Cấu tạo tủ cấp đông

Tủ cấp đông tiếp xúc được sử dụng để cấp đông những mẫu sản phẩm dạng block. Mỗi block thường có khối lượng 2 kg .
Trên hình 4-7 là cấu trúc của một tủ cấp đông tiếp xúc. Tủ gồm có nhiều tấm lắc cấp đông ( freezer plates ) bên trong, khoảng cách giữa những tấm hoàn toàn có thể kiểm soát và điều chỉnh được bằng ben thuỷ lực, thường vận động và di chuyển từ 50 đến 105 mm. Kích thước chuẩn của những tấm lắc là 2200L x1250Wx22D ( mm ). Đối với tủ cấp đông lớn từ 2000 kg / mẻ trở lên, người ta sử dụng những tấm lắc lớn, có kích cỡ là 2400L x1250Wx22D ( mm ). Sản phẩm cấp đông được đặt trong những khay cấp đông sau đó đặt trực tiếp lên những tấp lắc hoặc lên những mâm cấp đông, mỗi mâm có 4 khay. Đặt trực tiếp khay lên những tấm lắc tốt hơn khi có khay vì hạn chế được nhiệt trở dẫn nhiệt. Trên hình 4-10 ra mắt cách sắp xếp những khay cấp đông trên những tấm lắc .

Ben thuỷ lực nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ cấp đông. Pittông và cần dẫn ben thuỷ lực làm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh. Hệ thống có bộ phân phối dầu cho truyền động bơm thuỷ lực.

Khi cấp đông ben thuỷ lực ép những tấm lắc để cho những khay tiếp xúc 2 mặt với tấm lắc. Quá trình trao đổi nhiệt là nhờ dẫn nhiệt. Trong những tấm lắc chứa ngập dịch lỏng ở nhiệt độ âm sâu – 40 đến – 45 oC .
Theo nguyên tắc cấp dịch, mạng lưới hệ thống lạnh tủ cấp đông tiếp xúc hoàn toàn có thể chia ra làm những dạng sau :
– Cấp dịch từ bình trống tràn ( có công dụng giống bình giữ mức – tách lỏng ). Với tủ cấp dịch dạng này, dịch lỏng chuyển dời dần vào những tấm lắc nhờ chênh lệch cột áp thuỷ tĩnh, nên vận tốc hoạt động chậm và thời hạn cấp đông lâu 4 đến 6 giờ / mẻ
– Cấp dịch nhờ bơm dịch. Môi chất hoạt động vào những tấm lắc dưới dạng cưỡng bức do bơm tạo ra nên vận tốc hoạt động lớn, thời hạn cấp đông giảm còn 1 h30 đến 2 h30 phút / mẻ. Hiện nay người ta thường sử dụng cấp dịch dạng này .
– Ngoài những tủ cấp đông sử dụng những chiêu thức cấp dịch nêu trên, vẫn còn có dạng tủ cấp đông cấp dịch bằng tiết lưu trực tiếp. Trong trường hợp này, môi chất bên trong những tấm lắc ở dạng hơi bão hoà ẩm nên hiệu suất cao truyền nhiệt không cao, năng lực làm lạnh kém, thời hạn cấp đông keo dài .
Phía trên bên trong tủ là cùm ben vừa là giá nâng những tấm lắc và là tấm ép khi ben ép những tấm lắc xuống. Để những tấm lắc không chuyển dời qua lại khi hoạt động, trên mỗi tấm lắc có gắn những tấm xu thế, những tấm này luôn tựa lên thanh định hướng trong quy trình hoạt động. Bên trong tủ còn có ống góp cấp lỏng và hơi ra. Do những tấm lắc luôn vận động và di chuyển nên, đường ống môi chất nối từ những ống góp vào những tấm lắc là những ống nối mềm bằng cao su đặc chịu áp lực đè nén cao, bên ngoài có lưới inox bảo vệ .
Trên tủ cấp đông người ta đặt bình trống tràn, mạng lưới hệ thống máy nén thuỷ lực của ben và nhiều thiết bị phụ khác .
Khung sườn vỏ tủ được sản xuất từ thép chịu lực và gổ để tránh cầu nhiệt. Để tăng tuổi thọ cho gỗ người ta sử dụng loại gỗ satimex có tẩm dầu .
Vật liệu bên trong tủ làm bằng thép không rỉ, bảo vệ điều kiện kèm theo vệ sinh thực phẩm .

Vỏ tủ có hai bộ cánh cửa ở hai phía : bộ 4 cánh và bộ 2 cánh, cách nhiệt polyurethan dày 125 đến 150 mm, hai mặt bọc inox dày 0,6 mm .
Tấm lắc trao đổi nhiệt làm từ nhôm đúc có độ bền cơ học và chống ăn mòn cao, tiếp xúc 2 mặt. Tủ có trang bị nhiệt kế để theo dỏi nhiệt độ bên trong tủ trong quy trình quản lý và vận hành .
Thông số kỹ thuật của tủ như sau :
– Kiểu cấp đông : Tiếp xúc trực tiếp, 2 mặt
– Sản phẩm cấp đông : Thịt, thuỷ sản những loại
– Nhiệt độ loại sản phẩm nguồn vào : + 10 oC đến 12 oC
– Nhiệt độ trung bình mẫu sản phẩm sau cấp đông : – 18 oC
– Nhiệt độ tâm loại sản phẩm sau cấp đông : – 12 oC
– Thời gian cấp đông
+ Cấp dịch từ bình trống tràn : 4 đến 6 giờ
+ Cấp dịch bằng bơm : 1,5 đến 2,5 giờ
+ Cấp dịch bằng tiết lưu trực tiếp : 7 đến 9 giờ
– Khay cấp đông : Loại 2 kg
– Nhiệt độ châm nước : 3 đến 6 oC
– Môi chất lạnh NH3 / R22 .

Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh

Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông cấp dịch từ bình trống tràn

Trên hình 4-8 và 4-9 là sơ đồ nguyên tắc tủ cấp đông tiếp xúc sử dụng môi chất NH3 và R22 cấp dịch từ bình trống tràn. Nguyên lý cấp dịch dựa trên cột áp thuỷ tĩnh .
Theo sơ đồ này, môi chất được tiết lưu vào một bình gọi là bình trống tràn. Bình trống tràn thực ra là bình giữ mức – tách lỏng, có 2 trách nhiệm :
– Chứa dịch ở nhiệt độ thấp để cấp cho những tấm lắc. Bình phải bảo vệ duy trì trong những tấm lắc luôn luôn ngập đầy dịch lỏng, như vậy hiệu qủa trao đổi nhiệt khá cao .
– Tách lỏng môi chất hút về máy nén, tránh không gây ngập lỏng máy nén. Để bảo vệ không hút lỏng về máy nén trên bình trống tràn có trang bị van phao duy trì mức lỏng, khi mức lỏng vượt quá mức được cho phép thì van phao ảnh hưởng tác động ngắt điện van điện từ cấp dịch vào bình trống tràn. Ngoài ra trong bình còn hoàn toàn có thể có những tấm chắn đóng vai trò như những nón chắn trong bình tách lỏng để tránh hút ẩm về máy nén .
Van tiết lưu sử dụng cho bình trung gian và bình trống tràn trong mạng lưới hệ thống này là van tiết lưu tay .
Về môi chất lạnh, hoàn toàn có thể sử dụng R22 hoặc NH3, ngày này người ta có thiên hướng sử dụng NH3 vì R22 là hợp chất HCFCs sẽ bị cấm do phá huỷ tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính trong tương lai .
Tủ cấp đông tiếp xúc là một trong những thiết bị không hề thiếu được của xí nghiệp sản xuất chế biến thuỷ sản và thực phẩm xuất khẩu .

