Giáo trình Hệ thống lạnh công nghiệp: Kho lạnh, máy đá cây, máy đá vảy - Trường CĐ Nghề Phú Yên

• Trường học: Trường Cao Đẳng Nghề Phú Yên
• Chuyên ngành: Vận hành sửa chữa thiết bị lạnh
• Đề tài: Hệ thống lạnh công nghiệp
• Loại tài liệu: Giáo trình
• Năm xuất bản: 2020

Tóm tắt

I. Tổng quan về giáo trình hệ thống lạnh công nghiệp

Giáo trình hệ thống lạnh công nghiệp là tài liệu đào tạo chính quy thuộc mô đun MĐ18, được biên soạn cho nghề Vận hành sửa chữa thiết bị lạnh trình độ cao đẳng. Giáo trình do Trường Cao đẳng nghề Phú Yên ban hành năm 2020, phục vụ công tác đào tạo nguồn nhân lực kỹ thuật chất lượng cao cho ngành công nghiệp lạnh tại Việt Nam. Nội dung giáo trình được chia thành hai phần chính. Phần thứ nhất tập trung vào hệ thống lạnh kho lạnh, bao gồm các kiến thức từ cơ bản đến nâng cao về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, tính toán kỹ thuật và vận hành. Phần thứ hai đề cập đến hệ thống lạnh máy đá cây, một ứng dụng quan trọng trong công nghiệp sản xuất nước đá. Giáo trình được xây dựng theo phương pháp tiếp cận thực tiễn, kết hợp lý thuyết với bài tập thực hành. Người học được trang bị đầy đủ kiến thức về khảo sát hệ thống, tính toán phụ tải nhiệt, quy trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị. Tài liệu này đóng vai trò nền tảng quan trọng trong việc chuẩn hóa đội ngũ kỹ thuật viên lạnh công nghiệp tại Việt Nam.

1.1. Mục tiêu và đối tượng đào tạo

Giáo trình hệ thống lạnh công nghiệp được thiết kế với mục tiêu đào tạo kỹ thuật viên có khả năng vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị lạnh công nghiệp. Đối tượng học viên là sinh viên cao đẳng nghề, những người đã có kiến thức cơ bản về vật lý, nhiệt động lực học và kỹ thuật điện. Sau khi hoàn thành mô đun này, học viên có thể đọc hiểu sơ đồ hệ thống lạnh, thực hiện quy trình vận hành đúng kỹ thuật, phát hiện và xử lý các hư hỏng thường gặp. Giáo trình cũng hướng đến việc hình thành ý thức an toàn lao động và tác phong nghề nghiệp chuyên nghiệp cho người học.

1.2. Cấu trúc và phạm vi nội dung

Giáo trình được chia thành hai phần lớn với tổng cộng 11 bài học. Phần 1 gồm 8 bài, bao gồm toàn bộ kiến thức về hệ thống lạnh kho lạnh: từ khái niệm, phân loại, kết cấu kho lạnh, tính toán dung tích và phụ tải nhiệt, cho đến quy trình vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa. Phần 2 gồm 3 bài, tập trung vào hệ thống lạnh máy đá cây với các nội dung khảo sát, kết cấu bể đá và tính toán kích thước. Mỗi bài đều có phần lý thuyết, bài tập và hướng dẫn thực hành cụ thể, đảm bảo tính hệ thống và toàn diện.

II. Phân tích nội dung hệ thống lạnh kho lạnh

Hệ thống lạnh kho lạnh chiếm phần lớn nội dung giáo trình, phản ánh tầm quan trọng của ứng dụng này trong đời sống kinh tế. Giáo trình phân loại kho lạnh theo nhiều tiêu chí khác nhau: theo công dụng, theo dung tích chứa và theo đặc điểm cách nhiệt. Mỗi loại kho có thiết kế và yêu cầu kỹ thuật riêng biệt, phù hợp với từng loại sản phẩm bảo quản. Nội dung về chế độ bảo quản được trình bày chi tiết cho các nhóm sản phẩm chính gồm đồ hộp, rau quả tươi và thực phẩm đông lạnh. Mỗi loại sản phẩm có nhiệt độ và thời gian bảo quản tối ưu riêng, đòi hỏi hệ thống lạnh phải hoạt động ổn định và chính xác. Giáo trình cung cấp kiến thức về cấu tạo hệ thống lạnh bao gồm các thiết bị chính như máy nén, bình ngưng, dàn bay hơi, van tiết lưu và các phụ kiện đi kèm. Sơ đồ mạch điện hệ thống được trình bày rõ ràng, giúp học viên hiểu nguyên lý điều khiển và bảo vệ. Nội dung tính toán phụ tải nhiệt là phần kỹ thuật quan trọng nhất, bao gồm các dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che, do sản phẩm tỏa ra, do thông gió và do vận hành.

