Thiết kế máy sản xuất đá viên
CHƯƠNG I: LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ VAI TRÒ CỦA NGÀNH KỸ THUẬT LẠNH ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ VIỆT NAM I.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH LẠNH: Con người biết làm lạnh sử dụng lạnh cách lâu Những nhà khảo cổ học phát hang động có mạch nước ngầm nhiệt độ thấp dùng để chứa thực phẩm lương thực từ 5000 năm trước Cách 2500 năm Ai Cập, người ta làm mát khơng khí cách quạt bình xốp cho nước bay Cách 2000 năm người Ấn Độ Trung Quốc biết trộn muối vào nước để tạo nhiệt độ thấp Tuy vậy, kỹ thuật lạnh đại giáo sư Black tìm nhiệt ẩn hố nhiệt ẩn nóng chảy vào năm 1761 - 1764 Con người biết làm lạnh cách cho bay áp suất thấp Sau phát quan trọng khơng kém, Clouet Monge lần hóa lỏng SO2 vào năm 1780 Từ 1781 Cavallo bắt đầu nghiên cứu tượng bay cách có hệ thống Kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ vào kỉ 19 Năm 1823 Faraday bắt đầu cơng bố cơng trình hố lỏng khí SO 2, H2S, CO2, N2O, C2H2 HCL Đến 1845, ông hố lỏng hẩu hết loại khí kể etylen (C 2H4), chưa hoá lỏng khí : O2, N2, CH4, CO, NO, H2, người ta cho chúng ln ln thể khí gọi khí”vĩnh cữu – Permanari” Bởi Natlerev (Ao) nén chúng đến áp lực cực lớn 3600 atm mà khơng hố lỏng Mãi tới 1869, Andrew (Anh) giải thích điểm tối hạn khí hóa lỏng nhờ mà Cailletet Pictet (Pháp) hoá lỏng O2, N2 vào năm 1877, Dewar (Anh) hoá lỏng H2 năm 1898, Linde (Đức) hoá lỏng O N2 tách chưng cất, K.Onnes (Hà Lan) hoá lỏng Heli Năm 1834 J.Perkinh (Anh) đăng kí phát minh máy lạnh nén với thiết bị đầy đủ máy lạnh nén đại, bao gồm : máy nén, giàn ngưng tụ, giàn bay van tiết lưu Đến cuối kỉ 19 nhờ cải tiến Linde (Đức) với việc sử dụng NH3 làm môi chất lạnh cho máy nén hơi, viếc chế tạo máy lạnh nén phát triển rộng rãi hầu hết ngành kinh tế quốc dân Năm 1810 Leslie (Pháp) đưa máy lạnh hấp thụ đầu tiên, loại máy lạnh hấp thụ chu kì với cặp môi chất H2O/H2SO4 Đến kỉ 19, phát triển cách rầm rộ nhờ kỹ sư Carré (Pháp) với hàng loạt phát minh máy lạnh hấp thụ chu kỳ liên tục với cặp môi chất khác Năm 1899 Geppert (Đức) đăng kí phát minh máy lạnh khuếch tán hồn tồn khơng có chi tiết chuyển động, sau đựơc Platon Munters (Thụy Điển) hoàn thiện vào năm 1922 có vị trí quan trọng ngày Đưa vào kết nghiên cứu nhà lý thuyết bác sĩ người Mỹ Gorrie thiết kế chế tạo thành cơng máy lạnh nén khí dùng để điều tiết khơng khí cho trạm xá chữa bệnh sốt cao ông Máy lạnh Ejector nước Leiblanc chế tạo năm 1910 Đây kiện có ý nghĩa trọng đại, đơn giản Năng lượng tiêu tốn cho nhiệt năng, ta tận dụng nguồn lượng phế thải để làm lạnh Một kiện quan trọng lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh việc sản xuất ứng dụng Freôn Mỹ vào năm 1930 Freôn thực chất chất hữu Hydrocacbua no chưa no : CH , C2H4 … Được thay phần toàn nguyên tử Hydro nguyên tử Halôgen Clo(Cl), Flo (F), Brôm (Br) Các chất -1- sản xuất xưởng Dupont Kintic Chemical Inc với tên thương mại Freôn Đây mơi chất lạnh có nhiều ưu điểm khơng cháy nổ, khơng độc hại… góp phần vào việc phát triển kỹ thuật lạnh Từ số Freôn bị cấm phá hủy tầng ozôn, gây hiệu ứng lồng kính, NH lấy lại chỗ đứng, người ta bắt đầu nghiên cứu lại NH có nhiều nhược điểm cháy nổ, độc hại… Ngày kỹ thuật lạnh đại tiến bước xa, có trình độ khoa học kỹ thuật ngang với ngành kỹ thuật tiên tiến khác Người ta tiến dần tới nhiệt độ không tuyệt đối Nhiệt độ dàn nóng đạt tới 100 0C dùng cho mục đích bơm nhiệt sưởi ấm, cô đặc, sấy… Công suất tổ hợp máy mở rộng Ở trung tâm điều tiết khơng khí cơng suất lên tới vài triệu Oat Hiệu suất máy tăng lên đáng kể, chi phí vật tư chi phí lượng cho đơn vị lạnh giảm xuống rõ rệt Tuổi thọ độ tin cậy tăng lên Mức độ tự động hoá hệ thống lạnh máy lạnh tăng lên rõ rệt, thiết bị lạnh tự động hoá hoàn toàn điện tử vi điện tử, thay thiết bị thao tác tay II.VAI TRÒ KỸ THUẬT LẠNH ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ VIỆT NAM: Ở Việt Nam, trãi qua nhiều năm chiến tranh, nhà nước có ý mức việc phát triển kỹ thuật lạnh Từ chỗ Miền Bắc có vài trạm nhỏ, có hàng trăm sở, có sở trang bị máy lạnhvới công suất hàng triệu Kcal/h, kể mạng lưới tồn quốc, nước ta có tới 400 sở lạnh lớn nhỏ Trên mặt đất nước (các tàu đánh bắt) Tổng cộng tất trạm lạnh nước ta cơng suất đạt tới 40 triệu Kcal/h Nước ta có điều kiện địa lý thuận lợi với bờ biển trãi dài 3000 số, thuận lợi cho việc phát triển ngành lạnh đôi với ngành đánh bắt, nuôi trồng thuỷ hải sản Những năm gần nước ta nhu cầu làm lạnh ngày tăng nhanh Đã có hàng triệu phân xưởng đơng lạnh thực phẩm xuất : tôm, cá, thịt, rau, quả,… đựơc xây dựng khắp miền đất nước Kỹ thuật lạnh thâm nhập 60 ngành kinh tế khác Với mở cửa liên doanh với nước ngoài, dịch vụ thương mại, du lịch phát triển mạnh với hình thành trung tâm văn hố, giao dịch quốc tế, địi hỏi sử dụng nhiều kỹ thuật lạnh Hơn nữanước ta có khí hậu nhiệt đới quanh năm nóng bức, độ ẩm lại cao, việc điều hồ khơng khí, bảo quản thực phẩm giải khát nước đá nhu cầu thiết Tuy trình độ khoa học kỹ thuật nước ta non yếu, ngành lạnh Việt Nam nhỏ bé, chế tạo loại máy lạnh NH nhỏ, chưa chế tạo loại máy lạnh cỡ lớn, máy lạnh Freôn hay thiết bị tự động hoá Phần lớn thiết bị sử dụng với công suất lớn nhập từ nước Do việc