Đang tải... (xem toàn văn)
CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU4І. Mục đích và ý nghĩa của hệ thống lạnh4ІІ. Nội dung và thông số51. Cấp đông:2. Trữ đông:3. Thông số môi trường:CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông61. Tính thể tích chất tải: Vct2. Tính diện tích chất tải : Fct 3. Chiều cao trong của phòng cấp đông4. Chiều cao trong của phòng cấp đông5. Xác định số phòng cấp đông: n§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông61. Tính thể tích chất tải: Vct2. Tính diện tích chất tải : Fct 3. Chiều cao trong của phòng trữ đông4. Chiều cao trong của phòng trữ đông5. Xác định số phòng trữ đông: n§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh7CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ÂM CHO KHO LẠNH§2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh81. Kết cấu và các số liệu của nó2.Tính toán3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương§2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh101. Kết cấu và các thông số của nó2.Tính toán3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương§2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh121. Kết cấu và các thông số của nó2.Tính toán3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương§2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh14CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông161. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q12. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q23.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q44. Tính nhiệt kho lạnh5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén§3.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đông191. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q12. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q44. Tính nhiệt kho lạnh.5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN§4.1 Chọn môi chất22§4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đông22І. Thông số ban đầuІІ. Tính toán chu trình1. Chọn nhiệt độ bay hơi :2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :3. Tính cấp nén của chu trình4. Chọn chu trình lạnh5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút7. Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống8. Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ9. Xác định công của máy nén10. Tính chọn công suất lạnh11. Hệ số làm lạnhШ. Chọn máy nén1.Chọn máy nén2. Chọn động cơ kéo máy§4.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đông25І. Thông số ban đầuІІ. Tính toán chu trình1. Chọn nhiệt độ bay hơi :2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :3. Tính cấp nén của chu trình4. Chọn chu trình lạnh5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút7. Tính toán chu trình Ш. Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó1. Tính chọn máy nén2.Chọn động cơ cho máy nénCHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ§5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ30 1. Chọn thiết bị ngưng tụ 2. Mục đích của thiết bị ngưng tụ 3. Cấu tạo 5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ4. Nguyên lý làm việc§5.1 Tính chọn thiết bị bay hơi311. Chọn thiết bị bay hơi2. Mục đích của thiết bị bay hơi3. Cấu tạo 4. Nguyên lý làm việc. 5. Tính chọn thiết bị bay hơi§5.3 Tính chọn thiết bị phụ331. Bình chứa cao áp2. Bình tách lỏng3. Bình tách dầu4. Bình gom dầu5. Bình trung gian6. Tính chọn tháp giải nhiệt
Phan Anh Tuấn MỤC LỤC Trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 4 І. Mục đích và ý nghĩa của hệ thống lạnh 4 ІІ. Nội dung và thông số 5 1. Cấp đông: 2. Trữ đông: 3. Thông số môi trường: CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH §1.1 Tính kích thước phòng cấp đông 6 1. Tính thể tích chất tải: V ct 2. Tính diện tích chất tải : F ct 3. Chiều cao trong của phòng cấp đông 4. Chiều cao trong của phòng cấp đông 5. Xác định số phòng cấp đông: n §1.2 Tính kích thước phòng trữ đông 6 1. Tính thể tích chất tải: V ct 2. Tính diện tích chất tải : F ct 3. Chiều cao trong của phòng trữ đông 4. Chiều cao trong của phòng trữ đông 5. Xác định số phòng trữ đông: n §1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh 7 1 Phan Anh Tuấn CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ÂM CHO KHO LẠNH §2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh 8 1. Kết cấu và các số liệu của nó 2.Tính toán 3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh 10 1. Kết cấu và các thông số của nó 2.Tính toán 3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh 12 1. Kết cấu và các thông số của nó 2.Tính toán 3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh 14 CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH §3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông 16 1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q 1 2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q 2 3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q 4 4. Tính nhiệt kho lạnh 5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén §3.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đông 19 1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q 1 2 Phan Anh Tuấn 2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q 2 : 3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q 4 4. Tính nhiệt kho lạnh. 5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN §4.1 Chọn môi chất 22 §4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đông 22 І. Thông số ban đầu ІІ. Tính toán chu trình 1. Chọn nhiệt độ bay hơi : 2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ : 3. Tính cấp nén của chu trình 4. Chọn chu trình lạnh 5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt 6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút 7. 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 11. Hệ số làm lạnh Ш. Chọn máy nén 1.Chọn máy nén 2. Chọn động cơ kéo máy 3 Phan Anh Tuấn §4.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đông 25 І. Thông số ban đầu ІІ. Tính toán chu trình 1. Chọn nhiệt độ bay hơi : 2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ : 3. Tính cấp nén của chu trình 4. Chọn chu trình lạnh 5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt 6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút 7. Tính toán chu trình Ш. Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó 1. Tính chọn máy nén 2.Chọn động cơ cho máy nén CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ §5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 30 1. Chọn thiết bị ngưng tụ 2. Mục đích của thiết bị ngưng tụ 3. Cấu tạo 5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ 4. Nguyên lý làm việc §5.1 Tính chọn thiết bị bay hơi 31 1. Chọn thiết bị bay hơi 4 Phan Anh Tuấn 2. Mục đích của thiết bị bay hơi 3. Cấu tạo 4. Nguyên lý làm việc. 5. Tính chọn thiết bị bay hơi §5.3 Tính chọn thiết bị phụ 33 1. Bình chứa cao áp 2. Bình tách lỏng 3. Bình tách dầu 4. Bình gom dầu 5. Bình trung gian 6. Tính chọn tháp giải nhiệt 5 Phan Anh Tuấn CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU І. Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA HỆ THỐNG LẠNH - Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm nhập vào các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó như: • Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm • Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc • Trong y tế: chế biến và bảo quản thuốc • Trong công nghiệp hoá chất • Trong lĩnh vực điều hoà không khí - Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm. Tuy nhiên để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh tế quốc dân,thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở 1 nhiệt độ thấp (-18 0 C ÷ - 40 0 C). Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất chậm. Vì vậy mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài. 6 Phan Anh Tuấn ІІ. NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ 1. Cấp đông: - Sản phẩm bảo quản: thịt Heo - Công suất: E = 2,5 tấn/mẻ - Nhiệt độ thịt đầu vào: 18 0 c - Nhiệt độ thịt đầu ra: t tb = -15 0 c - Thời gian cấp đông: 11giờ - Nhiệt độ phòng cấp đông: -35 0 c 2. Trữ đông: - Công suất : E = 45 tấn - Nhiệt độ phòng trữ đông: -18 0 c 3. Thông số môi trường: - Địa điểm xây dựng: Vinh - Nhiệt độ môi trường: t n = 38 0 c - Độ ẩm môi trường: φ n = 74% 7 Phan Anh Tuấn CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH Mục đích của chương này là xác định kích thước từng phòng kho lạnh và bố trí hợp lí mặt bằng kho lạnh. §1.1 Tính kích thước phòng cấp đông Cho biết: - Công suất : E = 2,5 tấn/mẻ - Sản phẩm: Thịt Heo 1. Tính thể tích chất tải: V ct V ct = v g E , [m 3 ] Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông - g v = 0,17 tấn/m 3 : định mức chất tải thể tích Suy ra: V ct = 17,0 5,2 = 14,7 m 3 2. Tính diện tích chất tải : F ct F ct = ct ct h V , [m 2 ] Với: h ct [m]: chiều cao chất tải, chọn h ct = 2m Suy ra: F ct = 2 7,14 = 7,35 m 2 3. Diện tích trong của phòng lạnh: F tr F tr = F Fct β , [m 2 ] 8 Phan Anh Tuấn Với : β F : là hệ số kể đến đường đi lại,diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi,quạt. Ở dây ta chọn β F = 0,54 Suy ra: F tr = 54,0 35,7 = 13,6 m 2 4. Chiều cao trong của phòng cấp đông h tr = h ct + ∆h , [m] Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m Suy ra: h tr =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 Suy ra: n = 16 6,13 = 0,85 chọn n =1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: F tr = f = 4x4 m 2 §1.2 Tính kích thước phòng trữ đông. Cho biết: - Công suất: E = 45 tấn 1. Tính thể tích chất tải: V ct V ct = v g E , [m 3 ] Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông - g v = 0,45tấn/m 3 : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-3 tài liệu [1] đối với thịt heo đông lạnh 9 Phan Anh Tuấn Suy ra: V ct = 45,0 45 = 100 m 3 2. Tính diện tích chất tải : F ct F ct = ct ct h V , [m 2 ] Với: h ct [m]: chiều cao chất tải, chọn h ct = 2m Suy ra: F ct = 2 100 = 50 m 2 3. Diện tích trong của phòng lạnh: F tr F tr = F Fct β , [m 2 ] Với : β F : là hệ số kể đến đường đi lại, diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi, quạt. Ở dây ta chọn theo bảng 2-4 tài liệu[1] với diện tích buồng lạnh từ 20÷100 m 2 có β F =0,7 Suy ra: F tr = 7,0 50 = 72 m 2 4. Chiều cao trong của phòng cấp đông h tr = h ct + ∆h , [m] Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng. chọn ∆h = 1m Suy ra: h tr = 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 = 6x6 m 2 Suy ra: n = 36 72 = 2 10 [...]... Tuấn §3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông 1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1 dl bx Q1 = Q 1 + Q 1 Ta có : Trong đó: - dl Q 1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ dl Q 1 = ∑ki Fi.∆ti , [W] - bx Q 1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời Vì kho lạnh có thiết kế thêm 1 mái che nắng mưa ở phía trên trần kho lạnh do đó bức xạ từ mặt trời vào kho lạnh là không... Phan Anh Tuấn CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH - Chương này nhằm 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: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W] 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] Q3: Tổn thất lạnh do thông gió Tổn thất... bằng kho lạnh PHÒNG MÁY CĐ (-35°C) VAN PHÒNG TĐ (-18°C) TĐ (-18°C) CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ÂM CHO KHO LẠNH 11 Phan Anh Tuấn Do chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và kho lạnh là rất lớn Do đó để giảm tối đa tổn thất nhiệt ra môi trường thì chúng ta phải bọc cách nhiệt Biết rằng lớp cách nhiệt càng dày thì tổn thất nhiệt càng ít Nhưng chiều dày của nó phải đảm bảo tối ưu hoá giữa chi phí đầu tư và. .. vật liệu cách nhiệt , [W/mK] - k : Hệ số truyền nhiệt, [W/m2K] - α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt, [W/m2K] - α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m2K] - 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] §2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh 12 Phan Anh Tuấn Chúng ta sẽ tính cách nhiệt chung... các phòng lạnh có phát sinh nguồn hôi thối hoặc các chất độc hại Ở đây sản phẩm bảo quản là thịt heo đã qua chế biến nên không cần phải thông gió buồng lạnh => Q3=0 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: Q = Q1 + Q2 + Q4 , [W] - Các số liệu và cách bố... chung cho các tường và tính cho các tường khắc nghiệt Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo 2 yêu cầu cơ bản: - Vách ngoài kết cấu bao che không được phép đọng sương, nghĩa là độ dày của lớp cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt vách ngoài ngoài lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường ts - Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành một đơn vị lạnh là rẻ nhất 1 Kết cấu và các số liệu của... 0,15 [0C] 73 73 17 51 73 73 [W] 172 172 115 195 175 175 1043 Kết cấu Tường AB Tường AD Tường BC Tường CD Nền Trần Tổng 2 Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2 sp Q2 = Q 2 + Q bb , [W] 2 Ta có : Trong đó: - sp Q 2 : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm - Q bb : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì 2 sp a Tính Q 2 : sp Ta có công thức tính Q 2 : sp Q2 = G.(i1 − i 2 ) , [kW] τ 3600 Với : - G: Công... tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là: Q2= 16,035 + 0,452 = 16,487 kW 3 .Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4 30 Phan Anh Tuấn Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng , do người làm việc trong phòng,do các động cơ điện và do mở cửa: Q4= Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 , [W] 4 4 4 4 Với: - Q 1 : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh 4 - Q 2 : Tổn thất lạnh do người... tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,3 m tt Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: 1 kcd = 2 0,02 + 0,1 + 0,003 + 0,005 + 0,002 + 0,3 + 0,1 + 1 = 0,9 1,4 0,18 0,15 0,15 0,047 1,5 10,5 0,15W/m2K §2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh 23 Phan Anh Tuấn Đối với tường ngăn giữa 2 phòng lạnh có nhiệt độ âm như nhau vẫn phải cách nhiệt với chiều dày như tường bao ngoài Nhưng phải phân lớp cách nhiệt ra... 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 Cụ thể độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm: ∆tDC = 0,7( tn-tf) = 0,7(38 + 35) = 510C - Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,6 m Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau: 28 Phan Anh Tuấn Kích thước, ki ∆ti Qi [m x m] 4,5 x 3,6 4,5 x 3,6 . sương §2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh 10 1. Kết cấu và các thông số của nó 2 .Tính toán 3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh 12 1. Kết cấu và các thông số của nó 2 .Tính toán 3 mặt bằng kho lạnh 7 1 Phan Anh Tuấn CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ÂM CHO KHO LẠNH §2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh 8 1. Kết cấu và các số liệu của nó 2 .Tính toán 3. Kiểm tra nhiệt độ. Tính toán chu trình Ш. Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó 1. Tính chọn máy nén 2.Chọn động cơ cho máy nén CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ §5.1 Tính chọn thiết bị