TỔNG QUAN
Tổng quan về sản phẩm
1.2.1.1 Cung cấp protein dồi dào
Tôm sú là thực phẩm khó tìm có ít calo nhưng lại giàu dinh dưỡng, đặc biệt là nguồn protein tinh khiết Cụ thể, trong 100g tôm tươi chứa tới 18,4g protein, làm cho tôm trở thành một trong những nguồn cung cấp đạm quan trọng bên cạnh trứng, thịt và cá trong khẩu phần ăn của người Việt.
Vitamin B12 (Cobalamin) là vitamin phức tạp nhất, đóng vai trò quan trọng trong quá trình sinh hóa và chuyển hóa năng lượng trong cơ thể Nó tham gia vào tổng hợp nucleotic, protein, và chuyển hóa carbohydrate cũng như chất béo Thiếu vitamin B12 có thể gây ra mệt mỏi, chóng mặt, và yếu cơ Trong trường hợp nghiêm trọng, sự thiếu hụt này có thể dẫn đến tổn hại thần kinh, gia tăng nguy cơ mắc các bệnh thiếu máu và mất trí.
Sắt là dưỡng chất thiết yếu cho mọi cơ quan và mô trong cơ thể, và thiếu sắt có thể dẫn đến tình trạng thiếu máu, mệt mỏi và khó thở Để khắc phục những vấn đề sức khỏe này, việc bổ sung dinh dưỡng từ tôm là giải pháp hiệu quả, vì tôm là một trong những thực phẩm giàu sắt nhất.
1.2.1.4 Chứa dồi dào lượng selen – ngừa ung thư
Mỗi 100g tôm sú cung cấp hơn 1/3 lượng selen cần thiết cho cơ thể hàng ngày Các bác sĩ khuyến nghị việc tiêu thụ tôm thường xuyên giúp ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư.
Nhiều người lầm tưởng rằng vỏ tôm sú cứng chứa nhiều canxi, nhưng thực tế, nguồn canxi chính của tôm chủ yếu nằm ở thịt, chân và càng Việc cố gắng ăn cả vỏ tôm chỉ khiến cơ thể bài tiết ra ngoài, vì vỏ tôm không giàu canxi như nhiều người nghĩ.
Tôm sú là nguồn dinh dưỡng phong phú với hàm lượng omega-3 cao, giúp giảm cảm giác mệt mỏi, buồn chán và trầm cảm Các axit béo omega-3 còn có tác dụng chống oxy hóa, góp phần làm chậm quá trình lão hóa.
Hình 1.2 Tôm sú Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của tôm sú
Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thực phẩm ăn được
1.2.2 Tiêu chuẩn cấp đông tôm
- Tôm đông lạnh phải được sản xuất đúng quy trình công nghệ được bộ hải sản duyệt
- Tôm đông lạnh phải được chế biến từ tôm còn tươi
Quá trình chế biến tôm đông lạnh cần tuân thủ quy trình đông lạnh nhanh, và chỉ được coi là hoàn thành khi nhiệt độ trung tâm của tôm đạt -10℃.
B Yêu cầu sản phẩm sau cấp đông
- Sản phẩm sạch sẻ có kích cỡ đồng điều
- Có màu đặc trưng của loài tôm
- Tôm không bị mất nước không có đốm đen
- Mùi vị sau khi rả đông hoặc nấu chín tôm phải có mùi vị đặc trưng
- Trạng thái vật lý thịt tôm phải có trạng thái đàn hồi thịt không bị mủn
- Tráng băng: tôm đông lạnh phải được tráng băng, lớp nước đá phải hoàn toàn bao phủ hạn chế sự mất nước
Tổng quan về công nghệ cấp đông
1.3.1 Khái niệm công nghệ cấp đông thủy sản.
Công nghệ cấp đông thủy sản giúp hạ nhiệt độ sản phẩm xuống mức thấp, từ đó làm chậm quá trình ươn hỏng Phương pháp này đảm bảo rằng khi sản phẩm được tan giá sau thời gian bảo quản, tính chất ban đầu của nguyên liệu tươi vẫn được giữ nguyên.
Cấp đông là quá trình làm lạnh thủy sản bằng cách sử dụng chất làm lạnh để hạ nhiệt độ sản phẩm xuống dưới điểm đóng băng, đạt mức từ -8℃ đến -10℃ hoặc thấp hơn, có thể đến -18℃, -30℃ hoặc -40℃.
1.3.2 Các dạng hình thức cấp đông thủy sản
1.3.2.1 Cấp đông thủy sản bằng không khí lạnh:
Tủ cấp đông gió là thiết bị phổ biến, chủ yếu được sử dụng để bảo quản các sản phẩm đông lạnh với khối lượng nhỏ, thường trang bị cho các doanh nghiệp vừa và nhỏ Các loại thủy hải sản, như cá phi lê và tôm, thường được bảo quản trong tủ này để đảm bảo chất lượng và độ tươi ngon.
Tủ được thiết kế với từ 2 đến nhiều ngăn, mỗi ngăn hoạt động độc lập, cho phép sử dụng đồng thời hoặc riêng lẻ Thiết kế này phù hợp với các yêu cầu cụ thể của từng sản phẩm và công suất chế biến của dây chuyền sản xuất.
Các quạt gió chuyên dụng có khả năng tạo áp suất gió lên đến 180 Pa, giúp dẫn hướng không khí qua ống gió để thổi mạnh và trực tiếp vào hàng cần đông, rút ngắn thời gian đông lạnh.
Kho lạnh và tủ cấp đông gió là thiết bị quan trọng trong việc cấp đông các sản phẩm đông rời với khối lượng nhỏ, thường được sử dụng tại nhà hàng và cửa hàng thực phẩm Năng suất của các thiết bị này dao động từ 200 đến 500 kg/h Đối với khối lượng lớn, phương pháp cấp đông I.Q.F với băng chuyền sẽ được áp dụng Tủ đông sử dụng gió cưỡng bức để làm lạnh, có cấu tạo tương tự như tủ đông tiếp xúc, bao gồm các cụm dàn lạnh, quạt gió và giá đỡ cho các khay chứa hàng Các sản phẩm đông rời như tôm và cá philê được xếp trên khay với lớp mỏng, được làm lạnh bằng gió tuần hoàn với tốc độ cao và nhiệt độ rất thấp, khoảng -35 độ C.
Hệ thống tủ cấp đông gió có năng suất trung bình từ 200 đến 500kg/h, sử dụng thiết bị chính là tủ đông làm lạnh bằng gió cưỡng bức Về hình dáng bên ngoài, tủ cấp đông này tương tự như tủ đông tiếp xúc, nhưng bên trong được trang bị các dàn lạnh, quạt gió và nhiều khay chứa hàng để cấp đông hiệu quả.
Hàng hóa được bảo quản trên khay với một lớp mỏng và được làm lạnh nhờ hệ thống gió tuần hoàn tốc độ lớn, với nhiệt độ đạt đến -35 độ C Hệ thống tủ cấp đông sử dụng phương pháp cấp dịch kiểu ngập dịch để đảm bảo hiệu quả làm lạnh tối ưu.
Sử dụng quạt chuyên dùng có áp suất gió đến 400 Pa và lưu lượng gió đến36.800 m3/giờ Một dàn lạnh nguyên khối có thể dài đến 7 m.
Hình 1.3 Dàn quạt tủ đông
Phòng đông được thiết kế tối ưu với dàn lạnh và chiều gió phù hợp, giúp sản phẩm tiếp xúc tốt hơn Thiết kế này không chỉ tạo không gian cho hàng lớn mà còn đảm bảo thời gian đông nhanh chóng.
