Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối đặt tại Kiên Giang

GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối đặt Kiên Giang Phạm Thanh Minh minh.pt175415@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật nhiệt Chun ngành Lạnh Điều hịa khơng khí Giảng viên hướng dẫn: Th.S Vũ Tuấn Anh Bộ môn: Viện: Kỹ thuật lạnh điều hịa khơng khí Khoa học & Công nghệ Nhiệt-Lạnh HÀ NỘI, 11/2020 Chữ ký GVHD GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Phạm Thanh Minh Mã số SV: 20175415 Lớp-Khóa: KTN.04-K62 Nội dung đồ án môn học: Thiết kế hệ thống lạnh cho kho cấp đông, kho phân phối đặt Kiên Giang với thông số sau: Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh đông : 800 Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh : 1300 Năng suất cấp đông : 17 tấn/mẻ Thời gian cấp đông sản phẩm : 18 giờ/mẻ Sản phẩm : 1/4 bò Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm đông lạnh : -18 oC Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm lạnh : oC Nhiệt độ cấp đông : -30 oC Môi chất sử dụng hệ thống lạnh : NH3 Bơm môi chất lạnh (có/khơng) : Có () / Khơng (X) Thiết bị cấp đông : Cấp đông hầm Nền kho kết cấu bê tông, cách nhiệt, cách ẩm Các yêu cầu thực hiện: - 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 tính kiểm tra máy nén - Tính chọn thiết bị ngưng tụ, bay hơi, tiết lưu… - Chọn thiết bị phụ cho hệ thống lạnh GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Tuấn Anh tận tình hướng dẫn em bạn trọng nhóm suốt thời gian thực đồ án Nhờ bảo dạy dỗ thầy mà em thêm phần hiểu bước thực hoàn thiện đồ án Có hơm q trình làm em thắc mắc nhắn tin thầy lúc khuya thầy tận tình trả lời cho em hiểu cặn cẽ vấn đề Nếu khơng có hướng dẫn bảo tận tình thầy đồ án em khó hồn thành cách chọn vẹn Một lần nữa, em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh LỜI NÓI ĐẦU Từ lâu người biết tận dụng nhiệt lạnh thiên nhiên 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 cơng nghiệp, nơng 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 đơng để xuất Nhưng nước ta cịn kho lạnh bảo quản, khơng đáp ứng đủ nhu cầu Áp dụng kiến thức học, em xin làm đồ án với đề tài “Thiết kế hệ thống lạnh cho kho lạnh phân phối thịt bị đơng lạnh sử dụng mơi chất NH3” Với tư cách sinh viên chuyên ngành Lạnh điều hòa khơng khí, mơn học giúp cho sinh viên có nhìn thực tế người kỹ sư gặp vấn đề thiết kế xây dựng kho lạnh Trong q trình hồn thành đồ án em hướng dẫn thầy Vũ Tuấn Anh Em xin chân thành cảm ơn mong nhận góp ý giúp đỡ đồ án hoàn thành tiến độ đạt nôi dung yêu cầu đặt GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI VÀ QUY HOẠCH MẶT BẰNG 1.1 1.2 Tổng quan .1 1.1.1 Đặc điểm khí hậu địa lí khu vực thiết kế 1.1.2 Tổng quan kho lạnh .1 1.1.3 Những số liệu chế độ bảo quản sản phẩm 1.1.4 Phương pháp làm lạnh quy trình xử lý lạnh 1.1.5 Phương pháp xếp dỡ - máy nâng hạ Tính dung tích kho lạnh bố trí mặt .8 1.2.1 Buồng bảo quản lạnh 1.2.2 Buồng bảo quản đông .11 1.2.3 Buồng kết đông 12 1.3 Bảng kết 13 1.4 Quy hoạch mặt kho lạnh .13 CHƯƠNG TÍNH CÁCH NHIỆT – CÁCH ẨM KHO LẠNH 18 2.1 2.2 2.3 2.4 Đặc