nghiên cứu tổ chức phát triển ngành lạnh nước ta cần thiết Và chắn mang lại hiệu kinh tế to lớn cho đất nước Chương TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT NƯỚC ĐÁ I LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ CHỌN VỊ TRÍ XÂY DỰNG PHÂN XƯỞNG : Ở khu vực phía nam nước Việt Nam, Thành Phố Hồ Chí Minh nơi có số dân phân bố đơng (trên triệu dân với diện tích 2093,7 km 2) Bên cạnh Thành Phố Hồ Chí Minh nơi tập trung nhiều ngành khoa học kỹ thuật dịch vụ nước quốc tế Vì nhu cầu người thực phẩm, sinh hoạt, dịch vụ ngày gia tăng -2- Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm khơng có mùa đơng Người dân có nhu cầu giải khát lớn Thị trường nước giải khát tràn ngập Thành Phố Hồ Chí Minh với sản phẩm : Cocacola, Pepsi,tripeco… loại khác : Bia Sài Gòn (Việt Nam), Heineken, Tiger Tất loại nước giải khát người dân sử dụng với nước đá Do nước đá có vai trị quan trọng nhu cầu giải khát Cứ tính bình quân lượng nước đá sử dụng cho người ngày 100 gram với số dân triệu, Thành Phố Hồ Chí Minh tiêu thụ 500 nước đá ngày Con số thật lớn so với phần cung nước đá thành phố Chính việc xây dựng phân xưởng sản xuất nước đá tinh khiết Thành Phố Hồ Chí Minh thích hợp đáp ứng nhu cầu người dân thành phố số lượng lẫn chất lượng, nước đá tinh khiết bảo đảm vệ sinh cho người sử dụng, bảo đảm sức khoẻ người dân Chắc chắn dần thay nước đá cây, chiếm lĩnh thị trường thành phố Quận Tân Bình nơi có địa hình rộng lớn, nhiều khu công nghiệp xây dựng Mặt rẻ so với quận khác thành phố Có đặc điểm sau : - Vị trí địa lí : nằm hướng Bắc thành phố Hồ Chí Minh Địa hình phẳng, giáp ranh với quận 6, quận 10, quận 11, quận Phú Nhuận, huyện Bình Chánh, huyện Hóc Mơn, quận Gị Vấp - Khí hậu : khí hậu thành phố Hồ Chí Minh nói chung, quận Tân Bình nói riêng, mang khí hậu nhiệt đới gió mùa, có mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng – đến tháng 10 – 11 Lượng mưa bình quân 2000 ml/năm + Nhiệt độ trung bình 270C + Nhiệt độ tối đa 400C + Nhiệt độ thấp 15,80C - Giao thông vận tải : Do quận Tân Bình nằm gần cử ngõ thành phố, nên có nút giao thơng quan trọng + Bến xe Tây Ninh + Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất Giao thơng thuận tiện với đại lộ Hồng Văn Thụ, Cách Mạng Tháng Tám, Lý Thừơng Kiệt, Au Cơ, phân bố vào quận giáp biên trung tâm thành phố Qua lập luận cho thấy quận Tân Bình nơi tốt để xây dựng phân xưởng sản xuất nước đá tinh khiết có hiệu kinh tế cao II MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG : Do vị trí xây dựng thành phố Hồ Chí Minh Phân xưởng sản xuất nước đá, cần biết tận dụng tối đa mặt cho phép Điều khơng nằm ngồi mục đích giảm chi phí ban đầu Mặc dù việc dự trữ đất để mở rộng phát triển mở rộng phân xưởng điều cần thiết điều phù hợp với nơi có mặt rộng lớn, giá rẻ Ở phân xưởng sản xuất nước đá thiết kế xây dựng với tổng diện tích dự tốn : 42*33 = 1386 m2 Bao gồm phận : Phòng hành chánh, phòng kỹ thuật, phòng máy, khu xử lý nước, phòng làm đá, kho trữ đá khoảng sân để xe vào trình xuất hàng từ kho Toàn khu vực sản xuất điều hành sản xuất xây dựng mặt chữ L, phận lọc nước chiếm 80 m , phòng máy chiếm 140 m2 , phòng trữ đá chiếm 30 m2 khu hành chánh chiếm 80 m Ngoài cịn có phịng bảo vệ trạm biến điện, phòng vệ sinh III SO SÁNH CHẤT LƯỢNG NƯỚC ĐÁ HIỆN NAY : Hiện Thành phố Hồ Chí Minh ngành sản xuất nước đá nhà nước tư nhân quan tâm Về phía nhà nước có xí nghiệp : Đơng Lạnh I vừa sản xuất nước đá phục vụ sản xuất, sinh hoạt Xí nghiệp Seaprodex (Au Cơ), Seapromit Co (Hồ Bình),sản xuất đá vảy, đá chủ yếu phục vụ cho sản xuất : ướp lạnh bảo quản sản phẩm đông lạnh Về phía tư nhân sản xuất nước đá chủ yếu phục vụ sinh hoạt làm thức uống Đó phân xưởng : -3- + An Phú Thủ Đức, Bà Chiểu (300 cây/ngày), Điện Biên Phủ (300 cây/ ngày), Nguyễn Trãi (300 cây/ ngày), Hàm Tử (1000 cây/ ngày), Hóc Môn (300 cây/ ngày) + Vạn Đạt (Rosa) : sản xuất nước đá tinh khiết với suất 15 tấn/ngày Khi so sánh chất lượng nước đá xét đến thành phần nguồn nước kết tinh Bởi thành phần tính chất nước trực tiếp đánh giá phẩm chất nước đá Sau số kết phân tích mẫu nước ngầm, nước máy thành phố Hồ Chí Minh Bảng kết phân tích lượng nước mùa mưa (tháng 6, 7, 8) máy nước ngầm Hóc Mơn Tầng chứa Tầng chứa nước tứ II H2O Lớp thấm TB Phần lớp Phần lớp thấm thấm Tên giếng Quang trung Trung chánh Đông thạnh Độ sâu 40 m 75 m 150 m Ngày lấu mẫu 17 03 17 - 03 -1984 10 - 1982 -1984 PH 5,1 5,2 5,4 Fe (mg/l) 0,5 0,3 9,0 Độ kiềm (CaCO3) 16 36 Độ cứng (CaCO3) 12 13,9 Độ đục (SiO2) 15 Cl – (mg/l) 28 8,5 Ca (CaCO3) Nitrat 3,08 Nitrit vết 0,05 Sunfat vết Mg (mg/l) 10 11,9 Cacbonat 0 Bicacbonat 4,9 19,5 43,04 CO2 (tự do) 120 200 Chất rắn hoà tan 110 200 Chất rắn tổng cộng 120 90 86 Bảng kết phân tích nước mùa khô tháng – 1994 phân xưởng nước đá Hóc Mơn Bảng kết phân tích mẫu nước máy lấy từ chủ hộ : Võ Quang Sang : 209 Tân Phước, phường 6, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh, viện Pasteur ngày 11 10 - 1999 (kèm theo tiêu chuẩn) .IV Một số loại nước đá ; Nước đá thực phẩm nước đá làm từ nước đảm bảo tiêu chuẩn thực phẩm tạp chất, vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn đường ruột Nước đá khử trùng nước đá sản xuất từ nước khử trùng hóa chất hypoclorit, canxi, nitrat