Tính toán kho lạnh 2 cấp, 2 tiết lưu, bình trung gian ống xoắn

Tính toán kho lạnh , sử dụng chu trình 2 cấp , 2 tiết lưu , bình trung gian ống xoắn , môi chất là R22 , năng suất lạnh Qo=(300+STT) kW, nhiệt độ bay hơi to=40oC. Đặt tại Hà Nội. Đề bài này được sử dụng nhiều năm rồi nhé các bạn

Câu 4:Tính toán kho lạnh , sử dụng chu trình 2 cấp , 2 tiết lưu , bình trung gian ống xoắn , môi chất là R22 , năng suất lạnh Q o =(300+STT) kW, nhiệt độ bay hơi t o =-40 o C Đặt tại Hà Nội.

a.Tính chu trình

b.Tính chọn máy nén

c.Tính chọn TBNT và TBBH

Giải

Số thứ tự :46 nên Qo=346 kW

Vì nhiệt độ trung bình cao nhất tại Hà Nội là 29oC nên ta chọn tk=35oC

Từ đồ thị lg p-h ta có : ptg=√ pk po= √ 1.13=3 ¯ ¿

Tỷ số nén:

Π=pk

po=

13

1 = 13.

Năng suất lạnh riêng :

qo=h1-h11=388-189=199 kj/kg

Lưu lượng môi chất qua thiết bị bay hơi là :

m1=Qo

qo =

346

199 =1.739 kg/s.

Công tiêu tốn riêng cho máy nén hạ áp là :

l1=h2-h1=413-388=25

Công tiêu tốn riêng cho máy nén cao áp là :

l2=h5-h4=437-400=37

Nhiệt lượng thải ra ở thiết bị ngưng tụ :

qk=h5-h6=437-243=194

Cân bằng entapy cảu bình trung gian ta có :

h2.m1+m1.h6+(m4-m1).h7=m4.h4+m1.h10.

m4=

m1 (h6+h2−h7−h10)

h4− h7 =

1,739(243+ 413−243−189)

Hệ số chu trình lạnh :

m1( h2− h1) + m4( h5− h4) =

346 1.739 (413−388)+2.5 (437−400 ) = 2.5

Hiệu suất execgi :

ν= Tk− To

To ε=

308−228

Hệ số cấp của máy nén :

λ= λc λlt λw λr λk Với : λc=1-C(π

1

m−1 ¿

C là thể tích chết tương đối  chọn C = 0.03

M là hằng số Đối với máy nén freon chọn m=1

 λ c=1-0.03(π-1)=0.9

λlt Hệ số tính đến tổn thất do tiết lưu do clpe hút và đẩy

 Đối với freon chọn λlt=1

λ w Hệ số tính đến tổn thất do hơi hút vào xi lanh bị đốt nóng

 λ w=1

λr Hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất từ khoang nén về khoang hút qua sét măng biton và van

 Ta chọn λr=0.95

λkHệ số tính đến các tổn thất khác Ta chọn λk=1

 λ= λc λlt λw λr λk.=0,9.1.1.0,95.1=0.85 Thể tích hút máy nén hạ áp :

VHA=m1.v1

λ =

1,739.0,2

3/s Thể tích hút máy nén cao áp :

VHA=m4.v4

λ =

2,5.0,07 0,85 =0.2 m

3/s Hiệu suất chung :

η=ηi.ηe ηtd.ηel.

Hiệu suất chỉ thị ηi

ηi=λw’+b.to

Đối với máy nén freon b=0.0025

Nhiệt độ bay hơi to= -40oC

λw;=λw.λr Chọn λw=1 và λr=0.95

λw’=1.0,95=0.95

ηi=0.95+0,0025.-40=0.85

ηe= Ni

Nel

Ta có : Ni1=Ns 1

ηi =

m1( h2− h1)

ηi =

1,739(413−388)

Ni2=Ns 2

ηi =

m4( h5− h4)

ηi =

2.5 (437−400)

Ta có : Ne= Ni+Nms

Mà Nms=pms.Vtt

Pms Ta chọn máy nén freon thẳng dòng

 Pms=50

Vtt1=m1.v1=1,739.0,2=0.34

 Nms1=50.0,34=17

Ne1=51.15+17=68.15

ηe=

Ni

Ne1=

51.15

Vtt2=m4.v4=2,5.0,07=0.175

Nms2=50.0,175=8.75

Ne2=108.8+8.75=117.55

ηe=

Ni

Ne2=

108.8

Chọn ηtd=1 Và ηel=0.85

 η1 = ηi ηe ηtd ηel=0,85.0,75.1.0,85=0.54

 η2 = ηi ηe ηtd ηel=0,85.0,93.1.0,85=0.67 Công suất máy nén hạ áp là :

NHA=m1 l1

η1 =

1,739.25

Công suất máy nén cao áp là :

NCA=m4.l2

η2 =

2,5.37

Công suất điện tiêu thụ của máy nén hạ áp là :

Nel= Ne

ηtd.ηel=

68.15 1.0,85 = 80 kW.

Công suất điện tiêu thụ của máy nén cao áp là :

Nel= Ne

ηtd.ηel=

117.55 1.0,85 = ¿138,3 kW.

Công suất động cơ kéo máy nén cao áp là :

Ndc=1,3.138,3=179.79 kW.

Chọn máy nén S66F-60.2Y-40P của hãng BITZER.

b.Chọn thiết bị ngưng tụ.

Qk=m4.qk=2,5.194=485 kW

ta chọn thiết bị ống vỏ để giải nhiệt nhanh cho thiết bị.

Ta có công thức Qk=k.F Δ ttb

Mặt khác :

+Độ chênh nhiệt độ Δ ttb được tính theo công thức:

∆ ttb= ∆ tmax− ∆ tmin

ln ∆tmax

∆tmin

Với tw1=25 Nhiệt độ nước đầu vào thiết bị.

+tw2=30 Nhiệt độ nước ra khỏi thiết bị (tw2-tw1=5k)

Δtmax=tk-tw1=35-25=10

Δtmin=tk-tw2=35-30=5

Δttb=

10−5

ln 10 5 =7.2

Dựa vào bảng sau ta tra các thông số

(W/m2.K)

qf

(W/m2)

∆ t

(K ¿

1

2

3

4

5

6

-Bình ngưng ống chùm nằm ngang NH3

-Bình ngưng ống vỏ thẳng đứng NH3

-Bình ngưng nằm ngang frêôn

-Dàn ngưng kiểu tưới

-Dàn ngưng tụ bay hơi

-Dàn ngưng không khí

700÷1000

800900 700

700÷930 500÷700

30

3500÷4500

4200 3600

3500÷4650 1500÷2100 240÷300

5÷ 6 5÷ 6 5÷ 6 5÷ 6

3

8÷10

- Diện tích bề mặt truyền nhiệt F:

Fk = k Δt QK

tb = 485.1000 700.7,2 =96.23 m2

+>Lưu lượng qua bình ngưng

Mn= ∆ t C QK

p

5.14,8 = 6.6 kg/s

Ta chọn bình ngưng giả nhiệt bằng nước S66F-60.2Y-40P của hãng BITZER.

C, Chọn thiết bị bay hơi.

Với Năng suất lạnh Q0=346 Kw với nhiệt độ to=-40 C

Ta sử dụng quạt giàn lạnh

Ta lấy nhiệt độ không khí qua giàn lạnh là tf1=-30 <oC>

Nhiệt độ không khí sau khi đi qua giàn lạnh là tf2=-35 <oC>

Đối với giàn quạt ở -45 C lấy 11 <W/m2k>

Hiệu nhiệt độ ∆ tmax=tf1-to=-30+40=10

∆ tmin=tf2-to=-35+40=5

∆ ttb=

10−5

ln 13 10

=19 K

Fk = k Δt QO

tb

= 346 103

11.19 =1,65.103 m2.

Ta chọn dàn ngưng FLT3220 của hãng EDEN.