Hầm đông gió và hệ thống lạnh sử dụng môi chất theo yêu cầu của khách hàng (NH3 hoặc Freon)
Thiết bị này bao gồm các khay hoặc mâm để chất sản phẩm lên xe hoặc kệ, sau đó đưa vào tủ đông hoặc hầm đông Nếu sản phẩm có kích thước lớn, cần sử dụng hầm đông, trong khi sản phẩm nhỏ có thể được bảo quản trong tủ đông.
Hình 1.4 Dàn quạt của tủ đông
Tủ đông là thiết bị chủ yếu dùng để bảo quản các sản phẩm đông lạnh như cá nguyên con, fillet, rau củ, quả và thực phẩm đông khô Đối với các sản phẩm nguyên con có kích thước lớn, nên sử dụng hầm đông, trong khi đó, các sản phẩm nhỏ hơn sẽ được bảo quản trong tủ đông.
Sử dụng cửa trượt (hay cửa bản lề joăng quét) giúp việc xe hàng ra vào trở nên dễ dàng và nhanh chóng, từ đó rút ngắn thời gian sản xuất Cửa có thể được lắp đặt một phía hoặc hai phía đối diện, theo nguyên tắc vào trước - ra trước.
Hình 1.5 Tủ đông gió Đặc điểm kỹ thuật:
Sản phẩm được đặt trên khay nhôm có lỗ và xếp vào giá đỡ, giúp quá trình cấp đông nhanh chóng Gió từ dàn lạnh thổi trực tiếp và tuần hoàn vào sản phẩm, đảm bảo hiệu quả đông lạnh tối ưu.
Hệ thống tủ cấp đông gió bao gồm nhiều thiết bị quan trọng như máy nén, tháp giải nhiệt, bình chứa, bình ngưng và bình tách dầu Ngoài ra, còn có bình tách lỏng, bình trung gian, tủ đông gió, bình thu hồi dầu, bế nước xả băng và bơm xả băng, cùng với bơm giải nhiệt, tạo nên một quy trình hoạt động hiệu quả cho việc bảo quản thực phẩm.
- Nhiệt độ trung bình của sản phẩm sau cấp đông: – 18 độ c.
- Số ngăn cấp đông: tùy từng hệ thống tủ cấp đông gió, số lượng có thể là 2, 4,
6, đến 8 ngăn Mỗi ngăn có sức chứa khoảng 50 đến 250kg thực phẩm các loại
- Công suất tủ đông nhỏ nhất: 500kg/mẻ, 1000kg/mẻ, 1500kg/mẻ, 2000kg/mẻ, thời gian cấp đông từ 1h đến 2h.
- Công suất của hầm đông thường: 3 tấn/mẻ, 5 tấn/mẻ, 10 tấn/mẻ, 15 tấn/mẻ,thời gian cấp đông từ 3h đến 8h, 10h tùy thuộc yêu cầu khách hàng.
- Hệ thống này nhiệt độ bay hơi dàn lạnh: -35 độ C đến -40 độ C, nên phải sử dụng máy nén 2 cấp, trục vít hoặc piston.
- Gas sử dụng: R22, R404A, R507A, R717(NH3)
Kho lạnh và tủ cấp đông gió được thiết kế để cấp đông các sản phẩm đông rời với khối lượng nhỏ, thường được sử dụng tại nhà hàng và cửa hàng thực phẩm, với năng suất từ 200 đến 500 kg/h Đối với khối lượng lớn, phương pháp cấp đông I.Q.F với băng chuyền là lựa chọn tối ưu Thiết bị chính của hệ thống là tủ đông làm lạnh bằng gió cưỡng bức, có cấu trúc và hình dáng tương tự như tủ đông tiếp xúc, bên trong được trang bị các dàn lạnh, quạt gió và giá đỡ khay chứa hàng Các sản phẩm như tôm, cá philê được xếp trên khay với lớp mỏng, được làm lạnh bằng gió tuần hoàn với tốc độ lớn và nhiệt độ khoảng -35°C, giúp rút ngắn thời gian làm lạnh Kho thực hiện việc cấp đông nhờ vào gió lạnh cưỡng bức, trong đó dàn lạnh tạo ra luồng không khí lạnh, được quạt gió phân phối đều khắp kho để đảm bảo sản phẩm được cấp đông hiệu quả.
Hình 1.6 Tủ cấp đông gió
- Thời gian cấp đông nhanh, tiết kiệm điện năng và đảm bảo chất lượng sản phẩm.
- Các bề mặt tủ được làm bằng thép không rỉ.
- Cách nhiệt bằng panel polyurethan foam.
- Buồng đông được chia làm các ngăn riêng biệt Mỗi ngăn có hai cửa để vào/ra hàng dễ dàng.
Kết luận
Cà Mau, với đặc điểm khí hậu và điều kiện địa lý thuận lợi, đáp ứng nhu cầu của người nuôi tôm, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm và đảm bảo cung cấp đủ nguyên liệu cho ngành thủy sản Nhóm chúng tôi đã chọn lắp đặt hệ thống cấp đông gió để nâng cao hiệu quả bảo quản.
Cà Mau nhằm đáp ứng đủ điều kiện cho con tôm xuất khẩu.
Kho cấp đông gió mang lại nhiều ưu điểm, đặc biệt là phù hợp với thực phẩm dạng block và rời Nhóm chúng tôi đã quyết định chọn phương pháp cấp đông tôm bằng kho cấp đông gió để đảm bảo chất lượng và nâng cao giá trị kinh tế cho người dân Cà Mau Với những yêu cầu này, đề tài thiết kế kho cấp đông gió cho sản phẩm tôm là hoàn toàn hợp lý, giúp giải quyết bài toán xuất khẩu tôm tại Cà Mau và cung cấp cho chúng tôi kinh nghiệm quý báu trước khi ra trường.
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ TỦ CẤP ĐÔNG
Tính toán kết cấu kho cấp đông
Cấp đông tôm ta sử dụng khây chứa bằng inox có kích thước sau:
STT Thông số Giá trị
2 Vật liệu Nhôm tấm, dày
3 Khối lượng khây 2,7 Kg
4 Khối lượng thực phẩm 5 Kg
Bảng 2.1 Kích thước khay cấp đông [Theo TL 1 trang 166]
Với gv = 0,28 tấn/m 3 [Theo TL 1 trang 32 bảng 2.4]
Thể tích khây: V khây = [Theo TL 1]
Năng suất mỗi khây tôm chứa là: E = Vkhây x gv=0,726x0,48x0,05x0,28 =4,9 kg
Theo TL2 TRANG 166 ta chọn khây chứa được 5kg sản phẩm là hoàn toàn hợp lý)
2 tấn ta cần sử dụng số khay 400 khây.
Thể tích chất tải sơ bộ:
Dựa vào TL2 ta tra được xe cấp đông có kích thước 1590x960x570 mm, mỗi xe chứa
30 khây ( mỗi khấy 5kg => mỗi xe chứa 150 kg)
Như vậy ta có 14 xe cấp đông
Cộng cho các khoảng hở của khây trên và khây dưới và khoảng hở của nền và khây là 0,15m, khoảng cách giữa các xe là 0,2m
Thể tích chất tải thực:
Việc sắp xếp sản phẩm trong khây để đưa vào kho là hoàn toàn hợp lý với phương pháp thủ công Với khoảng hở giữa các khây là 0,1m, chúng ta có thể xếp chồng 10 khây lên nhau một cách hiệu quả.
