HỆ THỐNG LẠNH TRONG NHÀ MÁY NƯỚC ĐÁ pdf

Còn hơi môi chất đưa đến thiết bị ngưng tụ, tại bình ngưng tụ hơi môi chất thực hiện quá trình trao đổi nhiệt trở thành lỏng... Sau khi môi chất trở thành lỏng được đưa vào bình chứa cao

HỆ THỐNG LẠNH TRONG NHÀ MÁY NƯỚC ĐÁ

I Giới thiệu chung.

Nước đá có vai trò rất quan trọng trong đời sống và trong công nghiệp Trong công nghiệp người ta sử dụng nước đá để ướp lạnh bảo quản thực phẩm, rau quả chống hư hỏng Trong đời sống vai trò nước đá càng quan trọng hơn như phục vụ giải khát, giải trí…Nước đá còn có vai trò quan trọng như tạo sân băng trượt băng nghệ thuật

Trong công nghiệp chế biến thực phẩm nước đá thường được sử dụng dướinhiều dạng: đá cây, đá vảy, đá tấm,…Trong đời sống người ta thường sử dụng nước đá cây hoặc nước đá viên, nước đá viên dần dần được thay thế nước đá cây

vì nó đảm bảo an toàn vệ sinh hơn

II Một số vấn đề cần quan tâm khi sản xuất nước đá

1 Nồng độ tạp chất cho phép.

Chất lượng nước đá chịu tác động của rất nhiều yếu tố: Các thành phần trong nước, phương pháp làm lạnh Thông thường nước đá được lấy từ mạng nước thủy cục, các tạp chất và vi sinh vật trong nước không được vượt quá giá trị qui định ở các bảng dưới đây

2 Ảnh hưởng của tạp chất đến chất lượng nước đá.

Các tạp chất có thể tạo ra màu sắc, màu đục không trong suốt Một số tạp chất làm cho đá dễ bị nứt nẻ Một số tạp chất tách ra được khi đông đá tạo thành cặn bẫn

Hình 1- Hàm lượng tạp chất trong công nghiệp

nằm ở đáy, nhưng một số tạp chất lại không tách ra được trong quá trình đóng băng, có tạp chất khi hòa tan trong nước làm cho đá khó đông hơn, do nhiệt độ đóng băng giảm Dưới đây là ảnh hưởng của một số tạp chất đến chất lượng nước đá.

3 Phân loại nước đá:

a Phân loại theo màu sắc:

Theo màu sắc người ta phân ra 3 loại đá: đá cục, đá trong và đá pha lê

b Phân loại theo hình dạng

Theo hình dạng có thể phân ra nhiều loại đá khác nhau như: máy đá cây, máy đá tấm, máy đá vảy, máy đá viên, máy đá tuyết…

c Phân loại theo nguồn nước sản xuất đá

Theo nguồn nước sử dụng làm đá thì có hai loại máy: làm đá từ nước ngọt

và nước mặn

III Hệ thống lạnh máy nước đá.

1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá cây.

Trên hình 3 là sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh máy đá cây được sử dụngphổ biến nhất hiện nay Hệ thống có các thiết bị chính sau:

Hình 3 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá cây

1 Máy nén: máy nén 1 cấp, sử dụng môi chất NH3 hoặc R22

Còn hơi môi chất đưa đến thiết bị ngưng tụ, tại bình ngưng tụ hơi môi chất thực hiện quá trình trao đổi nhiệt trở thành lỏng

Sau khi môi chất trở thành lỏng được đưa vào bình chứa cao áp, rồi đi quaphin lọc, phin lọc có nhiệm vụ lọc các cáu bẩn và hàm lượng ẩm trong môi chất, sau đó môi chất đi qua bình quá lạnh góp phần tăng năng suất lạnh.

Môi chất lỏng tiếp tục đi qua kính xem lỏng, qua van điện từ và chia thànhhai đường vào qua van tiết lưu và đi vào bình chứa thấp áp, nhờ vào van tiết lưu

mà gas lòng được hạ nhiệt độ và suất trong xuống p0, to, van tiết lưu nhiệt điều chỉnh lượng lỏng nhờ vào bầu cảm biến ở đầu ra của dàn lạnh

Từ bình chứa thấp áp môi chất lỏng chảy vào dàn lạnh xương cá môi chất được bay hơi và trao đổi nhiệt với dung dịch nước muối

Sau đó hơi lạnh trở về bình chứa thấp áp Hơi môi chất tiếp tục đi về bình tách lỏng, ở đây môi chất được tách lỏng, còn hơi thì được máy nén hút về, kết thúc một quá trình và chu trình được lặp lại

