Ch-ơng IV Tính phụ tải máy nén I. Mục đích tính toán nhiệt kho lạnh : Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi tr-ờng bên ngoài đi vào trong kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh cần phải đủ công suất để thải nó trở lại môi tr-ờng nóng đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ buồng lạnh và không khí bên ngoài. Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt. Khi đó dòng nhiệt tổn thất vào kho lanh Q, đựơc xác định bằng biểu thức: Q=Q 1 + Q 2 + Q 3 +Q 4 +Q 5 W (TL1) Trong đó : Q 1 : Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che vào buồng lạnh Q 2 : Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh Q 3 : Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh Q 4 : Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Q 5 : Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp . Đặc điểm của các dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian, Q 1 phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài, nó thay đổi theo giờ trong ngày và mùa trong năm. Q 2 phụ thuộc vào thời vụ . Q 3 phụ thuộc vào hàng bảo quản. Q 4 phụ thuộc vào quy trình chế biến, bảo quản hàng và Q 5 phụ thuộc vào biến đổi sinh hoá của sản phẩm . Năng suất lạnh của hệ thống lạnh đ-ợc thiết kế theo phụ tải nhiệt lớn nhất Q max mà ta nghi nhận đ-ợc ở một thời điểm nào đó trong năm . 1.Xác định các dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh : 1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q 1 vào phòng 1: Ta có : Q 1 = Q 11 + Q 12 Trong đó: Q 11 : Dòng nhiệt truyền qua t-ờng bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ Q 12 : Dòng nhiệt qua t-ờng bao và trần do ảnh h-ởng của bức xạ mặt trời Trong tr-ờng hợp tổng quát ta có: Q 1 =K t x F x t Với: K t : Hệ số truyền nhiệt (W/m 20 K) F : Diện tích bề mặt kết cấu bao che (m 2 ) t : Hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ bên ngoài và trong kho lạnh. Trong đó : kích th-ớc t-ờng ngoài đ-ợc xác định nh- sau: Đối với buồng cạnh kho lấy chiều dài từ giữ các trục tâm t-ờng găn. Đối với buồng góc kho : lấy chiều dài từ mép t-ờng ngoài đến trục tâm t-ờng ngăn. Đối với chiều cao : từ mặt nền đến mặt trầm. Kho lạnh có :H =6 m R =6 m D = 12 m Khi cộng thêm phần xây dựng và cấu trúc cách nhiệt sẽ là: H =6,77 m R = 6,357 m với phòng cạnh R = 6,25 m D = 12,464 m. 1. 2 Xác định dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che vào phòng 1 Ta có : Q 1 =Q 1 v Q t 1 Q 1 n Q 1 bx Trong đó: Q 1 v : Dòng nhiệt truyền qua vách vào kho; Q 1 t : Dòng nhiệt truyền qua trần; Q 1 n : Dòng nhiệt truyền qua nền vào kho; Q 1 bx : Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời; a. Xác định Q 1 v : Ta có: Q 1 v =K v x F v x t v (TL1) Với: K v =0,21 W/m 2 0 K (TL1) F v = ( 12,464 x 6,67) ( 6,357 x 6,77 ) =107,48 m 2 t v = 37 (-18) =55 0 C Vây: Q 1 v = 0,21 x 170,48 x 55 =1969,1 W b. Xác định Q 1 t : Ta có : Q 1 t =K t x F t x t t (TL1) Với: K t =0,2 W/m 20 K (TL1) F t = ( 12,464 x 6,357) =79,23 m 2 t t = 37- (-18) = 55 0 C Vậy: Q 1 t = 0,2 x 55x 79,23 =871,57 W c. Xác định Q 1 n : Ta có: Q 1 n =K n x F n x t n (TL1) Với : K n = 0,21 W/m 20 K (TL1) F n = ( 12,464 x 6,357 ) =79,23 m 2 t n = 4-(-18) =22 0 C Vậy: Q 1 n = 0,21 x 79,23 x 22 =366 W d. Xác định Q 1 bx : Ta có : Q 1 bx = Q 1 bxt + Q 1 bxn Trong đó :- Q 1 bxv : Dòng nhiệt bức xạ qua vách kho lạnh nó đ-ợc xác định qua biểu thức: Q 1 bxv =K v x F v x t bxv Với : t bxv : Hiệu nhiệt độ đặc tr-ơng, t bxv K v =0,21 W/m 20 K F v =( 12,464 x 6,357 ) = 79,23 m 2 Với : T-òng h-ớng bắc thì Q 1 bxv = 0 T-ờng h-ớng Tây giáp với phòng máy nên Q 1 bxv = 0 T-ờng h-ớng Đông giáp với buồng số 2 nên Q 1 bxv = 0 T-ờng h-ớng Nan: Q 1 bxv = 0,2 x (6,357 x 6,77 ) x 2 =17,21 W Với : t bxv =2 (TL1) F v = (6,357 x 6,77) = 43,21 m 2 Q 1 bxt : Dòng nhiệt bức xạ qua trần kho lạnh, nó đ-ợc xác định theo công thức: Q 1 bxt =K t x F t x t bxt Với : t bxt : Hiệu nhiệt độ đặc tr-ơng kho lạnh, t bxt =16 0 C (TL1) Vậy: Q 1 bxt =0,2 x 79,23 x 16 =253,55 W Nh- vậy tổng l-ợng nhiệt bức xạ vào phòng 1 là : Q 1 bx =253,55 + 17,21 =250,76 W Trong tr-ờng hợp kho lạnh của ta chỉ làm việc với phòng số 1 thì khi đó phải cộng thêm l-ợng nhiệt từ phòng số 2 đi vào khi đó: Q 1 v = K v x F v x t v Với : K v =0,21 W/m 20 K (TL1) F v = (12,464 x 6,77) =84,38 m 2 Vậy: t = 37-(-18) =55 0 C Q 1 v =0,21 x 84,38 x 55 =682,21 W Từ các kết quả tính toán tren ta co dòng nhiệt xâm nhập vào kết cấu bao che là: Q 1 =1969,1 + 871,57 + 366 + 250,76 + 682,21 =4139,6423 W 2. Xác định dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra : Ta có : Q 2 =Q 12 + Q 22 Trong đó: Q 12 : Dòng nhiệt toả ra từ sản phẩm; Q 22 : Dòng nhiệt toả ra từ bao bì; 2.1 Xác định dòng nhiệt toả ra ở bao bì: Dòng nhiệt toả ra từ sản phẩm đ-ợc xác định theo biểu thức: Q 12 sảnphẩm =M sản phẩm x (i 1 i 2 ) x 360024 1000 x (Tl1) Trong đo: M sảnphẩm : Khối l-ợng hàng nhập vào trong kho tấm trên/ngày. i 1 : entampi của sản phẩm sau công đoạn bao gói, ứng với t 1 = -8 0 C tra bảng ta có i 1 =64 kJ/ kg (TL1). i 2 : entampi của sản phẩm sau công đoạn bảo quản, ứng với t 2 = -18 0 C tra bảng ta có i 2 = 5kJ/kg (TL1). Ta có: M = 365 xBxmEx = 365 5,2665,0350 xxx =10 kg/s Với : E : Dung tích kho lạnh : E = 350 t; B : Hệ số vòng quay chọn : B = 6 (TL1 ); m : Hệ số nhập hàng không kể đển m = 2,5 (TL1); : Tỷ lệ hàng có nhiệt độ không cao 8 0 C đ-a trực tiếp vào trong kho lạnh trong thời gian này hàng sẽ hạ nhiệt độ xuống nhiệt độ bảo quản. Vậy: Q 21 = 10 x (64-5) x 243600 1000 x = 6,83 KW 2.2.Xác định dòng nhiệt do bao bì tảo ra: Ta có : Q 22 bb = M bb x C bb x (t 1 t 2 ) x 360024 1000 x Trong đó: M bb : Khối l-ợng bao bì đ-a vào cùng sản phẩm, chọn bao bì bằng cát tông theo (TL1) ta có: M bb = (10 x 10)/100 =1 kg/s C bb : Nhiệt dung giêng của bao bì, đối với cát tông C bb = 1,46 kJ/kgK (TL1) t 1 ,t 2 : Nhiệt độ nhập và xuất. Q bb 22 = 1 x 1,46(-8 (-18) x 1000 /24 x 3600 =168 W Vậy l-ợng nhiệt tổn thất do sản phẩm toả ra là: Q 2 = 6828,7+168=6996,7 W Vì kho lạnh có ba phòng nên l-ợng nhiệt tổn thất do sản phẩm toả ra trong mỗi phòng là nh- nhau : Vậy : phòng 1 =phòng 2 =phòng 3=Q 2 /3=6996,7/3=2332,23 W 3.Xác định dòng nhiệt do vận hành toả ra : Dòng nhiệt toả ra khi vận hành đ-ợc xác định theo công thức sau: Q 4 =Q 41 +Q 42 +Q 43 +Q 44 +Q 45 Trong đó: Q 41 : Dòng nhiệt do chiếu sáng Q 42 : Dòng nhiệt do ng-ời toả ra Q 43 : Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra Q 44 : Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q 45 : Dòng nhiệt do xả tuyết 3.1.Xác định Q 41 Ta có: Q 41 =A x F (TL1) Với : A : Định mức chiếu sáng trên 1m 2 phòng lạnh, đối với kho bảo quản đông ta có: A=1,2W/m 2 (TL1) F: Diện tích phòng lạnh :F=72 x 3=216 m 2 Vậy : Q 41 = 1,2 x 216= 259 W 3.2.Xác định Q 42 : Ta có : Q 42 = 350 x n (TL1) Với : n: là số ng-ời làm việc trong kho, chọn n=6 . 350: là l-ợng nhiệt toả ra khi một ng-ời làm việc ,W/ng-ời . Vậy : Q 42 = 350 x 6 = 2100 W 3.3 . Xác định Q 43 : Ta có : Q 43 = 1000 x N x Với : N : Tổng công suất động cơ điện, chọn N=0,84 KW : Hệ số hoạt động đồng thời , chon =1. 1000: Hệ số chuyển đổi đơn vị từ KW ra W Vậy : Q 43 = 1000 x 0,84 x 1 =840 W. 3.4 .Xác định Q 44 : Ta có : Q 44 = B x F (TL1) Với : B : Dòng nhiệt riêng khi mở cửa cho 1m 2 phòng lạnh, B= 12 W/m 2 (TL1) F : Là diện tích buồng lạnh m 2 Vậy : Q 44 = 12 x 72 x 3=2592 W. 3.5 Xác định dòng nhiệt do xả tuyết: Ta có : Q 45 = Cx F (TL8) Với : C : hệ số thực nghiệm l-ợng nhiệt tỏn thất trung bình cho 1m 2 diẹn tích xây dựng: C = 11 W F : Diện tích kho lạnh Vậy : Q 45 = 11 x 216 =2376 W Vậy tổng l-ợng nhiệt Q 44 là : Q 4 = 259 + 2100 + 840 + 2592 + 2376 = 8167 W Vì kho lạnh có ba phòng nên l-ợng nhiệt tổn thất do vận hành nên trong mỗi phòng là nh- nhau : Vậy : Phòng 1= phòng 2 = phòng 3 = Q 4 /3 = 8167/3 = 2722,3 Bảng tổng kết quả tính toán l-ợng nhiệt phòng1 Q 1 Q 2 /3 Q 4 /3 Q Q 21 Q 22 Q 41 Q 42 Q 43 Q 44 Q 45 4139,6423 6828,7 168 259 2100 840 2592 2376 9194 4.Xác định tổng dòng nhiệt tổn thất vào phòng 2 : 4. 1 .Xác định dòng nhiệt qua kết cấu bao che: Ta có: Q 1 = Q 1 v + Q 1 t + Q 1 n + Q 1 bx Trong đó : Q 1 v : Dòng nhiệt truyền qua vách kho Q 1 t : Dòng nhiệt truyền qua trần Q 1 n : Dòng nhiệt truyền qua nền kho Q 1 bx : Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời Trong tr-ờng hợp tổng quát ta có: Q 1 = K x F x t Với : k : Hệ số truyền nhiệt (W/m 20 K) F : Diện tích bề mặt kết cấu bao che (m 2 ) t: Hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ bên ngoài và trong kho 4.2. Xác định Q 1 v Ta có: Q 1 v = K v x F v x t v Với : K v = 0,21 W/m 20 k (TL1) F v = (6,357 x 6,77) = 86 m 2 t v = 37- (-18) = 55 0 C Vậy : Q 1 v = 0,21 x 55 x 86 = 994,15 W a.Xác định Q 1 t : Ta có : Q 1 t = K t x F t x t Với : K t = 0,2 W/m 20 k (TL1) F t = 12,464 x 6,25 = 77,9 m 2 t = 55 0 C Vậy : Q 1 t = 0,2 x 55 x 77,9 = 856,9 W b. Xác định Q 1 n : Ta có : Q 1 n = K n x F n x t Với: k n = 0,21 W/m 20 k (TL1) [...]... 100%Q2 + 75%Q3 = 12056,81 + 6996,7 + 8167 x 75/100 = 25,2 KW 6 Xác định năng suất lạnh của máy nén : Khi xác định năng suất lạnh của máy nén cần phải tính đến thời gian làm việc của máy nén và các tổn thất trong đ-ờng ống của hệ thống do đó ta phải nhân thêm hệ số an toàn k Ta có: Q0 = KxQmn b Trong đó : K : hê số tính đến tổn thất trên đ-ờng ống của thiết bị , chọn K= 1,07 (TL1) b : Hệ số thời gian làm... nằm xuống d-ới và khi đó ng-ời ta tìm cách lôi kéo dầu này về máy nén - Freôn 22 đối với n-ớc nó không hoà tan cho nên dễ gây hiện t-ợng tắt ẩm van tiết l-u - Freôn 22 có tính tảy rửa cặn bẩn ở thành thiết bị - Về điện Freôn 22 không dẫn điện ở thể hơi nh-ng dẫn điện ở thể lỏng cho nên không nên để cho máy nén kín hút dịch lỏng về máy nén - Nó bền vững ở phạm vi nhiệt độ và áp suất làm việc, khi... xa và thấp hơn vị trí của máy nén - Với quá nhiều dàn lạnh việc bố trí phân phối môi chất lạnh đến cho các dàn lạnh cũng gặp nhiều khó khăn và khả năng máy nén rơi vào hành trình ẩm rất lớn - Hệ thống lạnh trực tiếp th-ờng đ-ợc tự động hoá bao gồm : Tự động điều khiển và điều chỉnh , tự động báo hiệu và bảo vệ theo nhiệt độ của kho bảo quản và theo chế độ an toàn của máy nén 6.2 Chọn môi chất cho... ra chết ngạt * Phạm vi ứng dụng : - Freôn 22 đ-ợc sử dụng làm môi chất chạy trong các máy lạnh nén hơi một cấp và 2 cấp nén - Freôn 22 đ-ợc sử dụng làm môi chất chạy trong các máy lạnh ghép tầng (ghép nối) nó làm việc ở tầng trên - Freôn 22 sử dụng trong các máy lạnh làm đông sản phẩm (hai cấp) sản xuất n-ớc đá , máy làm kem, sản xuất r-ợu, bia và n-ớc giải khát , các kho bảo quản và trong lĩnh vực... lạnh khi khởi động nhỏ, khi làm lạnh trực tiếp thời gian từ khi mở máy đến lúc kho bảo quản đạt nhiệt độ theo yêu cầu sẽ nhanh hơn - Nhiệt độ của kho bảo quản có thể giám sát qua nhiệt độ của mỗi chất, nhiệt độ sôi có thể xác định dễ dàng qua áp kế đầu hút của máy nén * Nh-ợc điểm: - Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém hơn do đó khi máy lạnh ngừng hoạt động thì dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng - Đối... alf cácloại khí Freôn Vì nó không độc hại với con ng-ời và thực phẩm thuỷ sản Tuy nhiên các loại khí Freôn có môi chất nào thay thế nó mà đảm bảo các tính chất nhiệt động học t-ơng tự dùng cho kho bảo quản do đó chọn môi chất lạnh là Freôn 22(R22) * Tính chất của Freôn 22: - Công thức hoá học : chcif2 - Kí hiệu : R22 - Là chất khí không màu có mùi thơm nhẹ - Nếu ng-ng tụ bằng n-ớc thì nhiệt độ ng-ng... (-18) =220C Vậy : Q1n = 0,21 x 22 x 77,9 =359,898 W Giả sử nếu xảy ra tr-ờng hợp khi chỉ có phòng số 2 làm việc thì khi đó ta phải tính thêm dòng nhiệt tổn thất qua vách từ phòng 1 và phòng 3 vào kho lạnh Khi đó : Q1v = 2 x Q1v phong 1 = 2 x 682,21 = 1364,42 W Với :Q1v phong 1 (tính với tr-ờng hợp chỉ phòng 1 làm việc ) 1.4 Xác định Q1 bx : Ta có : T-ờng h-ớng tây giáp với phòng 1 nên Qbx = 0 T-ờng h-ớng... Ph-ơng pháp làm lạnh Theo đề tài của em thì ph-ơng pháp làm lạnh trực tiếp là làm lạnh bằng dàn bay hơi đặt trong kho và tại đây môi chất sẽ thu nhiệt của môi tr-ờng làm lạnh (dàn bay hơi là dàn không khí ) Dàn lạnh tĩnh nghiã là không khí trong đó đối l-u tự nhiên, dàn lạnh động không khí đối l-u c-ỡng bức * -u điểm : - Thiết bị đơn giản vì không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ - Tuổi thọ cao, kinh tế... 856,9 + 359,898+ 1364,42 + 267,05 = 2477,998 W 4.3 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra trong quá trình bảo quản Q2 = 2332,23 W 4.4 Dòng nhiệt toả ra khi vận hành Q4 = 8167 W Bảng tổng kết l-ợng nhiệt tính toán phòng 2 Q1 Q2/3 3575,368 Q21 Q Q4/3 Q22 Q41 Q42 Q43 Q44 Q45 8896,76 6828,7 168 259 2100 840 2592 2376 5 Xác định l-ợng nhiệt tổn thất vào phòng số3 Tổng l-ợng nhiệt tổn thất vào phòng số 3 t-ơng . Ch-ơng IV Tính phụ tải máy nén I. Mục đích tính toán nhiệt kho lạnh : Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi tr-ờng. Xác định năng suất lạnh của máy nén : Khi xác định năng suất lạnh của máy nén cần phải tính đến thời gian làm việc của máy nén và các tổn thất trong đ-ờng