phao; 14 – Bơm nước.

Tính chọn tháp tải nhiệt:

Công suất giải nhiệt của tháp xác định theo công thức:

Qk = Gn.Cn. tn , W

Trong đó:

Gn- Lưu lượng nước của tháp, kg/s.

Cn - Nhiệt dung riêng của nước, Cn = 4,186 kj/kg.K

tn- Độ chênh lệch nhiệt độ của nước vào và ra tháp giải nhiệt.

Lưu lượng nước qua tháp giải nhiệt:

kg/s =2,46 l/s

1

23

4

9

87

141112

13

6 6

5

10

Bình ngưng

71

Dựa vào lượng nhiệt thải ra của môi chất lạnh NH3 ở thiết bị ngưng tụ ta

chọn tháp giải nhiệt. Trước hết ta quy năng suất nhiệt ra Ton.

Theo tiêu chuẩn CTI 1 Ton tương đương với 3900 kcal/h.

Ta có: Ton

Tra bảng 8-22, [TL2, 318], ta chọn tháp giải nhiệt kiểu FRK-15 của hãng

Rinki với các thông số kỹ thuật sau:

Bảng 3-13 Thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt Rinki kiểu FRK-15

3.4.5 Tính chọn đường ống môi chất

Ta có thể tính toán đường kính trong của ống dẫn theo biểu thức sau:

, m

Trong đó:

mi – Lưu lượng môi chất qua ống, kg/s.

vi - Thể tích riêng của môi chất, kg/m3.

- Tốc độ dòng chảy trong ống, m/s.

Lưu lượng nước định mức 3,25 l/s

Chiều cao tháp 1665 mm

Đường kính tháp 1170 mm

Đường kính ống nối nước vào 50 mm

Đường kính ống nối nước ra 50 mm

Đường chảy tràn 25 mm

Đường kính đường xả 25 mm

Đường kính ống van phao 15 mm

Lưu lượng quạt gió 140 m3/ph

Đường kính quạt gió 630 mm

Môtơ quạt 0,37 kW

Khối lượng tĩnhz 52kg

Khối lượng khi vận hành 165 kg

Độ ồn của quạt 50,5 dBA

72

Bảng 3-14 Tốc độ dòng chảy thích hợp , [TL2, 345].

Đường ống (m/s)

Đường hút máy nén 15÷20

Đường đẩy máy nén 15÷25

Đường dẫn lỏng môi chất 0,5÷2

Di - đường kính ống dẫn thứ i, mm

Trong đó:

D1 - đường kính ống hút về mỗi máy nén phía hạ áp.

D2 - đường kính đầu đẩy của mỗi máy nén phía hạ áp.

D3 - đường kính ống góp đầu đẩy vào bình trung gian.

D4 - đường kính ống góp hút từ dàn lạnh về.

D5 - đường kính ống hút về ống góp từ bình trung gian.

D6 - đường kính ống hút về mỗi máy nén tầm cao.

` D7 - đường kính đầu đẩy của mỗi máy nén tầm cao.

D8 - đường kính ống góp đầu đẩy vào bình ngưng.

D9 - đường kính ống dẫn gas lỏng từ dàn ngưng.

Bảng 3-15 Đường kính ống môi chất

mi

(kg/s)(m/s) vi (kg/m3) Di (mm) Dch (mm)

0,0165 15 0,92 34 400,0165 20 0,35 17 200,033 20 0,35 24 250,04 15 0,92 45 500,04 15 0,28 27 320,02 15 0,28 19 200,02 20 0,12 12 150,04 20 0,12 16 200,04 1 0,005 14 15

73

CHƯƠNG IV: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH

4.1 LẮP ĐẶT KHO LẠNH

4.1.1 Gia cố và xây dựng nền móng kho

Đây là công đoạn quan trọng nhất của quá trình xây dựng kho, nó quyết

định tính vững chắc và an toàn của kho lạnh. Xung quanh móng được đào xuống

sâu 200mm. Sau đó xây bệ móng bằng đá chẻ, tiếp theo đổ cát bên trong dày

100mm và đầm chặt. Sau đó đổ một lớp bê tông lót dày 100mm với đá 4x6, rồi

tiếp theo đổ thêm một lớp bê tông chịu lực dày 200mm với đá 1x2 và xây con lươn

thông gió cao 300mm bằng gạch thẻ, khoảng cách giữa các con lươn 200mm. Chú

ý là các con lươn phải dốc về hai phía để tránh đọng sương, độ dốc khoảng 2%.

4.1.2 Xây dựng kết cấu bao che cho kho

Sau khi xây dựng nền móng xong, tiến hành xây dựng kết cấu trụ đỡ,

khung và lợp mái tôn. Sau khi công việc hoàn tất thì ta bắt đầu xây dựng phần

quan trọng nhất là lắp ghép các tấm panel.

4.1.3 Lắp ghép các tấm panel

Các tấm panel sau khi sản xuất đều có bọc lớp nilon bảo vệ tránh xây

xước bề mặt trong quá trình vận chuyển, lắp đặt. Lớp nilon đó chỉ nên dỡ ra sau

khi lắp đặt hoàn thiện và chạy thử kho để đảm bảo thẩm mĩ cho vỏ kho.

Nguyên tắc chung: Kho lạnh được lắp ghép từ các tấm panel tiêu chuẩn

chế tạo sẵn. Việc lắp ghép hai tấm panel lại với nhau đòi hỏi độ chính xác cao.

Đảm bảo độ kín để tránh gây ra hiện tượng cầu nhiệt kho lạnh, chất lượng công

tình tăng và giảm chi phí vận hành.

Cách ghép hai tấm panel lại với nhau: Khi ghép hai tấm panel lại với

nhau, ta cần xác định chiều của các tấm panel để tạo sự gắn khớp giữa các khóa

khi lắp ghép. Sau đó ép chặt hai tấm lại với nhau rồi dùng lục giác xoay khóa

cam-locking lại để mộng dương móc vào mộng âm. Sau đó dùng đinh rivê để cố

định các tấm lại rồi phun Silicon hoặc Sealant vào khe ghép để cách ẩm.

74

Hình 4-1: Nguyên tắc cấu tạo và hoạt động của khóa Cam - Blocking

Hình 4-2: Mặt cắt mối ghép hai tấm panel

Lắp ghép giữa panel nền và panel tường:

Các tấm panel được lắp dọc theo chiều dài của kho và đặt vuông góc với

các con lươn thông gió. Các tấm panel tường được đặt bao bên ngoài tấm panel

nền bắn đinh rivê vào để cố định, tại miếng ghép bên trong giữa tường và nền

cũng được phun Silicon rồi dùng nẹp inox hình chữ L (dày 2mm, rộng 40mm)

nẹp lại sau đó bắn đinh rivê để giữ cố định.

Hình 4-3: Mặt cắt mối ghép giữa panel tường và panel nền

6 5

43211,4 - Tấm panel2 - Nắp nhựa3 – Đinh rive5 – Khóa âm6 – Khóa dương

12 5

1

125

2

3

4

1 - Tấm panel tường2 - Tấm panel nền3 - Nẹp inox hình chữ L4 - Đinh rivê

75

Lắp ghép panel trần với panel tường:

Các tấm panel trần được đặt gối lên các tấm panel tường đối diện nhau

(tấm tường được cắt 2/3 theo chiều dày của tấm tường hình chữ L). Hai mép hai

bên được nẹp bằng nẹp inox hình chữ L, sau đó bắn đinh rivê để giữ cố định.

Hình 4-4: Mặt cắt mối ghép giữa panel tường và panel trần

Để tránh panel trần bị võng, ta dùng các dầm treo bằng sắt gắn chặt vào

các tấm panel trần bằng bulong, sau đó treo lên khung đỡ mái bằng các dây cáp.

Hình 4-5: Cách treo panel trần

Lắp van thông áp:

Do sự biến động về nhiệt độ nên áp suất trong kho luôn thay đổi, để cân

bằng áp suất bên trong và bên ngoài kho ta gắn trên tường các van thông áp. Nếu

không có van thông áp khi áp suất trong kho giảm thì rất khó khăn khi mở cửa,

ngược lại áp suất trong kho tăng thì cửa tự động mở ra. Các van thông áp được

gắn trên panel tường và cách trần khoảng 1m xung quanh van thông áp ta gắn

một dây điện trở để sưởi nóng cửa van tránh van bị đóng băng.

Lắp ghép cửa và màn chắn khí:

Sau khi lắp kết cấu tường bao xong ta tiến hành lắp cửa và màn chắn khí.

Xung quanh chỗ ghép cửa ta cần lắp khung bao quanh viền bằng gỗ dày 30mm,

4

1

23

1 – Tấm panel tường2 - Nẹp inox chữ L3 - Tấm panel trần4 – Đinh rivê

12

3

1 – Khung dầm thép treo mái2 – Tấm treo3 – Thanh treo trần có tăngđơ

76

có chiều rộng bằng chiều dày của tấm panel và được bọc lại bằng nhựa cứng.

Mặt ngoài của thành cửa ta bọc cao su mềm để tăng độ kín, bố trí dây điện trở

sưởi cửa xung quanh để tránh cửa bị đóng băng. Để tránh tổn thất nhiệt khi mở

cửa ta gắn các màn nhựa chắn khí. Cửa kho phải trang bị bộ chốt cửa tự mở

chống nhốt người.