Với: hct [m]: chiều cao chất tải 90mm
2.1.3 Kiểm tra tải trọng nền
Tải trọng nền được xác định theo công thức. gf= gvxh [Theo TL 1 trang 33] (2-2)
Trong đó: gf : tải trọng nền (tấn/m 2 ) gv : tiêu chuẩn chất tải (tấn/m 3 ) h : chiều cao chất tải, h = 1,59 (m)
Với tải trọng nền như vậy thì nền bêtông đủ khả năng chịu được lực nén [Theo
2.1.4 Diện tích trong của kho cấp đông
Ftr= , [m 2 ] [Theo TL 1 trang 34] (2-3) Ở dây ta chọn βF = 0,75 tra bảng 2-5 trang 34 tài liệu [1]
2.1.5 Chiều cao của kho cần lắp đặt htr= hct+ ∆h , [m] (2-4)
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng
Do kho cần không gian lắp đặt, bảo dưỡng dàn lạnh và đảm bảo thông gió trong không gian kho nên chọn ∆h = 1,4m
Suy ra: htr=1,59+ 1,4= 2,99 m => Chọn kho cao 3m
Chọn kho có diện tích là 4m x 5m
Vậy kho cẩn thiết kế có kích thước như bảng 2.3
2.1.6 Tính toán cách nhiệt cách ẩm
Vỏ kho cấp đông được cấu tạo từ nhiều lớp, trong đó lớp cách nhiệt chủ yếu là polyurethan dày δcn, được sản xuất bằng phương pháp rót ngập với mật độ 40 – 42kg/m³, đảm bảo độ đồng đều và độ bám cao Hai mặt trong và ngoài của vỏ kho được bảo vệ bằng inox dày 0,6mm, giúp kho chống lại tác động cơ học, ẩm ướt và hiện tượng đọng sương từ bên ngoài.
Bảng 2.3 Cấu trúc cách nhiệt của kho cấp đông [Theo TL1 trang 100]
Lớp vật liệu Độ dày mm Hệ số dẫn nhiệt W/m.k
Trong đó : αt hệ số toả nhiệt bên trong phòng m K
[ Theo TL1 tr 86 bảng 3.7] αn hệ số tỏa nhiệt bên ngoài phòng m K
[ Theo TL1 tr 86 bảng 3.7] Với nhiệt độ buồng kho lạnh cấp đông tf = -35 o C ta tìm được hệ số truyền nhiệt k = 0,19 W/m 2 K [Theo TL 1 tr 84 bảng 3.3]
Một lớp Polyurethan có hệ số dẫn nhiệt là = 0,047 W/m 2 K [ TL1 tr 81]
Do đó chiều dày lớp cách nhiệt là:
Chọn chiều dày lớp cách nhiệt cn = 0,25 m = 250mm [Theo TL1 tr 95]
Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức sau: k= , [W/m 2 K] [Theo TL1 tr 85] (2-6)
Để tính toán hiệu quả cách nhiệt, cần chú ý đến các yếu tố như độ dày của lớp cách nhiệt (δcn), hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt (λcn), và hệ số truyền nhiệt (k) Ngoài ra, hệ số toả nhiệt từ môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt (α1) và từ vách buồng lạnh tới buồng lạnh (α2) cũng rất quan trọng Cuối cùng, bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i (δi) và hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu đó (λi) sẽ ảnh hưởng đến khả năng cách nhiệt tổng thể.
Như vậy hệ số truyền nhiệt thực tế ktt :
m i cn cn tr i i ng k tt
2.1.7 Kiểm tra độ đọng sương
Để ngăn ngừa hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường kho, nhiệt độ bề mặt phải cao hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Công thức xác định điều kiện không xảy ra đọng sương là k ≤ ks = 0,95.α1, trong đó k là hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, ks là hệ số truyền nhiệt tại nhiệt độ đọng sương, và α1 là hệ số tỏa nhiệt bề mặt ngoài của kho Trong điều kiện cụ thể, nhiệt độ trong buồng lạnh là -35°C, nhiệt độ môi trường ngoài là 35,7°C, và nhiệt độ đọng sương của môi trường là 2,5°C, được tra theo đồ thị với nhiệt độ môi trường 15,7°C và độ ẩm φt%.
Kho cấp đông có tf= -35 0 C
Tính toán cân bằng nhiệt
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài vách kho. b) Cửa kho cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -35 0 C
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của cửa kho
2.2 Tính toán cân bằng nhiệt
2.2.1 Tính toán tổn thất nhiệt
2.2.1.1 Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che
: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời là một yếu tố quan trọng cần xem xét Khi tủ cấp đông được đặt trong nhà có mái che, bức xạ từ mặt trời vào kho lạnh sẽ không xảy ra, dẫn đến tổn thất lạnh bằng 0.
Vậy: Q1 = = ∑ki Fi.∆ti , [W] [ Trang 106/TL1 ] (2-9) ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i
Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m 2 ]
∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong.
Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3m
Bảng 2.4 Kết quả tính toán các thông số liên quan tổn thất nhiệt của kết cấu
Kết cấu Kích thước [m 2 ] ki [W/m 2 K] ∆ti
Vách kho (Fxq+Fsàn+Ftrần)-Fcửa t-2,4q,6 0,182 tmt-tf p,7 1080,86
2.2.1.2 Tổn thất nhiệt do làm lạnh sản phẩm
: Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm
: Tổn thất lạnh do làm khây chứa
: Tổn thất lạnh do làm xe cấp đông a Tính :
Ta có công thức tính :
E: Công suất cấp đông, [t] i1 : Entanpi của Tôm khi đưa vào Ở nhiệt độ 12 0 C, tra bảng (4-2) trang 110 tài liệu 1 ta có : i1 = 308 kJ/kg i2: Entanpi của Tôm khi đưa ra Ở nhiệt độ -18 0 C, tra bảng (4-2) trang 110 tài liệu [1] ta có : i2 = 5 kJ/kg τ =3 h thời gian cấp đông cho 1 mẻ [ Trang 158/TL2 ]
Ta có công thức tính tổn thất lạnh do khây chứa sản phẩm:
Nhiệt dung riêng của khây bằng kim loại là Ck = 45 kJ/kg.K Nhiệt độ đầu vào của khây tương đương với nhiệt độ đầu vào của sản phẩm, trong khi nhiệt độ đầu ra của khây được xác định bằng nhiệt độ của phòng cấp đông Thời gian cần thiết để cấp đông cho một mẻ sản phẩm là τ = 3 giờ.
Gk: Khối lượng khây chứa sản phẩm.
Khối lượng khây chứa sản phẩm:
Xe cấp đông được làm từ inox chất lượng cao, bao gồm 3 ngăn và 10 giá đỡ, giúp tối ưu hóa việc lưu trữ thực phẩm Với khối lượng khoảng 40 kg, xe này mang lại sự chắc chắn và tiện lợi trong quá trình sử dụng.
Ta có công thức tính tổn thất lạnh do xe cấp đông
Nhiệt dung riêng của khây kim loại được xác định là Ck = 45 kJ/kg.K Nhiệt độ đầu vào của khây tương đương với nhiệt độ đầu vào của sản phẩm, trong khi nhiệt độ đầu ra của khây bằng với nhiệt độ của phòng cấp đông Thời gian cấp đông cho một mẻ sản phẩm là τ = 3 giờ.
Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và khây chứa sản phẩm là:
2.2.1.3 Tổn thất nhiệt do vận hành
Tổn thất lạnh trong vận hành Q4 bao gồm các yếu tố như ánh sáng từ đèn chiếu sáng, nhiệt độ từ người làm việc trong phòng, sự tỏa nhiệt từ các động cơ điện, và tổn thất do việc mở cửa.
: Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
: Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
: Tổn thất lạnh do các động cơ điện
: Tổn thất lạnh do mở cửa a Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng:
F: diện tích phòng lạnh , [m 2 ]
A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng
=> = 1,2 20 = 24 W b Dòng nhiệt do người toả ra :
350W : nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc n là số người làm việc trong phòng
Vì phòng có diện tích 24 m 2 => chọn n = 2
= 350.2 = 700 W c Tổn thất lạnh do các động cơ điện :
Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:
Khi động cơ hoạt động, phần năng lượng biến thành nhiệt năng sẽ tỏa ra môi trường xung quanh Nếu động cơ được đặt trong phòng lạnh, nhiệt năng này sẽ gây ra một phần tổn thất lạnh, ảnh hưởng đến hiệu quả làm lạnh của không gian.
Phần lớn năng lượng còn lại được chuyển hóa thành cơ năng hữu ích, như trong việc vận hành quạt thông gió và động cơ quạt dàn bay hơi Tuy nhiên, khi cơ năng này tác động với không khí trong môi trường, nó sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng, dẫn đến tổn thất lạnh cho kho lạnh Tổn thất lạnh từ các động cơ điện có thể được tính toán theo một công thức cụ thể.
+ Hiệu suất của động cơ
+ = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
+ = : Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh
Cho Ni = 8 kW do là buồn cấp đông nên trong khoảng (8 – 16 kW) [ Trang 116/TL1]
=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
(η=1 chọn động cơ đặt trong phòng) d.Tính dòng nhiệt khi mở cửa:
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức
Với: B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m 2 ]
Tra bảng (4-4) trang 117 TL1 đối với phòng cấp đông có diện tích F= 24 m 2 < 50 m 2 ta có: B = 32
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q3 = 20+700+8000+640= 9360 W Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho kho này là:
Q = Q1 + Q2 + Q3= 1032 + 58150 + 9360 = 68542 W = 68,542 KW e Phụ tải nhiệt cho máy nén:
Do các tổn thất nhiệt trong kho lạnh không xảy ra đồng thời, công suất nhiệt yêu cầu thực tế sẽ nhỏ hơn tổng các tổn thất nhiệt Để tránh việc lựa chọn máy nén có công suất lạnh quá lớn, tải nhiệt của máy nén được tính toán theo "Tiêu chuẩn thiết kế kho lạnh".
2.2.2 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Công suất nhiệt yêu cầu của máy nén phải bù lại tổn thất nhiệt cho phòng Q, tuy nhiên, trong quá trình môi chất di chuyển từ máy nén đến dàn lạnh, sẽ xảy ra các tổn thất trên đường ống và tại các thiết bị trong hệ thống Hơn nữa, máy nén không thể hoạt động liên tục 24 giờ mỗi ngày vì điều này có thể dẫn đến ứng suất mỏi và hư hỏng máy Do đó, công suất lạnh yêu cầu của máy nén cần được xác định một cách chính xác.
Hệ số k được sử dụng để tính toán tổn thất lạnh trong đường ống và các thiết bị của hệ thống lạnh Đối với phòng cấp đông với nhiệt độ -35°C, nhiệt độ dàn bay hơi được chọn với k = 1,1.
+b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
2.3 Tính toán chu trình và lựa chọn thiết bị lạnh
2.3.1 Chọn thông số làm việc a) Chọn môi chất
Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh là R22 vì có những ưu nhược điểm sau:
- Không ăn mòn kim loại
- Khi rò rỉ, không làm hỏng thực phẩm cần bảo quản
- Hòa tan hạn chế dầu
- Gây ô nhiểm môi trường khi bị rò rỉ
Do đó chọn R22 là phù hợp. b) Chọn nhiệt độ bay hơi
-Nhiệt độ của buồng kho lạnh: tf = - 35 0 C Nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế được xác định theo công thức:
1 o b o 35 10 45 t t t t oC [ Trang 204/TL1 ] tf: Nhiệt độ buồng lạnh;
∆t0: hiệu nhiệt độ Đối với dàn bay hơi trực tiếp, nhiệt độ bay hơi lấy thấp hơn nhiệt độ buồng 8 ÷ 13 o C.
-Ta có to = - 45 0 C tra bảng hơi bão hoà của R22 ta có áp suất bay hơi là : p0
= 0,827 bar c) Chọn nhiệt độ ngưng tụ
-Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt:
+Nhiệt độ nước khi vào bình là: t = tư + (3÷4) 0 C
Với: tư - là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với tn35,7 0 C và độ ẩm φ = 81%, ta có: tư = 32,5 0 C
=> t = 32,5 + (3÷4) 0 C = 36 0 C + Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng: t = t + (÷6) 0 C [ Trang 205/TL1 ] Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên t = t + 5 0 C = 36 + 5 = 41 0 C
Nhiệt độ ngưng tụ được tính bằng công thức tk = (t+t)/2 + (4 ÷10) 0 C, với t là 36 và 41 độ C, dẫn đến tk = 43 độ C Chọn ∆tk = 4,5 độ C vì môi trường làm mát là nước Theo bảng hơi bão hòa của R22, áp suất ngưng tụ tương ứng là pk = 16,487 bar.
Ta có tỉ số nén của chu trình: Л = = ,935 > 12 (2-21)
Chọn chu trình hai cấp
Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén, và luôn lớn hơn nhiệt độ bay hơi của môi chất Công thức tính nhiệt độ quá nhiệt là t2 = tqn = t0 + (5÷15) °C, với t0 trong khoảng từ -45 đến 105 °C Nhiệt độ quá lạnh cũng là một yếu tố quan trọng trong hệ thống lạnh.
-Nhiệt độ quá lạnh là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu. tql = tk - ( 3 ÷ 5 ) 0 C = 43-3= 40 0 C
2.3.2 Xây đựng đồ thị lập thông số các điểm nút
Chúng ta có tỷ số nén của chu trình là Л = 0,935 > 12 Do đó, lựa chọn chu trình hai cấp với hai tiết lưu và làm mát trung gian hoàn toàn Dưới đây là sơ đồ nguyên lý của chu trình.
Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lí của chu trình
NCA: Máy nén cao áp
NHA: Máy nén hạ áp
BTG: Bình trung gian b Đồ thị
1-2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ p0 lên ptg
2-3 : làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường hơi bão hoà x=1
3-4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ ptg lên pk
5-5’ : tiết lưu từ áp suất pk vào bình trung gian
5-6 : quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian
6-6’ : tiết lưu từ áp suất pk xuống p0
6’-1’ : bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh c Lập bảng thông số các điểm nút
Từ các thông số ban đầu, sơ đồ hệ thống và đồ thị trên ta có bảng số liệu như sau
Bảng 2.5 Bảng thông số các diểm nút
2.3.3 Tính toán chu trình Áp suất trung gian
Năng suất lạnh riêng q 0 , kJ/kg: q0= h1’ – h6’= 386,29-249,5 = 136,79 kj/kg (2-22)
Năng suất lạnh riêng thể tích q v , kJ/kg q v = = P1,98 kJ/kg (2-23)
Năng suất nhiệt riêng q k kJ/kg qk = (h4 - h5) = (440,5-253,68) = 168,82 kj/kg (2-24)
Cân bằng entanpy ở bình trung gian ta có: m1h5 + (m3-m1).h7 + m1h2 = m3h3 + m1h6 (2-25)
Lưu lượng môi chất tuần hoàn qua hệ thống m = = = 0,75 Kg/s (2-26)
Với - l1: Côngnén riêng cấp hạ áp
- l2: Công nén riêng cấp cao áp
Công nén riêng cấp hạ áp l1 =m1(h2-h1)=0,69(426,02-389,22)= 23,37 kJ/kg
Công nén riêng cấp cao áp l2= =(440,5-402,35) 0,81 = 30,9 kJ/kg
Hệ số lạnh của chu trình ε ε= 2,82 (2-28)
2.3.4 Tính máy nén cấp hạ áp:
Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén hạ áp: m1 = = = =0,69 Kg/s (2-30)
Thể tích hút thực tế qua máy nén hạ áp:
Hệ số cấp của máy nén :
c : hệ số tính đến thể tích chết
tl : hệ số kể đến tổn thất do tiết lưu
w : tổn thất do hơi hút vào xilanh buồng đốt
r : tổn thất do rò rỉ môi chất qua pittong i c tl k
hệ số chỉ thị m = 0,9 ÷ 1,05 đối với máy nén Freon c – tỉ số thể tích chết, c = 0,03 ÷ 0,05 tùy theo từng loại máy nén
∆p0 = 0,05 bar ; ∆pk = ∆ptg= 0,1 bar m = 0,9 cho máy nén freon
C = 0,04: tỉ số thể tích chết của máy nén λ]} (2-33)
w ' w r : hệ số đốt nóng chung máy nén freon thuận dòng: λw’ = = = 0,86 (2-34)
Thể tích hút lí thuyết (thể tích quét bittong)
Hiệu suất chỉ thị của quá trình nén: ηi = λw , + b.to = 0,86 + 0,001.(-45) = 0,815 (2-36)
N s : công nén lí thuyết ηi : hiệu suất chỉ thị được xác định theo biểu thức sau: ηi = λw’ + b.t0 = 0,721+0,001.(-45)= 0,676
Trong đó: b = 0,001; λw’ = T0/Tk to: nhiệt độ bay hơi của môi chất, o C
Công suất ma sát: ms ttHA P ms
P ms : Áp suất ma sát riêng Đây là máy nén Freon thẳng dòng nên chọn P ms = 59 kpa
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, động cơ lắp đặt cần có công suất lớn hơn công suất động cơ điện.
Ta có: Nđc = (1,12,1) Nel (kW)
Chọn hệ số an toàn là 1,2.
2.3.5 Tính máy nén cấp cao áp
Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén cao áp: m3 =m 1
Thể tích hút thực tế
Hệ số cấp của máy nén cao áp:
∆pk = ∆ptg= 0,1 bar m = 0,9 cho máy nén freon
C = 0,05: tỉ số thể tích chết của máy nén
Thể tích hút lý thuyết của máy nén cao áp:
Hiệu suất chỉ thị ηi = + b.ttg = + 0,001.(-8) =0,83
Công suất ma sát ms tt P ms
Công suất tiếp điện của máy nén
Các thiết bị phụ
Để ngăn ngừa hiện tượng ngập lỏng gây hư hỏng máy nén, việc bố trí bình tách lỏng trên đường hơi hút là rất cần thiết Bình tách lỏng có chức năng tách các giọt hơi ẩm còn lại trong dòng hơi trước khi vào máy nén, giúp bảo vệ thiết bị và duy trì hiệu suất hoạt động Nguyên lý hoạt động của bình tách lỏng là một yếu tố quan trọng trong hệ thống nén khí.
Khi tốc độ dòng hơi cao giảm đột ngột xuống khoảng 0,5 đến 1,0 m/s, các giọt lỏng sẽ mất động năng và rơi xuống đáy bình.
Thay đổi đột ngột hướng chuyển động của dòng môi chất có thể gây ra những ảnh hưởng đáng kể Thay vì đưa dòng môi chất vào bình theo phương thẳng đứng, thường thì nó được đưa vào theo những góc độ nhất định.
Tính toán bình tách lỏng Đường kính trong của Dt của bình:
Vh: lưu lượng thể tích dòng hơi qua bình tách lỏng, m3/s.
: tốc độ của hơi môi chất trong bình, m/s lấy ω = 1 m/s
Vh = G x vh =0,446.205,9,8 m3/s m: lưu lượng khối lượng môi chất qua bình, m (kg/s)
Vh: thể tích riêng trạng thái hơi qua bình tách lỏng, trạng thái đó tương ứng với trạng thái hơi hút của máy nén, vh = 205,9 dm3/kg.
Vậy đường kính trong của bình:
Hình 2.5 Cấu tạo bình tách lỏng
Hơi vào, vành gia cường, cửa hơi ra, nón chắn, hơi xả vào và xả đáy là các thành phần quan trọng trong hệ thống tách môi chất lỏng khỏi hơi hút về máy nén Công dụng chính của chúng là đảm bảo hơi hút về máy nén ở trạng thái bão hòa khô, từ đó giúp tránh gây va đập thủy lực cho máy nén.
Chọn bình tách lỏng: Tra bảng 8-18/tr 311 tài liệu [1]
Bảng 2.8 Thông số bình tách lỏng
Loại bình Kích thước mm Khối lượng kg
Bình chứa cao áp được sử dụng để lưu trữ lỏng môi chất ở áp suất cao, giúp giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ Nó cũng duy trì cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu, đảm bảo hoạt động hiệu quả của hệ thống.
-Tính chọn bình chứa cao áp:
-Bình chứa cao áp thường được tính toán để làm việc với áp suất 1,8 Mpa
Theo quy định về an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể tích của toàn bộ hệ thống dàn bay hơi.
Theo bảng 8-17/trang 310 tài liệu [1]
-Chọn bình chứa cao áp nằm ngang hiệu 0,4 PB có dung tích 0,4 m 3 , khối lượng
410 kg và có kích thước:
Bảng 2.9 Thông số bình chứa cao áp
Loại bình Kích thước mm Dung tích m 3 Khối lượng
2.4.3 Thiết bị trung gian ống xoắn
Bình chứa cao áp được lắp đặt ngay sau thiết bị ngưng tụ, thường đặt dưới thiết bị này, và được cân bằng áp suất với bình ngưng thông qua các đường ống cân bằng hơi và lỏng.
Bình trung gian có ống xoắn không chỉ được sử dụng để làm mát trung gian mà còn giúp ngăn chặn dầu từ máy nén cấp thấp xâm nhập vào tuyến lỏng của thiết bị bay hơi, từ đó giảm thiểu lớp bẩn trên bề mặt thiết bị Bình này còn tách lỏng cho môi chất lạnh, giúp nó trở về máy nén cấp cao, đồng thời làm quá lạnh lỏng trước khi tiết lưu vào dàn lạnh, giảm thiểu tổn thất tiết lưu Khi chọn bình trung gian, người ta thường dựa vào đường kính ống hút của máy nén cấp cao.
Ta có đường kính ống hút máy nén cao áp: dh=76,2 mm
Ta chọn được bình trung gian 40C3 có đường kính d=76,2 mm
Hình 2.6 Bình trung gian ống xoắn đặt đứng
1- Hơi hút về máy nén áp cao; 2- Hơi từ đầu đẩy máy nén hạ áp đến, 3- Tiết lưu vào; 4- Cách nhiệt; 5- Nón chắn; 6- Lỏng ra; 7- ống xoắn ruột gà; 8- Lỏng vào; 9- Hồi lỏng; 10- Xả đáy, hồi dầu; 11- Chân bình; 12- Tấm bạ; 13- Thanh đỡ; 14- ống góp lắp van phao; 15- ống lắp van AT, áp kế.
2.4.4 Tháp giải nhiệt và bơm
Tháp giải nhiệt có nhiệm vụ thải nhiệt từ môi chất lạnh ngưng tụ ra môi trường, sử dụng nước làm chất tải nhiệt trung gian Nước vào bình ngưng với nhiệt độ tw1, hấp thụ nhiệt và tăng lên khoảng 4÷5 oC trước khi ra khỏi bình ngưng với nhiệt độ tw2 Nước nóng tw2 được đưa vào tháp giải nhiệt, nơi nó được phun thành các giọt nhỏ và chảy xuống khối đệm Quá trình trao đổi nhiệt diễn ra nhờ không khí đi ngược dòng từ dưới lên trên, thông qua quạt gió cưỡng bức Phần lớn quá trình trao đổi nhiệt và chất diễn ra thông qua sự bay hơi một phần của nước vào không khí, giúp giảm nhiệt độ nước xuống 4÷5 oC và trở về nhiệt độ ban đầu tw1.
Phương trình cân bằng nhiệt có thể viết dưới dạng
Qk – nhiệt lượng thải ra ở bình ngưng tụ, kW;
V – lưu lượng nước, m 3 /s tw1 và tw2- nhiệt độ nước vào và ra khỏi bình ngưng tụ hay nhiệt độ nước ra vào tháp giải nhiệt, o C
C- nhiệt dung riêng của nước, kJ/kg.K ρ- khối lượng riêng của nước, kg/m 3
Lưu lượng nước tuần hoàn có thể xác định theo biểu thức: w 2 w1
Ta có thể tính nhanh tháp giải nhiệt
Ta chọn tháp FRK 40 Bảng 8-22 trang 318 tài liệu [1]
Bảng 2.10 Thông số kỹ thuật của tháp giải nhiệt FRK
Quạt gió Motơ quạt Khối Lượng
(kg) Độ Ồn l/s H D In Out m 3 /ph ϕm m kw Kh ô Ướt dBA
-Để tuần hoàn nước trong hệ thống lạnh cần sử dụng bơm li tâm
Khi chon bơm nước để làm mát bình ngưng cần xác định hai dại lượng cơ bản đó là năng suất của bơm và cột áp.
Năng suất bơm, hay lưu lượng, là thể tích chất lỏng mà bơm cung cấp vào ống đẩy trong một đơn vị thời gian, được ký hiệu là V và đo bằng m³/h, m³/s hoặc l/s Cột áp của bơm, còn gọi là chiều cao áp lực, thể hiện lượng năng lượng tăng lên của chất lỏng khi di chuyển từ miệng hút đến miệng đẩy của bơm, thường được tính bằng mét cột chất lỏng hoặc mét cột nước, ký hiệu là H.
-Chọn bơm : dựa vào lưu lượng nước của tháp giải nhiệt ta chọn được loại bơm phù hợp V= 7,1 l/s
Chọn máy bơm model UVB250-13.7 205
Kích cỡ Nòng Điện áp Lưu Lượng Cột áp Trọng
Hình 2.7 bơm tháp gải nhiệt 2.4.5 Van điện từ
Trong hệ thống kiểm soát dòng môi chất, nguyên lý đóng mở tự động được áp dụng Việc lựa chọn van điện từ Model EV220B 15-50 dựa trên yêu cầu cấp dịch của hệ thống, cùng với các yếu tố như áp suất ngưng tụ, áp suất bay hơi, nhiệt độ và đường ống dẫn lỏng môi chất.
Bảng 2.12 Thông số kỹ thuật van điện từ của hãng DANFOSS-ĐAN MẠCH
Model EV220B 15-50 Đường kớnh kết nối ỉ 42mm
Khi vận hành, bảo dưỡng, sửa chữa hệ thống cần thiết phải cô lập một thiết bị ra khỏi hệ thống
Bảng 2.13 Thông số van chặn
Hãng - model Đường kính kết nối,mm Số lượng
Hình 2.8 Van chặn hãng DANFOSS 2.4.7 Phin sấy lọc
Để đảm bảo loại bỏ cặn bẩn và độ ẩm trong quá trình hoạt động của hệ thống, cần lắp đặt phin sấy lọc trên đường dẫn lỏng trước van tiết lưu và các thiết bị tự động khác nhằm ngăn ngừa tắc nghẽn Việc lựa chọn phin sấy lọc sẽ dựa vào đường kính ống dẫn lỏng ɸ42 trong hệ thống.
Bảng 2.14 Thông số phin sấy lọc DAS 307
Kiểu kết nối hàn Đường kính mm 42
Kính xem gas được lắp đặt sau phin sấy lọc và trước van tiết lưu, nhằm mục đích quan sát chất lượng của môi chất Để phù hợp với mục đích sử dụng và đường kính ống dẫn lỏng ɸ42, chúng ta lựa chọn kính xem gas Danfoss Đan Mạch, model 014-0186.
Bảng 2.15 Thông số kính xem gas DANFOSS
Kiểu kết nối hàn Đường kính mm 42
Để bảo vệ máy nén khỏi sự cố áp suất, việc sử dụng rơ le áp suất kép là cần thiết Rơ le này có chức năng tự động ngắt điện cho máy nén lạnh khi áp suất vượt quá mức cho phép hoặc hạ xuống dưới mức an toàn.
Hãng sản xuất : DANFOSS ( Đan Mạch )
TYPE : KP 15 Đường kính ống : 6 mm ( 1/4″ )
Kiểu kết nối : Rắc co ( Flare ) Áp suất làm việc LP : – 0.7 đến 4 bar
Chức năng Reset : Tự động ( Auto ) Áp suất làm việc HP : 8 đến 32 bar
Chức năng Reset : Chỉnh tay ( Manual ) – Max
Trọng lượng : 0.5 Kg (GW) – 0.43 Kg (NW)
Xuất xứ : Ba Lan ( Poland )
Bảng 2.17 Thông số động cơ lắp đặt
STT TÊN PHỤ TẢI Thông số Dòng định mức
1 Động cơ máy nén 105,9 kW, 380V 189 A
2 Động cơ quạt dàn lạnh 4*550W,380V 5,78 A
3 Động cơ Bơm nước giải nhiệt
4 Bơm nước xả băng 2 kW,380v 9,1 A
5 Quạt Tháp giải nhiệt 1,5 kW,380v 3,94A
Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lí hệ thống 2.5 Tính chọn CB :
Tổng công suất hệ thống lạnh ∑ P :
∑ P = PMN + PQDL + PBNGN +PĐTXB + PĐCTGN [kW]
Cường độ dòng điện định mức của nguồn cấp :
Cường độ dòng điện cắt định mức của Atomat CB nguồn cấp :
Tra Cataloge thông số kỹ thuật MCCB LS ta chọn được Atomat loại 3 pha. Mã số : ABN403C
Cường độ dòng điện danh định : 250 A.
Khả năng ngắn mạch danh định: 42 KA. Điện áp danh định : 380/440 VAC.
CB nguồn cấp máy nén:
Cường độ dòng điện định mức của thiết bị: IđmMN = P/(× Uđm × 0,85)
= 189,2 (A) Cường độ dòng điện cắt định mức của CB máy nén:
Tra Cataloge thông số kỹ thuật MCB LS ta chọn được.
Cường độ dòng điện danh định :250A
Khả năng ngắn mạch danh định: 42 KA. Điện áp danh định : 380/440 VAC.
CB nguồn cấp quạt dàn lạnh :
Cường độ dòng điện định mức của thiết bị: IđmQDN = P/(× Uđm × 0,85) = 2200 /( x 380 x 0,85)
Cường độ dòng điện cắt định mức của CB quạt dàn nóng :
Tra Cataloge thông số kỹ thuật MCB LS ta chọn được MCB-BKN-3P Mã số : BKN-3P
Cường độ dòng điện danh định : 6 – 63 A.
Khả năng ngắn mạch danh định (IEC 60898) : 6 KA. Điện áp danh định : 230/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
CB nguồn cấp bơm nước giải nhiệt :
Cường độ dòng điện định mức của thiết bị: IđmQDL = P/(× Uđm × 0,85) = 1500 /( x 380 x 0,85) = 2,68 (A)
Cường độ dòng điện cắt định mức của CB quạt dàn lạnh :
Tra Cataloge thông số kỹ thuật MCB LS ta chọn được MCB-BKN-3P Mã số : BKN-3P.
Cường độ dòng điện danh định : 6 – 63 A.
Khả năng ngắn mạch danh định (IEC 60898) : 6KA. Điện áp danh định : 230/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
CB nguồn cấp quạt tháp giải nhiệt :
Cường độ dòng điện định mức của thiết bị: IđmQDL = P/(× Uđm × 0,85) = 150 /( x 380 x 0,85) = 2,68 (A)
Cường độ dòng điện cắt định mức của CB quạt dàn lạnh :
Tra Cataloge thông số kỹ thuật MCB LS ta chọn được MCB-BKN-3P Mã số : BKN-3P.
Cường độ dòng điện danh định : 6 – 63 A.
Khả năng ngắn mạch danh định (IEC 60898) : 6KA. Điện áp danh định : 230/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
Bảng 2.18 Bảng chọn CB ( Circuit Breaker ) hãng LS.
STT Loại thiết bị Thông số kỹ thuật Hình ảnh minh họa
Cường độ dòng điện danh định : 250 A.
Khả năng ngắn mạch danh định: 42 KA. Điện áp danh định :230/440 VAC.
Mã số : ABN 403C-3P. Cường độ dòng điện danh định : 250 A.
Khả năng ngắn mạch danh định: 42KA. Điện áp danh định : 380/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
3 CB nguồn quạt dàn lạnh.
Cường độ dòng điện danh định : 6 – 63 A.
Khả năng ngắn mạch danh định (IEC 60898) : 6KA. Điện áp danh định : 230/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
CB nguồn bơm nước tháp giải nhiệt
Cường độ dòng điện danh định : 6 – 63 A.
Khả năng ngắn mạch danh định (IEC 60898) : 6KA. Điện áp danh định : 230/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
5 CB nguồn quạt tháp giải nhiệt
Cường độ dòng điện danh định : 6 – 63 A.
Khả năng ngắn mạch danh định (IEC 60898) : 6KA. Điện áp danh định : 230/400VAC. Đặc tính cắt : Đường cong B,C,D.
-Tính chọn Contactor cho thiết bị phải dựa trên tiêu chuẩn cường độ dòng điện:
Để bảo vệ động cơ máy nén khỏi quá tải, cần tính toán dòng điện định mức của rơ le nhiệt Dòng điện định mức của rơ le nhiệt phải tương ứng với dòng điện định mức của contactor điều khiển động cơ máy nén Rơ le sẽ hoạt động khi đạt đến giá trị định mức này.
Dòng điện của contactor ta chọn:
Ict = Iđm × hệ số khởi động (hệ số khởi động lấy (1,2÷1,4) Iđm)
-Ta chọn contactor có dòng làm việc từ 265 A trở lên là được, dòng của rơ le nhiệt bằng dòng của contactor, IRLN = Ict = 265 A.
Dòng điện của contactor ta chọn:
Ict = Iđm × hệ số khởi động (hệ số khởi động lấy (1,2÷1,4) Iđm)
Ta chọn contactor có dòng làm việc từ 6A trở lên là được.
Contactor bơm nước tháp giải nhiệt :
= 2,68 (A) Dòng điện của contactor ta chọn:
Ict = Iđm × hệ số khởi động (hệ số khởi động lấy (1,2÷1,4) Iđm)
Ta chọn contactor có dòng làm việc từ 4A trở lên là được.
Contactor quạt tháp giải nhiệt :
= 2,68 (A) Dòng điện của contactor ta chọn:
Ict = Iđm × hệ số khởi động (hệ số khởi động lấy (1,2÷1,4) Iđm)
Ta chọn contactor có dòng làm việc từ 4A trở lên là được.
Bảng 2.19 Bảng chọn Contactor điều khiển thiết bị.
T Loại thiết bị Thông số kỹ thuật Hình ảnh minh họa
1 Contactor điều khiển máy nén.
Contactor điều khiển quạt dàn lạnh.
Mã số : MC – 6a 3P-LS Loại 220VAC.
3 Contactor điều khiển quạt bơm tháp giải nhiệt
Mã số : MC – 6a 3P-LS Loại 220VAC.
4 Contactor điều khiển quạt tháp giải nhiệt
Mã số : MC – 6a 3P-LS Loại 220VAC.
2.7 Tính chọn dây cấp nguồn :
Công thức tính toán tiết diện dây dẫn:
- I: Cường độ dòng điện [A]
- P: Công suất điện của thiết bị [W]
- U: Hiệu thế thế hoạt động của thiết bị [V]
- Cos φ: Hệ số công suất, với Cos φ= 0,85
- S: Tiết diện mặt cắt ngang của dây dẫn [mm 2 ]
- J: Mật độ cho phép mà dây dẫn đi qua [A/mm 2 ] Đối với dây dẫn làm bằng đồng: J = 6 [A/ mm 2 ] Đối với dây dẫn làm bằng nhôm: J = 4,5 [A/ mm 2 ]
Tính chọn dây dẫn cấp nguồn cho CB tổng :
Tiết diện dây dẫn : S = [mm 2 ]
Ta chọn dây dẫn làm bằng đồng: J = 6 [A/ mm 2 ].
Vậy dây dẫn có tiết diện S = = = 41,6 [mm 2 ].
Dựa trên bảng tiêu chuẩn IEC – 60439: Chọn dây cấp nguồn cho CB tổng
Tính chọn dây dẫn cho CB cấp nguồn máy nén :
Tiết diện dây dẫn : S = [mm 2 ]
Ta chọn dây dẫn làm bằng đồng: J = 6 [A/ mm 2 ].
Vậy dây dẫn có tiết diện S = = = 31,5 [mm 2 ]
Dựa trên bảng tiêu chuẩn IEC – 60439: Chọn dây cho CB cấp nguồn máy nén
Tính chọn dây dẫn cho CB cấp nguồn quạt dàn lạnh :
Tiết diện dây dẫn : S = [mm 2 ]
Ta chọn dây dẫn làm bằng đồng: J = 6 [A/ mm 2 ].
Vậy dây dẫn có tiết diện S = = = 0,78 [mm 2 ]
Dựa trên bảng tiêu chuẩn IEC – 60439: Chọn dây cho CB quạt dàn nóng
Tính chọn dây dẫn cho CB cấp nguồn bơm nước tháp giải nhiệt :
Tiết diện dây dẫn : S = [mm 2 ]
Ta chọn dây dẫn làm bằng đồng: J = 6 [A/ mm 2 ].
Vậy dây dẫn có tiết diện S = = = 0,536 [mm 2 ]
Dựa trên bảng tiêu chuẩn IEC – 60439: Chọn dây cho CB quạt dàn lạnh
Tính chọn dây dẫn cho CB cấp nguồn quạt tháp giải nhiệt :
Tiết diện dây dẫn : S = [mm 2 ]
Ta chọn dây dẫn làm bằng đồng: J = 6 [A/ mm 2 ].
Vậy dây dẫn có tiết diện S = = = 0,446 [mm 2 ]
Dựa trên bảng tiêu chuẩn IEC – 60439: Chọn dây cho CB quạt dàn lạnh
Bảng 2.20 Bảng chọn dây dẫn (theo tiêu chuẩn IEC - 60439)
STT Loại thiết bị Thông số kỹ thuật Hình ảnh minh họa
1 Dây cấp nguồn CB tổng.
Cường độ dòng điện định mức : 173A Cường độ dòng điện cắt định mức : 207 A Tiết diện dây dẫn : 50 mm 2
2 Dây cấp nguồn CB máy nén.
Cường độ dòng điện định mức : 145 ACường độ dòng điện cắt định mức : 169 ATiết diện dây dẫn :35mm 2
3 Dây cấp nguồn CB quạt dàn lạnh
Cường độ dòng điện định mức : 3,93 A Cường độ dòng điện cắt định mức : 4,71 A Tiết diện dây dẫn : 1mm 2
Dây cấp nguồn CB bơm nước tháp giải nhiệt
Cường độ dòng điện định mức : 3,93 A Cường độ dòng điện cắt định mức : 4,71 A Tiết diện dây dẫn : 1mm 2
5 Dây cấp nguồn CB quạt tháp giải nhiệt
Cường độ dòng điện định mức : 1,3 A Cường độ dòng điện cắt định mức : 1,56 A Tiết diện dây dẫn : 0,5mm 2
Hình 2.11 Sơ đồ mạch điện điều khiển
-Hệ thống sẽ xả băng bằng bơm nước giải nhiệt, khi xả băng hệ thống sẽ ngừng hoạt động
Phần mạch điện
Hình 2.11 Sơ đồ mạch điện điều khiển
-Hệ thống sẽ xả băng bằng bơm nước giải nhiệt, khi xả băng hệ thống sẽ ngừng hoạt động
Mạch điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố như áp thấp, áp cao, và tình trạng hụt nước của bơm nước giải nhiệt cũng như bơm nước xả băng.
Khi xảy ra sự cố như áp thấp, cao áp, áp dầu, hoặc hụt nước của bơm nước giải nhiệt và bơm nước xả băng, đèn cảnh báo sẽ sáng và chuông sẽ kêu Sau khi khắc phục sự cố, bạn cần nhấn nút Reset để hệ thống hoạt động trở lại.
-Kết thúc xả băng quạt dàn lạnh sẽ hoạt động trước làm khô dàn
Khi nhấn nút ON, hệ thống QDL sẽ bắt đầu hoạt động Sau một thời gian, các thiết bị như SV, BNGN và QTGN sẽ hoạt động, cùng với MN (Y-Δ) nhằm giảm dòng điện cho máy nén, giúp tránh hiện tượng sụt áp trên toàn hệ thống.
Khi đến thời gian xả băng, bơm nước xả băng sẽ hoạt động và hệ thống ngừng hoạt động trong quá trình này Khi thời gian xả băng kết thúc hoặc nhiệt độ tại dàn lạnh vượt quá nhiệt độ kết thúc xả băng, bơm nước xả băng sẽ ngừng hoạt động Sau đó, QDL sẽ hoạt động trong một khoảng thời gian nhất định để làm khô dàn trước khi hệ thống khôi phục hoạt động trở lại.
+ Khi có sự cố quá nhiệt FR thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động, đèn báo sự cố sáng và còi kêu báo sự cố.
+ Khi có sự cố áp dầu thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động, đèn báo sự cố sáng và còi kêu báo sự cố.
+ Khi có sự cố áp cao HP thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động, đèn báo sự cố sáng và còi kêu báo sự cố.
+ Khi khắc phục xong sự cố quá nhiệt FR và sự cố áp cao HP thì ta phải nhấn RESET3 để hệ thống hoạt động trở lại.
Khi xảy ra sự cố mất nước, tiếp điểm WP sẽ đóng lại, khiến Timer K1T bắt đầu đếm thời gian để ngắt nguồn cho BNGT Lúc này, đèn báo sự cố mất nước Dd sẽ sáng lên Sau khi khắc phục sự cố, cần nhấn nút RESET5 để khôi phục hoạt động của hệ thống.
- Khi nhấn OFF, QDL và SV mất điện, hệ thống hút kiệt đến áp suất cài đặt CUT OUT = RANGE – DIFF thì ngừng hệ thống.
- Khi nhấn EMER thì toàn bộ hệ thống ngừng hoạt động ngay lập tức.
Dừng hệ thống bình thường:
Khi nhấn OFF, cuộn dây K1A mất điện và tiếp điểm thường mở K1A mở ra, tuy nhiên hệ thống vẫn tiếp tục hoạt động Lúc này, van điện từ sẽ đóng lại, ngừng cấp dịch và hệ thống bắt đầu hút kiệt cho đến khi rơ le áp suất thấp tác động, khiến hệ thống ngừng hoạt động.
Dừng hệ thống khẩn cấp do sự cố:
Khi sảy ra sự cố, ta nhấn nút dừng khẩn cấp EMERGENCY để dừng hệ thống ngay lập tức.
Tắt aptomat tổng của tủ điện
Nhanh chóng tìm hiểu và khắc phục sự cố.
2.10 Bảo vệ thiết bị khi sảy ra các sự cố
Khi nhấn nút OFF, K1A sẽ ngắt nguồn điện, làm cho tiếp điểm thường mở của K1A cắt đứt nguồn van điện từ SV, dẫn đến quá trình hút kiệt Hệ thống sẽ ngừng hoạt động khi rơ le áp suất thấp được kích hoạt.
Cuộn dây K4A trong hệ thống áp cao và rơ le nhiệt có chức năng báo hiệu sự cố qua đèn và còi, đồng thời ngắt toàn bộ hệ thống Để khắc phục sự cố, người dùng chỉ cần nhấn nút Reset3 để khởi động lại hệ thống.
Sự cố hụt nước của bơm:
Tiếp điểm van phao đóng lại WP cấp điện cho K1T tiếp điểm thường đóng củaK1T mở ra ngắt K2(tháp giải nhiệt) ,K3(bơm ),K4 ( máy nén )
Bảo vệ thiết bị khi sảy ra các sự cố
Khi nhấn nút OFF, K1A sẽ ngắt nguồn điện, dẫn đến việc tiếp điểm thường mở K1A tắt nguồn cấp cho van điện từ SV, làm cho quá trình hút kiệt dừng lại Hệ thống sẽ ngừng hoạt động khi rơ le áp suất thấp được kích hoạt.
Cuộn dây K4A trong hệ thống áp cao và rơ le nhiệt có chức năng cung cấp điện, đồng thời kích hoạt đèn và còi báo hiệu khi xảy ra sự cố, giúp ngắt toàn bộ hệ thống Để khắc phục sự cố, người dùng chỉ cần nhấn nút Reset3 để hệ thống hoạt động trở lại.
Sự cố hụt nước của bơm:
Tiếp điểm van phao đóng lại WP cấp điện cho K1T tiếp điểm thường đóng củaK1T mở ra ngắt K2(tháp giải nhiệt) ,K3(bơm ),K4 ( máy nén )
