Câu 2: So sánh ưu nhược điểm của 2 loại dàn bay hơi làm lạnh không khí, nêu các phương pháp phá băng đặc trưng hay gặp dưới tàu thủy cho 2 loại dàn bay hơi này ?

a) Ưu nhược điểm của 2 loại dàn bay hơi :

Khái niệm.

Dàn bay hơi là thiết bị trao đổi nhiệt, trong đó công chất lỏng ở áp suất thấp nhận nhiệt của môi trường cần làm lạnh để sôi và bay hơi. Môi trường cần làm lạnh do trao nhiệt cho công chất nên lạnh đi. Áp suất hơi thấp là do cặp máy nén, van tiết lưu tạo ra.

Dàn bay hơi làm lạnh không khí thường được chia ra làm hai loại sau:

- Dàn bay hơi dùng đối lưu tự nhiên. Trong buồng lạnh này, sự lưu thông không khí thường theo chiều thẳng đứng do sự chênh lệch tỷ trọng của không khí do chênh lệch nhiệt độ (không có quạt gió).

- Dàn bay hơi dùng đối lưu cưỡng bức. Trong buồng lạnh này, sự lưu thông không khí thường do quạt gió tạo ra.

a) Dàn bay hơi dùng đối lưu tự nhiên:

Loại dàn bay hơi thường được dùng cho hệ thống lạnh có năng suất nhỏ, hoặc dùng cho buồng đông lạnh khi sự lưu thông của không khí là không cần thiết. Dàn bay hơi của loại này thường là dạng đường ống uốn cong có cánh hoặc không có cánh tản nhiệt được bố trí khắp 6 mặt của buồng lạnh. Do hệ số trao đổi nhiệt đối lưu lúc này nhỏ nên diện tích trao đổi nhiệt cần phải lớn nên rất tốn nguyên liệu chế tạo. Sự bám lớp áo băng mỏng không làm giảm nhiều khả năng truyền nhiệt của dàn bay hơi nên không cần đặc biệt quan tâm đến vấn đề phá băng dàn bay hơi. hệ số k = 7 ¸10W/m2k.

b) Dàn bay hơi dùng đối lưu cưỡng bức:

Loại dàn bay hơi này thường được dùng ở những nơi cần có sự lưu thông của không khí lớn hoặc những nơi cần có năng suất làm lạnh lớn, cần tăng hệ số tỏa nhiệt đối lưu a phía không khí để giảm kích thước giàn bay hơi, tiết kiệm nguyên liệu làm dàn, tốn ít lượng công chất cần nạp cho hệ thống. Về kết cấu thường là chùm ống có cánh tỏa nhiệt đặt trong hộp gió có quạt để tạo ra đối lưu cưỡng bức.

Ở đây, chỉ cần sự xuất hiện 1 lớp áo băng mỏng là làm giảm rất nhanh khả năng trao đổi nhiệt của dàn bay hơi nén khí chế tạo sản xuất cũng như khi vận hành cần đặc biệt lưu ý đến vấn đề phá băng của loại dàn bay hơi này.

Hệ số k của loại này là 45 ¸60 W/m2k.

b) Các phương pháp phá băng đặc trưng :

Đối với các buồng lạnh sử dụng dàn bay hơi khô, khi nhiệt độ dàn bay hơi giảm xuống dưới 0o C thì hơi nước trong không khí bao quanh dàn bay hơi sẽ bị đóng băng trên dàn tạo nên sức cản nhiệt, giảm hệ số truyền nhiệt của dàn bay hơi. Do đó, trong quá trình khai thác hệ thống lạnh, khi thấy có nước đóng băng trên dàn bay hơi, băng tuyết bám về máy nén, nhiệt độ buồng lạnh tăng thì phải phá băng cho dàn bay hơi.

Để phá băng cho dàn bay hơi người ta thường dùng hai phương pháp là phá băng bằng nhiệt ngoài và phá băng bằng nhiệt trong.

1.Phá băng bằng nhiệt ngoài:

+ Với thiết bị nhỏ như tủ lạnh, buồng lạnh nhỏ, thao tác phá băng được thực hiện bằng cách dừng hệ thống, mở cửa buồng lạnh và vẫn để quạt gió hoạt động. Không khí nóng ngoài khí quyển sẽ xâm nhập hệ thống, làm tan lớp băng đóng trên dàn bay hơi.

+ Với các buồng lạnh cỡ vừa hoặc các container lạnh, người ta sử dụng thiết bị sưởi sử dụng năng lượng điện đặt dưới hoặc quấn quanh dàn bay hơi. Khi cần phá băng cho dàn bay hơi, ta ngừng cấp lỏng cho dàn bay hơi và đưa hệ thống sưởi vào làm việc.

+ Với hệ thống lạnh cỡ lớn như dưới các tàu đông lạnh, băng trên dàn bay hơi được phá bằng cách ngừng cấp lỏng cho dàn bay hơi, sau đó dùng nước nóng từ nồi hơi dội lên dàn để làm tan lớp băng.

* Ưu - nhược điểm:

- Thao tác đơn giản, hiệu suất cao.

- Phải tiêu tốn lượng nhiệt để làm tan toàn bộ lớp băng bám trên dàn bay hơi

- Có thể phải xếp lại hàng để thực hiện thao tác phá băng.

2.Phá băng bằng nhiệt trong: Được sử dụng trong cả hệ thống lạnh cỡ lớn và cỡ nhỏ. Trong các hệ thống loại này, một số van sẽ được bố trí để khi nào cần phá băng thì thao tác các van này sao cho hơi công chất sau máy nén ngoài đi đến bình ngưng còn đi đến dàn bay hơi cần phá băng. Dàn bay hơi này lúc này đóng vai trò như một bình ngưng. Công chất sau khi trao đổi nhiệt với lớp băng sẽ ngưng tụ và được cung cấp cho dàn bay hơi khác đang làm việc.

* Ưu - nhược điểm:

- Khi phá băng không cần phải tiêu tốn lượng nhiệt để làm tan hoàn toàn lớp băng mà chỉ cần tiêu tốn lượng nhiệt đủ để làm tan lớp băng tiếp xúc với dàn bay hơi. Sau đó, lớp sẽ tự rời ra.

- Khi phá băng không cần phải xếp lại hàng

- Tuy nhiên, kết cấu của hệ thống phức tạp, thao tác phá băng cũng phức tạp hơn