thiết kế kho lạnh bảo quảnđông thịt lợn với dung tích 50 tấn

A LỜI NÓI ĐẦU Trong năm qua, kỹ thuật lạnh có thay đổi quan trọng giới Việt Nam ta Nó thực sâu vào hết ngành kinh tế, phát triển nhanh hỗ trợ tích cực cho ngành Đặc biệt, ngành cơng nghệ thực phẩm, chế biến thịt, cá, rau quả… Ngày trình độ khoa học kỹ thuật phát triển nhanh Những thành tựu khoa học kỹ thuật, ứng dụng rộng rãi vào ngành công nghiệp, nơng nghiệp Do suất lao động ngày tăng, sản phẩm làm ngày nhiều, mà nhu cầu tiêu dùng hạn chế dẫn đến sản phẩm dư thừa Để tiêu thụ hết sản phẩm dư thừa người ta phải chế biến bảo quản nó, cách làm lạnh đơng để xuất Nhưng nước ta cịn kho lạnh bảo quản, không đáp ứng đủ nhu cầu Trước tình hình đó, với kiến thức học với hướng dẫn tận tình thầy giáo Lê Quốc, em xin làm đồ án với đề tài “ thiết kế kho lạnh bảo quản đông thịt lợn với dung tích 50 tấn”, đặt Huế Sau thời gian học tập nghiên cứu, em hoàn thành nội dung đề tài giao Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo giúp đỡ em hoàn thành đồ án thời gian sớm Huế, tháng 11 năm 2017 Sinh viên Nguyễn Văn Kĩnh B ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN Tính tốn thiết kế kho lạnh có dung tích E = 50tấn, có nhiệt độ bảo quản t = -300C, nhiệt độ sản phẩm đưa 50C ,kho lạnh đặt huế, sử dụng môi chất R22 Các bước thực hiện: Xác định kho lạnh cần xây dựng Vẽ mặt kho lạnh Tính nhiệt kho lạnh Chọn máy nén Chọn chu trình tính tốn Tính chọn thiết bị ngưng tụ Tính chọn thiết bị bay Tính chọn thiết bị phụ 10 Vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh 11 Thuyết minh sơ đồ Giáo Viên Ra Đề Th.s Lê Quốc Sinh Viên Thực Hiện Nguyễn Văn Kĩnh Lớp 15CDNL11 D NỘI DUNG CHƯƠNG I CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU I 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 công nghệ chế biến bảo quản thực phẩm Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc Trong y tế: chế biến bảo quản máu, thuốc Trong cơng nghiệp hố chất Trong lĩnh vực sinh hoạt đời sống: 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 để cung cấp, phân phối cho kinh tế quốc dân,thì phải bảo quản đông nhằm giữ cho thực phẩm nhiệt độ thấp 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 NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ bảo quản đông: o o o o Sản phẩm bảo quản: thịt lợn Dung tích : E = 50 Nhiệt độ kho lạnh bảo quản đông: - 300c Nhiệt độ ngưng tụ: 40oC Thông số môi trường: o Địa điểm xây dựng: kho lạnh đặt Huế o o Nhiệt độ môi trường: tn = 37,30c Độ ẩm môi trường: φn = 73% 3.môi chất lạnh: - môi chất lạnh sử dung kho lạnh bảo quản đông R22 CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH I Tính kích thước kho lạnh bảo quản đông Cho biết: - Công suất: E = 50 ( cho) -sản phẩm: thịt lợn Tính thể tích buồng lạnh: V V= , [m3] Với: - E [tấn]: dung tích kho lạnh -gv= 0,45tấn/3 m V= = 111 m3 Tính diện tích chất tải : F F= , [m2] Với: h [m]: chiều cao chất tải, chọn h= m Suy ra: F= = 37 m2 3.Tải trọng đặt nền: gF= gv.h= 0,45.3= 1,35 tấn/m2 phù hợp với tải trọng cho phép Diện