2.1. Cấu tạo và phân loại kho lạnh

2.2. Tính toán kỹ thuật hệ thống lạnh

III. Phương pháp vận hành và bảo dưỡng hệ thống lạnh

Vận hành hệ thống lạnh công nghiệp đòi hỏi tuân thủ nghiêm ngặt quy trình kỹ thuật để đảm bảo hiệu suất và tuổi thọ thiết bị. Giáo trình trình bày hai phương pháp vận hành chính: vận hành tự động và vận hành bằng tay. Vận hành tự động sử dụng hệ thống điều khiển điện tử, cảm biến nhiệt độ và áp suất để duy trì điều kiện làm việc ổn định. Vận hành bằng tay yêu cầu kỹ thuật viên có kinh nghiệm, thường được áp dụng cho hệ thống nhỏ hoặc trong trường hợp hệ thống tự động gặp sự cố. Bảo dưỡng thiết bị là hoạt động không thể thiếu trong quản lý hệ thống lạnh. Giáo trình phân loại bảo dưỡng theo chu kỳ và mức độ phức tạp. Nội dung bảo dưỡng bao gồm tất cả các thiết bị chính: máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, van tiết lưu, tháp giải nhiệt và hệ thống quạt. Việc bổ sung gas và dầu cho hệ thống cũng được hướng dẫn chi tiết. Ngoài ra, giáo trình cung cấp kiến thức về sửa chữa hệ thống, bao gồm nhận diện hiện tượng hư hỏng, xác định nguyên nhân và thực hiện quy trình sửa chữa đúng kỹ thuật. Các thiết bị bảo vệ máy nén như rơ le áp suất cao HP, rơ le áp suất thấp LP và bảo vệ quá dòng quá nhiệt OCR đóng vai trò quan trọng trong vận hành an toàn.

3.1. Quy trình vận hành hệ thống lạnh kho lạnh

3.2. Nội dung bảo dưỡng và sửa chữa thiết bị

IV. Hệ thống lạnh máy đá cây và ứng dụng thực tế

Hệ thống lạnh máy đá cây là nội dung quan trọng trong phần hai của giáo trình, phản ánh ứng dụng rộng rãi của công nghệ lạnh trong ngành sản xuất nước đá công nghiệp tại Việt Nam. Máy đá cây sử dụng hệ thống lạnh có công suất lớn, với môi chất lạnh được tuần hoàn qua các dàn bay hơi ngâm trong bể chứa nước đá. Quá trình làm đá diễn ra trong thời gian dài, tạo ra các cây đá có kích thước lớn phục vụ nhu cầu bảo quản hải sản, vận chuyển hàng hóa và các ứng dụng công nghiệp khác. Giáo trình trình bày cấu tạo chi tiết của hệ thống lạnh máy đá cây, bao gồm các thiết bị chính và sơ đồ mạch điện điều khiển. Kết cấu bể đá được thiết kế đặc biệt với tường bao cách nhiệt, nắp bể và hệ thống giá đỡ khuôn đá. Việc tính toán kích thước bể đá, số lượng khuôn đá và thời gian làm đá là những nội dung kỹ thuật quan trọng. Giáo trình cũng hướng dẫn cách xác định kích thước linh đá và tính toán thời gian đông đá dựa trên nhiệt độ nước đầu vào, nhiệt độ bay hơi và công suất hệ thống lạnh. Kiến thức về hệ thống lạnh máy đá cây giúp học viên có khả năng vận hành và bảo dưỡng các nhà máy sản xuất đá công nghiệp.

4.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động máy đá cây

4.2. Ứng dụng và tầm quan trọng trong công nghiệp

Trích đoạn nội dung tài liệu

UBND TỈNH PHÚ YÊN TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ PHÚ YÊN GIÁO TRÌNH Tên mô đun: HỆ THỐNG LẠNH CÔNG NGHIỆP Mã số mô đun: MĐ18 NGHỀ: VẬN HÀNH SỬA CHỮA THIẾT BỊ LẠNH Trình độ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-…… ngày ………tháng.……… của ………………………………… Phú Yên, năm 2020 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo hoặc tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. MỤC LỤC PHẦN 1: HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH.1 BÀI 1: KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ CHỌN NHIỆT ĐỘ BẢO QUẢN. Khái niệm kho lạnh bảo quản. Theo công dụng. Theo dung tích chứa. Theo đặc điểm cách nhiệt. Chọn chế độ bảo quản. Chế độ và thời gian bảo quản đồ hộp. Chế độ và thời gian bảo quản rau quả tươi. Chế độ và thời gian bảo quản thực phẩm đông lạnh.6 BÀI 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH. Cấu tạo hệ thống lạnh kho lạnh. Các thiết bị của hệ thống lạnh kho lạnh. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh kho lạnh. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh kho lạnh. Khảo sát hệ thống lạnh kho lạnh.17 BÀI 3: KẾT CẤU KHO LẠNH. Kết cấu kho lạnh. Móng và cột. Tường bao và tường ngăn. Cửa và màn chắn. Giá đỡ, chứa hàng bảo quản. Tính toán chiều dày cách nhiệt kết cấu bao che. Khảo sát kho lạnh.29 BÀI 4: TÍNH TOÁN DUNG TÍCH KHO LẠNH. Thể tích kho lạnh. Diện tích chất tải. Diện tích cần xây dựng.32 BÀI 5: TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT KHO LẠNH. Trình tự tính phụ tải nhiệt kho lạnh. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che. Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra. Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh. Các dòng nhiệt do vận hành. Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp.41 BÀI 6: VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH. Qui trình vận hành. Qui trình vận hành tự động. Qui trình vận hành bằng tay. Một số thao tác trong quá trình vận hành. Vận hành hệ thống lạnh kho lạnh.49 BÀI 7: BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH. Mục đích, ý nghĩa. Phân loại bảo dưỡng. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh. Bảo dưỡng máy nén. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi. Bảo dưỡng van tiết lưu. Bảo dưỡng tháp nhiệt. Bảo dưỡng quạt. Bổ sung gas, dầu cho hệ thống lạnh. Bảo dưỡng các thiết bị hệ thống lạnh kho lạnh.57 BÀI 8: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa hư hỏng. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh.61 ÔN TẬP PHẦN 1.63 PHẦN 2: HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY.64 BÀI 9: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY. Cấu tạo hệ thống lạnh máy đá cây. Các thiết bị của hệ thống lạnh máy đá cây. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh máy đá cây. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh máy đá cây. Khảo sát hệ thống lạnh máy đá cây.73 BÀI 10: KẾT CẤU BỂ ĐÁ CÂY. Kết cấu bể đá. Kết cấu tường. Kết cấu nắp bể đá.78 BÀI 11: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ ĐÁ VÀ THỜI GIAN LÀM ĐÁ. Xác định kích thước bể đá. Xác định số lượng và kích thước khuôn đá. Xác định số lượng và kích thước linh đá. Xác định kích thước bên trong bể đá. Tính thời gian làm đá.84 BÀI 12: TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ. Tính nhiệt bể đá. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che bể đá. Nhiệt để đông đá và làm lạnh khuôn đá. Nhiệt do bộ cánh khuấy gây ra.89 BÀI 13 : PHA NƯỚC MUỐI CHO BỂ ĐÁ. Nước muối bể đá. Tính khối lượng muối NaCl hoặc CaCl2 cho bể đá. Pha nước muối cho bể đá.95 BÀI 14: VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY. Qui trình vận hành. Qui trình vận hành tự động:. Qui trình vận hành bằng tay. Vận hành hệ thống máy đá cây.98 BÀI 15: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY. Mục đích, ý nghĩa. Phân loại bảo dưỡng. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh máy đá cây. Bảo dưỡng máy nén. Bảo dưỡng dàn ngưng kiểu tưới. Bảo dưỡng dàn lạnh xương cá. Bảo dưỡng van tiết lưu. Bảo dưỡng quạt – động cơ điện. Bảo dưỡng hệ thống thiết bị đo lường, tự động điều chỉnh và bảo vệ101 15. Bổ sung gas, dầu cho hệ thống lạnh máy máy đá. Bảo dưỡng hệ thống lạnh máy đá cây.102 BÀI 16: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ CÂY. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa hư hỏng. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh. Sửa chữa các thiết bị trong hệ thống lạnh máy đá cây.107 ÔN TẬP PHẦN 2.108 PHẦN 3: HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY.109 BÀI 17: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY. Cấu tạo hệ thống lạnh máy đá vảy. Các thiết bị của hệ thống lạnh máy đá vảy. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh máy đá vảy. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh máy đá vảy. Khảo sát hệ thống lạnh máy đá vảy.115 BÀI 18: KHẢO SÁT CỐI ĐÁ VẢY. Nguyên lý hoạt động. Ưu, nhược điểm. Xác định kích thước và cách nhiệt cối đá vảy. Xác định kích thước. Cách nhiệt cối đá vảy. Khảo sát cối đá vảy.120 BÀI 19: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG CỐI ĐÁ VẢY. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che cối đá vảy. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che bể nước tuần hoàn. Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che bình giữ mức – tách lỏng. Tổn thất nhiệt để làm lạnh đá. Tổn thất nhiệt do mô tơ cắt đá tạo ra. Tổn thất nhiệt do bơm nước tuần hoàn. Chọn cối đá vảy.125 BÀI 20: VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY. Qui trình vận hành. Qui trình vận hành tự động:. Qui trình vận hành bằng tay. Vận hành hệ thống máy đá vảy.130 BÀI 21: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG MÁY ĐÁ VẢY. Mục đích, ý nghĩa. Phân loại bảo dưỡng. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh131 21. Bảo dưỡng máy nén. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ. Bảo dưỡng van tiết lưu. Bảo dưỡng tháp nhiệt. Bảo dưỡng cối đá vảy. Bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh.133 BÀI 22: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH MÁY ĐÁ VẢY. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh. Sửa chữa các thiết bị trong hệ thống lạnh máy đá vảy.136 ÔN TẬP PHẦN 3.137 PHẦN 4: HỆ THỐNG LẠNH TỦ ĐÔNG TIẾP XÚC.138 BÀI 23: KHẢO SÁT HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC. Khái niệm tủ cấp đông tiếp xúc. Cấu tạo hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc. Các thiết bị của hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc. Khảo sát hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc.148 BÀI 24: TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC. Trình tự tính phụ tải nhiệt tủ cấp đông tiếp xúc. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che. Dòng nhiệt do làm lạnh sản phẩm, khay, nước châm tỏa ra Q2. Dòng nhiệt do làm lạnh các thiết bị trong tủ.151 BÀI 25: VẬN HÀNH HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC. Qui trình vận hành. Qui trình vận hành hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc. Vận hành tủ cấp đông tiếp xúc. Vận hành hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc.156 BÀI 26: BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC157 26. Mục đích, ý nghĩa. Phân loại bảo dưỡng. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc. Bảo dưỡng máy nén. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi. Bảo dưỡng van tiết lưu. Bảo dưỡng tháp nhiệt. Bảo dưỡng quạt. Bảo dưỡng tủ cấp đông tiếp xúc. Bổ sung gas, dầu cho hệ thống lạnh. Bảo dưỡng hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc.160 BÀI 27: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh. Sửa chữa hư hỏng của các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ đông tiếp xúc165 ÔN TẬP PHẦN 4.166 PHẦN 5: HỆ THỐNG LẠNH TỦ ĐÔNG GIÓ.167 BÀI 28: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ. Cấu tạo hệ thống lạnh tủ cấp đông gió. Các thiết bị của hệ thống lạnh tủ cấp đông gió. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh tủ đông gió. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh tủ đông gió. Khảo sát hệ thống lạnh tủ cấp đông gió.171 BÀI 29: KHẢO SÁT TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ. Tủ đông gió. Nguyên lý làm việc. Khảo sát tủ cấp đông gió.173 BÀI 30: TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ. Trình tự tính phụ tải nhiệt tủ cấp đông gió. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra. Dòng nhiệt do làm lạnh khay cấp đông. Dòng nhiệt do làm lạnh các thiết bị trong tủ. Dòng nhiệt do xả băng. Dòng nhiệt do động cơ quạt.177 BÀI 31: VẬN HÀNH HỆ THỐNG TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ. Qui trình vận hành. Qui trình vận hành hệ thống lạnh tủ cấp đông gió. Qui trình vận hành tủ cấp đông gió. Vận hành hệ thống lạnh tủ cấp đông gió.181 BÀI 32: BẢO DƯỠNG THIẾT BỊ HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG GIÓ. Mục đích, ý nghĩa. Phân loại bảo dưỡng. Nội dung công tác bảo dưỡng các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ cấp đông gió. Bảo dưỡng máy nén. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi. Bảo dưỡng van tiết lưu. Bảo dưỡng tháp nhiệt. Bảo dưỡng quạt. Bảo dưỡng tủ cấp đông gió. Bảo dưỡng hệ thống lạnh tủ cấp đông gió.185 BÀI 33: SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH TỦ ĐÔNG GIÓ. Hiện tượng, nguyên nhân và cách sửa chữa. Quy trình sửa chữa hệ thống lạnh. Sửa chữa hệ thống lạnh tủ đông gió.189 ÔN TẬP PHẦN 5.190 PHẦN 6: HỆ THỐNG BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF.191 BÀI 34: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF. Cấu tạo hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF. Các thiết bị của hệ thống lạnh buồng cấp đông IQF. Sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh cấp đông IQF. Các thiết bị điện, khí cụ điện của hệ thống lạnh cấp đông IQF. Khảo sát hệ thống lạnh cấp đông IQF.195 BÀI 35: KHẢO SÁT BUỒNG CẤP ĐÔNG IQF VÀ BUỒNG TÁI ĐÔNG196 35. Buồng cấp đông IQF xoắn. Buồng cấp đông IQF thẳng. Buồng cấp đông IQF siêu tốc. Khảo sát buồng cấp đông IQF và tái đông.204 BÀI 36: TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG IQF. Trình tự tính phụ tải nhiệt buồng cấp đông IQF. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che. Dòng nhiệt do làm lạnh sản phẩm. Dòng nhiệt do động cơ điện.