Tính toán và thiết kế kho trữ đông thịt cừu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (365.39 KB, 40 trang )
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ KHO TRỮ ĐÔNG THỊT CỪU
Đề tài : Tính toán và thiết kế kho trữ đông thịt cừu
- Năng suất : 30 tấn
- Nhiệt độ : -15ºC
- Hệ thống đặt tại Quãng Ngãi
- Môi chất sử dụng: NH3
GVHD: LÊ QUANG HUY
NHÓM 12
TRANG 1
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Nhận xét đánh giá của giáo viên hướng dẫn
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………
BẢNG CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
KÝ HIỆU
NHÓM 12
CHÚ THÍCH
TRANG 2
ĐƠN VỊ
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
t1
Nhiệt độ môi trường bên ngoài (nhiệt độ trung bình
tại địa phương vào mùa hè)
ºC
ϕ1
Độ ẩm trung bình tại địa phương vào mùa hè
%
k
Hệ số dẫn nhiệt
W/m2. K
α1 α 2
,
Hệ số tỏa nhiệt
W/m2. K
λi
Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i
W/m.K
δi
Chiều dày lớp vật liệu thứ i
λcn
hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt
δ cn
Chiều dày lớp cách nhiệt
m
W/m.K
m
W/m2. K
kt
Hệ số dẫn nhiệt thực tế của tường bao quanh bể
ts
Nhiệt độ đọng sương
ks
Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để tường
ngoài không bị đọng sương
W/m2. K
knền
Hệ số dẫn nhiệt thực tế của nền bể nước
W/m2. K
knắp
Hệ số dẫn nhiệt thực tế của nắp bể nước
W/m2. K
ºC
a
Chiều dài bể
m
b
Chiều rộng bể
m
h
Chiều cao bể
m
V
Thể tích của bể
m3
Q0
Tổng tổn thất nhiệt của bể nước
kW
Q1
Tổn thất nhiệt qua các kết cấu bao che
kW
NHÓM 12
TRANG 3
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Q2
Tổn thất nhiệt để làm lạnh nước
kW
Q3
Tổn thất nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió
buồng lạnh
kW
Q4
Tổn thất nhiệt do vận hành
kW
Q5
Tổn thất nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô
hấp
kW
Q11
Tổn thất nhiệt qua tường bể nước
W
Q12
Tổn thất nhiệt qua nền bể nước
W
Q13
Tổn thất nhiệt qua nắp bể nước
W
Ft
Diện tích tường bao quanh bể nước
m2
Fn
Diện tích nền của bể nước
m2
Cn
Nhiệt dung riêng của nước,
Cn
= 4,18
kJ/kg . K
Gn
Khối lượng nước cần làm lạnh
kg
tb
Nhiệt độ trong bể nước
ºC
τ
Thời gian làm lạnh nước
giờ
t0
Nhiệt độ bay hơi của môi chất
ºC
∆t 0
Hiệu nhiệt độ bay hơi yêu cầu
ºC
tư
Nhiệt độ nhiệt kế ướt
ºC
t w1
Nhiệt độ nước vào bình ngưng
ºC
t w2
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng
ºC
NHÓM 12
TRANG 4
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
tk
Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất
ºC
t qn
Nhiệt độ hơi quá nhiệt
ºC
th
Nhiệt độ hơi hút về máy nén
ºC
t ql
Nhiệt độ quá lạnh
ºC
p0
Áp suất bay hơi của môi chất
bar
pk
Áp suất ngưng tụ của môi chất
bar
q0
Năng suất lạnh riêng
qv
Năng suất lạnh riêng thể tích
l
kJ/kg
kJ/
m3
Công nén riêng
kJ/kg
qk
Năng suất thải nhiệt riêng
kJ/kg
ε
Hệ số lạnh của chu trình
υ
Hiệu suất Exergy
mn
Năng suất khối lượng thực tế của máy nén
kg/s
Vtt
Năng suất thể tích thực tế của máy nén
