TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN BÀI GIẢNG MÔN HỌC: MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH CHUYÊN NGÀNH: CN THỰC PHẨM & CNCBTS CBGD: Ths LÊ NHƯ CHÍNH Nha trang, tháng 05 năm 2011 Chương 1: Giới thiệu chung 1.1 Lịch sử phát triển ngàng kỹ thuật lạnh Trên giới Việt Nam 1.2 Ý nghĩa kinh tế ứng dụng Ứng dụng công nghệ thực phẩm Ứng dụng lĩnh vực sấy thăng hoa Ứng dụng công nghệ hóa chất Ứng dụng điều hòa không khí Ứng dụng sinh học Cryô 1.3 Các phương pháp làm lạnh nhân tạo Chương 2: Môi chất lạnh chất tải lạnh I Môi chất lạnh 2.1 Định nghĩa: 2.2 Yêu cầu môi chất lạnh Yêu cầu hoá học Yêu cầu tính chất vật lý Yêu cầu chất sinh lý Tính kinh tế môi trường 2.3 Gọi tên môi chất lạnh Môi chất lạnh hữu - Các Freôn: Các môi chất lạnh vô Một số môi chất lạnh thường dùng 3.1 Amoni ắc (NH3), KÝ HIỆU: R717 a Tính chất hoá học b Tính chất vật lý C Tính an toàn cháy nổ d Tính chất sinh lý e Tính kinh tế 3.2 Môi chất lạnh R22 a Tính chất vật lý b Tính chât hoá học c Tính an toàn cháy nổ d Tính chất sinh lý e Tính kinh tế * Ưng dụng - Tầng ozon chắn bảo vệ Môi chất lạnh bị đình môi chất lạnh tương lai 4.1 Các môi chất lạnh bị đình -Các chất CFC: - Các chất HCFC : Nếu lấy năm 1996 để tính lượng tiêu thụ thì: + Năm 2004 giảm 35% + Năm 2010 giảm 65% + Năm 2015 giảm 90 % + Năm 2020 giảm 99,5% so với mức tiêu thụ năm 1996 Đến năm 2003 đình hoàn toàn viêc tiêu thụ HCFC, vd R22 Đối với nước phát triển có lượng tiêu thụ đầu người nhỏ 0,3 kg/người năm thời hạn trì hoãn thêm 10 năm 4.2 Môi chất lạnh tương lai Thực tế dùng môi chất lạnh thay sau: R11 - Chưa tìm môi chất thay thích hợp Dupont đưa R123 chưa chấp nhận rộng có lẽ R123 môi chất độ thay cho R11 máy lạnh turbin R12 - Được thay R134a, R401a/b, R409a R502 - Thay R402a/b, R403b, R408a, R404a, R290… R22 - Thay bẳng R407c, R507, R717, R290, 410A Môi chất lạnh R134a Môi chất lạnh 410A Bảo quản vận chuyển môi chất lạnh II Chất mang lạnh trung gian (chất tải lạnh) 2.1 khái niệm Lý phải sử dụng chất tải lạnh 2.2 Những yêu cầu với chất tải lạnh * Tính chất vật lý * Tính chất hóa học * Tính an toàn * Tính sinh lý * Tính kinh tế 2.3 Tính chất số chất tải lạnh Không khí Các chất lỏng a Nước b Các dung dịch muối NaCl, CaCl2 + Dung dịch nước muối NaCL - Ưu điểm: - Nhược điểm: + Dung dịch CaCl2 - Ưu điểm: - Nhược điểm: Các hợp chất hữu cơ: Metannol, Etannol Glycol III Dầu máy lạnh Tác dụng, nhiệm vụ dầu máy lạnh Yêu cầu dầu máy lạnh phân loại ký hiệu Chương : Các chu trình máy lạnh 3.1 Chu trình máy lạnh cấp 3.1.1 Chu trình nô ngược chiều a Sơ đồ nguyên lý: NT DN b Đồ thị nhiệt động MN BH T P Tk 3 To S3 S1 S i4 i3 i1 i2 i c Tính toán nhiệt chu trình 3.1.2 Chu trình khô Định nghĩa: - Lý sử dụng chu trình khô Sơ đồ nguyên lý chu trình làm việc máy nén Các trình chủ yếu