Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 3 -
Lời cảm ơn !
Bản đồ án tốt nghiệp này được hoàn thành trong thời gian 4 tháng, từ ngày 22 tháng 01
năm 2007 đến ngày 04 tháng 05 năm 2007 sau năm năm học tập ngành Trang thiết bị Lạnh -
Nhiệt thuộc trường Đại học Giao thông Vận tải.
Trong thời gian thực hiện bản đồ án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy
giáo hướng dẫn, Th.S Đỗ Thái Sơn, các thầy giáo trong bộ môn, các cán bộ và công nhân
công ty bánh kẹo Hải Hà, gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp đã giúp đỡ tôi hoàn thành tôt
nhất bản đồ án tốt nghiệp này.
Tuy nhiên do thời gian có hạn, kiến thức thực tế còn hạn chế nên bản đồ án này không
thể tránh khỏi những sai sót. Tôi rất mong được sự động viên, góp ý và sự chỉ bảo thêm của
các thầy giáo trong bộ môn và các bạn đồng nghiệp để cho bản đồ án này được hoàn thiện
hơn!

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 4 -
Lời cam đoan !
TÔI XIN CAM ĐOAN
1 – Bản đồ án tốt nghiệp này do tôi tự lập nghiên cứu tính toán và thiết kế dưới sự hướng
dẫn của thầy giáo hướng dẫn.
2- Để hoàn thành bản đồ án này, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã cho trong đồ án, không
sử dụng bất kì tài liệu nào khác mà không liệt kê ở phần tài liệu tham khảo.
Kí tên :
Nguyễn Phạm Song Thương

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 5 -
MỤC TỪ
a, m2
/s - hệ số khuyếch tán nhiệt độ
d, g/kgkk - độ chứa hơi
G, L, kg/s;m3
/s - lưu lượng tác nhân sấy
H, h, I: J, J/kg - Entanpy
Ph, Pa - áp suất bão hòa của hơi nước
Pk, bar - áp suất ngưng tụ của môi chất
P0, bar - áp suất bay hơi của môi chất
Q0, W - công suất lạnh
Qk, W - công suất nhiệt
tk, 0
C - nhiệt độ ngưng tụ của môi chất
t0, 0
C - nhiệt độ bay hơi của môi chất
t, 0
C - nhiệt độ môi trường
tT, 0
C - nhiệt độ trong phòng
 , % - độ ẩm tương đối của môi trường
tư, 0
C - nhiệt độ nhiệt kế ướt
ttb, 0
C - nhiệt độ trung bình
W, 0
C - lượng ẩm tách được
 , - hệ số hấp thụ nhiệt của kính
k, W/m2
.K - hệ số truyền nhiệt
F, m2
- diện tích

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 6 -
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 9
Chương I - GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT 10
I. Hiện trạng công trình 10
1.1. Khái quát chung 10
1.2. Dây chuyền sản xuất kẹo Caramel 11
1.2.1. Quy trình sản xuất 11
1.2.2. Nguyên lí hoạt động của dây chuyền sản xuất 11
1.2.3. Yêu cầu kĩ thuật cần đáp ứng 11
1.3. Những tồn tại khi sản xuất kẹo bằng dây chuyền trên 12
II. Giới thiệu hệ thống khử ẩm đã có của phân xưởng
14
2.1. Nguyên lý hoạt động 14
2.2. Ưu điểm của hệ thống 14
2.3. Nhược điểm 15
Chương II - NHU CẦU KHỬ ẨM - THỰC TẾ NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP KHỬ ẨM
16
I- Nhu cầu khử ẩm 16
II- Tình hình nghiên cứu và áp dụng các phương pháp
khử ẩm hiện nay 17
2.1. Các phương pháp khử ẩm
17
2.2. Giới thiệu một số công trình nghiên cứu về sấylạnh - hút ẩm dùng bơm nhiệt 21
2.2.1. Các tác giả trong nước
21
2.2.2. Các tác giả nước ngoài 25
2.3. Công nghệ khử ẩm 28
2.3.1. Các phương pháp khử ẩm đã áp dụng 28
2.3.2. Quá trình khử ẩm 31
2.4. Tác động của hiện tượng đóng băng dàn bay hơi tách ẩm đối với hệ thống

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 7 -
sấy lạnh, hút ẩm 33
Chương III - TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT KHỬ ẨM CHO PHÂN XƯỞNG
35
I. Tính cân bằng nhiệt, ẩm cho chế độ mùa nồm 35
1.1. Tính nhiệt thừa 36
1.2. Tính ẩm thừa 41
II. Tính cân bằng nhiệt, ẩm cho chế độ mùa hè 44
2.1. Tính nhiệt thừa 44
2.2. Tính ẩm thừa 48
III. Tính cân bằng nhiệt, ẩm cho chế độ mùa đông 51
3.1. Tính nhiệt thừa 51
3.2. Tính ẩm thừa 56
Chương IV - TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHỬ ẨM
60
I. Phân tích các phương án thiết kế 60
1.1. Các phương án lựa chọn thiết bị 60
1.1.1. Lựa chọn các thiết bị rời, tính toán lắp đặt hoàn chỉnh thành máy
60
1.1.2. Tận dụng các thiết bị sẵn có 60
1.1.3. Lựa chọn thiết bị chính là các máy điều hòa nhiệt độ thông dụng 60
1.2. Kết cấu dàn lạnh và tốc độ gió 61
1.2.1. Phương án thứ nhất 61
1.2.2. Phương án thứ hai 61
1.2.3. Phương án thứ ba 62
II. Lựa chọn và thiết kế hệ thống 62
2.1. Chọn máy lạnh 62
2.2. Chọn dàn điện trở đốt nóng phụ trợ 63
2.3. Xác định chiều dày cách nhiệt - ẩm cho vỏ máy 63
2.4. Sơ đồ công nghệ máy hút ẩm 65
2.5. Xác định thời gian xả băng cho dàn lạnh 66
2.5.1. Tính toán sơ bộ 67
2.5.2. Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm 69

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 8 -
III. Vật tư, thiết bị chính sẽ sử dụng trong hệ thống
72
IV. Quy trình vận hành hệ thống khử ẩm 72
4.1. Chuẩn bị vận hành máy 72
4.2. Khởi động và ngừng máy 73
4.2.1. Khởi động máy 73
4.2.2. Ngừng máy 73
Chương V - TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG KHỬ ẨM 74
I. Mục đích và các bộ phận cơ bản của tự động điều khiển
74
1.1. Mục đích của tự động điều khiển 74
1.1.1. Duy trì điều kiên thiết kế 74
1.1.2. Giảm lao động chân tay của con người 74
1.1.3. Giảm tiêu phí năng lượng và giảm giá thành
74
1.1.4. Giữ cho hệ thống hoạt động an toàn
75
1.2. Các bộ phận cơ bản của hệ thống tự động điều khiển 75
1.2.1. Biến cần điều khiển (controlled variable) 75
1.2.2. Phần tử cảm biến (sensor) 76
1.2.3. Bộ điều khiển (controller) 76
1.2.4. Nguồn năng lượng (source of energy) 76
1.2.5. Phần tử bị điều khiển (controlled device) 76
1.2.6. Tác nhân điều khiển (control agent) 76
1.2.7. Thiết bị thực hiện quá trình (procees plant) 76
II. Kĩ thuật tự động điều khiển khử ẩm 77
2.1. Các phương pháp xả băng dàn bay hơi trong kĩ thuật lạnh
77
2.1.1. Trong lĩnh vực lạnh đông 77
2.1.2. Trong lĩnh vực bơm nhiệt sử dụng sưởi ấm ở các nước ôn đới
78
2.1.3. Trong lĩnh vực sấy lạnh, hút ẩm 79

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 9 -
2.2. Lựa chọn và mô tả kĩ thuật khử ẩm
79
Chương VI - KẾT LUẬN
80
I. Kết luận 80
II. Kến nghị 80
Tài liệu tham khảo 81

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 10 -
LỜI NÓI ĐẦU
Việt Nam có khí hậu nhiệt đới gió mùa, quanh năm nóng ẩm. Với điều kiện như vậy,
nhiều công trình, kho bảo quản, lưu trữ cần được hút ẩm, nhiều sản phẩm không chỉ nông
nghiệp mà còn cả công nghiệp, thực phẩm, dược liệu… cần phải được sấy khô. Trong đó có
cả những mặt hàng có khả năng sản xuất trong nước thay thế hàng nhập khẩu hoặc có tiềm
năng xuất khẩu nhưng lại đòi hỏi môi trường chế biến phải có độ ẩm nhỏ.
Nhiều sản phẩm trước đây chủ yếu phải nhập ngoại như các loại kẹo Chocolate, kẹo
Jelly, Galatin, kẹo Caramel…, gần đây được sản xuất trong nước với dây chuyền công nghệ
nhập khẩu từ nước ngoài. Tuy nhiên việc sản xuất các sản phẩm trên trong điều kiện Việt
Nam thường gặp khó khăn, nhất là về mùa mưa và khi trời nồm cần phải trang bị thêm máy
bài ẩm phụ trợ. Các máy thường được sử dụng là các máy bài ẩm chuyên dùng kiểu hấp phụ
hoặc máy hút ẩm thông thường. Các máy này có nhiệt độ không khí ra lớn hơn nhiệt độ môi
trường nên trong nhiều trường hợp không đáp ứng được yêu cầu công nghệ sản xuất đặt ra.
Theo quan điểm tiết kiệm điện năng và kinh phí đầu tư, quá trình hút ẩm và sấy ở nhiệt
độ thấp nếu sử dụng các máy bài ẩm là không hợp lí vì ta phải tốn điện năng để hoàn nguyên
chất hút ẩm và làm nóng không khí rồi lại tốn năng lượng và kinh phí mua sắm máy lạnh để
hạ nhiệt độ của chính khối không khí đó.
Để khử ẩm sấy lạnh, hiện nay các nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam đã sử dụng
các thiết bị khử ẩm bằng bơm nhiệt - tận dụng một phần năng lượng thải của dàn nóng. Ở
công ty bánh kẹo Hải Hà mà cụ thể là tại phân xưởng kẹo Caramel, GS. TS Phạm Văn Tùy và
các cộng sự đã lắp đặt một thiết bị như vậy. Thiết bị này đã được chế tạo lắp đặt dựa trên máy
điều hòa nhiệt độ thông thường.
Đồ án tốt nghiệp này nhằm đưa ra và tính toán thiết kế cụ thể và chi tiết hệ thống khử ẩm
sấy lạnh được cải tiến từ điều hòa nhiệt độ. Hi vọng các kết quả tính toán này có thể được
xem là tài liệu tham khảo đáng tin cậy để thiết kế các loại thiết bị khử ẩm, sấy lạnh tương tự.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 11 -
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNH VÀ HIỆN TRẠNG SẢN XUẤT
I. HIỆN TRẠNG CÔNG TRÌNH.
1.1. Khái quát chung.
Công ty bánh kẹo Hải Hà là một trong những công ty lớn trong ngành công nghiệp nước
ta. Sản phẩm chính của công ty là các loại bánh, kẹo cao cấp như kẹo Jelly, kẹo Caramel, kẹo
cứng, bánh xốp, bánh kem… Trụ sở của công ty đặt tại số 25 đường Trương Định, quận Hai
Bà Trưng, Hà Nội. Công ty được thành lập năm 1965, trải qua hơn 40 năm phát triển và
trưởng thành, công ty đã không ngừng lớn mạnh, tích lũy được nhiều kinh nghiệm trong sản
xuất kinh doanh. Các thành tích của công ty đã được Đảng và Nhà Nước công nhận với nhiều
huân chương các loại, được tặng nhiều huy chương trong các kì triển lãm trong và ngoài
nước. Các sản phẩm của công ty đã nhiều năm liền được người tiêu dùng bình chọn là "Hàng
Việt Nam chất lượng cao". Một trong những sản phẩm điển hình của công ty là sản phẩm kẹo
Albeliven - Caramel.
Phân xưởng sản xuất kẹo Caramel được đặt trong khuôn viên công ty bánh kẹo Hải Hà.
Là một phân xưởng trong xưởng sản xuất kẹo cứng của công ty, điều kiện nhà xưởng, kho
tàng của phân xưởng được tận dụng từ các cơ sở vật chất sẵn có. Phân xưởng được ngăn ra từ
phòng nấu kẹo chung của xưởng kẹo cứng. Phân xưởng rộng 66 m2
, một chiều 12 m, một
chiều 5,5 m, cao 4,5 m. Phân xưởng có hai mặt là tường, hai mặt còn lại được lắp kính ngăn
cách với phòng sản xuất chính.
Tại phân xưởng này, công ty đã cho lắp đặt một dây chuyền sản xuất loại kẹo cứng
Caramel nhập từ Đức. Tuy nhiên, do điều kiện khí hậu ở Đức khác với Việt Nam nên không
xảy ra hiện tượng dính ướt kẹo khi rơi ra khỏi dây chuyền sản xuất. Còn khi về nhà máy thì
trong những ngày thời tiết có độ ẩm cao, sản phẩm bị dính vào nhau, không thể đóng gói
được.
Năm 1999, công ty đã cho cải tạo lại hai máy lạnh sẵn có thành bơm nhiệt khử ẩm nhằm
đảm bảo điều kiện công nghệ thích hợp cho sản xuất. Tuy nhiên, do điều kiện thời gian gấp
rút và kinh phí hạn hẹp để bảo đảm cho hoạt động sản xuất nên các tính toán, thiết kế cho hệ
thống trên chưa chú ý một cách đầy đủ và chưa tận dụng triệt để các lợi điểm của thiết bị như

