Qui trình tận dụng những phế thải của xí nghiệp hải sản chế biến cho thức ăn gia súc

C với không khí đối lưu cưỡng bứ mạnh ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,21 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 10,5 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: . Chọn dcn = 0,95 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) chương 3: tính nhiệt kho lạnh I.Đại cương ồQ = ồQ1 + ồQ2 +ồQ3 + ồQ4 trong đó: + ồQ1: các tổn thất lạnh qua vách bao che xung quanh, trần và nền nhà + ồQ2: tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm + ồQ3: tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh + ồQ4: tổn thất lạnh do vận hành 1, Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 Q1 = Q11 + Q12 - Q11 dòng nhiệt qua tường bao và trần do chênh lệch nhiệt độ : Q11 = kt.F.(t2 – t1) kt  : hệ số truyền nhiệt thực tế của bao che xác định ở phần trước. F  : diện tích bề mặt của kết kcấu bao che. t1,t2 : nhiệt độ trong buồng lạnh . - Q12 dòng nhiệt qua tường bao và trần do bức xạ : Q11 = kt.F.t12 Hiệu nhiệt độ dư của tường bằng vôi trắng vơí từng buồng : + Buồng bảo quản đông :Hướng đông + Buồng bảo quản lạnh ,buồng đa năng và bảo quản đá : Hướng tây Đối vớu trần màu xám .t12 = 190 2,Dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra : Theo công thức 4-7(1) : M : năng suất kết đông 1 ngày đêm tấn/24h iv ,ir :entanpi sản phẩm vào ra khỏi buồng kj/kg (bảng 4-2) 3,Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3 = 0 4,Dòng nhiệt do vận hành : trong đó : q1 :dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F q2 :dòng nhiệt do người tạo ra q3 :dòng nhiệt do động cơ diện làm viẹc toả ra . q4 :dòng nhiệt khi mở cửa. 5,Q5 dòng nhiệt do hoa quả hô hấp = 0. II.Tính tổn thất nhiệt từng phòng : 1.Tính cho buồng bảo quản đông : -Tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che Q1 : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía đông (có bức xạ) và phía tây :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = -200 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = 150 (với hành lang). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 57,2 300 3432 Nam 0,273 35 300 2867 Tây 0,273 35 180 1720 Đông (Do chênh nhiệt) 0,2 57,2 180 2059 Đông (Do bức xạ) 0,2 7 180 252 Nền 0,202 24 1872 9075 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 57,2 1872 21416 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 1872 7114 Tổng nhiệt tổn thất Q1 47935 Do có 2 buồng Q1 = 47935.2 =855870 -Tính dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra Q2 : Theo công thức 4-7(1) : Md : khối lượng hàng nhập vào buồng bảo quản đông t/24h iv:entanpi sản phẩm đưa vào buồng = 34,8 kj/kg (bảng 4-2) ir :entanpi sản phẩm ra khỏi buồng = 0 kj/kg (bảng 4-2) - tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh ồQ3 Đây là một kho lạnh cho bảo quản thịt ị không cần thông gió nên ồQ3 = 0 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản đông = 3744 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.37448 =4493 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng bảo quản đông = 4 kW Q34 =4 kW + Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh q4 = B.F Trong đó B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn theo bảng 10 chọn cho từng buồng Buồng bảo quản đông : B = 8 W/m2 q4 = 1872.8= 14976 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 4493 + 690 + 4000 +14976 = 23929 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo quản đông là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 23929 + 85870 +34920 = 144719 W 2.Tính cho buồng kết đông : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m Diện tích vách phía bắc và phía nam :F = 30.5=150m2 Diện tích vách phía đông và phía tây: F = 18.5=90m2 Diện tích trần và nền: F = 18.30=480m2 Nhiệt độ buồng tb = -300 và nhiệt dộ hành lang tf = 150 Hướng vách kt w/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,173 45 150 1168 Nam 0,173 45 150 1168 Tây 0,173 30 90 467 Đông 0,173 30 90 467 Trần(Do chênh nhiệt) 0,2 67,2 480 6451 Trần(Do bức xạ) 0,2 19 480 1824 Nền 0,202 34 480 3297 Tổng nhiệt tổn thất Q1 14842 -Tính dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra Q2 : Theo công thức 4-7(1) : M : năng suất kết đông 1 ngày đêm = 64 tấn/24h iv :entanpi sản phẩm vào buồng = 317,8 kj/kg (bảng 4-2) ir :entanpi sản phẩm ra khỏi buồng = 0 kj/kg (bảng 4-2) - tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh ồQ3 Đây là một kho lạnh cho bảo quản thịt ị không cần thông gió nên ồQ3 = 0 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản đông = 480 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.480 = 576 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng kết đông = 14 kW Q34 =14 kW + Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh q4 = B.F Trong đó B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn theo bảng 10 chọn cho từng buồng Buồng kết đông : B = 12 W/m2 q4 = 480.12= 5760 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 5760 + 690 +14000 + 576 = 21026 W Tổng nhiệt tính cho buồng kết đông là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 21026 + 236000 + 14842 = 271868 W 3.Tính cho buồng bảo quản lạnh : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía tây (có bức xạ) và phía đông :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = 00 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = 150 (với hành lang). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 37,2 300 2232 Nam 0,273 15 300 1229 Đông 0,273 15 180 737 Tây (Do chênh nhiệt) 0,2 37,2 180 1339 Tây (Do bức xạ) 0,2 8 180 228 Nền 0,202 4 1872 1512 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 37,2 1872 13928 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 1872 7114 Tổng nhiệt tổn thất Q1 28319 -Tính dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra Q2 : Theo công thức 4-7(1) : Md : khối lượng hàng nhập vào buồng bảo quản lạnh t/24h iv:entanpi sản phẩm đưa vào buồng = 317,8 kj/kg (bảng 4-2) ir :entanpi sản phẩm ra khỏi buồng = 211,8 kj/kg (bảng 4-2) - tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh ồQ3 Đây là một kho lạnh cho bảo quản thịt ị không cần thông gió nên ồQ3 = 0 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 1872 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.1872 = 2247 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng bảo quản lạnh = 4 kW Q34 =4 kW + Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh q4 = B.F Trong đó B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn theo bảng 10 chọn cho từng buồng Buồng bảo quản lạnh : B = 12 W/m2 q4 = 1872.12= 22464 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 2247 + 690 + 4000 +22464 = 29401 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo quản lạnh là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 29319 + 25400 +29401 = 83120 W 4.Tính cho buồng đa năng : - Tính nhiệt tổn thất qua vách Q1 : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía tây (có bức xạ) và phía đông :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = -200 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = 150 (với hành lang). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 57,2 300 3432 Nam 0,273 35 300 2867 Đông 0,273 35 180 1720 Tây (Do chênh nhiệt) 0,2 57,2 180 2059 Tây (Do bức xạ) 0,2 8 180 288 Nền 0,202 24 1872 9075 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 57,2 1872 21416 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 1872 7114 Tổng nhiệt tổn thất Q1 47971 - Tính dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra Q2 : Theo công thức 4-7(1) : Md : khối lượng hàng nhập vào buồng đa năng t/24h iv:entanpi sản phẩm đưa vào buồng = 317,8 kj/kg (bảng 4-2) ir :entanpi sản phẩm ra khỏi buồng = 21,4 kj/kg (bảng 4-2) - tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh ồQ3 Đây là một kho lạnh cho bảo quản thịt ị không cần thông gió nên ồQ3 = 0 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 1872 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.1872 = 2247 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng bảo quản lạnh = 4 kW Q34 = 4 kW + Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh q4 = B.F Trong đó B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn theo bảng 10 chọn cho từng buồng Buồng bảo quản lạnh : B = 8 W/m2 q4 = 1872.8= 14976 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 2247 + 690 + 4000 +14976 = 21913 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo đa năng là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 47971+ 96740 +21913 = 166624 W 5.Tính cho buồng bảo quản đá : - Tính nhiệt tổn thất qua vách Q1 : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía tây (có bức xạ) và phía đông :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đá tb = - 40 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = -200 (với buồng bảo quản đa năng). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 41,2 30 247,2 Nam - - - - Đông - - - - Tây (Do chênh nhiệt) 0,2 41,2 60 494,4 Tây (Do bức xạ) 0,2 8 72 115,2 Nền 0,202 8 72 116,35 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 41,2 72 593,28 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 72 273,6 Tổng nhiệt tổn thất Q1 1504 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 72 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.72 = 14,4 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 1 Vậy q2 = 230.1 = 230 w Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 = 14,4 + 230 = 244,4 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo đa năng là : Q0 = Q1 + Q4 = 1504 + 244,4 = 1748,4 W III,Tính toán nhiệt cho bể nước đá có năng suất 10tấn/24h Chọn bể đá khối có các thông số sau : đá 50kg/cây, nhiệt độ nước vào 370 , nước được làm lạnh sơ bộ xuống 150 rót vào khuân 50kg có :tiết diện trên 380x190 mm, Tiết diện dưới 340x160 mm, bể là việc 3 ca 24h/24h. Thời gian làm đá : trong đó : t thời gian kết đông h tm nhiệt độ nước muối trung bình trong bể –140 b0 chiều rộng khuân 0,19 m với n =380/190 =2 thì A = 4540 và B = 0,26 Số lượng khuân đá yêu cầu : khuân Năng suất lạnh yêu cầu Q0 Q0 = Q1 + Q2 +Q3 + Q4 Q2 : Dòng nhiệt thu của nước làm đá từ 370 dến –80 Q2 = m.Cpn .(t1 – 00) + r +Cpd .(0-t2) = 0,1157.[4,18(37 – 0) + 333,6 + 2,09.(0 – (-8)] =59,9kW trong đó : m : năng suất đá 10tấn/24h = 0,1557 kg/s Cpn : nhiệt dung riêng của nước 4,18 kJ/kgK Cpd : nhiệt dung riêng của đá 2,09 kJ/kgK R : nhiệt ẩn đông dặc của đá = 336kJ/kgK Dòng nhiệt do thông gió Q3 = 0 Dòng nhiệt do kết cấu bao cheQ1 và dòng nhiệt do vận hành Q4 (bơm khuấy,do mở bể đá đưa đá vào ,do tan giá để tháo khuân) không xác định được nên lấy bằng 15%Q2. Vởy năng suất lạnh Q0 yêu cầu là : Q0 = 1,15.Q2 = 1,15.59,9= 68,88 kW Bảng kết quả tính toán nhiệt cho các buồng : Buồng Q1 W Q2 W Q4 W Q W Kết đông 14842 236000 21026 271868 Bảo quản đông 85870 34920 23929 144719 Bảo quản lạnh 28319 25400 29401 83120 Đa năng 47971 96740 21913 166624 Máy đá 10%.Q2 59900 5%.Q2 68880 Bảo quản đá 1504 - 244,4 1748,4 chương 4: tính chọn máy nén và tính kiểm tra máy nén I.Tính chọn máy nén cho buồng kết đông 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 30 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = - 30 - 10 = - 40 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 40 0C ị P0 = 1,049 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh ta có: tk = tw2 + Dtk trong đó: tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng Dtk : hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu = (4 á 6 0C) ị chọn Dtk = 5 0C với nhiệt độ tkk = 37,2 0C; độ ẩm không khí của tháng nóng nhất jkk = 83% ị ta chọn tư = 34,6 0C + nhiệt độ nước đầu vào và đầu ra chênh nhau (2 á 6 0C) và phụ thuộc vào kiểu bình ngưng tw2 = tw1 + (2 á 6 0C) ị chọn nhiệt độ tw1 = tư + 3 0C = 34,6 + 3 = 37,6 0C vậy. tw2 = 37,6 + 3 = 40,6 0C khi đó: tk = 40,6 + 5 = 45,6 0C chọn tk = 460C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với tk = 46 0C ị Pk = 17,7 bar) 3.Tỷ số nén của chu trình ế = (ta thấy ế > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu) 4.áp suất trung gian được xác định theo công thức Ptg = (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu (NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết lưu 1; TL2: tiết lưu 2 ). 1 – 1’ : quá trình quá nhiệt 1 – 2 : quá trình nén hạ áp 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian 3 – 4 : quá trình nén cao áp 4 – 5 : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 5 – 6 : tiết lưu 1 7 – 8 : tiết lưu 2 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 40 1,05 387,97 1’ -15 1,05 396,57 0,22 2 50 4,317 440,43 3 - 4 4,317 403,47 0,053 4 72 17,7 440,86 5 46 17,7 256,86 6 - 4 4,317 256,86 7 0 4,317 200 8 - 40 1,05 200 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3) là (3 á 50C) ở đây lấy là 40. 7.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h8 = 387,97 – 200 = 187,97 kj/kg 8.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h4 – h5 = 440,86 – 256,86 = 184 kj/kg 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l1 = h2 – h1’ = 440,43 – 396,57 = 70,43 kj/kg 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l2 = h4 – h3 = 440,86 – 403,47 = 37,39 kj/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi M1 = kg/s 12.Lưu lượng môi chất qua bình ngưng và nhiệt thải ra ở bìng ngưng M3 = kg/s Qk = M3.qk +l1.M1 – l2.M3 = 149,5 kW 13.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp VTTNHA= v1.M1 = 0,22.1,446 = 0,318 (m3/s) 14.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp VTTNCA= v3.M3 = 0,053.2,371 = 0,126 (m3/s) 15.Hệ số cấp của máy nén hạ áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,77 16.Hệ số cấp của máy nén cao áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,75 17.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp VLTNHA = VTTNHA/ l = 0,318/ 0,7 = 0,454 m3/s 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp VLTNCA = VTTNCA/ l = 0,126/ 0,7 = 0,18 m3/s 19.Công suất nén đoạn nhiệt NNHA = M1.l1 = 1,446.70,43 = 101,85 (kw) NNCA = M3.l2 = 2,371.37,39 = 88,65 (kw) 22.Công suất chỉ thị Hiệu suất chỉ thị : Cấp cao áp : Cấp hạ áp : Vậy công suất chỉ thị là NiNHA = kw NiNCA = kw 22.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: NmsNHA = 60.VltNHA = 50.0,454 = 22,7 kw NmsNCA = 60.VltNCA = 50.0,18 = 9 kw 23.Công suất hiệu dụng NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 123,16 + 22,7 = 145,86 kw NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 110,4 + 9 = 119,4 kw 24.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: NelNHA = kw NelNCA = kw Theo bảng 7-4 chọn máy nén pittông 2 cấp MYCOM R22 (Model F124B2) Có tốc độ v = 960vg/ph Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 271,686.50% + 27,686 = 407,529 kW. Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 3 máy. II.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản đông 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 20 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = - 20 - 10 = - 30 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 30 0C ị P0 = 1,6402 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn. 3.Tỷ số nén của chu trình ế = (ta thấy ế > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu). 4.áp suất trung gian được xác định theo công thức Ptg = (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu. (NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết lưu 1; TL2: tiết lưu 2 ). 1 – 1’ : quá trình quá nhiệt 1 – 2 : quá trình nén hạ áp 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian 3 – 4 : quá trình nén cao áp 4 – 5 : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 5 – 6 : tiết lưu 1 7 – 8 : tiết lưu 2 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 30 1,64 392,66 1’ -5 1,64 407,67 0,152 2 51 5,33 441 3 2 5,33 405 0,044 4 67 17,7 434 5 46 17,7 256,86 6 2 5,33 256,86 7 6 17,7 205 8 - 30 1,64 205 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3) là 40C 7.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h8 = 392,66 – 205 = 187,66 kj/kg 8.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h4 – h5 = 434 – 256,86 = 177,13 kj/kg 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l1 = h2 – h1’ = 441 – 407,67 = 33,33 kJ/kg 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l2 = h4 – h3 = 434 – 405 = 29 kJ/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi M1 = kg/s 12.Lưu lượng môi chất qua bình trung gian và nhiệt thảI bình ngưng M3 = kg/s Qk = M3.qk +l1.M1 – l2.M3 = 227,9 kW 13.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp VTTNHA= v1.M1 = 0,152.0,77 = 0,117 m3/s 14.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp VTTNCA= v3.M3 = 0,044.1,23 = 0,054 m3/s 15.Hệ số cấp của máy nén hạ áp l = f(ế) ế = ị l = 0,82 16.Hệ số cấp của máy nén cao áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,83 17.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp VLTNHA = V TTNHA /l = 0,117/ 0,82 =0,143 m3/s 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp VLTNCA = VTTNCA /l = 0,054/ 0,83 = 0,065 m3/s 19.Công suất nén đoạn nhiệt NNHA = M1.l1 = 0,77.33,33= 25,66 kw NNCA = M3.l2 = 1,23.29 = 35,67 kw 22.Công suất chỉ thị Hiệu suất chỉ thị : Cấp cao áp : Cấp hạ áp : Vậy công suất chỉ thị là NiNHA = kw NiNCA = kw 22.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: NmsNHA = 50.VttNHA = 50.0,143 = 7,15 kW NmsNCA = 50.VttNCA = 50.0,065 = 3,25 kW) 23.Công suất hiệu dụng NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 31,292 + 7,15 = 38,442 kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 41,285 + 3,25 = 44,435 kW 24.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: NelNHA = kW NelNCA = kW Theo bảng 7-4 chọn máy nén 2 cấp MYCOM NH3 (Model F124B2) Có tốc độ vòng quay v = 870vg/ph ,Ne = 115,2 Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 144,719.50% + 144,719 = 217,08 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 1 máy và 1 máy nén dự phòng III.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản lạnh. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = 0 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = 0 - 10 = - 10 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 10 0C ị P0 =3,55 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn 4.Chọn nhiệt độ quá lạnh tql Ta có: tql = tw1 + (3 á 5 0C) =46 - 5 = 400C 5.Chọn nhiệt độ quá nhiệt tqn Ta có: tqn = t0 + (5 á 15) = - 10 + 10 = 0 0C 6.Chu trình máy lạnh nén hơi một cấp có quá lạnh quá nhiệt (MN: máy nén; NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; TL: tiết lưu) 1 – 1’ : quá nhiệt trong thiết bị bay hơi 1’ – 2 : quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén 2 – 3’ : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 3’ – 3 : quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ 3 – 4 : quá trình tiết lưu 4 – 1 : quá trình bay hơi 7.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 10 3,55 401,18 1’ 0 3,55 407,53 0,068 2 80 17,7 466,72 3 46 17,7 256.86 3’ 40 17,7 245 4 - 10 3,55 245 8.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h4 = 401,18 – 245 = 156,18 kj/kg 9.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h2 – h3 = 466,72 – 256,862 = 209,858 kj/kg 10.Công nén riêng l = h2 – h1’ = 466,72 – 401,53 =65 ,19 kj/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi và nhiệt thải bình ngưng M = kg/s Qk = M.qk = 111,6 kW 12.Nhiệt thải ra ở thiết bị quá lạnh qql = h3 – h1’ = 256,86 – 245 = 22,86 kj/kg 13. Hệ số lạnh của chu trình e = 14.Hiệu suất exergi hex = = 0,51 = 51% 15.Công nén đoạn nhiệt Ns = M.l = 0,532.65,19 = 34,68 kw 16.Công suất chỉ thị của máy nén Vậy công suất chỉ thị là: Ni = (kw) 17.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt = pms.M.v1’ Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: Nms = 50.0,532.0,068 = 1,81) kw 18.Công suất hiệu quả Ne = Ni + Nms = 42,6 + 1,81 = 44,41 kw 19.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: Nel = kw Theo bảng 7-2 chọn máy nén 1 cấp MYCOM R22 (Model F6WA2) Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 83,12.50% + 83,12 = 124,68 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 1 máy IV.Tính chọn máy nén cho buồng đá. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tm : nhiệt độ của nước muối = - 140C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (5á 100C) ị chọn Dt0 = 60C vậy: t0 = -14 - 6= - 20 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 20 0C ị P0 =2,46 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn 4.Chọn nhiệt độ quá lạnh tql Ta có: tql = tw1 + (3 á 5 0C) =46 - 5 = 400C 5.Chọn nhiệt độ quá nhiệt tqn Ta có: tqn = t0 + (5 á 15) = - 20 + 10 = - 10 0C 6.Chu trình máy lạnh nén hơi một cấp có quá lạnh quá nhiệt (MN: máy nén; NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; TL: tiết lưu) 1 – 1’ : quá nhiệt trong thiết bị bay hơi 1’ – 2 : quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén 2 – 3’ : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 3’ – 3 : quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ 3 – 4 : quá trình tiết lưu 4 –1 : quá trình bay hơi 7.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 20 2,46 595 1’ - 10 3,07 604 0,055 2 58 17,7 650 3 46 17,7 457 3’ 40 17,7 447 4 - 14 3,07 447 8.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h4 = 595 – 447 = 148 kj/kg 9.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h2 – h3 = 650 – 457 = 193 kj/kg 10.Công nén riêng l = h2 – h1’ = 650 – 604 = 46 kj/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi và nhiệt thải bình ngưng M = kg/s Qk = M.qk = 90 kW 12. Hệ số lạnh của chu trình e = 14.Hiệu suất exergi hex = = 0,82 = 82% 15.Công nén đoạn nhiệt Ns = M.l = 0,466.46 = 21,44 kw 16.Hiệu suất chỉ thị của máy nén Vậy công suất chỉ thị là: Ni = kw 17.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt = pms.M.v1’ Trong đó: (pms = 59 á 99 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: Nms = 50.0,055.0,466 = 1,28 kw 18.Công suất hiệu dụng Ne = Ni + Nms = 27,7 + 1,28 = 28,98 kw 19.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: Nel = kw Theo bảng 7-2 chọn máy nén 1 cấp MYCOM NH3 (Model F6WA2) Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 68,88.50% + 68,88 = 103,32 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 1 máy và chọn 1 máy nén dụ phòng.Lưọng lạnh trích một phần để bảo quản đá. V.Tính chọn máy nén cho buồng đa năng Buồng đa năng có khả năng bảo quản đông khi cần thiết nên chọn nhiệt độ của buồng tb = -200 .Tuy nhiên buồng có thể dùng bảo quản lạnh ở chế độ nhiệt độ tb = 00 nên sẽ được dóng cắt bàng themostatic.Vì vậy sẽ tính như cho buồng bảo quản đông. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 20 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = - 20 - 10 = - 30 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 30 0C ị P0 = 1,6402 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn. 3.Tỷ số nén của chu trình ế = (ta thấy ế > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu). 4.áp suất trung gian được xác định theo công thức Ptg = (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu. (NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết lưu 1; TL2: tiết lưu 2 ). 