Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối đặt tại hưng yên
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (435 KB, 40 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
Đồ án môn học
Thiết kế hệ thống lạnh
TRẦN VĂN SÁNG
Ngành kỹ thuật nhiệt
Chuyên ngành kỹ thuật lạnh và ĐHKK
Giảng viên hướng dẫn: ThS. Hồ Hữu Phùng
Bộ môn: Kỹ thuật lạnh và ĐHKK
Viện: Khoa học và công nghệ nhiệt lạnh
Hà Nội
Lời cảm ơn
Tóm tắt đồ án
ĐỀ TÀI
Tóm tắt:
Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối đặt tại Hưng n có các
thơng số sau:
Khối lượng sản phẩm bảo quản đông
: 700 tấn
Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh
: 1450 tấn
Năng suất cấp đông
: 14 tấn/mẻ
Thời gian cấp đơng sản phẩm
: 18 giờ/mẻ
Sản phẩm
: ½ con lợn
Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm đông lạnh : -19 °C
Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm lạnh
: 3 °C
Nhiệt độ cấp đông
: -33 °C
Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh
: R507
Bơm mơi chất lạnh
: có
Thiết bị cấp đơng
: cấp đông hầm
Nền kho kết cấu bê tông, cách nhiệt, cách ẩm.
Mục lục
Đề tài ……………………………………………………………………………….
Lời cảm ơn, tóm tắt đồ án ………………………………………………………….
Chương 1: Quy hoạch mặt bằng kho lạnh ………………………………………
1.1 Xác định kích thước các buồng lạnh ……………………………………….
1.1.1 Buồng bảo quản đơng ………………………………………………
a, Thể tích kho bảo quản đơng ………………………………………….
b, Diện tích chất tải F …………………………………………………...
c, Diện tích xây dựng kho bảo quản sản phẩm đông …………………...
d, Số lượng buồng bảo quản đơng………………………………………
1.1.2 Buồng bảo quản lạnh ……………………………………………….
a, Thể tích kho bảo quản lạnh ………………………………………….
b, Diện tích chất tải F ………………………………………………….
c, Diện tích xây dựng kho bảo quản lạnh ………………………………
d, Số lượng buồng bảo quản lạnh ………………………………………
1.1.3 Buồng kết đông ……………………………………………………...
a, Thể tích buồng kết đơng …………………………………………….
b, Sơ lượng buồng kết đông ……………………………………………
1.2 Thiết kế mặt bằng kho lạnh ……………………………………………….
Chương 2: Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cách ẩm kho lạnh ………………
2.1 Đặc điểm yêu cầu về cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh ………….
2.2 Chọn panel ………………………………………………………………...
2.2.1 Tổng quan về panel …………………………………………………
2.2.2 Các thông số cơ bản của panel ……………………………………...
2.2.3 Chọn độ dày panel cho buồng kết đông (-33°C) ……………………
2.2.4 Chọn độ dày panel cho buồng bảo quản đông (-19°C) …………….
2.2.5 Chọn độ dày panel cho buồng bảo quản lạnh (3°C) ………………...
2.3 Kiểm tra thông số …………………………………………………………
2.4 Kiểm tra đọng sương ………………………………………………......
2.5 Tính tốn cách nhiệt cách ẩm cho nền và kho ………………………...
2.5.1 Kết cấu nền buồng bảo quản lạnh ……………………………….
2.5.2 Kết cấu nền buồng bảo quản đơng và buồng kết đơng ………….
Chương 3: Tính nhiệt kho lạnh ……………………………………………………
3.1 Tính nhiệt cho các buồng …………………………………………….
3.1.1 Tính dịng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 ……………………….
a, Tính dòng nhiệt qua tường, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ
Q11 …………………………………………………………………………………
b, Tính dịng nhiệt qua tường bao, trần do ảnh hưởng của bức xạ
mặt trời Q12 …………………………………………………………………………
3.1.2 Tính dịng nhiệt tỏa ra do q trình xử lí lạnh Q2 ………………
3.1.3 Dịng nhiệt do thơng gió buồng lạnh Q3 ……………………….
3.1.4 Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành Q 4 ………….
a, Dòng nhiệt chiếu sáng buồng Q41 …………………………….
b, Dòng nhiệt do người tỏa ra Q42 ………………………………
c, Dòng nhiệt do động cơ Q43 ……………………………………
d, Dòng nhiệt do mở cửa Q44 ……………………………………
3.1.5 Dịng nhiệt do hoa quả hơ hấp Q5 ………………………………
Chương 4: Tính tốn chu trình lạnh
Tính chọn máy nén
Chương 1 : Quy hoạch mặt bằng kho lạnh
1.1 Xác định số lượng và kích thước các buồng lạnh
1.1.1 Buồng bảo quản đơng
a, Thể tích kho bảo quản đơng
+ Thể tích kho được xác định qua biểu thức V=
Trong đó: V: thể tích kho m3
E: dung tích kho tấn
gv: định mức chất tải t/m3
+ Dung tích kho E= 700 tấn
+ Sản phẩm bảo quản là lợn, tra bảng tiêu chuẩn chất tải và hệ số tính thể tích của
một số sản phẩm bảo quản lạnh có gv= 0,45 t/m3
+ Ta có thể tích kho V= = 1555,56 m3
b, Diện tích chất tải F
+ Chọn hct= 5 m
+ Diện tích chất tải được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải qua
biểu thức F=
Trong đó: F: diện tích chất tải, m2
V: thể tích kho, m3
h: chiều cao chất tải, m
+ Diện tích chất tải Fct= = 311,1 m2
c, Diện tích xây dựng kho bảo quản sản phẩm đông
+ Từ Fct= 311,1 m2 ta tra bảng hệ số sử dụng diện tích theo buồng ta được βF = 0,75
=> Diện tích kho Fkho= = = 414,8 m2
d, Số lượng buồng bảo quản đơng
+ Chọn diện tích mỗi buồng là f= 12x12= 144 m2 => Số buồng Z= = 2,88
+ Ta lấy Z= 3 buồng. Như vậy diện tích buồng lạnh là 432 m2, lớn hơn diện tích ban
đầu 4,1% nên ta chấp nhận kết quả này.
1.1.2 Buồng bảo quản lạnh
a, Thể tích kho bảo quản lạnh
+ Dung tích kho E= 1450 tấn, định mức chất tải gv= 0,45 t/m3
=> Thể tích kho V= = 3222,22 m3
b, Diện tích chất tải F
+ Chọn hct= 5 m => Diện tích chất tải Fct= = 644,4 m2
c, Diện tích xây dựng kho bảo quản sản phẩm lạnh
+ Từ Fct=644,4 ta tra bảng hệ số sử dụng diện tích theo buồng ta được βF = 0,85
=> Diện tích kho Fkho= = 758,2 m2
d, Số lượng buồng bảo quản lạnh
+ Chọn diện tích mỗi buồng f= 12x12= 144 m2 => Số buồng Z= = 5,3
+ Ta lấy Z= 6 buồng. Như vậy diện tích buồng lạnh là 864 m2, lớn hơn diện tích ban
đầu 14 % nên ta chấp nhận kết quả này.
1.1.3 Buồng kết đơng
a, Diện tích buồng kết đơng
+ Ta có năng suất cấp đông là 14 t/mẻ, thời gian cấp đông sản phẩm là 18 h/mẻ =>
công suất các buồng gia lạnh kết đơng là M= 18,67 t/24h
+ Diện tích buồng kết đơng: F1= k= 1,2= 67,2 m2
Trong đó: M là công suất các buồng gia lạnh và kết đông, t/24h
T là thời gian hoàn thành một mẻ sản phẩm bao gồm thời gian xử lí lạnh,
chất tải, tháo tải, phá băng cho dàn lạnh, h
g1 là tiêu chuẩn chất tải trên 1m chiều dài giá treo(t/m) tra bảng có g1=
0,25 t/m
k là hệ số tiêu chuẩn chuyển từ 1 m chiều dài ra 1 m 2 diện tích cần xây
dựng: k=1,2
b, Số lượng buồng kết đơng
+ Chọn diện tích buồng kết đông là f= 6x12= 72 m2 => Số buồng kết đông là
Z= = 0,93
+ Ta lấy Z= 1 buồng. Như vậy diện tích buồng kết đơng là 72 m2, lớn hớn diện tích
ban đầu 7% nên ta chấp nhận kết quả này.
1.2 Thiết kế mặt bằng kho lạnh
Kho lạnh được thiết kế mặt bằng xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp giây chuyền công nghệ, sản phẩm đi theo dây
chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau. Các cửa ra vào của buồng phải quay
ra hành lang.
+ Quy hoạch phải đạt được chi phí đầu tư ít nhất, 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
• Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn
• Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an tồn phịng cháy và chữa cháy.
• Khi quy hoạch cần phải tính đến khả năng mở rộng kho lạnh. Để kết hợp hài hòa
những yêu cầu trên cho mặt bằng kho lạnh ta lựa chọn phương án thiết kế như sau:
‣ Chọn hành lang rộng 6m để sao cho 2 làn xe ơ tơ có thể vào và ra dễ dàng, thuận
lợi cho việc nhập và xuất kho.
‣ Buồng chất và tháo tải diện tích
‣ Buồng máy diện tích 6x12=72 m2
‣ Buồng chức năng, phịng hành chính diện tích 6x12=72 m2
‣ Trạm biến áp cung cấp điện cho toàn bộ kho diện tích 6x6= 36 m2
‣ Kho vật tư chứa các thiết bị cho việcvận hành và bảo dưỡng kho lạnh như chứa
các dụng cụ, xe và máy nâng, … diện tích 6x12= 72 m2
Tồn bộ mặt bằng được bố trí như sau
Chương 2 Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cách ẩm kho lạnh
2.1 Đặc điểm yêu cầu về cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh
Cấu trúc về kho lạnh và cách nhiệt phải đảm bảo các yêu cầu sau:
• Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến. Do kho lạnh là loại lớn nên ta
xây dựng tính tốn cho tuổi thọ làm việc của kho vào khoảng 100 năm.
• Chịu được tải trọng của bản thân và của hàng hóa bảo quản xếp trên nền hoặc treo
trên trần và tường vì vậy vị trí đặt kho lạnh cần phải được khảo sát kĩ lưỡng về mặt
địa chất trước khi tiến hành xây dựng.
• Phải chống được ẩm thâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt tường bên ngồi khơng
bị đọng sương.
• Phải đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chi phí đầu tư cho máy lạnh và vận hành.
• Phải chống được cháy nổ và đảm bảo an tồn.
• Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp hàng bằng cơ giới.
• Phải kinh tế.
2.2 Chọn panel
2.2.1 Tổng quan về panel
Cấu tạo của panel gồm: 2 bề mặt bên ngoài của panel được phủ một lớp hồn tồn
cách ẩm có tuổi thọ và độ bền cao. Những vật liệu thông dụng hiện nay là:
+ Tôn mạ màu (colorbond steel sheet) dày từ 0,5 mm.
+ Tôn phủ lớp PVC (coated steel sheet) dày 0,6mm.
+ Tôn inox (stainless steel sheet) dày từ 0,5mm.
Vật liệu cách nhiệt là Polyurethane phun, khối lượng 38÷42 kg/m3, cường đọ chịu
nén 0,2 đến 0,2 Mpa, tỷ lệ điền đầy bọt trong panel là 95%, chất tạo bọt R141B
không phá hủy tầng ozon.
2.2.2 Các thông số cơ bản của panel
STT
Ứng dụng của kho
Chiều dày (mm)
Hệ số truyền nhiệt
k (W/m2K)
1
Phịng có nhiệt độ 20°C
50
0.43
2
Kho lạnh có nhiệt độ từ 0 đến 5°C
75
0.3
3
Kho lạnh có nhiệt độ -18°C
100
0.22
4
Kho lạnh có nhiệt độ -20 đến -25°C
125
0.18
5
Kho lạnh có nhiệt độ -25 đến -30°C
150
0.15
6
Kho lạnh có nhiệt độ đến -35°C
175
0.13
7
Kho lạnh đơng sâu đến -60°C
200
0.11
Bảng 2.1: Thông số độ dày panel tiêu chuẩn và hệ số truyền nhiệt
Các thông số về nhiệt độ của các buồng kho lạnh:
+ Buồng cấp đông: -33°C
+ Buồng bảo quản đông: -19°C
+ Buồng bảo quản lạnh: 3°C
2.2.3 Chọn độ dày panel cho buồng cấp đông (nhiệt độ -33°C)
+ Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panle ứng với nhiệt độ của phòng là:
mm
CN
2.2.4 Chọn độ dày panel cho buồng bảo quản đông (nhiệt độ -19°C)
+ Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panle ứng với nhiệt độ của phòng là:
mm
CN
= 175
= 125
2.2.5 Chọn độ dày cpanel cho buồng bảo quản lạnh (nhiệt độ 3°C)
+ Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panle ứng với nhiệt độ của phòng là: CN= 75 mm
2.3 Kiểm tra đọng sương
Theo TCVN 5687:2010 ta tra được nhiệt độ ngoài trời tại Hưng n:
Bảng 2.2: Thơng số tính tốn nhiệt độ ngoài trời cho kho lạnh
Mùa
Nhiệt độ ngoài trời Nhiệt độ Độ ẩm
Nhiệt độ điểm
o
ngoài panel φn (%)
sương ts (oC)
tnt ( C)
tn (oC)
Hè
37.8
26.46
53,4
15,5
Đơng 8.6
6.02
83,4
4
Vì panel đặt sau vách bê tơng nên ta lấy nhiệt độ ngoài vách panel là
tn= 0,7. tnt
Từ tn và φn ta tra được nhiệt độ điểm sương của khơng khí ngồi trời là ts theo đồ thị
I-D
Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép là:
Trong đó: ks=kmax – hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để tường ngồi khơng bị
đọng sương
tn nhiệt độ khơng khí bên ngồi °C
tt nhiệt độ khơng khí trong buồng °C
Ta có bảng sau
+ Đối với mùa hè
STT
α1
W/m2K
tn °C
ts °C
tt °C
ks
BKĐ
23.3
26.46
15.5
-33
4.08
BQĐ
23.3
26.46
15.5
-19
5.34
BQL
23.3
26.46
15.5
3
10.34
+ Đối với mùa đông
STT
α1
W/m2K
tn °C
ts °C
tt °C
ks
BKĐ
23.3
6.02
4
-33
1.15
BQĐ
23.3
6.02
4
-19
1.79
BQL
23.3
6.02
4
3
14.81
Kết luận: Từ kết quả trên ta thấy hệ số truyền nhiệt của panel tường, trần và
nền của các buồng bé hơn hệ số truyền nhiệt cực đại nên không xảy ra hiện tượng
đọng sương.
