đồ án tìm hiểu hệ thống lạnh nén hơi hai cấp

Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh
MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................................... 3
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN .............................................................................. 4
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................................................. 5
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................................... 6
DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT ................................................................................................... 7
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................................... 8
1.1.Hệ thống máy lạnh nén hơi hai cấp ............................................................................................... 8
1.1.2.Máy lạnh hai cấp không trích hơi TG, làm mát TG không hoàn toàn. ....................................... 9
1.1.3.Máy lạnh 2 cấp có trích hơi TG, làm mát TG không hoàn toàn, có 2 tiết lưu. ......................... 10
1.1.4.Máy lạnh 2 cấp có trích hơi TG, làm mát TG hoàn toàn, có 2 tiết lưu ..................................... 12
1.1.5.Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ bốc hơi. ....................................... 13
1.1.6.Máy lạnh 2 cấp có trích hơi TG, làm mát TG hoàn toàn, bình TG loại ống TĐN .................. 15
1.1.7.Máy lạnh 2 cấp, làm mát trung gian không hoàn toàn, bình trung gian ống xoắn. .................. 17
1.2.Vai trò và ứng dụng..................................................................................................................... 19
1.2.1.Ứng dụng trong chế biến thủy sản ........................................................................................... 19
1.2.2.Ứng dụng trong ngành chế biến và bảo quản thực phẩm ......................................................... 20
1.2.3. Ứng dụng trong công nghiệp hoá chất .................................................................................... 21
1.2.3.Ứng dụng trong các ngành khác............................................................................................... 23
CHƯƠNG 2. HỆ THỐNG MÁY LẠNH NÉN HƠI HAI CẤP........................................................ 25
2.1. Cấu tạo của hệ thống máy lạnh nén hơi hai cấp ......................................................................... 26
2.2. Nguyên lý hoạt động .................................................................................................................. 26
CHƯƠNG 3. CÁC THIẾT BỊ CHÍNH CỦA HỆ THỐNG LẠNH NÉN HƠI HAI CẤP ................ 29
3.1. máy nén ...................................................................................................................................... 29
3.1.2. Máy nén piston ........................................................................................................................ 31
3.1.3. Một số vấn đề cần lưu ý khi sử dụng máy nén ........................................................................ 33
3.2 Thiết bị ngưng tụ (Condenser) ................................................................................................... 36

3.2.1. Vai trò của thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh ................................................................... 36
3.2.1. Phân loại thiết bị ngưng tụ ...................................................................................................... 37
3.3. Thiết bị bốc hơi (Evaporator) ..................................................................................................... 41

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 1


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

3.4. Thiết bị tiết lưu ........................................................................................................................... 43
3.4.1.Van tiết lưu nhiệt tác động trực tiếp......................................................................................... 43
3.4.2.Van tiết lưu nhiệt tác động gián tiếp (pilot) ............................................................................. 46
CHƯƠNG 4. CÁC THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG MÁY NÉN HƠI HAI CẤP ................. 50
4.1. Bình tách khí không ngưng ........................................................................................................ 50
4.2. Bình tách dầu ............................................................................................................................. 50
4.3. Bình tách lỏng ............................................................................................................................ 52
4.4. Bình chứa cao áp ........................................................................................................................ 53
4.5. Bình trung gian........................................................................................................................... 53
4.6. Bình quá lạnh lỏng ..................................................................................................................... 54
4.7.Thiết bị hồi nhiệt ......................................................................................................................... 55
4.8.Bình chứa dầu ............................................................................................................................. 56
4.9.Tháp làm mát nước ..................................................................................................................... 56
4.10.Van điện tử ................................................................................................................................ 57
4.10.1.Van điện tử tác động trực tiếp ................................................................................................ 57
4.10.2.Van điện tử tác động gián tiếp ............................................................................................... 58
4.10.3Van điện tử chuyển dòng bốn ngả ........................................................................................... 59

4.10.3.Đặt tính làm việc của van điện tử........................................................................................... 60
4.11.Van thừa hành pilot ( Van chủ ) ................................................................................................ 60
4.12.3.Lắp đặt.................................................................................................................................... 63
4.13. Đường ống .............................................................................................................................. 63
CHƯƠNG 5. CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP, NGUYÊN NHÂN VÀ DẤU HIỆU .......................... 65
5.1.Mô tơ máy nén không quay......................................................................................................... 65
5.2.Áp suất đẩy quá cao .................................................................................................................... 66
5.3.Áp suất đẩy quá thấp ................................................................................................................... 66
5.4.áp suất hút cao ............................................................................................................................. 67
5.5.Áp suất hút thấp .......................................................................................................................... 67
5.6.Carte bị quá nhiệt ........................................................................................................................ 68
5.7.Dầu tiêu thụ quá nhiều ................................................................................................................ 68
5.8.Nhiệt độ buồng lạnh không đạt ................................................................................................... 69
5.9.Các trục trặc thường gặp ở máy nén ........................................................................................... 69
KẾT LUẬN ....................................................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................................. 72

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 2


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã phát triển rất mạnh mẽ,
đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thuỷ sản. Quá trình chuyển đổi công

nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi môi chất lạnh mới đã
tạo nên một cuộc cách mạng thực sự cho ngành kỹ thuật lạnh nước ta.
Hiện nay, máy lạnh nén hơi dùng động cơ điện đang phổ biến nhất trên thới
giới. Nó chiếm tới hơn 90% tổng công suất máy lạnh hiện có. Như vậy là công suất
của các loại máy lạnh khác gồm máy lạnh hấp thụ, máy lạnh ejector, máy lạnh nhiệt
điện, máy lạnh hiệu ứng xoáy,.. cộng lại vẫn chưa tới 10% tổng công suất máy lạnh
của thế giới. Sở dĩ máy lạnh nén hơi được dùng phổ biến và chiếm một vị trí quan
trọng như vậy, lí do là nó có nhiều tính ưu việt như gọn, nhẹ, sử dụng dễ dàng,
thuận tiện phạm vi sinh lạnh - làm lạnh lớn từ +20oC đến ±0oC, -40oC, -60oC, 120oC và thấp hơn nữa. Đặc biệt, hệ thống lạnh nén hơi hai cấp lại có nhiều ưu
điểm nổi trội và được sử dụng rộng rãi hơn trong các nhà máy chế biến thủy sản.
Do thời gian và kiến thức có hạn, chưa có nhiều tiếp xúc thực tế, được sự cho
phép của khoa và sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Công Bỉnh, em đã có những tìm
hiểu về đề tài hệ thống lạnh nén hơi hai cấp. Trong quá trình thực hiện vẫn còn
nhiều thiếu xót và bất cập rất mong nhận được ý kiến đóng góp và chỉ dạy của thầy
cô.
Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn sự giảng dạy từ thầy cô và sự hổ trợ
nhiệt tình bạn bè và gia đình đã giúp em hoàn thành đồ án đúng thời gian quy định.