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 12 -
còn để các dàn nóng bên ngoài phân xưởng mà không tận dụng nhiệt thừa của nó và sử dụng
dây điện trở để cấp nhiệt không khí.
Vì vậy mục đích và nhiệm vụ của đồ án này là đề xuất các phương án tính toán, thiết kế
một cách chi tiết, cụ thể hơn cho hệ thống khử ẩm của phân xưởng Caramel nói riêng, để có
thể sử dụng phương pháp tính toán đó ứng dụng cho các thiết kế hệ thống khử ẩm khác, phục
vụ các mục đích khác nhau trong đời sống.
1.2. Dây chuyền sản xuất kẹo Caramel.
1.2.1. Quy trình sản xuất.
Quy trình sản xuất được cho trong sơ đồ trang bên, hình 1.2.
1.2.2. Nguyên lí hoạt động của dây chuyền sản xuất.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của dây chuyền cho trong sơ đồ hình 1.3.
Nguyên liệu được nấu chảy tại phân xưởng nấu bên cạnh, qua hệ thống rót khuôn được
dẫn vào phân xưởng nhờ một bơm chất lỏng. Qua hệ thống rót khuôn 1, nguyên liệu được rót
vào khuôn kẹo cũng là băng tải 3. Băng tải chạy trong hầm sấy 2, ra tới cửa 5 thì rơi ra ngoài,
sau đó được dẫn qua phân xưởng đóng gói bên cạnh. Khi chạy trong băng tải, nguyên liệu kẹo
nóng chảy được làm lạnh, làm khô nhờ máy lạnh công suất lớn 4. Nó có nhiệm vụ tạo ra khí
lạnh, lấy bớt độ ẩm trong kẹo ra ngoài. Khi kẹo ra khỏi dây chuyền thủy phần chỉ còn 3 - 4%.
Qua khảo sát thực tế với dây chuyền trên của công ty bánh kẹo Hải Hà cho thấy, tuy đây
là dây chuyền hiện đại, đắt tiền, nhập khẩu từ Cộng hòa Liên bang Đức, được trang bị máy
lạnh công suất lớn nhưng vẫn không đáp ứng được các yêu cầu công nghệ đặt ra của sản
phẩm như đã nêu ở trên. Trong những ngày trời nồm, độ ẩm trong không khí có khi lên tới
95% thì khi kẹo rơi ra khỏi khuôn cho tới khi bắt đầu vào phòng bao gói sản phẩm đã không
giữ được độ ẩm nhỏ theo yêu cầu mà thường bị dính vào nhau do đã hút ẩm trong không khí,
làm cho quá trình bao gói sản phẩm không thể thực hiện được.
1.2.3. Yêu cầu kĩ thuật cần đáp ứng.
- Thời gian chạy của băng chuyền trong dây chuyền sản xuất: ụ = 20 phút/vòng;
- Năng suất của dây chuyền: G = 200 kg/h;
- Diện tích sàn phân xưởng: F = 66 m2
;
- Nhiệt độ kẹo đầu vào rót khuôn: t1 = 125 - 1300
C;

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 13 -
- Nhiệt độ kẹo đầu ra: t2 = 25 - 300
C;
- Độ ẩm trong phòng: fp = 40 - 50%;
- Nhiệt độ phòng: tp = 25 - 300
C.
1.3. Những tồn tại khi sản xuất kẹo bằng dây chuyền trên.
Dây chuyền được thiết kế cho điều kiện khí hậu của Đức với nhiệt độ, độ ẩm trong không
khí trung bình trong năm không cao nên khi sản xuất sản phẩm tại Đức vẫn bình thường. Tuy
nhiên khi về Việt Nam, với điều kiện khí hậu khác rất nhiều so với Đức, nhiệt độ, độ ẩm
thường xuyên cao hơn nên ngay khi sản phẩm vừa ra khỏi dây chuyền thì đã nhận nhiệt, ẩm
trong không khí, tạo ra trên bề mặt của kẹo một lớp hỗn hợp dính ướt, không khô nên không
thể đóng gói được.
Vấn đề đặt ra là phải khử hết lượng ẩm thừa đó trong không khí để đảm bảo cho quá
trình hoạt động của dây chuyền được ổn định. Để khử ẩm, có thể dùng máy hút ẩm hấp phụ
chuyên dụng. Nhưng nếu dùng máy như vậy sẽ làm nhiệt độ trong phân xưởng lên cao
(khoảng 40 - 500
C) không phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất kẹo Caramel (yêu cầu
nhiệt độ dưới 300
C). Do đó, công ty cho lắp đặt một máy bơm nhiệt hút ẩm như đã giới thiệu
ở phần hiện trạng công trình.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 14 -
Hòa đường
Bơm
Nấu sơ bộ
Nấu nhanh
Hòa sữa
Chất béo, các
nguyên liệu
khác
Cô chân
không
Bơm
Rót
khuôn,
định hình
Làm lạnh, làm
khô
Đóng gói
Phòng
sấy
lạnh
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT KẸO CARAMEL
Hình 1.2:

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 15 -
II. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG KHỬ ẨM ĐÃ CÓ CỦA PHÂN XƯỞNG.
2.1. Nguyên lý hoạt động.
Hệ thống hoạt động dựa trên nguyên lý bơm nhiệt. Không khí trong phân xưởng được
quạt gió (7) hút vào hệ thống qua cửa gió (6). Trong quá trình đi qua các dàn lạnh (2), không
khí trao đổi nhiệt, ẩm với môi chất lạnh nên giảm nhiệt độ đồng thời giảm ẩm chứa trong
không khí. Không khí trở lên khô, lạnh hơn được thổi vào phân xưởng thực hiện quá trình
nhận nhiệt, ẩm thừa tiếp tục lại vòng tuần hoàn trên. Ẩm trong không khí ngưng đọng lại trên
bề mặt các dàn lạnh dưới dạng lỏng và băng tuyết do nhiệt độ dàn lạnh khống chế nhiệt độ
bay hơi dưới nhiệt độ đóng băng của nước. Sau môt chu kì chạy máy thì ngừng và thực hiện
xả đá. Thời gian chạy máy là 25 - 30 phút, thời gian ngừng máy là 5 phút. Khi xả hết đá, máy
lại chạy tiếp để thực hiện quá trình khử ẩm.
2.2. Ưu điểm của hệ thống.
5
1 2 3 4
Hình 1.3: Sơ đồ thiết bị của dây chuyền sản
xuất
1/. Hệ thống rót khuôn;
2/. Hầm sấy lạnh;
3/. Băng tải xích và khuôn kẹo trong hầm sấy;
4/. Máy lạnh trong dây chuyền;
5/. Cửa ra của kẹo dẫn sang phòng bao gói sản phẩm.
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CỦA DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT KẸO

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 16 -
- Tận dụng tối đa thiết bị sẵn có của phân xưởng, là hai máy lạnh công suất mỗi chiếc
48000 Btu/h. Chỉ cần chế tạo thêm một lớp vỏ ngoài cho máy, lắp đặt lại thiết bị và thêm một
số thiết bị đơn giản là có một máy khử ẩm hoàn chỉnh.
- Nhiệt độ đầu ra của không khí được điều chỉnh bằng dây điện trở nên:
+ Thiết bị điều chỉnh đơn giản, kiểu hai vị trí ON - OFF.
+ Sơ đồ điều chỉnh đơn giản, dẽ lắp đặt vận hành, độ ổn định làm việc cao.
2.3. Nhược điểm.
Tuy nhiên, hệ thống này cũng có một số nhược điểm sau:
- Toàn bộ dàn nóng của máy khử ẩm lắp bên ngoài phân xưởng nên không tận dụng được
năng lượng nhiệt của nó để sấy nóng không khí. Đây là một sự hao phí đáng kể vì ưu điểm
của bơm nhiệt khử ẩm là tận dụng tối đa năng lượng ở cả hai dàn nóng, lạnh.
- Lưu lượng môi chất qua dàn lạnh cũng chưa được khống chế thích hợp cho từng chế độ
thời tiết. Trong mọi trường hợp thì dàn lạnh vẫn hoạt động cả hai, gây ra lãng phí năng lượng.
Hình1.1 : Sơ đồ hệ thống khử ẩm đã có, phân xưởng
Caramel - Hải Hà
1 - Dàn nóng máy lạnh; 5 - Cửa thổi gió khô ra;
2 - Dàn lạnh máy lạnh; 6 - Cửa hút gió ẩm vào;
3 - Tường phân xưởng; 7 - Quạt thổi;
4 - Dàn điện trở đốt;
1 2
1
3 4 5
6
7

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 17 -
CHƯƠNG II
NHU CẦU KHỬ ẨM - THỰC TẾ NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG CÁC
PHƯƠNG PHÁP KHỬ ẨM
I- NHU CẦU KHỬ ẨM.
Nước ta nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới ẩm, có bờ biển dài trên 3000 km, độ ẩm
không khí quanh năm thường trên 70%, nhiệt độ trung bình cao nhất có thể trên 350
C. Chính
điều kiện đó là nguyên nhân gây ra hiện tượng ăn mòn, làm han gỉ, hư hỏng máy móc thiết bị,
không phù hợp với nhiều quy trình sản xuất, chế biến các mặt hàng nông sản thực phẩm, hoá
dược, quy trình bảo quản, lưu trữ tư liệu, phim ảnh… Điều kiện nhiệt ẩm cao thuận lợi cho
nấm mốc và các vi sinh vật có hại sinh trưởng và phát triển gây hư hỏng nhiều thực phẩm,
lương thực, thuốc men, giống cây trồng cần bảo quản… Không khí ẩm còn làm vón cục các
loại bột, gây đọng sương làm hư hỏng nội thất, tranh ảnh, đồ vật trang trí trong gia đình, làm
chảy nước các loại kẹo Chocolate, kẹo cứng,… gây nấm mốc, hư hỏng nhiều loại lương thực,
thực phẩm, bánh kẹo,… Không khí ẩm cũng ảnh hưởng đến sự hô hấp của con người, nhất là
những người bị mắc bệnh về phổi, đường hô hấp, hen suyễn, lao,… và gây ra đau nhức ở các
bệnh nhân bị bệnh thấp khớp…
Để tạo nên những sản phẩm, hàng hóa tiêu dùng trong nước và xuất khẩu có chất lượng
cao, đảm bảo các tiêu chuẩn vệ sinh, an toàn, đáp ứng yêu cầu hội nhập với khu vực và thế
giới, nhất là từ bây giờ Việt Nam đã chính thức gia nhập WTO, tham gia sân chơi thương mại
toàn cầu thì các loại lương thực, thực phẩm sau thu hoạch cần phải qua các quá trình chế biến,
bảo quản ở chế độ ôn ẩm thích hợp. Trong công nghệ sản xuất một số sản phẩm yêu cầu cần
phải duy trì nhiệt độ không quá cao (23 - 250
C), độ ẩm tương đối của tác nhân sấy nhỏ hơn
50%. Nhiều loại thực phẩm, rau quả khi sấy ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường thường
không giữ được màu sắc, mùi vị và các chất vi lượng. Ví dụ môi trường chế biến và làm khô
các sản phẩm như kẹo Chocolate, kẹo Jelly, Gelatin, kẹo Caramel,… yêu cầu nhiệt độ không
quá cao (250
C), độ ẩm nhỏ hơn 45 - 50%. Tình hình đó đòi hỏi cần phải có công nghệ sấy khô
sản phẩm hoặc khử ẩm môi trường sản xuất ở điều kiện nhiệt độ thấp hơn.
Phương pháp sấy khô sản phẩm truyền thống là sấy bằng không khí nóng (60 - 1200
C),
để giảm độ ẩm tương đối của không khí người ta hay dùng máy hút ẩm thông dụng làm việc
theo nguyên lí bơm nhiệt. Thông thường phương pháp này làm cho nhiệt độ phòng sấy lớn

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 18 -
hơn nhiệt độ môi trường, độ ẩm tương đối chỉ đạt trên 55% (với độ ẩm ngoài trời từ 80 -
95%). Như vậy không đảm bảo nhu cầu sấy cũng như hút ẩm ở nhiệt độ thấp (nhiệt độ nhỏ
hơn môi trường, độ ẩm tương đối nhỏ hơn 55%).
Các hệ thống điều hòa nhiệt độ ở điều kiện khí hậu Việt Nam bao giờ cũng kèm theo
hiệu quả giảm ẩm. Tuy nhiên chúng cũng thường chỉ tạo ra độ ẩm tương đối không nhỏ hơn
55% cho không khí dù rằng nhiệt độ có được hạ thấp. Cho nên các máy khử ẩm chuyên dùng
kiểu hấp phụ hay được sử dụng. Với hệ thống này, không khí được làm khô nhờ tiếp xúc với
các chất rắn có khả năng hấp thu ẩm như Silicagel, nhưng để đảm bảo dủ cả hai yêu cầu là sấy
lạnh và khử ẩm vẫn cần phải thêm điều hòa không khí, làm tăng vốn đầu tư, thay thế thiết bị,
thời gian nghỉ sản xuất để bảo dưỡng, thay thế…
Từ những vấn đề thực tế trên, ở Việt Nam trong một vài năm gần đây đã có nhiều công
trình của các tác giả trong nước nghiên cứu lí thuyết, thực nghiệm phương pháp hút ẩm, sấy ở
nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ môi trường bằng bơm nhiệt máy nén và đã được áp dụng hiệu quả
trong sản xuất. Tại các cơ sở áp dụng phương pháp trên ngày càng chứng tỏ rõ hiệu quả to lớn
không chỉ về mặt kinh tế mà còn cả mặt kĩ thuật.
II- TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHỬ ẨM HIỆN
NAY.
Công nghệ hút ẩm và sấy khô sản phẩm (bằng phương pháp đối lưu) cùng chung đặc
điểm là phải làm giảm độ ẩm tương đối của môi trường khí sấy. Đối với công nghệ sấy thì
đây là giai đoạn đầu tiên - chuẩn bị môi chất sấy có thế sấy lớn trước khi đi vào buồng sấy. Vì
vậy khử ẩm tốt là tiền đề để tiến hành quá trình sấy khô vật ẩm có hiệu quả. Tuy nhiên, ở
công nghệ sấy nóng thì việc giảm độ ẩm tương đối của khí sấy chỉ đơn thuần là do nâng cao
nhiệt độ môi trường sấy. Công nghệ này đã và đang được nghiên cứu cũng như áp dụng rộng
rãi trong thực tế. Nhưng trong lĩnh vực hút ẩm cũng như sấy lạnh (nhiệt độ tác nhân sấy xấp
xỉ nhiệt độ môi trường) thì còn ít được nghiên cứu và áp dụng. Do còn hạn chế về mặt thời
gian cũng như năng lực, trong phạm vi đồ án này chúng tôi chỉ đề cập tới riêng lĩnh vực khử
ẩm mà thôi.
2.1. Các phương pháp khử ẩm.
Ở các nước phát triển châu Âu và Bắc Mỹ, nhu cầu hút ẩm cho các công trình công cộng
và nhà ở gia đình hầu như không được đặt ra vì bình thường độ ẩm trong không khí đã không
cao lại thường có các hệ thống điều hòa nhiệt độ đảm nhận cả chức năng khử ẩm. Ở các kho

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 19 -
1-Vỏ máy; 2-Dàn bay hơi; 3-Quạt; 4-
Ống cáp; 5-Máy nén; 6-Phin lọc; 7-Dàn
ngưng; 8-Thùng chứa nước;
A-Gió ẩm vào; B-Gió ẩm sau dàn lạnh;
C-Gió khô ra; M-Động cơ quạt.
C
3 7
5
4
2
1
A
8
Hình 2.1: Sơ đồ máy hút ẩm
Edison. (Mỹ)
không khí
khô
t2 >
t1
2
 <
t1,
1

không khí
ẩm
6
B
M
bảo quản tư liệu, sách báo, phim ảnh, văn hóa phẩm… nhu cầu chính vẫn là độ ẩm, còn nhiệt
độ dù có cao hơn môi trường (vốn đã không cao) một vài ba độ thì vẫn nằm trong giới hạn
cho phép. Do vậy, cho những nhu cầu này chỉ cần dùng máy hút ẩm kiểu bơm nhiệt là đủ.
Các máy hút ẩm thông dụng kiểu này trên thị trường Việt Nam đang lưu hành phổ biến là
các loại máy của Nhật, Mỹ như máy Edison, có năng suất hút ẩm định mức (với thông số
ngoài trời 300
C, độ ẩm tương đối là 80%) từ 10 đến 35 l/ngày, điện năng tiêu thụ từ 0,2 kW
đến 0,68 kW, môi chất lạnh là R134-a.
Trong những trường hợp
đặc biệt yêu cầu cần có độ ẩm
tương đối thấp hơn khoảng 50 -
55% thì trước đây hay sử dụng
máy bài ẩm chuyên dùng làm
việc theo nguyên lí hấp thụ rắn
kiểu máy Munters của Thụy
Điển. Nhược điểm lớn nhất của
nó là tiêu hao năng lượng điện
nhiều, vốn đầu tư lớn, nhất là
khi yêu cầu cả độ ẩm và nhiệt độ
thấp. Ngoài ra nó còn gây tốn
kém thêm kinh phí thay thế chất
hút ẩm (tương đối lớn) và vấn đề
phòng chống cháy nổ cũng khó khăn, phức tạp hơn do phải dùng dàn điện trở công suất lớn
gia nhiệt cho không khí đến 120 - 1500
C. Nếu muốn giữ nhiệt độ trong phòng nhỏ hơn hoặc
bằng nhiệt độ môi trường thì phải trang bị thêm máy lạnh có công suất và giá thành khá lớn.
Tại những nước có khí hậu ôn đới hay hàn đới, do có khí hậu lạnh và khô nên vấn đề sấy
khô được giải quyết tương đối đơn giản và dễ dàng. Với các hệ thống điều hòa không khí và
khử ẩm, thông thường độ ẩm đã có thể đạt tới 50% và nhỏ hơn trong điều kiện nhiệt độ không
vượt quá 200
C đến 300
C. Đây là điều kiện vi khí hậu mà nhiều quá trình sản xuất công nghệ
như các ngành in và phần lớn công nghệ sản xuất bánh kẹo,… yêu cầu. Với những quá trình
sản xuất đòi hỏi nhiệt độ thấp hơn, ví dụ từ 80
C đến 180
C với công nghệ sản xuất kẹo
Chocolate thì độ ẩm yêu cầu không quá thấp (khoảng 45 ± 5%) nên các hệ thống lạnh và điều
hòa không khí vẫn có khả năng giải quyết được, vì phần lớn thời gian trong năm, nhiệt độ (và

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 20 -
nhiều khi cả độ ẩm) của môi trường ngoài cũng có giá trị như vậy, thậm chí thấp hơn. Với
một số mặt hàng như kẹo Jelly, Gelatin, Caramel và các rau quả cần sấy khô ở môi trường
nhiệt độ 200
C đến 250
C và độ ẩm 30% đến 40%, trong trường hợp cần thiết người ta có thể
dùng kết hợp máy điều hòa không khí và máy hút ẩm chuyên dụng kiểu hấp phụ. Để hút ẩm
hay sấy khô các vật phẩm có thể chịu được nhiệt độ từ 500
C đến 600
C hay cao hơn, người ta
hay sử dụng các hệ thống bơm nhiệt chuyên dụng như khi sấy gỗ, da, malt, đại mạch,…
Việc sử dụng bơm nhiệt cho các nhu cầu cung cấp nước nóng, sấy, sưởi và điều hòa
không khí là giải pháp ưu tiên hàng đầu ở các nước Tây Âu, Mỹ và Nhật Bản. Ở Pháp, người
ta đã tổng kết rằng mọi loại hình sấy nếu không sử dụng bơm nhiệt đều là lãng phí về năng
lượng. Đến năm 1987, Pháp đã có tới 6000 xí nghiệp có sử dụng bơm nhiệt, trong đó có 300
bơm nhiệt có công suất lớn hơn 30 kW. Năm 1997, có khoảng 90 triệu bơm nhiệt được lắp đặt
mới trên thế giới.
Nhật Bản là nước có thị trường bơm nhiệt với số lượng lớn nhất thế giới, nhưng khác với
Châu Âu, ở Nhật bơm nhiệt được dùng cho điều hòa không khí và khử ẩm rất được chú ý và
tăng trưởng mạnh để thích nghi với điều kiện khí hậu trong nước. Ứng dụng bơm nhiệt mạnh
nhất ở Nhật Bản là lĩnh vực điều hòa không khí dân dụng. Hàng năm, Nhật Bản bán ra thị
trường hơn 3 triệu máy điều hòa không khí cục bộ thì gần 1/3 là máy một chiều lạnh, còn lại
là máy hai chiều dạng bơm nhiệt. Bơm nhiệt để điều hòa không khí cho các công trình công
cộng hàng năm cũng chiếm khoảng 50% tổng số thiết bị sản xuất ra. Sản lượng bơm nhiệt
cung cấp cho nhu cầu điều hòa không khí cục bộ (Room Air Conditioner - RAC) sản xuất ra
năm 1996 tại Nhật Bản đạt mức 3 triệu, năm 1997 là 7 triệu. Mức độ tăng trưởng của RAC
năm 1997 vào khoảng 81% (trong đó có 62% dưới dạng bơm nhiệt). Ngoài ra, Nhật Bản cũng
là nước rất chú trọng đến việc sử dụng bơm nhiệt hấp thụ và bơm nhiệt đốt khí cho nhu cầu
điều hòa không khí trong các cao ốc thương mại, các hệ thống sưởi ấm, làm lạnh và đồng phát
nhiệt - điện. Thị phần của bơm nhiệt đốt khí tăng từng năm, chiếm 13,1% trong tổng công
suất của thị trường làm lạnh của Nhật Bản năm 1997.
Nhờ có chinh sách mở cửa, nền kinh tế Trung Quốc phát triển mạnh vào cuối thập kỉ 80
thế kỉ XX. Cũng cùng thời gian này, nhu cầu về điều hòa không khí chuyển từ công nghiệp
sang sử dụng thương mại. Nhu cầu về điều hòa không khí cục bộ và điều hòa không khí tổ
hợp gọn công suất lớn ở Trung Quốc tăng đột biến, tới 40 lần trong năm 1997 so với năm
1990. Năm 1997, bơm nhiệt chiếm khoảng 60% thị phần sử dụng trong công nghiệp điều hòa
không khí ở Trung Quốc.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 21 -
Mỹ là nước dẫn đầu thế giới về bơm nhiệt công suất lớn, chiếm tới 50% nhu cầu sử dụng
của toàn thế giới. Hàng năm có khoảng hơn 30% các cao ốc xây dựng mới trang bị hệ thống
điều hòa không khí kiểu bơm nhiệt.
Cho tới nay, hầu hết các bơm nhiệt dùng cho các mục đích sấy, sưởi, cung cấp nước
nóng… đều sử dụng môi chất lạnh là R22 (chiếm khoảng 80%). Trước đây người ta thường
dùng R12, chiếm gần 20% và một số ít hệ thống công nghiệp dùng NH3. Ngày nay, do yêu
cầu bảo vệ tầng ôzôn và giảm phát thải khí gây hiệu ứng nhà kính, việc lựa chọn môi chất
lạnh thay thế cho các chất CFC dùng trong các hệ thống lạnh cũng như bơm nhiệt đang được
nhiều nước tập trung nghiên cứu và phát triển. Chẳng hạn các nước châu Âu như: Đức, Thụy
Sĩ, Thụy Điển, Áo,… đã và đang sử dụng các hydro cacbon (HC), NH3, CO2 làm môi chất
thay thế cho các chất CFC đã bị cấm sử dụng.
Ở Việt Nam, tuy khí hậu nóng ẩm, có rất nhiều lĩnh vực sản xuất, quá trình và thiết bị
công nghệ đòi hỏi phải được làm khô môi trường hoặc sản phẩm ở nhiệt độ thấp nhưng hút
ẩm và sấy lạnh chưa thành một công nghệ riêng thích ứng với điều kiện, hoàn cảnh cũng như
trình độ khoa học kĩ thuật của nước ta. Một số ngành như thư viện, các cơ quan lưu trữ, bảo
quản tư liệu phim ảnh, tài liệu, ấn phẩm,… tuy có yêu cầu độ ẩm, nhiệt độ thấp, nhất là về độ
ẩm, nhưng cũng thường chỉ được đáp ứng một cách ước lệ nhờ sử dụng các máy hút ẩm hoặc
các máy điều hòa nhiệt độ không khí thông thường. Vì vậy chất lượng môi trường vi khí hậu
đạt được thường thấp, nhiệt độ, độ ẩm thường vượt trên giới hạn cho phép. Từ mấy năm gần
đây, một số cơ sở sản xuất và kho lưu trữ có sử dụng các máy hút ẩm chuyên dùng (kiểu hấp
phụ) với chất hấp phụ silicagel lắp ghép kết hợp với máy điều hòa nhiệt độ nhưng còn mang
tính chất manh mún, chắp vá, chưa điều khiển được chế độ hoạt động tối ưu, đặc biệt là tối ưu
kinh tế - kĩ thuật khi môi trường yêu cầu có nhiệt độ thấp.
Ở các môi trường công nghiệp chế biến một số mặt hàng đặc biệt như trong các phân
xưởng sản xuất kẹo chocolate, kẹo caramel, gelatin, kẹo Jelly,… người ta đã trang bị đồng bộ
dây chuyền chế biến đảm bảo công nghệ chế biến sản phẩm và thông số chế độ ôn ẩm độ. Tuy
vậy, trong điều kiện khí hậu Việt Nam các hệ thống đắt tiền, tốn nhiều ngoại tệ để tạo dựng
này thường lại không đảm bảo thông số chế độ về mùa mưa và mùa nóng ẩm.
Ở một số cơ sở bảo quản vật phẩm yêu cầu nhiệt độ và độ ẩm nhỏ hoặc trong một số nhà
máy chế biến nông sản thực phẩm, để thực hiện quá trình hút ẩm hay sấy lạnh người ta đã sử
dụng các máy hút ẩm chuyên dụng phải nhập bằng ngoại tệ, giá thành cao, điện năng tiêu thụ
nhiều, lại phải định kì thay thế chất hút ẩm ngoại, rất tốn kém. Trong điều kiện sản xuất công

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 22 -
nghiệp nhiều bụi bẩn, các chất hút ẩm rất nhanh lão hóa, giảm nhanh khả năng hấp phụ ẩm,
trong một số trường hợp như ở hệ thống sấy lạnh kẹo Jelly, người ta đã phải dỡ bỏ tổ hợp máy
hút ẩm chuyên dụng và máy lạnh chỉ sau 1 năm lắp đặt vì không phát huy được tác dụng. Ở
các tỉnh phía nam, do đặc điểm khí hậu ổn định và khô hơn nên nhu cầu này bớt căng thẳng
hơn. Trước tình hình đó, từ năm 1997, GS Phạm Văn Tùy và các cộng sự đã tìm hiểu nhu cầu
thực tế và thực hiện nghiên cứu áp dụng đầu tiên sử dụng bơm nhiệt để thực hiện chức năng
hút ẩm và sấy lạnh. Hệ thống đã được lắp đặt tại Công ty cổ phần bánh kẹo Hải Hà, thay thế
cho phương pháp sấy dùng tổ hợp máy hút ẩm chuyên dùng kết hợp với máy lạnh. Qua thực
tế sử dụng, hệ thống này đã phát huy được những ưu điểm vượt trội so với hệ thống cũ.
Như vậy, việc sử dụng bơm nhiệt ở các nước phát triển trên thế giới cho các nhu cầu điều
hòa không khí, hút ẩm, sấy, sưởi,… rất được chú trọng. Tuy nhiên, điều đó chưa được đề cập
nhiều lắm ở các nước đang phát triển, trong đó có Viêt Nam, đặc biệt trong lĩnh vực hút ẩm
và sấy khô nông sản thực phẩm phục vụ cho công nghiệp sau thu hoạch. Hi vọng rằng Nhà
nước sẽ có những chính sách phù hợp để thúc đẩy, mở rộng việc sử dụng bơm nhiệt trong các
lính vực của nền kinh tế.
2.2. Giới thiệu một số công trình nghiên cứu về sấy lạnh - hút ẩm dùng bơm nhiệt.
Việc sử dụng bơm nhiệt trong công nghiệp cũng như dân dụng để sấy, sưởi, hút ẩm, điều
hòa không khí,… đã được nghiên cứu và ứng dụng rất nhiều trên thế giới. Tuy nhiên, do giới
hạn của đồ án này, nên ở đây chỉ nêu một số công trình nghiên cứu này.
2.2.1. Các tác giả trong nước.
GS. Phạm Văn Tùy và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu và đã ứng dụng thành công
hệ thống bơm nhiệt để sấy lạnh kẹo Jelly, kẹo Chew, Caramel, kẹo cứng,… tại công ty bánh
kẹo Hải Hà.
Năm 1997, 1998 các tác giả đã thiết kế lần lượt hai hệ thống sấy lạnh theo nguyên lí bơm
nhiệt nhiệt độ thấp kiểu modun để sấy kẹo Jelly với năng suất 1100 kg/ngày và 1400 kg/ngày
hiện nay vẫn đang sử dụng tốt cho phòng sấy lạnh số 2 và 3 Nhà máy thực phẩm Việt Trì -
Công ty Cổ phần Bánh kẹo Hải Hà. Thông số nhiệt độ không khí trong buồng sấy 220
C đến
280
C, độ ẩm 30% - 40%. Sơ đồ nguyên lí của hệ thống này được biểu diễn trên hình 2.2.
Một hệ thống máy hút ẩm hỗ trợ cho dây chuyền sản xuất kẹo Caramel của CHLB Đức
cải tạo từ máy điều hòa không khí cũ cho phân xưởng kẹo Caramel và hệ thống bơm nhiệt hút
ẩm công suất lạnh 120.000 Btu/h sử dụng 4 máy lạnh TRANE TTK 530 công suất mỗi máy là

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 23 -
30.000 Btu/h hiện nay đang sử dụng cho phòng bao gói kẹo cứng thuộc Xí nghiệp kẹo Công
ty Cổ phần bánh kẹo Hả Hà đã được lắp đặt từ năm 1999.
Qua thực tế sử dụng, thấy rằng ngoài ưu điểm rẻ tiền (giảm khoảng 50% vốn đầu tư) và
tiết kiệm năng lượng (điện năng tiêu thụ giảm gần 50%) so với phương án dùng máy hút ẩm,
các hệ thống hút ẩm và sấy lạnh này hoạt động ổn định, liên tục và giảm chi phí bảo dưỡng.
Tuy vậy, nó còn có nhược điểm là cồng kềnh, sử dụng nhiều quạt và động cơ xen kẽ, trong hệ
thống nhiều bụi bột nên hay phải bảo dưỡng động cơ, lại thao tác trong không gian eo hẹp.
Để khắc phục nhược điểm trên, năm 2005 nhóm tác giả [5] đã thiết kế chế tạo máy sấy
lạnh cho phòng sấy lạnh số 1 theo nguyên lí bơm nhiệt kiểu nguyên khối BK- BSH18A.
1 2 3 4
NT2
Buồng sấy
K.K ẩm K.K
khô
BH
NT1
MN
TL
Hình 2.2 : Sơ đồ nguyên lí hệ thống bơm nhiệt kiểu
modun.
MN- Máy nén; BH-Dàn bay hơi; NT1- Dàn ngưng
ngoài;
NT2- Dàn ngưng trong; TL- Tiết lưu.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 24 -
Qu¹t gió 7000 m3/h,
500 Pa
Máy nén Refcomp
Model: SP4H2500
HÖthèng èng chøadÇ
u
cÆ
p nhiÖ
t tró¬c dàn bay hơi
Phin läc
Dàn bay hơi
25 HP
Ch¾
n nuí c
Dàn ngưng
10 HP Dàn ngưng
20 HP
B×
nh chøacao áp
HÖthèng èng chøadÇ
u
cÆ
p nhiÖ
t sau dàn bay hơi
Máy sấy lạnh BK - BSH18A được thiết kế đồng bộ và điều khiển tự động dùng để sấy
lạnh kẹo Jelly có thông số nhiệt ẩm của vật liệu sấy và tác nhân sấy như sau:
- Nhiệt độ sản phẩm đưa vào phòng sấy: tsp = 45 - 500
C;
- Độ ẩm sản phẩm sấy khi đưa vào phòng sấy: 18 - 220
C;
- Nhiệt độ phòng sấy yêu cầu: tp = 22 - 280
C;
- Độ ẩm phòng sấy yêu cầu: fp = 30 - 40%;
- Nhiệt độ tác nhân sấy thổi vào phòng: tv = 20 - 250
C;
- Độ ẩm tác nhân sấy thổi vào phòng: fv = 30 - 40%;
- Tốc độ tác nhân sấy đi qua dàn bay hơi: ws = 4 - 5 m/s;
- Lưu lượng tác nhân sấy qua dàn bay hơi tách ẩm: 1,2 - 1,8 kg/s;
- Tốc độ tác nhân sấy trong phòng sấy: 0,4 - 0,5 m/s;
- Nhiệt độ bay hơi môi chất lạnh R22: t0 = -50
C  -100
C;
- Áp suất bay hơi của môi chất lạnh R22: p0 = 2,8 - 3,5 bar.
Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lí máy sấy lạnh BK
- BSH18A.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 25 -
Nguyên lí làm việc của máy sấy lạnh BK-BSH18A:
Tác nhân sấy từ buồng sấy sau khi trao đổi nhiệt, ẩm với vật liệu sấy được quạt hút về
thiết bị xử lí không khí, ở đây tác nhân sấy được lọc bụi và sau đó được hút qua dàn bay hơi.
Tại dàn bay hơi, tác nhân sấy được làm lạnh xuống nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương
tTNS< ts và độ ẩm tương đối (f) của không khí tăng lên, lượng hơi ẩm trong không khí được
ngưng tụ trên bề mặt dàn lạnh dưới dạng nước ngưng hoặc dạng tuyết hay băng. Để khử được
nhiều ẩm, môi chất lạnh bay hơi ở áp suất và nhiệt độ thấp được điều chỉnh trong khoảng từ
-100
C đến -50
C. Ẩm bám trên dàn lạnh dưới dạng băng tuyết rồi được thải ra ngoài khi máy
thực hiện chu trình xả băng. Không khí sau khi qua dàn lạnh có nhiệt độ thấp và độ ẩm tương
đối (f) lớn được tiếp tục cho qua dàn ngưng tụ bên trong. Tại đây, không khí được sấy nóng
đẳng dung ẩm d2 = d3 = const, nhiệt độ không khí tăng lên từ t2 đến t3 và độ ẩm tương đối của
không khí giảm từ f2 xuống f3. Ta có thể điều chỉnh nhiệt độ không khí sau khi qua dàn ngưng
tụ trong bằng cách thay đổi tốc độ quạt cung cấp không khí của thiết bị xử lí và thay đổi giá
trị đặt trong bộ điều khiển nhiệt độ. Tốc độ gió vào buồng sấy cũng có thể điều chỉnh được
bằng cách điều chỉnh van gió. Không khí lúc này có phân áp suất hơi nước nhỏ tiếp xúc với
vật liệu sấy làm bay hơi ẩm từ nó, thực hiện quá trình sấy khô vật liệu cần sấy.
f = 100%
f2
f1
f3
d
d1
d2= d3
ts2
t2
ts1
i2
t3
i3
i1
2
3
1
i
Hình2.4 : Quá trình sấy lạnh của máy sấy
lạnh trên đồ thị I-d.
1. Trạng thái không khí trước dàn bay
hơi;
2. Trạng thái không khí sau dàn bay hơi;
3. Trạng thái không khí sau dàn nóng phụ.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 26 -
So với công nghệ dùng các bơm nhiệt kiểu modun thì BK- BSH18A có thiết bị xử lí
không khí được chế tạo ở dạng tổ hợp gọn có thế được đặt ngoài nhà, trong nhà hay trong
buồng sấy và có tốc độ không khí có thể thay đổi được để phù hợp với yêu cầu các vật liệu cụ
thể. Sau 1 năm hoạt động, BK-BSH18A đã thể hiện rõ các tính ưu việt của nó, được cơ sở sử
dụng đánh giá rất tốt.
Như vậy, việc sử dụng bơm nhiệt nhiệt độ thấp hể hút ẩm và sấy lạnh tỏ ra có nhiều ưu
điểm và rất có khả năng ứng dụng rộng rãi trong điều kiện khí hậu nóng ẩm, phù hợp với thực
tế Việt Nam, mang lại hiệu quả kinh tế - kĩ thuật đáng kể. Bơm nhiệt sấy lạnh đặc biệt phù
hợp với những sản phẩm cần giữ trạng thái, màu, mùi vị, chất dinh dưỡng và không cho phép
sấy ở nhiệt độ cao, tốc độ gió lớn. Các hệ thống hút ẩm và đặc biệt là các hệ thống sấy lạnh có
cấu trúc luôn thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu, môi trường sấy, cấu trúc dàn lạnh
sử dụng,… nên không có một cấu trúc chung cho tất cả các đối tượng sấy, tuy nhiên vẫn có
chung nguyên tắc và phương pháp tính toán thiết kế. Do vậy, vẫn cần tiếp tục những nghiên
cứu cơ bản, đầy đủ về các quá trình, các giới hạn kĩ thuật và những vấn đề tự động điều chỉnh,
khống chế liên hoàn nhiệt độ và độ ẩm của tác nhân sấy cũng như vật liệu sấy.
2.2.2. Các tác giả nước ngoài.
Macio N.Kohayakawa và các cộng sự đã tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố
như: vận tốc gió Var, chiều dày của vật liệu L đến hệ số khuyếch tán của quá trình sấy Def
trong hệ thống sấy xoài bằng bơm nhiệt. Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống là R22. Hệ
thống sấy xoài sử dụng hai dàn ngưng trong để gia nhiệt cho không khí. Nhiệt độ không khí
trong quá trình thí nghiệm thay đổi từ 400
C đến 560
C. Vận tốc gió thay đổi từ 1,6 m/s đến 4,4
m/s, chiều dày vật liệu sấy thay đổi từ 5,8 mm đến 14,2 mm. Khối lượng vật liệu sấy ở mỗi mẻ
sấy là 300 g, thời gian sấy là 8 h/mẻ. Dựa vào các quan hệ lí thuyết tính toán hệ số khuyếch
tán, sử dụng phương pháp quy hoạch trực giao và kết hợp với số liệu thực nghiệm, các tác giả
đã xây dựng được phương trình hồi quy xác định hệ số khuyếch tán Def như sau:
Def= 4,2625 - 0,61922.Var + 0,380538.V2
ar + 1,012517.L - 0,90343.Var.L
Phương trình trên cho thấy ảnh hưởng đồng thời của hai thông số cũng như mức độ ảnh
hưởng của chúng đến hệ số khuyếch tán Def. Ở đây, ảnh hưởng của tốc độ gió Var là lớn nhất,
sau đó đến chiều dày L của vật liệu sấy. Phương trình cũng cho biết ảnh hưởng lẫn nhau giữa
hai thông số đó thông qua mối quan hệ chéo giữa chúng. Tuy nhiên, phương trình cũng không
đề cầp tới ảnh hưởng của nhiệt độ, độ ẩm sấy mặc dù ảnh hưởng của chúng là lớn tới hệ số
khuyếch tán . Điều này cũng được chính các tác giả khẳng định trong nghiên cứu của mình.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 27 -
Phani K.Adapa, Greg J.Schoenau và Shahab Sokhansanj đã tiến hành nghiên cứu về lí
thuyết và thực nghiệm đối với quá trình sấy bằng bơm nhiệt các loại vật liệu đặc biệt. Các tác
giả đã tiến hành thiết lập các quan hệ tính toán lí thuyết quá trình sấy lớp mỏng (thin layer) có
quá trình trao đổi nhiệt - ẩm (hình 2.5) đưa ra phương trình thay đổi nhiệt độ của vật liệu sấy
trong băng tải:
Tg =    
 