Lắp đặt hệ thống chiếu sáng và hệ thống báo động:

Khi lắp đặt hệ thống chiếu sáng cần phải đảm bảo độ sáng trong kho để

công nhân làm việc dễ dàng. Trong kho lắp 24 bóng đèn, mỗi bóng 20 W và

được lắp trên trần dọc theo 2 lối đi. Để đề phòng sự cố xảy ra khi có người làm

việc trong kho gặp sự cố, trong kho ta phải lắp hệ thống còi báo động từ trong

kho ra ngoài và từ ngoài vào trong kho.

4.2 LẮP ĐẶT MÁY NÉN

- Đưa máy vào vị trí lắp đặt: Khi cẩu chuyển cần chú ý chỉ được móc vào

các vị trí đã được định sẵn không được móc tùy tiện vào ống, thân máy gây trầy

xước và hư hỏng máy nén.

- Khi lắp đặt máy nén cần chú ý đến các vấn đề: Thao tác vận hành, kiểm

tra, an toàn, bảo trì, tháo dỡ, thi công đường ống, sửa chữa, thông gió và chiếu

sáng thuận lợi nhất.

- Máy nén được lắp đặt trên các bệ móng bê tông cốt thép. Bệ máy phải

cao hơn bề mặt nền tối thiểu 100mm, tránh bị ướt bẩn khi vệ sinh phòng máy. Bệ

móng được tính toán theo tải trọng động của nó, máy được gắn chặt lên nền bê

tông bằng các bulong chôn sẵn, chắc chắn. Khả năng chịu đựng của móng phải

đạt ít nhất là 2÷3 lần tải trọng của máy nén kể cả động cơ.

- Bệ móng không được đúc liền với kết cấu xây dựng của tòa nhà tránh

truyền chấn động làm hỏng kết cấu xây dựng. Để chấn động không truyền vào

kết cấu xây dựng nhà, khoảng cách tối thiểu từ bệ máy đến móng ít nhất là

300mm. Ngoài ra nên dùng vật liệu chống rung giữa bệ móng và móng nhà.

- Các bulông cố định máy vào bệ móng có thể đúc sẵn trong bê tông trước

hoặc sau khi lắp đặt máy hoặc sau khi lắp đặt máy rồi chôn cũng được. Phương

77

pháp chôn bulông sau khi lắp đặt máy thuận lợi hơn. Muốn vậy cần để sẵn các lỗ

có kích thước lớn hơn yêu cầu, khi đưa máy vào vị trí ta tiến hành lắp bulông rồi

sau đó cho vữa ximăng vào để cố định bulông.

- Sau khi đưa được máy vào vị trí lắp đặt dùng thước đo mức (thăng bằng)

kiểm tra mức độ nằm ngang, kiểm tra mức độ đồng trục của dây đai. Không được

cố đẩy các dây đai vào puli, nên nới lỏng khoảng cách giữa các động cơ và máy

nén rồi cho dây đai vào, sau đó vặn bulong đẩy bàn trượt. Kiểm tra độ căng của

dây đai bằng cách ấn nếu thấy lỏng bằng chiều dày của dây là đạt yêu cầu.

Hình 4-6: Nền móng cụm máy nén kho lạnh

4.3 LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG LẠNH

4.3.1 Lắp đặt thiết bị ngưng tụ

Khi lắp đặt thiết bị ngưng tụ cần chú ý việc giải nhiệt của thiết bị, ảnh

hưởng của nhiệt ngưng tụ đến xung quanh, khả năng thoát môi chất lỏng về bình

chứa để giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt.

Để môi chất lạnh sau khi ngưng tụ có thể chảy về bình chứa cao áp, thiết bị

ngưng tụ thường được lắp đặt trên cao, ở trên các bệ bê tông, các giá đỡ. Ở đây ta

đặt bình ngưng ngay trên bình chứa cao áp thành một cụm gọi là cụm Condensing

Unit.

Bê tông cốt thép M200 Sắt a = 200

Nền gian máy

Lớp bê tông đá dăm 4x6 M150

Nền đất đầm kỹ

1 - Thanh treo dàn lạnh;2 - Panel tường; 3 – Dàn lạnh; 4 - Ống dẫn nước ngưng

78

Vị trí lắp đặt thiết bị ngưng tụ cần thoáng mát cho phép dễ dàng thoát

được nhiệt ra môi trường xung quanh, không ảnh hưởng đến con người và quá

trình sản xuất.

Đối với bình ngưng tụ nằm ngang có cấu tạo tương đối gọn, tuy nhiên khi

lắp đặt cần lưu ý để dành các khoảng hở ở hai đầu bình đủ để có thể vệ sinh bình

trong thời kỳ bảo dưỡng. Các đoạn đường ống nước giải nhiệt vào ra bình dễ

dàng tháo dỡ khi vệ sinh. Để thuận lợi cho việc tuần hoàn môi chất lạnh bắt buộc

phải có đường cân bằng áp suất với bình chứa. Bình ngưng cần có trang bị đồng

hồ áp suất và van an toàn với áp suất tác động 19,5 kG/cm2. Các nắp bình về nơi

các ống nước vào ra phải có van xả khí, bình ngưng được sơn màu đỏ.

4.3.2 Lắp đặt thiết bị bay hơi

Khi lắp đặt thiết bị bay hơi cần chú ý đến hướng tuần hoàn gió sao cho

thuận lợi và thích hợp nhất. Tầm với của gió thoát ra dàn lạnh khoảng 10m. Khi

lắp dàn lạnh cần phải để khoảng hở phía sau dàn lạnh một khoảng ít nhất 500mm.

Ống thoát nước dàn lạnh phải dốc, ở đầu ra nên có chi tiết cổ ngỗng để ngăn

ngừa không khí nóng tràn vào kho gây tổn thất nhiệt không cần thiết hoặc các

con vật chui vào làm tắc ống. Để tăng khả năng chịu lực ta lắp thêm một tấm

panel, một thanh sắt hình chữ L và dàn lạnh được gắn chặt nhờ bulong.

Hình 4-7: Treo dàn lạnh trong kho

4.3.3 Lắp đặt van tiết lưu màng cân bằng ngoài

B

SV

3

2

4

1

79

Kiểm tra trước khi lắp đặt van: Ở nhiệt độ bình thường nếu bầu cảm biến,

ống mao và môi chất nạp trong đó ở trạng thái bình thường thì van tiết lưu phải

mở và có thể thổi thử , van cho khí qua tự do, nếu không là van hỏng.

Vị trí lắp đặt: Van tiết lưu được lắp trên đường cấp dịch vào dàn lạnh,gần

dàn lạnh và được đặt trong kho. Mũi tên trên thân van phải cùng hướng với

hướng chuyển động của môi chất qua van. Chú ý không để ống mao tiếp xúc với

các ống khác.

Vị trí cố định bầu cảm biến: Khi lắp đặt van tiết lưu tự động phải chú ý

lắp đặt bầu cảm biến đúng vị trí cố định. Đặt ở ống hơi ra ngay sau dàn lạnh và

đảm bảo tiếp xúc tốt nhất bằng kẹp đồng hoặc nhôm. Để tránh ảnh hưởng của

nhiệt độ bên ngoài cần có bọc cánh nhiệt bầu cảm biến cùng ống hút có bầu cảm

biến. Khi ống hút nhỏ thì đặt bầu cảm biến ngay trên ống hút. Không được quấn

hoặc làm dập ống mao dẫn tới bầu cảm biến.

4.3.4 Lắp đặt các thiết bị khác

Bình tách dầu: Được lắp đặt ngay sau đầu đẩy của máy nén và thường lắp

đặt ở trên cao của phòng máy. Nhiệt độ bình rất cao nên lắp đặt nó ở vị trí thoáng

gió để giải nhiệt được tốt.

Bình tách lỏng: Làm việc ở nhiệt độ thấp nên phải bọc cách nhiệt. Khác

với bình tách dầu, bình tách lỏng thường lắp đặt ngoài gian máy, trên cao ngay

trên buồng lạnh.

Bình tách khí không ngưng: Được lắp đặt trên cao để khí không ngưng từ

dàn ngưng, bình chứa cao áp có thể đi lên, thực hiện làm lạnh để tách một phần

môi chất còn lại trước khi thải ra ngoài.

Các bình trung gian, bình thu hồi dầu, bình chứa cao áp: Thường được

lắp đặt ngay trong gian máy để thuận lợi cho việc lắp đặt đường ống và vận hành.

Tất cả các bình đều được đặt trên các bệ móng bê tông chắc chắn, cao hơn nền

phòng máy ít nhất 100mm.

Lắp đặt van điện từ: Lõi sắt của van điện từ chuyển động lên xuống nhờ

sức hút của cuộn dây và trọng lực nên van điện từ bắt buộc phải được lắp trên

80

đoạn ống nằm ngang, cuộn dây của van điện từ nằm phía trên. Do van điện từ là

thiết bị hay bị cháy hỏng thường xuyên và cần phải được thay thế nên trước và

sau van điện từ phải bố trí các van chặn, nhằm cô lập van điện từ khi cần thay thế

hoặc sửa chữa.

