Bài tập lớn kỹ thuật lạnh tính toán, thiết kế hệ thống làm lạnh phục vụ cho một kho lạnh bảo quản

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG BỘ MƠN VI KHÍ HẬU – MTXD MƠN HỌC: KĨ THUẬT LẠNH BÀI TẬP LỚN KỸ THUẬT LẠNH Sinh viên thực hiện: Họ tên: NGUYỄN KIỀU TRANG Lớp: 65HKC1 MSSV: 203065 GVHD : Nguyễn Văn Hùng BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang MỤC LỤC I CHỌN THƠNG SỐ TÍNH TỐN .4 1.1 Nhiệt độ độ ẩm 1.2 Thơng số kích thước kho lạnh .4 1.3 Chọn vật phẩm thông số tương ứng 1.4 Thể tích chất tải II TÍNH TỐN CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT 2.1 Chọn kết cấu cách nhiệt cách ẩm 2.2 Tính chiều dày cách nhiệt kết cấu bao che 2.3 Kiểm tra đọng sương bề mặt kết cấu 12 2.4 Kiểm tra đọng ẩm lòng kết cấu 12 a Đối với tường .13 b Kiểm tra đọng ẩm mái 16 III TÍNH NHIỆT CHO KHO LẠNH 19 3.1 Tính tốn tải trọng lạnh 19 3.1.1 Tính tổn thất lạnh truyền qua kết cấu bao che .19 3.1.2 Tính tổn thất lạnh để bảo quản vật phẩm 22 3.1.3 Lượng lạnh mát thơng gió .24 3.1.4 Tính tổn thất lạnh mát trDnh vâ Fn hành 24 3.2 Tổng kết dòng nhiệt tải thiết bị máy nén 26 IV CHỌN PHƯƠNG ÁN, TÍNH TỐN CHU TRÌNH VÀ CHỌN MÁY NÉN 26 4.1 Chọn phương án 26 4.2 Tính tốn chu trDnh chọn thiết bị 26 4.2.1 Chọn thông số chế độ làm việc 26 4.2.2 Tính tốn chu trDnh .27 4.2.3 Chọn máy nén .31 BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang a) Cơ sở lựa chọn 31 V TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ 33 5.1 Thiết bị ngưng tụ 33 5.2 Thiết bị bay 34 5.3 Tính chọn tháp giải nhiệt 37 5.4 Tính chọn thiết bị hồi nhiệt 39 VI TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 40 6.1 TÍNH CHỌN THIẾT BỊ BÌNH CHỨA CAO ÁP 40 6.2 Tính chọn bơm máy cho hệ thống .41 6.3 Tính chọn thiết bị phin lọc 42 6.4 Các loại van .43 VII TÍNH TỐN LỰA CHỌN ĐƯỜNG ỐNG .43 7.1 Tính chọn đường ống dẫn môi chất lạnh 43 Tính tốn chọn đường ống đẩy 44 Tính toán chọn đường ống hút 46 Tính chọn đường ống dẫn nước làm mát thiết bị ngưng tụ 48 THUYẾT MINH BÀI TẬP LỚN KĨ THUẬT LẠNH Tính toán, thiết kế hệ thống làm lạnh phục vụ cho kho lạnh bảo quản BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang I CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN I.1 Nhiệt độ độ ẩm  Nhiệt độ ngồi trời tính tốn : tN = (1- x).ttbmax+x.tmax = 34,6 Nguồn tài liệu tham khảo: 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng xây dựng Địa điểm xây dựng Hải Phòng nên theo QCVN 02:2009/BXD ta lấy thông số nhiệt độ theo trạm Phù Liễn ( Hải Phịng  Nhiệt độ trung bình cực đại tháng cao (tháng 6, 7) : ttbmax = 32.1°C (bảng 2.3)  Nhiệt độ cực đại tuyệt đối (tháng 6, 7) : tmax = 38,5 C (bảng 2.5) x : hệ số an toàn định đến thời gian bảo đảm chế nhiệt phòng tác động biến đổi khơng khí ngồi nhà Lấy x = (0 - 0.4) = 0,4  Độ ẩm trung bình tháng nóng (tháng 6, 7) : φ = 85,8 (bảng 2.10)  ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH LÚC 13H CỦA THÁNG NĨNG 2.13)  Nhiệt độ khơng khí tính tốn bên phòng máy:  