TP.HCM, ngày 15 tháng 05 năm 2017
Sinh viên thực hiện

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 3


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................

TP.HCM, ngày tháng 05 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 4


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh
DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Máy lạnh hai cấp không trích hơi TG, làm mát TG không hoàn toàn .............................. 10
Hình 1.2: Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung TG, làm mát TG không hoàn toàn, có tiết lưu ............ 11
Hình 1.3: Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian hoàn toàn, có tiết lưu .......... 13
Hình 1.4: Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ bốc hơi ................................. 14
Hình 1.5: Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ bốc hơi ................................. 15
Hình 1.6: Máy lạnh 2 cấp có trich hơi TG, làm mát TG hoàn toàn, bình trung gian loại ................. 16
Hình 1.7: Máy lạnh 2 cấp có trích hơi TG, làm mát TG hoànt toàn, bình trung gian loạị ống xoắn 18
Hình 2.1: Chu trình 2 tiết lưu, quá lạnh lỏng môi chất, làm mát TG hơi nén, nhưng chỉ sử dụng một
máy nén trục vis hoặc tuban MN ...................................................................................................... 28
Hình 3.1: Đồ thị p - v ........................................................................................................................ 31
Hình 3.2: Quá trình nén thực............................................................................................................. 32
Hình 3.3: Thiết bị ngưng tụ ............................................................................................................... 37
Hình 3.4: Bình ngưng ống nước nằm ngang ..................................................................................... 38
Hình 3.5: Thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi .......................................................................................... 40
Hình 3.6: Thiết bị bay hơi làm lạnh chất lỏng................................................................................... 41
Hình 3.7: Thiết bị bốc hơi kiểu xương cá ......................................................................................... 42
Hình 3.8: Cấu tạo van tiết lưu của Danfoss....................................................................................... 43
Hình 3.9: Cấu tạo van tiết lưu nhiệt kiểu TE 12/20 và TE 55 của Danfoss ...................................... 46
Hình 3.10: Van tiết lưu nhiệt pilot kiểu PHT85 của Danfoss ........................................................... 47
Hình 3.11: Van tiết lưu điện tử kiểu RTC của Englrhof ................................................................... 48
Hình 4.1: Bình tách khí không ngưng ............................................................................................... 50
Hình 4.2: Bình tách dầu .................................................................................................................... 51
Hình 4.3: Bình tách lỏng ................................................................................................................... 52
Hình 4.4: Bình chứa cao áp ............................................................................................................... 53
Hình 4.5: Bình trung gian có ống xoắn ............................................................................................. 54
Hình 4.6: Thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng kiểu ống lồng dùng để quá lạnh dòng........................ 55
Hình 4.7: Bình hồi nhiệt .................................................................................................................... 55
Hình 4.8: Bình chứa dầu ................................................................................................................... 56
Hình 4.9: Tháp giải nhiệt .................................................................................................................. 57

Hình 4.10: Van điện tử tác động trực tiếp ( Direcl operation) .......................................................... 57
Hình 4.11: Giới thiệu van điện tử tác động gián tiếp hay có trợ động (Servoperation) .................... 58
Hình 4.12: Van điện tử chuyển dòng bốn ngã tác động gián tiếp của hãng Ranco (Mỹ) ................. 59
Hình 4.13: Đặc tính làm việc của van điện tử ................................................................................... 60
Hình 4.14: Van chủ PM của hãng Pilot............................................................................................. 61
Hình 4.15: Van chủ PM1 và PM3 của hãng Danfoss........................................................................ 62
Hình 4.16: Mối quan hệ giữa kV (m3/h) và lift (mm) ...................................................................... 62
Hình 4.17: Mắt gas ............................................................................................................................ 63

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 5


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh
DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1: Điểm MOP (áp suất làm việc tối đa) ................................................................... 44
Bảng 3.2: Tổn thất áp suất Δp3, bar ở hiệu nhiệt chiều cao Δh, m giữa giàn bay hơi và bình
chứa ...................................................................................................................................... 45
Bảng 3.3: Hệ số hiệu chỉnh năng suất lạnh .......................................................................... 46
Bảng 5.1: Các nguyên nhân và dấu hiệu mô tơ không quay................................................ 65
Bảng 5.2: Các nguyên nhân và dấu hiệu áp suất đẩy cao .................................................... 66
Bảng 5.3: Các nguyên nhân và dấu hiệu áp suất đẩy thấp ................................................... 67
Bảng 5.4: Các nguyên nhân và dấu hiệu áp suất hút cao ..................................................... 67
Bảng 5.5: Các nguyên nhân và dấu hiệu áp suất hút thấp ................................................... 67
Bảng 5.6: Các nguyên nhân và dấu hiệu khi có tiếng phát lạ từ máy nén ........................... 68
Bảng 5.7: Các nguyên nhân và dấu hiệu carte quá nhiệt ..................................................... 68

Bảng 5.8: Các nguyên nhân và dấu hiệu áp dầu tiêu thụ nhiều ........................................... 68
Bảng 5.9: Các nguyên nhân và dấu hiệu nhiệt độ buồng lạnh không đạt ............................ 69
Bảng 5.10: Các trục trặc của máy nén lạnh và nguyên nhân ............................................... 69

