ĐỒ án NHIỆT – LẠNH 2 đề TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH

Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ NHIỆT – LẠNH ĐỒ ÁN NHIỆT – LẠNH ĐỀ TÀI THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH Họ tên sinh viên : Đào Xuân Lộc MSSV : 20162545 Lớp : KT Nhiệt 01 – K61 Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Bá Chiến Hà Nội Tháng – 2020 ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH Họ tên sinh viên: Đào Xuân Lộc Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc MSSV: 20162545 Lớp – Khóa : Kỹ thuật nhiệt 01-K61 Nội dung đồ án môn học : Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối đặt tỉnh: Phú Thọ với thông số sau: Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh đông Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh Năng suất buồng/ thiết bị cấp đông Thời gian cấp đông sản phẩm Sản phẩm bảo quản Nhiệt độ kho bảo quản đông Nhiệt độ kho bảo quản lạnh Nhiệt độ buồng/ thiết bị cấp đông Môi chất sử dụng hệ thống lạnh Bơm môi chất lạnh Thiết bị cấp đông Nền kho kết cấu bê tông, cách nhiệt, cách ẩm : 1150 : 1250 : 13 tấn/mẻ : 18 giờ/mẻ : 1/2 lợn : -18℃ : 2℃ : -34℃ : R404a : có : cấp đơng hầm Các u cầu thực : - Tính tốn dung tích kho lạnh bố trí mặt kho lạnh - Tính tốn cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh - Tính tốn phụ tải lạnh - Tính chọn máy nén kiểm tra máy nén - Tính chọn thiết bị ngưng tụ, bay hơi, tiết lưu,… - Chọn thiết bị phụ cho hệ thống lạnh - Vẽ sơ đồ nguyên lý cho hệ thống lạnh (A1) - Mặt bố trí thiết bị đường ống kho lạnh (A1) Các vẽ cần đồ án (A3) - Các vẽ liên quan đến hệ thống, thiết bị đồ án: sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh, mặt bố trí thiết bị đường ống kỹ thuật kho lạnh LỜI NÓI ĐẦU Từ lâu người biết tận dụng điều kiện thời tiết thiên nhiên Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc băng tuyết để ướp lạnh bảo quản thực phẩm Từ năm kỷ XIX phương pháp làm lạnh nhân tạo đời phát triển đến đỉnh cao khoa học kỹ thuật đại Ngày trình độ khoa học kỹ thuật phát triển nhanh Những thành tựu khoa học kỹ thuật, ứng dụng rộng rãi vào ngành công nghiệp, nông nghiệp Do suất lao động ngày tăng, sản phẩm làm ngày nhiều, mà nhu cầu tiêu dung hạn chế dẫn đến sản phẩm dư thừa Để tiêu thụ hết sản phẩm dư thừa người ta phải chế biến bảo quản nó, cách làm lạnh đông để xuất Nhưng nước ta cịn kho lạnh bảo quản, không đáp ứng đủ nhu cầu Để áp dụng kiến thức học tìm hiểu thực tế chuyên ngành em môn Kỹ thuật lạnh ĐHKK phân công đề tài “ Thiết kế hệ thống lạnh cho kho lạnh phân phối, kho cấp đông sử dụng môi chất R404a đặt tỉnh Phú Thọ ” Sau thời gian học tập nghiên cứu, em hoàn thành nội dung đề tài giao Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Bá Chiến tận tình bảo, giúp đỡ em suốt thời gian vừa qua để em hoàn thành đồ án Mặc dù cố gắng kiến thức học hạn chế kinh nghiệm thực tế chưa có với thời gian hạn hẹp, nên đồ án em tránh khỏi thiếu sót Em kính mong thầy đóng góp ý kiến để em rút kinh nghiệm hoàn thành đồ án cách tốt nhất! Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Đào Xuân Lộc MỤC LỤC Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc MỞ ĐẦU Kỹ thuật lạnh đời hàng trăm năm sử dụng rộng rãi nhiều ngành kỹ thuật khác nhau: công nghiệp chế biến bảo quản thực phẩm, công nghiệp hố chất, cơng nghiệp rượu, bia, sinh học, đo lường tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, đời sống vv Ngày ngành kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ, sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày mở rộng trở thành ngành kỹ thuật vô quan trọng, thiếu đời sống kỹ thuật tất nước Chính mà sinh viên ngành “Máy & Thiết bị nhiệt lạnh” Viện KH&CN Nhiệt Lạnh, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội nhà trường trang bị kiến thức kỹ thuật lạnh Đồ án môn học cách trang bị kiến thức tốt cho sinh viên kì học chúng em làm đồ án môn học kỹ thuật lạnh Với đề tài “Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối bảo quản thịt lợn đặt tỉnh Phú Thọ sử dụng môi chất R404a Đồ án em gồm chương sau: Chương : Tính tốn dung tích kho lạnh bố trí mặt Chương : Tính cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh Chương : Tính tốn nhiệt phụ tải kho lạnh Chương : Tính chọn máy nén, kiểm tra suất máy Chương : Tính chọn bình ngưng, dàn bay thiết bị phụ Chương : Tính tốn chọn đường ống CHƯƠNG TÍNH TỐN DUNG TÍCH KHO LẠNH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG 1.1 Quy trình xử lý lạnh thực phẩm 1.1.1 Tác dụng việc bảo quản lạnh Bảo quản lạnh thực phẩm trình bảo vệ hạn chế biến đổi chất lượng hình thức thực phẩm thời gian chờ tiêu thụ Thực phẩm sau thu hoạch bị sống môi trường thuận lợi cho vi sinh vật phát triển sau thu hoạch phải hạ nhiệt độ với chế độ thơng gió độ ẩm thích hợp ngun liệu giữ tươi lâu Khi nhiệt độ nhỏ 10oC vi sinh vật gây thối rữa vi khuẩn gây bệnh bị kiềm Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc chế phần nhiệt độ nhỏ 0oC tỷ lệ phát triển chúng thấp -5 oC đến -10 oC hầu hết chúng khơng hoạt động Như q trình bảo quản lạnh có tác dụng: − Làm ức chế sinh lý vi khuẩn nấm men − Dưới tác dụng nhiệt độ thấp nước thực phẩm bị đóng băng vi khuẩn nước làm teo tế bào nguyên sinh giảm phát triển chúng 1.1.2 Quy trình xử lý Nguyên liệu sau giết mổ cần xử lý cẩn thận rửa hết tạp chất nước muối hóa chất thích hợp Nguyên liệu cần xẻ khuôn để đảm bảo việc bảo quản kho lạnh hợp lý Sau xử lý nguyên liệu xong cần cấp đông thời gian nhanh để đảm bảo chất lượng sản phẩm tránh hao hụt khối lượng Sản phầm sau cấp đông cần đóng gói bao bì cẩn thận chuyển sang phịng bảo quản đơng để chờ tiêu thụ Q trình bảo quản kho lạnh thịt lợn ta xếp giá treo 1.2 Đặc điểm khí hậu khu vực thiết kế lưu ý thiết kế kho lạnh 1.2.1 Khí hậu khu vực thiết Phú Thọ nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điểm bật mùa đơng khơ lượng mưa ít, hướng gió thịnh hành gió mùa Đơng Bắc, mùa hè nắng, nóng, mưa nhiều Hướng gió thịnh hành gió mùa Đơng Nam Nhiệt độ bình qn 23 độ C tổng lượng mưa trung bình từ 1.600 - 1.800mm/năm độ ẩm khơng khí trung bình hàng năm 85 - 87% Trong q trình tính tồn bên số liệu nhiệt độ độ ẩm dựa vào tài liệu [1] Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc Bảng 1.1: nhiệt độ độ ẩm tỉnh Phú Thọ vào mùa hè mùa đông Mùa Nhiệt độ ngồi trời tnt (oC) Hè Đơng 37.5 8.4 1.2.2 Nhiệt độ panel tn (oC) 26.25 5.88 Độ ẩm φn (%) Nhiệt độ điểm sương ts (oC) 83 82 34 6.