Chương 9: TÍNH CHỌN MÁY NÉN 3.2.1.Chọn môi chất lạnh cho hệ thống. Môi chất lạnh thường dùng trong hệ thống lớn là NH 3 , NH 3 tuy có nhược điểm độc hại nhưng có ưu điểm về mặt kinh tế cũng như tính chất nhiệt động, tổn thất áp suất tr ên đường ống và các c ửa van nhỏ vì vậy ta chọn môi chất NH 3 cho hệ thống cấp đông , kho và máy đá vẩy. 3.2.2. Các thông số của chế độ làm việc và chọn chu trình lạnh của hệ thống hai cấp 3.2.2.1. Nhiệt độ sôi của môi chất. Bảng 3 – 17. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ứng với từng hệ thống kho b ảo quản, 0 C IQF, 0 C Tủ đông tiếp xúc, 0 C Kho ch ờ đông, 0 C C ối đá vẩy, 0 C -33 -40 -40 -7 -25 3.2.2.2. Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất Ta sử dụng thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước kiểu bay hơi. kwk ttt  2 - t w2 : Nhiệt độ nước ra khỏi dàn ngưng - t k : Hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, t k = 35 0 C t w2 = t w1 + 26 Do nhà máy s ử dụng nước thành phố nên nhiệt độ sẽ lấy cao hơn nhiệt độ trung b ình năm 3 0 C. Nhà máy xâ y d ựng tại Hải Phòng Tra theo bảng 1 – 1[2] ta có t tb = 23,5 0 C t w1 = 23,5 + 3 = 26,5 0 C t w2 = 26,5 +2,5 = 29 0 C t k = 29 + 4 =33 0 C T ừ nhiệt độ t k = 33 0 C tra bảng hơi bão hoà NH 3 [2] p k = 1,27 MPa 3.2.2.3. Nhiệt độ quá lạnh. Là nhiệt độ môi chất lạnh trước khi đi vào van tiết lưu. Nhiệt độ quá lạnh c àng thấp năng suất lạnh càng lớn do đó người ta hạ được nhiệt độ quá lạnh xuống c àng thấp càng tốt t ql = t w1 + (3÷5) = 26,5 + 4 = 30,5 0 C Nhiệt độ quá nhiệt. Với tủ cấp đông t qn = - 40 + 10 = -30 0 C V ới máy đá t qn = -25 + 10 = -15 0 C V ới kho lạnh t qn = -33 +10 = -23 0 C Chu trình lạnh Đối với hệ thống cấp đông hai cấp chu trình lạnh là hệ thống được chọn hai cấp b ình trung gian có ống xoắn. Môi chất lạnh lỏng quá lạnh trong ống xoắn nhiệt độ không hạ đến nhiệt độ trung gian vì t ồn tại hiệu nhiệt độ trao đổi nhiệt không thuận nghịch trong ống xoắn nhiệt độ quá lạnh lớn hơn nhiệt độ trung gian khoảng 5 0 C. Van điều áp lgP Hình 3.7. Sơ đồ chu trình lạnh. 1a’ – 1a: Quá nhiệt hơi hút ở hệ thống bay hơi – 40 0 C 1b’ – 1b: Quá nhi ệt hơi hút ở hệ thống bay hơi – 33 0 C 1c’ – 1c: Quá nhi ệt hơi hút ở hệ thống bay hơi - 25 0 C 1a – 2”: Nén đoạn nhiệt cấp hạ áp ở - 40 0 C 1b – 2’: Nén đoạn nhiệt cấp hạ áp ở - 33 0 C 1c – 2: Nén đoạn nhiệt cấp hạ áp ở - 25 0 C 3 – 2”; 3 – 2’; 3 – 2: Làm mát hơi quá nhiệt đến hơi bão hoà. 3 – 4 : Nén đoạn nhiệt cấp cao áp 4 – 5’: Làm mát bằng ngưng tụ 5’ – 5: Quá lạnh trong bình ngưng. 5 – 7: Tiết lưu vào bình trung gian hạ áp suất từ p k xuống p tg 5 – 6: Quá lạnh lỏng tại bình trung gian. 6 – 10: Ti ết lưu hạ từ p k xuống p 0 10a– 1a’; 10b – 1b’; 10c – 1c’: trao đổi nhiệt đẳng áp ở thiết bị bay hơi 3.3.2. Tính chu trình lạnh và chọn máy nén. 3.3.2.1.Tính chu trình lạnh. Ta có: kTG ppp . 0  - p TG : Áp suất trung gian - p 0 : Áp suất ở thiết bi bay hơi -40 0 C, p 0 = 0,072 MPa - p k : Áp suất ngưng tụ hệ thống, p k = 1,27 Mpa 302,027,1.072,0  TG p Mpa Tra b ảng hơi bão hoà của NH 3 [2] ta được t TG = -9 0 C Ch ọn nhiệt độ quá lạnh trong ống xoắn là -4 0 C T ừ các thông số trên ta tra bảng hơi bão hoà và đồ thi lgP - I c ủa môi chất NH 3 ta được các thông số ở bảng dưới đây Bảng 3 – 18. Các thông số đỉm nút của chu trình. Điểm nút t, 0 C P, MPa h, kJ/kg v, m 3 /kg 1a’ -40 0,072 1720 1,75 1a -30 0,072 1735 1,8 1b’ -33 0,104 1730 1,2 1b -23 0,104 1745 1,3 1c’ -25 0,15 1740 0,8 1c -15 0,15 1750 0,85 2” 60 0,302 1920 0,53 2’ 50 0,302 1890 0,51 2 40 0,302 1860 0,5 3=8 -9 0,302 1750 0,4 4 90 1,27 1950 0,13 5 30,5 1,27 645 6 -4 1,27 490 7 -9 0,302 645 7’ -9 0,302 490 9 -9 0,302 455 10a -40 0,072 490 10b -33 0,104 490 10c -25 0,15 490 Năng suất lạnh riêng. Năng suất lạnh riêng là năng suất của một kg chất lỏng ở áp suất cao và nhiệt độ cao tạo ra trong quá trình tiết lưu và bay hơi hết trong thiết bị bay hơi thành hơi bão hòa khô ở nhiệt độ bay hơi và áp suất bay hơi. Với hệ thống cấp đông q 0 = i a’ – i 10a = 1720 – 490 = 1230 kJ/kg V ới kho lạnh bảo quản q 0 = i 1b’ – i 10b = 1730 – 490 = 1240 kJ/kg V ới máy đá vẩy q 0 = i 1c’ – i 10c = 1745 – 490 = 1255 kJ/kg V ới kho chờ đông q 0 = i 3 – i 7’ = 1750 – 490 = 1260 kJ/kg Năng suất lạnh riêng thể tích. Với hệ thống cấp đông 3,683 8,1 1230 1 0  v q q v kJ/m 3 Với kho lạnh 8,953 3,1 1240  v q kJ/m 3 Với máy đá vẩy 5,1476 85,0 1255  v q kJ/m 3 Với kho chờ đông 3150 4,0 1260  v q kJ/m 3 Công nén riêng Cân bằng entanpi ở bình trung gian ta có: m 1 .h 5 + (m 3 – m 1 ).h 7 + m 1 .h 2 = m 3 .h 3 + m 1 ,h 6 73 6752 1 3 hh hhhh m m    Công nén riêng 2 1 3 1 .l m m ll  Với hệ thống cấp đông 2 73 6"2 1 .l hh hh ll    = 444)17501950.( 6451750 4901920 )17351920(     kJ/kg V ới kho lạnh bảo quản 4,389)17501950.( 6451750 4901890 )17451890( 2 73 6'2 1        l hh hh ll kJ/kg V ới máy đá vẩy 358)17501950( 6451750 4901860 )17501860(. 2 73 62 1        l hh hh ll kJ/kg Kho chờ đông 20017501950 342  hhll kJ/kg Năng suất nhiệt riêng 1 3 54 )( m m hhq k  Với hệ thống cấp đông.   1689 6451750 4901920 6451950     k q kJ/kg V ới kho lạnh bảo quản. 4,1653 6451750 4901890 )6451950(     k q kJ/kg V ới máy đá vẩy. 1618 6451750 4901860 )6451950(     k q kJ/kg kho ch ờ đông. 13056451950  k q kJ/kg Tính hạ áp. Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén hạ áp Với hệ thống cấp đông 192,0 1230 4,236 0 0 1  q Q m kg/s V ới kho lạnh 0075,0 1240 42,9 1 m kg/s V ới máy đá 034,0 1255 7,42 1 m kg/s V ới kho chờ đông 0 1 m Thể tích hút thực tể của máy nén hạ áp Với hệ thống cấp đông 34,08,1.192,0. 11  vmV ttHA m 3 /s Với kho lạnh 0097,03,1.0075,0  ttHA V m 3 /s V ới máy đá vẩy 029,085,0.034,0  ttHA V m 3 /s V ới kho chờ đông 0 ttHA V Hệ số cấp nén hạ áp  =  c . tl . k . W .r -  c : Hệ số tính đến thể tích chết -  tl : Hệ số tính đến tổn thất do tiết lưu -  w : Hệ số tính đến tổn thất do hơi hút vào xilanh bị đốt nóng,  w = 0,95 -  r : Hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất qua piston, xilanh. Ch ọn  r = 0,97 Có th ể rút gọn thành.  =  i . w’  w’ = 0,97.0,95 = 0,92                         0 00 1 00 00 p pp p pp c p pp m tgtg ktlci  Với máy nén amoniac m = 0,951,1 chọn m = 1 - c: Tỉ số thể tích chết, c = 0,03 ÷ 0,05 chọn c = 0,04  . 0 00 00 00                               p pp p pp c p pp tgtg HA  0,92 Thường lấy p 0 =5.10 3 Pa, p tg =10.10 3 Pa. V ới hệ thông cấp đông: 75,092,0. 72 572 72 10302 04,0 72 572                          HA  Với kho lạnh bảo quản: 81,093,0. 104 5104 104 10302 04,0 104 5104                          HA  Với máy đá vẩy: 86,093,0. 150 5150 150 10302 04,0 150 5150                          HA  Với kho chờ đông: Ở kho chờ đông l àm việc ở áp suất trung gian và đưa vào bình trung gian nên  HA = 0 Thể tích hút lý thuyết cấp hạ áp Với hệ thống cấp đông: sm V V HA ttHA ltHA /45,0 75,0 34,0 3   Với kho lạnh bảo quản: sm V V HA ttHA ltHA /012,0 81,0 0097,0 3   Với máy đá vẩy: sm V V HA ttHA ltHA /034,0 86,0 029,0 3   Công nén đoạn nhiệt. Với hệ thống cấp đông N sHA = m 1 .l 1 = 0,192.(1920 – 1735) = 35,52 kW V ới kho lạnh bảo quản. [...]... Với kho lạnh bảo quản N iHA  N sHA 1,08   1,25kW i 0,87 Với máy đá vẩy: N iHA  N sHA i Với kho chờ đông:  N iHA  3,74  4,11kW 0 ,91 N sHA 0   0kW 0 ,9 i Công suất ma sát N ms  VttHA p ms pms: là áp suất riêng ma sát, pms = 49 ÷ 69 Pa, chọn pms = 59Pa Với hệ thống cấp đông N ms  0,34. 59  20,06kW Với kho lạnh bảo quản: N ms  0,0 097 . 59  0,57kW Với máy đá vẩy: N ms  0,0 29. 59  1,71 Với kho. .. VltCA  VttCA 0,1   0.126 0, 793  Với kho lạnh bảo quản: VltCA  0,0038  0,005 0, 793 Với máy đá vẩy: 0,017  0,021 0, 793 VltCA  Với kho chờ đông: m3/s m3/s m3/s 0,0008  0,001 0, 793 VltCA  Công nén đoạn nhiệt cấp cao áp Với hệ thống cấp đông: N sCA  m3 l 2  0,25( 195 0  1750)  50 Với kho lạnh bảo quản: N sCA  0,0 095 .200  1 ,9 Với máy đá vẩy: N sCA  0,042.200  8,4 Với kho chờ đông: kW kW N sCA... elHA  1,82  2,25 0 ,95 .0,85 kW Với máy đá vẩy: 5,82  7,2 0 ,95 .0,85 N elHA  kW Tính cấp cao áp Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén cao áp m3  m1 h2  h6 h3  h7 192 0  490  0,25 1750  645 Với hệ thống cấp đông: m3  0, 192 Với hệ thống kho lạnh: m3  0,0075 Với máy đá vẩy: m3  0,034 Với kho chờ đông: 1 890  490  0,0 095 1750  645 1860  490  0,042 1750  645 m3  kg/s kg/s kg/s Q0 3,1   0,002... = 0,017. 59 = 1,003 kW Với kho chờ đông: NmsCA = 0,0008. 59 = 0,047 kW Công suất hữu ích Với hệ thống cấp đông: 64,4 kW Với kho lạnh bảo quản: Với máy đá vẩy: NeCA = Ni +Nms = 58,5 + 5 ,9 = NeCA = 2,23 + 1 ,9 = 4,13 kW NeCA = 10 +8,4 = 18,4 kW Với kho chờ đông: NeCA = 0,47 + 0,047 = 0,52 kW Công suất tiếp điện cấp cao áp Với hệ thống cấp đông: N elCA  Ne 64,4   80  td  el 0 ,95 .0,85 Với kho lạnh bảo... các kho và một máy nén N42A cho máy đá vẩy Theo bảng 7 – 3 [2] ta chọn máy nén kho lạnh bảo quản như sau: Bảng 3 – 20.Thông số máy nén kho lạnh STT Các thông số Đặc tính 1 Ký hiệu N42A 2 Số xilanh 4+2 3 Kích thước piston và kho ng chạy 95 76 4 Tốc độ vòng quay 1000vòng/phút 5 Thể tích quét 193 ,9 m3/h 6 Năng suất lạnh( theo nhiệt độ sôi) 22,4 kW 7 Công suất đầu trục 14 Kiểm tra lại với năng suất lạnh. .. bt tg  264  0,001.( 9)  0,85 306 Công suất chỉ thị cấp cao áp Với hệ thống cấp đông: N iCA  N sCA 50   58,5 i 0,85 Với kho lạnh bảo quản: N iCA  1 ,9  2,23 0,85 Với máy đá vẩy: 8,4  10 0,85 N iCA  Với kho chờ đông: Công suất ma sát cao áp N iCA  kW kW 0,4  0,47 0,85 kW kW kW Với hệ thống cấp đông: NmsCA =VttCA pms = 0,1. 59 = 5 ,9 Với kho lạnh bảo quản: NmsCA = 0,0038. 59 = 0,22 kW kW Với máy... hút, theo tính thể tích hút của máy nén các loại ở trên thì đối với hệ thống cấp đông ta chọn loại có tỉ lệ xilanh cao áp và thấp áp là 1:3 còn kho lạnh bảo quản (ở đây kho chờ đông quá nhỏ nên ta chọn chung với kho lạnh) và máy đá vẩy là 1: 2 Tổng thể tích hút cao áp và thấp áp của hệ thống: Với hệ thống cấp đông: Vlt = 0,45 + 0,126 = 0,576 m3/s Với kho lạnh và chờ đông Vlt = 0,012+0,006 = 0,018 m3/s... 20,06 = 63,34 Với kho lạnh bảo quản NeHA = 1,25 + 0,57 = 1,82 kW kW Với máy đá vẩy NeAH = 4,11 + 1,71= 5,82 kW Với kho chờ đông NeHA = 0 Công suất tiếp điện cấp hạ áp N elHA  Ne  td  el ηtd: Hiệu suất ctruyền động của khớp, đai ηtd = 0 ,95 ηel: Hiệu suất động cơ, ηel = 0,85 Với hệ thống cấp đông: N elHA  62,34  77,2 0 ,95 .0,85 kW Với hệ thống kho lạnh bảo quản: N elHA  1,82  2,25 0 ,95 .0,85 kW Với... VttCA= m3.v3 = 0,4.0,25 = 0,1m3/s Với kho lạnh bảo quản: VttCA = 0,4.0,0 095 = 0,0038 m3/s Với máy đá vẩy: VttCA = 0,4.0,042 = 0,017 m3/s Với kho chờ đông: VttCA = 0,4.0,002 = 0,0008 m3/s Hệ số cấp của cấp cao áp  ptg  ptg  p  p k ptg  ptg   i .W '    c k   ptg ptg ptg     .0 ,93    302  5  1270  10 302  5    0,04   0 ,93  0, 793 302   302  302  Thể tích hút... 0 ,95 .0,85 Với kho lạnh bảo quản: N elCA  4,13  5,1 0 ,95 .0,85 Với máy đá vẩy: 18,4  23 0 ,95 .0,85 N elCA  Với kho chờ đông: N elCA  kW kW kW 0,52  0,64 0 ,95 .0,85 kW Tổng công suất điện cấp hạ áp và cao áp Với hệ thống cấp đông: Nel = 77,2 + 80 = 157,2 kW Với kho lạnh bảo quản: Nel = 5,1 + 2,25 = 7,35 kW Với máy đá vẩy: Nel = 7,2 +23 = 30,2 kW Với kho chờ đông: Nel = 0,64 kW Công suất động cơ lắp đặt . ll    = 444)1750 195 0.( 6451750 490 192 0 )1735 192 0(     kJ/kg V ới kho lạnh bảo quản 4,3 89) 1750 195 0.( 6451750 490 1 890 )17451 890 ( 2 73 6'2 1. 490 9 -9 0,302 455 10a -40 0,072 490 10b -33 0,104 490 10c -25 0,15 490 Năng suất lạnh riêng. Năng suất lạnh riêng là năng suất của một kg chất lỏng ở