Đề tài Tính toán và thiết kế hệ thống kho lạnh phân phối

LỜI NÓI ĐẦU Kho lạnh là nơi có thể duy trì nhiệt độ tương đối thấp và nhiệt độ tương đối cao .Nên nó có cấu tạo và kiến trúc đặc biệt dung để bảo quản các sản phẩm mà không thể bảo quản được lâu trong điều kiện bình thường ,ví dụ như thịt, cá, tôm …. Việt Nam có đặc điểm địa lý nằm trải dài theo bờ biển và có khí hậu nóng ẩm nhiệt đới nên nước ta có điều kiện thuận lợi về phát triển kinh tế biển và nông lâm nghiệp do đó nhu cầu xây dựng và phát triển các kho lạnh với dung tích nhỏ,vừa,và cả những kho lạnh với dung tích lớn để phục vụ cho việc bảo quản,và phân phối các sản phẩm ngày càng tăng . Nhưng do kho lạnh có tính chất khác xa không khí ngoài trời nên kết cấu xây dựng,cách nhiệt,cách ẩm của kho lạnh cần có những yêu cầu đặc biệt nhằm bảo vệ sản phẩm bảo quản nên việc tính toán và thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau : -Cần đáp ứng được yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất ,nhập khẩu. -Cần tiêu chuẩn hóa được các dạng kho lạnh. -Cần có khả năng cơ giới hóa cao trong các khâu bốc dỡ,sắp xếp hang hóa. -Sử dụng vốn đầu tư hợp lý. Em được giao nhiệm vụ: " tính toán và thiết kế hệ thống kho lạnh phân phối" . Và được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cũng như sự nỗ lực của bản thân em đã hoàn thành bản đồ án này .Tuy nhiên do chưa có kinh nghiệm thực tế và khả năng còn hạn chế cho nên trong quá trình làm đồ án không tránh khỏi những sai sót em mong được sự chỉ bảo và hướng dẫn các thầy ở bộ môn . Em xin chân thành cảm ơn Nội dung tính toán gồm có những phần sau: * Phần 1:Tính kích thước và bố trí mặt bằng kho lạnh * Phần 2:Tính cách nhiệt,cách ẩm cho kho lạnh * Phần 3:Tính phụ tải * Phần 4:Chọn máy nén * Phần 5:Chọn bình ngưng * Phần 6:Chọn dàn bay hơi * Phần 7:Chọn các thiết bị phụ cho kho lạnh * Phần 8: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh PHẦN I. TÍNH DUNG TÍCH VÀ BỐ TRÍ KHO LẠNH 1. Dung tích kho lạnh - Là đại lượng cơ bản dùng để xách định số lượng và kích thước và thể tích của kho lạnh - Dung tích kho lạnh được xách định theo công thức : E = V.gv ⇒ V = E gv E - dung tích kho lạnh [tấn] V- thể tích kho lạnh[ m3 ] gv – định mức của chất tải thể tích [tấn/m3] .Đối với sản phẩm thịt lợn ta chon gv=0,45 + Thể tích của kho bảo quản sản phẩm lạnh đông : 1000E = 2222,22 [ m3]Vld = ld = gv0,45 + Thể tích của kho bảo quản sản phẩm làm lạnh : E115 = 255,56 [ m3 ]Vll = LL = g v 0,45 2 .Diện tích kho lạnh Vld - Diện tích chất tải lạnh :F= h F - diện tích chất tải lạnh [m2] h – chiều cao của chất tải [ m2] - Trong đó chiều cao của chất tải là chiều cao của lô hàng thịt lợn chất trong kho . Chiều cao h được tính bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần thiết kế để chất hàng và dỡ hàng Chọn kho lạnh một tầng , kho lạnh cao 5m với 4m là chiều cao chất tải lạnh và 1m còn lại để bố trí dàn lạnh -Diện tích kho bảo quản sản phẩm lạnh đông : V2222,22 = 555,56 [ m2]Fld = ld = 4h - Diện tích kho bảo quản sản phẩm làm lạnh : V255,56 Fll = ll == 63,89 [ m2] h4 3. Phụ tải cho phép trên 1m2 diện tích sàn gF ≥ gv .h gF –định mức chất tải theo diện tích [ t/m2] gF = 0,45 × 4 = 1,8 [t/m2] < 4 [ t/m2] ⇒ Phụ tải nhỏ hơn phụ tải cho phép .Giá trị ta chọn thỏa mải yêu cầu bài toán 4. Diện tích xây dựng của từng buồng lạnh Fxdld = F Diện tích buồng lanh[m2] Đến 20 Từ 20 đến 100 Từ 100 đến 400 Fxd –diện tích lạnh cần xây dựng [m2] β F – hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa βF O,50 ÷ 0,60 O,50 ÷ 0,6 0,75 ÷ 0,8 βF Fld = 572 [m2] ⇒ β F = 0.8 Fll = 66 [m2] ⇒ β F = 0.7 -Diện tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông cần xây dựng là : F555,56 = 694,45 [m2]Fxdld = ld = 0.8βF ⇒ chọn Fxdld =695 [m2] -Diện tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh cần xây dựng là : F63,89 Fxdll = ll == 91,27 [m2] βF0.7 ⇒ chọn Fxdll = 91 [m2] 5. Xác định số lượng kho lạnh cần xây dựng F Z= f Z – số lượng buồng lạnh f – diện tích buồng lạnh quy chuẩn [m2] - Chọn kho lanh một tầng với diện tích mỗi buồng là : 12.6 = 72 [m2] .Chiều cao của kho lạnh tính đến mặt dưới của trần là 6m Bố trí mạng lưới cột sao cho cứ cách 6m lại có một chiếc cột với kích thước 0,2 ×0.2 - Số buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông la : F695 Z = ld == 9,64 ⇒ Z = 10 buồng f72 - Số buồng bảo quản sản phẩm lam lạnh la : Hơn 4000,80 ÷ 0,85 ⇒ Từ bảng thông số trên ta xách định được hệ số sử dụng Z= Fll 91 == 1.26 ⇒ Z = 2 buồng f72 6. Xách định dung tích thực tế của buồng -Dung tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông là : Eld = E Ell = E Fl = Z ld10 = 1000 ×= 1037 [tấn] 9,64Z -Dung tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh là : Z ll2 = 115 ×= 182 [tấn] 1,26Z M ×T ×k g l × 24 7. Diện tích buồng kết đông M – công suất các buồng gia lạnh và buồng kết đông [t/24h] T – thời gian hoàn thành một mẻ sản phẩm [h] : 24h k - hệ số tiêu chuẩn : k = 1,2 gl – tiêu chuẩn của chất tải lạnh : gv = 0,25 [t/m3] Fl = n= 12 × 242× 1,2 = 57,6 [m ] 0,25 × 24 Fi 57,6 == 0,8 buồng f72 -Số lượng buồng kết đông ⇒ chọn n = 1 buồng PHẦN II: TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH 1. Ý nghĩa của việc cách nhiệt và cách ẩm cho kho lạnh Kho lạnh nơi luôn có nhiệt độ nhỏ và có độ ẩm tương đối cao hơn môi trường xung quanh .Do có sự chênh lệch nhiệt độ nên luôn có một dòng nhiệt và một dòng ẩm từ ngoài môi trường vào kho lạnh .Dòng nhiệt xâm nhập vào sẽ gây tổn thất giảm năng suất của máy lạnh .Dòng ẩm xâm nhâp vào sẽ gây tac động sấu đến vật liệu xây dựng và vật liệu cách nhiệt ,lam hỏng vât liệu cách nhiệt và dần dần mất khả năng cách nhiệt dẫn đến năng suất của kho lạnh sẽ không đáp ứng được yêu cầu .Do yếu tố quan trong đó nên viêc cách ẩm và cách nhiệt cũng phải được đặt lên hàng đầu nên việc cách ẩm và nhiệt phải đạt được một số yêu cầu sau đây : Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho ,có hệ số dẫn nhiệt λ nhỏ Phải chống được dòng ẩm xâm nhập từ ngoài vào và bề mặt tường ngoài không được đọng sương .Độ thấm hơi nhỏ Vật liệu cách nhiệt và cách ẩm phải không ăn mòn không phản ứng với các vật liệu tiêp xúc ,chịu được nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao Không bắt mùi và có mùi lạ , không cháy ,không độc hại với con người và với sản phẩm bảo quản . Dễ mua , rẻ tiền dễ da công ,vận chuyển ,lắp đặt ,không cần bảo dưỡng đặc biết Mỗi vật liệu cách nhiệt đều có ưu điểm và nhược điểm nên chúng ta lợi dụng được triệt để các ưu điểm và hạn chế mức thấp nhất các nhược điểm của nó . 2.Tính cách nhiệt cho kho lạnh truyền thống + Chiều dầy lớp cách nhiệt được tính theo công thức sau : δ cn n ⎡1 ⎛ 1δ1 ⎞⎤ ⎟⎥ [m]= λcn .⎢ − ⎜+∑ i + ⎜α⎟ ⎣ k ⎝ n n =1 λi α tr ⎠⎦ k : là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che [w/m2k] α n : hệ số tảo nhiệt từ không khí đến bề mặt ngoài tường .