natri … Nước đá khử trùng dùng chủ yếu công nghiệp tàu đánh bắt cá xa bờ để chuyên chở bảo quản cá tươi Nước đá từ nước biển sản xuất từ nước biển có nồng độ cao, chủ yếu sử dụng công nghiệp cá để chuyên chở bảo quản cá tươi đánh bắt xa bờ Nhờ độ mặn cao nên nhiệt độ nóng chảy thấp 00C nên chất lượng bảo quản cá cao thời hạn bảo quản kéo dài có đến ngày 2.3 Một số phương pháp sản xuất nước đá: -4- 2.3.1 Bể nước đá khối: Bể nước muối chia làm hai ngăn, ngăn lớn bố trí khn đá cịn ngăn nhỏ để bố trí dàn bay làm lạnh nước muối Trong bể có bố trí bơm nước muối tuần hoàn mạnh từ dàn bay làm lạnh khuôn lại quay lại dàn bay Dàn bay kiểu ống đứng kiểu xương cá có khả tăng khả trao đổi nhiệt lên đáng kể Các khuôn đá ghép lại với thành linh đá suốt chiều ngang bể thường từ 10 đến 15 khuôn Các linh đá đứng im bể mà chuyển động từ đầu đến đầu bể nhờ cấu chuyển động xích Khi linh đá kết đơng xong nhắc khỏi bể cấu xích chuyển động dồn tất linh đá chừa phần cuối bể khoảng hở vừa đủ để đặt linh đá đổ đầy nước vào Chuyển động nước muối tuần hoàn linh đá ngược chiều Khi đá kết đông khuôn , toàn lênh đá cầu trục nâng khỏi bể thả vào bể làm tan giá Các khn đá nóng lên , lớp băng dính khối với khuôn tan , cầu trục nâng linh lên đặt vào cấu lật Do trọng lực , linh đá lật khối đá khối đá trượt lên bàn trượt đá để vào kho chứa đá , linh đá cầu trục đưa đến máng rót nước Máng rót nước tự động nhiều vịi có định lượng rót đồng thời cho tất khuôn đá lượng nước định trước Sau rót nước xong linh đá đặt vào đầu bể vị trí mà cấu xích vừa đẩy toàn linh đá dịch Máy lạnh phục vụ cho bể nước muối thường máy lạnh amoniac cấp , thiết bị ngưng tụ bình ngưng ống chùm , dàn ngưng tụ bay hay dàn tưới Nước muối sử dụng thường NaCl CaCl2, MgCl2 2.3.2 Sản xuất nước đá suốt: Ngoài tiêu chuẩn nước, muốn sản xuất nước đá suốt cần phải khuấy để cặn bẩn bọt khí bám bề mặt hình thành đá tách Có phương pháp khuấy bề mặt kết đông đá để sản xuất đá suốt Phương pháp áp thấp sử dụng khí nén áp suất 0,2 đến 0,25 bar áp suất dư, thổi vào khuôn đá đông gần đến khuôn phải rút ống phun khí Khi đầu ống bị đống băng phải dùng nước nóng phun vào để nhổ ống Phương pháp áp cao sử dụng khí nén áp suất cao từ 1,5 đến bar áp suất dư Sử dụng phương pháp người ta khắc phục nhược điểm phải rút ống phun kịp thời phương pháp áp thấp Tuy nhiên phải thổi khí vào từ đáy khn lên nên lại xuất nhược điểm mũi phun nằm nước muối dể tắc nước ẩm khí nén đóng băng bịt kín Do khí nén áp cao phải khử ẩm triệt để Phương pháp thứ tương đối đơn giản dùng que gổ khuấy Các cấu khuấy bố trí cho tất khn linh đá Hai đầu lắp vào hai que lắc truyền động từ cấu lắc Khi đá kết đơng gần đến tâm cấu lắc phải lấy khỏi khn đá để khơng bị đóng băng vào khn đá Khoảng nước đá cịn lại tâm nước đá đục Có thể cải thiện lượng nước đá cách tháo lượng nước cịn lại thay vào lượng nước Nước đá tấm: Nước đá loại nước đá khối có kích thước dài 4m, cao 2,5m, dày 0,25 0,35m, nặng Ưu điểm bảo quản lâu, khó tan Nước đá sản xuất khn kiểu có chiều dài, rộng cao tương tự kích thước đá cần sản xuất Chung quanh áo nước muối bố trí kiểu hai vỏ Khuôn đổ đầy nước kết đông thành nước đá nhờ nước muối lạnh phía vỏ Sau tâm kết đơng kết đơng lại với thành nước đá liền người ta cho nước muối nóng vào để làm tan giá đá cẩu ngồi Có thể bố trí mơi chất lạnh sơi trực tiếp khơng gian hai vỏ Khi làm tan đá phải dùng nóng tương tự phá băng cho dàn lạnh -5- Phương pháp Vilbushevich (phương pháp làm đông đá trực tiếp) Đây phương pháp sản xuất nước đá khối nhanh, sử dụng môi chất lạnh sôi trực tiếp, rút ngắn đáng kể thời gian kết đông đá cách bố trí nhiều ống hai vỏ có môi chất lạnh sôi trực tiếp bên khối đá cần đông Khi làm tan giá , người ta phải tháo tồn mơi chất lỏng vào bình chứa đặt thấp , sau cho nóng vào làm tan lớp băng dính vào khn Với sức nặng , đá tự mở nắp rơi xuống bàn trượt phía để vào kho chứa đá Nếu bố trí cấu thổi khơng khí , người ta sản xuất nước đá suốt với phương pháp sản xuất nước đá nhanh Khi sử dụng phương pháp thời gian đơng đá giảm xuống đáng kể Cây đá 25 kg cần 2- 3h kết đơng xong , bể nước muối phải 15h Phương pháp Fechner Grasso: Fechner: Các khn đá hình trụ cố định bể nước làm lạnh trực tiếp môi chất lạnh Đá kết đông bề mặt khuôn hình trục Phía khn bố trí vịi phun khơng khí để sản xuất đá suốt Khi khối đá đủ dày người ta ngưng cấp lỏng cho khuôn chuyển sang chế độ làm tan giá, đá tự lên phía “tên lửa” Grasso: Thay khn hình trụ hai vỏ trên, Grasso làm ống hai vỏ đáy bể nước Các ống tập trung lại thành nhóm, nước đá đóng băng bề mặt ống Khi khối băng đông kết lại với thành đá q trình kết đơng kết thúc chuyển qua q trình làm tan giá nóng Cây đá lên Do khơng có khn bên ngồi nên đá khơng có hình dáng cố định không ****Tiêu chuẩn nước để sản xuất nước đá tinh khiết: A Nước đá tinh khiết phải đảm bảo yêu cầu sau: Tạp chất Hàm lượng tối đa Số lượng vi khuẩn nước 100 con/ml Vi khuẩn đường ruột com/l Chất khô cho phép g/l Độ cứng chung nước mg/l Độ đục theo hạt lơ lửng 1,5 mg/l Sắt 0,3 mg/l pH Muối cứng tạm thời 70 mg/l Hàm lượng muối chung 250 mg/l Sunfat + 0,75 Clorua + 1,25 170 mg/l Natriclorua Tính oxi hóa O2 mg/l Ảnh hưởng tạp chất đến chất lượng nước đá: (bảng – 2/173, KT lạnh