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 6


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

DANH MỤC CHỮ CÁI VIẾT TẮT
MN

Máy nén

MNCA

Máy nén

MNTA

Máy nén thấp áp

MOP

Áp suất làm việc tối đa

NTA

Nén thấp áp

TBLM

Thiết bị làm mát

TBNT

Thiết bị ngưng tụ

TBBH

Thiết bị bay hơi

TG

Trung gian

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 7


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1.
Hệ thống máy lạnh nén hơi hai cấp
1.1.1.
Định nghĩa:
Hệ thống lạnh hai cấp là hệ thống lạnh thực hiện việc nén môi chất ở hai
cấp áp suất, hơi môi chất được cấp hạ áp nén lên thiết bị trung gian và hơi
trung áp tiếp tục được nén lên thiết bị ngưng tụ
Hệ thống nén có thể thực hiện theo hai cách:

Dùng hai máy nén một cấp riêng biệt: Máy nén cùng thấp áp, máy
nén cao áp.

Dùng một máy nén hai cấp có hai cấp nén trông một cacte.
Ở chu trình làm việc của máy lạnh nén hơi, ta thấy áp suất ngưng tụ Pk phụ
thuộc vào vị trí địa lý có khí hậu hàn đới, ôn đới hay nhiệt đới, phụ thuộc vào thời
tiết lạnh, ôn hòa hay nóng bức, và phụ thuộc cả vào thời gian ban đêm hay ban
ngày. Còn Po thì phụ thuộc vào yêu cầu làm lạnhít hay nhiều mà có trị số Po có hay
thấp, áp suất thường hay áp suất chân không. Ngày nay xu thế cần nhiệt độ to khá
thấp, ví dụ lạnh đông nhanh thực phẩm phải cần nhiệt độ của không khí ( môi
trường tải lạnh) khoảng -40oC, nên nhiệt độ phải khoảng -50oC, do đó Po cũng rất
nhỏ, cho nên tỉ số

𝑃𝑘
𝑃𝑜

rất lớn. Chênh lệch áp suất

𝑃𝑘
𝑃𝑜

lớn thì hệ số lạnh của hệ thống

máy sẽ thấp, máy lạnh làm việc với hiệu suất không cao. Tỉ số áp suất ( tỉ số nén)
càng cao thì việc thiết kế, chế tạo càng phức tạp tốn kém, và dĩ nhiên là tuổi thọ của
máy càng thấp.
Máy lạnh nén hơi với Po, to thấp thì nhiệt độ cuối của quá trình nén rất cao,
nhất là đối với môi chất lạnh NH3, cho nên dầu bôi trơn mất tác dụng, dầu sẽ còn bị
phân hủy thành các chất có hại khác, roăng đệm kín cũng như một số phụ kiện khác
cũng bị biến đổi. Vì vậy khi tỉ số nén lớn hơn 9 hoặc 10, hiệu số áp suất Pk – Po >
12 đối với máy nén lạnh NH3, Pk – Po > 8 đối với máy lạnh freon thì phải chuyển
sang chu tình nén lạnh hai hay nhiều cấp có làm mát trung gian. Việc chuyển sang
máy nén lạnh hai cấp sẽ có nhiều ưu điểm:
-

Giảm nhiệt độ cuối của quá trình nén ( t4 < 𝑡4′ ).
Giảm công nén so với máy nén một cấp .
Độ an toàn, tin cậy trong vận hành rất cao, tăng tuổi thọ của máy.
Tăng hệ số vận chuyển .
Có được hai chê độ làm lạnh với t01 và t02

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 8


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Có được t02 khá thấp, đáp ứng cho yêu cần lạnh đông nhanh với nhiệt độ môi

trường tải lạnh -35oC -> -40oC (to = -45oC -> -50oC)
Tuy vậy, việc lựa chọn chu trình một hay hai cấp nén còn phụ thuộc vào nhiều
điều kiện của từng trường hợp cụ thể, vì một cấp nén vẫn có ưu điểm cơ bản so với
hai cấp nén là đơn giản, dễ sử dụng, ít thiết bị và gía thành rẽ hơn. Đây là bài toán
khó về kinh tế - kỹ thuật.
Có nhiều chu trình hai cấp nén khác nhau, ở đây tôi xin giới thiệu giản lược
một số chu trình tiêu biểu sau:

1.1.2.
Máy lạnh hai cấp không trích hơi trung gian, làm mát trung
gian không hoàn toàn.
Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết:
Chu trình: Hơi môi chất với các thông số trạng thái po, t1 được máy nén
thấp áp NTA (Hình 1.1) nén đoạn nhiệt đến áp suất pt, t2. Hơi môi chất được đưa
vào thiết bị làm mát trung gian,môi chất nhả nhiệt cho môi trường làm mát theo quá
trình 2 – 3. Đây là quá trình làm mát không hoàn toàn, điểm 3 ở vùng quá nhiệt; ta
lấy t3 = t5. Sau thiết bị làm mát trung gian hơi trung áp được đưa vào máy nén áp cao
NAC và được nén đọan nhiệt đến áp suất pk, t4. Sau nén cao áp môi chất được đưa
đến thiết bị ngưng tụ và ngưng tụ thành lỏng hoàn toàn ứng với thông số trạng thái
điểm 5. Lỏng sau thiết bị ngưng tụ được đưa đến van tiết lưu và tiết lưu từ pk xuống
po ứng với thông số trạng thái điểm 6 rồi đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt trở về
thông số trạng thái điểm 1.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 9


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.1: Máy lạnh hai cấp không trích hơi trung gian, làm mát trung gian không
hoàn toàn
MNTA: máy nén thấp áp; MNCA: máy nén cao áp; TBLM: thiết bị làm mát;
TBNT: thiết bị ngưng tụ; VTL: van tiết lưu; TBBH: thiết bị bay hơi.

Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian
không hoàn toàn, có 2 tiết lưu.
1.1.3.

Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết:

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 10


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.2: Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian không hoàn
toàn, có 2 tiết lưu
12: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở máy nén thấp áp; 23: quá trình
làm mát ở thiết bị làm mát; 34 và 10-4 quá trình hoà trộn 2 dòng môi chất lạnh; 45:
quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở máy nén cao áp; 56: quá trình ngưng tụ
đẳng áp ở thiết bị ngưng tụ; 67: quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 1; 89: quá trình tiết
lưu ở van tiết lưu 2; 91: quá trình bay hơi ở thiết bị bay hơi.
MNTA: máy nén thấp áp; MNCA: máy nén cao áp; TBLM: thiết bị làm mát;

TBNT: thiết bị ngưng tụ; VTL1: van tiết lưu 1; VTL2: van tiết lưu 2; TBBH: thiết
bị bay hơi.
Chu trình: Trong sơ đồ này (Hình 4.4) môi chất đi qua máy nén thấp áp và máy
nén áp cao không bằng nhau do có trích một phần hơi trung gian, hơi này tạo ra sau
tiết lưu TL1. Hơi môi chất với áp suất po, nhiệt độ T1 được nén ở máy nén thấp áp
đến áp suất trung gian pTG. Tiếp theo được làm mát đến điểm 3 ở thiết bị làm mát
trung gian. Sau khi ra khỏi thiết bị làm mát trung gian hơi môi chất được hỗn hợp
với buồng hơi bão hòa khô sau van tiết lưu TL1 ứng với thông số trạng thái 10 tạo
thành hỗn hợp có thông số trạng thái 4. Máy nén cao áp nén đến áp suất pk ứng với
điểm 5. Hơi cao áp được đưa vào bộ ngưng và ngưng tụ đến điểm 6. Lỏng tiết lưu

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 11


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

qua tiết lưu 1 đến trạng thái 7. Phần hơi  sinh ra sau van tiết lưu TL1 với trạng thái
10 được đưa trở lại đầu hút máy nén áp cao; phần lỏng với trạng thái 9 đi tiếp qua
van tiết lưu TL2 vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt qo đến thông số trạng thái 1 rồi về
đầu hút máy nén thấp áp.

1.1.4.
Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian
hoàn toàn, có 2 tiết lưu
Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết:
Chu trình: Hơi môi chất sau thiết bị bay hơi với các thông số trạng thái 1

(po, t1) được máy nén thấp áp NTA (Hình 4.5) nén đoạn nhiệt đến trạng thái 2 với áp
suất ptg rồi đưa sang bình trung gian, làm mát đẳng áp, làm mát hoàn toàn đến trạng
thái 3 nhờ một phần lỏng  bay hơi ở bình trung gian. Hơi bảo hòa khô đi vào máy
nén cao áp NCA, nén tới pk theo quá trình 34 rồi tới thiết bị ngưng tụ, ngưng tụ
đẳng áp, nhả nhiệt qk theo quá trình 45. Lỏng cao áp qua van tiết lưu TL1, tiết lưu
theo quá trình 56 đến ptg rồi đi vào bình trung gian. Tại bình trung gian phần hơi 
sinh ra sau van tiết lưu TL1 được đưa về đầu hút máy nén cao áp, phần lỏng  bay
hơi để làm mát hoàn toàn 1 kg hơi qua nhiệt trung áp, phần lỏng còn lại (1 kg)
được đưa đến van tiết lưu TL2 tiết lưu theo quá trình 78 đến đến áp suất po rồi đưa
vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt qo theo quá trình 81 rồi trở về máy nén thấp áp NTA.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 12


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.3: Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian hoàn
toàn, có 2 tiết lưu

12: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở máy nén thấp áp; 23: quá trình
làm mát hoàn toàn trong bình trung gian; 34: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng
entropy ở máy nén cao áp; 45: quá trình ngưng tụ đẳng áp ở thiết bị ngưng tụ; 56:
quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 1; 78: quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 2; 81: quá
trình bay hơi ở thiết bị bay hơi.
MNTA: máy nén thấp áp; MNCA: máy nén cao áp; TBNT: thiết bị ngưng tụ;
VTL1: van tiết lưu 1; VTL2: van tiết lưu 2; TBBH: thiết bị bay hơi.

1.1.5.
bốc hơi.

Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ

Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết:
Do yêu cầu bảo quản hay gia công lạnh các mặt hàng ở nhiệt độ khác nhau ta
lắp đặt hệ thống máy lạnh 2 cấp có hai chế độ bốc hơi. Trong sơ đồ nguyên lý có
lắp thiết bị bay hơi trung gian BHTG làm việc với các thông số ptg, ttg.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 13


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.4: Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ bốc hơi
12: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở máy nén thấp áp; 23: quá trình
làm mát hoàn toàn trong bình trung gian; 34: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng
entropy ở máy nén cao áp; 45: quá trình ngưng tụ đẳng áp ở thiết bị ngưng tụ; 56:
quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 1; 78: quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 2; 73: quá
trình bay hơi ở thiết bị bay hơi số 1; 81: quá trình bay hơi ở thiết bị bay hơi số 2.
Chu trình: Hơi môi chất sau thiết bị bay hơi thấp áp TBBH2 với thông số
trạng thái 1 (po, t1) được máy nén áp thấp NTA (Hình 4.6) nén đoạn nhiệt theo quá
trình 12 đến ptg rồi đi vào bình trung gian, được làm mát hoàn toàn đến điểm 3 nhờ
một phần lỏng  bay hơi ở bình trung gian. Hơi bảo hòa khô đi ra khỏi bình trung

gian vào máy nén cao áp NCA, nén tới pk rồi tới thiết bị ngưng tụ, ngưng tụ đẳng áp
theo quá trình 45, nhả nhiệt qk. Lỏng cao áp qua van tiết lưu TL1, tiết lưu theo quá
trình 56 đến áp suất ptg rồi đi vào bình trung gian. Tại bình trung gian phần hơi 
sinh ra sau van tiết lưu 1 được đưa về đầu hút máy nén cao áp, phần lỏng  bay hơi
làm mát hoàn toàn 1kg hơi quá nhiệt trung áp, phần lỏng  đưa sang thiết bị bay hơi
TBBH1, phần lỏng 1 kg còn lại được đưa đến van tiết lưu TL2 tiết lưu theo quá
trình 78 đến áp suất po rồi đưa vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt qo theo quá trình 81
rồi trở về máy nén thấp áp NTA.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 14


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.5: Máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, có 2 chế độ bốc hơi

1.1.6.
Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian hoàn
toàn, bình trung gian loại ống trao đổi nhiệt (ống xoắn lò xo)
Mục đích dùng bình trung gian có ống trao đổi nhiệt (ống xoắn lò xo):
Đối với các xí nghiệp lạnh có công suất lớn thì có nhiều thiết bị bay hơi phải
đặt tương đối xa hoặc cao so với giàn máy. Do đó dịch lỏng cấp đến thiết bị bay hơi
có tổn thất áp suất tương đối lớn. Nếu dùng áp suất pTG để cấp lỏng cho các thiết bị
bay hơi này thì sẽ không đảm bảo có đủ lượng môi chất cần thiết, do đó sẽ không
đạt năng suất lạnh cần thiết. Để khắc phục ta dùng bơm lỏng bơm dịch từ bình trung
gian đến các thiết bị bay hơi ở xa hoặc đưa dịch lỏng với áp suất pk từ thiết bị ngưng

tụ tới ống trao đổi nhiệt (thông dụng là ống xoắn lò xo) trong bình trung gian để quá
lạnh rồi đưa đến thiết bị bay hơi và chỉ tiết lưu 1 lần ngay tại thiết bị bay hơi.
Ống xoắn lò xo nhằm làm quá lạnh môi chất trước van tiết lưu, giảm bớt tổn
thất không thuận nghịch trong quá trình tiết lưu từ pk đến po.
Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết:

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 15


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.6: Máy lạnh 2 cấp có trich hơi trung gian, làm mát trung gian hoàn toàn,
bình trung gian loại ống xoắn
12: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở máy nén thấp áp; 23: quá trình làm
mát hoàn toàn trong bình trung gian; 34: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở
máy nén cao áp; 45: quá trình ngưng tụ đẳng áp ở thiết bị ngưng tụ; 56: quá trình
tiết lưu ở van tiết lưu 1; 78: quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 2; 81: quá trình bay hơi
ở thiết bị bay.
- Dòng chất lỏng chính tới thiết bị bay hơi chỉ tiết lưu 1 lần ở van tiết lưu
TL2 theo quá trình 7-8.
- Dòng môi chất lỏng chính được làm quá lạnh theo quá trình 5-7 nhờ
lượng lỏng trung áp 
bốc hơi ở bình trung gian theo quá trình 9-3.
- Độ chênh nhiệt thn = t7 – t9 còn gọi là độ hoàn nhiệt, đánh giá mức độ
hoàn thiện nhiệt động của sơ đồ, thn càng bé càng tốt. Thông thường thn =
34oC.

So sánh hai loại bình trung gian:
Bình trung gian không có ống xoắn lò xo:

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 16


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

+ Ưu điểm:
- Cấu trúc đơn giản, dễ chế tạo.
- Độ hoàn nhiệt bằng không: thn =0.
+ Nhược điểm:
- Dầu dễ bị cuốn từ bình trung gian vào thiết bị bay hơi .
- Khó cấp môi chất cho các thiết bị bay hơi có trở lực lớn. Bình trung gian
không có ống xoắn lò xo dùng khi các thiết bị bay hơi gần phòng máy; nếu không
phải dùng kèm bơm cấp dịch.
Bình trung gian có ống xoắn lò xo:
+ Ưu điểm:
- Dễ dàng cấp lỏng cho thiết bị bay hơi.
- Dễ tự động hóa và điều khiển.
+ Nhược điểm:
- Cấu tạo phức tạp hơn.
- Độ hoàn nhiệt thn > 0 nên hiệu quả kém hơn bình trung gian rỗng.
Trong thực tế loại bình trung gian ống xoắn thông dụng hơn.

1.1.7.

Máy lạnh 2 cấp, làm mát trung gian không hoàn toàn, bình
trung gian ống xoắn.
Sơ đồ nguyên lý, đồ thị, chu trình lý thuyết:

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 17


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hình 1.7: Máy lạnh 2 cấp có trích hơi trung gian, làm mát trung gian hoànt toàn,
bình trung gian loại ống xoắn
12: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng entropy ở máy nén thấp áp; 23: quá trình
làm mát hoàn toàn trong bình trung gian; 34: quá trình nén đoạn nhiệt, đẳng
entropy ở máy nén cao áp; 45: quá trình ngưng tụ đẳng áp ở thiết bị ngưng tụ; 56:
quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 1; 78: quá trình tiết lưu ở van tiết lưu 2; 81: quá
trình bay hơi ở thiết bị bay.
- Dòng chất lỏng chính tới thiết bị bay hơi chỉ tiết lưu 1 lần ở van tiết lưu
TL2 theo quá trình 7-8.
- Dòng môi chất lỏng chính được làm quá lạnh theo quá trình 5-7 nhờ
lượng lỏng trung áp 
bốc hơi ở bình trung gian theo quá trình 10-9.
- Độ chênh nhiệt thn = t7 – t10 còn gọi là độ hoàn nhiệt, đánh giá mức độ
hoàn
- thiện nhiệt động của sơ đồ, thn càng bé càng tốt. Thông thường thn =
34oC.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 18


Đồ án học phần

1.2.

