MỤC LỤC Trang 111.3. 111.4. 111.5. 111.6. Thiết kế kho bảo quản lạnh đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần Cách nhiệt cách ẩm cho vách giữa hai kho lạnh.................................................................. Cách nhiệt cách âm cho nền................................................................................................. Cách nhiệt cách ẩm cho trần................................................................................................ Chưong IV: Tính nhiệt kho lạnh......................................................................... IV. 1. Tính cho kho thứ nhất......................................................................................................... IV.2. Tính cho kho thứ hai............................................................................................................ IV.3. Tính cho kho thứ ba............................................................................................................. III. 4. Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén .......................................................................... Chưong V: Tính chọn máy nén........................................................................... v.l. Tác nhân lạnh.......................................................................................................................... IV. 2. Ọui trình công nghệ............................................................................................................. V. 3. Tính toán.............................................................................................................................. Chương VI: Tính thiết bị ngưng tụ..................................................................... VI. 1. Nguyên lý bình ngưng ống vỏ nắm ngang................................................................................ VI.2. Các thông sổ tính toán......................................................................................................... VI.3. Tính toán.............................................................................................................................. V. 4. Kiểm tra tính bền................................................................................................................. Chương VII: Tính thiết bị bay hoi...................................................................... VI. 1. Nguyên lý................................................................................................................................. VII. 2. Các thông số tính toán.............................................................................................................. VII. 3. Tính toán................................................................................................................................... VII. 4. Kiểm tra tính bền................................................................................................................ Chưong VIII: Tính các thiết bị phụ.................................................................... VIII. 1. Bình tách dầu.................................................................................................................. VIỈI.2. Bình chứa dầu................................................................................................................... VIII.3. Bình chứa cao áp............................................................................................................... VIII.4. Bình tách lỏng VIII. 5. Tính chọn tháp giải nhiệt... VIII. 6. Bình tách khí không ngưng VIII 7 Van........................................ VII. 8. Phin lọc......................................... VIỈI.9. Đường ống............................. VIII. 10. Bơm....7.................. Chương IX: Tính kinh tế............ Kết luân........................................ Tài liệu tham khảo....................... CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1. Giỏi thiêu sơ lươc về ứng dung của kỹ thuẳt lanh Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh rất lâu, nhưng ngành lạnh bắt đầu phát triển mạnh ở trên thế giới tù’ cuối thế kỉ 19. Ngày nay, kỳ thuật lạnh hiện đại đã tiến những bước xa, có trình độ khoa học kỹ thuật ngang vớ các ngành kỹ thuật tiên tiến khác. Kỹ thuật lạnh đă thâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó, đặc biệt là các ngành công nghiệp thực phẩm, chế biến thịt cá, rau quả, rượu bia, nước giải khát, đánh bắt và xuất khau thủy hải sản, hoá chất, ... Công suất của các tố hợp máy lạnh được mở rộng: từ vài mw ở những phòng thí nghiệm đến vài Mw ở các trung tâm điều khiến không khí. Thiết kế kho bảo quản lạnh đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần 1.2. Giới thiệu SO' lưoc về nguồn thủy sản - Thủy sản là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công nghiệp, nông nghiệp và dược phẩm. Động thực vật thủy sản bao gồm: tôm, cá, nhuyễn thể (mực, trai, sò, ...), rong tảo,... đang cung cấp cho con người một nguồn đạm thực phấm khổng lồ và phong phú. Theo thống kê thì thủy sản đang chiếm trên 20% nguồn đạm thực pham của nhân loại nói chung, trên 50% ở các nước phát triến. - Nước ta có bờ biến dài 3260km, một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn 1 triệu km , thuộc vùng biển nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu rất đa dạng và có cả bốn mùa. trữ lượng cá đáy, cá nối của vùng biến Việt Nam rất phong phú (theo dự tính sơ bộ có khoảng 2000 loài, trong đó hơn 40 loài cá có giá trị kinh tế lớn). - Bên cạnh đó, nghề nuôi trồng thủy sản đang được phát triển khá mạnh (sản lượng của các nước Đông Nam Á chiếm trên 50% tống sản lượng nuôi trồng của thế giới). Nước ta có nhiều sông, hồ, kênh, rạch, đầm, phá và diện tích mặt nước thoáng rất lớn cho nên đang tập trung đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản để nhanh chóng phát triển thành ngành một cách chủ động, toàn diện giữa các khâu nuôi trồng, khai thác, chế biến. - Do khả năng nguồn lợi to lớn, ngành thủy sản có nhiệm vụ quan trọng