Khảo sát - Thiết kế hệ thống cấp đông băng chuyền thermo - jack, năng suất 500kg/h

ng, bơm, quạt. 4.2.7.1Chọn đường ống: Từng phần riêng biệt trong hệ thống lạnh được liên kết với nhau bằng các đường ống, đối với hệ thống lạnh NH3 người ta thường sử dụng các loại ống thép kéo liền Đường kính trong của ống dẫn có thể xác định theo công thức sau: [1] Trong đó: G : lưu lượng tác nhân lạnh đi trong ống, Kg/s ρ : khối lượng riêng của tác nhân lạnh, Kg/m3 ω : vận tốc chuyển động của tác nhân lạnh, m/s Theo bảng 7-10 tài liệu [11] ta có thể chọn vận tốc như sau: Tên đường ống Tác nhân lạnh ω (m/s)Đường hút (hơi)NH310÷20Đường đẩy (hơi)12÷25Đường lỏng từ dàn ngưng đến bình chứa cao áp 0,6Đường lỏng từ bình chứa cao áp đến van tiết lưu0,5÷1,25 *.Lưu lượng khối lượng môi chất qua phần thấp áp: Từ đây ta có kích thước các đường ống theo tiêu chuẩn là: Tên đường ốngω (m/s)ρ (Kg/m3)dtr (mm)dng(mm)ddn (mm)Đường hút hơi 10÷200,823100114100Đường đẩy hơi 12÷258,327,53225Đường lỏng từ dàn ngưng đến bình chứa cao áp 0,611,75697670Đường lỏng từ bình chứa cao áp đến van tiết lưu0,5÷1,2511,75697670 4.2.7.2.Tính cách nhiệt đường ống: 1. Ống dẫn môi chất 2. Lớp poryurethane 3. Lớp tôn bọc *Yêu cầu cách nhiệt đường ống dẫn môi chất thõa mãn hai điều kiện : + Không đọng sương trên bề mặt ngoài của đường ống + Chọn chiều dày cách nhiệt tối ưu * Tính chiều dày cách nhiệt đường ống hút Từ biểu thức tính hệ số truyền nhiệt qua vách trụ có bọc cách nhiệt: (w/mK) Trong đó: d1đường kính trong của ống d2 đường kính ngoài của ống dc đường kính ngoài của ống có bọc lớp cách nhiệt λc hệ số truyển nhiệt của vật liệu cách nhiệt => => dc=d4=0,351 (m) d3 đường kính ngoài của ống có bọc lớp cách nhiệt d3=0,11+2δ2=0,11+2x0,12=0,35(m) d4 đường kính ngoài của ống có bọc lớp cách nhiệt và lớp inox d4= d3+2δ3 =0,35+2x0,0005=0,351(m) => d3=0,35m Ta có d3=0,11+2δ2=0,35(m) => δ2=0,12 * Tính hệ số truyền nhiệt thực Hệ số truyền nhiệt thực qua vách trụ được tính theo công thức (w/mK) Trong đó: d1 đường kính trong của ống, d1=0,1 m d2 đường kinh ngoài của ống d2=0,11+2δ1=0,1+2x0,005=0,11 m λ: hệ số truyền nhiệt ,w/m.K λ1= 46,5 w/m.K ; λ2= 0,026w/m.K ; λ3= 64w/m.K ; α1 hệ số tỏa nhiệt từ môi chất đến bề mặt trong của ống, w/m2.K Tính α1: Nhiệt độ trung bình của NH3 trong ống. t1 = -400C Tra bảng 23/351TL[1] , thông số vật lý của NH3 λ = 1,76.10-2 w/m.k ; V =12,41.10-6 m2/s Tốc độ trung bình của tác nhân lạnh trong ống, ta lấy ω = 15 m/s * α2 Hệ số tỏa nhiệt từ không khí bên ngoài đến bề mặt ngoài của ống đã bọc cách nhiệt, ( w/m2.K). Lấy α2 =23,3( w/m2.K). Thay vào ta được : Kt=0,137( w/m.K). Mật độ dòng nhiệt : q=Kt(t1-t2)=α2 π d 4(tw2-t2) => . Điều kiện đọng sương tw2 > ts Nếu thay ts vào công thức trên ta được: Tính thay hệ số an toàn ta có : Trong đó: ts =29,5oC ; t1 =-40oC ; t2 =33oC ; ( w/m.K). Kết luận:Kt < ks . Vậy ống cách nhiệt tốt 4.2.7.3.Tính chọn bơm nước cho dàn ngưng: Để tuần hoàn nước cho dàn ngưng ta chọn bơm ly tâm Công suất của bơm nước ta tính theo công thức sau: Trong đó : N: Công suất yêu cầu ,(Kw) V:Năng suất bơm (lưu lượng),(m3/h) H : Tổng trở lực (Pa) η :Hiệu suất bơm, đối với bơm nhỏ η =0,6÷0,7, bơm lớn η = 0,8÷0,9 H=Hh+Hd+h+hf mH2o Trong đó: + Hh chiều cao hút của bơm + Hd chiều cao đẩy của bơm + h trở lực đường ống + hf Tổn thất áp suất trên đường phun của tháp giải nhiệt. chọn hf= 0,65.105 Pa hf = 6,626 mH2O h = hms + hcb (Pa) + Hh =2 mH2O = 19620(Pa) + Hd =0,3 mH2O =2943(Pa) * Tính hms Reλ( w/m.K)di (m)ω(m/s)L(m)hms(Pa)96026,320,0370,0822,0832912,57 Tímh hcb Đường ống có một phim lọc: ζ = 6; môt van một chiều ζ = 2; hai van chặn ζ = 2x5=10; hai cút ζ = 2x0,5=1 Vậy tổng hệ số trở khoáng cục bộ : ζ = 6+2+10+1 =19 Ta có bảng tính toán ζω (m/s)ρ (Kg/m3)hcb (Pa)192,08994,6540880,91 Vậy tổng cột áp của bơm là H = 19620+2943+2912,57+40880 =66356,48 Pa = 6,76 mH2O Vậy 4.2.7.5.Tính chọn quạt cho dàn lạnh: Theo tính toán nhiệt ở chương III ta có được tổng thể tích trong tủ là:V= 47,502m3. Vậy lưu lượng thể tích không khí qua các quạt dàn lạnh là V=47,502m3/s (Theo tài liệu hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh- Tr330) ta chọn 10 quạt hút ly tâm + Năng suất mỗi quạt là: V=5(m3/s) + Cột áp, H= 785(Pa) + Hiệu suất , η =75% + Tốc độ quay, n=12(v/s) + Công suất mỗi quạt : Để an toàn ta nhân với hệ số dự trữ , K=1,5 Vậy công suất động cơ mỗi quạt Nđc = N x K=5,23 x 1,5= 7,85(Kw) Trong hệ thống cấp đông là ta thiết kế có lắp miệng thổi không khí trực tiếp lên sản phẩm nhằm tăng cường hiệu quả kết đông sản phẩm. Diện tích mặt cắt được xác định theo công thức sau: Trong đó: F:diện tích mặt cắt miệng thổi, m2 V:Lưu lượng không khí qua miệng thổi, m3/s ω: Vận tốc không khí, m/s Ở đây miệng thổi ống dẫn không khí lạnh được làm bằng tôn nên vận tốc không khí có thể lấy từ 8 đến 30 m/s, ta chọn ω =30 m/s Theo bảng 10-9 tài liệu [6] ta chọn được kích thước miệng thổi là a x b = 500 x 400mm với đường kính tương đương là 440 mm. CHƯƠNG 5 TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỞNG HỆ THỐNG 5.1. Mục đích của việc tự động hóa: Trong quá trình vận hành hệ thống máy lạnh, nhiệt độ của đối tượng cần cấp đông luôn biến động, do những dòng nhiệt khác nhau từ bên ngoài vào hoặc bên trong phòng lạnh. Vì vậy, mục đích của việc tự động hóa nhằm bảo đảm an toàn cho hệ thống, ổn định các thông số hệ thống trong phạm vi nhất định. Hệ thống tự động hóa của hệ thống lạnh có chức năng điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống, duy trì được chế độ vận hành tối ưu. Tự động hóa quá tình hoạt động có ưu điểm hơn so với các hoạt động điều hành bằng tay và nó luôn được giữ ổn định, liên tục chế độ làm việc một cách hợp lý. Điều này kéo theo một loạt các ưu điểm khác như : đảm bảo chất lượng sản phẩm, tăng cường thời gian bảo quản sản phẩm, giảm tiêu hao năng lượng, tăng độ tin cậy, tăng tuổi thọ của máy và các thiết bị khác…Mặt khác còn đảm bảo an toàn cho người vận hành, an toàn hệ thống. Từ các yếu tố đó, ngoài việc tuân thủ các quy tắc an toàn thiết kế và chế tạo,vận hành máy móc nói chung và hệ thống lạnh nói riêng, thì tự động hóa là vấn đề rất quan trọng. Người vận hành phải am hiểu hệ thống tự động hóa nhằm điều khiển máy theo yêu cầu của một qui trình công nghệ tốt. 5.2Các ký hiệu dùng trong hệ thống (Hình 5.1) 5.3.Sơ đồ hệ thống. (Hình 5.2) 5.4.Sơ đồ mạch động lực. (Hình 5.3) 