tTpm= tNTG + (1 – 3) oC = 32,1 + 1,9 = 34 oC  tTpm  35 oC Trong NHẤT: φ13tb = 77% (BẢNG - tTpm: Nhiệt độ tính tốn bên phịng máy ( oC) - tNTG: Nhiệt độ tính tốn khơng ngồi trời lấy theo hướng dẫn tính tốn tổ chức thơng gió ( oC) I.2 Thơng số kích thước kho lạnh Bản Phòng lạnh Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) Diện tích (m2) g 1.1 Diệ n tích phị ngX BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang Stt Phòng lạnh 28 20 3360 X Diện tích cửa: Cửa ngồi cửa nhau: 2,8= C F ng= FCtr=2,2 6,16 (m2) Để tránh tổn thất nhiệt xạ mặt trời chiếu trực tiếp vào phịng lạnh làm tiêu tốn thêm cơng suất lạnh, ta chọn vị trí đặt phịng máy sát tường hướng Tây kho lạnh 1.3 Chọn vật phẩm thông số tương ứng Bảng 1.2 Các thông số vật phẩm chọn STT Phòng lạnh Sản phẩm Nhiệt độ bảo Độ ẩm Thời gian bảo 80:85 12:18 tháng quản quản (oC) Phòng Thịt lợn ướp lạnh Thông số nhiệt độ bảo quản, độ ẩm thời gian bảo quản tra Bảng 1.2 1.4 - “ Hướng dẫn thiết kế HTL – Nguyễn Đức Lợi ” 1.4 Thể tích chất tải V= hi h (m3) Trong : - h : chiều cao chất tải (m) h = – 0.9 = 5.1 (m) ( 0.9m chiều cao dàn lạnh, lớp cách nhiệt khoảng không gian cần thiết để khơng khí lưu thơng đỡ chất hàng ) - hi : diện tích chất tải hữu ích hi F =  F XD = 0,8 x 560 = 448 XD F : diện tích XD kho bao gồm diện tích chất tải tồn diện tích cịn lại : hệ số sử dụng diện tích cho vật phẩm bảo quản BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang F < 1, giá trị phụ thuộc vào diện tích phịng Phịng lạnh có 100 < F < 400 (m2 ) nên ta chọn F =0.85 (Theo bảng 2-5 “Hướng dẫn thiết kế HTL – Nguyễn Đức Lợi”) Phòng lạnh Diện tích XD (m2) 560 Hệ số sử dụng diện tích F Diện tích chất hi tải hữu ích ( m2) Chiều cao chất tải h (m) Thể tích chất tải V(m3) 448 5.1 2284,8 0,85 Bảng 1.3 Tính tốn thể tích chất tải (m ) 1.5 Dung tích kho E=gvV ( ) = 0,45 x 2284,8 = 1028,16 Trong : - E : dung tích kho (tấn) - V : thể tích chất tải kho (m3) - gv : tiêu chuẩn chất tải (tấn/m3) khơng có kể đến bao bì tùy theo loại mặt hàng – thông số tra “ Bảng 2.4 trang 32 Hướng dẫn thiết kế HTL – Nguyễn Đức Lợi” II TÍNH TỐN CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT Khi tính tốn chiều dày cách nhiệt cho kết cấu kho cần đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo độ bền lâu dài - Chống ẩm đọng lại lòng kết cấu - Tránh đọng sương bề mặt kết cấu - Đảm bảo quy tắc phịng cháy nổ, an tồn cho người, hàng bảo quản - Thuận tiện cho việc bóc dỡ hàng giới - Đảm bảo tối ưu kinh tế II.1 Chọn kết cấu cách nhiệt cách ẩm Kết cấu thông số lựa chọn tương ứng (,  ,) thể bảng 2.1 Trong : BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang -  : độ dày lớp kết cấu (m) -  : hệ số truyền nhiệt lớp kết cấu (W/m.K) -  : hệ số khuyếch tán ẩm vật liệu (g/ m.h.MPa) R= n i i i  (m2.K/W) Lớp cách nhiệt chọn polystirol Các số liệu  ,  tra theo bảng 3.1 3.2 trang 81, 83 sách “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi”; phụ lục _Trang 377 ÷ 379 _ sách ‘‘ Kĩ thuật Thơng