là: chế biến nguồn lợi to lớn đó thành nhiều sản phẩm có giá trị cao cho sản xuất và đời sống con người. Đặc điếm nối bật của nguyên liệu thủy sản là ươn thối rất nhanh, cho nên nhiệm vụ đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng sản phẩm là phải kịp thời bảo quản, chế biến mà trước hết là bảo quản lạnh. 1.3. Qui trình chế biến ([8]) Ở đây ta chọn nguồn nguyên liệu là cá thu. Hàm lượng các chất trong cá thu là: 20.90% protit, 1.02% lipit, 1.53% tro, 77.2% nước. 1.3.1. Tiêu chuẩn nguyên liệu: - Cá tươi tốt, màu sáng tự nhiên. Còn nguyên vẹn,không bị xây xát. Mắt trong sáng và lồi. Bụng không phình, không lõm. Trọng lượn mỗi con trên 1 kg. Cá chờ xử lý phải được rửa sạch và ướp đá bào theo tỉ lệ: lđá : lcá 1.3.2. Qui cách chế biến: Nguyên liệu -> rửa -> xừ lý -> rửa -> phân cỡ -> rửa -> xếp mâm -> đông lạnh mạ băng bao gói -ỳ bảo quản. - Nguyên liệu: Cá nguyên liệu phải đạt các tiêu chuẩn trên. - Rửa: Rửa sạch dưới vòi nước chảy để loại hết tạp chất. Rửa lại trong nước lạnh 5°c có pha 50ppm clo. - Xử lý: Dùng dao mổ bụng cá từ hậu môn đến nắp mang (các đường mổ phải thẳng, không xơ xác). Bỏ nội tạng, cạo sạch gân máu dọc theo xương sổng. Bỏ đầu. - Rửa: Rửa thật sạch bên trong bụng. Nước rửa cá phải sạch, lạnh 5WCcó pha 20ppm clo và 3% muối ăn để làm sạch nhớt. Rửa xong, đế ráo nước 15 phút. - Phân cỡ: Tính theo trọng lượng kg/con (gồm có cờ 1 -3 kg/con và trên 3 kg/con). - Rửa: Rửa lại nước lạnh 5°c có pha 1 Qppm clo. - xếp mâm: Cá được xếp vào mâm có lót PE, mỗi mâm một cỡ. Có khi treo cá trong phòng đông. - Đông lạnh: Đông IQF, nhiệt độ -40 °c, thời gian 4-6 giờ. Nhiệt độ tning bình tại tâm sản phẩm ít nhất là -12°c. - Mạ băng: Cá được mạ băng trong nước lạnh +1 °c có pha 5ppm clo. Thời gian mạ băng 5-10 giây. - Bao gói: Cho mỗi con vào một bao PE. Hàn kín miệng bao. Cho vào thùng cactông 5 lớp có tráng sáp, mỗi cờ cho vào một thùng. Cân mỗi thùng 10 kg tịnh (khoảng từ 5 đến 10 con). Nẹp 2 đai ngang, 2 đai dọc. Ngoài thùng ghi rõ loại cá, cỡ, qui cách chế biến. - Bảo quản: Nhiệt độ phòng bảo quản: -18 ± 2°c. Thời gian bảo quản không quá 3 tháng. 1.4. Chế đô làm viẽc của kho - Kho lạnh là các kho có cấu tạo và kiến trúc đặc biệt dùng đế bảo quản các sản phấm và hàng hóa khác nhau ở điều kiện nhiệt độ lạnh và điều kiện không khí thích hợp.Đối với sản phẩm thủy sản, ta có thế có một số buồng như sau: + Buồng tiếp nhận sản phẩm. + Buồng xử lý sản phẩm, (có xưởng sản xuất nước đá kèm theo) + Buồng đông lạnh sản phẩm. + Buồng trung gian. + Buồng bảo quảnThiết sản phấm. kế kho bảo quản lạnh đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần + Buồng phân phối sản phấm. Ở đây, do yêu cầu của đồ án em chọn thiết kế kho bảo quản lạnh đông sản phẩm ở - 20°c, độ ẩm 90%. - Tác nhân lạnh được sử dụng là amôniac (NH3) vì có các đặc điểm sau: + Thể tích riêng trong vùng nhiệt độ bay hơi tương đối nhỏ nên giảm kích thước của máy nén, đặc biệt đối với máy nén pistông. + Có mùi khó chịu, dễ phát hiện khi rò rỉ ra môi trường. + ít tan trong dầu bôi trơn, đỡ ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn và đỡ ảnh hưởng đến chất lượng của tác nhân. + Amôniac không ăn mòn thép. - Thiết bị ngưng tụ là chùm ống nằm ngang, sử dụng nguồn nước tuần hoàn kèm theo tháp giải nhiệt cho nước. + Nhiệt độ trung bình của không khí ở Thành phố Hồ Chí Minh là 2TC + Độ ẩm trung bình của không khí là 80% + Nhiệt độ bầu ướt của không khí là 24.5°c + Nhiệt độ nước vào là: 24.5 + (3-^5) = 29.5°c —30°c + Nhiệt độ nước ra là: 30 + 5 = 35°c + Nhiệt độ ngưng tụ là: 35 + 5 = 40°c - Thiết bị bay hơi sử dụng là dàn quạt trao đối nhiệt đối lưu cưỡng bức, loại khô, chất tải nhiệt là không khí. + Nhiệt độ không khí trong kho lạnh là: -20°c + Nhiệt độ bay hơi của tác nhân lạnh trong dàn bay hơi là: -20 - 10 = -30 °c Ta có: tk = 40"C => pk = 1.585 MPa to = -30®c => Po = 0.1219 MPa => Tỉ số: Pk = 1 -585 p Q 0.1219 pk-p 0 = 13 = 1.585 - 0.1219 = 1 .4613 MPa Ta chọn máy nén một cấp CHƯƠNG II: TÍNH KHO LẠNH Chiều cao của các kho lạnh từ 3.2 m đến 3.5/77. Neu cao hơn, chiều cao chất tải tăng, chi phí xây dựng tăng mà thu nhập do cho thuê không tăng nên nâng chiều cao chất tải là không kinh tế. Chiều cao chất tải nhỏ có ưu điểm là bốc xếp dề, độ bền cơ học của các thùng chứa yêu cầu không cao. Kho lạnh một tầng tuy chiếm nhiều diện tích xây dựng, tốn nhiều vật liệu cách nhiệt và do dòng nhiệt tốn thất qua vách lớn nên hệ thống lạnh cần lớn hơn, chi phí năng lượng lớn nhưng có ưu điếm là xây dựng dễ dàng và việc đi lại vận chuyến trong kho cũng dễ dàng, có thế bỏ qua việc xử lý nền móng bằng cọc, bố trí vận chuyến ngoài kho dễdàngg, giá thành bốc xếp nhỏ. Chọn khối lượng sản phẩm chứa trong một kho là 50 tan.cần dùng 3 kho để chứa 150 tan sản phẩm. Chọn bao bì là thùng cactông có kích thước như sau: Dài X rộng X cao = 0.36m X 0.28m X 0.22/77 Mỗi thùng cactông chứa được 10kg sản phẩm. Số lượng thùng cactông có trong kho là: 50000/10 = 5000 thùng Chọn cách chất hàng trong kho như sau: Chia kho làm 8 tụ => Số thùng của mỗi tụ là: 5000/8 = 625 thùng Chất thành nhiều lớp. Mỗi lớp gồm: 7 X 9 = 63 thùng —> Số lớp trong một tụ là: 625/63 = 9.92 ỉởp ~ 10 lớp => Chiều cao của hàng trong kho: 10 X 0.22 = 2.2 m (chưa kế đặt cách nền 0.3m) Thiết kế kho bảo quản lạnh đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần Diện tích của mỗi tự là: (7 X 0.36) X (9 x0.28) = 6.35* Diện tích cần để chất hàng là: F = 6.35 X 8 — 50.8m2 Chọn hệ số sử dụng kho lạnh là: Ị3 = 0.75 Diện tích kho lạnh cần xây dựng Thiết kế kho bảo là: quản lạnh đông thủy _ _ F _ 5 0 . 8 _ . _xd _ F. - —— - 67.7 m p sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần 2 0.75 Chọn diện tích xây dựng kho lạnh là 12m2 Chọn kho xây dựng là một tầng có kích thước kho lạnh là: 12m X 6m X 3 . 5 m Cừa kho là một tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh có đệm kín bằng cao su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm để hút chặt cửa để đảm bảo độ kín, giảm tổn thất nhiệt. Chọn cửa một cánh có chiều rộng 1.2/77, cao 2.3ra. Cửa có bố trí bánh xe chuyển động trên ray đặt sát tường nên đóng mở nhẹ nhàng, tiết kiệm diện tích. Cửa có bề dày cách nhiệt là 200mm bằng stiropor, tấm kim loại ở hai phía vừa làm khung chịu lực vừa có tác dụng chống am. Cửa được viền bằng dây điện trở để tránh đóng băng gây khó khăn cho việc mở cửa. Đ Bổ trí mặt bằng sản phẩm trong CHƯƠNG III: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM Chọn nhiệt độ trung bình cả năm của Tp. Hồ Chí Minhlà: tn = 27°c Chọn độ ẩm trung bình của Tp. Thiết bảo đông thủy 150 tấn= -20°c GVHD: Thầy Trần Hồ Chí Minh là: (p = 80% Nhiệtkế độkho không khíquản tronglạnh kho bảo quản lạnhsản đông là: tp Độ ấm của không khí trong kho là: cp = 90% Nhiệt độ bầu ướt của không khí bên ngoài là: tu = 24.5°c Nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài phòng là: ts = 23.5°c 111.1. - Muc đích Việc sử dụng cách nhiệt cách trong xây dựng kho lạnh để đáp ứng nhừng yêu cầu cơ bản sau: Đảm bảo được độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho. Chịu được tải trọng của bản thân và của hàng bảo quản. Đảm bảo cách nhiệt tốt, giảm đầu tư cho máy nén và chi phí vận hành. Đảm bảo qui tắc phòng chống cháy no, an toàn cho người và hàng bảo quản. Thuận tiện cho việc bốc dỡ bằng cơ giới. Đảm bảo tối ưu về kinh tế. 111.2. Vât ỉỉẽu cách nhiẽt cách ấm II 1.2.1. Vật liệu cách nhiệt Đe duy trì nhiệt độ lạnh trong một không gian nào đó, ta phải tiến hành cách nhiệt cho toàn bộ không gian đó với môi trường bên ngoài đế hạn chế dòng tốn thất tò ngoài vào đến mức thấp nhất. Chất lượng của vách cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật liệu cách nhiệt. Khi chọn một vật liệu cách nhiệt, cần phải lợi dụng triệt để ưu điểm và hạn che đến mức thấp nhất nhược điểm của nó. Các vật liệu cách nhiệt là những chất vô cơ, hữu cơ tự nhiên, hữu cơ nhân tạo. Đặc điếm quan trọng nhất là hệ số dẫn nhiệt nhỏ. Hiện nay sử dụng nhiều nhất là polystirol (stiropor) và polyurethan. II 1.2.2. Vật liệu cách ẩm Do sự chênh lệch về độ ẩm nhiệt độ trong và ngoài phòng lạnh nên có nguy cơ ẩm đi từ bên ngoài không khí khuếch tán vào phòng lạnh. Chính vì vậy, việc xây dựng và cách nhiệt cho kho lạnh phải có các biện pháp cách ẩm phù hợp. Vật liệu cách ẩm chủ yếu là bitume, PE. 111.3. Cách nhiẽt cách ấm cho vách kho lanh ([5]) Xây dựng vách kho lạnh (vách ngăn cách kho với bên ngoài) có kết cấu như sau: Vật liệu Vữa Gach Vữa Cách âm (nhựa Cách âm (polyetylen) Cách nhiệt (Stiropor) Lưới thép Vữa Cộng Bê dày Hệ sô truyền Hệ sô thẩm ỗ nhiệt X thấu (m) (w/m.K) (g/m.h.mmHg) 0.02 0.88 0.012 0.20 0.82 0.014 0.02 0.88 0.012 0.002 0.80 0.001 0.000115 Nhiệt trở 5A. (m2.K/w) 0.0227 0.2439 0.0227 Trở lực tham thấu õ/jli (m. h. 1.6667 mmHg/g) 14.2857 1.6667 0.0025 17.3912 0.00000024 4166.6667 0.20 0.035 0.008 5.7143 25 0.02 0.463 0.88 0.012 0.0227 6.0275 5 1.6667 4228.3437 III.3.1. Xác định bề dày cách nhiệt: Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức: ^6 = 1~ 1 ổ,— ổ ổ, ổ ổ S-Ị 1 + + a, Ã4khí Ẳbên Ảngoài 3 5 1 a-,(tường có chắn gió). Ơ 2 = 9 (X] = 23.3 w/m2K : hệThiết số cấp kế nhiệt khoẪ2của bảoẮkhông quản lạnh đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần w/m2.K : hệ sổ cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức), ôi : bề dày của vật liệu 2 với 4 5 làm tường (bảng trên). ôi : bê dày của vật liệu làm tường (bảng trên) Ằ,j : hệ sổ truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên). K = 0.21 w/m .K : hệ số truyền nhiệt quy chuấn. 1 ỗ6 - 0.035 Õ2 —> chọn 06 = 0.2 m 1 0.02 0.2 0.02 0.002 088 082 088 0.8 0.02 1 088 9 Thế vào công thức tính bề dày cách nhiệt => Hệ số truyền nhiệt: K = 0.162 w/m2.K III.3.2. 233 = Kiểm tra đọng sưong: Điều kiện đế vách ngoài của kho lạnh không bị đọng sương: £ =0.95x«,x— t$ 2 (w/m K) t, với ti: nhiệt độ bên ngoài kho bảo quản lạnh đông (°C) ts: nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài (°C) h'- nhiệt độ bên trong kho lạnh f}C) ơi: hệ sổ cấp nhiệt của không khí bên ngoài (w/m2.K) 0.95 : hệ số an toàn k. - 0.95 X 23.3 X 27 23-5 = 1.6484 w!m2K 27-(-20) ==> K < ks III.3.3. Vậy: vách ngoài không đọng sương. Kiểm tra bề dày lóp cách ẩm: ([8] trang 232) Theo I.F. Đusin thì tổn^ trở lực cần thiết của các lóp vật liệu của tường phải đạt: Rn Ap (m .h.mmHg/g) = 1.6 X với Ap = Png - Ptr : hiệu số giữa áp suất riêng phần của hơi nước phía ngoài và trong phòng lạnh (mmHg) Rn: trở lực thẩm thấu (m2.h.mmHg/g) Áp suất riêng phần của hơi nước tác dụng lên bề mặt ngoài của tường: Png = (Png X p = 0.8 X 26.74 = 21.392 mmHg với p = 26.74 mmHệ (tra ở Bảng 38 trang 426 tập 10, nhiệt độ t = 21°C) Áp suất riêng phần của hơi nước trong phòng bảo quản là: Ptr = cptr X p = 0.9 X 0.772 = 0.6948 mmHg với p = 0.772 mmHg (tra ở Báng 38 trang 426 tập 10, nhiệt độ t = 31.3°C) => Rn = 1.6 X (21.392 - 0.6948) = 33T11552 m2.h.mmHg/g Khi thiết kế phải đảm bảo: ịí+ir-R’ I-1 /', với ỗj, |Xj: bề dày và hệ số tẩm thấu của lóp vật liệu xây dựng nằm trước lớp cách ấm (tính từ phía nhiệt độ cao) ổ c« 0-02 0.2 ì 0.002 ___ni , , => > — + —— = 2 X ———— + ———— + - —- = 35.01 m .h.mmHg > Rn Mca V 0.0012 0.0014 J 0.000115 __ Vậy bề dày cách ẩm được chọn thỏa yêu cầu. III.3.4. Kiểm tra đọng ẩm trên bề mặt kết cấu: ([5]) Nhiệt lượng truyền qua \ m2 bề mặt tường: ' q= K X (4 - ttr) = 0.1622 X [(27 - (-20)] =7.6234 w/m2 => Nhiệt độ tại những lớp khác nhau của tường: ' ổi 1 với tng = 21°c. ôi, Xj : xác định ở bảng trên Từ các giá trị tị, tra bảng Áp suất hơi nước bão hòa (Bảng 38 trang 426 [4]) ta được các giá trị áp suất bão hòa tương ứng. Tổng trở lực thẩm thấu: 6X ff=Ỳ— 1 => H = 4228.3437 (m2.h.mmHg/g) Lượng hơi nước thấm qua lm2 bề mặt kết cấu bao che: w= = H 21.392-0 6948 = 4228.3437 Áp suất thực tế tác dụng lên bề mặt của kết cấu: ^ ỏ. Tft Vậy: không có đọng ấm trong kết cấu. III.4. Nhiệt độ Cách nhiẽt cách ấm cho vách giữa hai kho lanh fC) Vách giữa hai kho lạnh được xây dựng như sau: Ap suât bão hòa hơi nước (mmHg) Ap suât thực tê (mmHg) Vật liệu Be Hệ sô truyền Hệ sô thẩm Nhiệt trở Trở lực to dày nhiệt X thấu |I SA.27 thẩm thấu 26.74 ồ/ịi (m . h. s (w/mK) (g/m.h.mmHg (m2K/w) 21.392 mmHg/g) Vữa 0.02 0.88 tl 0.012 0.0227 1.6667 (m) ) Lưới thép 26.6728 26.239 0.05 0.035 0.008 1.4286 6.25 Cách nhiệt 21.392 (Stiropor) t2 0.001 0.00000024 26.4996 4166.666 Cách âm 25.974 7 (polyetylen) 0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912 Cách âm (nhựa Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667 Gach 0.20 0.82 0.014 0.2439 14.2857 Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667 0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912 Cách âm (nhựa 0.001 0.00000024 4166.666 Cách âm 7 (polyetylen) 0.05 0.035 0.008 1.4286 6.25 Cách nhiệt (Stiropor) Lưới thép Vữa 0.02 0.88 0.012 0.0227 1.6667 Cộng 0.386 3.1969 8401.568 3 Be dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức: 1 "^aS ổ, 1 X1+ K Ả /=I / 7 với di = 9 w/m2K: hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng 1 (đối lun cưỡng bức) Ơ2 = 9 w/m K: hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng 2 (đối lưu cưỡng bức) ôi : bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên) Ằ,j : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên) K = 0.58 w/m .K: hệ số truyền nhiệt quy chuấn giữa hai phòng có cùng nhiệt độ ỏ= 0.58 19 „ 0.02 0.2 „ 0.002 1 + 4 X ——— + + 2 X----——I— 0.88 0.82 0.8 = 0.04/ 9 —> chọn ô = 0.10 m (mỗi bên vách dày 0.05 trì) => Hệ số truyền nhiệt K = 0.2925 w/m2.K Kiếm tra đọng sương và đọng ẩm tương tự vách. ==> Không có đọng sương và đọng ẩm trong kết cấu. III.5. Cách nhiệt cách ẩm cho nền Ket cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ phòng lạnh, tải trọng của hàng bảo quản, dung tích kho lạnh,...Yêu cầu của nền là phải có độ vững chắc cần thiết, tuổi thọ cao, không thấm ẩm. Vật liệu Bêtông xỉ Bêtông đât Lưới thép Cách nhiệt (Stiropor) Cách âm (polyetylen) Cách âm (nhựa Bêtông tâm Bêtông cốt thép Cộng Hệ sô Bê dày Hệ sô truyền Nhiệt trở thẩm thấu ô nhiệt X ồ/x JLX (m) (w/mK) (m2K/w) (:g/m.h.mmHg 0.10 0.5 0.2 0.02 1.6 0.0125 0.20 0.035 0.001 0.008 Trở lực thâm thâu ô/ji ịm2.h.mmH 5.7143 0.00000024 25 4166.6667 0.002 0.80 0.000115 0.0025 17.3912 0.10 0.15 1 1.5 0.004 0.004 0.1 0.1 25 37.5 6.1293 4271.5579 0.573 Be dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức: = Ầ3 v K 1 ố, ỏ2 ỏ, ổ, —+ -^ + —+ Ẳị—+ Ằ-) -^- + a,/tj Ả() Ày ai = 12 w/m2K: hệ số cấp nhiệt của không khí trên nền đất. Ơ2 = 9 w/m2K: hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức). ỗi : bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên). x,j : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên). K = 0.21 w/m K : hệ số truyền nhiệt quy chuân của nền có sưởi. ổị - 0.2 1 0.1 0.02 0.002 0.1 0.15 1 —— + ——— H---------------------1----------------------------------------------- 1------1 ----------------------------------------- —h — = 0.153 => chọn 03 =0.2 m => Hệ số truyền nhiệt của nền K = 0.1586 w/m K Kiểm tra tương tự trên => không có đọng sương và đọng ẩm. III.6. Cách nhiêt cách ấm cho trần Mái kholạnh không được phép đọng nước và thấm nước. Mái có kết cấu như sau: Vật liệu Bê dày Hệ sô truyền 5 nhiệt X (m) (w/mK) Bêtông tấm 0.1 1 0.002 0.80 Cách ẩm (nhựa 0.001 Cách âm (polyetylen) 0.035 Cách nhiệt 0.2 (Stiropor) 1.5 Bêtông cốt 0.15 thép Vữa 0.02 0.88 Cộng 0.473 Hệ sô Nhiệt trở thẩm thấu |i ửk (g/m.h.mm (m2K/w) 0.004 0.1 Hg) 0.000115 0.0025 0.00000024 Trở lực thẩm thấu ô/|i (m . h. 25 mtnHg/g) 17.3912 4166.6667 0.008 5.7143 0.004 0.1 0.012 0.0227 5.9395 25 37.5 1.6667 4273.2246 Be dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức: Ồl ỔỊ Ổ5 Ãị Ã a K2 Ầ-i Ả c X, với (X| = 23.3 w/m K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió). Ob = 9 w/m2K: hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lun cưỡng bức), ỗi : bề dày của vật liệu ổ4 2 làm tường (bảng trên). x,i: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên). K = 0.22 w/m2K: hệ sổ truyền nhiệt quy chuẩn. ổ4 =0.03 ==> chọn ỗ3 = 0.2 m 1 0.15 0.22 1 23.3 1.5 1 0.05 0.1 0.02 1 "08" T 088 9 = => Hệ số truyền nhiệt của trần K = 0.1642 w/m2K Kiểm tra tương tự trên ==> Không có đọng sương đọng ẩm trên bề mặt kết cấu. CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức: [9] Q = Q| + Q2 + Q3 + ọ4 + ọ5 ( W ) với Q|: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che. Q2: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra. Q3: dòng nhiệt đi tù’ ngoài vào do thông gió phòng lạnh. Q4: dòng nhiệt tù’ các nguồn khác nhau khi vận hành. Q5: dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm thở. IV. l. Tính cho kho thử nhất IV. 1.1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che: Ọi = Qiv + Ọin +Ọit+ Ọibx (w) với Ọiv, Ọin, Ọu: dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ. Qlbx- dòng nhiệt ton thất qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. Công thức để tính tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần có dạng như sau: Ọ = K X F X (tng - ttr) với: K: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che (w/m K) F: diện tích bề mặt của kết cấu bao che (m2) tng: nhiệt độ môi trường bên ngoài (°C) ttr: nhiệt độ trong phòng lạnh (°C) Ọ: tổn thất nhiệt qua kết cấu (w) Vách ngoài 0.1622 42 27 ttr -20 ọ 320.1828 K F Vách giữa hai phòng lạnh 0.0836 42 -20 -20 0 Vách trước hoăc Nen Trân sau 0.1622 0.1586 0.1642 21 72 72 27 27 27 -20 -20 -20 160.0914 536.7024 555.6528 Chọn kho lạnh xây theo hướng Bắc - Nam, cửa kho nẳm ở hướng Bắc. => Buối sáng kho nhận bức xạ ở hướng Đông và buối chiều kho nhận bức xạ ở hướng Tây. Vách kho được quét vôi trắng nến lấy hiệu nhiệt độ dư như sau: À, = 1K\ vách hướng Đông. Àt = 8K: vách hướng Tây. Àt = 19K: trần làm bằng bêtông. => Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời: Qibx = ZKFAt = 0.1622 x42 x 8 +0.1642 X 72 X 19 = 279.1248 (w)' Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che là: Qi = Qiv + Ọin + Ọit +Qibx - 320.1828 + 0 + 2 X 160.0914 + 536.7024 +555.6528 +279.1248 = 2011.8456 w IV. 1.2. Dòng nhiệt do sản phấm toa ra: đông. Ọ2 = Ọ2a + Ọ2b (w) với Ọ2a: dòng nhiệt sản phấm tỏa ra khi bảo quản lạnh Ọ2t>: dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì của sản phẩm. IV. 1.2.1. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra: Qia = M ( h { - h 2 ) 1000 v1 24x3600 với M: năng suất của buồng bảo quản lạnh đông (t/24h) hi, h2: entanpi của sản phấm trước và sau khi bảo quản lạnh đông (kj/kg) 1000/(24 X 3600): hệ số chuyển đổi tò (t/24h) ra (kg/s) Qĩa'. dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra (kw) Chọn nhiệt độ hàng nhập thẳng vào kho bảo quản lạnh đông là -8°c => hi = 43.5 kj/kg Nhiệt độ sau khi bảo quản là -20°c => h2 = 0 kj/kg Khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản lạnh đông trong một ngày đêm: M= ẸỵBm ( i / ĩ 4 h ) 365 v 7 với M: khối lượng hàng nhập vào bảo quản lạnh đông (t/24h) E: dung tích phòng bảo quản lạnh đông (t) \|/: tỉ lệ nhập có nhiệt độ không cao hơn -8°c đưa trực tiếp vào kho bảo quản lạnh đông. \|/ = 0.65 - 0.85 B: hệ số quay vòng hàng. B = 5 -ỉ- 6 lần/năm m: hệ số nhập hàng không đồng đều. m = 2.5 => M = 50x0-85x6x2-5 =1.74658 (//24/7)»1.75 (//24/?) 365 Dòng nhiệt sản phâm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông: => Q = 1.75x ( 43.5 - oìx ————: = 0.881 (&w) ĩa 24x3600 IV. 1.2.2. Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra: ~ _Xđ „ ( Qib ~ Mhcb{u 1000 ^2) \ 24x3600 với Mbi khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm (t/24h) Cbi nhiệt dung riêng của bao bì (kj/kg.K) ti: nhiệt độ bao bì fruớc bảo quản lạnh đông (*C) Í2* nhiệt độ bao bì sau bảo quản lạnh đông fC) Q2 b'. dòng nhiệt do bao bì tỏa ra (kw) 1000/(24 X 3600) : hệ số chuyển đổi tù- (t/24h) ra (kg/s) Ta có: Qĩh Khối lượng bao bì cactông: Mb = 30%M = 30% X 1.75 = 0.525 t/24h Nhiệt dung riêng bao bì: Cb = 1.46 kj/kg.K Nhiệt độ bao bì trước bảo quản: t| = - 8 ° c Nhiệt độ bao bì sau bảo quản: X.2 - -20°c = 0.525 X1.46 X L[-v u8 - 20)]x 1000 = 0.106458 (kw) * 0.1065 (ấ™) v v 24x3600 ' ' Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra: Q2 = Q2a + Q2b-0.881 + 0.1065 = 0.9875 kw= 987.5 w IV. 1.3. Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh: Do kho lạnh dùng để bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -20°c nên không có thông gió. Ọ3 = 0 w rv. 1.4. Dòng nhiệt do vận hành kho: Ọ4 = Ọ4I + Ọ42 + Ọ43 +Ọ44 fw) với Q41: dòng nhiệt do chiếu sáng. Ọ42: dòng nhiệt do người tỏa ra. Q43: dòng nhiệt do các động cơ điện. Q44: đònh nhiệt tổn thất khi mở cửa. IV. 1.4.1. Dòng nhiệt do chiếu sáng được tính theo công thức: Q41 = A X F (w) với F: diện tích kho lạnh (m ) A: công suất chiếu sáng riêng (w/m2) Đối với kho bảo quản: A = 1.2 w/m2 => Ọ41 = 1.2 X 72 = 86.4 w IV. 1.4.2. Dòng nhiệt do người tỏa ra được xác định theo biếu thức: Ọ42 = 350 X n fw) Chọn n =3 (kho nhỏ hơn 200m2) => Ọ42 = 350 X 3 = 1050 vv IV. 1.4.3. Dòng nhiệt do các động cơ điện tỏa ra: Q43 = 1*000 X N X (p (w) với N: tong công suất động cơ điện. (p: hệ số hoạt động đồng thời. Chọn N = 4 kw do kho bảo quản lạnh đông nhỏ. cp = 1: các động cơ hoạt động đồng thời. => Ọ43 = 1000 X 4 X 1 = 4000 w IV. 1.4.4. Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức: Ọ44 = B X F (w) với F: diện tích kho lạnh (m2) B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa (w/m2) Kho bảo quản lạnh đông chọn B = 12 w/m2 ^ Dòng nhiệt do vận hành kho: Ọ4 = 86.4 + 1050 + 4000 + 864 = 6000.4 w ~ 6000 w -> Ọ44 - 12 X 72 = 864 w. IV. 1.5. Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp Q5: Do sản phấm là thủy sản và được bảo quản lạnh đông nên không có hô hấp Ọ5 = 0 vv Dòng nhiệt tổn thất cho toàn bộ kho thứ nhất: Ọ = Ọi + Ọ2 + Ọ3 + Ọ4 + Ọ5. = 2011.8456 + 987.5 + 0 + 6000.4 + 0 = 8999.7456 w = 9000 vv IV. 2. Tính cho kho giữa Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh: Ọ = Ọi + Q 2 + Ọ 3 + Ọ 4 + Tính tương tự như trên Qs (w) rv.2.1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che: Ọi = Ọiv + Ọin + Ọit +Ọibx = 0 + 0 + 2 X 160.0914 + 536.7024 + 555.6528 + 0.1642 X 72 xl9 = 1637.1636 w rv.2.2. Dòng nhiệt do sản phẩm tòa ra: ọ2 = Q2a + ọ2b*= 0.881 + 0.1065 = 0.9875 kw = 987.5 vv rv.2.3. Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh: Ọ3 = 0 w rv.2.4. Dòng nhiệt do vận hành kho: Ọ4 = Ọ4I + Ọ42 + Ọ43 +Ọ44 (w) = 86.4 + 1050 + 4000 + 864 = 6000.4 w = 6000 vv rv.2.5. Dòng nhiệt do sản phấm hô hấp: Ọs = 0w Dòng nhiệt tổn thất cho kho giữa: Q =1637.1636+ 987.5 +6000.4 = 8625.0636 w~8625 w IV. 3. Tính cho kho thử ba Do kho thứ ba và kho thứ nhất có kết cấu tương tự nhau nên tốn thất nhiệt của kho thứ nhất và kho thứ ba xem như là bằng nhau: Ọ = 9000 w Dòng nhiệt cung cấp cho 3 kho là: Q = 2 X 9000 + 8625 = 26625 w IV. 4. Xác định tải nhiệt cho thiết bi và máy nén Kho Q1 Nhiệt Thiêt độ bi kho Kho 1 -20°c 2012.5 Kho 2 -20°c 1637.5 Kho 3 -20°c 2012.5 Cộng Ọ2 Máy Thiêt Máy nén bi nén 2012. 987.5 987.5 51637. 987.5 987.5 52012. 987.5 987.5 5 Q4 Thiêt Máy bi nén 6000 4500 6000 4500 6000 4500 Thiêt bi 9000 8625 9000 2662 5 Tữ Máy nén 7500 7125 7500 22125 Năng suất lạnh của máy nén: tío - *xẸg b , với k: hệ số lạnh kế đến tốn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh b: hệ số thời gian làm việc XQ: tống nhiệt tải của máy nén Do t() = - 3 0 ° c nên chọn k = 1.07 chọn b = 0.7 đối với các thiết bị lạnh nhỏ. ^ 1.07x22125 => O0 =----------------------------------------—^= 33820 w « 34 kw 1 0.7 CHƯƠNG V: TÍNH CHỌN MÁY NÉN - Chọn các thông số của chế độ làm việc như sau: Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh: to = -30°c Độ quá nhiệt hơi hút là: Aqn = 5° c => Nhiệt độ hơi hút về máy nén: tqn = (-30 + 5) = Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất: tk = 40° c Độ quá lạnh của tác nhân lạnh lỏng: Aqi = 5°c -25°c => Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lun: - Năng suất lạnh của máy nén: Qo = 34 kw tqi = (40 - 5) = 35°c v.l. Tác nhân lanh Tác nhân lạnh là amôniăc, có công thức là NH 3, kí hiệu R717, là một chất khí không màu, có mùi rất hắc. NH3 sôi ở áp suất khí quyển ở -33.35°c, có tính chất nhiệt động tốt, phù hợp với chu trình máy lạnh nén hơi dùng máy nén pistông. Tính chất hoá lý: + Năng suất lạnh riêng khối lượng qo lớn nên lun lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống nhỏ, rất phù họp cho các máy lạnh có năng suất lớn và rất lớn. + Năng suất lạnh riêng thể tích qv lớn nên máy nén gọn nhẹ. + Các tính chất trao đổi nhiệt tốt, hệ số tỏa nhiệt khi sôi và ngưng tương đương nước nên không cần tạo cánh trong các thiết bị trao đổi nhiệt với nước. với + Tính lưu động cao, tốn thất áp suất trên đường ống, các cửa van nhô nên thiết bị gọn nhẹ. + Amôniăc không hòa tan dầu nên nhiệt độ bay hơi không bị tăng. + Amôniăc hòa tan không hạn chế trong nước + Amôniăc không ăn mòn các kim loại chế tạo máy. Tính chất sinh lý: Amôniăc độc hại với cơ thể con người, gây kích thích nêm mạc của mắt, dạ dày, ... Tính kinh tế: Amôniăc là môi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyến và bảo quản dễ. V. 2. Qui trình công nghê v.2.1. Thuyết minh qui trình công nghệ: Hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi được máy nén hút về và nén lên áp suất cao đẩy vào bình ngưng tụ. Ở thiết bị ngưng tụ hơi môi chất thỉai nhiệt cho nước và ngưng tụ thành lỏng. Lỏng có áp suất cao đi qua van tiết lưu vào thiết bị bay hơi. Ở thiết bị bay hơi, long môi chất sôi ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp, thu nhiệt của môi trường lạnh. Hơi lại được hút về máy nén, như vậy vòng tuần hoàn được khép kín. v.2.2. Chu trình lạnh của máy nén: Chu trình Carnot ngược chiều được coi là chu trình lạnh đơn giản nhất. Đơn giản không phải về mặt thiết bị màvì chỉ bao gồm hai quá trình đoạn nhiệt và hai quá trình đẳng nhiệt xen kẻ. Chu trình Carnot có công tiêu hao nhỏ nhất, năng suất lạnh lớn nhất, hệ số lạnh lớn nhất nhưng có nhiều nhược điểm khi vận hành. Do đó ta sử dụng chu trình quá lạnh và quá nhiệt để khắc phục các nhược điểm trên. Chu trình quá lạnh và quá nhiệt là chu trình quá lạnh khi nhiệt độ của môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu nhở hơn nhiệt độ ngưng tụ và gọi là chu trình quá nhiệt khi nhiệt độ hơi hút về máy nén lớn hơn nhiệt độ bay hơi (nằm trong vùng quá nhiệt). Nguyên nhân quá lạnh có thể do: + Bố trí thêm thiết bị quá lạnh lỏng sau thiết bị ngưng tụ. + Thiết bị ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng ên lỏng môi chất được quá lạnh ngay ở thiết bị ngưng tụ. + Lỏng môi chất tỏa nhiệt ra môi trường trên đoạn đường ống từ thiết bị ngưng tụ đến thiết bị tiết lưu. Nguyên nhân quá nhiệt có thế do: + Sử dụng van tiết lưu nhiệt, hơi ra khỏi thiết bị bay hơi bao giờ cũng có một độ quá nhiệt nhất định. + Tải nhiệt lớn và thiếu lỏng cấp cho thiết bị bay hơi. + Tốn thất lạnh trên đường ống tù’ thiết bị bay hơi đến máy nén. LgP h Thông sổ tại các điếm như bảng sau: (phụ lục 6 trang 342 [5]) Điêm Nhiêt đô t Nhiêt đô T (K) fC) r -30 243 1 -25 248 2 165 438 2’ 40 313 3’ 40 313 3 35 308 4 -30 243 Ap suât p 0.1219 (MPa) 0.1219 1.585 1.585 1.585 1.585 0.1219 Entanp Thê tích riêng V yh 3 (m0.96 /kg) 1640 (kị/kg) 1650 1 2040 1710 610 580 580 Sự thay đổi trạng thái của môi chất trong chu trình như sau: 1’ - 1 : Quá nhiệt hơi hút. 2 - 2 : Nén đoạn nhiệt hơi hút từ áp suất thấp po lên áp suất cao Pk, S| 3 - 2’ : Làm mát đẳng áp hơi môi chất từ trạng thái quá nhiệt xuống trạng thái bão hoà. 2’ - 3’ : Ngưng tụ môi chất đẳng áp và đẳng nhiệt. 3’ - 3 : Quá lạnh môi chất lỏng đẳng áp. 4 - 4 : Quá trình tiết lưu đẳng entanpi ở van tiết lưu h3 = h4 5 - 1’ : Quá trình bay hơi ở thiết bị bay hơi đắng áp và đắng nhiệt. = S2 V. 3. Tính máy nén v.3.1. Năng suất lạnh riêng q0: qo = h| ’ - h4 (kj/kg) với hi>: entanpi của hơi bão hòa ra khỏi thiết bị bay hơi (kj/kg) li4: entanpi của môi chất sau khi qua tiết lun (kj/kg) => qo 1640 bảo - 580quản = 1060lạnh kj/kg Thiết kế= kho đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần v.3.2. Năng suất lạnh riêng thế tích qv: = — f c ' / ™ 3 ) V, với qo: năng suất lạnh riêng (kj/kg) V|: thể t í c h hơi hút về máy nén (m3/kg) => qv = 12Ể2 = 1060 kjI m3 v.3.3. Công nén riêng 1: 1 = h2 - hi (kj/kg) với nén (kj/kg) I12: entanpi của hơi quá nhiệt khi ra khỏi máy hi: entanpi của hơi vào máy nén (kj/kg) => 1 = 2040 - 1650 - 390 kj/kg v.3.4. Năng suất nhiệt riêng qk: qk = h2 - h3 (kj/kg) với li2: entanpi của hơi khi vào bình ngưng (kj/kg) I13: entanpi của lỏng khi ra khỏi bình ngưng (kj/kg) => C Ị k = 2040 - 580 = 1460 kj/kg v.3.5. Hệ số lạnh của chu trình E : I với qo: năng suất lạnh riêng (kị/kg) 1: công nén riêng (kj/kg) i^ = 2.7,8 390 v.3.6. Hiệu suất exergi v: 243 T -T k 0 y = E X — T1 0 với 8: hệ số lạnh của chu trình T| V = 2.718x =0.783 v.3.7. Năng suất khối lượng thực tế của máy nén mtt: Q (,k g m với Qo: năng suất lạnh của máy nén (kw) tn„ - 34 = 0.032 10 v.3.8. Năng suất thể tích thực tế của máy nén vtt: Vtt = mtt X V| (m /s) với mn: năng suất khối lượng thực tế của máy nén (kg/s) Vi: thế tích riêng hơi hút về máy nén (m3/kg) => Vtt = 0.032 X 0.93 = 0.02976 ms/s v.3.9. Hệ số cấp của máy nén X,: l=ẰjX^’ ị= pạ-àpa_c Pữ r p*+bpk Po ÀPc với Pk! áp suất ngưng tụ của tác nhân lạnh (MPa) Po: áp suất bay hơi của tác nhân lạnh (MPa) Apo = Apic = 0.01 MPa m = 1 1.585 + O.OlV 0.12190.12 0.12 , _ 0.1219-0.01 Ẵ. =---—— - -0.05 X 0.1219 v T với To: nhiệt độ bay hơi của tác nhân lạnh (K) Tk: nhiệt độ ngưng tụ của tác nhân lạnh (K) 243 Ẳ. = — = 0.7764 '313 X, = 0.3096 X 0.7764 - 0.24 v.3.10. Thể tích lý K thuyết V| V L = với Vtt: năng suất thể tích thực tế của máy nén (rn/s) hệ số cấp của máy nén. X: 0.02976 _ A , 0/1 _3 / v„ ———— = 0.124 /77 /s “ 0.24 r/ Chọn máy nén N6WB hiệu MYCOM do Nhật sản xuất có thế tích lý thuyết là: (bảng 4.3a trang 46 [10]) 572.6 m 3 / h ~ 0.159 m 3 / s => Số lượng máy nén: 2= J^=^1 = 0.78 v„m 0159 Chọn 1 máy nén kỷ hiệu N6WB. Các thông số của máy nén:[5] Đường kính xilanh 130 mm Hành trình xilanh 100 mm Số xilanh 6 Tôc độ quay 1200 vòng/phủt Thê tích hút lý 572.6 mVh thuyêt v.3.11. Công nén đoạn nhiệt Ns: N = m X 1 (kw) 1: s tt với mtt: lưu lượng tác nhân lạnh qua máy nén (kg/s) công nén riêng (kj/kg) => N = 0.032 X 390 = 12.48 kw s v.3.12. Công nén chỉ thị Nj: N. - — kw với Ns: Công nén đoạn nhiệt (kw) T|i: hiệu suất chỉ thị r|i = K,' + b X to trong đó A.W = To/Tk = 0.7764 b = 0.001 to: nhiệt độ bay hơi C C ) => Tìi = 0.7764 + 0.001 X (-30) = 0.7464 12.48 = > Nị - — — = 1 6 . 7 2 kw '0.7464 v.3.13. Công nén hiệu dụng Ne: Ne = Nj + Nms với Nj: công nén chỉ thị (kw) Nms: tổn thất ma sát (kw) mà Nms = Vttxprn^ trong đó vtt: thể tích hút thực tế của máy nén (m3/s) pms = 0.06 MPa : áp suât ma sát riêng => Nms = 0.02976 X 0.06 X 10°= 1785.6 w = 1.7856 kw Nc= 16.72 + 1.7856 = 18.5056 kw v.3.14. Công suất điện Nei: N„=— Vtd x ;7e/ với Nc: công nén hiệu dụng (kxv) ĩ|td = 0.95 : hiệu suất truyền động của khớp, đai,... ĩ|ei = 0.9 : hiệu suất động cơ 18.5056 => N. = —_ — = 21.644 kw 0.95x0.9 v.3.15. Công suất động CO’ lắp đặt Nđc: Chọn hệ số an toàn là 1.4 *Nđc= 1.4xNei = 1.4 X 21.644 = 30.3 kw ~ 30 kw V. 3.16.Nhiệt thải ngưng tụ Qk: Ọk = Ọo + Ni (kw) với Qo: năng suất lạnh của máy nén (kw) Nj: công nén chỉ thị (kw) Qk = 34+ 16.12 = 50.72 kw~ 51 kw CHƯƠNG VI: TÍNH THIẾT BỊ NGƯNG TỤ VI.l. Nguyên lý Sử dụng bình ngưng vỏ ống nằm ngang. Bình ngưng gồm một vỏ hình trụ, bên trong có bố trí chùm ống, hai đầu có hai mặt sàng. Hơi amôniăc trong không gian giữa cácống ngưng tụ trên bề mặt chùm ống. Nước vào theo đường ống bố trí trên mộtnắp,điphía trong chùm ống theo các lối đã bố trí sẵn rồi ra theo ổng nổi phía trên. VI.2. Các thông số Chọn bình ngưng ống vỏ nằm ngang và nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt. Nhiệt độ trung bình của không khí là: 27°c và độ ẩm là 80% => Nhiệt độ bầu ướt của không khí là: 24.5°c Chọn nhiệt độ nước vào là: tW| = 30°c Chọn nhiệt độ nước ra là: tw2 - 35°c Nhiệt độ ngưng tụ: tk = 40°c Nhiệt thải ra ở bình ngưng: Qk = 51 kw Lưu lượng môi chất qua máy nén: G = 0.032 kg/s VI. 3. Tính toán ([9]) VI.3.1. Các thông số tính toán Hiệu nhiệt độ làm mát Àtw: Atw = t 2 - twi = 35 - 30 = 5°c = 5K Hiệu nhiệt độ trung bình logarit Attb! w Atmax = tk - twi = 40 - 30 - ÌOẢ' Atmin = tk - tW2 = 40 - 35 = 5^ At l b = A/max ~ A/min = In^L ln — A t- ^ = 7.2134K 5 Lưu lượng nước qua bình ngưng mv Qt (kgỉs) P XA^v, C m... với Qk: nhiệt thải ngưng tụ (kw) c p : nhiệt dung riêng của nước (kj/kgK) Attb! hiệu nhiệt độ trung bình logarit (K) Ta có: Cp = 4.18 kj/kgK ở 32.5°c w 4.18x5 = 2.44 kg/s Chọn ống trao đổi nhiệt cho bình ngưng như sau: dng = 25 mm - 0.025 m dtr = 20 mm = 0.020 m s = 2.5 mm — 0.0025 m Diện tích tính cho lm ống chiều dài: fjlg = 0.0785 m2/m f,r — 0.0628 m2/m Chọn tốc độ nước trong bình ngưng cow = 1 m/s Số ống trong một lối của bình ngưng: | ? 4 xmv — ^ x d; r xp w x(0 w Các thông sổ vật lý của nước làm mát bình ngưng được tra trong tập 10 (bảng 39 trang 427) ở nhiệt độ trung bình tvvtb - 32.5°c Khối lượng riêng pw = 995 kg/rn Hệ số dẫn nhiệt x,w = 0.622 w/mK Đô nhớt động học vw = 0.7725 X 10'6 m2/s Hằng số Pr = 5.1425 4x2.44 7^g ;rx0.0202 X 9 9 5 x 1 Chọn ni = 8 ống => tốc độ nước là cow = 0.976 m/s 1 ống: VI.3.2. Xác định hệ số tỏa nhiệt £R = 1 Trong thiết bị ngưng tụ của máy lạnh thì hiệu nhiệt độ thường nhỏ (4 - 6K) nên tỉ số (Prf/Prw)0'25 ~ 1. Nuf =0.021x26278° X 5.1425043 X1X1X1 = 141.28 80 Vậy hệ số tỏa nhiệt phía nước: Nuf X Ã a. = —— d„ 141.28x0.622 = ——- = 4394 w/m 0.020 K VI.3.3. Xác định hệ số toả nhiệt a2 từ môi chất lạnh ngưng tói vách ngoài ống: Gợi Àttb = tk - Utb và Atv = tk - ty, ta có: tv t\vtb ^ttb Atv í D = qi =q2 «• 738x(7.2134-A/v) = 13.1 1xA/ °- + A/ = 7.2134 v 75 v Giải phương trình trên bằng phương pháp lặp, ta thu được giá trị: Atv = 0.4087ẪT< 2A6AK => nên không được chấp nhận. Tiếp tục lặp lại phép tính trên bằng cách chọn từng giá trị của Aty Cuối cùng ta nhận giá trị là: Atv = 0.037 X Attb = 0.0367 X 7.2134 =0.2647ẪT Và số ống là 10 ống. Vậy hệ số truyền nhiệt (X2 là: , 11098.8X 1 o X( 579.l) X( 0. 45) X9.81 rioy ../„. 2^ «,= 0 . 7 2 x 4 - - - - ^ v _ ---------------------- X — = 13900 wỉm K 2 V 122 xl0'6x 0.025x0.2647 {2 ) 3 3 2 0167 VI.3.4. Bố trí ống trong thiết bị Diện tích bề mặt trao đoi nhiệt cần thiết (tính theo bề mặt trong của ống): 51000 Q K = — = -----_------------- — = 10 m 1 q, 738 X (7.2134-0.2647) Chọn số ống theo hàng ngang là 10 trong lục giác đều, vậy tống số ổng: n X m +1 = 0.75 X 1 o + 1 = 76 ống Tổng chiều dài trao đổi nhiệt: 2 160 m 2 ftr °-0628 Chọn tổng số ống trong thiết bị ngưng tụ là: 80 ống Chiều dài ống trong bình ngưng: , L 160 _ / = — = —— = 2.0 m Chọn chiều dài ống trong thiết bị ngưng tụ là: 2.0 m n 80 = 0.75 Số lối trong thiết bị ngưng tụ: z = i = ^ = 10 8 Đường kính trong của thiết bị: D = 10x0.035 = 0.35 w => Chọn đường kính trong thiết bị là: D = 0.4 m Tỷ số: D 0.4 v Chấp nhận. VI. 4. Kiểm tra tính bền của thiết bị ([6], [7]) VI. 4.1. Thân Chọn vật liệu làm thân là thép 20K. Nhiệt độ tính toán của thiết bị là: t = 200°c Áp suất tính toán là: p = 2 N/mm Hệ số bền mối hàn: (Ph = 0.8 ứng suất cho phép: [ơ] = 0.9 X 135 = 121.5 N/mm Ta có: HX^ 121.5X0,8 p 2 = = 486>25 Be dày tối thiếu của thân trụ chịu áp suất trong: Dx p 400X 2 s = -—f—ĩ-------------------------------------------------------= = 4.115 mrn 2x\ơ\'x(ph 2x121.5x0.8 Chọn hệ số sung ăn 1 mm mòn số sung qui thước Co = 0.885 mm Chọn hệ số sung sai lệch khi chế tạo Cc = 2 mm => Be dày thực của thân thiết bị: Ca Chọn hệ s s -\- c = a + C c + Cq =4.115 + 1 + 2 + 0.885 Kiểm tra độ bền: s-c„ 8-1 tròn — bổ do = bo đế kích bổ do = 8 ỈTW7 D 400 0.0175 < 0.1 Áp suất tính toán cho phép: 2x[(jU()x(S-Cj 2 X 121.5 X 0.8 X (8 -1) \----- = -------------—T----------------------------T ----------------- = 3.34 > 2 ỡ + (s-cj 400+(8-1) ri [p] = -------- Thân thiết bị ngưng tụ thoả điều kiện bền với áp suất trong. VI. 4.2. Đáy - nắp Chọn đáy và nắp hình elip có bán kính trong ở đỉnh bằng đường kính trong của thiết bị, bề dày của đáy, nắp bằng bề dày của thiết bị. Chọn đáy và nắp đều có gờ đế dễ ghép bích. Thông số của đáy và nắp như sau: Thông sô Kí hiêu Đơn vi Giá tri mm Đường kính trong của thiêt D 400 bị kính trong của đáy, mm Bán 400 Rt năpdày mm Bê 8 s mm Chiêu cao đáy ht 100 mm Chiêu cao gờ h 25 2 Be mặt trong F 0.2 m 3 Thê tích V 0.0115 m Kiểm tra tính bền của đáy và nắp: s-c„ 8-1 D 400 = 0.0175 < 0.125 Áp suất tính toán cho phép: [1 L J 2x[cr]xy„x(5-C„) 2xl21.Sx0.8x(8-l) Rt+(s-ca) 3 34>2 400 +(8-1) Vậy đáy và nắp thoả điều kiện bền với áp suất trong. VI. 4.4. Vỉ ống Ta tính chiều dày tính toán tối thiếu của vỉ ống : ố = D,K k] Dvt = 400mm : đường kính trong thiết bị ngưng tụ . Hệ số K chọn là 0.3 p = 2 N/mm1 : áp suất tính toán của thiết bị ngưng tụ [] = 135 X 2.6 = 35 lN/mm2: ứng suất cho phép khi uốn của vật liệu làm vỉ (chọn thép 20K) —> ỏ = 28.64mm . chọn bề dày tiêu chuấn là ổ = 30mm * Kiểm tra theo ứng suất uốn : p 3, 1 - ^2 a : là khoảng cách ống theo chiều ngang. b : là khoảng cách ống theo chiều dọc. dn: là đường kính ngoài của ống. —» ơu = 2.256N /mm2 < [cr( c h ọ n 1 4 c ụ m C h i ề u d à i ố n g t r o n g m ộ t c ụ m ố n g : í kk 0.0 80.0 38 + 2 x ổ c x h b 0.08 0.03 8+ 1.7778 2x0.001x0. 02 0.008 Số hàng trong một cụm ống: Ị I, 48.05 m ]jsl xK V 0.08x2 = 48.0 => chọn m = 21 => K = 1.43 với K= B/H và B: chiều rộng tương ứng của dàn lạnh H: chiều cao tương ứng của dàn lạnh Chiều dài của một ống trong cụm ống: 1 _ L| L_ 48.05 1 = — = ——— = 2.288 m * 2.3 m m 21 Chiều cao của dàn lạnh: H = ( Z - l ) x s , = (l4 - l ) x 0.08 = 1.04 m Be rộng của dàn lạnh: B = (m -1) X s2 = (21 -1) X 0.08 = 1.6 m VII. 3.4.Tính quạt không khí: [2] Chế độ chảy của không khí trong dàn bay hơi: Re = ^l^= 5x0 038 = |5833 V 12 X 10 với V = 12 X 10-6 m2/s (tra phụ lục 14 ở -24°c [2]) Vì 10000 < Re < 60000, tổn thất áp suất APi được tính theo công thức sau: 8 = 0.094 b-s c Ớ đây n' =14 : số dãy ống tán nhiệt tính theo chiều cao kho ' h 0.5 X ,1 = - X 0.094 X ^ 2 d V s/ 1,. "20 0, ' x = -X 0.094 2 ,38, n b -5 \ Q d„ ^ ng '8- 0 I^Ì . X Pa , 38 ) 1.35 X 52 =43 Vận tốc không khí tại của hút vào thiết bị làm lạnh không khí: 2 X A Pị [...]... thẳng vào kho bảo quản lạnh đông là -8°c => hi = 43.5 kj/kg Nhiệt độ sau khi bảo quản là -20°c => h2 = 0 kj/kg Khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản lạnh đông trong một ngày đêm: M= ẸỵBm ( i / ĩ 4 h ) 365 v 7 với M: khối lượng hàng nhập vào bảo quản lạnh đông (t/24h) E: dung tích phòng bảo quản lạnh đông (t) \|/: tỉ lệ nhập có nhiệt độ không cao hơn -8°c đưa trực tiếp vào kho bảo quản lạnh đông \|/ = 0.65... bảo quản lạnh Ọ2t>: dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì của sản phẩm IV 1.2.1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra: Qia = M ( h { - h 2 ) 1000 v1 24x3600 với M: năng suất của buồng bảo quản lạnh đông (t/24h) hi, h2: entanpi của sản phấm trước và sau khi bảo quản lạnh đông (kj/kg) 1000/(24 X 3600): hệ số chuyển đổi tò (t/24h) ra (kg/s) Qĩa' dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra (kw) Chọn nhiệt độ hàng nhập thẳng vào kho bảo. .. suất động cơ điện (p: hệ số hoạt động đồng thời Chọn N = 4 kw do kho bảo quản lạnh đông nhỏ cp = 1: các động cơ hoạt động đồng thời => Ọ43 = 1000 X 4 X 1 = 4000 w IV 1.4.4 Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức: Ọ44 = B X F (w) với F: diện tích kho lạnh (m2) B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa (w/m2) Kho bảo quản lạnh đông chọn B = 12 w/m2 ^ Dòng nhiệt do vận hành kho: Ọ4 = 86.4 + 1050 + 4000 + 864... gọi là thiết bị làm lạnh trực tiếp, còn khi không khí được làm lạnh nhờ chất tải lạnh chảy trong ống ta gọi là thiết bị làm lạnh gián tiếp Cả hai loại này thường được chế tạo ở dạng chùm ống có cánh Không khí được làm lạnh là không khí được tuần hoàn cưỡng bức nhờ quạt gió đấy (hút) qua thiết bị Ưu điểm: Có thể bố trí ở trong hoặc ngoài buồng lạnh í t tốn thể tích bảo quản sản phẩm Nhiệt độ đồng đều... 1.5 Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp Q5: Do sản phấm là thủy sản và được bảo quản lạnh đông nên không có hô hấp Ọ5 = 0 vv Dòng nhiệt tổn thất cho toàn bộ kho thứ nhất: Ọ = Ọi + Ọ2 + Ọ3 + Ọ4 + Ọ5 = 2011.8456 + 987.5 + 0 + 6000.4 + 0 = 8999.7456 w = 9000 vv IV 2 Tính cho kho giữa Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh: Ọ = Ọi + Q 2 + Ọ 3 + Ọ 4 + Tính tương tự như trên Qs (w) rv.2.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che:... phòng lạnh (°C) Ọ: tổn thất nhiệt qua kết cấu (w) Vách ngoài 0.1622 42 27 ttr -20 ọ 320.1828 K F Vách giữa hai phòng lạnh 0.0836 42 -20 -20 0 Vách trước hoăc Nen Trân sau 0.1622 0.1586 0.1642 21 72 72 27 27 27 -20 -20 -20 160.0914 536.7024 555.6528 Chọn kho lạnh xây theo hướng Bắc - Nam, cửa kho nẳm ở hướng Bắc => Buối sáng kho nhận bức xạ ở hướng Đông và buối chiều kho nhận bức xạ ở hướng Tây Vách kho. .. không đồng đều m = 2.5 => M = 50x0-85x6x2-5 =1.74658 (//24/7)»1.75 (//24/?) 365 Dòng nhiệt sản phâm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông: => Q = 1.75x ( 43.5 - oìx ————: = 0.881 (&w) ĩa 24x3600 IV 1.2.2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra: ~ _Xđ „ ( Qib ~ Mhcb{u 1000 ^2) \ 24x3600 với Mbi khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm (t/24h) Cbi nhiệt dung riêng của bao bì (kj/kg.K) ti: nhiệt độ bao bì fruớc bảo quản lạnh đông. .. w~8625 w IV 3 Tính cho kho thử ba Do kho thứ ba và kho thứ nhất có kết cấu tương tự nhau nên tốn thất nhiệt của kho thứ nhất và kho thứ ba xem như là bằng nhau: Ọ = 9000 w Dòng nhiệt cung cấp cho 3 kho là: Q = 2 X 9000 + 8625 = 26625 w IV 4 Xác định tải nhiệt cho thiết bi và máy nén Kho Q1 Nhiệt Thiêt độ bi kho Kho 1 -20°c 2012.5 Kho 2 -20°c 1637.5 Kho 3 -20°c 2012.5 Cộng Ọ2 Máy Thiêt Máy nén bi nén... 0.106458 (kw) * 0.1065 (ấ™) v v 24x3600 ' ' Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra: Q2 = Q2a + Q2b-0.881 + 0.1065 = 0.9875 kw= 987.5 w IV 1.3 Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh: Do kho lạnh dùng để bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -20°c nên không có thông gió Ọ3 = 0 w rv 1.4 Dòng nhiệt do vận hành kho: Ọ4 = Ọ4I + Ọ42 + Ọ43 +Ọ44 fw) với Q41: dòng nhiệt do chiếu sáng Ọ42: dòng nhiệt do người tỏa ra Q43: dòng nhiệt do... hòa ra khỏi thiết bị bay hơi (kj/kg) li4: entanpi của môi chất sau khi qua tiết lun (kj/kg) => qo 1640 bảo - 58 0quản = 106 0lạnh kj/kg Thiết kế= kho đông thủy sản 150 tấn GVHD: Thầy Trần v.3.2 Năng suất lạnh riêng thế tích qv: = — f c ' / ™ 3 ) V, với qo: năng suất lạnh riêng (kj/kg) V|: thể t í c h hơi hút về máy nén (m3/kg) => qv = 12Ể2 = 1060 kjI m3 v.3.3 Công nén riêng 1: 1 = h2 - hi (kj/kg) với nén