đồ án: thiết kế mặt bằng kho bảo quản đông lạnh, chương 6 doc

Chương 6: Môi chất sử dụng trong hệ
thống lạnh .
Môi chất được chọn sử dụng trong hệ thống lạnh của kho
bảo quản đông này là amoniac , có công thức hóa học là NH
3
,
ký hiệu R717. Amoniac là chất khí không màu , có mùi hắc , có
tính chất nhiệt động tốt , phù hợp với hệ thống lạnh máy nén
piston.
 Các tính chất của amoniac.
- Sôi ở áp suất khí quyển ở nhiệt độ –33,35
0
C.
- p suất ngưng tụ khá cao , nhiệt dộ cuối tầm nén rât cao
, năng suất lạnh riêng thể tích lớn nên máy và thiết bò gọn nhẹ ,
hệ số dẫn nhiệt lớn , độ nhớt nhỏ nên tổn thất áp suất nhỏ, hoà
tan nước không hạn chế nên hệ thống không bò tắc ẩm , nhưng
không hoà tan dầu , gây khó khăn cho việc bôi trơn hệ thống .
- Bền vững ở nhiệt độ và áp suất công tác, chỉ bò phân huỷ
ở 260
0
C, nhưng khi có ẩm và thép làm chất xúc tác thì phân huỷ
ngay ở khoảng nhiệt độ 110 – 120
0
C, ăn mòn đồng và hợp kim
đồng , chỉ trừ đồng thau photpho.
- Gây nổ khi có mặt thuỷ ngân .
- Độc hại với người và có hại đối với thực phẩm bảo quản(
làm giảm chất lượng cảm quan và chất lượng sử dụng) .
- Là môi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm , dễ vận chuyển bảo
quản.

III. Tính chọn máy nén.
1. Chọn các thông số của chế độ làm việc.
Chế độ làm việc của hệ thống lạnh được đặc trưng bởi 4
yếu tố sau :
- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t
0
.
- Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất t
k
.
- Nhiệt độ quá lạnh t
ql
.
- Nhiệt độ hơi hút về máy nén, hay nhiệt độ quá nhiệt t
qn
, t
h
.
a. Nhiệt độ sôi t
0
.
t
0
dùng để tính toán thiết kế , t
0
= t
BQĐ
-

t

0.
Đối với dàn bay hơi trực tiếp lấy hiệu nhiệt độ yêu cầu

t
0
=10
0
C

t
0
= -35-10 =-45
0
C
Tra bảng hơi bão hoà có P
0
=0,093 MPa
b.Nhiệt độ ngưng tụ t
k
.
Thiết bò ngưng tụ làm mát bằng nước thì : t
k
=t
W2
+

t
k
t
W2

– nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng .

t
k
– hiệu nhiệt độ yêu cầu, lấy

t
k
=5
0
C
Đối với hệ thống lạnh sử dụng bình ngưng ống chùm vỏ
bọc nằm ngang thì :
t
W2
= t
W1
+5K , với t
W1
nhiệt độ nước vào bình ngưng
Sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt ta lấy nhiệt độ
nước vào bình ngưng cao hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt 4
0
C.
Tại thành phố Hồ Chí Minh với nhiệt độ trung bình tháng
nóng nhất
t
max
=37,3
0

C nhiệt độ trung bình năm t
tb
=27
0
C , độ
ẩm

= 74% , vậy nhiệt độ không khí bên ngoài được xác đònh
t
KK
= t
tb
+0,125t
max
= 27 + 0,125.37,3 = 32
0
C.
Từ
t
KK
= 32
0
C , = 74% tra đồ thò I – d có t
ư
= 26
0
C
 t
W1
=26 +4 = 30

0
C , t
W2
= t
W1
+5K = 35
0
C

t
k
= 26+ 4 + 5+ 5 =40
0
C Tra bảng hơi bão hoà có
P
k
=1,55 MPa
c.Nhiệt độ quá nhiệt t
qn
.
Là nhiệt độ của hơi trứơc khi vào máy nén , với môi chất
amoniac, nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi khoảng 10
0
C.
T
qn
= -45 +10 = -35
0
C
2. Tính nhiệt và chọn máy nén .

a. Sơ đồ chu trình hai cấp bình trung gian có ống xoắn .
Hình – 6 : Sơ đồ chu trình.
Chu trình này có ưu điểm là lỏng vào bình bay hơi không
bò lẫn dầu của hơi do máy nén hạ áp đem tới , tránh được dầu ở
cấp hạ áp quánh đặc bám trên bề mặt do nhiệt độ thấp , tránh
làm giảm khả năng trao đổi nhiệt của bình bay hơi .
b. Tính nhiệt và chọn máy nén.
MPappp
ktg
38,055,1.093,0.
0
 , tra bảng có t
tg
= -3
0
C
Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung
gian t
6
= 0
0
C cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian t
9
là 3
0
C.
Từ các thông số đã biết dựng đồ thò lgP-h, tra đồ thò , bảng
hơi bão hoà , hơi quá nhiệt của NH
3
ta có bảng sau.

Điểm
nút
t,
0
C P,MPa h,kJ/kg v,m
3
/kg
1’ -45 0,093 1715 1,215
1 -35 0,093 1730 1,27
2 75 0,38 1935 0,42
38 -3 0,38 1750 0,32
4 100 1,55 1955 0,1
5 40 1,55 655 0,00173
6 0 1,55 500 0,0016
7 -3 0,38 655 0,033
9 -3 0,38 480
10 -35 0,093 500
- Năng suất lạnh riêng .
q
0
=h
1’
– h
10
=1715 – 500 = 1215 kJ/kg
- Năng suất lạnh riêng thể tích.
3
1
0
/7,956

27,1
1215
mkJ
v
q
q
v

- Năng suất nhiệt riêng.
kgkJ
m
m
hhq
k
/1704
6551750
5001935
)6551955()(
1
3
54




- Công nén riêng.
kgkJl
hh
hh
ll /473)17501955(

6551750
5001935
)17301935(
2
73
62
1







- Hệ số lạnh .
56,2
473
1215
0

l
q

 Tính toán cấp hạ áp.
- Năng suất lạnh riêng: q
0
=1215kJ/kg
- Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén hạ áp :



1215
50
0
0
1
q
Q
m
0,042 kg/s
- Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp
smvmV
ttHA
/053,027,1.042,0.
3
11

- Hệ số cấp máy nén hạ áp
wi

.
.

Với

























0
00
1
00
00
p
pp
p
pp
c
p
pp
m

tgtg
i

Đối với máy nén thuận dòng
tg
w
T
T
0


Với máy nén sử dụng môi chất amoniac m =0,951,1 ,
chọn m =1
c – tỉ số thể tích chết , c = 0,03
0,05 , chọn c =0,04

tg
tgtg
HA
T
T
p
pp
p
pp
c
p
pp
0
0

00
00
00
.
































Thường lấy p
0
=5 Pa, p
tg
=10 Pa.




























270
238
93
593
93
10380
04,0
93
593
HA

0.7
- Thể tích hút lý thuyết cấp hạ áp.

sm
V
V
ttHA
ltHA
/076,0
7,0
053,0
3



- Chọn máy nén.
Có nhiều phương án để chọn máy nén phù hợp với yêu cầu
, có thể chọn máy nén của nước Nga sản xuất , chọn hãng
mycom của Nhật , cũng có thể chọn loại máy nén sản xuất trong
nước do nhà máy cơ khí Long Biên sản xuất , hoặc nhà máy cơ
khí duyên hải Hải Phòng sản xuất . Nhưng chọn loại nào còn tuỳ
thuộc vào vốn đầu tư ban đầu , nếu vốn có hạn có thể chọn loại
máy sản xuất trong nước hoặc máy của Nga sản xuất , những
loại này tuy hoạt động với độ tin cậy không được như ý , tiêu tốn
năng lượng hơn , nhưng giá rẻ, khi hư hỏng dễ sửa chữa . Xu thế
hiện nay các nhà máy có sử dụng lạnh người ta thường sử dụng
loại máy nén Mycom .
Để phù hợp với xu thế , yêu cầu công nghệ , và vốn đầu tư
, ở kho lạnh này ta dùng loại máy nén Mycom . Ta chọn loại
N62WA .
N62WA có V
lt
= 0,078m
3
s
Vậy số lượng máy nén sẽ là :
97,0
078,0
076,0

ltMN
ltHA
MN

V
V
Z
Vậy ta chọn 1 máy nén.
- Công nén đoạn nhiệt :
N
s
= m
1
.l
1
= 0,042(1935 –1730)=8,6 kW
- Hiệu suất chỉ thò :