1 – Máy nén ; 2 – Tháp giải nhiệt ; 3 – Bình chứa cao áp ; 4 – Bình ngưng ; 5 – Bình tách dầu ; 6 – Bình tách lỏng hồi nhiệt ; 7 – Bình trung gian ; 8 – Bình trống tràn ; 9 – Tủ cấp đông ; 10 – Bộ lọc ẩm môi chất

Tủ cấp đông hoạt động giải trí theo nguyên tắc cấp dịch từ bình trống tràn, trước đây sử dụng rất thoáng rộng do hệ thống thiết bị đơn thuần, dễ quản lý và vận hành, ngân sách góp vốn đầu tư ít hơn so với cấp dịch bằng bơm nhưng do vận tốc môi chất hoạt động bên trong những tấm lắc chậm nên thời hạn cấp đông tương đối dài từ 4 đến 6 giờ / mẻ .
Hiện nay, trước nhu yếu về vệ sinh thực phẩm yên cầu phải hạn chế thời hạn cấp đông nên người ta ít sử dụng sơ đồ kiểu này, mà chuyển sang sử dụng sơ đồ cấp dịch bằng bơm

Sơ đồ nguyên lý tủ cấp đông cấp dịch nhờ bơm

Trên hình 4-10 là sơ đồ nguyên tắc mạng lưới hệ thống tủ cấp đông tiếp xúc sử dụng bơm cấp dịch. Theo sơ đồ này, dịch lỏng được bơm bơm thẳng vào những tấm lắc nên vận tốc hoạt động bên trong rất cao, hiệu suất cao truyền nhiệt tăng lên rỏ rệt, do đó giảm đáng kể thời hạn cấp đông. Thời gian cấp đông chỉ còn khoảng chừng 1 giờ 30 ’ đến 2 giờ 30 ’ .
Tuy nhiên mạng lưới hệ thống bắt buộc phải trang bị bình chứa hạ áp. Bình chứa hạ áp đóng vai trò rất quan trọng, đơn cử :
– Chứa dịch để cung ứng không thay đổi cho bơm hoạt động giải trí .
– Đảm nhiệm công dụng tách lỏng : Do dịch chuyển động qua những tấm lắc là cưỡng bức nên ở đầu ra những tấm lắc vẫn còn một lượng lớn lỏng chưa bay hơi, nếu đưa trực tiếp về đầu hút máy nén sẽ rất nguy hại, đưa vào những bình tách lỏng nhỏ thì không có năng lực tách hết vì lượng lỏng quá lớn. Vì thế chỉ có bình chứa hạ áp mới có năng lực tách hết lượng lỏng này .
Bình chứa hạ áp có dung tích khá lớn, tương tự bình chứa cao áp, được bọc cách nhiệt polyurethan dày khoảng chừng 200 mm, bên ngoài bọc inox nghệ thuật và thẩm mỹ. Bình được bảo vệ bằng : 03 van phao, van an toàn. Nhiệm vụ của những van phao như sau :
– Van phao trên cùng, bảo vệ mức dịch cực lớn, ngăn ngừa hút lỏng về máy nén. Khi mức dịch trong bình đạt đến mức cực lớn, van phao này ảnh hưởng tác động đóng van điện từ cấp dịch vào bình trống tràn .
– Van phao giữa, bảo vệ mức dịch trung bình, tác động ảnh hưởng mở van điện từ cấp dịch cho bình .
– Van phao dưới cùng bảo vệ mức dịch thấp, đây là mức dịch sự cố. Khi dịch lỏng quá thấp, sẽ ảnh hưởng tác động dừng bơm, tránh bơm thao tác không có dịch .
Bình trung gian kiểu đặt đứng của tủ cấp đông được bảo vệ bằng 02 van phao, 01 van an toàn. Nhiệm vụ của những van phao như sau :
– Van phao trên, bảo vệ mức lỏng cực lớn, ngăn ngừa hút ẩm về máy nén cao áp. Khi mức lỏng dâng lên cao, van phao sẽ tác động ảnh hưởng đống van điện từ cấp dịch vào bình .
– Van phao dưới, bảo vệ mức dịch cực tiểu : Khi mức dịch trong bình quá thấp, không đủ ngập ống xoắn ruột gà, nên hiệu suất cao làm lạnh ống xoắn kém, trong trường hợp này van phao sẽ tác động ảnh hưởng mở van điện từ cấp dịch cho bình .

Cấu tạo và kích thước tủ cấp đông

Cấu cách nhiệt vỏ tủ cấp đông

Cấu tạo của vỏ tủ cấp đông gồm những lớp như sau : Lớp cách nhiệt Polyurethan dày 150 mm, được sản xuất theo chiêu thức rót ngập, có tỷ lệ 40-42 kg / m3, có thông số dẫn nhiệt λ = 0,018 đến 0,020 W / m. K, có độ đồng đều và độ bám cao, hai mặt trong và ngoài của vỏ tủ được bọc bằng inox dày 0,6 mm .
Ngoài ra bên trong vỏ tủ là mạng lưới hệ thống khung chịu lực làm bằng thép có mạ kẽm và những thanh gỗ chống tạo cầu nhiệt .

1 – Máy nén ; 2 – Bình chứa cao áp ; 3 – Dàn ngưng ; 4 – Bình tách dầu ; 5 – Bình chứa hạ áp ; 6 – Bình trung gian ;
7 – Tủ cấp đông ; 8 – Bình tịch thu dầu ; 9 – Bơm dịch ; 10 – Bơm nước giải nhiệt

Xác định kích thước tủ cấp đông

Kích thước của tủ cấp đông được xác lập địa thế căn cứ vào size và số lượng tấm lắc, những khoảng chừng hở thiết yếu ở bên trong về những phía của những tấm lắc .

Kích thước, số lượng khay và các tấm lắc cấp đông

Khi cấp đông những mẫu sản phẩm thuỷ sản và thịt, thường được sắp xếp trên những khay cấp đông tiêu chuẩn loại 2 kg .
– Kích thước khay cấp đông tiêu chuẩn đó như sau :
+ Đáy trên : 290 x 210
+ Đáy dưới : 280 x 200
+ Cao : 70 mm
– Kích thước tấm lắc cấp đông
+ 2200 x 1250 x 22 mm
– Số khay trên 01 tấm lắc, được sắp xếp trên hình : 36 Khay ( xem hình 4-11 )
– Khối lượng hàng trên 01 tấm lắc
36 x 2 kg = 72 kg
– Khối lượng trên 01 tấm lắc kể cả nước châm ( khối lượng danh định )
m = 72 / 70 % = 103 kg
– Số lượng tấm lắc có chứa hàng
M – Khối lượng hàng nhập cho 01 mẻ ( khối lượng danh định ), kg
– Số lượng tấm lắc
N = N1 + 1
Bảng dưới đây là số lượng tấm lắc thực tiễn của những tủ cấp đông loại 2200×1250 x22mm .

Số lượng những tấm lắc

Với tủ 2000 kg / mẻ trở lên nếu sử dụng những tấm lắc lớn loại 2400L x1250Wx22D mm thì size của tủ cũng sẽ khác .

Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc

Kích thước tủ cấp đông được xác lập dựa vào kích cỡ và số lượng những tấm lắc
. Xác định chiều dài bên trong tủ
– Chiều dài những tấm lắc : l1 = 2200 mm

– Chiều dài bên trong tủ cấp đông bằng chiều dài của tấm lắc cộng với khoảng hở hai đầu.

Khoảng hở 02 đầu những tấm lắc vừa đủ để lắp ráp những ống góp, khoảng trống lắp ráp và co và giãn những ống mềm và lắp những ống dẫn hướng những tấm lắc. Khoảng hở đó là 400 mm. Vậy chiều dài trong của tủ là :
L1 = 2200 + 2×400 = 3000 mm
Chiều dài phủ bì : L = L 1 + 300 = 3300 mm
Xác định chiều rộng bên trong tủ
Chiều rộng bên trong tủ bằng chiều rộng của những tấm lắc cộng thêm khoảng chừng hở 2 bên ro = 125 mm
W1 = 1250 + 2×125 = 1500 mm
Khi lắp những cánh cửa tủ, một phần 45 mm cánh lọt vào bên trong tủ và phần còn lại 80 mm nhô ra ngoài, vì thế, size bề rộng phủ bì là :
W = W1 + 2×80 mm = 1660 mm
Xác định chiều cao bên trong tủ
Khoảng cách cực lớn giữa những tấm lắc hmax = 105 mm
Chiều cao bên trong tủ :
H1 = N1 x 105 + h1 + h2
N1 – Số tấm lắc chứa hàng : N1 = N – 1
h1 – Khoảng hở phía dưới cùng những tấm lắc : h1 = 100 mm
h2 – Khoảng hở phía trên : h ­ 2 = 400 đến 450 mm
Chiều dày cách nhiệt của những tủ cấp đông là 150 mm. Vì vậy size bên ngoài và bên trong của tủ cấp đông được xác lập theo bảng dưới đây :

Tính nhiệt tủ cấp đông

Tổn thất nhiệt trong tủ cấp đông gồm có :
– Tổn thất nhiệt qua cấu trúc bao che
– Nhiệt do làm lạnh mẫu sản phẩm, khay cấp đông và do nước châm mang vào
– Nhiệt làm lạnh những thiết bị trong tủ .

Tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che

Kết cấu bao che của tủ gồm có vách tủ và cửa tủ. Do chiều dày cách nhiệt vách tủ và cửa tủ khác nhau nên cần phải phân biệt tổn thất Q1 ra hai thành phần : Vách tủ và vỏ tủ. Trong trường hợp tổng quát :
Q1 = [ kv. Fv + kc. Fc ]. delta t, W ( 4-28 )
Fv, Fc – Diện tích mặt phẳng vách và cửa, mét vuông ;
delta t = tKKN – tKKT ;
tKKN – Nhiệt độ không khí bên ngoài tường, oC ;
tKKT – Nhiệt độ không khí bên trong kho cấp đông tt = – 35 oC
kv, kc – Hệ số truyền nhiệt qua vách và cửa tủ, W / mét vuông. K .
Diện tích xung quanh của tủ cấp đông
k – Hệ số truyền nhiệt của vách và cửa tủ được xác lập theo công thức :

α1 – Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường α1 = 23,3 W / mét vuông. K
α2 – Hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên bên trong tủ, lấy α2 = 8 W / mét vuông. K .

Tổn thất do sản phẩm mang vào

Tổn thất Q2 gồm :
– Tổn thất do loại sản phẩm mang vào Q21
– Tổn thất làm lạnh khay cấp đông Q22 .
– Tổn thất do châm nước Q23

Tổn thất do làm lạnh sản phẩm

Tổn thất nhiệt do làm lạnh loại sản phẩm được tính theo công thức sau :

M – Khối lượng loại sản phẩm của một mẻ cấp đông, kg ;
i1, i2 – Entanpi của loại sản phẩm ở nhiệt độ nguồn vào và đầu ra của loại sản phẩm, J / kg ;
Nhiệt độ mẫu sản phẩm nguồn vào lấy 10 đến 12 oC do loại sản phẩm đã được làm lạnh ở kho chờ đông .
Nhiệt độ trung bình đầu ra của những sản phẩm cấp đông phải đạt – 18 oC
t – Thời gian cấp đông của một mẻ, giây. Thời gian cấp đông của tủ nhờ vào giải pháp cấp dịch : Cấp dịch từ bình trống tràn t = 4 đến 5 giờ, cấp dịch bằng bơm t = 1,5 đến 2,5 giờ

Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông

Mkh – Tổng khối lượng khay cấp đông, kg ;
Cp – Nhiệt dung riêng của vật tư khay cấp đông, J / kg. K ;
t1, t2 – Nhiệt độ khay trước và sau cấp đông, oC ;
Khay dùng cho tủ cấp đông là loại khay 2 kg .

Tổn thất do châm nước

Tổn thất do châm nước được tính theo công thức sau đây :

Mn – Khối lượng nước châm, kg
Khối lượng nước châm chiếm khoảng chừng 5 % khối lượng hàng cấp đông, thường người ta châm dày khoảng chừng 0,5 đến 1,0 mm .
qo – Nhiệt lượng cần làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ bắt đầu t = 5 đến 7 oC đến nhiệt độ sau cuối của loại sản phẩm t2 = – 15 đến – 18 oC, J / kg

Tổn thất do làm lạnh các thiết bị trong tủ

Đặc điểm thao tác của tủ cấp đông đông tiếp xúc là theo từng mẻ, khác với kho lạnh thao tác lâu bền hơn. Vì thế trước mỗi mẻ cấp đông những thiết bị trong tủ có nhiệt độ khác lớn, khi cấp đông, một lượng nhiệt đáng kể tiêu tốn để làm lạnh những thiết bị đó. Nhiệt làm lạnh những thiết bị trong tủ rất khó xác lập vì những thiết bị trong tủ phong phú, gồm nhiều vật tư khác nhau, khối lượng thường khó xác lập đúng mực .
Ngoài những tấm lắc làm bằng vật tư nhôm đúc, còn có mạng lưới hệ thống cùm những tấm lắc, những thanh dẫn hướng, những ống góp môi chất bằng thép .

mi – Khối lượng thiết bị thứ i, kg ;
Cpi – Nhiệt dung riêng của thiết bị thứ i, J / kg. K ;
delta t – Độ chênh nhiệt độ của những thiết bị trong tủ trước và sau cấp đông, oK ;
t – Thời gian thao tác của một mẻ cấp đông, giây .

Cấu tạo một số thiết bị chính

* Bình trống tràn
Trên hình 4-12 trình diễn cấu trúc cua bình trống tràn thường hay sử dụng cho những tủ cấp đông tiếp xúc .
Bình trống tràn về thực ra là bình giữ mức – tách lỏng được sử dụng để giữ mức dịch trong những tấm lắc và tách lỏng môi chất về máy nén .
Bình có cấu trúc dạng trụ, đặt nằm ngang, phía dưới có ống lỏng ra để đến những tấm lắc và ống hơi từ những tấm lắc vào bình. Ống hơi vào bình được đưa lên phía trên bề mặt thoáng của lỏng trong bình để tạo nên vòng tuần hoàn tự nhiên của môi chất lạnh lỏng. Ống hơi ra bình về máy nén được uốn cong và sắp xếp có 01 đoạn nằm ngang dọc phía trên khoang hơi thân bình. Trên đoạn nằm ngang đó người ta khoan những lổ nhỏ  10 để hút hơi ở phần trên của ống, nhằm mục đích tránh hút ẩm. Ống cấp dịch sục vào cột lỏng để quá lạnh khối lỏng trong bình một cách nhanh gọn. Bình thường trang bị 01 van phao nhằm mục đích khống chế mức dịch cực lớn bảo vệ máy nén khỏi bị hút ẩm. Khi lắp ráp, bình trống tràn được lắp ở ngay trên nóc tủ vừa thuận tiện lắp ráp vừa dễ đi đường ống .
Cấu tạo bình trống tràn
A – Ống lắp van phao ; B – Ống lắp van an toàn và áp kế ; C – Ống môi chất về máy nén ; D – Ống môi chất vào bình ; E – Ống lỏng ra ; G – Ống cấp dịch vào ; H – Ống lắp van phao

Một số hình ảnh của tủ đông tiếp xúc

THIEN HAI TST CO., LTD

Văn phòng: 38 Đường số 8, Phường Bình Hưng Hoà A,Quận Bình Tân, TP.HCM

Email: [email protected]   – Website:www.dienlanhthienhai.com

hotline : 0933.677.826 – 0914.040.090

Source: https://thomaygiat.com
Category : Tủ Lạnh