Đồ án lạnh môi chất r22 thịt heo với công suất 4,5 tấn mẻ

-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 Hướng dẫn thiết kếhệ thống lạnh.. -: hệ số tỏa nhi

Trang 1

CHƯƠNG : I TỔNG QUAN GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

1.1 MỤC ĐÍCH CẤP TỮ ĐÔNG.

-Để có thể gữ cho thực phẩm lâu dài nhằm cung cấp, phần phối cho nền

kinh tế quốc dân thì phải cấp đông và trữ đông nhằm dữ cho thực phẩm ở nhiệt

độ thấp (˗18ºC ÷˗40ºC) bởi vì nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất chậm Vì vậy có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài

1.2 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI.

Trang 2

1.2.4 Quy trình sản xuất

-Thịt heo sau khi đi qua phân xưởng chế biến được đưa vào phòng cấp đông,

đóng gói và cấp đông đến nhiệt độ = ˗35ºC, sau đó đưa vào phòng trữ đông có nhiệt độ trung bình sản phẩm = ˗12ºC, nhiệt độ phòng = ˗18ºC

Cấp đông

(-35)

Làm lạnh sơ bộ18ºCGia công sản phẩm

Trữ đông(

Đóng gói

Trang 3

CHƯƠNG II: TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT

BẰNG KHO LẠNH

2.1 TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG CẤP ĐÔNG.

2.1.1 Thông số cho trước

- công suất: 4,5 tấn/mẻ -sản phẩm: thịt heo

Với: - là chiều cao chất tải, m;

Vì công suất nhỏ và chọn bốc xếp thủ công nên chọn = 2m

Trang 4

Suy ra:

= = 13, 23527 [ ]

2.1.4 Diện tích trong của phòng lạnh:

Theo công thức (2-4), trang 30, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh:

2.2 TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG TRỮ ĐÔNG.

Thông số cho trước: -Công suất: E= 60 tấn

-Sản phẩm: Thịt heo

2.2.1 Thể tích chất tải:

Trang 5

Với: -là chiều cao chất tải, m:

Vì chọn bốc xếp bằng tay nên lấy = 2 m Suy ra:

= = 66, 67 []

2.2.3 Diện tích trong của phòng lạnh:

Theo công thức (2-4) trang 30, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh:

= , []

Với: -hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, kể đến đường đi lại và diện tíchchiếm chỗ của dần bay hơi

Trang 6

Tra theo bảng (2-4) trang 30, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta có: = 0,7.

Với: f là diện tích phòng quy chuẩn vì sử dụng tấm panel có kích thước là bội

số của 1,2m nên chọn f= 6 x 6 Suy ra:

Z = = 1,322Vậy số phòng trữ đông là 2 phòng Kích thước mỗi phòng = 7,2 x 7,2

Trang 8

CHƯƠNG III: TÍNH CÁCH NHIỆT KHO LẠNH

Mục đích chương này: Nhằm xác định chiều dày lớp cách nhiệt của kết cấukho lạnh thỏa mãn điều kiện tối ưu về kinh tế và kỹ thuật (thỏa mãn tối ưulượng lạnh tiết kiệm được với vố đầu tư) và bảo đảm tránh hiện tượng đọngsương

3.1 TÍNH CÁCH NHIỆT PHÒNG TRỮ ĐÔNG

3.1.1 Thông số cho trước:

-Trạng thái không khí bên ngoài: = 37,5ºC ; = 75%

-Trạng thái phòng lạnh: = -18 ºC;

3.1.2 Tường phòng trữ đông:

-các tường làm việc của một kho lạnhlàm việc ở nhiều điều kiện khác nhautùy theo môi trường mà tường tiếp xúc Tuy nhiên ta không cần tính cách nhiệtmôic tường màchỉ tính cho tường làm việc khắc hiệt nhất (là tường tiếp xúc với

Trang 9

môi trường không khí ngoài trời) và chiều dày cách nhiệt chung của phòng(trần, nền) được lấybằng nhau.

-Tường ngăn cách giữa hai phòng lạnh dù hai nhiệt độ bằng nhau cũngphải cách nhiệt như tường băng ngoài Vì đề phòng một trong hai phòng lạnhkhông hoạt động nhiệt độ tăng lên gần bằng nhiệt độ môi trường

a/ Cấu tạo và số liệu.

