Mục tiêu nghiên cứu của đồ án nhằm tính toán thiết kế kho lạnh I-Q-F băng chuyền thẳng; chế tạo mô hình và vận hành thực nghiệm hệ thống cấp đông I-Q-F thẳng. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết hơn nội dung.
TỔNG QUAN
Giới thiêu hệ thống kho cấp đông IQF thẳng
Hệ thống cấp đông IQF được viết tắt từ tiếng Anh Individual Quickly Freezer, có nghĩa là hệ thống cấp đông nhanh các sản phẩm dạng rời
Hệ thống cấp đông IQF thăng hoạt động trên các băng chuyền thẳng, di chuyển chậm để tiếp xúc với không khí lạnh, giúp hạ nhiệt độ sản phẩm một cách nhanh chóng và hiệu quả.
Khi di chuyển trên băng chuyền sản phẩm tiếp xúc với không khí đối lưu cưỡng bức với tốc độ lớn (6-12m/s) ,nhiệt độ thấp (-35÷-45 o C)
Buồng cấp đông IQF có 3 kiểu chính sau đây :
Buồng cấp đông có băng chuyền kiểu xoắn : Spiral IQF
Buồng cấp đông có băng chuyền kiểu thẳng : Straight IQF
Buồng cấp đông Impingement IQF được trang bị băng chuyền siêu tốc, kết hợp với các băng chuyền khác như băng chuyền hấp chín sản phẩm trước khi cấp đông, băng chuyền làm nguội sau hấp, băng chuyền làm khô, băng chuyền mạ băng và buồng tái đông, tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh và hiệu quả cho quá trình cấp đông sản phẩm.
Hệ thống cấp đông băng chuyền thẳng
Trong kho cấp đông IQF, hệ thống băng chuyền thẳng được trang bị dàn lạnh thổi gió lạnh lên sản phẩm Vỏ bao che được làm bằng polyurethan dày 150mm, bọc thiếc hoặc inox hai mặt, đảm bảo hiệu quả cách nhiệt Toàn bộ băng chuyền được thiết kế trải dài theo một đường thẳng, tối ưu hóa quá trình cấp đông.
Băng chuyền thẳng đơn giản và dễ chế tạo cho phép sản phẩm cấp đông được đưa vào một đầu và ra đầu kia theo đường thẳng Để đảm bảo thời gian cấp đông đạt yêu cầu, chiều dài băng chuyền cần khá lớn, dẫn đến việc chiếm nhiều diện tích Để giảm thiểu tổn thất nhiệt ở cửa vào và cửa ra, khe hở vào và ra được thiết kế rất hẹp Một số buồng cấp đông còn có khe hở điều chỉnh được, tùy thuộc vào từng loại sản phẩm.
Hình 1:Hệ thống băng chuyền IQF
SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ PHILE ĐÔNG LẠNH
Cấp Đông khối Cấp đông IQF
KIỂM TRA KÝ SINH TRÙNG
CẤP ĐÔNG IQF XẾP KHUÔN
giới thiêu về cá basa file
Cá basa (Pangasius bocourti) đang phát triển nhanh chóng tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long như An Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Cần Thơ và Tiền Giang Đây là một trong những loài cá có giá trị xuất khẩu cao, được nhiều thị trường ưa chuộng nhờ màu sắc cơ thịt trắng và hương vị thơm ngon hơn so với các loài cá da trơn khác.
Tên tiếng anh: Yellowtail catfish
Tên khoa học: Pangasius bocourti( Sauvaga, 1880)
Tên thương mại : Basa catfish
Thành phần dinh dưỡng của cá Basa thành phẩm:
Thành phần dinh dưỡng trên 100g thành phần ăn được
Tổng năng lượng cung cấp
Chất béo chưa bão hòa( DHA,EPA)(g)
Bảng 1: thành phần dinh dưỡng
Hình 2: lát cá basa File
Cá basa là một nguồn protein chất lượng cao và chứa axit béo omega-3, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như tăng cường tuổi thọ và giảm nguy cơ mắc bệnh tim.
Cung cấp protein chất lượng cao
Protein là nguồn dinh dưỡng chất lượng cao, đóng vai trò thiết yếu trong sự phát triển mô và sản xuất enzyme quan trọng trong cơ thể con người.
Cá basa có hàm lượng calo thấp, là lựa chọn lý tưởng cho những ai đang kiểm soát lượng calo nạp vào, giúp bạn cảm thấy no lâu hơn so với các nguồn protein động vật khác như thịt gà và thịt bò.
Giảm nguy cơ mắc bệnh tim
Những người tiêu thụ nhiều cá, đặc biệt là cá có dầu chứa axit béo omega-3, thường có nguy cơ mắc bệnh tim thấp hơn Ngoài ra, việc ăn cá nạc cũng có thể giúp giảm cholesterol, một yếu tố nguy cơ gây bệnh tim Điều này chứng tỏ rằng việc tiêu thụ cá nguyên chất, bao gồm cả cá trắng, có thể góp phần làm giảm nguy cơ mắc bệnh tim.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH I-Q-F BĂNG CHUYỀN THẲNG
Tính chiều dài băng chuyền
Chọn bề mặt băng chuyền rộng 300 mm
Mỗi lác cá basa phi lê có kích thước 120x60 mm , khối lượng riêng 110 gam
- Số lượng lát cá trong một mẻ : n= 45×10
110 = 409 (lát) Tất cả các lát cá xếp cách nhau 10mm theo chiều dài và chiều ngang của băng tải , cách đều hai bên băng tải mỗi bên là 10 mm
- Số lát cá phải xếp trên một hàng ngang của băng tải :
- Số hàng xếp được trên chiều dài băng tải :
Bảng 2: Kích thước băng chuyền kho lạnh
A : Chiều dài tổng thể của băng tải
B : Chiều dài băng tải ở trong kho cấp đông n 1 =
Vận tốc băng chuyền đi trong 1 mẻ v= t
Với : Lbc : Chiều dài phần băng chuyền t : Thời gian 1 mẻ
Tính cách nhiệt cách ẩm
Cấu trúc tủ cấp đông : Ta chọn kho lạnh được cấu tạo từ các tấm panel lắp ráp
2.2.2 Tính chiều dày cách nhiệt:
Chúng ta dùng panel do công ty Searefico thuộc Seaprodex
Chọn panel có các thông số sau :
Bảng 3: Vật liệu làm panel
Hình 4: cấu tạo tấm panel
- Tính cách nhiệt cách ẩm:
𝛿cn : Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt
𝜆 𝑐𝑛 :hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt 𝜆cn=0,041
K: hệ số truyền nhiệt ( bảng 3-3 ÷3-6 ,[TL1]) = 0,19
𝛼1: hệ số tỏa nhiệt ra môi trường bên ngoài= 23,3
𝛼2: hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh 10,5
𝛿i: bề dày của lớp vật liệu thứ i
𝜆i: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i
10,5)) =0,1024 (m) 2,4(mm) lo´ p tôn ma` u lo´ p tôn ma` u lo´ p polyurethan t mt 7 C o a #,3 t =-35 C a ,5
Tham khảo một số mẫu panel của hãng Seafico:
Hệ số truyền nhiệt k (W/m 2 K) Lĩnh vực ứng dụng
Kho lạnh -30 đến -35 o C, vách ngăn kho lạnh -35 o C
Kho lạnh -35 đến -40 o C, vách ngăn kho lạnh -40 o C
3 175 0,13 Kho lạnh phân phối đến -45 o C
4 200 0,11 Kho lạnh đông sâu đến -60 o C
Bảng 4: Một số mẫu panel tiêu chuẩn
Ta chọn tấm panel có bề dày 150 mm
Vậy bề dày phần cách nhiệt là :
Bảng 5: Thông số cơ bản của tấm panel
- Hệ số truyền nhiệt thực của vách : k =
Vách không đọng sương thì phải thỏa mãn yêu cầu sau : Kt Qvh = Qđ+ Qbc +Qtl +Qđc
8+1,5.10 3 +277,71+10.10 3 885,71(W) Tổng tổn thất nhiệt cho hệ thống lạnh là :
Với Q0 MN : Tổng tải nhiệt của máy nén K: Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh , chọn k=1,1 (trang121,[TL1])
22 b : Hệ số thời gian làm việc , chọn b=0,9 (trang121,[TL1])
Tính toán chu trình lạnh , chọn máy nén
2.4.1 Các thông số cơ bản Địa điểm lắp đặt kho lạnh tại thành phố Hồ Chí Minh có các thông số cơ bản sau:
Nhiệt độ trung bình năm t7 o C, độ ẩm 𝜑t% (trang 8-TL1), tra đồ thi I-d ta tra được nhiệt độ điểm ướt tư2 o C
Nhiệt độ nước vào bình ngưng : tw1= tư+ 5 = 32 +5 7 o C
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng : tw2=tw1+ 5= 37+ 5 = 42 o C
Nhiệt độ ngưng tụ tk = tw2 +5 = 47 o C
Từ nhiệt độ ngưng tụ tkG o C , nhiệt độ bay hơi t0=-45 o C , với yêu cầu đề bài là môi chất R22
Tra bảng thông số bão hòa môi chất R22(trang 128-TL2) ra được áp suất ngưng tụ pk,12(bar) va áp suất bay hơi p0 =0,827 (bar)
Với tỉ số nén : 𝜋 ≥ 9 ta chọn chu trình 2 cấp nén , 2 tiết lưu , bình trung gian xoắn , làm mát trung gian hoàn toàn
Nhiệt độ quá lạnh : tql=tk-5 o CB o C (trang82,[TL1])
Nhiệt độ quá nhiệt : tqn=t0+10 o C= -35 o C (trang82,[TL1])
2.4.2 Tính toán chu trình , chọn máy nén
Hình 8Sơ đồ nguyên lí Đồ thị logp-h:
Tính toán chu trình : Điểm t o C P(bar) h(kJ/kg) v(kg/m 3 ) s(kJ/kg.K)
Bảng 8: Thông số chu trình lạnh
Năng suất lạnh riêng : q0=h11 – h1086,32 - 197,29,12 (kJ/kg) Năng suất nhiệt thải ra tại thiết bị ngưng tụ: qk=h4 – h5 D2,05 – 259,31= 182,74(kJ/kg) Công nén cấp hạ áp l1 = h2- h1 = 431,02 - 392,36 8,66 (kJ/kg)
Công nén cấp cao áp l2 = h4 - h3 = 442,05 – 402,189,87(kJ/kg)
Khôí lượng máy nén hạ áp hút về trong 1 giây m1 = 0,176
Phương trình cân bằng entapy tại bình trung gian
-Nhiệt lượng thải ở thiết bị ngưng tụ
QK=qk.m32,74×0,287R,45 (kW) -Năng suất lạnh
Q0=q0×m19,12×0,1763,29 (kW) -Hệ số làm lạnh :
Máy nén piston của hãng Mitsubishi , môi chất lạnh gas R22
Bảng 9:Máy nén piston của hãng Mitsubishi hai cấp nén , môi chất lạnh gas R22
Với Q0 3,29 (kW) , t0 =-35 0 C ta chọn được máy nén có các thông số sau :
Bảng 10:Thông số máy nén
Làm ngưng tụ môi chất từ trạng thái hơi cao áp sang trạng thái lỏng cao áp
Chọn thiết bị ngưng tụ
Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước bình ngưng ống vỏ nằm ngang vì nó có các ưu điểm sau :
- Dễ vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt
- Làm mát bằng nước nên :
+ Giải nhiệt tốt đó hiệu quả chu trình cao hơn
Ít bị ảnh hưởng bởi thời tiết, đặc biệt là trong mùa hè khi nhiệt độ không khí tăng cao, nhưng nhiệt độ của nước chỉ tăng rất ít, dẫn đến hiệu quả trao đổi nhiệt cao.
Cấu tạo thiết bị ngưng tụ
Hình 10:Cấu tạo thiết bị ngưng tụ
Áp kế là thiết bị quan trọng trong hệ thống, giúp theo dõi áp suất Đường vào của hơi cao áp (3) và đường cân bằng (4) đảm bảo sự ổn định trong quá trình vận hành Đường xả khí không ngưng (5) và đường xả khí cùng bụi bẩn về phía làm mát (6,8) giữ cho hệ thống luôn sạch sẽ và hiệu quả Nắp bình (7) và đường ra của lỏng cao áp (9) đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì áp suất và lưu lượng Ống trao đổi nhiệt (10) giúp tối ưu hóa quá trình làm mát, trong khi đường nước làm mát vào (11) và ra (12) đảm bảo hệ thống hoạt động mượt mà.
Tính chọn thiết bị ngưng tụ
F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt : m 2 t tb
: Hiệu nhiệt độ trung bình logarit o k
Tra bảng 7.1 trang 104 [TL1], ta chọn p0 t tb
Với t max = tk –tw2 G o C -42 o C =5 o C t min
Thay vào biểu thức ta được : t tb
Tra bảng 7.3, trang 107,[TL1] , ta có các bình ngưng tiêu chuẩn sau
Diện tích trao đổi nhiệt (m 2 ) Đường kính ống vỏ (mm)
Bảng 11: Thông số bình ngưng tiêu chuẩn
Ta chọn bình ngưng có các thông số sau :
Diện tích trao đổi nhiệt, m 2 Đường kính ống vỏ, mm
Số ống Tải nhiệt max, kW Số lối
Bảng 12: Thông số bình ngưng
2.4.5 Tính chọn thiết bị bay hơi
Thiết bị bay hơi đóng vai trò quan trọng trong việc trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và đối tượng cần làm lạnh, giúp giảm nhiệt độ của đối tượng đến mức yêu cầu.
Tính chọn thiết bị bay hơi
Tra phu luc 10 , trang 251,[TL1] , ta có các dàn bay hơi tiêu chuẩn sau
Diện tích trao đổi nhiệt (m 2 )
Số lượng Đường kính quạt ỉmm
Bảng 13: Thông số dàn bay hơi tiêu chuẩn
Ta chọn dàn bay hơi có các thông số sau :
Số Đường Lưu Công Điện
(W) đổi nhiệt (m 2 ) lượng kính quạt ỉmm lượng m 3 /h suất áp
Bảng 14: Thông số dan bay hơi
Tính chọn các thiết bị phụ
2.5.1 Bình trung gian ống xoắn
- Để làm mát trung gian giữa các cấp nén nhằm giảm công nén và nhiệt độ cuối tầm nén
- Để quá lạnh lỏng cao áp trước khi trước khi tiết lưu nhằm giảm tổn thất lạnh do tiết lưu
- Tách lỏng ra khỏi dòng hơi trước khi về cấp nén cao áp
Hình 11: Cấu tạo bình trung gian ống xoắn
A- ống hơi ra; B- Lỏng vào; C- Lỏng ra; D- ống tiết lưu; E- Hơi vào Bình trung gian kiểu nằm ngang có kích thước không lớn, nên thường không trang bị các thiết bị bảo vệ như van phao, van an toàn và đồng hồ áp suất Bình trung gian kiểu nằm ngang được sử dụng để làm mát trung gian hơi nén cấp 1 và quá lạnh lỏng trước tiết lưu vào dàn lạnh
Sử dụng bình trung gian kiểu nằm ngang có hiệu quả giải nhiệt rất
Bình trung gian kiểu nằm ngang có chi phí thấp hơn so với bình đặt đứng nhờ vào thiết kế nhỏ gọn và ít thiết bị đi kèm Đặc biệt, bình này được bọc cách nhiệt dày từ 50 đến 75mm, bên ngoài được bảo vệ bằng inox hoặc tôn.
Tính chọn bình trung gian ống xoắn Đường kính bình trung gian được tính theo công thức
Vh: thể tích hút về của cấp nén cao áp
Vh = m3.v3=0,287×0,065=0,018 (m 3 /s) Tốc độ môi chất khi đi qua bình =0,5 (m/s), ( trang397,[TL3] )
Kích thước mm Diện tích bề mặt ống xoắn, m 2
Bảng 15: Thông số một số bình trung gian mẫu
Ta chọn bình trung gian có ống xoắn có các thông số sau:
Kích thước mm Diện tích bề mặt ống xoắn
Bảng 16: Thông số bình trung gian
2.5.2 Tính chọn đường ống Đường ống dẫn môi chất có công thức tính :
. 4m (CT 10-1,trang345,[TL1]) di: đường kính trong của ống dẫn, (m) m: lưu lượng, (kg/s) ρ: khối lượng riêng môi chất (kg/m 3 ) ω: tốc độ dòng chảy trong ống, (m/s)
Tính chọn đường ống phía nén cao áp Đường ống đẩy : có các thông số sau
Nhiệt độ t= 72 o C , môi chất R22 => 𝜌= 144,27( bảng phụ lục 2a, trang 237, [TL1])
Chọn =8(m/s) (Bảng 10-1 sách trang 237,[TL1]) m3=0,176
=0,014(m) ≈14 (mm) (tra bảng 10-3 trang 346 ,[TL1]) Đường kính danh nghĩa
Dy, mm Đường kính ngoài De, mm Đường kính trong Di, mm
Chiều dày vách ống, mm
Bảng 17Ống đồng Đường kính danh nghĩa
Dy mm Đường kính ngoài De.mm Đường kính trong của ống Di mm
Chiều dày vách ống , mm
Bảng 18: Thông số ống dẫn môi chất đường đẩy phía nén cao áp Đường ống hút :
Nhiệt độ t=-35 o C , môi chất R22=>𝜌 = 15,290 trang 352 , [TL2]
=0,03566(m)5,66mm Vậy chọn đường ống theo bảng 10-3 trang 346 ,[TL1] Đường kính danh nghĩa
Dy mm Đường kính ngoài De.mm Đường kính trong của ống Di mm
Chiều dày vách ống , mm
Bảng 19: Thông số ống dẫn môi chất đường hút phía nén cao áp
Tính chọn phía nén hạ áp
Nhiệt độ t= 33 o C , môi chất R22 => 𝜌= 50,53( trang 237 ,[TL1] )
Vậy chọn đường ống theo bảng 10-3 trang 346 [TL1] Đường kính danh nghĩaDy mm Đường kính ngoài De.mm Đường kính trong của ống Di mm
Chiều dày vách ống , mm
Bảng 20: Thông số đường ống đẩy môi chất phía cấp nén hạ áp Đường ống hút
=0,0499(m) P(mm) Đường kính danh nghĩaDy mm Đường kính ngoài De.mm Đường kính trong của ống Di mm
Chiều dày vách ống , mm
Bảng 21: Thông số đường ống hút môi chất phía cấp nén hạ áp
- Để cấp dịch ổn định cho tiết lưu ở dàn bay hơi
- Để chứa lỏng môi chất từ các thiết bị khác của hệ thống lạnh khi sửa chữa
Hình 12: Bình chứa cao áp
1- Áp kế; 2- Van an toàn;3- Đường dự trữ hoặc được xả khí không ngưng ;4- Đường vào của lỏng cao áp;5- Đường cân bằng; 6- Đường ra của lỏng cao áp; 7- Ống thủy sáng và cụm van ống thủy để quan sát mức lỏng trong bình ;
TTính chọn bình chứa cao áp Chọn phương pháp cấp cấp dịch từ trên xuống
Thể tích chứa của dàn lạnh được xác định với đường kính ống là 20mm và chiều dài mỗi ống là 18m Diện tích trao đổi nhiệt của mỗi ống được tính bằng công thức S.𝜋.0,02, cho kết quả là 1,131 m².
Số lượng ống trong dàn là : n131 , 1
Thể tích dàn lạnh là : 18.
Vây thể tích bình chứa cao áp là :
Dung tích, m 3 Khối lượng, kg
Bảng 22: Thông số một số loại bình chứa cao áp
Ta chọn bình có thông số sau
Loại bình Kích thước mm
Dung tích m 3 Khối lượng kg
Bảng 23: Thông số một số loại bình chứa cao áp
2.5.4 Bình tách lỏng hồi nhiệt:
Bình tách lỏng hồi nhiệt thường được sử dụng cho hệ thống Frêôn Bình có 02 chức năng:
- Tách lỏng cho dòng hơi hút máy nén
- Quá lạnh dòng lỏng trước tiết lưu để giảm tổn thất tiết lưu
Hồi nhiệt trong bình tách lỏng không chỉ tăng năng suất lạnh mà còn cải thiện hiệu quả tách lỏng, do một phần lỏng trong quá trình trao đổi nhiệt đã chuyển hóa thành hơi.
2- ống hút về máy nén; 2- ống hơi vào; 3- Nón chắn; 4- Lỏng vào; 5- Xả lỏng; 6- Lỗ tiết lưu dầu và lỏng; 7- Lỏng ra; 8- ống hồi nhiệt
Tính toán chọn bình tách lỏng : Đường kính bên trong bình tách lỏng được tính theo công thức :
Với Vh : lưu lượng dòng hơi đi qua bình tách lỏng m 3 /s G: lưu lượng khối lượng môi chất đi qua bình tách lỏng
Vh=G.v1=0,172.0,28=0,04816 (m 3 /s) = 0,5÷1(m/s) , tốc độ hơi trung bình đủ nhỏ để tách được các hạt lỏng, chọn = 0,5 m/s
Bảng 24: Thông số một số bình tách lỏng mẫu
Dựa vào đường kính ta chọn được bình tách lỏng có các thông số sau:
Bảng 25: Thông số của bình tách lỏng
Tách dầu ra khỏi dòng hơi môi chất để tránh dầu đến bám bẩn bề mặt trao đổi nhiệt làm cản trở quá trình trao đổi nhiệt
1- Dầu vào; 2 Khoang hơi; 3- Lớp ngăn dầu
V: Lưu lượng thể tích đi qua bình tách dầu m 3 /s
: Tốc độ hơi môi chất trong bình m/s Tốc độ hơi trong bình phải đủ nhỏ để tách các hạt dầu 𝜔=0,5 ÷1 m/s chọn 𝜔 = 0,5 (m/s)
G: khối lượng môi chất lạnh v2 : thể tích riêng của môi chất ở trạng thái hơi khi qua bình
Bình tách dầu Kích thước Thể tích, m 3 Khối lượng,
Bảng 26Thông số một số kích cỡ của bình tách dầu
Chọn bình tách dầu có các thông số sau:
Bình tách dầu Kích thước mm Khối lượng
Bảng 27Thông số bình tách dầu
Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là giải nhiệt nước làm mát ở thiết bị ngưng tụ
Tính chọn tháp giải nhiệt :
Lưu lượng thể tích nước làm mát : vn t c
. Trong đó: Qk : nhiệt thải ở bình ngưng ,Qk = 35,825 (kJ/kg)
𝜌 : khối lượng riêng của nước, 𝜌 00 kg/𝑚 3
𝐶 : nhiệt dung riêng của nước: c =4,18 kg/kg
Kích thước Ống nối Quạt gió Khối lượng Độ ồn h H D Vào Ra Dr Fr Bs m 3 /ph ∅ mm kW Khô Ướt 46,0
Bảng 28Thông số kĩ thuật tháp giải nhiệt
Từ lưu lượng thể tích nước làm mát ta chọn được loại tháp kí hiệu:
Kích thước Ống nối Quạt gió Khối lượng Độ ồn h H D vào ra dr fv B s m 3 /p ∅ mm kW khô Ướt dB
2.5.7 Chọn van tiết lưu nhiệt
Tiết lưu lỏng ở nhiệt độ cao, áp suất cao thành hơi bão hòa ẩm ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp cấp cho thiết bị bay hơi
Hình 15: Van tiết lưu nhiệt cân bằng trong
Hình 16Van tiết lưu nhiệt của Danfoss
1-Vít điều chỉnh; 2-Thân van; 3- Kim van; 4 -Đế; 5- Phin lọc cặn; 6- Lò xo điều chỉnh
;7 -Màng dãn nở;8- Ống mao; 9-Bầu cảm nhiệt
Ta tham khảo 1 số van tiết lưu của hãng Danfoss
Bảng 2.28 Một số van tiết lưu nhiệt của hãng Danfoss
Môi chất Số tim min max van
Bảng 29 giới thiệu một số loại tim van của hãng Danfoss, trong đó van tiết lưu chính vào dàn bay hơi được lựa chọn là model 2206, có công suất lạnh đạt 33,5 kW.
Công suất (kW) Đường kính, mm
43 Ở đường tiết lưu cho bình trung gian ta chọn van tiết lưu 2203 có công suất lạnh là 10kW
Van điện từ có công dụng đóng mở cấp lỏng cho hệ thống thông qua các hệ thống điều khiển yêu cầu
Trong hệ thống, chúng ta sử dụng hai van điện từ: một van cấp dịch cho tiết lưu thiết bị bay hơi và một van cấp dịch cho tiết lưu trung gian Việc lựa chọn hai van này dựa trên đường kính của ống đẩy phía cao áp.
Bảng 2 30Thông số 1 một số van điện từ
Lưu lượng (m 3 /s) Đường kính (inch)
Với đường kính ống là 12mm , ta chọn van điện từ kiểu SV13A có đường kính 2/2 inch
Khi bảo trì, sửa chữa hoặc vận hành hệ thống lạnh, việc khóa hoặc mở van chặn dòng chảy môi chất là rất quan trọng Do đó, trong mỗi hệ thống lạnh, cần phải lắp đặt van chặn trước và sau mỗi thiết bị để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình hoạt động.
Tham khỏa 1 số loại van bi
Kí hiệu Đường kính Đường kính Thể tích
Bảng 30:Thông số một số loại van bi
Ta có đường kính đường ống là 15mm , ta chọn phin lọc có Model ZRJ-05 có đường kính ống là 1/2 inch
Phin lọc lọc cặn bẩn, ẩm Loại trừ cặn bẩn ra khỏi vòng tuần hoàn môi chất lạnh
Ta chọn phin lọc theo kích thước đường ống đẩy phía cao áp
Hình dạng Model Đường kính
Bảng 31:Một số phin lọc của hãng Danfoss
Ta có đường kính đường ống là 12mm , ta chọn phin lọc có Model 4316/5 có đường kính ống là 5/8 inch
Mắt gas là kính quan sát lấp trên đường lỏng để quan sát lượng gas và chất lượng gas
Mắt xem gas nằm trên đường ống đẩy phía nén cao áp trước khi về dàn lạnh, vì vậy ta chọn theo đường kính của đường ống này
Kí hiệu Đường kính Kích thướt (mm)
Bảng 32 trình bày các kích cỡ mắt xem gas, trong đó ống đẩy phía cao áp có đường kính 12mm Đối với kích thước này, mắt gas được chọn là NSE-TT với đường kính 1/2 inch.
CHẾ TẠO MÔ HÌNH – VẬN HÀNH THỰC NGHIỆM
Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp đông IQF thẳng
Sơ đồ nguyên lí : Đồ thị logp-h:
Hơi quá nhiệt từ bình tách lỏng (TT1) được nén hạ áp và hút về áp suất trung gian (TT2, Ptg) Tại bình trung gian, môi chất được sục vào dưới mức lỏng, làm mát hoàn toàn đến nhiệt độ môi trường 3 (TT3) Hơi từ bình trung gian tiếp tục được nén cao áp và hút lên thành hơi quá nhiệt (TT4, Pk, Tk) Qua thiết bị ngưng tụ, môi chất nhả nhiệt ra môi trường làm mát và ngưng tụ thành lỏng cao áp (TT5), sau đó được chia thành hai nhánh tại bình chứa cao áp.
Nhánh (1) đi qua van tiết lưu nhiệt, giảm áp suất xuống áp suất trung gian (TT6, Ptg), tại đây môi chất hòa trộn với hơi quá nhiệt từ cấp nén hạ áp và đồng thời quá lạnh lỏng cao áp trong ống xoắn bình trung gian Nhánh (2) trong ống xoắn bình trung gian được quá lạnh tại bình trung gian và bình tánh lỏng hồi nhiệt đến (TT8) Sau đó, qua van tiết lưu nhiệt (1), áp suất và nhiệt độ giảm xuống thành lỏng hạ áp (TT10, P0, To) Cuối cùng, môi chất vào thiết bị bay hơi, nhận nhiệt từ môi trường cần làm lạnh, sôi và hóa hơi (TT1), hơi sau thiết bị bay hơi qua bình tách lỏng hồi nhiệt, được quá nhiệt thành hơi quá nhiệt và cấp nén hạ áp quay về chu trình kín.
4 Bình trung gian ống xoắn
5 Bình tách lỏng hồi nhiệt
11 Van điện từ cấp dịch bình trung gian
12 Van tiết lưu nhiệt bình trung gian
13 Van điện từ cấp dịch bình bay hơi
14 Van tiết lưu nhiệt bình bay hơi
17 WB (Rơ le dòng chảy)
3.2 bản vẽ sơ đồ mạch điện hệ thống cấp đông IQF thẳng
K1 Quạt dàn lạnh K2 Quạt tháp giải nhiệt&
K3 Băng tải K4 Điện trở xả băng
FR Rơ le nhiệt LP Rơ le áp suất thấp
SW Swich gạt HP Rơ le áp suất cao
SV1 Van từ cấp dịch dàn bay hơi SV2 Van từ cấp dich bình trung gian
WP Rơ le dòng chảy
Nguyên lý mạch điều kiển:
Khi nhấn nút ON, rơ le trung gian K1A được cấp điện, khiến các tiếp điểm K1A thường mở đóng lại, đồng thời cấp điện cho contactor K1 và các van điện từ SV1, SV2 Điều này cung cấp năng lượng cho thiết bị bay hơi và bình trung gian Rơ le K1T bắt đầu đếm thời gian, và khi nước đi qua tiếp điểm van phao WP, nguồn điện cho K1T bị ngắt Cuối cùng, tiếp điểm thường đóng mở chậm của K1T đóng lại, cấp điện cho contactor K2.
Rờ le thời gian K2T có điện, sau 1 phút tiếp điểm đóng trễ K2T đóng lại ,contactor K5 có điện
Khi rơ le trung gian K2A gặp sự cố và có điện, tiếp điểm thường đóng K2A sẽ mở ra, dẫn đến việc mạch mất điện và bảo vệ hệ thống Đồng thời, tiếp điểm thường mở K2A sẽ đóng lại, khiến đèn sáng và còi kêu Sau khi khắc phục sự cố, cần nhấn nút RESET trên thiết bị (nếu có) và RESET trên tủ điện để hệ thống hoạt động trở lại.
Nếu WP có áp suất nước, hệ thông hoat động
Nếu WP không có áp suất nước, tiếp điểm WP mở ra , hệ thống dừng
Khi nhấn nút OFF, rơ le trung gian K1A và SV1 sẽ mất điện, dẫn đến máy nén hút kiệt cho đến khi rơ le áp suất thấp LP tác động, khiến toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động.
Khi nhiệt độ tiếp điểm B1 đạt mức yêu cầu, van điện từ SV1 sẽ mở, dẫn đến việc máy nén hoạt động Khi áp suất giảm xuống mức thấp, tiếp điểm LP sẽ mở và ngừng hoạt động của máy nén Khi nhiệt độ tăng lên, quá trình sẽ tiếp tục được điều chỉnh theo các thông số đã định.
53 ngưỡng cài đặt,tiếp điểm B1 đóng lại cấp nguồn cho van từ,hệ thống chênh lệch áp suất nên máy nén hoạt động trở lại
Khi chế độ xả đá được kích hoạt, tiếp điểm xả đá B1 đóng, cung cấp điện cho K3T, khiến tiếp điểm thường đóng K3T mở ra và ngắt SV1, máy bắt đầu quá trình hút kiệt Sau khi đạt thời gian cài đặt, tiếp điểm thường mở K3T đóng lại, cấp điện cho K4, làm ngừng hoạt động của hệ thống quạt dàn lạnh, quạt tháp, bơm nước và băng chuyền Lúc này, điện trở xả đá hoạt động cho đến khi đạt nhiệt độ khống chế, tiếp điểm xả đá B1 ngắt, K3T mất điện và tiếp điểm thường đóng lại, cung cấp nguồn cho van điện từ hoạt động trở lại Cuối cùng, K4 cũng mất điện và tiếp điểm thường đóng lại, hệ thống hoạt động trở lại bình thường.
3.3 Thử kín – hút chân không – nạp gas cho hệ thống
Thử kín – thử bền (kết nối hình vẽ)
Hình 21: Thử kín - thử bền hệ thống
Bước 1: Khóa van chặn đầu hút và đầu đẩy máy nén, gắn đồng hồ nạp gas vào đầu dịch vụ của bình ngưng
Bước 2: Mở tất cả các van và nạp Nitơ vào hệ thống với áp suất khoảng 394 PSI (áp suất thử bền = Pk × 1,5, với Pk = 12 bar và 1,5 là hệ số kinh nghiệm) Sau đó, ngâm hệ thống từ 6 đến 24 tiếng, kiểm tra đồng hồ đo áp suất; nếu áp suất không giảm, tiến hành xả Nitơ.
Hút chân không : (kết nối như hình vẽ)
Hình 22Hút chân không hệ thống
Bước 1: Mở van điện từ, mở khóa van chặn đầu hút và đầu đẩy máy nén
Bước 2: Gắn đồng hồ đo áp suất vào đầu dịch vụ của bình chứa cao áp vào máy hút chân không
Bước 3: Cho máy hút chân không chạy đến -30 inHg tiếp tục chạy khoảng thì khóa van chặn của đồng hồ , tắt máy hút chân không
Nạp gas :gồm 2 cách (kết nối hình vẽ):
Nạp tĩnh là quá trình nạp lỏng vào đầu dịch vụ của bình ngưng, với áp suất đồng hồ cao áp đạt khoảng 10 kg/cm² Sau khi nạp đủ lượng lỏng, cần khóa van dịch vụ của bình ngưng và cho máy nén hoạt động.
Hình 23Nạp gas lỏng cho hệ thống
Để nạp động, bạn cần gắn đồng hồ đo áp suất vào đầu hút cấp 2 của máy nén Tiếp theo, từ từ cho một lượng hơi gas vào máy nén cho đến khi đạt được nhiệt độ yêu cầu, sau đó ngừng nạp.
Hình 24Nạp gas động cho hệ thống
Quy trình vận hành
-Kiểm tra điện áp nguồn 380V
- 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
Để đảm bảo hiệu suất của máy nén, cần kiểm tra số lượng và chất lượng dầu thường xuyên Mức dầu lý tưởng nên chiếm khoảng 2/3 của mắt kính quan sát Việc có mức dầu quá cao hoặc quá thấp đều có thể gây hại cho máy.
-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:
Kiểm tra điện nguồn cấp ( không vượt quá ±5% điện thế định mức )
Kiểm tra số lượng và chất lượng nước trong tháp giải nhiệt
Bật aptomat tổng của tủ điện động lực, bật aptomat của mạch điện điền khiển
Khi nhấn “ON”, các thiết bị sẽ hoạt động theo trình tự nhất định Đầu tiên, quạt dàn lạnh sẽ hoạt động, sau đó bơm nước giải nhiệt và quạt tháp giải nhiệt hoạt động đồng thời Nếu không có nước qua bơm, sau 10 giây, bơm sẽ tự ngừng hoạt động Trong điều kiện làm việc bình thường, sau 3 phút, máy nén sẽ bắt đầu hoạt động.
Lắng nghe tiếng khởi động của máy nén, nếu có tiếng động lạ, kèm sương bám nhiều ở đầu hút thì dừng máy
Theo dõi dòng điện của máy nén
Quan sát tình trạng bám tuyết trên cacte máy nén Tuyết không được bám lên phần thân quá nhiều
Kiểm tra áp suất hệ thống ,ghi chép toàn bộ các thông số vào nhật kí vận hành
Khi bắt đầu quá trình phá băng, máy nén hút kiệt, kết thúc quá trình hút kiệt và điện trở phá băng làm việc
Sau khi phá băng xong ngắt điện trở phá băng QDL chạy trước Sau 3 phút máy nén làm việc bình thường
Khi xảy ra sự cố quá tải với áp suất đẩy cao, hệ thống sẽ thông báo bằng đèn và còi sự cố, đồng thời tự động dừng hoạt động Để xử lý, người dùng cần tắt còi sự cố bằng nút “STOP” và tiến hành khắc phục Sau khi sự cố được giải quyết, nhấn “RESET” để khởi động lại hệ thống.
Nhấn “OFF”, van điện từ SV1, máy nén tiến hành hút kiệt, sau khi hút kiệt hệ thống dừng hoàn toàn
Tắt CB nhánh, CB tổng
Dừng máy khi có sự cố:
- Khi có sự cố khẩn cấp cần tiến hành ngay lập tức:
- Nút nhấn EMERENCY để đừng máy
- Tắt aptomat tổng của tủ điện
- Nhanh chóng tìm hiểu và khắc phục sự cố
- sau khi xử lý mong muốn phục hồi để chạy lại cần nhấn nút RESET trên tủ điện Hệ thống hoạt động lại
Trong trường hợp xảy ra sự cố ngập lỏng, bạn không nên khởi động lại ngay lập tức Thay vào đó, hãy sử dụng một máy khác để hút kiệt môi chất trong máy bị ngập lỏng trước khi tiếp tục vận hành.
Để dừng máy lâu dài, cần thực hiện quy trình hút nhiều lần nhằm loại bỏ hoàn toàn môi chất trong đàn lạnh và chuyển chúng về bình chứa cao áp.
- Sau khi đã tiến hành dừng máy tắt aptomat
BẢNG THỰC NGHIỆM THÔNG SỐ HỆ THỐNG
Dòng làm việc (A) Điện áp (V) Áp suất hệ thống(psi) Nhiệt độ sản phẩm( 0 C)
Hệ thống chạy không tải
Hệ thống chạy có tải
Sản phẩm sau cấp đông thực tế: