94Chương 9

CÁC HỆ THỐNG LÀM LẠNH

9.1. KHÁI NIỆM CHUNG VÀ CHỨC NĂNG CỦA HỆ THỐNG LÀM LẠNH

Khi nhiệt độ của môi trường xung quanh cao thì phần lớn các thực phẩm (thịt, cá,
trứng, rau, quả và v.v.) nhanh bị hư hỏng. Những thực phẩm như thế gọi là mau
hỏng.
Các thực phẩm bị hỏng do sự phân hủy của các thành phần của chúng (hydrat
các-bon, p-rô-tít, mỡ), sự phân hủy lại được tạo điều kiện do vi khuẩn và nấm mốc ở
môi trường xung quanh cũng như ở trên bề mặt và trong lòng thực phẩm.
Để thực phẩm tránh bị thiu, người ta sử dụng tác dụng của bảo quản lạnh, mà
thực chất của vấn đề là ở chỗ, ở nhiệt độ thấp, vi khuẩn và các nấm mốc làm chậm lại
sự hoạt động của chúng và hầu như không sinh sôi nữa.
Lạnh trên tàu được tạo ra do các máy lạnh. Chúng được trang bị cho tất cả các tàu
đông lạnh.
Ngoài các tàu đông lạnh, lạnh còn được sử dụng trên các tàu khác, đặc biệt là tàu
khách, khi dự trữ thực phẩm cho thủy thủ và hành khách trong các khoang thực
phẩm, các tủ và để làm nước đá (trên một số tàu). Để làm điều này, người ta sử dụng
các thiết bị nhỏ hơn (kiểu tàu đặc biệt hoặc thương nghiệp) và các tủ lạnh sinh hoạt.
Các máy lạnh cũng được dùng trong các thiết bị điều hòa không khí.
Máy lạnh và hệ thống lạnh cùng nhau tạo thành thiết bị lạnh. Đôi khi tổ hợp này
được gọi là hệ thống làm lạnh.
Chất lượng các thực phẩm mau hỏng và thời gian bảo quản cho phép của chúng
phụ thuộc vào nhiệt độ, độ ẩm tương đối và tần số thay đổi không khí của buồng. Chỉ


Hình 9.1. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống làm lạnh bằng máy nén khí.
KD - bình ngưng; K - máy nén khí; I - dàn bay hơi;
OP - buồng cần làm lạnh; PB - van tiết lưu 96

1 - đường dẫn nước ra; 2 - đường nước dẫn vào; 3 - đường nước nóng;
4 - đường nước lạnh; 5 - đường nước muối lạnh; 6 - bơm nước muối;
7 - đường nước muối nóng; 8 - hơi lạnh; 9 - hơi quá nhiệt.

Nước muối bị làm lạnh ở dàn bay hơi I đi qua đường 5 được bơm 6 chuyển qua
các ống ruột gà nằm ở trong buồng lạnh OP, sau khi lấy được một lượng nhiệt nào đó
từ không khí của buồng, ở dạng đã bị hâm nóng, nó lại quay trở lại dàn bay hơi theo
đường 7, tại đây nó tỏa nhiệt cho dàn bay hơi, lạnh xuống một nhiệt độ nào đó, lại
theo đường 5, bơm 6 v.v. tạo thành một chu trình kín thứ hai.
Để làm công chất lạnh trong các máy kiểu nén hơi (khí), cách đây không lâu
người ta vẫn dùng a-mô-ni-ắc. Đây là khí không màu, nó nhẹ hơn không khí và có
mùi khẳn đặc trưng, a-mô-ni-ắc rẻ và có các tính chất nhiệt động tốt (các áp suất vừa
phải và sản lượng lạnh thể tích đơn vị lớn). Tuy nhiên, nó rất độc và dễ nổ ở giới hạn
nồng độ thể tích 16  25%, cùng với điều trên, a-mô-ni-ắc không ăn mòn đối với kim
loại đen nhưng nó ăn mòn khi có mặt của hơi, kẽm, đồng, đồng thanh và các hợp kim
đồng khác, trừ đồng thanh phốt pho rơ.
Hiện nay ở các máy lạnh kiểu nén hơi, người ta sử dụng rộng rãi Freon  -12.
Đây là khí nặng không hại, không có mùi, không màu, không cháy và không nổ, tuy
nhiên khi có ngọn lửa hở một phần phân hủy và tạo thành phốt-gien. Freon trung tính
với kim loại nhưng hòa tan các chất hữu cơ khác nhau. Nhiệt độ hóa hơi của freon
nhỏ hơn của a-mô-ni-ắc, do đó kích thước các máy freon - ở các điều kiện khác là
như nhau, lớn hơn khoảng 40% các máy a-mô-ni-ắc. Thiếu sót cơ bản của freon là

