MÁY TÀU THỦY chuong 10 may lanh

các kháI niệm chung về máy lạnh tμu thuỷ Nhiệm vụ của các thiết bị lạnh lμ mang nhiệt lượng của hμng hoá hoặc vật dùng, mμ chúng ta cần cất giữ chúng trong điều kiện nhiệt độ nhỏ hơn nh

TÀI LIỆU THAM KHẢO

MÁY TÀU THUỶ CHƯƠNG 10: MÁY LẠNH TÀU THỦY

Chương X

Máy lạnh tμu thuỷ

10-1 các kháI niệm chung về máy lạnh tμu thuỷ

Nhiệm vụ của các thiết bị lạnh lμ mang nhiệt lượng của hμng hoá hoặc vật dùng, mμ chúng ta cần cất giữ chúng trong điều kiện nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ môi trường ra khỏi chúng vμ nhả ra cho môi trường chung quanh

I Ứng dụng của máy lạnh tμu thuỷ:

Máy lạnh tμu thuỷ được dùng dưới dạng: Máy lạnh thực phẩm, điều hoμ không khí, lμm lạnh hầm hμng, hệ thống lạnh container

1 Hệ thống lạnh thực phẩm: Có nhiệm vụ cất giữ, bảo quản thực phẩm, phục vụ

cuộc sống trên biển của thuyền viên (được lắp hầu hết trên các tμu biển đi xa)

2 Hệ thống lạnh hầm hμng: Chỉ lắp trên tμu đánh cá, tμu đông lạnh chuyên dụng để

chở thịt, cá, rau quả với mục đích bảo quản hμng

3 Hệ thống container lạnh: Trên container có gắn máy lạnh để chứa hμng cần bảo

quản

4 Hệ thống điều hũa khụng khớ : Ngoμi ra dưới tμu biển còn có các thiết bị lạnh

dưới dạng máy điều hoμ không khí độc lập, ở buồng điều khiển máy, tủ lạnh, các thiết bị lμm lạnh nước uống

II Các phương pháp lμm lạnh

1 Lμm lạnh bằng cách biến đổi pha công chất: Cho công chất ở lỏng tiếp xúc (trực

tiếp hay gián tiếp) với vật thể hay môi trường cần lμm lạnh, nhận nhiệt của chúng để công chất chuyển sang pha hơi vμ do đó đối tượng cần lμm lạnh có nhiệt độ giảm đi

2 Lμm lạnh bằng cách tiết lưu hơi giãn nở công chất

- Bố trí cho công chất với áp suất cao giãn nở trong thiết bị đặc biệt nhờ thế nhiệt độ

vμ áp suất của bản thân công chất giảm xuống Công chất sau giãn nở được đưa đến thiết

bị thu nhiệt để lμm lạnh chúng Bản thân công chất nhận nhiệt và tăng nhiệt độ

- Tiết lưu công chất ở thể lỏng, khi cho công chất qua van tiết lưu để giảm nhiệt độ của chúng Quá trình giãn nở của công chất được tiến hμnh trong thiết bị tiết lưu, không thu công có ích

3 Lμm lạnh bằng phương pháp điện tử

- Dùng hiệu ứng nhiệt điện bằng cách cho dòng điện một chiều chạy qua dây dẫn gồm hai đoạn lμm bằng vật liệu khác nhau để thu được một đầu nối nóng vμ một đầu nối lạnh Đầu nối lạnh dùng để thu nhiệt gây hiệu quả lμm lạnh

- Dùng phương pháp nhiệt từ

III Công chất dùng trong máy lạnh

Những chất dùng để vận tải nhiệt từ đối tượng lμm lạnh (hμng hoá, thực phẩm trong buồng lạnh ) truyền ra môi trường xung quanh được gọi lμ công chất

Mỗi loại công chất thường dùng cho một loại máy lạnh riêng biệt

Công chất có thể phân loại thμnh các nhóm sau:

