Thiết kế kho lạnh với công suất 2 tấn cá trên mẻ

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn MỤC LỤC Trang 4 CHƯƠNG MỞ ĐẦU І Mục đích ý nghĩa hệ thống lạnh ІІ Nhiệm vụ đề tài Cấp đông Trữ đơng Thơng số mơi trường CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH §1.1 Tính kích thước phòng cấp đơng Tính thể tích chất tải: Vct Tính diện tích chất tải : Fct Chiều cao phòng cấp đơng Chiều cao phòng cấp đơng Xác định số phòng cấp đơng: n §1.2 Tính kích thước phòng trữ đơng Tính thể tích chất tải: Vct Tính diện tích chất tải : Fct Chiều cao phòng trữ đơng Chiều cao phòng trữ đơng Xác định số phòng trữ đơng: n §1.3 Bố trí mặt kho lạnh CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH §2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh Kết cấu số liệu 2.Tính tốn Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh 11 Kết cấu thơng số 2.Tính tốn Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.3 Tính cách nhiệt kho lạnh 13 Kết cấu thông số 2.Tính tốn Kiểm tra nhiệt độ đọng sương §2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh 14 CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH §3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đơng 17 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1 Tính tổn thất lạnh làm lạnh sản phẩm bao bì: Q2 3.Tính tổn thất lạnh vận hành: Q4 Tính nhiệt kho lạnh Cơng suất lạnh u cầu máy nén §3.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đơng 20 Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1 Tổn thất lạnh làm lạnh sản phẩm bao bì Q2: 3.Tính tổn thất lạnh vận hành: Q4 SVTH: Võ Văn Đại Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Tính nhiệt kho lạnh Cơng suất lạnh u cầu máy nén CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN §4.1 Chọn mơi chất §4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đơng І Thơng số ban đầu ІІ Tính tốn chu trình Chọn nhiệt độ bay : Chọn nhiệt độ ngưng tụ : Tính cấp nén chu trình Chọn chu trình lạnh Chọn độ lạnh, độ nhiệt Xây dựng đồ thị lập bảng thông số điểm nút Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống Phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ Xác định công máy nén 10 Tính chọn cơng suất lạnh 11 Hệ số làm lạnh Ш Chọn máy nén 1.Chọn máy nén Chọn động kéo máy §4.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đơng І Thơng số ban đầu ІІ Tính tốn chu trình Chọn nhiệt độ bay : Chọn nhiệt độ ngưng tụ : Tính cấp nén chu trình Chọn chu trình lạnh Chọn độ lạnh, độ nhiệt Xây dựng đồ thị lập bảng thơng số điểm nút Tính tốn chu trình Ш Tính chọn máy nén động kéo Tính chọn máy nén 2.Chọn động cho máy nén CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ §5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ Chọn thiết bị ngưng tụ Mục đích thiết bị ngưng tụ Cấu tạo Tính chọn thiết bị ngưng tụ Ngun lý làm việc §5.1 Tính chọn thiết bị bay Chọn thiết bị bay Mục đích thiết bị bay Cấu tạo Nguyên lý làm việc Tính chọn thiết bị bay SVTH: Võ Văn Đại 23 22 28 34 35 Trang: Đồ án mơn học: Kỷ Thuật Lạnh §5.3 Tính chọn thiết bị phụ Bình chứa cao áp Bình tách dầu Bình gom dầu Bình trung gian Bình hồi nhiệt 6.Thiết bị tách khí khơng ngưng Tính chọn tháp giải nhiệt SVTH: Võ Văn Đại GVHD:Nguyễn Thành Văn 37 Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn CHƯƠNG MỞ ĐẦU І Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA HỆ THỐNG LẠNH - Từ xa xưa người biết sử dụng lạnh cho đời sống, cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với vật lạnh Sau kỹ thuật lạnh đời thâm nhập vào ngành kinh tế quan trọng hỗ trợ tích cực cho ngành như:  Ngành cơng nghệ chế biến bảo quản thực phẩm  Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc  Trong y tế: chế biến bảo quản thuốc  Trong cơng nghiệp hố chất  Trong lĩnh vực điều hồ khơng khí - Đóng vai trò quan trọng ngành cơng nghiệp chế biến bảo quản thực phẩm Tuy nhiên để giữ cho thực phẩm lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho kinh tế quốc dân, phải cấp đơng trữ đơng nhằm giữ cho thực phẩm nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 40 C) Bởi nhiệt độ thấp vi sinh vật làm thiu thực phẩm bị ức chế, trình phân giải diễn chậm Vì mà giữ cho thực phẩm không bị hỏng thời gian dài II QUY TRÌNH SẢN XUẤT Sản phẩm sơ chế (180C) - > Cấp đơng(-150C) - > Đóng gói - > Trữ đông(-150C) - > Xuất hàng SVTH: Võ Văn Đại Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh II NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Cấp đông: - Sản phẩm bảo quản: Cá - Công suất: - Nhiệt độ cá đầu vào: - Nhiệt độ cá đầu ra: - Nhiệt độ phòng cấp đơng: Trữ đơng: - Cơng suất : - Nhiệt độ phòng trữ đơng: Thơng số môi trường: Địa điểm xây dựng: Nhiệt độ môi trường: Độ ẩm môi trường: - SVTH: Võ Văn Đại GVHD:Nguyễn Thành Văn E = tấn/mẻ 180C ttb = -150C -350C E = 35 -180C Quảng Trị tn = 37,10C(tra bảng trang 7, cột 4, tài liệu 1) φn = 74% Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH Mục đích chương xác định kích thước phòng kho lạnh bố trí hợp lí mặt kho lạnh §1.1 Tính kích thước phòng cấp đơng Cho biết: - Công suất : E = tấn/mẻ - Sản phẩm: Cá Tính thể tích chất tải: Vct E , [m3] gv Vct= Với: - E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đơng - gv= 0,17 tấn/m3 : định mức chất tải thể tích(theo trang 29 tài liệu 1) Suy ra: = 11,8 m3 0,17 Vct= Tính diện tích chất tải : Fct Fct= Vct , [m2] hct Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m(bốc dở thủ công) Suy ra: Fct= 11,8 = 5,9 m2 Diện tích phòng lạnh: Ftr Fct , [m2] F Ftr= Với : βF: hệ số kể đến đường lại,diện tích chiếm chỗ dàn bay hơi,quạt Ở dây ta chọn βF = 0,54 Suy ra: Ftr= 5,9 = 10,9 m2 0,54 Chiều cao phòng cấp đơng htr= hct+ ∆h , [m] Với: ∆h chiều cao kể đến gió đối lưu buồng, chọn ∆h = 1m Suy ra: htr=2+1= m Xác định số phòng cấp đông: n n= Ftr , f Với: f diện tích buồng lạnh quy chuẩn Chọn f= 4x4 m2 Suy ra: n= 10,9 = 0,7 16 chọn n =1 phòng => Cỡ buồng cấp đông là: Ftr = f = 4x4 m2 §1.2 Tính kích thước phòng trữ đơng Cho biết: - Công suất: E = 35 Tính thể tích chất tải: Vct Vct = Với: E , [m3] gv - E [tấn]: Công suất chất tải phòng trữ đơng SVTH: Võ Văn Đại Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn - gv= 0,45tấn/m3 : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-3 tài liệu [1] cá đông lạnh Suy ra: Vct = 35 = 78 m3 0, 45 Tính diện tích chất tải : Fct Fct = Vct , [m2] hct Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m Suy ra: Fct= 78 = 39 m2 Diện tích phòng lạnh: Ftr Ftr= Fct , [m2] F Với : βF: hệ số kể đến đường lại, diện tích chiếm chỗ dàn bay hơi, quạt Ở dây ta chọn theo bảng 2-4 trang 30 tài liệu[1] với diện tích buồng lạnh từ 20÷100 m2 có βF=0,7 Suy ra: Ftr = 39 = 56 m2 0, Chiều cao phòng trữ đơng htr = hct+ ∆h , [m] Với: ∆h chiều cao kể đến gió đối lưu buồng chọn ∆h = 1m Suy ra: htr = 2+1 = m Xác định số phòng trữ đơng: n n= Ftr , f Với: f diện tích buồng lạnh quy chuẩn Chọn f = 6x6 m2 Suy ra: n= 56 = 1,6 36 chọn n = phòng => Cỡ buồng trữ đơng là: Ftr = f = 6x6 m2 §1.3 Bố trí mặt kho lạnh *Yêu cầu: - Bố trí mặt phải thoả mãn dây chuyền sản xuất theo chiều, tránh chồng chéo lẫn - Đảm bảo tổn thất lạnh mơi trường nhỏ - Có thể mở rộng sản xuất SVTH: Võ Văn Đại Trang: Đồ án mơn học: Kỷ Thuật Lạnh PHỊNG MÁY CĐ (-35°C) GVHD:Nguyễn Thành Văn VAN PHÒNG TĐ (-18°C) TĐ (-18°C) CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM KHO LẠNH Do chênh lệch nhiệt độ môi trường kho lạnh lớn Do để giảm tối đa tổn thất nhiệt mơi trường phải bọc cách nhiệt Biết lớp cách nhiệt dày tổn thất nhiệt Nhưng chiều dày phải đảm bảo tối ưu hố chi phí đầu tư tiết kiệm lượng vận hành Mục đích chương để giải vấn đề Trong khn khổ đồ án mơn học khơng cần tínhlớp cách ẩm Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo cơng thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lớp lấy từ công thức (3-1) trang 64 tài liệu [1] n k =   i   cn  , [W/m2K]   n 1 i cn  Suy chiều dày lớp cách nhiệt: n 1  i  δcn=λcn         , [m]  k   i 1 i    Với: - δcn: Độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, [m] - λcn: Hệ số dẫn nhiệt vật liệu cách nhiệt , [W/mK] - k : Hệ số truyền nhiệt, [W/m K] - α1: hệ số toả nhiệt mơi trường bên ngồi tới tường cách nhiệt, [W/m K] - α2: hệ số toả nhiệt vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m K] - δi: Bề dày yêu cầu lớp vật liệu thứ i, [m] - λi: Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu thứ i, [W/mK] §2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh Chúng ta tính cách nhiệt chung cho tường tính cho tường khắc nghiệt Chiều dày lớp cách nhiệt xác định theo yêu cầu bản: - Vách ngồi kết cấu bao che khơng phép đọng sương, nghĩa độ dày lớp cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt vách ngồi lớn nhiệt độ đọng sương mơi trường ts Chọn chiều dày cách nhiệt cho giá thành đơn vị lạnh rẻ SVTH: Võ Văn Đại Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Kết cấu số liệu 34 Lớp Vật liệu Vữa trát xi măng Gạch đỏ Vữa trát xi măng Bitum Giấy dầu Polystiron Giấy dầu Lưới mắt cáo,vữa mác cao Móc sắt δ [m] 0,015 0,2 0,015 0,003 0,006 ? 0,002 0,02 λ [W/m2K] 0,9 0,82 0,9 0,18 0,15 0,047 0,15 0,9 2.Tính tốn a Phòng trữ đơng - Hệ số toả nhiệt bề mặt ngồi tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1] có α1 = 23,3 W/m2K - Hệ số toả nhiệt bề mặt buồng lạnh lưu thông khơng khí cưỡng vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K - Đối với phòng trữ đơng nhiệt độ phòng -18 0C Tra bảng 3-3 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho vách bao ngồi Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,22 W/m2K Thế số vào ta tính chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn = 0,047[ 1 0, 015 0, 0, 003 0, 006 0, 002 0, 02 (        )] 0, 22 23,3 0,9 0,82 0,18 0,15 0,15 0,9 = 0,19 m Trên thực tế chiều dày cách nhiệt quy chuẩn Do chiều dày thực tế lớp cách nhiệt chọn theo quy chuẩn với điều kiện phải lớn chiều dày xác định Ở chọn chiều dày thực tế tt cách nhiệt là:  cn = 0,2 m tt Ứng với  cn ta tính hệ số truyền nhiệt thực tế: SVTH: Võ Văn Đại Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn 0, 015 0, 0, 003 0, 006 0, 002 0, 02 0, ktd =         = 0,2 W/m K 23,3 0,9 0,82 0,18 0,15 0,15 0,9 0, 047 b Phòng cấp đơng - Hệ số toả nhiệt bề mặt tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có : α1= 23,3 W/m2K - Hệ số toả nhiệt bề mặt buồng lạnh lưu thơng khơng khí cưỡng mạnh tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K - Đối với phòng cấp đơng nhiệt độ phòng -35 0C Tra bảng 3-3 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho vách bao ngồi Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,19 W/m2K Thế số vào ta tính chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn = 0,047[ 1 0, 015 0, 0,003 0, 006 0, 002 0, 02 (        )] 0,19 23,3 0,9 0,82 0,18 0,15 0,15 0,9 10,5 = 0,22 m Trên thực tế chiều dày cách nhiệt quy chuẩn Do chiều dày thực tế lớp cách nhiệt chọn theo quy chuẩn với điều kiện phải lớn chiều dày xác định Ở chọn chiều dày thực tế cách nhiệt là:  cntt = 0,3 m Ứng với  cntt ta tính hệ số truyền nhiệt thực tế: kcd =  0, 015  0,  0, 003  0, 006  0, 002  0, 02  0,3  = 0,145 W/m2K 23,3 0,9 0,82 0,18 0,15 0,15 0,9 0, 047 10,5 Kiểm tra nhiệt độ đọng sương Nếu bề mặt tường bao đọng sương ẩm dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt Để tránh tượng đọng sương xảy nhiệt độ bề mặt tường bao phải lớn nhiệt độ đọng sương môi trường Điều kiện để không xảy tượng đọng sương xác định theo công thức (3-7) trang 66,tài liệu[1] tn  ts tn  t f k ≤ ks = 0,95.