Yíu cầu vă nhiệm vụ của thâp giải nhiệt lă phải thải được toăn bộ lượng nhiệt do quâ trình ngưng do quâ trình ngưng tụ của môi chất lạnh trong bình ngưng toả ra , thực chất lă giảm nhiệt độ của chất tải nhiệt trung gian lă nước , nhờ quatgióvă giăn phun mưa nước bay hơi một phần vă giảm nhiệt độ xướng mức yíu cầu văbơm trở lại dăn ngưng thực hiện quâ trình ngưng tụ môi chất.
Theo câc tính toân ở trín có : nhiệt độ nước ra khỏi thâp lă tW]= 30°c
nhiệt độ nước văo thâp lă tW2= 35°c nhiệt độ ngưng tụ lă tk = 40°c. theo tính toân dăn ngưng thì Qk= QNH3 =52074kcal/h. tra bảng 8-29 sâch HDTKHTL có hệ sô" hiệu chỉnh k = 0,75.
Quy đổi Qk ra tôn lanh Q =----—----= - _ Jg tộn 0,75.3900 0,75.3900
Đồ ân mây lạnh 42
Hình — 11 : Nguyín lý cđu tạo của thâp giải nhiệt:
Động cơ quạt gió; 2. vỏ thâp; 3. Chắn bụi nước; 4. Dăn phun nước; 5. Khôi đệm ; 6. Cửa không khí văo; 7. Bể nước; 8. Đường nước lạnh cấp để lăm mât bình ngưng ; 9. Đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa văo dăn phun để lăm mât xuống nhờ không khí đi ngược chiều từ dưới lín; 10. Phin lọc nước; 11. Phễu chảy trăn; 12. van xả đây; 13. Đường cấp nước với van phao; 14. Bơm nước.
PI - Ap kí ; TI - Nhiệt kí .
II. Tính chọn bình chứa cao âp .
Bình chứa cao âp đặt ngay sau dăn ngưng để chứa môi chất lạnh lỏng ở âp suất cao , vă duy trì cấp lỏng liín tục cho van tiết lưu . Bình chứa cao âp bô trí dưới dăn ngưng vă
Đồ ủn mây lạnh 43 Quy định về an toăn thì bình chứa cao âp phải chứa được 30% thể tích của toăn bộ hệ thông dăn bay hơi , khi vận hănh mức của bình cao âp chỉ được phĩp choân 50% thể tích
bình .
Hình 12 : Nguyín lý cấu tạo bình chứa cao âp 1. Thđn bình ; 2. ống lỏng ra ; 3. Cđn bằng hơi; 4. Ấp kế ; 5. Nôi van an toăn ; 6. Lỏng văo ; 7. xả khí; 8. Ông thủy ;
9. chđn bình. 10. xả dầu , 11. xả cặn
- Sức chứa của bình chứa cao âp được tính như sau :
ra =1,2 ^^- = 0,7^
c 0,5
V(j - thể tích hệ thông bay hơi. 1,2 - hệ sô" an toăn. • Tính thể tích hệ thống bay hơi.
Đồ ân mây lạnh 44 n rn?2
Vđy V, =7T. — .Ư= 3,14. » .867 = 0,7m3
’ J d 4 4
=> VCA = 0,7. vd = 0,7.0,7 =0,49 m3
Theo bảng 8-17 sâch HDTKHTL ta chọn dạng bình chứa cao âp nằm ngang loại 0,75PB có câc thông sô" như sau :
- Chiều dăi bình L = 3190mm. - Chiều cao bình H =500mm. - Đường kính bình D = 600mm. - Dung tích bình V = 0,75m3. - Khôi lượng 430kg
III. Tính chọn bình chứa thu hồi.
Nhiệm vụ của bình chứa thu hồi lă chứa môi chđ"t lỏng từ dăn bay hơi khi tiến hănh xả tuyết bằng hơi nóng . Bình có đường nôi với câc dăn bay hơi ở vị trí xả lỏng khi cấp hơi nóng xả tuyết vă có đường nôi với hơi nĩn để ĩp lỏng trở lại bình chứa cao âp hoặc trạm tiết lưu.