tích lạnh cần xây dựng: Fl Fl= [m2] Với : βF: hệ số kể đến đường lại, diện tích chiếm chỗ dàn bay hơi, quạt Ở dây ta chọn theo bảng 2-2, trang 21 tài liệu[5] với diện tích buồng lạnh 100 m2 có βF=0,7 Suy ra: Fl = = 52 m2 Với diện tích tổng thể ta chia làm kho Ft = F1 + F2 = 52+100 = 152 m2 Xác định số lượng buồng lạnh: z Z=, Với: f diện tích buồng lạnh quy chuẩn chọn f =8x15 6x15 m Với diện tích quy chuẩn ta chọn Z t phù hợp rồi, chọn zt = z1 + z2 = diện tích thực tế kho lạnh cần xây dựng là: Ftt= I quy hoch mt bng kho lnh Quy hoạch nơi phụ trợ với dây truyền công nghệ Để đạt đợc mục đích cần phải tuân thủ yêu cầu sau: - Phải bố trí buồng lạnh phù hợp với dây truyền công nghệ sản phẩm theo dây truyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, cửa vào cửa buồng phải quay hành lang - Cũng thể không dùng hành lang nhng sản phẩm theo dây truyền không đợc gặp - Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu t nhỏ Cần sử dụng rộng rÃi điều kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp diện tích lạnh phụ trợ nhng đảm bảo tiện nghi Giảm công suất thiết bị đến múi thấp Giảm công suất thiết bị thấp - Quy hoach mặt cần phải đảm bảo vận hành tiện lợi dẻ tiền - Quy hoạch phải đảm bảo lối lại thuận tiện cho việc bốc xếp thủ công hay giới thiết kế Chiều rộng kho lạnh tầng không 40(m) Chiều rộng kho lạnh tầng phù hợp với khoảng vợt lớn 12 (m) cần sân bốc dỡ ô tô dọc theo chiều dài kho Để giảm tỉn thÊt nhiƯt qua kÕt cÊu bao che, c¸c kho lạnh nhiệt độ nhóm vào khối - Mặt kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đà chọn - Mặt kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật an toàn phòng cháy chữa cháy Khi thiết kế phải tính thêm khả mở rộng kho lạnh II Bố trí Sơ đồ mặt kho lạnh CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CHO 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 I cấu trúc cách nhiệt kho lạnh Mơc ®Ých cđa việc cách nhiệt phòng lạnh Nhiệt độ tx, nhiệt độ môi trờng (tf > tk) lạnh xí nghiệp đông lạnh Cấu trúc cách nhiệt chiếm từ 25 > 40% chi phí xây dựng xí nghiệp Do phải đặc biệt trọng đến việc lựa chọn cấu trúc cách nhiệt Thiết kế thi công cấu tạo vách cách nhiệt điểm cấu trúc xây dựng cách nhiẹt không tốt không đảm bảo chế độ nhiệt ẩm không đảm bảo theo yêu cầu làm tăng khô ngót sản phẩm, h hỏng sản phẩm tăng chi phí sản xuất lạnh (tăng chi phí vận hành) Do việc cách nhiệt cho kho lạnh đợc xem xét coi vấn đề Đặc biệt kho lạnh mà nhiệt độ phòng lạnh luôn phải trì nhiệt độ thấp Do chênh lệch nhiệt độ nh luôn xuất dòng nhiệt xâm nhập từ môi trờng bên vào Đối với kho lạnh chúng ta, mục đích xây dựng làm giảm dòng nhiệt xâm nhập từ môi trờng bên kho, có cách tăng R lên R: Nhiệt trở vách (cản trở dòng nhiệt) muốn tăng dòng nhiệt trở vách có nhiều cách nhng tốt xây tờng dày lên cách phù hợp lắp đặt vật liệu cách nhiệt Việc nhiệt kho lạnh giảm bớt hiệu số nhiệt độ bề mặt phía kho nhiệt độ bề mặt phía kho nhiệt độ không khí kho t = tω2 - tk Khi hiƯn nhiƯt ®é lín sÏ làm tăng tuần hoàn không khí gần vách, tuần