UỶ BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ CẦN THƠ TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CẦN THƠ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: HỆ THỐNG MÁY LẠNH CÔNG NGHIỆP NGHỀ: VẬN HÀNH SỬA CHỮA THIẾT BỊ LẠNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG (Ban hành kèm theo Quyết định số: …… /QĐ-CĐN ngày …tháng …năm 2021 của hiệu trưởng trường cao đẳng nghề Cần Thơ) Cần Thơ, năm 2021 (lưu hành nội bộ) 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 và 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. LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình mô đun Hệ thống máy lạnh công nghiệp được biên soạn theo CTĐT 2021 theo thông tư Số: 03/2017/TT-BLĐTBXH, qui định về xây dựng, thẩm định và ban hành chương trình; tổ chức biên soạn, lựa chọn, thẩm định giáo trình đào tạo trình độ cao đẳng nghề vận hành sửa chữa thiết bị lạnh. Giáo trình được biên soạn với thời lượng 120 giờ nhằm trang bị cho sinh viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về lắp đặt, vận hành các Hệ thống máy lạnh công nghiệp vừa và lớn được áp dụng trong các hệ thống lạnh dân dụng và công nghiệp ứng dụng trong chuyên ngành.
Giáo trình được biên soạn dùng cho trình độ Cao đẳng nghề. Cần Thơ, ngày tháng năm 2021 Chủ biên Ths TRẦN THANH TÚ Ks TRẦN THANH TÙNG 1 MỤC LỤC TT ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu 1 Mục lục 2 Phần 1. Hệ thống lạnh kho lạnh 1 Khảo sát hệ thống lạnh kho lạnh 3 2 Kết cấu kho lạnh 18 3 Vận hành hệ thống lạnh kho lạnh 24 Phần 2. Hệ thống tủ đông tiếp xúc 4 Khảo sát hệ thống tủ cấp đông tiếp xúc 31 5 Khảo sát tủ cấp đông tiếp xúc 47 6 Vận hành hệ thống tủ cấp đông tiếp xúc 52 Phần 3.
Hệ thống lạnh máy đá cây 7 Khảo sát hệ thống lạnh máy đá cây 59 8 Kết cấu bể đá cây 67 9 Vận hành hệ thống lạnh máy đá cây 69 2 GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: HỆ THỐNG MÁY LẠNH CÔNG NGHIỆP Mã mô đun: MĐ 18 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí: Mô đun Hệ thống máy lạnh công nghiệp được bố trí sau khi học xong mô đun Hệ thống máy lạnh dân dụng và thương nghiệp. - Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc. Mục tiêu của mô đun: - Về kiến thức: + Trình bày được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của các thiết bị trong hệ thống máy lạnh: kho lạnh, máy đá cây, tủ đông tiếp xúc; + Đọc và phân tích được các sơ đồ hệ thống lạnh và sơ đồ hệ thống điện của hệ thống máy lạnh: kho lạnh, máy đá cây, tủ đông tiếp xúc - Về kỹ năng: + Vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa được các hệ thống máy lạnh: kho lạnh, máy đá cây, tủ đông tiếp xúc + Xử lý được một số trường hợp khi bị sự cố trong khi vận hành; - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, trong công việc; + Rèn luyện khả năng làm việc theo nhóm, đảm bảo an toàn cho người và thiết bị. Nội dung của mô đun: PHẦN 1.
HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH BÀI 1: KHẢO SÁT HỆ THỐNG LẠNH KHO LẠNH Mã Bài: MĐ18- 01 Giới thiệu: Khảo sát hệ thống lạnh kho lạnh là cần thiết đối với nhân viên kỹ thuật có công việc liên quan đến ngành kỹ thuật lạnh, để thuận tiện cho việc tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý của hệ thống, các thiết bị trong hệ thống. Mục tiêu: - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của hệ thống lạnh kho lạnh, của các thiết bị trong hệ thống lạnh kho lạnh; - Đọc được sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mạch điện hệ thống lạnh kho lạnh; - Nhận dạng được các chi tiết, thiết bị của hệ thống lạnh; - Tỉ mỉ trong khảo sát, chuẩn xác trong báo cáo khảo sát. Khái niệm Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ vv… Hiện nay kho lạnh được sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm rất rộng rãi và chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm: - Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp 3 - Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả.
- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu - Kho bảo quản sữa. - Kho bảo quản và lên men bia. - Bảo quản các sản phẩm khác. Cấu tạo hệ thống lạnh kho lạnh 2.
Sơ đồ nguyên lý Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh kho bảo quản tương đối đa dạng. Có hai dạng phổ biến nhất hay sử dụng là giải nhiệt bằng gió (dàn ngưng) và giải nhiệt bằng nước (bình ngưng). Trước kia người ta hay sử dụng kiểu giải nhiệt bằng gió, tuy nhiên qua thực tế sử dụng, nhận thấy những ngày mùa hè nóng nực hiệu quả giải nhiệt kém, nhiều hệ thống áp suất ngưng tụ khá cao, thậm chí rơ le áp suất cao ngắt không hoạt động được. Ví dụ ở Đà Nẵng, mùa hè nhiều ngày đạt 38oC, khi sử dụng dàn ngưng giải nhiệt bằng gió, thì nhiệt độ ngưng tụ có thể đạt 48oC, nếu kho sử dụng R22, áp suất tương ứng là 18,543 bar.
Với áp suất đó rơ le áp suất cao HP sẽ ngắt dừng máy, điều này rất nguy hiểm, sản phẩm có thể bị hư hỏng. Áp suất đặt của rơ le HP thường là 18,5 kG/cm 2. Vì vậy, hiện nay người ta thường sử dụng bình ngưng trong các hệ thống lạnh của kho lạnh bảo quản. Xét về kinh tế giải pháp sử dụng bình ngưng vẫn rẻ và có thể dễ dàng chế tạo hơn so với dàn ngưng giải nhiệt bằng không khí.
Trên hình 2-1 giới thiệu sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnhthường sử dụng cho các kho lạnh bảo quản trong các xí nghiệp chế biến thuỷ sản hiện nay. Điểm đặc biệt trong sơ đồ nguyên lý này là bình ngưng kiêm luôn chức năng bình chứa cao áp. Đối với bình ngưng kiểu này, các ống trao đổi nhiệt chỉ bố trí ở phần trên của bình. Với việc sử dụng bình ngưng – bình chứa, hệ thống đơn giản, gọn hơn và giảm chi phí đầu tư.
Tuy nhiên, nhiệt độ lỏng trong bình thường lớn hơn so với hệ thống có bình chứa riêng, nên áp suất ngưng tụ cao và hiệu quả làm lạnh có giảm. Hình 1-1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống kho lạnh 4 2. Các thiết bị của hệ thống lạnh kho lạnh 2. Máy nén lạnh Năng suất lạnh đại đa số các kho lạnh bảo quản trong công nghiệp là công suất trung bình, năng suất lạnh nằm trong khoảng 7,5 đến 40 kW.