Thể tích cần thiết của bình chứa thu hồi:
V ='-^-.\,2 = — \,2 = \,05ml
™ 0,8 0,8
ở trín Vdmax-thể tích lớn nhđ"t của dăn lạnh .
1,2 vă 0,8 lần lượt lă hệ sô" an toăn vă mức chứa cho phĩp của bình thu hồi . Theo bảng 8-17 HDTKHTL ta chọn bình thu hồi nằm ngang loại 1,5PT có câc thông
45
Đồ ân mây lạnh
, nhưng nhược điểm lă giâ thănh tăng , đầu tư lớn . Thông thường khi thiết kí ta chọn đường kính ông theo kinh nghiệm , từ câc thông sô" ban đầu như : tốc độ cho phĩp , lưu lượng , khôi lượng riíng , tôc độ dòng chảy của môi chất ta có thể tính toân được đường kính của ông .
Đường ông dẫn gas vă nước lă câc loại ông thĩp , việc tính toân kiểm tra sức bền lă không cần thiết vì ông thường chịu được âp lực 3MPa .
1. Tính chọn đường Ống dẫn gas.
Trong hệ thông lạnh cần tính chọn đường ông hút , đường ông đẩy vă đường ông dẫn lỏng . Đường kính của tất cả câc đường ông đều được xâcđịnh bằng công
Trong đó: dị - đường kính trong của ông dẫn.
khôi lượng riíng của môi chđ"t.
co - tốc độ dòng chảy trong ông . m - lưu lượng thực tế của môi chđ"t qua mây . Vị - thể tích riíng của môi chất.
a. Tính chọn đường ông hút.
• Đường ống hút cấp hạ âp.( đường Ống từ dăn bay hơi về cấp hạ âp)
Lưu lượng thực tế của môi chđ"t qua câp hạ âp mj= 0,042 kg/s, v/= 1,27
Theo bảng 10-2 chọn ông có da/dj = 76/69.
• Đường ống hút cấp cao âp .( đường Ốngtừ bình trung gian đĩn cấp cao âp) Cấp cao âp có câc thông sô" m2 = 0,055 kg/s, Vj = 0,32 m3/kg.
dhca = dnca Đồ ân mây lạnh 4.0, 055.0,32 —- _ = 0,036/77 3,14.17 46 Chọn ông có kích thước 45/40,5
b. Tính chọn đường ông đẩy.
• chọn đường Ống đẩy cấp hạ âp .(từ cấp hạ âp đến bình trung gian)
Đường ông đẩy cấp hạ âp có câc thông sô" niì- 0,042 kg/s , v2 = 0,43 ^ d dha 4.0,042.0,4
2 = 0,0335/77 chọn ông có kích thước 38/33,5
• chọn đường ống đẩy cấp cao âp .(từ cấp cao âp đến dăn ngiừig)
Đường ông đẩy cấp cao âp có câc thông sô" như sau m2= 0,055 kg/s , v4 =
0, lm3/kg. 4.0,055.0, 1 3,14.20 = 0,0 1 9/77 chọn ông có kích thước 32/27,5 c. Tính chọn đường Ống dẫn môi chất lỏng.
Đường ông dẫn lỏng có câc thông sô" m2= 0,055 kg/s , V = 0,00173 m3/kg. co = I
m/s
14.0, 055.0,0173 w
i 3,14
Chọn ông có kích thước 45/40
DxS D B H Khôi lượng , kg.
426x10 70 890 1750 210
47
Đồ ân mây lạnh
lạnh bảo quản đông do tính chhất hoạt động lă liín tục vă lđu dăi của đường ông , vì vậy ta nín chọn đường ông thĩp .
Đường ông dẫn nước cho thâp giải nhiệt được tính bằng công thức sau :
V Pn-nM
Theo tính toân thiết kế dăn ngưng mn=10455 kg/h, pn = 995 kg/m3 Theo bảng 10-1 HDTKHTL tra được con= 1,7 m/s
Theo bảng 10-4 sâch HDTKHTL ta chọn đường ông có kích thước như sau : 60/53.