ƯD) B Các biện pháp xử lý nước: -6- Để đảm bảo chất lượng nước đá làm nước có tạp chất lớn, nên tăng cường độ chuyển động nước lên lần, nâng nhiệt độ đóng băng lên –6 đến -8 0C, tốt làm phương pháp kết tinh chậm –20C đến –40C Nếu không thực biện pháp làm mềm nước: tách Cacbonnat canxi, Magze, sắt, nhôm khỏi nước vơi q trình hóa học giản đơn Ví dụ canxi: Ca(OH)2 + Ca(HCO3) = 2CaCO3 + 2H2O Khi chất hữu đọng lại với hợp chất cacbonat Sau nước gia công vôi, lọc qua cát thạch anh Đến nước đảm bảo số chung, chứa sắt Trước lọc cần bổ sung thêm vơi Khi cho nước ngậm khí, sắt thường kết hợp với CO2 tạo thành cặn dể dàng bị tách Có thể lọc nước dể dàng cát thạch anh hay nhôm sunfat Phương pháp khơng đảm bảo làm mềm nước tích tụ chất hữu vơi mà cịn chuyển hóa bicasbonat thành sunfat, kết giảm tính dịn hạ nhiệt độ đóng băng Như cần giữ độ pH nước mức để giảm tính dịn nước đá C Các loại thiết bị làm đá : Máy làm đá mảnh Short Raver: Máy gồm hai hình trụ hai võ đứng, mơi chất lạnh sơi trong, bên ngồi cách nhiệt, bên có bố trí bể nước có vịi cho nước chảy lên bề mặt hình trụ Gặp lạnh nước đóng băng lại hai lưỡi bào có cưa nạo khỏi bề mặt hình trụ hai lưỡi bào quay Đá mãnh thu phía nước thừa bơm trở lại bể cao Hiện phương pháp sử dụng rộng rãi chúng kinh tế Máy đại cải tiến chút ví dụ trục quay mang dao cắt cịn phía đối diện vịi phun nước Nước phun đóng băng quay gặp bề mặt lạnh dao nạo Do nước đá có nhiệt độ thấp nên bóc khỏi tang trống dể dàng, chúng dịn có khả bảo quản lâu .2 Máy làm đá tuyết Pak-Ice Taylor: Máy bao gồm tang trống, hai đầu có hai nắp phía ngồi có mơi chất lạnh sơi, bên có hai lưỡi dao nạo quay với tốc độ 250 v/ph để nạo đá hình thành tang trống Để tăng bề mặt trao đổi nhiệt phía nước người ta tạo đường dích dắc Nước cấp vào nắp hỗn hợp nước đá vụn phía nắp Để nạo tồn đá hình thành bề mặt tang trống, tất nhiên hai lưỡi dao nạo phải có hình dích dắc tương ứng với bề mặt tang trống Hỗn hợp nước đá vụn đưa qua lưới lọc để lọc lấy đá nước lại đưa trở lại máy Nước cấp cho máy phải có nhiệt độ gần 0C nên phải làm lạnh sơ trước Loại đá tuyết thường sử dụng để làm lạnh trực tiếp chất lỏng Để bảo quản, vận chuyển sử dụng dể dàng hơn, Taylor phát minh thêm loại máy ép viên đá tuyết thành cục đá dạng bàng loại 230 (g) 450 (g) .3 Máy đá cở nhỏ : Các loại máy đá cở nhỏ vài chục kg đến vài trăm kg đá/24h thường loại máy đá hoàn toàn tự động , sản xuất đá cục khay đá mãnh Các loại máy cần thiết phục vụ cho quán hàng giải khác , quán ăn nhà hàng , khách sạn , cho mục đích tiêu dùng ,phục vụ đời sống , y tế , bệnh viện xí nghiệp … Một phần nhu cầu đáp ứng tủ lạnh gia đình , tủ lạnh thương nghiệp nhu cầu máy đá lớn , có nhiều sở sản xuất máy đá , tủ đá nhỏ chun dùng Hình mơ tả tủ đá chuyên dùng để sản xuất khay đá nhỏ Đây dạng tủ đá đơn giản Các giá đặt khay dàn bay kiểu tấm có ống bay đặt phía để thu nhiệt khay qua truyền nhiệt trực tiếp từ khay sang đở đến dàn -7- Ngày , loại máy đá công suất nhỏ phong phú đa dạng đặc biệt Mỹ Các máy làm việc theo hai phương pháp liên tục chu kì Máy làm việc theo phương pháp liên tục chủ yếu sản xuất đá mãnh , nguyên lí làm việc cho nước chảy bề mặt bề mặt ống bay hình trụ Đá hình thành dao nạo kiểu trục vít cánh quay nạo khỏi bề mặt bay , đẩy vào thung chứa Máy làm đá viên: Có nhiều kiểu máy làm đá viên (ống) khác Vogt (Mỹ), Linde (Đức), Escher-Wyss (Mỹ), Astra (Đức), Trépaud (Pháp), Doelz (Đức) Tất chúng có chung nguyên lý làm việc theo chu kỳ, kết đông đá ống, môi chất lạnh sôi trực tiếp bên ngồi ống, kết đơng đến chiều dày cần thiết, đổi sang chu kỳ tan giá, ống đá rơi xuống dao cắt thỏi đá rộng = 30 đến 50 mm dài 50 đến 100 mm Máy làm đá ống Vogt (Mĩ) có cấu tạo sau Máy gồm bình hình trụ đứng, bên bố trí nhiều ống làm đá (kết cấu tương tự bình ngưng ống võ đứng), bên thùng nước có phận phân phối nước cho nước chảy lên bề mặt ống Phía có thùng hứng nước thừa khơng kết đơng thành đá Khi độ dày ống đạt 10 15mm kết thúc trình làm đá để chuyển sang trình tan giá Ở trình tan giá, người ta dùng bơm nước, đóng van cấp lỏng đường hút sau mở van nóng 10 cho nóng tràn vào, đẩy lỏng vào bình chứa thu hồi làm tan lớp băng ống đá Các ống đá rơi xuống dao cắt theo độ dài u cầu Sau q trình làm đá lại bắt đầu Lỏng từ bình đưa dàn ống, van cấp lỏng van hút mở, bơm nước hoạt động trở lại Thời gian làm đá tùy theo độ dày đá, nhiệt độ bay hơi, thời gian tan đá khoảng phút độ dày tổn thất tan giá 0,5mm Để giảm tổn thất tan giá ống khuôn giá phải có kích thước đồng đều, nhẳn, thẳng phía ống Để phân phối nước ống phía bên đầu ống ta bố trí nút đậy có ren xung quanh Để đá không bị gãy vụn cắt thỏi, ta dùng dao cắt gồm hai hình bán nguyệt quay trịn theo hướng vng góc vói trục máy làm đá Vì làm lạnh trực tiếp nên cần lượng môi chất nhiều nên sử dụng NH3 rẻ, để tìm 2.7 Ưu nhược điểm máy làm đá dạng viên: Ưu: Thiết bị nhỏ gọn, thời gian làm đá nhanh Do làm lạnh trực tiếp nên bị tổn thất lạnh, thiết bị bị hao mịn Sản phẩm làm sạch, dể sử dụng sinh hoạt nên ưa chuộng Thiết bị tự động hóa tuần hồn nên không sử dụng công nhân nhiều Nhược: Thiết bị đắt tiền, sản phẩm làm giá thành cao nên khó tiêu thụ Sản phẩm làm phải sử dụng ngay, khơng bảo quản lâu chúng dể bị kết nối vào bị