chu trình khô 3.1.3 Chu trình nhiệt lạnh Định nghĩa: - Các nguyên nhân làm lạnh môi chất - Các nguyên nhân làm nhiệt môi chất Sơ đồ nguyên lý chu trình lạnh, nhiệt Các trình chu trình lạnh, nhiệt: 3.1.4 Chu trình hồi nhiệt Định nghĩa: Sơ đồ nguyên lý chu trình làm việc Các trình chu trình hồi nhiệt 3.1.5 Tính toán chu trình máy lạnh cấp 3.1.6 Ảnh hưởng nhiệt độ bay t0 nhiệt độ ngưng tụ tk đến suất lạnh máy nén Ảnh hưởng nhiệt độ ngưng tụ (tk) P 3’ Pk tk’ 2’ tk tcuoái Po to tql 4’ tk i Ảnh hưởng nhiệt độ bay đến suất lạnh MN l P ’ l 2’ tk 2** Pk tcuoái to Po 4’ tql 1* i4 i*1 i1 q’o qo Kết luận: tk i 3.2 Chu trình máy lạnh cấp nén 3.2.1 Lý sử dụng máy lạnh cấp nén 3.2.2 Chu trình làm việc máy lạnh cấp nén làm mát TG phần lần tiết lưu Các khái niệm: Làm mát hoàn toàn không hoàn toàn Chu trình nguyên lý làm việc Các trình bản: Tính toán nhiệt 3.2.3 Chu trình làm việc máy lạnh cấp nén làm mát trung gian phần(không hoàn toàn), van tiết lưu Chu trình nguyên lý làm việc - Các trình bản: Tính toán nhiệt 3.2.4 Chu trình làm lạnh máy lạnh cấp nén làm mát trung gian hoàn toàn bình trung gian ống xoắn ruột gà, hai lần tiết lưu Chu trình nguyên lý làm việc • Các trình bản: 2.Tính toán nhiệt 3.2.5 Chu trình làm việc ML2 cấp nén làm mát trung gian hoàn toàn bình trung gian có ống xoắn ruột gà, hai van tiết lưu Chu trình sơ đồ nguyên lý làm việc - Các trình bản: - Ưu nhược điểm ứng dụng chu trình: 3.2.6.Tính toán nhiệt chu trình máy lạnh cấp nén Dàn ngưng giải nhiệt gió 6.1 Dàn ngưng không khí đối lưu tự nhiên a Cấu tạo nguyên lý làm việc b Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng 6.2 Dàn ngưng không khí đối lưu cưỡng a Cấu tạo nguyên lý làm việc b Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng 4.1.5 Tính toán thiết bị ngưng tụ 4.2.2 Thiết bị bay Định nghĩa: Phân loại thiết bị bay Cấu tạo nguyên lý làm việc số thiết bị bay 3.1 Thiết bị bay loại tiếp xúc 3.1.1 Tủ đông tiếp xúc (dàn lạnh phẳng) Plate Freezer a Nguyên lý cấu tạo tủ đông tiếp xục H = 19 95 L =3300 3.1.2 Cấu tạo dàn lạnh phẳng Ghi chú: - Nguyên lý làm việc dàn lạnh phẳng 3.2 Tủ đông băng chuyền a Tủ đông băng chuyền thẳng -Thiết bị làm đông rời sản phẩm, thiết bị cồng kềnh chiếm nhiều diện tích, cấu trúc hệ thống lạnh thiết bị phức tạp đặc biệt hệ thống xử lý chất tải lạnh b Tủ đông băng chuyền xoắn ốc - Băng chuyền dạng lưới có tác dụng cho không khí đối lưu qua - Hệ thống cấp đông nhanh sản phẩm rời, sản phẩm đặt băng chuyền, chuyển động với tốc độ chậm, tiếp xúc với không khí đối lưu cưỡng nhiệt độ thấp -35 ÷ -43 0C, sản phẩm đông nhanh Bộ băng tải dạng xoắn lò xo từ lên Buồng cấp đông nhỏ gọn, tổn thất nhiệt đòi hỏi chế tạo, vận hành sửa chữa phức tạp Công suất chuẩn: 500kg/h, 750kg/h, 1000kg/h, 1500kg/h, 2000kg/h Chi phí đầu tư cao 3.3 Thiết bị bay