1 – 1’ : quá trình quá nhiệt 1 – 2 : quá trình nén hạ áp 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian 3 – 4 : quá trình nén cao áp 4 – 5 : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 5 – 6 : tiết lưu 1 7 – 8 : tiết lưu 2 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 30 1,64 392,66 1’ -5 1,64 407,67 0,152 2 51 5,33 441 3 2 5,33 405 0,044 4 67 17,7 434 5 46 17,7 256,86 6 2 5,33 256,86 7 6 17,7 205 8 - 30 1,64 205 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3,6) là 40C 7.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h8 = 392,66 – 205 = 187,66 kj/kg 8.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h4 – h5 = 434 – 256,86 = 177,13 kj/kg 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l1 = h2 – h1’ = 441 – 407,67 = 33,33 kJ/kg 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l2 = h4 – h3 = 434 – 405 = 29 kJ/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi M1 = kg/s 12.Lưu lượng môi chất qua bình trung gian và nhiệt thải bình ngưng M3 = kg/s Qk = M3.qk +l1.M1 – l2.M3 = 298,8 kW 13.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp VTTNHA= v1.M1 = 0,152.0,888 = 0,135 m3/s 14.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp VTTNCA= v3.M3 = 0,044.1,593 = 0,07 m3/s 15.Hệ số cấp của máy nén hạ áp l = f(ế) ế = ị l = 0,82 16.Hệ số cấp của máy nén cao áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,83 17.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp VLTNHA = V TTNHA /l = 0,135/ 0,82 =0,165 m3/s 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp VLTNCA = VTTNCA /l = 0,07/ 0,83 = 0,084 m3/s 19.Công suất nén đoạn nhiệt NNHA = M1.l1 = 0,888.33,33= 29,6 kw NNCA = M3.l2 = 1,593.29 = 46,197 kw 22.Công suất chỉ thị Hiệu suất chỉ thị : Cấp cao áp : Cấp hạ áp : Vậy công suất chỉ thị là NiNHA = kw NiNCA = kw 22.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: NmsNHA = 50.VttNHA = 50.0,143 = 7,15 kW NmsNCA = 50.VttNCA = 50.0,065 = 3,25 kW) 23.Công suất hiệu dụng NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 36,1 + 7,15 = 43,25 kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 53,47 + 3,25 = 56,72 kW 24.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: NelNHA = kW NelNCA = kW Theo bảng 7-4 chọn máy nén 2 cấp MYCOM R22 (Model F124B2) Tốc độ vòng quay 870v/ph , thể tích quét 1108,6m3/h, Ne = 115,2 kW Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 166,624.50% + 166,624 = 249,94 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 2 máy dự phòng cho cả buồng bảo quản đông. chương 5: tính chọn bình ngưng 1.Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước (giải nhiệt nước) bình ngưng ống vỏ nằm ngang R22 2.Xác định diện tích trao đổi nhiệt Ta có: Qk = k.F.Dttb Trong đó: Qk : phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ = 877,8 kw F : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Dttb : hiệu nhiệt độ trung bình tw1 : nhiệt độ nước vào bình ngưng = 37,60 tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng = 40,60 Tính hiệu nhiệt độ trung bình logarit Dttb = ằ 5 0C (Theo bảng 8-6 sách hướng dẫn thiết kế trang 231 ). Đối với bình ngưng ống vỏ R22 nằm ngang ta chọn: + Hệ số truyền nhiệt k = 700 (w/m2k) Khi đó ta có: F = m2 Dựa vào bảng 8-3 ta chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang (ống cánh lăn hoa bằng đồng F20x3 mm). Ký hiệu Diện tích bề mặt ngoài m2 Đường kính ống vỏ mm Chiều dài ống m Số ống Tải nhiệt max kW Số lối KTP-85 92,5 500 3 210 322 4 3.Tính chọn tháp giải nhiệt Lưu lượng nước làm mát cho bình ngưng tụ bằng lưu lượng nước qua tháp giải nhiệt do đó cần phải xác định lưu lượng nước cần thiết : Phương trình cân bằng nhiệt có thể viết dưới dạng Qk = C.r.V.(tw2 – tw1) Trong đó: Qk : nhiệt lượng thải ra ở bình ngưng tụ = 877,8 kW V : lưu lượng nước m3/s tw1 : nhiệt độ nước vào làm mát bình ngưng tụ (ra khỏi tháp) ị tw1 = tư + (3 á 5 0C) = 34,6 + 3 = 37,6 0C tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng tụ (vào tháp) ị tw2 = tw1 + 3,5 0C = 37,6 + 3 = 40,6 0C C : nhiệt dung riêng của nước = 4,19 (kj/kg.k) r : khối lượng riêng của nước = 1000 (kg/m3) Vậy V = m3/s Công suất làm mát cần thiết: Q = kW = 686280 Kcal/h Chọn 2 tháp giải nhiệt LBCS – 200 có năng suất làm mát 907 W/h chương 6: tính chọn Thiết bị bay hơi 1.Tính chọn dàn bay hơi cho phòng bảo quản đông Đối với phòng bảo quản đông ta có tất cả là 2 phòng nên: Q0 = kw Hệ số truyền nhiệt k = 4,7 w/m2k Dt : Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng lạnh và môi chất lạnh sôi trong ống = 10 K Vậy F = m2 Khi đó ta chọn 60 (cho cả hai buồng) dàn lạnh treo trần của hãng Guntner cho môi chất lạnh R22 có các thông số sau(Theo tài liệu cơ sở kỹ thuật lạnh): Model 030C/44 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt = 52,0 m2 Khối lượng ở dạng đã lắp đặt = 51,2 kg Lưu lượng không khí = 4000 m3/h Bước cánh = 4 m Kích thước LxHxE = 2,6x0,32x2,430 m Luồng khí thổi 14 ống nối vào – ra :16 mm - 28 mm Thể tích ống 10,1 Điện trở xả băng 4000 W 2.Tính chọn dàn bay hơi cho phòng bảo quản lạnh Đối với phòng bảo quản lạnh ta có: Q0 = 83120 W Hệ số truyền nhiệt k = 5,9 w/m2k Dt : Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng lạnh và môi chất lạnh sôi trong ống = 10 K Vậy F = m2 Khi đó ta chọn 27 dàn lạnh treo trần của hãng Guntner cho môi chất lạnh R22 có các thông số sau(Theo tài liệu cơ sở kỹ thuật lạnh): Model 030C/44 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt = 52,0 m2 Khối lượng ở dạng đã lắp đặt = 51,2 kg Lưu lượng không khí = 4000 m3/h Bước cánh = 4 m Kích thước LxHxE = 2,6x0,32x2,430 m Luồng khí thổi 14 ống nối vào – ra :16 mm - 28 mm Thể tích ống 10,1 Điện trở xả băng 4000 W 3.Tính chọn dàn bay hơi cho phòng bảo quản đa năng Đối với phòng bảo quản lạnh ta có: Q0 = 166624 W Hệ số truyền nhiệt k = 4,7 w/m2k Dt : Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng lạnh và môi chất lạnh