ứng dụng của kỹ thuật lạnh

Trang 1

MỤC LỤC

Trang

Chương I: Mở đầu 3

I.1 Giới thiệu sơ lược về ứng dụng của kỹ thuật lạnh 3

I.2 Qui trình chế biến thuỷ sản

I.3 Sơ đồ qui trình

I.4 Chế độ làm việc của kho

Chương II: Tính kho lạnh

Chương III: Tính cách nhiệt cách ẩm

III.1 Mục đích

III.2 Vật liệu cách nhiệt cách ẩm

III.3 Cách nhiệt cách ẩm cho vách kho lạnh

III.4 Cách nhiệt cách ẩm cho vách giữa 2 kho lạnh

III.5 Cách nhiệt cách ẩm cho nền

III.6 Cách nhiệt cách ẩm cho trần

Chương IV: Tính nhiệt kho lạnh

IV.1 Tính cho kho thứ nhất

IV.2 Tính cho kho thứ hai

IV.3 Tính cho kho thứ ba

IV.4 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén

Chương V: Tính chọn máy nén

V.1 Tác nhân lạnh

V.2 Tính toán

Chương VI: Tính thiết bị ngưng tụ

VI.1 Nguyên lý bình ngưng ống vỏ nắm ngang

VI.2 Các thông số tính toán

VI.3 Tính toán

VI.4 Kiểm tra tính bền

Chương VII: Tính thiết bị bay hơi

VII.1 Nguyên lý

VII.2 Các thông số tính toán

VII.3 Tính toán

VII.4 Kiểm tra tính bền

Chương VIII: Tính các thiết bị phụ

VIII.1 Bình chứa cao áp

VIII.2 Bình chứa thấp áp

VIII.3 Tháp giải nhiệt

Trang 2

Chương IX: Tính kinh tế

Chương X: Tự động hóa hệ thống lạnh

X.1 Tự động điều khiển máy nén

X.2 Tự động hóa thiết bị ngưng tụ

X.3 Tự động hóa thiết bị bay hơi

Chương XI: Kết luận

Chương XII: Tài liệu tham khảo

Trang 3

CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU

I.1 Giới thiệu sơ lược về ứng dụng của kỹ thuật lạnh

Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh rất lâu, nhưng ngành lạnh bắt đầu phát triển mạnh

ở trên thế giới từ cuối thế kỉ 19

Kỹ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho cácngành đó, đặc biệt là các ngành công nghiệp thực phẩm, chế biến thịt cá, rau quả, rượu bia,nước giải khát, đánh bắt và xuất khẩu thủy hải sản, hoá chất, …

I.2 Giới thiệu sơ lược về nguồn thủy sản:

- Thủy sản là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công nghiệp, nông nghiệp

và dược phẩm Động thực vật thủy sản bao gồm: tôm, cá, nhuyễn thể (mực, trai, sò, …), rongtảo,… đang cung cấp cho con người một nguồn đạm thực phẩm khổng lồ và phong phú Theo

thống kê thì thủy sản đang chiếm trên 20% nguồn đạm thực phẩm của nhân loại nói chung,

trên 50% ở các nước phát triển

- Nước ta có bờ biển dài 3260km, một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn 1triệu

km 2, thuộc vùng biển nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu rất đa dạng và có cả bốn mùa trữ lượng

cá đáy, cá nổi của vùng biển Việt Nam rất phong phú (theo dự tính sơ bộ có khoảng 2000 loài,trong đó hơn 40 loài cá có giá trị kinh tế lớn)

- Bên cạnh đó, nghề nuôi trồng thủy sản đang được phát triển khá mạnh (sản lượng của

các nước Đông Nam Á chiếm trên 50% tổng sản lượng nuôi trồng của thế giới) Nước ta có

nhiều sông, hồ, kênh, rạch, đầm, phá và diện tích mặt nước thoáng rất lớn cho nên đang tậptrung đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản để nhanh chóng phát triển thành ngành một cách chủđộng, toàn diện giữa các khâu nuôi trồng, khai thác, chế biến

- Do khả năng nguồn lợi to lớn, ngành thủy sản có nhiệm vụ quan trọng là: chế biếnnguồn lợi to lớn đó thành nhiều sản phẩm có giá trị cao cho sản xuất và đời sống con người.Đặc điểm nổi bật của nguyên liệu thủy sản là ươn thối rất nhanh, cho nên nhiệm vụ đặtlên hàng đầu của khâu chất lượng sản phẩm là phải kịp thời bảo quản, chế biến mà trước hết

là bảo quản lạnh

I.3 Qui trình chế biến [8]

Ở đây ta chọn nguồn nguyên liệu là cá thu Hàm lượng các chất trong cá thu là: 20.90%protit, 1.02% lipit, 1.53% tro, 77.2% nước

I.3.1 Tiêu chuẩn nguyên liệu:

- Cá tươi tốt, màu sáng tự nhiên

- Còn nguyên vẹn,không bị xây xát

- Mắt trong sáng và lồi

- Bụng không phình, không lõm

- Trọng lượn mỗi con trên 1 kg

- Cá chờ xử lý phải được rửa sạch và ướp đá bào theo tỉ lệ: 1đá : 1cá

I.3.2 Qui cách chế biến:

Trang 4

Nguyên liệu  rửa  xử lý  rửa  phân cỡ  rửa  xếp mâm  đônglạnh  mạ băng  bao gói  bảo quản.

- Nguyên liệu: Cá nguyên liệu phải đạt các tiêu chuẩn trên

- Rửa: Rửa sạch dưới vòi nước chảy để loại hết tạp chất Rửa lại trong nước lạnh

- Phân cỡ: Tính theo trọng lượng kg/con (gồm có cỡ 1-3 kg/con và trên 3 kg/con).

- Rửa: Rửa lại nước lạnh 5o C có pha 10ppm clo.

- Xếp mâm: Cá được xếp vào mâm có lót PE, mỗi mâm một cỡ Có khi treo cátrong phòng đông

- Đông lạnh: Đông IQF, nhiệt độ -40o C, thời gian 4-6 giờ Nhiệt độ trung bình tại

tâm sản phẩm ít nhất là -12o C.

- Mạ băng: Cá được mạ băng trong nước lạnh +1o C có pha 5ppm clo Thời gian

mạ băng 5-10 giây

- Bao gói: Cho mỗi con vào một bao PE Hàn kín miệng bao Cho vào thùng

cactông 5 lớp có tráng sáp, mỗi cỡ cho vào một thùng Cân mỗi thùng 10kg tịnh (khoảng từ 5

đến10 con Nẹp 2 đai ngang, 2 đai dọc Ngoài thùng ghi rõ loại cá, cỡ, qui cách chế biến

- Bảo quản: Nhiệt độ phòng bảo quản: -18 ± 2o C Thời gian bảo quản không quá 3

tháng

I.4 Chế độ làm việc của kho

- Kho lạnh là các kho có cấu tạo và kiến trúc đặc biệt dùng để bảo quản các sản phẩm và hànghóa khác nhau ở điều kiện nhiệt độ lạnh và điều kiện không khí thích hợp

- Đối với sản phẩm thủy sản, ta có thể có một số buồng như sau:

+ Buồng tiếp nhận sản phẩm

+ Buồng xử lý sản phẩm

+ Buồng đông lạnh sản phẩm

+ Buồng trung gian

+ Buồng bảo quản sản phẩm

+ Buồng phân phối sản phẩm

- Ở đây, do yêu cầu của đồ án em chọn thiết kế kho bảo quản lạnh đông sản phẩm ở -20oC, độ

ẩm 90%

- Tác nhân lạnh được sử dụng là amôniac (NH3) vì có các đặc điểm sau:

+ Thể tích riêng trong vùng nhiệt độ bay hơi tương đối nhỏ nên giảm kích thước của máy nén,đặc biệt đối với máy nén pistông

+ Có mùi khó chịu, dễ phát hiện khi rò rỉ ra môi trường

+ Ít tan trong dầu bôi trơn, đỡ ảnh hưởng đến quá trình bôi trơn và đỡ ảnh hưởng đến chấtlượng của tác nhân

+ Amôniac không ăn mòn thép

- Thiết bị ngưng tụ là chùm ống nằm ngang, sử dụng nguồn nước tuần hoàn kèm theo thápgiải nhiệt cho nước

+ Nhiệt độ trung bình của không khí ở Thành phố Hồ Chí Minh là 27oC

+ Độ ẩm trung bình của không khí là 80%

+ Nhiệt độ bầu ướt của không khí là 24.5oC

+ Nhiệt độ nước vào là: 24.5 + (3÷5) = 29.5oC ≈30oC

+ Nhiệt độ nước ra là: 30 + 5 = 35oC

Trang 5

+ Nhiệt độ ngưng tụ là: 35 + 5 = 40oC

- Thiết bị bay hơi sử dụng là dàn quạt trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức, loại khô, chất tải nhiệt

là không khí

+ Nhiệt độ không khí trong kho lạnh là: -20oC

+ Nhiệt độ bay hơi của tác nhân lạnh trong dàn bay hơi là: -20 – 10 = -30oC

Ta có: tk = 40oC => pk = 1.585 MPa

t0 = -30oC => p0 = 0.1219 MPa

=> Tỉ số:

MPa p

p

p k

4613.11219.0585

1

p

131219

Trang 6

CHƯƠNG II: TÍNH KHO LẠNH [5]

Ta chọn 4 kho lạnh mỗi kho có sức chứa 50 tấn thuỷ sản

Chọn bao bì là thùng cactông có kích thước như sau :

Dài x rộng x cao = 0.36m x 0.28m x 0.22m

Mỗi thùng cactông chứa được 10kg sản phẩm

Số lượng thùng cactông có trong 1 kho là: 50000/10 = 5000 thùng

Chọn cách chất hàng trong 1 kho như sau :

Chia 1 kho làm 8 tụ => Số thùng của mỗi tụ là: 5000/8 = 625 thùng

Chất thành nhiều lớp trong mỗi tụ Mỗi lớp gồm : 7 x 9 = 63 thùng

=> Số lớp trong một tụ là: 625/63 = 9.92 lớp ≈ 10 lớp

=> Chiều cao của hàng trong kho: 10 x 0.22 = 2.2 m (chưa kể đặt cách nền 0.3m) ???

Diện tích của mỗi tụ là: (7 x 0.36) x (9 x 0.28) = 6.35m2

Diện tích cần để chất hàng là: F = 6.35 x 8 = 50.8m2

Chọn hệ số sử dụng kho lạnh là: β = 0.75

Diện tích kho lạnh cần xây dựng là:

Chọn diện tích xây dựng kho lạnh tiêu chuẩn là 72m2

8 50

m F

F xd   



Trang 8

* Cách bố trí hàng trong một kho

* Cách bố trí các kho : theo bề ngang

CHƯƠNG III: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM:

Trang 9

III.1 Một số thông số cần chọn để tính toán :

Chọn nhiệt độ trung bình cả năm của Tp Hồ Chí Minh là : tn = 27o C

Chọn độ ẩm trung bình của Tp Hồ Chí Minh là : φ = 80%

Nhiệt độ bầu ướt của không khí bên ngoài là: tư = 24.5o C

Nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài phòng là: ts = 23.5o C

Nhiệt độ không khí trong kho bảo quản lạnh đông là : tp = -20o C

Độ ẩm của không khí trong kho là: φ = 90%

III.2.Cách nhiệt và cách ẩm vách ngoài :

Bảng số liệu tra và tính cho các lớp vật liệu làm vách ngoài :

Vật liệu Bề dày

δ

(m)

Hệ sốtruyền nhiệt λ

(w/mK)

Hệ sốthẩm thấu μ

(g/m.h.mmHg)

Nhiệt trởδ/λ

(m 2 K/w)

Trở lựcthẩm thấu δ/μ

* Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức :

với α1 = 23.3 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).

α2 = 10.5 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).

δi : bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên)

λi : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên)

K = 0.21 w/m 2 K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.

7 5

5 4

4 3

3 2

2 1

1 1 6

6

11

188.0

02.08.0

002.088.0

02.082.0

2.088.0

02.03.23

121.0

1035.0

t t

s

2 2

1

2027

5.24273.2395.095

Trang 10

với p = 26.74 mmHg ( tra ở Bảng 38 trang 426 tập 10, nhiệt độ t = 27 o C)

- Áp suất riêng phần của hơi nước trong phòng bảo quản là :

ptr = φtr x p = 0.9 x 0.772 = 0.6948 mmHg

với p = 0.772 mmHg (tra ở Bảng 38 trang 426 tập 10, nhiệt độ t = -20 o C)

- Lượng hơi nước thấm qua 1m2 bề mặt kết cấu bao che:

- Áp suất thực tế tác dụng lên bề mặt của kết cấu :

Vậy: không có đọng ẩm trong kết cấu

III.3.Tính cho vách giữa 2 kho lạnh :

i ng

t

1 1





h m g H

p p

W ng tr 0 004711 / 2

2195 4393

6948 0 392 21

i ng

p

1 1





Trang 11

Các số liệu tra và tính toán cho các lớp vật liệu của vách giữa 2 kho :

δ

(m)

(w/mK)

(g/m.h.mmHg)

Nhiệt trởδ/λ

(m 2 K/w)

Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức :

Với α1 = 10 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng 1 (đối lưu cưỡng bức).

α2 = 10 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng 2 (đối lưu cưỡng bức).

K = 0.58 w/m 2 K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn giữa hai phòng có cùng nhiệt độ.

==> chọn δ = 0.1 m (mỗi bên vách dày 0.05 m)

1 1

11

m

04.010

18.0

002.0282.0

2.088.0

02.0410

158.0

1035

Trang 12

III.4 Tính cách nhiệt cho nền :

Bảng các số liệu tính toán và tra được cho các lớp vật liệu làm nền :

δ

(m)

(w/mK)

(g/m.h.mmHg)

Nhiệt trởδ/λ

(m 2 K/w)

Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:

với α1 = 12 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trên nền đất.

α2 = 9 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).

K = 0.21 w/m 2 K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn của nền có sưởi.

==> chọn δ3 = 0.2 m

==> K = 0.1586 w/m 2 K

III.5 Tính cách nhiệt cho trần :

Bảng các số liệu tính toán và tra được cho các lớp vật liệu làm trần :

δ

(m)

(w/mK)

(g/m.h.mmHg)

Nhiệt trởδ/λ

(m 2 K/w)

7 6

6 5

5 4

4 2

2 1

1 1 3

3

11

15.1

15.01

1.08.0

002.06.1

02.05.0

1.012

121.0

1035.0

Trang 13

Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:

với α1 = 23.3 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).

α2 = 9 w/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).

K = 0.22 w/m 2 K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.

6 5

5 3

3 2

2 1

1 1 4

4

11

188.0

02.01

1.08.0

05.05.1

15.03.23

122.0

1035.0

Trang 14

* Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức :

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (w)

Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che

Q2: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra

Q3: dòng nhiệt đi từ ngoài vào do thông gió phòng lạnh

Q4: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành

Q5: dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm thở

IV.1 Tính cho hai kho bìa :

a Dòng nhiệt qua kết cấu bao che :

Q1 = Q1v + Q1n +Q1t + Q1bx (w)

Q1v, Q1n, Q1t: dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ

Q1bx: dòng nhiệt tổn thất qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời

Công thức để tính tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần có dạng như sau:

Q = K x F x (tng – ttr)

với: K: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che (w/m 2 K)

F: diện tích bề mặt của kết cấu bao che (m 2 )

tng: nhiệt độ môi trường bên ngoài ( o C)

ttr: nhiệt độ trong phòng lạnh ( o C)

Q: tổn thất nhiệt qua kết cấu (w)

Vách ngoài Vách giữa hai phòng lạnh Vách trước hoặc sau Nền Trần

Với tng của nền là 27oC do nền không có sưởi (ktlud NĐL trang 78)

Chọn kho lạnh xây theo hướng Bắc – Nam, cửa kho nằm ở hướng Bắc

=> Buổi sáng kho nhận bức xạ ở hướng Đông và buổi chiều kho nhận bức xạ ở hướng Tây.Vách kho được quét vôi trắng nên lấy hiệu nhiệt độ dư như sau:

Trang 15

Q2b: dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì của sản phẩm.

b.1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra:

với M: năng suất của buồng bảo quản lạnh đông (t/24h)

h1, h2: entanpi của sản phẩm trước và sau khi bảo quản lạnh đông (kj/kg) 1000/(24 x 3600) : hệ số chuyển đổi từ (t/24h) ra (kg/s)

Q2a: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra (kw)

Chọn nhiệt độ hàng nhập thẳng vào kho bảo quản lạnh đông là -8o C

=> h1 = 43.5 kj/kg

Nhiệt độ sau khi bảo quản là -20o C => h2 = 0 kj/kg

Khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản lạnh đông trong một ngày đêm:

với M: khối lượng hàng nhập vào bảo quản lạnh đông (t/24h)

E: dung tích phòng bảo quản lạnh đông (t)

ψ: tỉ lệ nhập có nhiệt độ không cao hơn -8o C đưa trực tiếp vào kho bảo quản

lạnh đông ψ = 0.65 – 0.85

B: hệ số quay vòng hàng B = 5 ÷ 6 lần/năm

m: hệ số nhập hàng không đồng đều m = 2.5

Dòng nhiệt sản phẩm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông:

b.2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra:

với Mb: khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm (t/24h)

Cb: nhiệt dung riêng của bao bì (kj/kg.K)

t1: nhiệt độ bao bì trước bảo quản lạnh đông ( o C)

t2: nhiệt độ bao bì sau bảo quản lạnh đông ( o C)

Q2b: dòng nhiệt do bao bì tỏa ra (kw) 1000/(24 x 3600) : hệ số chuyển đổi từ (t/24h) ra (kg/s)

Ta có:

Khối lượng bao bì cactông: Mb = 30%M = 30% x 1.75 = 0.525 t/24h

Nhiệt dung riêng bao bì: Cb = 1.46 kj/kg.K

 

3600 24

1000

2 1 2

1000

2 1 2

1000 0

5 43 75 1

Trang 16

Nhiệt độ bao bì trước bảo quản: t1 = -8o C

Nhiệt độ bao bì sau bảo quản: t2 = -20o C

 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra :

Q2 = Q2a + Q2b = 0.881 + 0.1065 = 0.9875 kw = 987.5 w

c Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh:

Do kho lạnh dùng để bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -20o C nên không có thông gió.

 Q3 = 0 w

d Dòng nhiệt do vận hành kho:

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 +Q44 (w)

với Q41: dòng nhiệt do chiếu sáng

Q42: dòng nhiệt do người tỏa ra

Q43: dòng nhiệt do các động cơ điện

Q44: dònh nhiệt tổn thất khi mở cửa

d.1 Dòng nhiệt do chiếu sáng được tính theo công thức:

Q41 = A x F (w) với F: diện tích kho lạnh (m 2 )

A: công suất chiếu sáng riêng (w/m 2 ) Đối với kho bảo quản: A = 1.2 w/m 2

=> Q41 = 1.2 x 72 = 86.4 w

d.2 Dòng nhiệt do người tỏa ra được xác định theo biểu thức:

Q42 = 350 x n (w) Chọn n =3 (kho nhỏ hơn 200m 2)

Chọn N = 4 kw do kho bảo quản lạnh đông nhỏ.

φ = 1: các động cơ hoạt động đồng thời

=> Q43 = 1000 x 4 x 1 = 4000 w

d.4 Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức:

Q44 = B x F (w) với F: diện tích kho lạnh (m 2 )

B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa (w/m 2 ) Kho bảo quản lạnh đông chọn B = 12 w/m 2

1000 20

8 46 1 525 0

Trang 17

Do sản phẩm là thủy sản và được bảo quản lạnh đông nên không có hô hấp

 Q5 = 0 w

Dòng nhiệt tổn thất cho toàn bộ một kho bìa :

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

= 2011.8456 + 987.5 + 0 + 6000.4 + 0 = 8999.7456 w ≈ 9000 w

IV.2 Tính cho 2 kho giữa:

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh :

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (w)

Tính tương tự như trên

a Dòng nhiệt qua kết cấu bao che:

Trang 18

kho Thiết Máy Thiết Máy Thiết Máy Thiết Máy

* Năng suất lạnh của máy nén :

với k: hệ số lạnh kể đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh

b: hệ số thời gian làm việc

∑Q: tổng nhiệt tải của máy nén

Do t0 = - 30oC nên chọn k = 1.06

Chọn b = 0.7 đối với các thiết bị lạnh nhỏ

b

Q k



0

kw w

7 0

29250 06

1



Trang 19

V TÍNH CHỌN MÁY NÉN:

V.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc như sau :

- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh: t0 = tb-10 = -30oC

- Độ quá nhiệt hơi hút là : ∆tqn = 5oC

=> Nhiệt độ hơi hút về máy nén: tqn = (-30 + 5) = -25oC

- Nhiệt độ nước vào bình ngưng : tw1= tư + 5 = 30oC

- Nhiệt độ nước ra bình ngưng : tw2 = tw1 + 5 = 35oC

- Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất: tk = tw2 + 5 = 40oC

- Độ quá lạnh của tác nhân lạnh lỏng: ∆ql = 5oC

=> Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu: tql = (40 – 5) = 35oC

+ Năng suất lạnh riêng khối lượng q0 lớn nên lưu lượng môi chất tuần hoàn trong

hệ thống nhỏ, rất phù hợp cho các máy lạnh có năng suất lớn và rất lớn

+ Năng suất lạnh riêng thể tích qv lớn nên máy nén gọn nhẹ

+ Các tính chất trao đổi nhiệt tốt, hệ số tỏa nhiệt khi sôi và ngưng tương đươngvới nước nên không cần tạo cánh trong các thiết bị trao đổi nhiệt với nước

+ Tính lưu động cao, tổn thất áp suất trên đường ống, các cửa van nhỏ nên thiết bịgọn nhẹ

+ Amôniăc không hòa tan dầu nên nhiệt độ bay hơi không bị tăng

+ Amôniăc hòa tan không hạn chế trong nước

+ Amôniăc không ăn mòn các kim loại chế tạo máy

Tính chất sinh lý: Amôniăc độc hại với cơ thể con người, gây kích thích nêm mạc củamắt, dạ dày, …

Tính kinh tế: Amôniăc là môi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển và bảo quản dễ

t0 = -30o C p0 = 0.120 MPa

tk = 40o C pk = 1.55 MPa

* Tỷ số nén là 13 ta chọn máy nén một cấp

V.2 Thuyết minh qui trình công nghệ :

V.2.1 Thuyết minh qui trình công nghệ:

Hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi được máy nén hút về và nén lên áp suất cao đẩyvào bình ngưng tụ Ở thiết bị ngưng tụ hơi môi chất thải nhiệt cho nước và ngưng tụ thànhlỏng Lỏng có áp suất cao đi qua van tiết lưu vào thiết bị bay hơi Ở thiết bị bay hơi, lỏng môichất sôi ở áp suất thấp và nhiệt độ thấp, thu nhiệt của môi trường lạnh Hơi lại được hút vềmáy nén, như vậy vòng tuần hoàn được khép kín

V.2.2 Chu trình lạnh của máy nén:

Chu trình Carnot ngược chiều được coi là chu trình lạnh đơn giản nhất Đơn giảnkhông phải về mặt thiết bị mà vì chỉ bao gồm hai quá trình đoạn nhiệt và hai quá trình đẳngnhiệt xen kẻ Chu trình Carnot có công tiêu hao nhỏ nhất, năng suất lạnh lớn nhất, hệ số lạnhlớn nhất nhưng có nhiều nhược điểm khi vận hành Do đó ta sử dụng chu trình quá lạnh vàquá nhiệt để khắc phục các nhược điểm trên

Trang 20

Chu trình quá lạnh và quá nhiệt là chu trình quá lạnh khi nhiệt độ của môi chấtlỏng trước khi đi vào van tiết lưu nhỏ hơn nhiệt độ ngưng tụ và gọi là chu trình quá nhiệt khinhiệt độ hơi hút về máy nén lớn hơn nhiệt độ bay hơi (nằm trong vùng quá nhiệt).

Nguyên nhân quá lạnh có thể do:

+ Thiết bị ngưng tụ là thiết bị trao đổi nhiệt ngược dòng nên lỏng môi chấtđược quá lạnh ngay ở thiết bị ngưng tụ

+ Lỏng môi chất tỏa nhiệt ra môi trường trên đoạn đường ống từ thiết bịngưng tụ đến thiết bị tiết lưu

Nguyên nhân quá nhiệt có thể do :

+ Sử dụng van tiết lưu nhiệt, hơi ra khỏi thiết bị bay hơi bao giờ cũng cómột độ quá nhiệt nhất định

+ Tải nhiệt lớn và thiếu lỏng cấp cho thiết bị bay hơi

+ Tổn thất lạnh trên đường ống từ thiết bị bay hơi đến máy nén

* Chu trình lạnh trên đồ thị lgP – h :

* Sự thay đổi trạng thái của môi chất trong chu trình như sau:

1’ – 1 : Quá nhiệt hơi hút

1 – 2 : Nén đoạn nhiệt hơi hút từ áp suất thấp p0 lên áp suất cao pk, s1 = s2

2 – 2’ : Làm mát đẳng áp hơi môi chất từ trạng thái quá nhiệt xuống trạng thái bão hoà

2’ – 3’ : Ngưng tụ môi chất đẳng áp và đẳng nhiệt

3’ – 3 : Quá lạnh môi chất lỏng đẳng áp

3 – 4 : Quá trình tiết lưu đẳng entanpi ở van tiết lưu h3 = h4

4 – 1’ : Quá trình bay hơi ở thiết bị bay hơi đẳng áp và đẳng nhiệt

* Thông số nhiệt động của tác nhân lạnh NH3 tại các điểm đặc trưng như bảng sau :

∆ql

∆

qn

Trang 21

với h1’: entanpi của hơi bão hòa ra khỏi thiết bị bay hơi (kj/kg)

h4: entanpi của môi chất sau khi qua tiết lưu (kj/kg)

=> q0 = 1640 – 570 = 1070 kj/kg

2 Năng suất lạnh riêng thể tích qv :

với q0: năng suất lạnh riêng (kj/kg)

v1: thể tích hơi hút về máy nén (m 3 /kg)

3 Công nén riêng l:

l = h2 – h1 (kj/kg)

với h2: entanpi của hơi quá nhiệt khi ra khỏi máy nén (kj/kg)

h1: entanpi của hơi vào máy nén (kj/kg)

=> l = 2050 – 1650 = 400 kj/kg

4 Năng suất nhiệt riêng qk :

qk = h2 – h3 (kj/kg)

với h2: entanpi của hơi khi vào bình ngưng (kj/kg)

h3: entanpi của lỏng khi ra khỏi bình ngưng (kj/kg)

0

1070

m kj

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	1,12 MB