α1 , [W/m K] Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K] - ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường nhiệt độ bề mặt nhiệt độ đọng sương, [W/m2K] - α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt từơng bao che - tf : nhiệt độ buồng lạnh, 0C - tn= 37,10C : nhiệt độ mơi trường ngồi - ts =320C nhiệt độ đọng sương môi trường, tra theo đồ thị I-d với nhiệt độ môi trường tn=37,10C độ ẩm φ=74% a Phòng trữ đơng Phòng trữ đơng có tf= -180C Suy ra: ks= 0,95.23,3 38  32 = 2,37 W/m2K 38  18 Mà có ktđ = 0,2 < ks = 2,37 W/m2K Vậy khơng có tượng đọng sương bề mặt ngồi tường bao phòng trữ đơng b Phòng cấp đơng Phòng cấp đơng có tf= -350C SVTH: Võ Văn Đại Trang: 10 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh ptg Có tỉ số nén : Л = = p0 GVHD:Nguyễn Thành Văn 3,8 = 4,59 Tra đồ thị hình 7- trang 168 tài liệu [1] với 0,8271 máy nén kiểu đại ta có: λ1 = λ2 = 0,77 c Thể tích hút lý thuyết V HA lt 0, 0864 VttHA = = = 0,1122 m3/s 0, 77 1 V CA lt 0, 0313 VttCA = = = 0,04 m3/s 0, 77 2 Chọn máy nén cấp ta biết thể tích hút lý thuyết loại máy nén bao nhiêu, mà biết thể tích hút lý thuyết cấp máy nén Do ta chọn chu trình lạnh quy chuẩn xác định máy nén cho chu trình lạnh quy chuẩn làm máy nén chạy hệ thống lạnh thực tế - Xác định chu trình lạnh tiêu chuẩn : Theo bảng (7-1) trang 172 tài liệu [1] chọn chế độ lạnh đơng cấp R22 có thơng số sau: t0 = -350C => p0 = 1,3168 bar tk = 300C => pk = 11,9 bar tqn = - 200C tql = 250C Suy áp suất trung gian chu trình: Ptg = p p k = 1,3168.11,9 = 3,96 bar => ttg = - 6,810C => t6= -6,81 + = - 3,810C Bảng thơng số chu trình lạnh tiêu chuẩn : tra theo phần mềm coolpack Tsố t p v Trạng Thái Điểm [0C] [bar] [m3/kg] 1’ Bão hồ khơ -35 1,3168 0,1664 Lỏng sôi 30 11,9 Lỏng chưa sôi -3,81 11,9 6’ Hơi bão hoà ẩm -35 1,3168 Năng suất lạnh riêng khối lượng tiêu chuẩn tc q0tc = i 1tc' - i = 390,91 - 196 = 194,91 kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn qVtc = i [kJ/kg] 390,91 237 196 196 - q 0tc 194,91 = = 1171 kJ/kg v1'tc 0,1664 - Hệ số cấp điều kiện tiêu chuẩn Có tỉ số nén : Л = ptg p0 = 3,96 = Tra đồ thị hình 7- trang 168 tài liệu [1] với máy nén 1,3168 kiểu đại ta có: λtc = 0,84 - Năng suất lạnh riêng thể tích qV = q 192,12 = = 748 kJ/kg v1' 0, 2570 - Năng suất lạnh tiêu chẩn Q0tc q vtc tc 1171.0,84 Q0tc = Q0MN = 59,368 = 102kW q v  748.0, 77 SVTH: Võ Văn Đại Trang: 32 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Chọn máy nén pitton MYCOM R22 F124B2 bảng 7-4 trang 177, tài liệu [1] có suất lạnh tiêu chuẩn :Q 0MN tc = 173,7 kW > Q0tc lắp đặt - Số máy nén lắp đặt: Z= Q0tc 102 = 0,6 => Chọn Z = máy MN = 173, Q0tc 2.Chọn động cho máy nén Cơng suất động điện kéo máy nén tính theo công thức (7-25) trang 171tài liệu [1] Ndc = (1,1÷2,1).Nel Đối với máy lạnh nhỏ chế độ làm việc dao động lớn, điện lưới lên xuống phập phù nên chọn hệ số an toàn = 2,1 Suy ra: Ndc = 2,1.Nel = 2,1 L  Trong đó: L- công nén máy nén η- Tổn thất lượng máy nén η = ηi.ηe.ηtđ.ηel Với: ηi – hệ số hiệu suất thị trình nén đoạn nhiệt thực tế khơng phải q trình nén đoạn nhiệt thuận nghịch, ηi tính theo cơng thức (7-21) trang 170 tài liệu[1] : ηi = T0 45  273 + 0,001.t0 = + 0.001.