hao tốn nhiều Các ống làm đá phải đầy, đảm bảo khơng bị gị rỉ để mơi chất tràn vào gây nguy hiểm Nếu dao không thiết kế hoàn hảo dể gây vụn đá -8- Chương 3: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM 3.1 Mục đích việc sử dụng cách ẩm cách nhiệt: Cách ẩm cách nhiệt la việt quan trọng việc thiết kế phân xưởng lạnh góp phần giảm bớt sư thất nhiệt mơi trường xung quanh Ngăn dịng nóng từ ngồi xâm nhập vao phịng lạnh,lam giảm xuất lạnh Những yêu cầu vật liệu cách nhiệt, cách ẩm: 3.2.1 Vật liệu cách nhiệt: - Phải có hệ số dẫn nhiệt nhỏ - Có khối lượng riêng khơng lớn lắm, độ hút ẩm bé, không dể cháy, bền tác động mơi trường - Chịu nhiệt độ thấp, có độ bền học cao, chịu va chạm - Không sinh mùi lạ hút mùi môi trường xung quanh - Không độc hại sức khỏe người - Dể gia công, lắp đặt, giá thành rẻ … 3.2.2 Vật liệu cách ẩm: - Phải có hệ số dẫn ẩm nhỏ - Không bị biến đổi tính chất điều kiện nhiệt độ thấp, tính đàn hồi mềm dẻo - Khơng thấm ướt bề mặt - Không độc hại, dể gia công, dễ chế tạo, rẻ … 3.2 Chọn vật liệu cách nhiệt, cách ẩm: 3.2.1 Vật liệu cách nhiệt: Chọn vật liệu cách nhiệt Polyurethan cho máy làm đá,styropor vật liệu cách nhiệt cho buồng chứa đá Cả vật liệu naỳ vật liệu cách nhiệt tốt nhất,thông dụng Styropor tạo thành tấp đúc dễ sử dụng, lắp đặt Nó khơng bị thấm nước, không bị mối mọt phá hoại, dễ cháy chọn làm vật liệu cách nhiệt cho vách, trần kho cách nhiệt cho kho chứa đá.Polyurethan sử dụng cách phun trực tiếp vào khoang máy làm đá.Ưu điểm bật co thể phun vao thể tích rổng nào, tạo bọt mà không cần gia nhiệt.,cứng,chịu lực tốt 3.2.2 Vật liệu cách ẩm: Hiện thông dụng vật liệu cách ẩm bitum Bitum gọi nhựa đường (hắc ín) loại vật cách ẩm tốt, tiện dùng Bitum dùng dạng nóng chảy hay pha với dung môi cồn, xăng quét lên bề mặt cách ẩm Hệ số thấm ẩm bé = 0,00015 g/m2n.mmHg Giấy cách ẩm: Giấy sản xuất từ cactong sấy khơ tới 4% Sau nhúng tẩm hay lần bitum nóng chảy Ưu điểm độ bền học cao, khơng bị lão hóa bitum Hệ số thấm = 0,00018 3.3 Tính tốn cách nhiệt, cách ẩm cho máy làm đá: Máy làm đá cách nhiệt, cách ẩm thành bao quanh Chọn máy làm đá có hình trụ trịn có cấu tạo thành bao quanh sau: thép Bitum Thép khơng rĩ Polyurethan rót ngập -9- Các thơng số tra tài liệu [4] : TT Vật liệu i (m) 0.,002 0.001 Thép Bitum Styropore Bitum Thép 0.001 0.002 i Kcal/h.m.k 39 0.18 0.047 0.18 39 i g/m.h.mmHg 0.000115 0.006 0.000115 Chiều dày cách nhiệt tính sau: u 1 cn cn i K i 1 i K: Hệ số truyền nhiệt K, W/m2k : Hệ số tỏa nhiệt vách bên : Hệ số tỏa nhiệt vách bên thiết bị bốc i : Chiều dày lớp vật liệu thứ i cách nhiệt m i: Hệ số dẫn nhiệt lớp thứ i; W/m.K cn: Hệ số dẫn nhiệt lớp cách nhiệt W/m.K cn: Chiều dày lớp cách nhiệt (m) K = 0,23 (chọn –150C) x = 23,3x tính cho trường hợp NH3 sơi ống đứng tích lớn Theo TL[3] ta có : 780 * 1.3 * , 0.06 * 0.5 * q 0.6 0.5 * r 0.6 * o0.66 * 0.3 Trong giá trị tra tài liệu [4] : : Hệ số dẫn nhiệt NH3 , 0.541( w / mK ) : Khối lượng riêng NH3 lỏng , 658.5( Kg / m ) , : Khối lượng riêng NH3 , , 1.966( Kg / m ) o :Khối lượng riêng NH3 at , o 0.823(kg / m ) : Sức căng bề mặt , 38 * 10 N / m r : An nhiệt hoá NH3 , r = 1314*10-3 KJ/Kg c : Nhiệt dung riêng , c = 4.19 KJ/Kg.K : Độ nhớt NH3 lỏng , 0.254.10 pas q : Nhiệt tải riêng - 10 - B1 rng 2.22 d 0.285 * ln * ln 7.45 *10 M rtr 39 0.25 B1 A1 * 1 B1 d d * rng * B1 A1 B1 A1 85 * 10 7.45 * 10 * 0.022 0.0393 * (1 7.45 * 10 ) * 0.022 = 5945.16 * 7.45 *10 0.0393 * (7.45 * 10 0.0353) * 0.0285 = 0.45 h 27 phút Thời gian xả đá cộng cắt đá khoảng phút Thời gian mẻ 35 phút r * t1 II KÍCH THƯỚC MÁY LÀM ĐÁ: Thời gian làm đá t = 35 phút Đường kính ống đơng đá: 50 * 57 mm Nhiệt lượng đông đặc đá: r = 80 kcal/kg Năng suất thiết kế: G = 500 kg/mẻ 926 kg/h Bề dày lớp đá bám ống: 0.022 m Chiều cao ống đá: H = 1.75 m Khối lượng đá bám ống: m = *D *H * * 0.05 *1.75 * 997.1 = = 3.4 kg/ống Số ống cần thiết: M 500 n 147 ống m 3.4 Chọn chiều dìa viên đá: 0.07 m 1.75 25 viên Số viên ống: 0.07 Số viên mẻ: 147*25 = 3675 viên Bề mặt truyền nhiệt: F = *dtr *H*n = 3.14*0.05*1.75*147 = 40 m2 Kiểm tra lại bề mặt truyền nhiệt: Nhiệt độ đá khỏi thiết bị: t2 = -5oC Nhiệt độ nước vào thiết bị: t1 = 5oC Nhiệt độ môi chất bốc hơi: to = -15oC Độ chênh lệch nhiệt độ trung bình logarit: - 26 - t t1 55 14.4 o C t1 t o 15 ln ln 15 t2 to K = d tr * d ng mc n t tb mc = 7172 W/m2.K n = 5945.16 354 1 K = 50 3 * *10 70 7172 5945.16 qf = K* t = 354*14.4 = 5097 W/m2 Diện tích bề mặt truyền nhiệt: Qo 190 * 10 F= = 37.5 m2 qF 5097 Lấy F 40 m2 Sai số không đáng kể, chấp nhận I Xác định kích thước thiết bị bốc hơi: Thiết bị bốc ống chùm, số ống 147 ống, bố trí theo cạnh hình lục giác đỉnh tam giác Theo cách bố trí tổng số ống ống chùm thoả: n = 0.75*( m2 – 1) + 147 = 0.75*( m2 – 1) + m 14 Dựa vào bảng trang 157, tài liệu Máy lạnh: chọn thiết bị bốc 169 ống, có số ống bố trí theo đường kính lớn hình lục giác ngồi : m = 15 Bước ống xác định theo công thức: S = 1.24 1.45 d ng S chọn = 1.24 d ng S = 1.24*0.057 = 0.07068 m Đường kính thiết bị: D = m*S = 15*0.07068 1.06 II Các thiết bị phụ thiết bị bốc hơi: a) Thùng chứa nước phía trên: - Thùng chứa nước có nhiệm vụ phân phối nước cho thùng làm đá - Kích thước: Chiều cao : m Chiều rộng : m Thể tích nước chứa m3 = 1000 kg Đáp ứng tốt chonhu cầu làm đá với suất 500 kg/mẻ b) Thùng chứa nước phía dưới: - 27 - Chứa nước từ máy lọc bơm sang nước không đóng băng từ bồn chảy xuống Nhiệm vụ cung cấp nước cho thùng phía trên, đảmbảo nước cho chu kỳ làm đá Kích thước 1.5*1 c) Lưới nước: - Ngăn không cho đá rơi xuống - Giữ cố định cho dao cắt đến cắt đá - Duy chuyển đá bao đựng - Thốt nước nước khơng đóng băng - Lưới làm cọng inox chiều dày = mm Đặt nghiêng góc 25o so với phương ngang, đường kính khoảng 1.5 m d) Dao cắt: Nhiệm vụ dao cắt cắt viên đá rơi xuống, đồng thời giữ khoảng cách cố đỉnh viên đá, Do bố trí chặng nghiêng, cho phép cắt đá thành đoạn mong muốn Lưỡi dao quay nhờ mơ tơ điện, có hộp số, thiết kế cánh quạt có đường kính đường kính thiết bị bốc Tấm chắn cách dao cắt đá 0.07 m CHƯƠNG Thiết bị ngưng tụ I Trong hệ thống lạnh thiết bị trao đổi nhiệt chiếm tỉ lệ lớn thể tích khối lượng hệ thống, Trong thiết bị ngưng tụ thiết bị bốc quan trọng Ngồi cịn có thiết bị khác nhằm nâng cao hiệu hoạt động hệ thống, giảm tổn thất lượng như: bình trung gian, bình tách lỏng, bình tách dầu giúp cho hệ thống trường hợp cụ thể làm việc với độ tin cậy cao hơn, an toàn hơn, kinh tế tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành máy lạnh Các thiết bị trao đổi nhiệt có ảnh hưởng trực tiếp đến đặc tính lượng máy lạnh Do việc trao đổi đặc tính thiết bị ngưng tụ nói riêng khơng thể q lớn, nên nhiệt độ ngưng tụ môi chất tk phải cao nhiệt độ mơi trường xung quanh Cịn nhiệt độ bay to phải thấp nhiệt độ đối tượng làm lạnh Chính gây nên độ khơng thuận nghịch bên ngồi chu trình nhiệt động, dẫn đến tổn thất lượng đáng kể Thiết bị ngưng tụ thiết bị trao đổi nhiệt để biến môi chất lạnh áp suất nhiệt độ caosua trình nén tạo thành trạng thái lỏng Đôi thiết bị ngưng tụ cịn làm lạnh mơi chất đến nhiệt độ tháp nhiệt độ ngưng tụ Đây trình q lạnh Mơi trường lấy nhiệt mơi chất thiết bị ngưng tụ gọi môi trường làm mát (nước khơng khí) thiết bị ngưng tụ chia làm thành phần truyền nhiệt sau: - lấy phần nhiệt lượng nhiệt nhiệt độ khí nóng giảm đến nhiệt độ ngưng tụ - lấy phần nhiệt lượng để hoá lỏng để háo lỏng nhiệt độ ngưng tụ - lấy phần nhiệt lượng môi chất lỏng (quá lạnh) nhiệt độ mơi chất gần nhiệt độ nước làm mát - 28 - II Tính tốn chọn thiết bị: Thơng số khí hậu Tp.HCM: Do dự định đặt máy đá Tp.HCM nên điều kiện chọn để làm máy đá lấy t1 = 37.5oC Độ ẩm = 74% Tra đồ thị ta nhiệt độ ướt kế: 32.5oC Nhiệt độ nước tính theo nhiệt độ nước vào: tw2 = tw1 + 2.5 tw1 = tư + = 32.5 + = 34.5oC tw2 = 34.5 + 2.5 = 37oC Nhiệt độ ngưng tụ: tc = 37 + = 40oC Sử dụng đồ thị lgp – I ta xác định qk = h2 – h3 = 1960 – 595 = 1365 kj/kg Từ số liệu ta xác định nhiệt tải riêng TBNT: 477 * 1365 = 181 Kw Qk’ = 3600 Trước hết ta phải xác định gần tổng số ống có TBNT Để thực mục đích ta chọn sơ trước nhiệt tải riêng thiết bị qF = 5000 W/m2 Bề mặt trao đổi nhiệt thiết bị ngưng tụ là: Qo 180 * 1000 F= = 36 m2 qF 5000 Tổng chiều dài toàn ống là: F 36 L= = 302 m * d ng 3.14 * 0.038 Ta chia thiết bị ngưng tụ làm pass, pass có tổng số ống n’ = 18 Nậy chiều dài ống chùm là: L 302 l= = 2.8 m * n' * 18 Lượng nước cần thiết qua TBNT: Qk ' 181 Gn = = 13.7 kg/s = 62.200 kg/h C * t 4.19 * 2.5 Xác định vận tốc nước chảy ống Gn 17.3 17.3 Wn = f * * d tr 0.95 m/s 3.14 * 0.0312 * 18 * 1000 * n'* Hiệu nhiệt độ logarit trung bình: t w t w1 37 34.5 t m o t k t w1 40 34.5 = 4.13 C 2.3 * lg 2.3 * lg 40 37 t k t w2 nhiệt độ trung bình nước: tm = tc - tm = 40 – 4.13 = 35.87oC Chọn nhiệt trở thành ống (do bám cặn) : = 0.81*10-3 m3K/W Nhiệt tải riêng thiết bị ngưng tụ: - 29 - qF = d ng d tr * 1.669 * A * (t k t m ) 0.75 i * * d ng Theo bảng 1, HT lạnh: A = 3039 H = i* *dtr Với Z = 6, tra đồ thị H.24.a tập 11 cho chùm ống so le i = 9.6 H = 9.6*3.14*0.038 = 1.15 m (40 t ong ) 0.75 38 qF = * 1.669 * 3039 * 31 1.15 0.75 qF = 6000*(40 – tống) Tính chuẩn số Reynol: W *d 0.95 * 0.031* 10 36583 Re = n tr 0.805 Chảy rối W n A1 * n 0.2 d tr A1 tra bảng tập 11 có A1 = 2200 0.98 0.8 n 2200 * 4299 W/m2.K 0.0310.2 4800 qF = 3 0.81 * 10 4299 1 * (t w t bm ) (t ong 34.5) 3 qF = 81 * 10 n 4299 qF = 956*(tống – 34.5) t = 39.25oC Kiểm tra lại: qF = K* t '' = 1.98*B*qE-1/3 Theo bảng tập 11 ta có B = 64300 qE = H*qF qE = 1.15*4800 = 5520 a 1.98 * 64300 * 5520 a = 8274 W/m2.K Hệ số truyền nhiệt thiết bị K = d tr * d ng '' n 1 = 1224 W/m2.K = 31 * 0.081 * 10 38 8274 4299 Nhiệt tải thiết bị: - 30 - qF = K* t = 1224*4.13 = 5055 W/m2.K Qo 180 * 1000 35.6 m2 F= qF 5055 Gần chấp nhận F = 36 m2 Chọn thiết bị ngưng tụ hiệu KTF 40 Các thông số sau: F = 40 m2 D = 600 mm L = 3520 mm B = 910 mm H = 1000 mm n = 216 ống m = 1550 Kg Chương : TÍNH VÀ CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ 41- Tháp giải nhiệt * Nhiệm vụ: Tháp giải nhiệt có nhiệm vụ thải tồn lượng nhiệt môi chất lạnh ngưng tụ tỏa Tháp giải nhiệt hoạt động theo nguyên tắc bay bề mặt Theo TL [2] Phương trình cân nhiệt: QK = C..Gn.tW Qk Gn c...tw Trong đó: QK: Nhiệt ngưng tụ QK = 180 (KW) C: Nhiệt dung riêng nước C = 4,18 (KJ/KG.