3.Đặc điểm hệ thống máy đá cây:

Ưu điểm:

Vì có dạng khối lớn nên có khả năng tích trữ lâu, rất tiện lợi cho việc vận

chuyển đi xa và dùng bảo quản thực phẩm lâu ngày

Dễ dàng chế tạo, các thiết bị của hệ thống có thể chế tạo trong nước, không đòi hỏi phải có thiết bị đặc biệt

Nhược điểm:

Chi phí vận hành lớn: Chi phí nhân công vận hành, vào nước, ra đá, vận chuyển

đá, xay đá, chi phí điện năng (motor khuấy, cẩu đá, máy xay đá).

Chi phí đầu tư lớn: Bể đá, cẩu đá, bể nhúng nước, bàn lật, hệ thống cấp vào nước khuôn đá, kho bảo quản đá, máy xay đá…

Thời gian làm đá lâu nên không chủ động sản xuất và chế biến

Khi xuất đá thì đá ra hàng loạt nên cần kho bảo quản

Không bảo đảm vệ sinh: Bể muối và khâu xay đá

Tổn thất nhiệt lớn: Quá trình từ sản xuất đến sử dụng qua rất nhiều khâu nên tổn thất nhiệt lớn, ngoài ra khi xay đá và nhúng khuôn đá còn gây ra mất mát cơ học

Do có nhiều nhược điểm như vậy nên hiện nay người ta ít sử dụng máy

đá cây trong để chế biến thực phẩm, mà chủ yếu sản xuất để bán cho ngư dân đánh cá và cho sinh hoạt Đối với các xí nghiệp chế biến thủy sản một trong những điều kiện để được cấp code EU nhập hàng vào các nước E.U thì phải sử dụng đá vảy để chế biến

IV Kết cấu tường, nền và nắp bể đá.

1 Kết cấu tường bao:

2 Kết cấu cách nhiệt nền:

Mặt cắt nền bể:

V Xác định số lượng và kích thước linh đá:

Các khuôn đá được bố trí thành các linh đá, mỗi linh đá gồm có nhiều khuôn Ở đấy chúng ta sử dụng loại linh đá có 7 khuôn đá x50kg/cây đá Số lượng linh đá được xác định:

1

1

n

N

m = với m1:số lượng linh đá

n1:số khuôn trên 1 linh đá

N :số khuôn đá

57 , 28 7

Chiều dài mỗi linh đá :

1805 80

150 225 7 40 2 75 2 225

.

1 + + = + + =

=n

Chiều rộng của linh đá :425 mm

Chiều cao của linh đá:1150 mm

3

W = 2 + 4 δ +

W: Chiều rộng của bể

L: Tổng chiều dài của hai linh đá bố trí hai bên dàn lạnh (mm)

δ : Khe hở giữa linh đá và vách trong của bể đá (mm)

A: Chiều rộng cần thiết để lắp đặt dàn lạnh, từ 600-900mm, đối với bể đá

có công suất 10 tấn/mẻ chọn A = 700 mm

4410 700

25 4 1805

B

B: Chiều rộng các đoạn hở lắp đặt bộ cánh khuấy và tuần hoàn nước, chọn

B =600 mm

C: Chiều rộng đoạn hở cuối bể, C = 500 mm

b: Khoảng cách giữa các linh đá được xác định dựa trên độ rộng của linh

đá và khoảng hở giữa chúng: b = 425 + 50 = 475 mm

2

m : Số linh đá dọc theo chiều dài trên một dãy, với m1 = 29 linh đá, bố trí dàn lạnh ở giữa, các linh đá được bố trí thành hai dãy đối xứng vậy số linh đá trên một dãy m2 = 15

8225 475

15 500

=

3 Xác định chiều cao của bể đá :

Chiều cao của bể đá phải đủ lớn để có khoảng hở cần thiết giữa đáy khuôn

đá và bể Mặt khác phía trên linh đá là một khoảng hở cỡ 100mm, sau đó là lớp

gỗ dày 30mm dùng làm nắp bể Đối với các bể có công suất từ 5 tấn/mẻ trở lên thường có tổng chiều cao là 1250 mm

Bảng thông số kích thước bên trong của bể:

(0 , 19 0 , 26) 18 , 6

19 , 0 10

VI Chu trình trao đổi nhiệt

3'

