Dàn lạnh Nhiệt độ khơng khí vào, 0C Độ ẩm khơng khí vào, % Nhiệt độ khơng khí ra, 0C Độ ẩm khơng khí ra, % Lưu lượng khơng khí, m3/h Độ chứa hơi khơng khí vào, kG.h/kG.kk Độ chứa hơi khơng khí ra, kG.h/kG.kk Cơng suất 64,4 kW -25 95 -28,3 100 45806 0,000369 0,000278
122 Ta có lưu lượng nước ngưng tại dàn lạnh công suất 64,4 kW là:
V = ρkk . Qkk . (d1 – d2) = 1,2 . 45806 . (0,000369 – 0,000278) = 5 lit/h.
Như vậy ta có tổng lưu lượng nước ngưng tại kho tự động là:
Vtổng = 8.V = 8.5 = 40 lit/h = 0,04 m3/h.
Tiếp theo ta bảng thông số dàn lạnh tại hành lang phòng đệm tầng trệt với nhiệt độ thiết kế là 5~100C sử dụng 12 dàn lạnh công suất 38 kW.
Bảng 5.4: Thơng số khơng khí dàn lạnh phịng đệm tầng trệt Dàn lạnh Nhiệt độ khơng khí vào, 0C Độ ẩm khơng khí vào, % Nhiệt độ khơng khí ra, 0C Độ ẩm khơng khí ra, % Lưu lượng khơng khí, m3/h Độ chứa hơi khơng khí vào, kG.h/kG.kk Độ chứa hơi khơng khí ra, kG.h/kG.kk Công suất 38 kW 5 80 1,1 89 18608 0,0043145 0,0036369
Ta có lưu lượng nước ngưng tại dàn lạnh công suất 38 kW là:
V = ρkk . Qkk . (d1 – d2) = 1,2 . 18608 . (0,0043145 – 0,0036369) = 15,13 lit/h.
Như vậy ta có tổng lưu lượng nước ngưng tại phòng đệm tầng trệt là:
Vtổng = 12.V = 12.15,13 = 181,57 lit/h = 0,182 m3/h.
Tiếp theo ta bảng thơng số dàn lạnh tại hành lang phịng đệm lầu 1 và picking room với nhiệt độ thiết kế là 0~100C sử dụng 2 dàn lạnh công suất 11,8 kW và 5 dàn lạnh công suất 22,7 kW.
123
Bảng 5.5: Thơng số khơng khí dàn lạnh phịng đệm và picking room lầu 1
Dàn lạnh Nhiệt độ khơng khí vào, 0C Độ ẩm khơng khí vào, % Nhiệt độ khơng khí ra, 0C Độ ẩm khơng khí ra, % Lưu lượng khơng khí, m3/h Độ chứa hơi khơng khí vào, kG.h/kG.kk Độ chứa hơi khơng khí ra, kG.h/kG.kk Công suất 11,8 kW 0 85 -2 93 12405 0,003205 0,002968 Công suất 22,7 kW 0 85 -2,5 95 19260 0,003205 0,002908
Ta có lưu lượng nước ngưng tại dàn lạnh công suất 11,8 kW là: V1 = ρkk . Qkk . (d1 – d2) = 1,2 . 12405 . (0,003205 – 0,002968) = 3,53 lit/h.
Ta có lưu lượng nước ngưng tại dàn lạnh công suất 22,7 kW là: V2 = ρkk . Qkk . (d1 – d2) = 1,2 . 19260 . (0,003205 – 0,002908) = 6,86 lit/h.
Như vậy ta có tổng lưu lượng nước ngưng tại đây là:
Vtổng = 2.V1 + 5.V2 = 2.3,53 + 5.6,86 = 41,36 lit/h = 0,042 m3/h.
Tiếp theo ta bảng thông số dàn lạnh tại hầm cấp đông với nhiệt độ thiết kế là - 400C sử dụng 1 dàn lạnh công suất 133,7 kW.
