Xem mẫu
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
THIẾT KẾ KHO LẠNH
ĐỀ: Tính toán thiết kế hệ thống trữ đôngcho nhà máy thủy hải
sản:
- Sản phẩm là cá.
- Công suất E=900T/mẻ.
- Nhiệt độ buồng =-20°C.
- Môi chất R22.
- Địa điểm Thành phố Hồ Chí Minh
Vẽ sơ đồ hệ thống lạnh và tính toán.
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
1
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ THỂ TÍCH VÀ MẶT
BẰNG KHO LẠNH.
1/Quy hoạch mặt bằng kho lạnh:
1.1/Yêu cầuu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh 1 tầng:
- Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ. Sản
phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau. Các cửa ra buồng chứa phải
quay ra hành lang. Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm
theo dây chuyề không được đi ngược.
- Quy hoạch phải đạt chi phí dầu tư là bé nhất. Cần phải sử dụng
rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn, giảm đến mức thấp nhất các diện tích
phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi. Giảm công suất thiết bị đến mức
thấp nhất.
- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ
tiền.
- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo lối đi và đường vận
chuyển thuận lợi cho vịec bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.
- Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn
nhất 12m, thường lấy 12,24,36,48,60,72m.
- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn. Điều
này đặc biệt quan trọng đối với kho lạnh 1 tầng vì phải đảm bảo luôn
luôn đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị về hệ thống, do đó phải
chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dưới lên.
- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kĩ thuật an toàn phòng cháy chữa
cháy.
- Khi quy hoạch cũng cần tính toán đến khả năng phải mở rộng kho
lạnh.
1.2/ Nguồn nước .
Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ là rất lớnnê ngay từ khi xây dựng
phải đặc biệt chú ý đến nguồn nước. Ở đây ta sử dụng nước giếng
khoan, và trước khi vận hành phải bơm thử giếng khoan, xác định trữ
lượng và chất lượng nước.
1.3 /Nguồn điện.
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
2
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Quan trọng tương tự là việc cấp điện đến công trình, giá điện và giá
xây lắp công trình. Phải chú ý làm sao giảm tiêu tốn điện năng đến mức
thấp nhất.
1.4 /Nơi bốc xếp.
Trước sân phải chú ý thiết kế cho việc bốc dỡ hàng với số lượng cao
nhất. Đồng thơi đảm bảo đến các mặt hàng kho lạnh không ảnh hưởng
đến thời gian bốc xếp. Dọc theo chiều dài kho cần bố trí hiên tàu hỏa.
Nếu kho lạnh gần bến cảng phải bố trí thêm cầu cảng của kho để có
thể bốc xếp trực tiếp sản phẩm từ tầu vào kho tránh phải dùng phương
tiện vận chuyển trung gian.
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
3
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Chương 2: Cấu Trúc Xây Dựng Và Cách
Nhiệt Kho Lạnh.
Nhiệm vụ thiết kế
Từ bảng 1-1[HDTTHTL -Nguyễn Đức Lợi 2005]ta có nhiệt độ và
độ ẩm Thành phố
Mùa hè: 37,3 oC; ϕ =74%
Mùa đông:17,4 oC; ϕ =74%
Nhiệt độ trung bình cả năm: t tb =27oC
2.1/Hệ thống trữ đông tôm:
Công suất E= 500tấn/mẻ
Nhiệt độ bảo quản sản phẩm t2 =-20 oC
2.2/Kích thước phòng trữ đông:
Kho Lạnh Trữ Đông:
Sản phẩm sau khi cấp đông trải qua quá trình mạ băng và đóng gói
sản phẩm, nhiệt độ trung bình của sản phẩm sẽ bị thay đổi. Do đó
cần qua thiết bị cấp đông bổ sung làm cho nhiệt độ trung bình c ủa
sản phẩm đạt được -20oC. Sau đó sản phẩm được đưa vào kho trữ
đông để bảo quản được lâu dài.
