KHO cấp ĐÔNG THỊT bò

 Hệ số sử dụng diện tích buồng chứa f Diện tích buồng lạnh quy chẩn đã chọn xác định qua các hàng cột kho m2 CN α1 Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài Q1 Dòng nhiệt đi qua kết cấu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG

 Hệ số sử dụng diện tích buồng chứa

f Diện tích buồng lạnh quy chẩn đã chọn

xác định qua các hàng cột kho

m2

CN

α1 Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài

Q1 Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho

Q3 Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do

Q4 Nguồn nhiệt từ các nguồn khác nhau khi

Q5 Dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản

phẩm hô hấp chỉ có trong kho lạnh bảoquản rau quả, ở đây Q5 = 0

W

Q11 Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do

chênh lệch nhiệt độ

W

Q12 Dòng nhiệt qua tường bao, trần do ảnh

hưởng của bức xạ mặt trời

Bảng 2.1 Tên vật liệu xây dựng II 11

Bảng 2.2 Chiều dày lớp cách nhiệt của nền II 11

Bảng 5.2 Thông số đường kính ống đẩy thấp áp V 30

Bảng 5.3 Thông số đường kính ống phía cao V 31

Bảng 5.4 Thông số đường kính đầu đẩy máy MN

MỤC LỤC

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH 9

1.1 Dung tích kho lạnh 9

1.2 Diện tích chất tải 9

1.3 Tải trọng của nền và trần 9

1.4 Xác định diện tích lạnh cần xây dựng: 9

1.5 Số lượng buồng lạnh 9

1.6 Khi thiết kế mặt bằng kho lạnh 9

1.7 Dung tích thực tế của buồng 9

CHƯƠNG II: TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM KHO LẠNH 10

2.1 Mục đích, ý nghĩa, yêu cầu, đối với vật liệu cách nhiệt, cách ẩm 10

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa 10

a Đối với vật liệu cách nhiệt 10

b Đối với vật liệu cách ẩm 10

2.2 Quá trình tính toán 11

2.2.1 Cấu trúc tường, trần đều dùng tấm panel qua hình vẽ 11

2.2.2 Cấu trúc xây dựng của tường 11

2.2.3 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt cho tường 12

2.2.4 Hệ số dẫn nhiệt thực tế 12

2.2.5 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt cho nền 12,13 2.2.6 Tính kiểm tra độ đòng sương và ngưng tụ ẩm 14

