Lập kế hoạch bảo dưỡng & khắc phục những hư hỏng của máy điều hoà nhiệt độ trung tâm trong phòng thí nghiệm

gười và công nghiệp - Tìm hiểu và giới thiệu về máy điều hoà trung tâm - Cấu tạo và nguyên lý làm việc của các thiết bị trên hệ thống - Tìm hiểu cách lắp đặt các thiết bị - Tìm hiểu về hệ thống điện của máy điều hoà - Vẽ sơ đồ điện - Các thông số đo được trên hệ thống điều hoà - Dựa vào các thông số đã đo được để đánh giá tình trạng của hệ thống và đưa ra cách khắc phục sự cố - Lập kế hoạch bảo dưỡng toàn bộ hệ thống II. CáC BảN Vẽ -Bản vẽ sơ đồ hệ thống máy điều hoà không khí A -Bản vẽ chi tiết cấu tạo của các thiết bị chính A Ngày giao đồ án : Ngày ... tháng ... năm ... Ngày nộp đồ án : Ngày ... tháng ... năm ... Lời nói đầu Trong giai đoạn hiện nay, khi mà đất nước đang trên đà đổi mới, phát triển và thực hiện cuộc cách mạng công nghiệp hoá và hiện đại hoá nhằm đưa đất nước trở thành một nước công nghiệp phát triển với đời sống văn hoá-xá hội ngày một nâng cao. Để góp sức vào công cuộc đổi mới đó thì mỗi người dân Việt Nam cần phải có rất nhiều các điều kiện về kinh tế-văn hoá-xã hội đảm bảo, phải có một điều kiện sống và làm việc tốt nhằm đáp ứng được yêu cầu của các công việc mà đòi hỏi cường độ lao động cao. Cùng với sự phát triển của khoa học-kỹ thuật, ngành Môi trường khí của thế giới cũng như của Việt Nam cũng đã phát triển và mở rộng nhằm phục vụ tốt hơn đời sống và điều kiện làm việc của con người, giúp mọi người có một điều kiện làm việc thoải mái, nâng cao sức khoẻ, tăng năng suất lao động, đáp ứng tốt cho tác phong làm việc công nghiệp. Kỹ thuật điều hoà không khí là ngành phục vụ cho sự phát triển của xã hội, để nâng cao chất lượng cuộc sống, tăng năng suất lao động, chất lượng sản phẩm, đảm bảo quy trình công nghệ. Điều hoà không khí được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, nhiều mặt của xã hội . Do sự phát triển mạnh của ngành điều hoà không khí thì gắn liền với nó là quy trình bảo dưỡng, bảo trì cũng phát triển để thích ứng với việc phát triển của kỹ thuật điều hoà. Do vậy trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp em được giao đề tài “ Lập kế hoạch bảo dưỡng và khắc phục những hư hỏng của máy điều hoà trung tâm trong phòng thí nghiệm ’’ . Trong quá trình làm đồ án em chân thành cảm ơn giảng viên Đào Kim Thịnh cùng các thầy cô quản lý trung tâm bảo dưỡng công nghiệp đã tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này . Em xin chân thành cảm ơn ! Hà nội, tháng 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đức Dũng LậP Kế HOạCH BảO DƯỡng và khắc phục những hư hỏng của máy điều hoà nhiệt độ trung tâm trong phòng thí nghiệm I. Tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh đối với đời sống con người và công nghiệp Cùng với công cuộc đổi mới công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước, kỹ thuật lạnh đang phát triển rất mạnh mẽ ở Việt Nam. Tủ lạnh, máy kem, máy đá, máy điều hoà nhiệt độ và kỹ thuật lạnh đã trở nên quen thuộc trong đời sống hàng ngày. Các máy và thiết bị lạnh công nghiệp, phục vụ trong các ngành chế biến thực phẩm, rượu bia, điện, y tế, thể thao văn hoá, du lịch và các ngành dịch vụ … Song song với sự phát triển các ngành khoa học kỹ thuật, thì kỹ thuật lạnh cũng phát triển tại Việt Nam. Kỹ thuật lạnh có ứng dụng thực tế cụ thể đối với từng ngành, từng nghề riêng biệt, nhưng đều có những ý nghĩa cụ thể đối với đời sống con người và trong các ngành công nghiệp để phục vụ cho công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước . Ngày nay kỹ thuật lạnh đã và đang phát triển ngang tầm với các ngành khoa học kỹ thuật khác. Phạm vi ứng dụng kỹ thuật lạnh đang được khai thác và ứng dụng nhiều trong đời sống hàng ngày Trước đây con người chỉ biết ứng dụng kỹ thuật lạnh để bảo quản thực phẩm. Nhưng ngày nay con người đã có những ứng dụng cụ thể như: điều hoà nhiệt độ, các máy làm đá các bơm nhiệt … để ứng dụng trong đời sống sinh hoạt hàng ngày . Ngày nay ở việt nam, ứng dụng quan trọng nhất của kỹ thuật lạnh là dùng để bảo quản thực phẩm. Theo thống kê thì khoảng 80% năng suất lạnh được sử dụng để bảo quản thực phẩm . Thực phẩm hầu hết là các sản phẩm dễ ôi thiu, hư hỏng do vi khuẩn gây ra. Nhất là đối với nước ta có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên quá trình ôi thiu lại xảy ra nhanh hơn. Qua đó đòi hỏi chúng ta phải có phương pháp bảo quản. Trước đây các loại thực phẩm được bảo quản bằng các phương sinh học, vật lý: sấy khô, bảo quản bằng các túi, bao bì, bằng phóng xạ sử lý khí … song tối ưu hơn cả là phương pháp làm lạnh. Phương pháp làm lạnh có nhiều ưu điểm như : không làm mất màu sản phẩm, không giảm chất lượng sản phẩm, mùi vị … và có thể bảo quản được thời gian lâu hơn, có thể là vài ngày, vài tháng, thậm chí là vài năm … Như ta thấy ngày nay ở nước ta công nghệ thực phẩm xuất khẩu giữ vai trò hết sức quan trọng trong nền kinh tế của đất nước ( do có vị trí địa lí, địa hình, bờ biển trải dài theo chiều dài của đất nước dẫn đến việc đánh bắt cá và các sản phẩm từ biển là rất nhiều. Nhiều nhà máy chế biến thực phẩm đông lạnh ra đời ) và công nghệ chế biến thực phẩm này không thể thiếu những trang thiết bị hiện đại nhất của kỹ thuật lạnh. Kỹ tuật lạnh còn được ứng dụng trong các ngành dịch vụ, phục vụ trực tiếp cuộc sống hàng ngày như: sản xuất bảo quản đồ uống ( bia, rượu, các sản phẩm từ sữa,…) Máy kem, máy đá, tủ lạnh, điều hoà nhiệt độ nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống . ứng dụng quan trọng nhất của nganh kỹ thật lạnh trong ngành công nghiệp hoá chất là việc hoá lỏng và tách khí như : công nghiệp sản xuất khí clo, amôniac, cacbonic,… Hoá lỏng và tách khí là ngành công nghiệp có ý nghĩa to lớn đối với ngành luyện kim, chế tạo máy và các ngành kinh tế khác kể cả y học, sinh học. Kỹ thuật lạnh cũng hỗ trợ đắc lực trong các công nghệ sản xuất vải, sợi cao su nhân tạo, phim ảnh… nhiệt độ cũng có ứng dụng cụ thể trong các phản ứng hoá học nên người ta cũng dùng để điều khiển tốc độ của các phản ứng hoá học . Trước đây nói đến điều hoà nhiệt độ ở Việt Nam nó là một cái gì đấy rất xa sỉ. Nhưng mấy năm gần đây điều hoà đã trở nên quen thuộc với người dân Việt Nam. Qua đấy ta cũng có thể thấy rõ được sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật lạnh ở nước ta như thế nào. Nhiều hãng điều hoà lớn trên thế giới đã đến với Việt Nam xem đây là một thị trường giàu tiềm năng . Điều hoà không khí công nghiệp và tiện nghi ngày nay không thể thiếu và thực sự đang phát triển rất mạnh mẽ. Các yêu cầu về nhiệt độ, độ ẩm và thành phần không khí trong các quy trình công nghệ sản xuất nhất thiết phải có điều hoà không khí. Các dịch vụ khách sạn du lịch cũng không thể thiếu được điều hoà không khí. Ngày nay ta có thể khẳng định kỹ thuật lạnh nói chung hay kỹ thuật điều hoà không khí nói riêng đã thâm nhập và hỗ trợ hàng trăm hàng ngàn ngành kinh tế khác nhau. Từ đó ta khẳng định rằng để xây dựng nước Việt Nam giàu mạnh với nền công nghiệp hiện đại chúng ta không thể không quan tâm đến việc xây dựng và phát triển ngành lạnh và điều hoà không khí . II . Máy điều hoà trung tâm Trước khi tìm hiểu về máy điều hoà trung tâm thì ta tìm hiểu về nguyên lý làm lạnh của các hệ thống lạnh nói chung và máy điều hoà nhiệt độ nói riêng: 1 . định nghĩa: Để bốc hơi, nghĩa là từ trạng thái lỏng qua trạng thái khí, . . Một chất lỏng cần nhiệt lượng. Nó hấp thụ hấp thụ nhiệt của những vật thể xung quanh và làm các vật thể này lạnh đi Hay nói một cách khác: cần làm