Việc tính toán và thiết kế hệ thống trữ đông đóng vai trò quan
trọng trong dây chuyền chế biến và đông lạnh thuỷ sản. Quá trình
bảo quản thực phẩm làm cho thực phẩm kéo dài hạn sử dụng và
giúp cho quá trình điều phối sản phẩm một cách liên tục và b ảo
đảm trong từng thời kỳ khác nhau.
1/Tải trọng sản phẩm:
Tiêu chuẩn xếp sản phẩm ở phòng bảo quản [Phụ Lục 3 - Công
Nghệ Lạnh Thuỷ Sản - Nguyễn Đức Ba - Nguyễn Văn Tài] ta có
tải trọng của sản phẩm:
g v = 0, 7 [tấn/m3]
2/Thể tích chất tải kho lạnh (V):
Từ (2-1) trang 55- [HTMVTBL]
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
4
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
E 500
Vct = = = 714.285 ( m3 ) 714 ( m3 )
g v 0, 7
Trong đó: E là dung tích chất tải kho lạnh [tấn]
3/Diện tích chất tải Fct: [m2]
Kho trữ đông được lắp ghép từ những tấm panel tiêu chuẩn:
Kho trữ đông một tầng và việc lựa chọn chiều cao chất t ải ph ụ
thuộc vào bề dày cách nhiệt và không gian lắp đặt cánh h ướng gió
để tuần hoàn không khí lạnh nên ta chọn chiều cao kho lạnh là h =
6m và chiều cao chất tải là hct = 5m.
Như vậy diện tích chất tải là:
Từ (2-2) trang 57-[HTMVTBL]
Vct 714
Fct = = = 142,8 ( m 2 ) 142 ( m 2 )
hct 5
4/Diện tích cần xây dựng FXD: [m2]
Vì tính đến đường đi, khoảng hở giữa các lô hàng ...nên diện tích
kho lạnh thực tế phải lớn hơn diện tích chất tải.
Từ (2-3) trang 58-[HTMVTBL]
FXD =
Fct
βT
[m ]
2
Trong đó: β T hệ số sử dụng diện tích. Tra bảng 2.4-[HDTKHTL]
ta được: βT = 0.75
Như vậy:
Fct 142
FXD = = = 190 ( m 2 )
βT 0.75
Ta chọn bước cột là : f = 6 12 = 72m 2
FXD 190
Số buồng lạnh cần xây dựng : z = f = 72 = 2, 64
Chọn z = 3
Vậy diện tích cần xây dựng là : 3 72 = 216 ( m )
2
Do việc sản xuất panel theo một dạng tiêu chuẩn nên ta chọn diện
tích kho lạnh là chiều dài x chiều rộng : ( 18 12 ) m
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
5
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Chương 3: Tính Toán Cách Nhiệt Cách Ẩm
3.1/Cách nhiệt cách ẩm kho trữ đông:
1/Tính cách nhiệt tường kho lạnh:
Số thứ Tên vật liệu Bề dày( δ ),m Hệ số dẫn nhiệt( λ
tự )
1 Lớp vữa xi măng δ 1 = 0,02 λ1 = 1,4
2 Lớp gạch đỏ δ 2 = 0,2 1,4
3 Lớp cách ẩm δ3 0,02
4 Lớp cách nhiệt polystyrol δ 4 = 0,005 0,18
5 Lớp vữa trát khô.sơ gỗ δ 5 = 0,2 1,4
Từ (3-1)-[Trang 85-HDTKHTL]ta có:
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
6
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
1
k=
1 n
δ δ 1
+ ∑ i + cn +
α 1 i =1 λi λcn α 2
1 1 n
δ 1
⇒ δ cn = λcn − + ∑ i +
k α1 i =1 λi α 2
Trong đó:
δ cn :độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt; m
λcn :hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt polystyrol.
K :hệ số truyền nhiệt; Hệ số truyền nhiệt k phụ thuộc vào
nhiệt của kho
lạnh, nhiệt độ của kho lạnh là -20oC nên theo bảng 3-3
[ HDTKHTL]ta chọn k = 0,21.
α 1 :hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách
nhiệt.
W
Từ bảng 3-7(Trang 86-HDTKHTL) ta có α 1 = 23,3
m2K
α 2 :hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh.
W
Từ bảng 3-7(Trang 86-HDTKHTL) ta có α 2 = 8 2
m K
δ i , λi bề dày và hệ số dẫn nhiệt của tấm panel thứ i.
Như vậy:
�1 �1 �
0, 02 0,38 0, 004 0, 02 1 �
δ cn = 0, 047 � − � +2 + + + + � = 0,1865m ; 0, 2m
�
� 21 �
0, 23,3 0.88 0,82 0,18 0, 21 8 � �
Chọn chiều dày cách nhiệt là 200mm.
Hệ số truyền nhiệt thực tế của vách :
1 1 W
kt = = = 0, 2 2
1 n
δ i δ cn 1 1 0, 2 0, 02 0,38 0, 004 0, 02 1 m K
+ + + + +2 + + + +
α1 i =1 λi λcn α 2 23,3 0, 047 0,88 0,82 0,18 0, 21 8
W
� Kt = 0, 2( 2 )
m K
Kiểm tra động sương cho tường kho lạnh:
Khi nhiệt độ bên ngoài nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương của
không khí thì bề mặt ngoài của vách sẽ bị đọng sương . Để
tránh hiện tượng đọng sương bên ngoài vách thì nhiệt độ bên
ngoài vách phải thoả mãn điều kiện sau: t s < t w1 . Trong đó tw1 là
nhiệt độ bề mặt ngoài của vách. Hay ta có:
t1 − t s
k < 0,95α 1 = ks
t1 − t 2
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
7
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Trong đó:
t1 , t 2 :nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong buồng lạnh.
t s :nhiệt độ điểm sương của không khí bên ngoài ứng với nhiệt
độ t1 và độ ẩm ư1.
Nhiệt độ và độ ẩm tháng nóng nhất của Thành Phố HCM là
37,3oC; 74%. Tra dồ thị I-d không khí ẩm ta xác định được
nhiệt độ điểm sương của không khí là:31oC.
37,3 − 31 W
k s = 0,95.23,3 = 2, 43 2
37,3 − ( −20 ) m K
Như vậy ta có k t < k s nên vách ngoài kho lạnh không bị đọng
sương.
**Kiểm tra đọng ẩm cho cơ cấu cách nhiệt :
Ta có mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt :
W
q = k ∆t = k ( t1 − t2 ) = 0, 2 ( 37,3 + 20 ) = 11, 46
m2
Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách :
q = α1 (t f1 − t1 )
q 11, 46
t1 = t f 1 − = 37,3 − = 36,8o C
α1 23,3
δ1 0, 02
Vậy : t2 = t1 − q λ = 36,8 − 11, 46 0,88 = 36.54 C
o
1
δ 0,38
t3 = t2 − q 2 = 36,54 − 11, 46 = 31.23o C
λ2 0,82
δ 0, 02
t4 = t3 − q 3 = 31, 23 − 11, 46 = 30.97 o C
λ3 0,88
δ 0, 004
t5 = t4 − q 4 = 30.97 − 11, 46 = 30, 7o C
λ4 0,18
δ 0, 2
t6 = t5 − q 5 = 30, 7 − 11, 46 = −18.1o C
λ5 0, 047
δ 0, 02
t7 = t6 − q 6 = − 18,1 − 11, 46 = − 19,1o C
λ6 0, 21
q 11, 46
t f 2 = t7 − = −19,1 − = −20o C
α2 8
2/tính cách nhiệt cho mái kho lạnh :
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
8
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Số thứ Tên vật liệu Bề dày( δ ),m Hệ số dẫn
tự nhiệt( λ )
1 Lớp phủ đồng thời là lớp cách δ1 = 0, 015 λ1 = 0.3
ẩm bằng VLXD và bitum
2 Lớp bê tông rằng có cốt pha δ 2 = 0, 05 1,5
3 Lớp cách nhiệt điền đầy :VL δ 3 = ? 0,09
chịu lửa xốp
4 Lớp cách ẩm bitum dầu lửa δ 4 = 0, 004 0,18
5 Lớp bê tông cốt thép chịu lực δ 5 = 0, 25 1,5
Vì mái bằng và tb = −20 C .Từ bảng 3-3 (HDTKHTL) ta
o
có:K=0.2
Từ bảng 3-7 ta có : α1 = 23,3 ; α 2 = 7
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
9
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
1
k=
1 n
δ i δ cn 1
+ + +
α1 i =1 λi λcn α 2
� �
1 1 n
δi 1 � �
� δ cn = λcn � − � + + � �
� � 1 i =1 λi α 2 �
k α �
�1 � 1 �
0, 015 0, 05 0, 004 0, 25 1 �
= 0, 09 � − � + + + + + � = 0.4m
�
�0.2 � 23,3 0,3 1,5 0,18 1,5 7 �
�
W W
Với δ = 0, 4m Tính lại K = 0,156 2
< K s = 2, 43 2
mk mk
Vậy mái không bị đọng sương.
3/Tính cách nhiệt, cách ẩm nền kho lạnh:
Do nhiệt độ trong buồng là -20 oC nên nền dễ bị đóng băng do dó ta
chọn nền có sưởi.
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
10
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
♦ Cấu tạo nền kho lạnh:
Số thứ Tên vật liệu Bề dày( δ ),m Hệ số dẫn
tự nhiệt( λ )
1 Nền nhẵn bằng các tấm bê δ1 = 0, 05 λ1 = 1,5
tông lát
2 Lớp bêtông δ 2 = 0,15 1,5
3 Lớp cách nhiệt sỏi và đất sét δ3 = ? 0,2
xốp
4 Lớp bê tông có sưới điện δ 4 = 0,12 1.4
5 Lớp cách ẩm
6 Lớp bê tông đá dăm làm nền
đất
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
11
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Tính bề dày lớp cách nhiệt δ 3 :
Khi tính toán nền có sưởi ta chỉ cần tính lớp phía trên có sưởi.
W
Từ (3-6) và (3-7) [HDTKHTL]: K = 0.21 ; α1 = 0; α 2 = 9
m2k
1 n δ 1
δ 3 = λ3 − ∑ i +
λ α
k i =1 i 2
Hay:
�1 � 05 0,15 1 �
0, �
δ 3 = 0, 2 � − � + + � = 0,9035 [ m]
�
� 21 �1,5
0, 1,5 9 �
�
(Vì nền có sưởi điện nên ta chỉ tính các lớp phái trên lớp có sưởi)
Vậy chiều dày lớp cách nhiệt có thể chọn 1000mm.
Hệ số truyền nhiệt thực của nền :
1 1 �W �
kt = = = 0, 2 � 2 �
n
δi δ3 1 0, 05 0,15 1 0,12 1 � K�
m
+ + + + + +
i =1 λi λ3 α 2 1,5 1,5 0, 2 1, 4 9
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
12
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Chương 4: Tính Toán Cân Bằng Nhiệt
4.1/Tính nhiệt kho trữ đông:
Tính nhiệt kho lạnh:
Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên
ngoài đi vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh
phải có đủ công suất để thải nó lại môi trường nóng, đảm bảo cho sự
chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên
ngoài.
Mục đích của việc tính toán nhiệt này là để xác định năng suất
lạnh của máy nén lạnh cần lắp đặt.
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức
sau:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 [W ]
Trong đó:
Q1 là dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh;
Q2 là dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý;
Q3 là dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng
lạnh;
Q4 là dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh;
Q5 là dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm hô hấp;
1.1/Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh Q1:
Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn
thất qua tường bao che, trần và nền,do sự chênh lệch nhiệt độ giữa
môi trường bên ngoài và bên trong cộng với các dòng nhiệt tổn thất
do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần.
Q1 = Q11 + Q12
Trong đó:
Q11 là dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch
nhiệt độ.
Q12 là dòng nhiệt qua tường bao và trần do bức xạ mặt trời.
Như vậy:
Q11 = Q11 + Q11 + Q11
1 2 3
Trong đó:
Q11 là dòng nhiệt qua vách tường bao kho lạnh;
1
Q11 là dòng nhiệt qua trần kho lạnh;
2
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
13
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Q11 là dòng nhiệt qua nền kho lạnh.
3
1.2/Dòng nhiệt qua vách tường bao kho lạnh:
Q11 = k t .F .( t1 − t 2 )
1
[W ]
Trong đó:
�W �
kt = 0, 2 � 2 � là hệ số truyền nhiệt thực tế của vách kho lạnh.
� K�
m
F = 2 ( 6 15 ) + 2 ( 24 6 ) = 468 � 2 �là diện tích tường kho lạnh.
m
� �
t1 = 370 C là nhiệt độ trung bình tháng nóng nh ất ở Thành Ph ố
HCM.
t2 = −200 C là nhiệt độ bên trong kho lạnh.
Do đó:
Q11 = kt .F . ( t1 − t2 ) = 0, 2 468 ( 37 − ( −20 ) ) = 5335.2
1
[W ]
1.3/Dòng nhiệt qua trần kho lạnh:
Q11 = k t .F .( t1 − t 2 )
2
[W ]
Trong đó:
�W �
kt = 0,156 � 2 � là hệ số truyền nhiệt thực tế của trần kho
� K�
m
lạnh.
F = 24 15 = 360 � 2 �là diện tích trần kho lạnh.
m
� �
t1 = 370 C là nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất ở HCM
t2 = −200 C là nhiệt độ bên trong kho lạnh.
Do đó:
Q11 = kt .F . ( t1 − t2 ) = 0,156 360
2
( 37 − ( −20 ) ) = 3201,12 [ W ]
1.4/Dòng nhiệt qua nền kho lạnh:
Do nền kho lạnh được sưởi nên dòng nhiệt qua n ền kho l ạnh
đựơc tính theo công thức sau:
Q11 = k t .F ( t n − t 2 )
3
Trong đó:
�W �
kt = 0, 2 � 2 � là hệ số truyền nhiệt thực tế của nền kho
� K�
m
lạnh.
F = 360 � 2 �là diện tích nền kho lạnh
m
� �
tn = 400 C là nhiệt độ trung bình của nền kho lạnh khi có sưởi.
Do đó:
Q11 = kt .F ( tn − t2 ) = 0, 2 360 ( 40 − ( −20 ) ) = 4320
3
[W ]
Q11 = Q11 + Q11 + Q11 = 5335, 2 + 3201,12 + 4320 = 12856,32
1 2 3
[W ]
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
14
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Tính Q12 :
Dòng nhiệt bức xạ mặt trời qua tường bao Q12 = K .F .∆t
1
w
k = 0, 2 ; F = 6 15 = 90m 2
m2 k
Chọn kho lạnh được xây dựng ở hướng đông vữax thấm màu . Tra
bảng4-1(HDTKHTL) .Chọn ∆t = 10 C Q12 = 0, 2 90 10 = 180 ( w )
o 1
�W �
Dòng nhiệt bức xạ qua trần : kt = 0,156 � 2 �F = 24 15 = 360 � �
; m2
� �
�m K�
Trần màu xám : ∆t = 19o C trang 79 sách HDTKHTL .