m3
λ
Hệ số cấp của máy nén
λi
Hệ số chỉ thị
λ w'
c
NHÓM 12
Hệ số đốt nóng chung của máy nén thuận dòng
Tỉ số thể tích chết
TRANG 5
NH 3
/s
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
m3
Vlt
Thể tích lý thuyết
Z MN
Số lượng máy nén
Ns
Công nén đoạn nhiệt
kW
Ni
Công nén chỉ thị
kW
N ms
Công suất ma sát
kW
p ms
Áp suất ma sát riêng
MPa
Ne
Công nén hiệu dụng
kW
N el
Công suất điện
kW
N dc
Công suất động cơ lắp đặt
kW
η td
Hiệu suất truyền động đai, khớp …,
η el
Hiệu suất động cơ
N dc
Công suất động cơ lắp đặt
kW
Qk
Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
kW
ρ
k
Khối lượng riêng của nước,
ρ
= 1000
Hệ số truyền nhiệt
W/
∆t tb
Độ chênh nhiệt độ trung bình logarit
Vn
Lưu lượng nước cần làm lạnh
∆t n
Hiệu niệt độ nước vào và ra khỏi thiết bị bay hơi
NHÓM 12
kg/
TRANG 6
/s
m3
m2
.K
ºC
m3
/h
ºC
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Vh
Lưu lượng thể tích môi chất đi qua bình tách lỏng
m3
mtt
Lưu lượng thực tế qua máy nén
kg/s
v1
Thể tích riêng hơi hút về máy máy nén
m3
ω
Tốc độ của hơi môi chất trong bình
m/s
Vd
Lưu lượng thể tích môi chất đi qua bình tách dầu
m3
v2
Thể tích riêng của hơi môi chất ở đầu đẩy của máy
nén
d ih
Đường kính trong của đường ống hút
ρh
Khối lượng riêng của môi chất tại đầu hút máy nén
d id
ρd
ω NH 3
/kg
/s
/kg
mm
Đường kính trong của đường ống đẩy
kg/
m3
mm
Khối lượng riêng của môi chất tại đầu đẩy máy nén
Tốc độ dòng chảy trong ống, đối với môi chất
m3
/s
NH 3
kg/
m3
m/s
VCA
Thể tích bình chứa cao áp
m3
V BH
Thể tích thiết bị bay hơi
m3
BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GIẢI THÍCH
[TL1]
Tài liệu : Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh
NHÓM 12
TRANG 7
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
[TL2]
Tài liệu : Hệ thống máy và thiết bị lạnh
[TL3]
Tài liệu : Kỹ thuật lạnh cơ sở
CT
Công thức
MỤC LỤC
NHÓM 12
TRANG 8
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
LỜI MỞ ĐẦU
Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh cách đây rất lâu. Ngành khảo
cổ học đã phát hiện ra những hang động có mạch nước ngầm nhiệt độ thấp chảy
qua để chứa thực phẩm và lương thực khoảng từ 500 năm trước.
Nhưng kĩ thuật lạnh hiện đại bắt đầu phải kể từ khi giáo sư Black tìm ra
nhiệt ẩn hoá hơi và nhiệt ẩn nóng chảy vào năm 1761 – 1764. Con người đã biết
làm lạnh bằng cách cho bay hơi chất lỏng ở ấp suất thấp.
Ngày nay, kỹ thuật lạnh hiện đãi đã tiến những bước rất xa, có trình độ kỹ
thuật ngang với các ngành kỹ thuật tiên tiến khác. Phạm vi nhiệt độ của kỹ thuật
lạnh ngày nay cũng mở rộng rất nhiều. Người ta đang tiến dần đến nhiệt độ
không tuyệt đối. Phía nhiệt độ cao của thiết bị ngưng tụ, nhiệt độ có thể đạt 100
độ C dùng cho các mục đích của bơm nhiệt như sưởi ấm, chuẩn bị nước nóng,
sấy…
Trong những năm gần đây Việt Nam luôn là nền kinh tế có mức tăng
trưởng khá trong khu vực và thế giới, vì thế nhu cầu về ngành lạnh cũng rất lớn.
Ngoại tệ nhập thiết bị lạnh cũng tăng lên hàng triệu USD mỗi năm.
NHÓM 12
TRANG 9
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Tuy vậy ngành lạnh của Việt Nam cũng còn nhiều hạn chế nhất định.
Chưa làm chủ được công nghệ, chỉ mới chế tạo các loại máy lạnh Amoniac cỡ
nhỏ. Một điểm quan trọng khác là ngành lạnh nước ta phát triển tản mạn và phân
tán, chưa được quan tâm đầu tư đúng mức.
Do thời gian và kiến thức còn thiếu, sự mới mẻ của thiết bị và chưa có
kinh nghiệm thực tế, được sự phân công và hướng dẫn của giáo viên bộ môn về
đề tài “ Thiết Kế Hệ Thống Kho Trữ Đông Thịt Cừu” nên trong quá trình tính
toán thiết kế còn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý
thầy cô và các bạn.
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN SẢN PHẨM
ĐÔNG LẠNH
1.1TÁC DỤNG CỦA VIỆC BẢO QUẢN LẠNH
Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi
về chất lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đưa đi tiêu thụ. Thực
phẩm sau khi thu hoạch về chế biến được bảo quản ở nhiệt độ thấp cùng chế độ
thông gió và độ ẩm thích hợp trong kho trữ đông. Khi hạ nhiệt độ thấp thì
enzyme và vi sinh vật trong thực phẩm bị ức chế hoạt động, và có thể bị đình chỉ
hoạt động.như vậy thực phẩm được bảo quản thêm một thời gian.
NHÓM 12
TRANG 10
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Do cấu trúc và thành phần hóa học rất khác nhau giữa các loại thực phẩm nên
thời gian dự trữ đông lạnh cũng giao động cao giữa các loại thực phẩm. Chẳng
hạn ở
-180C, thời gian an toàn dự trữ thịt bò dao động từ 3 đến 4 tháng, thịt heo từ 3 đến
6 tháng, thịt gà khoảng 12 tháng.Do đó việc chọn đúng đắn chế độ bảo quản như
nhiệt độ, độ ẩm, thông gió, tốc độ gió trong buồng, số lần thay đổi không khí …
sẽ làm tăng đáng kể thời gian bảo quản thực phẩm.
Đối với hệ thống trữ đông: Nhằm bảo quản sản phẩm đã được kết đông ở phòng
cấp đông. Phải đảm bảo bằng nhiệt độ bề mặt khối sản phẩm ttđf = -230C.
1.2CÔNG NGHỆ TRỮ ĐÔNG HIỆN NAY
Kho trữ đông (bảo quản đông) là kho được sử dụng để bảo quản các mặt
hàng đã qua cấp đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ
bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ
bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -23oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm
hư hại thực phẩm trong quá trình bảo quản.
Hiện nay kho lạnh trữ đông được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến
thực phẩm và chiếm một tỷ lệ lớn nhất.
1.3 MỘT SỐ KHO TRỮ ĐÔNG HIỆN NAY:
Theo công dụng:
-
Kho lạnh sơ bộ : Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm
tại các nhà máy chế biến.
-
Kho chế biến : Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản
thực phẩm ( nhà máy sản xuất sữa, chế biến thủy sản, chế biến thực phẩm
xuất khẩu…).
-
Kho phân phối kho trung chuyển: Dùng điều hòa cung cấp cho các khu
dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài.
NHÓM 12
TRANG 11
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
-
GVHD: LÊ QUANG HUY
Kho thương nghiệp: Kho bảo quản các mặt hàng của hệ thống thương
nghiệp, các sản phẩm bán trên thị trường.
-
Kho vận tải:
Bảo quản mang tính tạm thời trên các phương tiện vận tải
như ( xe tải, xe lửa, tàu thủy…)
-
Kho sinh hoạt nhỏ: Dùng trong các hộ gia đình.
Theo nhiệt độ :
-
Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản thường -2 0C đến +5 0C.
-
Kho bảo quản đông: Kho dùng bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông
chủ yếu các mặt hàng có nguồng gốc động vật, nhiệt độ tối thiểu cũng đạt
-18 0C.
-
Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -120C, buồng bảo quản đa năng thường
được thiết kế ở -120C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ
bảo quản 00C hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo
quản -230C tuỳ theo yêu cầu công nghệ. Buồng đa năng thường được trang
bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàn tường hoặc dàn trần đối
lưu không khí tự nhiên.
-
Kho gia lạnh: Nhiệt độ 0 0C gia lạnh sản phẩm trước khi đưa vào khâu chế
biến.
Theo đặc điểm cách nhiệt
-
Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta
bọc lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao,
khó tháo dỡ, và không di chuyển được. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ
sinh kho xây không đảm bảo tốt. Vì vậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử
dụng kho xây để bảo quản thực phẩm.
-
Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp
ghép với nhau bằng các móc khoá cam locking và mộng âm dương. Kho panel
có hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ
và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu…
NHÓM 12
TRANG 12
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt
tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng
kho panel để bảo quản hàng hoá.
1.4. NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN
Tính toán thiết kế kho trữ đông thịt cừu với các thông số sau.
- Năng suất : 30 tấn
- Nhiệt độ : -15ºC
- Hệ thống đặt tại Quãng Ngãi
- Môi chất sử dụng: NH3
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO
LẠNH
-
Xác định số lượng và kích thước phòng trữ đông.
-
Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:(TL1trang 33)
Trong đó,gv= 0,28 (tra 2-4/32 TL1)
-
Diện tích chất tải kho trữ đông, chọn h = 3m
NHÓM 12
TRANG 13
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Trong đó:
F – Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m 2.
h – Chiều cao chất tải, m.
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng ch ất trong kho, chi ều cao này ph ụ
thuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ. Chiều cao h có th ể tính
bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và
khoảng không gian cần thiết để chất hàng và d ỡ hàng. Chi ều cao ch ất t ải
phụ thuộc vào chiều cao thực tế h1 của kho. Chiều cao h1 được xác định
bằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ đi hai lần chi ều d ầy cách nhi ệt c ủa
trần và nền kho lạnh:
δ
h1 = H - 2 , m; (TL2 trang 58)
+ Chọn chiều cao phủ bì H = 4 m
+ Chọn chiều dày cách nhiệt
δ
= 100 mm (bảng 3-9 /100 TL1)
Suy ra: h1 = 4 – 2*0.1 = 3.8 m.
Chiều cao chất tải thực h của kho bằng chiều cao phủ bì trừ đi khoảng hở phía
trần để lưu thông không khí chọn là 0,6 m, và phần phía dưới nền lót tấm
palêt chọn 0.2 m.
Suy ra: h = 3.8– (0,2+0.6) = 3 m.
-
Tải trọng của nền và trần
gf = gv.h=0,28.3 = 0.84 t/m2
Diện tích kho cần xây dựng
Trong đó, (tra bảng 2-5/34 TL1)
-
Số lượng buồng lạnh cần xây dựng
Trong đó, f là diện tích buồng lạnh qui chuẩn. f = 72m2
Vậy chọn Z = 1 => diện tích thực 6x6 = 36m2
Vậy dung tích thực tế của buồng lạnh
NHÓM 12
TRANG 14
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
E = 30.
GVHD: LÊ QUANG HUY
1
= 42,8tân
0.7
CHƯƠNG 3: CẤU TRÚC XÂY DỰNGVÀ CÁCH NHIỆT
KHO LẠNH TRUYỀN THỐNG VÀ KHO LẠNH LẮP
GHÉP
-Tính chiều dày lớp cách nhiệt giữa phòng bảo quản đông và không
khí bên ngoài
Trong đó:
δ CN
λCN
- Độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, m.
- Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK.
K - Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2k.
NHÓM 12
TRANG 15
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
α1
GVHD: LÊ QUANG HUY
- Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách,
2
W/m k.
α2
- Hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh,
2
W/m k.
δi
λi
- Bề dày lớp vật liệu thứ i, m.
- Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK
Tường ngăn giữa phòng và không khí bên ngoài(bảng 3-1 và 3-2 TL1 trang
88) gồm:
lớp giữa xi măng :
1
lớp gạch đỏ
Hình:Cấu trúc tường
:
2
lớp cách ẩm:
3
lớp cách nhiệt:
4
3
1
=0,02m,
δ
2
=0,008m,
λ
CN
5
λ
1
=0,88W/mk,
=0,2m,
λ
3
δ
at
λ
2
µ
µ
1
=90g/mkMPa
=0,82W/mk,
=0,18W/mk,
=0,047W/mk,
lớp vữa trái và lưới thép,
5
µ
δ
δ
CN
=0,02m,
µ
3
µ
2
=105g/mkMPa
=0,86/mkMPa
=7,5g/mkMPa
λ
5
=0,88W/mk,
=90g/mkMPa Lớp cách nhiệt là polystirol
-Tra bảng 3-3 và 3-7 TL1 có k=0,23 2W/m2k ,α1=23,3W/m2k,
α2=8,0W/m2k
=>
-
Kiểm tra đọng sương
Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài của vách:
Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là Kth ≤ Ks
Theo bảng 1-1 TL1, có nhiệt độ trung bình nóng nhất tại Quảng Ngãi:
NHÓM 12
TRANG 16
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Tra đồ thị h-x có
=>1,59
=>ks> kt
Vậy vách ngoài không bị đọng sương
-
Tính cách nhiệt nền kho
Lớp nền nhẵn bằng các lớp bê tông lát
=1,4W/mk
-
δ
2
=0,1m,
λ
2
-
Lớp bê tông ,
=1,4W/mk
-
Lớp cách nhiệt bằng sỏi và đất sét xốp ,
λ
δ
3
δ
1
=0,04m,
λ
1
=0,2W/mk
4
Lớp bê tông có bố trí dây điện trở sưởi,
=0,1m
Lớp cách ẩm
Lớp bê tông đá dăm làm kín nền đất
Khi tính toán chiều dày cách nhiệt cho nền có sưởi bằng
dây điện trở ta chỉ cần tính từ các lớp phía trên lớp có sưởi.
Tra bảng 3-3,3-7 TL1 có k=0,23 W/m2k , α2=7 W/m2k
1 0,64 0,1 1
= 0,2.
−
+
+ = 0,73m
δ
CN
0,23 1,4 1,4 7
⇒
-
-
δ
CN
Theo tiêu chuẩn lấy
=1m
Hệ số truyền nhiệt thực.
k
t
=
1
1
+ 0.24
0,2
= 0,19W / m 2 K
-
CHƯƠNG 4 : TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
NHÓM 12
TRANG 17
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Tính nhiệt kho lạnh thực chất là tính toán các dòng nhiệt tổn th ất t ừ môi
trường bên ngoài,dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra và các dòng nhi ệt tổn th ất
khác.Chính là dòng nhiệt mà máy lạnh phải có đủ công suất để th ải ra môi
trường ngoài để đảm bảo nhiệt độ phòng lạnh luôn đạy yêu cầu.
Vậy tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng su ất l ạnh máy l ạnh
cần lắp đặt.
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh gồm:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4 ,W
Q1 : dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che
Q2 : dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi xử lý lạnh
Q3 : dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh
Q4 : dòng nhiệt sinh ra khi vận hành.
1.Tính dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q1 :
Q1 là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường,bao,trần,nền do chênh lệch
nhiệt độ giữa phòng lạnh và môi trường ngoài và dòng nhiệt tổn thất do
bức xạ mặt trời qua tường và trần
Q1=Q11+Q12
Q11=kt.F.(t1-t2) là dòng nhiệt tổn thất qua tường,bao,trần,nền
do chênh lệch nhiệt độ.Với : kt là hệ số truyền nhiệt thực.
