Thiết kế kho lạnh môi chất r22 sản phẩm thịt heo 5,5 tấn mẻ
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (380.03 KB, 58 trang )
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
§1.1.Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC CẤP ĐÔNG TRỮ ĐÔNG
1.Ý nghĩa
Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống hằng ngày, bằng cách cho vật
cần làm lạnh tiếp xúc với vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm nhập vào
các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó như:
•
Ngành Công nghệ thực phẩm: chế biến và bảo quản thực phẩm
•
Ngành Công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc
•
Ngành Y tế: chế biến và bảo quản thuốc
•
Ngành Công nghiệp hóa chất: điều khiển các phản ứng hóa học
•
Lĩnh vực điều hòa không khí
2. Mục đích
Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành Công nghệ thực phẩm. Bởi vì thực phẩm ở nhiệt
độ cao dưới tác dụng của men phân giải (enzin) của bản thân và các vi sinh vật sẽ gây ra
quá trình biến đổi về chất, dẫn đến hư hỏng, ươn thối. Khi nhiệt độ thức phẩm giảm
xuống thấp các quá trình trên sẽ bị ức chế và kìm hãm, tốc độ các phản ứng hóa sinh sẽ
giảm. Nhiệt độ càng thấp. Tốc độ phân giải càng giảm mạnh. Vì vậy, sau khi chế biến
thực phẩm, để bảo quản thực phẩm trong thời gian dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền
kinh tế quốc dân thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ thực phẩm ở một nhiệt độ thấp (
).
§1.2. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN
Thiết kế hệ thống cấp đông , trữ đông sản phẩm thịt heo với các thông số như sau
1.Cấp đông
Môi chất :
R22
Công suất:
5.5 tấn/mẻ
Nhiệt độ đầu vào:
Nhiệt độ đầu ra:
Thời gian cấp đông:
11 giờ
Nhiệt độ phòng cấp đông:
Sản phẩm bảo quản :
Thịt heo
2.Trữ đông:
- Nhiệt độ phòng trữ đông :
- 18°C
-
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 1
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
-
GVHD:Nguyễn Thành
Công suất:
70 tấn
3.Quy trình công nghệ
Quy trình công nghệ tổng quát
Tiếp nhận
nguyên liệu
Sơ chế
Cấp đông
Đóng gói
Trữ đông
Xuất
Thịt heo sau khi qua khâu chế biến được tiến hành sơ chế và giảm nhiệt độ xuống
18°C,sau đó cấp đông ở nhiệt độ -35°C ,tiến hành đóng gói và bảo quản trong phòng trữ
đông có nhệt độ -18 °C.
4.Địa điểm lắp đặt và thông số môi trường
-Địa phương: Nghệ An
-Thông số không khí:
Địa
phương
Trung bình
cả năm
Nghệ An
23,9
(Bảng 1.1, trang 8, tài liệu:[ 1])
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Nhiệt độ,
Mùa hè
Mùa đông
38
9,7
Độ ẩm, %
Mùa hè
Mùa đông
74
89
Trang 2
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
KHO LẠNH
Mục đích của chương này là xác định các kích thước của các phòng lạnh cấp đông và trữ
đông của kho lạnh, xác định số lượng các phòng lạnh và cách bố trí hợp lý mặt bằng kho
lạnh.
§2.1. TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG CẤP ĐÔNG
Thông số cho trước
- E = 5,5 tấn/mẻ
- Sản phẩm: Thịt heo
2.1.1 Tính toán
1. Thể tích chất tải
Theo công thức (2-1), trang 29, tài liệu [1]
là thể tích chất tải, m3;
là công suất chất tải phòng cấp đông, tấn;
là hệ số định mức chất tải thể tích, tấn/m3.
Ta có: Bảng 2.3 trang 28 ,tài liệu [1]
Suy ra:
2. Chiều cao chất tải
Phụ thuộc vào phương tiện bốc xếp hàng,bao bì đựng hàng.
Đối với kho lạnh nhỏ, bốc xếp thủ công chọn hCT = 2m
3. Diện tích chất tải
Theo công thức (2-2), trang 29, tài liệu [1]
là diện tích chất tải, m2;
là chiều cao chất tải, m;
Suy ra:
4. Chọn số phòng cấp đông
n=1
5. Diện tích trong phòng cấp đông
Theo công thức (2-4) và công thức (2-5), trang 30, tài liệu [1]:
là diện tích trong phòng lạnh, m2;
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 3
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
là hệ số sử dụng diện tích của phòng lạnh kể đến lối đi và không gian đặt
thiết bị.