124
Bảng 5.6: Thơng số khơng khí dàn lạnh hầm cấp đơng
Dàn lạnh Nhiệt độ khơng khí vào, 0C Độ ẩm khơng khí vào, % Nhiệt độ khơng khí ra, 0C Độ ẩm khơng khí ra, % Lưu lượng khơng khí, m3/h Độ chứa hơi khơng khí vào, kG.h/kG.kk Độ chứa hơi khơng khí ra, kG.h/kG.kk Cơng suất 133,7 kW -40 95 -42,8 100 109172 0,000075 0,0000572
Như vậy ta có lưu lượng nước ngưng tại dàn lạnh công suất 133,7 kW là:
V = ρkk . Qkk . (d1 – d2) = 1,2 . 109172 . (0,000075 – 0,0000572) = 2,33 lit/h.
Tổng lưu lượng nước ngưng toàn hệ thống là:
Vdrain = 0,36 + 0,04 + 0,182 + 0,042 + 0,00233 = 0,626 m3/h.
Do điều kiện vị trí người ta thiết kế 2 bồn chứa nước xả băng và nước ngưng đặt ở 2 nơi khác nhau để tiết kiệm chiều dài đường ống. Như trên bản vẽ ta có tổng cộng 44 dàn lạnh được chia ra mỗi bơm xả băng hoạt động cho 22 dàn và nước ngưng từ 22 dàn này sẽ chảy về lại bồn chứa này còn 22 dàn kia sẽ chảy về bồn chứa còn lại. Tùy vào vị trí dàn lạnh mà người ta thiết kế ống nước ngưng và hệ thống bơm nước để làm sao tiết kiệm được số lượng ống và phụ kiện tối đa nhất.
Trên lý thuyết người ta thiết kế mỗi dàn lạnh cần dùng 1m3 nước để xả băng cộng với lượng nước ngưng từ các dàn lạnh sau 20h làm việc thì ta thiết kế được dung tích mỗi bồn chứa là:
𝐸 = 22 . 1 +0,626 . 20
2 = 28,26 𝑚
125 Cịn về thực tế ta có thể dùng lượng nước ít hơn để xả băng vì trên mỗi dàn lạnh cịn có thêm các điện trở để xả băng kèm với xả băng bằng nước. Như vậy với dung tích bồn chứa ta tính ở trên ta có thể chọn dung tích mỗi bồn chứa là 30m3 theo bản vẽ.
Với thời gian xả băng trung bình là từ 15-30 phút vì thế trong khoảng thời gian này bơm phải hoạt động bơm được ≈ 22m3 lên tới dàn lạnh. Ta có thể chọn bơm có lưu lượng từ ≈ 44 – 88 m3/h theo thời gian xả băng.
Từ tổng lưu lượng bơm và lưu lượng nước ngưng ta tính được đường ống góp nước ngưng về bồn chứa là theo [TL7] mục 6.5 tr.14 ta có tốc độ nước chảy trong đường ống chính và đường ống đứng là 1,5 – 2 m/s ta chọn ω = 1,5 (m/s). Khi đó:
𝑑1 = √4 . 𝑉𝑡ổ𝑛𝑔
ρ.𝜋 . 𝜔 = √
4 . (60 + 0,626) . 0,28
999,972. 𝜋 .1,5 = 0,121 𝑚 = 121 𝑚𝑚
Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 150A
Tổng cột áp bơm nước xả băng:
H = H1 + H2 , m
Trong đó:
H1: là tổng của cột áp cao nhất ( tức là áp lực nước theo độ cao từ vị trí đặt bơm đến nơi xa nhất của hệ thống. Theo kinh nghiệm (5÷10) mét đẩy ngang bằng 1 mét đẩy cao). Có thể tính bằng tổng chiều cao hút cộng chiều cao đẩy.
H2: tổn thất áp tại co cút tê trên đường ống (tổn thất cục bộ) và ma sát đường ống. Theo bản vẽ ta ước lượng thấy khoảng cách từ bơm nước đến dàn lạnh xa nhất là khoảng 350 mét ngang và 12 mét cao). Như vậy ta có thể chọn H1 ≈ 47 m.
H2 = ∆Pms + ∆Pcb ,m Với:
∆Pms = A . L . Q2 ,m – tổn thất ma sát. [TL7]
A – sức cản ma sát từ ống dựa vào [TL7] bảng 6.15 đối với ống 150A ta có A = 0,00003395
126 L – tổng chiều dài ống, m
∆Pcb = 20%.∆Pms – tổn thất qua co, tê trên toàn hệ thống. Mục 6.16 [TL7] đối với cấp nước phục vụ sản xuất.