làm lạnh kiểu khô ( Tủ đông gió) a Cấu tao tủ đông gió Bảng thông số kỹ thuật Thiết bị bay làm lạnh kiểu khô a Cấu tao b Nguyên lý làm việc c Ưu nhược điểm phạm vi sử sụng 3.4 Thiết bị bay làm lạnh chất lỏng a Thiết bị bay kiểu xương cá - Cấu tạo nguyên lý làm việc - Ưu nhược điểm phạm vi sử sụng b Dàn lạnh ống chùm vỏ bọc (chiller) a Cấu tạo b Nguyên lý làm việc c Ưu nhược điểm phạm vi sử sụng 1.5 Tính chọn thiết bị bay 4.3 Van tiết lưu Khái niệm: 1.1 Phân loại - Van tiết lưu tay - Van tiết lưu màng đàn hồi (VTL màng cân VTL màng cân ngoài) - Van tiết lưu điện tử - Ống mao dẫn 1.1.1 Van tiết lưu màng cân a Sơ đồ lắp đặt b Cấu tạo nguyên lý làm việc c Vị trí lắp đặt bầu cảm biến phạm vi sử dụng 1.1.2 Van tiết lưu màng cân a Sơ đồ lắp đặt b.Cấu tạo nguyên lý làm việc c Phạm vi ứng dụng: Chương 5: Thiết bị phụ đường ống hệ thống lạnh 5.1 Vai trò vị trí thiết bị phụ hệ thống lạnh 5.2 Thiết bị phụ hệ thống lạnh 5.2.1 Thiết bị tách dầu (oil separator) Mục đích tách dầu Vị trí lắp đặt bình tách dầu Nguyên lý tách dầu Phạm vi sử dụng bình tách dầu Cấu tạo số thiết bị tách dầu thường dùng 5.1 Bình tách dầu kiểu nón chắn a Cấu tạo: b Nguyên lý làm việc: 5.2.2 Thiết bị tách lỏng (liquid Separator) Mục đích vị trí lắp đặt thiết bị tách lỏng a Mục đích tách lỏng b Vị trí lắp đặt Nguyên lý cấu tạo số thiết bị tách lỏng 2.1 Nguyên lý tách lỏng Bình tách lỏng kiểu nón chắn a Cấu tạo nguyên lý làm việc Bình tách lỏng có hồi nhiệt a cấu tạo b Nguyên lý làm việc 5.2.3 Thiết bị tách khí không ngưng (non- condensatle purger) Mục đích tách khí không ngưng Nhận biết có khí không ngưng tồn hệ thống Nguyên nhân tồn khí không ngưng hệ thống Các phương pháp xả khí không ngưng a Phương pháp xả trực tiếp b Xả gián tiếp + Cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị tách khí không ngưng 5.2.4 Các thiết bị chứa Bình chứa cao áp (the hight receies liquid) a Nhiệm vụ BCCA b Vị trí lắp đặt c Cấu tạo nguyên lý làm việc BCCA Bình chứa thấp áp a Nhiệm vụ BCTA b Vị trí lắp đặt c Cấu tạo nguyên lý làm việc BCTA Bình chứa tuần hoàn a Nhiệm vụ: b Cấu tạo nguyên lý làm việc BTH Chú thích: SV HF LF Bình tập trung dầu a Nhiệm vụ BTTD b Cấu tạo nguyên lý làm việc BTTD Bình làm mát trung gian a Nhiệm vụ: b Vị trí lắp đặt c Cấu tạo nguyên lý làm việc BTG kiểu đứng HFS LFS d Cấu tạo nguyên lý làm việc BTG kiểu nằm ngang Tháp giải nhiệt a Nhiệm vụ tháp giải nhiệt b Cấu tạo nguyên lý làm việc TGN Bình ngöng Phin lọc, phin sấy a Nhiệm vụ: b Cấu tạo nguyên lý làm việc phin lọc Các loại van a Vạn chiều Hình 3.9: Van chiều hình cốc Hình 3.10: Van chiều hình nấm b Van chặn, VĐT a) b) Hình 3.8 Van chặn, van khóa Chương Một số sơ đồ hệ thống lạnh ứng dụng ngành công nghệ thực phẩm Hệ thống lạnh kho bảo quản Hệ thống lạnh máy đá vảy Hệ thống máy lạnh cấp đông cấp nén