đồ án thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả sức chứa 300 tấn + 3 bản vẽ cad(pdf)

kho lạnh này là kho lắp ghép panel... bao gồm các bản vẽ: sơ đồ nguyên lý hệ thống. sơ đồ mặt bằng kho lạnh. bản vẽ thiết bị dàn lạnh...( được định dạng dưới file pdf. rõ ràng, chi tiết, chính xác).... có nhu cầu cần file word+cad vui lòng liên hệ mình. bản báo cáo được tính toán chính xác rõ ràng, phần cuối tập trung tính toán thiết bị dàn lạnh và suy ra mức giá kho lạnh.

Muùc luùc

Lời núi đầu 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH 4

I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT LẠNH 4

II VAI TRề VÀ í NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH 4

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ QUY TRèNH CễNG NGHỆ 4

I QUY TRèNH CễNG NGHỆ 4

II HỆ THỐNG THIẾT BỊ 5

III MễI CHẤT LẠNH 5

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẶT BẰNG KHO LẠNH 6

I YấU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI MAậT BẰNG KHO LẠNH 6

II MẶT BẰNG KHO LẠNH 7

1 Thụng số kỹ thuật 7

2 TÍNH TOÁN MẶT BẰNG KHO LẠNH 8

CHƯƠNG 4: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM VÀ TÍNH PHỤ TẢI CỦA MÁY NẫN 9

I TÍNH CÁCH ẨM CÁCH NHIỆT 10

II TÍNH PHỤ TẢI CỦA MÁY NẫN 11

A tớnh cho phoứng 1 12

B Tớnh cho phoứng 2 18

C Tớnh cho phoứng 3 18

III XAÙC ẹềNH NAấNG SUAÁT LAẽNH CUÛA MAÙY NEÙN 22

CHệễNG 5: TÍNH CHOẽN MAÙY NEÙN 24

I THOÂNG SOÁ LAỉM VIEÄC 24

1 Nhieọt ủoọ soõi cuỷa MCL 24

2 Nhieọt ủoọ ngưng tụ 24

3 Nhieọt ủoọ quaự nhieọt cuỷa moõi chaỏt 25

II TÍNH CHOẽN MAÙY NEÙN 25

1 Xác định tỷ số nén 25

2 Xây dựng chu trình trên đồ thị Log - h 25

3 Xác định chu trình hồi nhiệt 26

CHệễNG 6: TÍNH CHOẽN THIEÁT Bề NGệNG TU VAỉ DAỉN BAY HễI 27

I THIEÁT Bề NGệNG TUẽ 27

1 Chọn kiểu dàn ngưng 27

2 Xác định nhiệt tải dàn ngưng 28

II TÍNH CHOẽN DAỉN BAY HễI 28

CHệễNG 7: TÍNH CHOẽN THIEÁT Bề PHUẽ VAỉ GIAÙ THAỉNH 33

I Bình chứa cao áp 33

II Bình tách dầu 33

III Bình tách lỏng 33

IV Xác định tháp giải nhiệt 34

V Van tiết lưu 35

VI Tớnh toaựn giaự thaứnh kho laùnh 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

Lời núi đầu

Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băng tuyết để ướp lạnh bảo quản thực phẩm Từ thế kỉ 19 phương pháp làm lạnh nhân tạo đã ra đời và phát triển đến đỉnh cao của khoa học kỹ thuật hiện đại

Ngày nay kỹ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học như :công nghệ thực phẩm,công nghệ cơ khí chế tạo máy, luyện kim, y học và ngay cả kỹ thuật điện tử Lạnh

đã được phổ biến và đã gần gũi với đời sống con người Các sản phẩm thực phẩm như :thịt,

cá, rau, quả nhờ có bảo quản mà có thể vận chuyển đến nơi xa xôi hoặc bảo quản trong thời gian dài mà không bị hư thối Điều này nói lên được tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trong đời sống con người Nước ta có bờ biển dài nên tiềm năng về thuỷ sản rất lớn, các xí nghiệp đông lạnh có mặt trên mọi miền của đất nước Nhưng để sản phẩm thuỷ sản đông lạnh của Việt Nam có chỗ đứng vững vàng trên thị trường nội địa và thế giới thì đòi hỏi phải nâng cao chất lượng công nghệ làm lạnh nên nhiều xí nghiệp đang dần dần thay đổi công nghệ làm lạnh nhằm đáp ứng nhu cầu đó

Vì vậy việc thiết kế hệ thống lạnh khi đang còn ngồi nghế nhà trường đã giúp chúng em cũng cố các kiến thức đã học, cũng như có thêm kinh nghiệm để trang bị hành trang vững vàng khi ra trường

Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẻ của thiết bị và chưa có kinh nghiệm thực tế nên trong quá trình tính toán thiết kế chắc chắn còn nhiều thiếu sót Rất mong những ý kiến đóng góp,chỉ dạy của thầy

Em xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Văn Bôn đã chỉ dạy và hướng dẫn để đồ án này hoàn thành

Tp HCM, Ngày Tháng Năm

Sv

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH

I LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA KỸ THUẬT LẠNH

Từ trước cơng nguyên con người tuy chưa biết làm lạnh, nhưng đã biết đến tác dụng của lạnh và ứng dụng chúng phục vụ trong cuộc sống Họ đã biết dùng mạch nước ngầm cĩ nhiệt độ thấp chảy qua để chứa thực phẩm, giữ cho thực phẩm được lâu hơn

Người ai cập cổ đại đã biết dùng quạt quạt cho nước bay hơi ở các hộp xốp để làm mát khơng khí cách đây 2500 năm

Người ấn độ và người trung quốc cách đây 2000 năm đã biết trộn muối với nước hoặc với nước đá để tạo nhiệt độ thấp hơn

Kỹ thuật lạnh hiện đại bắt đầu phát triển vào giữa năm những năm 1761-1764 Con người đã biết làm lạnh bằng cách cho bay hơi chất lỏng ở áp suất thấp

Say đĩ hàng loạt các phát minh về lạnh được ra đời như: máy lạnh Ejector hơi nước, máy lạnh hấp thụ khuếch tán, sản xuất và ứng dụng Freon…

Việt nam ta nằm ở vùng nhiệt đới giĩ mùa nĩng ẩm, phần lớn các loại thực phẩm từ rau, quả, thịt, cá… chứa nhiều chất và cấu trúc phức tạp Rau quả tươi bị thay đổi về chất lượng, cĩ thể bị thối, héo úa, hư hỏng… làm giảm giá thành sản phẩm dưới tác dụng của mơi trường xung quanh như nĩng, ẩm, giĩ và vi sinh vật hoạt động Vậy để hạn chế những thay đổi về mặt cấu trúc sinh học khơng tốt đối với rau quả bằng cách hạ nhiệt độ của rau quả và tăng thêm độ ẩm của khơng khí mơi trường xung quanh Vì ở nhiệt độ thất và độ ẩm cao thì những biến đổi cho rau quả sẽ bị kìm hãm làm cho quá trình đĩ lâu hơn, giữ được cho hoa, rau quả tươi lâu hơn, chất lượng vẫn giữ nguyên về mùi vị cũng như màu sắc

Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháp làm lạnh nhân tạo

mà ngành kỹ thuật lạnh đã làm được và đĩ cũng là phương pháp đạt hiệu quả cao trong điều kiên khí hậu nhiệt đới ở nước ta

CHƯƠNG 2 : TỔNG QUAN VỀ QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ

hơi mơi chất lạnh sinh ra ở thiết bị bay hơi, đi vào thiết bị hồi nhiệt được quá nhiệt do thu nhiệt của mơi chất lạnh lỏng nĩng, qua bình tách lỏng rồi được hút vào máy nén, nén lên áp suất ngưng tụ Pk, qua bình tách dầu và đảy vào thiết bị ngưng

tụ trong thiết bị ngưng tụ, hơi mơi chất lạnh cĩ áp suất cao nhiệt độ cao sẽ thải nhiệt cho nước làm mát được cung cấp từ tháp giải nhiệt để hạ nhiệt độ và ngưng tụ lại

thành lỏng Sau đó môi chất lạnh từ thiết bị ngưng tụ sẽ qua phin sấy lọc và quá lạnh sau khi qua thiết bị hồi nhiệt rồi đi vào van tiết lưu xuống áp suất bốc hơi P0 để đẩy vào thiết bị bôc hơi Trong thiết bị bốc hơi, lỏng môi chất bay hơi nhờ thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh Hơi môi chất sinh ra được máy nén hút về sau khi qua thiết

bị hồi nhiệt và bình tách lỏng Như vậy vòng tuần hoàn môi chất được khép kín

II HỆ THỐNG THIẾT BỊ

Máy nén: dùng để hút hơi ra khỏi bình bốc hơi nhằm duy trì áp suất sôi không đồi trong bình bốc hơi và nén hơi đến áp suất ngưng tụ trong bình ngưng Chọn máy nén pittong một cấp

Thiết bị ngưng tụ: là thiết bị trao đổi nhiệt để biến hơi môi chất lạnh có áp suất

và nhiệt độ cao sau quá trình nén thành trạng thái lỏng Môi trường nhận nhiệt trong thiết bị ngưng tụ gọi là môi trường làm mát hay môi trường giải nhiệt Chọn thiết bị kiểu ổng vỏ nằm ngang

Thiết bị bay hơi: là thiết bị trao đổi nhiệt thu nhiệt từ môi trường làm lạnh tuần hoàn giữa thiết bị bay hơi và đối tượng làm lạnh để nhân nhiệt và làm lạnh đối tượng làm lạnh Chọn thiết bị bay hơi kiểu dàn bay hơi đối lưu cưỡng bức ( dàn lạnh ) Tháp giải nhiệt: dùng để làm mát nước bình ngưng tụ ra hay nói cách khác là thu nhận tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ để hơi môi chất lạnh ngưng tụ thành lỏng Thiết bị hồi nhiệt: dùng để quá lạnh lỏng môi chất sau ngưng tụ trước khi vào van tiết lưu bằng hơi lạnh từ dàn bay hơi trước khi về máy nén nhằm tăng hiệu suất của chu trình

Van tiết lưu: dùng để tiết luu chất lỏng tác nhân lạnh từ áp suất ngưng tụ Pk đến

áp suất sôi P0 và 1 phần điều chỉnh việc cung cấp lỏng cho hệ thống lạnh

Các thiết bị phụ: các loại bình chứa, các van, các thiết bị đo…

III MÔI CHẤT LẠNH

Định nghĩa: môi chất lạnh là môi chất sử dụng trong chu trình nhiệt động ngược chiều để hấp thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn

Yêu cầu đối với môi chất lạnh:

- Phải bền vững trong phạm vi áp suất và nhiệt độ làm việc

- Trơ, không tạo phản ứng hóa học, không ăn mòn thiết bị

- Phải an toàn, không dễ cháy và dễ nổ

- Áp suất ngưng tụ không được quá cao, áp suất bốc hơi không được quá nhỏ

- Hệ số dẫn nhiệt càng lớn càng tốt

- Không được độc hại với cơ thể người và cơ thể sống

- Không được ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm bảo quản

- Cần có mùi đặc biệt để dễ phát hiện ro rĩ

- Cần rẻ tiền, dễ kiếm, sản xuất, vận chuyển, bảo quản dễ dàng

- Không được phâ hủy môi sinh và môi trường

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẶT BẰNG KHO LẠNH

Quy hoạch mặt bằng là bố trí các nơi sản xuất cho phù hợp với dây chuyền công nghệ, để đạt được mục tiêu đó thì cần phải phù hợp các yêu cầu sau:

- Phải bố trí mặt bằng kho bảo quản phù hợp với dây chuyền công nghê, sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không chồng chéo lên nhau, đan xen lẫn nhau

- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi, rẻ tiền, chi phí đầu tư 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 Quy hoạch mặt bằng kho bảo quản cần phải đảm bảo việc vận hành xí nghiệp

rẻ tiền và thuận lợi cơ sỡ chính để giảm chi phí vận hành là giảm dòng nhiệt xâm nhập kho bảo quản, giảm thể tích và giảm nhẹ các công việc chồng chéo nhau, để giảm dòng nhiệt qua vách thì cần giảm diện tích xung quanh Không những làm tăng tổn thất nhiệt qua vách, còn làm tăng chi phí và nguyên vật liệu khác

Biện pháp để giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho bảo quản chúng ta tìm cách ngăn chặn, khi chúng ta mở cửa kho bảo quản đối với những kho tiếp xúc bên ngoài,

kk kk

p <p Giảm dòng nhiệt xâm nhập khi mở cửa kho bảo quản thực hiện những cách sau:

- Dùng màng che chắn việc đi lại, khó khăn trong khi làm việc

- Xây dựng hành lang đệm, nhất là đối với hệ thống bảo quản lớn

- Làm màng gió để chắn gió bên ngoài xâm nhập vào trong phòng lạnh ( đặt quạt ở cửa ) công tắc điện điều khiển quạt gắn liền với cách cửa, khi mở cửa thì quạt chạy, ngược lại khi đóng cửa thì quạt dừng

Quy hoạch phải tính đến đặc điểm của hệ thống lạnh Hệ thống lạnh kho bảo quản đông nhiệt độ không khí kho rất thấp nền kho lạnh phải tiếp xúc với mặt đất sau một thời gian dài làm cho nhiệt độ của nèn kho hạ thấp dần xuống khi nhiệt độ của nền đất giảm thì xảy ra hiện tượng nước trong đất đóng băng

Nền kho về mặt lý thuyết khi đạt 00C nước trong nền đất đóng băng chuyển pha

từ lỏng sang rắn Do đó kho sẽ lồi lên dễ phá vỡ cấu trúc xây dựng của kho Vì vậy

để tránh hiện tượng này ta làm như sau:

Không nên bố trí những kho bảo quản có nhiệt độ thấp sát mặt đất có, điều kiện nên bố trí trên cao

Nền kho xây các ông thông gió đường kính 200-300mm, được xây dựng cách nhau 1-5m tạo điều kiện cho không khí tuần hoàn qua hệ thống ống này làm cho nền đất nhiệt độ không thay đổi

ở nước ta thường xảy ra lũ lụt cho nên các kho lạnh bảo quản thường được xây lắp cao hơn mặt đất, khi đó khoảng trống dưới nền kho chính là khoảng thông gió Sưởi ẩm sàn kho, nền kho bằng cách lắp đặt các dây điện trở, đường kính dây điện trở là 8-12mm đặt vào dây điện trở một điện áp U nằm trong 24-26 V, nhiệt độ điều khiển tự động không nhỏ hơn 1-200C ( lắp ro le nhiệt độ ) làm việc theo nguyên tắc sự thay đổi nhiệt độ, sự thay đổi về sự giản nở hoặc thay đổi nhiệt độ, sự thay đổi dịch chuyển các đòn bẩy

1 Thông số kỹ thuật

a) Thông số về khí hậu

b) Chế độ bảo quản

Ta chọn bảo quản lạnh bưởi năm roi và cam sành ở nhiệt độ 0-50C và các dứa,

cà chua xanh ở nhiệt độ 3-7oC

Độ ẩm của không khí trong các kho có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm khi sử dụng Bởi vì độ ẩm của không khí trong các kho có liên quan mật thiết đến hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm Do đó tùy từng loại sản phẩm

cụ thể mà ta chọn độ ẩm của không khí cho thích hợp

Sản phẩm ở đây đã được sơ chế, bao gói, đóng hộp sẵn trước khi đưa đi bảo quản

Phòng máy và các thiết bị khác có hệ thống thông gió, phải đảm bảo thay đổi không khí 3 lần/ngày Hệ thống gió phải đảm bảo lưu lượng không khí thay đổi 7 lần/ ngày

Phòng máy và thiết bị phải được trang bị phương tiện phòng chống cháy nổ và

= 308 t Gộp 4 buồng lại thành 2 buồng lớn để bảo quản lạnh với các sản phẩm thu hoach với số lượng lớn, vì tính chất mùa vụ mà mỗi lần thu hoạch rất nhiều còn các buồng còn lại bảo quản các thực phẩm như cà chua xanh, dứa

b) Sơ đồ mặt bằng kho lạnh

Phòng 1 và 2: với dung tích mỗi buồng là 130t dùng để bảo quản cam sành, bưởi ở nhiệt độ

từ 0-50C

Phòng 3: với dung tích là 60t dùng để bảo quản dứa, cà chua xanh ở nhiệt độ từ 4-70C

CHƯƠNG 4: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM VÀ TÍNH PHỤ TẢI CỦA

MÁY NÉN

1k=

δδ

n i

2 – là hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh và buồng lạnh, W/m2.K;

i - là chiều dày vật liệu thứ i , m;

i - là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m.K;

cn- là chiều dày của lớp vật liệu cách nhiệt, m;

.K

Theo tiêu chuẩn sản suất tấm panel ta chọn panel có độ dày là 75mm

- Tính kiểm tra đọng sương Xét cho trần và tường Ks: là hệ số truyền nhiệt đọng sương nó được xác đinh theo biểu thức sau

2 1

1 95 ,

t t

t1 = 35 0C và độ ẩm  = 76%

t2 - là nhiệt độ không khí trong kho lạnh t2 = 00C;

ts - là nhiệt độ điểm sương của không khí ngoài môi trường, 0C

Vậy kết cấu của kho lạnh đảm bảo không đọng sương

Dối với kho lạnh lắp ghép cấu trúc là lớp tôn bọc lớp cách nhiệt, tôn là vật liệu

có hệ số dẫn ẩm nhỏ gần như bằng không do đó việc cách ẩm đối với kho lạnh lắp ghép là rất an toàn

II TÍNH PHỤ TẢI CỦA MÁY NÉN

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức sau:

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

Trong đó :

Q1 : dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh

Q2 : dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh Q3 : dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Q4 : dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Q5 : dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp

Xác định các tổn thất dòng nhiệt vào kho lạnh

- trong trường hợp tổng quát ta có:

Q = Kt.Ft.t (W) Kt: hệ số truyền nhiệt thực W/m2.K

F: diện tích bề mặt kết cấu bao che m2

t: hiệu nhiệt độ giữa bờn ngoài và bờn trong

Trong đú:

Kớch thước tường ngoài được xỏc định như sau:

+ đối với buồng gúc kho lấy chiều dài từ mộp tường ngoài đến trực tõm tường ngăn

+ đối với buồng cạnh lấy chiều dài từ giữa trực tõm tường ngăn

+ Đối với phoứng 1 vaứ 2 chiều cao từ mặt nền đến mặt trần kho lạnh có

H = 4,5 m

R = 12 m

D = 12 m Khi công thêm phần xây dựng và cấu trúc cách nhiệt là

H = 4,575 m

R = 12,075 m

D = 12,075 m ẹoỏi vụựi phoứng 3 chiều cao từ mặt nền đến mặt trần kho lạnh có

H = 4,5 m

R = 12 m

D = 12 m Khi công thêm phần xây dựng và cấu trúc cách nhiệt là

Trong trường hợp tổng quát ta có:

Q = K.F.t Với F: diện tích bề mặt kết cấu bao che

t: Hiệu nhiệt độ giữa bên trong trong và bên ngoài K: Hệ số truyền nhiệt thực

Phòng số 1 vách hướng Tây Giáp với phòng máy có nhiệt độ t1=350C; t2 = 00C

Hiệu nhiệt độ đặc trưng với kho lạnh mái màu saựng có t=16 0C

Vậy Q bx1= 696 + 19,8 = 715,8 (W)

Vậy tổng lượng nhiệt truyền qua kết cấu bao che vào phòng 1 là:

Mbb: Khèi lưîng bao b× ®ưa vµo cïng s¶n phÈm

Bao b× lµ thïng catt«ng theo ta cã:

3 Xác định dòng nhiệt do thông gió luồng lạnh

- Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh chỉ tính toán cho các buồng đặc biệt bảo quản rau quả và các sản phẩm hô hấp Dòng nhiệt chủ yếu do thông gió không khí nóng từ bên ngoài đưa vào buồng lạnh thay thế không khí lạnh trong buồng

để đảm bảo sự hô hấp của các sản phẩm

- Dòng nhiệt do thông gió được tính qua biểu thức:

Q3 = Mk.(h1 - h2) (W)

Trong đó:

3600.24

.a.V

Q41: Dòng nhiệt do chiếu sáng toả ra

Q42: Dòng nhiệt do người toả ra

Q43: Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra

5 Dßng nhiÖt to¶ ra khi hoa qu¶ h« hÊp Q5

- Dßng nhiÖt cho hoa qu¶ h« hÊp ®ưîc tÝnh theo biÓu thøc:

Giả sử phòng số 2 lúc này không hoạt động với nhiệt độ t = 30 0C

- Dßng nhiÖt to¶ ra tõ s¶n phÈm ®ưîc tÝnh theo biÓu thøc

- Dßng nhiÖt do bao b× to¶ ra tÝnh theo biÓu thøc:

Bao b× lµ thïng catt«ng theo ta cã: