Bài tập lớn kỹ thuật lạnh chọn phương án, tính toán chu trình và chọn máy nén

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: LÊ VĂN NAM Lớp: 64HKC2 MSSV: 139664 GVHD : Nguyễn Văn Hùng BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 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 Kết cấu thông số lựa chọn tương ứng ( ,  , ) thể bảng .6 2.2 Tính chiều dày cách nhiệt kết cấu bao che  Chiều dày cách nhiệt cho tường mái: 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 trJnh vânL 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 trJnh chọn thiết bị 26 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 4.2.1 Chọn thông số chế độ làm việc 26 4.2.2 Tính tốn chu trJnh .27 4.2.3 Chọn máy nén .31 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 .42 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 tốn chọn đường ống hút 46 Tính chọn đường ống dẫn nước làm mát thiết bị ngưng tụ 49 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 I 1.1 CHỌN THƠNG SỐ TÍNH TỐN Nhiệt độ độ ẩm Nhiệt độ ngồi trời tính tốn : tN = (1- x).ttbmax+x.tmax (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 Phòng ) Nhiệt độ trung bình cực đại tháng cao (tháng 7) : ttbmax = 32,1 °C (bảng 2.3)  Nhiệt độ cực đại tuyệt đối (tháng 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 = (0,4)  Độ ẩm trung bình tháng nóng (tháng 7) : φ = 85,8  (bảng 2.10) φ13  Độ ẩm trung bình lúc 13h tháng nóng nhất: tb = 77 % (bảng 2.13)  Nhiệt độ khơng khí tính tốn bên phịng máy: tTpm= tNTG + (1 – 3) oC tTpm = 32,1+1,9 = 34 oC Trong đó: t ● T pm : Nhiệt độ tính tốn bên phịng máy ( oC) t TG: Nhiệt độ tính tốn khơng ngồi trời lấy theo hướng dẫn tính tốn tổ chức thơng gió ( oC) Nhiệt độ ngồi trời tính tốn: tN = (1- x).ttbmax+x.tmax =(1-0,4).32,1+0,4.38,5 = 34,6 oC ● N 1.2 Thơng số kích thước kho lạnh Bảng 1.1 Diện tích phịng STT Phịng Chiều dài (m) Phịng lạnh 28 Phòng máy 10 Chiều cao (m) Diện tích (m2) 18 504 6 36 Chiều rộng (m)  Diện tích cửa: Cửa ngồi cửa nhau: FCng= FCtr=2,22,8= 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 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 STT Phòng Sản phẩm Nhiệt độ bảo quản (oC) Độ ẩm Thời gian bảo quản Lạnh Thịt lợn ướp lạnh 85 10-12  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 hi V = F  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 dỡ chất hàng ) F hi F XD : diện tích chất tải hữu ích F hi =  F FXD : diện tích XD kho bao gồm diện tích chất tải tồn diện tích cịn lại F : hệ số sử dụng diện tích cho vật phẩm bảo quản F < 1, giá trị phụ thuộc vào diện tích phịng Phịng lạnh có F 400 (m2 ) nên ta chọn HTL – Nguyễn Đức Lợi”) Diện tích Phịng FXD (m2) Lạnh 504 F = 0,85 (Theo bảng 2-5 “Hướng dẫn thiết kế Hệ số sử Diện tích cao Thể tích chất dụng diện chất tải hữu Chiều chất tải h (m) tải V(m3) hi F ích F ( m2) tích 0,85 428,4 5,1 2184,84 1.5 Dung tích kho E=gvV ( ) 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” Bảng 1.4 Tính tốn dung tích kho ( ) BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 STT Phòng Sản phẩm gv (tấn/m3) V(m3) Dung tích E (tấn) Lạnh Thịt lợn 0,45 2184,84 983,2 II TÍNH TỐN CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT Khi tính tốn chiều dày cách nhiệt cho kết cấu kho cần đảm bảo yêu cầu sau: 2.1 -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 Chọn kết cấu cách nhiệt cách ẩm Kết cấu thông số lựa chọn tương ứng (,  ,) thể bảng Trong : ●  : 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 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 δ   (m) (W/m.K) (g/mh.MPa) 1.Vữa xi 0.015 măng trát 0.9 90 2.Gạch tường 0.82 105 0.9 90 0.18 0.86 5.Lớp cách nhiệt _ polystirol 0.047 7.5 6.Vữa thường có 0.02 lưới thép 0.9 90 1.Vữa trát 0.015 xi măng 0.9 90 2.Gạch xây dựng 0.82 105 3.Vữa xi 0.01 măng 0.9 90 4.Bitum cách ẩm 0.18 0.86 5.Lớp cách nhiệt _ polystirol 0.047 7.5 6.Vữa thường có 0.02 lưới thép 0.9 98 0,81 105 Kết cấu R(m2.K/W) (Chưa kể lớp cách nhiệt) Tường 0.22 3.Vữa trát 0.01 xi măng 4.Bitum cách ẩm 0.003 0.33 Tường 0.11 0.003 0.2 Nền nhà 1.Gạch nem 0.02 2.Vữa xi măng 0.015Văn0.9 90 BTL-KTL-Lê Nam-139664 Bê tơng 2.2 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          1  i    (m) Trong :  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 (W/m2.oK) (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 3.3_SGT Thơng gió Hồng Thị Liên thầy Bùi Sỹ Lý )  Dựa vào bảng sau: Bảng 2.2: Sự phụ thuộc Khl vào ∆t ∆t (°C) 50 ÷ 35 35 ÷ 30 30 ÷ 25 25 ÷ 20 20 ÷ 15 15 ÷ 10 < 10 Khl (W/m2.K) 0,23 ÷0,35 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 Tường tn(°C) tt(°C) Ψ ∆t(°C) Đông 34,6 34,6 0,41 0,41 Khl Tây 34,6 34,6 Nam 34,6 34,6 0,41 Bắc 34,6 34,6 0,41 Mái 34,6 34,6 0,41 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 Cửa 34,6 34,6 0,41 Tây (giáp phòng máy) 34 34 0,41  Hệ số truyền nhiệt thực kết cấu:   chon 1   ni0 i  cn  i cn  K th  1 (W/m2.K) Dựa vào cơng thức tính tốn ta xác định chiều dày cách nhiệt hệ số truyền nhiệt thực cho phòng lạnh cửa sau: (Lưu ý chọn chiều dày cách nhiệt phải lớn chiều dày tính tốn Nếu sử dụng polystirol thJ nên chọn chiều dày cách nhiệt theo bội số chiều dày cách nhiệt 0,05;0,10;0,15;0,20;0,25 m Bảng 2.4.Tính tốn chiều dày cách nhiệt hệ số truyền nhiệt thực KCBC Đơn vị Khl, kThực, α (W/m2.K) Tên phòng 2 i i cnchon Kết cấu 1 Đông 23,3 0,41 0,33 0,047 0,092 0,1 0,383 Tây 23,3 0,41 0,33 0,047 0,092 0,1 0,383 Nam 23,3 0,41 0,33 0,047 0,092 0,1 0,383 Khl  cn  cn K th (Thịt Bắc lợn) Mái 23,3 0,41 0,33 0,047 0,092 0,1 0,383 23,3 0,41 1,14 0,047 0,054 0,1 0,292 Cửa 23,3 0,41 3,45x10-5 0,047 0,107 0,15 0,3 Tây (giáp phòng máy) 23,3 0,41 0,33 0,09 0,1 0,383 0,047  Đối với nền: Chiều dày cách nhiệt cho tính theo cơng thức:  cnnen  cn (  K hlnen n icn i cn i  ) (m) Nhận xét: Khl lớp kết cấu ≥ Kthực nên chọn chiều dày lớp cách nhiệt sau: Từ đây, ta có bảng chọn chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt kết cấu là: Bảng 2.5 Chiều dày cách nhiệt cho kết cấu STT Kết cấu BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664  cnchon (m) K th Tường 0,1 0,383 Tường ngăn phòng lạnh phòng đệm, phòng máy 0,1 Mái 0,1 Cửa 0,15 0,3 Nền 0,1 0,383 0,383 0,292 2.3 Kiểm tra đọng sương bề mặt kết cấu Tiến hành kiểm tra sau: chọn kết cấu bề mặt tường nguy hiểm để kiểm tra, đảm bảo an tồn mặt tường khác an toàn  Để tránh đọng sương bề mặt kết cấu cần đảm bảo : t t K th  0.95  N s K s tN  Trong đó: ● Ks ● : hệ số trao đổi nhiệt bề mặt có nhiệt độ cao ● : hệ số truyền nhiệt kết cấu sảy tượng đọng sương 0,95 : hệ số an toàn t ● N : nhiệt độ ; tN = 34,6 oC t ● P : nhiệt độ bảo quản lạnh ● tS : nhiệt độ điểm sương  Từ thông số tN = 34,6 oC , φ = 77  , dựa vào biểu đồ i-d ta xác định ts = 30 oC  Kiểm tra đọng sương phòng lạnh : = C ● Tường mái kS = 0,9523,3 x = 2,94 (W/m2.K ) Ta có kStường > kthuctường = 0,383 Ksmái > kthucmái = 0,293 Như bề mặt kết cấu tường ngồi mái khơng có tượng đọng sương Đạt yêu cầu 2.4 Kiểm tra đọng ẩm lòng kết cấu  Điều kiện để ẩm không đọng lại làm ướt cấu cách nhiệt áp suất riêng phần nước thực tế luôn phải nhỏ phân áp suất bão hòa nước điểm cấu cách nhiệt: px phmax  Nghĩa đường px không cắt phmax mà mà phải ln nằm phía đường p hmax Đường áp suất riêng phần nước p x đường phân áp suất bão hịa p hmax xác BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 10 Các thông số kỹ thuật: Tên bình ngưng MKTHP-63 Diện tích bề mặt ngồi, (m2) 63 Đường kính vỏ, (mm) 426 Chiều dài ống, (mm) 2500 Số ống 218 Ống nối, (mm) Kích thước bì,( mm) Hơi 55 Lỏng 30 Nước 125 Dài 3000 Rộng 535 Cao 790 Thể tích khơng gian ống, (m3) 5.2 0,2125 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 : Q TB = o Q ● ● TB k× Q bτ TB = k × 24 × Q TB (W) : Tổng công suất nhiê t“của thiết bị k : Hê “số kể đến tổn thất lượng lạnh “thống.( Đối với L 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 viêc“của thiết bị mô “t ngày đêm Freôn τ =16 ÷ 20 h Chọn τ =20 h) ● Bảng 5.2: Bảng tính suất yêu cầu thiết bị phòng lạnh STT Phòng QTB (W) BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 Q TB o Q TB o 31 (W) (kW) Lạnh 87362,4 110073,6 110 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 STT Phòng Diện tích (m2) Số dàn (chiếc) Lạnh 504 12 Cơng suất lạnh Qphịng (kW) 110 Cơng suất lạnh dàn Qdàn (kW) 9,17 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 TB tản nhiệt dự định chọn lựa nhôm (aluminum) nên F = 1→ Q = Q0 /0,9) chọn Dựa vào cơng thức vừa nêu ta có bảng tính tốn sau: Bảng 5.4: Cơng suất lạnh chọn STT Phịng Lạnh BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 Công suất lạnh Công suất lạnh Qdàn (kW) Qdàn (kW) chọn 9,17 10,3 32 Dựa vào catalogue hãng CABERO ta có thơng số dàn lạnh cho phòng 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 Cơng suất lạnh 10,3 kW Lưu lượng 7110 m3/h Tầm với gió 25 m Độ ồn 68 dB Công suất quạt 0,75 kW Dòng điện vận hành quạt 1,3 A Tần số dịng điện 50 Hz Dài Kích thước BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 1490 mm Rộng 670 mm Dày 750 mm 33 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 trJnh 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 C) ● ρ : Khối lượng riêng nước, ρ = 1000 (kG/m ) ● : Nhiệt độ nước nước vào TBNT ( C) Từ thông số: tN = 34,6 0C, độ ẩm % ta tra nhiệt độ ướt tư = 30,8 0C, có = 37 0C, = 34 0C tra biểu đồ HJnh 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) 17,4 Kích thước (mm) Kích thước ống nối (mm) Quạt gió Mơ tơ quạt Khối lượng (kg) Độ ồn H D in out of dr fv m3/ph kW khô ướt dBA 2487 2230 100 100 25 25 25 620 1,5 420 1260 58,5 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 34 *) 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-Lê Văn Nam-139664 35 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 công thức: = = m.( -).103 = m.(-).103 ; (W) Qhn : Dòng nhiệt thiết bị hồi nhiệt, (W) h1, h1’ : Entanpy vào khỏi thiết bị hồi nhiệt ● m : Lưu lượng môi chất tuần hoàn hệ thống, m = 0,7 (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: ● ● Q hn 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 P.21.53.50 Bảng 5.9: Thông số thiết bị hồi nhiệt STT Thiết bị hồi nhiệt model P.21.53.50 Loại Trao đổi nhiệt ngược dịng Diện tích trao đổi nhiệt (m2) Đường kính ống cao áp (mm) BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 36 VI TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 6.1 Tính chọn thiết bị b:nh chứa cao áp 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 toàn hệ thống dàn bay hệ thống cấp môi chất lạnh trên, vận hành mức lỏng bình chứa cao áp đạt 50% thể tích bình BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 37 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:  VBH : Tổng thể tích bên (phần chứa MCL) thiết bị bay (dm3) 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: BJnh chứa cao áp Loại bình 04PB 6.2 Kích thước, (mm) D×S L H Dung tích (m3) Khối lượng (kg) 426x10 3620 570 0,4 410 Tính chọn bơm máy cho hệ thống Ta chọn máy bơm theo suất bơm.V(m3/s) Công thức xác định suất bơm tính sau: BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 38 Qo V= ρn × Cn × (tnr - tnv ) 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: 4K-18a Nga sản xuất có thơng số sau: Bảng 6.3: Thơng số máy bơm Đường kính bánh Năng suất Cột áp H Kí hiệu bơm cơng 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 - 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 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 39  Hơi : Dô 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 môi 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 7.1 TÍNH TỐN LỰA CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 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 không ÷ 10 (m/s), ống nằm ngang không 6( m/s) - Đường kính ống xác định theo cơng thức: dtrtt = × m v 4×m , (m)  π × [ω] ρ × π × [ω] Trong đó: dtrtt : Đường kính ống dẫn, (m) m : Lưu lượng khối lượng chất lỏng, m = 0,79 (kg/s) ρ : Khối lượng riêng mơi chất, (kg/m3) v : Thể tích riêng môi chất lạnh, (m3/kg) [ ] : Tốc độ cho phép môi chất lạnh ống, (m/s) 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 : + Đường ống hút: [ ω ] = ÷ 12 (m/s) => chọn [ω] = (m/s) Đường ống đẩy: [ω ] = ÷ 15 (m/s) => chọn [ω] = 11 (m/s) + BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 40 + 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 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): 4×m×υ ( mm ) [ω]th = π×(d chon ) tr (m/s) d chon tr d y (mm) STT Đoạn ống dtrtt (m) MN → NT 0,045 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 50 9,25 50 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 phịng 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 môi chất lạnh phải đảm bảo dàn lạnh hoạt động trạng thái max ống dẫn phải đảm bảo nên công suất lạnh phịng lạnh lấy theo cơng suất lạnh dàn Bảng thống kê cơng suất lạnh phịng theo số dàn lạnh bố trí 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: BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 41 -) 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: m 01 = = 0,06 (kg/s) Căn vào thông số v = 0,026 (m3/kg), [ ω ] = m/s ta có bảng tính tốn sau: Bảng tính tốn đường kính đoạn ống dẫn MCL STT Đoạn ống m (kg/s) v (m3/kg) [ ω ] (m/s) d tttr (m) 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 11 IN 12 - IN 11 0,18 0,026 0,076 12 IN 11 - IN 10 0,12 0,026 0,062 13 IN 10 - IN 0,06 0,026 0,044 Bảng chọn đường kính ống ngồi đoạn ống dẫn MCL dchon tr [ω] th = 4×m×υ π×(d chon tr ) (m/s) STT Đoạn ống d tttr (m) OG - A 0,151 150 1,02 150 (mm) d y (mm) A - IN 0,116 125 0,86 125 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 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 42 dchon tr [ω] th = 4×m×υ π×(d chon ) (m/s) tr dy STT Đoạn ống d tttr (m) IN - IN 0,062 IN - IN 0,044 50 0,76 50 A - IN 0,098 100 0,96 100 10 IN - IN 12 0,087 100 0,76 100 (mm) 69 (mm) 0,8 70 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 d tttr = m v , (m) π [ω] 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 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 - ) Căn vào ta có bảng tính tốn chọn đường kính ống hút cho kho lạnh sau: Bảng xác định đường kính ống hút qua dàn lạnh phịng STT Đoạn ống m (kg/s) v (m3/kg) [ ω ] (m/s) d tttr (m) A - OG 0,72 0,1 0,101 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 43 STT Đoạn ống m (kg/s) v (m3/kg) [ ω ] (m/s) d tttr (m) IN - A 0,42 0,1 0,077 IN - IN 0,36 0,1 0,071 IN - IN 0,3 0,1 0,065 0,1 0,058 IN - IN 0,24 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 Bảng chọn đường kính ống ngồi đoạn ống hút từ phịng lạnh [ω] th = 4×m×υ π×(d chon tr ) (m/s) d y (mm) STT Đoạn ống d tttr (m) dchon tr (mm) A - OG 0,101 100 9,17 100 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 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 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 BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 44 Tính chọn đường ống dẫn nước làm mát thiết bị ngưng tụ - ) Cơng thức xác định: 4×m ρ×π×[ω] (m) d tttr = 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-Lê Văn Nam-139664 45