Bài giảng công nghệ lạnh thực phẩm chương 2 cơ sở lý thuyết và các quá trình và thiết bị của hệ thống lạnh nén hơi

CHƯƠNG II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CÁC QUÁ TRÌNH VÀ THIẾT BỊ CỦA HỆ
THỐNG LẠNH NÉN HƠI

42


MÁY LẠNH NÉN HƠI
Hệ số lạnh (COP)

𝑛ă𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑙ạ𝑛ℎ 𝑄𝑙
ε=
=
𝐶ô𝑛𝑔 𝑛é𝑛
𝑊

43


Nguyên lý làm việc: Quá trình bay hơi AB tại dàn bay hơi (4) môi chất lạnh ở dạng lỏng có nhiệt độ thấp và áp suất
thấp nhận nhiệt từ vật cần làm lạnh, hóa hơi. Hơi mơi chất được máy nén (1) hút về nén lên áp suất cao và nhiệt độ
cao, sau đó được đẩy vào dàn ngưng (2) thải nhiệt cho mơi trường làm mát (khơng khí hoặc nước…) và ngưng tụ ở áp
suất không đổi. Sau khi ngưng môi chất lạnh lỏng qua van tiết lưu (3) hạ xuống áp suất thấp và đi vào dàn bay hơi.
44


2.1. Môi chất lạnh
Môi chất lạnh (R – Refrigerant) (tác nhân lạnh, ga lạnh...): là lưu chất được sử dụng trong
hệ thống máy lạnh. Nhờ nó mà nhiệt được truyền từ nguồn có nhiệt độ thấp ra mơi trường.
Bền vững
hóa học

u cầu chung đối với mơi chất lạnh:
- Tính chất hóa học:
+ Bền vững trong giới hạn làm việc;
+ Khơng ăn mịn các vật liệu chế tạo máy,
khơng phản ứng với dầu bơi trơn, oxy khơng
khí..;
+ An tồn, khơng dễ cháy nổ

Thân thiện
với mơi
trường

An tồn

Mơi
chất
lạnh
Có tính
kinh tế,
khả thi

Hiệu suất
làm việc
cao

45


-Tính chất vật lý
+ Áp suất ngưng khơng q cao;

+ Áp suất bay hơi không được quá nhỏ;
+ Nhiệt độ đông đặc phải thấp hơn dải nhiệt độ làm việc;
+ Ẩn nhiệt hóa hơi càng lớn càng tốt;
+ Năng suất lạnh riêng thể tích lớn;
+ Hệ số dẫn nhiệt và trao đổi nhiệt lớn;
+ Độ nhớt nhỏ;
+ Khả năng hòa tan dầu tốt;
+ Khả năng hịa tan nước tốt;
+ khơng dẫn điện.
- Tính chất sinh lý:
+ Khơng độc hại đối với cơ thể sống;
+ Không ản hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm;
+ Mơi chất cần có mùi đặc biệt để dễ nhận biết khi rị gỉ.
-Ảnh hưởng đến mơi trường (ODP và GWP) và Tính kinh tế

46


Phân loại mơi chất lạnh

Các Freon

• Halocarbons
• Hydrocarbons
• Hỗn hợp mơi chất đồng sơi (R5**)
• Hỗn hợp mơi chất khơng đồng sơi (R4**).

Mơi chất
vơ cơ

• R717
• R744
• R729
• R764

Mơi chất
hữu cơ

• CmHn
• Rượu..

47


48


Hỗn hợp không đồng sôi

Thêm số 4 sau chữ R, tiếp theo là quy ước theo số thứ tự; 01, 02, 03….và các chữ A
hoặc B hay C tùy theo tỉ lệ thành phần các chất

VD. R401A: R32/R125 (50/50%), R407C: R32/R125/R134a (23/25/52)…
Hỗn hợp đồng sôi
Thêm số 5 sau chữ R, tiếp theo là quy ước theo số thứ tự; 01, 02, 03….06
VD. R502 là hỗn hợp 48,8% R22+51,2%R115
Các chất vô cơ
Thêm số 7 sau chữ R, tiếp theo là khối lượng phân tử
NH3: R717, CO2: R744, H2O: R718, khơng khí: R729
49

50


2.2. Các môi chất lạnh thông dụng

NH3 (R717)
- Là chất vơ cơ, khơng màu, có mùi khai (thối);
- Độc hại, gây khó thở, tác động lên niêm mạc mắt;
- Cháy yếu trong khơng khí (ngọn lửa vàng), cháy mạnh trong
oxy, khơng nổ ở đk thường
- Có tính kiềm, làm giấy quỳ chuyển màu xanh;
- Không tác dụng với kim loại đen, tác dụng với kim loại màu;
- Khơng hịa tan dầu bơi trơn, khơng phản ứng hóa học với dầu
bơi trơn
51


52


53


54


55

56


57


58


59


Tác động đến mơi trường của mơi chất lạnh

Làm nóng
tồn cầu
(GWP)

Làm suy giảm
tầng ozon
(ODP)

Tác động
đến môi
trường

Hệ số ảnh
hưởng môi
trường theo

chu trình vịng
đời (LCCP)

60


61


Tiêu chí lựa chọn mơi
chất lạnh
Khơng làm
suy giảm
tầng ozone
(ODP=0)

Ít gây hiệu
ứng nhà
kính (GWP
min)

Đáp ứng
các yêu
cầu khác
62


63

64


2.3. Chất tải lạnh: là môi chất trung gian, nhận nhiệt của đối tượng cần làm lạnh chuyển tới
thiết bị bay hơi.Hệ thống lạnh dùng chất tải lạnh là hệ thống gián tiếp qua chất tải lạnh.

Sơ đồ hệ thống lạnh có sử dụng chất tải lạnh

65


Yêu cầu đối với chất tải lạnh:
+ Nhiệt độ đóng băng thấp;
+ Tính chất nhiệt vật lý tốt;
+ Độ nhớt nhỏ, không tác dụng với kim loại và vật liệu khác
trong hệ thống;
+ Không gây tác động xấu tới con người và môi trường;
+ Không gây ảnh hưởng xấu tới chất lượng sản phẩm;
+ Rẻ tiền, dễ sản xuất.

66