Giới thiệu hệ thống làm lạnh gián tiếp

Hệ thống làm lạnh gián tiếp là một phương pháp làm lạnh được sử dụng rộng rãi trong các kho lạnh bảo quản như bảo quản thực phẩm, dược phẩm và các sản phẩm cần nhiệt độ ổn định. Thay vì làm lạnh trực tiếp không khí trong kho, hệ thống này sử dụng một chất trung gian để truyền nhiệt, đảm bảo nhiệt độ đồng đều và ổn định hơn.

Phân loại hệ thống làm lạnh gián tiếp

Ở các hệ thống làm lạnh gián tiếp việc rút nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh bằng cách trao đổi nhiệt với chất tải lạnh. Thường dùng các dung dịch tải lạnh là nước muối NaCl, CaCL₂, MgCL₂, ethylen glycon. R-30, R-31, NH3 ở trạng thái quá lạnh. Phụ thuộc vào loại dàn lạnh, thiết bị bay hơi mà chia ra hệ thống kín hay hệ thống hở.

Hệ thống kín

Ở hệ thống kín dùng tế bào bay hơi kiểu ống chùm, kiểu bình có ống ruột gà bên trong, các loại dàn lạnh và các thiết bị làm lạnh không khí.

1. Thiết bị bốc hơi – sinh lạnh kiểu ống chùm ngang; 2. Dàn lạnh; 3. Thùng giãn nở; 4. Bơm

Hệ thống hở

Ở hệ thống hở dùng các thiết bị bốc hơi và thiết bị lạnh kiểu hở như thiết bị làm lạnh không khí kiểu xối tưới. Phổ biến nhất là dùng hệ thống km 3 ống, vì bảo đảm phân phối đều chất tải lạnh cho nhiều thiết bị làm lạnh. Gọi hệ thống 3 ống vì trong hệ thống có 3 ống áp lực, ống đưa dung dịch vào, ống chảy về và ống bù trừ.

Phần trên của hệ thống có thùng dãn nở, đảm bảo cho hệ thống chứa đầy chất tải lạnh dù với nhiều biến thiên nhiệt độ. Khi nhiệt độ chất tải lạnh giảm thì thể tích chất tải lạnh cũng giảm theo và mức nước muối ở thùng dãn nở cũng hạ xuống. Thể tích chứa tối thiểu của thùng dãn nở phải là:

V_ch = V.β.Δt

với:

• V – dung dịch chứa chất tải lạnh của hệ thống;
• β – hệ số giãn nở thể tích của chất tải lạnh;
• Δt – khả năng biến đổi lớn nhất về nhiệt độ của chất tải lạnh.

Ở các xứ nhiệt đới khi thiết kế cần tính dung tích thùng dãn nở phải tính với chênh lệch nhiệt độ cao nhất.

Lựa chọn hệ thống có tích lạnh

Thường có những trạm lạnh sử dụng công suất lớn chỉ với thời vụ, cho nên trong thời gian còn lại trạm lạnh sẽ dư tải. Sử dụng hệ thống có tích lạnh bằng cách lắp vào bộ phận tích lạnh trung gian để đưa chất tải lạnh tích trữ (giống như nạp lạnh).

Sau đó khi mùa tải lại tăng thì lại rút nước muối lạnh từ bộ phận tích lạnh ra phục vụ cho làm lạnh sản phẩm. Phổ biến nhất là dùng hệ thống có tích lạnh song song và kế tiếp. Nhược điểm của các hệ thống này là phối trộn chất tải lạnh ấm với chất tải lạnh có nhiệt độ thấp nên tốn nhiều năng lượng. Người ta đã dùng hệ thống với ba bộ tích lạnh.

1. Bộ phận tích lạnh; 2. Thiết bị bốc hơi; 3. Thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh sản phẩm (sữa)

Ở hệ thống này bộ tích lạnh thứ nhất nạp lạnh, bộ thứ 2 phát lạnh và bộ thứ 3 thì được chứa chất tải lạnh ấm.

1. Bộ phận tích lạnh; 2. Thiết bị bốc hơi của trạm lạnh; 3. Thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh sản phẩm (sữa)

1. Thiết bị trao đổi nhiệt để làm lạnh sản phẩm; 2. Thiết bị bốc hơi, E₁, E₂, E₃– các bộ tích lạnh

Với hệ thống có 3 bộ tích lạnh cho phép cấp lạnh đầy đủ trong những lúc cao điểm về nhiệt tải. Ở những xứ nóng, xứ nhiệt đới, ban đêm nhiệt tải rất ít nên tiện lợi việc tích trữ lạnh để ban ngày đủ cung cấp nhiều cho nguồn nhiệt tải lớn. Ở vùng sa mạc Sahara, vùng Ephiopi,… ban đêm nhiệt độ không khí xuống tới 0°c, cho nên ban đêm cho máy lạnh chạy để tích lạnh nhằm đáp ứng đủ lạnh cho thời điểm cao tải ban ngày.

Cho máy lạnh làm việc ban đêm để tích trữ lạnh còn có hiệu quả kinh tế hơn ở chỗ máy lạnh làm việc trong điều kiện mát sẽ với hiệu suất cao hơn và nhất là giá tiền điện ban đêm rẻ hơn ban ngày