Đang tải... (xem toàn văn)
Trong những năm gần đây, với việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, các ngành chăn nuôi, trồng trọt của nước ta đã có những tiến bộ vượt bậc.
LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, với việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, các ngành chăn nuôi, trồng trọt của nước ta đã có những tiến bộ vượt bậc. Nông sản làm ra tăng cả chất và lượng. Nền kinh tế nước ta chuyển biến mạnh sang nền kinh tế hàng hoá có sự chuyên môn hoá tương đối cao. Nhằm đáp ứng những đòi hỏi của thị trường trong và ngoài nước về chất lượng sản phẩm nên quá trình chế biến và bảo quản đang được tập trung đầu tư xây dựng mạnh, nhất là hệ thống các kho lạnh. Đồ án này em đã thiết kế một kho lạnh xây dựng tại thành phố Hà Nội với dung tích kho lạnh 21 tấn. Trong quá trình thực hiện đồ án em đã cố gắng thể hiện hết khả năng của mình, tuy nhiên đây là lần đầu tiên em thiết kế nên trông tránh khỏi sai sót. Em kính mong các thầy chỉ bảo, giúp đỡ thêm cho em. Qua đây em cũng cin chân thành cảm ơn thầy giáo Đinh Văn Hiền đã trực tiếp động viên, hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án. Sinh viên Hoàng Cao Sơn MỤC LỤC Chương I: Giới thiệu chung về kho lạnh . I. Kích thước xây dựng kho lạnh . II. Sơ đồ mặt bằng kho lạnh Chương II: Tính chiều dày cách nhiệt và kiểm tra đọng sương . I. Tính chiều dày cách nhiệt II. Tính kiểm tra đọng sương . Chương III: Tính nhiệt kho lạnh . Tính nhiệt Q 1 . Tính nhiệt Q 2 . Tính nhiệt Q 4 . Chương IV: Tính chọn máy nén Chương V: Tính chọn thiết bị I. Tính chọn dàn bay hơi II. Tính chọn dàn ngưng III. Tính chọn thiết bị phụ 1. Bình tách dầu . 2. Bình tách lỏng 3. Bình chứa . TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh tác giả Nguyễn Đức Lợi. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 2002. II. Môi chất lạnh tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ. Nhà xuất bản giáo dục. III. Máy và Thiết bị lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ nhà xuất bản giáo dục 1999. IV. Kỹ thuật lạnh cơ sở, tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội 1996 V. Máy lạnh - tác giả Đinh Văn Hiền CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHO LẠNH PHẦN I: KÍCH THƯỚC XÂY DỰNG KHO LẠNH Vì kho lạnh dung tích 60m 3 nên ta chỉ xây dựng kho lạnh 1 tầng Mức độ chất tải là 0,35 tấn trên 1m 3 Chọn dàn bay hơi kiểu trần Chọn chiều cao xây dựng là 3,5m Chiều cao của chất tải thực là h = 3,5 - (0,4 + 0,4 + 0,2) = 2,5m Trong đó: 0,4m là khoảng cách để treo dàn bay hơi 0,4 m là khoảng phần lồi của trần 0,2 m là khoảng cách từ giàn bay hơi đến sản phẩm Thể tích chất tải của kho lạnh: V = = = 47 m 3 với E là dung tích kho lạnh E = 60 . 0,35 = 21 tấn g v = 0,45 t/m 3 tra theo bảng (2-3) theo tài liệu [1] với g v là định mức tiêu chuẩn của các diện tích chất tải: F = = = 18,8 m 2 Tải trọng trên 1m 2 diện tích nền buồng: 0,45 . 2,5 = 1,125t/m 3 nhỏ hơn mức cho phép. Diện tích xây dựng của kho lạnh F xd = = = 32 (m 2 ) Chọn diện tích (6,4 x 5) m PHẦN II SƠ ĐỒ MẶT BẰNG KHO LẠNH Sơ đồ bố trí mặt bằng kho Ta bố trí 1 hành lang đi vào để vận chuyển sản phẩm, 1 buồng điều khiển máy, phòng phụ và 1 buồng chính dùng để bảo quản hải đã kết đông. t 0 = 3 0 0 C P h ò n g b ả o q u ả n đ ô n g t p = - 2 0 0 C 1 7 , 5 m 2 P h ó n g m á y P h ó n g p h ụ H à n h l a n g 3500 mm 1500 mm 5 0 0 0 m m 1 4 0 0 m m CHƯƠNG II TÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG I. Tính chiều dày cách nhiệt a) Tường bao: 1. Lớp vữa xi măng; 2. Tường gạch; 3. Lớp cách ẩm; 4. Lớp cách nhiệt; 5. Lớp vữa trát và lưới thép. (a) (b) h - Cấu trúc tường bao và mái kho lạnh b) Mái: 1. Lớp phủ mái đồng thời là lớp cách ẩm; 2. Lớp bê tông giằng; 3. Lớp cách nhiệt điền đầy; 5. Các tấm bê tông cốt thép của mái; 4. Tấm cách nhiệt; Cấu trúc xây tường ngoài của kho lạnh bao gồm: Lớp tường gạch dầy 380 mm hai mặt phủ bằng vữa xi măng dầy 20 mm. Lớp cách ẩm dầy 7 mm gồm hai lớp bitum và 1 lớp giấy dầu. Lớp cách nhiệt là xốp polystirol và lớp trong cùng là lớp vữa trát xi măng có lưới thép dầy 20 mm. Theo bảng 2-3 tra được hệ số truyền nhiệt của vách từ ngoài không khí vào buồng lạnh ở (-20 0 C) là (Do bảo quản cá đã kết đông nên t = - 20 ÷ 25) k = 0,21 W/m 2 . k và hệ số toả nhiệt tra theo bảng 3 - 7: α 1 = 23,3 W/m 2 .k α 2 = 8 W/m 2 .k tf 1 t 2 t 1 t 3 t 4 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 Hệ số dẫn nhiệt, dẫn ẩn của các vật liệu xây dựng và cách nhiệt tra theo bảng 3-1 và 3-2. + Lớp vữa xi măng: δ 1 = 0,02 m; λ 1 = 0,88W/m.k µ = 90 g/mh M Pa + Lớp gạch đỏ δ 2 = 0,38 m; λ 2 = 0,82W/m.k µ = 105 g/mh M Pa + Lớp cách ẩm δ 3 = 0,004 m; λ 3 = 0,3W/m.k µ = 0,86 g/mh M Pa + Lớp xốp cách nhiệt xốp Polystrol: δ = 0,2 λ 4 = 0,047 W/m.k ; µ = 7,5 g/mh M P a Chiều dày cách nhiệt cần thiết: δ cn = λ cn λ + λ δ + α − ∑ = n 1i 2i i 1 11 K 1 = 0,047 ++++− 8 1 3,0 004,0 82,0 38,0 88,0 02,0 3 3,23 1 21,0 1 = 0,19 m Chiều dày cách nhiệt thực phải chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được. Ở đây chọn chiều dày tổng là 200 m với 4 lớp x 50 mm hoặc 2 lớp x 100 mm. Hệ truyền nhiệt thực: K T = 047,0 2,0 712,0 1 + = 0,2 W/m 2 .k II. Kiểm tra đọng sương: Theo bảng 1-1: Nhiệt độ trung bình nóng nhất tại Hà Nội t 1 = 37,2 0 C; độ ẩm ϕ 13 = 83%. Tra đồ thị h-x ta cól t sương = 34,6 0 C. Nhiệt độ buồng lạnh t 2 = -20 0 C; α 1 = 23,3 W/m 2 .k Vậy K 3 = 0,95 . α 1 = 0,95. 23,3. = 1,01 w/m 2 k > k+ Như vậy vách ngoài không bị đọng sương * Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt - Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt q = k . ∆ t = 0,2 . (37,2 + 20) = 11,44 W/m 2 - Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách: q = α1 (tf1 - t1) Vậy tf 1 = t 2 = t 1 - = 36,71 - = 36,45 0 C Tương tự t 3 = t 2 - = 36,45 - = 31,15 0 C t 4 = t 3 - = 31,15 - = 30,89 0 C t 5 = t 4 = - = 30,89 - = 30,73 0 C t 6 = t 5 = - = 30,73 - = -18,29 0 C t 7 = t 6 = - = -18,29 0 C - = -18,55 0 C q = α2 (t7 - tf2) => tf 2 t 7 - = -18,55 0 C - = - 20 0 C Theo nhiệt độ của vách ta tra bảng "tính chất vật lý của không khí ẩm" của tài liệu ta được bảng áp suất hơi bão hoà: Vách 1 2 3 4 5 6 7 Nhiệt độ t, 0 C 36,71 36,45 31,15 30,89 30,73 -18,29 -18,55 Áp suất P hmax 6177 6090 4530 4464 4424 121 112 Tính phân áp suất thực của hơi nước: - Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che W = Ph 1 , Ph 2 - Phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và trong phòng Ph 1 = Px'' (t = 37,2 0 C) . ϕ 13 = 6344 . 0,83 = 5265,5 Pa = 5265,5 . 10 -6 MPa Ph 2 = Px'' (t = -20 0 C) . ϕ 2 = 103 . 0,9 = 93 Pa H - trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che. Phương án 1: Phương án cách ẩm với δ 4 = 4 mm H = Σ . = 3. + + + = 0,0356 m 2 h MPa/g W = = 0,1453 g/m 2 h - Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt: Px 2 = Ph 1 - w. = 5265,5 - 0,1453 . . 10 6 = 5233,2 Pa Px 3 = Px 2 - w. = 5233,2 - 0,1453 . . 10 6 = 4707,4 Pa Px 4 = Px 3 - w. = 4707,4 - 0,1453 . . 10 6 = 4675,1 Pa Px 5 = Px 4 - w. = 4675,1 - 0,1453 . . 10 6 = 3999,3 Pa Px 6 = Px 5 - w. = 3999,3 - 0,1453 . . 10 6 = 124,6 Pa Px 7 = Px 6 - w. = 124,6 - 0,1453 . . 10 6 = 92,3 Pa Phương án này không đạt yêu cầu vì P x3 > P x3 '', P x4 > P x4 '', P x6 > P x6 '' Phương án 2: Bổ sung 1 lớp cách ẩm ở vị trí 2' dày 3 mm tăng lớp cách ẩm lên 5 mm. H = Σ . = 3. + + + + = 0,04025 m 2 h M Pa/g W = = 0,1285g/m 2 h Px 2 = 5265,5 - 0,1285 . . 10 +6 = 5236,9 Pa Px 2' = 5236,9 - 0,1285 . . 10 +6 = 4788,6 Pa Px 3 = 4788,6 - 0,1285 . . 10 +6 = 4323,6 Pa Px 4 = 4323,6 - 0,1285 . . 10 6 = 4295 Pa Px 5 = 4295- 0,1285 . . 10 6 = 3547,9 Pa Px 6 = 3547,9 - 0,1285 . . 10 6 = 121,2 Pa Px 7 = 121,2 - 0,1285 . . 10 6 = 92,6 Pa Phương án này không đạt yêu cầu vì P x6 > P x6 '' Phương án 3: Thay đổi vật liệu cách ẩm δ 2' = 0,1 mm màng polyetylen δ 4 = 0,1 mm màng polyetylen (chỉ sử dụng bitum để dán). H = 3. + + + 2 = 0,14206 m 2 h M Pa/g W = = 0,03641 g/m 2 h Px 2 = 5265,5 - 0,03641 . . 10 = 5257,4 Pa Px 2' = 5236,9 - 0,03641 . . 10 = 3234,6 Pa Px 3 = 3234,6 - 0,03641 . . 10 = 3102,8 Pa Px 4 = 3102,8 - 0,03641 . . 10 6 = 3094,7 Pa Px 5 = 3094,7 - 0,03641 . . 10 6 = 1071,9 Pa Px 6 = 1071,9 - 0,03641 . . 10 6 = 101 Pa Px 7 = 101 - 0,03641 . . 10 6 = 92,9 Pa Phương án này đạt yêu cầu vì tất cả các phân áp suất thực của hơi nhỏ hơn hơi phân áp suất bão hoà. Kết quả tính toán áp suất riêng phần hơi nước theo chiều dầy vách Ph δ 6000 ↑ Ph 5000 t T =-20 0 C 4000 3000 2000 1000 6 73 4 51 2 2' t N = 37,2 0 C ϕ N = 83% Px'' Px δ, m [...]...CHƯƠNG III TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ giữa buồng lạnh và môi trường bên ngoài -> Xác định chính xác năng suất máy lạnh cần lắp đặt + Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q = Q1 + Q2 + Q3 +... Do kho lạnh được xây dựng tại Hà Nội; nhiệt độ bên ngoài dùng cho tính toán là t1 = 37,20C Hệ số truyền nhiệt cho các cơ cấu bao che: Tường ngoài Mái K = 0,21 W/m2k K = 0,2 W/m2k Tường ngăn -200 K = 0,28 W/m2k với hành lang và buồng điều khiển Nền có sưởi K = 0,21 W/m2k Đối với tường ngoài của hướng TN hay phía bắc Q11 = 0,21 F (t1 - t2) với F = 6.3 = 18m2 Q11 = 0,21 18 (37,2 + 20) = 217,35 W Đối với. .. sản phẩm toả ra Q12 = M (h1 - h2) Với h1, h2 là en ta pi của sản phẩm trước và sau khi sử lý lạnh kJ/kg M - công suất buồng gia lạnh, công suất buồng kết đông t/ngày đêm; (: hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm ra đơn vị kg/s) Do sản phẩm cần bảo quản là cá nên khối lượng hàng nhập trong 1 ngày đêm bằng 10% dung tích của buồng theo tài liệu [1] Nên sản phẩm nhập vào buồng lạnh: M = 21t 10% = 2,1 t/ngày đêm... nén: Số lượng máy nén cần thiết: η = = 1,18 Vậy ta chọn 1 máy nén 1 cấp cho hệ thống lạnh CHƯƠNG V TÍNH CHỌN THIẾT BỊ I Tính chọn dàn bay hơi Vì giảm nhiệt bằng không khí nên ta phải chọn dàn bay hơi làm lạnh trực tiếp không khí cưỡng bức (dàn lạnh quạt) để dùng bảo quản đông cho sản phẩm Theo những tính toán chương IV thì ta có: Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu của dàn quạt F= với Q0TB = 3547,3 W ∆t... W ∆t là hiệu nhiệt độ trung bình của không khí trong buồng và nhiệt độ sôi của môi chất trong ống ∆t = 10K với tp = - 200C và t0 = - 300C và hệ số truyền nhiệt k = 4,7 W/m2 k Vậy F = = 75,5m2 Do vậy ta chọn 3 dàn quạt kí hiệu 2B020 ở bảng 8-14 tài liệu [1] với các thông số sau - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt: 20m 2 tải nhiệt khi ∆t = 10 k với Q0 = 2320 W - Số lượng quạt 2 chiếc - công suất 100 w... W Đối với tường ngoài phía Đông: Q11 = 0,21 F (t1 - t2) với F = 2.3 = 6m2 Q11 = 0,21 6 (37,2 + 20) = 72,072 W Do bức xạ nhiệt độ ở hướng này nên: Q12 = 0,21 6 (37,2 - 20) = 21,67 W Đối với tường ngăn với buồng điều khiển và hành lang thì: Lấy t1 = 00C Q11 = 0,28 F (t1 - t2) = 0,28 18 (0 + 20) = 100,8 W Đối với mái Q11 = K F (t1 - t2) với K = 0,2 F = 8.4 = 32 m2 -> Q11 = 0,2 32 (37,2 + 20) =... 2977,2 (W) QTB (W) 3547,3 (W) CHƯƠNG IV TÍNH CHỌN MÁY NÉN Do kho lạnh ở đây cũng khá nhỏ nên ta không nên sử dụng môi chất NH3 vì rất gây độc hại nên ta chỉ dùng R22 vì chúng không gây độc hại và tuy đắt nhưng kho lạnh rất nhỏ nên có thể dùng R22 Từ t0 = - 300 tra bảng hơi bão hoà R22 theo tài liệu [1] ta có: P0 = 0,164 MPa Nhiệt độ nước vào dàn ngưng: tw1 = tw + (3 ÷ 5) = 34,6 + 3,4 = 380C Nhiệt độ... tài liệu [1] với các thông số sau: Diện tích trao đổi nhiệt 105m2 Năng suất quạt 7m3/s Chiều dài ống: 1,5 m - Lượng nước tiêu tốn làm mát dàn Vn = = = 0,33 m3/h với C Nhiệt dung riêng của nước = 4,19 KJ/kg K ς Khối lượng riêng của nước = 1000 kg/m3 - Lưu lượng k2 qua dàn ngưng: VK2 = = = 1160 m3/h C Nhiệt dung riêng của k2 = 1 KJ/kg K ς Khối lượng riêng của k2 = 1,2 kg/m3 III Tính chọn thiết bị phụ... tách dầu để dầu không len lỏi vào các thiết bị Bình tách dầu ta nên chọn theo đường kính bình hoặc đường kính nối với máy nén (đường đẩy) d= 4mv2 π w Trong đó m: lưu lượng hơi = 0,0029 kg/s V2 thể tích riêng hơn nén phía đầu đẩy của máy nén V2 = 1m3/kg w: tốc độ hơi = 20 m/s -> d = 4.1.0, 0029 = 0,01 = 11 mm 3,14.20 Vậy ta nên chọn bình tách dầu có sẵn của nhà thiết kế với loại bình nhỏ 2 Bình tách... Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4, (W) Q1- Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh Q2 - Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh Q3 - Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh Q4 - Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Vì sản phẩm là hải sản kết đông nên không có Q5 (vì nó không có sự hô hấp) 1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao . Px'' Px δ, m CH NG III T NH NHI T KHO L NH T nh nhi t kho l nh l t nh toán các d ng nhi t từ m i trư ng bên ngo i i v o kho l nh. Đ y. m nh, nh t l hệ th ng các kho l nh. Đồ án n y em đã thi t k m t kho l nh x y d ng t i th nh phố Hà N i v i dung t ch kho l nh 21 t n. Trong quá tr nh thực