3 Bô trí vă cô định đường Ống.
Đường ống của thiết bị lạnh có thể bô" trí phía trín hoặc phía dưới , đôi với kho lạnh năy ta chọn câch bô" trí phía trín , đường ông được cô" định văo tường . Bô" trí câch năy có câc ưu điểm sau : việc câch nhiệt vă kiểm tra , sửa chữa định kỳ thuận tiện , dễ dăng .
V. Chọn bình tâch lỏng.
Nhiệm vụ của bình tâch lỏng lă tâch câc giọt lỏng khỏi luồng hơi hút về mây nĩn , trânh cho mây nĩn hút phải lỏng, gđy nín sự cô" ngập dịch vă va đập thuỷ lực lăm hư mây , nó lăm việc theo nguyín tắc giảm tốc độ vă thay đổi hướng chuyển động của hơi môi chđt . Do tốc độ giảm đồng thời với đổi hướng dòng chuyển động của hơi môi chất nín câc giọt lỏng vă bụi lỏng bị tâch ra vă lắng xuống đây bình .
Trong hệ thông mây nĩn hai cđ"p bình tâch lỏng được bô" trí trín đường hút của
Đồ ân mây lạnh 48
Hình 13 :Nguyín lý cđu tạo bình tâch lỏng . 1- thđn bình.
2- Đường hơi khô về mây nĩn.
3- Đường hơi vă đường ẩm văo từ dăn bay hơi. 4- Từ van tiết lưu văo .
Đường kính bình tâch lỏng được tính như sau :
TỈ
D„ = 4./;?| .V,
71.ứ)
Theo tính toân đường ông hút có m/= 0,042 kg/s , V]= 1,27 m3/kg. Thường lấy vận tốc gas qua bình co = 0,5m/s.
=> D'ị — 4.0, 042.1,27= 0,37 m 0,5.3,14
Vậy theo bảng 8-18 sâch HDTKHTL ta chọn loại bình tâch lỏng có câc thông số
VI. Chọn bình tâch dầu vă bình tập trung dầu.
Đồ ủn mây lạnh 49 Trong mây nĩn có dầu bôi trơn để bôi trơn câc chi tiết truyền động vă lăm mât mây nĩn .Khi mây nĩn lăm viíc luôn có một lượng dầu nhđt định bị cuốn theo hơi
nĩn văo đường đẩy sau đó đến dăn ngưng , vă bâm trín bề mặt trao đổi nhiệt của dăn ngưng , dăn bay hơi lăm cản trở quâ trình trao đổi nhiệt, lăm hiệu suất của mây giảm . Vì vậy người ta phải bô" trí bình tâch dầu cho hệ thông lạnh , đặc biệt đôi vơi hệ thông amoniac không hoă tan dầu thì bình tâch dđu trở nín căn thiết hơn.
Bình tâch dầu có nhiệm vụ tâch dầu cuốn theo hơi nĩn , không cho dầu đi văo dăn ngưng vă dẫn lượng dầu đê tâch về lại mây nĩn hoặc về bình tập trung dầu, nólăm việc theo nguyín tắc thay đổi hướng vă tốc độ chuyển động của hơi môi chđ"t.
Trong hệ thông năy bình tâch dầu được lắp tại đường đẩy của cấp hạ âp vă cao âp , hiện nay người ta sử dụng phổ biến loại bình tâch dầu dòng xoây cylon .
Với m2 , v4 lă lưu lượng khôi lượng vă thể tích riíng của gas qua bình tâch dầu, cũng lă lưu lượng khôi lượng vă thể tích riíng của gas trín đường ông hút cđ"p cao âp
m2= 0,055 kg/s , v4 = 0,1 tn/kg.yịn tốc gas qua bình thường lđy Cứ = 0,5m.
