Tài liệu thiết kế hệ thống lạnh cho xí nghiệp, chương 13 doc

Q   Q  Q

Chương 13:
Tính kiểm tra năng suất lạnh của
máy nén
Mục đích của tính kiểm tra là xem máy nén có đủ năng suất lạnh
khi làm việc ở điều kiện thực tế không.
Đối với hệ thống cấp đông băng chuyền lưới thẳng, sau khi tính
toán
năng suất
lạnh của máy nén nếu thoả mãn điều kiện sau là được.

Q
I
 Q
II
 Q
III
mn




IV V

.






Trong đó:
Q
mn
: Năng suất lạnh của máy nén
theo thi
ết kế.
Q
I
: Chi phí l
ạnh cho quá trình
làm
đông.
Q
II
: Nhi
ệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của không
khí trong t
ủ.
Q
III
: Nhiệt lượng lấy ra từ băng
chuyền. Q
IV
: Nhi
ệt độ xâm
nhập từ môi trường. Q
V
: Nhiệt
lấy ra từ động cơ.
β :Là hệ số dự phòng khi nhiệt độ môi trường tăng quá cao

hay nhi
ệt tải dàn lạnh có thể khai thác lớn hơn so với thiết kế, khấu
hao do dòng nhiệt xâm nhập qua khoảng không nạp và tháo liệu, ta
ch
ọn β=1,2.
3.2.1. Chi phí lạnh cho quá trình làm đông.
Q
I
=Q
1
+Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+
Q
5
Q
1
: Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm
để
làm giảm nhiệt độ
trước khi có sự đóng băng của nước trong nó.
Q
2
: Nhi
ệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước trong
s

ản phẩm
Q
3
: Nhi
ệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng
bă
ng đến nhiệt độ cuối cùng của quá trình.
Q
4
: Nhi
ệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ của nước không
đóng băng trong
s
ản phẩm đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông.
Q
5
: Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô
trong s
ản phẩm
t
ới nhiệt độ cuối quá trình làm đông.
Ta có : - Nhi
ệt độ ban đầu của sản phẩm trước khi vào cấp đông là
t
1
=15
0
C
- Nhi
ệt độ bề mặt sản phẩm cuối quá trình làm đông là t

b
= –
30
0
C
- Nhi
ệt độ trung tâm sản phẩm cuối quá trình làm đông t
t
= –
18
0
C
- Nhi
ệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá trình làm đông :
t
t
b

t
t

t
b
2


18  30
 24
0
C

2
H
ệ thống băng chuyền của công ty dùng để sản xuất các mặt hàng
tôm PTO,
PD, đông rời IQF và các loại sản phẩm khác. Ở đây ta lựa
1
chọn mặt hàng tôm để tính toán. Cỡ tôm lớn nhất cần cấp đông là cỡ
8-12. Mỗi giờ băng chuyền vận chuyển được khối lượng sản phẩm G =
500 kg tôm.
a. Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm giảm nhiệt độ
sản phẩm trước
khi có s
ự đóng băng của nước trong nó.
Q
1
=C
1
. G
bc
.(t
1
– t
db
) Trong
đó:
C
1
: Nhiệt dung riêng của sản phẩm trước khi có sự đóng băng
n
ước.

C  C
'

 C
''
(1


)
C
’
: Nhiệt dung riêng của nước: C
’
=
4,186 KJ/kg.K C
’’
: Nhi
ệt dung riêng của
chất khô.
C
’’
=1,045

1,463 KJ/kg.K
Ch
ọn C
’’
=1,4 KJ/kg.K

= 80%: Hàm lượng nước trong sản phẩm.

C
1
= 4,186.0,8 +1,4.(1-0,8) = 3,63 KJ/kg.
0
C
G
bc
: Kh
ối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ.
G =500
kg/h
t
1
=15
o
C : Nhiệt độ trung bình của sản
phẩm trước khi cấp đông.
t
db
= -1,5
o
C : Nhi
ệt độ đóng băng trung bình của nước trong sản
phẩm.
Q
1
= 3,63 .500.[15 –(-1,5)] =29947,5 (KJ/h.)
b. Nhiệt lượng cần lấy đi để làm nước trong sản phẩm kết tinh.
Q
2

=L.G
bc
.W.



Trong đó:
L =333 KJ/kg: Nhi
ệt đông đặc của nước.
G
bc
: Kh
ối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ. G =500 kg/h

=80%: Hàm lượng nước trung bình trong sản phẩm.
W = 90%:T
ỷ lệ nước đóng băng so với lượng nước ban đầu trong
s
ản phẩm
Q
2
=333.500. 0,9.0,8 =119880 (KJ/h)
c. Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã
đóng băng đến
nhi
ệt độ cuối quá trình làm
đông.
Q
3
=C

3
.G
bc
.

.W (t
db
–
t
tb
)
Trong đó:
C
3
= 2,09 kj/kg.K : Nhiệt dung riêng của nước đá.
G
bc
: Khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ: G =500 kg/h
W
= 90%:
Tỷ lệ nước
đóng băng trong
sản
phẩm
so với
lượng nước
ban
đầu t
rong
nó.

t
db
= -1,5
o
C : Nhi
ệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm.
t
tb
= - 24
0
C: Nhi
ệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá
trình làm
đông. Q
3
=2,09.500.0,8.0,9. [-1,5 –(-24)]
=16929 (KJ/h)
kk
d. Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ của nước
không
đóng băng trong thực phẩm đến nhiệt độ cuối quá trình làm
đông.
Q
4
=C
4
. G
bc
.


.(1 – W) .(t
db
–t
tb
)
Trong
đó :
C
4
=2,9 KJ/kg.K: nhiệt dung riêng của nước
trong s
ản phẩm. Q
4
=2,9 .500.0,8.(1 –0,9).[-1,5 –
( -24)] = 2610 (KJ/h)
e. Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất
khô xuống cuối
quá trình làm
đông.
Q
5
= C
’’
. G
bc
.(1
-

).(t
db

–t
tb
)
Trong
đó:
C
’’
=1,4 Kj/kg.K: Nhiệt dung riêng của
chất
khô. Q
5
=1,4 .500.(1 – 0,8). [-1,5 –
(-24)] = 3150 (KJ/h)
V
ậy Q
I
= 29947,5 + 119880 +16929 +2610 +3150 =172516,5
(KJ/h)
3. 2.2. Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ.
Trong tủ đông có rất nhiều thiết bị như dàn lạnh, quạt, băng
chuyền… các thiết bị đó chiếm một diện tích trong tủ, còn lại là không
khí. Không khí chi
ếm khoảng 60% không gian trong tủ.
Trong
đó:
Q
II
= C
kk
.

G
kk
.

t
kk
= C
kk
.V
kk
.

kk
.t
kk
C
kk
=1,013 kj/kg.K: Nhiệt dung riêng của không khí.

=1,52kg/m
3
: Khối lượng riêng của không khí.

t
kk
: Độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối
quá trình làm