Giáo trình hướng dẫn cách tiết kiệm năng lượng nhiệt tối ưu nhất phần 1 ppsx

M
x
- Tổng khối lợng xe chất hàng, kg
M
x
= n . m
x
n Số lợng xe sử dụng;
m
x
Khối lợng mỗi xe cấp đông, kg;
t
1
, t
2
- Nhiệt độ xe trớc lúc vào cấp đông và sau khi cấp đông xong,
o
C.
4. Nhiệt do làm lạnh nớc châm Q
24
Chỉ có sản phẩm dạng block mới cần châm nớc. Đối với sản phẩm
dạng rời quá trình mạ băng thực hiện sau cấp đông ở bên ngoài, sau
đó có thể đa vào khâu tái đông.

o
n
q
MQ .
24
= , W (4-17)
M

n
Tổng khối lợng nớc châm, kg;
Khối lợng nớc châm chiếm khoảng 5% khối lợng hàng cấp
đông, thờng ngời ta châm dày khoảng 0,5ữ1,0mm;
- Thời gian cấp đông, Giây;
q
o
- Nhiệt lợng cần làm lạnh 1 kg nớc từ nhiệt độ ban đầu đến khi
đông đá hoàn toàn, J/kg.
Nhiệt làm lạnh 1 kg nớc từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn
toàn q
o
đợc xác định theo công thức:
q
o
= C
pn
.t
1
+ r + C
pđ
.t
2
, J/kg (4-18)
C
pn
- Nhiệt dung riêng của nớc : C
pn
= 4186 J/kg.K;
r - Nhiệt đông đặc : r = 333600 J/kg;

C
pđ
- Nhiệt dung riêng của đá : C
pđ
= 2090 J/kg.K;
t
1
- Nhiệt độ nớc đầu vào, lấy từ nớc lạnh chế biến t = 5ữ7
o
C;
t
2
- Nhiệt độ đá sau cấp đông bằng nhiệt độ trung bình của sản
phẩm, tạm lấy : t
2
= -15ữ-18
o
C.
Thay vào ta có:
q
o
= 4186.t
1
+ 333600 + 2090.t
2
, J/kg (4-19)

4.2.3.3 Tổn thất nhiệt do vận hành
Tổn thất vận hành bao gồm:
- Tổn thất do mở cửa Q

31
, W;
- Tổn thất do xả băng Q
32
, W;
- Tổn thất do đèn chiếu sáng Q
33
, W;
- Tổn thất do ngời toả ra Q
34
, W;

164
Giỏo trỡnh hng dn cỏch tit kim nng
lng nhit ti u nht
- Tổn thất do động cơ quạt Q
35
, W.
Q
3
= Q
31
+ Q
32
+ Q
33
+ Q
34
+

Q
35
, W (4-20)
1. Nhiệt do mở cửa Q
31

Trong quá trình vận hành các kho cấp đông, ngời vận hành trong
nhiều trờng hợp cần phải mở cửa vào kiểm tra hàng, các thiết bị và
châm nớc, nên không khí thâm nhập vào phòng gây ra tổn thất
nhiệt. Lợng nhiệt do mở cửa rất khó xác định. Có thể xác định lợng
nhiệt mở cửa giống nh kho lạnh nh sau:
Q
31
= B.F, W (4-21)
B - dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m
2
;
F - diện tích buồng, m
2
.
Dòng nhiệt riêng khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng của kho
cấp đông đợc đa ra ở bảng dới đây:

Bảng 4-8 Dòng nhiệt riêng do mở cửa

B, W/m
2
< 50m
2
50ữ150m

2
> 150m
2
32 15 12

2. Tổn thất nhiệt do xả băng
Giống nh kho lạnh, ở kho cấp đông nhiệt xả băng đại bộ phận làm
tan băng ở dàn lạnh và đợc xả ra ngoài kho, một phần truyền cho
không khí trong phòng, kết quả sau khi xả băng, nhiệt độ trong phòng
tăng lên đáng kể . Vì vậy cần tính đến tổn thất do xả băng mang vào.
Tổn thất nhiệt do xả băng mang vào đợc tính theo biểu thức sau:
W
Q
Q ,
32

= (4-22)
Trong đó:
- Thời gian cấp đông, giây;
Q
32
Tổn thất nhiệt do xả băng mang vào, W;
Q- Tổng nhiệt lợng do xả băng truyền cho không khí có thể tính theo
tỷ lệ phần trăm lợng nhiệt xả băng hoặc dựa vào mức độ tăng nhiệt độ
trong sau khi xả băng:
Q =
KK
.V.C
P
.t, J (4-23)

KK
Khối lợng riêng của không khí,
KK
1,2 kg/m
3
;

165
V- Dung tích kho cấp đông, m
3
;
C
p
Nhiệt dung riêng của không khí, J/kg.K ;
t - Độ tăng nhiệt độ không khí trong kho sau xả băng,
o
C

3. Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q
33
Dòng nhiệt do chiếu sáng có thể tính theo công thức sau:
Q
33
= N (4-24)
N - Công suất đèn chiếu sáng, W.
Nếu không có số liệu của đèn chiếu sáng kho cấp đông có thể căn
cứ vào mật độ chiếu sáng cần thiết cho kho để xác định công suất đèn.