độ) : khối lượng riêng nước = 995 (kg/m3) tw: độ chênh lệch nhiệt độ nước vào khối tháp tw = 37,5 – 34.5 = 2.5K Vậy lưu lượng tháp: 180 G= =7.3l/s 4.18 * 995 * 2.5 - Chọn tháp giải nhiệt theo cataloge TL[2]: Loại Rinki Kiểu FRK80 Lưu lượng xối tưới: 8.67 (l/s) - 31 - - Kích thước: + Chiều cao: H = 1845 mm + Đường kính: D = 1170 mm + Đường kính nối vào: dv = 80 mm + Đường kính nối ra: dr = 80 mm + Đường kính ống chảy tràn: 25 + Đường kính xả: 25 + Đường kính ống van phao: 20 + Đường kính quạt gió: 760 mm + Lưu lượng quạt gió: 290 m3/ph + Môtơ quạt: 1,5 KW + Khối lượng tĩnh: 128 (Kg) + Khối lượng vận hành: 3480 (Kg) 4.2- Bình tách dầu: Nhiệm vụ bình tách dầu tách dầu bơi trơn khỏi tác nhân lạnh Vì khơng tách dầu dễ tạo thành lớp cáu bẩn bề mặt truyền nhiệt thiết bị truyền nhiệt làm giảm hệ số truyền nhiệt Nguyên tắc làm việc : Khi hỗn hợp dầu vào bình tách dầu , dòng hỗn hợp bị giảm vận tốc cách đột ngột ( m/s ) , thay đổi chiều chuyển động Dầu sau tách lắng xuống đáy đưa bình chứa dầu Tính tốn : - Lưu lượng tác nhân lạnh amôniac : G = 0,113 kg/s - Thể tích riêng phía đầu đẩy máy nén : V2 = 0.14 m3/kg - Diện tích tiết diện bình : G * V2 0.113 * 0.14 F= = =0.0175 m2 W - Đường kính ống : 4* F = 0.1 m Theo TL [11] chọn bình tách dầu hiệu M1952 Đường kính D = 300 mm Chiều cao H = 900 mm Chiều cao phủ bì Dp = 1100 mm Đường kính ga vào dv = 50 mm Đường kính ga dr = 50 mm Đường kính ống dầu dd = 15 mm Khối lượng m = 60 kg Kiểm tra bền bề dày thiết bị S = mm p * Dn S +c * [ ] * D= - p = 15 bar = 1.5 Mpa - 32 - Với thép cT3 : [ ] = 135 N/mm2 Hệ số bền mối hàn : = Hệ số bổ sung : c = 0,002 mm 1.5 * 0.23 S + 0.002 = 0.0032 mm * 135 * 1.5 Mà S =9mm nên thoả điều kiện - 4.3 Bình chứa dầu : Nhiệm vụ : xã dầu khỏi bình tách áp suất ngưng tụ nguy hiểm Vì với dầu lượng tác nhân lạnh bị xã theo Do phải lắp đặt thêm bình chứa dầu đê3 tập trung dầu từ bình tách dầu từ nơi khác trở từ xã ngồi Bình chứa dầu có gắn van để nối với bình tách dầu , đầu hút máy nén Van xã dầu gắn đáy bình xã dầu xã áp suất thấp ( 1.2- 1.3 at ) sau hút hết NH3 khỏi bình Hơi NH3 hút khỏi bình nhờ nối với đầu hút máy nén Tính tốn : Dựa vào chế độ làm việc ta chọn bình tích khoảng 50 l Theo TL[2]/281 chọn bình chứa dầu sau : - Loại 300 CM - Đường kính 325*9 mm - Cao H = 1270 mm - Rộng B =765 mm - Khối lượng m = 92 kg 4.4 Bình chứa cao áp : Nhiệm vụ : chứa lỏng cao áp sau thiết bị ngưng tụ cung cấp đồng lượng lỏng cho van tiết lưu Ngồi bình chứa cao áp cịn nơi tập trung dầu khí khơng ngưng , bình dự trữ cho hệ thống làm việc bình thường Theo TL[4]/303 ta có : Đối với NH3 khơng bơm ta có : V= (1500 2250 )*G*V G: lượng tác nhân lạnh qua bình chứa cao áp G = 0.1325 kg/s V : thể tích riêng nhiệt độ tk v= 1.726*10-3 m3/kg V= 2200*0.1325*1.726*10-3 = 0.38m3 Theo TL[4] chọn bình chứa có : V= 0.4m3 D = 400*10 mm L =3620 mm 4.5 Bình tách lỏng : Nhiệm vụ : tách lỏng khỏi từ dàn lạnh trở máy nén để đảm bảo hành trình khơ cho máy nén Cơng thức tính đường kính cho bình tách lỏng : - 33 - 4*v * V: Thể tích hút thực tế v =0.07m/s : vận tốc bình D= = 0.1 m/s * 0.07 =1m 3.14 * 0.1 Theo phụ lục 70 TL[4] chọn bình tách lỏng sau : - Đường kính thân bình tách D = 1000mm - Chiều cao H = 2815 mm - Đường kính ống d = 200 mm - Trọng lượng m = 916 kg 5.6 Bình chứa thu hồi: Nhiệm vụ : dùng để chứa môi chất lỏng xã từ thiết bị làm đá trước đưa nóng vào để xã đá Chọn bình chứa dạng hình trụ nằm ngang Theo TL[2]/275 ta có : VT = Vmax*1.2/0.8 VT : Thể tích bình chứa Vmax :thể tích lớn dàn lạnh 0.8 _ mức cho phép bình chứa thu hồi 1.2 _ hệ số an toàn Mà : d= D d ng * n )*h 4 D : Đường kính máy làm đá h : Chiều cao ngập lỏng dng :Đường khính ngồi ống làm đá n : Số ống làm đá Vmax = ( 1.12 0.058 * 147 ) * 1.775 = 0.2 m3 4 VT = 0.2*1.2/0.8 = 1.5*0.22 = 0.3 m3 Chọn bình chứa ngang theo TL[2] : - Hiệu 0.75 p Vmax =3.14*( - Dung tích VT =0.75 m3 - Đường kính D*S = 600*8 mm -Chiều dài L = 2000 mm - Cao H = 500 mm - khối lượng m = 430 kg - 34 - 5.7 Van tiết lưu : Nhiệm vụ : van tiết lưu dùng để tiết lưu lỏng tác nhân lạnh từ áp suất ngưng tụ P k đến áp suất sôi Po điều chỉnh việc cung cấp lỏng cho hệ thống Để dễ dàng cho việc vận hành tự động hoá ta chọn van tiết lưu tự động điều chỉnh nhiệt cho kho trữ đá Nếu nhiệt độ cao van mở thêm , ngược lại nhiệt độ thấp van tự động đóng bớt lại Đối với thiết bị làm đá ta sử dụng van tiết lưu phao theo mực lỏng thiết bị làm đá Tiết diện ngang van tiết lưu thiết bị làm đá : Qo F= 3600 * q o * * p * * g Trong : Qo :Năng suất lạnh van tiết lưu qo : Năng suất lạnh riêng : Hệ số nén dòng chảy Chọn = 0.7 p = pk - po : khối lượng riêng NH3 40640 F= 3600 * 1060 * 0.7 * 12.59 * 10 * 9.81 * 658.5 = 0.53*10-6 m2 Đường kính van tiết lưu : D= 4* F * 0.53 *10 = = 0.82*10-3 m 3.14 5.8 Ong dẫn : Nhiệm vụ : Từng phần riêng biệt hệ thống liên lạc với ống có đường kính khác Trong máy lạnh NH3 chọn ống dẫn thép kéo liền Theo phụ lục 79 , 80 , 81 , 82 TL[9] ta có : Dựa vào giản đồ phụ lục Từ suất lạnh tối đa nhiệt độ ta tra đường kính ống -Đường kính ống hút :dh =50 mm -Đường kính ống đẩy : dđ = 37 mm -Đường kính ống dẫn lỏng từ TBNT đến bình chứa : dl1 =15 mm -Đường kính ống dẫn lỏng từ bình chứa đến van tiết lưu : dl2 Chương : - 35 - TÍNH KINH TẾ I Chi phí đầu tư ban đầu : Chọn mặt có diện tích s = 1000 m2 Đất thuê thời gian 10 năm , giá thuê đất là5.106.