Thuyết minh đồ án kỹ thuật lạnh

1 đồ án môn học kỹ thuật lạnh I. Giới thiệu chung Địa điểm xây dựng công trình nằm trên địa bàn thành phố Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. Đây là một trung tâm kinh tế và du lịch biển lớn ở phía nam, trình độ phát triển kinh tế xã hội tơng đối cao, mật độ dân số lớn, có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm. Việc xây dựng và vận hành công trình trên khu vực này có những đặc điểm cả thuận lợi và khó khăn. Về u điểm, khu vực này có nguồn cung cấp nguyên vật liệu, máy móc thiết bị phong phú, nguồn cung cấp điện năng đầy đủ và chất lợng tốt. Về nh- ợc điểm, khu vực này có khí hậu nóng ẩm quanh năm nên yêu cầu cách nhiệt, cách ẩm cao dẫn đến chi phí xây dựng và vận hành cao. Trạm lạnh cần thiết kế có hệ thống kho lạnh thuộc loại kho bảo quản lạnh. Chức năng chính của nó là bảo quản rau quả và hải sản. ở đây đã hoàn thành bớc thiết kế địa điểm xây dựng và diện tích mặt bằng công trình. Nhiệm vụ còn lại là thiết kế kết cấu kho lạnh và thiết kế hệ thống lạnh. II. tính toán kho lạnh Kho lạnh có ba phòng lạnh đợc đánh số từ 1 đến 3, một phòng máy và một phòng đệm. Diện tích các phòng đều đã đợc xác định. Ta lựa chọn vị trí đặt phòng máy giáp với tờng Tây của phòng lạnh 1 vì vị trí này làm giảm tổn thất nhiệt xuống mức thấp nhất. II.1. Lựa chọn các thông số tính toán ban đầu Các thông số tính toán ban đầu bao gồm các thông số khí hậu nơi xây dựng kho lạnh, nhiệt độ và độ ẩm bảo quản trong các phòng lạnh. Ngoài ra ta còn cần xác định đặc điểm của các hệ thống kỹ thuật trong các phòng lạnh và phòng phụ trợ. II.1.1. Các thông số khí hậu nơi xây dựng công trình Địa điểm xây dựng công trình đặt tại Vũng Tàu, tra trong TCVN 4088-85 ta đợc các thông số khí hậu nh sau: + Nhiệt độ cực đại trung bình của không khí tháng nóng nhất: + Nhiệt độ cực đại tuyệt đối của không khí: + Độ ẩm tơng đối trung bình của không khí: Độ ẩm tơng đối trung bình của không khí lấy vào tháng có nhiệt độ tuyệt đối trung bình lớn nhất (tháng Năm). Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời xác định theo công thức: (II-1) Trong đó: Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời, ( ) Nhiệt độ cực đại trung bình của không khí tháng nóng nhất, ( ) Nhiệt độ cực đại tuyệt đối của không khí, ( ) Hệ số an toàn, ; lấy Thay số vào công thức (II-1) ta đợc: Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 2 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Phòng máy đặt ở phía tờng Tây của phòng lạnh 1, có hành lang chung với hành lang các phòng lạnh. Trong phòng máy có đặt hệ thống thông gió với nhiệt độ tính toán trong phòng xác định nh sau: (II-2) Trong đó: Nhiệt độ tính toán bên trong phòng máy, ( ) Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời, ( ) Thay số vào công thức trên ta có: Với phòng đệm, ta không xác định cụ thể nhiệt độ trong phòng. Khi tính toán tổn thất nhiệt qua kết cấu ngăn che các phòng lạnh với phòng đệm ta sẽ dùng hệ số . II.1.2. Lựa chọn chế độ và thời gian bảo quản trong các phòng lạnh Chức năng của kho lạnh là bảo quản lạnh hai loại sản phẩm chính là rau quả và hải sản. Kho lạnh có ba phòng lạnh trong đó hai phòng 1 và 2 chọn làm các phòng bảo quản rau quả, sản phẩm bảo quản là các loại quả có múi nh cam, chanh, bởi và nhiều loại rau quả khác có cùng nhiệt độ bảo quản; phòng 3 dùng để bảo quản hải sản, ở đây là cá, tôm, cua mới đánh bắt. Bảng . Chế độ và thời gian bảo quản của các phòng lạnh Stt Phòng lạnh Sản phẩm Nhiệt độ bảo quản Độ ẩm Thông gió Thời gian bảo quản (ngày) 1 Phòng 1 Rau quả 2 85 Có 30 2 Phòng 2 Rau quả 2 85 Có 30 3 Phòng 3 Hải sản -3 90 Không 3 II.2. Xác định dung tích các phòng lạnh II.2.1. Diện tích chất tải hữu ích của các phòng lạnh Diện tích chất tải hữu ích xác định theo công thức sau: (II-3) Trong đó: Diện tích chất tải hữu ích của phòng lạnh, ( ) Diện tích xây dựng của phòng lạnh, ( ) Hệ số sử dụng diện tích, phụ thuộc vào diện tích xây dựng của phòng lạnh Diện tích chất tải hữu ích tính toán cho từng phòng lạnh thể hiện trong bảng 2. II.2.2. Chiều cao chất tải Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 3 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Chiều cao chất tải của các phòng lạnh xác định theo công thức: (II-4) Trong đó: Chiều cao chất tải của phòng lạnh, ( ) Chiều cao theo thiết kế kiến trúc của phòng lạnh, ( ) Chiều dầy của trần phòng lạnh, ( ) 0,5m Khoảng dự trữ độ cao cho các hệ thống đờng ống và chiều cao nâng hàng của xe rùa. Tất cả các phòng lạnh đều có chung các thông số về các chiều cao kể trên nên đều có cùng chiều cao chất tải. Thay số vào công thức (II-4) ta có: II.2.3. Thể tích chất hàng và dung tích của các phòng lạnh Thể tích chất hàng của các phòng lạnh tính theo công thức sau: (II-5) Trong đó: V Thể tích chất tải của của phòng lạnh, ( ) Chiều cao chất tải của phòng lạnh, ( ) Diện tích chất tải của phòng lạnh, ( ) Dung tích các phòng lạnh: (II-6) Trong đó: Dung tích của phòng lạnh, ( ) Thể tích chất tải của của phòng lạnh, ( ) Tiêu chuẩn chất tải, ( ). Tiêu chuẩn chất tải phụ thuộc loại hàng bảo quản của phòng lạnh; tra trong bảng 2-1, trang 20, tài liệu Kỹ thuật lạnh ứng dụng. Kết quả tính toán thể tích chất hàng và dung tích các phòng lạnh thể hiện trong bảng 2. Bảng . Dung tích các phòng lạnh Phòn g lạnh Sản phẩm F h V E ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 Rau quả 180 0.75 135.0 4.7 634.50 0.45 285.53 2 Rau quả 120 0.75 90.0 4.7 423.00 0.45 190.35 3 Hải sản 270 0.75 202.5 4.7 951.75 0.45 428.29 II.3. Tính toán cách nhiệt và cách ẩm Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 4 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Trớc hết, ta cần xác định chiều dầy các lớp cách nhiệt của các kết cấu ngăn che. Đối với mái ta đặt cách nhiệt cả trên lẫn dới, phía trên dùng bêtông bọt, phía dới dùng polystirol; với tờng dùng vật liệu polystirol và nền dùng bêtông bọt. Để thoả mãn yêu cầu cách ẩm, ta chọn sẵn chiều dầy các lớp vật liệu cách ẩm trong các kết cấu ngăn che và đánh giá thông qua việc kiểm tra đọng sơng và đọng ẩm trong lòng kết cấu. Với các kết cấu có phơng đứng chọn vật liệu cách ẩm là bitum; với các kết cấu phơng ngang cách ẩm bằng các lớp vật liệu nh giấy dầu, gạch lá nem, gạch lát và vữa ximăng. Hình . Cấu tạo các lớp vật liệu mái i = 2% Gạch lá nem, = 15 mm Vữa ximăng , = 10 mm Gạch lá nem, = 15 mm Vữa ximăng , = 10 mm Bê tông chống thấm, = 80 mm Xỉ tạo độ dốc, = 200 mm Sàn BTCT, = 100 mm Vữa trát, = 15 mm Bitum, = 4 mm Lớp cách nhiệt polystirol, đang xác định Vữa trát luoi thép, = 15 mm Stt Lớp vật liệu ( ) ( ) ( ) ( ) 1 Gạch lá nem 0.015 0.810 10.500 0.0185 2 Vữa ximăng 0.010 0.930 9.000 0.0108 3 Gạch lá nem 0.015 0.810 10.500 0.0185 4 Vữa ximăng 0.010 0.930 9.000 0.0108 5 Bêtông chống thấm 0.080 1.500 1.000 0.0533 6 Xỉ tạo độ dốc 0.200 0.290 19.500 0.6897 7 Trần BTCT 0.100 1.550 3.000 0.0645 8 Vữa ximăng trát 0.015 0.930 9.000 0.0161 9 Bitum cách ẩm 0.004 0.180 0.086 0.0222 10 Polystirol ??? 0.047 0.750 0.0000 11 Vữa trát lới thép 0.020 0.870 9.800 0.0230 Tổng nhiệt trở cha kể lớp cách nhiệt: 0.7550 Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 5 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Hình . Cấu tạo các lớp vật liệu nền Gạch lát nền, = 15 mm Vữa XM, = 15 mm Bê tông bọt, đang xác định Hai lớp giấy dầu, = 5 mm Bê tông gạch vỡ, = 100 mm Đất cát pha, sạch chất mùn, đầm kỹ Stt Lớp vật liệu ( ) ( ) ( ) ( ) 1 Gạch lát nền 0.015 0.810 10.500 0.0185 2 Vữa ximăng 0.015 0.930 9.000 0.0161 3 Bêtông bọt ??? 