Đồ án môn học Kĩ Thuật Lạnh

CHƯƠNG 3: TÍNH CÁCH NHIỆT CHO KHO LẠNH Mục đích chương này : nhằm xác định chiều dày lớp cách nhiệt của kết cấu kho lạnh thỏa mãn điều kiện tối ưu về kinh tế và kĩ thuật thỏa mãn tối ưu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

I Ý NGHĨA CỦA LẠNH

Từ xa xưa , loài người đã biết sử dụng lạnh để phục vụ cho đời sống , bằng cách

cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn như dùng băng tuyết để bảo quản sản phẩm mà họ săn bắt được…đó là phương pháp làm lạnh tự nhiên Nhưng muốn làm lạnh ở nhiệt độ tùy ý và giữ nhiệt độ đó trong một thời gian tùy ý thì cần dùng hệ thống làm lạnh nhân tạo.Cho đến nay kỹ thuật lạnh ngày càng phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành 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 các sản phẩm thuốc

- Trong công nghiệp hoá chất : điều khiển các phản ứng hóa học

- Trong lĩnh vực điều hoà không khí cho sản xuất và đời sống

II MỤC ĐÍCH CẤP, TRỮ ĐÔNG

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 một nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 400C) 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

III NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN

Thiết kế hệ thống cấp đông , trữ đông sản phẩm thịt Heo với các thông số như

Thành phố Đồng Hới, từ bảng 1-1, trang 8, tài liệu [1],ta có các thông số về nhiệt

Thịt lợn sau khi qua phân xưởng chế biến được đưa vào phòng cấp đông có

nhiệt độ là : tcd f = - 35 0C Sau đó qua đóng gói rồi đưa vào phòng trữ đông có nhiệt độ

là : ttd f = -180

C

CHƯƠNG 2 : TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO

LẠNH Chương này nhằm mục đích là xác định kích thước phòng kho lạnh để đảm bảo công suất lạnh yêu cầu và bố trí hợp lí mặt bằng kho lạnh

E

, [m3]Với: - E : là công suất chất tải phòng trữ đông , [tấn]

- gv: là hệ số định mức chất tải thể tích ,[t/m3]Tra theo bảng 2-4, trang 32, tài liệu [1], đối với thịt lợn đông lạnh, ta có : gv = 0,45 [t/m3]

Suy ra: Vct=

45,0

V

, [m2]Với: hct: là chiều cao chất tải, [m] chọn hct= 2m

Với: f là diện tích phòng lạnh quy chuẩn, chon f = 6×6 m2

Suy ra: Z = 71, 43

36 = 1,98chọn Z = 2 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 6x6 m2

E

, [m3]Với: - E: Công suất chất tải phòng cấp đông , [tấn/mẻ]

- gv: hệ số định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-4 tài liệu [1] đối với thịt

V

, [m2] Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m

Với: f là diện tích phịng lạnh quy chuẩn, chon f =3, 6×3,6 m2

Suy ra: Z = 12,6

12.96 = 0,97chọn Z = 1 phịng => Cỡ buồng cấp đơng sẽ là: Ftr = f = 3,6x3,6 m2

HAÌNH LANG

CÂ

WC

P TRỈÛ C GIAÌN MẠY

CHƯƠNG 3: TÍNH CÁCH NHIỆT CHO KHO LẠNH

Mục đích chương này : nhằm xác định chiều dày lớp cách nhiệt của kết cấu kho lạnh thỏa mãn điều kiện tối ưu về kinh tế và kĩ thuật (thỏa mãn tối ưu lượng lạnh tiết kiệm được với vốn đầu tư ) và đảm bảo tránh hiện tượng đọng sương

Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng

nhiều lớp lấy từ công thức (3-1) trang 64, tài liệu [1]

ktư =

2 1

1

11

1

αλ

δλ

δ

cn n

1

11

1

αλ

δα

n

i i

i

Với: - δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]

- λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]

- ktư : 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

Chúng ta sẽ tính cách nhiệt 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 nó

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải

tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K

- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ tron g phòng là -18 0C Tra bảng 3-3 trang 84 tài

liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho vách bao ngoài Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưuqua tường : ktư = 0,22 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:

δcn = 0,041[ 1 ( 1 0,002 0,002 1)]

0, 22− 23,3+ 58 + 58 +9 = 0,18 m

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: tt

cn

δ = 0,2 mỨng với tt

cn

δ ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

ktd =

21

- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có :

α1= 23,3 W/m2K

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh

tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K

- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C Tra bảng 3-3 trang 63 tài

liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho vách bao ngoài Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưuqua tường : ktư = 0,19 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:

δcn = 0,041[ 1 ( 1 0,002 0,002 1 )]

0,19− 23,3+ 58 + 58 +10,5 = 0,21m

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: tt

cn

δ = 0,3 mỨng với tt

cn

δ ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

kcd =

21

3 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng

đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 66,tài liệu[1].

k ≤ ks = 0,95.α1 n f

s n t t

t t

−

−

, [W/m2K]

Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]

- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]

- α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che

- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C

- tn= 38,20C : nhiệt độ môi trường ngoài

- ts = 32,30C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với nhiệt độ môi trường t1=38,20C và độ ẩm φ=72%

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải

tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có: α2= 9 W/m2K

- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C Tra bảng 3-3 trang 63 tài

liệu[1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho mái bằng Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,2365 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:

δcn = 0,041[ 1 ( 1 0, 002 0,002 1)] 0,167

0, 2365− 23,3+ 58 + 58 +9 = [ m]

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: tt

cn

δ = 0,2 m

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra

theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K

- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C Tra bảng 3-3 trang 63 tài

liệu[1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng.Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,187 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:

δcn = 0,041[ 1 ( 1 0,002 0,002 1 )] 0, 213

0,187− 23,3+ 58 + 58 +10,5 = [m]

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: tt

cn

δ = 0,3 mỨng với tt

cn

δ ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

kcd =

21

3 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng

đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 66 tài liệu [1].

k ≤ ks = 0,95.α1 n f

s n t t

t t

−

−

, [W/m2K]

Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]

- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]

- α1= 23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che

- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C

- tn= 38,20C : nhiệt độ môi trường ngoài

- ts = 32,30C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với nhiệt độ môi trường t1=38,20C và độ ẩm φ=72%

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải

tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K

- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C Tra bảng 3-6 trang 85 tài

liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho nền có sưởi Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua nền có sưởi: ktư = 0,226 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:

δcn = 0,041[ 1 (1 0,002 0,002 1)] 0,171[ ]

0, 226− 7+ 58 + 58 +9 = m

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: tt

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra

theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu [1] có: α2= 10,5 W/m2K

- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C Tra bảng 3-6 trang 85 tài

liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,2 W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:

δcn = 0,041[ 1 (1 0,002 0,002 1 )] 0,195[ ]

0, 2− 7+ 58 + 58 +10,5 = m

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: tt

cn

δ = 0,2 m

3 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp

cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện để không xảy ra hiện tượng

đọng sương được xác định theo công thức (3-7) trang 66 tài liệu [1].

k ≤ ks = 0,95.α1 n f

s n t t

t t

−

−

, [W/m2K]

Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]

- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]

- α1= 7 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền

- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C

- tn= 38,20C : nhiệt độ môi trường ngoài

- ts = 32,30C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với nhiệt độ môi trường t1=38,20C và độ ẩm φ=72%

CHƯƠNG 3 : TÍNH NHIỆT HỆ KHO LẠNH

- Chương này nhằm tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh Để từ đó tính ra công suất

yêu cầu của máy lạnh

Σ : Tổn thất lạnh do thông gió Tổn thất này chỉ có đối với 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, [W]

Σ : Tổn thất lạnh do sản phẩm thở, tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh bảo

quản rau, củ, quả Ở đây sản phẩm là thịt heo => Q5 = 0, [W]

=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế dược tính theo công thức:

3.1 TÍNH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG

Số liệu cho trước :E = 3 t/ mẻ, t1 = 18 0C, t2 = −150C, tf= −350C

3.1.1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1

+ Đối với buồng góc kho : lấy chiều dài từ mép tường ngoài đến trục tâm tường ngăn

=> chiều dài tường AB = AD = 3,904m

- Kích thước chiều dài tường ngăn : tính từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâm của tường ngăn

=> chiều dài tường BC = CD = 3,904m

- Kích thước chiều dài nền và trần tính từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâm của tường ngăn

Với : - E: Khối lượng sản phẩm đưa vào cấp đông 1 mẻ, [t]

- i1: Entanpi của thịt Heo khi đưa vào ở nhiệt độ 180C, tra bảng (4-2) trang

81 tài liệu [1] , bằng nội suy ta có : i1 = 266,2 kJ/kg

- i2: Entanpi của thịt Heo khi đưa ra ở nhiệt độ −150C, tra bảng (4-2)

trang 81 tài liệu [1] ta có : i2 = 12,2 kJ/kg

- τ =11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ thịt => Qsp

Với: - Gb: Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm,[t] Do khối lượng bao bì

chiếm tới (10 ÷ 30)% khối lượng hàng (trang 84 tài liệu [1]) và bao bì bằng kim loại nên

lấy bằng 30% khối lượng sản phẩm Gb=30%G

- Cbb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì : Cbb =

0,45kJ/kg.K (trang 84 tài liệu [1])