Vậy ta chọn loại bình tâch dầu có đường kính D > 0,12m Đường kính bình tâch dầu cấp hạ âp : D =
Với m2 , v4 lă ĨƯU lượng khôi lượng vă thể tích riíng của gas qua bình tâch dầu, cũng lă lưu lượng khôi lượng vă thể tích riíng của gas trín đường ông hút
Đồ ân mây lạnh mj= 0,042 kg/s , v2 = 0,42 m3/kg.vặn tốc gas qua bình co = 0,5m. 50 D = 4.0,042.0,42 3,14.0,5 = 0,2
Vậy lấy Đường kính bình tâch dầu cấp hạ âp D> 0,2m
Hình 14 : Nguyín lý cđu tạo bình tâch dầu 1 - cửa hơi văo , 2 - cửa hơi ra .
3 - tấm dẫn hướng , 4 - lôi dầu ra . 5 - tấm chắn . 2
1 Ỷ
2. Chọn bình tập trung dầu.
Bình tập trung dầu dùng để gom dầu từ bình tâch dầu , bầu dầu của bình
ngưng ,
bình chứa , bình bay hơi , bình tâch lỏng ... để giảm tổn thất vă giảm nguy hiểm khi xả dầu từ âp suất cao . Bình thường có dạng hình trụ đặt đứng hoặc nằm ngang , có đường nốì với đường hút về mây nĩn vă đường xả đầu được trang bị âp kế .
Dầu được xả về nhờ chính lệch âp suất. khi xả dầu từ trong bình ra ngoăi , âp suất trong bình chỉ được phĩp cao hơn âp suất khí quyển chút ít , âp suất cao nhất cho phĩp trong bình lă l,8MPa nhiệt độ từ -40-ỉ-l50°c .
Đồ ủn mây lạnh 51 Bình tâch dầu chọn theo sô" lượng , kích thước câc thiết bị vă lượng dầu có trong
hệ thông lạnh .
Hình 15: Nguyín lý cđu tạo bình tập trung dầu.
1 -thđn bình , 2 - ông lđy dầu , 3 - bộ lọc dầu , 4 - đường nôi về ông h ú t , 5 - đường nôi về mây nĩn , 6 đường
4 5 5 6 6 7
ỷ , 9 - xả cặn , 10 - chđn bình.
V I I . Tính chọn bình trung gian.
Bình trung gian có nhiệm vụ lăm mât trung gian hơi môi chất sau câp nĩn thấp âp vă quâ lạnh lỏng môi chất trước khi văo van tiết lưu bằng câch bay hơi một phần môi chđ"t lỏng dưới âp suđ"t trung gian , ngoăi ra nó còn đóng vai trò bình tâch lỏng đảm bảo hơi hút về mây nĩn cđ"p ao lă hơi bêo hoă khô .
Trong hệ thông lạnh năy sử dụng loại bình trung gian có ông xoắn.
Ta tính diện tích bề mặt truyền nhiệt của ông xoắn , dựa văo bề mặt truyền
Trong đó Qox lă phụ tải nhiệt của ông xoắn , tính như sau:
Qox = m2(h5 -h6 ) = 0,055(655 - 500 )=8,5 kw
k hệ sô" truyền nhiệt của ông xoắn, k = 580 + 700 W/m2K , lđy k = 610 W/m2K.
- Tính nhiệt độ trung bình logarit của bình trung gian. Nhiệt độ trong bình trung gian tíg =-3°C.
tb A/max , 40 + 2 Kí hiệuDxS Fox,m 2 v , m 3Khôi lượng ,kg 4onc3 426x1070 2390 1,75 0,22 330 52 Đồ ân mây lạnh
Nhiệt độ trước khi văo bình trung gian Í5=40°c
At A^max ~ Ă*minln ln ——— (40 + 2) - (0 + 2) 0 A/ . 2 min 8,5.100 0 610.13 = 1,1/77 2 9 / / 2
Theo bảng 8 - 1 9 sâch HDTKHTL ta có thể chọn bình trung gian có câc thông
Hình 16 : Nguyín lý cđu tạo bình trung gian. 1 - đường hơi về mây nĩn cao âp.
