2. Tính toân diện tích trao đổi nhiệt
6.2.2.Tổn thất qua câc thiết bị của hệ thống
* Tính ∆P2: trở lực của thiết bị lọc bụi, buồng xử lý không khí, buồng sấy.
− Trở lực của thiết bị lọc bụi tùy theo từng kiểu lọc bụi khâc nhau mă trở lực của nó khâc nhau. Trong hệ thống năy do mật độ bụi không nhiều nín ta chọn thiết bị lọc bụi đơn giản lă bộ lọc bụi kiểu lưới. Theo mục 9.2.2.5 - Thiết bị lọc bụi kiểu lưới - trang 196/[25] thì trở lực của lưới lọc nằm trong khoảng 30 ÷40 Pa.
Ta chọn trở lực của lưới sử dụng trong hệ thống sấy năy bằng 35 Pa = 3,57 mmH2O
− Trở lực của buồng sấy cũng phụ thuộc văo kiểu buồng sấy, câch bố trí sản phẩm sấy, mật độ sấy… mă trở lực của buồng sấy lă lớn hay nhỏ vă người ta xâc định trở lực theo kinh nghiệm. Hệ thống sấy năy chọn trở lực buồng sấy bằng 5mmH2O.
− Trở lực qua buồng xử lý không khí được tính theo công thức: 2 . ) 70 30 ( ' 2 ω ρ ÷ = ∆P , mmH2O
Vậy ∆P2 =280+3,57+5=288,57mmH2O. Như vậy tổng tổn thất trở lực của hệ thống lă:
386 57 , 288 46 , 97 2 1 +∆ = + = ∆ = ∆P P P mmH2O. 6.3 Chọn quạt
Theo công thức (17.38) trang 334/[3] ta có năng suất của quạt N lă:
kW P V k N q ; . . 102 . 3600 0 η ρ ρ ∆ =
Trong đó: V - lưu lượng ở nhiệt độ trung bình của tâc nhđn sấy, m3/h
P
∆ - tổng cột âp quạt phải thực hiện, mmH2O k - hệ số dự phòng, k =(1,1 ÷1,2).Chọn k = 1,1
q
η - hiệu suất của quạt, ηq =(0,4÷0,6). Chọn ηq =0,6 0
ρ - khối lượng riíng của không khí ở điều kiện tiíu chuẩn, kg/m3
3 0 =1,293kg/m
ρ
ρ- khối lượng riíng của không khí ở nhiệt độ trung bình TNS, kg/m3
ρ =1,147kg/m3 Thay số: N 1,34kW 6 , 0 . 147 , 1 . 102 . 3600 386 . 293 , 1 . 3600 . 235 , 0 1 , 1 = =
Từ năng suất quạt N, lưu lượng V vă cột âp ∆P theo bảng 2.4.11b - Đặc tính kỹ thuật của một văi loại quạt – trang 230/[24] ta chọn quạt HV 45/525 với câc thông số như sau:
Năng suất quạt: V = 840 m3/h
Cột âp của quạt: ∆P=500mmH2O
Công suất động : N = 1,5 kW
Số vòng quay: n = 3000 Vg/ph
Chương 7
TÍNH TOÂN THỜI GIAN HOĂN VỐN
Thời gian hoăn vốn của thiết bị phụ thuộc văo giâ thănh của thiết bị, giâ thănh của sản phẩm sấy, giâ thănh mua nguyín liệu, giâ thănh điện năng, thuí nhđn công, …
* Theo giâ thănh của thị trường hiện nay tại hội chợ hăng Việt Nam chất lượng cao, giâ của một gói Mít sấy có khối lượng 250g lă 1,16 $, tức lă khoảng 18500 VNđ. Như vậy giâ của 1 kg Mít sấy lă:
Ts = 18500.4 = 74000 VNđ
Tuy nhiín với giâ bân của nhă sản xuất, ta chỉ lấy Ts = 65000 VNđ
Như vậy với sản lượng một mẻ sấy lă 50 kg thì ta tính được số tiền thu được sau 1 mẻ sấy lă: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tmẻ = Ts.G2 = 65000.50 = 3250000 VNđ
* Theo thực tế, để mua 1kg Mít tươi trín thị trường lă 6000 VNđ/kg. Năng suất của buồng sấy lă 161,54 kg/mẻ. Tuy nhiín, phần thịt ăn được của quả Mít chiếm khoảng 25 – 40 % trọng lượng quả [19]. Ta xem phần thịt ăn được chiếm 35%. Như vậy, giâ thănh mua nguyín liệu để sấy mẻ lă:
TNL = 161,54×6000×100/35 = 2769000 VNđ/mẻ
* Để đơn giản cho việc tính toân kinh tế, ta thay thế bơm nhiệt bằng một mây điều hòa có công suất lạnh tương tự như bơm nhiệt đê tính toân. Với công suất lạnh của dăn lạnh lă 12,4 kW tương đương với công suất lạnh lă 42310,6 Btu/h. Ta chọn mây điều hòa của hêng LG có model lă LB-E4885CL với câc thông số:
+ Năng suất dăn lạnh: 47900 Btu/h + Năng suất dăn nóng: 48000 Btu/h. + Công suất điện: 6000 W.
+ Dòng điện : 9,5 A. + Môi chất: R22
+ Gía tiền: 29 triệu VNđ.
Tính thím khoản đầu tư ban đầu để xđy dựng hầm sấy, mua quạt vă chi phí cho bảo dưỡng sữa chữa trong quâ trình sấy, tổng vốn đầu tư cho toăn bộ buồng sấy ước tính đạt P = 50 triệu VNđ.
* Tiền nhđn công 1 người lă: 40000 VNđ/1người
Số công nhđn phục vụ: 4 người chia lăm 2 ca, mỗi ca 8 tiếng. Vậy chi phí cho nhđn công lă: 40000 x 4 = 160000 VNđ/1mẻ
* Chi phí điện năng gồm câc thiết bị: mây điều hòa, quạt, đỉn chiếu sâng.
Mây điều hòa 6 kW
Quạt ly tđm 1,5 kW
Đỉn chiếu sâng 0,4 kW
Tổng 7,9 kW
Giâ điện công nghiệp: 1500 đồng/1kWh Chí phí điện năng để sấy 1 mẻ lă :
(Tổng điện năng tiíu thụ) x (Giâ điện 1kWh) x (Thời gian sấy) = 7,9 x 1500 x 16 = 189600 VNđ/mẻ
* Tổng chi phí cho một mẻ sấy lă:
Tcp = 2769000 + 189600 + 160000 = 3119000 VNđ/1mẻ * Lêi suất thu được sau mổi mẻ sấy lă:
T = Tmẻ - Tcp = 3250000 – 3119000 = 131000 VNđ. * Lêi suất năm mă hệ thống đem lại:
Trín thực tế, Mít chỉ có 1 mùa trong năm từ khoảng thâng 6 đến thâng 9. Nếu hệ thống dùng để sấy Mít trong khoảng thời gian đó hoạt động liín tục thì 1 năm có thể sấy Mít trong khoảng 120 ngăy. Mổi ngăy có thể sấy được 1 mẻ (thời gian sấy 1 mẻ lă 16 tiếng). Do đó:
A = T.120 = 131000.120 = 15720000 VNđ = 15,72 triệu VNđ. * Tuổi thọ của hệ thống có thể đạt N = 15 năm.
* Khấu hao tăi sản cố định của hệ thống trong 1 năm lă: i = 6,6%.
Xem giâ trị còn lại của hệ thống lă 0 VNđ (Câc thiết bị hết giâ trị sử dụng) vă thu nhập hăng năm lă đều.
Ta có công thức tính thời gian hoăn vốn:
0 = -P + A(P/A, i%, Tp) = - P + A.( ) ( ) P P T T i i i + − + 1 . 1 1 Ta rút ra: ) 066 , 0 1 ln( 066 , 0 . 50 72 , 15 72 , 15 ln i) ln(1 P.i - A ln + − = + = A Tp = 3,7 năm
KẾT LUẬN
Trín cơ sở những phđn tích, so sânh vă những tính toân thiết kế trín, ta có thể rút ra những kết luận sau:
- Việc sử dụng bơm nhiệt trong công nghệ sấy lạnh mang lại những hiệu quả rất cao về mặt kinh tế cũng như chất lượng sản phẩm.
- Quâ trình sấy không bị ảnh hưởng bởi điều kiện môi trường nín có thể âp dụng cho mọi điều kiện thời tiết khắc nghiệt nhất. Do đó, thiết bị sấy lạnh dùng bơm nhiệt rất phù hợp với điều kiện của Việt Nam. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Hệ thống sấy lạnh sử dụng bơm nhiệt rất phù hợp để sấy câc loại vật liệu có yíu cầu nhiệt độ sấy thấp, câc vật liệu cần có yíu cầu khắt khe về mặt cảm quan như mău sắc, mùi vị vă chất lượng của sản phẩm sau khi sấy.
- Về mặt kinh tế, hệ thống sấy lạnh sử dung bơm nhiệt đem lại hiệu quả kinh tế cao, thời gian hoăn vốn nhanh, vốn đầu tư ban đầu, chi phí cho đầu tư bảo dưỡng, chi phí cho điện năng thấp.
- Trín thực tế, có thể dùng mây điều hoă có công suất lạnh tương tự để thay thế cho bơm nhiệt nín có thể giảm được chi phí đầu tư vă hạ giâ thănh sản phẩm. Từ những kết quả trín ta thấy mô hình hệ thống sấy rau quả ở nhiệt độ thấp sử dụng bơm nhiệt có nhiều ưu điểm vă có tính khả thi cao. Trong thực tế đê có một số đơn vị triển khai câc thiết bị tương tự văo sản xuất vă đê mang lại những hiệu quả kinh tế rõ rệt.
Với hệ thống sấy Mít đê thiết kế, ta có thể dùng để sấy câc sản phẩm hoa quả khâc tương tự như: Chuối, Xoăi,... trong khi Mít chưa đến mùa thu hoạch nhằm đảm bảo hệ thống hoạt động liín tục để nđng cao hiệu quả kinh tế của hệ thống cũng như đảm bảo vă nđng cao thu nhập cho người công nhđn.
Tăi liệu tham khảo
1. Nghiín cứu xđy dựng mô hình bơm nhiệt trong phòng thí nghiệm để nghiín cứu câc yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của bơm nhiệt – Lí Minh Trí- LV Thạc Sỹ - ĐHĐN 2003
2. Kỹ Thuật Sấy – Hoăng Văn Chước- Nhă xuất bản Khoa Học vă Kỹ Thuật 3. Tính toân vă thiết kế hệ thống sấy – PGS-TSKH Trần Văn Phú
4. Nhiệt Động Kỹ Thuật – PGS.TS Phạm Lí Dần, PGS.TS Bùi Hải - Nhă xuất bản Khoa Học vă Kỹ Thuật
5. Nghiín cứu sấy bằng nguyín lý bơm nhiệt cho một số nông sản tại Việt Nam - Nguyễn Hay, Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Văn Công Chính, Nguyễn Văn Lănh, Lí Quang Giảng – Bâo câo hội nghị khoa học lần thứ 20 – ĐHBK Hă Nội. Trang 88-92.
6. Nghiín cứu vă ứng dụng công nghệ sấy lạnh bằng bơm nhiệt mây nĩn – Th.S Nguyễn Thanh Liím, PGS.TS Phạm Văn Tuỳ - Bâo câo hội nghị toăn quốc khoa học kỹ thuật Nhiệt-Lạnh 12/4/2002. Trang 274-279.
7. Nghiín cứu thực nghiệm sấy lạnh dược liệu bằng bơm nhiệt nhiệt độ thấp -PGS. TS Phạm Văn Tuỳ, KS Phạm Văn Hậu - Tạp chí KH& CN Nhiệt*9/2004 trang 8-10
8. Bơm nhiệt không khí/không khí với công nghệ hút ẩm vă sấy khô – PGS.TS Phạm Văn Tuỳ, KS Nguyễn Thanh Liím, KS Dương Văn Vường - Tạp chí KH& CN Nhiệt*5/2001 trang 10 - 12
9. Đặc điểm tính toân, thiết kế hút ẩm vă sấy lạnh bằng bơm nhiệt mây nĩn PGS.TS Phạm Văn Tuỳ - Tạp chí KH&CN Nhiệt* 11/2003 trang 2-4
10. Bơm nhiệt sấy lạnh vă hút ẩm BK-BSH 18- Tạp chí KH&CN Nhiệt số 65*9/2005
11. Nghiín cứu vă triển khai ứng dụng công nghệ hút ẩm vă sấy lạnh dùng bơm nhiệt nhiệt độ thấp trong điều kiện Viít Nam - Phạm Văn Tuỳ, Nguyễn Nguyín An, Trịnh Quốc Dũng, Phạm Văn Hậu, Vũ Huy Khuí, Nguyễn Phong Nhê - Bâo câo hội nghị khoa học lần thứ 20 – ĐHBK Hă Nội.Trang 81- 87
12. Sổ tay quâ trình vă thiết bị công nghệ hóa chất - Tập 2 – Nhă xuất bản Khoa Học vă Kỹ Thuật.
13. Thiết kế, ứng dụng bơm nhịít văo dđy chuyền sấy lạnh dược phẩm – Nguyễn Như Thâi - Đồ ân tốt nghiệp – Năm 2005.
14. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh - Nguyễn Đức Lợi - Nhă xuất bản Khoa Học vă Kỹ Thuật.
15. Thiết kế hệ thống thiết bị sấy – PGS.TS Hoăng Văn Chước – Nhă xuất bản Khoa Học vă Kỹ Thuật.
16. Nghiín cứu hút ẩm vă sấy lạnh rau củ thực phẩm bằng bơm nhiệt mây nĩn – PGS.TS Phạm Văn Tuỳ, KS Vũ Huy Khuí, KS Nguyễn Khắc Tuyín - Tạp chí khoa học công nghệ Nhiệt *9/2003 . Trang 10 – 12.
17. Quy trình công nghệ sản xuất câc sản phẩm rau quả lạnh đông vă rau quả sấy khô - Nguyễn Bâ Thanh. (Từ Internet)
18. Kỹ thuật lạnh cơ sở - Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tùy – Nhă xuất bản Giâo Dục - 1994
19. Cđy thuốc vă động vật lăm thuốc ở Việt Nam - Tập 2 - Viện Dược Liệu – NXB Khoa Học vă Kỹ Thuật.
20. Hệ thống mây vă thiết bị lạnh – PGS.TS Đinh Văn Thuận - TS Võ Chí Chính – NXB Khoa Học vă Kỹ Thuật.
21. Sổ tay quâ trình vă thiết bị công nghệ hóa chất - Tập 1 – NXB Khoa Học vă Kỹ Thuật.
22. Thiết bị trao đổi nhiệt – Bùi Hải, Dương Đức Hồng, Hă Mạnh Thư – NXB Khoa Học vă Kỹ Thuật.
23. Giâo trình Điều Hoă Không Khí – PGS.TS Võ Chí Chính – NXB Khoa Học vă Kỹ Thuật.
24. Bơm Quạt Mây Nĩn - Nguyễn Văn May – NXB Khoa Học vă Kỹ Thuật.