BH: thiết bị bay hơi

NT: thiết bị ngưng tụ

MN: máy nén

TL: thiết bị tiết lưu

Nguyên lý hoạt động của hệ thống lạnh như sau: hơi mơi chất sinh ra

ở thiết bị bay hơi được máy nén hút về và nén lên ở áp suất đẩy cao vào bìnhngưng tụ Ở bình ngưng hơi môi chất thải nhiệt cho nước làm mát và ngưng tụlại thành lỏng Lỏng có áp suất cao đi qua van tiết lưu vào bình bay hơi Ở

bình bay hơi, lỏng môi chất sôi ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh Hơi lại được hút về máy nén, như vậy vòng tuần hoàn của môi chất được khép kín

2 Đồ thị:

- Đồ thị lgp-h:

1' 1

2 3'

3

4 tql

3' 3

Quá trình 1’-1: quá nhiệt hơi hút về máy nén

Quá trình 1-2 : nén đoạn nhiệt

Quá trình 2-3’ : quá trình ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát trong thiết bị ngưng tụ

Quá trình 3’-3: quá lạnh môi chất lỏng đẳng áp

Quá trình 3-4: tiết lưu ở van tiết lưu giảm áp suất từ pk xuống p0.

Quá trình 4-1’: bay hơi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh

Các thông số trạng thái của các điểm nút cơ bản :

VII Chọn máy nén:

Nhiệt tải Q0 của máy nén: Q0 = 63604 , 07 (w) =63,6 (kw)

Năng suất lạnh riêng: q0 = 1035 , 6(kJ/kg)

1 Lưu lượng môi chất qua máy nén: m tt

0614 , 0 6 , 1035

6 , 63

64 , 0 16

, 0

01 , 0 16 , 0 16

, 0

01 , 0 6895 , 1 03 , 0 16

, 0

01 , 0 16

0 0

0 0

p

p p

p c p

pk k p

i

DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi chọn:

01 , 0 05 , 0

0 = ∆ = ÷

1 , 1 95

042 ,

084 , 0

v

v Z

Chọn 1 máy

VIII Các thiết bị trao đổi nhiệt.

Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, phụ tải nhiệt lớn

Dễ dàng vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt

Do làm mát bằng nước nên ít chịu ảnh hưởng của thời tiết

Nguyên lý làm việc:

Đây là thiết bị trao đổi nhiệt bằng nước chuyển động cưỡng bức trong ống trao đổi nhiệt Hơi cao áp đi vào từ phía trên bao phủ toàn bộ bề mặt trao đổi nhiệt cho nước làm mát chuyển động cưỡng bức trong ống trao đổi nhiệt ngưng

tụ thành lỏng cao áp rồi được đưa ra ngoài

2 Thiết bị bay hơi:

a Mục đích:

Thiết bị bay hơi là nơi trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và đối tượng cần làm lạnh

b Lựa chọn thiết bị bay hơi:

Chọn thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh xương cá

Ưu điểm:

Các ống góp trên và dưới được nối với các ống trao đổi nhiệt có dạng uốn cong nên hạn chế được chiều cao của dàn mà vẫn bảo đảm đường đi của môi chất đủ lớn để tăng thời gian tiếp xúc và diện tích trao đổi nhiệt

Cấu tạo gọn, được chế tạo theo từng modun nên dễ dàng tăng công suất của dàn

1.Đường nối vào áp kế.

2.Nối van an toàn.

11

10

7 12

Nguyên lý hoạt động:

Đây là thiết bị bay hơi theo kiểu ngập dịch, được đặt chìm trong bên trong

bể muối Lỏng môi chất được cấp vào dàn trao đổi nhiệt với nước muối qua các ống trao đổi nhiệt, sau đó môi chất sôi và hóa hơi được hút trở về máy nén

b cấu tạo:

1 2

4 5

Lỏng được tách ra do 2 nguyên nhân chính:

- Dòng môi chất đi từ ống nhỏ ra bình lớn nên vận tốc giảm, lực quán tính giảm nên lỏng bị rơi xuống

- Do các hạt lỏng va đập với các tấm chắn và rơi xuống đáy bình do trọng lực

3 Bình tách khí không ngưng:

a Tác hại của khí không ngưng:

Khí không ngưng làm tăng áp suất ngưng tụ do nó chiếm một phần thể tíchcủa thiết bị ngưng tụ và làm giảm diện tích trao đổi nhiệt

Làm tăng nhiệt độ cuối tầm nén dễ làm cháy dầu bôi trơn, do đó phải tách khí không ngưng ra khỏi hệ thống

b Nhận biết khí không ngưng:

Áp suất ngưng tụ tăng

Kim của đồng hồ áp kế bị rung

c Nguyên nhân gây khí không ngưng:

Hệ thống lúc lắp đặt ban đầu hút chân không không hết

Do rò rỉ ở những phần làm việc với áp suất chân không (phía hạ áp)

Do dầu bôi trơn bị cháy hoặc do môi chất bị phân hủy hình thành nên khí không ngưng

d Cấu tạo:

Bình tách khí không ngưng

e Nguyên lý hoạt động:

Khí không ngưng thường tập trung nhiều nhất ở thiết bị ngưng tụ Khi dòng môi chất đến thiết bị ngưng tụ và chảy qua bình chứa cao áp, phần lớn khí không ngưng sẽ tích tụ lại ở thiết bị ngưng tụ Tuy nhiên vẫn còn lẫn rất nhiều môi chất lạnh chưa ngưng tụ hết vì vậy ta phải chuyển hỗn hợp khí đó vào bình tách khí không ngưng Khí không ngưng được tách ra dựa trên nguyên tắc: hỗn hợp khí không ngưng và môi chất sẽ được làm lạnh xuống nhiệt độ thấp Môi chất sẽ ngưng tụ lại còn khí không ngưng sẽ được xả ra ngoài

4 Bình chứa cao áp:

a Mục đích:

Để cấp lỏng liên tục cho tiết lưu của dàn bay hơi

Chứa lỏng môi chất từ các thiết bị khác của hệ thống khi phải sửa chữa

2- Khí không ngưng ra.

3- Đường môi chất ra.

4- Hỗn hợp hơi môi chất và

khí không ngưng vào.

5- Lỏng tiết lưu vào.

6- Môi chất lỏng ra.

5 Bình tách dầu:

a Mục đích:

Bình tách dầu được lắp vào đường đẩy của máy nén amoniac để tách dầu

ra khỏi dòng hơi môi chất, tránh dầu đến bám vào bề mặt của bình ngưng tụ làm giảm quá trình trao đổi nhiệt

5 6

7

c Nguyên lý hoạt động:

Dầu được tách nhờ 3 nguyên nhân:

- Do dòng môi chất đi từ ống nhỏ ra bình to, vận tốc giảm, lực quán tính giảm dưới tác dụng của trọng lực các hạt dầu nặng rơi xuống

- Do các hạt dầu va đập vào thành bình rơi xuống

- Do sự mất vận tốc đột ngột khi va đập vào các tấm chắn dưới tác dụng của trọng lực các hạt dầu nặng rơi xuống đáy bình

6 Bình chứa dầu:

a Mục đích:

Nếu xả dầu trực tiếp từ bình tách dầu ra ngoài vừa có áp suất cao vừa có lỏng môi chất rất nguy hiểm Do đó để đơn giản ta dùng bình chứa để gom dầu

từ các thiết bị khác trước khi xả ra ngoài

1- Đường vào của môi chất.

⇑ ⇑

1 2

3 4 5 6 9

7

8 10

11 12

1- Thân bình.

2- Ống lấy dầu.

3- Bộ lọc dầu.

4- Đường nối về ống hút 5- Đường nối về máy nén 6- Đường nối dầu vào 7- Đường nối áp kế 8- Bộ chỉ mức( ống thủy) 9- Xả cặn.

9 Đường nước ra từ bình ngưng.

theo khối đệm xuống, trao đổi nhiệt với không khí đi ngược dòng từ dưới lên trên nhờ quạt gió cưỡng bức Nhiệt độ nước giảm đi và nguội như nhiệt độ ban đầu.

4 5 6

7

8 9 10 11

12

Van chặn

1-Thân van; 2- Đế van; 3- Nón van; 4- Nắp van; 5- Đệm kín ti van; 6- Ti van; 7- tay van; 8- Chèn đệm

9- Bulông; 10 – Ren của ti van; 11- Vòng đệm kín; 12- Đệm kín ngược.

