ĐỒ ÁN LẠNH bảo vệ được B

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 phịng cấp đơng Tính thể tích chất tải: Vct Tính diện tích chất tải : Fct Chiều cao phịng cấp đơng Chiều cao phịng cấp đơng Xác định số phịng cấp đơng: n §1.2 Tính kích thước phịng trữ đơng Tính thể tích chất tải: Vct Tính diện tích chất tải : Fct Chiều cao phịng trữ đơng Chiều cao phịng trữ đơng Xác định số phịng 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 phịng 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 phịng 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: Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn Tính nhiệt kho lạnh Công suất lạnh yêu cầu máy nén CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN §4.1 Chọn mơi chất §4.2 Hệ thống lạnh cho phịng 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 cơng 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 phịng 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 Nguyên 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: Trang: 23 22 28 34 35 Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn §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: Trang: 37 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 cơng nghiệp nặng: làm nguội khn đúc • Trong y tế: chế biến bảo quản thuốc • Trong cơng nghiệp hố chất • Trong lĩnh vực điều hồ khơng khí - Đóng vai trị 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: Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn 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 phịng cấp đơng: Trữ đơng: - Cơng suất : - Nhiệt độ phịng trữ đơng: Thông số môi trường: Địa điểm xây dựng: Nhiệt độ môi trường: Độ ẩm môi trường: - SVTH: 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 phịng kho lạnh bố trí hợp lí mặt kho lạnh §1.1 Tính kích thước phịng cấp đơng Cho biết: - Cơng suất : E = tấn/mẻ - Sản phẩm: Cá Tính thể tích chất tải: Vct E , [m3] gv Vct= Với: - E [tấn]: Cơng suất chất tải phịng 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 phịng lạnh: Ftr Fct , [m2] βF 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 đông 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 phịng cấp đơng: 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 phịng => Cỡ buồng cấp đơng là: Ftr = f = 4x4 m2 §1.2 Tính kích thước phịng trữ đơng Cho biết: - Cơng suất: E = 35 Tính thể tích chất tải: Vct Vct = Với: SVTH: E , [m3] gv - E [tấn]: Cơng suất chất tải phịng trữ đơng 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] βF 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 phịng 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 phịng 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 môi trường nhỏ - Có thể mở rộng sản xuất SVTH: Trang: Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh GVHD:Nguyễn Thành Văn PHÒNG MÁY CĐ (-35°C) 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] k = + δ i + δ cn + , [W/m2K] ∑ α n =1 λi λcn α Suy chiều dày lớp cách nhiệt: n 1  δi  δcn=λcn  −  + ∑ +  , [m]  k  α i =1 λi α  n 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 môi trường bên 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 lớn nhiệt độ đọng sương môi trường ts Chọn chiều dày cách nhiệt cho giá thành đơn vị lạnh rẻ SVTH: 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 Phịng trữ 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 vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K - Đối với phịng 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 phịng trữ đơng: 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: δ cn = 0,2 m tt Ứng với δ cn ta tính hệ số truyền nhiệt thực tế: SVTH: 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 Phịng 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 phịng cấp đơng nhiệt độ phòng -35 0C Tra bảng 3-3 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phịng -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 phịng trữ đơng: 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: δ cntt = 0,3 m Ứng với δ 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 ngồi 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 Phịng trữ đơng Phịng 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 tường bao phịng trữ đơng b Phịng cấp đơng Phịng cấp đơng có tf= -350C SVTH: Trang: 10 ... b? ?? ngưng tụ Ngun lý làm việc §5.1 Tính chọn thiết b? ?? bay Chọn thiết b? ?? bay Mục đích thiết b? ?? bay Cấu tạo Nguyên lý làm việc Tính chọn thiết b? ?? bay SVTH: Trang: 23 22 28 34 35 Đồ án mơn học: Kỷ... tổn thất lạnh làm lạnh sản phẩm bao b? ?: Q2 Ta có : Q2 = Q 2sp + Q bb , [W] Trong đó: sp - Q : Tổn thất lạnh làm lạnh sản phẩm bb - Q : Tổn thất lạnh làm lạnh bao b? ? a Tính Q 2sp : SVTH: Trang:... 047 b Phịng cấp đơng - Hệ số toả nhiệt b? ?? mặt tường bao tra theo b? ??ng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có : α1= 23,3 W/m2K - Hệ số toả nhiệt b? ?? mặt buồng lạnh lưu thơng khơng khí cưỡng mạnh tra theo b? ??ng