5.5.Sơ đồ mạch điều khiển. (Hình 5.4) 5.5.1.Mạch điện điều khiển cho hệ thống năng chuyền Therom- Jack. 5.5.1.1..Mạch khởi động máy nén. Nếu máy chạy ở chế độ Auto Trước khi khởi động máy nén, ta đưa các công tắc về auto. Dóng MCB cấp nguồn cho mạch điều khiển, nếu không có sự cố về pha thì nạch điện điều khiển được cấp điện. Khi bậc công tắc power ở vị trí ON. Do máy nén chưa chạy nên tiếp điểm thường đóng AX13 đóng. Lúc đó có điện vào cuộn dây rơle thời gian TM/6 (người ta cài đặt khoảng 30 phút trên Rơle) và cấp nguồn cho B. nếu sau khoảng 30 phút mà máy nén không khởi động, thì tiếp điểm thường đóng mở chậm TM6 sẽ ngưng cấp nguồn cho B. Khi bật công tắc ON thì B có điện, bơm nước và dàn ngưng chạy trước. Nếu không có sự cố gì thì ta khởi động máy nén ở màng hình CPIII: Đầu tiên ta thấy tiếp điểm 2A-2B sẽ đóng trước làm cho AX/D có điện làm đóng tiếp điểm thường mở AXD. Bơm dầu hoạt động. Đèn bơm dầu sáng , đồng thời tiếp điểm AXD thường mở đóng lại vấp nguồn cho A và B.Sau vài giây (cài đặt trên CPIII) tiếp điểm 1A-1B sẽ đóng. Nếu không có sự cố dịch cao trong bình tuần hoàn thì tếp điểm AX7 sẽ đóng, làm có điện vào cuộc dây C1. Do đó tiếp điểm thường mở C1 trong mạch khởi động máy nén đóng, làm có điện vào cuộc dây MC/1, đồng thời đèn báo hiệu máy nén sáng. Lúc này vẫn có điện vào cuộn dây M/S và Rơle thời gian TM/5, máy nén đầu tiên khởi động ở chế độ sao, sau 2÷3 giây thì tiếp điểm đóng mở chậm TM5 sẽ ngắt điện cuộn dây M/S và có điện vào cuộn dây M/A để chuyển máy nén sang chế độ chạy tam giác. Tiếp điểm MA đóng duy trì có điện vào cuộn dây M/A. Khi MC/1có điện thì tiếp điểm thường mở MC1 đóng lại có điện vào cuộn dây AX/1. Tiếp điểm thường mở AX13 đóng báo hiệu cho CPIII, máy nén đã hoạt.Còn tiếp điểm AX13sẽ mở ngưng cấp nguồn cho B, nhưng lúc này B đã cấp nguồn do tiếp điểm AXD đóng lại khi bơm dầu hoạt động Trong quá trình làm việc nếu mô tơ quạt, bơm có sự cố hay bất kỳ sự cố nào:áp suất nén cao, áp suất dầu thấp,…thì CPIII sẽ tác động làm máy nén dừng. Đồng thời các tiếp điểm tương ứng trên mạch báo động sự cố đóng, đèn báo động và còi hú làm việc. Sau khi máy tắc, thì tiếp điểm AX13 đóng có điện cấp nguồn cho B và có điện cho TM/6. Lúc này bơm và quạt dàn ngưng vẫn chạy. Sau thời gian 30 phút (được cài đặt trên Rơle TM/6) thì nó làm tiếp điểm đóng mở chậm TM6 mở ra ngắt nguồn cho B. Bơm nước và quạt dàn ngưng ngừng hoạt động Khi khởi động ở chế độ man:Trước khi khởi động máy nén thì chúng ta khởi động cho bơm nước và quạt dàn ngưng chạy trước :các công tắc bơm, quạt dàn ngưng bật qua chế độ man, nếu không có sự cố gì thì mạch khởi động máy nén thông mạch và khi đó ta nhấn nút Start trên CPIII, máy nén sẽ làm việc 5.5.1.2.Mạch tự động tuần hoàn: Ở chế độ Auto, khi mức dich trong bình tuần hoàn phao1 thấp thì FS1 thường đóng sẽ đóng làm có điện vào cuộc dây AX/0. Tiếp điểm thường mở AX0 trên mạch điều khiển SV bình tuần hoàn đóng làm có điện vào cuộc dây AX/4. Tiếp điểm thường mở AX4 trên mạch cấp dịch cho bình tuần hoàn sẽ đóng.Van điện từ có điện cấp dịch cho bình tuần hoàn . Khi mức dịch trong bình tuần hoàn phao 1 cao thì tiếp điểm thường mở FS1sẽ đóng lại làm có điện vào cuộc dây AX/1. Tiếp điểm thường mở AX/1 trên mạch điều khiển SV bình tuần hoàn sẽ đóng lại làm có điện vào cuộn dây AX/4. Tiếp điểm thường mở AX/4 trên mạch SV cấp dịch bình tuần hoàn đóng lại. Van điện từ SV có điện cấp dịch cho bình tuần hoàn Khi mức dich trong bình tuần hoàn cao đến phao 2 thì FS2 đóng làm có điện vào cuộn dây AX/2. Tiếp điểm thường mở AX2 đóng có điện vào cuộn dây rơle thời gian TM/1. Lúc này FS1 vẫn đóng nên dịch vẫn được cấp vào bình tuần hoàn. Sau khoảng thời gian được cài đặt trên Rơle thời gian TM/1, tiếp điểm thường đóng mở chậm TM1 mở ra làm cho cuộn dây AX/4 mất điện, van điện từ SV ngừng cấp dịch. Lúc này tiếp điểm thường mở đóng chậm TM1 đóng làm có điện vào cuộn dây AX/5. Lúc này tiếp điểm thường mở AX5 đóng lại làm có điện vào cuộc dây AX/9 do đó tiếp điểm thường mở AX9 đóng lại. Bơm dịch hoạt động, ở đây ta chỉ sử dụng một trong hai bơm dịch, bơm dịch còn lại chủ để dự phòng. Khi bơm dịch làm việc thì tiếp điểm thường mở MP1 hoặc MP2 đóng làm có điện vào hai van điện từ SV cấp dịch cho dàn lạnh Khi có sự cố mức dịch cao đến phao 3 thì tiếp điểm FS3 đóng lại làm cho AX/3 có điện. Lúc đó tiếp điểm thường mở AX3 đóng lại làm cho Rơle thời gian TM/2 có điện. Đồng thời tiếp điểm thường mở AX3 đóng làm có điện vào còi báo . Sau một thời gian nếu ta không xử lý sự cố thì tiếp điểm thường mở đóng chậm TM2 đóng lại làm AX7 có điện. Tiếp điểm thường đóng AX7 trên mạch máy nén mở ra, máy nén dưng. Đồng thời lúc đó tiếp điểm thường đóng mở chậm TM2 mở làm ngắt còi báo . 5.5.1.3.Mạch bảo vệ áp suất nước: Khi bơm, quạt dàn ngưng chạy mà có sự cố quá tải cuộn dây thì các tiếp điểm Rn mở ra. Bơm nước, quạt dàn ngưng ngừng hoạt động thông qua các cuộn dây AX/11 hoăc AX/12 nối với mạch sự cố máy nén trong mạch CPIII. Máy nén sẽ báo động sự cố qua màn hình và có còi hú. Sau một thời gian nào đó nó sẽ làm tắc máy nén. Khi áp lực nước không đủ, tiếp điểm WPS trên rơle bảo vệ áp suất nước sẽ đóng làm có điện vào cuộn dậy rơle thời gian TM/3. Sau vài giây tiếp điểm thường mở đóng chậm TM3 đóng làm có điện vào cuộn dây AX/10 và làm cho các tiếp điểm thường mở đóng chậm này mở ra ngắt điện cho bơm,quạt. Lúc đó máy nén sẽ báo sự cố. 5.5.1.4..Đối với các mạch khác: Các mạch bảo vệ áp suất cao, áp suất hút thấp, áp lực dầu thấp…đều do mạch CPIII đảm nhiệm. Các thông số được cài đặt trên màn hình CPIII. Tất cả các tính hiệu về nhiệt độ, áp suất …đều đưa về CPIII. Các van điện từ hoạt động nhờ vào sự điều khiển được lập trình sẵn trên CPIII. 5.5.1.5..Mach báo sự cố: Khi máy nén chưa chạy thì mạch sự cố chưa có điện.Khi máy chạy thì mạch sự cố có điện (do tiếp điểm 1A-1B lúc đó mới đóng). Khi máy nén có sự cố quá tải cuộn dây thì tiếp điểm RnMN mở ra ngắt điện vào mạch khởi động máy nén. Lúc đó cuộn dây MC/1 mất điện làm cuộn dây AX/13 mất điện. Lúc đó tiếp điểm thường đóng AX13 trên mạch báo sự cố đóng làm có điện vào cuộn dây SC. Lúc này tiếp điểm thường mở SC đóng lại, còi sẽ có điện và kêu hay trong quá trình máy nén chạy nếu có sự cố gì thì tiếp điểm 9A-9B đóng lại.Lúc đó còi sẽ reo. Sau một thời gian được cài đặt trên CPIII nếu không xử lý kiệp thời thì máy nén sẽ dừng. Nếu trong quá trình làm việc có sự cố dịch cao trong bình tuần hoàn cao thì tiếp điểm AX6 đóng lại làm còi reo hay trong quá trình làm việc nếu có sự cố về cuộn dây thì các rơle nhiệt tác động sẽ làm cho cac tiếp điểm thường mở trong mạch báo sự cố đóng, còi sự cố hoạt động Khi còi hú, để tắc còi ta nhấn nút Stop. Lúc đó cuộn dây RS có điện làm tiếp điểm thường đóng RS mở ra, còi ngừng reo đồng thời tiếp điểm thường mở RS sẽ đóng lại duy trì điện qua cuộn dây RS. Sau đó nhấn nút Reset thì tiếp điểm thường mở RS sẽ mở ra do làm mất điện vào cuộn dây RS. Hệ thống được cài đặt lại như lúc đầu. 5.5.2.Mạch điều khiển cho tủ băng chuyền: Mạch điều khiển cho tủ băng chuyền người ta dùng mạch điều khiển vi xử lý gọi tắc là PLC, tất cả đều được lập trình sẵn có cổng nói với máy tính và chúng ta có thể điều khiển thông qua máy vi tính. Nguyên lý hoạt động của nó là nếu chúng ta tác động tín hiệu đầu vào thì tín hiệu đầu ra theo một cách tuần tự như ta cày đặt trên PLC. Lúc đầu người ta dùng bộ điều khiển SIMATIC S7200 CPU-224-14DI 24VDV/!0 DO, Relay sau đó do chức năng của bộ này không đủ người ta nối thêm bộ SIMATIC S7-200 DIGITAL 8 I/O EM 222. Đối với băng tải, tốc độ của băng tải được điều chỉnh bởi bộ biến tần. Do đó tốc độ của băng tải ta có thể điều chỉnh phù hợp tùy thuộc vào từng loại hàng và thời gian chạy hàng đưa đến chất lượng sản phẩm tốt mà chi phí lại thấp. Sự điều chình này nhờ nút biến trở trên hộp điều khiển hoặc thông qua máy tính 5.6.Vận hành, bảo dưởng hệ thống cấp đông. 5.6.1.Chuẩn bị vận hành hệ thống: - Kiểm tra điện áp nguồn 380V(cho phép sai lệch 5%) - Kiểm tra nguồn điện điều khiển cung cấp cho CPIII, tủ điều khiển Thermo-Jack - Kiểm tra mức dầu bôi trơn trong bình chứa - Kiểm tra nước cung cấp cho dàn ngưng - Đảm bảo không có tín hiệu sự cố - Kiểm tra tình trạng đóng mở các van của toàn bộ hệ thống cho phù hợp. Đối với các van đã được điều chỉnh: van tiết lưu vào bình tuần hoàn, van tiết lưu vào dàn lạnh. Chỉ có người có trách nhiệm mới điều chỉnh. - Phải đóng kín buồng quạt dàn lạnh, cá lỗ thoát nước bên trong tủ và cửa tủ Thermo-jack - Bảo đảm toàn bộ hệ thống hoạt động sẵn sàng 5.6.2.Vận hành: 5.6.2.1.Vận hành máy nén trục vít: a).Chế độ Auto: - Bật công tắc CONDENSER FAN sang vị tí Auto - Bật công tắc CONDENSER PUMP sang vị tí Auto - Bật công tắc LIQUIT PUMP sang vị trí Auto - Bật công tắc SURGE DRUM sang vị trí Auto - Bậc công tắc POWER ang vị trí ON - Điều khiển chạy máy nén trên màn hình CPIII như sau: + Bấm phấm số 2 để chon chế độ chạy máy (MODE SELECT).Dùng hai phím mủi tên và phím TAB để chuyển đến vị trí Auto và chon bằng phím ENTER + Sau khi chọn Auto, chuyển đến chọn ON ở vị trí cùng hàng. Máy nén bắt đầu khởi động + Bấm phím ESC và bấm phím 1(MONITOR) để theo dõi các thống số hiện hành của máy + Mở van hút từ từ cho đến hút + Máy tự động mang tải cho đến 100% b).Chế độ Man: - Bật công tắc CONDENSER FAN sang vị tí Auto - Bật công tắc CONDENSER PUMP sang vị tí Auto - Bậc công tắc POWER sang vị trí ON - Điều khiển chạy máy nén trên màn hình CPIII như sau:Bấm phím số 2 để vào MODE SELECT. Sau đó chọn MANUAL. Chọn ON ở vị trí COMPRESSOR hoặc bấm phím START/STOP máy sẽ bắt đầu khởi động. Mở van hút và cho máy nén mang tải từ từ cho đến 100% (bấm phím mủi tên lên để tăng tải, bấm phím mủi tên xuống để giảm tải ) - Bật công tắc SURGE DRUM sang vị trí MAN. - Bật công tắc LIQUIT PUMP sang vị trí MAN 5.6.2.2.Vận hành tủ Thermo-Jack: Sau khi chạy náy ổn đình và nhiệt độ bình tuần hoàn ≤ -400C mới khởi đồn Thermo-Jack - Đầu tiên ta gạt các MCB đến vị trí ON - Đèn báo nguồn đỏ sáng ở nút OF, sau đó nhấn nút ON đèn xanh sáng cấp nguồn cho mạch điều khiển máy ở trạng thái chờ hoạt động - Khi cấp nguồn ta nhấn nút START máy hoạt động tuần tự băng tải hoạt động đèn sáng sau đó bơm khí hoạt động đèn sáng rồi đến băng tải nạp nguyên liệu và cuối cùng là 3 quạt dàn lạnh chạy lần lượt (khi một trong những quạt hoạt động thì cửa phải được đóng kín ). Nhiệt độ trong buồng hiển thị trên đồng hồ nhiệt E5CK. Đồng thời ta chỉnh thời gian bằng biến trở cho băng tải chạy theo thời gian mà chúng ta yêu cầu, được hiển thị trên màng hình biến tần. - Khi chúng ta mở một trong hai cửa thì tất cả các quạt ngưng hoạt động, khi đóng cửa thì hệ thống hoạt động bình thường tuần tự. khi hoạt làm việc thì đèn sẽ sáng - Khi máy bị sự cố của motor băng tải, toàn bộ hệ thống còi hú và đèn báo, khi đó báo sự cố trên các đèn báo sự cố. Còn khi bị sự có ở các quạt thì máy vẫn hoạt báo còi hú và báo đèn xoay nhưng hệ thống vẫn hoạt động.Khi nhấn nút RESET còi hú ngắt,đèn báo sự cố vẫn còn nếu ta khắc phục được thì mới ngắt đèn báo sự cố . - Khi hệ thống hoạt động không nên mở cửa tủ điện tránh hơi ẩm vào tủ, gây hỏng hóc các thiết bị điện. Kiểm tra hoạt động của băng chuyền định kỳ theo ca trực, khi vệ sinh máy, mở bơm nước để xả nước vào thì nhiệt độ phải lớn hơn -10oC thì mới cho nước vào với mục đích để bảo vệ hệ thống lạnh - Khi ngưng hoạt động nên nhấn nút OFF (đèn đỏ sáng ) để cắt nguồn cho hệ thống. 5.6.2.3.Dừng máy a).Dừng máy ở chế độ Auto: - Từ màn hình hiển thị các thông số hiện hành của hệ thống, bấm phím ESC và bấm phím số 2; chọn OFF hoặc bấm phím nút START/STOP. - Máy tự động giảm tải và tắc - Đóng van hút - Bơm và quạt dàn ngưng sẽ tự động tắc sau 30 phút b).Dừng máy ở chế độ MAN: - Bật công tắc SURGE DRUM sang vị trí OFF - Bật công tắc LIQUIT PUMP1 hoặc LIQUIT PUMP2 sang vị trí OFF - Ở màn hình CPIII khi áp suất hút ≤ -0,5 Kg/Cm2 bắt đầu giảm tải về 0% - Chọn OFF từ chế độ MODE SELECT hoặc bấm START/STOP để tắc máy - Đóng van hút - Tiếp tục cho bơm nước và quạt dàn ngưng chạy 15÷20 phút, sau đó bậc công tắc CONDENSER FAN và bơm CONDE NSER PUMP sang vị trí OFF. 5.6.2.4.Dừng máy vì sự cố: - Trong quá trình hoạt động, máy nén tự động kiểm tra cá thông số. Khi các thông số này thay đổi gần đến giá trị không cho phép (giá trị đã được cài đặt trước) máy sẽ báo tín hiệu bằng còi hú cho người vận hành biết để khắc phục sự cố + Nếu sau khi khắc phục xong bấm CLEAR ALARM, tín hiệu sự cố không còn lập lại, tức là sự cố đã được khắc phục, máy nén sẽ hoạt động trở lại bình thường. + Nếu sau khi khắc phục xong bấm CLEAR ALARM, mà tín hiệu báo vẫn còn lập lại, nếu không khắc phục được trong thời gian các thông số thay đổi đến các giá trị không cho phép thì máy sẽ tự động tắc. - Phải nhanh chóng xử lý sự cố để giảm tổn thất đến mức thấp nhất. - Trong trường hợp phải dừng máy khẩn cấp, nhấn nút EMERGENCY STOP. * Những chú ý trong vận hành : - Trong quá trình vận hành máy phải thường xuyên theo dõi và ghi lại các thông số vào sổ vận hành. - Trong lúc mới khởi động máy, phải thường xuyên theo dõi các thông số nhất là:OP, SP, OT, và mức độ mang tải của máy để kịp thời xử lý. - Khi đang chạy ở chế độ MAN bị sự cố dừng máy. Sau khi xử lý sự cố xong phải cho bơm, quạt dàn ngưng chạy. Sau đó giảm tải về chế độ 0% rồi cho máy chạy lại. - Khi máy đang chạy ở chế độ AUTO bị sự cố dừng máy. Máy chỉ khởi động lại sau khi hết thời gian chống khởi động lập lại. - Khi máy dừng do sự cố, phải cho bơm dầu, bơm và quạt dàn ngưng chạy 5 đến 10 phút rồi khởi động lại cho máy nén. - Phải kiểm tra chính xác công tắc điều khiển bơm dịch tương đương với từng loại để mở van phù hợp. - Khi bơm dịch đã có tín hiệu như: áp lực bơm không lên, phỉa kích bơm bằng cách đóng van hút. - Màn hình CPIII hoạt động bình thường ở mức độ tương phản là 30 (Contrast level: 30) 5.6.3.Một số biện pháp xử lý sự cố thường gặp: 1. Nếu máy tự động dừng và chuông báo sự cố thì tắc chuông ấn nút ALARM RESET để phục hồi mạch điện điều khiển và chú ý đền báo sự cố nào hoạt động để kiểm tra khắc phục nó. 2. Nếu đồng hồ chỉ thị mất áp lực bôi trơn, đồng thời bộ khiểm soát dầu tác động làm dừng máy, thì phải đóng các van chặn cô lập máy nén, xả gá, dầu trong carte thùng chứa chuyên dùng và tháo phim lọc thô, lọc tinh kiểm tra vệ sinh (trong trường hợp bơm dầu còn tốt) 3. Ngập dịch nhẹ: sương bám trên thân máy, lập tức đóng van tiết lưu, khống chế van chặn hút, mở điều khiển van thông áp by pass để đưa hơi nóng từ cao áp sang thấp áp và luôn giữ nhiệt độ hút ts< 400C đến khi thân máy nén hết đọng sương, máy hoạt động bình thường và an toàn. 4. Ngập dịch nặng: dịch vào carte, qua mắt kính thấy dịch NH3 nổi thành tầng. Lập tức đóng van tiết lưu, dừng máy nén và thực hiện một trong ba bước sau: a. Đóng van chặn xả, van chặn bình thường thấp áp hoặc bình tách lỏng và dùng máy nén tách dịch NH3 còn lại ra khỏi dầu trong carte. b. Nếu máy độc lập, xả gas NH3 trong máy nén ra ngoài bằng gas xả khí tạp để tách từ từ đến khi hết dịch lỏng trong carte (phương pháp này tốn thời gian rất lâu ) bằng máy nén hút chuyên dùng. c. Xả dầu trong carte máy nén ra thùng chuyên dùng và thay nhớt mới. 5. Hệ thống điện có sự cố bấc thường, phát quả hoặc điện giật, phải bình tỉnh nhanh chóng đến trạm điện liên quan gần nhất để cắt điện và nếu phát quả thì dùng bình cứu quả dập tắt. 6. Khi các thiết bị hệ thống lạnh xì gas mạnh, nhanh chóng đeo mặt nạ phòng độc đến những van chặn có liên quan, có tác dụng chặn cô lập tốt nhất đóng lại. Để khắc phục, hàn lại thiết bị đó. 7. Nếu máy nén có tiếng va đập cơ khí mạnh hoặc cao áp bât thường vượt quá giá trị cho phép vận hành đồng thời van an toàn tác động, thì khẩn cấp dừng máy nén, đóng van chặn trước tiết lưu, đóng van chặn hút và van chặn xả để hạn chế tổn thất thấp nhất. Quá trình sửa chữa hệ thống máy lạnh phải thường xuyên kiển tra áp lực trong hệ thống để có hướng xử lý kịp thời. Hình 5.5. Sơ đồ tăng tải máy nén CHƯƠNG 6 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT LẠNH CỦA HỆ THỐNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM THỜI GIAN CẤP ĐÔNG NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM & NĂNG SUẤT 6.1.Các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất lạnh của hệ thống: Năng suất lạnh Q0 phụ thuộc rất nhiều yếu tố. Nó phụ thuộc vào sự thiết kế ban đầu và phụ thuộc vào chế độ làm việc. Trong quá trình khảo sát, ta thấy nó phụ thuộc phần lớn vào chế độ làm việc cụ thể, là phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, phụ thuộc vào loại sản phẩm, thời gian chạy máy, điện áp …Chính các thông số này thay đổi kéo theo sự thay đổi các thông số trong vận hành, do đó làm thay đổi thời gian làm đông, chất lượng sản phẩm, chi phí điện năng và các khoảng chi phí điện khác. 6.1.1.Ảnh hưởng của chế độ nhiệt độ: Chú thích Hình a : Biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ ngưng tụ đến năng suất lạnh Hình b : Biểu diễn nhiệt độ bay hơi tới năng suất lạnh Hình c : Biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ quá lạnh tới năng suất lạnh Hinh d : Biểu diễn của độ quá nhiệt tới năng suất lạnh Ở đây ta thấy Vlt không đổi chỉ có λ, Δl và q0 thay đổi nên Q0 sẽ thay đổi và làm hệ số lạnh hiệu dụng ε cũng thay đổi theo. Nhìn chung đối với nhiệt độ ngưng tụ tk càng giảm càng tốt, vì Q0 tăng, đối với nhiệt độ bay hơi ta phải lựa chọn phù hợp với yêu cầu làm lạnh. Nếu t0 thấp quá, hệ số lạnh làm việc không hiệu quả, do Qo giảm. Còn nhiệt độ quá lạnh càng tháp càng tốt, nhưng phải chú ý tới chi phí để làm quá lạnh môi chất. Nhiệt độ quá nhiệt càng thấp càng tốt vì nếu như tqn cao sẽ làm nhiệt độ đầu đẩy máy nén cao làm giảm năng suất lạnh, tiêu tốn nhiều điện năng, tuổi thọ máy nén giảm, đặc biệt đối với máy nén dùng môi chất NH3, nếu như nhiệt độ máy nén quá cao sẽ gây phân hủy môi chất Theo kinh nghiệm khi tk giảm 10C, năng suất lạnh tăng 1,5% và tiêu tốn điện năng giảm 1% . Nhiệt độ bay hơi tăng 10C, thì năng suất lạnh tăng 4% và tiêu tốn điện năng giảm 1% 6.1.2.Ảnh hưởng lượng tuyết bám dàn lạnh: Trong quá trình vận hành hệ thống lạnh. Cụ thể ở đây là dàn lạnh không khí ( dàn kho và tủ IQF ) sau một thời gian chạy, máy sẽ có tuyết bám đầy dàn lạnh làm hệ số truyền nhiệt giảm do đó làm giảm hệ số trao đổi nhiệt giữa không khí và môi chất sôi trong ống làm giảm năng suất lạnh, thời giam làm lạnh kéo dài, chạy hàng không đạt. Do đó ta phải định kỳ xả tuyết. Tuyết bám ở đây có thể là ẩm trong không khí tách ra và ngưng tụ hay ẩm trong sản phẩm khếch tán vào không khí Theo công thức truyền nhiệt qua ống trao đổi nhiệt: Từ công thức trên ta thấy nếu lớp tuyết này càn dày tức là dtuyết càng lớn. Theo biểu thức trên ta thấy: chiều dày lớp tuyết tỷ lệ nghịch với hệ số truyền nhiệt K Như vậy lớp tuyết bám càng dày thì hệ só K càng giảm làm cho năng suất lạnh Q0 giảm, làm tăng thời gian làm đông. Mặt khác có thể gây ngập dịch máy nén do môi chất không bay hơi hết và máy nén phải hút dịch lỏng về. 6.1.3.