0.400 7.500 0.0000 4 Hai lớp giấy dầu 0.005 0.140 0.135 0.0357 5 Bêtông gạch vỡ 0.100 0.870 6.800 0.1149 Tổng nhiệt trở cha kể lớp cách nhiệt: 0.1853 Hình . Cấu tạo các lớp vật liệu t ờng ngoài Vữa XM trát, = 20 mm Gạch đỏ, = 220 mm Vữa XM trát, = 15 mm Bitum cách ẩm, = 4 mm Lớp cách nhiệt, đang xác định Vữa tam hợp luoi thép, = 20 mm Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 6 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Hình . Cấu tạo các lớp vật liệu t ờng ngăn các phòng Vữa XM trát, = 20 mm Gạch đỏ, = 110 mm Vữa XM trát, = 15 mm Bitum cách ẩm, = 4 mm Lớp cách nhiệt, đang xác định Vữa tam hợp luoi thép, = 20 mm Stt Lớp vật liệu ( ) ( ) ( ) ( ) 1 Vữa ximăng trát 0.020 0.930 9.000 0.0215 Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 Stt Lớp vật liệu ( ) ( ) ( ) ( ) 1 Vữa ximăng trát 0.020 0.930 9.000 0.0215 2 Gạch đỏ 0.220 0.810 10.500 0.2716 3 Vữa ximăng trát 0.015 0.930 9.000 0.0161 4 Bitum cách ẩm 0.004 0.180 0.086 0.0222 5 Polystirol ??? 0.047 0.750 0.0000 6 Vữa trát lới thép 0.020 0.870 9.800 0.0230 Tổng nhiệt trở cha kể lớp cách nhiệt: 0.3545 7 đồ án môn học kỹ thuật lạnh 2 Gạch đỏ 0.110 0.810 10.500 0.1358 3 Vữa ximăng trát 0.015 0.930 9.000 0.0161 4 Bitum cách ẩm 0.004 0.180 0.086 0.0222 5 Polystirol ??? 0.047 0.750 0.0000 6 Vữa trát lới thép 0.020 0.870 9.800 0.0230 Tổng nhiệt trở cha kể lớp cách nhiệt: 0.2186 Hình . Cấu tạo các lớp vật liệu cửa đi Thép không gỉ, = 0,5 mm Vật liệu cách nhiệt, đang xác định Thép không gỉ, = 0,5 mm Stt Lớp vật liệu ( ) ( ) ( ) ( ) 1 Thép không gỉ 0.0005 58.000 0.000 0.0000086 2 Polystirol ??? 0.047 0.750 0.0000000 3 Thép không gỉ 0.0005 58.000 0.000 0.0000086 Tổng nhiệt trở cha kể lớp cách nhiệt: 0.0000172 II.3.1. Tính toán chiều dầy các lớp cách nhiệt. Kiểm tra đọng sơng bề mặt ngoàikết cấu. Chiều dầy lớp cách nhiệt xác định theo công thức sau: (II-7) Trong đó: Chiều dầy lớp cách nhiệt, ( ) Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, ( ). Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt lấy phụ thuộc vào loại vật liệu, chức năng và cấp nhiệt độ bảo quản của phòng lạnh. Hệ số truyền nhiệt hợp lý, ( ); phụ thuộc độ chênh nhiệt độ giữa hai bề mặt ngoài của kết cấu. Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt của mặt trong và mặt ngoài kết cấu Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 8 đồ án môn học kỹ thuật lạnh ngăn che, ( ); tra trong bảng 3-2, trang 77, tài liệu Kỹ thuật thông gió, tác giả Trần Ngọc Chấn. Chiều dầy lớp vật liệu thứ i, ( ) Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, ( ); tra trong phụ lục 2, trang 377, tài liệu Kỹ thuật thông gió, tác giả Trần Ngọc Chấn. Để xác định ta cần phải tính chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt theo công thức sau: (II-8) Trong đó: chênh nhiệt độ giữa hai bề mặt ngoài của kết cấu, ( ) Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời và trong phòng, ( ) Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che Chiều dầy thực (chiều dầy lựa chọn) đợc lấy theo tổ hợp chiều dầy các tấm polystirol chế tạo sẵn và không nhỏ hơn chiều dầy cách nhiệt tính đợc ở trên. Hệ số truyền nhiệt của kết cấu tính theo công thức: (II-9) Trong đó: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu, ( ) Chiều dầy lớp cách nhiệt, ( ) Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, ( ) Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt của mặt trong và mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( ) Chiều dầy lớp vật liệu thứ i, ( ) Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, ( ) Hệ số truyền nhiệt của kết cấu khi đọng sơng tính theo công thức: (II-10) Trong đó: Hệ số truyền nhiệt của kết cấu khi đọng sơng, ( ) Nhiệt độ điểm sơng của không khí ngoài, ( ); xác định theo các thông số trạng thái của không khí ẩm bên ngoài. Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 9 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Hệ số trao đổi nhiệt mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( ); Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời và trong phòng, ( ) Điều kiện để không đọng sơng ở bề mặt ngo i kết cấu: Kết quả tính toán cụ thể ghi trong bảng 3. Từ kết quả ta thấy điều kiện không đọng sơng thỏa mãn cho mọi kết cấu ngăn che. Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49 10 đồ án môn học kỹ thuật lạnh Cô giáo hớng dẫn:Nguyễn Thị Xuân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49