đồ án lạnh môi chất R22
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (323.28 KB, 52 trang )
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
§1.1. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
- Sản phẩm:
Thịt heo
- Công suất cấp đông: E = 5,5 tấn/mẻ
- Công suất trữ đông: E = 40 tấn
- Địa điểm lắp đặt:
Hà Tĩnh
- Môi chất sử dụng:
R22
§1.2. MỤC ĐÍCH CẤP, TRỮ ĐÔNG:
1.1.1.
Mục đích cấp, trữ đông:
Để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh tế
quốc dân, thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở một nhiệt độ thấp
(-180C ÷ - 40 C). Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực
phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất chậm. Vì vậy mà có thể giữ
cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài
1.1.2.
Quy trình công nghệ:
Quy trình công nghệ tổng quát:
nguyên liệu
vào
Chế biến
Cấp đông
Đóng gói
Trữ đông
Xuất hàng
Quy trình chế biến:
Tiếp nhận nguyên liệu
Rửa
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
Phân loại, cân
1
16N1
Xếp khuôn, châm nước
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
§1.3. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1) Cấp đông:
- Nhiệt độ sản phẩm vào:
t1 =
- Nhiệt độ đầu ra:
t2 = -15˚C
Trong đó: t˚ tâm thịt = -12˚C
t˚ mặt thịt = -18˚C
Thời gian cấp đông:
Nhiệt độ phòng cấp đông:
2) Trữ đông:
- Nhiệt độ phòng trữ đông:
-
11 = حgiờ
tcđ = -35˚C
ttđ = -18˚C
3) Thông số khí hậu:
Lấy theo thông số tại địa phương lắp đặt (Quảng Trị):
- Nhiệt độ mùa hè: tn = 37,5 ˚C
- Độ ẩm mùa hè: φn = 75 %
(Theo bảng 1-1, trang 8, tài liệu [1])
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
2
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
CHƯƠNG 2: TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH
Mục đích của chương này nhằm xác định số lượng các kích thước phòng lạnh và bố
trí mặt bằng hợp lí giữa chúng.
§2.1. phương pháp cấp đông
2.1.1 Thông số cho trước:
- Sản phẩm: Thịt heo
- Công suất: E= 4 tấn/mẻ.
2.1.2 Tính toán:
1. Thể tích chất tải (VCT):
Theo công thức (2-1), trang 33, tài liệu [1]:
Trong đó:
- 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: (theo bảng 2.4, trang 32, tài liệu [1])
Vậy:
2.
3.
Chiều cao chất tải (hCT):
Phụ thuộc vào công nghệ bốc xếp hàng.
Đối với kho lạnh nhỏ, bốc xếp thủ công chọn: hCT = 2 (m)
Diện tích chất tải (FCT):
Theo công thức (2-2), trang 33, tài liệu [1]:
Trong đó:
- là diện tích chất tải, m2;
- là chiều cao chất tải, m;
Suy ra:
4.
5.
Chọn số phòng lạnh:
n=1
Diện tích trong tổng của phòng lạnh (FTR):
Theo công thức (2-4) và công thức (2-5), trang 34, tài liệu [1]:
Trong đó:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
3
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
- là diện tích trong phòng lạnh, m2;
- là hệ số sử dụng diện tích kể đến lối đi lại và diện tích lắp đặt thiết
bị.
Chọn (tra bảng 2-5, trang 34, tài liệu [1])
Suy ra:
6.
Diện tích trong của mỗi phòng lạnh (Ftr):
Với n = 1 là số phòng lạnh thì:
Ftr = FTR = 11,1 m2
7.
Chiều cao trong của phòng cấp đông (htr):
Trong đó:
- là hệ số sử dụng chiều cao của phòng lạnh kể đến lối đi của gió và
không gian đặt thiết bị, chọn .
Suy ra:
)
8. Chọn kích thước phòng cấp đông:
Do Ftr = 11,1 (m2) nên
Sử dụng panel có diện tích để làm tường nên chọn kích thước phòng
cấp đông là: F = 4,8 4,8 = 23 (m2)
§2.2. phương pháp trữ đông:
2.2.1. Thông số cho trước
- Công suất: E = 40 tấn
2.2.2. Tính toán:
1. Thể tích chất tải (VCT):
Theo công thức (2-1), trang 33, tài liệu [1]:
Trong đó:
(tấn/m3) (tra bảng 2-4, trang 32, tài liệu [1] đối với thịt heo đông lạnh).
