Pbl kt lạnh cấp Đông 4 tấn , trữ Đông 75 tấn thịt heo

TỔNG QUAN

Nhiệm vụ được giao

+ Công suất cấp đông: E= 4 T/mẻ

+ Địa điểm lắp đặt: Thanh Hóa

Hệ thống lạnh cấp đông

1.2.1/ Mục đích của lạnh cấp đông:

- Hỗ trợ tích cực cho các ngành kinh tế : công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm , công nghiệp nặng , y tế , hóa chất.

Nhiệt độ thấp giúp ngăn ngừa sự suy giảm chất lượng thực phẩm, đảm bảo giữ nguyên giá trị dinh dưỡng và mùi vị ban đầu Quá trình làm lạnh làm chậm quá trình oxy hóa và hoạt động của vi sinh vật, giúp kéo dài thời hạn sử dụng và giảm nguy cơ hư hỏng.

- Cấp đông thực phẩm xuất khẩu.

1.2.2/ Các loại máy lạnh cấp đông:

- Hầm đông (Air Blast Freezer): Là một kho lạnh nhưng có vận tốc gió mạnh và nhiệt độ rất thấp, từ -35 0 C đến -45 0 C

- Tủ cấp đông (Contact Freeze): Sản phẩm được đặt trong các khay nhôm có nắp đậy và được xếp trên các tấm trao đổi nhiệt của tủ đông tiếp xúc Quá trình trao đổi nhiệt xảy ra trực tiếp từ sản phẩm qua khay đến các tấm trao đổi nhiệt.

- IQF (Individual Quick Frozen): Cấp đông nhanh từng cá thể tức là đặt từng cá thể vào trong môi trường có nhiệt độ từ -40 0 C đến -35 0 C và sau dưới 30 phút mà nhiệt độ trung tâm của cá thể đó đạt -18 0 C

1.3 Hệ thống lạnh trữ đông

Mục đích chính của bảo quản thực phẩm là duy trì chất lượng thực phẩm, cản trở sự phát triển của vi sinh vật có hại gây hư hỏng, ngăn ngừa thực phẩm biến đổi và làm chậm quá trình oxy hóa của chất béo để tránh tình trạng ôi thiu.

-Thường sử dụng hầm cưỡng bức.

1.4 Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm:

- Thịt sau khi qua phân xưởng chế biến được đưa vào phòng cấp đông, đóng gói và cấp đông ở nhiệt độ tCĐ = -35 0 C, sau đó đưa vào phòng trữ đông có nhiệt độ trung bình sản phẩm tsp = -15 0 C, nhiệt độ phòng tTĐ = -18 0 C.

1.5 Các dữ liệu cho trước:

+ Sản phẩm lạnh: Thịt heo.

+ Công suất cấp đông: E= 4 [T/mẻ]

+ Nhiệt độ vào của sản phẩm: t1= 18℃

+ Nhiệt độ ra của sản phẩm: t2 = -15 ℃ ( tâm là −12 ℃ , bề mặt −18 ℃).

+ Nhiệt độ phòng cấp đông: tf = -35℃

Nhập kho Phân loại công Gia chế biến phẩm sản Đóng gói đông Cấp (-35 0 C) đông Trữ (-18 0 C)

Quy trình công nghệ chế biến sản phẩm

- Thịt sau khi qua phân xưởng chế biến được đưa vào phòng cấp đông, đóng gói và cấp đông ở nhiệt độ tCĐ = -35 0 C, sau đó đưa vào phòng trữ đông có nhiệt độ trung bình sản phẩm tsp = -15 0 C, nhiệt độ phòng tTĐ = -18 0 C.

Các dữ liệu cho trước

+ Sản phẩm lạnh: Thịt heo.

+ Công suất cấp đông: E= 4 [T/mẻ]

+ Nhiệt độ vào của sản phẩm: t1= 18℃

+ Nhiệt độ ra của sản phẩm: t2 = -15 ℃ ( tâm là −12 ℃ , bề mặt −18 ℃).

Nhập kho Phân loại công Gia chế biến phẩm sản Đóng gói đông Cấp (-35 0 C) đông Trữ (-18 0 C)

+ Nhiệt độ phòng trữ đông: tf = −18 ℃

1.5.3 / Thông số khí hậu (Tra theo bảng 1.1 trang 7, tài liệu [2] đối với Thanh Hóa ).

+ Nhiệt độ ngoài trời : tn = 37,5℃ (cột 4 , bảng 1.1, trang 7 , TL2 , đối với Thanh Hóa )

+ Độ ẩm ngoài trời( Theo cột 6 ): ϕ n = 82 %( cột 6 , bảng 1.1, trang 7 , TL2 , đối vớiThanh Hóa )

TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH

Phòng cấp đông

2.1.1/ Các dữ liệu cho trước

+ Công suất cấp đông: E= 4 T/mẻ

-Giải thích : Bởi vì phòng cấp đông là cấp đông nhanh, theo mẻ và theo một thời gian nhất định nên việc chọn một phòng là tối ưu, có ưu điểm là tiết kiệm được chi phí nhưng có nhược điểm là khi xảy ra sự cố thì không có khả năng dự phòng 2.1.3/ Tính toán a) Thể tích chất tải

Với: - E[ tấn/ mẻ]: Công suất phòng cấp đông

- gv = 0,17 [T/m 3 ]: hệ số định mức chất tải (Tra theo trang 31 tài liệu [2])

Suy ra: Vct = 0,17 4 = 23,53 m 3 b)Chiều cao chất tải: hct = (2-5)[m] Vì xếp hàng thủ công nên chọn hct =2m c) Chọn chiều cao trong của phòng : htr = hct + Δ h

Với Δ h: Chiều cao trong phòng kể đến lối đi của gió Chọn Δ h= 1m

 htr = hct + Δh = 2+1= 3m d) Diện tích chất tải Fct

Fct V ct h ct , [m 2 ] Với Vct: Thể tích chất tải [m 3 ] hct: Chiểu cao chất tải, htc =2 m

Suy ra: Fct = 23,53 2 = 11,765 m 2 e) Diện tích trong của tổng các phòng: Fn

Với β F: là hệ số sử dụng diện tích, là hệ số kể đến đường đi lại diện tích đặt thiết bị Ở đây do Fct = 11,765 m 2 nên dùng phương pháp nội suy ta có β F = 0,56 tra theo bảng 2-5 trang 34 tài liệu [2]

Suy ra: Fn = 11,765 0,56 = 21,01[ m 2 ] f) Diện tích trong mỗi phòng: Ftr

Ftr = F n n [ m 2 ] Với n: số phòng cấp đông

Suy ra: Ftr =21,01 1 = 21,01 [ m 2 ] g) Chọn kích thước các cạnh bên trong của phòng

Do tấm panel có chiều dài là bội số của 1,2m ( bề rộng phổ biến của một tấm panel ) Nên kích thước của phòng cấp đông là :

Phòng trữ đông

2.2.1/ Các dữ liệu cho trước.

+ Công suất cấp đông: E= 75 [Tấn]

2.2.2/ Chọn số phòng trữ đông: n= 2

-Giải thích: Càng nhiều phòng thì khả năng dự phòng càng cao hơn và tùy thuộc vào khả năng thu mua trên từng thời điểm thì chúng ta chọn 2 phòng là tối ưu Nếu dùng một máy nén cho cả hai phòng trữ đông thì ưu điểm của 2 phòng sẽ bị mất đi. 2.2.3/ Tính toán: a) Thể tích chất tải: Vct

Vct = E g v , [m 3 ] Với - E [ tấn] : Công suất phòng trữ đông

- gv = 0,45 [T/m 3 ]: hệ số định mức chất tải của chất bảo quản lạnh. (Tra theo bảng 2-4 trang 32 tài liệu [2] đối với thịt heo đông lạnh)

Suy ra: Vct = 0,45 75 = 166,67 [m 3 ] b) Chiều cao chất tải: hct [m] Vì xếp hàng thủ công nên chọn hCT =2m c) Chọn chiều cao trong của phòng : htr = hct + Δ h

Với Δ h: Chiều cao trong phòng kể đến lối đi của gió Chọn Δ h= 1m

 htr = 3m d) Diện tích chất tải: Fct

Fct = V ct h ct [ m 2 ] Với Vct : Thể tích chất tải [m 3 ] hct : Chiểu cao chất tải , htc =2 m

Suy ra: Fct = 166,67 2 = 83,33 [m 2 ] e) Diện tích trong của tổng các phòng: Fn

Với β F: là hệ số sử dụng diện tích, là hệ số kể đến đường đi lại diện tích đặt thiết bị Ở đây do Fct = 83,33 m 2 nên dùng phương pháp nội suy ta có β F = 0,74 tra theo bảng 2-5 trang 34 tài liệu [2]

Suy ra: Fn = 83,33 0,74 = 112,61[ m 2 ] f) Diện tích trong của mỗi phòng: Ftr

Ftr =F n n [m 2 ] Với n là số phòng trữ đông

Suy ra: Ftr = 112,61 2 = 56,3 [m 2 ] g) Chọn kích thước các cạnh bên trong của phòng

Do tấm panel có chiều dài là bội số của 1,2m ( bề rộng của một tấm panel ) Nên kích thước phòng trữ đông là: F= 8,4.7,2 = 60,48 m 2

Bố trí mặt bằng kho lạnh

+ Hạn chế tổn thất lạnh ra môi trường

+ Dây chuyền công nghệ: Sản phẩm không đi chồng chéo

+ Có thể mở rộng khi tăng công suất

2.3.2/ Mặt bằng mẫu: ( Kho lạnh đặt trong nhà có mái che)

TÍNH CÁCH NHIỆT KHO LẠNH

Phòng cấp đông

+ Thông số không khí ngoài trời : tn = 37,5℃ ϕ n = 82 % 3.1.2/ Tính cách nhiệt tường phòng

+ Tường ngăn giữa 02 phòng lạnh có nhiệt độ bằng nhau cũng phải được cách nhiệt như tường bao ( Vì nhiều khi có 1 phòng lạnh không làm việc , nhiệt độ phòng tăng lên gần bằng nhiệt độ môi trường ).

+ Chiều dày lớp cách nhiệt của các tường được chọn bằng nhau và được tính cho bề mặt khắc nghiệt nhất.

+ Hình tường vẽ panel, lập bảng

TT Lớp vật liệu Chiều dày δ

2 Foam δ CN 0,041 Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu

+ Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo hệ số truyền nhiệt tối ưu: δ CN = λ CN [ 1 k tư – (1 α ng + Σ δ λ i i + 1 α tr ) ] [m]

Với - ktư: Hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường bao ngoài (Tra theo bảng 3.3 trang

84 tài liệu [2]) Đối với phòng cấp đông có nhiệt độ trong phòng tf = -35℃ nằm trong khoảng từ (- 40℃ ÷ -30℃) theo bảng 3.3 ta tra được giá trị ktư = 0,19 W/m 2 K

- α ng= 23,3 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường ( Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2])

- α tr = 10,5 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của phòng cấp đông( Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2]).

+ Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ CN= 0,3m

+Ứng với δ CN ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: ktt=[ 1 αng+∑ i=1 n δi λi+ 1 αtr¿ -1

+ Kiểm tra hiện tượng đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 87,tài liệu[2]. ktt ≤ 0.95 α ng t t n−t n−t s f Với - ktt = 0,13 W/m 2 K : Hệ số truyền nhiệt tính toán

- αng= 23,3 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao che.

- tf = -35 0 C: Nhiệt độ trong của phòng cấp đông.

- tn= 37,5 0 C: Nhiệt độ môi trường ngoài

- ts = 34,5 0 C: Nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x (hình 1-1) trang 9 tài liệu [2] với nhiệt độ môi trường tn7,5 0 C và độ ẩm φ%.

Vì vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương ở bên ngoài bề mặt buồng lạnh.

3.1.3/ Tính cách nhiệt trần phòng

+ Hình vẽ trần panel ,lập bảng

Trong đó - ktư: Hệ số truyền nhiệt tối ưu tính cho mái bằng (Tra theo bảng 3.3 trang

84 tài liệu [2]) Đối với phòng cấp đông có nhiệt độ trong phòng tf = -35℃ nằm trong khoảng từ (- 40℃ ÷ -30℃) theo bảng 3.3 ta tra được giá trị ktư = 0,17 W/m 2 K Vì trần kho lạnh có mái che nên hệ số k lấy tăng 10% so với k của mái bằng Vậy nên ktư = 0,17 1,1= 0,187 W/m 2 K

- α ng = 23,3 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của trần (Tra theo bảng 3.7 trang

2 Foam δ CN 0,041 Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu [2]

- α tr = 10,5 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của phòng cấp đông (Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2]).

+ Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ CN= 0,3m.

= 0,13 W/m 2 K + Kiểm tra hiện tượng đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 87, tài liệu [2]. ktt ≤ 0.95 α ng t t n−t n−t s f Với - ktt = 0,13 W/m 2 K: Hệ số truyền nhiệt tính toán

- αng= 23,3 W/m 2 : Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao che.

- tf = -35 0 C: Nhiệt độ trong của phòng cấp đông.

- ts = 34,5 0 C: Nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x (hình 1-1) trang 9 tài liệu [2], với nhiệt độ môi trường tn7,5 0 C và độ ẩm φ%.

Vì vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương ở bên ngoài bề mặt buồng lạnh. 3.1.4/ Tính cách nhiệt nền phòng

+ Nền panel có thông gió tự nhiên hoặc :

+ Nền bê tông có thông gió tự nhiên.

Vì dùng xe đẩy nên làm nền bê tông có thông gió tự nhiên.

Chú thích : 1-Ống nhựa PVC D110 (là ống nhựa có dạng hình chữ U bố trí cách mhau 1m, 2 đầu ống ngoắc lên trên để nước mưa không chảy vào và phải hướng xuống , bịt miệng vào để tránh nước mưa văng vào , tránh chim chuột làm tổ )

3- Lớp vửa trát ( tránh tạo khoảng không trong lòng kết cấu Là nơi tụ nước dễ gây đóng băng , dãn nở dễ gây phá vỡ kết cấu ).

5- Lớp giấy dầu ( cách ẩm , vừa chống thấm vừa chống thẩm thấu ).

8-lớp giấy dầu ( chống thấm )

9- Lớp bê tông cốt thép (chịu lực)

10- Lớp vửa trát ( thẩm mĩ )

Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu [2]

2 Bitum 0,002 0,18 Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu [2]

Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu [2] + Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo hệ số truyền nhiệt tối ưu: δ CN = λ CN [ 1 k tư – (1 α ng + Σ δ λ i i + 1 α tr ) ] [m]

Hệ số truyền nhiệt tối ưu cho nền có sưởi là 0,21W/m²K theo bảng 3.6 (trang 84 trong tài liệu [2]) Giá trị này được xác định tương ứng với nhiệt độ trong phòng cấp đông là tf = -35℃.

- α ng = 7 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền (Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2]) - α tr 10,5 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của phòng cấp đông (Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2])

Trong thực tế, chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn cụ thể Do đó, chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cần tuân thủ quy chuẩn này, tức là phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã tính toán Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt được chọn là δ CN = 0,4m.

+ Kiểm tra hiện tượng đọng sương Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 87, tài liệu [2]. ktt ≤ 0.95 α ng t t n−t n−t s f

- αng= 7 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền

- tf = -35 0 C: Nhiệt độ trong của phòng cấp đông

- ts = 34,5 0 C: Nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị, -h-x (hình 1-1)trang 9 tài liệu [2],với nhiệt độ môi trường tn7,5 0 C và độ ẩm φ%.

Phòng trữ đông

+ Thông số không khí ngoài trời : tn = 37,5℃ ϕ n = 82 % 3.2.2/ Tính cách nhiệt tường phòng

+ Tường ngăn giữa 02 phòng lạnh có nhiệt độ bằng nhau cũng phải được cách nhiệt như tường bao ( Vì nhiều khi có 1 phòng lạnh không làm việc , nhiệt độ phòng tăng lên gần bằng nhiệt độ môi trường ).

+ Chiều dày lớp cách nhiệt của các tường được chọn bằng nhau và được tính cho bề mặt khắc nghiệt nhất.

+ Hình tường vẽ panel, lập bảng

2 Foam δ CN 0,041 Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu

09:2013/BXD + Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo hệ số truyền nhiệt tối ưu: δ CN = λ CN [ 1 k tư – (1 α ng + Σ δi λi + 1 α tr ) ] [m]

Với - ktư: Hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường bao ngoài (Tra theo bảng 3.3 trang

84 tài liệu [2]) Đối với phòng trữ đông có nhiệt độ trong phòng tf = -18℃ theo bảng 3.3 ta tra được giá trị ktư = 0,22 W/m 2 K

- α ng = 23,3 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường ( Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2]) - α tr = 9 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của phòng trữ đông( Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2])

+ Kiểm tra hiện tượng đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 87,tài liệu[2]. ktt ≤ 0.95 α ng t t n−t n−t s f Với - ktt = 0,199 W/m 2 K : Hệ số truyền nhiệt tính toán.

- tf = -18 0 C: Nhiệt độ trong của phòng trữ đông

- ts = 34,5 0 C: Nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị. h-x (hình 1-1) trang 9 tài liệu [2].với nhiệt độ môi trường tn7,5 0 C và độ ẩm φ%.

Vì vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương ở bên ngoài bề mặt buồng lạnh

3.2.3/ Tính cách nhiệt trần phòng

+ Hình vẽ trần panel ,lập bảng

+ Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo hệ số truyền nhiệt tối ưu:

2 Foam δ CN 0,041 Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu [2]

09:2013/BXD δ CN = λ CN [ 1 k tư – ( 1 α ng + Σ δ λ i i + 1 α tr ) ] [m]

Với - ktư : Hệ số truyền nhiệt tối ưu tính cho mái bằng (Tra theo bảng 3.3 trang 84 tài liệu [2]) Đối với phòng trữ đông có nhiệt độ trong phòng tf = -18℃ theo bảng 3.3 ta tra được giá trị ktư = 0,21 W/m 2 K Vì trần kho lạnh có mái che nên hệ số k lấy tăng 10% so với k của mái bằng Vậy nên ktư = 0,21 1,1= 0,231 W/m 2 K.

- α ng = 23,3 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của trần (Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2])

- α tr = 9 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của phòng trữ đông( Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2]).

+Ứng với δ CN ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: ktt =[ α 1 ng + ∑ i=1 n δi λi+ 1 αtr¿ -1

= 0,199 W/m 2 K + Kiểm tra hiện tượng đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 87,tài liệu[2]. ktt ≤ 0.95 α ng t t n−t n−t s f Với - ktt = 0,199 W/m 2 K : Hệ số truyền nhiệt tính toán

- tf = -18 0 C: Nhiệt độ trong của phòng trữ đông.

- ts = 34,5 0 C: Nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị. h-x (hình 1-1) trang 9 tài liệu [2] với nhiệt độ môi trường tn7,5 0 C và độ ẩm φ%

3.2.4/ Tính cách nhiệt nền phòng

+ Nền panel có thông gió tự nhiên hoặc :

+ Nền bê tông có thông gió tự nhiên.

Vì dùng xe đẩy nên làm nền bê tông có thông gió tự nhiên.

Ống nhựa PVC D110 được lắp đặt theo dạng hình chữ U, khoảng cách giữa các ống là 1 mét Hai đầu ống ngửa lên trên, giúp ngăn nước mưa chảy vào Miệng ống được bịt kín để tránh nước mưa bắn vào và ngăn chặn chim, chuột làm tổ.

2- Lớp bê tông ( chịu lực )

3- Lớp vửa trát ( tránh tạo khoảng không trong lòng kết cấu Là nơi tụ nước dễ gây đóng băng , dãn nở dễ gây phá vỡ kết cấu ).

5- Lớp giấy dầu ( cách ẩm , vừa chống thấm vừa chống thẩm thấu ).

8-lớp giấy dầu ( chống thấm )

9- Lớp bê tông cốt thép (chịu lực)

10- Lớp vửa trát ( thẩm mĩ )

2 Bitum 0,002 0,18 Tra theo bảng 3.1 trang 81 tài liệu [2]

Với - ktư: Hệ số truyền nhiệt tối ưu tính cho nền có sưởi (Tra theo bảng 3.6 trang 84 tài liệu [2]) Đối với phòng trữ đông có nhiệt độ trong phòng tf = -18℃.Nên theo bảng 3.6 ta thu được giá trị ktư = 0,23W/m 2 K

-α ng = 7 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền (Tra theo bảng 3.7 trang 86 tài liệu [2]) - α tr = 9 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của phòng trữ đông (Tra theo bảng 3.7 trang

+ Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: δ CN= 0,4m

+ Kiểm tra hiện tượng đọng sương Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 87, tài liệu [2]. ktt ≤ 0.95 α ng t t n−t n−t s f Trong đó: - ktt = 0,2 W/m 2 K: Hệ số truyền nhiệt tính toán.

- αng= 7 W/m 2 K: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền

- tf = -18 0 C: Nhiệt độ trong của phòng trữ đông

- ts = 34,5 0 C: Nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị, -h-x (hình 1-1)trang 9 tài liệu [2],với nhiệt độ môi trường tn7,5 0 C và độ ẩm φ%.

Vì vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương ở bên ngoài bề mặt buồng lạnh

TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

Kho cấp đông

+ Công suất cấp đông: E = 4 [T/mẻ]

+Nhiệt độ sản phẩm vào, ra: t1 = 18℃ t2 = -15℃ ( tâm -12℃ , bề mặt -18℃ ) + Nhiệt độ phòng cấp đông: tf = -35 ℃

+ Thông số không khí ngoài trời: tn7,5 ℃

4.1.2/ Tổn thất lạnh tính cho 01 phòng lạnh: Q0 = Q1đl + Q2 + Q4

Các phòng cấp đông , trữ đông có công suất như nhau , chỉ tính cho phòng khắc nghiệt nhất.

1/ Tổn thất lạnh do đối lưu qua kết cấu bao che: Q1đl = kiFiti

+Hình mặt bằng ,lập bảng :

TT Kết cấu Kích thước

+ k i : hệ số truyền nhiệt của vách thứ i Đối với các vách bao bên ngoài, trần, nền thì ki đã được tính trong chương 3

-Đối với tường BC ta có hệ số truyền nhiệt giữa 2 phòng cấp đông và bảo quản lạnh nên theo bảng 3-5 trang 84 tài liệu [2] ta thu được giá trị kBC= 0,47

+ Tường bao ngoài, trần, nền có sưởi ấm: t = tn – tf.

+ Tường ngăn với phòng đệm mở cửa trực tiếp ra bên ngoài: t = 0,7(tn – tf)

+ Tường ngăn với phòng đệm mở cửa gián tiếp ra bên ngoài: t = 0,6(tn – tf) 2/ Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì:

- Q2sf : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm.

- Q2bb : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì.

* Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm:

Q2sf = E τ ( i1-i2 ) Trong đó E [Tấn]: Công suất cấp đông τ[s] : Thời gian cấp đông. i1, i2 : Entanpi đầu và sau của sản phẩm, tra theo bảng 4-2 trang

110 tài liệu [2] Theo bảng 4-2 ta tra được entanpi của sản phẩm phụ thuộc nhiệt độ vào ra.Với nhiệt độ vào sản phẩm thịt heo là t1℃ ta thu được giá trị i1 = 266,22 [kJ/kg].Với nhiệt độ ra sản phẩm thịt heo là t2 = -15℃ ta thu được giá trị i2= 12,2 [kJ/kg].

* Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì:

Trong đó Gbb :Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm Do khối lượng bao bì chiếm tới (10 ÷ 30) % khối lượng sản phẩm (trang113 tài liệu [2]) và cấp đông cần làm lạnh nhanh nên các khay , khung làm bằng kim loại do đó chọn 30% khối lượng sản phẩm.

Cbb : Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì

Cbb = 0,45 kJ/kg.K ( Tra theo trang 113 tài liệu [2]) t1, t2 : Là nhiệt độ đầu vào và ra của sản phẩm (℃ )

Vậy tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:

3/Tổn thất lạnh do vận hành:

+ Q41: Tổn thất lạnh do chiếu sáng phòng lạnh

+ Q42: Tổn thất lạnh do người vận hành trong phòng lạnh tỏa ra. + Q43:Tổn thất lạnh do các động cơ điện

+ Q44: Tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh

* Tổn thất lạnh do chiếu sáng phòng lạnh:

Trong đó Ftr : Diện tích trong của buồng cấp đông [m 2 ]

A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng hay diện tích nền [W/m 2 ] , đối với buồng bảo quản A=1,2 [W/m 2 ].(trang 115, TL2)

* Tổn thất lạnh do người toả ra :

Trong đó n: số người làm việc trong phòng lạnh Chọn n=2 vì phòng nhỏ.

350 : Nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc [W/người].

* Tổn thất lạnh do các động cơ điện:

Trong đó  : Hiệu suất động cơ Chọn =1 vì Đối với phòng lạnh cấp đông động cơ là các quạt của dàn bay hơi đặt trong phòng lạnh.

N: Công suất điện của động cơ quạt dàn bay hơi phòng lạnh Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng có công suất E=2 [Tấn/mẻ] là 4 quạt với công suất 7500 [W] Vậy ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là 4[T/mẻ] với 8 quạt là:

* Tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh

Trong đó B: là dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m 2 ] Tra bảng (4-4) trang 117 đối với phòng cấp đông có diện tích

Ftr: diện tích trong buồng cấp đông F= 4,8 x 4,8 = 23,04 m 2 Suy ra Q44 = 32.23,04

4.1.3/ Tổn thất lạnh tính cho kho lạnh

+ Kho lạnh được tính gồm các phòng lạnh chung 01 hệ máy nén lạnh

+ Tổng các tổn thất nhiệt của kho lạnh bao gồm:

Trong đó (0,85 ÷ 0,9): Hệ số kể đến không có tổn thất lạnh qua tường ngăn khi các phòng lạnh đều làm việc Do tính cho kho lạnh ở điều kiện khắc nghiệt nhất là các phòng lạnh đều hoạt động do đó sẽ không còn tổn thất lạnh qua tường ngăn các phòng lạnh nên ta chọn 0,9

(0,50 ÷ 0,75) :Hệ số tổn thất không đồng thời về vận hành của

Q4.Do sự không đồng thời khi vận hành các phòng lạnh nên ta chọn 0,75.

4.1.4/ Công suất lạnh yêu cầu của máy nén:

Hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị của hệ thống lạnh là k, tìm được qua bảng tra trang 121 tài liệu [2] Đối với phòng cấp đông có nhiệt độ tf = -35℃ nằm trong khoảng nhiệt độ từ (-30℃ ÷ -40℃) thì áp dụng công thức nội suy ta có k = 1,085.

+ b: Hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén Do hệ thống lạnh chạy 11 tiếng rồi nghỉ để xuất nhập thịt nên b = 1

Kho trữ đông

+Nhiệt độ sản phẩm vào, ra: t1 = 18℃ t 2 = -15 ℃ ( tâm -12 ℃ , ngoài -18 ℃ )

+ Nhiệt độ phòng trữ đông: tf = -18 ℃

+ Thông số không khí ngoài trời: tn7,5 ℃

4.2.2/ Tổn thất lạnh tính cho 01 phòng lạnh: Q0 = Q1đl + Q2 + Q4

Các phòng cấp đông , trữ đông có công suất như nhau , chỉ tính cho phòng khắc nghiệt nhất.

1/ Tổn thất lạnh do đối lưu qua kết cấu bao che: Q1đl = kiFiti

-Hình mặt bằng, lập bảng :

TT Kết cấu Kích thước

+ ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i Đối với các vách bao bên ngoài, trần, nền thì ki đã được tính trong chương 3

-Đối với tường BC ta có hệ số truyền nhiệt giữa 2 phòng cấp đông và bảo quản nên theo bảng 3-5 trang 84 tài liệu [2] ta thu được giá trị kBC= 0,47

-Đối với tường FG ta có hệ số truyền nhiệt giữa 2 phòng có cùng nhiệt độ nên theo bảng 3-5 trang 84 tài liệu [2] ta thu được giá trị kFG= 0,58.

+ Tường bao ngoài, trần, nền có sưởi ấm: t = tn – tf.

+ Tường ngăn với phòng đệm mở cửa trực tiếp ra bên ngoài: t = 0,7(tn – tf) + Tường ngăn với phòng đệm mở cửa gián tiếp ra bên ngoài: t = 0,6(tn – tf) 2/Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q ¿2

Sản phẩm được làm lạnh ở phòng cấp đông và để đạt tâm thịt là -12°C thì độ trung bình khối thịt là -15°C Điều này có nghĩa là thịt có lượng lạnh dư, đủ để làm lạnh cả bao bì Do đó, lượng nhiệt cần thiết để làm lạnh bao bì là Q2 = 0.

3/Tổn thất lạnh do vận hành:

+ Q41: Tổn thất lạnh do chiếu sáng phòng lạnh

+ Q42: Tổn thất lạnh do người toả ra

+ Q43:Tổn thất lạnh do các động cơ điện

+ Q44: Tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh

* Tổn thất lạnh do chiếu sáng phòng lạnh:

Trong đó Ftr : Diện tích trong của buồng trữ đông [m 2 ]

A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng hay diện tích nền [W/m 2 ] , đối với buồng bảo quản A=1,2 [W/m 2 ].

* Tổn thất lạnh do người toả ra :

Trong đó n: số người làm việc trong phòng lạnh Chọn n=2 vì phòng nhỏ.

350: Nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc [W/người]

* Tổn thất lạnh do các động cơ điện:

Trong đó  : Hiệu suất động cơ Chọn =1 vì động cơ đặt trong phòng lạnh

N : Công suất điện của động cơ quạt dàn bay hơi phòng lạnh Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng có công suất E Tấn là 4 quạt với công suất 1500 [W].Ta có thể tính công suất động cơ điện của 2 phòng trữ đông với công suất là 75 Tấn với 16 quạt là:

* Tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh

Trong đó B: là dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [kW/m 2 ] ] Tra bảng (4-4) trang 117 đối với phòng trữ đông có diện tích

Ftr: diện tích trong buồng trữ đông F= 8,4 × 7,2 = 60,48 [m 2 ] Suy ra Q44 = 12.60,48 = 725,76 [W]

+ Kho lạnh được tính gồm các phòng lạnh chung 01 hệ máy nén lạnh

+ Tổng các tổn thất nhiệt của kho lạnh bao gồm:

Trong đó (0,85 ÷ 0,9): Hệ số kể đến không có tổn thất lạnh qua tường ngăn khi các phòng lạnh đều làm việc Do có phòng lạnh đặt cạnh liền kề nhau nên ta lấy 0,9.

(0,50 ÷ 0,75):Hệ số tổn thất không đồng thời về vận hành của

Q4.Do sự không đồng thời khi vận hành các phòng lạnh nên ta chọn 0,75

Suy ra Qo = 0,9(Q1dl1 +Q1dl2)+ Q2 + 0,75 Q4

4.2.4/ Công suất lạnh yêu cầu của máy nén:

+ k: Hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị của hệ thống lạnh (Tra theo trang 121 tài liệu [2]) Đối với phòng trữ đông có nhiệt độ tf =-18℃ nằm trong khoảng từ (-10℃÷−30℃) theo công thức nội suy ta thu được giá trị của k= 1,058.

+ b: Hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén Do hệ số thời gian làm việc ngày đêm của các kho lạnh lớn ( dự tính là làm việc trong

22 h trong ngày đêm ) Suy ra b=0,9 Suy ra Q0 MN = 1,058 14788,623 0,9 = 17384,85 [ W]

LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN

Kho cấp đông

+ Thông số không khí ngoài trời: tn = 37,5 ℃ φ n = 82%

+ Công suất lạnh yêu cầu của máy nén: Q0 MN = 43208,527 W

5.1.2/ Lập chu trình. a/ Phân tích chọn môi chất lạnh : NH3

+ Vì đặt trong công nghiệp trong khu công nghiệp nên ít ảnh hưởng tới khu dân cư

Ammoniac (NH3) là một chất không màu nhưng có thể phát hiện dễ dàng do mùi khai nồng nặc khi bị rò rỉ Một lợi thế vượt trội so với Freon là NH3 không gây hại đến tầng ozon.

+ Trao đổi nhiệt tốt có độ hoàn thiện cao hơn so với Freon.

+ Môi chất NH3 có thể mua trong nước còn Freon phải vận chuyển nước ngoài nên tốn phí vận chuyển hơn

+ Hệ thống NH3 rẻ hơn vì dùng ống bằng đồng.

Do hệ thống lạnh được sử dụng để cấp đông sản phẩm xuất khẩu, nên sẽ có đội ngũ nhân viên giàu kinh nghiệm xử lý rò rỉ, đồng thời được trang bị các thiết bị xử lý NH3 trong công nghiệp Ngoài ra, việc phân tích và lựa chọn chu trình lạnh (tách lỏng hay hồi nhiệt) cũng đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo hiệu quả và an toàn của hệ thống.

Chọn chu trình lạnh cho phòng cấp đông là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng bình tách lỏng Mặc dù chu trình này bị lệch ra khỏi chu trình Cacno làm cho hệ số lạnh giảm xuống, nhưng ngược lại nó tránh được hiện tượng lỏng về máy nén gây ra hiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén Bên cạnh đó, máy lạnh NH3

( amoniac) đã có nhiệt độ cuối tầm nén rất cao Nếu máy lạnh dùng thiết bị hồi nhiệt thì nhiệt độ cuối tầm nén sẽ cao, hơn nữa dễ có nguy cơ cháy dầu bôi trơn

 Cho nên máy lạnh NH3 dùng bình tách lỏng c/ Phân tích chọn môi trường làm mát và nhiệt độ của môi trường làm mát tw (trang

+ Chọn môi trường làm mát là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt:

Giải thích: Trước tiên vì nước có nhiệt độ thấp hơn và trao đổi nhiệt tốt hơn không khí và kho lạnh ít di chuyển nên năng suất lạnh sẽ cao, bên cạnh đó nước giếng khoan chỉ sử dụng một lần vì vậy sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt sẽ có tính kinh tế hơn

+ Chọn thiết bị ngưng tụ kiểu nằm ngang: Vì thiết bị này có phụ tải nhiệt khoảng 4500-5500 W/m 2 nên tiêu hao ít kim loại nên gọn và chắc chắc , giải nhiệt bằng nước nên năng suất lạnh ít phụ thuộc vào thời tiết, và đồng thời năng suất lạnh giải nhiệt bằng nước cao hơn không khí, đồng thời dễ vệ sinh về phía nước làm mát, không gây ẩm mốc mất vệ sinh.

Nhiệt độ trước khi vào thiết bị ngưng tụ tw1 = tư + (3 ÷ 4 ¿Trong đó tw1: Nhiệt độ nước làm mát trước khi vào bình ngưng tư : Nhiệt độ nhiệt kế ướt( Tra theo đồ thị hình 1-3 v trang 10 tài liệu [2] ) đối với nhiệt độ tn = 37,5 ℃ và φ n =82% ta thu được giá trị tư = 35 ℃ Suy ra tw1 = 35 + 3 = 38℃

Nhiệt độ sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ tw2 = tw1 + (4 ÷ 6 ) Suy ra tw2 = tw1 +5

Nhiệt độ của nước làm mát trung bình: tw = 2 t w1+ t w2 = 38+ 2 43 = 40,5 ℃ d/ Tính nhiệt độ (áp suất ) ngưng tụ: tk = tw +(410¿ ℃

Trong đó tw: Nhiệt độ của nước làm mát trong bình Suy ra tk = 40,5 + 4,5 = 45℃ (Chọn 4,5℃ vì môi trường giải nhiệt là nước)

-Như vậy với nhiệt độ ngưng tụ tk E℃, tra bảng 19 trang 236 Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt), ta thu được giá trị áp suất ngưng tụ Pk của NH3 là

Pk = 17,82 bar e/ Tính nhiệt độ (áp suất) bay hơi : t0 = tf –(4 ÷ 10) Trong đó tf : Nhiệt độ phòng cấp đông tf = -35℃

Suy ra t0 = -35 -10 = -45℃ ( chọn 10℃ vì cấp đông cần làm lạnh nhanh)

-Như vậy với nhiệt độ bay hơi t0 = -45℃, tra bảng 19 trang 236 Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt ), ta thu đước giá trị áp suất bay hơi P0 của NH3 là

P0 = 0,546 bar. f/ Tính chọn cấp chu trình:

Ta có tỷ số nén của chu trình: Π = P 0 P k = 17,81 0,546 = 32,62 > 12

 Ta chọn chu trình máy nén 2 cấp -Chọn chu trình lạnh cho phòng cấp đông là chu trình máy lạnh 2 cấp làm mát trung gian hoàn toàn, bình trung gian có ống trao đổi nhiệt Bởi vì do trở lực của hệ thống dàn bay hơi trong phòng cấp đông khá lớn Nếu dùng bình trung gian làm mát hoàn toàn thì áp suất trung gian nhỏ không đảm bảo đủ lực để cung cấp đủ lỏng cho thiết bị bay hơi nên không đảm bảo được năng suất lạnh, ảnh hưởng đến hiệu suất của chu trình Do đó ta chọn chu trình máy lạnh 2 cấp dùng bình trung gian có ống trao đổi nhiệt.

- Nhiệt độ vầ áp suất trung gian.

- Ta có áp suất trung gian: P tg =√ P 0 P k = √ 0,546.17,82=3,12 bar

Dựa vào bảng hơi bão hòa NH3 (bảng 19, trang 236, Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt áp suất), tại P tg = 3,12 bar, ta có nhiệt độ bão hòa tương ứng là t tg = -8℃ Từ đó, có thể tính toán được độ quá nhiệt ∆ tqn và độ quá lạnh ∆ tql.

+ Chu trình dùng bình tách lỏng

Do hơi bão hòa khô từ bình tách lỏng nhận nhiệt của môi trường trên đường ống hút về máy nén, nên nhiệt độ của hơi bão hòa tăng lên, đồng thời nhận thêm nhiệt tại khoang hút máy nén nên nhiệt độ hơi bão hòa tăng tiếp, vì vậy nhiệt độ của hơi bão hòa tại cuối đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn đoạn

5.1.3/ Tính toán chu trình a/ Xây dựng đồ thị, lập bảng và xác định thông số vật lý tại các điểm nút:

NCA: Máy nén cao áp BTG: Bình trung gian

NHA: Máy nén hạ áp HN: Hồi nhiệt NT: Bình ngưng tụ

BH: Dàn bay hơi Đồ thị:

-Các quá trình của chu trình :

1-2 : Nén đoạn nhiệt trong máy nén hạ áp từ P0 lên Ptg.

2-3 : Làm mát đẳng áp hoàn toàn trong bình trung gian

3-4 : Nén đoạn nhiêt trong máy nén cao áp từ Ptg lên Pk.

4-5 : Ngưng tụ đẳng áp, đẳng nhiệt trong thiết bị ngưng tụ

5-5’ : Tiết lưu từ Pk đến P0

5-6 : Quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian

6-6’ : Tiết lưu từ áp suất Pk xuống P0.

6’-1 : Nhận nhiệt đối tượng cần làm lạnh hoá hơi đẳng nhiệt đẳng áp

-Nguyên lý làm việc: Hơi 1 sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi được hút về máy nén ha áp và đẳng áp hoàn toàn thành hơi khô 3 và cùng với các dòng hơi khô khác được hút về máy nén cao áp và được nén đoạn nhiệt tới áp suất ngưng tụ Pk rồi đi vào thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường ngưng tụ thành lỏng sôi 5 Lỏng sôi 5 được chia thành 2 dòng Dòng thứ nhất đi vào van tiết lưu giảm áp xuống áp suất trung gian thành hơi bão hoà ẩm 5’ rồi đi vào bình trung gian được tách thành hơi khô 3 và lỏng sôi 7 Dòng lỏng sôi còn lại đi vào ống trao đổi nhiệt của bình trung gian được quá lạnh đẳng áp thành lỏng chưa sôi 6, lỏng chưa sôi 6 qua van tiết lưu giảm áp suất xuống áp suất bay hơi P0 rồi đi vào thiết bị bay hơi đẳng áp đẳng nhiệt thành hơi bão hoà và chu trình cứ thế tiếp tục

Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn trao đổi nhiệt của bình trung gian lớn hơn nhiệt độ lỏng trong bình trung gian khoảng (3 ÷ 5 °C) Khi đó, nhiệt độ lỏng trong ống xoắn trao đổi nhiệt sẽ là t6 = -8 °C + 5 °C = -3 °C.

( bar ) t ( ℃¿ v (m 3 /s ) s (kJ/kg.K ) i ( kJ/kg)

Các thông số ở các điểm nút tra theo trang (948 ÷ 950) tài liệu FUNDAMENTALS OF ENGINEERING THERMODYNAMICS b/Tính toán chu trình:

-Chu trình tính cho 1kg môi chất đi qua thiết bị bay hơi.

+Tính lượng hơi khô tạo thành do làm quá lạnh 1kg lỏng cao áp: γ=i 5 −i 6 i 3 −i 7 = 396,13−166,08

+ Tính lượng hơi khô tạo thành do làm mát trung gian hoàn toàn

1kg hơi nén trung áp: β= i i 2 −i 3

+ Lượng hơi tạo thành khi đi qua van tiết lưu 1: α =( γ + β ) i

+ Nhiệt lượng nhận được thực tế tại thiết bị bay hơi(năng suất lạnh riêng): q0 = i1 – i6 ’ = 1380,57-166,08 = 1214,49 [kJ/kg]

+ Nhiệt lượng thải ra cho môi trường làm mát ở thiết bị ngưng tụ: qk = ( 1+ α+β+γ¿.(i4 – i5 )

+Lưu lượng môi chất tuần hoàn trong máy nén hạ áp là:

+ Lưu lượng môi chất tuần hoàn qua máy nén cao áp:

+ Công suất nhiệt của thiết bị ngưng tụ:

Qk = GCA(i4 – i5 ) = 0,048.(1691,49-396,13) b,177 [kW] + Công nén máy nén hạ áp:

LNHA= GHA.(i2 – i1 ’ ) = 0,036.(1562,74-1391,23) = 6,174 [kW] + Công nén máy nén cao áp:

LNCA= GCA.(i4- i3 ) = 0,048.(1691,49-1432,95)= 12,41[kW] + Công nén cho cả chu trình:

+ Năng suất lạnh của thiết bị bay hơi:

+ Hiệu suất làm lạnh: ε = Q 0 MN L = 43208,527.10 −3

+ Công suất lạnh yêu cầu của máy nén phòng cấp đông

+Tổn thất lạnh của phòng lạnh Q09,823 [kW]

-Thể tích hút thực tế qua máy nén hạ áp và cao áp:

+Thể tích hút thực tế qua máy nén hạ áp:

+Thể tích hút thực tế qua máy nén cao áp:

+Có tỉ số nén: π = p p tg

+Tra đồ thị hình 7- 4 trang 215 tài liệu [2] với máy nén kiểu hiện đại ta thu được giá trị hệ số λlà: λ1 = λ2 = 0,7

-Thể tích hút lý thuyết:

+Thể tích hút lý thuyết qua máy nén hạ áp:

+ Thể tích hút lý thuyết qua máy nén cao áp:

- Chọn 1 máy nén 2 cấp như vậy ta không thể biết được thể tích hút lý thuyết của loại máy nén này là bao nhiêu, mà chỉ biết thể tích hút lý thuyết trong từng cấp của máy nén Do đó ta chọn chu trình lạnh quy chuẩn và xác định máy nén cho chu trình lạnh quy chuẩn đó làm máy nén chạy trong hệ thống lạnh thực tế.

- Xác định chu trình lạnh tiêu chuẩn:

Theo bảng (7-1) trang 219 tài liệu [2] chọn chế độ lạnh đông 2 cấp NH3 thì có các thông số sau: t0 = -40 0 C => P0 = 0,72 bar tk = 35 0 C => Pk = 13,5 bar tqn = - 30 0 C tql = 30 0 C

- Ta có áp suất trung gian: P tg =√ P 0 P k = √ 0,72.13,5=3,12 [bar]

- Dựa vào bảng hơi bão hòa NH3 bảng 19 trang 236 Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt áp suất P tg =3,12¯¿ ta có: t tg =−8℃ => t6= -8+3= -5℃ Điểm Trạng thái P (bar) T (℃ ) V(m 3 /kg ) i (kJ/kg.s)

- Năng suất lạnh riêng khối lượng tiêu chuẩn: qo tc= i1 tc- i6’ tc= 1388,5 – 157,3= 1231,2 [kJ/kg].

- Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn: qv tc = q o tc v 1 tc = 1231,2 1,55 = 794,32 [kJ/kg].

- Hệ số cấp ở điều kiện tiêu chuẩn:

-Có tỉ số nén: π=P tg

P0 =3,12 0,72=4,3 Tra đồ thị hình 7- 4 trang 215 tài liệu [2] với máy nén kiểu hiện đại ta có: λtc = 0,78

- Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = q 0 v 1 = 1214,49 1,55 = 783,54 [kJ/kg]

- Năng suất lạnh tiêu chuẩn theo catalog Q0 C:

Ta lựa chọn máy nén piston MYCOM 2 cấp nén dành cho NH3 có ký hiệu N42B theo bảng 7-3 trang 223 tài liệu [2] Với nhiệt độ ngưng tụ tk = 35 °C và nhiệt độ bay hơi to = -40 °C, máy nén có năng suất lạnh tiêu chuẩn là: Q0 CMN = 42,8 x 1000 kcal/h = 49,78 [kW].

 Q0 CMNI,78 kW > 48,81 kW -Công suất trên trục động cơ: Ne = 31,1 [kW]

-Số máy nén lắp đặt:

Z= 48,81 49,78 =0,98 => Chọn Z = 1 máy nén hai cấp cho NH3.

-Chọn số máy nén là 1

5.1.5/ Tính chọn động cơ kéo máy nén:

-Công cấp cho mỗi máy nén:

- Công suất điện tiêu thụ thực tế của mỗi máy nén: Nel

: tổn thất năng lượng trong máy nén η = ηi.ηe.ηtđ ηel.

Phòng trữ đông

+ Thông số không khí ngoài trời: tn = 37,75℃ φ n = 82%

+ Công suất lạnh yêu cầu của máy nén: Q0 MN = 17384,85 W

5.2.2/ Lập chu trình. a/ Phân tích chọn môi chất lạnh.

+ Vì đặt trong công nghiệp trong khu công nghiệp nên ít ảnh hưởng tới khu dân cư

+ NH3 là chất không màu nhưng nó có mùi khai nên rất dễ phát hiện khi rò rỉ. + Ưu điểm lớn nhất so với Freon là nó không phá huỷ tầng Ozone.

+ Trao đổi nhiệt tốt có độ hoàn thiện cao hơn so với Freon.

+ Môi chất NH3 có thể mua trong nước còn Freon phải vận chuyển nước ngoài nên tốn phí vận chuyển hơn

+ Hệ thống NH3 rẻ hơn vì dùng ống bằng đồng.

Với mục đích cấp đông sản phẩm xuất khẩu, hệ thống lạnh đòi hỏi đội ngũ vận hành có kinh nghiệm xử lý rò rỉ và thiết bị xử lý NH3 trong ngành công nghiệp lạnh, đồng thời phải lựa chọn kỹ lưỡng chu trình lạnh phù hợp, có thể là tách lỏng hoặc hồi nhiệt, để đảm bảo hiệu quả làm lạnh tối ưu.

-Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ đông là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng bình tách lỏng Mặc dù chu trình này bị lệch ra khỏi chu trình Cacno làm cho hệ số lạnh giảm xuống , nhưng ngược lại nó tránh được hiện tượng lỏng về máy nén gây ra hiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén.Bên cạnh đó , máy lạnh NH3 ( amoniac) đã có nhiệt độ cuối tầm nén rất cao Nếu máy lạnh dùng thiết bị hồi nhiệt thì nhiệt độ cuối tầm nén sẽ cao, hơn nữa dễ có nguy cơ cháy dầu bôi trơn => Cho nên máy lạnh NH3 dùng bình tách lỏng c/ Phân tích chọn môI trường làm mát và nhiệt độ của môI trường làm mát tw (trang 206, TL2).

+ Chọn môi trường làm mát là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt:

Giải thích : Trước tiên vì nước có nhiệt độ thấp hơn và trao đổi nhiệt tốt hơn không khí và kho lạnh ít di chuyển nên năng suất lạnh sẽ cao, bên cạnh đó nước giếng khoan chỉ sử dụng một lần vì vậy sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt sẽ có tính kinh tế hơn

+ Chọn thiết bị ngưng tụ kiểu nằm ngang : Vì thiết bị này có phụ tải nhiệt khoảng 4500-5500 W/m2 nên tiêu hao ít kim loại nên gọn và chắc chắc , giải nhiệt bằng nước nên năng suất lạnh ít phụ thuộc vào thời tiết , và đồng thời năng suất lạnh giải nhiệt bằng nước cao hơn không khí, đồng thời dễ vệ sinh về phía nước làm mát , không gây ẩm mốc mất vệ sinh

Nhiệt độ trước khi vào thiết bị ngưng tụ tw1 = tư + (3 ÷ 4 ¿ Trong đó tw1 : Nhiệt độ nước làm mát trước khi vào bình ngưng tư : Nhiệt độ nhiệt kế ướt ( Tra theo đồ thị hình 1-3 trang

10 tài liệu [2] ) đối với nhiệt độ tn = 37,5 ℃ và φ n =

82% ta thu được giá trị tư = 35 ℃

Nhiệt độ sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ tw2 = tw1 + (4 ÷ 6 )

Nhiệt độ của nước làm mát trung bình : tw = 2 t w1+ t w2 = 38+ 2 43 = 40,5℃ d/ Tính nhiệt độ (áp suất ) ngưng tụ: tk = tw +(410¿ ℃

Trong đó tw : Nhiệt độ của nước làm mát trong bình Suy ra tk = 40,5 + 4,5 = 45℃ ( Chọn 4,5℃ vì môi trường giải nhiệt là nước )

-Như vậy với nhiệt độ ngưng tụ tk E℃, tra bảng 19 trang 236 Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt) , ta thu được giá trị áp suất ngưng tụ Pk của NH3 là Pk = 17,82bar e/ Tính nhiệt độ (áp suất) bay hơi : t0 = tf –(4 ÷ 10) Trong đó tf : Nhiệt độ phòng trữ đông tf = -18℃

Suy ra t0 = -18 -7 = -25℃ ( chọn 7℃ vì môi trường giải nhiệt là nước)

-Như vậy với nhiệt độ bay hơi t0 = -25℃, tra bảng 19 trang 236 Bài tập cơ sở kỹ thuật nhiệt ), ta thu đước giá trị áp suất bay hơi P0 của NH3 là P0 = 1,52 bar f/ Tính chọn cấp chu trình:

Ta có tỷ số nén của chu trình: Π = P 0 P k = 17,82 1,52 = 11,72< 12

 Ta chọn chu trình máy nén 1 cấp g/ Tính độ quá nhiệt ∆tqn ,độ quá lạnh ∆tql

+ Chu trình dùng bình tách lỏng

Theo lý thuyết, chu trình máy lạnh một cấp sử dụng bình tách lỏng để tách riêng hơi ra khỏi chất lỏng, tạo ra hơi bão hòa khô Tuy nhiên, trên thực tế, mặc dù hệ thống có lớp cách nhiệt trên đường ống, vẫn xảy ra tổn thất nhiệt trên đường ống dẫn đến máy nén và tại khoang hút của máy nén Do vậy, hơi hút về máy nén thường ở trạng thái quá nhiệt.

5.2.3/ Tính toán chu trình a/ Xây dựng đồ thị, lập bảng và xác định thông số vật lý tại các điểm nút: -Sơ đồ :

Các quá trình của chu trình :

1-2 : Nén đoạn nhiệt trong máy nén hạ áp từ P0 lên Pk.

2-3 : Làm mát đẳng áp hoàn toàn trong thiết bị ngưng tụ

3-4 : Tiết lưu từ Pk xuống P0

4.1 : Nhận nhiệt đối tượng cần làm lạnh hoá hơi đẳng nhiệt đẳng áp.

-Nguyên lí làm việc: Hơi ẩm sau thiết bị bay hơi vào bình tách lỏng được tách ra thành lỏng sôi, chạy ngược lại thiết bị bay hơi còn hơi khô được hút về máy nén và hơi nén đoạn nhiệt lên áp suất ngưng tụ P k rồi đi vào thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng sôi 3 Sau đó đi qua van tiết lưu giảm áp xuống áp xuống bay hơi P 0 (điểm 4) rồi đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt đối tượng cần làm lạnh hoá hơi đẳng áp, đẳng nhiệt thành hơi ẩm và chu trình cứ thế tiếp tục

-Lập bảng Điểm Trạng thái P

( bar) t ( ℃ ) v (m 3 / kg ) s ( kJ/kg.K) i ( kJ/kg )

Các thông số về Hơi quá nhiệt lỏng chưa sôi tra theo trang (948 ÷ 950) tài liệu

+ Nhiệt lượng nhận được tại thiết bị bay hơi (năng suất lạnh riêng): qo = i1 – i4 = 1411 – 396,3 = 1014,7 [kJ/kg]

+ Lưu lượng môi chất tuần hoàn qua hệ thống:

+Công suất nhiệt của thiết bị ngưng tụ:

+ Công cấp cho chu trình.

+ Năng suất lạnh của thiết bị bay hơi là :

+ Công suất lạnh yêu cầu của máy nén lạnh trong phòng trữ đông:

-Thể tích hút thực tế qua máy nén:

1,52,724 Tra đồ thị hình 7- 4 trang 215 tài liệu [2] với máy nén kiểu hiện đại ta có: λ = 0,5

-Thể tích hút lý thuyết:

-Như vậy, ta chọn máy nén pittong MYCOM một cấp nén cho NH3 có kí hiệu N4WA bảng 7-2 trang 222, tài liệu [2] với t0 = -20℃ có thể tích hút lý thuyết là :

Z = 96,48 187,2 =0,52 => Chọn 1 máy nén một cấp NH3

-Ở đây chúng ta dùng thêm một máy nén nữa để phòng trường hợp máy nén trữ đông bị hỏng mà số lượng thịt trữ đông quá lớn Chúng ta có thể dùng một máy chạy còn một máy dự phòng hoặc hai máy chạy cùng lúc với cùng thông số tính toán Như vậy ta chọn Z=2 máy.

-Chọn số máy nén là 2

5.2.5/ Tính chọn động cơ kéo máy nén:

-Công cấp cho mỗi máy nén:

- Công suất điện tiêu thụ thực tế của mỗi máy nén: Nel

: tổn thất năng lượng trong máy nén η = ηi.ηe.ηtđ ηel.

- ηi: hệ số hiệu suất chỉ thị do quá trình nén đoạn nhiệt thực tế không phải là quá trình nén đoạn nhiệt thuận nghịch, ηi được tính theo công thức (7-21) trang 217 tài liệu [2]: ηi = T T 0 k + 0,001.t0

- ηe: Hệ số hiệu suất cơ học do tổn thất ma sát tại các bề mặt chuyển động (do nhà chế tạo quy định), chọn ηe = 0,92

- ηtđ: Hệ số hiệu suất truyền động giữa máy nén và động cơ, vì máy nén hở truyền động đai nên chọn ηtđ = 0,98

- ηel: Hệ số hiệu suất của động cơ điện, chọn ηel =0,9 theo trang 216 tài liệu [2].

- Công suất động cơ điện lắp đặt được tính theo công thức (7-25) trang 219 tài liệu [2]:

-Vì các máy lạnh hiện nay làm việc trong điều kiện điện áp ổn định ít có sự thay đổi nên ta chọn hệ số an toàn bằng 1,2 Khi đó ta có:

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ TRONG HỆ THỐNG LẠNH

Thiết bị ngưng tụ

6.1.1/Phân tích chọn kiểu thiết bị

+ Chọn thiết bị ngưng tụ kiểu nằm ngang: Vì thiết bị này có phụ tải nhiệt khoảng 4500-5500 W/m 2 nên tiêu hao ít kim loại nên gọn và chắc chắn, giải nhiệt bằng nước nên năng suất lạnh ít phụ thuộc vào thời tiết, và đồng thời năng suất lạnh giải nhiệt bằng nước cao hơn không khí, đồng thời dễ vệ sinh về phía nước làm mát, không gây ẩm mốc mất vệ sinh

6.1.2/ Mục đích của thiết bị ngưng tụ.

+ Thiết bị ngưng tụ dùng để ngưng hơi nén từ máy nén thành lỏng cao áp trước khi qua van tiết lưu vào dàn bay hơi.

1 Áp kế, dưới áp kế có ống xi phông để chống rung kim áp kế

2 Van an toàn: Dưới van an toàn bắt buộc phải có van chặn để cô lập khi sửa chữa hay van an toàn tác động

4 Đường vào của hơi cao áp

5 Đường dự trữ hoặc đường xả khí không ngưng

6,8 Đường xả khí và xả bẩn về phía nước làm mát

7 Nắp phân chia để tạo lối đi cho dòng nước là nắp phẳng vì nước không có áp lực và trên nắp phẳng có các vách ngăn để tạo lối đi cho dòng nước số lối đi phụ thuộc vào tốc độ tối ưu của dòng nước ω =1,5 m/s (Nhỏ quá thì trao đổi nhiệt kém, lớn quá thì gây rung mài mòn)

9 Đường xả dầu bôi trơn

11 Đường ra của lỏng cao áp

12 Ống trao đổi nhiệt là ống thép trơn Các ống chiếm đầy mặt sàng và được lắp vào mặt sàng bằng bằng phương pháp hàn và núc

13, 14 Đường vào và ra của nước làm mát, phải vào dưới ra trên để nước bao phủ toàn bộ bề mặt trao đổi nhiệt

-Đây là thiết bị ngưng tụ giải nhiệt bằng nước Hơi môi chất đi vào phía trên đỉnh bình, bao phủ toàn bộ bề mặt ngoài của chùm ống trao đổi nhiệt, nhả nhiệt cho nước cưỡng bức bên trong ống ngưng tụ chạy xuôngs dưới ra ngoài Phụ tải nhiệt của thiết bị này là: qF = Q k F = (4500-5500) W/m 2

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt: F

F = Q k q F [m 2 ] Trong đó Qk : Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ

Q k = Q k CĐ + Q k TĐ = 62,177 +24,13 = 86,307 [kW] q F : Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ theo lý thuyết qF = (4500-5500) W/m 2 vì hệ thống lạnh dùng môi chất NH3 nên ta chọn qF = 5500 W/m 2 Suy ra

Theo bảng 8-1 trang 249 tài liệu [2] chọn bình ngưng tụ KTT-20 cho cả phòng cấp đông với trữ đông với các thông số như sau :

+Diện tích bề mặt ngoài: F = 20 m 2 +Đường kính vỏ ống: D= 0,5 m +Chiều rộng: B = 0,81 m

+Chiều dài ống: L=2,93 m+Chiều cao H = 0,91m +Số ống: n4 ống

Tính chọn thiết bị bay hơi

-Vì ta làm lạnh chất khí nên ta chọn thiết bị bay hơi NH3 với dàn lạnh quạt đối lưu cưỡng bức không khí Bên cạnh đó dàn lạnh đối lưu cưỡng bức có một số ưu điểm so với dàn lạnh đối lưu tự nhiên như sau

+ Có thể bố trí trong buồng hay ngoài buồng lạnh

+ Ít tốn thể tích bảo quản sản phẩm

+ Nhiệt độ đồng đều và hệ số trao đổi nhiệt lớn

6.2.1/ Mục đích của thiết bị bay hơi:

Dùng để tải nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh ra ngoài.

Chú ý: Chiều cao tối ưu của mức lỏng trong dàn bay hơi là khoảng 2 3 chiều cao dàn Nếu cao quá thì tăng nguy cơ ngập lỏng, còn nếu thấp quá làm giảm diện tích truyền nhiệt.

1.Đường lỏng tiết lưu vào dàn

2.Các ống góp trên và dưới

3.Đường ra của hơi hạ áp

4.Ống trao đổi nhiệt: Là ống thép có cánh vì ở đây làm lạnh chất khí Ống trao đổi nhiệt có 3 dạng: Ống thẳng, ống xương cá, ống đuôi cá

5.Ống cân bằng: Là ống thép trơn

6.2.2/Nguyên lí làm việc. Đây là thiết bị làm lạnh chất khí kiểu không ngập Lỏng môi chất tiết lưu vào ống góp dưới vào trong và ngập một phần ống trao đổi nhiệt , nhận nhiệt của chất khí hay chất lỏng ,đối lưu tự nhiên hay cưỡng bức bên ngoài ống Hoá hơi theo ống góp trên ra ngoài.Phụ tải nhiệt đối với làm lạnh chất khí đối lưu cưỡng bức là qF = (170-340) W/m 2

6.2.3/Tính chọn thiết bị bay hơi a Hệ thống dàn bay hơi cho phòng cấp đông:

F = Q0 q F [m 2 ] Trong đó Q0: Năng suất lạnh của thiết bị bay hơi phòng cấp đông

Q0 = 43,722 kW q F : Phụ tải nhiệt của thiết bị bay hơi qF = (170 ÷ 340) W/m 2 ta chọn qF = 250 W/m 2

-Tra bảng 8-13 trang 295 tài liệu [2] chọn 2 dàn quạt BOП-100 Với mỗi dàn quạt BOП-100 có :

+Diện tích bề mặt: F 0 m 2 +Bước cánh = 17,5 mm +Sức chứa NH3 = 30 lít = 0,03 m 3 +Số lượng quạt = 2

+Công suất mỗi quạt =1,1 1,5 kW b Hệ thống dàn bay hơi cho phòng trữ đông:

F = Q0 q F [m 2 ] Trong đó Q0: Năng suất lạnh của thiết bị bay hơi phòng trữ đông

Q0 = 17,25 kW q F : Phụ tải nhiệt của thiết bị bay hơi qF = (170-340) W/m 2 ta chọn qF = 250 W/m 2 Suy ra

F = 17,25 250 1000 = 69 [m 2 ]-Tra bảng 8-13 trang 295 tài liệu [2] chọn 1 dàn quạt BOП-75 Với các

+Diện tích bề mặt: F u m 2 +Bước cánh = 8,6 mm +Sức chứa NH3 = 22 lít = 0,022 m 3 +Số lượng quạt = 2

+Công suất mỗi quạt = 0,4 0,6 kW

Kích thước các đường ống

Chọn tốc độ tối ưu ω theo bảng 10.3 trang 243 tài liệu [1] a/ Đường ống hơi hút: ωh = 18 m/s b/ Đường ống hơi nén: ωđ = 20 m/s c/ Đường ống lỏng: ωl = 1,5 m/s

Bình tách dầu

- Để tách dầu ra khỏi đường hơi nén của môi chất nhằm hạn chế dầu đến bám bẩn các bề mặt truyền nhiệt của các thiết bị trao đổi nhiệt như thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi, làm cản trở quá trình trao đổi nhiệt

- Vị trí đặt : Đặt sau máy nén, trước thiết bị ngưng tụ

6.4.2/ Phân tích chọn kiểu thiết bị

-Ta dùng môi chất NH3 nên ta sẽ chọn bình tách dầu kiểu ướt vì NH3 không hoà tan dầu bôi trơn nên sau mỗi máy nén ta không cần lắp bình tách dầu, vì vậy chỉ cần dùng một bình tách dầu cho cả hệ thống nên đảm bảo yêu cầu về tính kính tế Dầu tách ra được giữ lại trong bình và định kì xả ra ngoài

Bình tách dầu kiểu ướt

1 Đường vào hơi cao áp

2 Van an toàn, dưới van an toàn bắt buộc phải có van chặn để cô lập khi sửa chữa hay khi van an toàn tác động

3 Đường ra hơi cao áp

Mục đích của 5,6 không cho dòng sơi sục thẳng vào lớp dầu phía dưới làm văn tung toé dầu giảm hiệu quả tách dầu

7 Đường xả dầu: Trong bình xả dầu ướt không cần thiết bị quan sát mức dầu bởi vì mức dầu trong bình không quan trọng đến hiệu quả tách dầu , khi máy nén hết dầu hay bình rung thì ta sẽ xả dầu ra ngoài , lọc rồi nạp lại máy nén.

-Dầu được tách nhờ 3 nguyên nhân:

+Do dòng hơi đi từ ống nhỏ ra bình to vận tốc giảm đột ngột lực quán tính giảm dưới tác dụng của trọng lực các hạt dầu lớn rơi xuống

+Nhờ lực ly tâm khi ngoặt dòng các hạt dầu nặng bị văng ra va đập vào thành bình mất vận tốc đột ngột rơi xuống dưới tác động của trọng lực rơi xuống dưới

+Do sự va đập vào các nón chắn, dòng hơi bị mất vận tốc đột ngột Các hạt dầu nặng được giữ lại và rơi xuống đáy bình.

- Lưu lượng khối lượng môi chất qua bình (Chính là lưu lượng môi chất ra khỏi 2 máy nén)

- Thể tích riêng trạng thái hơi qua bình tách dầu, đây chính là trạng thái hơi về bình ngưng tụ v = v4 CĐ + v2 TĐ = 0,1 + 0,1158 = 0,2158 m 3 /kg

- Lưu lượng thể tích đi qua bình

- Chọn bình có sẵn theo đường ống hơi nén: ωđ = 20 m/s. Đường kính ống hơi nén là

Chọn ống theo đường kính danh nghĩa: Dy 2mm (Bảng 10.2 trang 346 tài liệu [2]) chọn đường ống có đường kính ngoài Da = 38mm, đường kính trong Di = 33,5mm

- Ta chọn bình tách dầu theo đường kính ống hơi nén, Theo trang 312, tài liệu [2] ta chọn bình tách dầu 32-OMM

Bình tách lỏng

6.5.1/ Mục đích: Để tách lỏng ra khỏi luồng hơi hút về máy nén nhằm tránh hiện tượng thuỷ kích gây hỏng máy nén.

Vị trí: Sau thiết bị bay hơi trước máy nén

6.5.2/ Phân tích chọn kiểu thiết bị

-Đối với phòng cấp đông ta sử dụng bình tách lỏng kiểu ướt Bình tách lỏng kiểu ướt được sử dụng trong các dàn bay hơi ở phòng cấp đông vì loại này có thể khống chế được mức lỏng trong dàn bay hơi làm tăng hiệu quả trao đổi nhiệt.

-Đối với phòng trữ đông ta dùng bình tách lỏng kiểu khô vì công suất các dàn lạnh này bé, chỉ yêu cầu cấp lạnh ổn định Do đó ta chọn loại này vì nó có cấu tạo đơn giản, gọn nhẹ, dễ chế tạo và không chiếm diện tích mặt bằng.

1.Đường vào của hơi hạ áp.

2.Áp kế, phía dưới có ống xi phông mục đích chống rung kim áp kế.

3 Đường ra của hơi hạ áp

4.Nón chắn tách lỏng thường thì có 2 nón

6 Ống thuỷ tối và van phao

7 Đường xả lỏng về dàn bay hơi

8 Đường lỏng tiết lưu vào bình, không tiết lưu vào dàn vì phá vỡ nguyên tắc bình thông nhau

9 Miệng phun ngang: Mục đích không cho dòng hơi sục thẳng vào lớp chất lỏng phía dưới làm văng tung toé chất lỏng giảm hiệu quả tách lỏng

Lỏng được tách khỏi luồn hơi hút về máy nén nhờ 3 nguyên nhân

-Dòng hơi đi từ ống nhỏ ra bình to vận tốc giảm đột ngột lực quán tính giảm dưới tác dụng của trọng lực các hạt lỏng lớn rơi xuống

-Nhờ lực li tâm khi ngoặc dòng các hạt lỏng nặng văng ra va đập vào thành bình mất vận tốc đột ngột dưới tác dụng của trọng lực rơi xuống dưới

- Do vào đập vào các nón chắn dòng hơi bị mất vận tốc đột ngột, các hạt lỏng được giữ lại và rơi xuống dưới.

*Tính chọn bình tách lỏng kiểu ướt

- Lưu lượng khối lượng môi chất qua bình (Chính là lưu lượng môi chất vào máy nén hạ áp)

- Thể tích riêng trạng thái hơi qua bình tách lỏng, đây chính là trạng hơi hút của máy nén hạ áp v1 ’= 2,12 m 3 /kg

- Chọn bình có sẵn theo đường ống hơi hút: ωl = 18 m/s.

-Đường kính trong ống lỏng là

- Theo bảng 10.2 trang 346 tài liệu [2] chọn ống theo đướng kính danh nghĩa: Dy mm, chọn đường ống có đường kính ngoài Da = 89 mm, đường kính trong Di 82mm.

-Vậy chọn bình tách lỏng theo đường kính ống hơi hút về máy nén nên ta chọn bình tách lỏng có kí hiệu 70-0Ж r (Theo bảng 8-18 trang 311 tài liệu [2])

+Thông số của bình tách lỏng 70-0Ж r là:

-Đường kính ngoài: Da 426 mm -Chiều cao: H = 1750 mm

* Tính chọn cho bình lỏng kiểu khô

- Lưu lượng khối lượng môi chất qua bình

- Thể tích riêng trạng thái hơi qua bình tách lỏng, v1 ’= 0,7896 m 3 /kg

- Chọn bình có sẵn theo đường ống hơi hút: ωl = 18 m/s.

-Đường kính trong ống lỏng là

- Theo bảng 10.2 trang 346 tài liệu [2] chọn ống theo đướng kính danh nghĩa: Dy

@mm, chọn đường ống có đường kính ngoài Da = 45 mm; đường kính trong Di 40,5 mm

-Vậy chọn bình tách lỏng theo đường kính ống hơi hút về máy nén nên ta chọn bình tách lỏng có kí hiệu 70-0Ж r (Theo bảng 8-18 trang 311 tài liệu [2])

+Thông số của bình tách lỏng 70-0Ж r là: Đường kính ngoài: D= 426mm Chiều cao: H = 890 mm

Bình trung gian

-Làm mát trung gian hoàn toàn hơi giữa 2 cấp nén để giảm công nén và nhiệt độ cuối tấm nén

-Tách lỏng ra khỏi luồng hơi hút về máy nén cao áp để tránh hiện tượng thuỷ kích -Để quá lạnh lỏng cao áp trước khi tiết lưu để giảm tổn thất lạnh do tiết lưu

1.Đường vào của hơi nén trung áp: Được bịt đầu ra và khoan lỗ xung quanh thân ống phần ngập trong lỏng mục đích để xé nhỏ dòng hơi để tăng cường hiệu qủa làm mát.

2 Đường lỏng tiết lưu vào bình: Được tiết lưu trực tiếp vào trong ống để làm mát tốt hơn Nghiêng 1 góc 45 ° để giảm trở lực

3.Đường ra của hơi trung áp

5 Ống thuỷ tối và van phao

6 Đường vào của lỏng cao áp

7 Ống trao đổi nhiệt để quá lạnh lỏng cao áp: Là ống thép trơn

9 Đường dự trữ để tháo lỏng trong bình khi sửa chữa : Khi đó ta đóng van 9 và xem bình trung gian đóng vai trò bình chứa cao áp và cấp lỏng trung áp cho van tiết lưu

10 Đường ra của lỏng cao áp

11 Áp kế : Dưới áp kế có ống xi phông nhằm tránh rung kim áp kế

12.Van an toàn : Bắt buộc phải có van chặn để cô lập khi sửa chữa và khi van an toàn tác động

13 Lỗ cân bằng : Để lỏng trong bình trung gian không chảy ngược về máy nén hạ áp khi máy nén dừng đồng thời nhằm cân bằng áp suất trong và ngoài ống 1

Bình chứa cao áp

-Để cấp lỏng ổn định cho van tiết lưu

-Để chứa lỏng của các thiết bị khác trong hệ thống lạnh khi sửa chữa thiết bị đó

- Vị trí: Sau thiết bị ngưng tụ và trước van tiết lưu

1 Áp kế : Dưới áp kế có ống xi phông nhằm tránh rung kim áp kế

2.Van an toàn : Bắt buộc phải có van chặn để cô lập khi sửa chữa và khi van an toàn tác động

3 Đường vào lỏng cao áp

4 Đường cân bằng: Đường cân bằng với bình chứa cao áp để lỏng dễ chảy xuống ình chứa

5 Đường xả khí không ngưng: Ống cắm xuống 2 3bình và có xẻ đường rảnh rộng từ 2-3mm để xả khí không ngưng nên hiệu quả

6.Đường ra của lỏng cao áp : Có 2 vị trí trên và dưới bình

8.Van kính thuỷ sáng : Trong van kính thuỷ sáng có một viên bi để bịt kín lỗ van khi kính thuỷ bị nứt

-Tính lỏng môi chất trong thiết bị bay hơi

+Đối với dàng bay hơi NH3:Theo trang 306 tài liệu [2] ta có công thức:

Trong đó Vd: Thể tích dàn bay hơi

Vd = (2.0,03+ 2.1.0,022)=0,104 [m 3 ] Suy ra VBH= 0,6.0,104=0,0624 [m 3 ] +Thể tích bình chứa:

V=VBH 1,2.2 Trong đó 1,2: lỏng trên đường ống & dự trữ

+ Chọn bình chứa cao áp theo V (bảng 8.17, trang 310, tài liệu 2), ta chọn bình 0,4PB với các thông số:

Tháp giải nhiệt

-Để giải nhiệt nước làm mát thiết bị ngưng tụ và máy nén về nhiệt độ ban đầu 6.8.2/Cấu tạo

1 Đường vào của nước nóng

2 Van phun cấp nước bổ sung

3 Bộ phận làm tơi nước : Làm tăng diện tích tiếp xúc giữa nước và không khí nhằm tăng hiệu quả làm mát nước

4 Dàn tưới nước : Gồm những ống phun nước (không dùng mặt sàn tưới vì khi đó sẽ bịt kín không cho gió đi) Các ống được khoan một dãy lỗ phun nghiêng

45 ° về cùng 1 phía để nhờ phản lực nước làm dàn ống phun xoay tròn Tưới đều nước trên toàn thiết diện tháp.

5 Quạt gió : Là quạt hút để tạo trao đổi nhiệt cưỡng bức ngược chiều với nước tưới nhằm tăng hiệu qủa làm mát

6 Đường ra của nước lạnh được giải nhiệt

-Nước nóng từ thiết bị ngưng tụ vào máy nén được đi vào tháp qua đường 6 nhờ dàn ống phun 1 nước được tưới đều trên toàn tiết diện thpas và được làm tơi nhờ bộ phần làm tơi nước 2 Nước giải nhiệt về nhiệt độ ban đầu nhờ 2 nguyên nhân: + Giải nhiệt cho không khí đối lưu ngược chiều bên trong ống

+ Nhờ đường nước lạnh bổ sung qua van phao 7 để bù lượng nước bốc hơi đi theo gió

6.8.4/Tính chọn tháp giải nhiệt

Ta có phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ Qk = 86,307 kW.

Qk = 86,307 kW = 86,307 4,18 × 3600 kcal/h = 74331,39 kcal/h -Công suất chọn tháp Q

Với Qk:Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ k : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ nhiệt kế ướt và dải nhiệt độ nước làm mát.

Ta có : Nhiệt độ nhiệt kế ướt tư5℃ , nếu xét điều kiện vận hành tốt nhất thì nhiệt độ nước vào bình ngưng tụ là: tw1 = tư +4℃ = 35 +3 = 38℃ tw2 = tư + ∆ t w= 38 +5 = 43℃

Tra hình 8-29 trang 320 tài liệu (2) theo tw2 – tw1 = 43-38 và nhiệt độ nhiệt kế ước tư = 35℃ ta tra được giá trị k=0,7

Tra bảng 8-22 trang 318 tài liệu [2] chọn tháp giải nhiệt FRK30 với các thông số :

+ Lưu lượng nước định mức: 6,5 l/s

+ Đường kính ống nối dẫn vào: 80 mm

+ Đường kính ống nối dẫn ra: 80 mm

+ Đường kính ống van phao: 15 mm

+ Lưu lượng quạt gió: 230 m 3 /ph

+ Đường kính quạt gió: 760 mm

Thiết bị tách khí không ngưng

-Nhằm loại khí không ngưng ra khỏi thiết bị ngưng tụ để tăng diện tích trao đổi nhiệt.

1 Đường vào của hỗn hợp khí không ngưng và hơi cao áp.

4 Đường xả khí không ngưng : Đầu ra phải xả vào thùng nước

5 Đường ra của hơi hạ áp : Trước khi về máy nén phải qua bình tách lỏng 6.9.3/ Nguyên lí làm việc:

Hỗn hợp khí không ngưng và hơi cao áp từ thiết bị ngưng tụ và bình chứa cao áp đi vào trong không gian giữa 2 ống, nhả nhiệt cho lỏng tiết lưu ở trong ống trong Hơi cao áp ngưng tụ lại thành lỏng qua van tiết lưu (3) vào lại ống trong Khí không ngưng tụ lại ở phía trên và thải ra ngoài thông qua van 4

Bình gom dầu

- Khi xả dầu từ các thiết bị cao áp tràn ra ngoài dễ gây nguy cơ bỏng lạnh Khi xả dầu từ các thiết bị chân không thì thao tác rất phức tạp

-Để thao tác xả dầu ra ngoài an toàn và thuận tiện người ta dùng bình gom dầu

- Bình gom dầu được dùng trong hệ NH 3

1.Các đường dầu về bình 2.Đường nối với đầu hút máy nén

4 Đường xả dầu ra ngoài 6.10.3/ Nguyên lí làm việc:

-Xả dầu về bình gom dầu : Thao tác sao cho (dùng đường hút 2) để máy nén hút suất trong bình sao cho áp suất trong bình gom dầu nhỏ hơn áp suất trong thiết bị cần xả dầu ,rồi mở van xả dầu

- Xả dầu từ bình ra ngoài : Có 2 trường hợp

+ Trường hợp 1 : Áp suất trong bình gom dầu quá cao thì mở đường hút 2 để áp suất dầu trong bình chỉ cần dương một chút (cao hơn áp suất khí quyển) rồi mở van xả 4

+Trường hợp 2 : Áp suất trong bình là chân không mở đường xả dầu từ thiết bị cao áp chẳn hạn ở bình tách dầu để áp suất trong bình tăng lên đến dương một chút rồi mở xả van 4.

-Bình này không cần thiết bị quan sát mức dầu vì nỏ chỉ là thiết bị trung gian để xả dầu ra ngoài an toàn, thuận tiện.

Tiêu đề	Thiết kế cấp trữ đông
Người hướng dẫn	TS. Nguyễn Thành Văn
Trường học	Đại học Đà Nẵng
Chuyên ngành	Kỹ thuật Lạnh
Thể loại	Báo cáo đề tài

Định dạng
Số trang	85
Dung lượng	1,02 MB