Bài giảng máy và thiết bị lạnh lê như chính

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 của ngàng kỹ thuật lạnh
1. Trên thế giới
2. Việt Nam
1.2. Ý nghĩa kinh tế và ứng dụng
1. Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm
2. Ứng dụng trong lĩnh vực sấy thăng hoa
3. Ứng dụng trong công nghệ hóa chất
4. Ứng dụng trong điều hòa không khí
5. Ứng dụng trong sinh học Cryô
1.3. Các phương pháp làm lạnh nhân tạo


Chương 2: Môi chất lạnh và chất tải lạnh
I. Môi chất lạnh
2.1. Định nghĩa:
2.2. Yêu cầu của môi chất lạnh
1. Yêu cầu về hoá học
2. Yêu cầu về tính chất vật lý
3. Yêu cầu chất sinh lý
4. Tính kinh tế và môi trường

2.3. Gọi tên môi chất lạnh
1. Môi chất lạnh hữu cơ
- Các Freôn:
2. Các môi chất lạnh vô cơ

3. 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 là chắn bảo vệ chúng ta

4. Môi chất lạnh bị đình chỉ và môi chất lạnh tương lai
4.1. Các môi chất lạnh bị đình chỉ
-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 chỉ hoàn toàn viêc tiêu
thụ HCFC, vd R22. Đối với các
nước đang phát triển có lượng
tiêu thụ trên đầu người nhỏ hơn
0,3 kg/người năm thời hạn trên
được trì hoãn thêm 10 năm.

4.2. Môi chất lạnh tương lai
Thực tế có thể dùng các môi chất lạnh thay thế như sau:
R11 - Chưa tìm được môi chất thay thế thích hợp. Dupont đưa ra R123
nhưng chưa được chấp nhận rộng có lẽ R123 là môi chất quá độ duy nhất
có thể thay thế cho R11 trong các máy lạnh turbin.
R12 - Được thay thế bằng R134a, R401a/b, R409a.
R502 - Thay thế bằng R402a/b, R403b, R408a, R404a, R290…
R22 - Thay thế bẳng R407c, R507, R717, R290, 410A...

1. Môi chất lạnh R134a.
2. Môi chất lạnh 410A
5. Bảo quản và vận chuyển môi chất lạnh


II. Chất mang lạnh trung gian (chất tải lạnh).
2.1. khái niệm
Lý do 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 của một số chất tải lạnh
1. Không khí
2. 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:
3. Các hợp chất hữu cơ: Metannol, Etannol Glycol

III. Dầu máy lạnh
1. Tác dụng, nhiệm vụ của dầu máy lạnh.
2. Yêu cầu của dầu máy lạnh phân loại và ký hiệu


Chương 3 :

Các chu trình máy lạnh

3.1. Chu trình máy lạnh một cấp

3.1.1. Chu trình các nô ngược chiều 3
a. Sơ đồ nguyên lý:

NT

2

DN

b. Đồ thị nhiệt động

MN

4

1

BH
T

P
Tk 3

2
3

2

To
4

S3

1

S1

4

S

i4

1

i3

i1 i2

i

c. Tính toán nhiệt chu trình

3.1.2 Chu trình khô
1. Định nghĩa:
- Lý do sử dụng chu trình khô
2. Sơ đồ nguyên lý và chu trình làm việc của máy nén

3. Các quá trình chủ yếu của chu trình khô

3.1.3 Chu trình quá nhiệt và quá lạnh
1. Định nghĩa:
- Các nguyên nhân làm quá lạnh môi chất
- Các nguyên nhân làm quá nhiệt môi chất
2. Sơ đồ nguyên lý và chu trình quá lạnh, quá nhiệt

3. Các quá trình cơ bản của chu trình quá lạnh, quá
nhiệt:

3.1.4. Chu trình hồi nhiệt.
1. Định nghĩa:
2. Sơ đồ nguyên lý và chu trình làm việc

3. Các quá trình cơ bản của chu trình hồi nhiệt.
3.1.5. Tính toán chu trình máy lạnh một cấp.


3.1.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi t0 và nhiệt độ
ngưng tụ tk đến năng suất lạnh của máy nén.
1. Ảnh hưởng của nhiệt độ ngưng tụ (tk).
P

3’
Pk

tk’

3

2’
2

tk
tcuoái

Po

to
4

tql

1

4’

tk

i

2. Ảnh hưởng của nhiệt độ bay hơi đến năng suất lạnh của
MN
l
P
’

l

2’

tk

3

2

2**

Pk
tcuoái
to

4

Po

4’

tql

1*

i4

i*1 i1
q’o
qo

Kết luận:

tk
1

i


3.2. Chu trình máy lạnh 2 cấp nén
3.2.1. Lý do sử dụng máy lạnh 2 cấp nén
3.2.2. Chu trình làm việc của máy lạnh 2 cấp nén làm mát
TG 1 phần 1 lần tiết lưu.
Các khái niệm: Làm mát hoàn toàn và không hoàn toàn
1. Chu trình và nguyên lý làm việc.

Các quá trình cơ bản:
2. Tính toán nhiệt.

3.2.3. Chu trình làm việc của máy lạnh 2 cấp nén làm mát
trung gian một phần(không hoàn toàn), 2 van tiết lưu
1. Chu trình và nguyên lý làm việc

- Các quá trình cơ bản:
2. Tính toán nhiệt.


3.2.4. Chu trình làm lạnh của máy lạnh 2 cấp nén làm mát
trung gian hoàn toàn và bình trung gian không có ống
xoắn ruột gà, hai lần tiết lưu.
1. Chu trình và nguyên lý làm việc

• Các quá trình cơ bản:
2.Tính toán nhiệt

3.2.5. Chu trình làm việc của ML2 cấp nén làm mát trung gian hoàn
toàn và bình trung gian có ống xoắn ruột gà, hai van tiết lưu
1. Chu trình và sơ đồ nguyên lý làm việc

- Các quá trình cơ bản:
- Ưu nhược điểm và ứng dụng của chu trình:
3.2.6.Tính toán nhiệt chu trình máy lạnh 2 cấp nén.


3.2.7. Chu trình máy lạnh ghép tầng
- Nguyên lý ghép tầng
1. Sơ đồ nguyên lý và đồ thị nhiệt động
lgp
NT
MN1

TL1

R22

R13

tk1

BH-NT

T

tk
t01

TL2

MN2
BH

t02
i

2. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng:

Chương 4: Các thiết bị chính trong hệ thống lạnh
4.1. Máy nén lạnh
4.1.1. Phân loại máy nén lạnh.
- Nguyên lý nén thể tích:
- Nguyên lý nén động học.
4.1.2. Phạm vi sử dụng của các loại máy nén
1. Máy nén trục vít.
Ưu điểm:
Cấu tạo của máy nén trục vít.


Nguyên lý làm việc của máy nén trục vít
Môi chất vào

Môi chất
ra

Cấu tạo của máy nén piston


4.2. Các thiết bị trao đổi nhiệt
4.2.1. Thiết bị ngừng tụ
1.Khái niệm:

2. Phân loại thiết bị ngưng tụ
- Theo môi trường làm mát:
- Theo đặc điểm của quá trình ngưng tụ:

3. Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước
3.1.Thiết bị ngưng tụ ống chùm vỏ bọc nằm ngang
a. Cấu tạo:
Ghi chú:

b. Nguyên lý hoạt động:
c. Những hư hỏng thường gặp và cách khắc phục


4. Thiết bị ngưng tụ kiểu xối tưới
a. Cấu tạo

b. Nguyên lý làm việc
c. Ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng

5. Thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi
a. Cấu tạo:

b. Nguyên lý làm việc
c. Nhận xét ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng


6. Dàn ngưng giải nhiệt gió
6.1. Dàn ngưng không khí đối lưu tự nhiên
a. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

b. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng

6.2. Dàn ngưng không khí đối lưu cưỡng bức
a. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

b. Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng
4.1.5. Tính toán thiết bị ngưng tụ

4.2.2. Thiết bị bay hơi
1. Định nghĩa:
2. Phân loại thiết bị bay hơi.


3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của một số thiết bị bay
hơi.
3.1. Thiết bị bay hơi loại tiếp xúc
3.1.1. Tủ đông tiếp xúc (dàn lạnh tấm phẳng) Plate
Freezer
a. Nguyên lý cấu tạo của tủ đông tiếp xục
1

2

3

H
=
19
95

L =3300

3.1.2. Cấu tạo của dàn lạnh tấm phẳng
Ghi chú:

- Nguyên lý làm việc của dàn lạnh tấm phẳng


3.2. Tủ đông băng chuyền
a. Tủ đông băng chuyền thẳng
-Thiết bị này làm đông rời các sản phẩm, thiết bị cồng kềnh chiếm
nhiều diện tích, cấu trúc hệ thống lạnh và thiết bị phức tạp đặc biệt là 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 các sản
phẩm rời, sản phẩm đặt trên băng
chuyền, chuyển động với tốc độ
chậm, tiếp xúc với không khí đối lưu
cưỡng bức nhiệt độ thấp -35 ÷ -43
0C, sản phẩm đông rất nhanh.

Bộ băng tải dạng xoắn lò xo
từ dưới lên trên Buồng cấp đông
nhỏ gọn, tổn thất nhiệt ít nhưng đòi
hỏi chế tạo, vận hành và sửa chữa
khá 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 hơi làm lạnh kiểu khô ( Tủ đông gió)
a. Cấu tao trong của tủ đông gió
Bảng thông số kỹ thuật

Thiết bị bay hơi làm lạnh kiểu khô
a. Cấu tao.

b. Nguyên lý làm việc
c. Ưu nhược điểm và phạm vi sử sụng


3.4. Thiết bị bay hơi làm lạnh chất lỏng
a. Thiết bị bay hơi kiểu xương cá.
- Cấu tạo và nguyên lý làm việc

- Ưu nhược điểm và phạm vi sử sụng

b. Dàn lạnh ống chùm vỏ bọc (chiller)
a. Cấu tạo

b. Nguyên lý làm việc
c. Ưu nhược điểm và phạm vi sử sụng

1.5. Tính chọn thiết bị bay hơi


4.3. Van tiết lưu
1. Khái niệm:
2. 1.1 Phân loại
- Van tiết lưu tay
- Van tiết lưu màng đàn hồi (VTL màng cân bằng trong và VTL màng
cân bằng ngoài)
- Van tiết lưu điện tử
- Ống mao dẫn.

1.1.1. Van tiết lưu màng cân bằng trong
a. Sơ đồ lắp đặt

b. Cấu tạo và nguyên lý làm việc.

c. Vị trí lắp đặt bầu cảm biến và phạm vi sử dụng


1.1.2. Van tiết lưu màng cân bằng ngoài
a. Sơ đồ lắp đặt

b.Cấu tạo và nguyên lý làm việc.
c. Phạm vi ứng dụng:

Chương 5: Thiết bị phụ và đường ống trong hệ thống lạnh

5.1 Vai trò và vị trí thiết bị phụ trong hệ thống lạnh
5.2 Thiết bị phụ trong hệ thống lạnh
5.2.1 Thiết bị tách dầu (oil separator)
1. Mục đích của tách dầu
2. Vị trí lắp đặt của bình tách dầu
3. Nguyên lý tách dầu
4. Phạm vi sử dụng của bình tách dầu


5. Cấu tạo của một 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)
1. Mục đích và vị trí lắp đặt của thiết bị tách lỏng
a. Mục đích tách lỏng
b. Vị trí lắp đặt
2. Nguyên lý cấu tạo của một số thiết bị tách lỏng
2.1. Nguyên lý tách lỏng


2. Bình tách lỏng kiểu nón chắn
a. Cấu tạo và nguyên lý làm việc

3. 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)
1. Mục đích tách khí không ngưng
2. Nhận biết có khí không ngưng tồn tại trong hệ thống
3. Nguyên nhân tồn tại khí không ngưng trong hệ thống
4. Các phương pháp xả khí không ngưng
a. Phương pháp xả trực tiếp
b. Xả gián tiếp
.
+ Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
của thiết bị tách khí không ngưng


5.2.4. Các thiết bị chứa
1. Bình chứa cao áp (the hight receies liquid).
a. Nhiệm vụ của BCCA.
b. Vị trí lắp đặt.
c. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của BCCA.

2. Bình chứa thấp áp
a. Nhiệm vụ của BCTA
b. Vị trí lắp đặt
c. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của BCTA


3. Bình chứa tuần hoàn
a. Nhiệm vụ:
b. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của BTH
Chú thích:
SV

HF

LF

4. Bình tập trung dầu
a. Nhiệm vụ của BTTD
b. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của BTTD