 
f
e
.
T
.
g
f
.
f
1 h
/
y
y
0
g
0

 
Trong đó:
f = hcv.Tao - Ga.Lg.
x
W


  











x
W
.
G
.
C
C
h
g a
pl
pw
cv
h = -Gp.(Cpg + M.Cpl)
Với các kí hiệu:
hcv: hệ số truyền nhiệt thể tích, kJ/m3
.ph.K;
Ta : nhiệt độ của không khí, 0
C;
Tg : nhiệt độ của vật liệu sấy, 0
C;
z
y
Hướng của dòng
không khí
Tg, M, Gp
z +
dz
y +
dy
Hướng của dòng
không khí
Hình 2.5: Quá trình trao đổi nhiệt - ẩm của VLS
và không khí.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 28 -
Cpg: nhiệt dung riêng của vật liệu sấy, kJ/kgK;
Cpl: nhiệt dung riêng của nước, kJ/kgK;
Gp: lưu lượng của vật liệu sấy chuyển động qua băng tải, kg/m.s;
W: độ chứa hơi của không khí, kg/kg kk;
M: độ ẩm của vật liệu sấy tại thời điểm t;
x: chiều dày của vật liệu sấy, m;
Lg: nhiệt ẩn hóa hơi của nước trong vật liệu sấy, kJ/kg.
Các tác giả cũng tiến hành nghiên cứu thực nghiệm quá trình sấy lá cây linh lăng. Hệ
thống bơm nhiệt có công suất điện máy nén là 0,424 kW, môi chất lạnh sử dụng là R134a.
Nhiệt độ sấy t = 300
C đến 450
C, tốc độ gió trong buồng sấy là 0,36 m/s, độ ẩm sau khi sấy là
10%, khối lượng vật liệu sấy là 0,4 kg. Quá trình sấy được tiến hành theo hai phương thức:
sấy theo mẻ (batch drying) và sấy liên tục kiểu băng chuyền (continous bed drying), thời gian
sấy tương ứng là 4,5 h và 4 h. Từ các kết quả thực nghiệm trên, rút ra một số kết luận sau:
- Lượng tách ẩm riêng trong quá trình sấy lá cây linh lăng băng bơm nhiệt có giá trị từ 0,5
đến 1,02 kg/kWh;
- Thực hiện quá trình tách ẩm bằng dàn bay hơi của bơm nhiệt hiệu quả hơn 50% trong
việc hồi nhiệt ẩn từ không khí ẩm thải ra sau khi sấy so với phương pháp sấy truyền thống;
- Trong phương thức sấy theo mẻ, bơm nhiệt làm việc có hiệu quả hơn nếu độ ẩm của tác
nhân sấy tại đầu vào dàn lạnh nhỏ hơn 30%.
U.Teeboonma, J.Tiansuwan và S.Soponronnarit đã nghiên cứu nhằm tối ưu hóa quá trình
sấy các loại rau quả bằng bơm nhiệt tại Thái Lan. Từ những giả thiết đã đặt ra, trên cơ sở tối
ưu hóa các thông số kĩ thuật - kinh tế đối với đu đủ và xoài, nghiên cứu đã kiến nghị nên chọn
các thông số kĩ thuật khi thiết kế một hệ thống sấy bằng bơm nhiệt như sau:
- Khối lượng sấy: ma = 1400 - 1950 kg/h;
- Tỉ lệ bypass không khí qua dàn lạnh BP =59 - 70%;
- Nhiệt độ không khí vào buồng sấy Tdi = 550
C;
- Tỉ lệ tuần hoàn không khí RC = 100%;
- Công suất điện của máy nén Wcomp = 1,61 kW đến 1,74 kW;

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 29 -
- Công suất lạnh Weva = 5,00 kW đến 7,12 kW;
- Nhiệt tỏa dàn nóng trong Wcond1 = 6,62 kW đến 8,87 kW;
Như vậy, có thể thấy đây là nghiên cứu khá đầy đủ, cụ thể về quá trình sấy rau quả sử
dụng bơm nhiệt ở Thái Lan, cũng là một nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm rất giống với
nước ta. Điều này một lần nữa chứng tỏ những ưu điểm vượt trội của bơm nhiệt trong việc sấy
các nông sản thực phẩm ở các nước nhiệt đới.
2.3. Công nghệ khử ẩm.
2.2.1. Các phương pháp khử ẩm đã áp dụng.
Cho tới nay đã hình thành một số phương pháp hút ẩm như dùng hóa chất, máy điều hòa
không khí, máy hút ẩm kiểu bơm nhiệt và máy hút ẩm hấp phụ.
- Phương pháp dùng hóa chất :
Đây là phương pháp đơn giản đã có từ lâu
và được lưu truyền trong dân gian để giữ khô
sản phẩm, vận dụng trong một không gian
hẹp. Ở đây, không khí được làm khô nhờ các
chất rắn có tính hấp phụ ẩm (trong môi
trường) như vôi sống, silicagel,… kèm theo
quá trình hấp phụ ẩm là quá trình tỏa nhiệt nên
kết quả là dung ẩm của không khí giảm đi,
nhiệt độ tăng lên và độ ẩm tương đối  của
không khí giảm, thích hợp để giữ khô các vật
phẩm.
Phương pháp này không thích hợp để khử
ẩm cho các thể tích lớn quy mô công nghiệp. Tuy nhiên các chất hút ẩm kiểu này có thể được
sử dụng trong các máy hút ẩm hấp phụ công suất lớn. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có
nhiều nhược điểm. Vì sử dụng hóa chất, nên thận trọng trong việc lựa chọn hóa chất sử dụng.
Lượng ẩm hấp thụ được trong không khí cũng không cao. Sau một thời gian hấp thụ, ta cần
quá trình hoàn nguyên hay thay thế. Các chất như axit sunfuar khi dùng cần phải cẩn thận,
nếu không sẽ gây nguy hiểm cho người sử dụng.
Hình 2.6: Quá trình khử ẩm bằng
hòa chất.
1-Trạng thái không khí trước khi
xử lí;
2-Trạng thái không khí sau khi xử
lí.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 30 -
-Phương pháp dùng máy điều hòa không khí.
Các máy điều hòa không khí nói chung có
chức năng đảm bảo điều kiện vi khí hậu thích
hợp cho môi trường sản xuất công nghiệp, công
trình công cộng và đời sống,… chưa kể các hệ
thống điều hòa không khí công nghiệp có độ ẩm
không khí được điều chỉnh ở một trị số thích
hợp, các hệ thống điều hòa không khí dân dụng
trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của Việt Nam
cũng thường là quá trình khử ẩm (làm lạnh - làm
khô) về mùa hè. Cũng có thể nói rằng máy lạnh
điều hòa không khí nào cũng là máy khử ẩm, tuy
nhiên, ở các thông số tiện nghi thì độ ẩm không khí trong phòng thường chỉ giảm đến 60 -
65%. Tính chất này làm cho các máy điều hòa không khí thông dụng cũng được dùng với
chức năng hút ẩm cho các phòng máy tính, thiết bị điện tử, thư viện, kho lưu trữ,… Tuy vậy
yêu cầu về độ ẩm ở các công trình như vậy thường cũng không đảm bảo, nhất là vào những
ngày trời nồm hay độ ẩm cao.
- Máy hút ẩm thông dụng kiểu bơm nhiệt.
Đây là các loại máy hút ẩm dân dụng bán
trên thị trường. Máy làm việc theo nguyên lí bơm
nhiệt, cả dàn nóng và dàn lạnh đều được dùng để
sấy lại không khí sau dàn lạnh. Vì thế nếu sử
dụng máy liên tục thì nhiệt độ trong phòng sẽ
tăng lên lớn hơn nhiệt độ môi trường, nhờ vậy
máy có thể khử ẩm không khí đến giá trị  =
50% nhưng nhiệt độ cao hơn khi không đặt máy.
Điều này làm cho máy hút ẩm loại này không sử
dụng được cho mục đích sấy lạnh. Khi sử dụng
kết hợp với máy điều hòa không khí có thể giữ
được nhiệt độ trong phòng ở thông số tiện nghi, nhưng độ ẩm cũng chỉ dừng lại ở trị số giới
hạn. Vì những lí do nêu trên mà máy hút ẩm thông dụng chỉ được dùng thích hợp để duy trì
độ ẩm trong các phòng ở, sinh hoạt (những khi cần thiết) hoặc trong các phòng máy, kho tàng
Hình 2.7: Quá trình xử lí
không khí trong máy điều hòa
không khí.
Hình 2.8: Quá trình khử ẩm
không khí bằng bơm nhiệt.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 31 -
cần duy trì độ ẩm không quá cao, còn nhiệt độ có thể thay đổi trong khoảng rộng. Các máy
hút ẩm kiểu này thường có năng suất hút ẩm từ 10 tới 35 lít nước/ngày.
- Máy hút ẩm hấp phụ.
Máy hút ẩm hấp phụ được Carl Munters phát minh từ năm 1955. Nguyên lí làm việc chủ
yếu của nó dựa trên tính chất hấp phụ ẩm của một số chất rắn - thường là titanium silicagel.
Bộ phận chính của máy là roto chất ẩm cấu tạo rỗng kiểu tổ ong, quay bằng một động cơ điện
truyền động qua dây đai. Một phần của roto tiếp xúc với dòng không khí cần hút ẩm để hấp
phụ ẩm. Trong khi đó, phần còn lại của roto lại tiếp xúc với dòng khí nóng đã được gia nhiệt
bằng điện trở để khử hấp phụ cho roto, và khi quay sang phần bên kia roto lại có khả năng hấp
phụ ẩm của không khí cần xử lí. Do tốc độ quay chậm (khoảng 10 vòng/h) mà roto đảm bảo
tách ẩm liên tục ngay cả khi nhiệt độ đọng sương xuống rất thấp. Khả năng tách ẩm dễ được
điều chỉnh theo nhu cầu. Quá trình hấp phụ ẩm luôn luôn tỏa nhiệt, hơn nữa khi được hoàn
nguyên bằng không khí nóng ở 120 - 1300
C, khi quay sang vùng khử ẩm roto đã gia nhiệt cho
không khí xử lí nên nhiệt độ không khí khô thường bị nâng thêm từ 15 - 250
C. Vì thế khi cần
duy trì môi trường nhiệt độ bằng hay thấp hơn nhiệt độ môi trường thì máy hút ẩm loại này
luôn phải dùng kèm theo với một máy lạnh.
Nhược điểm chính của máy hút ẩm loại này là:
Hình 2.9: Sơ đồ phương pháp sấy lạnh bằng chất hấp
phụ và quá trình thay đổi trạng thái không khí trên đồ
thị I-d.
1. Trạng thái không khí sau khi đã được làm lạnh;
2. Trạng thái không khí khi đã nhận ẩm của vật cần
sấy;
3. Trạng thái không khí khi đã được khử ẩm bằng chất
hấp phụ.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 32 -
- Phải định kỳ thay chất hút ẩm (nhập ngoại roto hút ẩm) do hao hụt khối lượng và lão
hóa chất hút ẩm.
- Nhiệt độ không khí hoàn nguyên lớn hơn 1000
C làm keo hóa dần chất hút ẩm, bụi bám
vào lỗ tổ ong, giảm hiệu quả của máy, lưu lượng không khí giảm, kém an toàn.
- Dàn điện trở gia nhiệt không khí hoàn nguyên tiêu thụ nhiều điện, làm việc ở nhiệt độ
cao, máy hút ẩm phải đặt kèm với máy lạnh.
Máy hút ẩm thông dụng kiểu bơm nhiệt tuy chỉ thích hợp cho những nhu cầu sử dụng ở
nhiệt độ cao hơn nhiệt độ môi trường và độ ẩm lớn hơn 50%, nhưng nếu được thiết kế, lắp đặt
và hiệu chỉnh chế độ làm việc thích hợp thì nó vẫn có khả năng làm việc ở chế độ nhiệt độ và
độ ẩm thấp và phát huy được lợi thế về tiết kiệm năng lượng của bơm nhiệt nói chung. Hơn
nữa trong nhiều quá trình cần có sự phân li dòng chất lỏng kiểu như các quá trình khử ẩm, vì
nó tận dụng được cả nhiệt ẩn của các quá trình biến đổi pha xảy ra ở các nhiệt độ không đổi ở
dàn ngưng tụ và dàn bay hơi phục vụ cho việc khử ẩm và giảm độ ẩm tương đối của không
khí.
2.2.2. Quá trình khử ẩm.
Dàn bay hơi của bơm nhiệt được sử dụng không chỉ làm lạnh chất lỏng mà còn có tác
dụng tách các chất ngưng tụ chứa trong nó như hơi nước trong không khí. Trong trường hợp
chung, ẩm trong không khí có thể tồn tại ở 3 dạng là hơi, lỏng hay rắn, với dung ẩm (kg/kg) ở
dạng hơi dh, dạng lỏng dl, dạng rắn dr, entanpi H của không khí ẩm sẽ là :
H = (t -tb) + [2500 + 1,93(t - tb)]dh + 4,18d1(t-tb) +[-335 + 2,1(t - tb)dr], kJ/kgkk
Trong đó:
tb: nhiệt độ đông đặc của nước ở áp suất không khí ẩm;




).
t
(
P
P
)
t
(
P
.
.
622
,
0
d
h
h
h , kg/kgkk
P: là áp suất của không khí ẩm;
Ph: phân áp suất hơi nước, có thể tính phụ thuộc vào hiệu nhiệt độ (t - ts)
Ph = 622 + 35,8(t - tb) + 2,46.(t - tb)2
+ … ,Pa
...
T
lg
028
,
5
T
2949
83
,
25
P
lg h 




Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 33 -
Trong quá trình hút ẩm, ta có thể thấy rõ sự khác nhau giữa hai tiết diện trong thiết bị bay
hơi của bơm nhiệt. Ở tiết diện đầu, không khí ẩm được làm lạnh xuống đến điểm sương ts,
nhiệt tỏa ra tính trên đơn vị dài có thể được xác định theo quan hệ:
dx
dt
d
dV
'.
c
dx
d
Q
d2



Với c' là nhiệt dụng riêng thể tích của không khí ẩm ở nhiệt độ khí quyển (c' = 1,23
kJ/m3
.K). Khi xảy ra hiện tượng ngưng ẩm, có thể tính lượng nhiệt này như sau:
dx
d
dvd
.
dVdt
m
d
.
r
'
c
dx
d
Q
d 2
2














Trong đó:
r: là nhiệt ngưng tụ (r = 2500 kJ/kg đối với nước ở nhiệt độ khí quyển);
dVdt
m
d2
là lượng nước ngưng theo đường  = 100% (bằng 1,2 g/m3
K ở 200
C) và tăng
nhanh theo nhiệt độ biểu thị qua biểu thức:
 
Rdt
T
/
P
d
dVdt
m
d h
2
 , hằng số R đối với hơi nước, ta
có: R = 8314/18 J/kgK.
Mặt khác, số lượng nhiệt được môi chất lạnh hấp thụ ở thiết bị bay hơi của bơm nhiệt là:
 
0
2
T
T
K
dx
d
Q
d



Với K là hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi, T0 là nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh.
Kết hợp các phương trình trên ta được:
0
1
0
s
0
T
T
T
T
ln
'
K
'
c
X
X




X
X
X
'.
K
T
T
dVdT
m
d
r
'
c
dT
0
0
2
0
2















Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 34 -
Với :


d
dV
X
.
K
'
K là thông số đặc trưng
cho công suất của thiết bị bay hơi của bơm
nhiệt (khoảng 1kJ/m3
K);
X: chiều sâu của thiết bị bay hơi
(theo hướng dòng khí qua);
X0: khoảng cách từ đầu không khí
vào thiết bị bay hơi đến điểm xuất hiện quá
trình ngưng đọng ẩm;
Ts: nhiệt độ đọng sương.
Chỉ số 1 và 2 kí hiệu đầu vào và ra của không khí qua thiết bị bay hơi.
Quá trình làm lạnh không khí và ngưng đọng ẩm được minh họa trên hình 2.10. Nhiệt lấy
đi từ không khí dưới dạng nhiệt hiện trong khoảng đầu (từ 0 đến X0), nhiệt độ giảm từ T1 đến
Ts. Nhiệt không khí tỏa ra dưới dạng nhiệt ẩn trong phần còn lại (từ X0 đến X), nhiệt độ thay
đổi từ Ts đến T2.
2.3. Tác động của hiện tượng đóng băng dàn bay hơi tách ẩm đối với hệ thống sấy lạnh,
hút ẩm.
Đối với thiết bị sấy lạnh, hút ẩm hiện tượng đóng băng dàn bay hơi ảnh hưởng rất lớn
đến chế độ vận hành, tuổi thọ thiết bị cũng như chất lượng của sản phẩm công nghệ, chi phí
tổn hao năng lượng đối với một kg ẩm tách được của tác nhân sấy. Khi đóng băng dàn bay hơi
sẽ xảy ra việc giảm hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi và làm giảm khả năng tách ẩm của
dàn bay hơi. Hiện tượng đóng băng làm tăng độ ẩm của không khí trong không gian cần hút
ẩm (đối với máy hút ẩm) cũng như của tác nhân sấy (trong máy sấy lạnh) - gọi chung là tác
nhân sấy, giảm tốc độ tác nhân sấy. Nói chung, hiện tượng đóng băng dàn bay hơi sẽ gây nên
các ảnh hưởng xấu như:
- Về mặt công nghệ : khi xảy ra hiện tượng đóng băng dàn bay hơi, độ ẩm tác nhân sấy
tăng, tốc độ sấy giảm, hiệu suất tách ẩm thấp, sản phẩm công nghệ không đạt yêu cầu.
- Về mặt thiết bị : hiện tượng đóng băng nhiều ở dàn bay hơi gây nên khả năng ngập dịch
máy nén làm giảm chất lượng dầu bôi trơn do phải làm việc nhiều ở nhiệt độ thấp, có thể xảy
Hình 2.10: Độ chênh lệch nhiệt
độ dọc theo thiết bị bay hơi
trong bơm nhiệt.
T1
X
T
0 X
X0
T2
Ts

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 35 -
ra hiện tượng thủy kích khi lượng lỏng về máy nén quá nhiều, máy nén có thể hỏng hoậc giảm
tuổi thọ.
- Về mặt năng lượng : hiệu suất làm việc của thiết bị giảm do khả năng tách ẩm kém, chi
phí năng lượng tiêu hao lớn nhưng không thu được sản phẩm công nghệ như mong muốn.
Vấn đề quan trong nhất đối với dàn bay hơi tách ẩm máy sấy lạnh, hút ẩm là làm sao để
lượng tuyết bám vừa đủ, sau đó tách ra hết khỏi bề mặt dàn trong một thời gian nhất định, đạt
được các yêu cầu về thông số nhiệt ẩm của tác nhân sấy. Nghiên cứu chu kì chạy, xả băng sao
cho hiện tượng đóng băng dàn lạnh gây hậu quả ít nhất về thiết bị cũng như công nghệ, đặc
tính động học của quá trình bám tuyết trên bề mặt dàn bay hơi tách ẩm của máy sấy lạnh có ý
nghĩa rất quan trọng đối với quá trình thiết kế chế tạo loại thiết bị này.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 36 -
CHƯƠNG III
TÍNH TOÁN NĂNG SUẤT KHỬ ẨM CHO PHÂN XƯỞNG
Do những đặc thù riêng của hệ thống khử ẩm như đã nêu trong các chương trước nên khi
tính toán năng suất nhiệt, ẩm cho hệ thống cũng phải tính toán cho các chế độ khí hậu khác
nhau của thời tiết tại nơi sản xuất.
Vì hệ thống đặt tại Hà Nội, thuộc khu vực khí hậu Miền Bắc nước ta, là kiểu khí hậu
nhiệt đới gió mùa, phân chia làm hai mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm, mùa đông lạnh khô. Tuy
nhiên cũng lại có kiểu khí hậu nồm ẩm vào những ngày cuối đông, đầu thu nên tính toán cũng
phải tính cho các chế độ khác nhau đó. Mặt khác, để đảm bảo yêu cầu khắt khe của sản xuất
thì cần tính tới các thông số khắc nghiệt nhất của từng chế độ thời tiết đặc trưng đó.
Trong chương này ta sẽ tính toán cho ba chế độ khác nhau:
- Chế độ mùa nồm : Nhiệt độ không khí: ttb = 200
C, độ ẩm tương đối: f = 90%.
- Chế độ mùa hè: nhiệt độ: tmax = 41,60
C, độ ẩm tương đối :f = 83%.
- Chế độ mùa lạnh: nhiệt độ: tmin= 3,10
C, độ ẩm tương đối: f = 80%.
Với không gian phân xưởng sản xuất như trong bản vẽ mặt bằng sẽ có các loại nhiệt thừa
và ẩm thừa sau:
a. Nhiệt thừa:
- Nhiệt thừa do bức xạ qua kết cấu bao che;
- Nhiệt thừa do rò lọt khí;
- Nhiệt thừa do máy móc thiết bị trong phân xưởng tỏa ra;
- Nhiệt thừa do công nhân làm việc trong phân xưởng;
- Nhiệt thừa do sản phẩm tỏa ra;
b. Ẩm thừa:
- Ẩm thừa do rò lọt không khí;
- Ẩm thừa do công nhân làm việc trong phân xưởng tỏa ra;
- Ẩm thừa do yêu cầu công nghệ (phần ẩm trong không khí phải lấy đi);

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 37 -
I. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT, ẨM CHO CHẾ ĐỘ MÙA NỒM.
1.1. Tính nhiệt thừa.
1.1.1. Nhiệt thừa do máy móc tỏa ra, Q1.
 










 T
dt
tt
dc
1 K
1
1
.
K
.
K
.
N
Q , W
Trong đó:
- Ndc: công suất động cơ lắp đặt của máy, W. Trong phân xưởng có 2 động cơ băng tải
công suất mỗi chiếc là 3 kW; một máy bơm có công suất 0,5 kW;
- Ktt: hệ số phụ tải, bằng tỉ số giữa công suất thực (hiệu dụng) của máy trên công suất
động cơ lắp đặt. Ktt = 0,8;
- Kdt: hệ số đồng thời,





.
N
.
N
K
i
i
i
dt , trong đó Ni, ti là công suất động cơ thứ i làm
việc trong thời gian ti và t là tổng thời gian hoạt động của hệ thống khử ẩm, Kdt = 1;
- KT : hệ số thải nhiệt. Các động cơ làm việc ở chế độ biến điện năng thành cơ năng
nên lấy KT = 1; bơm có động cơ trong phòng, ống nước ngoài phòng lấy KT = 0,2;
- h : hiệu suất làm việc của động cơ. Theo [6], với tổng công suất động cơ từ 5 đến 10
kW nên h = 0,85;
Vậy nhiệt tỏa ra từ máy móc tính được Q1:
6200
2
,
0
1
85
,
0
1
.
1
.
8
,
0
.
500
1
1
85
,
0
1
.
1
.
8
,
0
.
3000
.
2
Q1 

















 W
1.1.2. Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng, Q2.
Q2 = Ncs , W
Trong đó:
Ncs – tổng công suất chiếu sáng của tất cả các đèn trong phân xưởng, W.
Theo [6], đối với phân xưởng có thể tính công suất chiếu sáng theo tiêu chuẩn chiếu sáng
là 10 - 12 W/m2
.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 38 -
Với phân xưởng kẹo Caramel, theo bản vẽ mặt bằng, diện tích làm việc là 66 m2
, vậy
nhiệt tỏa từ chiếu sáng là:
792
66
.
12
Q2 
 W
1.1.3. Nhiệt tỏa ra từ người, Q3.
Nhiệt tỏa từ người thay đổi theo điều kiện vi khí hậu, cường độ lao động và thể trạng
cũng như giới tính. Theo [6], nhiệt tỏa từ người tính theo biểu thức sau:
Q3 = n.q, W
Trong đó;
q: nhiệt tỏa từ một người, W/người;
n : Số người làm việc trong không gian phân xưởng.
Trong một ca làm việc, số công nhân vận hành là 3 người, đàn ông.
Nhiệt tỏa từ một người, theo bảng 3.1 [6], ta có : q = 170 W/người.
Vậy, nhiệt tỏa từ người:
Q3 = 3. 170 = 510 W
1.1.4. Nhiệt tỏa do mặt trời qua cửa kính, Q4.
Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau:
- Trực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi, khói và mây;
- Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương;
- Thời gian quan sát để tính toán (góc làm bởi trực xạ và mặt kính);
- Kiểu cửa sổ, vật liệu làm cửa sổ, trạng thái đóng hoặc mở cửa;
- Vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng;
- Diện tích kính, độ dày kính và các tính chất khác của kính, ô văng che nắng …
Xác định chính xác nhiệt tỏa do bức xạ là khó, chỉ xác định gần đúng:
Q4 = Isđ.Fk.t1.t2.t3.t4, W
Trong đó:
- Isđ : cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lí, W/m2
;

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 39 -
Do vị trí của phân xưởng, các cửa kính quay theo hướng Nam - Bắc, ở đây đang tính cho
mùa nồm ,từ tháng 1 tới tháng 3 hàng năm, tại Hà Nội, vĩ độ 210
vĩ Bắc nên theo bảng 4.2 [6],
ta có cường độ bức xạ:
333
3
205
350
445
3
I
I
I
I 3
sd
2
sd
1
sd
sd 





 , W
- Fk: diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2
;
Theo bản vẽ mặt bằng ta có diện tích cửa kính bên ngoài:
Fk = 2.1,75.2,3 + 4.0,7.1 = 10,85 m2
t1 : hệ số trong suốt của kính: do trong phân xưởng cửa kính luôn đóng trong quá trình
hoạt động. Cửa kính một lớp nên t1 = 0,9;
t2 : hệ số bám bẩn: cửa kính 1 lớp đặt đứng t2 = 0,8;
t3 : hệ số khúc xạ : cửa kính 1 lớp khung kim loại nên t3 = 0,75 - 0,79. Chọn t3 = 0,75;
t4 : hệ số tán xạ do che nắng: do cửa kính có mái đua nhưng không che phủ được cửa
kính khi có ánh nắng chiếu vào, có cửa chớp, không có sơn, rèm che nên theo [6] ta có:
t4= 0,3;
Vậy, nhiệt tỏa do mặt trời qua kính :
Q4 = 333.10,85.0,9.0,8.0,75.0,3 = 585 W
1.1.5. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che, Q5.
Thành phần này tỏa vào trong phân xưởng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che
nóng lên hơn mức bình thường, gồm nhiệt tỏa cho mái và vách. Theo [6], thành phần qua
vách có thể bỏ qua. Theo như bản vẽ mặt bằng thì phân xưởng này không cần tính nhiệt tỏa
do nằm ở tầng một của tòa nhà hai tầng.
1.1.6. Nhiệt tỏa do rò lọt không khí, Q6.
Nhiệt tỏa do rò lọt không khí được tính theo biểu thức:
Q6 = G7.(IN - IT), W
Trong đó:
- G6: lượng không khí rò lọt vào phân xưởng;

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 40 -
Ở đây tính lượng không khí rò lọt chủ yếu là lượng khí tươi cần phải cung cấp đủ tối
thiểu cho các công nhân làm việc trong phân xưởng theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 – 1992, lượng gió tươi cho một người một giờ đối với
phần lớn các công trình là: L6 = 20 m3
/h.người. Theo thuyết minh, số công nhân làm việc
trong phân xưởng là 3 người/ca, vậy lượng gió tươi cần cấp là:
2
6
6 10
.
2
3600
20
.
3
.
2
,
1
L
.
G 



 ,kg/s
- IN, IT : entanpy không khí ngoài nhà và trong nhà, J/kg;
Tra đồ thị I – d của không khí ẩm tại áp suất khí quyển ta được:
TN = 200
C, fN = 90% : IN = 52,431 kJ/kg;
TT = 250
C, fT = 45%: IT = 46,566 kJ/kg;
Vậy, nhiệt tỏa do rò lọt không khí:
Q6 = G6.(IN – IT) = 2.10-2
.(52,431 – 46,566).103
= 117 W
1.1.7. Nhiệt thẩm thấu qua vách, Q7.
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong nhà
được tính theo biểu thức:
Q7 = ểki.Fi.∆ti, W
Trong đó:
- ki : hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2
K;
- Fi : diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2
;
- ∆ti : hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K.
Với kết cấu của phân xưởng như trong bản vẽ ta có:
∆t1 = tN - tT = 20 - 25 = -50
C;
∆t2 = t2’ - tT = 25 - 25 = 0, với t2’ là nhiệt độ phân xưởng đóng gói bên cạnh;
∆t3 = t3’ - tT = 32 - 25 = 70
C, với t3’ là nhiệt độ phân xưởng nấu bên cạnh;
Diện tích các bề mặt kết cấu bao che theo như bản vẽ ta có:

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 41 -
F1 = 12.4,5 = 54 m2
, trong đó diện tích kính là Fk1 = 10,85 m2
(theo 1.1.4), còn lại là kết
cấu tường bằng gạch xây 200 mm có trát vữa;
F2 = F1 = 54 m2
, trong đó diện tích kính là Fk2 = 12.(4,5 - 1,2) = 39,6 m2
, với diện tích
kính làm vách ngăn với phòng đóng gói là Fk2’ = 0,5.Fk2 = 0,5.39,6 = 19,8 m2
, còn lại là phần
tường bao bằng gạch xây 100 mm có trát vữa;
F3 = F4 = 5,5.4,5 = 24,75 m2
, trong đó F3 là tường bao bằng gạch xây 300 mm có trát
vữa, F4 là vách ngăn bằng kính 5 mm 1 lớp.
Vậy tính được hệ số truyền nhiệt của các kết cấu bao che: theo bảng 3.4 [6], lấy k định
hướng như sau:
kk1 = kk2 = k4 = 6,12 W/m2
.K;
k1 = 1,48 W/m2
.K;
k2 = 2,10 W/m2
.K;
k3 = 1,25 W/m2
.K;
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh nhiệt độ tính được:
Q7 = 1,48.(54-10,85).(-5) + 6,12.10,85.(-5) + (19,8+24,75).6,12.7 + 24,75.1,25.7
= 1473,7 W
1.1.8. Nhiệt thẩm thấu qua nền, Q8.
Biểu thức tính nhiệt thẩm thấu qua nền:
Q8 = ểki.Fi.∆ti, W
Vì nền đặt trực tiếp trên nền đất nên ta có được:
- ∆t = tN - tT = 20 - 25 = -50
C
- Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2 m tính từ ngoài vào trong phòng với hệ
số truyền nhiệt quy ước. Vì phân xưởng có kích thước 12 x 5,5 m nên chỉ được chia làm 3 dải
với các thông số sau:
F1 = 4.(12 + 5,5) = 70 m2
; k1 = 0,47 W/m2
.K;
F2 = F1 - 48 = 70 - 48 = 22 m2
; k2 = 0,23 W/m2
.K;
Vậy nhiệt thẩm thấu qua nền được tính:

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 42 -
Q8 = -5.(0,47.70 + 0,23.22) = -190 W
Từ những tính toán ta có tổng nhiệt thừa của cả hệ thống khử ẩm như sau:
Qt = 

8
1
i
i
Q = 6200 + 792 +510 + 585 + 117 + 1473,7 + (-190) = 9490 W
1.2. Tính ẩm thừa.
1.2.1. Lượng ẩm do công nhân trong phân xưởng tỏa ra,W1.
W1 = n.gn, kg/s
Trong đó:
n: số công nhân làm việc trong phân xưởng, theo trên tính được là 3 người;
gn: lượng ẩm tỏa ra của một người khi làm trong phân xưởng
gn = 295 g/h.người [6].
Vậy, lượng ẩm do người tỏa ra tính được:
4
3
1 10
.
457
,
2
3600
10
.
295
.
3
W 


 kg/s
1.2.2. Lượng ẩm do rò lọt không khí, W2.
W2 = G2.∆d, kg/s
Trong đó:
G2: lượng không khí lọt, theo phần tính nhiệt thừa bên trên ta có L2 = 2.10-2
kg/s;
∆d = dN - dT, kg/kg kk;
dN : độ chứa ẩm của không khí ngoài trời tại thời điểm tính toán
dN = dt= 20,ử=90% = 13,25 g/kg kk
dT : độ chứa ẩm của không khí trong phân xưởng tại thời điểm tính toán
dT = dt=25,ử=45% = 8,91 g/kg kk
Vậy lượng ẩm do rò lọt tính được:
W2 = 2.10-2
.(13,25 - 8,91).10-3
= 8,68.10-5
kg/s
1.2.3. Lượng ẩm do bán thành phẩm tỏa ra, W3.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 43 -
Theo như tính toán, khi chưa lắp đặt hệ thống khử ẩm thì tại độ ẩm không khí là
 3 = 65% đã bắt đầu xảy ra hiện tượng dính ướt kẹo sau khi ra khỏi dây chuyền làm lạnh,
khô. Vậy lượng ẩm thừa của sản phẩm cần phải lấy đi bằng máy khử ẩm là:
W3 = G3.∆d3, kg/s
Trong đó:
G3 : Lượng không khí trong phân xưởng
G3 = V3. =
3600
2
,
1
.
5
,
4
.
5
,
5
.
12 = 0,1 kg/s;
∆d3 = d3 - dT = 11,20 - 8,91 = 2,29 g/kg;
d3: độ chứa ẩm của không khí tại t3 = 230
C ; ử3 = 65%;
dT : Độ chứa ẩm của không khí trong phân xưởng tại thời điểm tính toán;
Vậy lượng ẩm do bán thành phẩm tạo ra tính toán được:
W3 = 0,1. 2,29.10-3
= 2,29.10-4
kg/s
Tổng lượng ẩm thừa của hệ thống khử ẩm là:
Wt = W1 + W2 + W3 = 2,457.10-4
+ 8,68.10-5
+ 2,29.10-4
= 5,615.10-4
kg/s
Độ chênh lệch giữa nhiệt vật lí của ẩm bốc hơi của kẹo với nhiệt thừa Qt, kí hiệu là ∆Q:
∆Q = Qt - W3.Cn.tvl , W
Trong đó:
W3: lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm (kẹo), W3 = 2,29.10-4
kg/s;
Cn = 4,18 kJ/kg.K : nhiệt dung riêng của nước;
tvl = 250
C: nhiệt độ của kẹo trong phân xưởng;
Vậy tính được:
∆Q = 9490 - 2,29.10-4
.4,18.25.103
= 9465 W
Tính tỉ số nhiệt - ẩm thừa:
16857
10
.
615
,
5
465
,
9
W
Q
4
t
t 



 
, kJ/kg
Đồ thị I-d của quá trình khử ẩm:

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 44 -
Chọn không khí sau dàn lạnh có nhiệt độ t0 = 70
C và độ ẩm ử0 = 90%, xác định được
điểm O trên đồ thị I-d.
Không khí sau dàn lạnh được làm nóng đẳng dung ẩm đến trạng thái 1 có nhiệt độ t1 =
180
C và độ ẩm ử1 = 42%.
Quá trình biến đổi không khí trong buồng sấy theo đường hệ số góc tia quá trình ồt =
16857 kJ/kg tới trạng thái 2 có t2 = 250
C và độ ẩm ử2 = 30%.
- Lượng không khí khô cần thiết:
1
2
t
k
d
d
1
.
W
L

 , kg/s
123
,
1
10
).
575
,
5
075
,
6
(
1
.
10
.
615
,
5
L 3
4
k 

 

kg/s
Trong đó:
Wt = 5,615.10-4
kg/s: là lượng ẩm thừa trong phân xưởng tính được ở trên;
d2 = 6,075 g/kg: độ chứa ẩm của không khí tại điểm 2 trên đồ thị I-d;
d1 = 5,575 g/kg: độ chứa ẩm của không khí tại điểm 1 trên đồ thị I-d.
- Lượng không khí tuần hoàn:

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 45 -
L = Lk.(1 + d1) = 1,123.(1 + 5,575.10-3
) = 1,129 kg/s
- Lưu lượng thể tích không khí:
941
,
0
2
,
1
129
,
1
2
,
1
L
V 

 (m3
/s) = 941 l/s
Công suất lạnh cần thiết tối thiểu:
Q’0 = L(I2 - I0) = 1,129.(40,426 - 20,518) = 22,288 kW = 76070 BTu/h
Công suất dàn nóng cần thiết để sấy không khí sau dàn lạnh từ trạng thái O đến trạng thái
1 là:
Q2 = L.(I1 - I0) = 1,129.(32 - 20,518) = 12,963 kW = 44243 BTu/h
II. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT, ẨM CHO CHẾ ĐỘ MÙA HÈ.
2.1. Tính nhiệt thừa.
2.1.1. Nhiệt thừa do máy móc tỏa ra, Q1.
 










 T
dt
tt
dc
1 K
1
1
.
K
.
K
.
N
Q , W
Vậy nhiệt tỏa ra từ máy móc tính như phần trên được Q1:
6200
2
,
0
1
85
,
0
1
.
1
.
8
,
0
.
500
1
1
85
,
0
1
.
1
.
8
,
0
.
3000
.
2
Q1 

















 W
2.1.2. Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng, Q2.
Q2 = Ncs , W
Trong đó:
Ncs – tổng công suất chiếu sáng của tất cả các đèn trong phân xưởng, W.
Theo [6], đối với phân xưởng có thể tính công suất chiếu sáng theo tiêu chuẩn chiếu sáng
là 10 - 12 W/m2
.
Với phân xưởng kẹo Caramel, theo bản vẽ mặt bằng, diện tích làm việc là 66 m2
, vậy
nhiệt tỏa từ chiếu sáng là:
792
66
.
12
Q2 
 W
2.1.3. Nhiệt tỏa ra từ người, Q3.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 46 -
Nhiệt tỏa từ người thay đổi theo điều kiện vi khí hậu, cường độ lao động và thể trạng
cũng như giới tính. Theo [6], nhiệt tỏa từ người tính theo biểu thức sau:
Q3 = n.q, W
Trong đó;
q: nhiệt tỏa từ một người, W/người;
n : Số người làm việc trong không gian phân xưởng.
Trong một ca làm việc, số công nhân vận hành là 3 người, đàn ông.
Nhiệt tỏa từ một người, theo bảng 3.1 [6], ta có : q = 170 W/người.
Vậy, nhiệt tỏa từ người:
Q3 = 3. 170 = 510 W
2.1.4. Nhiệt tỏa do mặt trời qua cửa kính, Q4.
Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua cửa kính phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau:
- Trực xạ hoặc tán xạ bầu trời, sương mù, bụi, khói và mây;
- Cường độ bức xạ mặt trời tại địa phương;
- Thời gian quan sát để tính toán (góc làm bởi trực xạ và mặt kính);
- Kiểu cửa sổ, vật liệu làm cửa sổ, trạng thái đóng hoặc mở cửa;
- Vật liệu làm kính và các lớp phủ chống nắng;
- Diện tích kính, độ dày kính và các tính chất khác của kính, ô văng che nắng …
Xác định chính xác nhiệt tỏa do bức xạ là khó, chỉ xác định gần đúng:
Q4 = Isđ.Fk.t1.t2.t3.t4, W
Trong đó:
- Isđ : cường độ bức xạ mặt trời lên mặt đứng, phụ thuộc hướng địa lí, W/m2
;
Do vị trí của phân xưởng, các cửa kính quay theo hướng Nam - Bắc, ở đây đang tính cho
mùa hè ,từ tháng 4 tới tháng 7 hàng năm, tại Hà Nội, vĩ độ 210
vĩ Bắc nên theo bảng 4.2 [6], ta
có cường độ bức xạ:
57
4
44
44
44
82
4
I
I
I
I
I 7
sd
6
sd
5
sd
4
sd
sd 







 , W

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 47 -
- Fk: diện tích cửa kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2
;
Theo bản vẽ mặt bằng ta có diện tích cửa kính bên ngoài:
Fk = 2.1,75.2,3 + 4.0,7.1 = 10,85 m2
t 1 : hệ số trong suốt của kính: do trong phân xưởng cửa kính luôn đóng trong quá trình
hoạt động. Cửa kính một lớp nên t 1 = 0,9;
t 2 : hệ số bám bẩn: cửa kính 1 lớp đặt đứng t 2 = 0,8;
t 3 : hệ số khúc xạ : cửa kính 1 lớp khung kim loại nên ụ3 = 0,75 - 0,79. Chọn t 3 = 0,75;
t 4 : hệ số tán xạ do che nắng: do cửa kính có mái đua nhưng không che phủ được cửa
kính khi có ánh nắng chiếu vào, có cửa chớp, không có sơn, rèm che nên theo [6] có:t 4= 0,3;
Vậy, nhiệt tỏa do mặt trời qua kính :
Q4 = 57.10,85.0,9.0,8.0,75.0,3 = 100 W
2.1.5. Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua bao che, Q5.
Thành phần này tỏa vào trong phân xưởng do bức xạ mặt trời làm cho kết cấu bao che
nóng lên hơn mức bình thường, gồm nhiệt tỏa cho mái và vách. Theo [6], thành phần qua
vách có thể bỏ qua. Theo như bản vẽ mặt bằng thì phân xưởng này không cần tính nhiệt tỏa
do nằm ở tầng một của tòa nhà hai tầng.
2.1.6. Nhiệt tỏa do rò lọt không khí, Q6.
Nhiệt tỏa do rò lọt không khí được tính theo biểu thức:
Q6 = G7.(IN - IT), W
Trong đó:
- G6: lượng không khí rò lọt vào phân xưởng;
Ở đây tính lượng không khí rò lọt chủ yếu là lượng khí tươi cần phải cung cấp đủ tối
thiểu cho các công nhân làm việc trong phân xưởng theo tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành.
Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5687 - 1992, lượng gió tươi cho một người một giờ đối với
phần lớn các công trình là: L6 = 20 m3
/h.người. Theo thuyết minh, số công nhân làm việc
trong phân xưởng là 3 người/ca, vậy lượng gió tươi cần cấp là:
2
6
6 10
.
2
3600
20
.
3
.
2
,
1
L
.
G 



 ,kg/s

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 48 -
- IN, IT : entanpy không khí ngoài nhà và trong nhà, J/kg;
Tra đồ thị I – d của không khí ẩm tại áp suất khí quyển ta được:
TN = 41,60
C, fN = 83% : IN = 146,57 kJ/kg;
TT = 250
C, fT = 45%: IT = 46,566 kJ/kg;
Vậy, nhiệt tỏa do rò lọt không khí:
Q6 = G6.(IN – IT) = 2.10-2
.(146,57 – 46,566).103
= 2000 W
2.1.7. Nhiệt thẩm thấu qua vách, Q7.
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngoài và bên trong nhà
được tính theo biểu thức:
Q7 = ểki.Fi.∆ti, W
Trong đó:
- ki : hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2
K;
- Fi : diện tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2
;
- ∆ti : hiệu nhiệt độ trong và ngoài nhà của kết cấu bao che thứ i, K.
Với kết cấu của phân xưởng như trong bản vẽ ta có:
∆t1 = tN - tT = 41,6 - 25 = -16,60
C;
∆t2 = t2’ - tT = 25 - 25 = 0, với t2’ là nhiệt độ phân xưởng đóng gói bên cạnh;
∆t3 = t3’ - tT = 35 - 25 = 100
C, với t3’ là nhiệt độ phân xưởng nấu bên cạnh;
Diện tích các bề mặt kết cấu bao che theo như bản vẽ ta có:
F1 = 12.4,5 = 54 m2
, trong đó diện tích kính là Fk1 = 10,85 m2
(theo 1.1.4), còn lại là kết
cấu tường bằng gạch xây 200 mm có trát vữa;
F2 = F1 = 54 m2
, trong đó diện tích kính là Fk2 = 12.(4,5 - 1,2) = 39,6 m2
, với diện tích
kính làm vách ngăn với phòng đóng gói là Fk2’ = 0,5.Fk2 = 0,5.39,6 = 19,8 m2
, còn lại là phần
tường bao bằng gạch xây 100 mm có trát vữa;
F3 = F4 = 5,5.4,5 = 24,75 m2
, trong đó F3 là tường bao bằng gạch xây 300 mm có trát
vữa, F4 là vách ngăn bằng kính 5 mm 1 lớp.

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 49 -
Vậy tính được hệ số truyền nhiệt của các kết cấu bao che: theo bảng 3.4 [6], lấy k định
hướng như sau:
kk1 = kk2 = k4 = 6,12 W/m2
.K;
k1 = 1,48 W/m2
.K;
k2 = 2,10 W/m2
.K;
k3 = 1,25 W/m2
.K;
Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh nhiệt độ tính được:
Q7 = 1,48.(54-10,85).(16,6) + 6,12.10,85.(16,6) + (19,8+24,75).6,12.10 + 24,75.1,25.10
= 5200 W
2.1.8. Nhiệt thẩm thấu qua nền, Q8.
Biểu thức tính nhiệt thẩm thấu qua nền:
Q8 = ểki.Fi.∆ti, W
Vì nền đặt trực tiếp trên nền đất nên ta có được:
- ∆t = tN - tT = 41,6 - 25 = 16,60
C
- Áp dụng phương pháp tính theo dải nền rộng 2 m tính từ ngoài vào trong phòng với hệ
số truyền nhiệt quy ước [6]. Vì phân xưởng có kích thước 12 x 5,5 m nên chỉ được chia làm 3
dải với các thông số sau:
F1 = 4.(12 + 5,5) = 70 m2
; k1 = 0,47 W/m2
.K;
F2 = F1 - 48 = 70 - 48 = 22 m2
; k2 = 0,23 W/m2
.K;
Vậy nhiệt thẩm thấu qua nền được tính:
Q8 = 16,6.(0,47.70 + 0,23.22) = 630 W
Từ những tính toán ta có tổng nhiệt thừa của cả hệ thống khử ẩm như sau:
Qt = 

8
1
i
i
Q = 6200 + 792 +510 + 100 + 2000 + 5200 + 630 = 15432 W
2.2. Tính ẩm thừa.
2.2.1. Lượng ẩm do công nhân trong phân xưởng tỏa ra,W1.
W1 = n.gn, kg/s

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 50 -
Trong đó:
n: số công nhân làm việc trong phân xưởng, theo trên tính được là 3 người;
gn: lượng ẩm tỏa ra của một người khi làm trong phân xưởng
gn = 295 g/h.người [6].
Vậy, lượng ẩm do người tỏa ra tính được:
4
3
1 10
.
457
,
2
3600
10
.
295
.
3
W 


 kg/s
2.2.2. Lượng ẩm do rò lọt không khí, W2.
W2 = G2.∆d, kg/s
Trong đó:
G2: lượng không khí lọt, theo phần tính nhiệt thừa bên trên ta có L2 = 2.10-2
kg/s;
∆d = dN - dT, kg/kg kk;
dN : độ chứa ẩm của không khí ngoài trời tại thời điểm tính toán
dN = dt= 41,6,ử=83% = 43,68 g/kg kk
dT : độ chứa ẩm của không khí trong phân xưởng tại thời điểm tính toán
dT = dt=25,ử=45% = 8,91 g/kg kk
Vậy lượng ẩm do rò lọt tính được:
W2 = 2.10-2
.(43,68 - 8,91).10-3
= 6,95.10-4
kg/s
2.2.3. Lượng ẩm do bán thành phẩm tỏa ra, W3.
W3 = G3.∆d3, kg/s
Lượng ẩm do bán thành phẩm tạo ra tính toán như phần trên được:
W3 = 0,1. 2,29.10-3
= 2,29.10-4
kg/s
Tổng lượng ẩm thừa của hệ thống khử ẩm là:
Wt = W1 + W2 + W3 = 2,457.10-4
+ 6,95.10-4
+ 2,29.10-4
= 1,17.10-3
kg/s
Độ chênh lệch giữa nhiệt vật lí của ẩm bốc hơi của kẹo với nhiệt thừa Qt, kí hiệu là ∆Q:
∆Q = Qt - W3.Cn.tvl , W

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 51 -
Trong đó:
W3: lượng ẩm bay hơi từ bán thành phẩm (kẹo), W3 = 2,29.10-4
kg/s;
Cn = 4,18 kJ/kg.K : nhiệt dung riêng của nước;
tvl = 250
C: nhiệt độ của kẹo trong phân xưởng;
Vậy tính được:
∆Q = 15432 - 2,29.10-4
.4,18.25.103
= 15400 W
Tính tỉ số nhiệt - ẩm thừa:
13162
10
.
17
,
1
4
,
15
W
Q
3
t
t 



 
, kJ/kg
Đồ thị I-d của quá trình khử ẩm của máy khử ẩm:
Chọn không khí sau dàn lạnh có nhiệt độ t0 = 60
C và độ ẩm ử0 = 90%, xác định được
điểm O trên đồ thị I-d.
Không khí sau dàn lạnh được làm nóng đẳng dung ẩm đến trạng thái 1 có nhiệt độ t1 =
180
C và độ ẩm ử1 = 40%.
Quá trình biến đổi không khí trong buồng sấy theo đường hệ số góc tia quá trình ồt =
13162 kJ/kg trạng thái 2 có t2 = 250
C và độ ẩm ử2 = 30%.
- Lượng không khí khô cần thiết:

Nguyễn Phạm Song Thương Trang thiết bị Lạnh & Nhiệt - K43
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống khử ẩm
- 52 -
1
2
t
k
d
d
1
.
W
L

 , kg/s
73
,
1
10
).
208
,
5
875
,
5
(
1
.
10
.
17
,
1
L 3
3
k 

 

kg/s
Trong đó:
Wt = 1,17.10-3
kg/s: là lượng ẩm thừa trong phân xưởng tính được ở trên;
d2 = 5,875 g/kg: độ chứa ẩm của không khí tại điểm 2 trên đồ thị I-d;
d1 = 5,208 g/kg: độ chứa ẩm của không khí tại điểm 1 trên đồ thị I-d.
- Lượng không khí tuần hoàn:
L = Lk.(1 + d1) = 1,73.(1 + 5,208.10-3
) = 1,74 kg/s
- Lưu lượng thể tích không khí:
45
,
1
2
,
1
74
,
1
2
,
1
L
V 

 (m3
/s) = 1450 l/s
Công suất lạnh cần thiết tối thiểu:
Q’0 = L(I2 - I0) = 1,74.(39,325 - 18,852) = 35,67 kW  121744 Btu/h
Công suất dàn nóng cần thiết để sấy không khí sau dàn lạnh từ trạng thái O đến trạng thái
1 là:
Q2 = L.(I1 - I0) = 1,74.(31 - 18,875) = 20,59 kW  70,276 Btu/h
III. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT, ẨM CHO CHẾ ĐỘ MÙA ĐÔNG.
3.1. Tính nhiệt thừa.
3.1.1. Nhiệt thừa do máy móc tỏa ra, Q1.
 










 T
dt
tt
dc
1 K
1
1
.
K
.
K
.
N
Q , W
Vậy nhiệt tỏa ra từ máy móc tính được như trên, Q1:
6200
2
,
0
1
85
,
0
1
.
1
.
8
,
0
.
500
1
1
85
,
0
1
.
1
.
8
,
0
.
3000
.
2
Q1 

















 W
3.1.2. Nhiệt tỏa ra từ đèn chiếu sáng, Q2.