hoàn không khí tăng lên làm tăng khô ngót sản phẩm vào mùa hè ngợc lại làm tăng lạnh sản phẩm vào mùa đông Để tránh tợng sắo xếp sản phẩm vào kho lạnh không đợc xếp sản phẩm vào sát vách kho Từ lý ta thấy việc cách nhiệt cho kho cần thiết Cấu trúc cách nhiệt: Cấu trúc cách nhiệt đảm bảo liên tục không tạo cầu nhiệt tợng đột nhiệt Đối với kho lạnh xây lắp cách nhiệt cho công trình không nên để hở mép cách nhiệt - Vị trí lắp đặt + Đối với tờng cách nhiệt đặt phía hay phía đợc Nhng thông thờng lắp bên vách kho + Đối với lắp dới mặt + Đối với trần lắp phía hay phía dới đợc tuỳ thuộc vào diện tích trần Theo đề tài em em chọn cấu trúc cách nhiệt polystirol cho tơng bao tờng ngăn từ trần, bê tông bọc cho kho Cấu trúc cách ẩm - Về nguyên tắc cách ẩm lắp phía có độ ẩm cao Khi lắp cấu trúc cách nhiệt dùng bitum giấy dầu để cách ẩm cho tờng, trần II Phơng pháp xây dựng kho bảo quản Trong thực tế có phơng pháp xây dựng kho thờng sử dụng kho xây kho lắp ghép - Kho xây: có u điểm tận dụng đợc nguồn nguyên liệu sẵn có địa phơng, nguyên vật liệu sẵn có xí nghiệp, giá thành rẻ, chi phí đầu t thấp Tuy nhiên có nhợc điểm thời gian thi công kéo dàu cấu trúc xây dựng Qua cân đối kho xây có u điểm chiu lực tốt kho lắp ghép ta xây kho lạnh đất trống đối chiếu với tình hình thực tế nớc em chọn phơng án xây dựng kho em kho xây Kết cấu xây dựng kho Để giảm tổn thất lạnh nh đảm bảo tính an toàn kinh tế cho kho lạnh hoạt động thời gian dài kho lạnh đợc xây dựng thiết kế cÊu nh sau: 1.1 Mãng vµ cét MN Q0 = Q.k b Trong đó: k : hệ số kể đến tổn thất lạnh đường ống thiết bị hệ thống lạnh Đối với phịng cấp đơng nhiệt độ phòng −300C nên dùng nội suy ta tính nhiệt độ dàn bay k = b : hệ số kể đến thời gian làm việc máy nén Dự tính máy nén làm việc khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = Vậy công suất lạnh yêu cầu máy nén là: MN Q0 = 6.Tính tổn thất lạnh vận hành: Q4 Tổn thất lạnh vận hành Q4 bao gồm tổn thất lạnh đèn chiếu sáng , người làm việc phòng,do động điện mở cửa: Q4= Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W] Với: - Q 14 : Tổn thất lạnh đèn chiếu sáng buồng lạnh - Q 24 : Tổn thất lạnh người làm việc phòng - Q 34 : Tổn thất lạnh động điện - Q 44 : Tổn thất lạnh mở cửa a Tổn thất lạnh đèn chiếu sáng: Q 14 Q 14 dược tính theo cơng thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có: Q 14 = A F, [W] Với: - F: diện tích phịng lạnh , [m2] F = x = 36 m2 - A: Nhiệt lượng toả chiếu sáng 1m2 diện tích buồng Đối với phịng bảo quản lạnh có A= 1,2 W/m2 => Q 14 = 1,2 36 = 43,2 W Tổn thất lạnh động điện tính theo cơng thức (4-19), trang 87, tài liệu [1]: Q 34 = ∑η i N i , [kW] Với: - η i : Hiệu suất động + η i = : Nếu động đặt phòng + η i = η dc : Nếu động đặt ngồi phịng lạnh Đối với phịng trữ đơng người ta định mức cơng suất động điện cho phịng có cơng suất E=20 tấn/mẻ : N = x 0,75 kW Ta tính cơng suất động điện phịng trữ đôngvới công suất 35 tán/mẻ là: N cddc = 4.0, 75.20 = 1,71 kW 35 => Tổn thất lạnh động điện Q 34 = η.N= 1.1,71= 1,71 kW ( η=1 chọn đơng