TÍNH TOÁN THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH.

Trong đồ án này thiết kế kho làm đông với nhiệt độ yêu cầu trong phòng làm đông là

Đồ án máy lạnh LỜI NĨI ĐẦU 1 Đồ án máy lạnh Phần 1 : TÍNH TOÁN THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH. Trong đồ án này thiết kế kho làm đông với nhiệt độ yêu cầu trong phòng làm đông là C 0 25 − .Cá ngừ được đưa vào phòng làm đông với mục đích hạ thấp nhiệt độ xuống nhiệt độ tại tâm khoảng-18 độ c . I.Dung tích và tiêu chuẩn chất tải kho lạnh. Chỉ tiêu cơ bản để đánh giá kho lạnh là dung tích.Dung tích là khối lượng hàng hoá có thể đồng thời làm đông trong kho, trong đồ án này dung tích kho làm đông là30 tấn. Kho làm đông sản phẩm cá ngừ, từ bảng 2-3 [1]. Ta có tiêu chuẩn chất tải 45.0 = v g tấn/ 3 m , hệ số thể tích 78.0 = α . II.Xác đònh số lượng, kích thước kho bảo quản đông. Xác đònh các thông số cần thiết dựa vào dung tích của kho. 1.Xác đònh thể tích kho. Với E là dung tích kho lạnh, V là thể tích kho lạnh . v g là tiêu chuẩn chất tải. Ta có 3 33,333 45.0 150 m g E V v ≈== 2. Xác đònh diện tích chất tải. Thực phẩm được đựng trong ngăn gỗ kích thước 400300500 ×× mm, xếp 8 ngăn thành một chồng ,vậy chiều cao chất tải là h= 3,2m. Với F là diện tích chất tải, h là chiều cao chất tải ta có: 2 16,104 2,3 33,333 m h V F ≈== 3.Đònh mức chất tải trên 1 mét vuông nền . 2 tan/44,12,3.45,0. mhgg vF === 2 Đồ án máy lạnh Với F g là đònh mức chất tải theo diện tích 4. Xác đònh diện tích lạnh thực tế cần xây dựng F t F F β = với t F diện tích lạnh thực tế cần xây dựng, F β hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa Theo bảng 2-4 [1].Ta tra được 76.0 = F β 2 05,137 76.0 16,104 m F F F t ≈==⇒ β Theo [1] Diện tích buồng lạnh quy chuẩn tính theo hàng cột quy chuẩn cách nhau 6m nên f cơ sở là 36m.Các diện tích quy chuẩn khác nhau la bội của 36.Trong khi tính toán,diện tích lạnh có thể lớn hơn diện tích ban đầu10 đến 15%,khi chọn Z là một số nguyên. 5. So lượng buồng lạnh cần xây dựng . Buồng lạnh đông bố trí trong kho lạnh một tầng , chiều cao kho đến xà ngang là 6m. Số lượng buồng cần thiết phải xây dựng là f F Z 1 = Với Z là số lượng buồng lạnh phải xây dựng f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn đã chọn. Bố trí mạng lưới cột một chiều cách nhau là 6m , một chiều cách nhau là 6m, và 2 3666 mf =×= ⇒ số lượng buồng lạnh 80,3 36 05,137 1 === f F Z Vậy lấy Z= 4 buồng ⇒ kích cỡ kho lạnh sẽ là 16 9 × hoặc 246 × hoặc 12X12. 3 Đồ án máy lạnh Vậy dung tích thực tế của buồng lạnh sẽ là: 89,157 80,3 4 150 ≈×= E tấn III . Sơ đồ quy hoạch mặt bằng kho lạnh. Với 1, 2, 3, 5, 6, 7 : Các phòng làm đông 4 : Phòng bố trí buồng máy , buồng điều khiển, máy phát điện…. 8: Phòng vệ sinh, thay quần áo…. 9 : Hành lang lạnh. Chiều dài các tường phòng bảo quản đông là 12m, chiều rộng là 6m. Kích thước phòng 4 và phòng 8 là 12 × 8m. Phần 2 : CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CHO KHO LẠNH. I. Cấu trúc xây dựng. 4 Hình 1 : Sơ đồ quy hoạch mặt bằng kho lạnh. Đồ án máy lạnh Cấu trúc kho lạnh phải có cấu tạo đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu như : phải có tuổi tho ïcao, chòu được tải trọng của bản thân và sản phẩm bảo quản trong kho , phải chống được nhiệt xâm nhập , không đọng sương, phải có cấu trúc cách nhiệt tốt phải đảm bảo an toàn cho người và phương tiện, cuối cùng là phải kinh tế. Các kho lạnh thường được xây dựng bằng bêtông cốt thép , tường bao và tường ngăn xây dựng bằng gạch đỏ, trên đó bố trí cách nhiệt và cách ẩm . Móng phải chòu tải trọng của toàn bộ kết cấu vì vậy phải kiên cố , vững chắc, móng đổ bằng bê tông cót thép và đổ cột chòu lực. Mái kho lạnh phải không đọng nước và thấm nước, chống thấm nước bằng bitum và giấy dầu, chống bức xạ mặt trời bằng lớp sỏi trắng phủ lên trên . Kết cấu nền phụ thuộc nhiều yếu tố như nhiệt độ phòng , tải trọng…nền phải có yêu cầu vững chắc ,không thấm ẩm , lớp cách nhiệt thường là xỉ để chòu được tải trọng lớn và phải bố trí dây điện trở đốt nóng để tránh đóng băng . Cửa kho lạnh là một tấm cách nhiệt, xung quanh có đệm kín bằng cao su để giảm tổn thất nhiệt . II. Tính toán cách nhiệt . Giả sử ta tính toán , thiết kế cho kho bảo quản đông xây dựng tại thành phố Hồ Chí Minh , theo bảng 1-1 [1] tại thành phố Hồ Chí Minh có nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất t =37,3 0 C , độ ẩm ϕ = 73% 1.Tính chiều dày cách nhiệt giữa phòng bảo quản đông và không khí bên ngoài. Công thức tính :                ++−= ∑ = n i i i CNCN k 1 21 111 αλ δ α λδ Trong đó : CN δ - độ dày lớp cách nhiệt, m NC  λ - hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK k – hệ số truyền nhiệt 1 α -hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài, KmW 2 / 5 Đồ án máy lạnh 2 α - hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh. i δ -bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i ,m i λ - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i , kmw 2 / Hình 2 : Cấu trúc tường Tường ngăn giữa phòng và không khí bên ngoài gồm : 1- lớp vữa ximăng - 1 δ =0.02m , 1 λ =0.88W/mK, 1 µ =90 g/mhMPa 2 – lớp gạch đỏ - 2 δ =0.38m , mKW /82.0 2 = λ , mkMPag /105 2 = µ 3- lớp cách ẩm m008.0 3 = δ , mKW /3.0 2 = λ , mkMPag /86.0 3 = µ 4- lớp cách nhiệt , mKW CN /047.0 = λ , mkMPag CN /5.7 = µ 5-lớp vữa trát và lưới thép , m ạ 02.0 = δ , mKW /88.0 5 = λ mkMPag /90 5 = µ Lớp cách nhiệt là polystirol. Buồng bảo quản đông có Ct 0 25 −= Tra bảng 3-3 và 3-7 sách HDTKHTL có k= 0.21 KmW 2 / 3.23 1 = α KmW 2 / , KmW 2 2 /8 = α ⇒ 047.0 = CN δ 189.0 8 1 82.0 38.0 3.0 008.0 88.0 02.0 3 3.23 1 21.0 1 =             ++++− Theo tiêu chuẩn lấy m CN 2.0 = δ ⇒ KmWk t 2 /2,0 726,0 047,0 2,0 1 ≈ + = * Kiểm tra đọng sương. Theo bảng 1-1 [1]có nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất tại TPHCM là Ct 0 3.37 = , độ ẩm %74 = ϕ Tra đồ thò h-x có Ct s 0 8.30 = 6 Đồ án máy lạnh ⇒ 3,2 253,37 8,303,37 3,2395,095.0 21 1 1 ≈ + − ××= − − ×= tt tt k s s α So sánh thấy s k > t k , vậy vách ngoài không bò đọng sương. * Kiểm tra đọng ẩm. Mật đọ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt ( ) 2 /46,12253,372,0 mWtkq ≈+×=∆×= Xác đònh nhiệt độ bề mặt các lớp vách. ( ) 11 ttq f −= α ⇒ Ct 0 1 8.36 ≈ ⇒ t 2 =t 1 - 5.36 88.0 02.046,12 8.36 1 11 = × −= λ δ q 0 C Tương tự ta có : Ct Ct Ct Ct Ct Ct f 0 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 25 8 46,12 2,23 2,23 88,0 02,046,12 9,22 9,22 047,0 2,046,12 11,30 11.30 3.0 008.046,12 44,30 44.30 88.0 02.046,12 72,30 72,30 82,0 38,046,12 5,36 2 −≈−−=⇒ −= × −−= −= × −= = × −= = × −= = × −= Từ các nhiệt độ trên tra bảng “ tính chất vật lý của không khí ẩm “, (bảng 7- 10 sách môi chất lạnh) có : vách 1 2 3 4 5 6 7 Nhiệt độ, t( 0 C) 36.8 36,5 30,72 30,44 30,11 -22,9 -23,2 P h 6178 6090 4530 4460 4424 80,5 76,5 Tính phân áp suất thực của hơi nước. 7 Đồ án máy lạnh Dòng hơi ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che: H pp hh 21 − = ω Trong đó : PaCtpp PaCtpp xh xh 57%9063)25( 5.4694%746344)3.37( 2 0 1 0 2 1 ≈×=×−== =×=×== ϕ ϕ ghMPamH i i /04.0 86.0 008.0 5.7 2.0 105 38.0 90 02.0 3 2 =+++== ∑ µ δ ⇒ hmg 2 6 /115.0 04.0 10)575.4694( = − = − ω ⇒ Papp hx 466910 90 02.0 115.05.4694 6 1 1 12 =−=−= µ δ ω Papp xx 4.425610 105 38.0 115.04669 6 2 2 23 =−=−= µ δ ω Tương tự ta có: Pap Pap Pap Pap x x x x 8.68 87,79 3164 4231 7 6 5 4 = = = = So sánh ta thấy các i x p < i h p vậy vách không bò đọng ẩm. 2. Tính bề dày cách nhiệt giữa tường ngăn của các phòng. Tường ngăn giữa hai buồng có nhiệt độ và độ ẩm bằng nhau nên thường được xây dựng và cách nhiệt bằng bêtông bọt. Tra bảng 3-5 [1] có k= 0.58W/m 2 K Tra bảng 3-7 có 8 21 == αα W/m 2 K Tra bảng 3-1 có mKW CN /15.0 = λ 8 Đồ án máy lạnh ⇒ m CN 0221 8 2 58.0 1 15.0 =       −= δ theo tiêu chuẩn lấy m CN 25.0 = δ Vậy k t =0.52W/m 2 K Do chênh lệch nhiệt độ giữa các phòng là bằng 0 nên không có hiện tưọng đọng sương và đọng ẩm. 3. Tính bề dày cách nhiệt giữa phòng làm đông và hành lang. Kết cấu các lớp của tường ngăn giống như ở phần 1 ( tường ngăn giữa phòng làm đông và không khí bên ngoài). Lớp cách nhiệt là polystyrol. Tra bảng 3-4 sách HDKTHTL với t=-25 0 C ta có k=0.28W/m 2 K ⇒ m CN 133.0 8 1 3.0 008.0 82.0 38.0 88.0 02.0 3 3.23 1 28.0 1 047.0 =             ++++−= δ Theo tiêu chuẩn chọn m CN 15.0 = δ ⇒ 255.0 726.0 047.0 15.0 1 = + = t k W/m 2 K *Kiểm tra đọng sương trên vách . Tại hành lang có nhiệt độ là t=37,3.60% =22 0 C , và độ ẩm là %74 = ϕ Tra đồ thò h-x có t s =17 0 C ⇒ Ck s 0 35,2 2522 1722 3,2395,0 = + − ××= > k t vậy vách không bò đọng sương. *Kiểm tra đọng ẩm. Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách ẩm: tkq ∆×= = 0.255(22+25)=12 W/m 2 . Nhiệt độ bề mặt các lớp vách: 9 Đồ án máy lạnh C q tt C q ttttq ff 0 1 1 12 0 1 111 22,21 88,0 02,0.12 5,21 . 5,21)( 11 =−=−= =−=⇒−= λ δ α α Tương tự ta có Ct CtCt CtCt 0 7 0 6 0 5 0 4 0 3 5,23 88,0 02,0.12 23,23 23,23 047,0 15,0.12 06,15,06,15 3,0 008,0.12 4,15 4,15 88,0 02,0.12 66,15,66,15 82,0 38,0.12 22,21 −=−−= −=−==−= =−==−= Ct f 0 25 8 12 5,23 2 −=−−= Tra bảng “tính chất vật lý của không khí ẩm”, Bảng 7-10 sách môi chất lạnh có: Tính phân áp suất thực của hơi nước Dòng hơi thẩm thấu qua bao che: Ta có: Papp MPaPaCpp xh xh 57%90.63).20( 10.19551955%74.4,2642).22( 2 6 1 0 2 1 ==−= ==== − ϕ ϕ 0335,0 86,0 008,0 5,7 15,0 105 38,0 90 02,0 .3 =+++== ∑ i i H µ δ ⇒ 0566,0 0335,0 10).571955( 6 21 = − = − = − H pp hh ω p suất riêng phần hơi nước thực tế: Vách 1 2 3 4 5 6 7 Nhiệt độ,t 21,5 21,22 15,66 15,4 15,06 -23,23 -23,5 p h 2564 2538 1761 1720 1704 76,55 73,15 10 [...]... 5 .Tính cách nhiệt nền kho Khi kho lạnh được đưa vào sử dụng, nhiệt độ trong kho xuống tới –25 0C, khi đó sẽ có băng tích tụ dưới nền kho Nền kho sẽ bò trương phồng lên do thể tích riêng của băng tăng , dẫn đến nền và cấu trúc kho lạnh bò biến dạng , pha huỷ Vì vậy trong cấu trúc nền kho bố trí dây điện trở đốt nóng để làm tan băng Dây điện trở có đường kính d=12÷16 mm ,đặt cách nhau từ 0,5÷1 m và. .. lạnh 13 Đồ án máy lạnh 14 Phần 3 : TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Tính nhiệt kho lạnh thực chất là tính toán các dòng nhiệt tổn thất từ môi trường bên ngoài vào kho lạnh , dòng nhiệt do sản phẩm toả ra và các dòng nhiệt tổn thất khác Chính là dòng nhiệt mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải ra môi trường ngoài để đảm bảo nhiệt độ phòng lạnh luôn đạt yêu cầu Vậy tính toán nhiệt kho lạnh là để xác đònh năng suất... bức xạ mặt trời qua tường và trần Q1=Q11+ Q12 Q11 =ktF(t1-t2) là dòng nhiệt tổn thất qua tường bao , trần , nền do chênh nhiệt độ Với: kt là hệ số truyền nhiệt thực F – diện tích bề mặt kết cấu bao che, bao gồm diện tích của nhiều bức tường khác nhau và trần kho lạnh t1 - nhiệt độ môi trường bên ngoài t 2 - nhiệt độ trong phòng lạnh Đồ án máy lạnh 15 Theo sơ đồ bố trí mặt bằng kho lạnh ta tính được... nhiệt cho môi trường và chuyển đổi trạng thái từ hơi sang lỏng Có nhiều loại thiết bò ngưng tụ có kết cấu và nguyên tắc hoạt động khác nhau, nhưng phù hợp và hiệu quả nhất ở kho lạnh làm đông này ta chọn loại bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang Dựa vào các thông số của máy nén , nhiệt độ ngưng tụ, nhiệt độ bay hơi , nhiệt độ nước vào và ra đã tính toán được ở các phần trên ta tính toán thiết bò ngưng... bằng kho lạnh ta tính được diện tích các tường ngoài , diện tích tường hành lang, diện tích nền , trần Dòng nhiệt tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa phòng lạnh và tường ngoài Tổng diện tích tường ngoài của kho lạnh:( chiều cao của tường là 6m) F =13.6.2+6,775.6.2+ 6,25.6.4 =387,3m2 k t = 0,2W / m 2 K ⇒ Q'11 = 387,3.0,2(37,3 + 25) ≈ 4826W Hình – 4 : Sơ đồ tính toán diện tích các phòng Dòng nhiệt tổn... độ bay hơi t0=-350C Nhiệt độ nước vào tW1=300C, nhiệt độ nước ra tW2=350C • Cơ sơ ûcủa phương pháp tính Tính diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F trên cơ sở chọn giá trò kinh nghiệm của hệ số truyền nhiệt k Sau đó chọn đường kính trong và đường kính ngoài của ống chùm , tiếp theo tính hệ số truyền nhiệt thực kt , so sánh giữa giá trò của k vừa chọn và gia trò của kt tính được nếu sai số không quá 5% thì... như sau: Lớp nền nhẵn bằng các lớp bê tông lát δ1=0,04m ,λ1=1,4 W/mK Lớp bêtông δ2=0,1m , λ2=1,4W/mK Lớp cách nhiệt bằng sỏi và đất sét xốp λ3=0,2W/mK Lớp bêtông có bố trí dây điện trở sưởi , δ4=0,1m Lớp cách ẩm Lớp bêtông đá dăm làm kín nền đất Khi tính toán chiều dầy cach nhiệt cho nền có sưởi bằng dây diện trở ta chỉ cần tính từ các lớp phía trên lớp có sưởi Tra bảng 3-3 và 3-7 sách HDTKHTL có... cơ khác coi như không đáng kể, nên có thể lấy Q 43=0 c Dòng nhiệt do mở cửa phòng Q44=B.F ,W B – dòng nhiệt riêng khi mở cửa , theo bảng 4-4 sách HDTKHTL lấy B=12W/m2 F – diện tích kho lạnh Đồ án máy lạnh 19 Q44=72 12= 864W ⇒ Q4 =86,4 + 700 +864=1650,4 kW Xác đònh nhiệt tải cho thiết bò và máy nén Xác đònh nhiệt tải cho thiết bò là để tính toán diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho thiết... việc bôi trơn hệ thống - Bền vững ở nhiệt độ và áp suất công tác, chỉ bò phân huỷ ở 260 0C, nhưng khi có ẩm và thép làm chất xúc tác thì phân huỷ ngay ở kho ng nhiệt độ 110 – 120 0C, ăn mòn đồng và hợp kim đồng , chỉ trừ đồng thau photpho - Gây nổ khi có mặt thuỷ ngân - Độc hại với người và có hại đối với thực phẩm bảo quản( làm giảm chất lượng cảm quan và chất lượng sử dụng) - Là môi chất lạnh rẻ... +2506 +5383 = 17137 W Q12 là dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần Q12=ktF.∆t12 Với ∆t12- hiệu nhiệt độ dư , đặc trưng ảnh hưởng của bức xạ vào mùa hè Với mỗi phòng lạnh ta chỉ tính dòng nhiệt tổn thất do bức xạ qua trần và một bức tường có bức xạ lớn nhất Để bức xạ ở mức thấp nhất ta phải bố trí kho lạnh theo hướng bức xạ mặt trời hợp lý nhất , bức tường lớn nhất tiếp giáp vói . Phần 3 : TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Tính nhiệt kho lạnh thực chất là tính toán các dòng nhiệt tổn thất từ môi trường bên ngoài vào kho lạnh , dòng nhiệt. kho ng-18 độ c . I.Dung tích và tiêu chuẩn chất tải kho lạnh. Chỉ tiêu cơ bản để đánh giá kho lạnh là dung tích. Dung tích là khối lượng hàng hoá có thể