CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu về dự án Đơn vị chủ đầu tư là Tổng Công ty Thương mại Sài Gòn SATRA (tên giao dịch là Saigon Trading Corporation) Tổng thầu thiết kế: Công ty Cổ Phần Tư Vấn Kiến Trúc và Xây Dựng Thành Phố Hồ Chí Minh ACCCO Thiết kế phần thiết bị: Công ty TNHH Tư vấn Điện lạnh Thủy sản Kim Cương có địa chỉ tại Ngách 376/35, số nhà 7, khu k80B, đường Bưởi, Phường Vĩnh Phúc, Quận Ba Đình, Hà Nội Công trình: Dự án Nhà máy chế biến Nông Thủy sản xuất khẩu tại khu công nghiệp Vĩnh Lộc Thành Phố Hồ Chí Minh 1.2 Giới thiệu về môi chất lạnh Amôniắc có công thức hoá học là NH3 kí hiệu R717, là một chất khí không màu, có mùi rất hắc. NH3 sôi ở áp suất khí quyển ở –33,35°C, có tính chất nhiệt động tốt, phù hợp với chu trình máy lạnh nén hơi dùng máy nén pittông. Ở điều kiện bình ngưng tụ làm mát bằng nước, nhiệt độ ngưng tụ 30°C, áp suất ngưng tụ khoảng 1,2MPa = 12bar. Các tính chất trao đổi nhiệt tốt, hệ số toả nhiệt khi sôi và ngưng tương đương với nước nên không cần tạo cánh trong các thiết bị trao đổi nhiệt với nước.
Tính lưu động cao, tổn thất áp suất trên đường ống, các cửa van nhỏ, nên các thiết bị này khá gọn nhẹ. Amôniắc dẫn điện và ăn mòn đồng nên chỉ sử dụng được cho máy nén hở. Nhiệt độ cuối tầm nén của amôniắc khá cao (gần bằng 130 – 140°C) nên thường sử dụng loại máy nén thẳng dòng tránh tiếp xúc trực tiếp giữa khoang hút và khoang đẩy, đầu máy nén thường được làm mát bằng nước. Amôniắc không hoà tan dầu nên khó bôi trơn chi tiết chuyển động và các bề mặt ma sát, hệ thống phải bố trí bình tách dầu, gom dầu đưa về máy nén, bề mặt trong của thiết bị thường bị bám dầu làm tăng trở nhiệt.
Tuy nhiên do không hoà tan dầu nên nhiệt độ bay hơi không bị tăng. Amôniắc hoà tan nước không hạn chế. Ưu điểm chủ yếu là thiết bị tiết lưu không bị tắc ẩm, nhưng nhiệt độ bay hơi bị tăng nếu hàm lượng nước lớn. Vì vậy 11 nồng độ nước quy định cho môi chất lạnh amôniắc là dưới 0,1%.
Có thể xác định nồng độ này bằng nhiệt độ bay hơi của amôniắc trong khí quyển. Nhiệt độ sôi không được lớn hơn –32,9°C. Có thể dùng các vật liệu chống ẩm họ akali như hyđrôxit kali, –natri, –bari và các vật liệu gốc kiểm như oxitbari, “canxi, gốm sỏi. Không được sử dụng các vật liệu gốc axit do tạo muối.
Amôniắc không ăn mòn các kim loại đen chế tạo máy, nhưng ăn mòn đồng và các hợp kim của đồng nên không sử dụng đồng và các hợp kim của đồng trong hệ thống lạnh amôniắc, trừ đồng thau phốt pho, do đó nhiều séc măng vẫn được chế tạo bằng đồng thau phốt pho hoặc đồng thau phốt pho chì.Amôniắc không ăn mòn các phi kim loại chế tạo máy. Amôniắc là chất bền vững ở khoảng nhiệt độ và áp suất công tác. Tuy nhiên, khi có hơi nước và thép làm chất xúc tác, amôniắc sẽ phân huỷ ngay ở nhiệt độ 110 - 120°C. Vì vậy, để tránh phân huỷ, cần làm mát tốt đầu xilanh và giảm nhiệt độ cuối tầm nén trong khoảng nhiệt độ này.
Về tính chất sinh lí : Mặc dù amôniắc có mùi khó ngửi và có thể phát hiện ngay để phòng tránh, nhưng nó cũng có độc tính đối với cơ thể con người. Nó gây kích thích niêm mạc của mắt và dạ dày, gây co thắt cơ quan hô hấp và có thể làm bỏng da. Vì vậy, cần phải đề phòng và hạn chế tiếp xúc với amôniắc để tránh những tác động tiêu cực đến sức khỏe của con người. Amôniắc có thể làm cho thực phẩm và rau quả biến màu và giảm chất lượng nhanh chóng, đặc biệt là khi có rò rỉ amôniắc vào buồng lạnh.
Có thể phát hiện chỗ rò rỉ bằng giấy quỳ chỉ thị màu. Giấy được tẩm trong một dung dịch đặc biệt gồm 0,1 gam phênôn-ftalein, 100 gam rượu tinh cất, 10 gam glixêrin. Trước khi sử dụng, thấm ướt giấy và đặt ở vị trí nghi ngờ. Nếu có amôniắc rò rỉ, giấy sẽ biến thành màu đỏ.
Về tính kinh tế : Amôniắc là mỗi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển bảo quản tương đối dễ dàng, nước ta sản xuất được. Vì tính năng và hiệu suất của nó, amôniắc vẫn được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp và hệ thống làm lạnh. Nó được sử dụng ở những nơi chấp nhận được tính độc hại hoặc đã có biện pháp an toàn. Amôniắc được sử dụng trong các máy lạnh năng suất lớn và rất lớn.
12 trong các hệ thống làm lạnh có năng suất nhỏ và rất nhỏ, việc sử dụng amôniắc có thể gặp khó khăn trong việc tự động hoá. Điều này do lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống nhỏ, gây ra sự phức tạp và đòi hỏi sự giám sát và điều khiển chính xác. Amôniắc chỉ được ứng dụng cho máy nén pittông, không ứng dụng cho máy tuabin vì tỉ số áp suất quá nhỏ. Nhiệt độ bay hơi có thể đạt –60°C.3 Những số liệu ban đầu 1.1 Thông số kho lạnh ban đầu Các loại kho Nhiệt độ thiết kế Kho tự động -25oC Kho truyền thống -25oC Hầm cấp đông -40oC Bảng 1.1 Nhiệt độ kho lạnh yêu cấu 1.2 Thông số môi trường bên ngoài Các thông số thiết kế: - Nhiệt độ không khí: T = 35oC - Độ ẩm không không khí: φ = 85% - Nhiệt độ đọng sương: Ts = 32oC - Nhiệt độ nhiệt kế ướt: Tư = 32,3oC - Nước làm mát và nước cấp vào TBLLN: Nước ngọt ở nhiệt độ 28oC - Nguồn điện: 3Pha / 380V / 50Hz - Tác nhân lạnh: NH3 1.3 Số liệu về chế độ bảo quản sản phẩm Chế độ bảo quản sản phẩm là vấn đề khá phức tạp và đã được nghiêm cứu rất nhiều, nó luôn thay đổi theo điều kiện, tính chất sản phẩm, phương pháp làm lạnh và bảo quản.
Việc chọn đúng đắn chế dọ bảo quản sản phẩm như nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió trong buồng,… sẽ làm tăng đáng kể thời gian bảo quản sản phẩm Theo như thiết kế, nhiệt độ làm việc tại kho tự động và kho truyền thống là -25oC, riêng tại kho truyền thống sẽ thiết kế thêm nhiệt độ làm việc là +5oC. Ta có thể thấy với 2 dãy nhiệt độ thiết kế trên thì phù hợp cho việc bảo quản đông và bảo 13 quản lạnh. Ngoài ra, còn có thêm hầm cấp đông với nhiệt dộ làm việc -40oC có nhiệm vụ cấp đông sản phẩm trước khi đưa vào kho bảo quản đông Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông cần phải được điều chỉnh phù hợp với từng loại sản phẩm để đảm bảo chất lượng và thời gian bảo quản. Lý thuyết cho thấy rằng, nhiệt độ càng thấp thì chất lượng sản phẩm càng tốt và thời gian bảo quản càng lâu.
Tuy nhiên, việc giảm nhiệt độ cũng đồng nghĩa với việc tăng chi phí lạnh, làm tăng chi phí vận hành và giảm hiệu quả kinh tế. Do đó, việc lựa chọn nhiệt độ bảo quản phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa hiệu quả kinh tế. Ngoài ra, thời gian bảo quản cũng là một yếu tố quan trọng khác cần được xem xét khi điều chỉnh nhiệt độ bảo quản. Vì đây là kho lạnh dịch vụ cho nên sản phẩm bảo quản sẽ rất đa dạng và không cố định, thời gian bảo quản cũng khác nhau.
Tuy nhiên với nhiệt độ thiết kế như trên thì kho có thể đáp ứng đa phần các loại sản phẩm như: thịt, cá, thủy hải sản,. và các loại sản phẩm thở như rái cây, rau củ quả các loại. Với dãy nhiệt độ làm việc trong kho linh động thì kho cũng sẽ đáp ứng được thời gian bảo quản tương ứng với từng loại sản phẩm khác nhau. Ta có bảng liệt kê cụ thể như sau: Nhiệt độ thiết kế Độ ẩm không khí Loại kho Sản phẩm (oC) (%) Thủy hải sản đông Kho tự động -25°C 85 ÷ 95 lạnh Thủy hải sản đông lạnh, các loại trái Kho truyền thống +5 / -25°C 65 ÷ 95 cây, đồ hộp, rau củ quả Cấp đông các sản Hầm cấp đông phẩm chưa đủ -40°C - nhiệt độ bảo quản Bảng 1.2 Chế độ bảo quản từng sản phẩm theo từng loại kho 14 1.4 Phương pháp làm lạnh Có nhiều phương pháp làm lạnh buồng và xử lý sản phẩm lạnh: - Làm lạnh buồng trực tiếp là làm lạnh buồng bằng dàn bay hơi đặt trong buồng lạnh.
Môi chất lạnh lỏng sôi thu nhiệt của môi trường buồng lạnh, dàn bay hơi có thể là các loại dàn đối lưu không khí tự nhiên hoặc dàn cưỡng bức bằng quạt gió. Dàn đối lưu không khí tự nhiên sử dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa không khí và chất làm lạnh để tạo ra sự lưu thông tự nhiên của không khí, giúp cho quá trình làm lạnh diễn ra hiệu quả hơn. Trong khi đó, dàn cưỡng bức bằng quạt gió sử dụng quạt gió để tạo ra sự lưu thông của không khí, tăng cường hiệu quả làm lạnh và giảm thời gian làm lạnh. Cả hai loại dàn bay hơi đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, tùy thuộc vào yêu cầu và điều kiện sử dụng mà có thể lựa chọn loại phù hợp.
• Ưu điểm: + Thiết bị đơn giản, không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ. + Tuổi thọ cao kinh tế vì không phải tiếp xúc với nước muối là một chất ăn mòn kim loại rất nhanh chóng. + Tổn thất năng lượng và hiệu nhiệt độ giữa kho lạnh và dàn bay hơi giãn tiếp qua không khí ít. + Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ, nghĩa là thời gian làm lạnh trực tiếp sẽ nhanh hơn.
+ Nhiệt độ kho lạnh có thể giảm sát theo nhiệt độ sôi của môi chất, nhiệt độ sôi có thể xác định dễ dàng qua nhiệt kế của đầu hút máy. • Nhược điểm: + Đối với hệ thống lạnh lớn, lượng môi chất nạp vào máy lớn, khả năng rò rỉ của môi chất lớn, khó có khả năng dò tìm được chỗ rò rỉ để xử lý. Tổn thất áp suấp cho việc cấp cho những dàn bay hơi ở xa có hồi dẫn, nếu dùng môi chất Freon, máy nên dễ hút ẩm, việc bảo vệ máy nên khó khăn.o đó, việc thiết kế và vận hành hệ thống làm lạnh trực tiếp bằng dàn bay hơi cần được thực hiện cẩn thận và chính xác để giảm thiểu các vấn đề trên. 15 + Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém, khi máy lạnh ngừng hoạt động, thì dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.