đặt phịng ) CHƯƠNG : LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN Mục đích chương nhằm tính chọn chu trình hệ thống lạnh để tính cơng suất u cầu thiết bị hệ thống lạnh từ làm sở để tính chọn thiết bị I TỔNG QUÁT 1.Chọn môi chất lạnh Môi chất sử dụng hệ thống lạnh R22 có ưu nhược điểm sau: −Ưu điểm : + Không độc hại + Không dễ cháy, dễ nổ + Không ăn mòn kim loại đen kim loại màu + Khi rị rỉ , khơng làm hỏng thực phẩm cần bảo quản + Hòa tan hạn chế dầu , khoảng nhiệt độ -200C ÷ -400C khơng hịa tan dầu + Năng suất lạnh riêng thể tích lớn + Áp suất ngưng tụ điều kiện bình thường < NH3 + Nhiệt độ hóa rắn thấp so với NH3 + Dễ vận chuyển bảo quản −Nhược điểm : + Đắt tiền NH3 + Khơng hịa tan nước + Có tính rửa cặn bẩn nên dễ gây tắc nghẽn hệ thống + Gây ô nhiễm môi trường (phá hủy tầng ơzơn gây hiệu ứng nhà kính) Nói chung R22 có độ hồn thiện nhiệt động cao nên sử dụng rộng rãi Vì chọn mơi chất R22 phù hợp Chọn môi trường giải nhiệt Chọn môi trường giải nhiệt nước tuần hồn qua tháp trao đổi nhiệt so với khơng khí nước làm mát có ưu điểm sau : + Hệ số tỏa nhiệt cao nên làm mát tốt + Ít chịu ảnh hưởng thời tiết II HỆ THỐNG LẠNH TRỮ ĐƠNG Thơng số ban đầu MN - Năng suất lạnh yêu cầu Q = 9774,93W = 9,77493 kW - Nhiệt độ trạng thái đối tượng làm lạnh : tf = - 180C - Chọn môi trường giải nhiệt nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt : + Nhiệt độ nước vào bình theo trang 159, tài liệu [1] : t w1 = tư + (3÷4)0C Với: tư : nhiệt độ nhiệt kế ướt khơng khí tra theo đồ thị i-d với t n= 37,30C độ ẩm φ = 73% ,ta có: tư = 330C => t w1 = 33 + (3÷4)0C = 360C + Nhiệt độ nước khỏi bình ngưng: t w = t w1 + (2÷6)0C Ở chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên t w = t w1 + 40C = 36 + = 400C Tính tốn chu trình a Chọn nhiệt độ bay : t0 = tf – (4 ÷10)0C = -18 – (4 ÷10) = - (22÷28)0C Chọn to = -250C tra bảng bão hoà R22 trang 320 tài liệu [1], nội suy ta tính áp suất bay : p0 = 2,02 bar b Chọn nhiệt độ ngưng tụ : tk = (t w1 +t w )/2 + (4 ÷6)0C = (36+40)/2 + 4= 420C Chọn ∆tk = 40C mơi trường làm mát nước Tra bảng bão hoà R22 trang 320 tài liệu [1] ta có áp suất ngưng tụ là: pk = 16,06bar c Nhiệt độ nhiệt tqn = t0 + ∆tqn = -25 + 25 = 00C - Chọn độ nhiệt ∆tqn = 250C nhiệt độ cuối tầm nén thấp nên độ nhiệt hút cao theo trang 161 , tài liệu [1] d Nhiệt độ lạnh tql = tw1 +∆tql = 36 + = 40 0C - Chọn độ lạnh ∆tql = 40C e Tính cấp nén chu trình Ta có tỉ số nén chu trình: Л= p k 16,06 = = 7,9 < 12 2,02 p0 Vậy chọn chu trình máy nén cấp Chọn chu trình lạnh Chọn chu trình lạnh cho phịng trữ chu trình máy lạnh cấp dùng thiết bị hồi nhiệt Mặc dù chu trình bị lệch khỏi chu trình Cacno làm cho hệ số lạnh giảm xuống Nhưng ngược lại tránh tượng ẩm máy nén gây tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén Đối với freon dùng bình tách lỏng thiết bị hồi nhiệt dùng thiết bị hồi nhiệt nhiều hơn.Do nhiệt độ cuối tầm nén chu trình hồi nhiệt lớn bình tách lỏng f Xây dựng đồ thị lập bảng thông số điểm nút - Sơ đồ nguyên lý chu trình lạnh cấp dùng thiết bị hồi nhiệt: q K NT HN MN q HN TL BH q O Chú thích: MN: Máy nén NT: Bình ngưng tụ TL: Van tiết lưu BH: Dàn bay HN: Thiết bị hồi nhiệt - Đồ thị T-s lnP- i: lnP T 3' 3 3' 1' 4 1' i s Các trình : 1’ - :quá trình nén đoạn nhiệt máy nén - :quá trình ngưng tụ đẳng áp bình ngưng 3- 3’ :quá trình lạnh bình hồi nhiệt 3’- :quá trình tiết lưu van tiết lưu nhiệt 4- 1’ :quá trình bay đẳng áp dàn bay 1’- :quá nhiệt hút máy nén - Nguyên lý làm việc: Hơi sau khỏi thiết bị bay vào thiết bị hồi nhiệt nhận nhiệt đẳng áp lỏng cao áp trở thành nhiệt (1’) hút máy nén nén đoạn nhiệt lên áp suất cao (2), sau qua thiết bị ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (3) qua thiết bị hồi nhiệt nhả nhiệt đẳng áp cho hạ áp trở thành lỏng chưa sôi (3’) qua van tiết lưu giảm áp xuống áp suất bay (4) vào thiết bị bay nhận nhiệt đẳng áp đẳng nhiệt đối tượng cần làm lạnh, hoá chu trình tiếp tục - Lập bảng thông số điểm nút Điểm Nhiệt độ t0C -25 1’ Ap suất P(bar) 2,02 2,02 Entanpi i(kJ/kg) 695 699 Entropi s(kJ/kgK) 1,7939 1,8295 Thể tích v(m3/kg) 0,1113 0,1259 Chú thích Hơi bão hồ khơ Hơi q nhiệt 3’ 80 42 40 -25 16,06 16,06 16,06 2,02 755 550 546 546 1,8295 1,1744 1,1616 1,1890 0,0189 0,0010 0,0005 0,0389 Hơi nhiệt Lỏng sôi Lỏng chưa sơi Hơi bão hịa ẩm Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống Q0MN Q MN 9, 77493 = = = 0,06 kg/s q0 i1 − i4 695 − 546 G= Phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ Qk = G.qk = G.(i2 – i3) = 0,06.(755−550) = 12,3 kW h Nhiệt lượng qua thiết bị hồi nhiệt QHN = G.qHN = G.( i3–i3’)= G.( i1’– i1)= 0,06.(550–546) = 0,24 kW i Xác định công máy nén L = G.l = G.(i2 – i1’) = 0,06.( 755– 699) = 3,36kW 11 Tính chọn cơng suất lạnh - Cơng suất lạnh phịng trữ đơng: Q 1Ι = Q 1ΙΙ = 8508,16kW - Công suất lạnh máy nén lạnh phịng trữ đơng Q 0MN = 9,77493 kW 12 Hệ số làm lạnh ε= q 695 − 546 = = 2,66 755 − 699 l Chọn máy nén 1.Chọn máy nén a Thể tích hút thực tế Vtt = G v1 = 0,06 0,1113 = 0,0066m3/s b Hệ số cấp λ Có tỉ số nén : Л = p k 16,06 = = 7,9 Tra đồ thị hình 7- trang 168 tài liệu [1] với máy 2,02 p0 nén kiểu đại ta có: λ = 0, 56 c Thể tích hút lý thuyết Vlt = 0, 0066 Vtt = = 0,0117 m3/s 0,56 λ - Xác định chu trình lanh tiêu chuẩn : Theo bảng (7-1) trang 172 - Tài liệu [1] chọn chế độ lạnh trữ đông cấp R22 có thơng số sau: t0 = -150C => p0 = 2,97 bar tk = 300C => pk = 11,9 bar tqn = 150C tql = 250C Bảng thơng số chu trình lạnh tiêu chuẩn: Tsố Điểm Trạng Thái Bão hồ khơ Hơi bão hịa ẩm t [ C] -15 30 p [bar] 2,97 11,9 v [m /kg] 0,087 i [kJ/kg] 698,5 537 - Năng suất lạnh riêng khối lượng tiêu chuẩn q0tc = i 1tc - i tc4 = 698,5 – 537= 161,5 kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích q0 695 − 546 = = 1339kJ/kg v1 0,1113 qV = - Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn qVtc = q 0tc 161,5 = = 1857kJ/kg v1tc 0, 087 - Hệ số cấp điều kiện tiêu chuẩn Có tỉ số nén : Л = pk 11,9 = = Tra đồ thị hình 7- trang 168 - Tài liệu [1] với máy nén p0 2,97 kiểu đại ta có: λ = 0,81 - Năng suất lạnh tiêu chẩn Q0tc q vtc λtc q v λ = 9,77493 1857.0,81 1339.0,56 Q0tc = Q0 = 19,6kW Tra bảng 7-2 trang 175 tài liệu [1] chọn : + Máy nén piston MYCOM cấp có ký hiệu F2WA2( hãng Mayekawa Nhật), + Q 0MN tc = 32,6 kW > Q0tc lắp đặt + Thể tích hút lý thuyết: Vlt = 71 m3 /h = 0,0197 m3/s d Số lượng máy nén ZMN = Q0tc 19, = 0,6 = > Chọn Z= MN = 32, Q0tc => Vậy dùng máy nén Chọn động kéo máy Công suất động điện kéo máy nén tính theo cơng thức (7-25) trang 171 tài 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 η Trong đó: L- cơng 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 công thức (7-21) trang 217 tài liệu [1] : ηi = T0 −25 + 273 + 0,0025.t0 = + 0.0025.(-25) = 0,72 Tk 42 + 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 217 tài liệu [1] Suy : η = 0,72.0,92.0,98.0,9 = 0,58 Vậy công suất động kéo máy nén: Ndc = 2,1 3,36 = 12,16 kW 0,58 III HỆ THỐNG LẠNH CẤP ĐÔNG Thông số ban đầu MN - Năng suất lạnh yêu cầu máy nén Q = 35,829 kW - Nhiệt độ trạng thái đối tượng làm lạnh : tf = - 350C - Chọn môi trường giải nhiệt nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt : + Nhiệt độ nước vào bình là: t w1 = tư + (3÷4)0C Với: tư- nhiệt độ nhiệt kế ướt khơng khí tra theo đồ thị i-d với t n= 37,3 C độ ẩm φ = 73%, ta có: tư = 330C => t w1 = 33+ (3÷4)0C = 360C + Nhiệt độ nước khỏi bình ngưng: t w = t w1 + (2÷6)0C Ở chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên t w = ts + 40C = 36 + = 400C Tính tốn chu trình Chọn nhiệt độ bay : t0 = tf – (4 ÷10)0C = -35 – (4 ÷10) = - (39÷45)0C Chọn to = -45 0C tra bảng bão hoà R22 trang 320 tài liệu [1] ta có áp suất bay : p0 = 0,82662 bar Chọn nhiệt độ ngưng tụ : tk = (t w1 +t w )/2 + (4 ÷10)0C = (36+40)/2 +4= 420C Chọn ∆tk = 40C mơi trường làm mát nước Tra bảng bão hoà R22 trang 320 tài liệu [1] ta có áp suất ngưng tụ là: pk = 16,06 bar Nhiệt độ lạnh tql : Là nhiệt độ môi chất lỏng trước vào van tiết lưu ,t ql thấp suất lạnh lớn người ta cố gắng hạn chế nhiệt độ lạnh thấp tốt tql = tw1 + 40C = 36 + 0C = 400C , ∆tql = 40C Nhiệt độ nhiệt: tqn = t0 + ∆tqn Với : ∆tqn :độ nhiệt hút , mơi chất lạnh R22 : ∆tqn=250C III tqn = -45 + 25 = -200C Là nhiệt độ nước trước vào máy nén Nhiệt độ hút lớn nhiệt độ sôi môi chất Để đảm bảo máy nén không hút lỏng để gây tượng thủy kích người ta bố trí thiết bị hồi nhiệt trước mơi chất lỏng vào máy nén Độ nhiệt loại máy nén loại máy nén tùy thuộc vào loại mơi chất khác Tính cấp nén chu trình Ta có tỉ số nén chu trình: Л= p k 16,06 = = 19,3> 12 0,83 p0 Vậy chọn chu trình máy nén cấp, với áp suất trung gian chọn tối ưu cho tỉ số nén cấp Vậy áp suất trung gian chu trình: Ptg = p p k = 0,82662.16, 06 = 3,6435 bar, Chọn nhiệt độ lạnh lỏng ống xoắn trao đổi nhịêt bình trung gian lớn nhiệt độ lỏng bình trung gian khoảng 30C Khi nhiệt độ lỏng ống xoắn trao đổi nhiệt t6 = ttg + (3÷5) 0C = -9,19 +3 = - 6,19 0C Chọn chu trình lạnh Chọn chu trình cho phịng cấp đơng chu trình lạnh cấp dùng bình trung gian có ống xoắn trao đổi nhiệt Bởi trở lực hệ thống dàn bay phịng cấp đơng lớn (> 0,3kg/cm2) Nếu dùng bình trung gian làm mát hồn tồn hệ số làm lanh cao áp suất trung gian không đủ mạnh để cấp đủ lỏng cho dàn bay Xây dựng đồ thị lập bảng thông số điểm nút Sơ đồ nguyên lý chu trình lạnh NCA NHA NT 1' BTG TL1 HN 5' BH TL2 6' Chú thích : NCA: Máy nén cao áp NHA: Máy nén hạ áp NT: Bình ngưng tụ TL: Van tiết lưu BH: Dàn bay BTG: Bình trung gian HN: Hồi nhiệt Đồ thị T lnp 6 5' 6' 1’ 5' 6' 1’ s Các trình chu trình : 1’-1 1-2 2-3 3-4 4-5 : nhiệt hút máy nén : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ P0 lên Ptg : làm mát nhiệt hạ áp xuống đường bão hòa x = : nén đoạn nhiêt cấp cao áp từ Ptg lên Pk : ngưng tụ đẳng áp, đẳng nhiệt i 5-5’ : tiết lưu từ Pk xuống Ptg 5-6 : lạnh lỏng đẳng áp bình trung gian 6-6’ : tiết lưu từ áp suất Pk xuống P0 6’-1’ : bay nhận nhiệt mơi trường cần làm lạnh Ngun lí làm việc : Hơi (1’) sau qua hồi nhiệt trở thành nhiệt (1) hút máy nén hạ áp nén đoạn nhiệt lên áp suất trung gian (2) sục vào bình trung gian làm mát hồn tồn thành bão hịa khơ Hỗn hợp bão hịa khơ (3) hút máy nén cao áp nén đoạn nhiệt lên áp suất ngưng tụ Pk điểm (4) sau vào thiết bị ngưng tụ , nhả nhiệt cho môi trường làm mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (5) Tại lỏng cao áp chia làm dòng : + Dòng nhỏ qua van tiết lưu (TL1) , giảm áp xuống áp suất trung gian thành ẩm (5’) vào bình trung gian tách thành bão hịa khơ (3) lỏng (7) Lượng (3) với lượng tạo thành làm mát hoàn toàn nén trung gian lạnh lỏng ống trao đổi nhiệt , hút máy nén cao áp + Phần lớn lỏng lại vào ống trao đổi nhiệt lạnh đến (6) , lỏng qua van tiết lưu 2(TL2) giảm áp xuống áp suất bay (6’) vào thiết bị bay nhận nhiệt đối tượng cần làm lạnh hóa đẳng áp đẳng nhiệt thành bão hịa khơ (1’) chu trình tiếp tục Lập bảng thông số điểm nút Tsố Điểm 1’ 5’ 6’ Trạng Thái Hơi bão hồ khơ Hơi q nhiệt Hơi q nhiệt Hơi bão hồ khơ Hơi q nhiệt Lỏng sơi Hơi bão hồ ẩm Lỏng sơi Lỏng chưa sơi Hơi bão hoà ẩm t [0C] -45 -20 45 -9,19 65 40 -9,19 -9,19 -6,19 -45 P [bar] 0,82662 0,82662 3,6435 3,6435 16,06 16,06 3,6435 3,6435 16,06 0,82662 v [m3/kg] 0,2571 0,3152 0,0636 i [kJ/kg] 686,36 702,66 746,54 702,51 740,82 549,34 549,34 489,36 495,83 495,83 s [kJ/kg.K] 1,9 1,9 1,7665 1,7665 Tính tốn chu trình a Xét 1kg mơi chất qua thiết bị bay - Tính lượng tạo thành lạnh lỏng cao áp ống trao đổi nhiệt γ= i5 − i6 549,34 − 495,83 = = 0,25kg i3 − i7 702,51 − 489,36 - Tính lượng tạo thành làm mát hồn tồn 1kg trung áp β= i − i3 746,54 − 702,51 = = 0,20kg i3 − i7 702,51 − 489,36 - Lượng tạo thành qua van tiết lưu α = (γ +β ).( i ' −i 549,34 − 489,36 ) = (0,25 + 0,20) = 0,17kg i3 − i ' 702,51 − 549,34 b Nhiệt lượng nhận thực tế thiết bị bay q0 = i1’ – i6’ = 686,36- 495,83 = 190,3 kJ/kg c Lưu lượng thực tế qua máy nén hạ áp GHA = Q0 35,829 = = 0,18 kg/s q0 190,3 d Lưu lượng thực tế qua máy nén cao áp GCA = ( 1+ α + γ +β ) GHA = (1+ 0,17+ 0,25 + 0,20) 0,18 = 0,29 kg/s e Nhiệt thải bình ngưng : Qk = GCA (i4 - i5) = 0,29.(740,82- 549,34) = 55,52 [kW] f Nhiệt lượng thải cho môi trường làm mát thiết bị ngưng tụ: qk = ( 1+ α + γ +β ) ( i4- i5) = (1+ 0,17 + 0,25 + 0,20).( 740,82 – 549,34) = 310,19 kJ/kg g Nhiệt lượng tỏa trình lạnh ống trao đổi nhiệt qql = i5 – i6 = 549,34 – 495,83 = 53,51 kJ/kg h Công nén máy hạ áp LNHA = GHA.( i2 – i1 ) = 0,18.( 746,54 – 702,66) = 7,89 kW i Công nén máy cao áp LNCA = GCA.( i4 – i3 ) = 0,29.( 740,82–702,51) = 11,1 kW i Cơng nén cho chu trình L = LNHA +LNCA = 7,89 + 11,1 = 18,99 kW k Hệ số làm lạnh ε= Q0 35,829 = = 1,88 18,99 L IV Tính chọn máy nén động kéo Tính chọn máy nén a Thể tích hút thực tế qua máy nén hạ áp cao áp V ttHA = GHA v1 = 0,18 0,3152 = 0,056 m3/s V CA = GCA v3 = 0,29.0,0636 = 0,018 m3/s tt b Hệ số cấp λ Có tỉ số nén : Л = ptg p0 = 3, 6435 = 4,4 Tra đồ thị hình 7- trang 168 tài liệu [1] với 0,82662 máy nén kiểu đại ta có: λ1 = λ2 = 0,75 c Thể tích hút lý thuyết V HA lt 0, 056 VttHA = = = 0,074 m3/s 0, 75 λ1 V CA lt 0, 018 VttCA = = = 0,024 m3/s 0, 75 λ2 Chọn máy nén cấp ta khơng thể 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 thông số sau: t0 = -350C => p0 = 1,325 bar tk = 300C => pk = 11,9 bar tqn = - 200C tql = 250C Suy áp suất trung gian chu trình: Ptg = p p k = 1,325.11,9 = 3,97 bar => ttg = - 6,730C => t6= -6,73 + = - 3,730C Bảng thơng số chu trình lạnh tiêu chuẩn : Tsố Điểm 1’ Trạng Thái Bão hồ khơ Lỏng sôi t [0C] -35 30 p [bar] 1,325 11,9 v [m3/kg] 0,1665 i [kJ/kg] 690,99 536,57 6’ Lỏng chưa sơi Hơi bão hồ ẩm -3,73 -35 11,9 1,325 490,45 490,45 - Năng suất lạnh riêng khối lượng tiêu chuẩn tc q0tc = i 1tc' - i = 690,99 – 490,45 = 200,54 kJ/kg - Năng suất lạnh riêng thể tích tiêu chuẩn qVtc = q 0tc 200,54 = = 1204 kJ/kg v1'tc 0,1665 - Hệ số cấp điều kiện tiêu chuẩn Có tỉ số nén : Л = ptg p0 = 3,97 = Tra đồ thị hình 7- trang 168 tài liệu [1] với máy nén 1,325 kiểu đại ta có: λ = 0,84 - Năng suất lạnh riêng thể tích qV = q0 190,3 = = 740 kJ/kg v1' 0, 2571 - Năng suất lạnh tiêu chẩn Q0tc q vtc λtc 1204.0,84 Q0tc = Q0MN = 35,829 = 65,29kW q v λ 740.0, 75 Chọn máy nén pitton MYCOM R22 F42B2 bảng 7-4 trang 177, tài liệu [1] có suất MN lạnh tiêu chuẩn :Q 0tc = 68,4 kW > Q0tc lắp đặt - Số máy nén lắp đặt: Z= Q0tc 65, 29 = 0,95 => Chọn Z = máy MN = 68, 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 η 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 + 0,025.t0 = + 0.0025.(-45) = 0,61 Tk 42 + 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 = 0,61.0,92.0,98.0,9 = 0,49 Vậy công suất động kéo máy nén: Ndc = 2,1 18,99 = 81,38 kW 0, 49 ... cơng suất E=50 : N = 4x2,2 kW aweaweaweaweaweaweawe Ta tính cơng suất động điện phịng cấp đơng với công suất 2,5tán/mẻ là: dc N cd = 4.2,2.2,5 = 11kW aweaweaweaweaweawe => Tổn thất lạnh động điện... Nhng kho lanh có nhiệt âm cao thi để tránh xẩy đọng ẩm ta bố trí thêm điện trơ sởi 1.5 C? ?a kho lạnh C? ?a kho lạnh có nhiều loại khác nhau, khoá c? ?a C? ?a ca kho lạnh giống tủ lạnh, c? ?a cách nhiệt,... sau: - Phải bố trí buồng lạnh phù hợp với dây truyền công nghệ sản phẩm theo dây truyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, c? ?a vào c? ?a buồng phải quay hành lang - Cũng thể không dùng hành lang