điểm cấu trúc kho lạnh thông số panel 18 2.1.1 Đặc điểm cấu trúc kho lạnh 18 2.1.2 Đặc điểm panel 19 Tính cách nhiệt cho tường trần nhờ panel 21 2.2.1 Chọn pannel theo nhiệt độ 21 2.2.2 Kiểm tra lại chiều dày hệ số truyền nhiệt panel 21 2.2.3 Kiểm tra đọng sương, đọng ẩm .23 Chọn kết cấu kho lạnh 23 2.3.1 Chọn kết cấu cho buồng bảo quản lạnh 23 2.3.2 Chọn kết cấu buồng bảo quản đông buồng kết đông 24 Bảng kết 25 CHƯƠNG TÍNH TỐN PHỤ TẢI LẠNH .26 3.1 Tổng quan .26 3.2 Tính toán cụ thể .26 3.2.1 Tổn thất truyền nhiệt qua kết cấu bao che Σ Q1 26 3.2.2 Tổn thất sản phẩm tỏa Σ Q2 29 GVHD: Vũ Tuấn Anh 3.2.3 SVTH: Phạm Thanh Minh Tổn thất vận hành Σ Q4 .30 3.3 Tính phụ tải cho máy nén thiết bị .31 3.4 Bảng kết tính tốn 33 CHƯƠNG TÍNH TỐN CHU TRÌNH LẠNH, TÍNH CHỌN MÁY NÉN 34 4.1 Đặc điểm tính mơi chất lạnh NH3 sử dụng hệ thống lạnh 34 4.2 Chọn thông số chế độ làm việc 34 4.3 4.4 4.5 4.6 4.2.1 Nhiệt độ sôi môi chất lạnh to 34 4.2.2 Nhiệt độ ngưng tụ môi chất tk 34 4.2.3 Nhiệt độ lạnh tql 35 4.2.4 Nhiệt độ hút th 35 4.2.5 Bảng nhiệt độ theo buồng .36 Buồng kết đông .36 4.3.1 Lựa chọn chu trình 36 4.3.2 Tính thông số chọn máy nén 38 Buồng bảo quản đông 43 4.4.1 Lựa chọn chu trình 43 4.4.2 Tính thơng số chọn máy nén 46 Buồng bảo quản lạnh .50 4.5.1 Lựa chọn chu trình 50 4.5.2 Tính thơng số chọn máy nén 52 Bảng kết chọn máy nén 55 CHƯƠNG TÍNH CHỌN BÌNH NGƯNG, DÀN BAY HƠI VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ .56 5.1 5.2 5.3 Thiết bị ngưng tụ 56 5.1.1 Buồng kết đông 56 5.1.2 Buồng bảo quản “BQĐ+BQL” .59 Thiết bị bay .61 5.2.1 Dàn bay cho buồng kết đông 61 5.2.2 Dàn bay cho buồng bảo quản đông 62 5.2.3 Dàn bay cho buồng bảo quản lạnh 63 5.2.4 Bảng kết chọn thiết bị bay 64 Thiết bị tiết lưu 65 5.3.1 Buồng kết đông 65 GVHD: Vũ Tuấn Anh 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 SVTH: Phạm Thanh Minh 5.3.2 Buồng bảo quản đông .66 5.3.3 Buồng bảo quản lạnh 66 Bình chứa cao áp 67 5.4.1 Buồng kết đông 68 5.4.2 Buồng bảo quản “BQĐ+QBL” .68 Bình tách lỏng .69 5.5.1 Buồng kết đông 70 5.5.2 Buồng bảo quản đông .70 5.5.3 Buồng bảo quản lạnh 71 Bình chứa dự phịng 71 5.6.1 Buồng kết đông 72 5.6.2 Buồng bảo quản “Đơng+Lạnh” 72 Bình chứa thu hồi 72 5.7.1 Buồng kết đông 73 5.7.2 Buồng bảo quản “Đơng+Lạnh” 73 Bình trung gian 73 5.8.1 Buồng kết đông 74 5.8.2 Buồng bảo quản đông .75 5.8.3 Buổng bảo quản lạnh 76 5.9 Tháp giải nhiệt .76 5.10 Bình chứa dầu 77 5.11 Bình tách dầu 78 CHƯƠNG TÍNH TOÁN VÀ CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 79 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hình ảnh minh họa xe trở vận chuyển sản phẩm Hình 4.1 Sơ đồ chu trình cấp nén buồng kết đông 37 Hình 4.2 Thông số máy nén trục vít cấp buồng kết đơng 42 Hình 4.3 Thơng số hình học máy nén trục vít buồng kết đơng 43 Hình 4.4 Sơ đồ chu trình cấp nén buồng bảo quản đông 44 Hình 4.5 Thông số máy nén pistong buồng bảo quản đông 49 Hình 4.6 Thông số máy nén pistong cấp buồng bảo quản đông .50 Hình 4.7 Sơ đồ nguyên lý cấp buồn bảo quản lạnh 51 Hình 4.8 Thông số máy nén pistong cấp buồng bảo quản lạnh 54 Hình 4.9 Thông số kích thước máy nén buồng bảo quản lạnh 54 Hình 5.1 Thiết bị ngưng tụ ống vỏ nằm ngang môi chất NH3 56 Hình 5.2 Đồ thị miêu tả hiệu nhiệt độ trung bình logarit 57 Hình 5.3 Thông số thiết bị bay buồng kết đông 62 Hình 5.4 Thông số thiết bị bay cho buồng bảo quản đông 63 Hình 5.5 Thông số thiết bị bay buồng bảo quản lạnh 64 Hình 5.6 Thông số thiết bị tiết lưu nhiệt buồng kết đông 65 Hình 5.7 Thông số van tiết lưu nhiệt buồng bảo quản đông 66 Hình 5.8 Thông số thiết bị tiết lưu nhiệt buồng bảo quản lạnh 67 Hình 5.9 Bình chứa cao áp 67 Hình 5.10 Cấu tạo bình tách lỏng 69 Hình 5.11 Bình làm mát trung gian đặt đứng ống xoắn môi chất NH3 .74 Hình 5.12 Cấu tạo thiết bị tháp giải nhiệt 76 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Bảng kết chiều dày hệ số truyền nhiệt 25 Bảng 3.1 Bảng phụ tải nhiệt truyền qua kết cấu bao che 27 Bảng 3.2 Bảng nhiệt độ entanpy sản phẩm buồng kết đông 29 Bảng 3.3 Bảng nhiệt độ entanpy sản phầm buồng bảo quản đông 30 Bảng 3.4 Bảng tổn thất nhiệt Q21 buồng bảo quản lạnh 30 Bảng 3.5 Tổn thất vận hành Q4 buồng kết đông 31 Bảng 3.6 Tổn thất vận hành Q4 buồng bảo quản đông 31 Bảng 3.7 Tổn thất vận hành Q4 buồng bảo quản lạnh 31 Bảng 3.8 Hệ số lạnh ứng với nhiệt độ t0 32 Bảng 3.9 Năng suất lạnh 32 Bảng 3.10 Bảng tổng kết tính tốn tổn thất nhiệt 33 Bảng 4.1 Thông số nhiệt độ áp suất bay ngưng tụ buồng KĐ 36 Bảng 4.2 Bảng thông số điểm nút chu trình buồng kết đông 37 Bảng 4.3 Thông số máy nén BKĐ 42 Bảng 4.4 Bảng nhiệt độ áp suất ngưng tụ, bay buồng BQĐ .43 Bảng 4.5 Bảng thông số điểm nút chu trình buồng BQĐ 45 Bảng 4.6 Thông số máy nén buồng BQĐ 49 Bảng 4.7 Xác định điểm nút chu trình buồng BQL 51 Bảng 4.8 Bảng thông số máy nén buồng BQL 53 Bảng 4.9 Bảng kết tính tốn thơng số máy nén lý thuyết thực tế 55 Bảng 5.1 Chọn bình ngưng tụ ống vỏ nằm ngang, NH3 buồng kết đơng 58 Bảng 5.2 Chọn bình ngưng ống vỏ nằm ngang amoniac, buồng bảo quản 60 Bảng 5.3 Bảng kết tính chọn thiết bị bay 64 Bảng 5.4 Thơng số bình chứa cao áp buồng kết đơng 68 Bảng 5.5 Thơng số bình chứa cao áp buồng bảo quản 68 Bảng 5.6 Thơng số bình tách lỏng buồng kết đông .70 Bảng 5.7 Thông số bình tách lỏng buồng bảo quản đơng 71 Bảng 5.8 Thơng số bình tách lỏng buồng bảo quản lạnh 71 Bảng 5.9 Thơng số bình chứa thu hồi buồng kết đơng 73 Bảng 5.10 Thơng số bình chứa thu hồi buồng bảo quản 73 Bảng 5.11 Thơng số bình trung gian buồng kết đông 75 Bảng 5.12 Thông số bình trung gian buồng bảo quản đơng 75 Bảng 5.13 Thơng số bình trung gian buồng bảo quản lạnh .76 Bảng 5.14 Thông số tháp giải nhiệt 77 Bảng 5.15 Thơng số bình chứa dầu 77 Bảng 6.1 Thơng số đường kính ống 80 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Hình 5.18 Thông số thiết bị tiết lưu nhiệt buồng bảo quản lạnh 5.4 Bình chứa cao áp Bình chứa cao áp thường đặt bên bình ngưng tụ dùng để chứa lỏng ngưng tụ giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ, trì cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu Hình 5.19 Bình chứa cao áp Tính chọn thể tích bình theo tài liệu (Kĩ thuật lạnh-trang 180): Với hệ thống cấp lỏng từ xuống (kiểu khơ), bình phải chứa 30% tồn thể tích dàn bay đó: VBCK ˃ 0,6.VBH Với hệ thống cấp lỏng từ lên (kiểu ngập), bình phải chứa 60% tồn thể tích dàn bay đó: VBCN ˃ 1,2.VBH 67 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Trong  VBCK – thể tích bình chứa cao áp kiểu khơ  VBCN – Thể tích bình chứa cao áp kiểu ngập  VBH – thể tích hệ thống bay Ở đồ án ta chọn bình chứa cao áp kiểu ngập lấy hệ số an tồn 1,2 thì: Bình chưa kiểu khô: PT 5.26 VBCK ˃ 1,2.1,2.VBH = 1,44.VBH 5.4.1 Buồng kết đông Theo kết chọn thiết bị bay buồng kết đơng (bảng chương 5.2.4), tích chứa NH3 thiết bị bay buồng kết đơng là: VBH=4.46,9=187,6 (lít) = 0,1876 (m3) Theo công thức (5.4) ta xác định sức chứa bình cao áp: VCAKĐ = 1,44.Vd = 1,44 0,1876 = 0,27 (m3) Từ sức chứa bình cao áp ta chọn loại bình chứa cao áp theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh-Nguyễn Đức Lợi-trang 310): Bảng 5.24 Thơng số bình chứa cao áp buồng kết đơng Loại bình 0,4PB 5.4.2 Kích thước,mm DxS L H 426 x 10 3620 570 Dung tích, Khối lượng, m3 kg 0,4 410 Buồng bảo quản “BQĐ+QBL” Ta chọn bình chứa cao áp cho hệ thống bảo quản đông bảo quản lạnh Theo kết chọn thiết bị bay (bảng chương 5.2.4) ta có: a) Thể tích NH3 chứa thiết bị bay buồng bảo quản đông: VBHbqđ = 6.9,1 = 54,6 (lít) = 0,0546 (m3) b) Thể tích NH3 chứa 10 thiết bị bay buồng bảo quản lạnh: VBHbql = 4.46,9 = 115 (lít) = 0,115 (m3) ΣVBH = VBHbqđ + VBHbql = 0,0546 + 0,115 = 0,1696 (m3) Theo công thức (5.4) ta xác định sức chứa buồng cao áp: VCAbqq = 1,44.∑VBH = 1,44 0,1696 = 0,24 (m3) Từ sức chứa bình cao áp ta chọn loại bình chứa cao áp theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh-Nguyễn Đức Lợi-trang 310): Bảng 5.25 Thông số bình chứa cao áp buồng bảo quản Loại bình Kích thước,mm DxS L H Dung tích, Khối lượng, m3 kg 68 GVHD: Vũ Tuấn Anh 0,4PB SVTH: Phạm Thanh Minh 426 x 10 3620 570 0,4 410 5.5 Bình tách lỏng Nhiệt vụ Bình tách lỏng có nhiệm vụ tách giọt chất lỏng khỏi luồng hút máy nén, tránh cho máy nén không hút phải lỏng gây va đâp thủy lực làm hư hỏng máy nén Bình tách lỏng thường dùng cho NH3 Cấu tạo Bình tách lỏng đơn giản bình trụ đặt đứng lắp đặt đường hút từ thiết bị bay máy nén Hình 5.20 Cấu tạo bình tách lỏng Trong hệ thống lạnh đại, bình tách lỏng trang bị thiết bị tự động ngắt mạnh, ngừng máy nén mức lỏng bình lên mức nguy hiểm Khi cấp lỏng cho dàn lạnh tín hiệu q nhiệt bình tách lỏng khơng có lỏng cho dàn lạnh tín hiệu q nhiệt bình tách lỏng khơng có lỏng Ở chết độ làm việc máy nén u cầu nhiệt độ phịng cần bình tách lỏng Để an tồn tuyệt đối ta đầu tư thêm hệ thống bình chứa dự phịng phần (CHƯƠNG 5.7) 69 GVHD: Vũ Tuấn Anh 5.5.1 SVTH: Phạm Thanh Minh Buồng kết đơng Xác định bình tách lỏng dựa vào ống nối đường hút máy nén hạ áp Vì catalog hãng (MYCOM) khơng hiển thị đường kính cửa hút cửa đẩy máy nén Nên theo sách (Thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 345) ta có cơng thức tính đường kính: d= Trong đó: √ PT 5.27 m1 v1 π ω  Lưu lượng khối lượng môi chất vào máy nén hạ áp: m1=0,096 (kg/s)  Thể tích riêng mơi chất vào máy nén hạ áp: v1=1,548 (m3/kg)  ω chọn theo môi chất NH3 (bảng 10-1 trang 345): ω=15 (m/s) Thay vào cơng thức 5.6 ta xác định đường kính cửa hút vào máy nén hạ áp: d= √ 4.0 , 096 ,548 =0 ,112 ( m ) π 15 Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 311) ta chọn moden bình trung gian: Bảng 5.26 Thơng số bình tách lỏng buồng kết đơng Bình tách lỏng DxS 600x8 125-0Жr 5.5.2 Kích thước, mm D B 125 1080 H 2100 Khối lượng, Kg 313 Buồng bảo quản đông Đường kính cửa hút máy nén buồng bảo quản đơng: d= Trong đó: √ m1 v1 π ω  Lưu lượng khối lượng môi chất vào máy nén hạ áp: m1=0,041 (kg/s)  Thể tích riêng môi chất vào máy nén hạ áp: v1=0,985 (m3/kg) ω chọn theo môi chất NH3 (bảng 10-1 trang 345): ω=15 (m/s) Thay vào công thức ta được: d= √ 4.0 , 985 041 =0 , 06 ( m ) π 15 Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 312) ta chọn moden bình trung gian: 70 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Bảng 5.27 Thơng số bình tách lỏng buồng bảo quản đơng Bình tách lỏng DxS 70-0Жr 5.5.3 426x10 Kích thước, mm D B 70 890 H 1750 Khối lượng, Kg 210 Buồng bảo quản lạnh Đường kính cửa hút máy nén buồng bảo quản đơng: d= Trong đó: √ m1 v1 π ω  Lưu lượng khối lượng môi chất vào máy nén hạ áp: m1=0,135 (kg/s)  Thể tích riêng mơi chất vào máy nén hạ áp: v1=0,412 (m3/kg) ω chọn theo môi chất NH3 (bảng 10-1 trang 345): ω=15 (m/s) Thay vào công thức ta được: d= √ 4.0 , 135 412 =0 , 07 ( m ) π 15 Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 312) ta chọn moden bình trung gian: Bảng 5.28 Thơng số bình tách lỏng buồng bảo quản lạnh Bình tách lỏng 70-0Жr DxS 426x10 Kích thước, mm D B 70 890 H 1750 Khối lượng, Kg 210 5.6 Bình chứa dự phịng Bình chứa dự phịng sử dụng hệ thống lạnh amoniac khơng có bơm tuần hồn mơi chất lắp bình tách lỏng kiểu hình trụ để chứa môi chất lỏng từ dàn lạnh phun trường hợp phụ tải nhiệt tăng Ở chế độ làm việc bình thường:  Bình chứa cao cáp chứa 50% dung tích  Bình chứa tuần hồn chứa 30% dung tích (khơng có)  Bình chứa thu hồi dự phịng để trống Khi bình chứa dự phịng đặt đứng đảm nhiệm ln chức bình tách lỏng Thể tích bình chứa lỏng tính theo biển thức: Đối với bình chứa dự phịng nằm ngang: PT 5.28 VDP = 0,35.VD 71 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Trong đó:  VDP – Thể tích bình hứa dự phịng  VD – Thể tích hệ thống thiết bị bay 5.6.1 Buồng kết đông Theo kết chọn thiết bị bay buồng kết đơng (bảng chương 5.2.4), tích chứa NH3 thiết bị bay buồng kết đơng là: VBH=4.46,9=187,6 (lít) = 0,188 (m3) Theo cơng thức (5.4) ta xác định sức chứa bình cao áp: VDP = 1,44.VBH = 1,44 0,1876 = 0,27 (m3) 5.6.2 Buồng bảo quản “Đông+Lạnh” Theo kết chọn thiết bị bay buồng bảo quản (bảng chương 5.2.4), tích chứa NH3 thiết bị bay buồng bảo quản đông 10 thiết bị bay buồng bảo quản lạnh là: VBH = 6.9,1 + 10.11,5=169,6 (lít) = 0,17 (m3) Theo công thức (5.4) ta xác định sức chứa bình cao áp: VDP = 1,44.VBH = 1,44 0,17 = 0,25 (m3) 5.7 Bình chứa thu hồi Bình thu hồi dùng để chứa mơi chất lỏng từ dàn bay phá băng nóng phun Bình hình trụ nằm ngang thẳng đứng Bình có đường nối với dàn bay vị trí xả lỏng cấp nóng phá băng có đường nối với nén để ép lỏng trở lại bình chứa cao áp trạm tiết lưu Bình thu hồi cần phải chứa tồn thể tích dàn lạnh lớn với hệ số chứa 80% Và lấy hệ số an tồn (1,2) Như thể tích bình chứa thu hồi xác định công thức: VTH ≥ V D max ,2= 1,5.VDmax 0,8 PT 5.29 Trong đó:  VDmax thể tích bên dàn bay lớn  VTH thể tích bình chứa thu hồi 5.7.1 Buồng kết đông Xác định VDmax từ chương chọn thiết bị bay hơi: VDmaxKĐ =46,9 (lít) = 0,047 (m3) Vậy từ cơng thức 5.6 ta xác định thể tích bình chứa thu hồi: VTH = 1,5.0,1876=0,07 (m3) 72 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi) ta chọn bình thu hồi: Bảng 5.29 Thơng số bình chứa thu hồi buồng kết đơng Loại bình 0,75PB 5.7.2 Kích thước, mm DxS L H Dung tích, m3 600 x 3000 500 0,75 Khối lượng, kg 430 Buồng bảo quản “Đông+Lạnh” Xác định VDmax từ chương chọn thiết bị bay hơi: VDmaxBBQ = 11,5 (lít) = 0,0115 (m3) Vậy từ cơng thức 5.6 ta xác định thể tích bình chứa thu hồi: VTH = 1,5.0,0115=0,01725 (m3) Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi) ta chọn bình thu hồi: Bảng 5.30 Thơng số bình chứa thu hồi buồng bảo quản Loại bình 0,75PB Kích thước, mm DxS L H Dung tích, m3 600 x 3000 500 0,75 Khối lượng, kg 430 5.8 Bình trung gian Nhiệm vụ Bình trung gian sử dụng máy lạnh nhiều cấp có làm mát trung gian nhờ tiết lưu phần mơi chất lỏng Bình trung gian có nhiệm vụ làm mát trung gian phần hay hồn tồn mơi chất cấp nén áp thấp để lạnh lỏng trước vào van tiết lưu cách bay phần lỏng áp suất nhiệt độ trung gian Cấu tạo Hai loại bình trung gian sử dụng chủ yếu bình trung gian làm mát tồn phần hút máy nén cao áp đặc biệt loại có ống xoắn 73 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Hình 5.21 Bình làm mát trung gian đặt đứng ống xoắn mơi chất NH3 Bình trung gian chọn theo đường kính ống hút vào máy nén cấp áp cao Khi tốc độ bình theo tiết diện ngang không 0,5 m/s, tốc độ lỏng ống xoắn từ 0,4 đến 0,7 m/s, hệ số truyền nhiệt ống xoắn 580÷700 W/m2K 5.8.1 Buồng kết đơng Vì catalog hãng (MYCOM) khơng hiển thị đường kính cửa hút cửa đẩy máy nén pittong Nên theo sách (Thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 345) ta có cơng thức tính đường kính: d= Trong đó: √ PT 5.30 m3 v π ω  Lưu lượng khối lượng môi chất vào máy nén cao áp: m3=0,109 (kg/s)  Thể tích riêng mơi chất vào máy nén cao áp: v3=0,366 (m3/kg)  ω chọn theo môi chất NH3 (bảng 10-1 trang 345): ω=15 (m/s) Thay vào công thức (5,8) ta được: d= √ 4.0 , 109 ,366 =0 , 058 ( m) π 15 Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 312) ta chọn moden bình trung gian: Bảng 5.31 Thơng số bình trung gian buồng kết đơng Bình Kích thước mm Diện tích thể tích khối 74 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh trung gian DxS d H 60ПC3 600 x 150 2800 5.8.2 bề mặt ống soắn, m 6,3 bình , m3 lượng kg 1,15 800 Buồng bảo quản đơng Đường kính cửa hút máy nén buồng bảo quản lạnh: d= Trong đó: √ PT 5.31 m3 v π ω  Lưu lượng khối lượng môi chất vào máy nén cao áp: m3=0,05 (kg/s)  Thể tích riêng mơi chất vào máy nén cao áp: v3=0,275 (m3/kg)  ω chọn theo môi chất NH3 (bảng 10-1 trang 345): ω=15 (m/s) Thay vào công thức (5,8) ta được: d= √ 4.0 , 05 275 =0 , 034 ( m ) π 15 Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 312) ta chọn moden bình trung gian: Bảng 5.32 Thơng số bình trung gian buồng bảo quản đơng Kích thước mm Bình trung gian 40ПC3 5.8.3 DxS d H 426x10 70 2390 Diện tích bề mặt ống soắn, m2 1,75 thể tích bình , m3 khối lượng kg 0,22 330 Buổng bảo quản lạnh Đường kính cửa hút máy nén buồng bảo quản lạnh: d= Trong đó: √ m1 v1 π ω  Lưu lượng khối lượng môi chất vào máy nén cao áp: m1=0,135 (kg/s)  Thể tích riêng mơi chất vào máy nén cao áp: v1=0,412 (m3/kg)  ω chọn theo môi chất NH3 (bảng 10-1 trang 345): ω=15 (m/s) Thay vào công thức ta được: 75 GVHD: Vũ Tuấn Anh d= √ SVTH: Phạm Thanh Minh 4.0 , 135 412 =0 , 069 ( m ) π 15 Theo tài liệu (thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi – trang 312) ta chọn moden bình trung gian: Bảng 5.33 Thơng số bình trung gian buồng bảo quản lạnh Kích thước mm Bình trung gian 80ПC3 DxS d H 800x8 150 2920 Diện tích bề mặt ống soắn, m2 thể tích bình , m3 khối lượng kg 0,67 570 4,3 5.9 Tháp giải nhiệt Nhiệm vụ Tháp giải nhiệt thải toàn lượng nhiệt q trình ngưng tụ mơi chất lạnh bình ngưng tỏa Chất tải nhiệt trung gian nước Nhờ quạt gió dàn phun mưa, nước bay phần giảm nhiệt độ xuống tới mức yêu cầu để bơm trở lại bình ngưng nhận nhiệt ngưng tụ Hình 5.22 Cấu tạo thiết bị tháp giải nhiệt Ở đồ án tính tốn cho hệ thống kết đông bảo quản riêng biệt Nên chọn hệ thống tháp giải nhiệt riêng biệt Từ chương trước ta xác định nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt vào bình ngưng tụ Nhiệt thải ngưng tụ buồng kết đông: QkKĐ = 140,6 (kW) = 39 (ton) Nhiệt thải ngưng tụ buồng bảo quản “BQĐ+BQL”: QkBBQ = QkBQĐ + QkBQL = 239,15 (kW) = 68 (ton) Theo tài liệu (Thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi): Từ nhiệt thải ngưng tụ chọn thiết bị tháp giải nhiệt phù hợp: 76 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Bảng 5.34 Thông số tháp giải nhiệt Tháp giải nhiệt Thông số Buồng kết đông (Qk=39 ton) Buồng bảo quản (Qk=68 ton) 8,67 2067 1910 80 80 330 1,5 17,4 2487 2230 100 100 450 1,5 Số lượng (Chiếc) Lưu lượng nước (l/s) Chiều cao tháp (mm) Chiều rộng tháp (mm) Đường nước vào (mm) Đường nước (mm) Lưu lượng gió (m3/ph) Cơng suất quạt (kW) 5.10 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 để giảm tổn thất nguy hiểm xả dầu từ áp suất cao Bình chứa dầu có dạng hình trụ đặt đứng, có đường nối với đường xả dầu thiết bị, đường nối với ống hút máy nén đường xả dầu phải trang bị áp kế Dầu xả bình chênh lệch áp suất, áp suất bình hút giảm xuống 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 (Thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi) ta chọn thiết bị chứa dầu: Bảng 5.35 Thơng số bình chứa dầu Bình chứa dầu 150CM Kích thước, mm DxS B 159x4,5 600 H 770 Thể tích bình, m3 Khối lượng, kg 0,008 18,5 5.11 Bình tách dầu NH3 mơi chất hịa tan dầu tốt Bình tách dầu dùng để tách dầu khỏi môi chất để khơng vào thiết bị trao đổi nhiệt bay ngưng tụ Bình tách dầu làm việc theo nhiều nguyên lý thay đổi hướng tốc độ chuyển động… Việc chọn bình tách dầu vào đường ống đẩy môi chất khỏi máy nén Với tốc độ lưu lượng đầu đẩy máy nén sử dụng mơi chất NH3 tốc độ nằm khoảng 15 – 25 m/s (chọn 15m/s) Lưu lượng 77 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh  Với buồng kết đơng Đường kính ống đẩy môi chất khỏi máy nén cao áp: d= √ √ m3 v 4.0,109 0,366 = =0,058( m) π ω π 15 PT 5.32 Theo tài liệu [1], ta chọn bình tách dầu 60 – MO  Với buồng bảo quản đơng Đường kính ống đẩy môi chất khỏi máy nén cao áp: d= √ √ m3 v 4.0,083 0,42 = =0,035(m) π ω π 15 Theo tài liệu [1], ta chọn bình tách dầu 40 – MO  Với buồng bảo quản lạnh Đường kính ống đẩy mơi chất khỏi máy nén cao áp: d= √ √ m1 v2 4.0,135 0,412 = =0,069(m) π ω π 15 Theo tài liệu [1], ta chọn bình tách dầu 70 – MO 5.12 78 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ CHỌN ĐƯỜNG ỐNG Để tính tốn đường kính ống dẫn, theo tài liệu [1], ta áp dụng công thức: d i= √ PT 6.33 v (m) π ω 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 6.13 Tốc độ dòng chảy theo trường hợp Đường hút máy lạnh nén 15 Đường đẩy máy lạnh nén 15 Đường dẫn lỏng máy lạnh nén * Đối với đường kính ống dẫn từ dàn đến bình tuần hồn Dựa vào phần tính tốn lựa chọn dàn lạnh chương V, ta có thơng số đường kính kết nối vào dàn lạnh Dựa vào bảng 10-2 tài liệu [1], ta tra thông số đường kính ngồi quy chuẩn kích thước quy chuẩn tương ứng kèm Áp dụng công thức 6.1, ta có: V= d 2i π ω PT 6.34 Áp dụng cơng thức 6.2 với kích thước đường kính vừa tra được, kết hợp với bảng 6.1, ta tìm lưu lượng thể tích qua dàn Từ giá trị lưu lượng thể tích vừa tìm được, áp dụng công thức 6.1 kết hợp bảng 6.1, ta tìm đường kính ống dẫn Lặp lại bước làm tương tự, ta có bảng giá trị đường ống dẫn từ dàn lạnh đến bình tuần hoàn theo buồng sau: * Đối với đường kính ống đầu đẩy đầu hút máy nén Dựa theo catalog kĩ thuật phụ lục II, ta tra thông số sau: 79 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh Bảng 6.36 Thơng số đường kính ống Tên phịng Loại máy nén Ống Hút HA Kết đông cấp BQĐ cấp BQL cấp Đẩy HA Hút CA Đẩy CA Lỏng CA Hút HA Đẩy HA Hút CA Đẩy CA Lỏng CA Hút Đẩy Lỏng CA Thể Lưu tích lượng riêng G (m3/kg) (kg/s) Lưu lượng V (m3/s) Vận tốc dòng chảy (m/s) Đường kính sơ (m) Đường kính danh nghĩa (mm) Đường kính ngồi (mm) Đường kính (mm) Chiều dày (mm) 1,548 0,487 0,366 0,111 0,002 0,901 0,367 0,275 0,106 0,0017 0,412 0,112 0,0017 0,1486 0,0468 0,0399 0,0121 0,0002 0,0369 0,0150 0,0138 0,0053 0,0001 0,0556 0,0151 0,0002 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 0,1123 0,0630 0,0582 0,0320 0,0167 0,0560 0,0357 0,0342 0,0212 0,0104 0,0687 0,0358 0,0171 125 70 70 32 20 70 40 40 25 15 70 40 20 133 76 76 38 22 76 45 45 32 18 76 45 22 125 69 69 33,5 18 69 40,5 40,5 27,5 14 69 40,5 18 3,5 3,5 2,25 3,5 2,25 2,25 2,25 3,5 2,25 0,096 0,096 0,109 0,109 0,109 0,041 0,041 0,05 0,05 0,05 0,135 0,135 0,135 80 GVHD: Vũ Tuấn Anh SVTH: Phạm Thanh Minh TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh (Thầy nguyễn Đức Lợi) Giáo trình kỹ thuật lạnh sở ứng dụng (Thầy Nguyễn Đức Lợi) Máy thiết bị lạnh (Thầy Nguyễn Đức Lợi Thầy Phạm Văn Tùy) TCVN 5687 2010 Về thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí 81