Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bằng điện trở hay dàn nóng của máy lạnh đến nhiệt độ t2 ứng với độ ẩm tương đối ϕ2 nhỏ đến giá trị cần thiết.. Sau đó không khí ở trạng thái 2 được
Trang 1Chương 5 SẤY LẠNH
I – Nguyên lý làm việc và đặc điểm:
Sơ đồ thiết bị
Tá i tuầ n hoà n toà n bộ tá c nhâ n sấ y
Buồ ng sấ y T.B gia nhiệ t
Dà n lạnh
Nướ c ngưng tụ thả i ra ngoà i
Má y né n lạnh
3
1 d d
=100%
d
I
3 2
1
* Nguyên lý làm việc:
Tác nhân sấy là không khí ẩm được làm lạnh từ trạng thái ban đầu 3 đến trạng thái 1, quá trình làm lạnh này có t1 < tds ứng với trạng thái 3 của không khí ẩm, phần lớn lượng nước trong không khí ẩm được tách ra trong giai đoạn này Ở trạng thái 1 không khí có độ ẩm ϕ = 100 % và nhiệt độ rất thấp Do đó ta phải gia nhiệt cho không khí bằng điện trở hay dàn nóng của máy lạnh đến nhiệt độ t2 (ứng với độ ẩm tương đối ϕ2 nhỏ đến giá trị cần thiết) Sau đó không khí ở trạng thái 2 được đưa vào buồng sấy Do ở trạng thái 2 không khí có độ ẩm tương đối ϕ2 rất nhỏ
Trang 2cho nên nó sẽ hấp thụ nước từ vật cần sấy và ra khỏi buồng sấy ở trạng thái 3
* Đặc điểm:
- Quá trình có thể tái tuần hoàn toàn bộ tác nhân sấy
- Tác nhân sấy đóng vai trò trung gian hấp thụ nước từ vật sấy, nước này được ngưng tụ ở dàn lạnh và được thải ra ngoài
- Quá trình sấy không cần thải bỏ tác nhân sấy nên đảm bảo rất vệ sinh
- Có thể giữ được mùi vị và màu sắc của vật sấy như lúc còn tươi
- Ứng dụng để sấy các loại vật liệu không chịu được nhiệt độ cao như rau quả, mật ong, sản phẩm chứa nhiều Vitamin
- Đầu tư ban đầu lớn (do có hệ thống máy lạnh)
- Sản phẩm thu được có chất lượng rất cao
II – Phương pháp tính toán thiết kế:
Vấn đề quan trọng của việc tính toán thiết kế máy sấy lạnh là xác định công suất làm lạnh cần thiết
Ví dụ 1: Một máy sấy lạnh có các thông số như sau : công suất của máy
nén lạnh N = 0,5 kW, hệ số làm lạnh của máy ε = 5 Nhiệt độ không khí bão hòa khi qua dàn bốc hơi t 0C
1 = 25 , sau khi đốt nóng trong dàn ngưng tụ, không khí có t 0C
2 = 75 , lượng nước bốc hơi khỏi vật sấy Gn = 2 , 5 kg / h Xác định năng suất lạnh Q0 của máy lạnh, lượng nhiệt đốt nóng không khí trong dàn ngưng tụ QN, nhiệt độ và độ ẩm ϕ3 của không khi sau khi sấy, lượng không khí G (lưu lượng quạt), lượng nước ngưng tụ ở dàn bốc hơi trong một giờ
I 2
4
t 1 4
d
=100%
d
I
3 2
1
Giải
Dùng đồ thị I-d:
Điểm 1 là giao điểm của t 0C
1 = 25 , ϕ1 = 100 % Từ đó tìm được:
d1 = 0,02 kg/kgkk và I1 = 17,5 kcal/kgkk = 73,15 kJ/kgkk
Trang 3Điểm 2 là giao điểm của đường t2 = 750C và d2 = d1 = 0,02kg/kgkk tìm được I2
= 31 kcal/kgkk
Năng suất lạnh Q0 của máy lạnh được xác định:
N
Q0
=
ε
kW N
Q0 = ε = 5 0 , 5 = 2 , 5
Nhiệt lượng do dàn ngưng tụ tỏa ra QN được xác định:
kW N
Q
QN = 0 + = 2 , 5 + 0 , 5 = 3
Khi bỏ qua tổn thất nhiệt thì nhiệt lượng dùng làm lạnh không khí tách ẩm chính là Q0:
h kJ kW
N
Q0 = ε = 2 , 5 = 2 , 5 3600 = 9000 /
Mặt khác ta có:
)
Q = k −
Gk – lưu lượng khối lượng không khí qua dàn lạnh
Lưu lượng nước ngưng tụ Gng được xác định:
) (
d G d3 d1 G
Gng = k ∆ = k −
Do đó:
1
d
G
Gk ng
−
d d
I I G d d
I I Q
1 3
1 2 1
3
1 3
−
=
−
−
=
ng
G Q
t t d d
9000
25 75 02 , 0 0
1 2 1 3
− +
=
− +
=
→
Và ta có:
3 3 3
2
3 I t ( 2500 1 , 93 t ) d
Thay các trị số đã vào ta tìm được:
kgkk kJ G
Q
t t d
9000
25 75 02 , 0 0
1 2 1
Từ độ thị I-d, điểm 3 được xác định theo điều kiện d3 = 0,034 kg/kgkk và I3 =
I2 129,6 kJ/kgkk, kết quả tìm được t3 = 400C, ϕ3 = 70 %
Lưu lượng không khí cần thiết (lưu lượng quạt) Gk:
h kg d
G
02 , 0 034 , 0
5 , 2
=
−
=
∆
=
h m
G
2 , 1
6 ,
=
=
=
ρ
Lượng nước bốc hơi từ vật sấy cũng chính là lượng nước ngưng tụ của dàn lạnh: Gnn = Gng = 2 , 5 kg / h
Bài tập : Cho một máy sấy lạnh có các thông số như sau : công suất
của máy nén lạnh N = 1kW, hệ số làm lạnh ε =3 Nhiệt độ không khí bão hòa qua dàn bốc hơi t1 = 250C, nhiệt độ không khí sau khi đốt nóng trong dàn ngưng t2 = 800C Lượng nước bốc hơi ra khỏi vật sấy Gn = 3kg/h Xác định năng suất lạnh Q0 của máy, lượng nhiệt cần đốt nóng không khí trong dàn ngưng QN, nhiệt độ t3, độ ẩm ϕ3 của không khí khi ra khỏi buồng sấy, nhiệt độ đọng sương t4, lượng không khí G cần thiết