(-45) = 0,67 Tk 46  273 ηe – Hệ số hiệu suất học tổn thất ma sát bề mặt chuyển động (do nhà chế tạo quy định), chọn ηe = 0,92 ηtđ – Hệ số hiệu suất truyền động máy nén động cơ, máy nén hở truyền động đai nên chọn ηtđ = 0,98 ηel – Hệ số hiệu suất động điện, chọn ηel =0,9 theo trang 171 tài liệu[1] Suy : η = 0,67.0,92.0,98.0,9 = 0,54 Vậy công suất động kéo máy nén: SVTH: Võ Văn Đại Ndc = 2,1 32, = 125,6 kW 0,54 Trang: 33 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ §5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ Chọn thiết bị ngưng tụ Chọn thiết bị ống chùm nằm ngang có nước làm mát tuần hồn Bởi loại thiết bị có phụ tải nhiệt khoảng 4500÷5500 W/m2 nên tiêu hao kim loại, thiết bị gọn nhẹ, chắn Làm mát nước nên chịu ảnh hưởng thời tiết, dễ vệ sinh Nhiệt độ ngưng tụ thấp nên suất lạnh hiệu làm lạnh hệ thống cao Mục đích thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ dùng để ngưng nén từ máy nén thành lỏng cao áp trước qua van tiết lưu vào dàn bay Cấu tạo 6 11 Chú thích : Áp kế,dưới áp kế có ống xi phơng để giảm rung cho kim áp kế Van an tồn, van an tồn có van chặn để lập sữa chữa van an toàn tác động Đường vào cao áp Đường cân với bình chứa lỏng cao áp để lỏng bình ngưng chảy bình chứa dễ dàng 5.Đường dự trữ đường xả khí khơng ngưng 6,8 Đường xả khí xả bẩn phía nước làm mát Nắp bình, khơng có áp lực nên làm đáy phẳng nắp có phân chia để tạo lối cho dòng nước Đường lỏng cao áp 10 Ống thép trao đổi nhiệt ống đồng có cánh phía Frêon Frêon trao đổi nhiệt nước 11, 12 Đường vào nước làm mát, vào để đảm bảo bao phủ toàn bề mặt trao đổi nhiệt Nguyên lý làm việc SVTH: Võ Văn Đại Trang: 34 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Đây thiết bị ngưng tụ làm mát nước chuyển động cưỡng bên ống Hơi cao áp vào bình từ phía theo đường (3), bao phủ tồn khơng gian bên ngồi ống Tại nhả nhiệt cho nước làm mát chuyển động cưỡng bên ống, ngưng tụ thành lỏng cao áp, chảy xuống qua đường (9) ngồi Tính chọn thiết bị ngưng tụ - Phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ : Qk = Q 1kc + Q 2k c = 35 + 94 = 129 kW - Nhiệt độ nước vào: t w1 = 360C - Nhiệt độ nước ra: t w = 410C - Nhiệt độ ngưng tụ: tk = 460C - Hiệu nhiệt độ : ∆tmax = tk - t w1 = 46- 36 = 100C ∆tmin = tk - t w = 46- 41 = 50C - Hiệu nhiệt độ trung bình logarit ∆ttb = t max  t 10  t = ln 10 = 7,20C ln max t Đối với hệ số truyền nhiệt k ta tra bảng 8-6 trang 217 tài liệu [1] với bình ngưng ống vỏ nằm ngang Freon, chọn k = 700 W/m2K - Diện tích bề mặt truyền nhiệt F: Fk = Qk 129.103 = = 25,6 m2 k t tb 700.7, Theo bảng 8-3 trang 204 tài liệu [1] chọn bình ngưng KTP-25 với thơng số: Kí hiệu KTP-25 Diện tích bề mặt ngồi, m2 30 Đường kính ống vỏ, mm 404 Chiều dài ống , m Số ống Tải nhiệt max, kW Số lối 1,5 135 105 - Lượng nước tiêu tốn làm mát bình ngưng Vn = Qk C. t w Với: C- Nhiệt dung riêng nước C = 4,19 kJ/kg.K ρ- Khối lượng riêng nước ρ = 1000 kg/m3 ∆tw – Độ tăng nhiệt độ thiết bị ngưng tụ ∆tw = t w2- t w1 = 41- 36 = 50C Suy : Vn = 129 4,19.1000.5 = 0,006 m3/s §5.1 Tính chọn thiết bị bay SVTH: Võ Văn Đại Trang: 35 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Chọn thiết bị bay Do Frêon hòa tan dầu nên dùng dàn thơng thường mơi chất bay lại lớp dầu(vì nhiệt độ -20÷-400C, Frêon lại khơng hòa tan dầu) bề mặt thống lỏng mơi chất ống trao đổi nhiệt làm ngăn cản trình bay mơi chất dẫn đến ngăn cản q trình trao đổi nhiệt Do dàn bay Frêon phải cho lỏng môi chất từ xuống để tránh tượng để dầu lại cacte máy nén Chọn thiết bị bay kiểu dàn bay freon làm lạnh khơng khí đối lưu cưỡng Vì sử dụng để làm lạnh trực tiếp khơng khí mà khơng cần phải làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh Hơn loại dễ vệ sinh tránh tượng nứt ống chất lỏng đóng băng Mục đích thiết bị bay Dùng để hóa lỏng hạ áp sau tiết lưu đồng thời làm lạnh đối tượng cần làm lạnh Cấu tạo Chú thích : Đường lỏng tiết lưu vào dàn Búp chia : đặt thẳng đứng hướng lên, dàn có vĩ ống búp chia có nhiêu lỗ Các ống chia :phải có chiều dài để phân phối lỏng cho đều, tránh tạo sai lệch trở lực cục Các vĩ ống trao đổi nhiệt : ống đồng có cánh làm lạnh chất khí Vách bao che để tạo lối cho dòng gió Quạt gió 7.Ống góp Bẫy dầu Đường hạ áp SVTH: Võ Văn Đại Trang: 36 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Nguyên lý làm việc Đây thiết bị bay kiểu không ngập làm lạnh chất khí chuyển động cưỡng bên ngồi ống Lỏng môi chất tiết lưu vào búp chia chia cho vĩ ống, chảy từ xuống nhận nhiệt chất khí đối lưu cưỡng bên ống Khi đến đoạn cuối vĩ hố hồn tồn thành theo ống góp ngồi Phụ tải nhiệt : qF = 170÷340 W/m2 Tính chọn thiết bị bay a.Hệ thống dàn bay cho phòng cấp đơng - Năng suất lạnh phòng cấp đơng: Q0 = 59,368 kW - Chọn phụ tải nhiệt thiết bị bay qF = 250 W/m2 => Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt : xác định theo công thức (8-9), trang 233, tài liệu [1] : F  Q0 59,368.103 = = 237,47 m2 qF 250 Tra bảng 8-14 trang 251 tài liệu [1] chọn 12 dàn quạt kiểu 2B020 có : - Diện tích bề mặt ngồi : Fd = 20 m2 - Tải nhiệt ∆t = 10K : 2320W - Số lượng quạt: - Công suất quạt: 100 W - Kích thước phủ bì: Dài x Rộng x Cao = 630mm x 765mm x 465mm b.Hệ thống dàn bay cho phòng trữ đơng - Năng suất lạnh thiết bị bay : Qo= 24,492 kW - Chọn phụ tải nhiệt thiết bị bay : qF = 250 W/m2 => Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt :xác định theo công thức (8-9), trang 233, tài liệu [1] : FІ = Q0 24492 = = 98 m2 qF 250 Tra bảng 8-14, trang 251 ,tài liệu [1] chọn dàn quạt kiểu 2B020 có : - Diện tích bề mặt ngồi : Fd = 20 m2 - Tải nhiệt ∆t = 10K : 2320W - Số lượng quạt: - Công suất quạt: 100 W - Kích thước phủ bì: Dài x Rộng x Cao = 630mm x 765mm x 465mm §5.3 Tính chọn thiết bị phụ Bình chứa cao áp a Mục đích - Bình chứa cao áp mục đích để dự trữ, cấp lỏng môi chất cao áp ổn định cho dàn bay - Để chứa lỏng môi chất thiết bị khác hệ thống lạnh thiết bị bị hỏng b Cấu tạo SVTH: Võ Văn Đại Trang: 37 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Vn BầNH CHặẽA CAO AẽP Chỳ thớch : p kế, áp kế có ống xiphơng để giảm rung cho kim áp kế Van an toàn, van an tồn có van chặn để lập sữa chữa van an toàn tác động Đường vào lỏng cao áp Đường cân với thiết bị ngưng tụ để lỏng từ bình ngưng chảy xuống bình chứa dễ dàng Đường dự trữ làm đường xả khí khơng ngưng Ống thuỷ sáng để quan sát mức lỏng bình Đường lỏng cao áp tới van tiết lưu c Tính chọn bình chứa cao áp Bình chứa cao áp đặt thấp cấp lỏng cho dàn cao Nên theo công thức – 14 trang 260 tài liệu [1] ta có VCA = 0,6.Vd 1,2 = 1,54 Vd 0,5 Với : VCA – Thể tích bình chứa cao áp Vd – Thể tích hệ thống dàn bay Vd = 12.0,63.0,765.0,465 + 5.0,63.0,765.0,465 = 3,8 m2 1,2 – Hệ số an toàn Suy : VCA = 1,54 Vd = 1,54 3,8 = 5,85 m3 Chọn Bình chứa cao áp chuẩn theo bảng 8-17 trang 264 tài liệu [1], ta chọn bình 5PB với thơng số Thể tích bình V= m3 Chiều dài L = 5480 mm Chiều cao H = 970 mm Bình tách dầu a Mục đích Để tách dầu khỏi luồng nén, tránh dầu đến bám bẫn bề mặt truyền nhiệt thiết bị trao đổi nhiệt làm giảm hiệu truyền nhiệt b Cấu tạo SVTH: Võ Văn Đại Trang: 38 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Chọn bình tách dầu kiểu ướt dùng chung cho máy nén lạnh Chú thích : 1.