Ảnh hưởng của gas trong hệ thống. Gas dư hay thiếu trong hệ thống lạnh đều có ảnh hưởng tới năng suất lạnh trong hệ thống. Gas dư thì có thể làm tải tăng, áp suất nén cao và có thể bị ngập dịch máy nén, gas thiếu tức là lưu lựợng gas qua máy nén giảm, năng suất lạnh giảm, máy chạy lâu đạt nhiệt độ yêu cầu 6.1.4.Ảnh hưởng của khí không ngưng trong hệ thống. Đây là yếu tố gây bất lợi cho hệ thống, nó là nguyên nhân gây áp suất nén cao bất thường, năng suất lạnh giảm, chi phí điện năng cao, tuổi thọ máy giảm. 6.1.5.Ảnh hưởng của dầu máy lạnh: Dầu máy lạnh trong hệ thống có nhiệm vụ làm mát, bôi trơn và làm kín các bề mặt. Nếu dầu bôi trơn không đủ làm máy dễ bị hỏng, tuổi thọ máy giảm. Nếu dầu quá thừa sẽ dẫn đến nặng máy do trở lực dầu gây ra. Do vậy trong quá trình vận hành và bảo dưởng máy nên chú ý bổ sung dầu nếu thiếu dầu hoặc thay dầu mới nếu dầu bị biến chất. 6.1.6.Ảnh hưởng của nhiệt hiện và nhiệt ẩn. Khi làm lạnh phòng, năng suất lạnh của máy nén gồm 2 thành phần là nhiệt hiện và nhiệt ẩn : Q0=Q0h+ Qoâ Nhiệt hiện Q0h là nhiệt do không khí và sản phẩm tỏa ra khi giảm nhiệt độ. Nhiệt ẩn Qoâ là nhiệt do nước trong không khí ngưng tụ trên dàn lạnh tỏa ra. Có thể coi Qoâ là vô ích nhưng không thể loại trừ được nó. Trời càng ẩm Qoâ càng lớn và tải lạnh yêu cầu càng lớn. Tuy không loại trừ được, nhưng ta có thể hạn chế được nó. Khi thiết kế kho lạnh cần phải tuân thủ nghiêm ngặt việc cách nhiệt và đặc biệt là cách ẩm. Ngoài nhiệt tổn thất vào phòng do chênh lệch nhiệt độ, cũng còn có tổn thất nhiệt do chênh lệch áp suất hơi nước. Nếu cách ẩm không tốt hoặc chỉ cần một khe hở nhỏ giữa hai tấm Panel, thì người ta tốn không biết bao nhiêu năng suất lạnh chỉ để làm ngưng tụ hơi nước vào dàn lạnh, sau đó lại phải tốn năng lượng để phá băng và cho chảy ra ngoài. Đó là phần năng suất lạnh vô ích. Do vậy trong vận hành ta nên chú ý đến yếu tố cách nhiệt, cách ẩm khô lạnh, đóng mở cửa kho hợp lý … Ngoài ra trình độ vận hành cũng ảnh hưởng tới hiệu quả hoạt động hệ thống. Người vận hành giỏi, có kinh nghiệm thì vận hành hệ thống một cách linh hoạt, xử lý tình huống tốt, giảm được chi phí một cách đáng kể. Ngược lại, nếu người vận hành có trình độ kém, thì vận hành hệ thống chạy hiệu quả, chi phí tăng và xác suất sự cố cao. 6.2. Các giải pháp để hệ thống lạnh hoạt động có hiệu quả: Giả pháp để hệ thống lạnh hoạt động có hiệu quả, tức là chúng ta tìm các biện pháp để làm giảm thời gian làm đông, nâng cao chất lượng sản sản phẩm nhưng chi phí làm đông phải thấp đặc biệt là phải giảm chi phí điện năng, máy lạnh làm việc an toàn và giảm tổn thấp một cách đáng kể. 6.2.1. Biện pháp làm giảm chi phí điện năng: Trong tất cả các chi phí có thể nói chi phí điện năng là nhiều nhất. Bởi vì tất cả mọi sự hoạt động của nhà máy đều sử dụng điện năng. Điện được sử dụng ở đây là nguồn điện lưới quốc gia, ngoài ra còn có máy phát điện riêng để phòng khi mạng điện bị sự cố. Trong hệ thống lạnh, điện năng được sử dụng cho motor kéo máy nén, quạt, bơm, băng tải, ngoài ra còn để thấp sáng…Chi phí điện năng cho mọi hoạt động hệ thống là không thể thiếu nhưng chúng ta vận hành và bảo dưởng hợp lý để giảm bớt điện năng tiêu hao Để có biện pháp giảm điện năng tiêu hao mà công suất máy vẫn đảm bảo, trước hết ta phải tìm ra nguyên nhân tiêu hao điện năng vô ích và có biện pháp khắt phục. 6.2.1.1. Biện pháp giảm chi phí điện năng cho máy nén. Công suất motor máy nén phải phù hợp với năng suất lạnh máy nén. Nếu như công suất dư thừa sẽ làm cho công tiêu hao lớn do tải điện cơ lớn nhưng năng suất lạnh vẫn không thay đổi. Phải thường xuyên chú ý đến cơ cấu truyền động. Ở đây máy nén truyền động chủ yếu từ hệ thống dai chỉ có máy nén trục vít là truyền động qua khớp nối. Vì nếu như cơ cấu truyền động không tốt, tức là tỷ số truyền động không đảm bảo dẫn đến công vô ích nhiều. Hệ thống truyền động đai thường bị giãn ra và làm tăng hệ số trượt do đó ta phải chú ý thay do đai mới. Cơ cấu bôi trơn và làm mát máy nén không tốt, một phần là để bảo vệ máy, một phần là để giảm chi phí điện năng. Vì máy chạy ở điều kiện khắc nghiệt thì dòng điện I tăng tức là điện năng tiêu hao tăng Ngòai ra khi khởi động máy cần điều chỉnh hệ thống giảm tải phù hợp để cho máy nhẹ tải giảm được dòng khởi động, giảm được chi phí điện năng. 6.2.1.2.Biện pháp giảm chi phí điện năng cho quạt. Trong hệ thống lạnh, quạt được sử dụng để tuần hoàn không khí trong kho, trong tủ đông IQF hoặc là để giải nhiệt cho tháp giải nhiệt và tháp ngưng… Đối với kho và tủ đông IQF ta thấy phần lớn tiêu tốn năng lượng điện do trở lực của quạt. Nguyên nhân chính là do lớp tuyết bám trên dàn lạnh làm tăng trở lực cho quạt. Quạt làm việc dễ bị quá tải và motor quạt nóng lên hao phí điện năng, mặt khác làm tăng nhiệt độ phòng, hàng chạy lâu đạt. Trên thực tế ta thấy chỉ số amper kế tăng khi lớp tuyết bám càng dày. Theo kinh nghiệm ở dàn lạnh kho, người ta xả tuyết khi thấy kim ampe kế chỉ vượt giá trị định mức. Đối với quạt ở tháp giải nhiệt hay tháp ngưng cũng vậy, nếu như tháp giải nhiệt hoặc dàn ngưng bị bẫn, rong rêu nhiều sẽ làm tăng trở lực làm tăng dòng điện qua quạt gây tiêu hao năng lượng điện vô ích. Mặt khác tháp giải nhiệt không tốt dễ gây sự cố áp suất nén cao gây ra giảm năng suất lạnh, kéo dài thời gian làm đông. Do đó ta phải vệ sinh tháp giải nhiệt định kỳ. Ngoài ra môi trường làm mát cũng ảnh hưởng lớn đến chi phí tiêu tốn năng lượng điện. Nếu như nhiệt độ môi trường làm mát thấp thì quạt chỉ cần có năng suất thấp nhưng nếu môi trường làm mát có nhiệt độ cao thì ta cầm phải có quạt có năng suất lớn hơn. Như vậy chi phí điện năng sẽ nhiều hơn. 6.2.1.3.Biện pháp giảm chi phí điện năng cho bơm: Bơm ở đây sử dụng để bơm dịch hoặc bơn nước. Bơm dịch được dùng trong hệ thống băng chuyền dùng để bơm dịch NH3 cho dàn lạnh tủ IQF. Còn bơm nước được dùng để xả tuyết dàn lạnh, làm mát máy nén, làm mát bình ngưng … Cũng giống như quạt phần lớn điện năng tiêu hao vô ích chủ yếu là các tổn thất về áp suất . Do đó trên các đường ống chúng ta phải thiết kế sao cho ít khúc cua, ít chổ nối và đường ống càng ngắn càng tốt, trên đường ống hút không nên bị hở, không bị tắc nghẽn và phải thường xuyên vệ sinh đường ống đặc biệt là các ống dàn ngưng vừa giảm được trở lực vừa làm cho ống trao đổi nhiệt tốt. Như vậy ta giảm được các tổn thất từ đó giảm công suất của bơm, giảm được chi phí điện năng. Ngoài ra nhiệt độ nước làm mát cũng ảnh hưởng rất lớn đến việc chi phí điện năng cho bơm. Nhiệt độ nước càng cao thì phải cần lưu lượng nước lớn để làm mát, tức là bơm phải có công suất lớn, chi phí điện năng lớn. 6.2.1.4.Biện pháp giảm chi phí điện năng băng tải. Tốc độ của băng tải được điều khiển bởi bộ biến tần hoạt động rất có hiệu quả, vừa giảm được chi phí điện năng, vừa phù hợp với yêu cầu công nghệ. Tải của băng tải phụ thuộc rất lớn vào trọng lượng của sản phẩm. Ta có thể giảm tải của băng tải bằng cách giảm trọng lượng các khây, bao bì. Cần chú ý đến cơ cấu truyền động và các biện pháp bôi trơn phù hợp, nhằm giảm tổn thất ma sát. *Như vậy ta có các biện pháp chung làm giảm chi phí điện năng như sau: - Thiết kế, lắp đặt phù hợp với yêu cầu công nghệ đảm bảo các chế độ, dận hành dễ dàn, bố trí hợp lý, cho phép thay đổi các thông số làn việc -Vận hành đúng theo nguyên tắc và yêu cầu kỹ thuật, tránh được các sự cố và đảm bảo máy chạy ổn định. - Phải có chế độ chạy máy phù hợp với yêu cầu công nghệ và điều kiện sản xuất. - Bảo dưởng hệ thống theo định kỳ. - Thường xuyên kiểm tra hệ thống lưới điện để có biện pháp kiệp thời sử lý và tránh điện năng tiêu hao vô ích. 6.2.2.Biện pháp làm giảm thời gian làm đông: Trong phương pháp làm lạnh đông thì thời gian làm đông càng giảm càng tốt cho sản phẩm. Vì quá trình làm đông nhanh thì các tinh thể nước đá hình thành nhỏ còn thời gian làm đông kéo dài thì các tinh thể đá sẽ hình thành lớn gây ảnh hưởng xấu đến cấu trúc tế bào gây biến tính protein và làm giảm chất lượng sản phẩm. Nhưng để làm đông nhanh thì phải tiêu tốn nhiều chi phí. Do đó chúng ta phải tính sao cho kinh tế giữa chất lượng sản phẩm và chi phí làm đông từ đó đưa ra giải pháp làm giảm thời gian làm đông là hợp lý. Theo công thức tính thời gian làm đông sản phẩm theo thực tế là: Trong đó: + t1: nhiệt độ ban đầu của sản phẩm (oC) + t0: nhiệt độ của môi trường lạnh (oC) + t: nhiệt độ của sản phẩm sau khi được làm lạnh (oC) + m: nhịp độ làm lạnh được tính bởi công thức sau: C: nhiệt dung riêng của sản phẩm (Kcal/kg.K) ρ: khối lượng riêng của sản phẩm (kg/m3) δ: bề dày theo phương truyền nhiệt của sản phẩm (m) α: hệ số cấp nhiệt của sản phẩm (w/m2k) λ: hệ số dẫn nhiệt của sản phẩm (w/m.k) l: Khoảng cách truyền nhiệt (m) Qua công thức trên ta thấy rằng thời gian cấp đông sản phẩm phụ thuộc rất nhiều yếu tố, song ở đây ta thấy yếu tố ảnh hưởng chung nhất tới tất cả các loại sản phẩm cấp đông đó là nhiệt độ ban đầu của sản phẩm, nhiệt độ của môi trường lạnh là hai yếu tố ảnh hưởng nhiều tới thời gian cấp đông của sản phẩm. Ngoài ra còn có các yếu tố khác như: cách nhiệt phòng lạnh, năng suất máy nén … Tủ đông Thermo-Jack sử dụng để làm đông nhanh chủ yếu các mặt hàng như: mực phi lê, cắt khoan, bún, sushi…ngoài ra còn cấp đông cá và tôm. Sản phẩm được nập liện tục vào tủ. Tốc độ của băng tải phụ thuộc vào từng loại hàng mà người ta điều chỉnh bằng nút biến trở của bộ biến tần để hàng sau khi ra tủ đạt chất lượng tốt mà không bị cháy lạnh. Các phương pháp làm giảm chi phí lạnh: Chi phí lạnh càng thấp thì thời gian làm đông càng nhanh Ta có nhiệt tải của dàn lạnh: Q0=Qsp+Qkk+Qbc+Qmt+Qđc Tất cả các chi phí qua kết cấu bao che Qmt qua nhiệt độ không khí trong tủ Qkk, nhiệt lượng lấy ra từ băng chuyền Qbc ;nhiệt lượng lấy ra từ đông cơ quạt Qđc ;đều tương đối ổn định. Nhìn chung tất cả các chi phí này đều phụ thuộc nhiệt độ bên ngoài tủ. Nếu như nhiệt độ bên ngoài thấp, thì chênh lệch nhiệt bên trong và bên ngoài tủ sẽ nhỏ dẫn đến các chi phí qua kết cấu bao che, qua băng chuyền, qua không khí sẽ nhỏ, do đó sẽ làm giảm chi phí lạnh. Trên thực tế tủ đông Thermo-Jack được đặt trong phòng cấp đông nên nhiệt độ phòng tương đối thấp (200C), ta có thể làm giảm nhiệt độ trong phòng cấp đông nhưng phải tốn thêm chi phí cho điều hòa. Mặt khác nếu nhiệt độ trong phòng cấp đông thấp quá sẽ không tốt cho sức khỏe công nhân. Cơ cấu cách nhiệt, cách ẩm của tủ, khối lượng và chiều dài băng chuyền hợp lý, nên ta không thể giảm nó được. Muốn giảm chi phí làm đông, ta tìm cách giảm chi phí làm đông cho sản phẩm Qsp Chi phí lạnh cho quá trình làm đông sản phẩm được tính: Qsp=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 Trong tất cả chi phí lạnh thì ta có thể làm giảm lạnh chi phí Q1 còn các chi phí khác ta không thể giảm được vì nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và yêu cầu công nghệ. Ta có: Q1=C1G(t1-tđb) Trong đó G: khối lượng sản phẩm cấp đông t1: nhiệt độ sản phẩm trước khi đưa vào tủ đông tđb: Nhiệt độ đóng băng trung bình của nước trong sản phẩm Theo biểu thức trên ta chỉ có thể giảm được t, vì nếu giảm được t1 sẽ giảm được chi phí lạnh cho quá trình làm đông sản phẩm, mặc khác còn đảm bảo được yêu cầu công nghệ. Để làm được điều này, thì trong quá trình chế biến ta luôn giữa cho sản phẩm ở nhiệt độ thấp. Ở nhiệt độ thấp sản phẩm giữa được chất lượng tốt vì ở nhiệt độ này sản phẩm ít bị biến đổi và hạn chế được hoạt động của vi sinh vật, mặt khác nhiệt độ sản phẩm thấp sẽ giảm được độ chênh lệch nhiệt độ của sản phẩm và dàn lạnh nên hạn chế khếch tán nước trên bề mặt sản phẩm vào không khí và tách ra bám trên dàn lạnh. Nên hạn chế tuyết bám dàn lạnh. Dàn lạnh được trao đổi nhiệt tốt hơn và giảm được hao hụt trọng lượng sản phẩm. *Sự biến đổi của chi phí lạnh và biện pháp điều chỉnh năng suất lạnh: Trong suốt quá trình cấp đông chi phí lạnh biến đổi theo từng thời điểm dẫn đến năng suất lạnh cũng biến đổi theo. Để hệ thống lạnh hoạt động có hiệu quả, giảm được thời gian làm đông ta đi phân tích sự biến đổi không khí lạnh trong quá trình làm đông, từ đó đưa ra phương pháp điều chỉnh năng suất lạnh phù hợp. Do đặc điểm của tủ là lượng hàn được đưa liên tục vào tủ nên sự biến bổi năng suất lạnh trong suốt quá trình xem như không đổi, nhưng xét riêng từng vị trí băng chuyền và từng thời điểm thì có sự thay đổi. Xét dọc theo chiều dài băng chuyền từ lúc nạp nguyên liệu đến lúc ra sản phẩm, ta thấy chi phí lạnh có sự thay đổi và có xu hướng giảm dần. Bởi vì trong giai đoạn đầu, sản phẩm phải mất một lượng nhiệt rất lớn để hạ nhiệt độ nước xuống nhiệt độ đóng băng và làm kết tinh nước trong sản phẩm chiếm tới 70% chi phí lạnh của quá trình làm đông sản phẩm, còn lại 30% để giảm các thành phần khác trong sản phẩm. Thực tế ta thấy 1 Kg nước 00C muốn chuyển thành nước đá cần phải mất một lượng nhiệt là 333 Kj, còn muốn giảm đi 10C cho 1 kg nước chỉ cần mất 4,186 kj và giảm đi 10C cho 1 kg chất khô chỉ cần 1,3kj. Nếu như năng suất lạnh của dàn lạnh không đổi từ đầu đến cuối băng tải thì ở giai đoạn đầu chi phí lạnh lớn dễ dẫn đến thiếu năng suất lạnh, các tinh thể nước đá hình thành với tốc độ chậm và kích thước lớn gây ảnh hưởng xấu đến cấu trúc tế bào và làm biến tính protein dẫn đến chất lượng sản phẩm không tốt. Ở giai đoạn sau gần cuối băng chuyền thì chi phí lạnh nhỏ hơn năng suất lạnh của dàn lạnh dẫn đến sản phẩm dễ bị cháy lạnh hay máy nén có thể bị ngập dich. Do vậy yêu cầu đặt ra là: chúng ta điều chỉnh năng suất lạnh giảm dần theo chiều dài tủ. Lúc đó vừa giảm được chi phí lạnh vừa làm cho sản phẩm có chất lượng tốt hơn mà không kéo dài thời gian làm đông. Trong thực tế ta thấy tủ đông Thermo-Jack gồm có hai dàn lạnh được đặt đối xứng qua 3 quạt được đặt ở giữa tủ và băng chuyền nằm bên dưới. Với cách bố trí như vậy, ta thấy không khí tuần hoàn rất tốt làm cho sản phẩm cấp đông đồng đều và có chất lượng tốt. Để cải thiện hơn nữa ta điều chỉnh cho năng suất lạnh giảm dần từ đầu đến cuối băng chuyền bằng cách cho môi chất cấp vào dàn lạnh ở phía đầu băng chuyền và ra ở cuối băng chuyền và tốc độ quạt giảm dần theo chiều dài tủ. Vì nó tiết kiệm được năng suất lạnh, mặc khác đảm bảo được yêu cầu công nghệ mà không kéo dài thời gian cấp đông. *Mốt số giải pháp làm giảm thời gian làm đông: Năng suất lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng với nhiệt độ môi trường là lớn nhất.Vì nhiệt độ môi trường càng cao thì áp suất ngưng tụ càng cao làm năng suất lạnh giảm, do đó ta chọn thời điểm chạy máy cho phù hợp. Chúng ta có thể cấp đông vào buổi sáng, chiều hoặc đêm, vì lúc này nhiệt độ môi trường là thấp nhất, năng suất lạnh lớn, hàng chạy mau đạt, tiết kiệm được điện năng. Chạy máy, ta tránh chạy vào giờ cao điểm, tránh được chi phí điện năng cao, máy làm việc đủ công suất. Phải điều chỉnh tốc độ băng tải phù hợp vì nếu tốc độ băng tải nhanh quá, thì hàng chạy không đạt, còn nếu tốc độ chậm quá thì sản phẩm dễ bị oxy hóa làm hư hỏng sản phẩm mà còn kéo dài thời gian làm đông. Hàng cấp đông phải đồng đều, sản phẩm đưa vào tủ đều đặng, lúc đó chi phí lạnh sẽ ổn định, tránh được các tổn thất. Cấp đông sản phẩm khi nhiệt độ trong tủ ổn định và nhiệt độ tủ khoảng ≤ -360C . Vì lúc đó hàng mới kết đông tốt. Nhieät ñoä soâi moâi chaát Nhieät ñoä moâi tröôøng Nhieät ñoä ngöng tuïï Hình 6.1. Sơ đồ biểu diễn mối quan hệ các thông số nhiệt độ. KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT Ý KIẾN I. Kết luận: Qua thời gian thực tập ở công trường Công Ty TNHH cơ điện M&E tại Công TY TNHH Chế Biến Hàng Xuất Khẩu Bình Minh, khu công nghiệp sông Hâu, Đồng Tháp em đã hoàn thành cơ bản nội dung đồ án tốt nghiệp được giao và có điều kiện xâm nhập thực tế học hỏi được nhiều kinh nghiệm. Tai công trình Công Ty M&E đang lắp thêm tủ đông băng chuyền IQF cho hệ thống trung tâm NH3 và em đi thiết kế lại hệ thống lạnh băng chuyền theo kiểu mới nhất gần đây băng chuyền Thermo-Jack với cùng công suất 500Kg/h.Băng chuyền Thermo-Jack có những ưư điểm vượt trội như sau: + Thời gian đông ngắn hơn, rất có lợi cho sản phẩm làm ra và cho nhà sản xuất. + Không gian chiếm chổ của băng chuyền Thermo-Jack nhỏ hơn so với băng chuyền IQF, nên rất tiết kiệm được diện tích sản xuất. +Tiêu tốn điện năng ít hơn, làm giảm giá thành sản xuất, đẩy mạnh sức cạnh tranh. Có thể nói đây là những yêu cầu mà các nhà đầu tư đã đồi hỏi trước đây về công nghệ cấp đông, cho nên xu hướng sử dụng loại băng chuyền Thermo-Jack hiện nay là rất nhiều. Vì nó đáp ứng được yêu cầu của thị trường hiện nay. II. Đề xuất ý kiến: Sau một thời gian thực tập, em có một số ý kiến nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất, giảm chi phí lắp đặt và vận hành hệ thống máy lạnh: +Quy trình thiết kế và lắp đặt phải đúng theo yêu cầu kỹ thuật +Lắp đặt hệ thống cấp đông phù hợp với khả năng sản xuất của nhà máy để tránh những chi phí không cần thiết. +Trong phòng máy cần phải niêm yết các sơ đồ hệ thống máy, sơ đồ điều khiển, các nội quy vận hành, cũng như các trang thiết bị cấp cứu cần thiết. +Cần phải kiểm tra và bảo dưỡng hệ thống thường xuyên để kiệp thời phát hiện các sự cố và đây là hệ thống dùng gas NH3 nên chúng ta phải rất cẩn thận khi có sự cố sẩy ra. +Thường xuyên bồi dưỡng nâng cao tay nghề cho công nhân vận hành và người quản lý phân xưởng. +Đảm bảo hệ thống chạy an toàn và điều chỉnh đúng năng xuất hệ thống, tránh gây lãng phí. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Trần Đức Ba-Lê Vi Phúc-Nguyễn Văn Quan [1990] Kỹ thuật chế biến lạnh (Nhà xuất bản đại học và giáo dục chuyên nghiệp Hà Nội ) 2.Nguyễn Đức Lợi-Phạm Văn Tùy [2002] Kỹ thuật lạnh cơ sở (Nhà xuất bản giáo dục ) 3.Nguyễn Đức Lợi [2002] Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh. (Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội ) 4. Nguyễn Đức Lợi-Phạm Văn Tùy [2003] Kỹ thuật lạnh ứng dụng (Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội ) 5.Nguyễn Đức Lợi-Phạm Văn Tùy [2003] Máy và thiết bị lạnh (Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội ) 6. Nguyễn Đức Lợi [2004] Tự động hóa máy lạnh (Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội ) 7.Nguyễn Xuân Tiền - Xây dựng trạm lạnh (Nhà xuất bản đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh.) 8.Trần Thanh Kỳ. Máy lạnh. (Nhà xuất bản đại học quốc gia TP.Hồ Chí Minh) 9.Hoàng Đình Tín-Bùi Hải . Giáo trình kỹ thuật nhiệt (Nhà xuất bản giáo dục.) 10.Trần Đại Tiến.Bài giảng tự động hóa hệ thống lạnh. 11. Antony Barber – Prenumatic Handbook ( Tái bản lần thứ tám) 12. Mycom compound compressor MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 2 1.1.Tổng quan về công ty 2 1.1.1. Tình hình tổ chức và phát triển công ty 2 1.1.2.Sơ đồ mặt bằng công ty Bình Minh 2 1.2.Tổng quan về kỹ thuật lạnh trên thế giới và Việt Nam 2 1.2.1.Tổnh quan về kỹ thuật lạnh trên thế giới 2 1.2.2.Tổng quan về kỹ thuật lạnh Việt Nam 3 1.3.Tổng quan về kỹ thuật lạnh đông 3 1.3.1.Mối quan hệ giữa phương pháp cấp đông và chất lượng sản phẩm 3 1.3.1.1Nước trong thủy sản 3 1.3.1.2.Cơ chế đóng băng trong việc làm lạnh đông 3 a).Điểm quá lạnh 3 b).Cơ chế đóng băng của thủy sản 4 1.3.1.3.Các yếu tố ảnh hưởng tới sự kết tinh nước trong thủy sản 5 a).Nồng độ chất tan 5 b).Tốc độ làm đông 6 1.3.1.4 Thời gian làm đông 6 1.3.2.Những biến đổi thủy sản trong quá trình làm dông 6 1.3.2.1.Biến đổi vật lý 6 1.3.2.2.Biến đổi về hóa học 7 1.3.2.3.Biến đổi về vi sinh vật 7 1.3.3.Các phương pháp làm đông thủy sản 8 1.3.3.1.Làm lạnh đông thủy sản bằng không khí lạnh 8 1.3.3.2.Làm đông thủy sản bằng tủ đông tiếp xúc 8 1.3.3.3.Làm bằng khí hóa lỏng 9 1.3.3.4.Làm đông thủy sản bằng tủ đông băng chuyền 9 CHƯƠNG 2 : KHẢO SÁT HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG (IQF) BĂNG CHUYỀN PHẲNG TẠI CÔNG TY 11 2.1. Sơ lược về hệ thống cấp đông (IQF) băng chuyền phẳng lạnh siêu tốc tại công ty 11 2.1.1.Tủ đông (IQF) 11 2.1.2. Đặc điểm 12 2.1.3. Nguyên lý cấp đông 13 2.1.4. Nhận xét 13 2.2.Cấu tạo một số thiết bị 14 2.2.1. Máy nén 14 2.2.2.Thiết bị ngưng tụ 16 2.2.3. Thiết bị bay hơi 17 2.3.Các thiết bị phụ 18 2.3.1. Bình chứa cao áp 18 2.3.2.Bình tuần hoàn 19 2.3.3.Bình trung gian 20 2.3.4. Bình tách lỏng 20 2.3.5.Bình tách dầu 20 2.3.6.Bình tập trung dầu 21 2.3.7.Bình tách khí không ngưng 21 2.3.8. Bình Thermosyphon 21 2.3.9. Phim loc 21 2.3.10. Các van 22 2.3.10.1. Van điện từ 22 2.3.10.2. Van tiết lưu màng 22 2.3.10.3. Van chặn 22 2.3.10.4. Van một chiều 23 2.3.10.5. Van an toàn 23 CHƯƠNG 3 : TÍNH THIẾT KỀ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG THERMO-JACK BĂNG CHUYỀN PHẲNG LẠNH SIÊU TỐC CÔNG SUẤT 500 KG 25 3.1 Ưu - nhược điểm hệ thống cấp đông Thermo-Jack băng chuyền phẳng lạnh siêu tốc 25 3.1.1.Nguyên lý cấp đông 25 3.1.2.Tính năng vượt trội 25 3.2.Tính chọn băng chuyền 28 3.2.1Tính chiều dài băng chuyền 28 3.3.Tính thiết kế hệ thống cấp đông băng chuyền phẳng lạnh siêu tốc 29 3.3.1.Lựa chọn chu trình lạnh, xác định các thông số ban đầu 29 3.3.1.1.các thông số ban đầu 29 a. Xác định nhiệt độ ngưng tụ (tk) 29 b. Xác định nhiệt độ sôi của môi chất (to) 29 c. Xác định môi chất lạnh 30 d. Xác định nhiệt độ quá nhiệt (tqn) 30 e. Xác định độ quá lạnh 30 3.3.1.2.Lựa chọn chu trình 30 a. Sơ đồ nguyên lý với môi chất lạnh NH3 30 b. Thuyết minh chu trình 30 3.3.2.Xác định cấu tạo tủ đông 32 3.3.2.1.Xác định hình dáng và kích thước,cấu tạo tủ đông 32 a. Hình dáng kích thước tủ đông 32 b. Cấu tạo tủ đông 32 3.3.3Tính toán tổn thất nhiệt 34 3.3.3.1 Chi phí lạnh cho quá trình làm đông ,QSP 34 a. Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ ban đầu khi đưa vào tới nhiệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm 35 b. Nhiệt lượng cần lấy để toàn bộ nước trong thực phẩm đống băng,Q2 35 c. Nhiệt lượng cần lấy ra để giảm nhiệt đóng băng của nước xuống nhiệt độ cuối cùng Q3 36 d. Lượng nhiệt cần lấy ra để hạ nhiệt độ nước liên kết trong sản phẩm xuống nhiệt độ cuối cùng, Q4 36 e. Lượng nhiệt cần lấy ra đê hạ nhiệt độ chất khô xuống nhiệt độ cuối cùng,Q5 36 3.3.3.2.Lượng nhiệt lấy đi để làm lạnh không khí,Qkk 36 3.3.3.3Lượng nhiệt lấy ra do các đông cơ điện của quạt toả ra 37 3.3.3.4.Nhiệt lượng xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che của tủ 37 a.Dòng nhiệt xâm nhập qua vách tủ 38 b.Dòng nhiệt xâm nhập do mở cửa tủ 38 c.Dòng nhiệt xâm nhập qua đáy tủ 38 3.3.3.5.Lượng nhiệt lấy ra để hạ băng chuyền,Qbc 38 *Tính thể thích hút của máy nén 39 1. Đối với phần thấp áp 39 2. Lưu lượng khối lượng môi chất qua tầm cao 40 CHƯƠNG 4 : TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ 43 4.1Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt 43 4.1.1. Tính chọn thiết bị ngưng tụ 43 4.1.1.1. Ở đây ta chọn thiết bị ngưng tụ kiểu bay hơi vì nó có ưu điểm sau43 4.1.1.2. Lưu lượng khối lượng của không khí qua thiết bị ngưng tụ 44 4.1.1.3. Entanpi của không khí qua khỏi thiết bị ngưng tụ 45 4.1.1.4. Lượng nước cần thiết cho dàn ngưng 45 4.1.1.5. Lượng nước bay hơi 45 4.1.1.6. Tổng lượng nước bị cuốn theo gió 45 4.1.1.7. Tính diện tích trao đổi nhiệt cho dàn ngưng 46 4.1.1.8. Thiết kế dàn ngưng 46 4.1.1.9. Hình dạng, cấu tạo dàn ngưng 47 4.1.2. Tính chọn thiết bị bay hơi 47 4.1.2.1. Xác định diện tích trao đổi nhiệt theo yêu cầu 47 4.1.2.2. Chọn dàn lạnh 47 4.2.Tính chọn thiết bị phụ 47 4.2.1.Bình tách lỏng 47 4.2.1.1. Vị trí lắp đặt, nhiệm vụ của bình tách lỏng 47 4.2.1.2. Tính thiết kế bình tách lỏng 48 4.2.2. Bình tách dầu 49 4.2.2.1. Vị trí lắp đặt, nhiệm vụ của bình tách dầu 49 4.2.2.2. Tính chọn bình tách dầu 49 4.2.3. Bình tập trung dầu 50 4.2.4. Bình tách khí không ngưng 50 4.2.5. Bình trung gian 50 4.2.6. Bình chứa cao áp 52 4.2.7. Tính chọn đường ống, bơm, quạt 53 CHƯƠNG 5 : TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG, VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỞNG HỆ THỐNG 58 5.1.Mục đích của việc tự động hóa 58 5.2Các ký hiệu dùng trong hệ thống 58 5.3.Sơ đồ hệ thống 58 5.4.Sơ đồ mạch động lực 58 5.5.Sơ đồ mạch điều khiển 58 5.5.1. Mạch điện điều khiển cho hệ thống năng chuyền Therom- Jack 58 5.5.1.1. Mạch khởi động máy nén 58 5.5.1.2. Mạch tự động tuần hoàn 59 5.5.1.3. Mạch bảo vệ áp suất nước 60 5.5.1.4. Đối với các mạch khác 60 5.5.1.5. Mach báo sự cố 61 5.5.2.Mạch điều khiển cho tủ băng chuyền 61 5.6.Vận hành, bảo dưởng hệ thống cấp đông 61 5.6.1.Chuẩn bị vận hành hệ thống 61 5.6.2.Vận hành 62 5.6.2.1.Vận hành máy nén trục vít 62 5.6.2.2.Vận hành tủ Thermo-Jack 63 5.6.2.3.Dừng máy 63 5.6.2.4.Dừng máy vì sự cố 64 5.6.3.Một số biện pháp xử lý sự cố thường gặp 65 CHƯƠNG 6 : CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI NĂNG SUẤT LẠNH CỦA HỆ THỐNG MỘT SỐ BIỆN PHÁP LÀM GIẢM THỜI GIAN CẤP ĐÔNG NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM & NĂNG SUẤT 67 6.1.các yếu tố ảnh hưởng tới năng suất lạnh của hệ thống 67 6.1.1.Ảnh hưởng của chế độ nhiệt độ 67 6.1.2.Ảnh hưởng lượng tuyết bám dàn lạnh 69 6.1.3.Ảnh hưởng của gas trong hệ thống 69 6.1.4.Ảnh hưởng của khí không ngưng trong hệ thống 69 6.1.5.Ảnh hưởng của dầu máy lạnh 69 6.1.6.Ảnh hưởng của nhiệt hiện và nhiệt ẩn 70 6.2.Các giải pháp để hệ thống lạnh hoạt động có hiệu quả 70 6.2.1Biện pháp làm giảm chi phí điện năng 70 6.2.1.1. Biện pháp giảm chi phí điện năng cho máy nén 71 6.2.1.2.Biện pháp giảm chi phí điện năng cho quạt 71 6.2.1.3.Biện pháp giảm chi phí điện năng cho bơm 71 6.2.1.4.Biện pháp giảm chi phí điện năng băng tải 72 6.2.2.Biện pháp làm giảm thời gian làm đông 72 KẾT LUẬN & ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 77 I.Kết luận 77 II.Đề xuất ý kiến 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78