2.4 Tính tốn cách nhiệt cách ẩm cho nền và kho
Kết cấu của nền và kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
+ Nhiệt độ trong phòng
+ Tải trong của kho hàng bảo quản
+ Dung tích kho lạnh
Kho lạnh theo u cầu có dung tích rất lớn (trên 1000 tấn), cần bốc dỡ bằng cơ giới.
nên nền còn cần chịu được cả tải trọng của xe cơ giới bốc dỡ hàng.…
2.4.1 Kết cấu nền buồng bảo quản lạnh
Kho bảo quản lạnh có nhiệt độ 3°C
Bảng 2.3: Kết cấu nền buồng bảo quản lạnh (từ trên xuống dưới)
STT
Lớp
Chiều
dày
Hệ số dẫn nhiệt �
(W/m.K)
(mm)
1
Thép tấm
5
45.3
2
Bê tông
100
1.21
3
Cách nhiệt
polyurethane
0.047
Perganin và
giấy dầu cách
ẩm
4
2
0.175
5
Bê tông cốt
thép
150
1.4
6
Lớp cát khô
300
0.35
Chiều dày lớp cách nhiệt Polystirol tối thiểu là:
�
�
1 �1 n δ
1 �
�
�
δcn =λ cn � - � + � i +
�
kα � i=1 α
�
�
2�
i
� �1
�(3.2)
Trong đó: δcn – độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, m
λcn – Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/m K
k – Hệ số truyền nhiệt, W/m2K
α1 – Hệ số tỏa nhiệt của mơi trường bên ngồi tới lớp cách nhiệt, W/m2K
α2 – Hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K
δi – Chiều dày lớp vật liệu thứ i
λi – Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ I, W/m2K
Theo bảng 3.7({1}- trang 86), ta tra được:
α1 = 23.3 W/m2K
α2 = 9 W/m2K – đối với buồng bảo quản lạnh
Theo bảng 3.6 [1. tr.84] ta có:
-
k = 0.41 W/m2K với nhiệt độ buồng lạnh là 3oC
-
�1 � 1
�
0,005 0,1 0,002 0,15 0,3 1 �
δ cn =0,047. � - �
+
+
+
+
+
+ �
�
0,41 �23,3 45,3 1,21 0,175 1,4 0,35 9 �
�
�
Ta chọn chiều dày thực của lớp cách nhiệt của buồng bảo quản lạnh cn= 0,075 m
Hệ số truyền nhiệt thực tế của nền kho bảo quản lạnh được tính theo công thức 3.1:
W/m2K
2.4.2 Kết cấu nền buồng bảo quản đông và buồng kết đông
+ Buồng bảo quản đông nhiệt độ: -19°C
+ Buồng kết đông nhiệt độ: -33°C
Để tránh xảy ra đóng băng nền ta có thể sử dụng 2 phương pháp:
+ Sử dụng dịng chất lỏng nóng (glycol) đi trong ống hoặc sử dụng điện trở sưởi để
gia nhiệt cho nền
+ Xây kết cấu các con lươn thơng gió
Ta chọn sử dụng phương pháp xây các con lươn thông gió theo block 120 theo tài
liệu [2]
Hình 2.1: Hình ảnh con lươn thơng gió
Bảng 2.6: Kết cấu nền buồng bảo quản đông và kết đông (từ trên xuống dưới)
STT
Lớp
Chiều dày
mm
Hệ số dẫn nhiệt �
W/m.K
1
Bê tông
200
1.21
2
Cách ẩm (Perganin; giấy dầu)
2
0.175
3
Cách nhiệt polyurethan
100 hoặc 175
0.024
4
Cách ẩm (Perganin; giấy dầu)
2
0.175
5
Thơng gió (con lươn)
120
0.026
6
Cát khơ
300
0.35
Chọn tốc độ khơng khí trong kênh là:
Nhiệt độ trung bình của khơng khí trong kênh là 20oC
Hệ số dẫn nhiệt của lớp thơng gió là:
Chiều dày lớp cách nhiệt polyurethan tối thiểu là:
�
�
1 �1 n δi 1 �
�
�
�
δcn =λ cn
-� + � +
�
�
kα
α
�
�
2�
� �1 i=1 i
�(3.2)
Trong đó: δcn: độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, m
λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/m K
k: Hệ số truyền nhiệt, W/m2K
α1: Hệ số tỏa nhiệt của mơi trường bên ngồi tới lớp cách nhiệt, W/m2K
α2: Hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K
δi: Chiều dày lớp vật liệu thứ i
λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ I, W/m2K
Theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu {1}, ta có
α1 = 23.3 W/m2K
α2 = 10.5 W/m2K – đối với buồng bảo quản đơng và kết đơng
Theo bảng 3.6 [1. tr.84] ta có:
k bqd =0,21
W/m2K với nhiệt độ buồng bảo quản đông là -19oC
k bkd =0,18 W/m2K với nhiệt độ buồng kết đông là -33oC
Thay số vào ra được:
�1 � 1
�
0,2 0,002
0,3
1 �
δcn_bqd =0,024. � - �
+
+
.2+
+
�
0,21 �23,3 1, 21 0,175
0,35 10,5 �
�
�
�
=>
�1 � 1
�
0,2 0,002
0,3
1 �
δcn_bkd =0,024. � - �
+
+
.2+
+
�
�
0,18 �23,3 1, 21 0,175
0,35 10,5 �
�
�
δcn_bqd =0,086 m
δcn_bkd =0,126 m
Ta chọn chiều dày thực của lớp cách nhiệt:
+ Buồng bảo quản đông: cn-bqđ=0,1 m
+ Buồng kết đông: cn-bkđ= 0,175 m
Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế của nền phịng bảo quản đơng là:
(W/m2K)
(W/m2K)
Tương tự ta có chiều dày cách nhiệt PE cho các buồng là:
Bảng 2.7: Độ dày của các tấm PE theo từng buồng
kn (W/m2K)
Buồng
Buồng kết đông
175
0.118
Buồng bảo quản đông
100
0.187
Buồng bảo quản lạnh
75
0.356
Chương 3 Tính nhiệt kho lạnh
+ Dịng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q được tính qua biểu thức:
∑Q = ∑Q1 + ∑Q2 + ∑Q3 + ∑Q4 + ∑Q5
Trong đó: ∑Q1: dòng nhiệt qua kết cấu bao che của buồng lạnh
∑Q2: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lí lạnh
∑Q3: dịng nhiệt do thơng gió buồng lạnh
∑Q4: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh
3.1 Tính nhiệt cho các buồng
3.1.1 Tính dịng nhiệt qua kết cấu bao che
Q1= Q11+Q12
a, Tính dịng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ
+ ∑Q11 được tính qua biểu thức
∑Q11= kt.F.(t1-tb)
Trong đó: kt: hệ số truyền thực của tường W/m2K
F: diện tích của bề mặt tường m2
t1: nhiệt độ mơi trường bên ngồi °C
tb: nhiệt độ trong buồng lạnh °C
b, Tính dịng nhiệt qua tường bao, trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời
+ ∑Q12 được tính qua biểu thức
∑Q12= kt.F.∆t12
Trong đó: kt: hệ số truyền thực của tường W/m2K
F: diện tích mặt tường m2
∆t12: hiệu nhiệt độ dư K
Do panel không tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời nên Q12= 0 kW
Từ bảng trên ta tính được dịng nhiệt tổng truyền qua kết cấu bao che là:
XSTT
Cấp
đông
BQĐ 1
BQĐ 2
BQĐ 3
Vách
k W/m2K
F m2
t1 °C
t2 °C
∆t °C
Q1 W
Vách 1
0.13
30
26.46
-33
59.46
231.89
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.13
0.13
0.13
0.13
0.118
21.92
26.46
21.92
26.46
-33
-33
-33
-33
54.92
59.46
54.92
59.46
15.12
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.18
0.18
0.18
0.18
0.18
0.187
26.46
21.82
26.46
21.92
26.46
-19
-19
-19
-19
-19
45.46
40.82
45.46
40.92
45.46
15.12
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.18
0.18
0.18
0.18
0.18
0.187
26.46
21.82
26.46
21.92
26.46
-19
-19
-19
-19
-19
45.46
40.82
45.46
40.92
45.46
15.12
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.18
0.18
0.18
0.18
0.18
0.187
60
30
60
72
72
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
26.46
21.92