Lắp đặt van chặn: Các van chặn hệ thống lạnh cần đựơc lắp đặt tại vị trí dễ

thao tác, vận hành, có thể nằm trên đường nằm ngang hoặc thẳng đứng, khi nằm

trên các đoạn ống nằm ngang thì phải lắp các tay van lên phía trên khoảng hở của

các van đủ để thao tác sửa chữa, tháo lắp van khi cần. Phương pháp nối van chủ

yếu là hàn và nối bích, đối với van nối bích cần lưu ý sử dụng các đệm kín thích

hợp. Còn đối với van nối bằng phương pháp hàn, khi hàn chú ý tránh không để van

quá nóng, làm hỏng roong bên trong van. Vì thế khi hàn có thể tháo các bộ phận

chính của van hoặc quấn bằng khăn nhúng nước để giảm nhiệt độ phần thân van.

Trên thân van có mũi tên chỉ chiều chuyển động của môi chất, cần chú ý và lắp đặt

đúng chiều. Trường hợp trên một bình có nhiều van, các van cần lắp thẳng hàng và

ngay phía trên các bình, không nên lắp van ở vị trí cao khó thao tác vận hành.

Lắp đặt phin sấy, phin lọc: Phin sấy lỏng đường hơi thường hay bố trí

ngay ở đầu hút của máy nén để loại trừ cặn bẩn đi vào máy nén, trên đường lỏng

thường lắp trước van điện từ và đặc biệt là van tiết lưu để giữ cho các van này

hoạt động bình thường không bị tắc.

Lắp đặt mắt gas: Mắt gas được lắp đặt trên đường lỏng, sau phin sấy lỏng,

trước van tiết lưu. Nếu ống ga lỏng tương đối phù hợp với đường kính mắt ga có

thể lắp ngay trên đường ống. Nếu ống gas lớn phải lắp trên đường ống nhánh

song song với ống chính.

4.3.5 Lắp đặt đường ống

1. Lắp đặt đường ống môi chất

Trong quá trình thi công và lắp đặt đường ống môi chất cần lưu ý các

điểm sau:

+ Không được để bụi bẩn, rác lọt vào bên trong đường ống. Loại bỏ các

đầu nút ống, tránh bỏ sót rất nguy hiểm.

81

+ Không được đứng lên thiết bị, đường ống, dùng ống môi chất để bẩy di

dời thiết bị, để các vật nặng đè lên ống.

+ Không dùng giẻ hoặc vật liệu xơ, mềm để lau bên trong ống vì xơ vải

sót lại gây tắc bộ lọc máy nén.

+ Không để nước lọt vào bên trong đường ống, ống trước khi lắp đặt cần để

nơi khô ráo, trong phòng tốt nhất nên để ống trên các giá đỡ cao ráo, chắc chắn.

+ Không tựa, gối các thiết bị lên các cụm van, van an toàn, các tay van,

ống môi chất. Các đường ống trong trường hợp có thể nên lắp đặt trên cùng một

độ cao, bố trí song song với các tường, không nên đi chéo từ góc này đến góc

khác làm giảm tính mỹ quan của công trình.

Đối với ống môi chất NH3 được chế tạo từ thép áp lực C20, kích cỡ đường

ống được xem theo bảng sau:

Bảng 4-1: Quy cách đường ống thép áp lực [TL4, 409].

Ký hiệu 10A 15A 20A 25A 32A 40A

Kích cỡ 21x3 24x3 27x3 34x3,5 38x3,5 51x3,5

Ký hiệu 50A 65A 80A 90A 100A 125A

Kích cỡ 60x3,5 76x4 89x4 104x5 108x5 140x7

+ Khi hàn đường ống NH3: Trước khi hàn cần vệ sinh kỹ, vát mép theo

đúng quy định, vị trí đường điểm hàn nằm ở chỗ dễ dàng kiểm tra xử lý.

+ Cách nhiệt: Việc bọc cách nhiệt chỉ được tiến hành sau khi đã kết thúc

công việc thử kín và thử bền hệ thống. Cách nhiệt đường ống thép là

polyurethane. Chiều dày đủ lớn để không đọng sương nằm trong khoảng

50÷200mm, tùy thuộc kích thước đường ống và nhiệt độ làm việc: ống càng lớn

cách nhiệt càng dày, nhiệt độ càng thấp thì cách nhiệt càng dày. Các lớp cách

nhiệt đường ống như sau: Sơn chống gỉ, lớp cách nhiệt, giấy dầu chống thấm và

ngoài cùng là lớp inox hoặc nhôm bọc thẩm mỹ. Chiều dày cụ thể cách nhiệt phụ

thuộc vào kích thước đường ống và nhiệt độ làm việc theo bảng sau:

Bảng 4-2:. Chiều dày cách nhiệt đường ống môi chất [TL4,410].

82

Thiết bịChiều dày cách nhiệt, mm

-400C -330C ÷ -280C -150C ÷ -100C

- Bộ làm lạnh không khí, thiết bị phụ

- Ống có đường kính d > 200mm

- Ống có đường kính d = 50÷200mm

- Ống có đường kính d < 50mm

150 ÷ 200

150

100 ÷ 150

75 ÷ 150

150 ÷ 200

100 ÷ 150

100 ÷ 125

50 ÷ 100

125 ÷ 150

100

75

50

+ Sơn ống: Đường ống NH3 được sơn màu theo bảng sau:

Bảng 4-3: Màu sắc đường ống môi chất,[TL4, 410].

Đường ống Môi chất

Ống hút (áp suất thấp)

Ống đẩy (hơi cao áp)

Ống dẫn lỏng

Ống nước làm mát

Màu xanh da trời

Màu đỏ

Màu vàng

Màu xanh lá cây

Các lưu ý khi lắp đặt đường ống NH3:

Các đường ống khi lắp đặt phải chú ý để dầu và dịch lỏng khi dừng máy

không tự chảy về máy nén, muốn vậy đường ống thẳng đứng từ máy nén lên ống

góp phải đi vòng lên phía trên ống góp.

Trường hợp này sử dụng hai máy nén chung một dàn ngưng để tránh ảnh

hưởng qua lại giữa các máy nén, đầu đẩy phải lắp đặt van một chiều. Ngoài ra van

một chiều phía đầu đẩy còn có tác dụng ngăn ngừa lỏng ngưng tụ chảy ngược về

máy nén và áp lực cao phía dàn ngưng tụ không tác động liên tục lên clappe máy

nén làm cho nó chóng hỏng. Tuy nhiên giữa các đường hút có các van thông đường

hút (van bypass) để có thể trợ giúp lẫn nhau khi một trong hai máy nén bị ngập lỏng.BTL

BTD

HP OP LP OP LPHP

83

Hình 4-8: Lắp đặt đường ống vào ra máy nén

2. Lắp đặt đường ống nước

Đường ống nước trong hệ thống lạnh sử dụng để: Giải nhiệt máy nén, thiết

bị ngưng tụ, xả băng, nước chế biến và xả nước ngưng các loại.

Đường ống nước giải nhiệt và xả băng sử dụng ống thép tráng kẽm, bên

ngoài sơn màu xanh nước biển.

Đối với nước ngưng từ các dàn lạnh và các thiết bị khác có thể sử dụng

ống PVC, có thể bọc hoặc không bọc cách nhiệt, tùy vị trí lắp đặt.

Đường nước chế biến nên sử dụng ống inox bọc cách nhiệt.

Trường hợp này các máy bố trí song song ta cần phải lắp đặt ở đầu vào

các máy van chặn để điều chỉnh lưu lượng nước thích hợp cho các máy.

4.4 THỬ KÍN, THỬ BỀN VÀ CHÂN KHÔNG HỆ THỐNG LẠNH

Theo quy định, áp suất thử các thiết bị áp lực như sau: Áp suất thử kín

bằng áp suất làm việc, áp suất thử bền bằng 1,5 lần áp suất làm việc. Trên cơ sở

đó ta tiến hành thử áp suất các thiết bị, để thử nghiệm hệ thống ta sử dụng khí N2,

tuyệt đối không được sử dụng CO2 vì nó sẽ gây ra phản ứng hóa học.

Tuy nhiên cần lưu ý, máy nén và thiết bị đã được thử bền tại nơi chế tạo rồi

nên có thể không cần thử bền lại lần nữa, mà chỉ thử hệ thống đường ống, mối hàn.

Ta tiến hành thử kín và thử bền đường ống theo 3 bước:

Bước 1: Thử với áp suất 3÷5 kg/cm2 để phát hiện các mối hở ở áp suất

thấp. Dùng nước xà phòng để thử, kiểm tra các mối hàn. Lưu ý khả năng rò rỉ

trên đường ống nguyên là rất ít xảy ra, vì thế nên kiểm tra tại các mối hàn, mặt

bích, nối van trước. Nếu đã thử hết mà không phát hiện vết xì hở mà áp suất vẫn

giảm thì kiểm tra trên đường ống nguyên. Nếu phát hiện có mối hàn hở thì phải

đánh dấu vị trí, sau đó xả hết khí ra. Tiến hành hàn các mối bị hở.