2.2.7 Kiểm tra ngưng tụ ẩm trong kết cấu 14

CHƯƠNG III: TÍNH TỔN THẤT NHIỆT CHO KHO LẠNH 15

3.1 Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q 15

3.1 Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh Q1 15

3.2.1 Xác định Q1n 15

3.2.2 Xác định Q1tr 15

3.2.3 Xác định Q1t 16

3.2.4 Xác định Q1bx 16

3.3 Tổn thất do làm lạnh sản phẩn Q2 16

3.3.1 Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm Q2sp 16

3.3.2 Tổn thất lạnh để làm lạnh bao bì Q2bb 17

3.4 Dòng nhiệt cdo thông gió buồng lanh Q3 17

3.5 Tổn thất lạnh do vận hành Q4 17

3.5.1 Tổn thất lạnh do chiếu sáng Q41 17

3.5.2 Tổn thất lạnh do người làm viêc trong phòng Q 17

4.1.3 Nhiệt độ quá lạnh tql 20

4.1.4 Nhiệt độ hơi hút về máy nén th 20

4.2 Chọn chu trình 20

4.2.1 Sơ đồ nguyên lý 20

4.2.2 Đồ thị T-S và lg p-h 20,21 4.2.3 Thông số trạng thái của các điểm nút 22

4.2.4 Hệ số làm lạnh của chu trình 22

4.3 Tính toán chu trình 22

4.3.1 Năng suất lạnh riêng khối lượng 22

4.3.2 Năng suất lạnh riêng thể tích 22

4.3.3 Năng suất nhiệt riêng thải ra ở thiết bị ngưng tụ 22

4.3.4 Công nén riêng 22

4.3.5 Tỉ số nén 22

4.3.6 Độ hoàn thiện chu trình 22

4.4 Tính toán máy nén 22

4.4.1 Năng suất lạnh máy nén 22

4.4.2 Lưu lượng qua máy nén 23

4.4.3 Thể tích hút thực tế của máy nén cao áp và máy nén hạ áp 23

4.4.4 Hệ số cấp của máy nén hạ áp và cáo áp 23

4.4.5 Thể tích hút lý thuyết hạ áp và cao áp 23

4.4.6 Công nén lý thuyết hạ áp và cao áp 23

4.4.7 Hiệu suất nén hữu ích 23

4.4.8 Công nén hữu ích của cấp cáo áp và hạ áp 23

4.4.9 Công nén tiêu thụ 24

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 24

5.1 Thiết bị ngưng tụ 24

5.1.1 Xác định ∆ttb 25

5.1.2 Xác định Qk 25

5.1.3 Xác định k 25

5.1.4 Xác đinh lượng nước làm mát cung cấp cho thiết bị ngưng tụ 25

5.2 Thiết bị bay hơi 26

5.2.1 Xác định Q0 26

5.2.2 Xác định k 26

5.2.3 Xác định ∆ttb 27

5.2.4 Tháp giải nhiệt 28

5.3 Bình chứa cao áp 29

5.3.1 Mục đích 29

5.3.2 Cấu Tạo 29

5.4 Tính chọn đường ống 30

5.4.1 Đường kính ống hút phần thấp áp 30

5.4.2 Đường kính ống đẩy thấp áp 30

5.4.3 Đường kính ống phía cao áp 30

5.4.4 Đường kính đầu đẩy máy nén cao áp 31

5.4.5 Chọn đường ống nước 32

5.5 Bình trung gian (bình quá lạnh) 33

5.6 Bình chống tràn (bình chứa hạ áp) 34

5.7 Bình tách lỏng 34

5.8 Bình tách dầu 35

5.9 Bình thu hồi dầu 35

5.10 Bình tách khí không ngưng 36

5.11 Van một chiều 36

5.12 Mắt gas 37

5.13 Van chặn 37

5.14 Van tiết lưu nhiệt 37

5.15 Van điện từ 38

5.16 Van an toàn 39

5.17 Phin lọc 39

5.18 Cấu tạo của bình ngưng: 39

LỜI NÓI ĐẦU 

Kỹ thuật lạnh là một ngành kĩ thuật hiện đại, hiện đang phát triển rất mạnh và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực quan trọng: công nghiệp thực phẩm, hoá học dầu khí, y học, điều hoà không khí, thương nghiệp…

Ở Việt Nam cùng với sự phát triển kinh tế, trong những năm gần đây, nhu cầu bảo quản thực phẩm dài ngày hoặc ngắn ngày đòi hỏi những yêu cầu cao hơn trong kĩ thuật bảo quản Một trong những cách quan trọng đó là bảo quản thực phẩm ở nhiệt độ thấp, đặc biệt là làm lạnh nhanh, lạnh sâu có thể tăng được khối lượng

bước đầu tiên tìm hiểu về những ứng dụng của kĩ thuật lạnh trong

đời sống

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐÔNG

Yêu cầu thiết kế:

Kho cấp đông gió:

Công suất cấp đông: 1 Tấn/mẻ

Sản phẩm cấp đông: Thịt bò

Nhiệt độ cấp đông:  400C

Môi chất: NH3

Nơi lắp đặt hệ thống : LONG AN

Thông số môi trường ở Long An:

Nhiệt độ trung bình hàng năm 270C

Nhiệt độ mùa hè 300C

Nhiệt độ mùa đông 250C

Độ ẩm mùa hè 80 %

Nhiệt độ đọng sương 23,60C

Nhiệt độ nhiệt kế ướt 24,20C

CHƯƠNG I: THIẾT KẾ THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH

F - Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp (m2)

h - Dhiều cao chất tải ta chọn h =1,5 (m)

Do đó 2,86 1,9

1,5

V F

h

1.3 Tải trong của nền và trần:

Được tính theo định mức chất tải và chiều cao chất tải có nền và giá treo vào trần :

g ≥ g.h = 0,35 x 1,5 =0,525 (t/m3) (CT 2-3/Tr 33/TL1)

f – diện tích buồng lạnh qui chuẩn đã xác định qua các hàng cột kho (m2)

1.6 Khi thiết kế mặt bằng kho lạnh:

Z

Z

CHƯƠNG II: TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM KHO LẠNH.

2.1 Mục đích, ý nghĩa, yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt, cách ẩm.

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa:

Đối với kho lạnh có nhiệt độ thấp thì sẽ có tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh,qua trần, nền, tường Để giảm bớt tổn thất ra môi trường xung quanh nên ta cần bọc cáchnhiệt để giảm bớt sự tổn thất đó

Ngoài cách nhiệt ta cũng cần phải cách ẩm để bảo vệ kho lạnh Do môi trường xungquanh có độ ẩm cao hơn nên dể xâm nhập vào kho do áp suất của khí quyển bao giờ cũngcao hơn áp suất trong kho Hơi ẩm thẩm thấu qua lớp cách nhiệt vào làm tăng khả năngdẫn nhiệt, phá hủy lớp cách nhiệt

Mục đích tính cách nhiệt, cách ẩm là xác định : chiều dày cách nhiệt δcn , chiều dàycách ẩm δca

2.1.2 Yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt, cách ẩm:

a Đối với vật liệu cách nhiệt:

Khả năng dẫn nhiệt kém

Khối lượng riêng bé ρ (kg/m3)

Khả năng hấp thụ hơi nước nhỏ

Bền vững ở nhiệt độ cao và thấp

Không gây cháy nổ

Không mùi

Không độc hại đối với sản phẩm bảo quản

Không độc hại đối với con người và môi trường sinh thái

Rẻ tiền, dễ kiếm, dễ vận chuyển lấp đặt và sửa chữa

b Đối với vật liệu cách nhiệt:

Ẩm trở lớn

Không hút ẩm

Bền vững ở nhiệt độ làm việc

0.5 (mm)

50÷200(mm)

0.5(mm)Inox

Hình 2.1:kết cấu tấm panel

Không độc hại

Rẻ tiền, dể kiếm

2.2 Quá trình tính toán :

2.2.1 Cấu trúc tường, trần đều dung tấm panel cách nhiệt qua hình vẽ :

đã chọn là 9 x 4 (m)

chiều dài tấm panel có kích thước chuẩn là 300 x 3000 (mm)

Gọi n là số panel cần thiết cách nhiệt cho trần, ta có :

9.4 2 2 40

300.3000

m n

9.2, 5

25300.3000

m n

mm

Do kết cấu của 4 bức tường giống nhau nên tổng số tấm panel trần và tường sử dụng

Hình 2.2: Cấu trúc xây dựng của tường.

STT Tên vật liệu Chiều dày vật liệu

δ (m)

Hệ số dẫn nhiệt λ (w/m.ok)

Bảng 2.1: Tên vật liệu xây dựng.

2.2.3 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt cho tường:

11

cn k (CT 3-2/ Tr 85/ TL1)Trong đó:

δcn - Chiều dày lớp cách nhiệt (m)

λcn - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt (W/m.ok)

k - Hệ số truyền nhiệt (W/m2.ok)

α1 - Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài trời tới tường cách nhiệt (W/m2.ok)

α2 - Hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh (W/m2.ok)

δi - Chiều dày lớp cách nhiệt thứ i đã cho (m)

λi - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt xây dựng thứ i (W/m.ok)

Do cấu trúc cách ẩm, cách nhiệt của Tường, trần giống nhau nên kt và δcn không đổi

2.2.5 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt của nền:

Tên vật liệu Chiều dày vật liệu

δ (m)

Hệ số dẫn nhiệt λ (W/m.ok)

Do dòng nhiệt truyền qua nền nên:

α1 (hệ số tỏa nhiệt do trao đổi nhiệt đối lưu giữa nền và môi trường đất ta không xét đến:chọn α2 = 10,5 (W/m2.ok) (Bảng 3-7/tr86/ TL1)

2.2.6 Tính kiểm tra độ động sương và ngưng tụ ẩm:

a Kiểm tra hiện tượng động sương trần, tường:

Điều kiện để tường, trần không động sương là:

ks = 2,02(W/m2.ok) > kt =0,164 (W/m2.ok) thỏa điều kiện

=> tường và trần không bị động sương

b Tính kiểm tra động sương cho nền:

Để tránh nền bị đóng băng nên ta bố trí một lớp bêtông có ống thông gió do vây nên ta cũng cần kiểm tra xem hơi nước trong dòng không khí đi qua ống thông gió có ngưng tụ lại hay không (động sương)

Tương tự như kiểm tra động sương qua tường và trần ta có:

Vậy nền không bị động sương

2.2.7 Kiểm tra ngưng tụ ẩm trong kết cấu:

Dòng ẩm đi từ phía có nhiệt độ cao vào kết cấu cách nhiệt dưới dạng mao dẫn.

Do đó ở vùng có nhiệt độ cao thì phân áp suất riêng phần của hơi nước lơn hơn ở vùng

có nhiệt độ thấp

Nên nếu có khu vực nào đó trong kết cấu bao che mà phân áp suất riêng phần của hơi nước lớn hơn phân áp suất riêng phần của hơi nước bảo hòa thì tại đó xảy ra ngưng tụ ẩm Nếu tổng trở lực dẫn ẩm của kết cấu mà lớn hơn tổng trở lực dẫn ẩm thì không có hiệntượng động ẩm

Do kết cấu bao che được làm bằng Inox, giấy dầu, bê tong…nên dòng ẩm xâm nhập vào kết cấu gần như không có nên ta không kiểm tra đọng ẩm

CHƯƠNG III: TÍNH TỔN THẤT NHIỆT CHO KHO LẠNH.

Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho

lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giửa buồng lạnh và không khí bên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lấp đặt

3.1Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức:

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

Trong đó:

Q1 - Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh

Q2 - Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình sử lý lạnh

Q3 - Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh

Q4 - Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh

Q5 - Dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi hô hấp

3.2.3 Xác định Q 1 t :

Q1t = kt.Ft.∆t (W)

Trong đó:

Kt - Hệ số truyền nhiệt của tường, kt = 0,19 (W/m2.ok)

Ft - Diện tích của tường:

h1, h2 - Entanpy của sản phẩm trước và sau khi sử lý lạnh (kJ/kg)

M - Công suất buồng gia lạnh, công suất buồng kết đông (tấn/ngày đêm)

Q2sp - Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra

Theo (TL1 /Tr112) hàng thực phẩm nhập vào kho cấp đông đã qua khâu làm lạnh sơ

bộ trước nên nhiệt độ sản phẩm nhập vào kho sẽ có nhiệt độ khoảng (10 ÷ 12)oC, ta chọn nhiệt độ sản phẩm vào kho lạnh t1 = 100C, nhiệt độ ra t2 = 400C

sp

(kw) = 3000 (W)

3.3.2 Tổn thất lạnh để làm lạnh bao bì Q 2bb :

Q2bb = Mb Cb ( t1 – t2)

3600.24

1000

Mb- Khối lượng của bao bì cùng với sản phẩm nhập vào buồng bảo quản lạnh (tấn/ngày đêm)

Cb- Nhiệt dung riêng bao bì

t1- Nhiệt độ bao bì trước khi đưa vào buồng lạnh

t2- Nhiệt độ trong phòng bảo quản

Vì sản phẩm bảo quản là thịt bò nên không cần thông gió vì vậy Q3 = 0

n - Là số người làm việc trong buồng,

350 - Nhiệt độ người thải ra khi làm công việc nặng nhọc (W/người)

(Số người làm việc trong buồng lạnh phụ thuộc vào công nghệ gia công chế biến, vận chuyển, bốc xếp)

Buồng lạnh của ta có diện tích 36 (m2) < 200 (m2) nên ta có n = 2 ÷ 3 (người)