H2 = 0,00003395 . (350 + 12) . (33,3 l/s)2 + 0,2∆Pms = 16,35 m
Như vậy tổng cột áp là: H = 47 + 16,35 = 63,35 m
5.2.2 Kiểm tra bơm nước xả băng so với bản vẽ
Bảng 5.7: Bảng so sánh thông số của bơm nước xả băng so với bản vẽ
Thông số Tính tốn Bản vẽ Nhận xét
Lưu lượng 1 bơm, m3/h 44~88 60
Đây là lưu lượng tính tốn dựa trên sự ước lượng về lượng nước dùng để xả băng cho 1 dàn lạnh. Trên thực tế lượng nước này có thể khác so với tính tốn.
Tổng cột áp bơm, m 63,35 90
Sự sai lệch này do ta dựa vào sự ước lượng chiều dài đường ống theo bản vẽ và dựa theo kinh nghiệm thực tế.
Đường ống góp, mm 150A 150A Đúng so với bản vẽ
5.3 Bơm dịch tuần hoàn 5.3.1 Bơm dịch dàn lạnh -470C 5.3.1 Bơm dịch dàn lạnh -470C
a) Lưu lượng bơm
Ta có lưu lượng qua bơm dịch là m = 0,2325 kg/s, thể tích riêng v = 0,00143 m3/kg Với tổng thể tích ống là Vống = 0,4691 m3
Như vậy với lưu lượng trên để bơm đầy thể tích ống tất cả dàn lạnh thì cần thời gian xấp xỉ là 24 phút. Sau khi khởi động thời gian để đạt nhiệt độ theo yêu cầu là khoảng
127 từ 5 – 10 phút. Như vậy ta phải sử dụng bơm với lưu lượng cao hơn. Với việc bơm đầy thể tích ống của tất cả dàn lạnh trong 5 – 10 phút thì ta có lưu lượng Q = 2,8 – 5,6 m3/h
b) Cột áp bơm
Do khơng biết chính xác chiều dài đường ống cho nên ta dựa vào bản vẽ ước lượng chiều dài đường ống tại bơm dịch dàn lạnh -470C là:
+ Đường ống đẩy : 9 mét cao và 5 mét ngang + Đường ống hút : 9 mét cao và 5 mét ngang Như vậy ta có thể chọn H1 ≈ 19 m
Ta có: H2 = ∆Pms + ∆Pcb ,m Với:
∆Pms = A . L . Q2 ,m – tổn thất ma sát. [TL7]
A – sức cản ma sát từ ống dựa vào [TL7] bảng 14 mục 6.15
Với vận tốc chảy trong ống ω = 0,5 (m/s) ta nhận A với hệ số k trong bảng 15 mục 6.15 với k = 1,15
L – tổng chiều dài ống, m
V – Lưu lượng, l/s hoặc m3/s tùy thuộc vào đường kính ống Với đường ống đẩy có đường kính 25A với A.k = 0,502 Với đường ống hút có đường kính 125A với A.k = 0,0001
∆Pms = A . L . Q2 = [(14.0,0001) + (14.0,502)]. Q2 = 7,03 Q2
∆Pcb = 20%.∆Pms – tổn thất qua co, tê trên toàn hệ thống. Mục 6.16 [TL7] đối với cấp nước phục vụ sản xuất.
H2 = 7,03.V2 + 0,2.7,03.Q2 = 8,4.Q2
128
5.3.2 Bơm dịch dàn lạnh -250C
a) Lưu lượng bơm
Ta có lưu lượng qua bơm dịch là m = 0,81 kg/s, thể tích riêng v = 0,00147 m3/kg Với tổng thể tích ống là Vống = 8.0,1737 + 16.0,0777 = 2,6328 m3
Như vậy với lưu lượng trên để bơm đầy thể tích ống tất cả dàn lạnh thì cần thời gian xấp xỉ là 37 phút. Sau khi khởi động thời gian để đạt nhiệt độ theo yêu cầu là khoảng từ 5 – 10 phút. Như vậy ta phải sử dụng bơm với lưu lượng cao hơn. Với việc bơm đầy thể tích ống của tất cả dàn lạnh trong 5 – 10 phút thì ta có lưu lượng Q = 16 – 32 m3/h.
b) Cột áp bơm
Do khơng biết chính xác chiều dài đường ống cho nên ta dựa vào bản vẽ ước lượng chiều dài đường ống tại bơm dịch dàn lạnh -250C là:
+ Đường ống đẩy : 12 mét cao 250 mét ngang + Đường ống hút : 12 mét cao và 250 mét ngang Như vậy ta có thể chọn H1 ≈ 74 m
Ta có: H2 = ∆Pms + ∆Pcb ,m Với:
∆Pms = A . L . Q2 ,m – tổn thất ma sát. [TL7] A – sức cản ma sát từ ống dựa vào [TL7] bảng 6.15
Với vận tốc chảy trong ống ω = 0,5 (m/s) ta nhận A với hệ số k trong bảng 15 mục 6.15 với k = 1,15
L – tổng chiều dài ống, m
V – Lưu lượng, l/s hoặc m3/s tùy thuộc vào đường kính ống
Với đường ống đẩy có đường kính 80A, 65A, 50A có sức cản ma sát sau khi nhân hệ số k lần lượt là:
129 Với đường ống hút có đường kính 200A và 250A có sức cản ma sát sau khi nhân hệ số k lần lượt là:
A4 = 10,66 ; A5 = 2,97
∆Pms = A . L . Q2 = [[(L/3) . (A1+A2+A3)] . Q2] + [[(L/2) . (A4+A5)] . (Q/1000)2]
∆Pms = 0,483 . Q2
∆Pcb = 20%.∆Pms – tổn thất qua co, tê trên toàn hệ thống. Mục 6.16 [TL7] đối với cấp nước phục vụ sản xuất.
H2 = 0,483.Q2 + 0,2.0,483.Q2 = 0,58.Q2
H= H1 + H2 = 74 + 0,58 .Q2 (l/s), m
5.3.3 Bơm dịch dàn lạnh -50C
a) Lưu lượng bơm
Ta có lưu lượng qua bơm dịch là m = 0,658 kg/s, thể tích riêng v = 0,00156 m3/kg Với tổng thể tích ống là Vống = 16.0,0777 = 1,2432 m3
Như vậy với lưu lượng trên để bơm đầy thể tích ống tất cả dàn lạnh thì cần thời gian xấp xỉ là 20 phút. Sau khi khởi động thời gian để đạt nhiệt độ theo yêu cầu là khoảng từ 5 – 10 phút. Như vậy ta phải sử dụng bơm với lưu lượng cao hơn. Với việc bơm đầy thể tích ống của tất cả dàn lạnh trong 5 – 10 phút thì ta có lưu lượng Q = 8 – 15 m3/h.
b) Cột áp bơm
Do khơng biết chính xác chiều dài đường ống cho nên ta dựa vào bản vẽ ước lượng chiều dài đường ống tại bơm dịch dàn lạnh -250C là:
+ Đường ống đẩy : 9 mét cao 120 mét ngang + Đường ống hút : 9 mét cao và 120 mét ngang Như vậy ta có thể chọn H1 ≈ 42 m
Ta có: H2 = ∆Pms + ∆Pcb ,m Với:
130 ∆Pms = A . L . Q2 ,m – tổn thất ma sát. [TL7]
A – sức cản ma sát từ ống dựa vào [TL7] bảng 6.15
Với vận tốc chảy trong ống ω = 0,5 (m/s) ta nhận A với hệ số k trong bảng 15 mục 6.15 với k = 1,15
L – tổng chiều dài ống, m
V – Lưu lượng, l/s hoặc m3/s tùy thuộc vào đường kính ống
Với đường ống đẩy có đường kính 80A có sức cản ma sát sau khi nhân hệ số k là: A = 0,00134
Với đường ống hút có đường kính 125A có sức cản ma sát sau khi nhân hệ số k là: A = 0,0001
∆Pms = A . L . V2 = [(0,00134.129) + (0,0001.129)].Q2
∆Pms = 0,186 . Q2
∆Pcb = 20%.∆Pms – tổn thất qua co, tê trên toàn hệ thống. Mục 6.16 [TL7] đối với cấp nước phục vụ sản xuất.