- t1: Nhiệt độ đầu vào của bao bì lấy bằng nhiệt đầu vào của sản phẩm

- t2: Nhiệt độ đầu ra của bao bì lấy bằng nhiệt độ của phòng cấp đông

- τ = 11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ sản phẩm

Q2= 19,24 + 0,3375 = 19,5775 kW

3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4

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:

Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc

- n là số người làm việc trong phòng Vì phòng có diện tích < 200 m2 => chọn n = 2

Q2

4= 350.2 = 700 W

c Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q3

4:

Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:

+ 1phần biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh Do đó nếu động cơ đặt trong phòng lạnh thì nhiệt toả ra này sẽ gây ra 1 phần tổn thất lạnh

+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (như làm quay quạt thông gió, quay động

cơ quạt dàn bay hơi…) Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát với không khí trong môi trường biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kho lạnh

Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức (4-19), trang 87, tài liệu [1]:

Q3

4= ∑ηi.Ni , [kW]

Với: - ηi :Hiệu suất của động cơ

+ ηi= 1: Nếu động cơ đặt trong phòng

+ ηi= ηdc : Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh

Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng có công suất E=3 tấn/mẻ là : N = 4x5,5 kW

Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là 2,5tán/mẻ là:

Q4 = 15,55 + 700 + 33000 + 414,72 = 34130,27 W

4 Tính nhiệt kho lạnh

Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:

Q0 = 0,9 Q1 + Q2 + Q4 = 0,9 764,532 +19577,5 + 34130,27 = 54395,85 W

5 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén

Công suất nhiệt yêu cầu của máy nén phải đảm bảo bù lại tổn thất nhiệt cấp cho phòng

Q Nhưng vì khi môi chất đi từ máy nén đến dàn lạnh thì sẽ có các tổn thất trên đường ống và tổn thất tại các thiết bị trong hệ thống Bên cạnh đó thì máy nén không thể vận hành liên tục 24h trong 1 ngày được vì nếu như thế sẽ gây ra ứng suất mỏi làm hỏng máy nén Vì vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén được xác định như sau:

Trong đó:

k : hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thống lạnh.Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là −350C nên dùng nội suy ta tính được nhiệt

độ dàn bay hơi k = 1,085 (trang 92, tài liệu [1])

b : hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén Dự tính máy nén làm việc

khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 92, tài liệu [1])

Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:

Q0

MN

= 54395,85.1,0850,9 = 65577,2 W

3.2 TÍNH NHIỆT CHO PHÒNG TRỮ ĐÔNG

Số liệu cho trước : E = 45 tấn , tf = -180C

Vì 2 phòng trữ đông có công suất như nhau nên ta chỉ tính cho phòng GHKF

- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong

+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với môi trường ngoài : ∆tGH = ( tn−tf) = 38,2 −(− 18) = 56,20C

+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:

∆tFK = 0,7( tn−tf) = 0,7[38,2 −(− 18)] =39,340C + Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :

∆tGF = 0,6( tn−tf) = 0,6[38,2 −(− 18)] = 33,720C

- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,58 m

- Kích thước chiều dài tường ngoài ta tính phủ bì từ đó ta có kích thướt củacác tường như sau:

+ chiều dài tường GH = FK= 6,204m

+ chiều dài tường GF = HK=6,204m

Đối với phòng trữ đông thì Q2 = 0 đó là do nhiệt độ thịt đưa vào phòng trữ đông là –

150C nhiệt độ thịt khi ra khỏi phòng là -120C, như vậy còn 30C ta dùng để làm lạnh cho bao bì

Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc

- n là số người làm việc trong phòng ,vì phòng có diện tích < 200 m2 => chọn n = 2

Với: - ηi :Hiệu suất của động cơ

+ ηi= 1 : Nếu động cơ đặt trong phòng

+ ηi= ηdc : Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh

Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng

có công suất E=45 tấn/mẻ là : N = 4 x 1,1 kW

Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng trữ đôngvới công suất là 45 tán/mẻ là:

d.Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q4

Ta lấy 0,85∑Q1 là do tổn thất nhiệt do đối lưu qua kết cấu bao che do có haiphòng trư đông nên ta chọn 0,85∑Q1.