sôi trong ống = 10 K Vậy F = m2 Khi đó ta chọn 68 dàn lạnh treo trần của hãng Guntner cho môi chất lạnh R22 có các thông số sau(Theo tài liệu cơ sở kỹ thuật lạnh): Model 030C/44 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt = 52,0 m2 Khối lượng ở dạng đã lắp đặt = 51,2 kg Lưu lượng không khí = 4000 m3/h Bước cánh = 4 m Kích thước LxHxE = 2,6x0,32x2,430 m Luồng khí thổi 14 ống nối vào – ra :16 mm - 28 mm Thể tích ống 10,1 Điện trở xả băng 4000 W 4.Tính chọn dàn bay hơi cho phòng bảo quản đá Đối với phòng bảo quản lạnh ta có: Q0 = 1748,4 W Hệ số truyền nhiệt k = 5,9 w/m2k Dt : Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng lạnh và môi chất lạnh sôi trong ống = 10 K Vậy F = m2 Khi đó ta chọn 1 dàn lạnh treo trần của hãng Guntner cho môi chất lạnh R22 có các thông số sau(Theo tài liệu cơ sở kỹ thuật lạnh): Model 030C/44 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt = 52,0 m2 Khối lượng ở dạng đã lắp đặt = 51,2 kg Lưu lượng không khí = 4000 m3/h Bước cánh = 4 m Kích thước LxHxE = 2,6x0,32x2,430 m Luồng khí thổi 14 ống nối vào – ra :16 mm - 28 mm Thể tích ống 10,1 Điện trở xả băng 4000 W chương 7: tính chọn thiết bị phụ và đường ống Những thiết bị phụ của hệ thống lạnh bao gồm:”bình tách dầu, bình chứa dầu, các loại bình chứa cao áp, hạ áp, tuần hoàn, các loại bình trung gian, thiết bị hồi nhiệt, bình tách lỏng, phin lọc, phin sấy, thiết bị xả khí, bơm, quạt, các thiết bị tuần hoàn chất tải lạnh và các dụng cụ như van, clapê…”. Kết hợp với các thiết bị chính của hệ thống lạnh như máy nén, thiết bị ngưng tụ, thiết bị bay hơi và van tiết lưu, các thiết bị phụ giúp cho các hệ thống lạnh trong trường hợp cụ thể làm việc với độ tin cậy cao hơn, an toàn hợp lý hơn, tính kinh tế cũng cao hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành máy lạnh. I.Tính chọn các thiết bị phụ 1.Bình tách dầu Môi chất R22 hoà tan dầu hạn chế ,ở khoảng môi chất không hoà tan dầu từ - 400 đến – 200 dầu có khả năng bám vào giàn bay hơi làm cho máy nén thiếu dầu. Do đó cần lắp bình tách dầu vào đường đẩy của máy nén R22 để tách dầu ra khỏi dòng hơi nén trước khi đi vào bình ngưng tụ. Xả dầu ra khỏi bình tách dầu trong hệ thống lạnh R22 là rất nguy hiểm vì áp suất trong bình rất cao và dẫn đến tổn thất môi chất do đó người ta phải bố trí bình chứa dầu. Bình tách dầu được chọn theo đường kính bình hoặc đường kính ống nối với máy nén d. Đường kính ống nối d được tính theo công thức: d = = (m) Trong đó: m : lưu lượng hơi = 0,02 (kg/s) v2 : thể tích riêng hơi nén phía đầu đẩy của máy nén = 0,45 m3/kg w : tốc độ hơi ở ống nối vào bình tách dầu = 25 m/s Chọn bình tách dầu có ký hiệu: Nhãn hiệu Kích thước, mm DxS H h h1 h2 D1 d1 d2 l k m1 m c l1 500 mm 273x8 1535 1175 700 610 375 50 20 110 125 120 100 40 - 2.Bình chứa dầu Bình chứa dầu nhằm mục đích gom dầu từ các bình tách dầu và bầu dầu của toàn bộ hệ thống, giảm nguy hiểm khi xả dầu và giảm tổn thất môi chất khi xả dầu khỏi hệ thống lạnh. Chon bình chứa dầu có các thông số sau: Bình chứa dầu kích thước (mm) thể tích (m3) khối lượng (kg) DxS B H 300CM 325x9 765 1270 0,07 92 3.Các loại bình chứa a.Bình chứa cao áp Bình chứa cao áp được bố trí ngay sau bình ngưng tụ dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu. Thường nó được đặt dưới bình ngưng và được cân bằng áp suất với bình ngưng bằng các đường ống cân bằng hơi và lỏng. Dung tích của bình chứa cao áp được tính theo công thức: Vc = Trong đó: 0,5 : hệ số kể đến mức lỏng trong bình chứa khi vận hành (50% thể tích bình). VBH : Tổng dung tích của tất cả các dàn bay hơi = 0, m3 Vậy Vc = (m3) một bình chứa để bơm tuần hoàn môi chất lỏng lên các giàn lạnh. Bình chứa tuần hoàn làm việc dưới áp suất thấp nên phải được bọc cách nhiệt. b.Bình chứa thu hồi Bình chứa thu hồi dùng để chứa môi chất lỏng từ các giàn bay hơi khi phá băng bằng hơi nóng. c.Bình chứa dự phòng Bình chứa dự phòng đươc sử dụng trong sơ đồ không có bơm và được lắp đặt dưới bình tách lỏng để chứa môi chất lỏng từ các giàn lạnh phun ra trong trường hợp phụ tải nhiệt tăng. 4.Bình tách lỏng Bình tách lỏng được sử dụng trong máy lạnh R22. Nó có nhiệm vụ tách môi chất lỏng khỏi hơi hút về máy nén, đảm bảo hơi hút về máy nén ở trạng thái hơi bão hoà khô, tránh nguy cơ gây va đập thuỷ lực ở máy nén. 5.Bình trung gian Được sử dụng trong máy nén 2 hoặc nhiều cấp. Bình trung gian dùng để làm mát trung gian hơi môi chất sau cấp nén áp thấp và để quá lạnh lỏng môi chất trước khi vào van tiết lưu bằng cách bay hơi một phần môi chất lỏng dưới áp suất trung gian. Ngoài nhiệm vụ trên bình trung gian còn đóng vai trò bình tách lỏng bảo đảm hơi hút về máy nén cấp cao là hơi bão hoà khô. Ưu điểm của bình trung gian có ống xoắn là dầu của máy nén cấp thấp không đi vào tuyến lỏng để vào thiết bị bay hơi, tạo lớp bẩn trên bề mặt thiết bị bay hơi phía môi chất. Chọn bình trung gian có các thông số sau: Bình trung gian Kích thước, mm Diện tích bề mặt ống xoắn, m2 Thể tích bình, m3 Khối lượng, kg DxS d H 40PC3 426x10 70 2390 1,75 0,22 330 6.Bình tách khí không ngưng Cùng tuần hoàn với môi chất lạnh trong hệ thống lạnh có không khí và các loại khí không ngưng. Trong thiết bị ngưng tụ, không khí tạo thành các lớp bao quanh bề mặt trao đổi nhiệt làm tăng trở nhiệt ngưng tụ làm xấu quá trình trao đổi nhiệt khi ngưng, làm tăng áp suất ngưng tụ, làm tăng năng lượng điện tiêu tốn cho máy nén và làm giảm năng suất lạnh của máy. Máy lạnh R22 thường được xả định kỳ khí không ngưng. Phải xả không khí qua van xả khi vào bình nước. Bọt không khí sẽ nổi lên mặt nước. R22 lẫn với không khí sẽ được nước hấp thụ. 7.Phin lọc và phin sấy Trong quá trình chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và vận hành thiết bị lạnh dù rất cẩn thận vẫn có cặn bẩn như đất, cát, gỉ sắt, vẩy hàn, xỉ, muội…lọt vào hệ thống lạnh. Nó có thể tồn tại trong hệ thống do chưa vệ sinh, làm sạch đầy đủ hoặc qua đường nạp dầu, nạp môi chất, ngoài ra cặn bẩn cũng có thể tạo thành trong hệ thống phân huỷ dầu bôi trơn, môi chất hoặc do các chi tiết máy nén bị mài mòn, do han gỉ phía trong hệ thống. Để đảm bảo hệ thống lạnh làm việc an toàn có độ tin cậy cao, không bị trục trặc, cần phải có phin lọc căn bẩn trong hệ thống. 