BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH TỦ CẤP ĐÔNG Mã Bài: MĐ 25-03 Giới thiệu: Tủ cấp đông gió được sử dụng để cấp đông các sản phẩm đông rời với khối lượng nhỏ, được trang bị cho các xí nghiệp nhỏ và trung bình. Năng suất chủ yếu từ 200 đến 500 kg/h. Trong trường hợp khối lượng nhiều, người ta chuyển sang cấp đông dạng có băng chuyền I. Thiết bị chính của hệ thống là tủ đông làm lạnh nhờ gió cưỡng bức.
Cấu tạo và hình dáng bề ngoài tương tự tủ đông tiếp xúc. Bên trong tủ có các cụm dàn lạnh, quạt gió, hệ thống giá đặt các khay chứa hàng cấp đông. Các sản phẩm dạng rời như tôm, cá philê vv… được đặt trên khay với một lớp mỏng, được làm lạnh nhờ gió tuần hoàn với tốc độ lớn, nhiệt độ rất thấp, khoảng -350C, do đó thời gian làm lạnh ngắn. Mục tiêu: Kiến thức: - Biết được các quy định, ký hiệu bản vẽ thi công - Hiểu mục đích và phương pháp lắp đặt các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ cấp đông.
Kỹ năng: - Phân tích, bóc tách các thiết bị trong bản vẽ thi công hệ thống lạnh tủ cấp đông. - Kiểm tra được thông số của thiết bị trước khi lắp - Lắp đặt các thiết bị trong hệ thống lạnh tủ cấp đông đúng quy trình - Điều chỉnh, sử dụng thiết bị đúng quy trình Năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Chú ý tránh phân tích sai trên sơ đồ và bản vẽ - Nghiêm chỉnh, cẩn thận, liệt kê đầy đủ thiết bi, dụng cụ - An toàn cho người và thiết bị Nội dung chính: 102 1. LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ CHÍNH TRONG TỦ CẤP ĐÔNG 1.1 Đọc bản vẽ lắp đặt 1. Đọc bản vẽ bố trí thiết bị * Tủ đông tiếp xúc - Bình trống tràn (có chức năng giống bình giữ mức - tách lỏng): Với tủ cấp dịch dạng này, dịch lỏng chuyển dịch dần vào các tấm lắc nhờ chênh lệch cột áp thuỷ tĩnh.
- Ben thuỷ lực: Nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ cấp đông. Pittông và cần dẫn ben thuỷ lực làm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Hệ thống có bộ phân phối dầu cho truyền động bơm thuỷ lực. - Tấm lắc cấp đông (freezer plates): Khi cấp đông ben thuỷ lực ép các tấm lắc để cho các khay tiếp xúc 2 mặt với tấm lắc.
Quá trình trao đổi nhiệt là nhờ dẫn nhiệt. Trong các tấm lắc chứa ngập dịch lỏng ở nhiệt độ âm sâu -400C đến -450C. - Vỏ tủ: Vỏ tủ có hai bộ cánh cửa ở hai phía: bộ 4 cánh và bộ 2 cánh, cách nhiệt polyurethan dày 125 đến 150mm, hai mặt bọc inox dày 0,6mm. 1 - Bình trống tràn; 2 – Ben thủy lực; 3 – Tắm lắc cấp đông (dàn bay hơi) Hình 3.1: Cấu tạo tủ đông tiếp xúc 103 * Tủ đông gió 1- Dàn lạnh 2- Giá xếp khay sản phẩm 3- Bình trống tràn Hình 3.2: Cấu tạo tủ đông gió 250 kg/mẻ Hình 3.3: Cấu tạo bên trong tủ đông gió Tủ đông gió có cấu tạo dạng tủ chắc chắn, có thể dễ dàng vận chuyển đi nơi khác khi cần.