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Vai trò và ứng dụng

Ngày nay,các hệ thống lạnh nén hơi đã phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng
với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành ngành kỹ
thuật có vai trò vô cùng quan trọng trong nhiều lĩnh vực, không thể thiếu được trong
đời sống và kỹ thuật của tất cả các nước.
1.2.1.
Ứng dụng trong chế biến thủy sản
Ứng dụng trong một số hệ thống lạnh cơ bản như sau :
-

Hệ thống lạnh sản xuất đá cây

-

Hệ thông lạnh sản xuất đá vảy

-

Hệ thống lạnh cấp đông băng chuyền

-

Hệ thống cấp đông tủ đông tiếp xúc

-

Hệ thống lạnh kho bảo quản đông

 Hệ thống lạnh sản xuất đá cây.
Trong nhà máy chế biến thì như cầu cần sử dụng đá là rất lớn, vì vậy để đáp
ứng nhu cầu này thì việc sản xuất đá là cực kỳ quan trọng.
Hiện nay, đang có hệ thống sản xuất đá cây đáp ứng cho sản xuất và sử dụng.
Đá cây được đặt trong các khuôn có khối lượng 50kg và được làm lạnh trong bể
nước muối. Nồng độ muối trong bể thường xuyên thay đổi do trong quá trình vận
hành châm nước vào khuôn đá thì nước bị chảy xuống bể.
Hệ thống lạnh sản xuất đá cây hiện nay đang vận hành ổn định cung cấp cho
nhà máy lượng đá để sản xuất
Khi vận hành hệ thống cần chú ý đến chất lượng của nươc trong bể.
Hệ thống lạnh của sản xuất đá vảy
Do đá cây có nhiều nhược điểm và không đảm bảo yêu cầu vệ sịnh nên hiện
nay chủ yếu sử dụng đá vả để sản xuất trong các chế biến.
- Máy đá vảy tạo ra các mảnh đá nhỏ, quá trình thực hiện trong cối đá có hai
lớp ở giữa là môi chất lạnh lỏng bay hơi
- Cối đá có dạng hình trụ tròn được chế tạo từ vật liệu inox,có hai lớp. Ở giữ
hai lớp là môi chất lỏng bão hòa. Nước được bơm tuần hoàn từ bể chứa được đặt
phía dưới bơm lên khay chưa nước phía trên. Nước từ khay chảy qua hệ thống ống
phun lên bề mặt bên rong của trụ được làm lạnh, một phần đông lại thành đá trên bề
mặt còn lại chảy xuống và tiếp tục được bơm lên.

-

Khi đá có đủ độ dày thì được dao cắt quay tròn cắt rơi xuống bể chứa đá.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 19


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

- Dao cắt được gắn trên trục quay đồng trục với cối đá và được xoay nhờ
động cơ phía trên..
Ưu Điểm
-

Chi phí đầu tư nhỏ do không cần trang bị bể muối, hệ thống cầu trục…

-

Thời gian làm đá ngắn thường sau khoảng 1 giờ là co đá để sử dụng.

- Chi phí vận hành nhỏ, do hệ thống đá vảy rất đơn giản ít trang thiết bị hơn
máy đá cây nên chi phí vận hành cũng thấp hơn.
-

Đảm bảo vệ sinh và chủ động trong sản xuất

-

Tổn thất năng lượng nhỏ.

Nhược điểm
- Đá vẩy có kích thước nhỏ nên chỉ sử dụng tại chỗ là chủ yếu, kho vận
chuyển đi xa và bảo quản lâu ngày.
-

Cối đá là thiết bị khó chế tạo nên giá thành công

Hệ thống lạnh cấp đông tủ đông tiếp xúc
Hệ thống tủ đông tiếp xúc là hệ thống không thể thiếu trong các nhà máy chế
biến thủy sản. Hiện nay so yêu cầu về chất lượng sản phẩm ngày càng cao nên đòi
hỏi thời gian cấp đông cho phép không được quá dài. Trước khi ta sử dụng phương
pháp cấp dịch từ bình chống chàn nhưng ngày nay sử dụng phương pháp cấp dịch
trực tiếp cưỡng bức bằng bơm.
Hệ thống lạnh cấp đông tủ tiếp xúc được sử dụng để cấp đông các sản phẩm
block. Sản phẩm dạng khối này được đưa vào trong các khay và các khay được đặt
lên các tấm lắc để cấp đông.
- Hiện nay trong các nhà máy có sử dụng hệ thống liên hoàn để chạy cho các
tủ đông tiếp xúc. Hệ thống cấp đông tủ đông tiếp xúc sử sụng hai loại môi chất chủ
yếu NH3 và R22. Hai hệ thống này chạy độc lập với nhau
Hệ thống lạnh kho bảo quản lạnh.
Trong các nhà máy chế biến, sản phẩm khi được cấp đông xong thì phải đưa đi
bảo quản để giữ cho chất lượng sản phẩm không bị thay đổi.
1.2.2.
Ứng dụng trong ngành chế biến và bảo quản thực phẩm
Tác dụng của nhiệt độ thấp đối với thực phẩm
Ở nhiệt độ thấp các phản ứng hoá sinh trong thực phẩm bị ức chế. Trong phạm

vi nhiệt độ bình thường cứ giảm 100C thì tốc độ phản ứng giảm xuống 1/2 đến 1/3

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 20


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

lần.
Nhiệt độ thấp tác dụng đến hoạt động của các men phân giải nhưng không
tiêu diệt được chúng. Nhiệt độ xuống dưới 00C, phần lớn hoạt động của enzim bị
đình chỉ. Tuy nhiên một số men như lipaza, trypsin, catalaza ở nhiệt độ -1910C cũng
không bị phá huỷ. Nhiệt độ càng thấp khả năng phân giải giảm, ví dụ men lipaza
phân giải
mỡ.
Các tế bào thực vật có cấu trúc đơn giản, hoạt động sống có thể độc lập với cơ thể
sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh cao, đa số tế bào thực vật không bị chết khi nước
trong nó chưa đóng băng.
Tế bào động vật có cấu trúc và hoạt động sống phức tạp, gắn liền với cơ thể
sống. Vì vậy khả năng chịu lạnh kém hơn. Đa số tế bào động vật chết khi nhiệt độ
giảm xuống dưới 40C so với thân nhiệt bình thường của nó. Tế bào động vật chết là
do chủ yếu độ nhớt tăng và sự phân lớp của các chất tan trong cơ thể. Một số loài
động vật có khả năng tự điều chỉnh hoạt động sống khi nhiệt độ giảm, cơ thể giảm
các hoạt động sống đến mức nhu cầu bình thường của điều kiện môi trường trong
một khoảng thời gian nhất định. Khi tăng nhiệt độ, hoạt động sống của chúng phục
hồi, điều này được ứng dụng trong vận chuyển động vật đặc biệt là thuỷ sản ở dạng
tươi sống, đảm bảo chất lượng tốt và giảm chi phí vận chuyển.

Để bảo quả thực phẩm người ta có thể thực hiện nhiều cách như: phơi, sấy
khô, đóng hộp và bảo quản lạnh. Tuy nhiên phương pháp bảo quả lạnh tỏ ra có ưu
điểm nổi bật vì:
- Hầu hết thực phẩm, nông sản đều thích hợp đối với phương pháp này.
- Việc thực hiện bảo quản nhanh chóng và rất hữu hiệu phù hợp với tính chất
mùa vụ của nhiều loại thực phẩm nông sản.
- Bảo tồn tối đa các thuộc tính tự nhiên của thực phẩm, giữ gìn được hương vị,
màu sắc, các vi lượng và dinh dưỡng trong thực phẩm.
1.2.3. Ứng dụng trong công nghiệp hoá chất
Trong công nghiệp hoá chất như hoá lỏng các chất khí là sản phẩm của công
nghiệp hoá học như clo, amôniắc, cacbonnic, sunfuarơ, các loại chất đốt, các khí
sinh học vv...
Hoá lỏng và tách các chất khí từ không khí là một ngành công nghiệp hết sức
quan trọng, có ý nghĩa vô cùng to lớn với ngành luyện kim, chế tạo máy, y học,
ngành sản xuất chế tạo cơ khí, phân đạm, chất tải lạnh vv... Các loạt khí trơ như
nêôn, agôn vv... được sử dụng trong công nghiệp hoá chất và sản xuất bóng đèn.

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 21


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Việc sản xuất vải sợi, tơ, cao su nhân tạo, phim ảnh được sự hỗ trợ tích cực
của kỹ thuật lạnh. Thí dụ trong quy trình sản xuất tơ nhân tạo người ta phải làm lạnh
bể quay tơ xuống nhiệt độ thấp đúng yêu cầu công nghệ thì chất lượng mới đảm
bảo.

Cao su và các chất dẻo khi hạ nhiệt độ xuống thấp sẽ trở nên dòn và dễ vỡ như
thuỷ tinh. Nhờ đặc tính này người ta có thể chế tạo được cao su bột. Khi hoà trộn
với bột sắt để tạo nên cao su từ tính hoặc hoà trộn với phụ gia nào đó có thể đạt
được độ đồng đều rất cao.
Trong công nghiệp hoá chất cũng sử dụng lạnh rất nhiều trong các quy trình
sản xuất khác nhau để tạo ra nhiệt độ lạnh thích hợp nhất cho từng hoá chất.
Ứng dụng trong điều hoà không khí
Ngày nay kỹ thuật điều hoà được sử dụng rất rộng rãi trong đời sống và trong công
nghiệp. Khâu quan trọng nhất trong các hệ thống điều hoà không khí đó là hệ thống
lạnh
Máy lạnh được sử dụng để xử lý nhiệt ẩm không khí trước khi cấp vào phòng. Máy
lạnh không chỉ được sử dụng để làm lạnh về mùa hè mà còn được đảo chiều để sưởi
ấm mùa đông.
Các hệ thống điều hoà trong công nghiệp:
Trong nhiều ngành công nghiệp để sản xuất ra các sản phẩm có chất lượng kỹ
thuật cao đòi hỏi phải duy trì nhiệt độ, độ ẩm trong một giới hạn nhất định. Ví dụ
như trong ngành cơ khí chính xác, thiết bị quang học, trong công nghiệp bánh kẹo,
trong ngành điện tử vv...
Trong các ngành công nghiệp nhẹ điều hoà không khí cũng được sử dụng
nhiều như trong công nghiệp dệt, công nghiệp thuốc lá vv...
Mỗi loại sản phẩm đòi hỏi sản xuất trong những điều kiện nhiệt độ, độ ẩm khác
nhau, Ví dụ như: - Kẹo sôcôla: 7 ÷ 80C; Kẹo cao su: 200C; Bảo quản rau quả : 100C;
Đo lường chính xác: 20 ÷ 240C; Công nghiệp dệt: 20 ÷ 320C; Chế biến thực phẩm:
Nhiệt độ càng thấp càng tốt, khoảng 5÷100C.
Các hệ thống điều hoà không khí trong công nghiệp chủ yếu là các hệ thống
công suất lớn như kiểu VRV, máy điều hoà làm lạnh bằng nước và máy điều hoà
trung tâm.
Ứng dụng trong kỹ thuật đo và tự động
Áp suất bay hơi của một chất lỏng luôn phụ thuộc vào nhiệt độ vì vậy người ta
ứng dụng hiện tượng này trong các dụng cụ đo lường như đồng hồ áp suất, nhiệt kế,

trong các rơ le áp suất vv...

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 22


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Hiệu ứng nhiệt điện phản ánh mối quan hệ của độ chênh nhiệt độ 2 đầu cặp
nhiệt với dòng điện chạy qua mạch cặp nhiệt điện. ứng dụng hiện tượng này người
ta đã tạo ra các dụng cụ đo nhiệt độ, áp suất hoặc thiết bị điều khiển tự động.
Ứng dụng trong thể thao
Trong một số bộ môn thi đấu trong nhà người ta duy trì nhiệt độ thấp để không
làm ảnh hưởng tới sức khoẻ và nâng cao thành tích của vận động viên. Trong hầu
hết các nhà thi đấu đều có trang bị các hệ thống điều hoà không khí.
Trong thể thao kỹ thuật lạnh được ứng dụng khá rộng rãi. Trong môn trượt
băng nghệ thuật, để tạo ra các sân băng người ta dùng hệ thống lạnh để tạo băng
theo yêu cầu.
Ứng dụng trong sấy thăng hoa
Vật sấy được làm lạnh xuống dưới -200C và được sấy bằng cách hút chân
không. Đây là một phương pháp hiện đại và không làm ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm. Vật phẩm hầu như được rút ẩm hoàn toàn khi sấy nên sản phẩm trở thành
bột bảo quản và vận chuyển dễ dàng. Giá thành sản phẩm cao nên người ta chỉ ứng
dụng để sấy các vật phẩm đặc biệt như các dược liệu quý hiếm, máu, các loại thuốc,
hócmôn.
Quá trình thực hiện theo tuần tự sau: đầu tiên người ta kết đông sản phẩm
xuống khoảng -200C, sau đó rút nước ra sản phẩm bằng cách thăng hoa các tinh thể

nước hoá đá trong sản phẩm nhờ hút chân không cao.
1.2.3.
Ứng dụng trong các ngành khác
Ngoài ứng dụng trong kỹ thuật chế biến và bảo quản thực phẩm, kỹ thuật lạnh
còn được ứng dụng rất rộng rãi trong rất nhiều ngành kinh tế, kỹ thuật khác nhau.
Dưới đây là các ứng dụng thông dụng nhất.
Ứng dụng trong sản xuất bia, nước ngọt
Bia là sản phẩm thực phẩm, thuộc loại đồ uống độ cồn thấp, thu nhận được
bằng cách lên men rượu ở nhiệt độ thấp dịch đường (từ gạo, ngô, tiểu mạch, đại
mạch vv...), nước và hoa húp lông. Qui trình công nghệ sản xuất bia trải qua nhiều
giai đoạn cần phải tiến hành làm lạnh mới đảm bảo yêu cầu.
Đối với nhà máy sản xuất bia hiện đại, lạnh được sử dụng ở các khâu cụ thể
như sau:
a. Sử dụng để làm lạnh nhanh dịch đường sau khi nấu
Dịch đường sau quá trình húp lông hoá có nhiệt độ khoảng 800C cần phải tiến
hành hạ nhiệt độ một cách nhanh chóng xuống nhiệt độ lên men 6÷80C. Tốc độ làm
lạnh khoảng 30÷45 phút. Nếu làm lạnh chậm một số chủng vi sinh vật có hại cho
quá trình lên men sẽ kịp phát triển và làm giảm chất lượng bia. Để làm lạnh dịch

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 23


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

đường người ta sử dụng thiết bị làm lạnh nhanh.
Như vậy trong quá trình hạ nhiệt này đòi hỏi phải sử dụng một lượng lạnh khá

lớn. Tính trung bình đối với một nhà máy bia công suất 50 triệu lít/năm mỗi ngày
phải nấu khoảng 180m3 dịch đường. Lượng lạnh dùng để hạ nhiệt rất lớn.
b. Quá trình lên men bia
Quá trình lên men bia được thực hiện ở một phạm vi nhiệt độ nhất định
khoảng 6÷80C. Quá trình lên men là giai đoạn quyết định để chuyển hoá dịch đường
houblon hoá thành bia dưới tác động của nấm men thông qua hoạt động sống của
chúng. Trong quá trình lên men dung dịch toả ra một lượng nhiệt lớn.
c. Bảo quản và nhân men giống
Một khâu vô cùng quan trọng cần lạnh trong nhà máy bia là khâu bảo quản và
nhân men giống. Men giống được bảo quản trong những tank đặc biệt ở nhiệt độ
thấp. Tank cũng có cấu tạo tương tự tank lên men, nó có thân hình trụ bên ngoài có
các áo dẫn glycol làm lạnh. Tuy nhiên kích thước của tank men nhỏ hơn tank lên
men rất nhiều, nên lượng lạnh cần thiết cho tank men giống không lớn.
d. Làm lạnh đông CO2
Trong quá trình lên men nhờ các quá trình thuỷ phân mà trong các tank lên
men sinh ra rất nhiều khí CO2. Khí CO2 lại rất cần cho trong qui trình công nghệ
bia như ở khâu chiết rót và xử lý công nghệ ở tank lên men. Khí CO2 thoát ra từ các
tank lên men trong các quá trình sinh hoá cần phải được thu hồi, bảo quản để sử
dụng vào trong dây chuyền công nghệ. Để bảo quản CO2 tốt nhất chỉ có thể ở thể
lỏng, ở nhiệt độ bình thường áp suất ngưng tụ của CO2 đạt gần 100at. Vì vậy để
giảm áp suất bảo quản CO2 xuống áp suất dưới 20 kG/cm2 cần thiết phải hạ nhiệt
độ bảo quản xuống rất thấp cỡ (- 30 ÷ -350C).
e. Làm lạnh nước 10C
Nước lạnh được sử dụng trong nhà máy bia với nhiều mục đích khác nhau, đặc
biệt được sử dụng để làm lạnh nhanh dịch đường sau khi được houblon hoá đến
khoảng 200C. Việc sử dụng nước 10C là một giải pháp rất hữu hiệu và kinh tế trong
các nhà máy bia hiện đạiViệc sử dụng nước lạnh 10C để hạ lạnh nhanh dịch đường
cho phép trữ một lượng lạnh đáng kể để làm lạnh dịch đường của các mẻ nấu một
cách nhanh chóng. Điều này cho phép không cần có hệ thống lạnh lớn nhưng vẫn
đảm bảo yêu cầu. Nước được làm lạnh nhờ glycol đến khoảng 10C qua thiết bị làm

lạnh nhanh kiểu tấm bản.
f. Làm lạnh hầm bảo quản tank lên men và điều hoà

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 24


Đồ án học phần

GVHD: Nguyễn Công Bỉnh

Trong một số nhà máy công nghệ cũ, bia được bảo quản lạnh trong các hầm
làm lạnh, trong trường hợp này cần cung cấp lạnh để làm lạnh hầm bảo quản.
Có thể sử dụng lạnh của glycol để điều hoà không khí trong một số khu vực nhất
định của nhà máy, các phòng bảo quản hoa vv..

SVTH: Lê Thị Huỳnh Như

Trang 25