1 Yờu cầu đối với cụng chất lạnh l ý tưởng

- Áp suất sụi của cụng chất trong dàn bay hơi khụng được thấp hơn ỏp suất khụng khớ

- Năng suất làm lạnh đơn vị phải lớn

- Nhiệt dung riờng của cụng chất phải nhỏ

-Nhiệt độ đụng đặc phải thấp,nhiệt độ tới hạn phải cao

-Khụng độc hại,khụng chỏy nổ,khụng ăn mũn kim loại và cỏc chất hữi cơ làm gioăng đệm

-Rẻ tiền,thành phần húa học ổn định trong thời gian dài.Khụng hũa tan dầu bụi trơn hoặc hũa tan ớt dầu bụi trơn

2 Nhóm công chất cổ điển: Được phát hiện vμ đượ sử dụng từ thời kỳ đầu của kỹ

thuật lμm lạnh cho tới nay gồ Amôniac ( NH3 ) ,cỏc bon nic (CO2)…

Trong nhóm nμy hiện nay chỉ dùng NH3 do tính ưu việt của nó Các loại khác hiện nay không dùng nữa

* Đặc điểm của amụniac(NH3)

- Nồng độ NH3 trong khụng khớ từ 11ữ 14 % cú khả năng chỏy khi tiếp xỳc với ngọn lửa trần Nồng độ NH3 trong khụng khớ đạt từ 6 ữ25% tạo thành hỗn hợp nổ nguy hiểm

- NH3 độc cú mựi khai,ở dạng tinh khiết NH3 trơ với kim loại, nhưng khi cú hơi ẩm

NH3 tỏc dụng hơi nước tạo thành muối gốc axits ăn mũn cỏc hợp kim kẽm và đồng

- NH3 hũa tan kộm trong dầu bụi trơn,hũa tan tốt trong nước nhẹ hơn không khí

- Nhiệt độ sụi của NH3 là -33,5 oc ở áp suất khí quyển 1 KG/cm2

- áp suất ngưng tụ ở 38oc lμ 14,1 KG/cm2

- Năng suất lμm lạnh đơn vị ở -15oc lμ1312,69 KJ/Kg

3 Nhóm Freon: Lμ những công chất lμm lạnh hiện đại mới phát hiện về sau vμ đưa

sử dụng ngμy cμng rộng rãi Các công chất thuộc nhóm Freon về bản chất lμ gốc cỏc bua hydro kết hợp với các nguyên tố hoá học của nhóm Halogen(F ,CL,Br )

* Đặc điểm của freon

- Freon hầu như khụng hũa tan trong nước,độ nhớt lớn và trọng lượng riờng lớn

- Freon khụng cú mựi,khụng bắt lửa và ớt độc hại

a Freon-12: Cụng thức húa học :CF2CL2 ký hiệu R12

- Nhiệt độ sụi -29,8oc ở áp suất khí quyển 1 KG/cm2,nhiệt độ ngưng tụ 38oc ở áp suất 8,7 KG/cm2

- Năng suất lμm lạnh đơn vị ở -15oc lμ158,62 KJ/Kg

-Không mμu, không mùi,không độc hại với con người,ở nhiệt độ cao có thể bị phân tích thμnh forgen rất độc

-Không nổ, không cháy an toμn

-Khả năng thẩm thấu rò lọt cao

-Có khả năng hòa tan dâu bôI trơn,phá hủy cao su tự nhiên

-Nặng hơn không khí

-Hòa tan vô cùng ít vói nước

-Tính bền vững hóa học cao,cách điện tốt

-R12 tinh khiết không ăn mòn kim loại

-Khi mật độ R12 trong khong khớ lớn hơn 20 % cú thể cảm nhận được mựi của nú Khi xả ra mụi trường cú tỏc hại phỏ hỏng tầng oron

b Freon-22: Cụng thức húa học CHF2CL ký hiệu R22

- Các tính cất cơ bản như R12

- Nhiệt độ sụi -40,8oc ở áp suất khí quyển 1 KG/cm2,nhiệt độ ngưng tụ 38oc ở áp suất 14KG/cm2

