Ta có hệ sốtruyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư= 0,19 W/m K2 Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: i i i... Do đó chiềudày thực tế của lớp cách nhiệt cũng
CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
- Sản phẩm bảo quản:thịt Heo
- Nhiệt độ thịt đầu vào: 18 c 0
- Nhiệt độ thịt đầu ra: ttb= -15 c 0
- Thời gian cấp đông: 11giờ
- Nhiệt độ phòng cấp đông: -35 c 0
- Nhiệt độ phòng trữ đông: -18 c 0
- Địa điểm xây dựng: Tp Hồ Chí Minh
- Nhiệt độ môi trường: tn= 37,3 c 0
XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH1 §2.1 Tính kích thước phòng cấp đông
LẠNH §2.1 Tính kích thước phòng cấp đông
Cho biết: - Công suất : E = 2,0 tấn/mẻ
1 Tính thể tích chất tải: Vct
Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông
- gv= 0,17 tấn/m 3 : định mức chất tải thể tích - Tra bảng 2.4 trang 32 tài liệu[1]
2 Tính diện tích chất tải : Fct
Với: hct[m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m
3 Diện tích trong của phòng lạnh(diện tích lạnh cần xây dựng): Ftr
Hệ số βF, được xác định là 0,54 theo bảng 2.5 trong tài liệu trang 34, phản ánh đường đi lại và diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi và quạt Từ đó, ta có thể suy ra diện tích F = tr.
4 Chiều cao trong của phòng cấp đông htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m Suy ra: htr=2+1= 3 m
5 Xác định số phòng cấp đông: n n = f
F tr, Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn chọn f= 4x4 m 2
= 0,68 chọn n =1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr= f = 4x4 m 2 §2.2 Tính kích thước phòng trữ đông.
Cho biết: - Công suất: E = 35 tấn
1 Tính thể tích chất tải: Vct
Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông
- gv= 0,45tấn/m 3 : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2.4 tài liệu
[1] đối với thịt heo đông lạnh
2 Tính diện tích chất tải : Fct
Với: hct[m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m
3 Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr
Hệ số βF được sử dụng để tính toán đường đi lại và diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi và quạt Theo tài liệu, với diện tích buồng lạnh từ 20 đến 100 m², hệ số βF được chọn là 0,7.
4 Chiều cao trong của phòng trữ đông htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng chọn ∆h 1m
5 Xác định số phòng trữ đông: n n = f
Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn chọn f = 6x6 m 2 Suy ra: n 36
55,5 = 1,54 chọn n = 2 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr= f = 6x6 m 2 §2.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh
TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lớp lấy từ công thức (3-1) trang 85 tài liệu[1] k = tư
Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt: δ =λcn cn
Với: - δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]
- λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]
- α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt, [W/m K] 2
- α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m 2 K]
- δi: Bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, [m]
- λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, [W/mK] §3.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh
1 Kết cấu và các số liệu của nó
8 Lưới mắt cáo,vữa mắc cao 0,02 0,9
2.Tính toán a Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao α1: α1= 23,3 W/m 2 K - tra theo bảng 3-7 trang 86, tài liệu[1]
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức: α2=9 W/m 2 K - tra theo bảng 3-7 trang 86, tài liệu[1]
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0 C.
- Tra bảng 3-3 trang 84 tài liệu[1]với nhiệt độ phòng -18 0 C tính cho vách bao ngoài Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư = 0,22 W/m K 2
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δ =λcn cn
Chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn, và chiều dày thực tế phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt được chọn là 0,2 m Từ chiều dày này, chúng ta có thể tính được hệ số truyền nhiệt thực tế.
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu[1] có : α1= 23,3 W/m K 2
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra theo bảng 3-7 trang 86-tài liệu[1]có: α2= 10,5 W/m K 2
Phòng cấp đông có nhiệt độ duy trì ở mức -35°C Theo bảng 3-3 trang 84 trong tài liệu, với nhiệt độ này, hệ số truyền nhiệt tối ưu qua vách bao ngoài là k tư = 0,19 W/m²K.
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δ =λcn cn
Chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn và phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt được chọn là 0,3 m Dựa trên chiều dày này, chúng ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế.
3 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Để ngăn chặn hiện tượng đọng sương trên bề mặt tường bao, cần đảm bảo nhiệt độ bề mặt ngoài tường lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Nếu bề mặt tường bị đọng sương, độ ẩm sẽ xâm nhập và phá hủy lớp cách nhiệt Điều kiện không xảy ra hiện tượng này được xác định theo công thức (3-7) trong tài liệu, với k ≤ ks = 0,95.
- k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m 2 K]
- ks:hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m K] 2
- α1#,3 W/m 2 K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf: nhiệt độ trong buồng lạnh, C 0
- tn= 37,3 0 C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts2,6 0 C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x trang 9,tài liệu[1].với nhiệt độ môi trường t17,30C và độ ẩm φt% a Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf= -18 C 0
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông b Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -35 C 0
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông. §3.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh
1 Kết cấu và các thông số của nó
8 Lưới mắt cáo,vữa mắc cao 0,02 0,9
2 Tính toán a.Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 86, tài liệu[1] có : α1= 23,3 W/m K 2
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 86, tài liệu[1]có: α2=9 W/m K 2
Phòng trữ đông yêu cầu nhiệt độ duy trì ở mức -18°C Theo bảng 3-3 trang 84 của tài liệu, với điều kiện nhiệt độ này, hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường được xác định là k tư = 0,218 W/m K².
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δ =λcn cn
Chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn, và chiều dày thực tế phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt được chọn là 0,2 m Từ đó, hệ số truyền nhiệt thực tế được tính là ktd = k tư = 0,218 W/m K.
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có : α1= 23,3 W/m K 2
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1]có: α2= 10,5 W/m K 2
- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 C Tra bảng 3-3 trang 84 0 tài liệu[1]với nhiệt độ phòng -35 0 C tính cho mái bằng.
- Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư = 0,17 W/m K 2
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δ =λcn cn
Chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn và phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt được chọn là 0,3 m Dựa trên chiều dày này, hệ số truyền nhiệt thực tế sẽ được tính toán.
3 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Để ngăn ngừa hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao, cần đảm bảo rằng nhiệt độ bề mặt này cao hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Nếu không, ẩm sẽ dễ dàng xâm nhập và làm hỏng lớp cách nhiệt Điều kiện không xảy ra hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trong tài liệu [1].
Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m 2 K]
- ks:hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m 2 K]
- α1= 23,3 W/m 2 K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf: nhiệt độ trong buồng lạnh, C 0
- tn= 37,3 0 C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts= 32,6 0 C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x- trang 9- tài liệu[1].với nhiệt độ môi trường t17,3 0 C và độ ẩm φt% a Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf= -18 C 0
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông b Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -35 C 0
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông. §3.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh
1 Kết cấu và các số liệu của nó
Khi tính toán cho nền có sưởi, chỉ cần xem xét các lớp phía trên lớp sưởi Thông thường, lớp bê tông sỏi có chiều dày 300 mm, nhưng với hệ thống sưởi bằng khí trời, chiều dày tính toán chỉ khoảng 100 mm từ mép trên ống thông gió đến lớp vữa trát Do đó, giá trị α1 được xem là vô hạn.
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu[1]có: α2=9 W/m K 2
Trong phòng trữ đông, nhiệt độ được duy trì ở mức -18°C Theo bảng 3-6 trang 84 của tài liệu, với điều kiện nhiệt độ này và nền có sưởi, hệ số truyền nhiệt tối ưu qua nền có sưởi là k tư = 0,226 W/m² K.
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn= 0,047[ )]
Chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn và phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt được chọn là 0,2 m Dựa trên chiều dày này, chúng ta có thể tính toán hệ số truyền nhiệt thực tế.
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu[1]có: α2= 10,5 W/m K 2
Phòng cấp đông cần duy trì nhiệt độ -35°C Theo bảng 3-6 trang 84 tài liệu, với nhiệt độ này, hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường là k tư = 0,17 W/m²K.
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông: δcn= 0,047[ )]
Chiều dày của các tấm cách nhiệt được quy chuẩn và phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định Trong trường hợp này, chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt được chọn là 0,3 m Từ chiều dày này, chúng ta có thể tính toán hệ số truyền nhiệt thực tế k = cd.
Đối với tường ngăn giữa hai phòng lạnh có nhiệt độ âm giống nhau, cần phải bố trí cách nhiệt với độ dày tương đương như tường bao ngoài Tuy nhiên, lớp cách nhiệt phải được phân chia ra hai bên theo đúng quy định.
TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
Mục đích:tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh Để từ đó tính ra công suất yêu cầu của máy lạnh.
-Tổn thất lạnh từ kho lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức:
Trong đó: Q1: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che, [W]
Q2: Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]
Tổn thất lạnh do thông gió chỉ xảy ra ở các phòng lạnh có nguồn hôi thối hoặc chất độc hại Trong trường hợp bảo quản thịt heo đã qua chế biến, không cần thiết phải thông gió buồng lạnh, giúp giảm thiểu tổn thất lạnh.
Q4: Tổn thất lạnh do vận hành , [W]
Q5: Tổn thất lạnh do sản phẩm thở (Rau, hoa quả…), ở đây sản phẩm là thịt heo => Q5= 0
=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế dược tính theo công thức:
- Các số liệu và cách bố trí buồng
6100 6000 §4.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông
1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
- Q dl 1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời là yếu tố quan trọng trong thiết kế kho lạnh Với việc bổ sung mái che nắng mưa trên trần kho lạnh, bức xạ mặt trời không còn ảnh hưởng đến nhiệt độ bên trong, dẫn đến Q bx 1 bằng 0.
Hệ số truyền nhiệt ki của vách thứ i được xác định cho các vách bao bên ngoài, trần và nền như đã trình bày ở chương 2 Đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh, cần chọn hệ số k tối ưu theo bảng (3-5) trang 84 tài liệu[1] Đặc biệt, tường ngăn giữa buồng cấp đông và trữ đông có hệ số kBC là 0,47.
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m ] 2
∆ti là chỉ số đo độ chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong, cũng như giữa các vách ngăn Đặc biệt, độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông và phòng đệm được xác định dựa trên nhiệt độ định hướng.
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt= 3,6 m
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:
2 Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2
- Q sp 2: Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm
- Q bb 2: Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì a Tính Q sp 2:
Ta có công thức tính Q sp 2 :
Với : - G: Công suất cấp đông, [t]
- i1:Entanpi của thịt Heo khi đưa vào Ở nhiệt độ 18 0 C, tra bảng (4-2) trang 110 tài liệu[1]ta có : i1= 266,2 kJ/kg
- i2: Entanpi của thịt Heo khi đưa ra Ở nhiệt độ -15 0 C, tra bảng (4-2) trang 100 tài liệu[1]ta có : i2= 12,2 kJ/kg
- τ h thời gian cấp đông cho 1 mẻ thịt
Ta có công thức tính tổn thất lạnh do bao bì:
Khối lượng bao bì (Gb) của sản phẩm thường chiếm từ 10% đến 30% tổng khối lượng hàng hóa Đặc biệt, đối với bao bì kim loại, tỷ lệ này có thể lên đến 30% Do đó, để tính toán khối lượng sản phẩm, cần lấy 30% khối lượng sản phẩm ban đầu (Gb0%G).
- Cb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì
Cb= 45kJ/kg.K (trang 113 tài liệu[1])
-t1: Nhiệt độ đầu vào của bao bì lấy bằng nhiệt đầu vào của sản phẩm
-t2: Nhiệt độ đầu ra của bao bì lấy bằng nhiệt độ của phòng cấp đông
-τ = 11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ sản phẩm
Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:
Q2= 12,828 + 0,361 = 13,189 kW 3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
Tổn thất lạnh trong vận hành Q4 bao gồm các yếu tố như ánh sáng từ đèn chiếu sáng, nhiệt độ từ người làm việc trong phòng, nhiệt phát sinh từ các động cơ điện, và tổn thất do việc mở cửa.
Với: - Q 1 4: Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
- Q 2 4: Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q 3 4 : Tổn thất lạnh do các động cơ điện
- Q 4 4 : Tổn thất lạnh do mở cửa a.Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng:Q 1 4
Q 1 4 được tính theo công thức (4-17) trang 115 tài liệu[1]ta có:
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m ] 2
- A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng Đối với phòng bảo quản lạnh có A= 1,2 W/m 2
=> Q 1 4= 1,2 16 = 19,2 W b Dòng nhiệt do người toả raQ 2 4:
Q 2 4dược tính theo công thức (4-18) trang 115 tài liệu[1]ta có:
Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc
- n là số người làm việc trong phòng Vì phòng có diện tích < 200 m 2
Q 2 4= 350.2 = 700 W b Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q 3 4 :
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức:
Với: - i :Hiệu suất của động cơ
+i= 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
Nếu động cơ được đặt bên ngoài phòng lạnh, công suất của động cơ điện cho phòng cấp đông với công suất E=2 tấn/mẻ được định mức là N = 4x2,2 kW.
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là 2,5tán/mẻ là:
=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng ) b Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q 4 4
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 116 tài liệu[1]
Với: B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m 2 ] Tra bảng (4-4) trang 117 đối với phòng cấp đông có diện tích F= 6×66 m 2 < 50 m 2 ta có: B = 32 m 2
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
4 Tính nhiệt kho lạnh Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:
5 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Công suất lạnh yêu cầu của máy nén được xác định như sau:
Hệ số k được sử dụng để tính toán tổn thất lạnh trên đường ống và thiết bị trong hệ thống lạnh, với nhiệt độ phòng cấp đông là -35°C, do đó nhiệt độ dàn bay hơi được chọn là t0 = -40°C, và k được xác định là 1,1 (theo tài liệu [1], trang 121) Hệ số b phản ánh thời gian hoạt động của máy nén, dự kiến máy nén hoạt động khoảng 22 giờ mỗi ngày, vì vậy b được chọn là 0,9 (theo tài liệu [1], trang 121).
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
1 , 1 24263,2 = 29665 W §4.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đông
1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
Ta có : Q1= Q dl 1 + Q bx 1 = Q dl 1 = ∑ki.F ∆ti i, [W]
Hệ số truyền nhiệt ki của vách thứ i đã được xác định cho các vách bao bên ngoài, trần và nền trong chương 2 Đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh, cần chọn hệ số k tối ưu theo bảng (3-5) trang 84 tài liệu Cụ thể, tường ngăn giữa 2 buồng trữ đông có hệ số kGF = 0,58 W/m K.
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m ] 2
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong Độ chênh nhiệt độ giữa các vách ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng.
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt= 3,6 m
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:
Tổn thất lạnh trong quá trình làm lạnh sản phẩm và bao bì là một yếu tố quan trọng cần xem xét Đối với phòng trữ đông, khi nhiệt độ thịt đưa vào là -15°C và nhiệt độ khi ra khỏi phòng là -12°C, thì chênh lệch 3°C còn lại được sử dụng để làm lạnh bao bì.
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
Tổn thất lạnh trong vận hành Q4 bao gồm các yếu tố như ánh sáng từ đèn chiếu sáng, nhiệt phát sinh từ hoạt động của con người trong phòng, nhiệt từ các động cơ điện, và tổn thất do việc mở cửa.
Với: - Q 1 4: Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
- Q 2 4: Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q 3 4: Tổn thất lạnh do các động cơ điện
- Q 4 4 : Tổn thất lạnh do mở cửa a.Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng:Q 1 4
Q 1 4dược tính theo công thức (4-17) trang 115 tài liệu[1]ta có:
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m ] 2
- A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m 2 diện tích buồng Đối với phòng bảo quản lạnh có A= 1,2 W/m 2
=> Q 1 4 = 1,2 36 = 43,2 W b Dòng nhiệt do người toả raQ 2 4 :
Q 2 4dược tính theo công thức (4-18) trang 115 tài liệu[1]ta có:
Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc
- n là số người làm việc trong phòng ,vì phòng có diện tích < 200 m 2
Q 2 4= 350.2 = 700 W d Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q 3 4:
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức:
Với: - i :Hiệu suất của động cơ
+ i = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
Nếu động cơ được đặt ngoài phòng lạnh, công suất của động cơ điện cho phòng trữ đông được tính theo công thức N = 4 x 0,75 kW, trong đó E là công suất tính bằng tấn/mẻ.
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đôngvới công suất là 45 tán/mẻ là:
=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng ) c Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q 4 4
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 116 tài liệu[1]
Với: B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m 2 ] Tra bảng (4-4) trang 117 đối với phòng trữ đông có diện tích F= 36 m 2 < 50 m 2 ta có: B = 22 m 2
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
4 Tính nhiệt kho lạnh. a Đối phòng trữ đông BEFG
Q 0= Q 1+ Q = 1660 + 3235,2 = 4895,2 W4 b Đối với phòng trữ đông FGHI
5 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Cả hai phòng trữ đông I và II đều hoạt động theo cùng một chế độ, do đó, chúng ta có thể sử dụng một hệ thống lạnh chung thay vì mỗi phòng một hệ thống riêng biệt Việc này không chỉ tiết kiệm chi phí cho máy nén và thiết bị mà còn thuận tiện hơn trong quá trình vận hành.
Tổn thất nhiệt của hệ thống là:
Ta lấy 0,7. Q 4 là do có sự không dồng thời về vận hành Mà ở đây chỉ có 2 phòng trữ đông nên chọn 0,7. Q 4
Vậy công suất lạnh yêu cầu của hệ thống lạnh là:
Hệ số k được sử dụng để tính đến tổn thất lạnh trong đường ống và các thiết bị của hệ thống lạnh, với nhiệt độ phòng cấp đông là -18°C, ta chọn nhiệt độ dàn bay hơi t0 = -23°C và hệ số k = 1,063 (theo tài liệu trang 121) Hệ số b phản ánh thời gian hoạt động của máy nén, dự kiến máy nén sẽ hoạt động khoảng 22 giờ mỗi ngày, do đó chọn b = 0,9 (theo tài liệu trang 121).
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
R22 là môi chất làm lạnh chủ yếu được sử dụng, có thành phần chính là CHClF₂ Đây là một chất lỏng không màu, không mùi, không gây cháy nổ và không ảnh hưởng đến sức khỏe con người Một trong những ưu điểm nổi bật của R22 là khả năng chịu đựng tạp chất và không khí, giúp việc nạp gas vào thiết bị trở nên dễ dàng Tuy nhiên, do chứa clo, R22 có tác động tiêu cực đến tầng ozone.
- Năng suất lạnh yêu cầu Q0= 9672,4W = 9,6724 kW
- Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh : tf= - 18 C 0
- Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt :
+ Nhiệt độ nước khi vào bình là: tw 1 = t + (3÷4) Cư 0
Với: tư- là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với tn= 37,3 0 C và độ ẩm φ = 74% ,ta có: tư= 32,6 C0
+ Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng: tw 2 = tw 1+ (2÷6) C 0 Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên t w 2 = t w 1 + 4 C = 36 + 4 = 40 C 0 0 ІІ Tính toán chu trình
1 Chọn nhiệt độ bay hơi : t0= tf– (4 ÷10) 0 C = -18 – (4 ÷10) = - (22÷28) C 0
Chọn to= -25 0 C tra bảng hơi bão hoà của R22 ta có áp suát bay hơi là : p =0
2 Chọn nhiệt độ ngưng tụ : tk= (tw 1+tw 2)/2 + (4 ÷10) 0 C = (36+40)/2 + 4= 42 C 0
Chọn ∆tk= 42 0 C vì môi trường làm mát là nước Tra bảng hơi bão hoà của R22 ta có áp suất ngưng tụ là: pk= 16,06bar
3 Nhiệt độ hơi quá nhiệt tqn= t0+tqn= -25 + 25 = 0 C0
- Chọn độ quá nhiệt ∆tqn= 25 0 C do nhiệt độ cuối tầm nén thấp nên độ quá nhiệt hơi hút rất cao
4 Nhiệt độ quá lạnh tql= tw1+ tql= 36 + 4 = 40 C 0
- Chọn độ quá lạnh ∆tql= 4 C 0
5 Tính cấp nén của chu trình
Ta có tỉ số nén của chu trình: Л p 0 p k 02 , 2
Vậy chọn chu trình máy nén 1 cấp
Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ là chu trình máy lạnh 1 cấp với thiết bị hồi nhiệt, giúp giảm thiểu hiện tượng ẩm cho máy nén và ngăn ngừa hư hỏng do thủy kích Mặc dù chu trình này có hệ số lạnh thấp hơn do lệch khỏi chu trình Cacno, nhưng nó vẫn hiệu quả hơn khi sử dụng thiết bị hồi nhiệt thay vì bình tách lỏng, bởi nhiệt độ cuối tầm nén của chu trình hồi nhiệt thường cao hơn.
7 Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút a Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh 1 cấp dùng bình tách lỏng q q
HN: Thiết bị Hồi nhiệt b Đồ thị
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 trình hồi nhiệt trong bình hồi nhiệt c Nguyên lý làm việc:
Sau khi rời khỏi thiết bị bay hơi, chất lỏng cao áp trở thành hơi quá nhiệt khi đi vào thiết bị hồi nhiệt Hơi này sau đó được hút về máy nén, nơi nhiệt độ được nâng lên áp suất cao Tiếp theo, hơi đi qua thiết bị ngưng tụ, nhả nhiệt cho môi trường làm mát và chuyển đổi thành lỏng cao áp Lỏng này tiếp tục qua thiết bị hồi nhiệt, nơi nhả nhiệt cho hơi hạ áp, biến thành lỏng quá lạnh Cuối cùng, lỏng này đi qua van tiết lưu để giảm áp suất xuống mức bay hơi và quay lại thiết bị bay hơi, nơi nó nhận nhiệt từ đối tượng cần làm lạnh, tạo ra chu trình liên tục.
P(bar) Entanpi i(kJ/kg) Entropi s(kJ/kgK) Thể tích v(m /kg) 3 Chú thích
Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống
8 Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
9 Xác định công của máy nén
10 Tính chọn công suất lạnh
- Công suất lạnh phòng trữ đông:
- Công suất lạnh của máy nén lạnh trong phòng trữ đông
1.Chọn máy nén a Thể tích hút thực tế
16 = 7,9 Tra đồ thị hình 7- 6 trang 221 tài liệu[1]với máy nén kiểu hiện đại ta có: λ = 0,61 c Thể tích hút lý thuyết
Chọn máy nén piston MYCOM 1 cấp có ký hiệu F2WA2( hãng Mayekawa Nhật), với các số liệu cho trong bảng 7-6 trang 226 tài liệu[1]như sau:
Thể tích hút lý thuyết: Vlt= 0,0197 m 3 /s
Loại xy lanh kiểu đứng, máy nén hở d Số lượng máy nén
2 Chọn động cơ kéo máy
Công suất động cơ điện kéo máy nén được tính theo công thức (7-25) trang
Ndc= (1,1÷2,1).Nel Đối với các máy lạnh nhỏ chế độ làm việc dao động lớn, điện lưới lên xuống phập phù nên chọn hệ số an toàn = 2,1
Trong đó: L- công nén của máy nén η- Tổn thất năng lượng trong máy nén η = ηi.η η ηe tđ el
Hệ số hiệu suất chỉ thị ηi được xác định từ quá trình nén đoạn nhiệt thực tế, không phải là quá trình nén đoạn nhiệt thuận nghịch Công thức tính ηi được trình bày trong tài liệu [1] trang 217.
Công thức tính toán hiệu suất cơ học được thể hiện qua phương trình 248 + 0.001.(-25) = 0,77 ηe, trong đó ηe là hệ số hiệu suất cơ học do tổn thất ma sát tại các bề mặt chuyển động, được nhà chế tạo quy định với giá trị ηe = 0,92 Hệ số hiệu suất truyền động giữa máy nén và động cơ được ký hiệu là ηtđ, với giá trị ηtđ = 0,98 do máy nén sử dụng phương pháp truyền động đai Cuối cùng, ηel là hệ số hiệu suất của động cơ điện, được chọn là ηel = 0,9 theo tài liệu tham khảo trang 217.
Vậy công suất động cơ kéo máy nén:
3 = 8,085 kW §5.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đông І Thông số ban đầu
- Năng suất lạnh yêu cầu Q0= 29665 W= 29,665 kW
- Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh : tf= - 35 C 0
- Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt :
+ Nhiệt độ nước khi vào bình là: tw 1 = t + (3÷4) Cư 0
Với: tư- là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với tn= 37,3 0 C và độ ẩm φ = 74%, ta có: tư= 32,6 C0
+ Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng: t w 2 = t w 1 + (2÷6) C 0 Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên t w 2 = t w 1 + 4 C = 36 + 4 = 40 C 0 0 ІІ Tính toán chu trình
1 Chọn nhiệt độ bay hơi : t0= tf– (4 ÷10) 0 C = -35 – (4 ÷10) = - (39÷45) C 0
Chọn to= -45 0 C tra bảng hơi bão hoà của R22 ta có áp suất bay hơi là :p =0
2 Chọn nhiệt độ ngưng tụ : tk= (t w 1 +t w 2 )/2 + (4 ÷10) 0 C = (36+40)/2 +4= 42 C 0
Chọn ∆tk= 4 0 C vì môi trường làm mát là nước Tra bảng hơi bão hoà của R22 ta có áp suất ngưng tụ là: pk= 16,06 bar
3.Nhiệt độ quá lạnh tql:
Nhiệt độ của môi chất lỏng trước khi vào van tiết lưu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến năng suất lạnh Càng thấp nhiệt độ này, năng suất lạnh càng cao, do đó cần hạn chế nhiệt độ xuống mức thấp nhất có thể Công thức tính nhiệt độ này là tql = t + 4°C, với t = 36°C, dẫn đến tql = 40°C.
4.Nhiệt độ quá nhiệt: tqn= t0+tqn
Với :tqn:độ quá nhiệt hơi hút , đối với môi chất lạnh R22 thì :tqn% C 0
Nhiệt độ của hơi nước trước khi vào máy nén luôn cao hơn nhiệt độ sôi của môi chất, điều này đảm bảo rằng máy nén không hút lỏng và tránh hiện tượng thủy kích Để đạt được điều này, người ta lắp đặt thiết bị hồi nhiệt trước khi môi chất lỏng vào máy nén Độ quá nhiệt của từng loại máy nén phụ thuộc vào loại môi chất sử dụng.
5 Tính cấp nén của chu trình
Ta có tỉ số nén của chu trình: Л p 0 p k 83 , 0
Chọn chu trình máy nén 2 cấp với áp suất trung gian tối ưu giúp đảm bảo tỉ số nén giữa các cấp là bằng nhau Áp suất trung gian trong chu trình này đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hoạt động của máy nén.
Khi chọn chu trình cho phòng cấp đông, nên sử dụng chu trình lạnh 2 cấp với bình trung gian có ống xoắn trao đổi nhiệt Điều này là cần thiết do trở lực lớn của hệ thống dàn bay hơi trong phòng cấp đông (> 0,3 kg/cm²) Mặc dù việc sử dụng bình trung gian có thể nâng cao hệ số làm lạnh, nhưng áp suất trung gian không đủ mạnh để cung cấp đủ chất lỏng cho dàn bay hơi.
7 Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút a Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh
NCA: Máy nén cao áp
NHA: Máy nén hạ áp
HN: Hồi nhiệt b Đồ thị
5' 3 2 c Lập bảng thông số các điểm nút
S [kJ/kg.K ] 1’ Hơi bão hoà khô -45 0,83 585,1
7 Tính toán chu trình a Xét 1kg môi chất qua thiết bị bay hơi
- Tính lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng cao áp đi trong ống trao đổi nhiệt γ 7 3
- Tính lượng hơi tạo thành do làm mát hoàn toàn 1kg hơi trung áp β 7 3
- Lượng hơi tạo thành khi đi qua van tiết lưu α = (γ +β ).(
= 0,14 kg b Lưu lượng thực tế qua máy nén hạ áp
29 = 0,15 kg/s c Lưu lượng thực tế qua máy nén cao áp
= 0,23 kg/s Nhiệt thải ra ở bình ngưng:
Công thức tính nhiệt lượng Qk được xác định là GCA(i4 - i5) = 0,23 (641,8 - 449,4) = 44,252 [kW] Nhiệt lượng thực tế nhận được tại thiết bị bay hơi được tính bằng q0 = i1’ - i6’ = 585,1 - 391,8 = 193,3 kJ/kg Nhiệt lượng thải ra môi trường làm mát tại thiết bị ngưng tụ được tính theo công thức qk = (1 + α + γ + β) (i4 - i5).
= 302,1 kJ/kg f Nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình quá lạnh ống trao đổi nhiệt qql= i5– i = 449,4 – 391,6= 57,8 kJ/kg6 g Công nén máy hạ áp
LNHA= GHA.( i2– i1) = 0,15.( 646,4 – 600,6) = 6,8 kW h Công nén máy cao áp
LNCA= GCA.( i4– i3) = 0,23.( 641,8–600,4) = 9,5 kW i Công nén cho cả chu trình
L = LNHA+LNCA= 6,8 + 9,5 = 16,3 kW k Hệ số làm lạnh ε = L
29 = 1,8 Ш Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó
1 Tính chọn máy nén a Thể tích hút thực tế qua máy nén hạ áp và cao áp
V CA tt = GCA.v3= 0,23.0,0651 = 0,028 m 3 /s b Hệ số cấp λ
Có tỉ số nén : Л p 0 p tg
3 = 4,3 Tra đồ thị hình 7- 4 trang 215 tài liệu[1]với máy nén kiểu hiện đại ta có: λ1= λ2= 0,85 c Thể tích hút lý thuyết
Khi chọn một máy nén 2 cấp, chúng ta không thể xác định thể tích hút lý thuyết tổng thể của máy, mà chỉ có thể biết được thể tích hút lý thuyết của từng cấp riêng biệt Vì vậy, việc lựa chọn chu trình lạnh quy chuẩn và xác định máy nén phù hợp cho chu trình đó là cần thiết để máy nén hoạt động hiệu quả trong hệ thống lạnh thực tế.
- Xác định chu trình lanh tiêu chuẩn :
Theo bảng (7-1) trang 219 tài liệu, khi chọn chế độ lạnh đông 2 cấp R22, các thông số cụ thể là: t0 = -35°C với áp suất p0 = 1,325 bar, tk = 30°C tương ứng với áp suất pk = 11,9 bar, tqn = -20°C và tql = 25°C Từ đó, có thể suy ra áp suất trung gian của chu trình.
Bảng thông số của chu trình lạnh tiêu chuẩn:
- Năng suất lạnh riêng khối lượng tiêu chuẩn q0tc= i tc 1 ' - i tc 6 = 589,5 – 410= 179,5 kJ/kg
- Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn qVtc v 1 tc ' q 0tc 17 , 0
- Hệ số cấp ở điều kiện tiêu chuẩn
Có tỉ số nén : Л p 0 p tg 325 , 1
3 = 3 Tra đồ thị hình 7- 4 trang 215 tài liệu[1]với máy nén kiểu hiện đại ta có: λ = 0,87
- Năng suất lạnh tiêu chẩn Q0tc
Chọn máy nén pitton MYCOM R22 F62B2 có năng suất lạnh tiêu chuẩn
Q0 MN tc = 99,8 kW > Q0tclắp đặt
- Số máy nén lắp đặt:
2.Chọn động cơ cho máy nén
Công suất động cơ điện kéo máy nén được tính theo công thức (7-25) trang
Ndc= (1,1÷2,1).Nel Đối với các máy lạnh nhỏ chế độ làm việc dao động lớn, điện lưới lên xuống phập phù nên chọn hệ số an toàn = 2,1
Trong đó: L- công nén của máy nén η- Tổn thất năng lượng trong máy nén η = ηi.η η ηe tđ el
Hệ số hiệu suất chỉ thị ηi phản ánh sự khác biệt giữa quá trình nén đoạn nhiệt thực tế và quá trình nén đoạn nhiệt thuận nghịch Giá trị của ηi được tính toán theo công thức được nêu trong tài liệu (7-21) trang 217.
Hệ số hiệu suất cơ học được tính bằng công thức 228 + 0.001.(-45) = 0,7 ηe, trong đó ηe = 0,92 là hệ số hiệu suất do tổn thất ma sát tại các bề mặt chuyển động do nhà chế tạo quy định Hệ số hiệu suất truyền động giữa máy nén và động cơ được chọn là ηtđ = 0,98, vì máy nén sử dụng truyền động đai Cuối cùng, hệ số hiệu suất của động cơ điện được xác định là ηel = 0,9 theo tài liệu trang 218.
Vậy công suất động cơ kéo máy nén: Ndc= 2,1.
TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ
BỊ PHỤ §6.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ
1 Chọn thiết bị ngưng tụ
Chọn thiết bị ống chùm nằm ngang sử dụng nước làm mát tuần hoàn, vì loại thiết bị này có khả năng chịu tải nhiệt lớn (khoảng 4500÷5500 W/m²), đồng thời tiết kiệm kim loại, gọn nhẹ và chắc chắn.
2 Tính chọn thiết bị ngưng tụ
- Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ :
- Nhiệt độ nước vào: tw 1= 36 C 0
- Nhiệt độ nước ra: tw 2= 40 C 0
- Nhiệt độ ngưng tụ: tk= 42 C 0
- Hiệu nhiệt độ trung bình logarit
∆t =tb min max min max ln t t t t
= 4 C 0 Đối với hệ số truyền nhiệt k ta tra bảng 8-3 trang 250 tài liệu[1]với bình ngưng ống vỏ nằm ngang Freon, chọn k = 700 W/m K 2
- Diện tích bề mặt truyền nhiệt F:
Theo bảng 8-3 trang 250 tài liệu[1]chọn bình ngưngKTP-18với các thông số: Đường kính ống vỏ : D = 377 mm
Diện tích bề mặt ngoài F = 40 m 2
- Lượng nước tiêu tốn làm mát bình ngưng
Với: C- Nhiệt dung riêng của nước C = 4,19 kJ/kg.K ρ- Khối lượng riêng của nước ρ = 1000 kg/m 3
∆tw– Độ tăng nhiệt độ trong thiết bị ngưng tụ
57 = 0,0034 m 3 /s §6.2 Tính chọn thiết bị bay hơi
1 Chọn thiết bị bay hơi
Dàn bay hơi Frêon cần được thiết kế theo hướng đi từ trên xuống để ngăn chặn hiện tượng dầu hòa tan trong môi chất, giúp tránh việc dầu tích tụ trên bề mặt lỏng trong ống trao đổi nhiệt Nếu không, lớp dầu này sẽ cản trở quá trình bay hơi của môi chất, dẫn đến giảm hiệu suất trao đổi nhiệt Đồng thời, thiết kế này cũng giúp dầu trở về cacte của máy nén một cách hiệu quả hơn.
Ta chọn dàn bay hơi kiểu không ngập làm lạnh chất lỏng Có ưu điểm sau:
Đơn giản, dễ chế tạo, phụ tải nhiệt tương đối cao.
Dễ vệ sinh về phía môi trường cần làm lạnh.
2 Tính chọn thiết bị bay hơi a.Hệ thống dàn bay hơi cho phòng cấp đông
Phòng cấp đông có Q0= 29,6 kW
Lấy nhiệt độ vào dàn lạnh là : tf1= -34 C 0
Lấy nhiệt độ ra dàn lạnh là : tf2= -36 C 0
Diện tích bề mặt trao đổi nhịêt của dàn được xác định theo công thức
Hệ số truyền nhiệt của dàn quạt phụ thuộc vào nhiệt độ sôi của môi chất R22, được xác định theo bảng 8-7 trang 282 tài liệu, với nhiệt độ sôi của R22 là t0 = -45°C Theo đó, hệ số truyền nhiệt k được tính là 400 W/m²K.
∆t-Hiệu nhiệt độ trung bình logarit
∆t =tb min max min max ln t t t t
∆tmin= tf2- t0= - 36 + 45 = 9 C 0 Suy ra: ∆t =tb
Suy ra:Diiện tích bề mặt trao đổi nhiệt: F t k
Tra bảng 8-14 trang 297 tài liệu[1]chọn quạt kiểu 2B09 có diện tích bề mặt F =d
- Kích thước phủ bì: l = 530mm
H F5mm b.Hệ thống dàn bay hơi cho phòng trữ đông
Lấy nhiệt độ vào dàn lạnh là : tf1= -17 C 0
Lấy nhiệt độ ra dàn lạnh là : tf2= -19 C 0
Diện tích bề mặt trao đổi nhịêt của dàn được xác định theo công thức
Hệ số truyền nhiệt của dàn quạt được xác định dựa vào nhiệt độ sôi của môi chất NH3, theo bảng trang 251 tài liệu[1] Đối với R22, nhiệt độ sôi là t0 = -25°C, dẫn đến hệ số truyền nhiệt k = 350 W/m²K.
∆t-Hiệu nhiệt độ trung bình logarit
∆t =tb min max min max ln t t t t
∆tmin= tf2- t0= - 19 + 25 = 6 C 0 Suy ra: ∆t =tb
Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn lạnh đặt trong phòng lạnh 1:
4895,2 = 2,8 m 2 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn lạnh đặt trong phòng lạnh 1:
Ta thấy FІ≈ FІІNên chọn 1 loại dàn quạt có ký hiệu là 2B07 với các thông số được chọn như trên
Diện tích bề mặt ngoài: F = 6 [m2]
Dài x rộng x cao = 555 x 445 x 465 [mm]. §6.3 Tính chọn thiết bị phụ
Bình chứa cao áp đặt dưới thấp cấp lỏng cho các dàn ở trên cao Nên theo công thức 8 – 14 trang 306 tài liệu[1]ta có
Với : 1,2 – Hệ số an toàn
VCA– Thể tích bình chứa cao áp
Vd – Thể tích hệ thống dàn bay hơi
Vd= 3 0,06 + 0,022 = 0,202 Suy ra : VCA= 1,54 Vd= 1,54 0,202 = 0,3 m 3
Chọn Bình chứa cao áp chuẩn theo bảng 8-17 trang 310 tài liệu[1],ta chọn bình 0,4PBvới các thông số
Thể tích bình V= 0,4 m 3 Đường kính trong Di= 406 mm Đường kính ngoài Da= 426 mm
Chỉ tính chọn bình tách dầu kiểu ướt
Bình tách lỏng kiểu ướt là thiết bị quan trọng trong các dàn bay hơi tại phòng cấc đông, giúp kiểm soát mức lỏng trong dàn bay hơi, từ đó nâng cao hiệu quả trao đổi nhiệt.
Theo tài liệu[2]trang 222 ta có: d 4 mV d
:tốc độ môi chất ở ống nối vào bình tách dầu
Chọn= 18 [m/s] (theo tài liệu[2]trang 222)
V :thể tích riêng thực tế của môi chất ra khỏi máy nén m:Lưu lượng hơi[kg/s]
Vd = VHCA + Vtd = 0,0276+0,0083= 0,0359[kg/s] m = m = mCA+ mtd= 0,23+0,06= 0,29[kg/s]
Số 65 chỉ đường kính ống nối vào đường đẩy máy nén,MO chỉ loại bình
3 Thiết bị tách khí không ngưng:
Nhằm loại khí không ngưng ra khỏi thiết bị ngưng tụ để tăng diện tích trao đổi nhiệt.
Dùng đểp quá nhiệt dòng hơi hút vào máy nén giúp ngăn chặn hiện tượng thủy kích Bên cạnh đó, nó còn có tác dụng làm lạnh lỏng cao áp trước khi tiết lưu, từ đó giảm thiểu tổn thất lạnh trong quá trình tiết lưu.
Thiết bị được đặt sau thiết bị bay hơi,trước máy nén.
Chọn bình chứa dầu có ký hiệu 150CM ( là loại bình tiêu chuẩn bé nhất trong phạm vi tài liệu[1]ở bảng 8-20 trang 313 ) với các thông số sau :
Ta có thể tính chọn bình trung gian theo các bước được trích ở mục 8.2.1.4 trang 306÷308 tài liệu[3]:
-Diện tích truyền nhiệt của thiết bị trung gian
Với : Qtg– Công suất nhiệt trao đổi ở bình trung gian
Qql: Công suất nhiệt quá lạnh của môi chất trước tiết lưu
Qlm: Công suất nhiệt làm mát trung gian
Suy ra: Qtg= 8,6 + 10,58 = 19,18 kW qF– Mật độ dòng nhiệt của thiết bị ngưng tụ qF= i4– i5= 641,8 – 449,4 = 192,4 W/ m2
- Đường kính trong bình trung gian
Trong đó: V- Lưu lượng thể tích trong bình, bằng lưu lượng hút của cấp nén cao áp V = GCA v3= 0,23.0,0651 = 0,014 m 3 /s ω – Tốc độ gas trong bình, chọn ω = 0,6 m/s
Chọn bình trung gian đã được chế tạo sẵn, (Tra bảng 8-19 trang 312-Tài liệu
Chọn loại 100C3có ký hiệu 100C3với các thông số kỹ thuật
+ Đường kính trung bình: D x S = 1000 x 10[mm]
+ Đường kính ống xoắn: d = 200 [mm]
+ Diện tích bề mặt ống xoắn: F = 8,6 [m ] 2
7 Tính chọn tháp giải nhiệt
Ta có phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ Qk= 57,548 kW Ta quy năng suất lạnh ra ton Theo tiêu chuẩn CTI 1 ton nhiệt tương đương 3900 kcal/h
Tra bảng 8- 22 trang 318 tài liệu[1]chọn tháp giải nhiệt FRK20 với các thông số :
+ Lưu lượng nước định mức 4,4 l/s
+ Đường kính ống nối dẫn vào 50 mm
+ Đường kính ống nối dẫn ra 50 mm
+ Đường kính ống van phao 15 mm
+ Lưu lượng quạt gió 170 m 3 /ph
+ Đường kính quạt gió 760 mm
Khi lựa chọn các thiết bị như van 1 chiều, van chặn, van tiết lưu và van điện từ, cần căn cứ vào đường kính của hệ thống ống nối để đảm bảo tính hiệu quả và đồng bộ trong hoạt động của toàn bộ hệ thống.