8.Quạt Trong kỹ thuật lạnh dùng chủ yếu là quạt hướng trục và quạt ly tâm để tuần hoàn không khí trong buồng lạnh, cho các giàn làm lạnh không khí, cho máy điều hoà nhiệt độ, cho các dàn ngưng làm mát bằng không khí hoặc các loại thiết bị ngưng tu bay hơi hoặc tháp làm mát nước 9.Van khoá, van chặn 10.Van tiết lưu điều chỉnh bằng tay, van tiết lưu điều chỉnh tự động 11.Van một chiều và van an toàn a.Van một chiều Van một chiều (còn gọi là clapê một chiều) chỉ cho dòng chẩy đi theo một hướng. Van một chiều được lắp đặt trên đường đẩy giữa máy nén và thiết bị ngưng tụ, có nhiệm vụ ngăn không cho dòng môi chất từ thiết bị ngưng tụ chẩy trở lại máy nén trong trường hợp ngừng máy nén, sửa chữa máy nén hoặc khi máy nén bị sự cố b.Van an toàn Van an toàn chỉ khác van một chiều ở chỗ hiệu áp suất ở đầu vào và đầu ra phải đạt những trị số nhất định thì van mới mở. Van an toàn được bố trí ở những thiết bị có áp suất cao và chứa nhiều môi chất lỏng như thiết bị ngưng tụ, bình chứa…nó dùng để đề phòng trường hợp khi áp suất vượt quá định mức quy định. 12.áp kế áp kế dùng để đo áp suất của môi chất trong đường ống và thiết bị, áp kế được lắp trên đường hút và đường đẩy của máy nén, trên các bình ngưng, bình chứa… II.Tính chọn đường ống Yêu cầu đối với việc tính toán và lựa chọn đường ống là đủ độ bền cần thiết, tiết diện ống đảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Ta có thể tính đường kính trong của ống theo công thức: di = Trong đó di : đường kính trong của ống dẫn, m m : lưu lượng kg/s w : tốc độ của dòng chảy lấy theo bảng 10-1 tài liệu[1] r : khối lượng riêng của môi chất kg/m3 Lưu lượng Kg/s Tốc độ m/s Khối lượng riêng Kg/m3 Đường hút Đường đẩy Đường dẫn lỏng đường kính trong mm 2,371 10 12,871 x - - 18 2,371 10 - x Chương VI: tính toán thiết bị KếT ĐÔNG và DàN LạNH Bể Đá 1. Tính toán thiết bị kết đông cho buồng kết đông a. Tính chọn buồng kết đông : Buồng kết đông được trang bị các dàn lạnh ống cánh quạt gió dưỡng bức mạnh để tăng cường trao đổi nhiệt giữa sản phẩm không khí và dàn lạnh . Xử lí lạnh đông hay là kết đông là làm lạnh đông các sản phẩm . Sản phẩm hoàn toàn hoá cứng do toàn bộ nước và dịch trong sản phẩm đã đóng thành băng. Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -80C, nhiệt độ bề mặt đạt từ -180C đến -120C . Như trên đã chọn phương pháp kết đông sản phẩm là kết đông nhanh hai pha tương ứng có các thông số : Nhiệt độ không khí trong bồng kết đông : tb = -300C ; Tốc độ chuyển động của không khí là : ; Thời gian kết đông là : 36h ; Từ các thông số trên ta sẽ buồng kết đông kiểu Tunnel dùng để kết đông thịt lợn nửa con . Trên diện tích 6x6 m người ta bố trí 4 tunnel (đường hầm ) có đường móc treo thịt . Chất tải và thảo tải được cơ khí hoá. Dọc theo tunnel người ta bố trí các dàn lạnh ống xoắn có cánh áp tường. Trên các vách ngăn giữa các tunnel người ta bố trí các khe lưu thông không khí. Quạt gió bảo đảm sự lưu thông không khí. Quạt gió đảm bảo sự lưu thông không khí với tốc độ trung bình đạt 3 – 3,5 m/s . b. Tính chọn thiết bị kết đông : Như trên trong phần tính chọn dàn bay hơi cho buồng kết đông ta đã chọn được 9 dàn lạnh không khí loại CC . Nhiệt độ bay hơi của R22 là to = -400C ; Nhiệt độ không khí vào buồng là : 40C ; Nhiệt độ không khí ra khỏi buồng là : -80C ; Tra đồ thị i-d của không khí ẩm với , i1 = 4kJ/kg ; i2 = 0 kJ/kg ; (tra bảng thông số vật lý không khí ẩm ) . Từ đó ta tính được lưu lượng không khí của mỗi dàn quạt : Vk = Trong đó : QoTB – Năng suất lạnh tính cho phụtải thiết bị của buồng kết đông . QoTB = 45824(W) ; n – Số dàn lạnh không khí được chọn . Dựa vào bảng 73(Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyên Đức Lợi -1995) ta chọn quạt hướng trục kí hiệu MP . Với lưu lương không khí Vk = 1m/s thì số quạt cần chọn là 5 quạt . 2. Tính chon dàn lạnh bể đá Như trên ta có năng suất kho trữ đá là 30 tấn/24h thì sau khi tính nhiệt ta tính được năng suất lạnh cho phụ tải thiết bị là QoTB = 11937(W) ; Suy ra diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn lạnh theo công thức : F = ; Trong đó : k – Hệ số truyền nhiệt phụ thuộc nhiệt độ buồng . Theo bảng 28[1], chọn loại dàn lạnh không khí kiểu treo trần , ta có: k =9,8W/m2.K Dt0 – hiệu nhiệt độ giữa không khí trong phòng và môi chất là: Dt0 = 100C Dựa theo bảng 45(Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyên Đức Lợi -1995) ta chọn 2 dàn lạnh không khí kí hiệu CC . Với diện tích bề mặt môi dàn là 69,5m. Chương VIII tHUYếT MINH SƠ Đồ Hệ THốNG LạNH Sơ đồ hệ thống lạnh là sự thể hiện đơn giản một hệ thống thiết bị và đường ống cho phép ta có sự hình dung tương đối cụ thể về máy móc, thiết bị, dụng cụ và mối liên hệ giữa chúng, cụ thể là các đường ống . Sơ đồ hệ thống lạnh phần lớn được biểu diễn theo sơ đồ nguyên lí nhưng cũng có thể được biểu diễn theo sơ đồ không gian. Sơ đồ nguyên lí cho ta một cái nhìn tổng quát về các thiết bị và đường ống, còn sơ đồ không gian có thể cho ta thấy rõ hơn về cách bố trí máy và các thiết bị, cách lắp đặt các đường ống, dụng cụ ....trong không gian cần thiết . Sơ đồ cụm máy nén một cấp nhiều nhiệt độ sôi . Cụm máy nén gồm hai máy nén một cấp phục vụ cho hai nhiệt độ sôi to1 = -250C (Buồng kết đông ), to2 = -100C(Buồng bảo quản lạnh) và to2 = -100C(Kho trữ đá). Mỗi nhiệt độ bay hơi có một bình tách lỏng riêng và một máy nén riêng. Tuy nhiên cả hai máy đều được nối vào ống góp chung đường đẩy, các van chặn trên đường hút đảm bảo cho máy nén