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình bảo quản a, Ảnh hưởng từ yếu tố bên ngồi Mơi trường : nhiệt độ mơi trường có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm bảo quản nhiệt độ , độ ẩm,… làm ảnh hưởng đến thiết bị cấu trúc kho lạnh từ ảnh hưởng lên sản phẩm Cấu trúc kho: cấu trúc kho cách nhiệt cách ẩm không tốt cấu trúc khơng hợp lý kho bị dao động nhiệt độ nhiều, làm cho có tượng tan chảy tái kết tinh tinh thể nước đá làm cho sản phẩm bị giảm trọng lượng khối lượng Chế độ vận hành máy lạnh : vận hành không hợp lý làm cho hệ thống máy lạnh hoat động không ổn định nhiệt độ dao động làm cho sản phẩm có chất lượng giảm Chất lượng hệ thống máy lạnh chế độ bảo trì hệ thống lạnh ảnh hưởng lớn đến sản phẩm bảo quản.Thời gian bảo quản sản phẩm: thời gian bảo quản sản phẩm dài khối lượng chất lượng sản phẩm bị giảm sút b, Ảnh hưởng từ yếu tố bên Để có sản phẩm có chất lượng tốt cần đảm bảo điều kiện bảo môi trường kho ổn định theo quy trình cơng nghệ đề : − Nhiệt độ bảo quản: nhiệt độ bảo quản thực phẩm phải lựa chọn sở kinh tế kỹ thuật Nó phụ thuộc vào loại sản phẩm thời gian bảo quản sản phẩm Thời gian bảo quản lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản thấp Các mặt hàng trữ đơng cần bảo quản nhiệt độ nhiệt độ sản phẩm sau cấp đông tránh không để xảy trình tan chảy tái kết tinh lại tinh nước đá làm giảm trọng lượng chất lượng sản phẩm − Độ ẩm khơng khí kho lạnh: độ ẩm khơng khí kho có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm sử dụng Bởi độ ẩm khơng khí kho có liên quan mật thiết đến tượng thăng hoa nước đá sản phẩm Do tùy loại sản phẩm cụ thể mà ta chọn độ ẩm khơng khí cho thích hợp − Tốc độ khơng khí kho lạnh: khơng khí chuyển động kho có tác dụng lấy lượng nhiệt tỏa sản phẩm bảo quản , nhiệt truyền vào Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc mở cửa , cầu nhiệt, người lao động, máy móc thiết bị hoạt động kho Ngồi đảm bảo đồng nhiệt độ, độ ẩm hạn chế nấm mốc hoạt động 1.2.3 Một số vấn đề thiết kế, lắp đặt, sử dụng kho lạnh a, Hiện tượng lọt ẩm Khơng khí kho lạnh có nhiệt độ thấp, tuần hồn qua dàn lạnh lượng nước đáng kể kết ngừng lại, phân áp suất nước khơng khí bng nhỏ so với bên ngồi Kết ẩm có xu hướng thẩm thấu vào phịng qua kết cấu bao che Đối với kho xây , ẩm xâm nhập làm ẩm ướt lớp cách nhiệt làm tính chất cách nhiệt lớp vật liệu Vì kho lạnh xây cần phải quét hắc ín lót giấy dầu chống thấm Giấy dầu chống thấm cần lót hai lớp, lớp chồng mí lên phải dán băng keo kín, tạo cách ẩm liên tục tồn diện tích kho Đối với kho panel bên bên kho có lớp tơn nên khơng có khả lọt ẩm Tuy nhiên cần tránh vật nhọn làm thủng vỏ panel dẫn đến làm ẩm ướt lớp cách nhiệt Vì kho lạnh người ta thường làm hệ thống palet gỗ để đỡ cho panel tránh xe đẩy, vật nhọn đâm vào trình vận chuyến lại Giữa panel có lắp ghép có khe hở nhỏ cần làm kín silicon, scalant Bên kho nhiều nhà máy người ta chọn dãy cột cao khoảng 0,8m phòng ngừa xe chở hàng va đập vào kho lạnh gây hư hỏng b, Hiện tượng cơi băng Kho lạnh bảo quản lâu ngày, lạnh truyền qua kết cấu cách nhiệt xuống đất Khi nhiệt độ xuống thấp nước kết tinh thành đá lớn làm cơi nên kho lạnh, phá hủy kết cấu xây dựng Để phòng tượng cơi người ta sử dụng biện pháp sau : − Tạo khoảng trống phía để thơng gió nền: lắp đặt kho lạnh lươn hệ thống khung đỡ Các lươn thơng gió xây dựng bê tơng gạch thẻ, cao khoảng 100 ÷ 200 mm đảm bảo thơng gió tốt Khoảng cách lươn tối đa 400 mm Bề mặt lươn dốc hai phía 2% để tránh đọng nước − Dùng điện trở để sấy nền: biện pháp đơn giản, dễ lắp đặt, chi phí vận hành cao, đặc biệt kích thước kho lớn Vì biện pháp sử dụng − Dùng ống thơng gió nền: kho có xây, để tránh đóng băng nền, biện pháp kinh tế sử dụng ống thơng gió Các ống thơng gió ống PVC đường kính 100 mm, bố trí cách qng 1000 ÷ 1500 mm , ziczac phía nên, hai đầu thơng lên khí trời.Trong q trình làm việc, gió thơng vào ống, trao đổi nhiệt với đất sưởi ấm nền, ngăn ngừa đóng băng Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xn Lộc c, Hiện tượng lọt khơng khí Khi xuất nhập hàng mở cửa thao tác kiểm tra, không khí bên ngồi thâm nhập vào kho gây tổn thất nhiệt đáng kể làm ảnh hưởng chế độ bảo quản Quá trình thâm nhập thực sau: gió nóng bên ngồi chuyển động vào kho lạnh từ phía cửa gió lạnh phịng ùa ngồi từ phía Q trình thâm nhập khơng khí bên ngồi vào kho lạnh khơng làm lạnh phòng mà mang theo lượng ẩm vào phịng sau tích tụ dàn lạnh ảnh hưởng đến hiệu làm việc hệ thốn Để ngăn ngừa tượng người ta sử dụng nhiều biện pháp khác : − Sử dụng quạt tạo khí ngăn chặn trao đổi khơng khí bên ngồi bên − Làm cửa đôi: cửa vào kho lạnh có hai lớp riêng biệt làm cho khơng khí bên khơng thơng với bên ngồi Phương pháp bất tiện chiếm thêm diện tích, xuất nhập hàng khó khăn, giảm mỹ quan cơng trình nên sử dụng Nhiều hệ thống kho lạnh lớn người ta làm kho đệm Kho đệm có nhiệt độ vừa phải, có tác dụng lớp đệm tránh khơng khí bên ngồi xâm nhập vào kho lạnh − Sử dụng cửa sổ nhỏ để vào hàng Các cửa lắp đặt tường độ cao thích hợp có kích thước cỡ 600 x 600 mm d, Tuần hồn gió kho lạnh Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tuần hồn gió phòng thiết kế sử dụng, cần phải ý công việc sau : − Sắp xếp hàng hợp lý − Việc xếp hàng kho phải tuân thủ điều kiện − Thuận lợi cho việc thơng gió kho để tất khối hàng làm lạnh tốt − Đi lại kiểm tra, xem xét thuận lợi − Đảm bảo nguyên tắc hàng nhập trước xuất trước, nhập sau xuất sau Hàng bố trí theo khối, tránh nằm rời rạc khả bốc nước lớn làm giảm chất lượng thực phẩm − Khi xếp hàng kho phải ý để chữa khoảng hở hợp lý lô hàng lô hàng với tường, trần, kho khơng khí lưu chuyển giữ lạnh sản phẩm Đối với tường việc xếp cách tường kho khoảng cịn có tác dụng khơng cho hàng nghiêng tựa lên tường, làm bung panel cách nhiệt nặng Khoảng cách tối thiểu phía cụ thể nêu Bảng 1.2 − Trong kho cần phải chừa khoảng hở cần thiết cho người phương tiện bốc dỡ lại Bề rộng tùy thuộc vào phương pháp bốc dỡ thiết bị thực tế Nếu khe hở hẹp phương tiện lại va chạm vào khối hàng làm đồ, an tồn làm hư hỏng sản phẩm Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc − Phía dàn lạnh khơng nên bố trí hàng để người vận hành dễ dàng xử lý cần thiết Sử dụng hệ thống kênh gió để phân phối Đối với kho lạnh dung tích lớn, cần thiết phải sử dụng kênh gió để phân phối gió kho Nhờ hệ thống kênh gió thiết kế hợp lý gió phân bố đến nhiều vị trí kho e, Xả băng dàn lạnh Khơng khí chuyển dịch qua dàn lạnh , kết phần nước Q trình tích tụ lâu lớp tuyết dày Việc bám tuyết dàn lạnh dẫn đến nhiều cố cho hệ thống lạnh như: nhiệt độ kho lạnh không đạt yêu cầu, thời gian làm lạnh lâu, ngập dịch, cháy động điện Sở dĩ lớp tuyết bám bên dàn lạnh tạo thành lớp cách nhiệt, ngăn cản q trình trao đổi nhiệt mơi chất khơng khí buồng lạnh Do nhiệt độ buồng lạnh không đạt yêu cầu, thời gian làm lạnh kéo dài Mặt khác, môi chất lạnh dàn lạnh không nhận nhiệt độ hóa nên lượng lớn ấm hút máy nén gây ngập lỏng máy nén Khi tuyết bám nhiều, đường tuần hoàn gió dàn lại bị nghẽn lưu lượng gió giảm, hiệu trao đổi nhiệt giảm theo, trở lực lớn, quạt làm việc tải động điện bị cháy Trong số trường hợp tuyết bám dày làm cho cánh quạt bị ma sát quay bị cháy, hỏng quạt Dưới số cách khắc phụ gặp tượng đóng băng giàn lạnh: − Dùng gas nóng: Phương pháp hiệu q trình cấp nhiệt xả băng thực từ bên Tuy nhiên, phương pháp xả băng gas nóng gây nguy hiểm thực hệ thống hoạt động, xả băng q trình sơi dàn lạnh xảy mãnh liệt theo lỏng máy nén Vì nên sử dụng hệ thống nhỏ hệ thống có bình chứa hạ áp − Xả băng nước: Phương pháp dùng nước hiệu cao , dễ thực , đặc biệt hệ thống lớn, Mặt khác xả băng nước người ta thực hút kiệt gas dùng máy nén trước xả bang nên không sợ ngập lỏng xả băng − Dùng điện trở: Trong kho lạnh nhỏ , dàn lạnh thường dùng phương pháp xả điện trở 1.2.4 Buồng bảo quản lạnh Dùng để bảo quản sản phẩm ướp lạnh Nhiệt độ độ ẩm thường t b =-3o C÷5o C nằm khoảng : ϕ =90÷98% Trong đồ án tb = 20C Làm lạnh trực tiếp dàn quạt 1.2.5 Buồng bảo quản đông Dùng bảo quản hàng kết đông Nhiệt độ bảo quản tối thiểu phải đạt Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc tb = -23 C vi sinh vật phát triển làm hư hại thực phẩm trình bảo quản Trong đồ án ta chọn tb = - 180C Làm lạnh trực tiếp dàn quạt 1.2.6 Buồng kết đông Dùng để kết đông sản phẩm trước sang khâu chế biến khác đưa vào bảo quản kho lạnh Nhiệt độ buồng tb = - 340C Ngồi cịn số buồng đệm như: chất tháo tải tiếp nhận bảo quản phế phẩm buồng trữ nước đá 1.3 Xác định diện tích xây dựng 1.3.1 Buồng bảo quản lạnh Dung tích: E = 1250 a) Diện tích buồng bảo quản lạnh thịt giá treo Diện tích buồng tính theo công thức tài liệu [1] : F= E ×k g (m2) l Trong đó: E : Dung tích buồng lạnh g : khối lượng chất tải m chiều dài giá treo (t/m) l k: hệ số chất tải Trung bình lợn xuất chuồng nặng 120kg 1m giá treo ta treo g =0,24 t/m mảnh thịt lợn Nên l g ≈ g =0.25(t/m) g =0,24 t/m thỏa mãn ltc nên l Mà ta có : l g Với ltc =0,25 t/m (tiêu chuẩn chất tải 1m chiều dài giá treo) 10 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc Hình 5.4: Các thông số thiết bị dàn lạnh chọn cho buồng bảo quản lạnh 1,5 theo phần mềm Guntner 71 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc b ) Tính dàn bay cho buồng bảo quản lạnh 2,3,4 Theo tính tốn chương chương 4, ta có số liệu sau: • Năng suất lạnh: Qo = 18,1 kW • Nhiệt độ sơi mơi chất: t0 = - oC • Nhiệt độ buồng bảo quản đông: tb = oC • Ta chọn dàn bay cho buồng bảo quản lạnh 2,3 với công suất dàn kW Sử dụng phần mềm Guntner ta chọn dàn lạnh cho buồng bảo quản đông 2,3 sau: 72 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xn Lộc Hình 5.5: Các thơng số thiết bị dàn lạnh chọn cho buồng bảo quản lạnh 2,3,4 theo phần mềm Guntner 73 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc 5.3 Tính chọn thiết bị phụ 5.3.1 Tính chọn tháp giải nhiệt Nhiêt thải ngưng tụ toàn kho lạnh là: Qk = 361,3 kW Vn = 361,3 = 0, 017 m3 / s 4,186 ×1000 × Mặt khác ta có: Kho lạnh lắp đặt Phú Thọ có nhiệt độ độ ẩm sau: tkhô = 37.50 C ϕ = 83% suy tư = 34.5 (oC) Hệ thống sử dụng tháp giải nhiệt nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt • Nhiệt độ nước vào bình ngưng chọn độ chênh nhiệt độ so với nhiệt độ nhiệt kế ướt 3oC ta có: tw1 = tư + = 37.5 (0C) • Nhiệt độ nước khỏi bình ngưng chọn độ chênh nhiệt độ nước vào nước khỏi bình ngưng oC ta có: tw2 = tw1 + = 42.5 (0C) • Nhiệt độ ngưng tụ: chọn hiệu nhiệt độ ngưng tụ với mơi chất freon Δtk=7 oC ta có: tk = tw2 + Δtk = 42.5 + = 49.5 (0C) => Hiệu nhiệt độ nước làm mát: Δt1 = tw2 - tw1 = 42,5 – 37,5 = K Δt2 = tw1 - tư = 37,5 – 34,5 = K * Cấu tạo tháp giải nhiệt tháp Tính Quy tiêu Hình 5.6 : Hình dạng giải nhiệt chọn tháp giải nhiệt: Theo tài liệu [1] trang 316 : suất nhiệt tôn Theo chuẩn CTI tôn nhiệt tương đương 3900 kcal/h Qk = 361,3 KW = 79,7 tôns 74 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc Tra bảng – 22 tài liệu [1], chọn tháp giải nhiệt FRK80 với thông số kỹ thuật sau: Lưu lượng nước: 17,4 lít/s Chiều cao tháp: 2487 mm Đường kính tháp: 2230 mm Đường kính ống nối dẫn vào: 100 mm Đường kính ống nối dẫn ra: 100 mm Lưu lượng quạt gió: 450 m3/ph Đường kính quạt: 1200 mm Hình 5.7: Các đặc tính tháp giải nhiệt Tương tự ta tính chọn tháp giải nhiệt dự phịng Với Qk = 195.7 KW = 43,17 tơns Tra bảng – 22 tài liệu [1], chọn tháp giải nhiệt FRK50 với thông số kỹ thuật sau: Lưu lượng nước: 10,1 lít/s Chiều cao tháp: 2067 mm Đường kính tháp: 1910 mm 75 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc Đường kính ống nối dẫn vào: 80 mm Đường kính ống nối dẫn ra: 80 mm Lưu lượng quạt gió: 330 m3/ph Đường kính quạt: 940 mm 5.3.2 Bình tách dầu Bình tách dầu dùng để tách dầu khỏi môi chất để khơng vào thiết bị trao đổi nhiệt bay ngưng tụ Từ máy nén dầu bị theo môi chất dạng bụi dầu, nhiệt độ 80 đến 150oCdầu bị hóa phần (từ đến 30%) Bình tách dầu làm việc theo nhiều nguyên lý thay đổi hướng tốc độ chuyển động, nhờ khối lượng riêng bụi dầu môi chất khác nhau, làm mát để ngưng tụ dầu… Việc chọn bình tách dầu vào đường ống đẩy môi chất khỏi máy nén * Với buồng kết đơng Đường kính ống đẩy môi chất khỏi máy nén cao áp dựa vào phần chọn máy nén : d = 35 mm Theo tài liệu [1], ta chọn bình tách dầu 35 – MO * Với Buồng bảo quản lạnh Đường kính ống đẩy mơi chất khỏi máy nén : d = mm Theo tài liệu [1], ta chọn bình tách dầu 30 – MO * Với Buồng bảo quản đơng Đường kính ống đẩy môi chất khỏi máy nén cao áp : d = mm Theo tài liệu [1], ta chọn bình tách dầu 35– MO 5.3.3 Chọn van tiết lưu * Với buồng kết đơng: Ta có: • Qo = 30,92 kW • Nhiệt độ sôi môi chất: t0 = -44oC 76 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xn Lộc • Nhiệt độ ngưng tụ mơi chất: tk = 49.5 oC • Δql = 0oC Δqn = 5oC Sử dụng phần mềm chọn van tiết lưu Danfoss, ta chọn van tiết lưu phù hợp van REG-straight có thơng số hình Hình 5.8: Van tiết lưu tay lựa chọn từ phần mềm hãng Danfoss cho buồng 1kết đông * Với buồng bảo quản lạnh: Ta có: • Qo = 91,705 kW • Nhiệt độ sơi mơi chất: t0 = -8oC • Nhiệt độ ngưng tụ môi chất: tk = 49,5 oC • Δql = oC Δqn = oC Sử dụng phần mềm chọn van tiết lưu Danfoss, ta chọn van tiết lưu phù hợp van REG-straight có thơng số hình 77 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc Hình 5.9: Van tiết lưu tay lựa chọn từ phần mềm hãng Danfoss cho buồng bảo quản lạnh * Với buồng bảo quản đơng: Ta có: • Qo = 126,21 kW • Nhiệt độ sơi mơi chất: t0 = -28oC • Nhiệt độ ngưng tụ mơi chất: tk = 49,5 oC • Δql = oC Δqn = oC Sử dụng phần mềm chọn van tiết lưu Danfoss, ta chọn van tiết lưu phù hợp có kí hiệu : REG-straight có thơng số hình 78 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc Hình 5.10: Van tiết lưu tay lựa chọn từ phần mềm hãng Danfoss cho buồng bảo quản đơng 5.3.4 Bình chứa dầu Bình chứa dầu dung để gom dầu từ bình tách dầu, từ bầu dầu thiết bị bình chứa cao áp, bình chứa tuần hồn bình trung gian… Dầu xả bình chênh lệch áp suất Áp suất bình hút giảm xuống khi mở van đường nối với ống hút Khi xả dầu ngồi áp suất bình phép cao áp suất khí chút Áp suất cho phép cao bình 1,8MPa, nhiệt độ từ -40 ÷ 150 C Theo bảng 8-20 tài liệu [1] ta chọn bình chứa dầu sau : Bảng 5.3: Thơng số bình chứa dầu lựa chọn được: Kích thước, mm Bình chứa dầu DxS B H 150CM 159x 4,5 600 770 5.3.5 Thể tích, Khối lượng, Kg 0,008 18,5 Bình chứa cao áp Bình chứa cao áp vừa dùng để chứa mơi chất lỏng sau bình ngưng ,vừa dự trữ lỏng để cấp ổn định liên tục cho dàn bay hơi,vừa để giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt bình ngưng Hệ thống dùng bơm cấp mơi chất, cấp lỏng từ xuống Sức chứa bình chứa cao áp tính theo cơng thức : 79 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc VCA = 1,45.VBH Trong : VCA – Thể tích bình chứa cao áp VBH – Tổng thể tích hệ thống bay 1,2 – hệ số an toàn a Tính với buồng bảo quản đơng: Theo tính tốn phần thiết bị bay ta tích chứa R404a dàn bay phịng 164,8 l = 0,1648 m3 Theo cơng thức ta có: VCA = 1,45.Vd = 1,45.0,1648 = 0,24 m3 b Tính với cho buồng bảo quản lạnh : Theo tính tốn phần thiết bị bay ta tích chứa R404a dàn bay phòng 92 l = 0,092 m3 Theo cơng thức ta có: VCA = 1,45.Vd = 1,45.0,092 = 0,133 m3 c Tính với buồng kết đơng kết đơng : Theo tính tốn phần thiết bị bay ta tích chứa R404a dàn bay phòng là: 60,2l = 0,0602 m3 Theo cơng thức ta có: VCA = 1,45.Vd = 1,45.0,0602 = 0,087 m3 Theo bảng 8-17: ta chọn bình chứa cao áp nằm ngang ΣVCA = VCABQD + VCABQL + VCABKD = 0,24+ 0,133 + 0,087 = 0,46 m3 Chọn bình chứa cao áp cho hệ thống kho lạnh với thông số bảng sau: Bảng 5.4: Thơng số bình chứa cao áp kho lạnh: Loại bình 0,75PB Kích thước,mm DxS L 600 x 3190 H 500 Dung tích, m3 Khối lượng, kg 0,75 430 *Chọn bình cáp áp phụ, ta chọn bình cao áp phụ với thể tích bình tương đương với thể tích bình cao áp buồng bảo quan đông VCABQD = 0,24 m3 Bảng5.5: Thông số bình chứa cao áp phụ kho lạnh: Loại bình DxS Kích thước,mm L H Dung tích, m3 Khối lượng, kg 80 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh 0,4PB 5.3.6 426 x 10 SVTH: Đào Xuân Lộc 3620 570 0,4 410 Bình chứa tuần hồn Bình chứa tuần hồn lắp đặt phía hạ áp hệ thống có bơm tuần hoàn , dùng để chứa lỏng hạ áp trước bơm lên dàn Sức chứa không nhỏ 30% tồn thể tích mơi chất lạnh dàn bay Chọn bình chứa tuần hồn đặt đứng Thể tích bình tuần hồn tính theo bảng 8-15 tài liệu [1] VTH = ( Vdt.k1 + Vdq.k2 ).k3.k4.k5.k6.k7, m3 ( 5.2 ) Trong : Vdt – thể tích dàn tĩnh Vdq – thể tích dàn quạt ( khơng sử dụng ) Hệ thống có bơm – Sự điền đầy dàn tĩnh, lấy = 0,7 cấp lỏng từ xuống k2 – Sự điền đầy dàn quạt k3 – Lượng lỏng tràn khỏi dàn k4 – Sức chứa ống góp đường ống , k4 = 1,2 k5 – Sự điền đầy lỏng bình chứa làm việc để đảm bảo bơm chạy , k5 = 1,55 k6 – Mức lỏng cho phép bình chứa đặt đứng , k6 = 1,45 k7 – hệ số an tồn , k7 = 1,2 Bảng 5.6: Thơng số bình chứa tuần hồn Buồng Thể tích dàn, m3 Thể tích bình chứa tuần hồn, m3 BQL BQĐ BKĐ 0,092 0,1648` 0,0602 0,2072 0,373 0,136 5.3.7 Bình chứa thu hồi Bình chứa thu hồi dùng để chứa chất lỏng xả từ dàn bay tiến hành phá băng nóng Chọn bình chứa thu hồi nằm ngang Theo công thức 8-16 tài liệu [1] có: VT= 1,5 Vdt = 1,5.0,317 = 0.476 m3 Bảng 5.7: Thơng số bình chứa thu hồi nằm ngang Loại bình Kích thước,mm DxS H B Dung tích, m3 Khối lượng, kg 81 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh 0,75PД 5.3.8 600 x SVTH: Đào Xuân Lộc 3000 500 0,75 430 Các thiết bị khác Bơm môi chất: đưa mơi chất từ bình tuần hồn tới dàn bay Bơm nước: đưa nước từ tháp giải nhiệt đến giải nhiệt cho mơi chất bình ngưng tụ Thiết bị trao đổi nhiêt: trao đổi nhiệt mơi chất lên bình tuần hồn mơi chất đến phần hòa trộn với đầu máy nén hạ áp Van chiều: theo quy định an toàn máy lạnh phải lắp van chiều đường đẩy máy nén lắp van chiều chung cho toàn hệ thống trước thiết bị ngưng tụ Van điện từ : lấy thông số giàn bay đạt nhiệt độ ngắt mơi chất vào dàn.( có dây cảm biến nối vào dàn nối vào vật cần đo Van tay tiết lưu tay Van an toàn: khác van chiều chỗ hiệu áp suất đầu vào đầu phải đạt số định van mở ,van an tồn bố trí thiết bị có áp suất cao chứa nhiều môi chất lỏng thiết bị ngưng tụ , bình chứa … để đề phịng áp suất vượt mức quy định Áp kế : dùng để đo áp suất môi chất đường ống ,thiết bị áp kế lắp đường hútvà đường đẩy máy nén ,trên bình ngưng bình chứa 82 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xn Lộc CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 6.1 Tính tốn đường ống sơ chọn đường ống: Để tính tốn đường kính ống dẫn, theo tài liệu [1], ta áp dụng công thức: di = , m (6.1) Trong đó: di – Đường kính ống dẫn; V – Lưu lượng thể tích, m3/s; w – Tốc độ dòng chảy ống, m/s Dựa theo bảng 10-1 tài liệu [1], ta chọn vận tốc dòng chảy sau: Bảng 6.1: Tốc độ dịng chảy theo trường hợp cho mơi chất freon Đường hút máy lạnh nén 10 Đường đẩy máy lạnh nén 12 Đường dẫn lỏng máy lạnh nén * Đối với đường kính ống đầu đẩy đầu hút máy nén Dựa theo bảng 10-2 tài liệu [1] ta tra thơng số sau: Tên phịng Bảo quản đơng Kết đông Ống Ống hút HA Ống đẩy HA Ống hút CA Ống đẩy CA Ống hút HA Ống đẩy HA Ống hút CA Vận Đường tốc kính dịng chảy sơ (m/s (m) ) Đườn g kính danh nghĩa (mm) Đường kính ngồi (mm) Đườn g kính (mm) Chiều dày (mm) 62.8 70 76 69 3.5 12 32.1 32 38 33.5 2.25 0.014 10 42.3 50 57 50 3.5 0.48 0.004 12 22 25 32 27.5 2.25 0.1878 0.214 0.04 10 72 80 89 82 3.5 0.0478 0.214 0.01 12 33 32 38 33.5 2.25 0.0455 0.374 0.017 10 47 50 57 50 3.5 Thể tích riêng Lưu lương G, (kg/s) Lưu lượng V, (m3/s) 0.0968 0.32 0.031 10 0.0304 0.32 0.009 0.0293 0.48 0.0094 83 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh Bảo quản lạnh Ống đẩy CA Ống hút Ống đẩy SVTH: Đào Xuân Lộc 0.0095 0.374 0.0036 12 19.4 20 22 18 0.0441 0.31 0.014 10 41.7 50 57 50 3.5 0.0085 0.31 0.003 12 16.72 20 22 18 84 Đồ án thiết kế hệ thống lạnh SVTH: Đào Xuân Lộc TÀI LIỆU THAM KHẢO Một số tài liệu mạng thông số gas, dầu máy nén thông số truyền nhiệt cách nhiệt http://tamtri.net/thong-so-ky-thuat-gas-lanh-r404a.html? fbclid=IwAR1UN_ffcTXyh5INdUYdFXNSUUSB0arcQTOA9qM_D3Xecc2T1q p3elfIt84 Thông số truyền nhiệt cho cách nhiệt Polyurethane https://kirby.vn/vn/products/pre-engineered-steelbuildings/insulation/polyurethane-insulated-panels/specificatione/? fbclid=IwAR12irHfBplptmxgsGlkRa0RmP_CIvpGZP52qyilhjn2q9FrPFbCD5C3ME 85 ... 153.6 115 .2 153.6 4 32 4 32 26 .25 22 6 .2 26 .25 26 .25 26 .25 26 .25 26 .25 26 .25 26 .25 26 .25 2 0.85 0.85 2 2 2 2 2 2 2 3 .2 0.31 0.85 0.85 3 .2 0.31 0.85 0.85 1.14 3 .2 0.31 5 .21 5 .21 6.35 Dòng nhiệt ảnh... 0 .23 2 4 32 4 32 115 .2 26 .25 26 .25 -18 -18 -18 4.43 1.78 1.18 24 6.4 0 .23 2 153.6 -18 -18 18 6.4 0 .23 2 115 .2 26 .25 -18 1.18 24 6.4 0 .23 2 153.6 -18 -18 18 18 18 24 24 6.4 0 .23 2 0.187 0 .23 2 4 32 4 32 57.6... 0. 025 ( 125 0/5) = 6 .25 (tấn /24 h) TT M Buồng Buồng Buồng Buồng Buồng 6 .25 6 .25 6 .25 6 .25 6 .25 T1 h1 T2 h2 Q2 (oC) (kJ/kg) (oC) (kJ/kg) (kW) 6 6 22 9.9 22 9.9 22 9.9 22 9.9 22 9.9 2 2 21 7.8 21 7.8 21 7.8