Chọn n = 3

Do sản phẩm kết đông là bò nên không có hô hấp Vậy Q5 = 0

Kết luận: Tổng tổn thất lạnh trong phòng cấp đông là:

ΣQ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 =1756 + 3000 + 0 + 11525 + 0 =16281 (W)

3.7 Phụ tải nhiệt cho thiết bị:

Phụ tải nhiệt cho thiết bị là tải nhiệt dung để tính toán diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng phải lớn hơn công suất máy nén, nên phải có hệ số dự trữ nhầm tránh những biến động có thể xảy ra tong quá trình vận hành

Vì thế phụ tải nhiệt cho thiết bị được lấy bằng tổng của tất cà các tổn thất nhiệt

Q = 16281 (W)

3.8 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén:

Năng suất lạnh của máy nén được xác định theo biểu thức:

b

Q k

b - Hệ số thời gian làm việc, chọn b = 0,7 (tr121/TL1)

k - Hệ số lạnh tính toán tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh

t0 = tf – (5 ÷ 7)0C

= –40 – 6 = –460C

CHƯƠNG IV: TÍNH CHỌN CHU TRÌNH LẠNH, TÍNH CHỌN

MÁY NÉN

4.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc:

Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh được đặc trưng 4 nhiệt độ sau:

t0 - Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh

tk - Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh

tql - Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu

tqn - Nhiệt độ hơi hút về máy nén (nhiệt độ hơi quá nhiệt)

4.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0 :

Phụ thuộc vào nhiệt độ của buồng lạnh

t0 = tf + ∆t0

Trong đó :

tf - Nhiệt độ buồng lạnh, tf = –400C

∆t0 - Hiệu nhiệt độ yêu cầu

Đối với dàn bay hơi trực tiếp, nhiệt độ bay hơi lấy thấp hơn nhiệt độ buồng (8÷130C)

Để không phải đưa thêm nhiệt độ sôi bổ sung, đối với một số buồng lạnh riêng biệt (khi cần duy trì độ ẩm thấp) người ta lấy hiệu nhiệt độ đến 150C Nhưng cũng có trường hợp (khi cần duy trì độ ẩm cao trong buồng) hiệu nhiệt độ chỉ là (5÷60C)

tw2 - Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng

∆tk - Hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, ∆tk = 3 ÷ 50C

12 - Bơm nước xả băng

13 - Bơm giải nhiệt

q q

p

Điểm nút

Nhiệt độ T(0C)

Sap suất

Thể tích V(m3/kg)

Entropi S(kJ/kg)

-4.4.2 Lưu lượng qua máy nén:

Lưu lượng qua máy nén hạ áp:

1 0

0

190,021136

Q m q

   (kg/s) Lưu lương qua máy nén cao áp:

T p

p p p

p p c p

p

0

0 0 1

0 0

k

tg tg

tg tg k

k k tg

tg tg CA

T

T p

p p p

p p c p

p p

4,08

5, 23( )0,78

s e e

e el

e el

min max

min max

ln

t t

t t

tw1: nhiệt độ nước vào bình ngưng

tw2: nhiệt độ nước ra bình ngưng

Hệ thống đặc tại LONG AN có nhiệt độ môi trường (t = 270C,  = 80%) Tra đồ thị d) của không khí ẩm (môi chất lạnh), ta có: tư = 24,20C

t C

Q V



  (m3/s) (CT 8-8/TL1) Trong đó:

Qk -Tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ (kw)

Vn - Lượng hiệt dung riêng của nước C = 4,19 (kJ/ kg.0k)

C - Hiệu dung riêng của nước C = 4,19 (kJ/ kg.0k)

ρ - Khối lượng riêng của nước ρ = 1000 (kg/m3)

∆tw - Độ tăng nhiệt độ trong thiết bị ngưng tụ: ∆tw = tw2 – tw1 = 3126 = 50C

=> 13, 2 6,3.10 4

4,19.1000.5

n

V    (m3/s) = 0,63 (dm3/s = 0,63 (l/s)