lạnh một vật thể thì ta dùng các chất có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiệt độ sôi của các vật thể để hấp thụ nhiệt của vật thể, làm các vật thể lạnh đi. 2 . Hệ thống máy điều hoà trung tâm: là tổ hợp các thiết bị để điều hoà nhiệt độ, độ ẩm độ sạch và lưu thông tuần hoàn không khí. Các thiết bị chủ yếu bao gồm : - Máy lạnh hoặc máy sản xuất nước lạnh để làm lạnh không khí - Nguồn nhiệt ( hơi nước, nước nóng, dây điện trở, lò đốt hơi hoặc dầu đốt hơi ) để làm nóng không khí - Bộ làm lạnh không khí để khử ẩm - Máy phun hơi hoặc máy phun sương làm ẩm không khí - Bộ lọc bụi để khử bụi - Bộ phận thanh trùng, diệt khuẩn cho không khí . - Quạt, đường ống dẫn gió, cửa lấy gió trời, các miệng thổi không khí vào phòng, các miệng hút không khí . - Các thiết bị tiêu âm, giảm âm cho hệ thống Trong điều kiện nhiệt độ tại Việt Nam thì hệ hống lạnh để làm lạnh không khí là quan trọng nhất. Tuỳ thuộc vào các loại thiết bị sử dụng, phương pháp sử lí không khí, công nghệ đưa gió vào phòng người ta có thể phân ra làm nhiều loại điều hoà trung tâm khác nhau loại 1 kênh gió, 2 kênh gió, làm lạnh cục bộ, áp suất gió cao, áp suất gió thấp … Riêng máy lạnh phục vụ cho việc làm lạnh không khí cũng có nhiêu loại khác nhau : Máy lạnh hấp thụ Máy lạnh nén hơi Máy lạnh hấp thụ Nước/Bromualiti Thiết bị ngung tụ /thiết bị bay hơi Không khaí / nước Nước /không khí Nước / Nước Máy lạnh dùng cho điều hoà không khí Các hệ thống điều hoà trung tâm thường dùng máy lạnh lớn, có năng suất lạnh khoảng từ 1000000 kcal/h trở lên thường là máy lạnh nén hơi nước/ nước nghĩa là có bình ngưng tụ bằng nước và bình bay hơi bằng nước . Hình vẽ sơ đồ đơn giản của các hệ thống lạnh .Gồm 4 thiết bị chính : 1- Máy nén, 2- Dàn ngưng tụ, 3-Van tiết lưu, 4-Dàn bay hơi III . cấu tạo và nguyên lý làm việc của bộ ngưng tụ Định nghĩa : là thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là môi chất lạnh ngưng tụ và một bên là môi trường làm mát là nước hoặc không khí 1. Chức năng : Thiết bị ngưng tụ dùng để hoá lỏng hơi môi chất sau khi nén trong chu trình máy lạnh . Thiết bị ngưng tụ thường là thiết bị trao đổi nhiệt bề mặt. Hơi môi chất có áp suất, nhiệt độ cao truyền nhiệt cho nước hay không khí làm mát ( qua bề mặt ngăn cách của ống hay kênh dẫn ). Do mất nhiệt hơi môi chất giảm nhiệt độ đến nhiệt độ bằng nhiệt độ bão hoà( hay nhiệt độ sôi ) ở áp suất ngưng tụ thì bắt đầu ngưng tụ thành lỏng . Nhiệt độ ngưng tụ ( t) trong suốt quá trình này là hằng số ( bỏ qua tổn thất ma sát của môi chất đi trong ống ) Đồ thị biểu diễn sự liên quan. Ta thấy nhiệt độ của môi trường làm mát t tăng liên tục từ t ở nối vào đến t ở nối ra 3 15 G F A B R22 C D 39°C 15°C 34°C 82°C -70°C -8°C 0° S=1.819kJ/kgK kJ/kg bar 242 250 416 454 442 V=0.083m/kg Vùng hạ nhiệt độ Vùng quá lạnh t Môi chất t w2 Nước làm lạnh t k t ql t w1 Vùng ngưng tụ  Đồ thị entanpi biểu diễn sự thay đổi quá trình làm lạnh chất lỏng trong thiết bị ngưng tụ sự khác biệt về entanpi giữa E và F tương ứng với ẩn nhiệt độ của R22 ở 39C tức là  lv = 416-250 = 166 kJ/kg điểm G ( 34C ) tương ứng với lỏng ra khỏi thiết bị ngưng tụ được đặc trưng bởi đoạn FG Tổng nhiệt lượng thoát khỏi thiết bị ngưng tụ cho bởi sự khác nhau entanpi của hD-hG  Qk = hD- hG = 442- 242 = 200 kJ/kg 2.Phân loại thiết bị ngưng tụ : Tuỳ theo môi trường làm mát. Ta có thể chia các thiết bị ngưng tụ thành 4 nhóm chính : - Thiết bị ngưng tụ làm mát băng nước - Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước và không khí - Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí - Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng môi chất khác khi sôi hay bằng các sản phẩm công nghệ. Theo các đặc điểm của quá trình ngưng tụ môi chất, ta có thể chia các thiết