Suy ra:
2. Diện tích chất tải (FCT):
Theo công thức (2-2), trang 33, tài liệu [1]:
Chọn hCT = 2 m
Suy ra:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
4
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
3. Chọn số phòng trữ đông:
Chọn
4. Diện tích phòng trữ đông (Ftr)
Chọn (nội suy theo bảng 2-4, trang 34, tài liệu [1])
Suy ra:
5. Chiều cao trong của phòng trữ đông:
)
Chọn
Suy ra:
6. Chọn kích thước phòng trữ đông:
Ta có: Ftr = 30,86 (m2)
Do tấm panel có chiều dài 1,2m nên ta lấy bội số với 1,2 khi đó:
Kích thước phòng trữ đông là .
§2.3. BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH:
2.3.1. Yêu cầu:
- Hạn chế tối đa tổn thất lạnh ra môi trường bên ngoài.
- Sản phẩm đi trong dây chuyền không bị chồng chéo.
- Phải có hướng mở rộng mặt bằng để đáp ứng nhu cầu mở rộng sản
xuất.
2.3.2. Bố trí mặt bằng:
Phòng cấp đông
(-35˚C)
Phòng trữ đông
(-18˚C)
Phòng trữ đông
( -18˚C)
Phòng đóng gói
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
5
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
CHƯƠNG 3: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
Mục đích của chương này là để xác định chiều dày cách nhiệt của kết cấu phòng lạnh
dựa vào hệ số truyền nhiệt tối ưu, phải cân đối giữa chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật. Ngoài
ra nó còn phải thỏa mãn điều kiện tiện nghi là không đọng sương ở mặt ngoài kết cấu.
ở đây ta không cách ẩm cho kho lạnh vì ta chọn kho lạnh kiểu panel với lớp tôn có
khả năng cách ẩm tuyệt đối.
§3.1. TÍNH CÁCH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG:
3.1.1. Thông số cho trước:
- Nhiệt độ phòng cấp đông:
- Nhiệt độ, độ ẩm môi trường bên ngoài:
3.1.2. Tính cách
a. Kết cấu:
nhiệt tường:
STT Lớp vật liệu
1
Ghi chú
1
Tol sắt
0,001
40
2
Foam
0,248
0,047
3
Tol sắt
0,001
40
Phụ lục E6, trang
356, tài liệu [2]
Bảng 3-1, trang 61,
tài liệu [1]
Phụ lục E6, trang
356, tài liệu [2]
3
2
* Chú ý: Từ ngăn giữa 2 phòng lạnh dù có nhiệt độ bằng nhau vẫn phải cách nhiệt để
phòng trường hợp có 1 phòng nghỉ.
Tính cách nhiệt cho tường làm việc ở điều kiện khắc nghiệt nhất.
b.
Tính bề dày lớp cách nhiệt (
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
6
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo công thức:
(3-1), trang 85, 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);
k là hệ số truyền nhiệt, W/m2K (tra bảng 3-3, trang 84, tài liệu
[1]);
là hệ số tỏa nhiệt của môi trường tới tường cách nhiệt, W/m2K
(tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu [1]);
là hệ số tỏa nhiệt của vách kho lạnh tới kho lạnh, W/m2K (tra
bảng 3-7, trang 86, 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 k = 0,19 W/m2K;
-
;
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:
Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài tường:
- 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 87, tài liệu [1].
c.
- Điều kiện để vách ngoài không đọng sương:
(theo công thức (3-7), trang 87, tài liệu [1]):
Trong đó:
-
là hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường bao, ;
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
7
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
-
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 7, tài liệu [1]);
là nhiệt độ đọng sương của môi trường, (tra theo đồ thị h-x hình
1-1, trang 9, tài liệu 1) 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.
3.1.3.
a.
Tính cách nhiệt cho trần:
Kết cấu:
1
2
3
STT
Lớp vật liệu
1
Tol sắt
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
Ghi chú
0,001
8
16N1
40
Phụ lục E6,
trang 356, tài
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
2
Foam
0,243
0,047
3
Tol sắt
0,001
40
liệu [2]
Bảng 3-1, trang
61, tài liệu [1]
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
Tính :
Do kho lạnh được đặt trong phân xưởng có mái che nên theo trang 84- tài liệu 1, hệ
số truyền nhiệt tối ưu của trần kho lạnh được lấy lên 10% so với bảng 3-3. Đối với
trần kho lạnh ứng với nhiệt độ tf = -350C
a.
ta có :
;
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:
Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức (3), suy ra:
b.
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài trần của phòng cấp đông.
3.1.4. Tính cách
a. Kết cấu:
nhiệt cho nền:
1
2
3
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
9
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
STT
Lớp vật liệu
Ghi chú
1
Tol sắt có gân
căng cứng
0,001
40
2
Foam
0,226
0,047
3
Tol sắt có gân
căng cứng
0,001
40
Tính chiều dày lớp cách nhiệt :
Ứng với nhiệt độ phòng cấp đông , tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu 1
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
Bảng 3-1, trang
61, tài liệu [1]
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
b.
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 (sử dụng phương pháp nội suy).
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:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
10
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài tường:
Áp dụng công thức (3), suy ra:
c.
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
3.2.1. Thông số cho trước:
- Nhiệt độ phòng trữ đông:
- Nhiệt độ, độ ẩm môi trường bên ngoài
3.2.2. Tính cách
a. Kết cấu:
nhiệt tường:
STT Lớp vật liệu
1
Ghi chú
1
Tol sắt
0,001
40
2
Foam
0,198
0,047
3
Tol sắt
0,001
40
Phụ lục E6, trang
356, tài liệu [2]
Bảng 3-1, trang 81,
tài liệu [1]
Phụ lục E6, trang
356, tài liệu [2]
3
2
Tính chiều dày lớp cách nhiệt ():
Ứng với nhiệt độ phòng trữ đông ta tra bảng 3-3, trang 84, tài liệu được:
b.
;
Tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu 1 ta cũng được:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
11
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Áp dụng công thức (1) 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 tường:
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. Tính cách nhiệt cho trần:
a. Kết cấu:
1
2
3
STT
b.
Lớp vật liệu
Ghi chú
1
Tol (thép)
0,001
40
2
Polyurethane
0,198
0,047
3
Thép
0,001
40
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
Bảng 3-1, trang
81, tài liệu [1]
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
Tính chiều dày lớp cách nhiệt ():
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
12
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Tra bảng 3-3, trang 84, tài liệu [1] ta được ứng với nhiệt độ phòng cấp đông
thì ktư= 0.213 (W/m2K) (nội suy).
Đối với trần kho lạnh có mái che thì hệ số truyền nhiệt k lấy tăng 10% so với k
của mái bằng, do đó:
Tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu 1 ta được:
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:
Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài
Áp dụng công thức (3), suy ra:
c.
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài trần của phòng trữ đông.
3.2.4.
d.
Tính cách nhiệt cho nền:
Kết cấu:
1
2
3
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
13
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
STT
e.
Lớp vật liệu
Ghi chú
1
Tol (thép)
0,001
40
2
Polyurethane
0,198
0,047
3
Thép
0,001
40
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
Bảng 3-1, trang
81, tài liệu [1]
Phụ lục E6,
trang 356, tài
liệu [2]
Tính chiều dày lớp cách nhiệt (
Tra bảng 3-7, trang 86,tài liệu [1] ứng với nhiệt độ phòng trữ đông thì ta
được:
Tra bảng 3-6, trang 84, tài liệu 1, nội suy ta được:
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:
Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài:
Áp dụng công thức (3), suy ra:
f.
Áp dụng công thức (2):
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài nền của phòng trữ đông.
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
14
16N1
LỚP
5300
4800
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
15
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
CHƯƠNG 4: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
Chương này nhằm tính toán tổng các tổn thất nhiệt từ phòng lạnh để tính công suất
lạnh yêu cầu và công suất lạnh của máy nén.
Tổng các tổn thất nhiệt của kho lạnh bao gồm:
Trong đó:
-
là tổn thất lạnh do bức xạ và đối lưu qua kết cấu bao che;
Thường kho lạnh được đặt trong nhà xưởng nên Qbx = 0.
Vậy
-
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:
Các số liệu và cách bố trí buồng lạnh:
4.1.1.
§4.1. TÍNH TOÁN PHÒNG CẤP ĐÔNG
Thông số cho trước:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
16
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Công suất cấp đông:
Sản phẩm cấp đông:
Thịt heo
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:
(tại Hà Tĩnh)
Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che ( ):
-
1.
Trong đó:
-
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 :
kBC = 0,47 W/m2K đối với tường ngăn giữa buồng cấp
đông với bảo quản đông (theo bảng (3-5) trang 84 tài
liệu [1].
KCD = 0,265 W/m2K đối với tường ngăn giữa buồng cấp
đông với hành lang (theo bảng (3-4) trang 84 tài liệu
[1].
* Fi : Diện tích bề mặt kết cấu, [m2] ;
∗
∗
là nhiệt độ bên ngoài phòng lạnh, ;
là nhiệt độ bên trong phòng lạnh, ;
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm:
∆tCD = 0,7( tn-tf) = 0,7(37,5 + 35) = 50,75 0C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :
∆tBC = 0,6( tn-tf) = 0,6(37,5 + 35) = 43,50C
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
Th
ứ tự
1
2
3
4
Kết cấu
Kích thước, )
Tường AB
Tường BC
Tường CD
Tường AD
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
Diện tích
F,
17,2
17,2
17,2
17,2
17
16N1
Hệ số truyền
nhiệt k,
0,183
0,47
0,265
0,183
,)
, (W)
72,5
43,5
50,75
72,5
228,20
351,65
231,32
228,20
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
5
6
Nền
Trần
4,8
23,04
23,04
0,153
0,153
7
72,5
72,5
255,57
255,57
1550,5
1
Vậy tổn thất lạnh qua kết cấu bao che:
2.
Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì :
Trong đó:
a.
-
là tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm, (W);
là tổng tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì, (W);
-
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 110, 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 110, tài liệu [1], ta có:
Tính
Với :
-
là hệ số chuyển đổi từ tấn/11h ra đơn vị kg/s;
Suy ra:
b.
Tính
Với:
-
-
là khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm, tấn. Theo trang 113,
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 113, tài liệu
[1], ta có:
kJ/kgK);
Suy ra:
Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là :
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
18
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Tính tổn thất lạnh do vận hành(
Tổn thất lạnh do vận hành bao gồm :
3.
a.
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.
Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng
Theo công thức (4-17), trang 115, 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;
Ftr là diện tích trong của buồng lạnh, m2. Ở đây F = = 23m2.
Suy ra:
b.
Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng ):
Theo công thức (4-18), trang 115, tài liệu [1]:
Với:
-
350 là nhiệt lượng do 1 người tỏa ra khi làm việc nặng nhọc, 350
W/người;
n là số người trong phòng. Lấy theo định hướng diện tích phòng,
phòng nhỏ hơn 200 m2 thì lấy người, buồng lớn hơn 200 m2,
người.
Ở đây, nên chọn n = 2.
Suy ra:
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:
c.
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
19
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
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: .
Suy ra:
Tổn thất lạnh do mở cửa
Theo công thức (4-20), trang 116, tài liệu [1]:
d.
Với:
B là dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2;
(Tra theo bảng 4-4, trang 117, tài liệu [1])
2
- F là diện tích phòng lạnh, m .
Đây là phòng cấp đông, F = 23,04 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.
Ở đây chỉ có 1 phòng cấp đông nên ta có:
-
Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (4-24), trang 120, tài liệu [1]:
Trong đó:
-
k là hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và thiết bị lạnh (tra
trang 121, tài liệu [1]);
b là hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén;
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
20
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Đối với hệ thống lạnh lớn: b = 0,9
Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có
Suy ra:
4.2.1.
4.2.2.
1.
§4.2. TÍNH TOÁN PHÒNG TRỮ ĐÔNG
Thông số cho trước:
.
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 Hà Tĩnh).
Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che :
Theo công thức (4)
Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:
Hệ số truyền
Kết cấu
Kích thước,
Diện tích F,
nhiệt k,
Tường IF
20,8
0,58
Tường FG
20,8
0,29
Tường GH
20,8
0,226
Tường HI
20,8
0,226
Nền
36
0,226
Trần
36
0,226
,
,W
33,3
38,85
55,5
55,5
55,5
55,5
401,73
234,34
260,89
260,89
451,55
451,55
2060,95
Vậy tổn thất lạnh qua kết cấu bao che:
2.
3.
Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì
Đối với phòng trữ đông
Tính tổn thất lạnh do vận hành:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
21
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng
Đối với buồng bảo quản ta có A = 1,2W/m2;
.
Áp dụng công thức (9) ta có:
a.
Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
, chọn n = 2.
Áp dụng công thức (10), ta có:
b.
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
= 40 tấn là: . Do đó, tổng công suất điện phòng trữ đông của ta là :
c.
Áp dụng công thức (11), ta có:
Tổn thất lạnh do mở cửa
Phòng trữ đông có F = 36 m2 nên ta tra tài liệu [1] được B = 23 W/m2.
Áp dụng công thức (12), ta có:
d.
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
4.
Tính tổn thất lạnh phòng trữ đông
Tổng tổn thất lạnh phòng trữ đông:
Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Có 2 phòng trữ đông nên theo công thức (13) ta có:
5.
Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có
Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (14):
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
22
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
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:
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
23
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên:
Tính toán chu trình
Chọn nhiệt độ bay hơi
Nhiệt độ bay hơi được chọn theo công thức:
5.2.2.
1.
2.
Chọn , tra bảng hơi bão hòa của R22 trang 366, tài liệu [1], bằng phương pháp
nội suy ta tính được .
Chọn nhiệt độ ngưng tụ
Nhiệt độ ngưng tụ được chọn theo công thức:
Ta có :
3.
Chọn ∆tk = 40C vì môi trường làm mát là nước. suy ra tk =43,5.
Với nhiệt độ Tra bảng hơi bão hòa của R22, trang 366, tài liệu [1],.
Chọn cấp của chu trình
Tính chọn cấp của chu trình theo công thức:
thì chọn chu trình lạnh một cấp;
thì chọn chu trình lạnh một cấp.
Phòng cấp đông có:
Nên chọn chu trình lạnh cho phòng cấp đông là chu trình lạnh 2 cấp. Với áp suất
trung gian được chọn tối ưu sao cho tỉ số nén bằng nhau giữa các cấp. Vậy áp suất
trung gian của chu trình:
Tra bảng phụ lục 2, trang 366, tài liệu [1], của hơi bão hòa R22, bằng phương pháp
nội suy ta tính được nhiệt độ hơi nén trung gian là: .
Chọn nhiệt độ ống xoắn trong ống trao đổi nhiệt của bình trung gian lớn hơn nhiệt độ
lỏng trong bình trung gian khoảng . Khi đó, nhiệt độ lỏng trong ống xoắn trao đổi
nhiệt là: .
4. Chọn kiểu chu trình lạnh
Chọn cho phòng cấp đông chu trình lạnh hai cấp dùng bình trung gian có ống xoắn
trao đổi nhiệt. Bởi vì trở lực của hệ thống dàn bay hơi trong phòng cấp đông khá lớn
(>0,3kg/cm2). Nếu dùng bình trung gian làm mát hoàn toàn thì có thể hệ số làm lạnh
cao hơn nhưng áp suất trung gian không đủ cao để cấp lỏng cho dàn bay hơi.
5. Tính nhiệt độ quá nhiệt và nhiệt độ quá lạnh
Nhiệt độ quá lạnh là nhiệt độ môt chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu. Nhiệt độ
quá lạnh càng thấp, năng suất lạnh càng lớn, vì vậy người ta cố gắng hạ nhiệt độ quá
lạnh xuống càng thấp càng tốt.
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
24
16N1
LỚP
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN
Ở đây, độ quá lạnh sẽ bằng: .
Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén. Nhiệt độ hút bao giờ
cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất. Để đảm bảo máy nén không hút lỏng về gây
hiện tượng thủy kích thì người ta bố trí thiết bị hồi nhiệt trước khi môi chất lỏng vào
máy nén. Độ quá nhiệt của từng loại máy nén và đối với từng loại môi chất có khác
nhau.
Với là độ quá nhiệt hơi hút, đối với môi chất lạnh R22 thì .
Suy ra:
6.
Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
a. Sơ đồ nguyên lý chu trình lạnh
3
4
2
NCA
1
NHA
NT
1'
BH
5
TL1
BTG
5'
7
HN
6
Chú thích:
NCA: Máy nén cao áp
NHA: Máy nén hạ áp
NT : Bình ngưng tụ
BH : Dàn bay hơi
b. Đồ thị
SVTH: ĐINH TIẾN HOÀNG
TL2
6'
TL : Van tiết lưu
BTG: Bình trung gian
HN : Thiết bị hồi nhiệt
25
16N1
LỚP