Tủ có cấu tạo như sau: - Vỏ tủ: Cách nhiệt vỏ tủ bằng polyurethan dày 150mm, có mật độ khoảng 40 đến 42 kg/ m3, hệ số dẫn nhiệt λ= 0,018 đến 0,020 W/m. Các lớp bao bọc bên trong và bên ngoài vỏ tủ là inox dày 0,6mm 104 - Dàn lạnh: Có 1 hoặc 2 dàn lạnh hoạt động độc lập. Dàn lạnh có ống, cánh tản nhiệt và vỏ là thép nhúng kẽm nóng hoặc bằng inox. Dàn lạnh được thiết kế để sử dụng cho môi chất NH3, dàn lạnh đặt trên sàn tủ, xả băng bằng nước - Giá đỡ khay cấp đông: Mỗi ngăn có 01 giá đỡ khay cấp đông, giá có nhiều tầng để đặt khay cấp đông, khoảng cách giữa các tầng hợp lý để đưa khay cấp đông vào ra và lưu thông gió trong quá trình chạy máy.F siêu tốc Hệ thống lạnh I.F được viết tắt từ chữ tiếng Anh Individual Quickly Freezer, nghĩa là hệ thống cấp đông nhanh các sản phẩm rời.
Buồng cấp đông I.F có 3 dạng chính sau đây: - Buồng cấp đông có băng chuyền kiểu xoắn : Spiral I.F - Buồng cấp đông có băng chuyển kiểu thẳng : Straight I.F - Buồng cấp đông có băng chuyền siêu tốc : Impingement I.4: Buồng cấp đông dạng xoắn Hình 3.5: Buồng cấp đông I.F có băng chuyền thẳng 105 Hình 3.6: Bố trí thiết bị bên trong buồng cấp đông siêu tốc Một trong những điểm đặc biệt của hệ thống I.F là các sản phẩm được đặt trên các băng chuyền, chuyển dộng với tốc độ chậm, trong quá trình đó nó tiếp xúc với không khí lạnh nhiệt độ thấp và nhiệt độ hạ xuống rất nhanh. Buồng cấp đông kiểu I.F chuyên sử dụng để cấp đông các sản phẩm dạng rời. Tốc độ băng tải di chuyển có thể điều chỉnh được tuỳ thuộc vào loại sản phẩm và yêu cầu công nghệ. Trong quá trình di chuyển trên băng chuyền sản phẩm tiếp xúc với không khí đối lưu cưỡng bức với tốc độ lớn, nhiệt độ thấp -35 đến -430C và hạ nhiệt độ rất nhanh.
Vỏ bao che buồng cấp đông là các tấm cách nhiệt polyurethan, hai mặt bọc inox. Đọc bản vẽ sơ đồ hệ thống lạnh * Sơ đồ nguyên lý hệ thống tủ cấp đông tiếp xúc cấp dịch từ bình trống tràn 1- Máy nén; 2- Tháp giải nhiệt; 3- Bình chứa cao áp; 4- Bình ngưng; 5-Bình tách dầu; 6- Bình tách lỏng hồi nhiệt; 7- Bình trung gian; 8- Bình trống tràn; 9- Tủ cấp đông; 10-Bộ lọc ẩm môi chất.7: Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông R 22 cấp dịch từ bình trống tràn 106 Theo sơ đồ này, môi chất được tiết lưu vào một bình gọi là bình trống tràn. Bình trống tràn thực chất là bình giữ mức – tách lỏng, có 2 nhiệm vụ: - Chứa dịch ở nhiệt độ thấp để cấp cho các tấm lắc. Bình phải đảm bảo duy trì trong các tấm lắc luôn luôn ngập đầy dịch lỏng, như vậy hiệu qủa trao đổi nhiệt khá cao.
- Tách lỏng môi chất hút về máy nén, tránh không gây ngập lỏng máy nén. Để đảm bảo không hút lỏng về máy nén trên bình trống tràn có trang bị van phao duy trì mức lỏng, khi mức lỏng vượt quá mức cho phép thì van phao tác động ngắt điện van điện từ cấp dịch vào bình trống tràn. Ngoài ra trong bình còn có thể có các tấm chắn đóng vai trò như các nón chắn trong bình tách lỏng để tránh hút ẩm về máy nén. Van tiết lưu sử dụng cho bình trung gian và bình trống tràn trong hệ thống này là van tiết lưu tay.