gió_GS.Trần Ngọc Chấn’’ phụ lục VII_sách “Các giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam’’ Bảng 2.1 Kết cấu thông số lựa chọn kết cấu Kết cấu δ   (m) (W/m (g/mh K) R(m2.K/W) (Chưa kể lớp cách nhiệt) MPa) Tường 1.Vữa xi măng 0.015 0.9 90 0.82 105 0.9 90 cách 0.003 0.18 0.86 cách _ 0.047 7.5 0.9 98 trát 2.Gạch tường 0.22 3.Vữa trát xi 0.01 măng 4.Bitum ẩm 5.Lớp 0.33 nhiệt polystirol 6.Vữa thường 0.02 có lưới thép Tường BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 1.Vữa trát xi 0.015 0.9 90 0.82 105 0.9 90 cách 0.003 0.18 0.86 cách _ 0.047 7.5 măng 2.Gạch xây 0.11 dựng 3.Vữa xi măng 4.Bitum 0.01 ẩm 5.Lớp 0.2 nhiệt polystirol 6.Vữa thường 0.02 0.9 98 có lưới thép Nền nhà 1.Gạch nem 0.02 0,81 105 2.Vữa xi măng 0.015 0.9 90 3.Bê tông bọt _ 0.15 244 0.87 135 0.87 68 0.9 98 4.Giấy cách 0.005 ẩm 5.Bê tông gạch 0.05 0.47 vỡ 6.Đất 0.3 Cửa 1.Tôn dày 0.001 58 0.047 7.5 1mm 2.Lớp cách _ BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang nhiệt polystirol 3.Tôn dày 0.001 58 1mm 3.45x10-5 Mái nhà(độ dốc i=2%) 1.Gạch nem 0.02 0.81 2.Vữa xi măng 0.015 0.9 90 3.Gạch nem 0.02 0.81 105 4.Vữa xi măng 0.01 0.9 90 tông 0.08 1.3 30 6.Xỉ tạo độ dốc 0.2 0.22 218 7.Bê tông cốt 0.08 1.55 30 5.Bê 105 chống thấm 1.14 thép 8.Vữa xi măng 9.Lớp 0.015 cách _ 0.9 90 0.047 7.5 0.9 90 nhiệt polystirol 10.Vữa thường 0.02 có lưới thép II.2 Tính chiều dày cách nhiệt kết cấu bao che Chiều dày cách nhiệt cho tường mái: Chiều dày lớp cách nhiệt :   cn  cn   K hl n 1       i       i  (m) Trong : BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang   cn  : chiều dày lớp cách nhiệt yêu cầu (m)  cn : Hệ số dẫn nhiệt lớp cách nhiệt (W/mK)  i : chiều dày lớp vật liệu thứ i (m)   i : hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i (W/mK) : Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu bề mặt ngồi (W/m 2.oK) – thơng số tra bảng 3.7 trang 86 “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi” K hl  : hệ số truyền nhiệt hợp lý toàn kết cấu (W/m2.oK) Từ nhiệt độ phòng tra Khl Khl: tính tốn dựa vào độ chênh nhiệt độ ∆t = (tN - tT) × Ψ Ψ: hệ số kể đến ảnh hưởng kết cấu bao che (Tra bảng 3.7_SGT Thơng gió) Dựa vào bảng sau: Bảng 2.2: Sự phụ thuộc Khl vào ∆t ∆t (°C) 50 ÷ 35 Khl (W/m2.K) 0,23 ÷0,35 35 ÷ 30 30 ÷ 25 25 ÷ 20 20 ÷ 15 15 ÷ 10 < 10 0,41 0,49 0,58 0,63 0,72 0,78 Bảng 2.3 Xác định Khl cho tường mái phòng lạnh Phòng lạnh Lạnh Tường tn(°C) tt(°C) Ψ ∆t(°C) Đông 34,6 34,6 Khl 0,41 Tây 34,6 34,6 0,41 Nam 34,6 34,6 0,41 Bắc 34,6 34,6 0,41 Mái 34,6 34,6 0,41 Cửa 34,6 34,6 0,41 Tây (giáp phòng máy) 34 34 0,41  Hệ số truyền nhiệt thực kết cấu: BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 10 Diện tích bề mặt ngồi, (m2) 63 Đường kính vỏ, (mm) 426 Chiều dài ống, (mm) 2500 Số ống 218 Hơi Ống nối, (mm) Kích thước bì,( mm) 55 Lỏng 30 Nước 125 Dài 3000 Rộng 535 Cao 790 Thể tích không gian ống, (m3) 0,2125 5.2 Thiết bị bay Các dàn bay đặt xung quanh phòng dàn nhằm đảm bảo đồng nhiệt độ bên phòng Năng suất yêu cầu chọn thiết bị : k ×  QTB k × 24 ×  QTB QTB = = o bτ (W) -  QTB : Tổng cơng suất nhiêt •của thiết bị - k : Hê •số kể đến tổn thất lượng lạnh •thống.( Đối với F thống làm lạnh trực tiếp k =1,1 ÷ 1,05 => Chọn k =1,05) b= τ 24 - b: Hê •số kể đến thời gian làm viêc• thiết bị ngày - τ : Số làm viê c• thit b mụtã ngy ờm Freụn =16 ữ 20 h Chọn τ =20 h) Bảng 5.2: Bảng tính suất yêu cầu thiết bị phòng lạnh QTB o QTB QTB o STT Phòng (W) (W) (kW) Lạnh 88470,3 111472,5 111 Để đảm bảo việc nhiệt độ phòng ta chọn trước số dàn bay sau chọn đến cơng suất dàn bay Cơng suất lạnh phịng, dàn lạnh, số lượng dàn lạnh phòng thể qua bảng 5.3 Bảng 5.3: Năng suất lạnh dàn BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 34 STT Phịng Diện tích (m2) Số dàn (chiếc) Lạnh 560 12 Cơng suất lạnh Qphịng (kW) 111 Công suất lạnh dàn Qdàn (kW) 9,25 Dự định chọn dàn lạnh hãng ‘‘CABERO’’ nên công suất lạnh để chọn thiết bị hãng phải kể đến nhiệt độ bay t0 vật liệu làm cánh tản nhiệt cụ thể là: Qchọn1 dàn = ; (kW) ( t0 = - 10 môi chất sử dụng R134A nên theo catalog F = 0,9; Vật liệu làm cánh tản TB nhiệt dự định chọn lựa nhôm (aluminum) nên F = 1→ Q = Q0 /0,9) chọn Dựa vào công thức vừa nêu ta có bảng tính tốn sau: Bảng 5.4: Cơng suất lạnh chọn STT Phịng Lạnh BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang Cơng suất lạnh Công suất lạnh Qdàn (kW) Qdàn (kW) chọn 9,25 10,3 35 Dựa vào catalogue hãng CABERO ta có thơng số dàn lạnh cho phịng lạnh sau: Model CH4 - D 1/50.1 Khoảng cách cánh tản nhiệt mm Mã cuộn dây D Số quạt Đường kính quạt 50 mm Diện tích làm lạnh 64,1 m2 Thể tích dàn 14,8 dm3 Công suất lạnh 10,3 kW Lưu lượng 7110 m3/h Tầm với gió 25 m Độ ồn 68 dB Cơng suất quạt 0,75 kW Dịng điện vận hành quạt 1,3 A Tần số dòng điện 50 Hz Kích thước Dài 1490 mm Rộng 670 mm Dày BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 750 36 5.3 Tính chọn tháp giải nhiệt Ta chọn số tháp làm mát số máy nén để thuận tiện cho việc vận hành sửa chữa cho tháp giải nhiệt, tính kính tế trDnh sử dụng Ta chọn tháp làm mát Năng suất lạnh hệ thống tháp làm mát nước là: Qtháp = Qk / k = 164,6 / 0,8 = 205,8 (kW) Lưu lượng nước tuần hoàn qua tháp: = = 0,016 m3/s = 16 (l/s) - Nhiệt dung riêng nước, C = 4,18 (kJ/kg.0C) - ρ : Khối lượng riêng nước, ρ = 1000 (kG/m3) - : Nhiệt độ nước nước vào TBNT (0C) Từ thông số: tN = 34,6 0C, độ ẩm % ta tra nhiệt độ ướt tư = 30,8 0C, có = 37 C, = 34 0C tra biểu đồ HDnh 8-29_ Trang 320 Sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, ta tra k = 0,8 Tra bảng 8-22_ Trang 318_Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, ta chọn tháp hãng RINKI_ kiểu FRK80 Với thông số kĩ thuật thể bảng sau: Lưu lượng (l/s) Kích thước (mm) H 17,4 D Kích thước ống nối (mm) in out of dr fv 2487 2230 100 100 25 25 25 BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang Khối lượng (kg) Độ ồn kW khô dB A 1,5 420 1260 58,5 Quạt gió Mơ tơ quạt m3/ph 620 ướt 37 *) Chú thích: H - Chiều cao tháp (cả mô tơ) in – Đường nước vào D – Đường kính ngồi tháp out – Đường nước of – Đường chảy tràn dr – Đường xả fv – Van phao qs –Cấp nước nhanh Với tháp FRK25 lưu lượng định mức 5.4 (l/s) cho ton lạnh Nguyên lý cấu tạo tháp giải nhiệt: BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 38 Động quạt gió; Vỏ tháp; Chắn bụi nước; 4.Dàn phun nước; 5.Khối đệm ; 6.Cửa khơng khí vào; 7.Bể nước; 8.Đường nước lạnh cấp để làm mát bình ngưng; 9.Đường nước nóng từ bình ngưng đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ khơng khí ngược chiều từ lên; 10 Phin lọc nước; 11.Phễu chảy tràn; 12 Van xả đáy; 13 Đường cấp nước với van phao; 14 Bơm nước PI – Áp kế ; TI – Nhiệt kế 5.4 Tính chọn thiết bị hồi nhiệt Dịng nhiệt thiết bị hồi nhiệt xác định cơng thức: = = m.( -).103 = m.(-) ; (W) - Qhn : Dòng nhiệt thiết bị hồi nhiệt, (W) - h1, h1’ : Entanpy vào khỏi thiết bị hồi nhiệt - m : Lưu lượng mơi chất tuần hồn hệ thống, m = 0.56 (kg/s) - h3, h3’ : Entanpy dịch vào khỏi thiết bị hồi nhiệt  Qhn = 0,7 x 13 x 1000 = 9100 (W) Diện tích trao đổi nhiệt thiết bị hồi nhiệt: Qhn F = k × t , (m ) Hệ số truyền nhiệt k thiết bị hồi nhiệt nằm khoảng 120 ÷ 180 (W/m 2.K) Chọn k = 180 (W/m2.K)  t = = = (0C)  F = (m2) Ta lựa chọn thiết bị hồi nhiệt hãng SEC Heat Exchangers Dựa vào catalogue thiết bị hồi nhiệt ta chọn thiết bị hồi nhiệt model CS.33.80.50 Bảng 5.9: Thông số thiết bị hồi nhiệt STT Thiết bị hồi nhiệt model P.21.53.50 Loại Trao đổi nhiệt ngược dòng Diện tích trao đổi nhiệt (m2) Đường kính ống cao áp (mm) BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 39 VI TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 6.1 Tính chọn thiết bị bNnh chứa cao áp BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 40 Bình chứa cao áp đặt sau dàn ngưng để chứa môi chất lạnh lỏng áp suất cao, trì cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu Bình chứa cao áp bố trí bình ngưng cân áp suất với bình ngưng ống cân lỏng Quy định an tồn bình chứa cao áp phải chứa 30% thể tích tồn hệ thống dàn bay hệ thống cấp môi chất lạnh trên, vận hành mức lỏng bình chứa cao áp đạt 50% thể tích bình Bảng 6.1: Thể tích mơi chất dàn bay hơi: Số lượng dàn Thể tích dàn Thể tích dàn (dm3) phòng (dm3) bay Lạnh 12 14,8 177,6 Thể tích bình chứa cao áp xác định sau: ( Đối với môi chất lạnh cấp từ trên) STT Phòng = 0,72 x 177,6 = 128 (dm3) = 0,128 m3 Trong đó:  V : Tổng thể tích bên (phần chứa MCL) thiết bị bay (dm3) BH 1.2 : Hệ số dự trữ Tra theo bảng -17_Trang 310, sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn bình chứa cao áp nằm ngang với thông số sau: Bảng 6.2: BDnh chứa cao áp Loại bình 04PB Kích thước, (mm) D×S L H Dung tích (m3) Khối lượng (kg) 426x10 3620 570 0,4 410 BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 41 6.2 Tính chọn bơm máy cho hệ thống Ta chọn máy bơm theo suất bơm.V(m3/s) Cơng thức xác định suất bơm tính sau: Qo V= ρ n × C n × (t nr - t nv ) Trong đó: V : Năng suất bơm, (m3/s) ρn : Mật độ nước Lấy ρn = 1000 (kg/m3) Cn : Nhiệt dung riêng nước, (kJ/kg.K) Lấy Cn =4,18 (kJ/kg.K) tnv, tnr :Nhiệt độ nước vào khỏi TBNT; (tnv = 34 0C; tnr = 37 0C) Qo : Năng suất lạnh thiết bị ngưng tụ, Qo = Qk = 164,6 (kW)  ( Tra bảng 10-6 – Bơm li tâm , trang 349 – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi) Với suất lạnh ta chọn bơm li tâm: 3K-9 Nga sản xuất có thông số sau: Bảng 6.3: Thông số máy bơm Cột áp H Đường kính bánh Năng suất Kí hiệu bơm công tác (mm) (bar) (m3/h) 3K-9 168 50 2,8 Kiểm tra bơm chọn theo áp lực cần thiết bơm : Hiệu suất η (%) 72 Công suất trục N (kW) 5,5 Công thức xác định áp lực cần thiết bơm: Hb = ΔPms + ΔPcb + ΔPNT + Hhh + Htd , m Trong đó: ΔPms, ΔPcb – tổn thất áp lực ma sát tổn thất áp lực cục (giả thiết ΔPms + ΔPcb = m) ΔPNT – tổn thất áp lực TBNT, ΔPNT = 0,18 bar = 0,18 x 10,19 = 1,83 (m H2O) Hhh – độ cao hình học từ điểm lấy nước đến mũi phun, Hhh = 1,5 m Htd – áp lực tự mũi phun, lấy Htd = 2m  Vậy: Hb = + 1,83 + 1,5 + = 8,33 m = 0,82 bar Như ta chọn bơm li tâm 3K-9 có H = 2,8 bar => hợp lí 6.3 Tính chọn thiết bị phin lọc - Phin lọc đường hệ thống lạnh bố trí đường ống hút trước máy nén Nhiệm vụ lọc tạp chất học: cát, đất, mạt kim loại, gỉ sắt, vẩy hàn Bảo vệ cho bề mặt xilanh máy nén clapee khỏi bị xước hút phải cặn bẩn rắn Phin lọc bố trí ống đứng ống nằm ngang BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 42 - Phin lọc đường lỏng bố trí đường lỏng phía trước van tiết lưu thiết bị tự động khác để phòng tắc bẩn gây tắc van tiết lưu Phin lọc dịch buộc phải bố trí ống nằm ngang - Phin lọc chọn theo đường kính ống nối: Dơ nối  Hơi : Dơ nối = Dô vào MN  Dịch: Dô nối = Dô vào VTL 6.4 Các loại van - Van chiều: loại van cho môi chất theo hướng định, theo quy định an tồn tất hệ thống lạnh cỡ trung gian lớn phải lắp van chiều Van chiều lắp đường ống đẩy máy nén cao áp, để ngăn không cho môi chất lỏng từ dàn ngưng máy nén - Van khóa, van chặn: dùng để khóa mở dịng chảy mơi chất lạnh bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lạnh - Van tiết lưu màng cân ngoài: để cung cấp dịch cho thiết bị bay ổn định tránh tượng ngập dịch máy nén tượng thiếu môi chất lạnh, hệ thống lạnh ta sử dụng thiết bị tự động cung cấp dịch van tiết lưu màng cân - Van an toàn: hệ thống lạnh lắp van an tồn để đề phịng nguy hiểm xảy ra, thường lắp máy nén, bình chứa cao áp VII TÍNH TỐN LỰA CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 7.1 Tính chọn đường ống dẫn mơi chất lạnh -Sau bố trí TB cho chiều chuyển động MCL thuận dòng, đảm bảo cho chiều dài đường ống nhỏ bố trí ống: ống men tường, ngầm mương, không gian gian máy (chiều cao ống: h ≥ 2,5 m) - Các đường ống cần bố trí cho có đường ngắn Trên đường dẫn lỏng tránh tạo túi khí đường dẫn khí tránh tạo túi lỏng, trừ túi dầu máy lạnh freon Để hồi dầu dễ dàng máy nén freon, tốc độ ống đứng hướng lên khơng ÷ 10 (m/s), ống nằm ngang khơng 6( m/s) - Đường kính ống xác định theo công thức: d trtt = × m v 4×m , (m)  π × [ω] ρ × π × [ω] Trong đó: d trtt : Đường kính ống dẫn, (m) m : Lưu lượng khối lượng chất lỏng, m = 0,79 (kg/s) ρ : Khối lượng riêng môi chất, (kg/m3) v : Thể tích riêng mơi chất lạnh, (m3/kg) [  ] : Tốc độ cho phép môi chất lạnh ống, (m/s) BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 43 Với môi chất lạnh R134A ta tra bảng 10-1_Trang 345 sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi ta có : [ω ] = ÷ 12 (m/s) => chọn [ω] = (m/s) + Đường ống hút: [ ω ] = ÷ 15 (m/s) => chọn [ω] = 11 (m/s) + Đường ống đẩy: + Đường ống dẫn lỏng : [ω ] = 0,4 ÷ (m/s) => chọn [ω] = (m/s) Tính tốn chọn đường ống đẩy a, Tính chọn đường ống từ máy nén đến ống góp Đường ống đẩy từ máy nén đến ống góp, bao gồm đường ống chính, tính tốn chọn đường kính ngồi ống thể bảng sau: STT Đoạn ống m (kg/s) v (m3/kg) [ ω ] (m/s) d tr (m) MN → NT 0,79 0,023 11 0,045 NT → CA 0,79 0,0015 0,039 CA → HN 0,79 0,0015 0,039 HN → OG 0,79 0,0015 0,039 tt Dựa vào 10-2_Trang 346_ sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi Ta có bảng chọn lựa đường kính ống tiêu chuẩn sau (ống thép): STT Đoạn ống dtrtt (m) 4×m×υ d chon tr ( mm ) [ω]th = π×(d chon ) tr 0,045 50 (m/s) d y (mm) MN → NT 9,25 50 NT → CA 0,039 40,5 0,92 40 CA → HN 0,039 40,5 0,92 40 HN → OG 0,039 40,5 0,92 40 b Tính chọn đường ống từ ống góp tới phịng lạnh - Do cơng suất lạnh phịng lạnh khác phịng lại bố trí nhiều dàn lạnh Vì lượng mơi chất lạnh tuần hồn dàn lạnh phòng khác nhau, ta vào số dàn lạnh bố trí phịng để xác định lượng mơi chất lạnh tuần hồn dàn - Tính tốn đường kính ống dẫn mơi chất lạnh phải đảm bảo dàn lạnh hoạt động trạng thái max ống dẫn phải đảm bảo nên cơng suất lạnh phịng lạnh lấy theo công suất lạnh dàn Bảng thống kê công suất lạnh phòng theo số dàn lạnh bố trí BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 44 STT Tên phịng Phịng lạnh Số dàn Công suất lạnh dàn (kW) Công suất lạnh max (kW) 12 10,3 123,6 b Tính chọn đường ống từ ống góp tới phịng Sơ đồ: - ) Cơng suất lạnh phịng 123,6 (kW) nên: -) Lượng mơi chất tuần hồn đoạn (ống góp → PL ) là: m 01 = = 0,73 (kg/s) -) Lượng mơi chất tuần hồn qua dàn lạnh là: m01 = = 0,06 (kg/s) Căn vào thông số v = 0,026 (m3/kg), [ ω ] = m/s ta có bảng tính tốn sau: Bảng 7.1: tính tốn đường kính đoạn ống dẫn MCL Đoạn ống m (kg/s) v (m3/kg) [ ω ] (m/s) OG - A 0,72 0,026 0,15 A - IN 0,42 0,026 0,116 IN - IN 0,36 0,026 0,107 IN - IN 0,3 0,026 0,098 IN - IN 0,24 0,026 0,087 IN - IN 0,18 0,026 0,076 IN - IN 0,12 0,026 0,062 IN - IN 0,06 0,026 0,044 A - IN 0,3 0,026 0,098 10 IN - IN 12 0,24 0,026 0,087 STT d tttr (m) 11 IN 12 - IN 11 0,18 0,026 0,076 12 IN 11 - IN 10 0,12 0,026 0,062 IN 10 - IN 0,06 0,026 0,044 13 Bảng 7.2: chọn đường kính ống đoạn ống dẫn MCL STT Đoạn ống d tttr (m) d chon tr (mm) [ω]th = 4×m×υ π×(d chon )2 (m/s) tr d y (mm) OG - A 0,151 150 1,02 150 A - IN 0,116 125 0,86 125 BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 45 [ω]th = 4×m×υ π×(d chon )2 (m/s) tr dy STT Đoạn ống d tttr (m) d chon tr (mm) IN - IN 0,107 125 0,73 125 IN - IN 0,098 100 0,96 100 IN - IN 0,087 100 0,76 100 IN - IN 0,076 82 0,85 80 IN - IN 0,062 69 0,8 70 IN - IN 0,044 50 0,76 50 (mm) A - IN 0,098 100 0,96 100 10 IN - IN 12 0,087 100 0,76 100 11 IN 12 - IN 11 0,076 82 0,85 80 12 IN 11 - IN 10 0,062 69 0,8 70 13 IN 10 - IN 0,044 50 0,76 50 Tính tốn chọn đường ống hút a Tính chọn đường ống từ TBHN máy nén m v , (m) π [ω] d tttr= m: Lượng môi chất lạnh đường ống hút máy nén; m= 0,79 (kg/s) v: Thể tích riêng MCL lấy điểm 1’ chu trình; v= 0,11 (m3/kg) [ω] : Vận tốc MC chuyển động đường ống hút; [ω] = (m/s) - ) Đường kính ống từ TBHN máy nén = 0,110 (m) -) Dựa vào bảng đường kính ống tiêu chuẩn ta chon đường kính ống dchon= 125 (mm) → Vận tốc thực MC chuyển động ống hút máy nén là: []th = 7,1 (m/s) b, Tính chọn đường ống hút cho đoạn cịn lại Sơ đồ: - ) Phương pháp tính tốn với chọn đường kính ống đẩy khác vận tốc chuyển động MC thể tích riêng MCL ta lấy điểm chu trình BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 46 - ) Căn vào ta có bảng tính tốn chọn đường kính ống hút cho kho lạnh sau: Bảng 7.3: xác định đường kính ống hút qua dàn lạnh phòng Đoạn ống m (kg/s) v (m3/kg) [ ω ] (m/s) d tttr (m) A - OG 0,72 0,1 0,101 IN - A 0,42 0,1 0,077 IN - IN 0,36 0,1 0,071 IN - IN 0,3 0,1 0,065 IN - IN 0,24 0,1 0,058 IN - IN 0,18 0,1 0,05 IN - IN 0,12 0,1 0,041 IN - IN 0,06 0,1 0,029 IN - A 0,3 0,1 0,065 10 IN 12 - IN 0,24 0,1 0,058 11 IN 11 - IN 12 0,18 0,1 0,05 12 IN 10 - IN 11 0,12 0,1 0,041 13 IN - IN 10 0,06 0,1 0,029 STT Bảng 7.4: chọn đường kính ống ngồi đoạn ống hút từ phòng lạnh STT Đoạn ống d tttr (m) d chon tr (mm) [ω]th = 4×m×υ π×(d chon )2 (m/s) tr dy (mm) A - OG 0,101 100 9,17 IN - A 0,077 82 7,96 80 IN - IN 0,071 69 9,63 70 IN - IN 0,065 69 8,03 70 IN - IN 0,058 50 12 50 100 IN - IN 0,05 50 9,17 50 IN - IN 0,041 40,5 9,32 40 IN - IN 0,029 27,5 10,1 27 IN - A 0,065 69 8,03 70 10 IN 12 - IN 0,058 50 12 50 BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 47 [ω]th = 4×m×υ π×(d chon )2 (m/s) tr dy STT Đoạn ống d tttr (m) d chon tr (mm) 11 IN 11 - IN 12 0,05 50 9,17 50 12 IN 10 - IN 11 0,041 40,5 9,32 40 13 IN - IN 10 0,029 27,5 10,1 27 (mm) Tính chọn đường ống dẫn nước làm mát thiết bị ngưng tụ - ) Cơng thức xác định: 4×m ρ×π×[ω] d tttr= (m) Trong đó: m: Lưu lượng nước tuần hồn đường ống; (kg/s)  Trong phần tính tốn chọn bơm ta chọn bơm Lưu lượng bơm 50 (m3/h) ta tính tốn đường ống thỏa mãn trường hợp bơm hoạt động max m = (kg/s) ρ :Khối lượng riêng nước, ρ = 1000 (kg/m3) [ ω ]: Tốc độ dòng chảy ống; (m/s) (Tra theo bảng 10-1_Trang 345_Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi.)  [ ω ] = 0,5 ÷ (m/s) ,chọn ω = 1,4 (m/s) Vậy : = = 0,112 (m) (Tra theo bảng 10-4_Trang 347_Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi.) -) Ta chọn ống nước có đường kính tiêu chuẩn sau: dtr = 125 (mm) dng = 125 (mm) -) Vận tốc thực nước chảy ống: []thực = = 1,125 (m/s) BTL-KTL-Nguyễn Kiều Trang 48