đ/tháng Chi phí đầu tư cho 10 năm hoạt động : B =5.106 * 12*10=6*108 Chi phí xây dựng nhà xưởng: 5.106 đồng 9.3 Chi lắp đặt hệ thống thiết bị : Bảng giá thành thiết bị : STT Tên thiết bị Máy nén 10 11 12 13 14 TBNT Bình chứa cao áp Bình tách lỏng Bình tách dầu Tháp giải nhiệt Dàn lạnh kho Máy đá Bơm nước Bơm nước Động điện Động điện Giấy dầu Bitum 15 Ong thép 16 Ong thép 17 Van tiết lưu phao Van chiều Van chặn Van an toàn Ong nhựa 18 20 21 22 Qui cách Đơn vị Giá thành/đơn Thành vị 100*106 20*106 1 20*106 15*106 20*106 15*106 FRK 20 3*106 113000 30*106 3*106 226000 30*106 kw 0.5 kw 30 kw 0.62 kw 1 2 10*106 40*106 500*103 300*103 5*106 300*103 10*106 40*106 500*103 300*103 10*106 300*103 100 kg 40m 5000 500*103 50*103 2*106 20m 30*103 600*103 500*103 500*103 12 50m 200*103 200*103 200*103 16*103 400*103 2400*103 800*103 800*103 Mycom N4A KTT 25 OT 40 57 20 57 - 36 - tiền 23 24 Đèn cực tím Máy biến 50 kw 400*103 80*106 800*103 80*106 T Tổng chi phí lắp đặt thiết bị : T = 418.026*106 đồng Tổng Tổng chi phí đầu tư ban đầu : P1 = P1= 418*106 +5*106 +6.108 =1023 *106 đồng Ngo ngồi cịn có khoảng chi phí khác : chi phí lắp đặt thiết bị 15%P1 , chi phí lắp đặt điện 0.05%P1 , chi phí giao thông 0.1%P1 Tất chiếm 15.15%P1 Vậy tổng chi phí đầu tư ban đầu : P = Pd= 15.15*P1 = 15.15*1023*106 = 155*106 đồng 9.2 Chi phí hoạt động sản xuất : 9.2.1 Chi phí điện : - Giá điện kinh doanh : 950 đồng/kw - Thời gian hoạt động ngày : 12h - Công suất tổng cộng nhà máy ngày : 70.2* 12= 842 kw * Tổng chi phí điện 10 năm (3600 ngày ) : Pd = 950*842*3600 = 2880*106 đồng 9.2.2 C Chi phí nước : - Nước làm đá : 0.5*12=6 m3/ngày - Nước bổ sung cho bình ngưng : m3/ngày - Nước cho sinh hoạt khác : 1.5 m3/ngày Tổng lượng nước dùng ngày : 16 m3/ngày - Giá nước HCM : 2000 đồng/m3 - Chi phí nước 10 năm : Pn = 16*2000*3600 = 115*106 đồng Tổng chi phí vịng 10 năm : Pc = 3150*106 đồng 9.2.4 Khấu hao tài sản : - - Khấu hao vật liệu 10 năm hoạt động : Pk = Pc*10%=3455*106 đồng *Tổng chi phí hoạt động 10 năm : P, = PC +PK =6615*106 đồng 9.3 Do D anh thu nhà máy : PT =500*12*3600*400 =86440*106 đồng - 37 - Sau 10 năm ta thu hồi vốn lãi là: 86440*106- - 6615*106 =2025*106 đồng Thu nhâp tháng: 2025*106 /12*10=17*106 đồng tiền thuế:10% ta 15.106 đồng KẾT LUẬN Qua 2t thangtính tốn thiết kế Nhìn chung việc thiết kế phân xưởng sản xuất nước đá viên suất 500 kg/mẻ hoàn thành Thiết bị làm đá viên thiết kế chi tiết đầy đủ kích thước , điều kiện làm việc , chế độ vận hành Các thiết bị phụ thiết kế tính toán đầy đủ , bảo đảm yêu cầu kỹ thuật để đưa vào sản xuất Sản xuất nước đá tinh khiết đem lại hiệu kinh tế : - Đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng cao người mức độ vệ sinh , an toàn sử dụng - Ngoài việc sản xuất nước đá tận dụng nguồn nguyên liệu dồi nước dễ kiếm rẻ Nhìn chung cơng việc tính tốn thiết kế phân xưởng hồn thành Có thể đưa vào sản xuất với số vốn đầu tư không cao sau năm hoạt động thu hồi lại vốn Tuy nhiên kiến thức hạn chế , chưa có kinh nghiệm nhiều thiết kế , thời gian hạn chế nên đồ án khơng tránh khỏi sai sót Vì em mong q thầy bạn bè đóng góp ý kiến để đồ án hoàn thiện tạo sở cho em làm luạn văn sau Cuối cùngem xin chân thành cam ơn thầy TRẦN VĂN NGHỆ nhiệt tình hứớng dẩn cho em hoàn thành tốt đồ án - 38 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Đức Ba , Phạm Văn Bôn , Nguyễn Văn Tài , Trần Thu Hà , Hồ Đắc Lộc , CHOUMAK.I.G , CHEPURNHENCO V.P , PARKHALADZE E.G – “Công nghệ lạnh nhiệt đới “ – NXB nông nghiệp Tp HCM , 1994 [2] Nguyễn Đức Lợi – “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh “ – NXB giáo dục , 1996 [3] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy , Đinh Văn Thuận – “Kỹ thuật lạnh ứng dụng “ – NXB giáo dục , 2000 [4] Trần Thanh Kỳ – “Máy lạnh” – NXB giáo dục , 1994 [5] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy – “Môi chất lạnh” – NXB giáo dục , 1994 [6] Trần Văn Nghệ , Trần Hùng Dũng – “Quá trình thiết bị cơng nghệ hóa học tập 11” – trường ĐHBK – Đại Học Quốc Gia Tp.HCM [7] Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy – “Bài tập kỹ thuật lạnh” _ NXB giáo dục , 1996 [8] Nguyễn Đức Lợi –“Kỹ thuật lạnh sở” – NXB giáo dục [9] Hồ Lê Viên –“Thiết kế tính tốn chi tiết thiết bị hóa chất” – NXB KHKT , 1978 [10] Trần Đức Ba , Phạm Văn Bôn , Nguyễn Xuân Tiến , Nguyễn Anh Hải , Hồ Đắc Lộc , Trần Hùng Dũng – “Kỹ thuật lạnh đại cương” – NXB ĐHBK Tp.HCM, 1994 [11] “Sổ tay Q Trình Thiết Bị cơng nghệ hóa học tập I” Biên soạn : Bộ môn Quá Trình Thiết Bị cơng nghệ hóa học trường ĐHBK Hà Nội [12] “Sổ tay Quá Trình Thiết Bị cơng nghệ hóa học tập II” Biên soạn : Bộ mơn Q Trình Thiết Bị cơng nghệ hóa học trường ĐHBK Hà Nội - 39 - - 40 - ... máy ép viên đá tuyết thành cục đá dạng bàng loại 230 (g) 450 (g) .3 Máy đá cở nhỏ : Các loại máy đá cở nhỏ vài chục kg đến vài trăm kg đá/ 24h thường loại máy đá hoàn toàn tự động , sản xuất đá. .. thuế:10% ta 15.106 đồng KẾT LUẬN Qua 2t thangtính tốn thiết kế Nhìn chung việc thiết kế phân xưởng sản xuất nước đá viên suất 500 kg/mẻ hoàn thành Thiết bị làm đá viên thiết kế chi tiết đầy đủ kích... Đông Lạnh I vừa sản xuất nước đá phục vụ sản xuất, sinh hoạt Xí nghiệp Seaprodex (Au Cơ), Seapromit Co (Hồ Bình) ,sản xuất đá vảy, đá chủ yếu phục vụ cho sản xuất : ướp lạnh bảo quản sản phẩm đơng