Về môi chất lạnh, có thể sử dụng R22 hoặc NH3, ngày nay người ta có thiên hướng sử dụng NH3 vì R22 là hợp chất HCFC sẽ bị cấm do phá huỷ tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính trong tương lai. * Sơ đồ nguyên lý hệ thống tủ cấp đông tiếp xúc cấp dịch nhờ bơm 1 - Máy nén; 2- Bình chứa cao áp; 3- Dàn ngưng; 4-Bình tách dầu; 5- Bình chứa hạ áp; 6- Bình trung gian; 7- Tủ cấp đông; 8 - Bình thu hồi dầu; 9 -Bơm dịch; 10- Bơm nước giải nhiệt Hình 3.8: Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông NH3 , cấp dịch bằng bơm 107 Theo sơ đồ này, dịch lỏng được bơm bơm thẳng vào các tấm lắc nên tốc độ chuyển động bên trong rất cao, hiệu quả truyền nhiệt tăng lên rỏ rệt, do đó giảm đáng kể thời gian cấp đông. Thời gian cấp đông chỉ còn khoảng 1giờ 30’đến 2 giờ 30’. - Hệ thống bắt buộc phải trang bị bình chứa hạ áp.
Bình chứa hạ áp đóng vai trò rất quan trọng, cụ thể: + Chứa dịch: để cung cấp ổn định cho bơm hoạt động. + Đảm nhiệm chức năng tách lỏng: Do dịch chuyển động qua các tấm lắc là cưỡng bức nên ở đầu ra các tấm lắc vẫn còn một lượng lớn lỏng chưa bay hơi, nếu đưa trực tiếp về đầu hút máy nén sẽ rất nguy hiểm, đưa vào các bình tách lỏng nhỏ thì không có khả năng tách hết vì lượng lỏng quá lớn. Vì thế chỉ có bình chứa hạ áp mới có khả năng tách hết lượng lỏng này. - Bình chứa hạ áp: có dung tích khá lớn, tương đương bình chứa cao áp, được bọc cách nhiệt polyurethan dày khoảng 200mm, bên ngoài bọc inox thẩm mỹ.
Bình được bảo vệ bằng: 03 van phao, van an toàn. - Bình trung gian: kiểu đặt đứng của tủ cấp đông được bảo vệ bằng 02 van phao, 01 van an toàn. * Sơ đồ nguyên lý hệ thống tủ cấp đông gió 1- Máy nén; 2- Tháp giải nhiệt; 3- Bình chứa; 4-Bình ngưng; 5- Bình tách dầu; 6- Bình tách lỏng; 7 – Bình trống tràn; 8- Tủ đông gió; 9- Bình thu hồi dầu; 10- Bình trung gian; 11- Bể nước xả băng; 12- Bơm xả băng; 13- Bơm giải nhiệt Hình 3.9: Sơ đồ nguyên lý tủ đông gió 108 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh tủ đông gió sử dụng môi chất NH3. Đặc điểm của sơ đồ như sau: - Cấp dịch: Phương pháp cấp dịch, ngập lỏng từ bình trống tràn - Xả băng: bằng nước nhờ hệ thống bơm riêng.
- Kiểu cấp đông : đông gió cưỡng bức * Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp đông I.F với buồng cấp đông có băng tải dạng xoắn 1- Máy nén; 2- Bình chứa; 3- Dàn ngưng; 4- Bình tách dầu; 5- Bình chứa hạ áp; 6– Bình trung gian; 7- Buồng đông IQF; 8- Buồng tái đông; 9- Bình thu hồi dầu; 10- Bể nước xả băng; 11- Bơm xả băng; 12- Bơm giải nhiệt; 13- Bơm dịch Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp đông I.F dạng xoắn Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp đông IQF, có băng chuyền cấp đông dạng xoắn, sử dụng môi chất NH3. Thiết bị đi kèm băng chuyền cấp đông là băng chuyền tái đông. Người ta thường sử dụng nước để xả băng cho các dàn lạnh của băng chuyền cấp đông và tái đông. Để làm khô băng chuyền người ta sử dụng khí nén.
Các thiết bị khác bao gồm: Bình chứa cao áp, hạ áp , thiết bị ngưng tụ, bình tách dầu, bình trung gian, bình thu hồi dầu, bơm dịch, bơm nước giải nhiệt, xả băng và bể nước xả băng. Đọc bản vẽ sơ đồ hệ thống điện Hệ thống điện điều khiển thiệt bị lạnh tủ cấp đông có nguyên lý hoạt động tương tự như hệ thống điều khiển được mô tả phần trên nhưng thường: Tủ đông tiếp xúc: - Phá băng bằng nước do công nhân thao tác bằng nước phá băng bố trí tại xưởng sản xuất.