- Năng suất lμm lạnh đơn vị ở -15oc lμ218 KJ/Kg

4 Hơi nước, không khí: Ít độc hại nên hiện nay có xu hướng dùng lại

IV Chu trình Cacnô ngược chiều ứng dụng cho máy lạnh

Các thiết bị lμm lạnh có nhiệm vụ lấy nhiệt liên tục của môi trường cần lμm lạnh có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ môi trường rồi nhả ra môi trường Theo định luật nhiệt đông II: "nhiệt lượng không thể từ nó truyền từ vật có nhiệt độ thấp sang vật có nhiệt độ cao"

Nguyên lý lμm việc của thiết bị lạnh chỉ có thể đạt được nếu ta đưa thêm công bên ngoμi vμo chu trình

Chu trình lý thuyết cơ sở của máy lạnh lμ chu trình Cacnô ngược chiều gồm hai quá trình đẳng nhiệt vμ hai quá trình đoạn nhiệt xen kẽ nhau, tiến hμnh ngược chiều kim

đồng hồ

- Quá trình 1 →2: lμ quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén (công chất nén đoạn nhiệt trong máy nén tiêu tốn công L1)

- Quá trình 2 →3: Lμ quá trình nhả nhiệt đẳng nhiệt (công chất được ngưng tụ trong bình ngưng, nhả nhiệt lượng qk)

- Quá trình 3 →4: Lμ quá trình giãn nở đoạn nhiệt (công chất thực hiện giãn nở đoạn nhiệt trong máy giãn nở hoặc van tiết lưu để sinh công l2)

- Quá trình 4 →1: Lμ quá trình thu nhiệt đẳng nhiệt (công chất thu nhiệt lượng của các đối tượng lμm lạnh qo)

10-2 Máy lạnh tμu thuỷ dùng chu trình hơi

Đây lμ chu trình lμm lạnh mμ trong đó hiệu quả lμm lạnh được tạo ra nhờ bay

hơi công chất ở nhiệt độ thấp Trong chu trình hơi đơn giản có 4 thiết bị chính lμ máy nộn (MN) bình ngưng (BN), van tiết lưu (VTL) hoặc máy giãn nở, vμ dμn bay hơi(DBH) Bốn thiết bị nμy được nối với nhau bằng hệ thống ống hợp lý kín hoμn toμn Trong hệ thống kín nμy đựơc nạp công chất lạnh lμ các chất lỏng sôi ở nhiệt độ thấp như amôniac ( NH3) Freon -22, hoặc Freon- 12

1 Sơ đồ hệ thống

Hình 10-1: Sơ đồ hệ thống lạnh dùng chu trình hơi

1 Mỏy nộn 6 Nước biển vào làm mỏt bỡnh ngưng

2 Bỡnh ngưng 7 Nước biển ra

3 Van tiết lưu 8 Hơi cụng chất ra khỏi mỏy nộn

4 Giàn bay hơi 9 Phin lọc ẩm

5 Hơi cụng chất ra khỏi van tiết lưu 10 Đầu cảm ứng nhiệt của van tiết lưu

2 Nguyên lý hoạt động:

Máy nén 1 nén công chất dưới dạng thể khí từ buồng lạnh ra vμ đẩy chúng tới bầu ngưng 2 để cống chất nhả nhiệt cho nước lμm mát (thường dùng nước biển hoặc nước muối) vμ ngưng tụ chuyên sang dạng thể lỏng Công chất chuyển tới van tiết lưu 3 (hoặc máy giãn nở) Ở đó trạng thái lỏng với áp suất cao chuyển dần sang trạng thái khí áp suất thấp hơn, thể tích nhiều hơn, nhiệt độ thấp hơn Công chất ở dạng nμy tới dμn bay hơi để lμm lạnh các khoang lạnh cần thiết Tại các khoang lạnh công chất thu nhiệt lượng của thực phẩm