bị ngưng tụ thành 2 nhóm lớn : +Thiết bị ngưng tụ có môi chất ngưng ở bề mặt ngoài của bề mặt trao đổi nhiệt như thiết bị kiểu ống vỏ nằm ngang, kiểu ống vỏ đứng hay kiểu ống vỏ lồng ống, … +Thiết bị ngưng tụ có môi chất ngưng trên bề mặt trong của bề mặt trao đổi nhiệt, như các thiết bị kiểu pannen, kiểu tưới, kiểu bay hơi, các dàn ngưng trong tủ lạnh gia đình, các máy lạnh thương nghiệp và công nghiệp,… Đây là nhóm thiết bị được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống lạnh . Theo đặc điểm của quá trình lưu động của môi trường làm mát qua bề mặt trao đổi nhiệt ta còn chia các thiết bị ngưng tụ thành các nhóm: thiết bị ngưng tụ có môi trường làm mát tuần hoàn tự nhiên, thiết bị ngưng tụ có môi trường làm mát cững bức và thiết bị ngưng tụ kiểu xối nước trên bề mặt ngoài của dàn ngưng tụ  Trong các mặt thiết bị ngưng tụ đã trình bày ở trên, các thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước ( bình ngưng ống vỏ nằm ngang ), thiết bị ngưng tụ làm mát bằng không khí lưu dộng cững bức ( có quạt ) như dàn ngưng không khí và thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước và không khí ( thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi hay kiểu xối tưới ) là được sử dụng rộng rãi nhất và cho hiệu quả cao nhất trong điều kiện ở nước ta . Trong các máy lạnh dân dụng và thương nghiệp có công suất nhỏ thì chúng ta cũng hay gặp các thiết bị làm mát bằng không khí đối lưu tự nhiên ( tức là không có quạt ) Quá lạnh Ngưng tụ ? Bình tách lỏng cao áp 34º 40º 40º 70º 14,5 bar Phần quá nhiệt Sự biến đổi pha của tác nhân lạnh trong bộ ngưng tụ  - Đoạn a-b : hơi HP ( cao áp ) được phản quá nhiệt cho đến điểm sương là lúc mà giọt lỏng đầu tiên của tác nhân lạnh được tạo thành - Đoạn b-c: tác nhân lạnh ngưng tụ dưới áp suất và nhiệt độ sôi không thay đổi - Đoạn c- d: chất lỏng hình thành bởi sự ngưng tụ và luôn luôn trao đổi nhiệt với môi trường bên ngoài và sau đó làm quá lạnh xuống khoảng 6C tạo thành dòng lỏng. Nếu như không có tổn thất áp suất, tác nhân lạnh biến đổi pha dưới áp suất không đổi trong bộ ngưng tụ . Sự thay đổi nhiệt độ quanh dàn ngưng tụ 38C T T T(HP) 31C  Nếu bộ ngưng tụ giải nhiệt bằng không khí T : nhiệt độ ngưng tụ đọc dưới áp kế HP Tae : nhiệt độ không khí ở ngõ vào của bộ ngưng tụ Tas : nhiệt độ không khí ở ngõ ra bộ ngưng tụ . ∆T : chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ ngưng tụ của tác nhân lạnh ( đọc ở áp kế HP ) với nhiệt độ vào của không khí Các giá trị thực tế của ∆T -Bộ ngưng tụ với không khí : Trong thực tế, người ta chấp nhận sự tăng nhiệt độ của không khí đến 6C và một ∆Tđến 15C đối với nhiệt độ vào của không khí -Bộ ngưng tụ với nước : Trong thực tế người ta chấp nhận sự tăng nhiệt độ của nước đến 5C và ∆Tkđến 6C đối với nhiệt độ ở nối vào của nước trong bộ ngưng tụ . 2.3 công suất của một bộ ngưng tụ  Ta có thể tính bằng nhiều cách :  Đối với không khí P=M C ( Tas –Tae) P : là công suất của bộ ngưng tụ (KW) M : là lưu lượng không khí đi qua bộ ngưng tụ ( Kg / s ) C : là nhiệt dung riêng của không khí ( kJ/kgC) C = 1 kJ/kgC ( Tas – Tae) : sự khác biệt nhiệt độ không khí giữa đầu vào và đầu ra Đối với sự truyền của bộ ngưng tụ :  P = K S ∆T P : là công suất của bộ ngưng tụ( KW ) S : là bề mặt trao đổi của bộ ngưng tụ ( m)  ∆T : là sự chênh lệch nhiệt độ trung bình giữa tác nhân lạnh và nhiệt độ trung bình của không khí ∆T = T– (Tas –Tae) K : là hệ số truyền nhiệt của bộ ngưng tụ ( W/m.C) Ví dụ : Giá trị thực tế của K Môi trường của bộ Ngưng tụ Kiểu loại K ( W/m.C) Không khí Đối lưu tự nhiên 9 ữ 12 Đối lưu cững bức 23 ữ 29 Nước Nhúng chìm 232 ữ 290 Đồng trục (ống lồng ống ) 696 ữ 928 Nhiều ống ( ống chùm ) 696 ữ 1160 Hiệu suất của bộ ngưng tụ tuỳ thuộc nhiệt độ, môi trường, tốc