H2 = 0,186.Q2 + 0,2.0,186.Q2 = 0,223.Q2
131
5.3.4 Kiểm tra bơm dịch so với bản vẽ
Bảng 5.8: Bảng so sánh thông số của bơm dịch so với bản vẽ
Vị trí Tính tốn Bản vẽ Nhận xét
Lưu lượng bơm dịch
dàn lạnh -470C, m3/h 2,8 – 5,6 6
Thực tế ta khơng biết chính xác thời gian bơm hồn thành một chu trình tuần hồn. Ta lấy bằng thời gian tối thiểu để phòng lạnh đạt đủ nhiệt độ yêu cầu (5 - 10phút). Cột áp bơm dịch dàn
lạnh -470C, m 23 - 38 36
Tính tốn dựa trên sự ước lượng chiều dài đường ống dựa theo bản vẽ.
Lưu lượng bơm dịch
dàn lạnh -320C, m3/h 16 - 32 24
Thực tế ta khơng biết chính xác thời gian bơm hồn thành một chu trình tuần hoàn. Ta lấy bằng thời gian tối thiểu để phòng lạnh đạt đủ nhiệt độ yêu cầu (5 - 10phút). Cột áp bơm dịch dàn
lạnh -320C, m 85 - 120 86
Tính tốn dựa trên sự ước lượng chiều dài đường ống dựa theo bản vẽ.
Lưu lượng bơm dịch
dàn lạnh -20C, m3/h 8 - 15 24
Thực tế ta khơng biết chính xác thời gian bơm hồn thành một chu trình tuần hồn. Ta lấy bằng thời gian tối thiểu để phòng lạnh đạt đủ nhiệt độ yêu cầu (5 - 10phút). Cột áp bơm dịch dàn
lạnh -20C, m 43 - 46 86
Tính toán dựa trên sự ước lượng chiều dài đường ống dựa theo bản vẽ.
132
CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN – KIỂM TRA CÁC VAN TRONG HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM DANFOSS
6.1 Van chặn 6.1.1 Van chặn STC 6.1.1 Van chặn STC
a) Khái niệm
STC là van có chức năng đóng hoặc mở để cho mơi chất lưu thơng trong hệ thống. Van được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu ứng dụng làm lạnh cơng nghiệp như sửa chữa và bảo trì các thiết bị.
Kí hiệu trong bản vẽ:
b) Phân loại
►Van chặn thẳng
Lắp đặt trên đường ống thẳng, gồm có 2 loại: van có tay van sử dụng cho các hệ thống lạnh lớn, sử dụng thường xun và van khơng có tay van (dạng nắp) cho các hệ thống ít sử dụng.
Hình 6.1: Van chặn thẳng dạng khơng có tay van (a) và có tay van (b) Nguồn:[ https://store.danfoss.com]
133
►Van chặn góc
Lắp đặt tại các đường ống có co 90o . Van chặn góc cũng có 2 dạng là van có tay van và khơng có tay van.
Hình 6.2: Van chặn góc dạng khơng có tay van (a) và có tay van (b) Nguồn:[ https://store.danfoss.com]
c) Cấu tạo
Hình 6.3: Cấu tạo van chặn STC 15-40 Nguồn:[ [https://assets.danfoss.com] Nguồn:[ [https://assets.danfoss.com]
134 Trong đó: 1. Nắp bảo vệ 5. Vịng đệm
2. Đệm nắp 6. Côn van
3. Tay van 7. Miếng đệm
4. Nắp nịt
d) Nguyên lý hoạt động
Van chặn được kết nối với đường ống ở vị trí cửa van, tại đó có miếng đệm và vịng kín để chống rị rỉ. Ở giữa 2 cửa van là côn van được kết nối với kim van và tay van ở phía trên. Khi xoay tay van theo ngược chiều kim đồng hồ thì cơn van mở ra cho phép lưu chất lưu thông, khi xoay ngược lại theo chiều ngược kim đồng hồ thì cơn van đóng lại ngăn lưu chất đi qua.
6.1.2 Kiểm tra bằng phần mềm Coolselecter2
135
a) Van STC100A trên đường ống đẩy môi chất
- Bước 1: Ta mở phần mềm Coolselecter2 của Danfoss