1

b/ Xác định chiều dày lớp cách nhiệt:

Trang 10

-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 Hướng dẫn thiết kế

hệ thống lạnh

= , Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:

= [ – ( )], [m]

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

- : hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt,

- hệ số truyền nhiệt,

-: hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt

-: hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh tới buòng lạnh,

- : bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, [m]

-: hệ số dẫn nhiệt của lướp vật liệu thứ i,

Tra bảng 3-3 ta có: Hệ số truyền nhiệt k vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh Với vách bao ngoài và =-18 C thì = 0, 22 .

Tra bảng 3-7 hệ số tỏa nhiệt và

- : Bề mặt ngoài của vách

- : Bề mặt trong buồng lửa lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải

= 0,041[ – ( )]=0.018 [m]

Trang 11

Trên thực tế thì chièu dày của tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiều dày thực tế của của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiên nó phải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được ở đây chọn theo chièu dày thực tế của tấm cách nhiệt là = 0,2 m.

Hệ số truyền nhiệt thực tế:

==0.2032

c/ Kiếm tra đọng sương:

Điều kiện để vách ngoài không đọng sương

=0.95 ,

Với: -: nhiệt độ đọng sương của môi trường bên ngoài Tra bằng đồ thị

h -x có: = 37,5ºC ; = 75% Tra được = 32 ºC

=0, 95 = 2, 19 -Vậy thỏa mãn điều kiện vách ngoài không đọng sương:

3.1.3 Trần phòng trữ đông:

a/ Cấu tạo và số liệu:

Trang 12

1 2 3

1 Tol Sắt 0,002 67, 58 http://www.cachnhiet.net/trang/96.html

2 Foam(polyurethane) 0,041 Trang 61, tài liệu HDTKHTL

3 Tol Sắt 0,002 67, 58 http://www.cachnhiet.net/trang/96.html

Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lớp lấytừ công thức (3-1) trang 64, tài liệu Hướng dẫn thiết kế

hệ thống lạnh

= [ – ( ) ] , [m]

Trang 13

-: bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, [m]

Tra bảng 3-3: Hệ số truyền nhiệt k vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh Với mái bằng thì

Do kho lạnh đặt trong nhà xưởng có mái che nên theo trang 62 tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh thì lấy tăng lên 10% Khi đó

Tra bảng 3-7: Hệ số tỏa nhiệt và

c/ Kiểm tra đọng sương:

Điều kiện để vách ngoài không đọng sương:

=0, 95 ,

Trang 14

Với: -: Nhiệt độ đọng sương của môi trường bên ngoài Tra bằng đồ thị h– x trang 09, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Có = 37,5ºC ; = 75%,tra được = 32ºC.

Suy ra:

=0, 95 = 2.675 ,

Vậy thỏa mãn điều kiện để vách ngoài không đọng sương: =????

3.1.4 Nền phòng trữ đông:

Đối với kho lạnh làm việc ở nhiệt độ âm sâu nếu đặt trực tếp lên nền đất thì

có nguy cơ đóng băng lớp ẩm dưới nền đất dãn nỡ gây phá vỡ kho lạnh Vì vậy phải sưởi ấm nền kho lạnh có nhiệt độ âm sâu Đối với các nước nhiệt đới như Việt Nam chỉ cần thông gió tự nhiên là được

1 2 3

Lớ

p

1 Tol Sắt 0,002 67,58 http://www.cachnhiet.net/trang/96.html

Trang 15

2 Foam (polyurethane) 0,041 Trang 59 tài liệu HDTKHTL

Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lướp lấy từ công thức (3-1) trang 64 tài liệu Hướngdẫn thiết

kế hệ thống lạnh

= [ – ( ) ] , [m]

-: hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh,

-: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i,

Tra bảng 3-6: Hệ số truyền nhiệt k vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ

buồng lạnh Với mái bằng thì

= 7 : Bề mặt ngoài của vách

= 9 : Bề mặt trong buồng lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải

Trang 16

= 0, 041 [ – ( ) ] = 0.176 [m]

-Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là = 0, 2m

-Hệ số truyền nhiệt thực tế:

== 0.195

=0, 95 ,

Với: -: Nhiệt độ đọng sương của môi trường bên ngoài Tra bằng đồ thị h– x trang 09, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Có = 37,5ºC ; = 75%,tra được = 32ºC

Suy ra:

=0, 95 =0.804 ,

Vậy thỏa mãn điều kiện để vách ngoài không đọng sương: =????

3.2 TÍNH CÁCH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG:

3.2.1 Thông số cho trước:

-Trạng thái không khí bên ngoài: = 37,5ºC ; = 75%

-Trạng thái phòng lạnh: = -35 ºC;

3.2.2 Tường phòng cấp đông:

-Các tường làm việc của một kho lạnhnlàm việc ở nhiều điều kiện khácnhau tùy theo môi trường tiếp xúc Tuy nhiên ta không cần tính cách nhiệt mỗi

Trang 17

tường mà chỉ tính cho tường làm việc khắc nhiệt nhất (là tường tiếp xúc với môitrường không khí ngoài trời).

1

-Chiều dày lớp cánh nhiệt tính thoe công thức tính hệ số truyền nhiệt k quavách phẳng nhiều lớp lấy từ công thức (3-1) trang 64 tài liệu Hướng dẫn thiết

= ,

Trang 18

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:

= [ – ( )], [m]

=0, 95 ,

Với: -: Nhiệt độ đọng sương của môi trường bên ngoài Tra bằng đồ thị h – xtrang 09, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh

Trang 19

-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 Hướng dẫn thiết kế

hệ thống lạnh

Trang 20

= [ – ( )], [m]

Do kho lạnh đặt trong nhà xưởng có mái che nê theo trang 62 tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh thì lấy = 0, 17 1,1= 0,187 .

Hệ số truyền nhiệt thực tế:

Trang 21

==0, 199

c/ Kiếm tra đọng sương:

Điều kiện để vách ngoài không đọng sương

=0, 95 ,

Với: -: nhiệt độ đọng sương của môi trường bên ngoài Tra bằng đồ thị

h -x có: = 37,5ºC ; = 75% Tra được = 32 ºC

=0, 95 = 1, 67 -Vậy thỏa mãn điều kiện vách ngoài không đọng sương:

3.2.4 Nền phòng cấp đông:

Đối với kho lạnh làm việc ở nhiệt độ âm sâu nếu đặt trực tếp lên nền đất thì

có nguy cơ đóng băng lớp ẩm dưới nền đất dãn nỡ gây phá vỡ kho lạnh Vì vậy phải sưởi ấm nền kho lạnh có nhiệt độ âm sâu Đối với các nước nhiệt đới như Việt Nam chỉ cần thông gió tự nhiên là được

1 2 3

Trang 22

Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lướp lấy từ công thức (3-1) trang 64 tài liệu Hướngdẫn thiết

= [ – ( ) ] , [m]

-: hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh,

-: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i,

Tra bảng 3-6: Hệ số truyền nhiệt k vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ

buồng lạnh Với mái bằng thì

= 7 : Bề mặt ngoài của vách

Trang 23

= 10, 5 : Bề mặt trong buồng lưu thông không khí cưỡng bức vừa phải.

= 0, 041 [ – ( ) ] = 0, 1952 [m]

-Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là = 0, 2m

-Hệ số truyền nhiệt thực tế:

== 0, 1954

=0, 95 ,

Với: -: Nhiệt độ đọng sương của môi trường bên ngoài Tra bằng đồ thị h– x trang 09, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Có = 37,5ºC ; = 75%,tra được = 32ºC

Suy ra:

=0, 95 = 0, 504

Vậy thỏa mãn điều kiện để vách ngoài không đọng sương:

= 0, 504

Trang 24

CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

-Chương này nhằm tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh Để từ đó tính racông suất yêu cầu của máy lạnh

-Tổn thất lạnh từ kho lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức:

= 0

: Là tổn thất lạnh do vận hành, [w]

Trang 25

: Là tổn thất lạnh do sản phẩm thở (Rau, hoa quả ), ở đây sản phẩm

Trang 26

1 Thông số cho trước

- Là tổng tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do đối lưu

- Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặ trời Vì kho lạnh có thiết

kế thêm một mái che nắng mưa ở trên trần kho lạnh do đó bức xạ từ mặt trời vào kho lạnh là không có => = 0

Vậy: = ,[W]

Với:

- Hệ số truyền nhiệt của vách thứ i

Đối với vách bao bên ngoài , trần, nền thì đã được tính trong chương 2.Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh thì ta chọn k tối ưu theo bản 3-5

Trang 27

Trang 64 tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Đối với tường ngăn giữa cácbuồng cấp đông và trữ đông có: = 0,47

Đối với tường ngăn FK với hành lang tra bảng 3-4, trag 63, tài liệu Hướng dẫn thiết ké hệ thống lạnhbằng phương pháp nội suy ta tính được = 0,265

- là diện tích bề mặt kết cấu,

- là nhiệt độ bên ngoài phòng lạnh,

- là nhiệt độ bên trong phòng lạnh,

Đối với các tường ngăn giữa các buồng được làm lạnh với các buồng không được làm lạnh thì hiệu nhiệt độ định hướng bằng:

+ 70% hiệu nhiệt độ giữa buông lạnh với bên ngoài nếu như hành lang, buồng đệm có cửa thông với bên ngoài;

+ 60% nếu buồng đệm, hành lang không có cửa thông với bên ngoài

Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:

Kết cấu Kích thước, Diện tíchF,

Hệ sốtruyềnnhiệt k,

Trang 28

- E là công suất buồng cấp đông, tấn/mẻ;

- là entanpy của thịt lợn trước khi đưa vào phòng cấp đông ở

- là khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm, tấn Theo trang

84, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, khối lượng bao

Trang 29

bì chiếm tới khối lượng hàng Ở đây ta chọn bao bì bằngkim loại nên chọn

- là nhiệt dung riêng của bao bì, kJ/kgK Lấy theo trang 84, tài

liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, ta có: kJ/kgK;

Suy ra:

Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:

2.3 Tổn thất lạnh do vận hành:

Tổn thất lạnh do vận hành bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng, dongười làm việc trong phòng, do các động cơ điện và do mở cửa:

- F là diện tích của buồng, m2 Ở đây F = = 36 m2.Suy ra:

Trang 30

b/ Dóng nhiệt do người tỏa ra:

+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (làm quay quạt thông gió, quayđộng cơ quạt dàn bay hơi ) Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát vớikhông khí trong môi trường biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kholạnh

Theo công thức (4-19a) và (4-19b), trang 116, tài liệu Hướng dẫn thiết kế

hệ thống lạnh, ta có:

Với:

Trang 31

- là hiệu suất của động cơ;

đối với động cơ đặt trong phòng lạnh;

đối với động cơ đặt ngoài phòng lạnh;

- là công suất của động cơ điện, kW;

Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất điện cho phòng có công suất E = 4, 5 tấn/mẻ là:

Suy ra:

d/ Tính dòng nhiệt khi mở cửa:

Với:

- B là dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2;Tra theo bảng 4-4, trang 117, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệthống lạnh:

- F là diện tích phòng lạnh, m2.Đây là phòng cấp đông, F = 36 m2 nên ta tra được B = 32 W/m2

Suy ra:

Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:

3 Tính nhiệt kho lạnh:

Tổng tổn thất lạnh phòng cấp đông:

Trang 32

+ + = + + = 20142, 57

4 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén:

Tải nhiệt của máy nén tính theo công thức:

Trong đó:

- là do các phòng lạnh được bố trí ghép sát nhau, càng nhiều

phòng thì chọn về phía 0,85 Nếu 2 phòng lạnh đặt rời nhau thì hệ số này bằng 1;

- kể đến hệ số không đồng thời của tổn thất lạnh do vận hành.

Ở đây chỉ có 1 phòng cấp đông nên ta có:

+ + 14812, 41 W

Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (4-24), trang120, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh:

Trong đó:

- k là hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và thiết bị

lạnh (tra trang 121, tài liệu Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh);

- b là hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén;

Đối với hệ thống lạnh lớn: b = 0, 9Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có

Suy ra:

4.2 TÍNH TOÁN PHÒNG TRỮ ĐÔNG :

1 Thông số cho trước:

E= 60 tấn/mẻ

Trang 33

Sản phẩm: thịt heo

Nhiệt độ phòng trữ đông:

Nhiệt độ ngoài trời: (tại Hà Tĩnh)

-Vì hai phòng trữ đông có công suất như nhau nên ta chỉ tính cho phòng BIFE là phòng làm việc khắc nhiệt nhất

2 Tổn thất lạnh của phòng lạnh:

2.1 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che:

Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:

Kết cấu Kích thước, Diện

tích F,

Hệ số truyềnnhiệt k, , , WTường IF 7,6087,200 54,77 0,2032 33,6 373,94Tường FG 7,6087,200 54,77 0,2032 39,2 436,26Tường GH 7,6087,200 54,77 0,2032 55,5 617,67Tường HI 7,6087,200 54,77 0,2032 55,5 617,67Nền 7,6087,608 57,88 0,195 55,5 592,74Trần 7,6087,608 57,88 0,1987 55,5 603,99

Vậy tổn thất lạnh qua kết cấu bao che:

Trang 34

b Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng

4 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén

Có 2 phòng trữ đông nên theo công thức

Trang 35

Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức:

Định dạng
Số trang	71
Dung lượng	593,87 KB