boong (tổ bộ trần).
Để làm nước muối, người ta sử dụng các dung dịch nước muối clo-rua- nát- ri
(NaCl), clo-rua-ma-giê (MgCl
2
), clo-rua-can-xi (CaCl
2
) và các muối khác, chúng vẫn
ở thể lỏng ở nhiệt độ thấp hơn 0
0
C. Trong đó dung dịch NaCl được sử dụng rộng rãi
và thường xuyên hơn cả, vì nó có nhiệt độ đông đặc thấp nhất.
Nước muối gây gỉ các ống và thiết bị. Đặc biệt hoạt tính là dung dịch NaCl.
Để tránh gỉ, từ tính toán, người ta thêm vào nước muối 0,5 kg Na
2
CO
2
ăn da vào
100 kg clo-rua-can-xi (CaCl
2
) hoặc một lượng 1,6 g phốt-phát-nát-ri (Na
3
PO
4
) cho 1
lít nước muối.
Lưu lượng nước muối (lưu lượng của các bơm nước muối) cần phải làm sao để
nhiệt độ của nó trong hầm không tăng quá 2  3
0
C.
Ưu điểm của hệ thống làm lạnh bằng nước muối là:

Ở hệ thống làm lạnh hỗn hợp, trong các hầm người ta đặt tổ bộ nước muối và dẫn
các kênh dẫn không khí, nó bảo đảm tính mềm dẻo cho sự làm việc của hệ thống, vì
trong trường hợp này nó có khả năng tích lũy và có thể điều chỉnh độ ẩm không khí
trong hầm. Tuy nhiên, ở hệ thống làm lạnh hỗn hợp, thiết bị lạnh phức tạp hơn, do
vậy nó ít được sử dụng.
Như đã nhận xét ở trên, các freon trung tính đối với kim loại. Các đường ống
freon được làm bằng các ống thép các-bon không mối nối. Khi đường kính ống tới 20
mm, người ta dùng các ống đồng. Thiết bị được làm bằng thép các-bon hoặc hợp kim
màu. Vì các freon có khả năng hòa tan các chất hữu cơ khác nhau, nên để làm vòng
đệm của các đường ống freon, người ta dùng paronit (cao su a-mi-ăng) hoặc xe-va-nit
(cao su chịu xăng dầu).
Đối với các đường ống nước muối, người ta dùng các ống bằng thép các-bon
không mối nối có tráng kẽm bên ngoài, các thiết bị cũng làm từ thép các-bon.

9.4. CÁCH NHIỆT CÁC BUỒNG LẠNH

Với mục đích giảm nạp nhiệt vào các buồng được làm lạnh, người ta trang bị
cách nhiệt tin cậy và hiệu quả. Sự giảm dòng nhiệt nạp vào cũng có khả năng bằng 99

cách bố trí các hầm của tàu đông lạnh ở trong thân tàu, nhờ đó mà phần lớn bề mặt
trao đổi nhiệt nằm ở dưới đường nước. Cũng vì nguyên nhân này mà các buồng thực
phẩm trên các tàu khách và các tàu khác, thường xuyên hơn cả được bố trí ở phần
hầm, mà không ở trên thượng tầng.
Các vật liệu cách nhiệt được chia ra thành vô cơ (khoáng vật và phớt, sợi thủy
tinh và v.v.) và hữu cơ (lie, nhựa xốp v.v.). Chúng được sản xuất ở dạng tấm, vỏ (để
cách nhiệt các đường ống), kích thước và chiều dày khác nhau.
Các vật liệu cách nhiệt có hiệu quả cao và triển vọng nhất là nhựa xốp (nhựa xốp

Người ta bảo vệ vật liệu cách nhiệt khỏi hơi nước bằng các vật liệu không thấm
nước. Thuộc loại này có bitum, xi và nhũ tương bitum, các keo đặc biệt (izolit, iditol-
nhựa fenol formaldehit, và v.v.) và các vật liệu dạng cuộn như: giấy da cừu (còn gọi
là pecgamin - để chống thấm), giấy dầu, bìa amiăng cách nước và v.v.
Mục đích bảo vệ cách nhiệt khỏi động vật gậm nhấm, người ta vây cách nhiệt
bằng các lưới kim loại.
Các hệ cột chống lớn và các ống được cách nhiệt nhờ có vỏ và lấp đầy cách nhiệt,
đôi khi nhờ phớt khoáng vật (loại vật liệu cách nhiệt) và cô-xma, các lưới kim loại,
các chất bọc (trát), vỏ gỗ hoặc duyara (đối với hệ cột chống) và vải đay thô được quét
sơn dầu (đối với ống).

9.5. THIẾT BỊ LÀM LẠNH KIỂU NÉN KHÍ TỰ ĐỘNG
CÓ HỆ THỐNG LÀM LẠNH NƯỚC MUỐI

Trên các tàu sông, người ta sử dụng các thiết bị lạnh điều khiển tay (tàu cũ), một
phần và hoàn toàn tự động hóa.
Tự động hóa sự làm việc của thiết bị lạnh so với sự điều khiển bằng tay là quá
trình khó khăn và phức tạp, đòi hỏi trình độ cao và nhiều kinh nghiệm của nhân viên
phục vụ, tự động hóa có những ưu điểm sau: 101

- Duy trì được nhiệt độ trong buồng lạnh chính xác hơn, nghĩa là, sản phẩm
hàng hóa được bảo quản tốt hơn.
- Chi phí khai thác nhỏ hơn do giảm biên chế nhân viên phục vụ và nhờ sự làm
việc ổn định của thiết bị ở chế độ kinh tế (tiết kiệm).
- Tự động bảo vệ hệ thống khỏi sự cố một cách tin cậy.
- Có thể điều khiển từ xa sự làm việc của thiết bị lạnh.
Ở các hệ thống được tự động hóa hoàn toàn, tất cả các quá trình đều được điều

hầm tăng tới giới hạn trên đã định, do các dòng nhiệt nạp vào, thì van 11 lại được
mở.
Nhiệt độ nước muối được điều chỉnh nhờ cảm biến nhiệt 14 nối với bình cầu nhỏ
13, cái này khi ở trị số nhiệt độ tối thiểu của nước muối, sẽ tạo ra xung để tắt động cơ
điện của máy nén. Khi máy nén dừng, bơm nước muối tiếp tục làm việc. Khi nhiệt độ
nước muối đạt đến giới hạn trên đã định, các dụng cụ 13 và 14 , qua lưới điện, tự
động bật máy nén. Bơm nước muối tự động tắt khi nhiệt độ của không khí trong hầm
đạt đến giá trị đã cho. Ở giới hạn trên của nó, rơ-le 8 qua bàn điều khiển 4 cho van 11
xung và đồng thời bảo đảm dừng động cơ điện của bơm nước muối.
Với mục đích cắt tổ bộ ống nước muối, trên các ống nhánh đi ra từ đường ống
nước muối 15, người ta đặt các van chặn 7. Ngoài ra, trên mỗi nhánh có phin lọc
muối 12.
Khi cần thiết, điều khiển thiết bị có thể thực hiện bằng tay từ bàn điều khiển 4.