độ không khí, độ sạch của chùm cánh toả nhiệt . Đầu vào của tác nhân sinh lạnh đầu vào của chất lỏng sing Tas Tae 2.4 . các kiểu bộ ngưng tụ 2.4 .1 Bộ ngưng tụ làm mát bằng không khí : Gồm có nhiều ống song song (ống xoắn ruột gà ) gắn trên một dàn kim loại hay gắn trên một tấm tôn có đục lỗ. Chúng được đặt đứng sau tủ với khoảng cách thích hợp ( 5-6 cm ) sau tủ để cho không khí chuyển động tự nhiên được nhờ sức nóng Chúng được chế tạo dạng chính như hình vẽ . Đầu vào của tác nhân lạnh Đầu vào của chất lỏng sinh Tas Tae -Nguyên lý : hơi môi chất đi trong ống xoắn toả nhiệt cho không khí bên ngoài để ngưng tụ thành lỏng. Sự chuyển động của không khí có thể nhờ quạt ( đối lưu cững bức ) hoặc tự do ( đối lưu tự nhiên ). Loại bộ ngưng tụ đối lưu không khí cững bức, loại này nhỏ gọn hơn các bộ phận ngưng tụ đối lưu tự nhiên nếu công suất là ngang nhau . -Ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng : +Ưu điểm : không dùng nước làm mát bình ngưng, dành cho các nhu cầu khác. Nó có ý nghĩa rất to lớn đối với vùng thiếu nguồn nước sạch hoặc giá thành nước cao Không phải dùng bơm nước và tháp giải nhiệt. Diện tích lắp đạt nhỏ, không tốn kém kinh phí đầu tư không gây ẩm ướt, bề mặt trao đổi nhiệt cũng ít bị bám bẩn Gần đây thì dàn ngưng kiểu này cũng được sử dụng khá rộng rãi cho các hệ thông điều hoà không khí trung tâm công suất cỡ trung bình và cỡ lớn. Các dàn ngưng loại này có thể được lắp đặt trên tầng thượng để tiết kiệm diện tích mặt bằng của nhà mà không cần khắc phục khó khăn do phải bơm nước lên cao nếu dùng bình ngưng làm mát bằng nước +Nhược điểm cơ bản của loại thiết bị ngưng tụ kiểu này là chịu ảnh hưởng rất lớn vào điều kiện khí hậu, nhất là những ngày nóng nắng, đặc biệt khi đặt ở tầng thượng Tuy vậy nếu có trang thiết bị với công suất có dự trữ và có phương án bố trí thích hợp thì loại này có thể dùng khá thuận tiện, đặt biệt là trong máy lạnh dân dụng, thương nghiệp công suất nhỏ và các hệ thống điều hoà trung tâm công suất trung bình . Chú ý : Bộ ngựng tụ dạng không khí đối lưu cững bức, trong các thiết bị máy nén hở cánh chong chóng của quạt gió được giáp trên pu-li của tổ động cơ máy nén. Quạt gió phải là loại hút vào. Nếu không ta phải đảo pha của động cơ 3 pha 2.4.2 Các bộ ngưng tụ khác Một hay nhiều quạt gió độc lập tạo sự đối lưu cho không khí, sự vận hành các quạt được gọi là tuần tự áp suất ngưng tụ -15 HPR2 HPR1 HPR3 điểm vận hành danh định 6 quạt gió 4 quạt gió 2 quạt gió 0 quạt gió Không khí bên ngoài Sự tuần tự của các quạt, sự khởi động và ngừng các quạt gió được thực hiện nhờ các bộ kiểm soát áp suất HP Biện pháp này có mục đích thay đổi lưu lượng không khí qua bộ ngưng tụ nhằm duy trì áp suất ngưng tụ khi nào cũng trên một giá trị tối thiểu 2.4.3 Bộ ngưng tụ làm mát bằng nước a) Bộ ngưng tụ ống lồng ống : Gồm có hai ống đồng tâm, nước lưu thông trong ống và tác nhân lạnh lưu thông trong ngược chiều trong ống ngoài . chúng được dùng trong các thiết bị có công suất thấp. Chúng chỉ có thể chùi rửa bằng một luồng hoá chất huỷ cáu cạn  Các bộ ngưng tụ loại này thường không thu hồi nước   Việc sử dụng van ổn áp cho nước giúp ta tiết kiệm được nước bằng cách điều chỉnh lưu lượng lạnh cho phù hợp, vì sự đóng mở của van được thực hiện theo tỷ lệ phù hợp với các thay đổi áp suât cao giúp ta ổn định chu kỳ vận hành Bộ ngưng tụ Van tiết lưu Hấp thụ nhiệt lượng Máy nén Bộ bốc hơi Nuớc ra Nước vào Vp: van ổn áp cho nước Pc : áp suất ngưng tụ D : Lưu lượng làm sạch nước Nhược điểm cơ bản của thiết bị là suất tiêu hao kim loại lớn, độ kín khít nhỏ do có nhiều mối nối. Thiết bị này thường được sử dụng làm thiết bị quá lạnh . b) Bình ngưung ống vỏ nằm ngang - Cấu tạo và nguyên lý làm việc : 1-Nối van an toàn 6-van xả không khí ở