Sau khi ra khỏi dàn bay hơi nhiệt độ của cụng chất tăng và lại được mỏy nộn hỳt tạo thành vũng kớn Đầu cảm ứng 10 cảm ứng nhiệt độ cụng chất ra khỏi dàn bay hơi để đúng mở van tiết lưu 3 Phin lọc ẩm 9 cú tỏc dụng hỳt nước lẫn trong cụng chất

Mỗi máy nén một cấp thường lμm việc với tỷ số nén<7 Trường hợp cần lμm lạnh ở nhiệt độ thấp, trong khi nhiệt độ môi trường bên ngoμi hầu như không đổi nếu dùng máy nén một cấp sẽ gây tổn thất năng lượng lớn Trong trường hợp nμy người ta chuyểnt sang dùng máy nén hai hay nhiều cấp, kết hợp lμm mát trung gian sau mỗi cấp nén để giảm

sự tiờu tốn công nén thường tính toán sao cho nhiệt độ vμo ra các cấp đều bằng nhau, tỷ

số nén trong mỗi cấp bằng nhau: Chu trình nhiều cấp nén có thể dùng một cặp tiếu lưu hoặc 2 hay nhiều cấp tiết lưu, kết hợp với lμm mỏt cụng chất trước tiết lưu sẽ giảm được tổn thất công thuận nghịch trong quá trình tiết lưu

- Khi cần lμm lạnh ở nhiệt độ thấp người ta dựng chu trình ghép, tức lμ ghép nhỏ chu trình một tầng lại với nhau thμnh chu trình ghép có tính nối tiếp cho buồng lạnh của chu trình kia (có nhiệt độ thấp hơn) Công chất trong mỗi chu trình độc lập khác nhau, phù hợp với điều kiện công tác trong từng giới hạn riêng Việc ghép các chu trình như trên nâng cao mức độ hoμn hảo của chu trình một tầng, lμm việc cùng giới hạn nhiệt độ Các chu trình lμm lạnh nói chung đa dạng, trờn đõy chỉ nêu chu trình hơi kiểu đơn giản nhất Các loại khác có thể xem các tμi liệu về máy lạnh

10-3 Khai thác vμ bảo dưỡng hệ thống lạnh

I Quy trình vận hμnh khai thác

1 Quy trình dừng hệ thống lạnh

Mục đích lμ để sau khi dừng hệ thống công chất lỏng sẽ không còn trong dμn bay hơi lμm gây khó khăn cho lần khởi động tiếp theo vμ công chất cũng khó rũ lọt qua phần thấp áp

ừ Các bước cho d ng:

- Đóng van cấp lỏng (để máy nén hút hết công chất trong phần thấp áp dồn về bình ngưng, bình chứa)

- Đóng van chặn trên đường ống hút trước máy nén

- Tắt động cơ lai máy nén

- Đóng van chặn trên đường ống đẩy

- Tắt quạt gió buồng lạnh

- Tắt bơm nước lμm mát bình ngưng

2 Quy trình khởi động

- Kiểm ta xem có vật lạ xung quanh máy nén, dây cua roa không Kiểm tra nguồn

điện máy nén, mức dầu nhờn trong các te máy nén Nếu có hõm dầu thì hõm trước khi khởi động (15 - 30 phút)

- Kiểm tra các van giữa máy nén vμ bình ngưng xem đã mở chưa, yêu cầu tất cả các van phải mở trước khi bật động cơ lai máy nén

- Bật bơm nước lμm bình ngưng

- Bật công tắc khởi động động cơ lai máy nén

- Theo dõi áp suất dầu nhờn bôi trơn, lắng nghe các tiếng động lạ

- Mở từ từ van trên đường ống hút theo dõi xem máy nén có bị ngập lỏng không Nếu

bị ngập lỏng thì đóng van chặn lại vμ sau một lúc lại mở lại thật từ từ hơn

- Chỉnh van tiết lưu, mở van cấp lỏng, theo dõi các thông số như áp suất hút, áp suất

đẩy, áp suất dầu theo đỳng hướng dẫn của nhà chế tạo

- Bật quạt gió buồng lạnh

3 Theo dõi việc vận hμnh hệ thống lạnh

Phải chấp hμnh theo đúng mọi hướng dẫn của nhμ chế tạo

a Kiểm tra thường xuyên

- Các thông số trên áp kế (áp suất hút trung gian, áp suất xả, áp suất dầu) Nhiệt kế (nhiệt độ của hút, cửa xả nhiệt độ của nước vμo, nước ra ) ampe kế (dòng điện máy nộn, bơm, quạt), vôn kế

- Nhiệt độ tại các xi lanh, gối đỡ, bộ lμm kín đầu trục

- Mức dầu trong các te

- Mức độ công chất lỏng cấp vμo dầu bay hơi

-Mức cụng chất trong bỡnh ngưng

b Kiểm tra định kỳ

- Trạng thái của piston, xi lanh, xộc măng, bạc trục, bạc biên, dây cua roa, khớp nối, clape hút, clape xả cùng các lò xo, môtơ điện, bơm, quạt gió

- Độ kín của cá van, cá cổ van, mối nối, mối hμn

- Độ sạch, độ kớn của các thiết bị trao đổi nhiệt

- Trạng thái của các tấm cách nhiệt, cách ẩm, các gioăng, đệm, cánh cửa buồng lạnh

- Mức độ thừa thiếu của công chất, dầu nhờn

- Độ chính xác của các thiết bị đo

II Bảo dưỡng hệ thống lạnh

1 Phá băng dμn bay hơi

Mục đớch là ra nhiệt cho dàn bay hơi để tan băng tuyết trờn dàn bay hơi

+ Cú thể bằng điện trở sấy

+Cú thể bằng cụng chất ra khỏi mỏy nộn quay lại dàn bay hơi luụn

- Khi thấy dμn bay hơi băng tuyết bám nhiều, nhiệt độ buồng lạnh tăng, băng tuyết bám về máy nén thì phải phá băng dμn bay hơi

Cách phá băng phụ thuộc vμo cấu tạo của hệ thống nhưng nguyên tắc chung lμ trước lúc phá băng, cần đóng van cấp lỏng hoặc van tiết lưu của dμn bay hơi Cần phá băng

trong thời gian đủ lâu để máy nén hút hết công chất lỏng có sẵn trong dμn bay hơi

2 Xả không khí (xả Air):

Trong quá trình hoạt động của hệ thống lạnh nếu ta thấy có nhiều dấu hiệu chứng tỏ

sự có không khí trong hệ thống như nhiệt độ buồng lạnh tăng, công nén lớn ta phải tiến hμnh xả không khí

3 Nạp bổ sung dầu nhờn:

Nếu qua kiểm tra ta thấy trong các te máy nén thiếu dầu nhờn thì ta phải nạp bổ sung dầu nhờn

4 Nạp bổ sung công chất:

Khi trong hệ thống chứng tỏ sự thiếu công chất như áp suất hút, xả giảm nhiệt độ buồng lạnh tăng , ta tiến hμnh dò tìm chỗ hở lμm kín lại vμ tiến hμnh nạp bổ sung công chất (cách nạp giống như nạp mới sau lắp ráp, sửa chữa)

5 Vệ sinh bầu ngưng:

Khi có dấu hiệu chứng tỏ bầu ngưng bị bẩn (áp suất ngưng tụ cao, độ chênh lệch nhiệt độ nước thấp) thì dừng hệ thống vμ vệ sinh bầu ngưng

6 Xả dầu nhờn:

Trong hệ thống lạnh, dầu nhờn luôn đi cùng công chất, lượng dầu nhờn sẽ lắng động nhiều ít trong thiết bị tuỳ theo mức độ hoμn thiện của hãng chế tạo Biện pháp xả nên căn cứ kết cấu từng loại thiết bị

7.Vệ sinh các phin lọc:

Định kỳ cần vệ sinh phin lọc ẩm sau bình ngưng, phin lọc bẩn trước máy nén