F-diện tích bề mặt kết cấu bao che,bao gồm di ện tích của
nhiều bức tường khác nhau và trần kho lạnh.
t1-nhiệt độ môi trường ngoài
t2-nhiệt độ trong phòng lạnh
Q12 là dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần. Q 12 = 0
vì trong kho lạnh có nhiều buồng có nhiệt độ khác nhau bố trí cạnh
nhau.Khi tính nhiệt cho buồng có nhiệt độ cao b ố trí ngay cạnh bu ồng co
nhiệt độ thấp hơn thì dòng nhiệt tổn thất là âm vì truyền nhiệt từ buồng
đó sang buồng có nhiệt độ thấp hơn.Trong trường hợp này ta lấy tổn thất
nhiệt của vách bằng 0 để tính phụ tải nhiệt của thi ết bị và l ấy đúng giá tr ị
âm để tính phụ tải cho máy nén.Như vậy dàn bay hơi vẫn đủ diện tích đ ể
làm lạnh buồng trong khi buồng bên lạnh hơn ngừng hoạt động.
NHÓM 12
TRANG 18
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
2.Tính dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q2 :
Là dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi giảm nhiệt độ trong phòng làm
đông, dòng nhiệt Q2 bao gồm nhiệt do sản phẩm tỏa ra và nhiệt do bao bì
tỏa ra, vì vậy cần tính cả hai dòng nhiệt này.
*Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra được tính theo biểu thức:
Q12 = M(h1 – h2)
1000
24.3600
kW
M- lượng hàng nhập vào phòng làm đông.
h1, h2 – entanpy của sản phẩm trước và sau khi vào phòng làm đông.
1000/24.3600 – hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm ra đơn vị kg/s.
Với phòng làm đông ta có M= 10%Eđ, với Eđ là dung tích thực tế của
kho lạnh
M= 10%.42,8= 4.28 tấn/24h
Nhiệt độ sản phẩm trước khi vào phòng trữ đông lấy t= -12 0C,sau khi vào
phòng trữ đông đạt -150C, nội suy gần đúng bảng 4-2 TL1 có h 1= 21,8 kJ/kg,
h2= 12,6 kJ/kg.
⇒
NHÓM 12
Q12= 4,28.(21,8-12,6)
TRANG 19
1000
= 4,55
24.360
kw
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
•
GVHD: LÊ QUANG HUY
Dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì:
Q2b= Mb.Cb(t1-t2)
1000
24.360
kw
Mb- khối lượng bao bì dựng sản phẩm.
Cb- nhiệt dung riêng trên bao bì, ở đây bao bì gỗ Cb= 2,5kJ/kgk.
t1 và t2- nhiệt độ bao bì trước và sau khi đưa vào phòng, l ấy t 1= -120C, t2=
-150C.Khối lượng bao bì coi như chiếm 15% khối lượng sản phẩm làm đông,
Mb= 15%.4,28= 0,642 tấn/24h.
⇒
⇒
Q2b= 0,642.2,5(-12+15).
1000
= 0.557
24.360
kw
Q2= Q12 + Q2b
=4,55+0,557= 5,1 kw
*Vì phòng trữ đông không có thông gió nên dòng nhi ệt do thông gió Q 3=
0.
3.Tính dòng nhiệt vận hành Q4 :
Q4= Q41 + Q42 + Q43 + Q44
Q41: dòng nhiệt do chiếu sáng phòng lạnh.
Q42: dòng nhiệt do người tỏa ra.
Q43: dòng nhiệt do các động cơ điện.
Q44: dòng nhiệt do mở cửa.
a.Dòng nhiệt do chiếu sáng phòng lạnh :
Q41= A.F
F: diện tích buồng 6m2.
A: năng lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích phòng, đối với phòng trữ
đông A= 1,2W/m2
Q41= 36.1,2= 43,2W
NHÓM 12
TRANG 20
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
b. Dòng nhiệt do người tỏa ra :
Q42= 350.n
n: số người làm việc trong buồng, buồng 576m2 lấy n= 4 người.
350: nhiệt lượng tỏa ra khi một người làm việc nặng.
Kho lạnh 12 buồng
⇒
Q42= 350.4= 1400W
Phòng lạnh dùng phương pháp đối lưu cưỡng bức với quạt đặt trên giàn
lạnh.