Ta lấy 0,75.∑Q4là do có sự không dồng thời về vận hành Mà ở đây chỉ có

5 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén Công suất lạnh yêu cầu của hệ thống lạnh là:

MN

= k. Q o b

∑

Trong đó:

k- hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thông lạnh Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là -180C nên bằng phương pháp nội suy ta

tính được k = 1,063 (trang 92 tài liệu [1])

b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén Dự tính máy nén làm việc

khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 92 tài liệu [1])

Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:

CHƯƠNG 4 : LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN

Mục đích chương này nhằm tính chọn chu trình của hệ thống lạnh để tính công suất yêu cầu của thiết bị trong hệ thống lạnh từ đó làm cơ sở để tính chọn các thiết bị này

+ Không ăn mòn kim loại đen và kim loại màu

+ Khi rò rỉ , không làm hỏng thực phẩm cần bảo quản

+ Hòa tan hạn chế dầu , ở khoảng nhiệt độ -200C ÷ -400C không hòa tan dầu + Năng suất lạnh riêng thể tích lớn

+ Áp suất ngưng tụ ở điều kiện bình thường < NH3

+ Dễ vận chuyển và bảo quản

−Nhược điểm :

+ Đắt tiền hơn NH3

+ Không hòa tan nước

+ Có tính rửa cặn bẩn nên dễ gây tắc nghẽn hệ thống

+ Gây ô nhiễm môi trường (phá hủy tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính) Nói chung R22 có độ hoàn thiện nhiệt động cao nên được sử dụng rộng rãi Vì vậy chọn môi chất R22 là phù hợp

2 Chọn môi trường giải nhiệt

Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp trao đổi nhiệt vì so với

không khí thì nước làm mát có những ưu điểm sau :

+ Hệ số tỏa nhiệt cao hơn nên làm mát tốt hơn

+ Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết

4.2 HỆ THỐNG LẠNH TRỮ ĐÔNG

I Thông số ban đầu

- Năng suất lạnh yêu cầu Q0

MN

= 23516,96W = 23,51696 kW

- Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh : tf = - 180C

- Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt :

+ Nhiệt độ nước khi vào bình theo trang 159, tài liệu [1] :

tw1 = tư + (3÷4)0CVới: tư : là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với tn= 38,20C

và độ ẩm φ = 72% ,ta có: tư = 330C

=> tw1 = 33 + (3÷4)0C = 360C

+ Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng:

tw2 = tw1 + (2÷6)0C

Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên

tw2 = tw1 + 40C = 36 + 4 = 400C

II Tính toán chu trình

1 Chọn nhiệt độ bay hơi :

t0 = tf – (4 ÷10)0C = -18 – (4 ÷10) = - (22÷28)0C Chọn to = -250C tra bảng hơi bão hoà của R22 trang 320 tài liệu [1], bằng nội suy ta tính được áp suất bay hơi là : p0 = 2,02 bar

2 Chọn nhiệt độ ngưng tụ :

tk = (tw1+tw2)/2 + (4 ÷6)0C = (36+40)/2 + 4= 420C Chọn ∆tk = 40C vì môi trường làm mát là nước Tra bảng hơi bão hoà của R22 trang

320 tài liệu [1] ta có áp suất ngưng tụ là: pk = 16,06bar

3 Nhiệt độ hơi quá nhiệt

p

p k

= 162,,0206= 7,9 < 12 Vậy chọn chu trình máy nén 1 cấp

6 Chọn chu trình lạnh

Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng thiết

bị hồi nhiệt Mặc dù là chu trình này bị lệch ra khỏi chu trình Cacno làm cho hệ sốlạnh giảm xuống Nhưng ngược lại nó tránh được hiện tượng ẩm về máy nén gây rahiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén Đối với freon có thể dùng bình tách lỏnghoặc thiết bị hồi nhiệt nhưng dùng thiết bị hồi nhiệt nhiều hơn vì hệ thống lạnh lớn

7 Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút

a Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt:

i

2 3'

4 4

1' 3

1 2

s

T

3'

Các quá trình :

1’ - 2 :quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén

2 - 3 :quá trình ngưng tụ đẳng áp ở bình ngưng

3- 3’ :quá trình quá lạnh trong bình hồi nhiệt

3’- 4 :quá trình tiết lưu trong van tiết lưu nhiệt

4- 1’ :quá trình bay hơi đẳng áp ở dàn bay hơi

1’- 1 :quá nhiệt hơi hút về máy nén

d Lập bảng thông số các điểm nút

Điểm Nhiệt độ

t0C

Ap suấtP(bar)

Entanpii(kJ/kg)

Entropis(kJ/kgK)

Thể tíchv(m3/kg) Chú thích

Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống

G = 0

0

MN Q

q = 0

1 4

MN Q