26.46
21.92
26.46
-19
-19
-19
-19
-19
45.46
40.92
45.46
40.92
45.46
15.12
428.38
231.89
428.38
556.55
128.46
2005.5
490.97
440.86
490.97
441.94
1178.3
407.15
3450.2
490.97
440.86
490.97
441.94
1178.3
407.15
3450.2
490.97
441.94
490.97
441.94
1178.3
407.15
3451.3
BQL 1
BQL 2
BQL 3
BQL 4
BQL 5
BQL 6
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.356
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.356
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.356
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.356
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
Nền
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.356
Vách 1
Vách 2
Vách 3
Vách 4
Trần
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
144
Tổng
60
60
60
60
144
26.46
21.92
26.46
25
26.46
3
3
3
3
3
23.46
18.92
23.46
22
23.46
15.12
26.46
21.92
26.46
21.92
26.46
3
3
3
3
3
23.46
18.92
23.46
18.92
23.46
15.12
26.46
21.92
26.46
21.92
26.46
3
3
3
3
3
23.46
18.92
23.46
18.92
23.46
15.12
26.46
21.92
26.46
21.92
26.46
3
3
3
3
3
23.46
18.92
23.46
18.92
23.46
15.12
26.46
21.92
26.46
21.92
26.46
3
3
3
3
3
23.46
18.92
23.46
18.92
23.46
15.12
26.46
26.46
26.46
21.92
26.46
3
3
3
3
3
23.46
23.46
23.46
18.92
23.46
422.28
340.56
422.28
396
1013.5
775.11
3369.7
422.28
340.56
422.28
340.56
1013.5
775.11
3314.3
422.28
340.56
422.28
340.56
1013.5
775.11
3314.3
422.28
340.56
422.28
340.56
1013.5
775.11
3314.3
422.28
340.56
422.28
340.56
1013.5
775.11
3314.3
422.28
422.28
422.28
340.56
1013.5
Nền
0.356
144
Tổng
15.12
775.11
3396
X
Ta được
BKĐ Q1= 2.01 kW
BQĐ Q1= 10.352 kWX
BQL Q1= 20.023 kW
3.1.2 Tính dịng nhiệt tỏa ra trong q trính xử lý lạnh Q2
+ Ta có Q2= M.(h1-h2)., W
Trong đó: M: năng suất nhập vào buồng bảo quản đông t/h, (6-8% dung tích kho)
h1: entanpy của sản phẩm trước khi được đưa vào buồng bảo quản đông
với nhiệt độ t1 °C có h1 kJ/kg
h2: entanpy của sản phẩm sau khi được đưa ra buồng bảo với nhiệt độ t 2
°C có h2 kJ/kg (tra bảng 4.2 tài liệu {1})
+ Thay vào ta có bảng sau
STT2
M tấn
t1 °C
t2 °C
h1
kJ/kg
h2
kJ/kg
τh
Q2 kW
BKĐ
BQĐ
1
BQĐ
2
BQĐ
3
BQL 1
BQL 2
BQL 3
BQL 4
BQL 5
BQL 6
14
34
-33
365.5
0
18
78.86
14
-12
-19
24.4
2.5
24
3.55
14
-12
-19
24.4
2.5
24
3.55
14
-12
-19
24.4
2.5
24
3.55
14.5
14.5
14.5
14.5
14.5
14.5
10
10
10
10
10
10
3
3
3
3
3
3
283
283
283
283
283
283
259.3
259.3
259.3
259.3
259.3
259.3
24
24
24
24
24
24
3.98
3.98
3.98
3.98
3.98
3.98
Ta được
BKĐ Q2= 78.86 kW
BQĐ Q2= 10.65 kW
BQL Q2= 23.88 kW
3.1.3 Dịng nhiệt do thơng gió buồng lạnh Q3
Do khơng dùng thơng gió nên tồn bộ dịng nhiệt này bằng 0
Vậy ta được Dịng nhiệt do thơng gió buồng lạnh Q3=0
3.1.4 Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành Q4
a, Dòng nhiệt chiếu sáng buồng Q41
+ Q41 được tính theo biểu thức:
Q41= A.F, W
Trong đó F: diện tích của buồng m2
A: nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng hay diện tích nền
W/m2, đối với buồng bảo quản A= 1,2 W/m2
+ Thay số ta được
b, Dịng nhiệt do người tỏa ra Q42
+ Ta có:
Q42= 350.n, W
Trong đó: n: số người làm việc trong buồng
350: nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc,
350W/người
c, Dòng nhiệt do động cơ điện Q43
Q43 được xác định qua biểu thức:
Q43= 1000.N, W
Trong đó: N: tổng công suất của động cơ điện kW
Tổng công suất của động cơ điện lắp đặt phụ thuộc vào giá trị thực tế khi thiết kế. Ở
đây ta lấy các giá trị định hướng sau:
Với buồng bảo quản lạnh: N= 1-4 kW
Buồng bảo quản đông: N= 3-8 kW
Buồng kết đông: N= 8-16 kW
d, Dòng nhiệt do mở cửa Q44
+ Để tính tốn dịng nhiệt khi mở cửa ta sử dụng biểu thức:
Q44= β.F, W
Trong đó: β: dịng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2
F: diện tích buồng, m2
Ta có bảng sau
STT
Cấp
đơng
BQĐ
1
BQĐ
2
BQĐ
3
BQL 1
BQL 2
BQL 3
BQL 4
BQL 5
BQL 6
A
n
F m2
W/m2
người
N
kW
β
W/m2
Q41
W
Q42 W
Q43
W
Q44
W
Q4 W
1.2
72
2
8
15
86.4
700
16000
1080
17866
1.2
144
4
12
12
172.8
1400
8000
1728
11301
1.2
144
4
12
12
172.8
1400
8000
1728
11301
1.2
144
4
12
12
172.8
1400
8000
1728
11301
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
1.2
144
144
144
144
144
144
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
15
15
15
15
15
15
172.8
172.8
172.8
172.8
172.8
172.8
1400
1400
1400
1400
1400
1400
4000
4000
4000
4000
4000
4000
2160
2160
2160
2160
2160
2160
7732.8
7732.8
7732.8
7732.8
7732.8
7732.8
Ta được BKĐ Q4= 17.866 kW
BQĐ Q4= 33.903 kW
BQL Q4= 46.396 kW
3.1.5 Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5
Với sản phẩm là cá file thì dịng nhiệt do hoa quả hơ hấp Q5= 0
3.2 Tính phụ tải của thiết bị và máy nén
Phụ tải của thiết bị: QTB= ∑Q
Phụ tải của máy nén
BKĐ: QMN= 80%Q1+Q2+Q4
BQĐ: QMN= 80%Q1+80%Q2+Q4
BQL: QMN= 80%Q1+90%Q2+Q4
Ta có bảng tính toán sauX
X
XSTT
Q1
Q2
Q3
Q4
Q5
QMN
kW
QTB
kW
BKĐ
2.01
78.86
0
17.866
0
98.334
98.74
BQĐ
BQL
10.352
20.023
10.65
23.88
0
0
33.903
46.396
0
0
50.705
83.906
54.91
90.30
Chương 4 Tính tốn chu trình lạnh
4.1 Chọn các thơng số của chế độ làm việc
Do kho lạnh được lắp đặt tại Hưng n nên ta có thơng số độ về độ ẩm tương đối và
nhiệt độ của khu vực Hưng Yên mùa hè là
= 53,4%, Tư= 29,1°C
Chọn bình ngưng của hệ thống là loại ống vỏ nằm ngang, giải nhiệt nước, độ chênh
nước đầu vào và đầu ra là ∆Tw= 5 °C. Các thông số làm mát như sau:
Nhiệt độ nước vào bình ngưng: Tw1= Tư+3= 29,1+3= 32,1 °C
Nhiệt độ nước ra bình ngưng: Tw2= Tw1+∆Tw= 32,1+5=37,1 °C
Nhiệt độ ngưng tụ: Tk= Tw2+∆Tk= 37,1+5=42,1 °C
Trong đó: ∆tk – hiệu nhiệt độ ngưng tụ u cầu, ∆Tk=3÷5 °C có nghĩa là nhiệt độ
ngưng tụ cao hơn nhiệt độ nước ra từ 3 đến 5°C (chọn 5 °C)
Nhiệt độ quá lạnh tql là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu. Ngày
nay, do thiết bị quá lạnh làm cho máy thêm cồng kềnh, tiêu tốn vật tư tăng, giá thành
tăng mà hiệu quả đem lại không cao, các máy lạnh hầu như khơng cịn trang bị thiết
bị quá lạnh nữa. Việc quá lạnh được thực hiện ngay trong thiết bị ngưng tụ bằng
cách để mức lỏng ngập vài ống dưới cùng của dàn ống trong bình ngưng ống chùm.
Nước cấp vào bình sẽ đi qua ống này trước để quá lạnh sau đó mới đi lên các ống
trên để ngưng tụ môi chất.
Nhiệt độ hút hơi th là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén. Nhiệt độ này bao giờ
cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất. Để đảm bảo máy nén không hút phải lỏng,
người ta bố trí bình tách lỏng và phải đảm bảo hơi hút vào máy nén nhất thiết phải là
hơi quá nhiệt. Với môi chất R507, độ quá nhiệt hơi hút ∆Th khoảng 25 °C sẽ đảm
bảo an toàn cho máy nén.
Th= T0+∆Th
Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh:
T0= Tb-∆T0
Trong đó: Tb – nhiệt độ buồng lạnh
∆T0 - hiệu nhiệt độ yêu cầu, đối với dàn bay hơi trực tiếp, nhiệt độ bay
hơi lấy thấp hơn hơn nhiệt độ buồng 8÷13 °C
Ở đây, ta chọn ∆T0= 10 °C ứng với kho lạnh mà ta đang thiết kế
Với buồng kết đông ta chọn ∆T0= 5 °C
4.2 Tính tốn, lựa chọn, kiểm tra máy nén cho các phịng của kho lạnh
4.2.1 Buồng kết đơng
a, Tính tốn chế độ làm việc cho máy nén
Theo số liệu đề bài, nhiệt độ buồng kết đông là Tb= -33 °C
Nhiệt độ sôi của môi chất là:
T0= Tb - ∆T0= -33 - 5= -38 °C
Nhiệt độ hơi hút về máy nén là:
Th= T0 + ∆Th = -38+25= -13 °C
Từ đó, ta có nhiệt độ sơi của mơi chất t0= -38 °C, nhiệt độ ngưng tụ tk= 42,1 °C
=> áp suất bay hơi và áp suất ngưng tụ là:
P0= 1,52 bar
Pk= 19,64 bar
Tỷ số nén được tính theo cơng thức:
= = 12,92 > 12
BKĐ
b, Lựa chọn chu trình
Ta chọn chu trình 2 cấp làm mát 1 phần có hồi nhiệt quá lạnh
Ptg= = = 5,46 bar
=> Ttg= -4,16 °C
Sơ đồ:
Xác định các điểm nút của chu trình
Điểm 1’: Là điểm hơi bão hịa có thơng số sau
P1’= P0= 1,52 bar
T1’= T0= -38 °C
x1’= 1
=> h1’= 346,6 kJ/kg
Điểm 1: quá trình 1’-1 là điểm q nhiệt hơi mơi chất
T1=Th= -13 °C
P1= P0= 1,52 bar
=> h1= 363,8 kJ/kg; v1=0.13845 m3/kg; s1=1.71 kJ/kgK
Điểm 2: 1-2 là quá trình nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ P0 lên Ptg
s2=s1=1,71 kJ/kgK
P2=Ptg=5,46 bar
=> h2= 392,5 kJ/kg; T2= 33,5 °C
Điểm 3: là điểm cắt của Tk và Ptg
P3=Ptg= 5,46 bar
Tk= 42,1 °C
=> h3= 399,5 kJ/kg
Điểm 5”: là điểm mà hơi môi chất lạnh đã được ngưng tụ xuống lỏng bão hịa có các
thơng số sau:
P5’’=PK=19,64 bar
T5’’=TK=42,1 °C
x5’’=0
=> h5’’= 255,1 kJ/kg
Điểm 7: là điểm cắt của Ptg và x=1 có
P7= Ptg= 5,46 bar
x7=1
=> h7= 361,2 kJ/kg
Điểm 8: là điểm cắt của Ptg và x=0 có:
P8=Ptg= 5,46 bar
x8= 0
=> h8= 195,2 kJ/kg
Điểm 5’: là điểm cắt giữa Pk và h5’ có:
h5’= h5”- (h1- h1’) = 255,1 - (363,8 - 346,6) = 237,9 kJ/kg
Điểm 5: là điểm cắt giữa Pk và T5
T5=T8 + 5K= -4,3+5= 0,7 °C
=> h5= 201 kJ/kg
Điểm 6: là điểm cắt giữa P0 và h5= h6= 201 kJ/kg
Điểm 6’: là điểm cắt giữa Ptg và h5= h6’= 201 kJ/kg
Điểm 3’: xác định qua h3’ và Ptg
h3’= h7+ (h3-h7)= 361,2+(399,5-361,2)= 390,1 kJ/kg
s3’= 1,7 kJ/kgK
Điểm 4: là điểm cắt của Ptg và s4= s3
Ta có bảng sau:
Điểm
nút
T, °C
P, bar
h, kJ/kg
m3/kg
1’
-38
1,52
346,6
0,12
1
-13
1,52
363,8
0,14
2
33,5
5,46
392,5
-
3
42,1
5,46
399,5
-
3’
31,3
5,46
390,1
0,04
4
84
19,64
421,3
-
5”
42,1
19,64
255,1
-
5’
29,8
19,64
237,9
-