Q43= 1000.N,w
N: công suất động cơ
Buồng bào quản lạnh chọn N= 4kw
⇒
Q43= 1000.4= 4000w
c. Dòng nhiệt do mở cửa phòng :
Q44= B.F,W
B: dòng nhiệt khi mở cửa, theo bảng 4-4 TL1 lấy B= 12W/m2
F: diện tích buồng
⇒
⇒
Q44= 36.12= 432W.
Q4=5875,2W
4.Xác định nhiệt tải cho thiết bị và máy nén :
Xác định nhiệt tải cho thiết bị là để tính toán di ện tích b ề m ặt trao đ ổi
nhiệt cần thiết cho thiết bị bay hơi. Để đảm bảo nhi ệt đ ộ trong phòng b ảo
quản đạt yêu cầu ở những điều kiện bất lợi nhất, ta tính nhiệt tải cho thiết
bị là tổn thất các nhiệt tải thành phần có giá trị cao nhất.
Qtb= Q1 + Q2 + Q3 + Q4
= 2791,2+5,1+5875,2
= 8671,5W = 8,6715kW
NHÓM 12
TRANG 21
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Nhiệt tải của máy nén:
Qmn= Q1 + 60% Q2 + 75% Q4= 7200,66W = 7,2kw
Trong một ngày đêm máy nén không làm việc cà 24/24h mà th ường làm
việc khoảng 22/24h, vì vậy năng suất lạnh của máy nén được tính như sau:
k .Q
Qo =
mn
b
b- là hệ số thời gian làm việc, b= 22/24
k- là hệ số tính đến tổn thất trên đường ống và thi ết bị của h ệ th ống l ạnh,
lấy k= 1
Q
⇒
o
=
1 .7 , 2
= 7,85kW
0,92
NHÓM 12
TRANG 22
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH ,
TÍNH CHỌN MÁY NÉN
I.Chọn phương pháp làm lạnh :
Đối với phòng trữ đông, ta chọn phương pháp làm l ạnh gián ti ếp là
hợp lý nhất.Làm lạnh buồng gián tiếp là làm lạnh buồng bằng các dàn n ước
muối lạnh. Thiết bị bay hơi đặt ngoài buồng lạnh.môi chất lạnh lỏng sôi để
làm lạnh nước muối.Nước muối lạnh được một bơm tuần hoàn bơm đến
các dàn lạnh .Sau khi trao đổi nhiệt với không khí trong bu ồng l ạnh, n ước
muối nóng lên sẽ được đưa trở lại thiết bị bay hơi để làm l ạnh xuống tr ạng
thái ban đầu.Dàn bay hơi: dàn đối lưu không khí cưỡng bức.
Các ưu nhược điểm của hệ thống làm lạnh gián tiếp :
a.Ưu điểm :
- Thiết bị đơn giản không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ.
- Tuổi thọ cao kinh tế vì không phải tiếp xúc với nước muối là m ột ch ất ăn
mòn kim loại rất nhanh chóng.
- Đứng về mặt nhiệt động thì ít tổn thất năng lượng vì hi ệu nhiệt độ giữa
kho lạnh và dàn bay hơi gián tiếp qua không khí.
- Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ nghĩa là khi làm lạnh trực ti ếp th ời gian
từ khi mở máy đến lúc kho lạnh đạt nhiệt độ yêu cầu sẽ nhanh hơn.
- Nhiệt độ kho lạnh có thể giám sát theo nhiệt độ sôi của môi chất, nhi ệt đ ộ
sôi có thể xác định dễ dàng qua nhiệt kế của đầu hút máy nén.
b.Nhược điểm :
- Đối với hệ thống lạnh lớn thì lượng môi chất nạp vào máy l ớn, khả năng
rò rỉ của môi chất lớn, khó có khả năng dò tìm được ch ỗ rò r ỉ đ ể x ử lý. T ổn
thất áp suấp cho việc cấp cho những dàn bay hơi ở xa có h ồi d ầu v ề n ếu
dùng môi chất Freon, máy nén dễ hút ẩm, việc bảo vệ máy nén khó khăn.
