thiết kế hệ thống lạnh bảo quản cà rốt dung tích cấp lạnh 8 tấn ngày dung tích bảo quản 450 tấn tại bắc ninh

Tính năng của các buồng kho lạnh Buồng bảo quản lạnh: DJng để bảo quản sản phẩm sau khi đã được làm lạnh, nhiệt độ của buồng này là: 0 ÷1℃ Trong buồng lạnh được trang bị dàn lạnh không

GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH

Vị trí địa lý

Bắc Ninh là một tỉnh nằm ở vùng Đông Bắc Việt Nam, có diện tích 822,7 km² và dân số khoảng 1,2 triệu người Vị trí địa lý của tỉnh Bắc Ninh rất thuận lợi cho việc phát triển kinh tế và xây dJng Bắc Ninh là một trung tâm kinh tế, văn hóa, giáo dục và khoa học công nghệ của vùng đồng bằng sông Hồng.

Bắc Ninh có nhiều tiềm năng để phát triển ngành xây dJng, đặc biệt là trong lĩnh vJc đô thị hóa Tại đây, đã có nhiều dJ án lVn được triển khai như khu đô thị Ecopark, Tây Mỗ - Đại Mỗ, Bắc

Hà, VinCity Gia Lâm và Vinhomes Riverside The Harmony.

Trong xây dJng, Bắc Ninh cũng đã có nhiều bưVc tiến đáng kể, vVi việc cải tạo và nâng cấp hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt là về mặt giao thông Điều này giúp cho việc di chuyển và vận chuyển nguyên liệu xây dJng dễ dàng hơn, giảm chi phí và tăng tính cạnh tranh cho các doanh nghiệp trong lĩnh vJc này.

Bắc Ninh sở hữu nhiều trung tâm đào tạo nghề cung cấp nguồn nhân lực chất lượng cao, góp phần tạo nên những sản phẩm xây dựng chất lượng phục vụ nhu cầu thị trường.

Tuy nhiên, Bắc Ninh cũng đang phải đối mặt vVi một số thách thức trong việc phát triển ngành xây dJng, bao gồm việc kiểm soát chất lượng xây dJng, quản lý an toàn lao động và bảo vệ môi trường Để giải quyết các vấn đề này, cần có sJ hợp tác chặt chẽ giữa các cơ quan chức năng, doanh nghiệp và người dân.

Khí hậu

Bắc Ninh có khí hậu ôn đVi, có 4 mùa rõ rệt vVi sJ chuyển đổi rõ rệt giữa các mùa Mùa hè thường nóng ẩm và mưa nhiều, trong khi mùa đông lạnh và khô Thời gian mưa tập trung vào các tháng mùa hè, từ tháng 5 đến tháng 10, vVi lượng mưa trung bình khoảng 1.500mm/năm. Nhiệt độ trung bình trong năm là khoảng 23 độ C, trong đó tháng nóng nhất là tháng 6 vVi nhiệt độ trung bình là 29 độ C, còn tháng lạnh nhất là tháng 1 vVi nhiệt độ trung bình là 16 độ

C Độ ẩm không khí trung bình trong năm là khoảng 81%, tăng cao vào mùa mưa và giảm xuống vào mùa đông. Đặc biệt, do nằm trong vùng lưu vJc sông Hồng, Bắc Ninh có khí hậu ảnh hưởng bởi sJ khác biệt về địa hình, đặc điểm thủy văn và khí hậu của các vùng lân cận Do đó, việc quản lý và thiết kế công trình xây dJng phải dJa trên thông tin đầy đủ về khí hậu của khu vJc.

Những số liệu v chế độ v phương pháp bảo quản sản phẩm

3.1.1 Chế độ bảo quản sản phẩm

Loại sản phẩm: Cà Rốt

Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm làm lạnh: 0 ÷1℃

Trong trường hợp này vVi sản phẩm là cà rốt ta chọn phương pháp gia lạnh bằng các loại dàn trJc tiếp được bố trí trong buồng lạnh, trên giàn lạnh có gắn các tổ quạt gió để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt giữa vật cần làm lạnh vVi môi chất lạnh sôi trong ống.

3.1.3 Tính năng của các buồng kho lạnh

Buồng bảo quản lạnh: DJng để bảo quản sản phẩm sau khi đã được làm lạnh, nhiệt độ của buồng này là: 0 ÷1℃

Trong buồng lạnh được trang bị dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trần đối lưu không khí tJ nhiên hoặc sử dụng quạt

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN

I Các số liệu v không khí bên ngoi

Những thông số về khí tượng như nhiệt độ, không khí, độ ẩm tương đối của không khí, bức xạ mặt trời, gió và hưVng gió, lượng mưa là những thông số quan trọng để tính toán, thiết kế xây dJng kho lạnh và hệ thống lạnh. Địa phương được chọn để xây dJng kho lạnh là: Bắc Ninh

Có các số liệu về nhiệt độ và độ ẩm như sau Địa Phương

Cả năm Mùa Hè Mùa Đông Mùa Hè Mùa Đông

Bảng 1.1: Nhiệt độ của Bắc Ninh theo mùa

Trong hệ thống lạnh có sử dụng tháp giải nhiệt để làm mát nưVc đi ra từ bình ngưng nên vVi điều kiện về không khí của tháng nóng nhất là: 37,2℃và độ ẩm 83% như trên ta xác định được giá trị của nhiệt độ nhiệt kế ưVt và nhiệt độ đọng sương như sau: tư = 34,5℃, và ts = 34,6

II Thông số trong nhà Độ ẩm không khí: 90 %-95%

Chế độ thông gió mở

Trong trường hợp này vVi sản phẩm là cà rốt ta chọn phương pháp gia lạnh bằng các loại dàn trJc tiếp được bố trí trong buồng lạnh, trên giàn lạnh có gắn các tổ quạt gió để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt giữa vật cần làm lạnh vVi môi chất lạnh sôi trong ống.

1.2.3 Tính năng của các buồng kho lạnh

Buồng bảo quản lạnh: DJng để bảo quản sản phẩm sau khi đã được làm lạnh, nhiệt độ của buồng này là: 0 ÷1℃

Trong buồng lạnh được trang bị dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trần đối lưu không khí tJ nhiên hoặc sử dụng quạt

1.2.4 Phân loại v chọn kho lạnh

+ Theo công dụng người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:

- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thJc phẩm tại các nhà máy chế biến trưVc khi chuyển sang một khâu chế biến khác.

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thJc phẩm Các kho lạnh này thường có dung tích lVn cần phải chang bị hệ thống có công suất làm lạnh lVn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hang thường xuyên.

- Kho phân phối, kho trung chuyển: Dùng để điều hòa cung cấp thJc phẩm cho các khu vJc dân cư, thành phố và dJ trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lVn trữ nhiều mặt hàng.

- Kho thương nghiệp: Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hang đang được doanh nghiệp bán trên thị trường.

- Kho vận tải: Đặc điểm của kho là dung tích lVn, hang bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này sang nơi khác.

- Kho sinh hoạt: đây là kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hang dùng để bảo quản một lượng hàng nhỏ.