84

Bước 2: Nâng áp suất thử lên gần áp suất làm việc 15÷18 kg/cm2, sau đó

dùng xà phòng để thử. Đồng thời kiểm tra các mối hàn, đánh dấu vị trí mối hàn

bị hở. Sau đó xả hết khí ra ngoài và hàn các mối hở lại.

Bước 3: Tiếp tục nâng áp suất thử lên 30kg/cm2, ngâm trong 24h để thử

bền cho hệ thống. sau 24 giờ không thấy áp suất giảm thì có thể đảm bảo việc thử

bền, thử kín. Sau đó ta tiến hành xả hết khí trong hệ thống ra. Sau đó tiến hành

chân không hệ thống.

Một số lưu ý khi thử bằng khí N2:

+ Khi nối với bình N2 không được nối trực tiếp mà phải qua một van giảm áp.

+ Khi thử phải đóng các van nối với các rơle áp suất HP, LP và OP nếu

không có thể làm hỏng thiết bị.

+ Đối với mạch có các van điện tử, van tiết lưu tự động thì phải mở thông

mạch bằng tay.

+ Sau khi thử mở van xả để thải bụi ra ngoài.

+ Một điều cần lưu ý là áp suất trong hệ thống phụ thuộc nhiều vào nhiệt

độ môi trường, tức là phụ thuộc vào giờ trong ngày, vì vậy cần kiểm tra theo một

thời điểm nhất định trong ngày.

+ Khi phát hiện rò rỉ cần loại bỏ áp lực trên hệ thống rồi mới xử lý, tuyệt

đối không được xử lý khi vẫn còn áp lực.

+ Chỉ sau khi thử xong hoàn chỉnh không phát hiện rò rỉ mới tiến hành

bọc cách nhiệt đường ống và thiết bị.

Ngâm ≥ 24h

85

Hình 4-9 Phác đồ thử kín và thử bền hệ thống

Chân không hệ thống lạnh:

Sử dụng máy hút chân không để chân không hệ thống, ta tiến hành chân

không hệ thống theo từng phần và tiến hành nhiều lần mới đảm bảo hút kiệt

không khí và hơi ẩm có trong đường ống và thiết bị. Duy trì áp lực 50 ÷

75mmHg trong 24 giờ, trong 6 giờ đầu áp lực cho phép tăng 50% nhưng sau đó

không tăng.

4.5 NẠP MÔI CHẤT CHO HỆ THỐNG LẠNH

4.5.1 Xác định lượng môi chất cần nạp

Để nạp môi chất trước hết cần xác định lượng môi chất cần nạp vào hệ

thống. Việc nạp môi chất quá nhiều hay quá ít đều ảnh hưởng đến năng suất lạnh

và hiệu quả của hệ thống.

- Nếu nạp môi chất quá ít: Môi chất không đủ cho hoạt động bình thường

của hệ thống dẫn đến dàn lạnh không đủ môi chất, năng suất lạnh của hệ thống

giảm, chế độ làm lạnh không đạt (thời gian kéo dài, nhiệt độ không đạt,…). Mặt

khác nếu thiếu môi chất lưu lượng tiết lưu giảm do đó độ quá nhiệt tăng làm cho

nhiệt độ đầu đẩy tăng lên.

- Nạp môi chất quá nhiều: Bình chứa không chứa hết môi chất, dẫn đến

một lượng lỏng sẽ nằm trong thiết bị ngưng tụ, làm giảm diện tích trao đổi nhiệt,

áp suất ngưng tụ tăng, máy nén có thể bị quá tải.

Có nhiều phương pháp xác định lượng môi chất cần nạp. Tuy nhiên trên

thực tế cách xác định hợp lý và chính xác nhất là xác định lượng môi chất trên

từng thiết bị khi hệ thống đang hoạt động. Ở mỗi một thiết bị môi chất tồn tại ở hai

trạng thái: Phía trên là hơi, ở dưới là lỏng, rõ ràng số lượng môi chất ở trạng thái

86

lỏng mới đáng kể, còn khối lượng ở trạng thái hơi không lớn nên chỉ cần xác định

lượng lỏng ở thiết bị khi hệ thống đang hoạt động ở chế độ nhiệt bình thường. Sau

đó có thể nhân thêm 10 ÷ 15% khi tính đến môi chất ở trạng thái hơi.

Theo kinh nghiệm số lượng phần trăm chứa môi chất lỏng trong các thiết

bị cụ thể như sau:

+ Bình chứa cao áp: 20%

+ Bình trung gian đặt đứng: 60%

+ Bình tách dầu: 0%

+ Bình tách lỏng: 20%

+ Dàn lạnh cấp dịch theo kiểu tiết lưu trực tiếp: 30%

+ Thiết bị ngưng tụ: 10%

+ Đường cấp dịch: 100%

Khối lượng môi chất ở trạng thái lỏng trên toàn hệ thống tính theo công thức:

Trong đó:

ai - Số lượng phần trăm không gian chứa lỏng ở từng thiết bị, %.

Vi – Dung tích của thiết bị thứ i, m3.

- Khối lượng riêng của môi chất lỏng ở trạng thái của

thiết bị thứ i, kg/m3.

Khối lượng môi chất của hệ thống nhiều hơn lượng môi chất G1 do còn

một lượng môi chất ở trạng thái hơi ở các thiết bị, lượng này chiếm 10 ÷ 15%

lượng lỏng. Vì thế lượng môi chất cần nạp là:

G = G1.k

Trong đó:

k - Hệ số dự phòng tính tới lượng môi chất ở trạng thái hơi ở

các thiết bị, chọn k = 1,15.

4.5.2 Nạp môi chất cho hệ thống lạnh

Ở đây ta chọn phương pháp nạp môi chất theo đường cấp dịch. Phương

pháp này có đặc điểm sau:

- Nạp dưới dạng lỏng, số lượng nạp nhiều, thời gian nạp nhanh.

87

- Sử dụng cho hệ thống lớn.

Hình 4–10 Sơ đồ nạp môi chất cho hệ thống

Quy trình nạp gas gồm hai giai đoạn: Nạp mới và nạp bổ sung.

- Nạp gas mới (nạp vào bình chứa cao áp): do hệ thống đã được chân không

nên ta chỉ cần mở van a và van chai gas, gas sẽ tự động được hút vào bình chứa cao

áp. Ta quan sát trên kính xem mức gas trong bình chứa, đồng thời kiểm tra trên đồng

hồ áp suất nếu thấy áp suất không tăng nữa thì dừng lại. Cho máy chạy thử, kiểm tra

các thông số như áp suất hút, áp suất nén…

- Nạp bổ sung: Khi thấy lượng gas trong hệ thống không đủ bằng cách

quan sát áp suất hút, áp suất nén, dòng điện hay điện áp…thì ta tiến hành nạp gas

bổ xung cho hệ thống. Nạp khi hệ thống đang hoạt động, ta đóng van a lại. Sau

đó mở van chai gas để máy nén hút gas vào hệ thống. Tiến hành kiểm tra đồng hồ

áp suất hút, kính xem mức của bình chứa cao áp. Nếu mức dịch trong bình

khoảng 80% thì dừng lại. Sau đó mở van a ra, đóng van chai gas lại. Tiếp tục

kiểm tra áp suất của hệ thống nếu thấy đủ gas thì dừng lại.

CHƯƠNG V: TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ VẬN HÀNH

HỆ THỐNG LẠNH

5.1 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA

Chai gas

Bình chứa cao áp

Dàn lạnh

a

88

Máy nén là thiết bị quan trọng nhất trong hệ thống lạnh, vì vậy nó được

bảo vệ rất nghiêm ngặt. Khi các điều kiện làm việc không đạt yêu cầu, hệ thống

bảo vệ tự động ngắt điện để dừng máy. Máy nén được bảo vệ bởi các thiết bị sau:

- Bảo vệ áp suất: Áp suất cao HP, áp suất dầu OP, áp suất thấp LP.

- Bảo vệ quá dòng và quá nhiệt (OCR).

- Bảo vệ các điều kiện giải nhiệt không tốt:

+ Bảo vệ áp suất nước, lưu lượng nước.

+ Bảo vệ khi bơm giải nhiệt dàn ngưng ngừng hoạt động.

+ Bảo vệ khi quạt tháp giải nhiệt không làm việc.

+ Bảo vệ bơm giải nhiệt máy nén.

- Bảo vệ khi một số thiết bị khác không làm việc: Máy nén sẽ tự động dừng

khi một thiết bị nào đó không làm việc chẳng hạn như quạt dàn lạnh, bơm nước lạnh,

…

- Ngoài ra ta còn trang bị điện điều khiển mức dịch ở bình trung gian và

điều khiển nhiệt độ phòng lạnh.

Điều khiển mức dịch ở bình trung gian: Để điều khiển mức dịch ở bình

trung gian ta sử dụng các van phao điện từ. Mức dịch ở bình trung gian được

khống chế giữa hai mức: Cực đại và cực tiểu. Khống chế mức cực đại nhằm bảo

vệ máy nén tránh hút ẩm, gây ngập lỏng phía cao áp. Mức cực tiểu được khống

chế nhằm đảm bảo lượng dịch tối thiểu trong bình trung gian để tăng cường trao

đổi nhiệt cho ống xoắn. Khi mức dịch trong bình đạt mức cực đại van phao phía

trên tác động ngắt điện cuộn dây van điện từ cấp dịch cho bình trung gian, khi đó

mức dịch trong bình sẽ không tăng. Khi mức dịch hạ xuống mức cực tiểu, van

phao tác động mở van điện từ và dịch được tiết lưu vào bình.

Điều khiển nhiệt độ phòng lạnh: Đối với kho lạnh bảo quản, hệ thống

lạnh hoạt động hoàn toàn tự động và được điều khiển đóng ngắt theo nhiệt độ

phòng. Khi nhiệt độ phòng lạnh đạt yêu cầu(bằng nhiệt độ cài đặt của thermostat),

thermostat tác động đóng van điện từ ngừng cấp dịch cho dàn lạnh, máy tiếp tục

hoạt động nên áp suất hút hạ xuống, sau đó một thời gian khi áp suất hút xuống thấp,

89

rơle áp suất thấp tác động dừng máy. Khi nhiệt độ phòng nâng lên cao, thermostat

tác động mở van điện từ cấp dịch cho dàn lạnh, áp suất hút tăng lên và rơle áp suất

thấp đóng mạch khởi động máy nén. Về nguyên tắc, thermostat có thể trực tiếp tác

động mạch điều khiển đóng máy nén. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn khi dừng máy

phải hút kiệt gas khỏi dàn lạnh nên người ta mới cho hoạt động như trên.

5.1.1 Trang bị điện động lực

Mạch điện động lực: còn gọi là mạch điện nguồn là mạch điện cấp điện

nguồn để chạy các thiết bị: Máy nén, bơm, quạt,… Đối với động cơ và thiết bị

điện của hệ thống lạnh do công suất lớn nên việc đóng mở các động cơ được thực

hiện bằng các khởi động từ. Các thiết bị đều được đóng mở và bảo vệ bằng các

aptomat, tất cả các thiết bị đều có rơle nhiệt bảo vệ quá dòng. Các thiết bị có

công suất nhỏ thì dùng ampe kế nối trực tiếp vào mạch điện, còn thiết bị có công

suất lớn thì ampe kế được qua biến dòng CT.

Đối với động cơ máy nén quá trình khởi động diễn ra như sau: Khi nhấn

nút START trên mạch điều khiển, nếu không có bất cứ sự cố nào thì cuộn dây

khởi động từ MC có điện và đóng tiếp điểm thường mở MC trên mạch động lực.

Trong khoảng 5 giây đầu tiên (đặt ở rơle thời gian), cuộn dây khởi động từ (MS)

có điện và tiếp điểm thường mở MS của nó trên mạch động lực đóng. Lúc đó

máy chạy theo sơ đồ sao, dòng khởi động giảm đáng kể. Sau thời gian đặt rơle

tác động ngắt điện cuộn MS và đóng điện cho cuộn MD, tương ứng các tiếp điểm

trên mạch động lực MD đóng, MS mở. Máy chuyển từ sơ đồ sao sang sơ đồ tam

giác. Đối với các thiết bị có công suất nhỏ hơn như bơm, quạt dòng khởi động

nhỏ nên không cần khởi động theo sơ đồ sao – tam giác như máy nén.

5.1.2 Mạch điện điều khiển

1. Mạch khởi động sao – tam giác

Các ký hiệu trên mạch điện:

MC, MS và MD - cuộn dây khởi động từ sử dụng đóng mạch

chính, mạch sao và mạch tam giác của động cơ máy nén.

AX – rơle trung gian.

90

T – rơle thời gian.

Khi hệ thống đang dừng, cuộn dây của rơle trung gian (AX) không có

điện, các tiếp điểm thường mở của nó ở trạng thái hở nên các cuộn dây (MC),

(MS) và (MD) không có điện.

Khi nhấn nút START để khởi động máy nén , nếu hệ thống không có sự cố

áp suất cao, áp suất dầu, áp suất nước, quá nhiệt… thì các tiếp điểm thường đóng

HPX, OPX, WPX, OCR… ở trạng thái đóng. Dòng điện đi qua cuộn dây của rơle

trung gian (AX). Khi cuộn dây (AX) có điện nhờ tiếp điểm thường đóng AX mắc

nối tiếp với tiếp điểm MCX nên tự duy trì điện cho cuộn (AX). Tiếp điểm thường

mở MCX đóng khi không có sự cố áp suất nước ở bơm giải nhiệt máy nén.

Khi cuộn dây (AX) có điện, tiếp điểm thường mở AX thứ hai của nó sẽ

đóng mạch điện cho các cuộn dây khởi động từ (MC) và (MS) hoặc (MD). Trong

thời gian 5 giây đầu (thời gian này có thể thay đổi tùy ý) rơle thời gian T có điện

và bắt đầu đến thời gian, mạch cuộn dây khởi động từ (MS) có điện, máy chạy

theo sơ đồ nối sao, cuộn (MD) không có điện.

Sau thời gian 5 giây, tiếp điểm của rơle thời gian nhảy và đóng mạch cuộn

(MD) và mạch cuộn (MS) mất điện. Kết quả máy chuyển từ sơ đồ nối sao sang

sơ đồ tam giác.

Do cuộn dây (MC) nối với cặp tiếp điểm thường mở MS, MD nối song

song nên dù máy có chạy theo sơ đồ nào thì cuộn (MC) cũng có điện.

Khi xảy ra quá nhiệt (do máy quá nóng hay dòng điện quá lớn) thì cơ cấu

lưỡng kim của rơle quá nhiệt OCR nhảy và đóng mạch đèn báo hiệu sự cố báo

hiệu sự cố đồng thời cuộn (AX) mất điện và đồng thời các khởi động từ của động

cơ máy nén mất điện và máy dừng.

Nếu xảy ra một trong các sự cố áp suất dầu, áp suất cao hoặc áp suất nước

hoặc nhấn nút STOP thì cuộn (AX) mất điện và máy nén cũng sẽ dừng.

2. Mạch bảo vệ áp suất dầu

Khi hệ thống đang hoạt động bình thường cơ cấu lưỡng kim của rơle áp

suất dầu đóng, cuộn dây rơle trung gian (OP) mắc nối tiếp với nó có điện. Mạch

91

điện cuộn (OPX) và đèn (L) không có điện do tiếp điểm thường đóng OP và

thường mở OPX đang ở trạng thái hở.

Khi áp suất dầu nhỏ hơn giá trị định sẵn, dòng điện qua điện trở sấy dầu

của rơle và bắt đầu đốt nóng cơ cấu lưỡng kim, khi cơ cấu lưỡng kim nhả ra cuộn

dây rơle trung gian (OP) mắc nối tiếp với nó mất điện, kéo theo các tiếp điểm

thường đóng OP đóng lại, cuộn dây rơle trung gian (OPX) và đèn (L) có điện.

Cuộn dây (OPX) có điện kéo theo tất cả các tiếp điểm thường đóng của nó nhả ra,

cuộn dây (AX) trên mạch điện khởi động máy nén mất điện và tác động dừng máy.

Thông thường khi sự cố xảy ra, các mạch điện sự cố duy trì, chỉ khi xử lý

xong sự cố và nhấn nút RESET mới có thể khởi động lại máy nén. Mạch điện

cuộn sự cố (OPX) cũng tự duy trì thông qua tiếp điểm thường đóng của nó. Nếu

không có mạch này thì sẽ rất nguy hiểm vì người vận hành có thể khởi động lại

máy nén ngay mà không để ý đến đang có sự cố áp suất dầu.

Trên mạch áp suất dầu, người ta sử dụng tiếp điểm thường mở của cuộn dây

rơle trung gian AX như là điều kiện để mạch áp suất dầu có hiệu lực. Mạch sự cố

của cuộn (OPX) chỉ có hiệu lực khi cuộn dây (AX) có điện, tức máy nén đang hoạt

động mà mất áp suất dầu. Trong trường hợp khi khởi động máy, do bơm dầu chưa

hoạt động nên hiệu áp suất dầu sẽ bằng 0, nhưng nhờ cuộn (AX) chưa có điện nên

mạch sự cố áp suất dầu chưa có hiệu lực và máy vẫn có thể khởi động được.

3. Mạch giảm tải

Mạch giảm tải trong sơ đồ sử dụng để giảm tải trong các trường hợp sau:

- Khi mới khởi động đang chạy theo sơ đồ sao, do dòng khởi động rất lớn

nên bắt buộc phải giảm tải.

- Khi vận hành do phụ tải lớn, người vận hành muốn giảm tải bằng tay.

- Lúc chạy bình thường (chế độ tam giác) nhưng áp suất hút quá thấp, hệ

thống hoạt động không hiệu quả nên máy chuyển sang chế độ giảm tải .

Khi giảm tải cuộn dây van điện từ (SV) có điện và mở đường thông dầu

tác động lên cơ cấu giảm tải của máy nén để giảm tải.

92

Công tắc xoay COS trên sơ đồ điều khiển cho phép lựa chọn chế độ giảm

tải bằng tay MANUAL ngay lập tức, chế độ giảm tải tự động AUTO hoặc ngắt

mạch giảm tải OFF.

Trong quá trình khởi động khi đang chạy theo sơ đồ sao thì máy nén luôn

giảm tải vì lúc nay cuộn dây khởi động từ (MS) đang có điện, tiếp điểm thường

mở của nó trên mạch giảm tải đóng và cuộn (SV) có điện.

Khi ở chế độ tự động AUTO, chỉ khi áp suất hút nhỏ hơn giá trị dặt trước

thì sẽ giảm tải. Ngoài ra ở thời điểm bất kì nào cũng có thể giảm tải máy nén khi

xoay công tắc COS sang vị trí MANUAL.

Khi máy nén đang ở chế độ giảm tải, đèn sẽ sáng báo hiệu hệ thống đang

chạy ở chế độ giảm tải.

4. Mạch bảo vệ áp suất cao

Khi hệ thống đang hoạt động bình thường, tiếp điểm của rơle áp suất cao

HP mở, đèn và cuộn (HPX) không có điện.

Khi áp suất phía đẩy của máy nén vượt khỏi giá trị mà ta đã cài đặt trước

khoảng 18,5 kG/cm2, tiếp điểm rơle áp suất HP đóng (UP-ON), cuộn dây rơle

trung gian (HPX)có điện và đèn sáng báo hiệu sự cố. Lúc này các tiếp điểm

thường đóng HPX mở ra. Trên mạch khởi động cuộn (AX) mất điện và tác động

dừng máy nén.

Rơle sự cố (HPX) cũng tự duy trì điện cho nó thông qua các tiếp điểm

thường đóng RES và tiếp điểm thường mở HPX. Chỉ sau khi khắc khục xong sự

cố và nhấn nút RESET thì cuộn (HPX) mới mất điện.

5. Mạch bảo vệ quá dòng

OCR biểu thị cơ cấu lưỡng kim của rơle nhiệt, ở nhiệt độ bình thường cơ

cấu lưỡng kim đóng tiếp điểm mạch điện cho công tắc tơ máy nén và cuộn (AX).

Lúc này hệ thống có thể khởi động làm việc.

Khi dòng điện chạy qua động cơ quá lớn, máy nén nóng, cơ cấu lưỡng

kim của rơle nhiệt nhả ra và mạch điện khởi động của máy nén mất điện, cơ cấu

lưỡng kim nhảy sang phía mạch đèn và đèn sang báo hiệu sự cố quá dòng.

93

Khi xảy ra sự cố quá dòng phải đợi cho cư cấu lưỡng kim nguội và nhảy

về vị trí bình thường thì mới có thể khởi động lại được. Mạch bảo vệ quá dòng

phục hồi qua nút RESET như các mạch sự cố khác.

6. Mạch điều khiển và bảo vệ bơm, quạt giải nhiệt

Mạch điện có tác dụng chạy các bơm quạt giải nhiệt dàn ngưng và bảo vệ

máy nén khi áp suất nước thấp.

Để chạy các quạt và bơm giải nhiệt có thể thực hiện theo 2 chế độ:

Chế độ bằng tay: Bật công tắc COS sang vị trí MAN, nếu không có sự cố áp

suất nước và sự cố quá dòng của các bơm quạt (tiếp điểm WPX và OCR đóng) các

cuộn dây khởi động từ của các bơm quạt có điện và đóng điện cho động cơ các bơm

quạt.

Chế độ tự động: Bật công tác COS sang vị trí AUTO, ở chế độ tự động

bơm quạt sẽ khởi động cùng với máy nén. Sau khi nhấn nút START trên mạch

khởi động nếu không có bất cứ sự cố nào thì cuộn (AX) có điện đồng thời đóng

tiếp điểm AX cấp điện cho các cuộn dây của các khởi động từ (MCP1), (MCP2),

(MCCF1) và (MCCF2) của bơm, quạt giải nhiệt và bơm, quạt hoạt động.

Khi một trong các thiết bị bơm giải nhiệt máy nén, bơm và quạt giải nhiệt

dàn ngưng không làm việc thì cuộn (MCX) mất điện, máy khởi động máy nén

mất điện và ngừng máy nén.

Bảo vệ quá dòng bơm, quạt giải nhiệt: Khi một trong các thiết bị gồm bơm

giải nhiệt máy nén, bơm giải nhiệt và các quạt giải nhiệt dàn ngưng bị quá dòng,

rơle nhiệt nhảy khỏi vị trí thường đóng và đóng mạch điện cuộn dây rơle trung

gian (AUX) và đèn sang báo sự cố. Cuộn dây sự cố (AUX) đóng mạch chuông báo

hiệu sự cố đồng thời cuộn dây rơle trung gian (MCX) mất điện. Tiếp điểm thường

mở của nó trên mạch khởi động nhả ra, cuộn (AX) mất điện và máy dừng ngay lập

tức.

7. Mạch bảo vệ áp suất nước

Trong hệ thống này có hai bơm: bơm giải nhiệt dàn ngưng và bơm giải

nhiệt máy nén, vì thế tương ứng sẽ có 2 rơle áp suất nước WP1 và WP2 bảo vệ .

94

Khi đang hoạt động bình thường, tiếp điểm của các rơle áp suất nước mở,

cuộn dây rơle thời gian T2 không có điện.

Khi xảy ra sự cố mất áp suất nước của một trong hai bơm thì cuộn dây

rơle thời gian T2 có điện và bắt đầu đếm thời gian. Nếu sự cố kéo dài quá thời

gian đặt (10 giây) tiếp điểm T2 đóng, cuộn (WPX) có điện và đèn sáng báo hiệu

sự cố. Cuộn WPX tự duy trì nhờ tiếp điểm thường đóng của nó và tiếp điểm

RES.

Đồng thời với báo hiệu sự cố tiếp điểm thường đóng của WPX trên mạch

khởi động nhả ra, cuộn (AX) mất điện và máy dừng.

Rơle thời gian T2 rất quan trọng, nó có tác dụng điều khiển dừng máy khi

áp suất nước thực sự giảm trong một thời gian nhất định, mà không tác động tức

thời. Tránh trường hợp dừng máy do giảm áp suất tức thời khi có các bọt khí

trong dòng nước hoặc dao động bất thường khác.

Sau sự cố áp suất nước, muốn khởi động lại hệ thống phải nhấn nút

RESET mới có thể khởi động lại máy nén.

8. Mạch điều khiển nhiệt độ kho lạnh

Nhiệt độ kho lạnh được điều chỉnh hoàn toàn tự động và điều khiển đóng

ngắt cấp dịch thông qua dixell XR-60C.

Mô tả chung về dixell XR60C:

XR60C có kích thước 32 x 74 mm là bộ điều khiển cho các hệ thống lạnh

có nhiệt độ trung bình hoặc thấp. Thiết bị có 3 rơ le ngỏ ra để kiều khiển máy

nén, bộ xả đá (loại điện trở hoặc gas nóng) và các quạt của dàn lạnh. Thiết bị có 2

cảm biến PTC ở ngỏ vào, một cho việc điều khiển nhiệt độ, một được đặt ở phía

trên dàn lạnh để kiểm soát nhiệt độ kết thúc việc xả đá.

Sơ đồ đấu điện của dixell XR60C như sau:

95

Hình 5-1 Sơ đồ đấu điện của Dixell XR60C

9. Mạch chuông báo động sự cố

Khi xảy ra các sự cố áp suất hoặc quá dòng, mạch điện của chuông BZ có

điện và chuông reo báo sự cố. Khi đó người vận hành phải nhấn nút BELL STOP

để ngừng chuông. Lúc đó cuộn dây của rơle trung gian (BZX) có điện và tiếp

điểm thường đóng của nó nhả ra, ngắt điện của chuông BZ.

Sau khi khắc phục các sự cố xong bấm nút RESET, điện đi qua cuộn dây

của rơle trung gian (RES), tất cả các tiếp điểm thường đóng RES của nó trên các

mạch sự cố sẽ nhả ra, làm mất điện mạch báo sự cố và hệ thống có thể bắt đầu

khởi động.

5.2 VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH

5.2.1 Chuẩn bị vận hành

Kiểm tra điện áp nguồn không được sai lệch so với định mức 5%:

360V < U < 400V.

Kiểm tra bên ngoài máy nén và các thiết bị chuyển động xem có vật gì gây

trở ngại sự làm việc bình thường của thiết bị không.

96

Kiểm tra chất lượng và số lượng dầu trong máy nén. Mức dầu thường phải

chiếm 2/3 mắt kính quan sát. Mức dầu quá lớn và quá bé đều không tốt.

Kiểm tra mức nước trong các bể chứa nước, trong tháp giải nhiệt, trong bể

dàn ngưng đồng thời kiểm tra chất lượng nước xem có đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

không. Nếu không đảm bảo thì phải bỏ bổ sung nước mới, sạch hơn.

Kiểm tra các thiết bị đo lường, điều khiển và bảo vệ hệ thống.

Kiểm tra hệ thống điện trong tủ điện, đảm bảo trong tình trạng hoạt động tốt.

Kiểm tra tình trạng đóng mở của các van:

+ Các van thường đóng: Van xả đáy các bình, van nạp môi chất, van by-

pass, van xả khí không ngưng, van thu hồi dầu hoặc xả vỏ dầu, van điều hoà các

hệ thống, van xả khí. Riêng van chặn đường hút khi dừng máy thường phải đóng

và khi khởi động thì mở từ từ.

