Tài liệu đồ án môn học xây dựng trạm lạnh, Chương 4 pdf

Chương 4:TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh.Đây chính l à dòng nhiệt tổn thật mà máy l ạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài. M ục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt. Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức: WQQQQQQ , 54321  1 Q - dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh; 2 Q - dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh; 3 Q - dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh; 4 Q - dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho l ạnh; 5 Q - dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp chỉ có ở các kho lạnh bảo quản rau quả đặc biệt l à kho bảo quản hoa. I.Tính nhiệt cho buồng bảo quản đông 4.1.Dòng nhiệt qua kết cấu bao che 1 Q Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che là tổng dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần. 12111 QQQ   11 Q dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.  12 Q dòng nhiệt qua tường bao và trần so ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.  11 Q được xác định từ biểu thức :   ttt FkttFkQ  2111  t k hệ số truyền nhiệt thực của kết câu bao che xác định theo chiều dày cách nhiệt thực; F- diện tích bề mặt của kết cấu bao che,m 2 ; 1 t - nhiệt độ môi trường bên ngoài, 0 C; 2 t - nhiệt độ trong buồng lạnh, 0 C. +Ta ch ọn diện tích của buồng bảo quản đông là: F bqd =31m 2 với kt là 5475,7  4.1.1 Nhiệt tổn thất qua tường bao,trần và nền do chênh lệch nhiệt độ Q 11 Dòng nhiệt Q 11 =k t F(t 1 -t 2 ) đc xđ qua bảng thống kê sau: v ới nhiệt độ bên ngoài của môi trường Vũng tàu là 35,1˚C Vách bao che K(w/m 2 k) F(m 2 ) t  (t˚c) Q(w) Vách phía tây 0,1789 4  5 55,1 197,15 Vách phía nam 0,1789 7,75  5 55,1 381,97 Vách phía bắc 0,1789 7,75  5 55,1 381,97 trần 0,2 7,75  4 51,1 316,82 Do trên trần là bóng dâm nên lấy t=t mt -4˚C=35,1-4=31,1˚C +nhiệt tổn thất qua vách ngăn giữa 2 buồng là 0 +Nhi ệt tồn thất qua nền là Q n =k t F(t n -t 2 ) Trong đó n t - nhiệt độ trung bình của nền khi có sưởi. n t =4 0 C Tra b ảng 3-6,TL1,t84 có hệ số truyền nhiệt k của nền có sưởi ta đc k t =0,21w/m 2 k  Q n =0,21.31.(4-(-20))=156,24 w   11 Q =197,15+2.381,97+316,82+156,24=1434,15 w 4.1.2 Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời Q 12 Được xđ theo ct Q 12 =k t F 12 t với buông lạnh ta chỉ tính dòng nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái che và qua vách fía tây chịu tổn thật bức xạ lớn nhất +dòng nhiệt bức xạ qua mái che chọn         16 475,7 2,0 12 t F k t  Q 12 =0,2.7,75  4.16=99,2 w +dòng nhi ệt bức xạ qua vách fía tây chọn         9 54 21,0 12 t F k t  Q 12 = 0,21.4  5.9=37,8 w   12 Q =92,2+37,8=137 w V ậy Q 1 =   1211 QQ =1434,1+137=1571,15 w 4.2 .Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra 2 Q Là dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi xử lý lạnh( gia lạnh, kết đông…). Sản phẩm được đưa đến kho đã được xử lý lạnh nên 2 Q =0 4.3.Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh 3 Q Dòng nhiệt thông gió buồng lạnh tính toán cho các buồng bảo quản rau hoa quả và các sản phẩm hô hấp. Dòng nhiệt chủ yếu do không khí ở bên ngoài đưa vào buồng lạnh để thay thế cho không khí lạnh trong buồng để đảm bảo sự hô hấp của các sản phẩm bảo quản. Dòng nhiệt này được xác định từ biểu thức: )( 213 hhMQ k   k M lưu lượng không khí của quạt thông gió,m 3 /s;  21 ,hh entanpi của không khí ở ngoài và ở trong buồng,KJ/Kg; xác định trên đồ thị h -x ,TL1,9 theo t và φ tương ứng Với buồng bảo quản đông này thì Q 3 =0 4.4Dòng nhiệt do vận hành 4 Q Các dòng nhiệt do vận hành gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng 41 Q , do người làm việc yrong các buồng 42 Q , do các động cơ điện 43 Q , do mở cửa 44 Q 4.4.1.Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng 41 Q 41 Q được tính theo biểu thức: 41 Q =A.F,W F- Di ện tích buồng,m 2 .F=31m 2 A- Nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m 2 diện tích buồng hay di ện tích nền,W/m 2 .A=1,2 W/m 2 . 41 Q =1,2.31=37,2 w 4.4.2.Dòng nhiệt do người tỏa ra 42 Q Dòng nhiệt do người tỏa ra được xác định từ biểu thức: 42 Q =350n, W n-s ố người làm việc trong buồng;chọn n=2 350-nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc,350W/người. Thay số: 42 Q =350.2=700 W 4.4.3.Dòng nhiệt do động cơ điện 43 Q Dòng nhiệt do các động cơ điện làm việc trong các buồng lạnh gồm động cơ quạt dàn lạnh, động cơ quạt thông gió…được xác định từ biểu thức: 43 Q =1000N, W 1000-h ệ số chuyển đổi từ KW ra W; N- công suất động cơ điện,KW; chọn buồng lắp đặt 2 dàn lạnh,mỗi dàn 1 động cơ điện ,mỗi đc 1kw  Q 43 =1000.2.1.1=2000 w 4.4.4.Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh 44 Q Để tính toán dòng nhiệt khi mở cửa, sử dụng biểu thức: 44 Q =B.F ,W B- dòng nhi ệt riêng khi mở cửa, W/m 2 ; F- di ện tích buồng,m 2 . Dòng nhi ệt khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng và chi ều cao của buồng 6 m lấy theo bảng 4-4,TL1,117. Bảng 4-1:dòng nhiệt riêng khi mở cửa theo chiều cao của buồng là 6m và diện tích của buồng. B, W/m 2 Tên buồng < 50 m 2 50 ÷150 m 2 > 150 m 2 Bảo quản 22 12 8 đông chọn B=22,F=21  Q 44 =22.31=682 w  Q 4 =Q 41 +Q 42 +Q 43 +Q 44 =37,2+700+2000+682=3419,2 w 4.5.Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp 5 Q Dòng nhiệt 5 Q xuất hiện ở các kho bảo quản rau hoa quả hô hấp trong quá trình sống, dòng nhiệt 5 Q được xác định từ biểu thức: 5 Q = WqqE hqn ),9,01,0(  E-dung tích kho lạnh;  hqn qq , dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm có nhiêt độ nhập vào kho l ạnh và sau đó là nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh,W/t;được tra theo bảng 4-5, TL1, 118. Do bu ồng bảo quản đông nên Q 5 =0  Tổng tổn thất nhiệt là Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 =1571,15+0+0+3419,2+0=4990,35 w 4.6.Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén 4.6.1.T ải nhiệt cho thiết bị. Tải nhiệt cho thiết bị dùng để tính toán diện tíh bề mặt trao đổi nhiệt cần cho thiết bị bay hơi. Để đảm bảo được nhiệt độ trong buồng ở những điều kiện bất lợi nhất, ta phải tính toán nhiệt tải cho thiết bị là tổng nhiệt tải thành phần có giá trị cao nhất: Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 =1571,15+0+0+3419,2+0=4990,35 w 4.6.2.Tải nhiệt cho máy nén Tải nhiệt của máy nén cũng được tính toán từ tất cả các tải nhiệt thành phần, tùy theo kho lạnh có thể chỉ lấy ,một phần tổng của tải đó. W QQQQQ MN 88,38992,3419.75,017,1571.85,0 %100%75%100%85 5431   Năng suất lạnh của máy nén đối với mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi giống nhau được xác định từ biểu thức: b Qk Q MN   0 , k-h ệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh;k=1,07 b- hệ số thời gian làm việc;b=0,7   MN Q tổng nhiệt tải của máy nén đối với nhiệt độ bay hơi(lấy từ kết quả tính toán tổng hợp) Q 0 = 2,5961 7,0 88,3899.07,1  w  6 kw II.Tính nhiệt cho buồng bảo quản đa năng Làm tương tự như trên ta có kêt quả sau: 4.1 Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che 4.1.1 Dòng nhiệt qua tườg bao,trần và nền Vách bao che K(w/m 2 k) F(m 2 ) t  (t˚c) Q(w) Vách phía 0,22 4  5 47,1 207,24 Vách phía nam 0,22 7  5 47,1 362,67 Vách phía bắc 0,22 7  5 47,1 362,67 trần 0,23 4  7 43,1 277,564 Nhiệt tổn thất qua nền Q n = k t F(t n -t 2 ) ch ọn k t =0,29,F=28 ,t n =4  Q n =0,29.28.(4+12)=129,92 w   11 Q =207,24+2.362,67+277,564+129,92=1340,064 w 4.1.2 Xác định dòng nhiệt do bức xạ Q 12 +qua mái che :chọn         16 47 2,0 12 t F k t  Q 12 =0,2.28.16=89,6 w +qua vách fía đông =37,8w( như trên)  Q 12 =89,6+37,8=127,4 w  464,14674,127064,1340 12111   QQQ w 4.2 Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra Q 2 =0 4.3 Dòng nhi ệt do thông gió Q 3 Q 3 =M k (h 1 -h 2 ) Tra đồ thị h-x theo t và  tương ứng ta đc (lấy 85 2   % ,t 2 =0)      5,8 118 2 1 h h kj/kg + lưu lượng qua thông gió M k đc xđ theo công thức :M k = 3600.24 k v  chọn         3 140528 33.1   v k m 3  M k = 00647,0 3600.24 33,1.3.140  m 3 /s  Q 3 =(118-8,5).0,00647=0,708464 kw=708,464 w 4.4 Dòng nhiệt do vận hành Q 4 Làm tương tự như trên ta đc kết quả: + Q 41 =A.F=1,2.28=33,6 w +Q 42 =350.n=350.2=700 w +Q 43 =1000.N=1000.3.1.1=3000w ( chọn 2 dàn lạnh với 2 quạt và 1 qu ạt thông gió công suất 1kw) +Q 44 =B.F=29.28=812w t ổng Q 4= Q 41 +Q 42 +Q 43 +Q 44 =33,6+700+3000+812=4545,6 w 4.5 Dòng nhiệt do hoa quẩ hô hấp Q 5 Q 5 =E(0,1q n +0,9q bq ) Trong đó: E=16,5tấn Tra bảng 4.5 (TL1-t118) ta chọn      20 40 bq n q q w/t  Q 5 =16,5(0,1.40+0,9.20)=363 w V ậy Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 =1467,464+0+708,464+4545,6+363=7084,5 28w 4.6 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén 4.6.1.Tải nhiệt cho thiết bị [...]...Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5= 146 7 ,46 4+0+708 ,46 4 +45 45,6+363=70 84, 5 28w 4. 6.2 Tải nhiệt cho máy nén QMN  85%Q1  100%Q3  75%Q4  100%Q5  0,85. 146 7 ,46 4  708 ,46 4  0,75 .45 45,6  363  5728,7584W k Q +Năng suất lạnh Q0=  MN b  1,07.5728,75 84  8756.82 0,7 w . 4. 5 (TL1-t118) ta chọn      20 40 bq n q q w/t  Q 5 =16,5(0,1 .40 +0,9.20)=363 w V ậy Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 = 146 7 ,46 4+0+708 ,46 4 +45 45,6+363=70 84, 5. 28w 4. 6 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén 4. 6.1.Tải nhiệt cho thiết bị Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 +Q 4 +Q 5 = 146 7 ,46 4+0+708 ,46 4 +45 45,6+363=70 84, 5 28w 4. 6.2