2 Van tiết lưu tay:

Nón van dạng parabol

Van tiết lưu tay

3 Van điện từ kết hợp với rơ le mức lỏng:

B 4 5

6

7

A

Nguyên lý hoạt động:

Khi van không có điện, van phụ đóng Môi chất đi vào khoang B thì không

ra được Khi đó trọng lượng lỏng trên màng và trọng lượng bản thân cụm van chính cùng với lực lò xo sẽ giữ chặt clapê chính trên cửa thoát Van chính đóng.Khi cuộn dây có điện, van phụ mở, môi chất từ trong khoang B chảy qua lỗnối thông với cửa ra của van Áp suất trên màng van chính giảm xuống và do tácdụng của áp suất môi chất từ phía dưới lên màng thắng lực lò xo nên van chính mở

b Rơ le mức lỏng:

Rơle mức lỏng có một buồng phao được nối thông với thiết bị bay hơi hoặcbình giữ mức bằng một ống cân bằng hơi và một ống cân bằng lỏng Khi đó mứclỏng của bình cũng là mức lỏng của buồng phao theo nguyên lý bình thông nhau

Khi mức lỏng trong buồng phao tăng, phao nổi lên và cho tín hiệu ngắt vanđiện từ đóng lại không cho môi chất vào Khi mức lỏng hạ xuống van phao hạ xuống, van điện từ nhận được tín hiệu mở ra Lỏng tiếp tục được cấp trở lại

Bố trí:

LC

2 3 1

4 Van một chiều:

Tác dụng:

Giữ cho môi chất chỉ đi theo một chiều định sẵn và không có chiều ngược lại

Cấu tạo:

\

Mục Lục

I Giới thiệu chung 1

II Một số vấn đề cần quan tâm khi sản xuất nước đá 1

1 Nồng độ tạp chất cho phép 1

2 Ảnh hưởng của tạp chất đến chất lượng nước đá 1

3 Phân loại nước đá: 2

a Phân loại theo màu sắc: 2

b Phân loại theo hình dạng 2

c Phân loại theo nguồn nước sản xuất đá 2

III Hệ thống lạnh máy nước đá 2

1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống máy đá cây 2

2 Nguyên lý hoạt động: 3

Chiều thuận

Chiều ngược bị chặn

3.Đặc điểm hệ thống máy đá cây: 4

IV Kết cấu tường, nền và nắp bể đá 4

1 Kết cấu tường bao: 4

2 Kết cấu cách nhiệt nền: 5

3.Kết cấu nắp bể đá : 6

V Xác định số lượng và kích thước linh đá: 6

1 Xác định chiều rộng bể đá: 7

2.Xác định chiều dài bể đá : 7

3 Xác định chiều cao của bể đá : 7

4 Xác định thời gian làm đá : 8

VI Chu trình trao đổi nhiệt 9

1 Sơ đồ nguyên lý : 9

2 Đồ thị: 9

VII Chọn máy nén: 10

1 Lưu lượng môi chất qua máy nén: 10

2 Thể tích hút thực tế : 11

3 Hệ số cấp : 11

4 Thể tích quét lý thuyết: 11

5 Số lượng máy nén: 11

VIII Các thiết bị trao đổi nhiệt 12

1 Thiết bị ngưng tụ 12

a Mục đích: 12

b Lựa chọn thiết bị: 12

c Cấu tạo và nguyên lý làm việc: 12

2 Thiết bị bay hơi: 12

a Mục đích: 12

b Lựa chọn thiết bị bay hơi: 12

c Cấu tạo và nguyên lý hoạt động: 13

XIX Các thiết bị khác: 13

1 Bình giữ mức – tách lỏng: 13

a Mục đích: 13

b cấu tạo: 13

c Nguyên lý hoạt động: 14

2 Bình tách lỏng: 14

a Mục đích: 14

b Cấu tạo: 14

c Nguyên lý hoạt động: 14

3 Bình tách khí không ngưng: 14

a Tác hại của khí không ngưng: 14

b Nhận biết khí không ngưng: 15

c Nguyên nhân gây khí không ngưng: 15

d Cấu tạo: 15

e Nguyên lý hoạt động: 15

4 Bình chứa cao áp: 15

a Mục đích: 15

b Cấu tạo: 15

5 Bình tách dầu: 16

a Mục đích: 16

b Cấu tạo: 16

c Nguyên lý hoạt động: 16

6 Bình chứa dầu: 16

a Mục đích: 16

b Cấu tạo: 17

c Nguyên lý hoạt động: 17

7 Tháp giải nhiệt: 17

a Mục đích: 17

b Cấu tạo: 17

c Nguyên lý hoạt động: 17

X Các thiết bị đường ống: 18

1 Van chặn: 18

a Mục đích: 18

b Cấu tạo: 18

18

2 Van tiết lưu tay: 18

a Mục đích: 18

b Cấu tạo: 18

3 Van điện từ kết hợp với rơ le mức lỏng: 19

a Van điện từ: 19

b Rơ le mức lỏng: 19

4 Van một chiều: 20