2 - nôi van an toăn.
3 - hơi đến từ mây nĩn hạ âp. 4 - lỏng tiết lưu văo.
5 - âp kế.
6,8- đường cđn bằng hơi vă lỏng với van phao . 9 - lỏng văo ông xoắn.
53
Đồ ân mây lạnh
VIII. Bình tâch khí không ngưng.
Bình tâch khí không ngưng có nhiệm vụ lă tâch lượng khí không ngưng ra khỏi hệ thông lạnh .
Trong hệ thông lạnh dùng gas amoniac luôn có một lượng khí không ngưng tuần hoăn cùng môi chất lạnh lăm giảm hiệu quả trao đổi nhiệt, tăng nhiệt độ ngưng tụ , vă âp suất nĩn , lăm năng suất lạnh giảm , chi phí điện năng tăng ... vì vậy trong hệ thông hai cấp môi chất amoniac bắt buộc phải có bình tâch khí không ngưng .
Khí không ngưng có thănh phần chủ yếu lă không k h í , lọt văo hệ thông lạnh do những nguyín nhđn sau :
- Khi nạp gas tiến hănh hút chđn không không triệt để
- Khi nạp dầu , bảo dưỡng , sửa chữa hệ thông lạnh vă câc chi tiết liín quan . - Do môi chất , dầu ẩm phđn huỷ ở nhiệt độ cao , với gas NH3 phđn huỷ ở
khoảng nhiệt độ 120°c.
Bình tâch khí không ngưng lăm việc theo nguyín tắc phđn ly pha lỏng vă khí trín 7
54
Đồ ân mây lạnh
1-vỏ bình , 2- ông lồng , 3- đường NH3 vă khí không ngưng văo từ chứa cao âp , 4 - đường lỏng h ồ i , 5 - chậu nước để xả k h í , 6 - đường xả khí , 7 - đường hơi NH3 về mây nĩn ,
8 - van tiết lưu
IX Tính chọn bơm nước lăm mât bình ngưng
Bơm nước tuần hoăn lăm mât bình ngưng được chọn lă bơm ly tđm.
Bơm tuần hoăn nước trong hệ thông sẽ vận chuyển nước đi qua đường ông dẫn, dăn ngưng vă thâp giải nhiệt. Như thế tốc độ của nước sẽ bị giảm vì tổn thất âp suất do ma sât vă do cục bộ. Bơm được chọn phải cung cấp đủ lưu lượng đồng thời thắng được câc tổn thất năy. Vì vậy khi chọn bơm cần căn cứ văo hai đại lượng đó lă năng suất của bơm vă câc tổn thất do ma sât vă cục bộ ( hay còn gọi lă cột âp mă bơm cần phải tạo được)
Để câc mũi phun nước trong thâp giải nhiệt lăm việc bình thường, tổn thất âp suất trín đường đẩy ở vòi phun khoảng APvp = 0,6.103Pa .
Cột âp mă bơm cần phải tạo được tính như sau :
AP'bơm = AP'nt + AP vp + AP'ớ'ng APnl lă tổn thất âp suất đường ông trong thiết bị ngưng tụ.
APô'ng lă tổn thất âp suất đường ống dẫn nước từ thâp giải nhiệt đến
55 Đồ ân mây lạnh Tính hệ sô" ma s â t . Re = = 1'0,Q2 = 30303 V 0,66.10“6 Ẫ = Ị_______________\________ (1,82 lg Re-1,64)2 ~ (l,82 lg 30303 -1,64)2 = 10.1,5.995.12 4 = S955Pa
- Tổn thất âp suất do trở khâng cục bộ APcb = ệ Hệ sô" trở khâng cục bộ 2, = a2,! + b2,2 + c2,3
Trong đó a =11 - sô" khoang văo ;
b = 11 - sô" khoang thoât
nước ;
c = 9 - sô" chỗ ngoặt;
2.1 = 1,5 - hệ sô trở khâng cục bộ của khoang văo ;