khoang nước 2-ống nối đường cân bằng với bình chúa 7-ống nước làm mát ra 3-ống hơi NH vào 8-ống nước làm mát vào 4-áp kế 9-van xả nước 5-ống nối van xả không ngưng 10-ống NH lỏng ra  Bình ngưng là một hình trụ nằm ngang chứa bên trong nhiều ống trao đổi nhiệt có đường kính nhỏ vì thế gọi là bình ngưng ống vỏ nằm ngang Hơi NH qua ống rồi chia vào hai đường vào bình ngưng bao phủ không gian giữa các ống dẫn nước lạnh và truyền nhiệt cho nước lạnh đi và ngưng lại thành lỏng. Để tăng tốc độ của nước và sự truyền nhiệt giữa hơi và nước lạnh, cũng như đường đi của nước trong bình ngưng người ta có thể bố trí cho nước đi qua đi lại nhiều lần trước khi ra ngoài theo ống 7 Lỏng ngưng tụ ở phần dưới bình dẫn ra ngoài qua ống 10 đi vào bình chứa . Để thoát lỏng liên tục vào bình chứa phải có ống nối cân bằng ( qua hai đầu ) giữa bình ngưng và bìnhchứa Để không làm tăng áp suất ngưng tụ và công suất lạnh, các khí không ngưng có lẫn trong hơi sẽ được xả ra ngoài theo ống 5 vào bình tách khí để được tách ra ở đó và trả lại phần NH có lẫn trong hỗn hợp khí – hơi cho hệ thống lạnh . Không khí lẫn trong nước làm mát sẽ được trả ra ngoài qua van 6 bố trí ở đầu bình, nước cặn tháo ra qua van 9 Các ống trong bình ngưng NH thường là các ống trơn thẳng, đường kính d = 25x2,5 mm Trong hệ thống lạnh freon, cấu tạo bình ngưng và các ống trao đổi nhiệt có một số khác biệt so với bình ngưng NH để cho phù hợp với tính chất của môi chất - ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng :đây là loại bình ngưng gọn và chắc chắn nhất có thể bố trí trong nhà, chiếm diện tích nhỏ . Bình ngưng có tiêu hao kim loại nhỏ nhất (40 45 kg/m ). ống nước có đường kính khoảng 2050 mm tốc độ nước khoảng 1,5 2,5 m/s . Nhiệt độ làm mát qua bình ngưng có thể tăng từ 4 10 K. Phần dưới của bình ngưng có thể thay chức năng của một bình chứa ( nhưng chiều cao mức lỏng không quá 100mm) Hệ số truyền nhiệt k là tương đối lớn : k =800 1000 W/mK . Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình t = 5 6 K với mật độ dòng nhiệt là : q=3000 6000 (W/m). Bình ngưng loại này dễ chế tạo và lắp đặt, có thể sửa chữa và làm sạch bằng hoá chất một cách dễ dàng Tuy nhiên nó cũng có một số nhược điểm : +Yêu cầu khối lượng làm mát lớn và nhanh tạo cáu bẩn giảm nhanh khả năng truyền nhiệt  Để tiết kiệm nước thường phải có tháp giải nhiệt tức phải có vốn đầu tư thêm kinh phí, chiếm thêm diện tích, thường gây ồn và gây ẩm môi trường lân cận  + Diện tích mặt bằng của bản thân chiếm diện tích không lớn nhưng phải có diện tích dự phòng phía đầu bình hoặc có phương án thích hợp để rút ống ra khi sửa chữa thay thếc) Bộ ngưng tụ chùm ống song song :Gồm có một ống trơn hay có gân ( thẳng hình kim ) gắn chặt trên hai mặt sàn, tác nhân lạnh ở mặt ngoài các ống Nước lưu thông trong một số ống bằng cách qua lại nhiều lần ( khứ hồi ) số lần qua lại do hai nắp có vách ngăn định đoạt. Điều này cốt để có một tốc độ nước cần đủ (từ 1 đến 2 m/s ) Các nắp có thể tháo gỡ được để làm vệ sinh các ống nước giải nhiệt trong bộ a b ngưng tụ . Bộ ngưng tụ FK 2 hay 4 lượt nước đi qua a-Chóp nối ống nước b- Ngõ trích có van an toàn d) Các bộ ngưng tụ bay hơi dạng tháp kín - Nguyên lý : trong bộ ngưng tụ này, nước lưu chuyển theo chu kỳ kín và có bề mặt tiếp xúc lớn với không khí. Dưới ảnh hưởng của nhiệt lượng do sự ngưng tụ toả ra, nhiệt độ tăng lên và một phần nước được bốc hơi bằng cách lấy nhiệt lượng của tác nhân lạnh, làm cho tác nhân lạnh ngưng tụ Khi bay hơi, 1kg nước hấp thu nhiệt lượng gấp 60 lần, tăng nhiệt độ 10C Đầu ra khí nóng ẩm Đầu vào của khí Sàn phun sương Bộ phận tách các giọt nước Đầu tua bin kéo ra IV . DàN BAY HƠI Định nghĩa : Dàn bay hơi là thiết bị trao đổi nhiệt giữa một bên là môi chất lạnh và một bên là môi