85,0)35.(001,0
270
238
.001,0
0
0
0
 t
T
T
tb
tg
Wi

- Công suất chỉ thò :

kW
N
N
i
s
i
10
85,0
6,8


- Công suất ma sát :
kWpVN
msttms
13,359.053,0. 
(với p
ms
là áp suất ma sát riêng, máy nén amoniac
p
ms
=4969Pa, chọn p
ms
=59Pa )
- Công suất hữu ích:

N
e
=N
i
+ N

ms
=10 +3,13= 13,13kW
- Công suất tiếp điện cấp hạ áp :

kW
N
N
eltd
e
elHA
3,16
95,0.85,0
13,13
.



td
là hiệu suất truyền động của khớp , đai …
td
=0,95

el
là hiệu suất động cơ , lấy 
el
=0,85.
Tính toán cấp cao áp.
- Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén cao áp .

skg

hh
hh
mm /055.0
6551750
5001935
042,0
73
62
13







-Thể tích hút thực tế cấp cao áp :

V
ttCA
= m
3
.v
3
= 0,32. 0,055=0,0176m
3
/s
- Hệ số cấp của cấp cao áp:

k

tg
tg
tgtg
tg
kk
tg
tgtg
Wi
T
T
p
pp
p
pp
c
p
pp

'.
























Thường lấy p
tg
=5Pa , p
k
=10Pa.
 74,0
313
270
.
380
5380
380
101550
04,0
380
5380





















- Thể tích hút lý thuyết cao áp .

024,0
74,0
0176,0


ttCA
ltCA
V
V
- Số lượng máy nén cao áp

9,0
026,0
024,0

ltMN
ltCA
MNCA
V
V
Z
(Máy nén N62WA có V
ltMN
=0,026m
3
/s)
- Tỷ lệ xylanh của cấp hạ áp và cao áp

3
024,0
076,0

ltCA
ltHA
V
V

Vậy cứ 3 xylanh hạ áp thì cần có 1 xylanh cao áp
Từ tính toán số lượng máy nén hạ áp , cao áp và tỷ lệ
xylanh thấy rằng chọn 1 máy N62WA là hợp lý .

- Công nén đoạn nhiệt cấp cao áp.

)(.
34323
hhmlmN
s
 =0,055(1955-1750)=11,3 kW
- Hiệu suất chỉ thò cấp cao áp:

86,0)3(001,0
313
270
'

tg
k
tg
tgWi
bt
T
T
bt

- Công suất chỉ thò cấp cao áp: KW
N
N
i
s
i
13

86,0
3,11


- Công suất ma sát cao áp: N
ms
=V
tt
.p
ms
=0,0176.59 
1,04kW
- Công suất hữu ích : N
e
=N
i
+N
ms
= 13 +1,04 = 14,04
kW.
- Công suất tiếp điện cấp cao áp .

kW
N
N
eltd
e
elCA
4,17
95,0.85,0

04,14
.


- Tổng công suất tiếp điện cấp hạ áp và cao áp:
N
el
=17,4 + 16,3 = 33,7 kW , lấy N
el
=34 kW
 Các thông số của máy nén:
Kí
hiệu
Đườ
ng
kính
pisto
n
Hàn
h
trìn
h
pist
on
Số
xyla
nh
Tốc độ
(vòng/p
hút)

V
quétH
A
(V
ltMN
HA
)
V
quétC
A
(V
ltMN
CA
)
Mô
i
chấ
t
Lo
ại
má
y
né
n
N62
WA
95m
m
76m
m

6 +
2
10001
200
281m
3
/h
94m
3
/
h
R7
17
hở