Bài tập lớn thiết kế kho lạnh Đề tài thiết kế kho lạnh bảo quản hoa Đặt tại vĩnh phúc

Địa phương Nhiệt độ o C Độ ẩm %TB năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông Bảng 2:Các thông số địa lý, khí tượng tại Vĩnh Phúc Thông số kích thước phủ bì của kho: Chiều dài Chiều rộng Chiều

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ

NỘI KHOA : ĐIỆN

 -BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ KHO LẠNH

HÀ NỘI – 8/2024

`

Lời mở đầu

Đất nước Việt Nam ta có 4 mùa với rất nhiều các loại nông sản và thực phẩm Tuy nhiên với thời tiết nóng ẩm chính là nguyên nhân làm cho các loại rau quả, thực phẩm rất dễ bị hư hỏng sau khi thu hoạch theo thời vụ Mặt khác có khả năng sẽ bị thiếu hụt sản lượng nếu rau củ quả thu hoạch trái mùa hay một nguyên nhân nào đó không thể đáp ứng đủ nhu cầu thị trường Do đó vấn đề đặt ra là làm sao để có thể tích trữ bảo quản những sản phẩm này một cách lâu dài Phương pháp hiệu quả nhất hiện này đó là sử dụng những kho lạnh để bảo quản Theo phương pháp này, thực phẩm sẽ được bảo quản lâu hơn mà vẫn không bị mất đi những giá trị dinh dưỡng vốn có của nó.

Đề tài “thiết kế kho lạnh bảo quản hoa đặt tại Vĩnh Phúc” Do thời gian

và kiến thức thực tế còn hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót Chúng

em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp để đề tài được hoàn thiện hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

Lời mở đầu 2

MỤC LỤC 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH: 4

YÊU CẦU TÍNH TOÁN 5

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN NHÓM 7 5

TRIỂN KHAI NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN 6

Phần 1: Quy hoạnh mặt bằng , phân loại và lựa chọn sản phẩm bảo quản 6

1.2 Thông số kích thước kho lạnh 6

1.3 Lựa chọn sản phẩm bảo quản 7

1.4 Phương án xây dựng kho lạnh 7

Phần 2: Tính chiều dày cách nhiệt, kiểm tra đọng sương của kết cấu kho lạnh: 9

2.1 Chiều dày cách nhiệt: 9

2.2 Kiểm tra đọng sương: 10

Phần 3 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI KHO LẠNH 10

3.2 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q21 12

3.3 Dòng nhiệt do thông gió vào buồng lạnh Q 3 13

3.4 CÁC DÒNG NHIỆT DO VẬN HÀNH 13

Phần 4: Chọn môi chất lạnh, chu trình và thuyết minh chu trình: 16

4.1 Chọn môi chất lạnh:R22 16

4.2 Chu trình quá lạnh quá nhiệt 16

4.3 Các thông số của chế độ làm việc 16

4.4 Chu trình lạnh 17

5.1 Chọn máy nén 20

5.2 Lựa chọn thiết bị ngưng tụ 21

5.3: chọn thiết bị bay hơi 23

5.4 chọn van tiết lưu 25

5.5 tính chọn nhưng thiết bị phụ 26

Phần 6: Xây dựng hệ thống lạnh, thuyết minh sơ đồ 36

6.1 Xây dựng sơ đồ hệ thống lạnh 36

6.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống 36

Tài liệu tham khảo: 38

DANH MỤC BẢNG:

Bảng 1:Các thông số tính toán của kho lạnh 5

Bảng 2:Các thông số địa lý, khí tượng tại Vĩnh Phúc 7

Bảng 3:Thông số kích thước phủ bì của kho 7

Bảng 4: Thông số bảo quản của hoa hồng 7

Bảng 5: Kích thước mặt bằng 8

DANH MỤC HÌNH ẢNH: hình 1: Chu trình quá lạnh quá nhiệt 17

hình 2 chu trình quá lạnh quá nhiệt 17

hình 3 chu trình dùng phần mềm CoolPack 19

hình 4: đồ thị T-s của chu trình 20

hình 5: đồ thị p-h của chu trình 20

hình 6: Tính chọn máy nén trên Guntner 22

hình 7: thông số kích thước máy nén ESH725-4S 23

hình 8: thông số kỹ thuật của máy nén ESH725-4S 23

hình 9: thông số chọn dàn ngưng 24

hình 10: thông số kích thước của thiết bị ngưng tụ MCH 052A/1-l(S) 24

hình 11: thông số kỹ thuật thiết bị ngưng tụ MCH 052A/1-L(S) 25

hình 12: nhập thông số chọn thiết bị bay hơi 26

hình 13: thông số kích thước của thiết bị bay hơi S-GHN 040.2D.14-AWN50.M 26

hình 14: thông số kỹ thuật của thiết bị bay hơi S-GHN 040.2D.14-ANW50.M 27

hình 15: thông số van tiết lưu T2-4 28

hình 16: chọn bình chưa cap áp 29

hình 17: chọn bình tách dầu danfoss 30

hình 18: tích chọn phin lọc 31

hình 19: tính chọn mắt gas 32

hình 20: tính chọn van điện từ 32

hình 21: tính chọn van chặn đầu hút 33

hình 22: tính chọn van chăn đầu đẩy 34

hình 23: tính chọn van chặn đường lỏng 34

hình 24: tính chọn van một chiều 35

hình 25: tính chọn rơle bảo vệ áp suất 35

hình 26: bình tách lỏng 36

hình 27: bình tách lỏng ICEAGE 37

hình 28: sơ đồ hệ thống lạnh 39

YÊU CẦU TÍNH TOÁN

Các thông số tính toán của kho lạnh

Bảng 1:Các thông số tính toán của kho lạnh

Kích thước phủ bì S=50m2

H=4

Loại thiết bị ngưng tụ Giải nhiệt gió

Chu trình Quá lạnh - Quá nhiệt

1 Quy hoạch mặt bằng, phân loại và lựa chọn sản phẩm bảo quản.

2 Tính chiều dày cách nhiệt, kiểm tra đọng sương và kết cấu kho lạnh

3 Tính nhiệt cho kho lạnh và so sánh với kết quả từ phần mềm

4 Chọn môi chất lạnh, thuyết minh chu trình.

5 Lựa chọn các thiết bị cho hệ thống lạnh Nêu thông số kỹ thuật của thiết bị

6 Xây dựng sơ đồ hệ thống lạnh, thuyết minh sơ đồ

PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ BÀI TẬP LỚN NHÓM 7

STT Họ và tên Mã sinh

1 Nguyễn Trọng Hiệp 2021606450 Quy hoạch mặt bằng, lựa chọn

sản phẩm bảo quản

2 Lê Huy Hoàng Anh 2021605853 Tính chiều dày cách nhiệt,

kiểm tra đọng sương và kết cấu

kho lạnh

3 Nguyễn Thọ Nhân 2021607488 Tính nhiệt cho kho lạnh và so

sánh với kết quả từ phần mềm

4 Nguyễn Tuấn Anh 2021607910 Chọn môi chất lạnh, chu trình

và thuyết minh chu trình

5 Phạm Tiến Đoài 2021605872 Lựa chọn các thiết bị cho hệ

thống lạnh - Nêu thông số kỹ thuật của thiết bị

6 Phùng Quang Hưng 20216963 Xây dựng sơ đồ hệ thống lạnh

- thuyết minh sơ đồ

TRIỂN KHAI NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN Phần 1: Quy hoạnh mặt bằng , phân loại và lựa chọn sản phẩm bảo quản

1.1.1 Yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh

- Phải bố trí mặt bằng kho lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ , sản phẩm đi theo

dây truyền không gặp nhau , không chồng chéo lên nhau, đan xen lẫn nhau

- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi, chi phí thấp

- Phải đảm bảo kỹ thuật an toàn, chống cháy nổ

- Mặt bằng khi quy hoạch phải tính đến khả năng mở rộng phân xưởng hoặc xí

nghiệp

- Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa , thay thế máy và thiết bị

- Chọn mặt bằng xây dựng phải tiến hành khảo sát nền móng kho lạnh xem có vững

chắc không, các nền móng phải có biện pháp chống thấm ẩm

1.1.2 Phân loại kho lạnh

- Kho lạnh thương nghiệp : Dùng để bảo quản ngắn hạn sản phẩm sắp đưa ra thị

trường tiêu thụ, thường có dung tích nhỏ, thường có dung tích nhỏ 10 ÷ 150 tấn dùng

cho các trung tâm công nghiệp, khu dân cư, siêu thi, quầy hàng, khách sạn thời hạn

bảo quản khoảng 20 ngày

- Buồng bảo quản lạnh : kho lạnh được duy trì ở nhiệt độ thấp, thường từ 1-4 độ

Nhiệt độ này giúp giảm tốc độ mất nước và quá trình lão hóa của hoa Độ ẩm: Kho

lạnh giữ độ ẩm tương đối cao trong khoảng từ 90-95% Điều này giúp ngăn chặn hoa

khô và giữ cho cành hoa mềm mại và tươi tắn

1.2 Thông số kích thước kho lạnh

Các thông số địa lý, khí tượng tại Vĩnh Phúc :

Nhiệt độ Vĩnh Phúc theo bảng 1 : Nhiệt độ và độ ẩm dùng để tính toán hệ thống lạnh của các địa phương (TCVN 5687: 2010)

Địa phương Nhiệt độ ( o C) Độ ẩm (%)

TB năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông

Bảng 2:Các thông số địa lý, khí tượng tại Vĩnh Phúc

Thông số kích thước phủ bì của kho:

Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Nhiệt độ kho

Bảng 3:Thông số kích thước phủ bì của kho

1.3 Lựa chọn sản phẩm bảo quản

Theo Bảng 1.2 – Chế độ bảo quản rau, hoa, quả tươi [1] , với nhiệt độ tb= 4,5oC

- Sản phẩm bảo quản: Hoa hồng

Nhiệt độ ( o C) Độ ẩm không khí

(%)

Chế độ thông gió Thời gian bảo quản

Bảng 4: Thông số bảo quản của hoa hồng

1.4 Phương án xây dựng kho lạnh

Kho lạnh được lắp đặt trong nhà mặt tiền hướng Đông Nam Kho được quay mặt về hướng Đông Nam

Vách Chiều dài Chiều rộng Diện tích

Hình 1: Mặt bằng kho lạnh

Phần 2: Tính chiều dày cách nhiệt, kiểm tra đọng sương của kết cấu kho lạnh:

2.1 Chiều dày cách nhiệt:

Tính toán chiều dày cách nhiệt mục đích để tránh tổn thất nhiệt ra ngoài môi trường, không sảy ra hiện tượng đọng sương, tiết kiệm chi phí đầu tư ban đầu

2.1.1 Cấu tạo panel:

Panel tiêu chuẩn ở đây là theo tấm panel PU tiêu chuẩn thường gồm 3 lớp:

Hai bên là tôn được phủ một lớp sơn bảo vệ dầy (0,5 đến 0,6) mm, ở giữa là lớp polyurethan cách nhiệt dầy (50 đến 200) mm tùy theo nhu cầu của người mua

2.1.2 Tính toán chiều dày cách nhiệt:

+ CN - Độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, m.

+ CN - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK.

+ k - Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m 2 K.

+  1 - Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách, W/m 2 K +  2 - Hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m 2 K + i - Bề dày vật liệu lớp thứ i, m.

+ i - Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.

Bảng 2.1 chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của lớp Panel [1]

Vật liệu Chiều dày(m) Hệ số dẫn

nhiệt(W/m2K)Polyurethan

2.2 Kiểm tra đọng sương:

Với nhiệt độ ngoài trời t1= 37,4 °C; độ ẩm tương đối 𝜑 = 81%Tra đồ thị ta được t s= 33,3°C

Nhiệt độ không khí trong buồng lạnh t2= 1°C

Hệ số truyền nhiệt đọng sương:

k s= 0,95α1t1−t s

t1−t2 = 0,95.23,3. 37 , 4 −33 ,3

37 , 4−1 = 2,38W/ m2K

k panel = 0,265< k s=2,38

Vậy vách ngoài không bị động sương

Vì vách phòng bảo quản không bị đọng sương nên vách phòng đệm có nhiệt độ cao hơn cũng

sẽ không bị đọng sương

Chiều dày panel 150mm là thỏa mãn

Chọn loại panel có kết cấu khóa camlock vì kho có sức chứa nhỏ để dễ dàng di chuyển và tháo lắp

Mái giống với vách vì kho lạnh đặt trong nhà

2.3 Đối với nền kho:

Tương tự như công thức tính với vách kho với thay đổi một vài thông số đầu vào vì kho đặt trong nhà và nền có sưởi

Sưởi là các ống pvc đục lỗ sắp xếp (con lươn thông gió nền kho lạnh) đặt trong lớp bê tông cốt thép có tiết diện nhỏ coi như không đáng kể

Ngoài ra vẫn nên bố trí một lớp cách ẩm phía nóng của nền kho lạnh nhằm hạn chế thẩm thấu

ẩm từ bên ngoài vào

Hình 3: Kết cấu nền kho lạnh

Ta có thể chọn chiều dày panel giống với mặt vách hoặc không cần vì nhiệt độ trong kho thấpnhất là 1°C trên nhiệt độ đóng băng Nhưng để giảm thiểu ẩm hay thất thoát nhiệt từ trong ra ngoài và giảm bớt chi phí kinh tế thì ta vẫn nên lắp cách nhiệt cho kho lạnh.

Nhiệt độ không khí trong buồng

o C

Hệ số truyền nhiệt của nền có sưởi 0,41 W/m.K

Vật liệu Chiều dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/m.K

Phần 3 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI KHO LẠNH

Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh Đâychính là dòng nhiệt tổn thất máy lạnh phải đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nón, đảmbảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài

Mục đích của việc tính toán nhiệt kho lạnh là xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q bao gồm các thành phần sau:

Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5; W

Q1: Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh

Q2: Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh

Q3: Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh

Q4: Dòng nhiệt từ các dòng nhiệt khác nhau khi vận hành kho lạnh

Q5: Dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra sản phẩm khi hô hấp, chỉ có ở các kho lạnh bảo quản rau củ đặc biệt hoặc trong cá buồng lạnh bảo quản hoa trong các kho lạnh phân phối.

Q: là dòng nhiệt tại thời điểm nhất định gọi là phụ tải nhiệt của thiết bị lạnh.

3.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và nền kho lạnh do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong kho lạnh cộng với các dòng nhiệt do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần.

Q1=Q11+Q12

Q11: Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ

Q12: Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do bức xạ mặt trời

Kho lạnh được thiết kế nằm trong xưởng nên vách và trần kho đều có tường bao và mái chenên bỏ qua dòng nhiệt qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, Q12 = 0

Q11: Được xác định qua biểu thức

Q11=k1F (t1−t2 )

k1: Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều dày cách nhiệt thực

t1: Nhiệt độ môi trường bên ngoài (nhiệt độ bên ngoài chọn từ bảng 1 là37 , 4 o c

t2: nhiệt độ bên trong buồng lạnh (chọn nhiệt độ trong kho là 4 , 5 oc)

F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che

Ta có kích thước của kho như sau:

Chiều dài kho: 10 (m)

Chiều rộng kho: 5 (m)

Chiều cao kho: 4 ( m)

Kết cấu kho k t F, (m2¿ ∆ t , C❑o Qi, W

- Q21 – dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra, (W).

- Q22 – dòng nhiệt do bao bì tỏa ra, (W)

3.2 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q21

Được xác định theo công thức:

Q21=M (h1−h2). 1000

24.3600;kWTrong đó:

-M – công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản trong

một ngày đêm, tấn/ngày đêm

Vì là kho lạnh bảo quản hoa, nông sản theo mùa nên M được tính theo công thức:

120 số ngày nhập kho lạnh nhập hàng trong năm

B hệ số quay vòng hàng lấy là 8 lần/năm

-h1, h2 - entanpi của sản phẩm trước và sau khi xử lý lạnh, kJ/kg

Entanpi của nông sản: đầu vào h1 = 302 kJ/kg, h2 =271,7 kJ/kg Tra cứu theo bảng 3.3 Entanpi của sản phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ, kJ/kg

Q21=4 , 53.(302−271.7) 1000

24.3600=1.588 KW =¿1588 WDòng nhiệt do bao bì tỏa ra:

Q22=M b .C b .(t1−t2). 1000

24.3600Trong đó:

- Mb – Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm trong một ngày đêm,tấn/ngày đêm Ta lấy Mb= 10 % M = 10% 4.53 = 0,453 tấn/ngày đêm

- Cb – Nhiệt dung riêng của bao bì J/kg.K, với bao bì là thùng carton ta có Cb =1,46 kJ/kg.K

t1, t2 – Nhiệt độ bao bì trước và sau quá trình làm lạnh bao bì Ta lấy nhiệt độ t1 = 8 oC,t2=5

Q22=0.453 1 , 46 (8−5 ).24.36001000 =15,729W

Vậy Q2=Q21+Q22=1588+15,729=1603,729W

Dòng nhiệt tổn thất do thông gió buồng lạnh chỉ tính cho các buông lạnh đặc biệt bảo quản rau quả và các sản phẩm có hô hấp Dòng nhiệt chủ yếu do không khí nóng ở bên ngoài buồnglạnh đưa vào thay thế cho không khí lạnh trong buồng để đảm bảo sự hô hấp của các sản phẩm bảo quản

- Dòng nhiệt Q3 được xác định qua biểu thức:

Q3 =Mk.(h1 −h2) (W)

Trong đó: Mk - lưu lượng không khí của quạt thông gió, m3/s

h1, h2 - là entanpi của không khí ngoài ở ngoài kho (37 , 40C , φ=78 %,)và trong buồng lạnh(4 , 50C , φ=80 %)

tra đồ thị h-x có h1=81.9 kj/kg , h2=33.6 kj/kg

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

M k=V a p k

24.3600 kg/s

V - là thể tích bảo quản thông gió, 𝑚3 V = 200 m3

a - là bội số tuần hoàn thay đổi không khí trong trong một ngày đêm, lần/24h a = 4

pk - là khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trongbuồng bảo quản, tra được =1,27 kg/m3

M k=200.4 1 , 27

24.3600 =0,012 kg/s

Dòng nhiệt Q3= ¿ Q3 =Mk.(h1 −h2)=0,012.(81,9-33,6) = 0,5796 (W)

3.4 CÁC DÒNG NHIỆT DO VẬN HÀNH

Dòng nhiệt tổn thất do vận hành gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng, do người làm

việc, do động cơ điện do mở cửa Các dòng nhiệt do vận hành được tính riêng Tổng của chúng sẽ được tính vào phụ tải nhiệt của máy nén và thiết bị

Q41=A.F (W)

F: diện tích của buồng (50 m2)

A: nhiệt tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 diện tích buồng hay nền, đối với buồng bảo quản A=

1,2 W/m2

Q41=A.F (W) =50.1,2=10 (W)

3.4.2, dòng nhiệt do người tỏa ra Q42

Q41=350 n (W)

n: số người làm trong buồng

350 nhiệt lượng của một người tỏa ra khi làm công việc nặng, (W)

(Vì buồn nhỏ hơn 200 m2nên chọn n=3)

Q41=350 n = 350.3 = 1050 (W)

3.4.3. Dòng nhiệt do các động cơ điện Q43

- Q43: Dòng nhiệt do các động cơ điện ( dàn lạnh, quạt thông gió )

Q43 = 1000.N (W)Trong đó: N: công suất của động cơ điện,kW

1000: hệ số chuyển đổi từ KW sang W

Công suất của động cơ điện có thể lấy giá trị định hướng cho buồng bảo quản lạnh là N=1÷4

KW ( buồng có diện tích nhỏ thì lấy giá trị nhỏ, buồng có diện tích lớn thì lấy giá trị lớn) Vậychọn N = 2 kW

Q43 = 1000.N =1000.2=2000 kW

Q44 = B.F (W)Trong đó: B - là dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W /m2

Dòng nhiệt riêng B lấy theo bảng 4.5 với chiều cao của cửa buồng là 3 m Tra bảng 4.5 ta tra được B= 14,5 W/m2

Dòng nhiệt toả ra do hô hấp chỉ xuất hiện ở các kho lạnh bảo quản rau quả, hoa đang ở

trong quá trình sống được xác định theo biểu thức:

Q5  E.(0,1.qn  0,9.qbd ) , W

Trong đó: E - là dung tích kho lạnh, tấn E = 34 tấn

q nvà q bd:nhiệt tỏa ra khi sản phẩm khi có nhiệt độ nhập vào kho lạnh và sau đó là nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh tra theo bảng 4.6 q n=20W

kg , q bd =0 W /kg Q5  E.(0,1.qn  0,9.qbd ) = 34( 0,1.20 + 0,9.0 ) = 68 w

3.4.6 năng suất lạnh cho thiết bị

Q0=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5= 2615 , 55+1603,729+ 0,5796 + 3785 + 68 =6469,13 W

Thành phần:- Q1 dòng nhiệt qua cấu trúc bao che của kho bảo quản được tính cho nhiệt tải của máy nén

là 100%

-Q3 và Q5 được giữ nguyên khi tính cho các kho về rau củ quả, hoa 100%

-Q2 thì có thể coi bằng không vì chủ yếu rau củ quả đều chủ yếu tải nhiệt vào mùa thu hoạch, còn thời gian bảo quản có thể coi Q2 = 0

Nhiệt tải của máy nén khi vận hành tính bằng 50%-75% giá trị lớn nhất

b- Hệ số thời gian làm việc ngày đêm của các kho lạnh lớn (dự tính làmviệc 22h trong một ngày đêm b=0,9)

∑QMN – Tổng nhiệt tải của máy nén đối với một nhiệt độ bay hơi Q=k ∑Q o

b =1,055.6469 , 130.9 =7583,2588 W

Phần 4: Chọn môi chất lạnh, chu trình và thuyết minh chu trình:

4.1 Chọn môi chất lạnh:R22

R22, hay còn được gọi là HCFC – 22, là một loại môi chất lạnh được sử dụng phổ biến trong các hệ thống điều hòa không khí và làm lạnh trong công nghiệp Tuy nhiên, do R-22 có tác động tiêu cực đến tầng ozone, việc sử dụng nó đang dần bị loại bỏ và thay thế bằng các môi chất lạnh thân thiện hơn với môi trường

R22 không có màu, không mùi, khối lượng phân tử là 86,5( g/mol ), độ sôi khoảng 40,8°C, ở trạng thái nhiệt độ phòng thì R22 là chất một khí không màu và không ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

Gas R22 có khả năng chịu tạp chất lẫn với không khí nên quá trình nạp nhiên liệu gas này khá dễ dàng Loại gas này có áp suất ngưng tụ tương đối cao và áp suất bay hơi lớn hơn

so với áp suất khí quyển nên mới không gây cháy nổ

4.2 Chu trình quá lạnh quá nhiệt:

Thuyết minh chu trình:

Chu trình quá lạnh quá nhiệt là để tăng năng suất lạnh và tránh máy nén hút phải lỏng.

Tại điểm 6 (t0,P0) sẽ được quá nhiệt lên nhiệt độ điểm 1 (t1,P0) và được máy nén hút vềnén lên điểm 2 (t2,Pk) và đi và dan ngưng tụ để giải nhiệt sau khi ngưng tụ đến điểm 3 (t3,Pk)tiếp tục quá lạnh môi chất đến điểm 4 (t4,Pk )và đi ra khỏi dàn ngưng tụ vào tiết lưu để giảm

áp suất đạt tới trạng thái điểm 5 (t5,P0) và đi vào dàn bay hơi sau khi bay hơi hết đạt trạngthái điểm 6 và tiếp tục chu trình lặp đi lặp lại [3]

hình 1: Chu trình quá lạnh quá nhiệt hình 1 chu trình quá lạnh quá nhiệt

4.3 Các thông số của chế độ làm việc

Việc chọn các thông số làm việc cho hệ thống lạnh là rất quan trọng ví nếu chọn được một chế độ làm việc hợp lý, đúng đắn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao, năng suất lạnh tăng trong khi điện năng tiêu tốn ít Chế độ làm việc của hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 thông số nhiệt độ sau:

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh: t0

Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh: t k

Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu: t ql

Nhiệt độ hơi hút về mát nén ( nhiệt độ quá nhiệt ): t qn

Kho lạnh được thiết kế đặt tại Vĩnh Phúc có các thông số thời tiết như sau:

Nhiệt độ t = 37,4 oC

Độ ẩm φ1 = 81%

4.3.1 Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh

Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ

Do chọn thiết bị làm mát bằng không khí nên ta có hiệu nhiệt độ trung bình giữa môi chất lạnh ngưng tụ và không khí nằm trong khoảng 10 đến 15oC, ta có:

t k= t kk+ Δt k = 37,5+10 = 47,5 oC

Trong đó: t kk: nhiệt độ không khí ngoài trời oC

Δt k: có hiêu nhiệt độ trung bình giữa môi chất lạnh ngưng tụ và không khí nằm trong khoảng 10 đến 15 oC , chọn Δt k = 10 oC

4.3.2 Nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh

Nhiệt độ sôi của môi chất phụ thuộc vào nhiệt độ của kho lạnh bảo quản Nhiệt đội sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như sau:

t0 = t b + Δt0 = 4,5 – 12 = -7,5oC

Trong đó: t b: Nhiệt độ buồng lạnh là 2 oC ( nhiệt độ buồng của hoa là từ 4,5oC )

Δt0:hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ sôi của môi chất lạnh và nhiệt độ không khí trong kho Đối với dàn lạnh bay hơi trực tiếp thì Δt0= ( 8 – 13 ) oC Ở đây ta chọn bằng 12

4.3.3 Nhiệt độ quá nhiệt

- là nhiệt độ môi chất trước khi vào máy nén, nó bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất

- Để máy nén không hút phải lỏng, ta bố trí bình tách lỏng và phải đảm bảo hơi hút vàomáy nén nhất thiết là hơi quá nhiệt

- Với môi chất R22 độ quá nhiệt ở khoảng 25 oC

- Đặc biệt với môi chất R22 khi sôi ở nhiệt độ thấp không nên chọn độ quá nhiệt quá lớn, ta chọn Δt qn = 5 K

Vậy t qn = t0 + Δt qn = -7,5 + 5 = -2,5 oC

4.3.4 Nhiệt độ quá lạnh

- Nhiệt độ quá lạnh càng lớn thì năng suất lạnh càng lớn, vì vậy ta sẽ cố gắng hạ thấp nhiệt độ qua lạnh xuống càng thấp càng tốt