Với công suất như vậy, thích hợp nhất là sử dụng máy nén piston kiểu nửa kín, trong một số trường hợp công suất nhỏ có thể sử dụng máy nén kiểu kín. Trên hình 2-2 giới thiệu cấu tạo của máy nén piston kiểu nửa kín. Hiện nay có hai chủng máy nén nửa kín được sử dụng rất phổ biến ở nước ta, là máy lạnh COPELAND (Mỹ) và Bitzer (Đức) 1- Rôto động cơ; 2- Bạc ổ trục; 3- Tấm hãm cố định rôto vào động cơ; 4- Phin lọc đường hút; 5- Then rôto; 6- Stato; 7- Thân máy; 8- Hộp đấu điện; 9- Rơ le quá dòng; 10- Van đẩy; 11- Van hút; 12- Secmăng; 13- Van 1 chiều; 14- Piston; 15- Tay biên; 16- Bơm dầu; 17- Trục khuỷu; 18- Kính xem mức dầu; 19- Lọc dầu; 20- Van 1 chiều đường dầu Hình 1-2 : Máy nén nửa kín và cơ cấu van đĩa Máy nén sử dụng cho các loại kho lạnh thường sử dụng là các máy piston một cấp kiểu hở hoặc nửa kín. Hiện nay trong nhiều nhà máy chế biến thuỷ sản của Việt nam người ta thường sử dụng máy nén COPELAND (Mỹ).
Máy nén COPELAND công suất nhỏ và trung bình là loại máy nén pitston kiểu nửa kín. Máy nén Pitston kiểu nửa kín của COPELAND có 02 loại cổ điển (conventional) và kiểu đĩa (discus). Máy nén “discus” có van kiểu đĩa làm tăng năng suất đến 25% và tiết kiệm chi phí năng lượng 16%. Trên hình 2-3 là cơ cấu van đĩa làm giảm thể tích chết và làm tăng năng suất hút thực của máy nén.
Đối với kho lạnh công suất nhỏ có thể chọn cụm máy lạnh ghép sẵn của các hãng, cụm máy lạnh như vậy gồm có đầy đủ tất cả các thiết bị ngoại trừ dàn lạnh. Có thể gọi là cụm máy lạnh dàn ngưng loại máy nén nửa kín (Semi-hermetic Condensing Unit). Các cụm máy lạnh dàn ngưng gồm hai loại, hoạt động ở 2 loại chế độ nhiệt khác nhau: Chế độ nhiệt trung bình và lạnh sâu. Đối với các tổ máy công suất nhỏ người ta thường 5 chỉ thiết kế dùng frêôn.
Do đó sử dụng cho kho lạnh rất phù hợp, không sợ môi chất rò rỉ ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm. Hình 1-3: Cụm máy lạnh – dàng ngưng COPELAND Đối với hệ thống kho lạnh công suất lớn có thể sử dụng máy nén trục vít. Máy nén trục vít có ưu điểm là có độ bền cao và ít rung động do môi chất tuần hoàn liên tục. Hình 2-5dưới đây trình bày hình dạng bên ngoài và đặc tính kỹ thuậtcủa máy nén trục vít chủng loại SP1 của hãng GRASSO (Đức).
Thiết bị ngưng tụ Có rất nhiều kiểu bình ngưng khác nhau được sử dụng để lắp đặt cho các kho lạnh. Hiện nay các bình ngưng của của các hãng như Guntner (Đức), Friga-Bohn (Anh) và rất nhiều hãng khác đã và đang được sử dụng khá phổ biến ở nước ta. Ngoài ra nhiều công ty nước ta cũng có khả năng chế tạo được bình ngưng ống đồng và ống thép cho các hệ thống lạnh frêôn và NH3. Ưu điểm của việc sử dụng bình ngưng là chế độ làm việc ổn định, ít phụ thuộc vào điều kiện môi trường và hiệu quả giải nhiệt cao.
6 Đối với hệ thống NH3 người ta sử dụng các ống thép trơn C20 làm ống trao đổi nhiệt, đối với các hệ thống frêôn người ta sử dụng ống đồng có cánh bên ngoài (tức là về phía môi chát frêôn). Đối với ống thép có thể hàn hoặc núc vào hai mặt sàng, đối với ống đồng sử dụng phương pháp núc. * Dàn ngưng không khí: Dàn ngưng không khí cho cácmôi chất lạnh frêôn là thiết bị trao đổi nhiệt ống đồng (hoặc ống sắt nhúng kẽm nóng) cánh nhôm. Dàn có 2 dạng: Thổi ngang và thổi đứng.