NHÓM 12
TRANG 23
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
- Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém khi máy l ạnh ngừng ho ạt đ ộng thì
dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.
II. Chọn môi chất lạnh :
Môi chất lạnh (còn gọi là tác nhân lạnh hay gas l ạnh) là ch ất môi gi ới s ử
dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để thu nhiệt của môi tr ường
có nhiệt độ thấp và thải nhiệt ra môi trường có nhi ệt độ cao h ơn. Môi ch ất
tuần hoàn trong hệ thống lạnh nhờ quá trình nén.
Ở máy lạnh nén hơi, sự thu nhiệt của môi trường có nhi ệt độ th ấp nh ờ quá
trình bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, sự thải nhi ệt cho môi tr ường
có nhiệt độ cao nhờ quá trình ngưng tụ ở áp suất cao và nhi ệt đ ộ cao, s ự
tăng áp của quá trình nén hơi và giảm áp nhờ quá trình ti ết l ưu ho ặc giãn
nở.
Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống lạnh cần đáp ứng các yêu cầu sau:
(tính chất hóa học, tính chất lý học, tính chất sinh lý, tính kinh tế )
III.Tính chọn máy nén :
1.Chọn các thông số của chế độ làm việc :
Nhiệt độ sôi to
Nhiệt độ ngưng tụ tk
Nhiệt độ quá lạnh tql
Nhiệt độ quá nhiệt tqn
a
Nhiệt độ sôi to.
Trong các hệ thống lạnh gián tiếp, nhiệt độ sôi của môi chất l ạnh l ấy
thấp hơn nhiệt độ nước muối 5 ÷ 60C và nhiệt độ nước muối lấy thấp hơn
nhiệt độ buồng lạnh từ 8 ÷ 100C.
Vậy ta chọn to= -350C
-
Tra bảng hơi bão hòa và nội suy có Po = 0,06779 MPa
b
-
Nhiệt độ ngưng tụ tk.
Thiết bị ngưng tụ làm mát bằng hơi nước thì tk= tw2 + ∆tk
tw2: nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng.
∆tk: hiệu nhiệt độ yêu cầu, môi chất freon lấy ∆tk =100C
Đối với hệ thống lạnh sử dụng bình ngưng ống chùm nằm ngang thì
tw2 = tw1 + 10, với tw1 nhiệt độ nước bình ngưng
NHÓM 12
TRANG 24
ĐAKTL KHO TRỮ ĐÔNG
GVHD: LÊ QUANG HUY
Sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt ta lấy nhi ệt độ nước vào
bình ngưng cao hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt 40C.
Tại Quảng Ngãi, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất t max= 37,80C,
nhiệt độ trung bình năm ttb= 25,80C, độ ẩm 81%. Vậy nhiệt độ không khí
bên ngoài được xác định:
tkk= ttb + 0,125tmax = 25,8 + 0,125.37,8 = 30,50C
Từ tkk= 30,50C, φ=81% tra đồ thị T – d có tư= 220C
⇒
⇒
⇒
tw1= 22 + 4 = 260C
tw2 = 26 + 10 = 360C
tk = 36 + 4 =400C
. Tra bảng hơi bão hòa và nội suy ta có Pk= 1,5559Mpa
c
Nhiệt độ quá lạnh : tql
tql= tw1 + (3 ÷ 5)0C = tw1 + 5 = 310C
d
Nhiêt độ quá nhiệt: tqn
tqn=to +(5 ÷ 15) 0C = -250C + 50C = -200C
Chọn chu trình lạnh :
to= -250C
tk= 400C
⇒
⇒
po=1,5191 bar
pk =15,559 bar
Tỷ số nén: ==10>9
⇒
sử dụng chu trình máy nén 2 cấp, 2 tiết lưu, làm
mát trung gian hoàn toàn
2.
:
Tính nhiệt và chọn máy nén
a.
Chu trình hai cấp,hai tiết
lưu,làm mát trung gian
hoàn toàn:
NHÓM 12
TRANG 25