Đường vào cao áp Van an toàn Đường cao áp 4.Các nón chắn , thực tế dùng nón khoan lỗ ∅10mm, bước 20mm Miệng phun ngang Nón chắn dầu khoan lỗ ∅40 mm Ở có mục đích để dòng khơng sục thẳng vào lớp dầu phía làm văng làm giảm hiệu tách dầu Đường xả dầu c.Nguyên lý làm việc: Dầu tách nhờ nguyên nhân: - Giảm vận tốc đột ngột dòng từ ống nhỏ bình to làm lực qn tính giảm tác dụng trọng lực hạt dầu nặng rơi xuống - Do lực ly tâm ngoặt dòng hạt dầu nặng bị văng va đập vào thành bình rơi xuống -Do vận tốc đột ngột va đập vào chắn Các hạt dầu nặng giữ lại rơi xuống đáy bình d Tính chọn bình tách dầu Chỉ tính chọn bình tách dầu kiểu ướt - Đường kính ống : theo tài liệu [2] trang 222 ta có: d 4Vh  Trong : SVTH: Võ Văn Đại Trang: 39 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn + :tốc độ mơi chất ống nối vào bình tách dầu Chọn  = 18 [m/s] (theo tài liệu [2] trang 222) +Vh :thể tích riêng thực tế mơi chất khỏi máy nén Vh = Vcd + Vtd = (0,0864+ 0,0313)+0,019= 0,1367[m/3s]  d 4Vh 4.0,1367   0, 09 m = 90[mm]  3,14.20 => Chọn loại bình 100-MO + 100: đường kính ống nối vào đầu đẩy máy nén + MO: loại bình Bình gom dầu a Mục đích Nếu xả dầu trực tiếp từ thiết bị cao áp bình tách dầu an tồn, dễ bị bỏng lạnh xả dầu trực tiếp từ dàn bay làm việc với áp suất chân khơng thao tác phức tạp Vì vậy, phải xả dầu trung gian qua bình gom dầu b Cấu tạo BầNH CHặẽA Dệ U ng x du t thiết bị khác vào bình ; Đường cân bằng; Áp kế Đường xả dầu c Nguyên lý làm việc - Để xả dầu từ thiết bị bình gom thao tác cho áp suất bình gom dầu thấp áp suất thiết bị - Để xả dầu từ bình gom ngồi có trường hợp: + Áp suất bình gom cao: Mở van để áp suất bình cao khí chút xả + Áp suất bình chân khơng: Thì ta mở van xả dầu bình tách dầu để nâng cao áp suất bình lên cao áp suất khí chút xả SVTH: Võ Văn Đại Trang: 40 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn - Bình làm nhiệm vụ trung gian để xả dầu ngồi cho thuận tiện an tồn nên khơng cần ống thuỷ để xem mức dầu d Tính tốn bình chứa dầu Chọn bình chứa dầu có ký hiệu 150CM ( loại bình tiêu chuẩn bé phạm vi tài liệu [1] bảng 8-20 trang 267 ) với thông số sau : DxS = 159 x 4,5 mm B = 600 mm H = 770 mm Bình trung gian a Mục đích Làm mát trung gian hoàn toàn cấp nén để giảm tối đa cong nén nhiệt độ cuối tầm nén Tách lỏng khỏi luồng hút máy nén cao áp Quá lạnh lỏng cao áp trước tiết lưu để giảm tổn thất lạnh cho tiết lưu b Cấu tạo 1.Đường vào nén trung áp 2.Đường lỏng tiết lưu vào bình 3.Đường trung áp SVTH: Võ Văn Đại Trang: 41 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn 4.Các chắn để tách lỏng 5.Ống thuỷ tối van phao 6, 10.Đường vào lỏng cao áp Ống trao đổi nhiệt 8.Bu lông xả bẩn 9.Đường tháo lỏng bình sửa chửa 11.Áp kế 12 Van an toàn 13 Lỗ cân ống 1để hệ thống dừng, lỏng bình trung gian khơng cháy ngược máy nén hạ áp c Tính chọn bình trung gian Ta tính chọn bình trung gian theo bước trích mục 8.2.1.4 trang 296÷298 tài liệu [3]: -Diện tích truyền nhiệt thiết bị trung gian Ftg = Qtg qf Với : Qtg – Cơng suất nhiệt trao đổi bình trung gian Qtg = Qql + Qlm Qql : Công suất nhiệt lạnh môi chất trước tiết lưu Qql = GHA.( i5 - i6 ) = 0,3.( 258 – 194,17) =19,15 kW Qlm : Công suất nhiệt làm mát trung gian Qlm = GCA.( i2 - i3 ) = 0,513.(442-402,35) = 20,3 kW Suy ra: Qtg = 19,15 + 20,3 = 39,45 kW qF – Mật độ dòng nhiệt thiết bị ngưng tụ qF = 5000 W/ m2 Suy Ftg = Qtg qf 39, 45.103 = = 7,89 m2 5000 - Đường kính bình trung gian : Di = 4.V   Trong đó: + V: Lưu lượng thể tích bình, lưu lượng hút cấp nén cao áp V = GCA v3 = 0,513.0,0611= 0,0313 m3/s + ω : Tốc độ gas bình, chọn ω = 0,5 m/s Suy ra: Di = 4.V =   4.0, 0313 = 0,28 m 3,14.0,5 Chọn bình trung gian chế tạo sẵn, (Tra bảng 8-19 trang 266-Tài liệu [1] ) Chọn loại 40  C3 có ký hiệu 40  C3 với thơng số kỹ thuật + Đường kính ngồi : Da = 426mm SVTH: Võ Văn Đại Trang: 42 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn + Đường kính ống xoắn: d = 70 mm + Chiều cao: H = 2390mm + Diện tích bề mặt ống xoắn: F = 1,75 m2 + Thể tích bình: V = 0,22 m3 + Khối lượng: m = 330 kg Thiết bị tách khí khơng ngưng: a Mục đích: Nhằm loại khí khơng ngưng khỏi thiết bị ngưng tụ để tăng hiệu trao đổi nhiệt b Cấu tạo Chú thích : Thiết bị ống lồng ống 2- Đường vào hỗn hợp khí khơng ngưng cao áp lấy từ bình chứa cao áp thiết bị ngưng tụ -Đường lỏng cao áp tiết lưu vào ống 4- Đường tiết lưu lỏng cao áp ngưng tụ 5-Đường xả khí khơng ngưng 6.Đường hạ áp c Nguyên lý làm việc: Hỗn hợp cao áp khí khơng ngưng từ thiết bị ngưng tụ bình chứa cao áp vào không gian hai ống qua đường nhả nhiệt cho môi chất lạnh lỏng cao áp tiết lưu vào ống (3) Hơi cao áp ngưng lại thành lỏng chảy xuống qua van tiết lưu (4) vào lại ống Khí khơng ngưng tụ lại phía qua đường (5) xả ngồi 6.Bình hồi nhiệt: a Mục đích: - Dùng để nhiệt dòng hút máy nén nhằm tránh tượng thủy kích - Qúa lạnh lỏng cao áp trước vào tiết lưu nhằm giảm tổn thất lạnh tiết lưu b Cấu tạo: SVTH: Võ Văn Đại Trang: 43 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn 3: Đường vào hạ áp : Ống trụ bịt hai đầu nhằm để hướng đường dòng tiếp xúc với ống xoắn (6) vừa làm tăng tốc độ dòng nhằm tăng cường q trình trao đổi nhiệt 5: Đường vào lỏng cao áp : Ống xoắn trao đổi nhiệt c Nguyên lý làm việc: Hơi hạ áp vào phía bình trao đổi nhiệt với lỏng cao áp ống xoắn trở thành nhiệt hút máy nén.Hơi phải lấy từ phía để hút dầu máy nén.Lỏng cao áp ống xoắn ngược với chiều dòng để tăng cường qúa trình trao đổi nhiệt.Bình bọc cách nhiệt Tính chọn tháp giải nhiệt a Mục đích: Để giải nhiệt cho nước làm mát thiết bị ngưng tụ máy nén b Cấu tạo SVTH: Võ Văn Đại Trang: 44 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Dàn phun nước ; Bộ phận làm tơi nước ; Van phao cấp nước bổ sung ; Đường nước để đến làm mát thiết bị ngưng tụ ; Máng nước; Đường vào nước cần giải nhiệt; Quạt hút để tạo gió ngược chiều nhằm tăng hiệu làm mát c Nguyên lý làm việc: Nước nóng từ thiết bị ngưng tụ vào tháp giải nhiệt qua đường 6, nhờ dàn ống phun tưới toàn tiết diện tháp, làm mát nhờ nguyên nhân: + Nhả nhiệt cho gió thổi cưỡng ngược chiều + Một phần nước bay lấy nhiệt lượng nước d Tính chọn tháp giải nhiệt: Ta có phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ Qk = 129 kW Ta quy suất lạnh tôn Theo tiêu chuẩn CTI 1tôn nhiệt tương đương 3900 kcal/h 129.3600 kcal/h = 110915 kcal/h = 28,4 tôn 4,187 Qk 129 V= = = 0,006 [m3 /s] = [l/s] C. (tw  tw1 ) 4,187.1000.5 Qk = 129 kW = Tra bảng 8- 22 trang 272 tài liệu [1] chọn tháp giải nhiệt FRK30 với thông số : + Lưu lượng nước định mức 6,5 l/s + Chiều cao tháp 2032 mm + Đường kính tháp 1400 mm + Đường kính ống nối dẫn vào 80 mm + Đường kính ống nối dẫn 80 mm + Đường chảy tràn 25 mm + Đường kính ống van phao 15 mm + Lưu lượng quạt gió 230 m3/ph + Đường kính quạt gió 760 mm + Mô tơ quạt 0,75 kW + Khối lượng tĩnh 105 kg Các thiết bị khác Chọn thiết bị khác bao gồm: Van chiều, van chặn, van tiết lưu, van diện từ,phin lọc,… ta chọn theo đường kính hệ thống đường ống nối chúng Tài liệu tham khảo 1- Nguyễn Đức lợi - Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh 2- Nguyễn Đức lợi, Phạm Văn Tuỳ - Kỹ thuật lạnh sở 3- Võ Chí Chính - Hệ thống máy thiết bị lạnh SVTH: Võ Văn Đại Trang: 45 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh SVTH: Võ Văn Đại GVHD:Nguyễn Thành Văn Trang: 46 ... F, [m2] 23 ,4 ki [W/m2K] ∆ti [0C] Qi [W] 0 ,2 55,1 25 7,868 21 ,6 23 ,4 0,58 33,06 414,176 0 ,2 55,1 25 7,868 23 ,4 36 36 0 ,2 0 ,21 2 0 ,22 38,57 55,1 55,1 180,508 420 , 523 436,3 92 1967,335 Trang: 20 Đồ... Tính chọn cơng suất lạnh - Cơng suất lạnh phòng trữ đơng: Q 1 = Q 1 = 20 ,834 kW - Công suất lạnh máy nén lạnh phòng trữ đơng Q0 = 24 ,4 92 kW 12 Hệ số làm lạnh ε= q 24 , 4 92 = = 2, 43 10, 09 l... 1 + 0,7 .2. Q4 = 1967,335 + 0,7 .2 120 71 ,2 = 20 834,35 W Công suất lạnh yêu cầu máy nén Công suất lạnh yêu cầu máy nén là: MN Q0 = k �Qo b Trong đó: k- hệ số kể đến tổn thất lạnh đường ống thiết bị