Chọn (tra bảng 2-4, trang 30, tài liệu [1])
Suy ra:
6. Chiều cao trong của phòng cấp đông
là chiều cao trong của phòng cấp đông, m;
chiều cao lối đi của gió và không gian đặt thiết bị, m.
Thường chọn .
Suy ra:
7. Chọn kích thước phòng cấp đông
Ta có diện tích trong phòng cấp đông là 29,141 m²
Do tấm panel có diện tích để làm tường nên chọn kích thước phòng cấp
đông là:
§2.2. TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG TRỮ ĐÔNG
Thông số cho trước
- Công suất: E = 70 tấn
2.2.1. Tính toán
1. Thể tích chất tải
Theo công thức (2-1), trang 29, tài liệu [1]:
(tra bảng 2-3, trang 28, tài liệu [1])
Suy ra:
2.
Chiều cao chất tải
Phụ thuộc vào phương tiện bốc xếp hàng,bao bì đựng hàng.
Đối với kho lạnh nhỏ, bốc xếp thủ công chọn hCT = 2m
3. Diện tích chất tải
Theo công thức (2-2), trang 29, tài liệu [1]:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 4
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Chọn hCT = 2 m
Suy ra:
4. Chọn số phòng trữ đông
Chọn
5. Diện tích phòng trữ đông
Chọn (theo bảng 2-4, trang 30, tài liệu [1])
Suy ra:
6. Chiều cao trong của phòng trữ đông
Chọn
Suy ra:
7. Chọn kích thước phòng trữ đông
Kích thước phòng trữ đông là .
§2.3. BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
2.3.1. Yêu cầu
- Bố trí mặt bằng phải theo dây chuyền công nghệ, tránh hiện tượng sản phẩm
đi chồng chéo.
- Bố trí mặt bằng kho lạnh sao cho tổn thất nhiệt ra môi trường là nhỏ nhất.
- Phải có hướng mở rộng mặt bằng để đáp ứng nhu cầu mở rộng sản xuất.
2.3.2. Bố trí mặt bằng
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 5
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
CHƯƠNG 3: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO
LẠNH
Do chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và kho lạnh là rất lớn nên để hạn chế tổn thất
nhiệt ra môi trường của kho lạnh chúng ta phải cách nhiệt cho kho lạnh. Lớp cách nhiệt
càng dày thì tổn thất nhiệt càng ít. Tuy nhiên, chiều dày lớp cách nhiệt phải đảm bảo tối ưu
hóa giữa hai yêu cầu kinh tế và kỹ thuật. Ngoài ra nó phải đảm bảo không đọng sương ở mặt
ngoài kết cấu. Đó chính là mục đích của chương này.
§3.1. TÍNH CÁCH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG
Thông số cho trước:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 6
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
-
3.1.1 Tường phòng lạnh
a. Kết cấu
1
2
STT
Lớp vật liệu
1
Tol (thép)
2
Tấm
Polyurethane
3
Tol (Thép)
Ghi chú
0,002
0,002
67,58
/>rang/96.html
0,047
Bảng 3-1, trang 61, tài
liệu [1]
67,58
/>rang/96.html
3
b. Tính chiều dày lớp cách nhiệt [
]
Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo hệ số truyền nhiệt tối ưu, lấy từ công thức
(3-1), trang 64, tài liệu [1]:
Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
Trong đó:
- là độ dày lớp cách nhiệt, m;
là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK;
là hệ số truyền nhiệt tối ưu, W/m2K (tra bảng 3-3, trang 63, tài liệu [1]);
là hệ số tỏa nhiệt của môi trường tới tường cách nhiệt, W/m2K (tra bảng 3-7,
trang 65, tài liệu [1]);
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 7
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
là hệ số tỏa nhiệt của vách kho lạnh tới kho lạnh, W/m2K (tra bảng 3-7, trang
65, tài liệu [1]);
là bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, m;
là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.
Tra tài liệu ta được ứng với nhiệt độ phòng cấp đông thì
-
Suy ra:
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường
được
chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán. Do đó, ta chọn chiều dày cách nhiệt là: .
Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Nếu bề mặt ngoài của tường bao có đọng sương ẩm thì sẽ dễ xâm nhập vào phá hủy lớp
cách nhiệt. Để tránh hiện tượng đọng sương thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn
hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường. Điều kiện kiểm tra đọng sương được xác định
theo công thức (3-8), trang 66, tài liệu [1].
Để vách ngoài không đọng sương thì điều kiện là (theo công thức (3-7) , trang 66, tài liệu
[1]):
Trong đó:
-
là hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường bao, ;
là hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng
sương,
là hệ số tỏa nhiệt bề mặt ngoài tường bao che,
là nhiệt độ môi trường ngoài (Bảng 1-1, trang 8, tài liệu [1]);
là nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với nhiệt độ môi
trường và độ ẩm
Suy ra:
Kiểm tra:
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài tường bao của phòng cấp đông.
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 8
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
3.1.2Trần kho lạnh
a. Kết cấu
1
2
3
STT
Lớp vật liệu
1
Tol (thép)
2
Tấm
Polyurethan
e
3
Tol (thép)
Ghi chú
0,002
0,002
67,58
/>6.html
0,047
Bảng 3-1, trang 61,
tài liệu [1]
67,58
/>6.html
b. Tính cách nhiệt trần kho lạnh [ ]
Do kho lạnh được đặt trong phân xưởng có mái che nên theo trang
62(tài liệu 1) thỳ hệ số truyền nhiệt tối ưu của trần kho lạnh được
lấy lên 10% so với bảng 3-3,trang 63,tài liệu 1
Tra tài liệu [1] ta được ứng với nhiệt độ phòng cấp đông thì
;
Áp dụng công thức (1) ta có:
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn, nên thường được
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 9
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán. Do đó, ta chọn chiều
dày cách nhiệt là: .
Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức 3, suy ra:
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài trần của
phòng cấp đông.
3.1.3 Nền
a. Kết cấu
1
2
3
Mương bê tông
STT
Lớp vật liệu
1
Tol (thép)
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Ghi chú
0,002
67,58
/>6.html
Trang 10
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
2
Tấm
Polyurethane
3
Tol (thép)
GVHD:Nguyễn Thành
0,002
0,047
Bảng 3-1, trang 61, tài liệu
[1]
67,58
/>6.html
b. Tính
Tra bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] ta được
Đối với kho lạnh có nhiệt độ âm sâu dễ có nguy cơ nước dưới nền đóng băng, dãn
nở
gây ra vỡ kết cấu kho lạnh , cho nên phải sưởi ấm nền kho lạnh có nhiệt độ âm
sâu. Đối với các nước nhiệt đới như Việt Nam thì chỉ cần sưởi ấm nền bằng không khí tự
nhiên là đủ. Ứng với nhiệt độ phòng cấp đông = -35 °C
( Bảng 3-6, trang 64, tài liệu [1] )
Áp dụng công thức (1) ta có:
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường
được chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán. Do đó, ta chọn chiều dày cách
nhiệt là: .
Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức (3), suy ra:
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài nền của phòng cấp đông.
§3.2. TÍNH CÁCH NHIỆT PHÒNG TRỮ ĐÔNG
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 11
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
3.2.1. Thông số cho trước:
-
Nhiệt độ phòng trữ đông :
-
Nhiệt độ bên ngoài :
-
Độ ẩm môi trường :
3.2.2. Tường
a. Kết cấu
1
2
STT
Lớp vật liệu
1
Tol (thép)
2
Tấm
Polyurethane
3
Tol (thép)
Ghi chú
0,002
0,002
67,58
chnhiet.net/tra
ng/96.html
0,047
Bảng 3-1,
trang 61, tài
liệu [1]
67,58
chnhiet.net/tra
ng/96.html
3
b. Tính
Tra bảng 3-6 trang 64,tài liệu 1 ,ta được ứng với nhiệt độ phòng trữ đông thì
Tra bảng 3-7,trang 65,tài liệu 1
Áp dụng công thức (1) suy ra:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 12
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường
được
chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán. Do đó, ta chọn chiều dày cách nhiệt là: .
Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức (3) suy ra:
Kiểm tra theo điều kiện (3):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài tường bao của phòng trữ
đông.
3.2.3. Trần
a. Kết cấu
1
2
3
STT
Lớp vật liệu
1
Tol (thép)
2
Tấm
Polyurethane
3
Thép
Ghi chú
0,002
0,002
67,58
/>6.html
0,047
Bảng 3-1, trang 61, tài liệu
[1]
67,58
/>6.html
b. Tính
Do trần kho lạnh có mái che nên hệ số truyền nhiệt tối ưu lấy tăng 10 % .Tra tài liệu
[1] ,bảng 3-3,trang 63,ta được ứng với nhiệt độ phòng cấp đông thì
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 13
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Áp dụng công thức (1) ta có:
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường
được chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán. Do đó, ta chọn chiều dày cách
nhiệt là: .
Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức (3), suy ra:
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài trần của phòng trữ đông.
3.2.4. Nền
a.Kết cấu
1
2
3
Mương bê tôn
STT
Lớp vật liệu
1
Tol (thép)
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Ghi chú
0,002
67,58
/>
Trang 14
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
6.html
2
Bọt xốp
Polyurethane
3
Tol (thép)
0,002
0,047
Bảng 3-1, trang 61, tài liệu
[1]
67,58
/>6.html
b.Tính
Tra tài liệu [1] ta được ứng với nhiệt độ phòng trữ đông thì
Áp dụng công thức (1) ta có:
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường
được
chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán. Do đó, ta chọn chiều dày cách nhiệt là: .
Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức (3), suy ra:
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài nền của phòng trữ đông.
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 15
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
CHƯƠNG 4: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
Chương này nhằm tính tổng các tổn thất lạnh của kho lạnh để làm cơ sở tính công suất
của các thiết bị hệ thống lạnh
Tổng các tổn thất lạnh của kho lạnh bao gồm
Trong đó:
-
là tổng các tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che do đối lưu và bức xạ
Thường kho lạnh được đặt trong nhà xưởng nên
-
là tổng các tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì
-
là tổng các tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh.
Tổn thất này chỉ có đối với kho lạnh có phát sinh các chất độc hại hoặc
hôi thối. Đối với kho lạnh thông thường thì
là tổng tổn thất do vận hành.
là tổng tổn thất lạnh do sản phẩm thở.
Chỉ có đối với kho lạnh bảo quản rau, hoa, củ, quả.
Do đó, .
-
Như vậy:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 16
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Các số liệu và cách bố trí buồng lạnh:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 17
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
§4.1. TÍNH TOÁN PHÒNG CẤP ĐÔNG
4.1.1. Thông số cho trước:
4.1.2. Tính tổn thất lạnh cho một phòng lạnh
-
Sản phẩm:
Nhiệt độ phòng cấp đông:
Nhiệt độ sản phẩm trước khi cấp đông:
Nhiệt độ sản phẩm sau khi cấp đông:
Thời gian cấp đông:
Nhiệt độ ngoài trời:
Thịt heo
(tại Nghệ An)
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che
Trong đó:
là tổng tổn thất lạnh do bức xạ mặt trời lên tường bao và trần, W. Do kho lạnh
thường được đặt trong nhà xưởng nên .
là tổng tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do đối lưu
-
là hệ số truyền nhiệt của vách thứ i, . Đối với các vách bao ngoài, trần, nền,
thì đã được tính trong chương 2. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng
lạnh thì ta chọn k theo bảng (3-5), trang 64, tài liệu [1];
∗ là diện tích bề mặt kết cấu, ;
∗ là nhiệt độ bên ngoài phòng lạnh, .
∗ là nhiệt độ bên trong phòng lạnh, .
∗
Đối với các tường ngăn giữa các buồng được làm lạnh với các buồng không được
làm
lạnh thì hiệu nhiệt độ định hướng bằng:
+ 70% hiệu nhiệt độ giữa buông lạnh với bên ngoài nếu như hành lang, buồng đệm có
cửa thông với bên ngoài.
+ 60% nếu buồng đệm, hành lang không có cửa thông với bên ngoài.
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 18
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
Kết cấu
Tường AB
Tường BC
Tường CD
Tường AD
Nền
Trần
Kích thước,
Diện tích F,
6×6
21,83
21,83
21,83
21,83
36
36
Hệ số truyền
nhiệt k,
0,153
0,153
0,153
0,153
0,151
0,153
,
,W
73
17
51,1
73
73
73
243,819
56,779
170,673
243,819
396,828
402,084
1514,002
Vậy tổn thất lạnh qua kết cấu bao che:
2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì
Trong đó:
-
là tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm, W;
là tổng tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì, W.
a. Tính
Với :
-
E là công suất buồng cấp đông, tấn/mẻ;
là entanpy của thịt lợn trước khi đưa vào phòng cấp đông ở nhiệt độ , kJ/kg;
Tra bảng (4-2), trang 81, tài liệu [1], bằng nội suy ta có:
-
là entanpy của thịt lợn sau khi ra khỏi phòng cấp đông ở nhiệt độ , kJ/kg;
Tra bảng (4-2), trang 81, tài liệu [1], ta có:
-
là hệ số chuyển đổi từ tấn/mẻ ra đơn vị kg/s;
Suy ra:
b. Tính
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 19
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Với:
-
-
là khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm, tấn. Theo trang 84, tài liệu [1],
khối lượng bao bì chiếm tới khối lượng hàng. Ở đây ta chọn bao bì bằng kim
loại nên chọn tấn;
là nhiệt dung riêng của bao bì, kJ/kgK. Lấy theo trang 84, tài liệu [1], ta có:
kJ/kgK;
Suy ra:
Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là :
3. Tính tổn thất lạnh do vận hành:
Tổn thất lạnh do vận hành bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng, do người làm
việc trong phòng, do các động cơ điện và do mở cửa:
Trong đó:
- là tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh, W;
- là tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng, W;
- là tổn thất lạnh do các động cơ điện, W;
- là tổn thất lạnh do mở cửa, W.
a. Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng
Theo công thức (4-17), trang 86, tài liệu [1]:
Với :
-
-
A là nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích buồng lạnh hay diện tích
nền, đối với buồng bảo quản A= 1,2 W/m2, đối với buồng chế biến A=4,5
W/m2;
F là diện tích của buồng, m2. Ở đây F = = 36 m2.
Suy ra:
b. Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
Theo công thức (4-18), trang 86, tài liệu [1]:
Với:
-
350 là nhiệt lượn do 1 người tỏa ra khi làm việc nặng nhọc, 350 W/người;
n là số người trong phòng. Buồng nhỏ hơn 200 m2 thì lấy người, buồng lớn
hơn 200 m2, người.
Ở đây, , chọn n = 2.
Suy ra:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 20
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
c. Tổn thất lạnh do các động cơ điện
Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:
+ Một phần biến thành năng lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh. Do đó, nếu động cơ
đặt trong phòng lạnh thì nhiệt tỏa ra sẽ gây ra một phần tổn thất lạnh.
+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (làm quay quạt thông gió, quay động cơ quạt
dàn bay hơi...) Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát với không khí trong môi trường
biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kho lạnh.
Theo công thức (4-19a) và (4-19b), trang 87, tài liệu [1], ta có:
Với:
-
-
là hiệu suất của động cơ;
đối với động cơ đặt trong phòng lạnh;
đối với động cơ đặt ngoài phòng lạnh;
là công suất của động cơ điện, kW;
Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất điện cho phòng
có công suất E = 5,5 tấn/mẻ là: . (trang 87,tài liệu [1])
Suy ra:
d. Tổn thất lạnh do mở cửa
Theo công thức (4-20), tran 87, tài liệu [1]:
Với:
B là dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2;
Tra theo bảng 4-4, trang 87, tài liệu [1];
- F là diện tích phòng lạnh, m2.
Đây là phòng cấp đông, F = 36 m2 nên ta tra được B = 32 W/m2.
Suy ra:
-
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
4. Tính tổn thất lạnh phòng cấp đông
Tổng tổn thất lạnh phòng cấp đông:
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Tải nhiệt của máy nén tính theo công thức:
Trong đó:
là do các phòng lạnh được bố trí ghép sát nhau, càng nhiều phòng thì chọn về
phía 0,85. Nếu 2 phòng lạnh đặt rời nhau thì hệ số này bằng 1;
kể đến hệ số không đồng thời của tổn thất lạnh do vận hành.
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 21
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
Ở đây chỉ có 1 phòng cấp đông nên ta có:
Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (4-24), trang 91, tài liệu [1]:
Trong đó:
k là hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và thiết bị lạnh (tra trang 92, tài
liệu [1]);
- b là hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén;
Đối với hệ thống lạnh lớn: b = 0,9
Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có
Suy ra:
-
§4.2. TÍNH TOÁN PHÒNG TRỮ ĐÔNG
4.2.1. Thông số cho trước:
4.2.2. Tính tổn thất lạnh cho một phòng lạnh
Ở đây ta tính cho phòng khắc nhiệt nhất là phòng trữ đông số 2 (FHHI)
Sản phẩm:
thịt heo
Nhiệt độ phòng trữ đông:
Nhiệt độ ngoài trời
: (tại Nghệ An)
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che
Theo công thức (4)
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
Tường IF
Tường FG
29,762
29,762
Hệ số truyền
nhiệt k,
0,153
0,153
Tường GH
29,762
0,153
Kết cấu
Kích thước,
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Diện tích F,
,
,W
33,6
39,2
153,1
178,51
56
255,1
Trang 22
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
Tường HI
Nền
Trần
GVHD:Nguyễn Thành
29,762
81,144
81,144
0,153
0,221
0,227
56
56
56
255,1
1004,238
1031,502
2877,55
Vậy tổn thất lạnh qua kết cấu bao che:
2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì
Đối với phòng trữ đông
3. Tính tổn thất lạnh do vận hành:
a. Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng
Tra tài liệu [1] ta có A = 1,2W/m2;
.
Áp dụng công thức (9) ta có:
b. Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
, chọn n = 2.
Áp dụng công thức (10), ta có:
c. Tổn thất lạnh do các động cơ điện
Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất điện cho phòng có công suất E = 70
tấn là: . Do đó, tổng công suất điện phòng trữ đông của ta là :
Áp dụng công thức (11), ta có:
d. Tổn thất lạnh do mở cửa
Phòng trữ đông có F = 73,92 m2 nên ta tra bảng 4-4 ,trang 87, tài liệu [1], được
B = 12 W/m2.
Áp dụng công thức (12), ta có:
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
4. Tính tổn thất lạnh phòng trữ đông
Tổng tổn thất lạnh phòng trữ đông:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 23
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
=8,938 kw
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Có 2 phòng trữ đông nên theo công thức (13) ta có:
Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có
Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (14):
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 24
Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
Văn
GVHD:Nguyễn Thành
CHƯƠNG 5: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
Mục đích của chương này nhằm tính chọn chu trình của hệ thống lạnh để tính công suất
yêu cầu của thiết bị trong hệ thống lạnh từ đó làm cơ sở để tính chọn các thiết bị này.
§5.1. TỔNG QUÁT
5.1.1. Chọn môi chất lạnh
Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống là R22 (CHF2Cl) vì nó có những ưu điểm sau:
- Không độc hại;
- Không cháy, nổ;
- Không ăn mòn kim loại đen và kim loại màu;
- Khi rò rỉ không làm hỏng sản phẩm bảo quản;
- Nhiệt độ đông đặc thấp ;
- Vận chuyển, bảo quản dễ dàng;
- Năng suất lạnh riêng thể tích lớn;
Tuy đắt hơn NH3 nhưng dễ kiếm.
Nhìn chung, R22 có độ hoàn thiện nhiệt động cao nên đươc sử dụng rộng rãi. Vì
vậy, chọn môi chất R22 là phù hợp.
5.1.2. Chọn môi trường giải nhiệt
Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt vì so với không
khí thì giải nhiệt bằng nước có những ưu điểm:
- Hệ số tỏa nhiệt cao hơn nên giải nhiệt tốt hơn, nhanh hơn.
- Nhiệt độ nước làm mát sau khi giải nhiệt thấp hơn so với khi giải nhiệt bằng
không khí.
- Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết.
§5.2. PHÒNG CẤP ĐÔNG
5.2.1. Thông số cho trước
+ Năng suất lạnh yêu cầu của máy nén:
+ Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh:
+ Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt:
• Nhiệt độ nước khi vào bình:
là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị I-d với và
độ ẩm , ta có
Suy ra:
• Nhiệt độ nước khi ra khỏi bình ngưng:
Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên:
SVTH: MAI VĂN TRUNG
Trang 25
