Chơng V
hệ thống lạnh khác
trong công nghiệp và đời sống

5.1. Hệ thống lạnh trong nhà máy bia
5.1.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh trung tâm
Trong các nhà máy bia ngời ta sử dụng hệ thống lạnh trung tâm để
làm lạnh các đối tợng sau :
- Làm lạnh các tank lên men và tank thành phẩm
- Làm lạnh tank men giống
- Làm lạnh nhanh nớc 1
o
C
- Làm lạnh nhanh dịch đờng sau hệ thống nấu.
- Làm lạnh trung gian hệ thống CO
2
- Các hộ tiêu thụ khác: bảo quản hoan, điều hoà không khí vv
Trên hình 5-1 là sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh trung tâm sử dụng
môi chất NH
3
ở nhà máy bia hiện đại. Hệ thống lạnh sử dụng glycol và
nớc làm chất tải lạnh. Trớc kia trong nhiều nhà máy bia ngời ta sử
dụng chất tải lạnh là nớc muối. Do tính chất ăn mòn của nớc muối
ảnh hởng quá lớn đến hệ thống các thiết bị nên hiện nay hầu hết đã
đợc thay thế bằng chất tải lạnh glycol .
Các thiết bị chính bao gồm: Máy nén 1 cấp hiệu MYCOM, bình
bay hơi làm lạnh glycol, dàn ngng tụ bay hơi, các thùng chứa glycol
và các thiết bị phụ khác của hệ thống lạnh.
Thùng chứa glycol đợc chế tạo bằng inox, bên ngoài bọc cách
nhiệt gồm 02 cái có nhiệt độ khác nhau, đảm bảo bơm glycol đã đợc
làm lạnh đến các hộ tiêu thụ và bơm glycol sau khi sử dụng đến bình

1- Máy nén; 2- Bình chứa cao áp; 3- Dàn ngng; 4- Tách dầu; 5- Bình bay hơi; 6- Bình thu hồi dầu; 7-
Bơm glycol đến các hộ tiêu thụ; 8- Bơm glycol tuần hoàn; 9- Thùng glycol
Hình 5-1 : Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh nhà máy bia

221

1- áo nớc; 2- Thân bình; 3- Tách lỏng; 4- Gas ra; 5- Tấm chắn lỏng;
6- ống trao đổi nhiệt; 7- Nớc ra; 8- Nớc vào; 9- Chân bình; 10- Rốn bình;
11- ống nối van phao
Hình 5-2 : Bình bay hơi làm lạnh glycol

Trên hình 5-2 trình bày cấu tạo của bình bay hơi làm lạnh glycol.
Về cấu tạo bình bay hơi giống bình ngng ống chùm nằm ngang. ở
đây glycol chuyển động bên trong ống trao đổi nhiệt, môi chất sôi bên
ngoài ống. Phía trên bình bay hơi có gắn sẵn bình tách lỏng, để đảm
bảo sự chuyển động của gas bên trong bình bay hơi ngời ta bố trí 02
ống hút ở 2 phía của bình. Phía dới có rốn để gom dầu về bình thu
hồi dầu. Để đảm bảo lỏng trong bình không quá cao gây ngập lỏng
máy nén ngời ta sử dụng van phao khống chế mức dịch trong bình
bay hơi nằm trong giới hạn cho phép.

5.1.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh CO
2
Trong các nhà máy bia ngời ta thờng sử dụng các hệ thống lạnh
riêng để làm lạnh CO
2
vì chế độ nhiệt âm sâu.
Máy lạnh sử dụng để làm lạnh CO
2
trong sơ đồ này là máy lạnh 2

ghi chú:
Van an toàn
PI
TI PI
TI PI
2
3
4
5
6
14
13
12
15
11
10
19
16
17
18
20
21
78 9
PI
Không khí
Nớc sạch
CO2 từ TANK đến
LS+
1
LS-

đợc làm lạnh và ngng tụ lại thành lỏng và chảy xuống
bình chứa (13). Trong quá trình bảo quản, nếu CO
2
trong bình hoá hơi
bốc lên phía trên sẽ đợc làm lạnh và ngng chảy lại xuống bình.
Khi cần sử dụng, lỏng CO
2
đợc dẫn sang dàn hoá hơi (12) để hoá
hơi trớc khi đa đến các hộ tiêu thụ.
Hệ thống có trang bị 02 bộ bình hấp thụ và làm khô, mục đích là
trong khi các bình (6) và (7) đang hoạt động thì các bình (8) và (9) tiến
hành hoàn nguyên. Để hoàn nguyên ngời ta sử dụng hơi từ lò hơi đi
vào phần vỏ bên ngoài các bình để sấy khô các bình nhằm thực hiện
hoàn nguyên.

5.1.2 Tính toán nhiệt nhà máy bia
Hệ thống lạnh nhà máy bia có các tổn thất nhiệt chính sau đây:
- Tổn thất do truyền nhiệt qua tất cả các thiết bị sử dụng và bảo
quản lạnh.
- Tổn thất nhiệt do làm lạnh nhanh dịch đờng húp lông hoá sau
hệ thống nấu.
- Tổn thất nhiệt để làm lạnh các đối tợng khác.

5.1.2.1 Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt ở các thiết bị sử dụng và bảo
quản lạnh
Tổn thất nhiệt ở tất cả các thiết bị làm lạnh, bao gồm:
- Các tank lên men và tank thành phẩm;
- Bình bay hơi làm lạnh glycol;
- Thùng glycol;
- Thùng nớc 1

..2
1
..
1
1

dd
d
d
k
i
i
i
++
=
+

, W/m
2
.K (5-2)

h - Chiều cao hay dài qui đổi của bình, m;
d
1
, d
2
là đờng kính ngoài cùng và trong cùng của lớp vật liệu vỏ, m;

1
- Hệ số toả nhiệt bên trong, W/m

225
3. Bình bay hơi Lỏng NH
3
đang sôi -15
o
C 150mm
4. Thùng nớc 1
o
C Nớc lạnh đứng yên 1
o
C 100mm
Bảng 5-2 :Thông số cách nhiệt các thiết bị

STT Tên lớp vật liệu Độ dày, mm Hệ số dẫn nhiệt
W/m.K
1 Lớp inox vỏ ngoài
0,5 ữ 0,6
45,3
2 Lớp polyurethan
100 ữ 150 0,018 ữ 0,020
3 Lớp thân bên trong
3 ữ 4
45,3

5.1.2.2 Tổn thất nhiệt do làm lạnh dịch đờng
Nhiệt cần làm lạnh dịch đờng từ nhiệt độ ban đầu đến nhiệt độ
bảo quản đợc thực hiện qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Làm lạnh dịch bia sau hệ thống nấu (khoảng 80
o
C)

2
x
ttCG
Q
pd

=
, W (5-3)
+ G
d
Lợng dịch đờng húp lông hoá trong một ngày đêm,
kg/ngày đêm;
+ C
p
Nhiệt dung riêng của dịch đờng húp lông hoá. Dịch đờng
sau húp lông hoá là một hỗn hợp rất phức tạp phụ thuộc vào loại
nguyên liệu và thiết bị công nghệ sản xuất. Vì vậy nhiệt dung riêng
của dịch đờng húp lông hoá không có giá trị cố định và chính xác cho
tất cả các hệ thống. Một cách gần đúng có thể lấy theo nhiệt dung
riêng của nớc;

226
+ t
1
, t
2
- Nhiệt độ của dịch đờng trớc và sau khi đợc làm lạnh. Sau
khi qua hệ thống nấu và đợc đa húp lông hoá ở nhiệt độ sôi 100
o
C,

làm mát trung gian ở các cấp của máy nén CO
2
:
Q
31
= Q
tg1
+ Q
tg2
, W (5-4)
Q
31
- Tổn thất nhiệt để làm mát trung gian, W
Q
tg1
, Q
tg2
Công suất làm mát trung gian của máy nén CO
2
, W

2. Bảo quản hoa Q
32
Hoa húp lông sâu khi sấy đợc tiến hành phân loại và sau đó xông
SO2. Công việc xông hơi đợc tiến hành trong buồng kín. Liều lợng
lu huỳnh đem sử dụng khoảng 0,5 ữ1 kg /100 kg hoa. Mục đích là để
hạn chế quá trình ôxi hoá và sự phát triển của vi sinh. Sau khi xông
hơi hoa đợc ép chặt thành bánh và xếp vào túi polyetylen, hàn kín và
cho vào thùng kim loại đem đi bảo quản.
Hoa húp lông đợc bảo quản ở chế độ nhiệt độ khoảng 0,5 ữ 2

V
, I
T
En tanpi trạng thái không khí trớc khi vào, ra dàn
lạnh và trong buồng điều hoà không khí.
Q
T
Nhiệt thừa của các phòng điều hoà, W
Nhiệt thừa Q
T
đợc xác định nhờ tính cân bằng nhiệt của các phòng.
5.2. Hệ thống lạnh trong điều hoà không khí
5.2.1 Hệ thống lạnh máy điều hoà cỡ nhỏ
Thiết bị quan trọng nhất trong một hệ thống điều hoà không khí đó
chính là hệ thống lạnh . Đối với các máy lạnh công suất nhỏ, ngời ta
thờng sử dụng máy nén kiểu kín, môi chất lạnh là frêôn (R
12
và R
22
),
dàn lạnh và dàn ngng là các dàn ống đồng cánh nhôm. Do yêu cầu
khác nhau nên quạt sử dụng cho các dàn có khác, cụ thể dàn ngng sử
dụng quạt hớng trục và dàn lạnh sử dụng quạt ly tâm.
DX
DàN NGƯNG Tụ
DàN BAY HƠI
MáY NéN KíN
ốNG MAO TIếT LƯU
Thermostat
nuớc ngung


229