4. Dòng nhiệt do ngời toả ra Q

34
Đối với kho cấp đông, trong quá trình cấp đông rất ít khi có ngời
vận hành ở bên trong kho, tổn thất này có thể bỏ qua. Khi cấp đông
các sản phẩm block, ngời ta có thể tạm dừng để châm nớc cho hàng,
quá trình này tạo nên một tổn thất nhiệt nhất định.
Dòng nhiệt do ngời toả ra đợc xác định theo biểu thức:
Q
34
= 350.n, W (4-25)
n - số ngời làm việc trong buồng.
350 - nhiệt lợng do một ngời thải ra khi làm công việc nặng nhọc:
q=350 W/ngời.
Số ngời làm việc trong kho cấp đông cỡ 1ữ2 ngời

5. Dòng nhiệt do các động cơ quạt Q
35
Dòng nhiệt do các động cơ quạt dàn lạnh có thể xác định theo biểu
thức:
Q
35
= 1000.N ; W (4-26)
N - công suất động cơ điện, kW.
Các buồng cấp đông có từ 2-4 quạt, công suất của quạt từ 1ữ2,2 kW
Khi bố trí động cơ ngoài kho cấp đông tính theo biểu thức:
Q
35
= 1000.N. , W (4-27)
- hiệu suất động cơ

4.2.4 Cấu tạo một số thiết bị chính

Trong hệ thống lạnh kho cấp đông sử dụng môi chất R
22
ngời ta
thờng sử dụng bình trung gian kiểu nằm ngang và bình hồi nhiệt tách

166
lỏng. Dới đây chúng tôi xin giới thiệu cấu tạo và đặc điểm của các
bình đó.

4.2.4.1 Bình trung gian kiểu nằm ngang

200250100 100 250225225225225250
ống trao đổi
nhiệt 15A
125
A
40A
B
20A
125
167
E
40A
C
20A
D
10A

A- Môi chất ra; B- Dịch lỏng vào; C- Dịch lỏng ra; D- ống tiết lu;
E- ống môi chất vào

Hình 4-5: Bình trung gian kiểu nằm ngang R22

Trên hình 4-5 trình bày cấu tạo bình trung gian kiểu nằm ngang
thờng sử dụng cho hệ thống R
22
.
Bình trung gian kiểu nằm ngang có cấu tạo giống bình ngng nhng
kích thớc nhỏ hơn. Trong bình môi chất cuối quá trình nén cấp 1
đợc đa vào bên trong ống trao đổi nhiệt, dịch lỏng cao áp đi bên
ngoài ống
Các tấm ngăn có tác dụng làm dịch lỏng cao áp đi theo đờng dích
dắc để quá trình trao đổi nhiệt đều và hiệu quả hơn.
Bình trung gian kiểu nằm ngang có cấu tạo gọn, hiệu quả trao đổi
nhiệt cao, giá thành rẻ, các thiết bị phụ đi kèm ít.

4.2.4.2 Bình hồi nhiệt tách lỏng
Bình tách lỏng hồi nhiệt kết hợp 2 chức năng: tách lỏng và hồi
nhiệt
- Dòng dịch lỏng từ bình trung gian (hoặc bình chứa cao áp) đợc
đa qua ống xoắn để quá lạnh.
- Môi chất sau dàn lạnh trớc khi đợc hút về máy nén đợc đa
vào bình tách lỏng để tách các giọt lỏng còn lại


167
390
508
120480
6x70=420
45575

1130
135 135
AA
A-A
A
80A
B
32A
D
32A
C
15A
80A
E
5050
10

A- Ga vào; B- Lỏng ra; C- Hồi lỏng; D- Lỏng vào; E- Ga ra
Hình 4-6: Bình tách lỏng hồi nhiệt

4.3 hệ thống Tủ CấP đông TIếP XúC
4.3.1 Cấu tạo tủ cấp đông
Tủ cấp đông tiếp xúc đợc sử dụng để cấp đông các mặt hàng dạng
block. Mỗi block thờng có khối lợng 2 kg.
Trên hình 4-7 là cấu tạo của một tủ cấp đông tiếp xúc. Tủ gồm có
nhiều tấm lắc cấp đông (freezer plates) bên trong, khoảng cách giữa
các tấm có thể điều chỉnh đợc bằng ben thuỷ lực, thờng chuyển dịch
từ 50ữ105mm. Kích thớc chuẩn của các tấm lắc là
2200Lx1250Wx22D (mm). Đối với tủ cấp đông lớn từ 2000 kg/mẻ
trở lên, ngời ta sử dụng các tấm lắc lớn, có kích thớc là

2400Lx1250Wx22D (mm). Sản phẩm cấp đông đợc đặt trong các
khay cấp đông sau đó đặt trực tiếp lên các tấp lắc hoặc lên các mâm
cấp đông, mỗi mâm có 4 khay. Đặt trực tiếp khay lên các tấm lắc tốt
hơn khi có khay vì hạn chế đợc nhiệt trở dẫn nhiệt. Trên hình 4-10
giới thiệu cách sắp xếp các khay cấp đông trên các tấm lắc.

168