Q12 = 0,165 360 19 = 1128, 6 ( w )
2
Q12 = 1128, 6 + 180 = 1308, 6 ( w )
Vậy Q1 = Q11 + Q12 = 12856,32 + 1308, 6 = 14164.92 ( w )
2/Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý Q2:
Q2 = Q 2 + Q2
1 2
[W ]
Trong đó:
Q2 là dòng nhiệt do sản phẩm toả ra.
1
Q22 là dòng nhiệt do bao bì toả ra.
2.1/Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra:
1000
Q2 = M ( h1 − h2 ).
1
[W ]
24 x3600
Trong đó:
M = (0, 027 0, 035) E = 0.03 900 = 27 ( T / 24h ) là khối lượng hàng
nhập kho bảo quản trong một ngày đêm, tấn/ngày đêm.(bảng 4-
9 HDTKHTL)
1000/(24x3600) là hệ số chuyển đổi từ tấn/ngày đêm ra kg/s
h1, h2 là entanpyl của nhiệt độ vào và ở nhiệt độ bảo quản, J/kg
Ta chọn nhiệt độ nhập vào buồng là :-8 oC .Nhiệt độ sản phẩm
xuất ra khỏi buồng = với nhiệt độ trong buồng là -20 oC.Tra bảng 4-2
sách HDTKHTL .ta có
h1 = 43.5 ( kj / kg ) ; h2 = 0
Như vậy:
1000 1000
Q2 = M ( h1 − h2 ) .
1
= 27 ( 43,5 − 0 ) 103. = 13600 [ W ]
24 3600 24 3600
2.2/Dòng nhiệt do bao bì toả ra:
Dòng nhiệt toả ra từ bao bì:
1000
Q2 = M b .C b .( t1 − t 2 ).
2
[W ]
24 x3600
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
15
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Mb là khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm, tấn/ngày đêm
M b = 20% E = 0, 2 900 = 180 tấn/ngày đêm.
Cb là nhiệt dung riêng của bao bì.
�J �
Chọn bao bì là bìa cactông nên Cb = 450 � �
� .K �
kg
t1, t2 là nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh bao bì;
t1 = 8; t2 = −200 C
Như vậy:
1000 1000
Q2 = M b .Cb . ( t1 − t2 ) .
2
= 450 ( 8 − ( −20 ) ) = 26250 [W ]
24 3600 24 3600
Vậy dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý:
Q2 = Q2 + Q22 = 26250 + 13600 = 39850
1
[W ]
3/Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh Q3:
Vì sản phẩm bảo quản là tôm nên không cần thông gió vì vậy Q 3 =
0.
4/Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Q4:
Q4 = Q 4 + Q 4 + Q4 + Q4 + Q4
1 2 3 4 5
[W ]
Trong đó:
4.1/Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q4 :
1
Q4 = A.F
1
[W ]
Với F = 24 15 = 360 � � diện tích của buồng,
2
m là
� �
W
A = 1,2 2 là nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích
m
buồng.
Như vậy:
Q4 = A.F = 1, 2 360 = 432
1
[W ]
4.2/Dòng nhiệt do người toả ra Q42 :
Q4 = 350.n
2
[W ]
Diện tích phòng 360m nên ta chọn 4 người làm trong phòng.[Trang
2
86- HDTKHTL]
Như vậy:
Q4 = 350.n = 350 4 = 1400
2
[W ]
4.3/Dòng nhiệt do các động cơ điện Q43 :
Q4 = 1000.N
3
[W ]
N là công suất động cơ điện. Lấy theo giá trị định h ướng[Trang 87
- HDTKHTL] ta có:
N =4 [ kW ]
Như vậy:
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
16
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Q4 = 1000.N = 1000 x 4 = 4000 [W ]
3
4.4/Dòng nhiệt khi mở cửa Q44 :
Q4 = B.F [W ]
4
Với B = 8; F = 360m2 là dòng nhiệt riêng khi mở cửa;[Bảng 4-4
-HDTKHTL].
Như vậy:
Q4 = B.F = 360 8 = 2880
4
[W ]
Q4 = 432 + 1400 + 4000 + 2880 = 8712 ( W )
5/Dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm hô hấp Q5:
Do sản phẩm là tôm nên Q5 = 0.
Vậy dòng nhiệt tổn thất ở kho trữ đông là:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 = 14164.92 + 39850 + 8712 = 62726,9 ( W )
6/Phụ tải nhiệt thiết bị:
Tải nhiệt cho thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán diện tích b ề
mặt trao đổi nhiệt thiết bị bay hơi. Công suất giải nhiệt yêu cầu
của thiết bị bao giờ cũng phải lớn hơn công suất máy nén, ph ải có
hệ số dự trữ nhằm tránh những biến động có th ể xảy ra trong quá
trình vận hành.
Vì thế tải nhiệt cho thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả các tổn
thất nhiệt:
Q0 = Q = 62726,9
TB
[W ]
7/Phụ tải nhiệt cho máy nén:
Do các tổn thất nhiệt trong kho lạnh không đồng thời xảy ra nên
công suất nhiệt yêu cầu thực tế sẽ nhỏ hơn tổng các tổn th ất
nhiệt. Để tránh lựa chọn máy nén có công suất lạnh quá lớn, t ải
nhiệt của máy nén được tính theo "Tiêu chuẩn thiết kế kho lạnh"
như sau:
90 75
QMN = 90%Q1 + 100%Q2 + 75%Q4 = 14165 + 39850 + 8712 = 59132.5 [W ]
100 100
(Theo sách HDTKHTL trang 90-91)
Năng suất lạnh cho máy nén:
k .∑ QMN
Q0 = [W ]
b
Trong đó:
b = 0,9 là hệ số thời gian làm việc của kho lạnh [Trang 92 –
HDTKHTL]
k :là hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của
hệ thống lạnh:
k =1,07 [trang 92 sách HDTKHTL ]
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
17
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
Như vậy:
k. QMN 1, 07 59132,5
Q0 = = = 70300 [ W ] = 70,3[ KW ]
b 0,9
Chương 5: Tính Chu Trình Và Chọn Máy Nén
5.1/Tính toán chu trình lạnh và chọn máy
nén cho hệ thống trữ đông .
Môi chất sử dụng là R22.
I . Choïn phöông phaùp laøm laïnh .
Coù nhieàu phöông phaùp laøm laïnh buoàng vaø xöû
lyù saûn phaåm , ñoái vôùi phoøng laøm ñoâng, ñeå hôïp
lyù nhaát ta choïn phöông phaùp laøm laïnh tröïc tieáp ,
töùc laø laøm laïnh buoàng laïnh baèng daøn bay hôi ñaët
tröïc tieáp trong daøn laïnh . Moâi chaát laïnh loûng soâi thu
nhieät cuûa moâi tröôøng caàn laøm laïnh ñeå haï nhieät
ñoä cuûa moâi tröôøng caàn laøm laïnh xuoáng nhieät ñoä
yeâu caàu . Ñeå giaûm aûnh höôûng ñeán saûn phaåm khi
laøm laïnh ta choïn daøn bay hôi laø loaïi daøn ñoái löu
khoâng khí töï nhieân.
* Caùc öu nhöôïc ñieåm cuûa heä thoáng laøm laïnh tröïc tieáp .
a . Öu ñieåm.
- Thieátbò ñôngiaûnvì khoângcaànvoøngtuaànhoaønphuï .
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
18
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
- Tuoåi thoï cao vì khoângphaûi tieápxuùcvôùi chaáttaûi laïnh gaâyaên
moøn,hanræ.
- Toånthaátnaênglöôïngnhoû.
- Toån hao laïnh khi khôûi ñoäng nhoû ,ngh la ølaøm laïnh tröïc tieáp
ĩa
thôøi gian töø khi môû maùy ñeán luùc nhieät ñoä ñaït yeâu caàu nhanh
hôn.
- Coù theåûgiaùmsaùtnhieätñoä buoànglaïnh qua nhieätñoä soâi cuûa
moâi chaát.
b. nhöôïc ñieåm.
Ngoaøi nhöõng öu ñieån ñaõ noùi ôû treân thì phöông phaùp laøm
laïnh tröïc tieápcuõngcoù nhöõngnhöôïc ñieåmnhö sau:
- Laø heäthoánglaïnh trungtaâmphaânboá ra nhieàuphoøngsöû duïng
laïnh neânlöôïng moâi chaátnaïp vaøo maùy seõ phaûi lôùn , khaû naêng
roø ræmoâi chaátlôùn maøkhaûnaêngtìm ra choãroø ræñeåxöû lyù laïi
khoùkhaên.
- Do caùc daøn bay hôi boá trí ôû caùc phoønglaïnh xa nhau neânkhoù
khaêncho vieäccaáploûngvaø toånthaátaùpsuaátlôùn .
- Vôùi nhieàu daøn laïnh neân vieäc phaân phoái ñeàu moâi chaât gaëp
khoùkhaên, khaûnaêngmaùyrôi vaøohaønhtrình aåmcao .
- khaû naêng tröõ laïnh cuûa daøn laïnh keùm hôn so vôùi laøm laïnh
giaùn tieáp , khi maùy döøng hoaït ñoäng thì daøn laïnh cuõng heát laïnh
nhanhchoùng.
II . Moâi chaát söû duïng trong heä thoáng laïnh .
Moâi chaát ñöôïc choïn söû duïng trong heä thoáng laïnh cuûa kho baûo
quaûn ñoâng naøy laø R22 , coù coâng thöùc hoùa hoïc laø CHClF2.Môi
chất R22 (HCF22)là một trong những gas lạnh truy thống quan trọng
ền
nhất dược sử dụng rộng raãi trongcác máy lạnh côngnghiệp và đặc biệt
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
19
- Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim
Liên
là điều hòa không khí, thuộc nhóm HCFC, có ODP và GWP nhỏ nên được
xem là gas lạnh quá độ.Ở nước ta R22 được sử dụng đến năm 2040 ,các
máy nạp R22 được sử dụng đến hết tuổi thọ máy .Trong tương lai R22
dự định được thay thế bởi R407C, R410A.
• Caùc tính chaátcuûaR22.
-Ở áp suất khí quyển (750mmHg) sôi ở nhiệt độ –40,80C,có áp
suất trung bình giống amoniac nhưng ưu điểm là có tỷ số nén nh ỏ
hơn.Với hai cấp nén có thể đạt nhiệt độ sôi từ -60 đến -75 0C.Có thể sử
dụng cho các loai máy nén piston, trục vít, roto và xoắn ốc. Ở nhi ệt đ ộ
thấp có thể dùng cho máy nén tuabin. Trong th ực tế R22 không nh ững
được sử dụng cho các hệ thống máy lạnh mới mà còn dùng để thay thế
cho các hệ thống R12 và R502. Khi thay th ế cho R12 năng su ất l ạnh tăng
60%,còn với R502 thì giảm 20%.
-R22 là môi chất lạnh an toàn, không cháy, không nổ, ổn định về
nhiệt động và hóa học, phù hợp với hầu hết các vật liệu chế t ạo máy
như kim loại đen, kim loại màu, và các phi kim loại. Tuy nhiên nó làm
trương phồng các plastic, elastome, các loại cao su tổng hợp nên phải
thận trọng khi sử dụng.
-R22 hòa tan được các dầu khoáng.Nhưng ở nhiệt độ thấp có
khoảng nó không hòa tan hoàn toàn,nên phải trang bị thêm bình tách dầu
hoặc dùng các loại dầu bán tổng hợp thích hợp.
SVTH: Nguyễn Phương Sơn
20
nguon tai.lieu . vn