làm việc độc lập cho từng chế độ bay hơi nhưng khi cần sửa chữa, thay thế, máy nén này có thể chuyển sang làm việc cho chế độ bay hơi khác một cách nhanh chóng, nhờ đóng và mở hợp lí các van chặn. Để đảm bảo lỏng không tràn về máy nén gây va đập thuỷ lực các ống nối từ bộ hồi nhiệt trên đường hút về máy nén phải vòng lên phía trên. Van một chiều V1 làm cho máy nén không phải chịu áp lực cao khi dừng máy, đảm bảo an toàn hơn cho máy vì hầu hết môi chất lạnh lỏng có áp suất cao tập trung ở các thiết bị ngay sau máy nén . Sau bình tách dầu còn bố trí một đường ống đến các dàn bay hơi để dùng hơi nóng phá băng cho các dàn. Chu trình một cấp frêôn . Chu trình một cấp frêôn một cấp hoạt động như sau : Hơi môi chất sinh ra ở bình bay hơi được quá nhiệt sơ bộ (do van tiết lưu nhiệt ), đi vào thiết bị hồi nhiệt thu nhiệt của môi chất lỏng nóng, quá nhiệt đến nhiệt độ t1 rồi được hút vào hút máy nén . Qua máy nén hơi được nén đoạn nhiệt lên trạng thái 2 và được đẩy vào bình ngưng tụ. Trong bình ngưng tụ hơi thải nhiệt cho nước làm mát, ngưng tụ lại thành lỏng và được quá lạnh một chút ít. Độ quá lạnh ở đây rất nhỏ nên bỏ qua. Lỏng được dẫn vào bình hồi nhiệt. Trong bình hồi nhiệt lỏng thải nhiệt cho hơi lạnh vừa từ bình bay hơi ra. Nhiệt độ hạ từ t3’ xuống t3 . Sau đó lỏng được đứa vào van tiết lưu, tiết lưu xuống trạng thái 4 và được đẩy vào thiết bị bay hơi .Trong thiết bị bay hơi, lỏng bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh. Hơi lại được máy nén hút về sau khi qua thiết bị hồi nhiệt . Như vậy vòng tuần hoàn của môi chất được khép kín . Sơ đồ cụm máy nén hai cấp nhiều nhiệt độ sôi . Cụm máy nén gồm hai tổ hợp máy nén hai cấp (Cao áp và Hạ áp). Đầu tiên lỏng môi chất đi từ bình chứa theo đường lỏng cao áp đến được chia làm ba đường. Đường thứ nhất được đưa vào quá lạnh ở bình trung gian vào ống góp của trạm tiết lưu nhiệt độ thấp, cấp lỏng cho các dàn bay hơi có nhiệt độ thấp. Hơi sinh ra ở các dàn này sẽ được hút về qua bình tách lỏng rồi vào máy nén hạ áp. Đường thứ hai đi qua van điện từ ĐT1, qua van tiết lưu rồi vào bình trung gian. Lương lỏng được tiết lưu vào đây vừa đủ để làm quá lạnh môi chất lỏng của đưởng thứ nhất và hạ nhiệt độ của dòng hơi nén từ máy nén hạ áp xuống đến trạng thái bão hoà khô trước khi đi vào máy nén cao áp. Mức lỏng trong bình trung gian được giữ ổn định nhờ rơle mức lỏng kết hợp với van điện từ ĐT1. Kỹ thuật an toàn đòi hỏi là khi ngừng máy nén hai cấp áp suất trong bình trung gian phải được hạ thấp xuống đến áp suất trong dàn bay hơi nhiệt độ thấp để khởi động máy sau đó được dễ dàng. Bởi vậy van đường nối khởi động của máy nén hạ áp và cao áp cần phải mở khi máy nén ngừng làm việc. Một số cấu tạo và công dụng của các bộ phận có trong sơ đồ . Bộ hồi nhiệt : Là thiết bị dùng để tiến hành quá trình trao đổi nhiệt giữa môi chất lỏng sau ngưng tụ với hơi lạnh đi từ dàn hoá hơi về máy nén. Nhiệt trao đổi là của chính môi chất nhả ra rồi thu vào chứ không do nguồn ngoài , bởi vậy thiết bị có tên là “ hồi nhiệt ”. Chức năng : + Nâng cao hiệu quả nhiệt động của chu trình lạnh : Đối với phần lớn môi chất việc hâm nóng hơi môi chất hút về máy nén sẽ làm tăng chút ít độ hiệu quả của chu trình và làm tốt hơn các đặc tuyến thể tích của máy nén . Bộ hồi nhiệt làm việc hiệu quả nhất khi nhiệt độ sôi thấp . + Làm quá lạnh (hạ thêm nhiệt độ) môi chất lỏng để phòng ngừa sự tạo hơi trước van tiết lưu. Điều đó rất cần thiết cho trường hợp giảm áp suất quá nhiều trên tuyến lỏng do ma sát đường ống và tăng lỏng cấp cho TBHH nằm cao hơn bình chứa. + Để hoá phần lỏng còn sót lại sau thiết bị hoá hơi , ngăn ngừa lỏng tràn về máy nén Bình tách lỏng : Dùng để tách những giọt lỏng còn sót lại trong dòng hơi đi từ dàn lạnh về máy nén nhằm tránh va đập thuỷ lực . Nguyên lý tách lỏng là giảm hẳn tốc độ và thay đổi đổi ngột hướng dòng chảy, lỏng nặng hơn rơi xuống đáy bình, hơi khô ra từ phía trên . Bình tách lỏng lắp trên đường hút từ thiết bị hoá hơi về máy nén, bởi vậy nó còn để dùng để chứa lỏng hạ áp nhằm tái cấp lỏng cho hệ thống dàn lạnh. Bình tách dầu : Là thiết bị có tác dụng đón và giữ không cho dầu đi đến những thiết bị sau máy nén . Bình tách dầu đặt trên tuyến đẩy giữa máy nén và thiết bị ngưng tụ. Nguyên tắc tách dầu là giảm đột ngột vận tốc và đổi hướng dòng chảy của hỗn hợp hơi môi chất và dầu. Bình chứa cao áp : Nằm dưới và sau các thiết bị ngưng tụ, bình chứa cao áp thựchiện những nhiệm vụ sau : Giải toả bề mặt trao đổi nhiệt cho thiết bị ngưng tụ, gom lỏng, dữ trữ lỏng nhằm liên tục cấp lỏng cho hệ thống van tiết lưu, là nút thuỷ lực chặn hơi về phía hạ áp (van tiết lưu) . Bình chứa cao áp có cùng áp suất ngưng tụ, bởi vậy giữa thiết bị ngưng tụ với bình chứa cao áp có ống cân bằng thông nhau, nhiệt độ gần ngang nhiệt độ môi trường xung quanh nên không cần bọc cách nhiệt . Bình trung gian: + Bình trung gian sử dụng trong các hệ thống lạnh nhiệt độ âm sâu nhiều cấp nén nhằm nâng cao hiệu quả làm việc của máy và thiết bị. Bình trung gian thực hiện những chức năng sau : Hạ nhiệt độ của hơi sau mỗi cấp nén đến mức bão hoà khô. Qúa lạnh môi chất lỏng trước khi tiết lưu vào dàn lạ tài liệu tham khảo Tính toán thiết kế hệ thống lạnh. Tác giả Nguyễn Xuân Tiên nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh. Tác giả Nguyễn Đức Lợi nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật. Kỹ thuật lạnh cơ sở. Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy nhà xuất bản giáo dục 1995 Kỹ thuật lạnh ứng dụng. Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1995. Môi chất lạnh. Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy nhà xuất bản giáo dục 1998. Bài tập kỹ thuật lạnh. Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy nhà xuất bản giáo dục. Tự động hoá hệ thống lạnh. Tác giả Nguyễn Đức Lợi nhà xuất bản giáo dục 2000