trường cần làm lạnh ( lạnh không khí hoặc lạnh các sản phẩm cần làm lạnh ) Thiết bị bay hơi là thiết bị trao đổi nhiệt trong đó môi chất lạnh lỏng hấp thụ nhiệt từ môi trường lạnh sôi và hoá hơi. Do vậy thiết bị bay hơi và thiết bị ngưng tụ là hai thiết bị trao đổi nhiệt quan trọng nhất và không thể thiếu được trong hệ thống lạnh Trong thiết bị bay hơi xảy ra sự chuyển pha lỏng sang hơi, đây là quá trình sôi ở áp suất và nhiệt độ không đổi. Nhiệt lấy đi từ môi trường làm lạnh là nhiệt làm hoá hơi môi chất Sự truyền nhiệt trong thiết bị bay hơi được thực hiện qua các vách ngăn. Cưòng độ trao đổi nhiệt phụ thuộc vào cường độ toả nhiệt về phía môi trường lạnh (không khí, chất tải lạnh, lỏng như muối nước, glycol, ...) và từ phía môi chất sôi, cũng như phụ thuộc vào nhiệt trở của vách thiết bị ( vách ống, kênh dẫn,...) Sự toả nhiệt từ phía không khí hay chất tải lạnh chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ của nó Tốc độ chuyển động của nước muối trong thiết bị bay hơi từ 12 m/s . Hệ số truyền nhiệt nói chung khoảng 6001700 W/mK, với thiết bị làm lạnh không khí đối lưu tự nhiên là 6 12W/mK, với không khí đối lưu cững bức là từ 14 40 W/mK Sự toả nhiệt về phía môi chất phụ thuộc vào đặc tính và tốc độ chuyển động của nó trong thiết bị Nhiệm vụ : Dàn bay hơi có nhiêm vụ thu nhiệt của môi trường lạnh cấp cho môi chất lạnh sôi ở nhiệt độ thấp để tạo ra và duy trì môi trường lạnh có nhiệt độ thấp 1. Sự biến đổi pha của tác nhân lạnh trong dàn bayhơi Ví dụ với R22 +7C Quá nhiệt bổ sung 10C Quá nhiệt đến cảm biến 5C Sự bay hơi -3C -8C -8C -8C 2,7bar Diễn giải các giai đoạn :  -Đoạn a-b :tác nhân lạnh bị dãn nở ở điểm A( 80% lỏng, 20% hơi ). Sau đó nó bốc hơi trong điều kiện nhiệt độ và áp suất không đổi để đạt đến điểm sương ở B (100 % hơi)  -Đoạn b- c : Bộ tiết lưu ổn nhiệt quy định một độ quá nhiệt cho đến cảm biến là 5C( do nhà cung cấp điều chỉnh sẵn ) -Đoạn c- d : quá nhiệt trong đường ống hút ( = 10C) Để giảm ảnh hưởng không kiểm soát được này người ta bọc lớp cách nhiệt cho đường ống hút 2 Sự thay đổi nhiệt độ quanh dàn bay hơi Nếu bộ bay hơi giải nhiệt bằng không khí  6C -8C Tae Tas To (Bp) To 2C  To : là nhiệt độ bốc hơi đọc ở áp kế BP Tae : là nhiệt độ không khí ở đầu vào bộ bốc hơi  Tas : là nhiệt độ không khí ở đầu ra của bộ bốc To : là sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí vào của bộ bốc hơi ( lấy theo lệnh vận hành trên rơ-le nhiệt độ ) và nhiệt độ bốc hơi ( đọc ở áp kế HP ) . Giá trị thực tế của To : Trong thực tế người ta chấp nhận To = 10C. Tuy nhiên ta có thể thay đổi lựa chọn To tuỳ theo sản phẩm lưu trữ trong phòng lạnh  Thật thế To càng lớn thì sự đông lạnh càng khó và phù hợp với những sản phẩm không chịu tác động nhiều bởi sự làm lạnh ( tức là những sản phẩm ít nhạy lạnh ) Ngoài ra To càng nhỏ thì sự đông lạnh càng ẩm, rất thích hợp với sự tồn trữ các sản phẩm nhạy lạnh  Ví dụ :  +Phòng lạnh cho các sản phẩm từ sữa : To =14C  +Phòng lạnh cho các sản phẩm thịt : To = 10C  +Phòng lạnh cho các rau, quả : To = 6 C  Phân loại các sản phẩm theo chênh lệch nhiệt độ cho phòng lạnh có nhiệt độ dương : Chủng loại và điều kiện bảo quản Sản phẩm Loại 1 :Độ ẩm rất cao, bốc hơi tối thiểu Bộ bốc hơi : có quạt gió T = 3 C đến 5 C không quạt gió T = 10 C đến 12 C -Bơ không đóng gói - Cần tây - Tôm cua sống - Trứng - Cá muối - Bột mì - Xà lách ... Loại 2 :Độ ẩm cao Bộ bốc hơi :Có quạt gió T = 5-7 C Không có quạt gió T = 12-15 C  -Bia thùng gỗ - Sản phẩm thịt heo- Su hào - Hoa - Xúc xích tươi - Đậu ... Loại 3 : Độ ẩm trung bình Bộ bốc hơi :Có quạt gió T =7-10 C Không có quạt gió T = 15-18 C Thịt bò cắt lớn - Bột lúa mì - Cá khô - Đường - Thịt bê... Loại 4:Độ ẩm nhỏ, tốc độ bay hơi tối thiểu Bộ bốc hơi : Có quạt gió T = 10-14 C Không có quạt gió T = 18- 21 C -Bia chai - Bia thùng kim loại - Hoa nụ - Sôcola - Kem - Da thú - Sữa chai ... P = m C( Tae - T as ) 3 Công suất của một bốc hơi Có thể được tính bằng nhiều cách khác nhau: Do không khí  P : là công suât của bộ bốc hơi ( kw) P = K S T m m : là lưu lượng không khí đi qua bộ bốc hơi ( Kg /s )C : là nhiệt dung riêng của không khí Tae - T as : là sự chênh lệch nhiệt độ không khí đầu vào và đầu ra Do bộ bốc hơi truyền nhiệt : P : là công suât của bộ bốc hơi ( KW )  S : là bề mặt trao đổi bộ bốc hơi ( m )T m : là sự cách biệt nhiệt độ trung bình giữa nhiệt độ trung bình của không khí và nhiệt độ trung bình của tác nhân lạnh  T m = ( Tae - T as ) - T0 K : hệ số dẫn nhiệt của bộ bốc hơi ( W/ mC ) Ví dụ : giá trị thực tế của K  Mụi trường làm lạnh Kiểu loại W /m.C ẫp buộc sự lưu thụng của khụng khớ ống cú cánh 16ữ23 Sự lưu thụng tự nhiờn của khụng khớ các ống có cánh 7ữ9 Mỏy làm lạnh chất lỏng cuộn làm mỏt nước đọng 70ữ93 nước khụng đọng 232ữ290 lưới 406ữ464 nhiều ống 932ữ1160 4 Các kiểu bộ bốc hơi a) Làm mát bằng không khí : + Có quạt gió :  6 C < T < 14 C  Các bộ bốc hơi đặt trên trần  -Các bộ bốc hơi đặt trên trần công suất nhỏ  Những bộ bốc hơi này được thiết kế trang bị đối với các phòng lạnh có nhiệt độ dương hay âm, kích thước nhỏ và các tủ thương mại  -Các bộ bốc hơi đặ trên trần đối lưu không khí yếu  bộ bốc hơi có kích thước lớn cung cấp T nhỏ, vận tốc không khí nhỏ ( dòng không khí chuyển động hai hướng ) cho nên chạy rất êm và không đặt cao lắm Sử dụng trong kỹ nghệ lạnh và tồn trữ khi cần độ ẩm rất lớn và việc đối lưu không khí nhỏ ( rau quả, hoa, ...)  Cũng dùng để điều hoà không khí cho phòng làm việc ( không khí ít lưu thông , chạy êm vị trí đặt không cao) cũng như để tồn trữ thịt tươi từ 0C đến 15C  -Bộ bốc hơi trên trần, đối lưu không khí yếu và công suất lớn   Bộ bốc hơi này chỉ thích hợp cho các phòng lạnh có nhiệt độ dương, đối lưu không khí yếu, nơi mà chiều cao không cho phép đặt một bộ bốc hơi hình khối Nơi lắp đặt thích hợp nhất là chính giữa phòng . Hệ thống quạt gió hai dòng của nó cho phép phân phối không khí đều trong không gian muốn làm lạnh  3C < T < 6C - Các kiểu bộ bốc hơi treo tường    Được thiết kế cho các tủ thương mại, các quầy lạnh, quán bar có nhiệt độ dương và âm của phòng có chiều cao thấp  Việc thông gió được thực hiện từ trên cao, nên không khí được phân phối đều hơn, các sản phẩm đóng vai trò rào chắn ở phần dưới b) Bộ bốc hơi tĩnh ( đối lưu tự nhiên )  - Các bộ bay hơi gắn trên trần   Các bộ bốc hơi được thiết kế cho trường hợp không nên dùng quạt gió  +Làm lạnh và bảo quản những sản phẩm dễ hư hỏng ( cá, hoa quả, thịt ...)  +Điều hoà không khí cho các phòng làm việc  +Cho phép tận dụng toàn bộ bề mặt của nền nhà Máng hứng giúp tránh được các giọt nước rơi ra ngoài và dẫn hướng không khí Bộ bốc hơi này có thể lắp ráp trong một thùng lạnh lớn để trở thành bộ bốc hơi đối lưu cững bức  - Bộ bốc hơi cho các tủ  Bộ bốc hơi được thiết kế để làm mát các tủ đựng đồ, các quầy lạnh Kích thước rất đa dạng của chúng luôn cho phép ta tận dụng không gian tồn trữ    - Bộ bốc hơi cho loại máy gia dụng, kiểu ROLLBOND   Bộ bốc hơi này dùng trong các máy gia dụng ( tủ lạnh, tủ cấp đông, tủ bảo quản thực phẩm )  Chúng được nạp nhiên liệu bằng một hệ thống nhỏ, được chế tạo từ hai tấm nhôm chồng lên nhau, giữa đó người ta đặt một lớp bột nhão chống dính hay một lớp mực than để vẽ lên đó mạch ống. Toàn thể sau đó được cán nóng làm cho hai tấm tôn hàn phần tử với nhau trừ những vùng do bột nhão hay mực cách ly. Tấm bản được kéo và uốn theo nhu cầu sử dụng Mạch ống được thổi phồng lên dưới áp suất cao ( hơn 100 bar ) sau đó được chùi sạch và khử nước  - Bộ bốc hơi cho sản xuất nước đá   3C < T o < 6 C ._.