Kích thưVc kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hang của nó Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thuwcj phẩm có khác nhau nên thường quy dung tích ra tấn. + Theo đặc điểm cách nhiệt ta chia ra:

- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dJng và bên trong người ta tiến hành bọc lVp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lVn, lắp đặt khó, giá thành tương đối cao, khó tháo dỡ và di chuyển.

- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được ghép vVi nhau bằng các móc khóa camlocking Kho panel có hình thức đẹp, gọn gang và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ.

CHƯƠNG 3 TÍNH DUNG TÍCH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH :

A XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ KÍCH THƯỚC BUỒNG LẠNH

Dung tích kho lạnh được xác định theo công thức:

E - Dung tích kho lạnh [tấn]

V - Thể tích kho lạnh [m 3 ] m v – Định mức của chất tải thể tích [tấn/m3] Đối vVi sản phẩm cà rốt theo ta chọn: m v = 0,32 Thể tích của kho gia lạnh sản phẩm

Thể tích của kho bảo quản sản phẩm làm lạnh

Diện tích chất tải lạnh được xác định theo công thức: F = V h

F - Diện tích chất tải lạnh [m 2 ] h – Chiều cao của chất tải [ m] h = 4 - (0,35 + 0,25) = 3.6 m

Trong đó: 0,35: Khoảng cách treo dàn bay hơi

0,25: Khoảng cách từ dàn bay hơi đến sản phẩm.

- Diện tích kho gia lạnh sản phẩm

- Diện tích kho bảo quản sản phẩm làm lạnh

Chiều cao chất tải là chiều cao của hàng hóa được xếp trong kho, phụ thuộc vào bao bì hàng hóa, phương tiện bốc dỡ và chiều cao buồng lạnh trừ đi chiều cao dàn lạnh treo trần Chiều cao chất tải thực tế (h1) được xác định bằng chiều cao phủ bì của kho trừ đi hai lần độ dày lớp cách nhiệt của trần và nền kho.

3 Tải trọng của nn v của trần g F ≥ g v h = 0,32 4 = 1.28 t /m 2 Trong đó: g F : là định mức chất tải theo diện tích

Nền và trần được ghép từ các tấm panel có cường độ chịu nén từ 0,2 ¿> 0,29 Mpa do đó đủ điều kiện chịu lJc

4 Diện tích xây dựng từng buồng lạnh

5 Dung tích kho gia lạnh

- Diện tích chất tải cần gia lạnh:

Diện tích buồng cấp đông cần xây dJng:

Từ trên ta chọn z=5, ta xây 5 kho bảo quản 72 m 2

B QUI HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH

2.2.1 Các số liệu v không khí bên ngoi.

Quy hoạch mặt bằng kho lạnh với mục đích tối ưu dây chuyền sản xuất, xử lý lạnh và bảo quản, cần tuân thủ nghiêm ngặt một số yêu cầu cụ thể Trước hết, bố trí khoa học và hiệu quả các khu vực chức năng như khu sản xuất, khu xử lý lạnh và khu bảo quản, đảm bảo phù hợp với dây chuyền công nghệ Thứ hai, chú trọng đến tính linh hoạt để dễ dàng điều chỉnh và mở rộng trong tương lai Cuối cùng, cân nhắc các yếu tố tiện ích như hệ thống thông gió, chiếu sáng và khả năng tiếp cận thuận tiện để tối ưu hóa hoạt động.

1) Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp vVi dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào của buồng chứa phải quay ra hành lang, cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không đi ngược

2) Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp nhất Cần sử dụng rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn, giảm đến mức tối thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi Gỉa công suất thiết bị đến mức thấp nhất.

3) Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sJ vận hành tiện lợi và rẻ tiền

4) Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp vVi hệ thống lạnh đã chọn.

5) Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn buồng cháy chữa cháy.

6) Khi quy hoạch cũng cần phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh, phải để lại mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.

H2.1: Thiết kế buồng kho lạnh bảo quản minh họa

2.1.2 Yêu cầu đối với buồng máy v thiết bị

Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục đích:

- Vận hành máy thuận tiện;

- Rút ngắn chiều dài các đường ông;

- Sử dụng buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất;

- Đảm bảo an toàn buồng cháy chữa cháy, vệ sinh công nghiệp

- Đảm bảo thuận tiện cho việc sửa chữa thiết bị

Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh hoặc tách rời. Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1.5m trở lên, các máy và thiết bị lVn đến 2,5m. Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ dàng.

DUNG TOCH VP BỐ TRO MẶT BẰNG KHO LẠNH

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thJc phẩm Các kho lạnh này thường có dung tích lVn cần phải chang bị hệ thống có công suất làm lạnh lVn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hang thường xuyên.

- Kho phân phối, kho trung chuyển: Dùng để điều hòa cung cấp thJc phẩm cho các khu vJc dân cư, thành phố và dJ trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lVn trữ nhiều mặt hàng.

- Kho thương nghiệp: Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hang đang được doanh nghiệp bán trên thị trường.

- Kho vận tải: Đặc điểm của kho là dung tích lVn, hang bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này sang nơi khác.

- Kho sinh hoạt: đây là kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hang dùng để bảo quản một lượng hàng nhỏ.

Kích thưVc kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hang của nó Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thuwcj phẩm có khác nhau nên thường quy dung tích ra tấn. + Theo đặc điểm cách nhiệt ta chia ra:

- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dJng và bên trong người ta tiến hành bọc lVp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lVn, lắp đặt khó, giá thành tương đối cao, khó tháo dỡ và di chuyển.

- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được ghép vVi nhau bằng các móc khóa camlocking Kho panel có hình thức đẹp, gọn gang và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ.

CHƯƠNG 3 TÍNH DUNG TÍCH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH :

A XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ KÍCH THƯỚC BUỒNG LẠNH

Dung tích kho lạnh được xác định theo công thức:

E - Dung tích kho lạnh [tấn]

V - Thể tích kho lạnh [m 3 ] m v – Định mức của chất tải thể tích [tấn/m3] Đối vVi sản phẩm cà rốt theo ta chọn: m v = 0,32 Thể tích của kho gia lạnh sản phẩm

Thể tích của kho bảo quản sản phẩm làm lạnh

Diện tích chất tải lạnh được xác định theo công thức: F = V h

F - Diện tích chất tải lạnh [m 2 ] h – Chiều cao của chất tải [ m] h = 4 - (0,35 + 0,25) = 3.6 m

Trong đó: 0,35: Khoảng cách treo dàn bay hơi

0,25: Khoảng cách từ dàn bay hơi đến sản phẩm.

- Diện tích kho gia lạnh sản phẩm

- Diện tích kho bảo quản sản phẩm làm lạnh

Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộc vào bao bì đJng hàng, phương tiện bốc xếp Chiều cao h có thể tính bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần vào khoảng không gian cần thiết để chất hàng và dỡ hàng Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thJc tế h 1của kho Chiều cao h 1được xác định bằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ đi hai lần chiều dày cách nhiệt của trần và nền kho lạnh h 1= −2h δ ,(m).

3 Tải trọng của nn v của trần g F ≥ g v h = 0,32 4 = 1.28 t /m 2 Trong đó: g F : là định mức chất tải theo diện tích

Nền và trần được ghép từ các tấm panel có cường độ chịu nén từ 0,2 ¿> 0,29 Mpa do đó đủ điều kiện chịu lJc

4 Diện tích xây dựng từng buồng lạnh

5 Dung tích kho gia lạnh

- Diện tích chất tải cần gia lạnh:

Diện tích buồng cấp đông cần xây dJng:

Từ trên ta chọn z=5, ta xây 5 kho bảo quản 72 m 2

B QUI HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH

2.2.1 Các số liệu v không khí bên ngoi.

Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo quản và những nơi phụ trợ phù hợp vVi dây chuyền công nghê Để đạt được mục đích đó cần tuân thủ các yêu cầu sau:

1) Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp vVi dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào của buồng chứa phải quay ra hành lang, cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không đi ngược

2) Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp nhất Cần sử dụng rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn, giảm đến mức tối thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi Gỉa công suất thiết bị đến mức thấp nhất.

3) Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sJ vận hành tiện lợi và rẻ tiền

4) Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp vVi hệ thống lạnh đã chọn.

5) Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn buồng cháy chữa cháy.

6) Khi quy hoạch cũng cần phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh, phải để lại mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.

H2.1: Thiết kế buồng kho lạnh bảo quản minh họa

2.1.2 Yêu cầu đối với buồng máy v thiết bị

Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục đích:

- Vận hành máy thuận tiện;

- Rút ngắn chiều dài các đường ông;

- Sử dụng buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất;

- Đảm bảo an toàn buồng cháy chữa cháy, vệ sinh công nghiệp

- Đảm bảo thuận tiện cho việc sửa chữa thiết bị

Phòng máy và thiết bị có thể được đặt cùng trong một tòa nhà của kho lạnh hoặc tách biệt Chiều rộng chính của lối đi trong phòng máy phải từ 1,5m trở lên, các máy và thiết bị có thể lên đến 2,5m Khoảng cách này được thiết kế để thuận tiện cho việc đi lại, tháo lắp và sửa chữa máy móc.

Van tiết và bảng điều khiển vVi các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thể quan sát được dễ dang từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy.

Do đó diện tích buồng máy là F bm = 0,1.(150 + 21) ,7 m 2 chọn diện tích buồng máy là

Căn cứ vào những yêu cầu trên ta quy hoạch mặt bằng kho lạnh như sau :

Có rất nhiều loại rau củ quả có thể được bảo quản nhưng em xin trình bày rõ hơn về sản phẩm được bảo quản là cà rốt:

Cà rốt là một loài cây có củ được sử dụng rất phổ biến trên thị trường hiện nay Khi nhu cầu của thị trường về loại củ này được mở dụng ra mang theo tính tất yếu của sJ bảo quản cà rốt sao luôn đảm bảo nguồn cung cấp cho cuộc sống sinh hoạt hàng ngày Trên thị trường hiện nay, cà rốt đã qua bảo quản được cung cấp cho hệ thống siêu thị , chợ đầu mối và xuất khẩu ra nưVc ngoài Do tính chất nhanh héo úa có hiện tượng lWu hoặc thối do điều kiện môi trường nên quá trình bảo quản khá nghiêm ngặt để có thời gian sử dụng lâu nên cà rốt đã được đưa vào làm lạnh.

Nhiệt độ: Theo lý thuyết thì nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chất lượng bảo quản càng tốt, thời gian bảo quản cang lâu nhưng tùy theo mặt hàng cụ thể mà chúng có nhiệt độ bảo quản khác nhau Nếu nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chi phí vận hành cang cao dWn đến hiệu quả kinh tế không hợp lý Theo kinh nghiệm của các nhà thiết kế kho lạnh thì nhiệt độ bảo quản cà rốt tốt nhất là 0 ÷ 1 ℃.

2.3.2 Độ ẩm không khí trong bảo quản Độ ẩm không khí lạnh trong kho ảnh hưởng rất lVn đến chất lượng, cảm quan bề mặt của sản phẩm sau khi bảo quản Bởi vì có liên quan đến hiện tượng thăng hoa của nưVc đá trong sản phẩm Do đó tùy từng loại sản phẩm mà độ không khí trong kho là khác nhau Cà rốt là sản phẩm khi đóng bao bì hoặc đóng hô Kp gỗ vWn xảy ra quá trình quang hợp vậy lên khi đóng bao bì người ta thường dùng các bao bì mỏng nhưng không rễ rách hoă Kc hô Kp gỗ gắn cách nhau để cho cà rốt quang hợp.

2.4 NGUYÊN TẮC XẾP DỠ HÀNG TRONG KHO

Yếu tố quan trọng trong kho bảo quản là nhiệt độ kho Nhiệt độ này phải đúng mức quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trJc tiếp từng sản phẩm, từng kiện hàng trong kho phải đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất Do đó nguyên tắc thông gió là tạo điều kiện để không khí từ dàn lạnh tiếp xúc trJc tiếp đến tất cả các hàng hóa trong kho một cách điều hòa liên tục.

2.4.2 Nguyên tắc hng vo trước v ra trước.

Tính nhiệt kho lạnh

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Q 11 : dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ

Q 11 = k t F(t 1−t 2) kt : hệ số truyền nhiệt thJc của kết cấu bao che xác định theo chiều dày cách nhiệt thJc , 2/ Wm 2

F : diện tích bề mặt của kết cấu bao che , m 2 t1 : nhiệt độ môi trường bên ngoài ,℃ t2 : nhiệt độ trong buồng lạnh ,℃

4.1.1 Dòng nhiệt qua tường, trần v nn: Q 11

PHÒNG VTCH F ( m 2 ) K, W / m 2 T1(oC) T2(oC) Q Q tổng(w)

Tiếp xúc vVi bảo quản lạnh 120 0,3 -1 15 -576

Tiếp xúc vVi kho và bảo vệ 40 0,3 16 15 12

Vậy dòng nhiệt qua kết cấu bao che là: Q11336,8,3368 kW

Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra: Q2

Q 2=M( h 1 −h 2 ) τ 1000 3600 , kW h1,h2 : Entanpi của sản phẩm trưVc và sau khi xử lý lạnh , kJ/kg.

M : Lượng hàng nhập vào buồng bảo quản lạnh, tấn/ ngày

Bảng tính nhiệt do sản phẩm tỏa ra :

Dòng nhiệt do thông gió : Q3

VVi Mk là lưu lượng không khí của quạt thông gió, kg/s h1 và h2 – entanpi của không khí ở ngoài trời và ở trong phòng, KJ/Kg Tra bảng. h1= 57,5 KJ/Kg ; h2 = 4 KJ/Kg.

Lưu lượng quạt thông gió Mk có thể xác định theo biểu thức:

V- thể tích phòng bảo quản cẩn thông gió, m3. a – bội số tuần hoàn, ở đây chọn bằng 4.

Pk – khối lượng riêng của không khí nhiệt độ và độ ẩm trong phòng lạnh, Kg/m3 Chọn pk 1,29 Kg/m3.

Các dòng nhiệt vận hnh :Q4

4.4.1 Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q 41

A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng hay diện tích nền W/m 2 Đối vVi buồng bảo quản A = 1,2 W/m 2

.Bảng tính nhiệt do chiếu sáng :

4.4.2 Dòng nhiệt do người toả ra : Q 42

Q 4250.n W n : Số người làm việc trong buồng.

350 W/người là nhiệt lượng do 1 người thải ra khi làm việc nặng nhọc.

Tuỳ theo công nghệ và đặc thù công việc thì số người làm việc trong mỗi phòng sẽ khác nhau.

Bảng tính nhiệt do người tỏa ra:

4.4.3 Dòng nhiệt do các động cơ điện: Q 43

N: Công suất của động cơ điện, kW ƞ : Là hiệu suất động cơ điện khi hoạt động lấy ƞ = 0,85

Bảng tính nhiệt do các động cơ điện :

PHÒNG N(KW) n ( hiệu suất) Q(kw) Q(W)

4.4.4 Dòng nhiệt khi mở cửa : Q 44

B: Dòng nhiệt khi mở cửa, W/m2

- Trong đó: E – dung tích kho lạnh, t ; qn và q – dòng nhiệt tỏa ra khi nhập sản phẩm vào kho lạnh vVi nhiệt độ banbq đầu và sau đó hạ xuống nhiệt độ bảo quản, W/t, tra theo bảng 3-5.

Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén

Tải nhiệt cho thiết bị dùng để tính toán diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho thiết bị bay hơi (dàn tường, dàn trần không khí đối lưu tJ nhiên, dàn quạt đối lưu cưỡng bức hoặc dàn lạnh nưVc muối) Để đảm bảo được nhiệt độ trong buồng ở những điều kiện bất lợi nhất, người ta phải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các tải nhiệt thành phần có giá trị cao nhất :

Tải nhiệt của máy nén cũng được tính toán từ tất cả các tải nhiệt thành phần nhưng tùy theo từng loại kho lạnh có thể lấy một phần của tổng tải nhiệt đó Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng lVn hơn công suất của máy nén, phải có hệ số dJ trữ nhằm tránh những biến động có thể xảy ra trong quá trính vận hành Vì thế tải nhiệt của thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả các tổn thất nhiệt của kho lạnh.

Trong đề tài tính toán này, ta chỉ lấy các giá trị định hưVng theo "Tiêu chuẩn thiết kế công nghệ kho lạnh” của Nga để tính toán.

Khi xác định năng suất lạnh của máy nén cần phải tính đến thời gian làm việc của thiết bị và các tổn thất trong thiết bị, đường ống của hệ thống lạnh, do hiệu nhiệt độ thJc tế giữa buồng lạnh và nhiệt độ sôi của môi chất hoặc giữa nhiệt độ buồng lạnh và nưVc muối

Năng suất lạnh của máy nén đối vVi mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi giống nhau xác định theo biểu thức :

Trong đó: k – hệ số lạnh tính đến tổn thật trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh b – hệ số thời gian làm việc

∑Q – tổng nhiệt tải của máy nén đối vVi một nhiệt độ bay hơi (lấy từ bảng tổng hợp)mn

Hệ số tổn thất lạnh trên đường ống và thiết bị sẽ lớn hơn khi nhiệt độ bay hơi tăng Ở nhiệt độ bay hơi cao hơn, nhiệt lượng trao đổi với môi trường giảm, vì vậy tổn thất nhiệt ra môi trường tăng Điều này dẫn đến nhu cầu năng lượng cao hơn cho hệ thống lạnh.

Bảng hệ số tổn thất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ bay hơi

VVi buồng bảo quản lạnh :

∑ Q 2 = Q 2 BQL1 +Q 2 BQL 2 +Q 2 BQL3 +Q 2 BQL4 +Q 2 BQL5 = 3,812 kW

∑ Q 3 = Q 3 BQL1 +Q 3 BQL2 +Q 3 BQL3 +Q 3 BQL4 +Q 3 BQL5 = 5,75 kW

∑ Q 5 = Q 5 BQL1 +Q 5 BQL2 +Q 5 BQL3 +Q 5 BQL4 + Q 5 BQL5 =0 ,309kW

Tải nhiệt cho thiết bị : Q BQL = 46,644 kW

Tải nhiệt cho máy nén Q MN u %.Q 1+100 % Q 2 +75%.Q + 75%.3 Q 4 + 75%.Q 5

Q tải nhiệt gia lạnh = Q gia lạnh = 13,8805 kW

Tải nhiệt cho máy nén Q MN = 75%.Q1 + 100% Q2 + 75%.Q3 + 75%.Q4 + 75%.Q5 = 11,69kW VVi hành lang:

Q tải nhiệt hành lang = Q hành lang = 16,44676 kW.

Tải nhiệt cho máy nén Q MN = 75%.Q1 + 100% Q2 + 75%.Q3 + 75%.Q4 + 75%.Q5 = 16,44676 kW

TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY NÉN CHO BUỒNG BẢO QUẢN LẠNH

Kho lạnh được lắp đặt tại Bắc Ninh , vVi thông số nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất về mùa hè là 37,2 ℃ Từ nhiệt độ này, ta xác định được độ ẩm tương đối và nhiệt độ điểm sương bên ngoài kho lạnh tương ứng là φ = 83% và t ư = 35 ℃

Bình ngưng của hệ thống là loại ống vỏ nằm ngang được làm mát bằng nưVc, vVi độ chênh nhiệt độ nưVc vào và ra là ∆tw = 1 ℃ Các thông số nưVc làm mát như sau:

∆ t k : hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, chọn ∆ t k = 1 ℃ Vậy:

5.2 TONH CHỌN VP KIỂM TRA MTY NÉN CHO BUỒNG BẢO QUẢN LẠNH

Năng suất lạnh yêu cầu Q 0 = 32.837 kW, nhiệt độ buồng t b = 0 ÷ 1℃.

Tra bảng và đồ thị ta có:{ t 0 = −8℃ ; p 0 =4.7bar ; t k B℃ ; p k = 20bar

- Chọn số cấp máy nén

Chọn chu trình lạnh cho phòng mát là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt Nên chọn chu trình hồi nhiệt mặc dù hệ số lạnh giảm Tuy nhiên, chu trình này tránh tình trạng độ ẩm quay về máy nén, gây thuỷ kích làm hỏng máy Đối với môi chất R22 có thể dùng bình tách lỏng hoặc thiết bị hồi nhiệt, nhưng thiết bị hồi nhiệt được sử dụng nhiều hơn vì nhiệt độ cuối quá trình nén của chu trình hồi nhiệt thấp hơn bình tách lỏng.

 TL: Van tiết lưu nhiệt

 HN: Thiết bị hồi nhiệt

Hình 4.2: Chu trình 1 cấp có bình hổi nhiệt R404A

1 - 2 :quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén

2 - 3 :quá trình ngưng tụ đẳng áp ở bình ngưng

3- 3’ :quá trình quá lạnh trong bình hồi nhiệt

3’- 4 :quá trình tiết lưu trong van tiết lưu nhiệt

4 - 1’’ :quá trình bay hơi đẳng áp ở dàn bay hơi

1’’- 1 ‘ :quá nhiệt hơi sau thiết bị bay hơi

1’- 1 quá trình quá nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt

Hơi (1’’) sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi đi được quá nhiệt lên trạng thái (1’) vào thiết bị hồi nhiệt nhận nhiệt đẳng áp của lỏng cao áp trở thành hơi quá nhiệt (1) rồi được hút về máy nén nén đoạn nhiệt lên áp suất cao (2), sau đó qua thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (3) rồi đi qua thiết bị hồi nhiệt nhả nhiệt đẳng áp cho hơi hạ áp trở thành lỏng chưa sôi (3’) qua van tiết lưu giảm áp xuống áp suất bay hơi (4) rồi đi vào thiết bị bay hơi nhận nhiệt đẳng áp đẳng nhiệt của đối tượng cần làm lạnh, hoá hơi hơi,và chu trình cứ thế tiếp tục.

Tra bảng và đồ thị ta được thông số các điểm nút của chu trình như sau: Điểm nút

Trạng thái t(oC) P (bar) h (kJ/kg) s (kJ/kg.K) v (m3/kg)

- Tính toán các thông số cụ thể:

+ Năng suất lạnh riêng: q 0 = h 1' −h 4 = 380 – 233 = 147 (kJ/kg)

+ Năng suất lạnh riêng thJc tế: q v = q 0 v 1

+ Năng suất nhiệt riêng: q k =h 2 − h 3 = 440-220= 220 (k𝐽/kg)

+ Lưu lượng hơi thJc tế: m tt = Q 0 q 0

+ Thể tích hút thJc tế:

+ Hệ số cấp máy nén:

+) : Hệ số đến tổn thất do tiết lưu ở clape hút và đẩy, chọn 0.85

+) : Hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất từ khoang nén vè khoang hút qua séc măng pittong và van, chọn 0,95

+) : Hệ số kể đến tổn thất do hơi hút về máy nén bị đốt nóng.

+) : Hệ số tính đến tổn thất do thể tích chết gây ra.

1 m −1)=1−0.04×(4,61 1− )=0,855 c: Tỉ số thể tích chết trong xi lanh ;

=> Chọn c = 0,04 m = 0,9….1,05: hằng số đối may Freon, chọn m=1

+) : Hệ số tính đến các tổn thất khác, lấy bằng 1 ¿0,85×0,95×0,91×0,855×1=0,628

+ Thể tích hút lý thuyết: V tt = V tt λ = 0,012 0,628 = 0,019 (m 3 /s) + Công nén đoạn nhiệt:

1 Công suất nén chỉ thị (Ni)

+) : Hê K số hiệu suất đặc trưng cho sJ tổn thất năng lượng trong quá trình nén thJc.

+) Hệ số: b = 0,0025: đối vVi máy nén Freon.

: đối vVi máy nén Freon cở nhỏ, chọn 0,9

Công suất điê Kn tiêu thụ (N )el

-) Công thức xác định: ; (kW).

: hiệu suất truyền động đai,

: hiệu suất động cơ điện ; = 0,9

Hiệu suất chung: η=η i η e η td η el = 0,866.0,9.0,95.0,9 = 0,666

Công suất động cơ điện lắp đặt:

N dc =(1,1÷2,1) N el =(1,1 2,1÷ ).10,1=1,3×10,1 ¿13,13kW Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh trong quá trình làm việc ta chọn hệ số an toàn là 1,3

Hiê Ku suất lạnh của chu trình.(COP)

COP= qo/ l = 147/30= 4.99 Hiê Ku suất exergi của chu trình ( ). v= COPx T k−T 0

- Các thông số để lJa chọn máy nén là:

LJa chọn máy nén Máy nén Bitzer model 4NES-20Y-40P Máy nén được ứng dụng cho khi lạnh bảo quản vVi công suất 20HP, công suất lạnh 38,8kW,sử dụng điện 3 Pha 380V/50Hz vVi khả năng hoạt động êm ái, tiết kiệm điện năng, hiệu xuất hoạt động ổn định

Hãng sản xuất BITZER – ĐỨC

Công suất lạnh 38,8 kW tại Te = – 25°C

TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY NÉN CHO BUỒNG GIA LẠNH

Tại Bắc Ninh, nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất trong mùa hè là 37,2℃ Dựa trên thông số này, xác định được độ ẩm tương đối và nhiệt độ điểm sương bên ngoài kho lạnh là φ = 83% và t w = 35℃.

Tra đồ thọi i-d ta được

VD: Tính toán cho phòng gia lạnh

- Nhiệt độ vào bình ngưng tw18,5 tw2 = 43,5

- Nhiệt độ ngưng tụ (tượng tJ như trên): t k = 48,5℃

Nhiệt độ hơi hút: t h = t0 + ∆ t h= -13+ 5 = - 8℃ Độ quá lạnh: ∆t ql = 4 ℃ Độ quá nhiệt: ∆t qn = 5℃

Tra bảng và đồ thị ta có:

Ta có áp suất bay hơi và áp suất ngưng tụ là: t 0 = -13 ℃ => p 0 = 3,8 Bar t k = 48,5 ℃ => p k = 22,2 Bar

Vậy tỉ số nén là: π=p k p 0

Vì ta chọn môi chất lạnh là Freon (cụ thể là R404) nên:

Ta chọn chu trình máy nén 1 cấp có hồi nhiệt

Chọn chu trình lạnh cho phòng mát là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt Mặc dù là 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 ẩm về máy nén gây ra hiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén.

MN: Máy nén NT: Bình ngưng tụ TL: Van tiết lưu nhiệt BH: Dàn bay hơi HN: Thiết bị hồi nhiệt Đồ thị lgp-i

Các quá trình : 1’’- 1 ‘ :quá nhiệt hơi sau thiết bị bay hơi 1’- 1 quá trình quá nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt

1 - 2 :quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén

2 – 3’ :quá trình ngưng tụ đẳng áp ở bình ngưng

3’- 3 :quá trình quá lạnh trong bình hồi nhiệt 3- 4 :quá trình tiết lưu giảm nhiệt độ

4 - 1’’ :quá trình bay hơi đẳng áp ở dàn bay hơi

1’’- 1 ‘ :quá nhiệt hơi sau thiết bị bay hơi

1’- 1 quá trình quá nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt

Thông số các trạng thái

Bảng thông số trạng thái tại các điểm nút: Điểm nút Trạng thái t( C) o P (bar) h (kJ/kg) s

Năng suất lạnh riêng:q 0=h1 ' −h468 268− 0kJ/kg

Công nén riêng:l=h2−h1 452= −412@kJ/kg

Năng suất nhiệt riêng: q k =h2−h3E2 268− 4kJ/kg

Lưu lượng môi chất qua máy nén: m=Q 0 q 0

40=4,6 Thể tích hút thJc của máy nén:V = m v= 0,1364tt tt ×0,068= 0,00927(m3/s)

Hê ˆ số cấp của máy nén ( ) ¿0,6796

Năng suất thể tích lý thuyết của máy nén.

Công nén đoạn nhiê ˆt (Ns)

+) N :Còn được gọi là công nén lý thuyết, (kW).s

+) m : Lưu lượng khối lượng qua máy nén, (kg/s) tt m = tt 0,1364 (kg/s).

Công suất nén chỉ thị (Ni)

+) : Hê K số hiệu suất đặc trưng cho sJ tổn thất năng lượng trong quá trình nén thJc.

: đối vVi máy nén cở nhỏ, chọn 0,9

Công suất điê ˆn tiêu thụ (N ) el

: hiệu suất truyền động đai,

: hiệu suất động cơ điện ; = 0,9

Hiệu suất chung: η=η i η e η td η el =0,8475.0,9.0,95.0,9 = 0,65

Công suất động cơ điện lắp đặt:

N dc =(1,1÷2,1) N el =(1,1 2,1÷ ).8,394=1,3×8,394 ¿10,912kW Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh trong quá trình làm việc ta chọn hệ số an toàn là 1,3

Hiê ˆu suất lạnh của chu trình.(COP)

Hiê ˆu suất exergi của chu trình ( ). v= COPx T k−T 0

- Các thông số để lJa chọn máy nén là:

LJa chọn máy nén Máy nén Bitzer model 4VES-12Y-40P dòng máy nén bán kín, có công suất

3 HP, sử dụng điện 3 Pha 380V/50Hz vVi khả năng hoạt động êm ái, tiết kiệm điện năng, hiệu xuất hoạt động ổn định

Hãng sản xuất BITZER – ĐỨC

Công suất lạnh 10.23 kW tại Te = – 25°C

Nhiệt độ bay hơi – 20°C đến 7.5°C

5.3 TÍNH CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY NÉN CHO HÀNH LANG

 Tính toán cho hnh lang:

Tổng năng suất lạnh của máy nén đối vVi hành langđược xác định qua biểu thức :

Năng suất lạnh của máy nén

Trong đó: k là hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thống lạnh Đối vVi phòng gia lạnh thì nhiệt độ phòng là 0℃ nên nhiệt độ dàn bay hơi ta chọn t 0=tb−∆ t0 Chọnt0℃ t 0℃, vậy ta chọn được k = 0,8368 b là hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén DJ tính máy nén làm việc khoảng 22h/1 ngày đêm => chọn b = 0,9 ( trang 121 TL[1] )

TONH CHỌN VP KIỂM TRA MTY NÉN

LJa chọn và tính toán chu trình lạnh cho phòng gia lạnh

Kho lạnh được lắp đặt tại Bắc Ninh, vVi thông số nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất về mùa hè là 37,2℃ Từ nhiệt độ này, ta xác định được độ ẩm tương đối và nhiệt độ điểm sương bên ngoài kho lạnh tương ứng là φ = 83% và t w = 35℃.

Tra đồ thị i-d ta được

1.Tính toán cho hnh lang

- Nhiệt độ vào bình ngưng tw18,5 tw2 = 43,5

- Nhiệt độ ngưng tụ (tượng tJ như trên): t k = 48,5℃

Nhiệt độ hơi hút: t h = t0 + ∆ t h= 16 + 5 = 21℃ Độ quá lạnh: ∆t ql = 4 ℃ Độ quá nhiệt: ∆t qn = 5℃

Tra bảng và đồ thị ta có:

Ta có áp suất bay hơi và áp suất ngưng tụ là: t 0 = 16 ℃ => p 0 = 4,963 Bar t k = 48,5 ℃ => p k = 19,6 Bar

Vậy tỉ số nén là: π=p k p 0

Vì ta chọn môi chất lạnh là Freon (cụ thể là R404) nên:

Ta chọn chu trình máy nén 1 cấp có hồi nhiệt.

Áp dụng chu trình lạnh cho phòng mát là sử dụng chu trình máy lạnh một cấp ứng dụng thiết bị hồi nhiệt Mặc dù chu trình này lệch khỏi chu trình Carnot khiến hệ số lạnh giảm, song lại có lợi thế là tránh hiện tượng ẩm về máy nén, ngăn ngừa thủy kích và bảo vệ máy nén khỏi hư hỏng.

MN: Máy nén NT: Bình ngưng tụ TL: Van tiết lưu nhiệt BH: Dàn bay hơi HN: Thiết bị hồi nhiệt Đồ thị lgp-i

1’’- 1’:quá nhiệt hơi sau thiết bị bay hơi 1’- 1 : quá trình quá nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt

1 - 2: quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén

2 – 3’: quá trình ngưng tụ đẳng áp ở bình ngưng 3’- 3: quá trình quá lạnh trong bình hồi nhiệt 3- 4: quá trình tiết lưu giảm nhiệt độ

4 - 1’’: quá trình bay hơi đẳng áp ở dàn bay hơi

Thông số các trạng thái

Bảng thông số trạng thái tại các điểm nút: Điểm nút Trạng thái t( C) o P (bar) h (kJ/kg) s

Năng suất lạnh riêng:q 0=h1 ' −h4)3 300− =−7kJ/kg

Công nén riêng:l=h2−h1 480= −412hkJ/kg

Năng suất nhiệt riêng: q k =h2−h3H0 329− 1kJ/kg

Lưu lượng môi chất qua máy nén: m=Q 0 q 0

40=4,6 Thể tích hút thJc của máy nén :V = m v= 0,1376tt tt ×0,065= 0,008944(m3/s)

Hê K số cấp của máy nén ( )

+) : Hệ số đến tổn thất do tiết lưu ở clape hút và đẩy, chọn 0,95

+) : Hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất từ khoang nén vè khoang hút qua séc măng pittong và van, chọn 0,98

+) : Hệ số kể đến tổn thất do hơi hút về máy nén bị đốt nóng.

+) : Hệ số tính đến tổn thất do thể tích chết gây ra.

1 m −1)=1−0.04×(4,61 1− )=0,855 c: Tỉ số thể tích chết trong xi lanh;

=> Chọn c = 0,04 m = 0,9… 1,05: hằng số đối may Freon, chọn m=1

+) : Hệ số tính đến các tổn thất khác, lấy bằng 1 ¿0,95×0,98×0,91×0,855×1=0,73

Năng suất thể tích lý thuyết của máy nén.

Công nén đoạn nhiê Kt (Ns)

+) N :Còn được gọi là công nén lý thuyết, (kW).s

+) m : Lưu lượng khối lượng qua máy nén, (kg/s) tt m = tt 0,1376 (kg/s).

Công suất nén chỉ thị (Ni)

+) : Hê K số hiệu suất đặc trưng cho sJ tổn thất năng lượng trong quá trình nén thJc.

= Ni ÷ Ne = 0.8764 ÷ 0.9= 0,9738 : đối vVi máy nén cở nhỏ, chọn 0,9

Công suất điê Kn tiêu thụ (N )el

: hiệu suất truyền động đai,

: hiệu suất động cơ điện ; = 0,9

Hiệu suất chung: η=η i η e η td η el =0,8764.0,9738.0,95.0,9 = 0,73

Công suất động cơ điện lắp đặt:

Hệ số an toàn trong thiết kế hệ thống lạnh là 1,3, được sử dụng để đảm bảo an toàn cho hệ thống trong quá trình hoạt động Hệ số hiệu suất làm lạnh (COP) là một thước đo hiệu suất của chu trình làm lạnh, được tính bằng tỷ số giữa công suất lạnh tạo ra và công suất đầu vào.

COP= qo/ l = 100/40= 2,5 Hiê Ku suất exergi của chu trình ( ). v= COPx T k−T 0

- Các thông số để lJa chọn máy nén là:

LJa chọn Máy nén Bitzer model 4FE-14Y-40Pdòng máy nén bán kín, có công suất 4 HP, sử dụng điện 3 Pha 380V/50Hz vVi khả năng hoạt động êm ái, tiết kiệm điện năng, hiệu xuất hoạt động ổn định

TONH CHỌN THIẾT BỊ

Công suất lạnh 15.640 kW Tại - 25°C

Nhiệt độ bay hơi – 20°C đến 7.5°C

CHƯƠNG 6: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ

Chọn thiết bị ống chùm nằm ngang có nưVc làm mát một lần Bởi vì loại thiết bị này gọn nhẹ, chắc chắn, ít tiêu hao kim loại, ít tốn diện tích lắp đặt và làm mát bằng nưVc nên ít chịu ảnh hưởng của thời tiết và dễ vệ sinh về phía nưVc làm mát.

1 Mục đích của thiết bị ngưng tụ

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

1 Tp kế dưVi áp kế có ống xi phông để giảm rung cho kim áp kế

2 Van an toàn, dưVi van an toàn có van chặn để cô lập khi sữa chữa hoặc khi van an toàn mất tác dụng

3 Đường vào hơi cao áp

4 Đường cân bằng vVi bình chứa lỏng cao áp để lỏng trong bình ngưng chảy về bình chứa dễ dàng

5 Đường dJ trữ hoặc đường xả khí không ngưng

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

7 Nắp bình, vì không có áp lJc nên làm đáy phẳng và trong nắp có các tấm phân chia để tạo lối đi cho dòng nưVc

9 Đường ra của lỏng cao áp

10 Ống thép trao đổi nhiệt là các ống đồng có cánh về phía Frêon vì Frêon trao đổi nhiệt kém hơn nưVc

11, 12 Đường vào và ra của nưVc làm mát vào dưVi ra trên để đảm bảo bao phủ toàn bộ bề mặt trao đổi nhiệt.

3 Nguyên lý lm việc Đây là thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nưVc chuyển động cưỡng bức bên trong ống Hơi cao áp đi vào bình từ phía trên theo đường (3), chiếm đầy không gian thể tích bình Tại đây nó nhả nhiệt cho nưVc làm mát chuyển động cưỡng bức bên trong ống, ngưng tụ thành lỏng cao áp, chảy xuống dưVi và qua đường (9) đi ra ngoài.

Ta tính chọn bình ngưng chung cho cả hệ thống

Bảng công suất nhiệt của thiết bị ngưng tụ

Tên mtt(kg/s) qk (Kj/kg) Qk(kW)

* Công suất nhiệt của thiết bị ngưng tụ: ΣQk =Q k gl+Q k bq+Q k hl%,0976 49,28 20,77+ + ,15kW

* Diện tích truyền nhiệt của thiết bị:

+ K là hệ số truyền nhiệt của thiết bị; vVi thiết bị ngưng tụ kiểu ống chùm nằm ngang,

Môi chất lạnh sử dụng Freon, ta có: K = 800 w/m K (Lấy ở bảng 8.6 – trang 263 , HưVng 2 dWn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi)

+ Δb tb là độ chênh nhiệt độ trung bình giữa môi chất lạnh và chất làm mát Δ tb =∆ tmax−∆ tmin ln∆tmax

VVi t ; t là nhiệt độ nưVc vào và ra bình ngưng, ta có: tw = 38,5 C; tw = 43,5 C1 2 1 0

2 0 t là nhiệt độ ngưng tụ; t = 48,5 Ck k 0 Δ tb = 43,5−38,5 ln48,5 38,5−

VVi diện tích 16,48(m ) ; dJa vào bảng 8.3: Bình ngưng ống chùm nằm ngang, Freon - trang 2 253,HưVng dWn thiết kế hệ thống lạnh -Nguyễn Đức Lợi ta chọn bình ngưng: MKTHP-16

Hình A :Bình ngưng ống chùm nằm ngang Các thông số kĩ thuật

Bảng thông số kỹ thuật của bình ngưng

Diện tích bề mặt ngoài, (m 2 ) 20 Đường kính vỏ, (mm) 325

Số ống 125 Ống nối, (mm) Hơi 40

Thể tích không gian giữa các ống, (m 3 ) 0,885

II Tính chọn tháp giải nhiệt

Số tháp giải nhiệt được xác định theo số máy nén để thuận tiện cho vận hành, sửa chữa và tiết kiệm chi phí sử dụng Trong trường hợp này, chúng tôi chọn giải pháp làm mát.1.

Tháp làm mát cho toàn bộ hệ thống

-) Năng suất lạnh của hệ thống tháp làm mát nưVc là:

-) Lưu lượng nưVc tuần hoàn qua tháp:

C: Nhiệt dung riêng của nưVc,

C = 4,18 (kJ/kg C) 0 ρ : Khối lượng riêng của nưVc, ρ = 1000 (kG/m ) 3 tnr, t : Nhiệt độ nưVc ra và nưVc vào bình ngưng tụ ( C).nv 0

Từ các thông số: t = 35 C, t = 43,5 C, t = 38,5 Cư 0 nr 0 nv 0

Ta quy đổi năng suất nhiệt ra Ton theo tiêu chuẩn CTI 1 Ton nhiệt tương đương 3900kcal/h

Ta có Qk,15kW= 27.05 Ton

Lưu lượng nưVc tuần hoàn qua tháp: V tháp =¿4,51 l/s

DJa vào thông số trên ta lJa chọn tháp giải nhiệt kiểu FRK- 20 của hãng RINKI vVi thông số kĩ thuật sau

Bảng thông kĩ thuật tháp giải nhiệt

Lưu lượng nưVc định mức (l/s) 4,4

Chiều cao tháp (mm) 1845 Đường kính tháp (mm) 1170 Đường kính ống nối nưVc vào (mm) 50 Đường kính ống nối nưVc ra (mm) 50 Đường chảy tràn (mm) 25 Đường kính đường xả (mm) 25 Đường kính ống van phao (mm) 15

Lưu lượng quạt gió ( m 3 /phut) 170

Khối lượng ưVt (kg) 185 Độ ồn của quạt (dHB) 50.5

III Tính chọn dn bay hơi

 Tính toán thiết bị bay hơi

Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hóa hơi gas bão hòa ẩm sau tiết lưu đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh Như vậy cùng vVi thiết bị ngưng tụ, máy nén, thiết bị tiết lưu thì thiết bị bay hơi là một trong những bộ phận quan trọng không thể thiếu trong hệ thống lạnh Quá trình làm việc của thiết bị bay hơi ảnh hưởng tVi thời gian và hiệu quả làm lạnh Vì vậy dù hệ thống trang bị tốt đến đâu nhưng thiết bị bay hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả trở nên vô ích Do đó cần chọn thiết bị bay hơi phù hợp cho hệ thống, có diện tích phù hợp vVi diện tích yêu cầu [1] hình ảnh cho dàn lạnh

VD tính phòng bảo quản

VVi yêu cầu làm việc Qtb= 32,937 kW

Năng suất lạnh chọn cho phép bằng ( 1÷1.2 ).Qtb

Hệ số an toàn chọn 1,2( TL4)

Chọn dàn lạnh hãng Dn lạnh Eco – Modine có xuất xứ Italia có năng suất trao đổi nhiệt cao, sản phẩm được chế tạo bằng các kim loại và hợp kim chống ăn mòn, chống rỉ, an toàn trong sử dụng, thích hợp vVi các loại gas lạnh mVi như: R22, R404A,

Tương tJ lJa chọn Dn lạnh Eco – Modine cho các phòng còn lại

Bảng lJa chọn model tên Qtb

Quy đổi (HP) model công suất (HP)

Phòng gia lạnh 13,64 16,368 6,2 GCE353F6ED 6,2 1

Phòng bảo quản 32,937 39,5244 15 GCE355A6ED 15 5

IV Tính chọn bình chứa cao áp

Bình chứa cao áp đặt ngay sau dàn ngưng để chứa môi chất lạnh lỏng ở áp suất cao, và duy trì cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu Bình chứa cao áp bố trí dưVi dàn ngưng và được cân bằng áp suất vVi dàn ngưng bằng các ống cân bằng hơi và lỏng.

Về quy định an toàn, bình chứa cao áp phải đảm bảo chứa được ít nhất 30% thể tích của hệ thống dàn bay hơi Tuy nhiên, đối với hệ thống cấp môi chất lạnh, khi vận hành, mức dung dịch trong bình cao áp chỉ được phép chiếm tối đa 50% thể tích bình Trong trường hợp này, phương pháp cấp dịch tiết lưu được áp dụng, với dịch được cấp trực tiếp từ trên xuống vào dàn bay hơi.

Thể tích bình chứa cao áp được xác định như sau

VVi : V bccA : thể tích bình chứa cao áp

V bh : thể tích hệ thống bay hơi (dàn tĩnh và dàn quạt)

V Tính chọn bình tách dầu

Các máy lạnh khi làm việc cần phải tiến hành bôi trơn các chi tiết chuyển động nhằm giảm ma sát tăng tuổi thọ thiết bị Trong quá trình máy nén làm việc dầu thường bị cuốn theo môi chất lạnh vì vậy để tách lượng dầu cuốn theo môi chất khi máy nén làm việc, ngay trên đầu ra của máy nén người ta bố trí bình tách dầu

Nhằm đảm bảo tách triệt để dầu bị cuốn theo môi chất lạnh, bình tách dầu được thiết kế theo nhiều nguyên lý khác nhau như sau:

+ Giảm đột ngột tốc độ dòng gas từ tốc độ cao (khoảng 18 ÷ 25 m/s) xuống tốc độ thấp 0,5 ÷ 1m/s Khi giảm tốc độ đột ngột các giọt dầu mất động năng và rơi xuống.

+ Thay đổi hưVng chuyển động của dòng môi chất một cách đột ngột Dòng môi chất đưa vao bình không theo phương thẳng mà đưa ngoặt theo những góc nhất định

+ Dùng các tấm chắn hoặc khối đệm để ngăn các giọt dầu Khi dòng môi chất chuyển động va vào các vách chắn, khối đệm các giọt dầu bị mất động năng và rơi xuống.

+ Làm mát dòng môi chất xuống 50 ÷ 600 C bằng ống xoắn trao đổi nhiệt đặt trong bình tách dầu.

+ Sục hơi nén có lWn dầu vào môi chất lạnh ở trạng thái lỏng ở đây ta chọn bình tách dầu kiểu nón chắn

Nguyên lý tách dầu kết hợp rẽ ngoặt dòng đột ngột, giảm tốc độ dòng và sử dụng các nón chắn Dòng hơi từ máy nén đến khi vào bình rẽ ngoặt 90 độ, trong bình tốc độ dòng giảm đột ngột xuống khoảng 0,5 m/s, các giọt dầu phần lVn rơi xuống phía dưVi bình Hơi sau đó thoát lên phía trên đi qua các lỗ khoan nhỏ trên các tấm chắn Các giọt dầu còn lWn sẽ dược các nón chắn cản lại Để dòng hơi khi vào bình không sục tung tóe lượng dầu đã được tách ra nằm ở đáy bình, phía dưVi người ta bố trí thêm một nón chắn Nón chắn này không có khoan lỗ nhưng ở chỗ gắn vào bình có các khoảng hở để dầu có thể chảy về phía dưVi Ngoài ra ngoài cuối ống dWn hơi bịt kín không xả hơi thẳng xuống phía dưVi đáy bình mà hơi được xả ra xung quanh theo các rãnh xẻ hai bên

Tính toán bình tách dầu

Bình tách dầu phải đảm bảo đủ lVn để tốc độ gas trong bình đạt yêu cầu

Xác định kích thưVc trong của bình D t

V – lưu lượng thể tích dòng hơi đi qua bình tách dầu, nó bằng lưu lượng thể tích của máy nén cao áp, m3 /s ω - tốc độ của hơi môi chất trong bình, m/s Tốc độ hơi trong bình đủ nhỏ để tách các hạt dầu ω

Lưu lượng thể tích hơi môi chất đi qua bình tách dầu được tính theo công thức: V = m.v, trong đó: - m là lưu lượng môi chất qua bình, tính bằng kg/s - v là thể tích riêng trạng thái hơi qua bình, tương ứng với vVi trạng thái đầu đẩy của máy nén, tính bằng m3/kg.

Vd tính toán chọn cho phòng bảo quản

Lưu lượng thể tich hơi môi chất đi qua bình tách dầu: V=m.v = 0,224.0,019=0,004256

Kích thưVc trong của bình:D t =√ 4V ᴨω = √ 4.0,004256 3,14.0,5 =0,104 m ¿104mm

LJa chọn bình tách dầu model F-5603 của O&F – Đài Loan

Bảng thông số kỹ thuật của model model F-5603

Kích thưVc khVp nối (inch) 7/8

Cừa xả dầu (SAE) 3/8’’ ỉD(mm) 140

Tính toán lJa chọn tương tJ cho hệ thống lạnh hành lang và phòng bảo quản

Hình ảnh kĩ thuật bình tách dầu

Bảng tính toán lJa chọn tên Dt(mm) Model