+ Tất cả các van còn lại đều ở trạng thái mở. Đặc biệt chú ý van đầu đẩy

máy nén, van chặn của các thiết bị đo lường và bảo vệ phải luôn mở.

+ Các van điều chỉnh: Van tiết lưu tự động, rơle nhiệt, rơle áp suất,… chỉ

có người có trách nhiệm mới được mở và điều chỉnh.

5.2.2 Vận hành

Hệ thống lạnh được thiết kế có hai chế độ vận hành: Chế độ vận hành tự

động (AUTO) và chế độ vận hành bằng tay (MANUAL).

1. Các bước vận hành tự động AUTO

- Bật aptomat của tủ điện động lực, aptomat của các thiết bị của hệ thống

cần chạy.

- Bật các công tác chạy các thiết bị sang vị trí AUTO.

- Nhấn nút START cho hệ thống hoạt động. Khi đó các thiết bị sẽ hoạt

động theo trình tự nhất định.

- Từ từ mở van chặn hút của máy nén. Nếu mở nhanh có thể gây ra ngập

lỏng, mặt khác khi mở quá lớn dòng điện động cơ cao sẽ quá dòng, không tốt.

- Lắng nghe tiếng nổ của máy, nếu có tiếng gõ bất thường kèm sương bám

nhiều ở đầu hút thì dừng máy ngay.

97

- Theo dõi dòng điện máy nén. Dòng điện không được quá lớn so với quy

định. Nếu dòng điện quá lớn thì đóng van chặn hút lại hoặc thực hiện giảm tải

bằng tay.

- Quan sát tình trạng bám tuyết trên thân máy nén. Tuyết không được bám

nên phần thân máy quá nhiều. Nếu lớn quá thì đóng van chặn hút lại và tiếp tục

theo dõi.

- Tiếp tục mở van chặn hút cho đến khi mở hoàn toàn nhưng dòng điện

máy nén không lớn quá quy định, tuyết bám trên thân máy không nhiều thì quá

trình khởi động đã xong.

- Bật công tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình trung gian.

- Kiểm tra áp suất hệ thống:

+ Áp suất ngưng tụ:

Với NH3: Pk < 16,5 kG/cm2 (tk < 400C).

+ Áp suất dầu:

Pd = Ph + (2÷3) kG/cm2.

- Ghi lại toàn bộ các thông số hoạt động của hệ thống. Cứ 30 phút ghi một

lần. Các số hiệu bao gồm: Điện áp nguồn, dòng điện các thiết bị, nhiệt độ đầu

đẩy, đầu hút và nhiệt độ ở tất cả các thiết bị, buồng lạnh, áp suất đầu đẩy, đầu

hút, áp suất trung gian, áp suất dầu, áp suất nước.

- So sánh và đánh giá các số liệu với các thông số vận hành.

2. Các bước vận hành bằng tay (MANUAL)

- Bật aptomat tổng của tụ điện động lực, aptomat của tất cả các thiết bị của

hệ thống cần chạy.

- Bật các công tắc để chạy các thiết bị như bơm, quạt giải nhiệt, quạt dàn lạnh,

tháp giải nhiệt,… sang vị trí MANUAL. Tất cả các thiết bị này sẽ được chạy trước.

- Bật công tắc giảm tải máy nén sang MANUAL để giảm trước khi chạy máy.

- Bấm nút START cho máy nén hoạt động.

- Mở từ từ van chặn hút và quan sát dòng điện máy nén nằm trong giới

hạn cho phép.

98

- Bật công tắc cấp dịch dàn lạnh, bình trung gian, đồng thời quan sát và

theo dõi các thông số như ở chế độ AUTO.

- Sau khi đã mở hoàn toàn van chặn hút, nhưng các thông số như dòng

điện, áp suất hút, độ bám tuyết bình thường thì tiến hành ghi lại các thông số vận

hành, cứ 30 phút ghi một lần.

5.2.3 Dừng máy

1. Dừng máy bình thường

Hệ thống đang hoạt động ở chế độ tự động:

Tắt tất cả các công tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình trung gian.

Khi áp suất Ph < 50 cmHg thì nhấn nút STOP để dừng máy hoặc đợi cho

rơle áp suất thấp LP tác động dừng máy.

Đóng van chặn nút máy nén.

Sau khi máy đã dừng hoạt động có thể cho bơm giải nhiệt hoặc quạt dàn

ngưng chạy thêm 5 phút để giải hết nhiệt cho dàn ngưng bằng cách bật công tắc

chạy bơm, quạt sang vị trí MANUAL.

Ngắt aptomat của các thiết bị.

Đóng cửa tủ điện.

Hệ thống đang hoạt động ở chế độ bằng tay:

Tắt tất cả các công tắc cấp dịch cho dàn lạnh, bình trung gian.

Khi áp suất Ph < 50 cmHg thì nhấn nút STOP để dừng máy.

Bật công tắc chạy bơm, quạt sang vị trí OFF để dừng chạy các thiết bị này.

Đóng van chặn hút.

Ngắt các aptomat của các thiết bị.

Đóng cửa tủ điện.

2. Dừng máy sự cố

Khi sự cố khẩn cấp cần tiến hành ngay lập tức:

Nhấn nút STOP để dừng máy.

Tắt aptomat tổng của tủ điện.

Đóng van chặn hút.

99

Nhanh chóng tìm hiểu và khắc phục sự cố.

Cần lưu ý:

Nếu sự cố rò rỉ NH3 thì phải sử dụng mặt nạ phòng độc để xử lý sự cố.

Các sự cố áp suất xảy ra, sau khi xử lý xong muốn phục hồi để chạy lại

cần nhấn nút RESET trên tủ điện.

Trường hợp sự cố ngập lỏng thì không được chạy lại ngay. Có thể sử dụng

máy khác để hút kiệt môi chất trong máy ngập lỏng rồi mới chạy lại tiếp.

3. Dừng máy lâu dài

Để dừng máy lâu dài cần tiến hành hút nhiều lần để hút kiệt môi chất

trong dàn lạnh và đưa về bình chứa cao áp.

Sau khi đã tiến hành dừng máy, tắt aptomat nguồn và khoá tủ điện.

5.2.4 Sự cố ngập lỏng

1. Ngập lỏng

Ngập lỏng là hiện tượng hút dịch lỏng về máy nén. Do ở trạng thái lỏng

không thể nén được nên nếu máy nén hút lỏng vào xilanh thì khi nén máy nén sẽ

bị hỏng, như gẫy tay quay, vỡ xi lanh,…

Nguyên nhân của ngập lỏng là do:

- Phụ tải quá lớn, quá trình sôi ở dàn lạnh mãnh liệt và hơi cuốn lỏng của

máy nén.

- Van tiết lưu mờ quá lớn hoặc không phù hợp.

- Khi mới khởi động, do có lỏng nằm sẵn trên ống hút hoặc trong dàn lạnh.

- Van phao khống chế mức dịch bình trung gian hỏng nên dịch tràn về máy nén.

- Môi chất không bay hơi ở dàn lạnh được: Do bám tuyết nhiều ở dàn

lạnh, nhiệt độ buồng lạnh thấp, quạt dàn lạnh hỏng,…

2. Xử lý ngập lỏng

a. Ngập lỏng nhẹ:

Tắt cấp dịch dàn lạnh và kiểm tra tình trạng ngập lỏng, đồng thời kiểm tra

nguyên nhân gây ngập lỏng. Khi biết được nguyên nhân phải khắc phục ngay.

100

Trong trường hợp nhẹ có thể mở van xả khí tạp cho môi chất bốc hơi ra

sau khi đã làm nóng cacte lên 300C, sau đó có thể vận hành trở lại.

Trường hợp nặng hơn, sương bắt đầu bám ở thân cacte, nhiệt độ đầu hút

thấp nhưng nhiệt độ bơm dầu trên 300C thì áp dụng cách sau:

Tắt van điện từ cấp dịch. Cho máy chạy tiếp tục.

Khi áp suất hút đã xuống thấp, mở từ từ van chặn hút rồi quan sát tình

trạng. Qua 30 phút dù đã mở hết van hút nhưng áp suất không tăng chứng tỏ dịch

ở trong dàn lạnh đã bốc hơi hết.

Mở cấp dịch cho dàn lạnh để hệ thống hoạt động lại và quan sát.

b. Ngập lỏng nặng

Khi quan sát qua kính xem môi chất thấy dịch trong cacte nổi thành tầng thì

đó là lúc ngập nặng lập tức cho máy ngập lỏng dừng và thực hiện các biện pháp

sau:

Tắt van điện từ cấp dịch.

Đóng van xả máy ngập lỏng.

Sử dụng van by-pass giữa các máy nén, dùng máy nén không ngập lỏng

hút hết môi chất trong máy ngập lỏng.

Khi áp suất xuống thấp làm nóng cacte máy ngập lỏng cho bốc hết môi

chất bên trong.

Quan sát qua kính xem dầu môi chất lạnh bên trong cacte.

Rút bỏ dầu trong cacte.

Nạp dầu mới đã được làm nóng lên 35÷400C.

Khi đã hoàn toàn mở van xả và cho máy hoạt động lại, theo dõi và kiểm tra.

5.3 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH

5.3.1 Bảo dưỡng máy nén

Việc bảo dưỡng máy nén là cực kì quan trọng đảm bảo cho hệ thống hoạt

động được tốt, bền, hiệu suất làm việc cao nhất, đặc biệt đối với các máy có công

suất lớn.

101

Máy lạnh dễ xảy ra sự cố trong ba thời kỳ: Thời kỳ ban đầu khi mới chạy

thử và thời kỳ đã xảy ra các hao mòn các chi tiết máy.

Cứ sau 6.000 giờ hoặc sau một năm máy chạy thì phải bảo dưỡng máy

một lần. Dù máy ít chạy thì cũng phải bảo dưỡng.

Các máy dừng lâu ngày, trước khi chạy phải kiểm tra.

Công tác đại tu và kiểm tra bao gồm:

Kiểm tra độ kín và tình trạng của các van xả, van hút máy nén.

Kiểm tra bên trong máy nén, tình trạng dầu các chi tiết máy có bị hoen

rỉ, lau chùi các chi tiết. Trong các kì đại trung gian cần phải tháo các chi tiết, lau

chùi và thay đồ mới.

Thử tác động của các thiết bị điều khiển HP, OP, WP, LP và bộ phận

cấp dầu.

Lau chùi vệ sinh bộ lọc hút máy nén.

Kiểm tra hệ thống nước giải nhiệt.

5.3.2 Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ

Tình trạng làm việc của thiết bị ngưng tụ ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất

làm việc của hệ thống, độ an toàn, độ bền của thiết bị.

Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ bao gồm các công việc sau:

Vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt.

Xả dầu tích tụ bên trong thiết bị.

Bảo dưỡng cân chỉnh bơm, quạt giải nhiệt.

Xả khí không ngưng ở thiết bị ngưng tụ.

Vệ sinh bể nước, xả cặn.

Kiểm tra, thay thế các vòi phun nước, các tấm chắn nước.

Sơn sửa bên ngoài.

Sửa chữa thay thế các thiết bị điện, các thiết bị an toàn và điều

khiển liên quan.

5.3.3 Bảo dưỡng thiết bị bay hơi

Xả băng dàn lạnh.

102

Bảo dưỡng quạt dàn lạnh.

Vệ sinh dàn trao đổi nhiệt: Cho ngừng hệ thống, dùng chổi quét sạch hoặc

rửa bằng nước.

Vệ sinh máng nước dàn lạnh.

Kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị đo lường và điều khiển.

5.3.4 Bảo dưỡng van tiết lưu

Định kỳ kiểm tra van và độ quá nhiệt của môi chất, sự tiếp xúc và tình

trạng cách nhiệt bầu cảm biến, ống mao.

5.3.5 Bảo dưỡng tháp giải nhiệt

Vệ sinh tháp giải nhiệt nhằm nâng cao hiệu quả giải nhiệt cho dàn ngưng.

Quá trình bảo dưỡng bao gồm các công việc sau:

Kiểm tra hoạt động của cánh quạt, động cơ, bơm, trục ria phân phối nước.

Định kỳ vệ sinh lưới nhựa tản nước.

Xả cặn bẩn ở đáy tháp, vệ sinh và thay nước mới.

Kiểm tra dòng hoạt động của bơm, quạt, tình trạng làm việc của van phao.

5.3.6 Bảo dưỡng bơm

Kiểm tra tình trạng làm việc, bạc trục, đệm kín nước, bôi trơn trục bạc.

Kiểm tra áp suất trước và sau để đảm bảo bộ lọc không bị tắc.

Kiểm tra dòng điện và so sánh với mức bình thường.

5.3.7 Bảo dưỡng quạt

Kiểm tra độ ồn và độ rung động bất thường.

Kiểm tra bạc trục và bổ sung dầu mỡ.

Vệ sinh cánh quạt.

103

CHƯƠNG VI: SƠ BỘ GIÁ THÀNH CỦA CÔNG TRÌNH

6.1 CHI PHÍ CHO KHO LẠNH

Bảng 6-1 Tính giá thành lắp đặt kho

STT Phụ kiện Số lượng Đơn giá, đ Thành tiền, đ

1 Panel 1120m2 600.000đ/m2 672.000.000

2 Nền móng kho 400m2 400.000đ/m2 160.000.000

3 Trụ sắt 12 trụ 500.000 đ/trụ 6.000.000

4 Khung sắt chịu lực 12 khung 1.000.000đ/khung 12.000.000

5 Tôn lợp mái 700m2 60.000đ/m2 42.000.000

6 Cửa lớn kho 1 cửa 3.000.000đ/cửa 3.000.000

7 Cửa nhỏ kho 2 cửa 2.000.000đ/cửa 4.000.000

8 Keo silicon 200 ống 25.000đ/ống 5.000.000

9 Nẹp inox 400 m 15.000đ/m 6.000.000

10 Đinh tán Rivê 25 hộp 20.000đ/hộp 500.000

11Thanh sắt treo trần

L6 thanh 200.000đ/thanh 1.200.000

12 Chi phí khác 50.000.000đ 50.000.000

TỔNG CỘNG 961.700.000

Các chi phí khác bao gồm các chi phí cho các thiết bị như: van thông áp,

đồng hồ đo nhiệt độ, bóng điện trong kho, các tấm palet để xếp hàng trong kho,

bóng điện, màn chắn khí, bảo hộ lao động cho công nhân, tường bao ngoài kho

lạnh…

104

6.2 CHI PHÍ CHO MÁY VÀ THIẾT BỊ

Bảng 6-2 Bảng giá thành mua máy và thiết bị

STT Phụ kiện Số lượng Đơn giá, đ Thành tiền, đ

1 Máy nén 2 cái 250.000.000đ/cái 500.000.000

2 Bình ngưng tụ 1 cái 10.000.000đ/cái 20.000.000

3 Dàn lạnh 3 cái 15.000.000đ/cái 45.000.000

4 Van tiết lưu nhiệt 3 cái 2.000.000đ/cái 6.000.000

5 Bảng điều khiển 1 cái 30.000.000đ/cái 30.000.000

6 Tháp giải nhiệt 1 cái 30.000.000/cái 30.000.00

7 Các thiết bị khác 50.000.000

TỔNG CỘNG 725.000.000

Các thiết bị khác bao gồm các bình chứa như bình chứa cao áp, bình trung

gian, bình, bình tách dầu, tách lỏng, bình tách khí không ngưmg, bình tập trung

dầu, các loại van an toàn, van một chiều,van chặn, đường ống, bọc cách nhiệt…

6.3. CHI PHÍ CHO NHÂN CÔNG

Tổng chi phí cho nhân công dự tính : 50.000.000đ

6.4. CÁC KHOẢN CHI PHÍ KHÁC

- Phí thiết kế và giám sát: 50.000.000đ

- Phí phát sinh thêm: 50.000.000đ

Tổng số tiền cần cho việc xây dựng kho lạnh là 1.865.000.000đ

105

KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT

Qua đợt thực tập và làm đồ án tốt nghiệp tôi đã có dịp tiếp cận với thực tế,

đồng thời làm quen với việc áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế. Từ đó tôi

cũng được nghiên cứu kỹ về ngành kỹ thuật lạnh và vai trò của nó trong đời sống xã

hội.

Kết luận:

Theo tôi ngành kỹ thuật lạnh có vai trò rất lớn trong nền kinh tế của nước ta.

Kỹ thuật lạnh được ứng dụng rất rộng rãi trong ngành sản xuất công nghiệp, đặc biệt

trong ngành chế biến thủy sản đông lạnh xuất khẩu. Nhưng mức độ ứng dụng vẫn

còn hạn chế trong một số ngành nhất định. Nước ta chủ yếu là sản xuất nông nghiệp

nhưng việc áp dụng kỹ thuật lạnh vào nông nghiệp thì rất ít, hạn chế. Nên việc

nghiên cứu và áp dụng kỹ thuật lạnh vào một số ngành kinh tế khác là rất cần thiết.

Đề xuất ý kiến:

- Do diện tích của công ty bị hạn chế nên việc xây dựng phải thật chính

xác để không làm ảnh hưởng đến các khâu khác.

- Cần nghiên cứu, khảo sát kỹ địa chất khu vực xây dựng kho lạnh nếu cần

phải đóng cọc tre để gia cố nền móng.

- Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh cũng như chế độ làm việc của hệ thống

được thiết kế trong trường hợp khắc nghiệt nhất nhằm đảm bảo cho hệ thống hoạt

động một cách an toàn nhất.

106

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tùy. Kỹ thuật lạnh cơ sở, NXB Giáo

Dục.

2. Nguyễn Đức Lợi. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, NXB khoa học và

kỹ thuật Hà Nội 2002.

3. Trần Đức Ba. Công nghệ lạnh thủy sản.

4. Đinh Văn Thuận – Võ Chí Chính. Hệ thống máy và thiết bị lạnh, NXB

khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2006.

5. Nguyễn Xuân Tiên. Tính toán thiết kế hệ thống lạnh, NXB khoa học

và kỹ thuật Hà Nội.

6. Trần Thanh Kỳ. Máy lạnh, NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh.