THIẾT KẾ KHO LẠNH CÔNG NGHIỆP DUNG TÍCH 750T

THIẾT kế KHO LẠNH CÔNG NGHIỆP

Lời Nói Đầu Hiện giới khoa hoc & công nghệ kỹ thuật lạnh xâm nhập vào nhiều ngành kinh tế Bởi phạm vi ứng dụng ngày đợc mở rộng theo chiều rộng & chiều sâu Ơ nớc ta có hang nghàn sơ sản xuất & kinh doanh có liên quan đến kỹ thuật lạnh Quy mô sản xuất đa dạng từ lớn đến nhỏ với tổng giá trị ớc tính lên tới gần tỷ USD Trong số có nhiều sở tự trang bị cho máy , thiết bị & hệ thống lạnh phục vụ nghiên cứu & sản xuất Một số nghành kinh tế :công nghiệp thực phẩm , chế biến thuỷ hảI sản, rợu bia ,nghành sản xuất rau ,nớc giải khátíinh họ ,hoá chất cac nghành công nghệ thông tin ,điện tử ,quang học ,cơ khí chinh xác ,y tế ,văn hoá thể thao & du lịch Trong khuôn khổ đồ án kỹ thuật lạnh trình bày & thiết kế kho lạnh công nghiệp chứa thịt lợn có dung tích kho 750t Kết tính toán thiết kế chơng I: thiết kế mặt kho lạnh 1)Thiết kế diện tích kho lạnh Theo giả thiết,dung tích kho lạnh E = 750 nên từ (2-2) ta tích kho lạnh: E V = -gv gv định mức chất tải thể tích, gv = 0,35 tấn/m3 Từ đó: 750 V = = 2142,9 m3 0,35 Chọn chiều cao chất tải h = (m).Diện tích chất tải kho lạnh : V 2142,9 F = - = - = 428,6 m2 h Tải trọng m diện tích buồng : gv h = 0,35.4 = 1,4 tấn/m2 < nhỏ mức cho phép Diện tích lạnh cần xây dựng : F 428,6 Fl = - = =504,2 m2 0,85 hệ số sử dụng diện tích, = 0,85 Diện tích buồng bảo quản đông : 0,75.Fl = 0,75.504,2 = 378,1 m2 Diện tích buồng bảo quản vạn : 0.25.Fl = 0,25.504,2 = 126 m2 Chọn diện tích buồng 72 m2 Số buồng bảo quản đông : 378,1 = 5,25 72 Chọn buồng bảo quản đông Số buồng bảo quản vạn : 126 = 1,75 72 Chọn buồng bảo quản vạn Diện tích buồng phụ trợ: Fl = 0,2.Fl = 0,2.504,2 = 100,84 m2 Diện tích buồng kết đông : 7,5.24 1,2 = 36 0,25.24 Tổng diện tích mặt cần xây dựng : 10.72=720 m2 Dung tích buồng bảo quản đông : 0,75.E= 0,75.750= 562,5 Dung tích buồng vạn : 0,25.E= 0,25.750=187,5 Dung tích thực : Buồng bảo quản đông : Zt Et = E =562,5 = 642,9 5,25 Z Buồng bảo quản vạn : Zt Et = E = 187,5 = 214,3 1,75 Z Dung tích thực tế kho lạnh(dung tích lớn nhất): 642,9+214,3= 857,2tấn 2)Bố trí mặt kho lạnh(xem trang bên) Sơ đồ mt bng đợc thể vẽ CHƯƠNG II: TíNH CáCH NHIệT & CáCH ẩM KHO LạNH 1) Cấu trúc tờng buồng bảo quản đông,tb = -20 0C(mặt cắt I-I) Cấu trúc xây tờng kho lạnh đợc biểu diễn hình vẽ Theo bảng 3-3, ta tra đợc hệ số truyền nhiệt vách từ không khí vào buồng bảo quản đông (-20 0C) là: k = 0,21 (W/m2K) hệ số toả nhiệt theo bảng 3-7: = 23,3 (W/m2K) = (W/m2K) Chiều dày lớp vật liệu xây dựng,vật liệu cách nhiệt,cách ẩm tự chọn Hệ số dẫn nhiệt,dẫn ẩm lớp vật liệu xây dựng,vật liệu cách nhiệt tra theo bảng 3-1 3-2 Ta đợc bảng sau: Lớp Chiều dày Hệ số dẫn nhiệt Hệ số dẫn ẩm (m) (W/mK) (g/mhMPa) Vữa xi măng 0,02 0,88 90 Gạch đỏ 0,2 0,82 105 Bitum Lớp 0,004 0,3 0,86 Lớp 0,005 Xốp polystirol ? 0,047 7,5 a)Xác định chiều dày cách nhiệt Chiều dày cách nhiệt đợc xác định theo công thức (3-2): CN = CN [1/k - ( 1/1 + i/ i + 1/ 2)] =0,047.[1/0,21-(1/23,3+3.0,02/0,88+0,2/0,82+ 0,005/0,18+1/8)] = 0,199 (m) Chọn chiều dày cách nhiệt CN = 0,2 (m) C hia thành hai lớp lớp dày 0,1 m Hệ số truyền nhiệt thực tế theo (3-1): kt = - = 0,209 (W/m2K) 0,528 + 0,2/ 0,047 Lu ý: Đối với tờng ngăn buồng bảo quản đông bảo quản vạn với hành lang ta chọn kết cấu xây dựng giống nh tờng buồng bảo quản đông,vì ta cần tính chiều dày cách nhiệt đủ Chiều dày cách nhiệt tờng ngăn buồng bảo quản đông hành lang: CN = CN [1/k - ( 1/1 + i/ i + 1/ 2)] = 0,047.[1/0,28-(1/23,3+3.0,02/0,88+0,2/0,82+ 0,005/0,18+1/8)] = 0,144 (m) Chọn chiều dày cách nhiệt CN = 0,15 (m),chia thành ba lớp,mỗi lớp dày 0,05 m b)Kiểm tra đọng sơng Theo bảng 1-1,nhiệt độ trung bình tháng nóng Hà Nội tf1 = 37,2 0C ; độ ẩm 13 = 83% nên tra đồ thị h-x ta đợc: ts = 34,6 0C t2 = tb = -20 0C => = 23,3 (W/m2K) Hệ số truyền nhiệt đọng sơng: 37,2 34,6 ks = 0,95.23,3 - = 1,01 (W/m2K) 37,2 - (-20) Ta thấy kt = 0,209 (W/m2K) < ks = 1,02 (W/m2K) Vậy vách ngoàI không bị đọng sơng c)Kiểm tra đọng ẩm cấu cách nhiệt Mật độ dòng nhiệt qua cấu cách nhiệt: q = kt t = 0,209.(37,2 - (-20)) = 11,95 (W/m2) Nhiệt độ bề mặt lớp vách: t1 = tf1 q/ = 37,2 11,95/ 23,3 = 36,7 0C t2 = t1 q 1/ = 36,7 11,95.0,02/ 0,88 = 36,4 0C t3 = t2 q 2/ = 36,4 11,95.0,2/ 0,82 =33,50C t4 = t3 q 3/ = 33,5 11,95.0,02/ 0,88 = 33,2 0C t5 = t4 q 4/ = 33,2 11,95.0,004/ 0,18 = 32,9 0C t6 = t5 q 5/ = 32,9 11,95.0,02/ 0,047 = -17,95 0C t7 = t6 q 6/ = -17,95 11,95.0,02/ 0,88 = - 18,22 0C tf2 = t7 q / = -18,22 11,95/ = - 19,71 0C Tra bảng Tính chất vật lý không khí ẩm ta đợc: Vách Nhiệt độ 36,7 36,4 33,5 33,2 32,9 -17,95 -18,22 t, 0C p suât 5935 5851 4366 4302 4265 148 146 px, Pa Dòng riêng qua kết cấu bao che: ph1 - ph2 = H ph1 ph2 phân áp suất không khí bên phòng ph1 = px(t = 37,2 0C) 13 = 6095.0,83 = 5058,85.10-6 MPa ph2 = px(t = - 20 0C) = 103.0,9 = 93 pa = 93.10-6 MPa H trở thấm kết cấu bao che H = i / i = 3.0,02/90 + 0,38/105 + 0,004/0,86 + 0,2/7,5 + 0,005/0,86 = 0,0414 (m2hMPa/g) Từ đó: ph1 - ph2 (5058,85 93).10-6 = - = - = 0,1199 (g/ m2h) H 0,0414 Phân áp suất thực nớc bề mặt: px2 = ph1 .1/1 = 5058,85 - 0,1199.0,02/90.106 = 5032,21 Pa px3 = px2 .2/2 = 5032,21 - 0,1188.0,004/0,86.106 = 4474,54 Pa px4 = px3 .3/3 = 4474,54 - 0,1199.0,38/105.106 = 4040,62 Pa px5 = px4 .4/4 = 4040,62 - 0,1199.0,02/90.106 = 4013,98 Pa px6 = px5 .5/5 = 4013,98 - 0,1199.0,005/0,86.106 = 3316,98 Pa px7 = px6 .6/6 = 3316,98 - 0,1199.0,2/7,5.106 = 119,65 Pa px8 = px7 .7/7 = 119,65 - 0,1199.0,02/90.106 = 93 Pa Ta thấy kết cấu đảm bảo pxi < pxi Đồ thị p - : 2) Cấu trúc tờng buồng kết đông, tb = -35 0C(mặt cắt II-II) Cấu trúc xây tờng kho lạnh đợc biểu diễn hình vẽ Theo bảng 3-3, ta tra đợc hệ số truyền nhiệt vách từ không khí vào buồng bảo quản lạnh (2 0C) là: k = 0,27 (W/m2K) hệ số toả nhiệt theo bảng 3-7: = 23,3 (W/m2K) = 10,5 (W/m2K) Làm tơng tự nh phần ta đợc bảng sau: Lớp Chiều dày Hệ số dẫn nhiệt Hệ số dẫn ẩm (m) (W/mK) (g/mhMPa) Vữa xi măng 0,02 0,88 90 Gạch đỏ 0,2 0,82 105 Bitum 0,005 0,3 0,86 Xốp polystirol ? 0,047 7,5 a)Xác định chiều dày cách nhiệt Chiều dày cách nhiệt đợc xác định theo công thức (3-2): CN = CN [1/k - ( 1/1 + i/ i + 1/ 2)] =0,047.[1/0,27-(1/23,3+3.0,02/0,88+0,2/0,82+ 0,005/0,18+1/10,5)] = 0,15(m) Chọn chiều dày cách nhiệt CN = 0,15 (m),chia thành ba lớp lớp dày 0,05 m Hệ số truyền nhiệt thực tế theo (3-1): kt = - = 0,27 (W/m2K) 0,512 + 0,15/ 0,047 b)Kiểm tra đọng sơng Tơng tự phần ta có:tf1 = 37,2 0C ;13 = 83% => tra đồ thị h-x ta đợc: ts = 34,6 0C t2 = tb = -35 0C => = 23,3 (W/m2K) Hệ số truyền nhiệt đọng sơng: 37,2 34,6 ks = 0,95.23,3 = 0,797 (W/m2K) 37,2 (-35) Ta thấy kt = 0,27(W/m K) < ks = 0,797 (W/m2K) Vậy vách không bị đọng sơng c)Kiểm tra đọng ẩm cấu cách nhiệt Mật độ dòng nhiệt qua cấu cách nhiệt: q = kt t = 0,27.(37,2-35)) = 19,5m2) Nhiệt độ bề mặt lớp vách: t1 = tf1 q/ = 37,2 - 19,5/23,3 = 36,4 0C t2 = t1 q 1/ = 36,4 19,5.0,02/ 0,88 = 35,96 0C t3 = t2 q 2/ = 35,96 19,5.0,2/ 0,82 = 31,2 0C t4 = t3 q 3/ = 31,2 19,5.0,02/ 0,88 = 30,76 0C t5 = t4 q 4/ = 30,76 19,5.0,005/ 0,18 = 30,22 0C t6 = t5 q 5/ = 30,22 19,5.0,15/ 0,047 =- 32 0C t7 = t6 q 6/ =- 32 19,5.0,02/ 0,88 = -32,44 0C tf2 = t7 q / =-32,44 19,5/ =- 34,6 0C Tra bảng Tính chất vật lý không khí ẩm ta đợc bảng sau: Vách Nhiệt độ t, C 36,4 35,96 31,2 30,76 30,22 - 32 -32,4 p suât px, 5966 5899 4699 4641 4602 766 755 Pa Dòng riêng qua kết cấu bao che: ph1 - ph2 = H với: ph1 = px (t = 36,6 0C) 13 = 6095.0,83 = 5058,85.10-6 MPa ph2 = px(t = 0C) = 705,97.0,9 = 635,37.10-6 Mpa i H = - = 3.0,02/90 + 0,38/105 + 0,005/0,86 + 0,15/7,5 i = 0,0301 (m2hMPa/g) Từ đó: ph1 - ph2 (5058,85 635,37).10-6 = - = = 0,1469 (g/ m2h) H 0,0301 Phân áp suất thực nớc bề mặt: px2 = ph1 .1/1 = 5058,85 - 0,1469.0,02/90.106 = 5026,21 Pa px3 = px2 .2/2 =5026,21 - 0,1469 0,38/105.106 = 4494,58 Pa px4 = px3 .3/3 = 4494,58 - 0,1469 0,02/90.106 = 4168,58 Pa px5 = px4 .4/4 = 4168,58 - 0,1469 0,005/0,86.106 = 3314,52 Pa px6 = px5 .5/5 = 3314,52 - 0,1469 0,15/7,5.106 = 376,52 Pa px7 = px6 .6/6 = 376,52 - 0,1469.0,02/90.106 = 343,88 Pa Ta thấy kết cấu đảm bảo pxi < pxi Đồ thị p - : 3) Cấu trúc trần kho lạnh Chiều dày,hệ số dẫn nhiệt lớp đợc chọn bảng sau: Lớp Chiều dày Hệ số dẫn nhiệt (m) (W/mK) Phủ mái (cách ẩm) 0,012 0,3 Bitum VLXD Bê tông giằng có 0,04 1,4 cốt Cách nhiệt điền ? 0,2 đầy Sỏi,đất sét xốp CHƯƠNG III: TíNH phụ tảI LạNH Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh: Q = Qi = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 (W) với: Q1 - Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q2 - Dòng nhiệt sản phẩm bao bì toả Q3 - Dòng nhiệt thông gió buồng lạnh Q4 - Dòng nhiệt vận hành Sau ta tính dòng nhiệt a)Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q1 Q1 = Q11 + Q12 Q11 - Tổn thất qua tờng bao, trần kho lạnh Q12 - Tổn thất qua tờng bao trần ảnh hởng xạ mặt trời Ta tính Q11.Dòng nhiệt Q11 đợc xác định theo công thức: Q11 = kt.F.(t1 - t2) (W) (1) k: Hệ số truyền nhiệt thực kết cấu bao che, W/m2K F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che, m2 t1: Nhiệt độ môi trờng bên ngoài, 0C t2: Nhiệt độ buồng lạnh, 0C Dòng nhiệt Q12 đợc xác định theo công thức: Q12 = kt.F.t12 (W) (2) t12: Hiệu nhiệt độ d, C đợc xác định theo bảng (4-1) Kho lạnh đợc xây dựng Hà Nội ,nhiệt độ môi trờng bên dùng tính toán t1= 37,2 0C b)Dòng nhiệt thông gió buồng bảo quản lạnh Q3 Dòng nhiệt thông gió buồng lạnh Q3=0 c)Dòng nhiệt vận hành Q4 Dòng nhiệt chiếu sáng buồng: Q41 = A.F với: A- Nhiệt lợng toả chiếu sáng m2 diện tích buồng, A =1,2 W/m2 F - Diện tích buồng, F = 6.12 = 72 m2 => Q41 = 1,2.72 = 86,4 W Dòng nhiệt ngời toả ra: Q42 = 350.n với: n - Số ngời, n = 350 - Nhiệt lợng ngời toả làm việc nặng nhọc,350 W/ngời => Q42 = 350.4 = 1400 W Dòng nhiệt động điện toả ra: Q43 = 1000.N với: N - Công suất động điện, N = kW => Q43 = 1000.2 = 2000 W Dòng nhiệt mở cửa: Q44 = B.F với: B - Dòng nhiệt riêng mở cửa, B= W/m2 => Q44 = 8.216 = 1728 W Dòng nhiệt vận hành Q4 Q4 = Qi = 259,2 + 1400 + 2000 + 1728 =5387,2 W5,4kW Với buồng bảo quản đông, ta có kết tính toán a)Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Số mặt Tờngngăn-không khí Tờngngăn-hành lang Tờngngăn-buồngBQĐN Tờng ngăn-buồng KĐ Mái Nền Mái (bức xạ) 5 2 5 Diện t,K tích , m2 18.6 57,2 18.6 40 12.6 12.6 15 12.18 56,6 12.18 43,5 12.18 19 K, W/m2 K 0,21 0,28 0,28 0,47 0,2 0,21 0,2 Qi,,W 6419 6048 241 1080 12226 9866 4104 Q1= Qi= 39984 W 40kW b)Dòng nhiệt sản phẩm bao bì toả Q2 Nhiệt độ nhập vào buồng :-8oC, xuất khỏi buồng -20oC.Entapi tơng ứng với t=-8oC là: h1=34,8kJ/kg t=-20oC là: h2=0 Enh = 6%E= 0,06.1875=112,5 112,5.34,8.1000 = 45,3 kW Q2= 24.3600 c)Dòng nhiệt vận hành Qbqd4 =5.Q4 =5.5,4 = 66936 W27kW f)Nhiệt tải thiết bị QTB = Q = 40+ 27 +45,3= 112,3 kW g)Nhiệt tải máy nén QMN=85%Q1+ Q2+75%Q4 =99,55kW Với buồng kết đông a)Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Tờngngăn-không khí Tờng ngăn-HL Nền Mái Mái(bức xạ) Số mặt 1 1 Diện tích t k Qi 12.6 12.6 12.12 12.12 12.12 71,6 50 71,6 8,5 19 0,19 0,27 0,21 0,17 0,17 980 972 2166 1432 466 Q1= Qi=6016W kW b)Dòng nhiệt sản phẩm bao bì toả Q2 Nhiệt độ nhập vào buồng :-6oC, xuất khỏi buồng -35oC.Entapi tơng ứng với t=-6oC là: h1=48 kJ/kg t=-35oC là: h2=0 kJ/kg Theo giả thiết M1= 28 28.(48 0).1000 = 15,56 kW Q2= 24.3600 c)Dòng nhiệt thông gió buồng bảo quản lạnh Q3 Dòng nhiệt thông gió buồng lạnh Q3=0 d)Dòng nhiệt vận hành Q4 Dòng nhiệt chiếu sáng buồng: Q41 = A.F với: A- Nhiệt lợng toả chiếu sáng m2 diện tích buồng, A =1,2 W/m2 F - Diện tích buồng, F = 12.12 = 144 m2 => Q41 = 1,2.144 = 172,8 W Dòng nhiệt ngời toả ra: Q42 = 350.n với: n - Số ngời, n = 350 - Nhiệt lợng ngời toả làm việc nặng nhọc,350 W/ngời => Q42 = 350.4 = 1400 W Dòng nhiệt động điện toả ra: Q43 = 1000.N với: N - Công suất động điện, N = 10 kW => Q43 = 1000.10 = 10000 W Dòng nhiệt mở cửa: Q44 = B.F với: B - Dòng nhiệt riêng mở cửa, B= W/m2 => Q44 = 8.144 = 1152 W Dòng nhiệt vận hành Q4 Q4=Q=1152+10000+1400+172,8=12724,8W 12,7 kW f)Nhiệt tải thiết bị QTB = Q = 6+15,56 + 12,7 34,26kW g)Nhiệt tải máy nén QMN=85%Q1+ Q2+75%Q4=30,2kW chơng 4: tính chọn máy nén I Tính chọn máy nén cho buồng kết đông 1) Nhiệt độ sôi Ta có t0 = tb (8 10) = - 30 (8 13 ) Chọn t0 = - 400c p0 = 1,05 (bar) 2) Nhiệt độ ngng tụ + tk = tw2 + t k t k = (4 )0C chọn t k = 50C tw2 nhiệt độ nớc khỏi bình ngngh tụ Với tkk = 36,60C , = 83% suy t = 340C chế độ giải nhiệt tháp giải nhiệt ta có : tw1 = t + ( 3- ) = 34 + ( ) = 380C tw2 = tw1 + (2 ) = 38 + (2 ) = 420C Khi tk = 42 + = 460C pk = 17,698 (bar) 3) Chọn cấp máy nén tỉ số nén : = pk/ p0 =17,698 / 1,05 = 16,8 > ta dùng may nén hai cấp , bình trung gian ống xoắn Và tỉ số nén : = p k / p0 = 4,1 Ptg = p0 = 4,305 (bar) ttg = - 50C Khi nhiệt độ lạnh nhiệt : tql = tw1 + (3 ) = 38 + ( ) = 420C tqn = t0 + t qn = - 40 + 15 = - 250C ( với t qn = 150C ) 4) Chu trình máy nén cấp Thông số nhiệt động điểm chu trình 1 3,8 10 T(0C) - 40 - 30 -8 70 37 -4 -8 -8 - 40 P(bar) 1,05 1,64 4 17,7 17,7 17,7 4 1,05 h(kJ/kg) 587 592 730 705 740 560 495 560 490 495 V(m3/kg) 0,205 0,135 0,05 0,06 0,015 5) Chọn máy nén - Năng suất lạnh riêng : q0 = h1 h10 = 587-490 = 97 (kJ/kg) - Khối lợng hút cấp hạ áp (HA) : m1 = Q0 / q0 = 36,9 / 97 = 0,38 (kg/s) - Thể tích hút cấp HA : vttHA = m1 v1 = 0,38.0,135 = 0,0513 (m3/s) - Hệ số cấp nén HA : ttHA p p ptg + ptg 0 c = p0 p 1/ m p p T0 T p0 tg 56 320 + 10 56 228 0,04 265 = 0,612 56 56 56 - Thể tích hút lý thuyết pittông HA : vltHA = vttHA / ttHA = 0,0513 / 0,612 = 0,0,083 (m3/s) =300(m3/h) - Xác định lợng hút vào nén cao áp (CA) Cân nhiệt bình trung gian m1.i5 + (m2 m1).i7 + m1.i2 = m2.i3 + m1.i6 ttHA = i i6 730 495 i i m2 = m1 = 0,38 705 560 = 1,62 (kg/s) - Thể tích hút CA : vttCA = m2.v3 = 1,62.0,06 = 0,0972 (m3/s) = 350 (m3/h) - Thể tích hút lý thuyết CA : vltCA = vttCA / = 350 / 0,612 = 571 (m3/h) vh = vltHA + vltCA = 300 + 571 = 871(m3/h) Chọn máy nén pittông cấp hãng MYCOM ký hiệu F42B2 = 1000(v / ph) MN Có N e = 42,8(kw) chế độ tk = 300C , t0 = - 400C MN Vlt = 477,8(m / h) MN Số lợng máy nén : z = vh / v lt = 871 /477,8 = 1,82 Ta chọn z = máy nén II Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản đông Với việc tính chung chế độ buồng bảo quản đông đa Nên ta có suất lạnh : Q0 = Q0đ + Q0đn = 118,35 + 56,53 = 174,88 (kw) 1) Nhiệt độ sôi Ta có t0 = tb (8 10) = - 20 (8 13 ) Chọn t0 = - 300c p0 = 1,64 (bar) 2) Nhiệt độ ngng tụ + tk = tw2 + t k t k = (4 )0c chọn t k = 50c tw2 nhiệt độ nớc khỏi bình ngngh tụ Với tkk = 36,60c , = 83% suy t = 340c chế độ giải nhiệt tháp giải nhiệt ta có : tw1 = t + ( 3- ) = 34 + ( ) = 380c tw2 = tw1 + (2 ) = 38 + (2 ) = 420c Khi tk = 42 + = 460c pk = = 17,7 (bar) 3) Chọn cấp máy nén tỉ số nén : = pk/ p0 = 17,7 / 1,64 = 10,79 > ta dùng may nén hai cấp , bình trung gian có ống xoắn Và tỉ số nén : = p k / p = 3,28 Ptg = p0 = 5,39 (bar) ttg = 30c Khi nhiệt độ lạnh nhiệt : tql = tw + (3 ) = 38 + ( ) = 420c tqn = t0 + t qn = - 30 + 10 = - 200c ( với NH3 chọn t qn = 100c ) 4) Chu trình máy nén cấp Thông số nhiệt động điểm chu trình Thông số 1 3,8 10 t(0C) - 30 - 20 31 65 46 42 3 - 30 p(bar) 1,64 1,64 5,39 5,39 17,7 17,7 17,7 5,39 5,39 1,64 h(kJ/kg) 597 592 625 606 636 452 445 452 405 445 v(m3/kg) 0,25 0,05 0,04 5) Chọn máy nén - Năng suất lạnh riêng : q0 = i1 i10 = 597 445 = 152 (kJ/kg) - Khối lợng hút cấp hạ áp (HA) : m1 = Q0 / q0 = 174,88 / 152 = 1,15 (kg/s) - Thể tích hút cấp HA : vttHA = m1 v1 = 1,15.0,25 = 0,29 (m3/s) - Hệ số cấp nén HA : ttHA p p ptg + ptg 0 c = p0 p 1/ m p p T0 T p0 tg 120 470 + 10 120 0,04 120 120 120 - Thể tích hút lý thuyết pittông HA : vltHA = vttHA / ttHA = 0,29 / 0,74 = 0,215 (m3/s) ttHA = 243 275 = 0,74 = 774 (m3/h) - Xác định lợng hút vào nén cao áp (CA) Cân nhiệt bình trung gian m1.i5 + (m2 m1).i7 + m1.i2 = m2.i3 + m1.i6 i i6 625 445 i i m2 = m = 1,15 606 452 = 1,17 (kg/s) - Thể tích hút CA : vttCA = m2.v3 = 1,17.0,04 = 0,0468 (m3/s) = 168,5 (m3/h) - Thể tích hút lý thuyết CA : vltCA = vttCA / = 168,5 / 0,74 = 297,7 (m3/h) vh = vltHA + vltCA = 774 + 227,5 = 1001,7 (m3/h) Chọn máy nén pittông cấp hãng MYCOM ký hiệu F62B2 = 900(v / ph) MN Có N e = 53,1(kw) chế độ tk = 300c , t0 = - 300c MN Vlt = 573,4( m / h) MN Số lợng máy nén : z = vh / v lt = 1001,7 / 573,4 =1,75 Ta chọn z = máy nén Chơng : Tính Chọn Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt I_Tính thiết kế thiết bị ngng tụ: 1)Bình ngng tụ : Qk tổng nhiệt ngng tụ chế độ - buồng bảo quản đông bảo quản đa : Qk1 = m1(i4 i5 ) = 1,15(636-452) =321,3 kW - buồng kết đông: Qk2 = 0,0513(i4- i5) = 0,0513(740-540)=10,26 kW Qk = 10,26 + 321,3 = 331,56kW Ta chọn bình ngng ống vỏ nên theo bảng 8-6 : k=700; tk=tk-tw1=46-37=90C Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt bình ngng F= 118,58.1000 9.700 =18,82m2 Chọn bình ngng KT-20 2)Chọn tháp ngng tụ : giảI nhiệt nớc Chọn kiểu thiết bị ngng tụ : Qk=331,56 kW= 101978,9 3204 =31,82 tôn Theo bảng 8-22 chọn tháp FRK 40 II.Chọn dàn bay Nếu lấy tỷ lệ bảo quản đông/ bảo quản lạnh 80%/ 20% thì: Đối với buồng bảo quản đông: t0 = -30 0C Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu dàn quạt: F = 80%.Q0TB/ k.t = 0,8.112,3.1000/ 12,2.10 = 736,4 m2 Số lợng dàn: n = 736,4/ 150 = 4,75 dàn => chọn dàn, bố trí cho buồng Ta chọn dàn quạt có cánh NH3 lớn ký hiệu BO-150 (Theo bảng 814) Đối với buồng bảo quản : t0 = -20 0C Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu dàn quạt: F = 20%.Q0TB/ k.t = 0,2.58,23.1000/ 12,8.8 = 113,7 m2 Ta chọn dàn quạt có cánh NH3 lớn ký hiệu BO-75, hai quạt có công suất 1,5 kW,vòng quay 25 vòng/s, lu lợng không khí 2,07 m3/s Đối với buồng bảo kết đông : t0= -450 C Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu dàn quạt: F = Q0TB/ k.t = 34,26.1000/11,6.10 =295 m2 Theo bảng 8-15 chọn dàn BO-300 III)Tính bể đá máy kết đông 1)Tính bể đá: Chọn bể đá khối sản xuất đá suốt, suất 12 tấn/ngày đêm Nhiệt độ nớc vào khuôn : tn = 30 0C Nhiệt độ nớc muối trung bình : tm = - 0C Loại khuôn 50 kg,hình chữ nhật Thời gian làm đá theo công thức Plank: = (4540/ |-8|) 0,19.(0,19+0,026) = 17,7 h Số lợng khuôn đá cần thiết: z = (12000.17,7)/(50 24) = 177 khuôn Năng suất bể đá tính theo giờ: 12000/ 24 = 500 kg/h Chọn suất lạnh riêng để sản xuất kg đá 460 kJ/kg,công suất lạnh yêu cầu: Q0 = 460.500 = 230000 kJ/h = 63,8 kW Chọn máy lạnh NH3 cấp 6AV95 nhà máy khí Long Biên(Q0=87kW) 2)Chọn máy kết đông: Ta chọn máy kết đông nhanh kiểu băng tải (IQF),năng suất kết đông M = 30 tấn/ngày đêm.Số liệu kỹ thuật cho catalogue Chơng 6: tính chọn thiết bị phụ đờng ống Những thiết bị phụ hệ thống lạnh bao gồm:bình tách dầu, bình chứa dầu, loại bình chứa cao áp, hạ áp, tuần hoàn, loại bình trung gian, thiết bị hồi nhiệt, bình tách lỏng, phin lọc, phin sấy, thiết bị xả khí, bơm, quạt Các thiết bị kết hợp với thiết bị nh máy nén, thiết bị ngng tụ, thiết bị bay tạo nên chu trình hệ thống lạnh đảm bảo làm việc an toàn cho hệ thống I.Tính chọn thiết bị phụ 1.Bình tách dầu Bình tách dầu lắp vào đờng đẩy máy nén NH3 để tách dầu khỏi dòng nén trớc vào bình ngng tụ Xả dầu khỏi bình tách dầu hệ thống lạnh NH nguy hiểm áp suất bình cao (0,8 ữ 1,8 MPa) dẫn đến tổn thất môi chất ngời ta phải bố trí bình chứa dầu 2.Bình chứa dầu Bình chứa dầu nhằm mục đích gom dầu từ bình tách dầu bầu dầu toàn hệ thống, giảm nguy hiểm xả dầu giảm tổn thất môi chất xả dầu khỏi hệ thống lạnh Chon bình chứa dầu có thông số sau: Bình chứa dầu kích thớc (mm) DxS B H 300CM 325x9 765 1270 thể tích (m3) khối lợng (kg) 0,07 92 3.Các loại bình chứa a.Bình chứa cao áp Bình chứa cao áp đợc bố trí sau bình ngng tụ dùng để chứa lỏng môi chất áp suất cao, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngng tụ, trì cấp lỏng liên tục cho van tiết lu Thờng đợc đặt dới bình ngng đợc cân áp suất với bình ngng đờng ống cân lỏng b.Bình chứa tuần hoàn Bình chứa tuần hoàn đợc sử dụng hệ thống lạnh NH3 lớn, tuần hoàn môi chất lạnh thiết bị bay cỡng Bình chứa tuần hoàn đợc lắp đặt bên phía áp suất thấp đợc sử dụng nh bình chứa để bơm tuần hoàn môi chất lỏng lên giàn lạnh Bình chứa tuần hoàn làm việc dới áp suất thấp nên phải đợc bọc cách nhiệt c.Bình chứa thu hồi Bình chứa thu hồi dùng để chứa môi chất lỏng từ giàn bay phá băng nóng d.Bình chứa dự phòng Bình chứa dự phòng đơc sử dụng sơ đồ bơm đợc lắp đặt dới bình tách lỏng để chứa môi chất lỏng từ giàn lạnh phun trờng hợp phụ tải nhiệt tăng 4.Bình tách lỏng Bình tách lỏng đợc sử dụng máy lạnh NH3 Nó có nhiệm vụ tách môi chất lỏng khỏi hút máy nén, đảm bảo hút máy nén trạng thái bão hoà khô, tránh nguy gây va đập thuỷ lực máy nén 5.Bình trung gian Đợc sử dụng máy nén nhiều cấp Bình trung gian dùng để làm mát trung gian môi chất sau cấp nén áp thấp để lạnh lỏng môi chất trớc vào van tiết lu cách bay phần môi chất lỏng dới áp suất trung gian Ngoài nhiệm vụ bình trung gian đóng vai trò bình tách lỏng bảo đảm hút máy nén cấp cao bão hoà khô Ưu điểm bình trung gian có ống xoắn dầu máy nén cấp thấp không vào tuyến lỏng để vào thiết bị bay hơi, tạo lớp bẩn bề mặt thiết bị bay phía môi chất 6.Thiết bị lạnh lỏng Thiết bị lạnh lỏng đợc sử dụng để làm lạnh lỏng NH3 xuống thấp nhiệt độ ngng tụ trớc đa vào van tiết lu Mục đích việc lạnh lỏng NH3 trớc van tiết lu nhằm làm tăng suất lạnh nói chung hệ thống lạnh 7.Bình tách khí không ngng Cùng tuần hoàn với môi chất lạnh hệ thống lạnh có không khí loại khí không ngng Trong thiết bị ngng tụ, không khí tạo thành lớp bao quanh bề mặt trao đổi nhiệt làm tăng trở nhiệt ngng tụ làm xấu trình trao đổi nhiệt ngng, làm tăng áp suất ngng tụ, làm tăng lợng điện tiêu tốn cho máy nén làm giảm suất lạnh máy Máy lạnh NH3 thờng đợc xả định kỳ khí không ngng Phải xả không khí qua van xả vào bình nớc Bọt không khí lên mặt nớc NH3 lẫn với không khí đợc nớc hấp thụ 8.Phin lọc phin sấy Trong trình chế tạo, lắp ráp, sửa chữa vận hành thiết bị lạnh dù cẩn thận có cặn bẩn nh đất, cát, gỉ sắt, vẩy hàn, xỉ, muộilọt vào hệ thống lạnh Nó tồn hệ thống cha vệ sinh, làm đầy đủ qua đờng nạp dầu, nạp môi chất, cặn bẩn tạo thành hệ thống phân huỷ dầu bôi trơn, môi chất chi tiết máy nén bị mài mòn, han gỉ phía hệ thống Để đảm bảo hệ thống lạnh làm việc an toàn có độ tin cậy cao, không bị trục trặc, cần phải có phin lọc bẩn hệ thống 9.Bơm Trong hệ thống lạnh để tuần hoàn dung dịch nớc muối nớc ta phải dùng bơm ly tâm Trong hệ thống lạnh lớn bơm ly tâm đợc dùng để tuần hoàn cỡng môi chất lỏng NH3 hệ thống bay 10.Quạt Trong kỹ thuật lạnh dùng chủ yếu quạt hớng trục quạt ly tâm để tuần hoàn không khí buồng lạnh, cho giàn làm lạnh không khí, cho máy điều hoà nhiệt độ, cho dàn ngng làm mát không khí loại thiết bị ngng tu bay tháp làm mát nớc 11.Van khoá, van chặn 12.Van tiết lu điều chỉnh tay, van tiết lu điều chỉnh tự động 13.Van chiều van an toàn a.Van chiều Van chiều (còn gọi clapê chiều) cho dòng chẩy theo hớng Van chiều đợc lắp đặt đờng đẩy máy nén thiết bị ngng tụ, có nhiệm vụ ngăn không cho dòng môi chất từ thiết bị ngng tụ chẩy trở lại máy nén trờng hợp ngừng máy nén, sửa chữa máy nén máy nén bị cố b.Van an toàn Van an toàn khác van chiều chỗ hiệu áp suất đầu vào đầu phải đạt trị số định van mở Van an toàn đợc bố trí thiết bị có áp suất cao chứa nhiều môi chất lỏng nh thiết bị ngng tụ, bình chứanó dùng để đề phòng trờng hợp áp suất vợt định mức quy định 14.áp kế áp kế dùng để đo áp suất môi chất đờng ống thiết bị, áp kế đợc lắp đờng hút đờng đẩy máy nén, bình ngng, bình chứa 15.Tính chọn tháp giải nhiệt Phơng trình cân nhiệt viết dới dạng Qk = C..V.(tw2 tw1) Trong đó: - Qk : nhiệt lợng thải bình ngng tụ = 90,84 (kw) - V : lu lợng nớc, (m3/s) - tw1, tw2 : nhiệt độ nớc vào khỏi bình ngng tụ, (0C) - C : nhiệt dung riêng nớc - : khối lợng riêng nớc Vậy Qk V = C ( t t ) w2 w1 II.Tính chọn đờng ống Yêu cầu việc tính toán lựa chọn đờng ống đủ độ bền cần thiết, tiết diện ống đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ********************************* MC LC Chơng 1: Xác định kích thớc bố trí mặt bầng kho lạnh Chơng 2: Tính cách nhiệt cách ẩm Chơng 3: Tính nhiệt kho lạnh bể đá Chơng 4: Tính chọn máy nén tính kiểm tra máy nén Chơng 5: Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt Chơng 6: Tính chọn thiết bị phụ trợ ,bơm, quạt đờng ống Tài liệu tham khảo 1) Nguyễn Đức Lợi Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội, 1999 2) Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Đinh Văn Thuận Kỹ thuật lạnh ứng dụng, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 2002 3) Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Kỹ thuật lạnh sở, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 1990 4) Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Bài tập kỹ thuật lạnh, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 1998 5) Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Máy thiết bị lạnh, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội, 2002 [...]... môi chất 6 .Thiết bị quá lạnh lỏng Thiết bị quá lạnh lỏng đợc sử dụng để làm quá lạnh lỏng NH3 xuống thấp hơn nhiệt độ ngng tụ trớc khi đa vào van tiết lu Mục đích của việc quá lạnh lỏng NH3 trớc van tiết lu nhằm làm tăng năng suất lạnh nói chung của hệ thống lạnh 7.Bình tách khí không ngng Cùng tuần hoàn với môi chất lạnh trong hệ thống lạnh có không khí và các loại khí không ngng Trong thiết bị ngng... suất lạnh riêng để sản xuất 1 kg đá là 460 kJ/kg ,công suất lạnh yêu cầu: Q0 = 460.500 = 230000 kJ/h = 63,8 kW Chọn máy lạnh NH3 một cấp 6AV95 của nhà máy cơ khí Long Biên(Q0=87kW) 2)Chọn máy kết đông: Ta chọn máy kết đông nhanh kiểu băng tải (IQF),năng suất kết đông là M = 30 tấn/ngày đêm.Số liệu kỹ thuật cho trong catalogue Chơng 6: tính chọn thiết bị phụ và đờng ống Những thiết bị phụ của hệ thống lạnh. .. loại bình chứa cao áp, hạ áp, tuần hoàn, các loại bình trung gian, thiết bị hồi nhiệt, bình tách lỏng, phin lọc, phin sấy, thiết bị xả khí, bơm, quạt Các thiết bị này kết hợp với các thiết bị chính nh máy nén, thiết bị ngng tụ, thiết bị bay hơi tạo nên chu trình của hệ thống lạnh và đảm bảo sự làm việc an toàn cho hệ thống I.Tính chọn các thiết bị phụ 1.Bình tách dầu Bình tách dầu lắp vào đờng đẩy của... Q11.Dòng nhiệt Q11 đợc xác định theo công thức: Q11 = kt.F.(t1 - t2) (W) (1) k: Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che, W/m2K F: Diện tích bề mặt kết cấu bao che, m2 t1: Nhiệt độ môi trờng bên ngoài, 0C t2: Nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C Dòng nhiệt Q12 đợc xác định theo công thức: Q12 = kt.F.t12 (W) (2) 0 t12: Hiệu nhiệt độ d, C đợc xác định theo bảng (4-1) Kho lạnh đợc xây dựng tại Hà Nội ,nhiệt... III: TíNH phụ tảI LạNH Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh: Q = Qi = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 (W) với: Q1 - Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q2 - Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra Q3 - Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q4 - Dòng nhiệt vận hành Sau đây ta đi tính các dòng nhiệt này a)Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q1 Q1 = Q11 + Q12 Q11 - Tổn thất qua tờng bao, trần và nền kho lạnh Q12 - Tổn... máy nén Chơng 5: Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt Chơng 6: Tính chọn thiết bị phụ trợ ,bơm, quạt và đờng ống Tài liệu tham khảo 1) Nguyễn Đức Lợi Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1999 2) Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ, Đinh Văn Thuận Kỹ thuật lạnh ứng dụng, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội, 2002 3) Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tuỳ Kỹ thuật lạnh cơ sở, Nhà xuất bản Giáo... (0C) - C : nhiệt dung riêng của nớc - : khối lợng riêng của nớc Vậy Qk V = C ( t t ) w2 w1 II.Tính chọn đờng ống Yêu cầu đối với việc tính toán và lựa chọn đờng ống là đủ độ bền cần thiết, tiết diện ống đảm bảo yêu cầu kỹ thuật ********************************* MC LC Chơng 1: Xác định kích thớc và bố trí mặt bầng kho lạnh Chơng 2: Tính cách nhiệt và cách ẩm Chơng 3: Tính nhiệt kho lạnh và bể đá Chơng... 5 : Tính Chọn Thiết Bị Trao Đổi Nhiệt I_Tính thiết kế thiết bị ngng tụ: 1)Bình ngng tụ : Qk là tổng nhiệt ngng tụ ở các chế độ - buồng bảo quản đông và bảo quản đa năng : Qk1 = m1(i4 i5 ) = 1,15(636-452) =321,3 kW - buồng kết đông: Qk2 = 0,0513(i4- i5) = 0,0513(740-540)=10,26 kW Qk = 10,26 + 321,3 = 331,56kW Ta chọn bình ngng ống vỏ nên theo bảng 8-6 : k=700; tk=tk-tw1=46-37=90C Diện tích bề mặt trao... trong hệ thống Để đảm bảo hệ thống lạnh làm việc an toàn có độ tin cậy cao, không bị trục trặc, cần phải có phin lọc căn bẩn trong hệ thống 9.Bơm Trong hệ thống lạnh để tuần hoàn dung dịch nớc muối hoặc nớc thì ta phải dùng bơm ly tâm Trong những hệ thống lạnh lớn bơm ly tâm cũng đợc dùng để tuần hoàn cỡng bức môi chất lỏng NH3 trong hệ thống bay hơi 10.Quạt Trong kỹ thuật lạnh dùng chủ yếu là quạt hớng... là: h1=48 kJ/kg và t=-35oC là: h2=0 kJ/kg Theo giả thiết M1= 28 tấn 28.(48 0).1000 = 15,56 kW Q2= 24.3600 c)Dòng nhiệt do thông gió buồng bảo quản lạnh Q3 Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3=0 d)Dòng nhiệt vận hành Q4 Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng: Q41 = A.F với: A- Nhiệt lợng toả ra khi chiếu sáng 1 m2 diện tích buồng, A =1,2 W/m2 F - Diện tích buồng, F = 12.12 = 144 m2 => Q41 = 1,2.144 = 172,8