[w/m2k] α tr : hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt trong đến không khí trong buồng [w/m2k] δ cn , δ t : chiều dây lớp cách nhiệt vá lớp tường [m] λcn , λi : hệ số dẫ nhiệt của lớp cách nhiệt và cách lớp tường [w/m.k] + Hệ số truyền nhiệt thực tế : Ktt = 1 1 α1 +∑ δ i δ cn 1 ++ λcn α 2i =1 λi n + Kiểm tra nhiệt đọng sương là Ks = 0,95. α 1 . t1 − t s t1 − t 2 + Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt là : q = k. Δt = α i Δt f = 3. Kết cấu của kho lạnh a, Kết cấu tường của kho lạnh : δi Δt w λi 2 1 3 4 5 6 1,3. Lớp vữa xi măng 2. lớp gạch đỏ 3. lớp cách ẩm 5. lớp cách nhiệt . 6. Lớp vữa xi măng có lưới thép b, Kết cấu trần của kho lạnh : 1 2 3 4 5 1 .lớp phủ mái đồng thời lớp cách ẩm 2. lớp bê tông giằng 3. lớp cách nhiệt điền đầy 4. tấm cách nhiệt 5. tấm bê tông cốt thép c, Kết cấu nền của kho lạnh : 1 2 3 4 5 6 1.nền nhẵn được làm bằng các tấm bê tông lát 2. lớp bê tông 3. lớp cách nhiệt sởi đất 5. lớp bê tông có sưởi điện 6. lớp cách ẩm 7.lớp bê tông đá đá răm làm kín nền 4.Tính chiều dầy cách nhiệt và cách ẩm giữa buồng bảo quản đông và không khí bên ngoài kế cấu tường như sau Thông số Lớp vữa xi măng Lớp gạch đỏ Lớp vữa xi măng Lớp cách ẩm bitum Lớp cách nhiệt polystirol Lớp vữa xi măng δ[m] λ [w m.k ] μ [g mhMPa ] 0,02 0,3 0,02 0,004 δ cn 0,02 0,88 0,82 0,88 0,3 0.047 0,88 90 105 90 0,86 7,5 90 - Buồng bảo quản đông có nhiệt độ t = -29oC. Tra bảng ( 3-3 ) ta chọn hệ số truyền nhiệt là k = 0,2 [w/m2 k ] Tra bảng ( 3-7 ) ta chọn hệ số dẫn nhiệt là α1 = 23,3 [w/m2 k ] và α 2 = 8 [w/m2k a. Tính chiều lớp cách nhiệt cần tính là n ⎡1 ⎛ 1δ1 ⎞⎤ δ cn = λcn ⎢ − ⎜ + ∑ i + ⎟⎥⎜⎟ ⎣ k ⎝ α 1 i =1 λi α 2 ⎠⎦ ⎡ 1 ⎛ 10,02 0,3 0,02 0,004 0,02 1 ⎞⎤ Thay số δ cn = 0,047 ⎢ − ⎜++++++ ⎟⎥ = 0,206 [m] 0,2 ⎝ 23,3 0,88 0,82 0,880,30,88 8 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dầy cách nhiệt δ cn = 0,2 (m) mỗi lớp dày 0,1 [m] Hệ số truyền nhiệt thực là Kt= Thay số Kt = 1 1 α1 + 1 α2 +∑ δ i δ cn + λi λcni =1 n 1 13.0,02 0,3 0,0040,21 +++++ 23,3 0,88 0,820,30,047 8 b.Kiểm tra độ đọng sương = 0,205 [w/m2k] Tại Nam Định nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất t1 = 37,4 o C và có độ ẩm φ = 82 % Tra đồ thị ( i-d) ta có nhiệt độ đọng sương ts = 340 C . Nhiệt độ buồng đông là tb= -290C tra bảng ( 3-7) ta có α 1 = 23,3 [w/ m2k ] Hệ số truyền nhiệt đọng sương là ks =0,95. α n . tn − ts37,4 − 342= 0,95.23,3.= 1,13 [w/m k] t1 − t 237,4 − (−29) c.Kiểm tra đọng ẩm ở trong cơ cấu cách nhiệt do ks = 1,13 > kt = 0,205 nên vách ngoài không bị đọng sương + Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu bao che là : q = k. Δt K:hệ số truyền nhiệt .k = 0,205 [w/m2 k] 0Δt : độ chênh nhiệt độ : Δt = 37,4-(-29) = 66,4 C ⇒ q = k .Δt = 0, 205.66, 4 = 13, 612[w/m 2 k ] + Xách định nhiệt độ cách vách là : q = α1 (t f 1 − t1 ) ⇒ t1 = t f 1 − t2 = t1 − q. q α1 = 37,4 − 13,612 = 68,8o C 23,3 δ10,02 = 36,8 − 13,612.= 36,5o C λ10,88 δ0,3 = 31,5o Ct3 = t 2 − q. 2 = 36,5 − 13,612. λ20,82 δ0,02 t4 = t3 − q. 3 = 31,5 − 13,612.= 31,2 o C λ30,88 δ0,004 t5 = t 4 − q. 4 = 31,2 − 13,612.= 31o C λ40,3 t6 = t5 − q. δ50,2 = 31 − 13,612.= −26,92 o C λ50,047 t7 = t 6 − q. δ60,02 = −26,92 − 13,612.= −27.22 o C λ60,88 q q = α 2 .(t 7 − t f 2 ) ⇒ t f 2 = t 7 − α2 = −27,2 − 13,612 = −29 o C 8 tra bảng tính chất vật lý của không khí ẩm ta có các phân áp suất như bảng sau : Vách1234567 Nhiệt độ 0C 36,836,531,531,231-26,92 -29 Px’’ [pa]6162,38 6062,7 4594,89 45194518,2 67,86 66,44 d.Tính phân áp suất thực của hơi nước + Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che là w= ph1 − ph 2 H Ph1 và Ph2 là phân áp suất hơi của không khí ngoài va trong phòng Ph2 = p x (t = −29). φ1= 48,6372.0,9 = 43,773 [pa] Ph1 = px (t = 37,4 ).φ2 = 6340.0,82 = 5198,8 [pa] + H trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che δ0,02 0,3 0,02 0,004 0,2 0,02 +++++= 0,0348[m]H= ∑ i = 90 105 900,86 7,5 90μi p − p h 2 5198,8 − 43,773 ⇒ w = h1== 0,148 g m 2 h H0,0348.10 6 + Phân áp suất thực của hơi nươc trên các bề mặt [ ] δ10,02.10 6 Px2 = p x1 − w = 5198,8 − 0,148.5165,91[ pa ] μ190 δ20,3.10 6 Px3 = p x 2 − w. = 5165,91 − 0,148.= 4743,05[ pa ] μ2105 δ30,02.10 6 Px4 = p x 3 − w. = 4743,05 − 0,148.= 4710,16 [pa ] μ390 δ40,004.10 6 Px5 = px4 − w = 4710,16 − 0,148.= 4021,78 [pa] μ40,86 δ50,2.10 6 Px6 = p x 5 − w. = 4021,78 − 0,148.= 75,12 [pa] μ57,5 δ60,02.10 6 Px7 = p x 6 − w. = 75,12 − 0,148.= 42,23 [pa] μ690 Phương án nay chưa đạt yêu cầu vì các phân áp suất thực lớn hơn phân áp suất bão hòa + Tăng lớp cách ẩm vị trí lớp 2 và lớp 4 tương ứng là δ x 2 ' = 0.008 [m] và δ x 4 = 0,004 [m] Lúc đó H = W= ∑μ ph1 − ph 2 H 3.0,02 0,3 2.0,008 0,2 +++= 0,0487 [m] 901050,867,5i 5198,8 − 43,773 == 0,1056 [g/m2k] 0,0487.10 6 δi = Tương tự như trên ta có phân áp suất thưc là Px2 = 5175,32 [pa] , Px2’ = 4192,44 [pa] , Px3 = 3890,56 [pa] , Px4 = 3867,07 Px5 = 2884,186 [pa] , Px6 = 66,5 [pa] , Px = 43,106 [ pa] Phương án náy thỏa mãn yêu cầu tất cả phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hòa có đồ thị như hình sau 5. Tính chiều dầy cách nhiệt và cách ẩm giữ buồng bảo quản lạnh và không khí bên ngoài + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 + Buồng bảo quản lạnh có nhiệt độ tb = -20C Tra bảng (3-7) ta có α 1 = 23,3 [ w/m2k ] và α 2 = 8 [w/m2k] Tra bảng ( 3-3) ta có k =0,29 [ w/m2] a ,Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 10,02 0,3 0,02 0,004 0,02 1 ⎞⎤⎛ 1 δ cn = 0,047 ⎢−⎜++++++ ⎟⎥ = 0,133 [m] 0,29 ⎝ 23,3 0,88 0,82 0,880,30,88 8 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dầy lớp cách nhiệt δ cn = 0,14 [m] một lớp có chiều dầy 0,1 [m] và một lớp dầy 0,04 [m] + Hệ số truyền nhiệt thực là 13.0,02 0,3 0,004 0,14 1 +++++ 23,3 0,88 0,820,30,047 8 b, Kiểm tra độ đọng sương Kt= 1 = 0,2782 [w/m k] 2 + Tại Nam Định nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất t = 37,40C và có độ ẩm φ = 82% từ đồ thị ( i-d) ta có nhiệt độ đọng sương là ts = 340C nhiệt độ buồng lạnh tb = -2 0C theo bảng (3-7) α 1 = 23,3 [w/m2k] Ks = 0,95. α1 . tt − t s37,4 − 342 = 0,95.23,3.= 1,91 [w/m k ] t1 − t 237,4 − (−2) ⇒ k s = 1,91 > kt = 0,2782 nên vách ngoài không bị đọng sương c, Kiểm tra độ đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt + Mật độ dòng nhiệt qua kêt cấu bao che là q = k. Δt k : hệ số dẫn nhiệt : k = 0,2782 [w/m2k] 0Δt : độ chênh nhiệt độ Δt = 37,4-(-2) = 39,4 C 2⇒ q = 0,2782.39,4 = 10,961 [w/m ] + Xách định nhiệt độ cách vách : t n = t n−1 − q. ⇒ t1 = 37,4 − δ n−1 λn−1 10,9610,02 = 36,68 0 C= 36,929 o C và t 2 = 36,929 − 10,961. 23,30,88 0,020,3ot 3 = 36,68 − 10,961.= 36,648 C và t 4 = 36,648 − 10,961.= 36,399 o C 0.880,82 0,0040,14 t 5 = 36,399 − 10,961.= 36,25 o C và t 6 = 36,25 − 10,961.= 3,6 o C 0,30,047 t 7 = 3,6 − 10,961. 0,02 = 3,35 o C 0,88 Tra bảng tính chất vật lý của không khí ẩm ta có các phân áp suất như bảng sau: Vách1234567 Nhiệt độ 0C) 36,929 36,68 áp suất ( pa) 6205,6 6122,3 36,648 6111,7 36,399 6029,4 36,25 3,6 3,35 776,968 5980,68 790,78 d. Tính phân áp suất thực của hơi nước p −p w = h1 h 2 H Ph1 và Ph2 lần lượt là áp suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong buồng lạnh Ph1 = Px’’ ( t = 37,4oC ) .φ1 = 6366,02.0,82 = 5220,1364 [pa] Ph2 = Px’’ ( t = -2oC ) .φ2 =528.0,85 = 448,8 [pa] H : trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che H= ⇒w= δ i 3.0.02 0,3 0,004 0,14 ∑ λ = 90 + 105 + 0,86 + 7,5 = 0,02684 [m]i 5220,1364 − 448,8 = 0,1777 [g/m2h] 0,02684.10 6 p xn = p xn −1 − w. + Phân áp suất thực của hơi nước trên cách bề mặt là : δ n−1 μ n−1 ⇒ px2 δ10,02.10 6 = p x1 − w. = 5220,1364 − 0,1777.= 5180,64 [pa] μ190 δ20,3.10 6 p x 3 = p x 2 − w.= 5180,64 − 0,1777= 4672,93 [pa] μ2105 δ30,02.10 6 p x 4 = p x 3 − w.= 4672,93 − 0,1777= 4633,44 [ pa] μ390 δ40,004.10 6 p x 5 = p x 4 − w.= 4633,44 − 0,1777.= 3806,9 [ pa ] 0,86μ4 δ50,14.10 6 p x 6 = p x 5 − w.= 3806,9 − 0,1777.= 489,80 [ pa ] μ57,5 δ60,02.10 6 p x 7 = p x 6 − w.= 489,80 − 0,1777.= 450 [ pa] μ690 Phương án thỏa mãn yêu cầu tất cả các phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hoà 6.Tính chiều dầy cách nhiệt và cách ẩm giữa buồng kết đông với không khí bên ngoài + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 Buồng kết đông có nhiệt độ là tb = -310 C Tra bảng (3-7) ta có α 1 = 23,3 [ w/m2k ] và α 2 = 10,5 [w/m2 k] Tra bảng ( 3-3) ta có k =0,19 [ w/m2] a ,Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 10,02 0,3 0,02 0,004 0,021 ⎞⎤⎛ 1 −⎜++++++⎟⎥ = 0,219 [m] 0,19 ⎝ 23,3 0,88 0,82 0,880,30,88 10,5 ⎠⎦⎣ δ cn = 0,047 ⎢ Vậy chọn chiều dầy lớp cách nhiệt δ cn = 0,25 [m] chia làm 3 lớp 2 lớp 0,1 [m] và một lớp 0,05 [m] + Hệ số truyền nhiệt thực là 1 Kt == 0,1693 [w/m2k] 13.0,02 0,3 0,004 0,251 +++++ 23,3 0,88 0,820,30,047 10,5 b, Kiểm tra độ đọng sương + Tại Nam Định nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất t = 37,40 C và có độ ẩm φ = 82% Từ đồ thị ( i-d) ta có nhiệt độ đọng sương là ts = 340 C nhiệt độ buồng lạnh tb = -31 0C theo bảng (3-7) α 1 = 23,3 [w/m2k] Ks = 0,95. α1. tt − t s37,4 − 342 = 0,95.23,3.= 1,1 [w/m k ] t1 − t 237,4 − (−31) ⇒ k s = 1,1 > kt = 0,1693 nên vách ngoài không bị đọng sương c, Kiểm tra độ đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt + Mật độ dòng nhiệt qua kêt cấu bao che là q = k. Δt k hệ số dẫn nhiệt : k = 0,1693 [w/m2 k] 0Δt độ chênh nhiệt độ Δt = 37,4-(-31) = 68,4 C ⇒ q = 0,1693.68,4 = 11,58012 [w/m2] + Xách định nhiệt độ cách vách : t n = t n−1 − q. ⇒ t1 = 37,4 − δ n−1 λn−1 11,580,02 = 36,9 o C và t 2 = 36,9 − 11,58.= 36,630 C 23,30,88 0,020,3 = 32,14 o Ct 3 = 36,63 − 11,58.= 32,4 o C và t 4 = 32,4 − 11,58. 0.880,82 0,0040,25 t 5 = 32,14 − 11,58.= 32,12 o C và t 6 = 32,12 − 15,58.= −29,47 o C 0,30,047 0,02 t 7 = −29,47 − 11,58.= −29,73o C 0,88 Tra bảng tính chất vật lý của không khí ẩm ta có các phân áp suất như bảng sau: Vách1234567 Nhiệt độ 36,936,6332,432,14 ( oC) áp suất ( 6195,93 6105,72 4833,67 4763,61 pa) d. Tính phân áp suất thực của hơi nước p −p w = h1 h 2 H 32,12 4760,61 -29,47 53,26 -29,72 50,995 Ph 1và Ph2 lần lượt là ap suất hơi của không khí bên ngoài và bên trong buồng lạnh Ph 1 = Px’’ ( t = 37,4oC ) .φ1 = 6366,02.0,82 = 5220,1364 [pa] Ph 2 = Px’’ ( t = -31oC ) .φ2 =45,779.0,9 = 41,201 [pa] H : trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che δ3.0.02 0,3 0,004 0,25 +++= 0,0415 [m]H= ∑ i = λi90105 0,867,5 5220,1364 − 41,201 ⇒w== 0,12479 [g/m2 h] 0,0415.10 6 + Phân áp suất thực của hơi nước trên cách bề mặt là : ⇒ px2 p xn = p xn −1 − w. δ n−1 μ n−1 δ10,02.10 6 = p x1 − w. = 5220,1364 − 0,12479.= 5192,40 [pa] 90μ1 δ20,3.10 6 p x 3 = p x 2 − w.= 5192,40 − 0,12479.= 4835,86 [pa] μ2105 δ30,02.10 6 p x 4 = p x 3 − w.= 4835,86 − 0,12479.= 4808,1309 [ pa] μ390 δ40,004.10 6 p x 5 = p x 4 − w.= 4808,1309 − 0,12479.= 4227,713 [ pa ] 0,86μ4 δ50,25.10 6 p x 6 = p x 5 − w.= 4227,713 − 0,12479.= 68,04 [ pa ] μ57,5 δ60,02.10 6 p x 7 = p x 6 − w.= 68,04 − 0,12479.= 40,3 [ pa] μ690 Phương án nay chưa đạt yêu câu vì các phân áp suất thực lớn hơn phân áp suất bão hòa + Tăng lớp cách ẩm vị trí lớp 2 và lớp 4 tương ứng là δ x 2' = 0,004 [m] và δ x 4 = 0,004 [m] δ i 3.0,02 0,3 0,008 0,004 0,2 Lúc đó H = ∑=++++= 0,0508 [m] μi90105 0,860,86 7,5 p − p h 2 5198,8 − 43,773 W = h1== 0,1019 [g/m2k] H0,0508.10 6 Tương tự như trên ta có phân áp suất thưc là Px2 = 5177,5[pa] , Px2’’ = 4704,025 [pa] , Px3 = 4413,16 [pa] , Px4 = 4390,5 [ pa] Px5 = 344,56 [pa] , Px6 = 50,2 [pa] , Px7 = 27,6 [ pa] Phương án náy thỏa mãn yêu cầu tất cả phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hòa 7.tính chiều dầy cách nhiệt và cách ẩm giữa buồng bảo quản lạnh và buồng bảo quản đông + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 Buồng bảo quản sản phẩm lạnh có nhiệt độ tb = -2 0C và buồng bảo quản sản phẩm đông có nhiệt độ tb = -290C tra bảng ( 3-5) ta có k = 0,28 [ w/m2 k ] tra bảng ( 3-7 ) ta có α 1 = 9 [ w/m2 k ] và α 2 = 8 [w/m2 k] a ,Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : δ cn n δ⎡1 ⎛ 11 ⎞⎤i = λcn ⎢ − ⎜ + ∑ + ⎟⎥ k ⎜ α 1 i =1 λi α 2 ⎟⎦⎝⎠⎣ Thay số ⎡ 1⎛ 1 0,02 0,3 0,02 0,004 0,02 1 ⎞⎤ δ cn = 0,047⎢−⎜ ++++++ ⎟⎥ = 0,1357 [m] 0,30,88 8 ⎠⎦⎣ 0,28 ⎝ 9 0,88 0,82 0,88 Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,15 [ m ] , một lớp dầy 0,1 m một lớp dầy 0,05 m + hệ số truyền nhiệt thực là 1 Kt == 0,258 [w/m2k] 1 3.0,02 0,3 0,004 0,15 1 +++++ 9 0,88 0,820,30,047 8 b, Kiểm tra độ đọng sương nhiệt độ trung bình của buồng bảo quản lạnh tb = -2 oC và độ ẩm φ = 85% từ đồ thị ( i-d ) ta có ts = - 4 0C t −t− 2 − (−4) Ks = 0,95. α 1 . t s = 0,95.9.= 0,633 [w/m2k ] t1 − t 2− 2 − (−29) ⇒ k s = 0,633 > kt = 0,258 nên vách ngoài không bị đọng sương c, Kiểm tra độ đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt + Mật độ dòng nhiệt qua kêt cấu bao che là q = k. Δt k hệ số dẫn nhiệt : k = 0,258 [w/m2k] Δ t độ chênh nhiệt độ Δt = -2-(-29) = 27oC ⇒ q = 0,258.27 = 6,966 [w/m2] + Xách định nhiệt độ cách vách : t n = t n−1 − q. δ n−1 λn−1 t 3 = −2,932 − 6,966. t4 t5 t6 t7 0,3 = −5,4808 o C 0,82 0,02 = −5,4808 − 6,966.= −5,639 o C 0.88 0,004 = −5,639 − 6,966.= −5,732 o C và 0,3 0,15 = −5,732 − 6,966.= −27,96 o C 0,047 0,02 = −27,96 − 6,966.= −28,122 o C 0,88 1 -2,744 498,60 2 -2,932 492,775 3 -5,4808 406,755 4 -5,639 401,889 5 -5,732 356,98 6 -27,96 61,08 7 -28,122 60,164 Vách Nhiệt độ ( oC) áp suất ( pa) d. Tính phân áp suất thực của hơi nước p −p w = h1 h 2 H Ph1 và Ph1 lần lượt là áp suất hơi của không khí bên trong của hai buồng lạnh Ph1 = Px’’ ( t = -2oC ) .φ1 = 528,03.0,85 = 422,42 [pa] Ph2 = Px’’ ( t = -29oC ) .φ2 =55,369.0,9 = 47,087 [pa] H : trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che δ3.0.02 0,3 0,004 0,15 +++= 0,028 [m]H= ∑ i = 90105 0,867,5λi 422,42 − 47,087 ⇒w== 0,0133 [g/m2 h] 0,028.10 6 + Phân áp suất thực của hơi nước trên cách bề mặt là : p xn = p xn −1 − w. Px6 = 49,5 [pa] , Px7 = 46,76 [pa] Phương án náy thỏa mãn yêu cầu tất cả phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hòa 8.Tính chiều dầy cách nhiệt giữ buồng kết đông và buồng bảo quản đông + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 -buồng bảo quản đông có tb = -290 C và có độ ẩm φ = 90 % - buồng kết đông có tb = -310 C và có độ ẩm φ = 90 % Tra bảng ( 3-5) ta có k = 0,47 [w/m2k] Tra bản ( 3- 7 ) ta có α 1 = 8 [ w/m2k ] và α 2 = 10,5 [w/m2k] +Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⇒ Px2 = 419,46 [pa] , Px3 = 381,46 [pa] , Px4 = 378,508 [pa] , Px5 = 315,78 δ n−1 μ n−1 ⎡ 11 ⎞⎤⎛ 1 0,02 0,3 0,02 0,004 0,02 −⎜ ++++++⎟⎥ = 0,068 [m] 0,30,88 10,5 ⎠⎦⎣ 0,47 ⎝ 8 0,88 0,82 0,88 Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,1 [ m ] , mỗi lớp dầy 0,05 m + Hệ số truyền nhiệt thực là δ cn = 0,047⎢ Kt = 1 13.0,02 0,3 0,0040,11 +++++ 10,5 0,88 0,820,30,047 8 = 0,411 [w/m k] 2 9.Tính chiều dầy cách nhiệt giữ buồng bảo quản đông và buồng bảo quản đông Do tường ngăn giữa các buồng là cùng nhiệt độ và độ ẩm nên ta chọn lớp bê tông bọt làm vật liêu xây dựng Nhiệt độ của buồng bảo quản đông là tb = -29 0C . Tra bảng ( 3- 5) ta có k = 0,58 [w/m2 k] Tra bảng ( 3 – 7 ) ta có α 1 = α 2 = 8 [w/m2k] và hệ số dẫn nhiệt của lớp bê tông bọt là λ = 0,15 [w/m2 k] +chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 1⎛ 1 1 ⎞⎤ δ cn = 0,15⎢− ⎜ + ⎟⎥ = 0,221 [m] ⎣ 0,58 ⎝ 8 8 ⎠⎦ Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,25 [ m ] + hệ số truyền nhiệt thực là Kt = 12= 0,5217 [w/m k ] 1 0,25 1 ++ 8 0,15 8 10.Tính chiều dầy cách nhiệt và cách ẩm giữa buồng bảo quản lạnh và hành lang + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = 10 [ w/m2k ] và α 2 = 9 [w/m2k] Tra bảng ( 3-4 ) ta có k =0,45 [ w/m2] a,Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 1 ⎛ 1 0,02 0,3 0,02 0,004 0,02 1 ⎞⎤ δ cn = 0,047⎢−⎜ ++++++ ⎟⎥ = 0,073 [m] 0,45 ⎝ 10 0,88 0,82 0,88 0,3 0,88 9 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,1 [ m ] , mỗi lớp dầy 0,05 m + Hệ số truyền nhiệt thực là 1 = 0,3589 [w/m k] 2 Kt = 1 3.0,02 0,3 0,0040,11 +++++ 10 0,88 0,820,30,047 9 b, Kiểm tra độ đọng sương Nhiệt độ trung bình của hành lang t = 15 0C và có độ ẩm φ = 80 % từ độ thị ( i-đ) ta có ts = 11 0C t −t15 − 11 Ks = 0,95. α 1 . t s = 0,95.10.= 2,23 [w/m2k ] 15 − (−2)t1 − t 2 ⇒ k s = 2,23 > kt = 0,3589 nên vách ngoài không bị đọng sương c, Kiểm tra độ đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt + Mật độ dòng nhiệt qua kêt cấu bao che là q = k. Δt k hệ số dẫn nhiệt : k = 0,3589 [w/m2k] 0Δt độ chênh nhiệt độ Δt = 15-(-2) = 17 C 2⇒ q = 0,3589.17 = 6,1013 [w/m ] + Xách định nhiệt độ cách vách t n = t n−1 − q. Vách Nhiệt độ ( oC) áp suất ( pa) 1 14,38 1635,18 2 14,25 1621,52 3 δ n −1 λn −1 4 11,88 1389,4 5 11,798 1381,16 6 -1,186 560 7 -1,32 555,144 12,01 1401,38 d. Tính phân áp suất thực của hơi nước p −p w = h1 h 2 H Ph1 = Px’’ ( t = 150 C ) .φ1 = 1701,07.0,8 = 1361,37 [pa] Ph2 = Px’’ ( t = -20 C ) .φ2 =528,03.0,85 = 448,82 [pa] H : trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che δ3.0.02 0,3 0,004 0,1 H= ∑ i =+++= 0,0215 [m] 90105 0,86 7,5λi 1361,37 − 448,82 ⇒w== 0,0424 [g/m2h] 0,0215.10 6 p xn = p xn −1 − w. + Phân áp suất thực của hơi nước trên cách bề mặt là : Px6 = 458,8 [pa] , Px7 = 449,4 [pa] Phương án náy thỏa mãn yêu cầu tất cả phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hòa 11.Tính chiều dầy cách nhiệt và cách ẩm giữa buồng bảo quản đông và hành lang + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = 10 [ w/m2 k ] và α 2 = 8 [w/m2k] Tra bảng ( 3-4 ) ta có k =0,27[ w/m2 ] a,chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⇒ Px2 = 1351,9 [pa] , Px3 = 1230,8 [pa] , Px4 = 1221,38 [pa] , Px5 = 1024,17 [ δ n−1 μ n−1 ⎡ 1⎛ 1 0,02 0,3 0,02 0,004 0,02 1 ⎞⎤ −⎜ ++++++ ⎟⎥ = 0,142 [m] 0,30,88 8 ⎠⎦⎣ 0,27 ⎝ 10 0,88 0,82 0,88 Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,15 [ m ] , một lớp dầy 0,05 m và một lớp dầy 0,1 + Hệ số truyền nhiệt thực là δ cn = 0,047⎢ Kt = 1 1 3.0,02 0,3 0,004 0,15 1 +++++ 10 0,88 0,820,30,047 8 b, Kiểm tra độ đọng sương nhiệt độ trung bình của hành lang t = 150 C và có độ ẩm φ = 80 % Từ độ thị ( i-đ) ta có ts = 11 0 C t −t15 − 11 Ks = 0,95. α 1 . t s = 0,95.10.= 0,863 [w/m2 k ] t1 − t 215 − (−29) ⇒ k s = 0,863 > kt = 0,2592 nên vách ngoài không bị đọng sương + mật độ dòng nhiệt qua kêt cấu bao che là q = k. Δt k hệ số dẫn nhiệt : k = 0,2592 [w/m2k] Δt độ chênh nhiệt độ Δt = 15-(-29) = 440 C 2⇒ q = 0,2592.44 = 11,4048 [w/m ] + Xách định nhiệt độ cách vách : t n = t n −1 − q. Vách Nhiệt độ ( oC) áp suất ( pa) 1 13,85 2 13,6 3 9,427 4 9,16 = 0,2592 [w/m2 k] c, Kiểm tra độ đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt δ n−1 λn−1 5 9,016 6 -27,38 64,476 7 -27,64 62,934 1580,12 1554,72 1180,46 1159,47 1148,28 d. Tính phân áp suất thực của hơi nước p −p w = h1 h 2 H Ph1 = Px’’ ( t = 15oC ) .φ1 = 1701,07.0,8 = 1361,37 [pa] Ph2 = Px’’ ( t = -29oC ) .φ2 =55,396.0,9 = 49,85 [pa] H : trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che δ i 3.0.02 0,3 0,004 0,15 H= ∑ =+++= 0,028 [m] λi90105 0,867,5 1361,37 − 49,85 ⇒w== 0,0466 [g/m2h] 0,028.10 6 + Phân áp suất thực của hơi nước trên cách bề mặt là : p xn = p xn −1 − w. Px6 = 58,77 [pa] , Px7 = 48,416 [pa] Phương án náy thỏa mãn yêu cầu tất cả phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hòa 12.Tính chiều dầy cách nhiệt giữa buồng kết đông và hành lang + Các lớp của tường vẫn chọn như phần 4 Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = 10 [ w/m2 k ] và α 2 = 10,5 [w/m2k] Tra bảng ( 3-4 ) ta có k =0,27[ w/m2] ⇒ Px2 = 1351,01 [pa] , Px3 = 1217,87 [pa] , Px4 = 1207,5 [pa] , Px5 = 990,77 δ n−1 μ n−1 a,C hiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 11 ⎞⎤⎛ 1 0,02 0,3 0,02 0,004 0,02 −⎜ ++++++⎟⎥ = 0,1435 [m] 0,30,88 10,5 ⎠⎦⎣ 0,27 ⎝ 10 0,88 0,82 0,88 Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,2 [ m ] ,mỗi lớp dầy 0,01 m + Hệ số truyền nhiệt thực là 1 Kt == 0,204 [w/m2k] 1 3.0,02 0,3 0,004 0,151 +++++ 10 0,88 0,820,30,047 10,5 δ cn = 0,047⎢ b, Kiểm tra độ đọng sương nhiệt độ trung bình của hành lang t = 15 oC và có độ ẩm φ = 80 % từ độ thị ( i-đ) ta có ts = 110 C t −t15 − 11 Ks = 0,95. α 1 . t s = 0,95.10.= 0,826 [w/m2k ] t1 − t 215 − (−31) ⇒ k s = 0,826 > kt = 0,204 nên vách ngoài không bị đọng sương c, Kiểm tra độ đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt + mật độ dòng nhiệt qua kêt cấu bao che là q = k. Δt k hệ số dẫn nhiệt : k = 0,204 [w/m2k] Δt độ chênh nhiệt độ Δt = 15-(-31) = 460 C 2⇒ q = 0,204.46 = 9,384 [w/m ] + Xách định nhiệt độ cách vách : t n = t n−1 − q. Vách Nhiệt độ ( oC) áp suất ( pa) 1 14,06 1601,7 2 13,848 1579,5 3 11,55 1180,46 δ n −1 λn −1 4 11,34 1340,85 5 11,22 1330,26 67 -28,71 -28,9 56,93 55,922 d. Tính phân áp suất thực của hơi nước p −p w = h1 h 2 H Ph1 = Px’’ ( t = 15oC ) .φ1 = 1701,07.0,8 = 1361,37 [pa] Ph2 = Px’’ ( t = -31oC ) .φ2 =45,77.0,9 = 41,20 [pa] H : trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che δ3.0.02 0,3 0,004 0,2 H= ∑ i =+++= 0,034 [m] 90105 0,86 7,5λi 1361,37 − 41,20 ⇒w== 0,0378 [g/m2 h] 0,034.10 6 + Phân áp suất thực của hơi nước trên cách bề mặt là : p xn = p xn −1 − w. ⇒ Px2 = 1352,97 [pa] , Px3 = 1244,97 [pa] , Px4 = 1236,57 [pa] , δ n−1 μ n−1 Px5 = 1060,75 [ pa] ,Px6 = 52,75 [pa] , Px7 = 44,33 [pa] Phương án náy thỏa mãn yêu cầu tất cả phân áp suất thực nhỏ hơn phân áp suất bão hòa 13.Tính cách nhiệt cho trần của buồng bảo quản lạnh ,buồng bảo quản đông và buồng kết đông a.Tính cách nhiệt cho trần của buồng bảo quản đông lớp 1 : phù đồng thời là lớp cách ẩm bằng vật liệu xây dựng bi tum δ 1 = 0,012 [m] và λ1 = 0,3 [ w/m2] lớp 2 : lớp bê tông có cốt , δ 2 = 0,04 [m] và λ2 = 1,1 [ w/m2] lớp 3 : lớp cách nhiệt điền đầy δ cn = và λ3 = 0,2 [ w/m2] lớp 4 : lớp cách nhiệt băng xốp stiropo δ 2 = 0,1 [m] và λ2 = 0,047 [ w/m2] lớp 5 : lớp bê tông cốt thép chụi lực δ 5 = 0,22 [m] và λ5 = 1,5 [ w/m2] Ta có t = - 29 0C tra bảng ( 3-3) ta có k = 0,2 [ w/m2] Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = 23,3 [ w/m2 k ] và α 2 = 7 [w/m2 k] + Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 1 ⎛ 10,012 0,04 0,220,11 ⎞⎤ δ cn = 0,2⎢ − ⎜+++++ ⎟⎥ = 0,4927 [m] 0,31,11,5 0,047 7 ⎠⎦⎣ 0,2 ⎝ 23,3 Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,5 [ m ] + Hệ số truyền nhiệt thực là Kt = 12= 0,19855 [w/m k] 10,012 0,04 0,50,11 0,22 +++++ + 23,30,31,1 0,2 0,047 7 1,5 Chọn chiều dầy cách nhiệt cho cả 2 lớp stiropo và lớp điền đầy là δ cn = 0,5 + 0,1 = 0,6 [m] b , Tính các nhiệt cho trần của bồng bảo quản lạnh lớp 1 : phù đồng thời là lớp cách ẩm bằng vật liệu xây dựng bi tum δ 1 = 0,012 [m] và λ1 = 0,3 [ w/m2] lớp 2 : lớp bê tông có cốt , δ 2 = 0,04 [m] và λ2 = 1,1 [ w/m2] lớp 3 : lớp cách nhiệt điền đầy δ cn = và λ3 = 0,2 [ w/m2] lớp 4 : lớp cách nhiệt băng xốp stiropo δ 2 = 0,05 [m] và λ2 = 0,047 [ w/m2] lớp 5 : lớp bê tông cốt thép chụi lực δ 5 = 0,22 [m] và λ5 = 1,5 [ w/m2] Ta có t = - 2 0C tra bảng ( 3-3) ta có k = 0,275 [ w/m2] Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = 23,3 [ w/m2k ] và α 2 = 7 [w/m2 k] + Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : ⎡ 10,012 0,04 0,22 0,05 1 ⎞⎤⎛ 1 −⎜+++++ ⎟⎥ = 0,439 [m]δ cn = 0,2⎢ 0,31,11,5 0,047 9 ⎠⎦⎣ 0,275 ⎝ 23,3 Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,45 [ m ] + Hệ số truyền nhiệt thực là Kt = 12= 0,27 [w/m k] 10,012 0,04 0,45 0,05 1 0,22 +++++ + 23,30,31,10,2 0,047 9 1,5 Chọn chiều dầy cách cho cả 2 lớp stirôpo và lớp điền đầy là 0,45 + 0,05 = 0,5 [m] Thực tế thì người ta không là kiểu trần bậc thang nên khi đó chiều dầy cách nhiệt của cả hai lớp stiropo và lớp điền đầy là 0,5 + 0,1 = 0,6 [ m ] c.Tính cách nhiệt cho trần của buồng kết đông lớp 1 : phù đồng thời là lớp cách ẩm bằng vật liệu xây dựng bi tum δ 1 = 0,012 [m] và λ1 = 0,3 [ w/m2] lớp 2 : lớp bê tông có cốt , δ 2 = 0,04 [m] và λ2 = 1,1 [ w/m2] lớp 3 : lớp cách nhiệt điền đầy δ cn = và λ3 = 0,2 [ w/m2] lớp 4 : lớp cách nhiệt băng xốp stiropo δ 2 = 0,1 [m] và λ2 = 0,047 [ w/m2] lớp 5 : lớp bê tông cốt thép chụi lực δ 5 = 0,22 [m] và λ5 = 1,5 [ w/m2] Ta có t = - 310 C tra bảng ( 3-3) ta có k = 0,17 [ w/m2] Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = 23,3 [ w/m2k ] và α 2 = 7 [w/m2 k] + Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : δ cn = 0,2⎢ ⎡ 1 ⎛ 10,012 0,040,10,22 1 ⎞⎤ −⎜+++++ ⎟⎥ = 0,67 [m] 0,17 ⎝ 23,30,31,1 0,047 1,5 7 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,7 [ m ] + Hệ số truyền nhiệt thực là Kt = 12= 0,1656 [w/m k] 10,012 0,04 0,70,11 0,22 +++++ + 23,30,31,1 0,2 0,047 7 1,5 Chọn chiều dầy cách nhiệt cho cả 2 lớp stiropo và lớp điền đầy là δ cn = 0,7 + 0,1 = 0,8 [m] 14.Tính cách nhiệt cho nền của buồng bảo quản lạnh ,buồng bảo quản đông và buồng kết đông w/m2] lớp 2 : làm bằng bê tông có δ 2 = 0,1 [m] và λ1 = 1,4 [ w/m2] lớp 3 : lớp cách nhiệt bằng sỏi và đất sét xốp δ cn = [m] và λ3 = 0,2 [ w/m2] lớp 4 : lớp bê tông có sưởi điện δ 4 = 0,01 [m] lớp 5 : lớp cách ẩm làm bằng cát lớp 6 : lớp bê tông đá dăm làm kín nền đất Do tính toán nền có lò sưởi nên ta chỉ tính toán cho các lớp phía trên lớp có dây điện trở Ta có t = - 20C tra bảng ( 3-6) ta có k = 0,41 [ w/m2] Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = ∞ [ w/m2k ] và α 2 = 7 [w/m2k] + Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : a.Tính cách nhiệt cho nền của buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh lớp 1 : nền nhẵn được làm bằng các tấm bê tông lát có δ 1 = 0,04 [m] và λ1 = 1,4 [ δ cn = 0,2⎢ ⎡ 1⎛ 0,04 0,1 1 ⎞⎤ −⎜++ ⎟⎥ = 0,439 [m] 0,41 ⎝ 1,1 1,4 7 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,45 [ m ] + Hệ số truyền nhiệt thực là Kt = 12= 0,3998 [w/m k] 0,04 0,45 0,1 1 +++ 1,10,2 1,4 7 b.Tính cách nhiệt cho nền của buồng bảo quản đông lớp 1 : nền nhẵn được làm bằng các tấm bê tông lát có δ 1 = 0,04 [m] và λ1 = 1,4 [ w/m2] lớp 2 : làm bằng bê tông có δ 2 = 0,1 [m] và λ1 = 1,4 [ w/m2] lớp 3 : lớp cách nhiệt bằng sỏi và đất sét xốp δ cn = [m] và λ3 = 0,2 [ w/m2] lớp 4 : lớp bê tông có sưởi điện δ 4 = 0,01 [m] lớp 5 : lớp cách ẩm làm bằng cát lớp 6 : lớp bê tông đá dăm làm kín nền đất Do tính toán nền có lò sưởi nên ta chỉ tính toán cho các lớp phía trên lớp có dây điện trở Ta có t = - 29oC tra bảng ( 3-6) ta có k = 0,21 [ w/m2] Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = ∞ [ w/m2k ] và α 2 = 7 [w/m2 k] + Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : δ cn = 0,2⎢ ⎡ 1⎛ 0,04 0,1 1 ⎞⎤ −⎜++ ⎟⎥ = 0,903 [m] 0,21 ⎝ 1,1 1,4 7 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,95 [ m ] + Hệ số truyền nhiệt thực là 12= 0,1999 [w/m k] 0,04 0,95 0,1 1 +++ 1,10,2 1,4 7 c.Tính cách nhiệt cho nền của buồng kết đông Kt = Các lớp chọn như ở phần a Ta có t = - 31oC tra bảng ( 3-6) ta có k = 0,21 [ w/m2] Tra bảng (3-7 ) ta có α 1 = ∞ [ w/m2 k ] và α 2 = 7 [w/m2k] + Chiều dầy lớp cách nhiệt cần tính toán là : δ cn = 0,2⎢ ⎡ 1⎛ 0,04 0,1 1 ⎞⎤ −⎜++ ⎟⎥ = 0,903 [m] 0,41 ⎝ 1,1 1,4 7 ⎠⎦⎣ Vậy chọn chiều dấy cách nhiệt δ cn = 0,95 [ m ] + Hệ số truyền nhiệt thực là Kt = 12= 0,1999 [w/m k] 0,04 0,95 0,1 1 +++ 1,10,2 1,4 7 PHẦN III : TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT CHO KHO LẠNH 1.Dòng nhiệt qua kho lạnh được xách định như sau Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 Trong đó Q1 là dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh Q2 là dòng nhiệt tảo ra trong quá trình xử lý lạnh Q3 là dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió Q4 là dòng nhiệt từ các nguồn khác do vận hành kho lạnh Q5 là dòng nhiệt từ các sản phẩm tảo ra khi sản phẩm thở + Q1 = Q11 + Q12 Q11 là dòng nhiệt qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ Q12 là dòng nhiệt qua kết cấu bao che do bức xạ nhiệt - Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) Ktt : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che [w/m2 k ] F : diện tích của bề mặt kết cấu bao che [m2] t1 , t2 nhiệt độ ngoài và trong buồng lạnh 0 C - Q12 = ktt . F . Δ t Ktt : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che [w/m2 k ] F : diện tích nhận bức xạ trực tiếp [m2] Δ t : hiệu nhiệt độ dư 0 C + Q2 = M . ( h1 – h2 ) 1000 [kw] 24.3600 H1 và h2 entanpi của sản phẩm trước và sau khi sử lý lạnh [kj /kg] M công suất gia lạnh + Q3 = Mk .( h1 – h2 ) Mk lưu lượng không khí của quạt thông gió [ m3/s ] h1 và h2 entanpi của không khí ngoài và trong buồng [kj /kg] + Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Trong đó Q41 : dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q42 : là dòng nhiệt do người tảo ra Q43 : là dòng nhiệt do các động cơ điện Q44 : là dòng nhiệt do mở cửa buồng Q41 = A.F A nhiệt lượng tảo ra khi chiếu sáng 1 m2 F diện tích buồng [m2] - Q42 = 350.n n số người làm việc trong buồng lạnh - Q43 = 1000.N N công suất của động cơ điện [w] - Q44 = B .F B : dòng nhiệt khi mở cửa [w] F : diện tích buồng [m2] + Tải nhiệt cho thiết bị Qtb = Q1 + Q2 + Q4 + Tải nhiệt cho máy nén Qmn = 80%.Q1+ Q2 + 60%.Q4 + Năng suất lạnh của máy nén mỗi buồng có nhiệt độ sôi giống nhau là : Q0 = k .Qmn b k hệ số tính đến tổn thất đường ống và thiết bị b hệ số thời gian làm việc 2.xách định phụ tải lạnh lạnh cho buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh a.dòng nhiệt qua kết cấu bao che là Q1 = Q11 + Q12 - Dòng nhiệt qua tường ngoài là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,2782 [w/m2 k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F =196 [m2] nhiệt độ không khí bên ngoài t1= 37,4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -2 0C ⇒ Q = 0, 2782.196. ( 37, 4 + 2 ) = 2148,37 [w] - Dòng nhiệt qua tường ngăn với hành lang là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,3589 [w/m2 k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F =68 [m2] nhiệt độ không khí hành lang t1= 150 C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -20 C ⇒ Q = 0,3589.68. (15 + 2 ) = 414,884 [w] - Dòng nhiệt qua tường ngăn với buồng bảo quản sản phẩm đông là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,258 [w/m2 k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F =128 [m2] nhiệt độ không khí buồng bảo quản đông t1= -290 C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -20 C ⇒ Q = 0, 258.128. ( −29 + 2 ) = -891,648 [w] - Dòng nhiệt qua mái do chênh lệch nhiệt độ lá : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,2709 [w/m2 k ] diện tích mái của buồng lạnh F =144 [m2] nhiệt độ không khí bên ngoài t1= 37,4 0 C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -20 C ⇒ Q = 0, 2709.144. ( 37, 4 + 2 ) = 1521,37 [w] - Dòng nhiệt qua nền có sưởi điện là : Q11 = ktt . F . ( tn-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,3994[w/m2 k ] diện tích nền của buồng lạnh F =144 [m2] nhiệt độ nền có sưởi điện tn= 40 C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -20 C ⇒ Q = 0,3994.144. ( 4 + 2 ) = 345,08 [w] - Dòng nhiệt qua tường phía đông do bức xạ mặt trời là Q12 = ktt . F . Δt hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,2782 [w/m2 k ] diện tích tường phía động bức xạ mặt trời F = 128 [m2] hiệu nhiệt độ dư Δt =70 C ⇒ Q = 0, 2782.128.7 = 249,26 [w] - Dòng nhiệt bức xạ qua mái là : Q12 = ktt . F . Δt hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,2709 [w/m2k ] diện tích mái bức xạ mặt trời F = 144 [m2] hiệu nhiệt độ dư Δt =19 oC ⇒ Q = 0, 2709.144.19 = 624,153 [w] Bảng kết quả tính dòng nhiệt Q1 của buồng bảo quản lạnh Δ t [ oC]Q [w]Bao chek [w/m2k] F [m2] Tường ngoài Tường phía đông ( bx ) Tường ngăn với hành lang Tường ngăn với bảo quản đông Mái Mái ( bx ) Nền Tổng 0,2782 0,2782 0,3589 0,258 0,2709 0,2709 0,3994 196 128 68 128 144 144 144 39,4 7 17 -27 39 19 6 2148,372 249,26 414,844 -891,648 1521,377 624,153 345,08 4411,469 b .Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi xử lý lạnh Q2 1000 Q2 = M . ( h1 – h2 )[kw] 24.3600 - Khối lượng hàng nhập vào buồng bảo quản lạnh M== E.B.m = 0, 025.E1 = 0, 025.115 = 2,875 [t/24h] 365 entanpi của sản phẩm đưa vào buồng bảo quản lạnh ( t = 0 0C) có h1 = 211,8 kj/kg entanpi của sản phẩm đưa ra khỏi buồng bảo quản lạnh ( t = -2 0C ) có h2 = 91,6 kj/kg Q2 = 2,875 . ( 211,8 – 91,6 ) c. Dòng nhiệt thông gió cho buồng 1000 24.3600 = 3999,7 [w] Vì đây là buổng bảo quản thịt lơn nên không cần thông gió nên Q3 = 0 d. Dòng nhiệt do vận hành - Dòng nhiệt do chiếu sáng là : Q41 = A.F nhiệt lượng tảo ra khi chiếu sáng 1 m2 A = 1,2 diện tích buồng F = 144 [m2] ⇒ Q = 1, 2.144 = 172,8 [w] - Q42 = 350.n số người làm việc trong buồng lạnh n = 4 ⇒ Q = 350.4 = 1400 [w] - Q43 = 1000.N công suất của động cơ điện N = 2 [kw] ⇒ Q = 1000.2 = 2000 [w] - Q44 = B .F dòng nhiệt khi mở cửa B = 3,5: [w] diện tích buồng F = 144 [m2] ⇒ Q = 3,5.144 = 504 [w] ⇒ Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 172,8 + 1400 + 2000 + 504 = 4076,8 [w] e. xách định tải nhiêt cho thiết bị và máy nén - Phụ tải nhiệt cho thiết bị buồng bảo quan sản phẩm làm lạnh Qtb = Q1 + Q2 + Q4 = 4411,469 + 3999,7 + 4076,8 = 12487,96 [w] - Phụ tải nhiệt của máy nén buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh Qmn = 80%.Q1+ Q2 + 60%.Q4 = 80%.4411,469+ 3997,7 + 60%.4076,8 = 10382,63 [w] Năng suất lạnh Q0 của máy nén buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh Qo = k .Qmn b hệ số tính đến tổn thất đường ống và thiết bị k = 1,02 hệ số thời gian làm việc b = 0,9 Qo = 1, 02.10382, 63 = 11766,98 [w] 0,9 3.xách định phụ tải lạnh lạnh cho buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông a.dòng nhiệt qua kết cấu bao che là Q1 = Q11 + Q12 - Dòng nhiệt qua tường ngoài là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,205 [w/m2k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F = 402 [m2] nhiệt độ không khí bên ngoài t1= 37,4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -29 0C ⇒ Q = 0, 205.402. ( 37, 4 + 29 ) = 5472,024 [w] - Dòng nhiệt qua tường ngăn với hành lang là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,2592 [w/m2k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F =337 [m2] nhiệt độ không khí hành lang t1= 15 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -29 0C ⇒ Q = 0, 2592.337. (15 + 29 ) = 3843,41 [w] - Dòng nhiệt qua tường ngăn với buồng kết đông là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,411 [w/m2k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F = 63 [m2] nhiệt độ không khí kết đông t1= -31 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -29 0C ⇒ Q = 0, 411.63. ( −31 + 29 ) = -51,786[w] - Dòng nhiệt qua mái do chênh lệch nhiệt độ lá : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,19855 [w/m2k ] diện tích mái của buồng lạnh đông F = 720 [m2] nhiệt độ không khí bên ngoài t1= 37,4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -29 0C ⇒ Q = 0,19855.172. ( 37, 4 + 29 ) = 9492,27 [w] - Dòng nhiệt qua nền có sưởi điện là : Q11 = ktt . F . ( tn-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,1999[w/m2k ] diện tích nền của buồng lạnh đông F =720 [m2] nhiệt độ nền có sưởi điện tn= 4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -29 0C ⇒ Q = 0,1999.720. ( 4 + 29 ) = 4749,62 [w] - Dòng nhiệt qua tường phía bắc do bức xạ mặt trời là Q12 = ktt . F . Δt hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,205 [w/m2k ] diện tích tường phía bắc bức xạ mặt trời F = 238 [m2] hiệu nhiệt độ dư Δt =0 oC ⇒ Q = 0 [w] - Dòng nhiệt bức xạ qua mái là : Q12 = ktt . F . Δt hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,19855 [w/m2k ] diện tích mái bức xạ mặt trời F = 720 [m2] hiệu nhiệt độ dư . Δt =19 oC ⇒ Q = 0,19855.720.19 = 2716,164 [w] - Phía nam co mái che nên Q = 0 Bảng kết quả tính dòng nhiệt Q1 của buồng bảo quản lạnh đông Δ t [ oC]Q [w]Bao chekF [m2] [w/m2k] Tường ngoài0,20540266,45472,024 Tường ngăn với hành lang0,2592337443843,41 Tường ngăn với buồng kết0,41163-2-51,786 đông Mái0,19855 72066,49492,27 Mái ( bx)0,19855 720192716,164 Nền0,1999720334749,62 Tổng26221,702 b .Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi xử lý lạnh Q2 1000 Q2 = M . ( h1 – h2 )[kw] 24.3600 - Khối lượng hàng nhập vào buồng bảo quản đông M= E.B.m = 0, 025.E1 = 0, 025.1000 = 25 [t/24h] 365 entanpi của sản phẩm đưa vào buồng bảo quản đông ( t = -10 0C) có h1 = 28,9 kj/kg entanpi của sản phẩm đưa ra khỏi buồng bảo quản đông ( t = -18 0C ) có h2 = 4,6 kj/kg Q2 = 25 . ( 28,9 – 4,6 ) c. Dòng nhiệt thông gió cho buồng 1000 = 7031,25 [w] 24.3600 vì đây là buổng bảo quản thịt lơn nên không cần thông gió nên Q3 = 0 d. Dòng nhiệt do vận hành - Dòng nhiệt do chiếu sáng là : Q41 = A.F nhiệt lượng tảo ra khi chiếu sáng 1 m2 A = 1,2 diện tích buồng F = 720 [m2] ⇒ Q = 1, 2.720 = 864 [w] - Q42 = 350.n số người làm việc trong buồng lạnh n = 4 ⇒ Q = 350.4 = 1400 [w] -Q43 = 1000.N công suất của động cơ điện N = 6 [kw] ⇒ Q = 1000.6 = 6000 [w] - Q44 = B .F dòng nhiệt khi mở cửa B = 2,5: [w] diện tích buồng F = 720 [m2] ⇒ Q = 2,5.720 = 1800 [w] ⇒ Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 864 + 1400 + 6000 + 1800 = 10064[w] e. xách định tải nhiêt cho thiết bị và máy nén - Phụ tải nhiệt cho thiết bị buồng bảo quan sản phẩm lạnh đông Qtb = Q1 + Q2 + Q4 = 26221,702 + 7031,25 + 10064 = 43316,95 [w] - Phụ tải nhiệt của máy nén buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông Qmn = 80%.Q1+ Q2 + 60%.Q4 = 80%.26221,702 +7031,25 + 60%.10064.= 43316,95[w] Năng suất lạnh Q0 của máy nén buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông Qo = k .Qmn b hệ số tính đến tổn thất đường ống và thiết bị k = 1,07 hệ số thời gian làm việc b = 0,9 Qo = = 1, 07.34047, 01 = 40478,11[w] 0,9 4.xách định phụ tải lạnh lạnh cho buồng kết đông a.dòng nhiệt qua kết cấu bao che là Q1 = Q11 + Q12 - Dòng nhiệt qua tường ngoài là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,1693 [w/m2k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F = 33 [m2] nhiệt độ không khí bên ngoài t1= 37,4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -31 0C ⇒ Q = 0,1693.33. ( 37, 4 + 31) = 382,14 [w] - Dòng nhiệt qua tường ngăn với hành lang là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,204 [w/m2k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F = 33 [m2] nhiệt độ không khí hành lang t1= 15 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -31 0C ⇒ Q = 0, 204.33. (15 + 31) = 309,672 [w] - Dòng nhiệt qua tường ngăn với buồng bảo quản đông là : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,411 [w/m2k ] diện tích của bề mặt kết cấu bao che F = 126 [m2] nhiệt độ không khí kết đông t1= -29 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -31 0C ⇒ Q = 0, 411.126. ( −29 + 31) = 103,57 [w] - Dòng nhiệt qua mái do chênh lệch nhiệt độ lá : Q11 = ktt . F . ( t1-t2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,1999 [w/m2k ] diện tích mái của buồng lạnh F = 72 [m2] nhiệt độ không khí bên ngoài t1= 37,4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -31 0C ⇒ Q = 0,1999.17. ( 37, 4 + 31) = 984,46 [w] - Dòng nhiệt qua nền có sưởi điện là : Q11 = ktt . F . ( tn-t 2 ) hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,1656[w/m2k ] diện tích nền của buồng lạnh F =72 [m2] nhiệt độ nền có sưởi điện tn= 4 0C nhiệt độ không khí trong buồng t2 = -31 0C ⇒ Q = 0,1659.72. ( 4 + 31) = 417,312 [w] - Dòng nhiệt bức xạ qua mái là : Q12 = ktt . F . Δ t hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ktt = 0,1999 [w/m2k ] diện tích mái bức xạ mặt trời F = 72 [m2] hiệu nhiệt độ dư Δ t =19 oC ⇒ Q = 0,1999.72.19 = 273,46 [w] Bảng kết quả tính dòng nhiệt Q1 của buồng kết đông Δ t [ oC]Q [w]Bao chekF [m2] [w/m2k] Tường ngoài0,16933368,4382,14 Tường ngăn với hành lang0,2043346309,672 Tường ngăn với buồng bq0,4111263103,57 đông Mái0,19997268,4984,46 Mái ( bx)0,19997219273,46 Nền0,16567235417,312 Tổng2470,614 b .Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi xử lý lạnh Q2 1000 Q2 = M . ( h1 – h2 )[kw] 24.3600 - Khối lượng hàng nhập vào buồng kết đông M = 12 tấn entanpi của sản phẩm đưa vào buồng kết đông ( t = 35 0C) có h1 = 317,8kj/kg entanpi của sản phẩm đưa ra khỏi buồng kết đông ( t = -10 0C ) có h2 = 28,9kj/kg Q2 =12. ( 317,8– 28,9 ) c. Dòng nhiệt thông gió cho buồng 1000 = 40125 [w] 24.3600 vì đây là buổng bảo quản thịt lơn nên không cần thông gió nên Q3 = 0 d. Dòng nhiệt do vận hành - Dòng nhiệt do chiếu sáng là : Q41 = A.F nhiệt lượng tảo ra khi chiếu sáng 1 m2 A = 1,2 diện tích buồng F = 72 [m2] ⇒ Q = 1, 2.72 = 86, 4 [w] - Q42 = 350.n số người làm việc trong buồng lạnh n = 4 ⇒ Q = 350.4 = 1400 [w] -Q43 = 1000.N công suất của động cơ điện N = 10 [kw] ⇒ Q = 1000.10 = 10000 [w] - Q44 = B .F dòng nhiệt khi mở cửa B =3,5: [w] diện tích buồng F = 72 [m2] ⇒ Q = 3,5.72 = 252 [w] ⇒ Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 86,4 + 1400 + 10000 + 252 = 11738,4[w] e. xách định tải nhiêt cho thiết bị và máy nén - Phụ tải nhiệt cho thiết bị buồng kết đông Qtb = Q1 + Q2 + Q4 = 2470,614+ 40125 + 11738,4 = 54334,3 [w] - Phụ tải nhiệt của máy nén buồng kết đông Qmn = 80%.Q1+ Q2 + 60%.Q4 = 80%.2470,614 +40125 + 60%.11738,4.= 49144,5 [w] Năng suất lạnh Q0 của máy nén buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh Qo = k .Qmn b hệ số tính đến tổn thất đường ống và thiết bị k = 1,07 hệ số thời gian làm việc b = 0,9 Qo = 1, 07.10022, 65 = 58427,35 [w] 0,9 Bảng tổng kết tổn thất nhiệt của kho lạnh BuồngNhiệt Q1 [w]Q2 [w] Q4 [w] Kết đông Bq đông Bq lạnh -31 -29 -2 2470,614 26221,70 4411,469 40125 Qo [w] Thiết bị Máy nén 11738,4 54334,3 49144,5 43316,9 12487,9 6 34047,01 10382,63 Qo [w] 58427,35 40478,11 1176,98 7031,25 10064 3999,7 4076,4 PHẦN IV : CHỌN MÁY NÉN 1,Chọn máy nén cho buồng bảo quản lạnh a, Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh to = tb - Δt o hiệu nhiệt độ yêu cầu (8÷13) C chọn Δt o = - 8 C tb nhiệt độ buồng bảo quản lạnh là. tb = -2 C ⇒ t0 = -2 – 8= -10 oC 0 0 0 b, Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát bình ngưng tk = tw2 + Δt k hiệu nhiệt độ ngưng tụ theo yêu cầu là Δt k = 3 ÷ 5 o C nhiệt độ ra khỏi bình ngưng : t w1 = t u + 3 tại Nam Định nhiệt độ nóng nhất t = 37,4 oC và φ = 82 % theo đồ thị ( i- d) ta có tư = 27 oC ⇒ t w1 = 27 + 3 = 30 o C tw2 = tw1 + ( 2 ÷ 6 ) = 30 + 5 = 35 oC ⇒ t k = t w 2 + 5 = 35 + 5 = 40 o C c , Nhiệt độ hút hơi th th = to + ( 5 ÷ 8 ) = - 10 + 5 = 5 oC d, Nhiệt độ quá lạnh Ở đây chúng ta bỏ qua độ quá lạnh vì sẽ là cho máy cồng kềnh , tiêu tốn vật tư và giá thành tăng nhưng không đem lại hiệu quả e , Dựng chu trình - Từ nhiệt độ sôi to = - 10 oC tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta có po = 2,9075 bar - Từ nhiệt độ ngưng tụ tk = 40 oC tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta có pk = 15,548 bar - Tỉ số nén Π Π= p k 15,548 == 5,3 p o 2,9075 ⇒ Π = 5,3 < 9 nên sử dụng máy nén một cấp với môi chất NH3 - Sơ đồ và chu trình biểu diễn trên đồ thị t-s và lgp – h NT TL HH MN Các quá trình xảy ra trong máy nén được biểu diễn trên đồ thị T-S và lgp-h T Lg p 2 3 1 4 1’ S 4 1’ 1 H 3 2 - Các quá trình là : 1-2 là quá trình nén đoạn nhiệt từ thực po → p k hiện ở máy nén MN 2-3’ là quá trình ngưng tụ giải nhiệt nhờ nước thực hiện ở thiết bị ngưng tụ 3-4 là quá trình tiết lưu qua van tiết lưu 4-1’là quá trình hóa hơi tại thiết bị hóa hơi 1’-1 là quá trình quá nhiệt hơi môi chất trước khi hút về máy nén Thông T ( o C ) P ( bar )H ( kj/kg)V ( m3/kg ) số Điểm 1’-102,90751449,4 1-52,90751461,9427,73.10-3 212015,5481718 34015,548386,32 4-102,9075386,32 - Năng suất lạnh riêng qo qo = h1’ – h4 [ kj/kg ] h1’ entanpi của hơi ( bão hòa ) khi ra khỏi thiết bị bay hơi h4 entanpi của môi chất sau khi tiết lưu ⇒ qo = 1449,4 – 386,32 = 1063,08 [ kj/kg ] - Năng suất lạnh riêng qv qv = qo1063,8 == 2485,4 [kj / m3 ] v1 427,73.10 −3 - Công nén riêng l l = h2 – h1 h1 entanpi của hơi vào máy nén h2 entanpi của hơi quá nhiệt ra khỏi máy nén l = 1718 – 1461,9 = 256,1 [ kj/ kg ] - Năng suất lạnh riêng qk = h2 – h3 [ kj/ kg ] h2 entanpi của hơi khi vào bình ngưng h3 entanpi của lỏng khi ra khỏi bình ngưng ⇒ q k = 1718 − 386,32 = 1331,68 [ kj / kg ] - Hệ số lạnh của chu trình ε ε= q o 1063,08 == 4,15 l256,1 tk − to313 − 263 = 4,15.= 0,78 263to Qo12,877 == 0,012 [ kg/s] q o 1063,08 - Hiệu suất exergri V = ε. mtt = - Năng suất khối lượng thực tế của máy nén - Năng suất thể tích thực của máy nén Vtt = mtt . v1 = 0,012 . 427,73.10-3 = 0,005 [ m3/s ] - Hệ số cấp nén theo hình 7-4 có Π = 5,3 ⇒ λ = 0,73 chọn máy nén của nhật môi chất NH3 - Thể tích hút lý thuyết Vlt = vtt λ = 0,005 = 0,007 0,73 - Chọn máy nén nhật Kí hiệuThể tích quét m3/h N2WA71,0 - Số lượng máy nén cần chọn là Z= Qo12,877 == 0,3 máy 39,3Qomn Qo [ kw ] 39,3 Ne [ kw ] 10,7 Vậy chọn số lượng máy là 1 máy - Công nén đoản nhiệt Ns = mtt . l = 0,012 .256,1 = 3,07 kw - Hiệu suất chỉ thị là η i = to263 + b.t o =+ 0,001.(− 10 ) = 0,83 kw tn313 N3,07 - Công suất chỉ thị là : Ni = s == 3,7 kw η i 0,83 - Công suất ma sát Ns = Vtt . pms = λ.Vlt .0,059.10 6 = 0,73.0,068.0,059.10 6 = 2,93 kw - Công hữu ích là Ne = Ni + Nms = 3,7 + 2,93 = 6,63 kw - Công suất tiếp điện là : Nel = - Công suất động cơ lắp đặt Ndc = ( 1,1 ÷ 2,1) .Ne = 1,5 . 8,21 = 12,3 kw - Nhiệt thải ngưng tụ Qk Qk = mtt ( h2 – h3 ) = 0.012.( 1718 – 386,32 ) = 15,08 kw 1,Chọn máy nén cho buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông a, Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh Ne6,63 == 8,21 kw N id .η i 0,95.0,85 phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh to = tb - Δt o hiệu nhiệt độ yêu cầu (8÷13) C chọn Δt o = - 7 C tb nhiệt độ buồng bảo quản lạnh là. tb = -29 C o⇒ to = -29 –7= -36 C 0 0 0 b, Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát bình ngưng tk = tw2 + Δt k hiệu nhiệt độ ngưng tụ theo yêu cầu là Δt k = 3 ÷ 5o C nhiệt độ ra khỏi bình ngưng : t w1 = t u + 3 tại Nam Định nhiệt độ nóng nhất t = 37,4 oC và φ = 82 % theo đồ thị ( i- d) ta có tư = 27 oC ⇒ t w1 = 27 + 3 = 30 o C tw2 = tw1 + ( 2 ÷ 6 ) = 30 + 5 = 35 oC th = to + ( 5 ÷ 8 ) = - 36 + 6 = 30 oC ⇒ t k = t w 2 + 5 = 35 + 5 = 40 o C c , Nhiệt độ hút hơi th d, Nhiệt độ quá lạnh Ở đây chúng ta bỏ qua độ quá lạnh vì sẽ là cho máy cồng kềnh , tiêu tốn vật tư và giá thành tăng nhưng không đem lại hiệu quả e , Dựng chu trình - Từ nhiệt độ sôi to = - 10 oC tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta có po = 0,8847 bar - Từ nhiệt độ ngưng tụ tk = 40 oC tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta có pk = 15,548 bar - Tỉ số nén Π Π= p k 15,548 == 17,57 p o 0,8847 ⇒ Π = 17,57 > 9 nên sử dụng máy nén hai cấp với môi chất NH3 Ta chon sơ đồ chu trình nén hai cấp bình trung gian ông xoán HH TL1 NCA BTG NHA TL2 NT - Các quá trình xảy ra trong máy nén 2 cấp được biểu diễn trên đồ thị T-S và lgp-h T lgp 4 5 6 9 2 7 3=8 2 6 5 4 7 10 3=8 1 10 1’ S 7 1’ 1 H - Các quá trình 1’-1 : là quá trình quá nhiệt hơi hút 1 – 2 : là quá trình nén đoản nhiệt cấp hạ áp từ po đến ptg 2 -3 : là quá trình làm mát hơi quá nhiệt hạ xuống đường bão hòa x=1 3 -4 : là quá trình nén đoản nhiệt cấp cao áp từ ptg đến pk 4 – 5 : là quá trình làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong bình ngưng tụ 5 – 7 : là quá trình tiết lưu từ áp suất pk vào bình trung gian 5 – 6 : là quá trình quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian 6 – 10 : là quá trình tiết lưu từ áp suất pk xuống po 10 – 1’ : là quá trình bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh - Áp suất bình trung gian ptg = p k . p o = 15,548.0,8847 = 3,7 bar Tra bảng hơi bão hào của NH3 theo áp suất ta được ttg = - 4 oC - Bảng thông số các điểm nút của chu trình P ( bar )H ( kj/kg)V ( m3/kg )Thông số T ( o C ) Điểm 1’-360,88471413,6 1-300,88471427,11,3109 2653,6881622,6 3=8-43,6881456,40,33 410015,5481665,5 54015,548386,32 6-115,548195,43 7-43,688386,32 9-43,688181,74 10-360,8847195,43 - Năng suất lạnh riêng qo qo = h1’ – h10 [ kj/kg ] ⇒ qo = 1413,6 – 195,43 = 1218,17 [ kj/kg ] - Năng suất lạnh riêng qv qv = q o = 1218,17 = 929,3 [kj / m3 ] - Công nén riêng l = l1 + m3 .l 2 l1 v1 1,3109 Cân bằng entanpi ở bình trung gian ta có m1.h5 + ( m3 – m1 ).h7 + m1.h2 = m3. h3 + m1.h6 ⇒ m3 h2 + h5 − h7 − h6 = m1h3 − h7 (h − h6 )(h4 − h5 ) . (1622.6 − 195.43)(1665.5 − 386,32) = 19150,05 . = (1622,6 − 1413,6 ) +⇒ l = (h2 − h1 ) + 2 1456,4 − 386,32h3 − h7 - Năng suất nhiệt riêng q k = (h4 − h5 ). m3h + h5 − h7 − h6 = (h4 − h5 ) 2= 1706,05 [ kj/kg] m1h3 − h7 - Hệ số lạnh của chu trình ε ε= q o 1218,17 == 0,64 l1915,05 + Tính nhiệ cho máy lạnh và chọn máy nén - Lưu lượng thực tế m HA = mCA Qo49,466 == 0,0406 [ kg/s ] q o 1218,17 h − h61622,6 − 195,43 = m HA . 2= 0,0406= 0,054 [ kg/s ] h3 − h71456,4 − 386,32 - Thể tích hút thực tế . VttHA = m HA .v1 = 0,0406.1,3109 = 0,053 [ m /s ] VttCA = mCA .v 2 = 0,054.0,33 = 0,0178 [ m /s ] 3 3 - Hệ số cấp nén + hệ số cấp né hạ áp dựa vào Π HA tra theo bảng ( 7- 4 ) ta có Π= ptg po = 3,68 = 4,16 ⇒ chọn λ HA = 0,79 0,8847 + hệ số cấp né cao áp dựa vào Π HA tra theo bảng ( 7- 4 ) ta có Π= p k 15,548 == 4,21 ⇒ chọn λ HA = 0,8 ptg3,688 - Thể tích hút lý thuyết VltHA = VltCA = vttHA λ HA vttCA = = 0,0533= 0,067 [ m /s ] 0,79 0,01783= 0,0223 [ m /s ] 0,8 λCA - Số lượng máy nén Chọn máy nén hai cấp của hãng MYCOM của nhật thể tíchKí hiệupíttông Φ và số xilanh tố độ smmvòng/phút quét N42A95 Φ .76L4+21000193,9 ⇒ số lượng máy nén là Z = Qo49,466 == 1,71 máy 28,77Qomn Q 0 kacl/h Ne (KW) 16,6 24900 Vậy số lượng máy là 2 máy - Công nén đoản nhiệt NsHA = mHA . l1 = mHA .( h2 – h1 ) = 0,0406.( 1622,6 – 1427,1 ) = 7,9 kw NsCA = mCA . l2 = mHA .( h4 – h3 ) = 0,064.( 1665,5 – 1456,4 ) = 11,29 kw - Hiệu suất chỉ thị là η i = ⇒ η iHA = η iCA = 0,85 to + b.t o kw tn - Công suất chỉ thị là : NiHA = NiCA = N sHA η iHA N sCA = = 7,9 = 9,3 kw 0,85 11,29 = 13,3 kw 0,85 η iCA - Công suất ma sát NsHA = VttHA . pms = 0,53.59 = 3,127 kw NsCA = VttCA . pms = 0,0178.59 = 1,05 kw - Công hữu ích là NeHA = NiHA + NmsHA = 9,3 + 3,127 = 12,4 kw NeCA = NiCA + NmsCA = 13,3 + 1,05 = 14,35 kw Công suất tiếp điện là : NelHA = N eHA12,4 == 13,54 kw N id .η i 0,95.0,96 N14,35 NelCA = eCA == 15,7 kw N id .η i 0,95.0,96 - Nhiệt thải ngưng tụ Qk Qk = mCA ( h4 – h5 ) = 0.054.( 1665,5 – 386,32 ) = 69 kw 3,Chọn máy nén cho buồng kết đông a, Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh to = tb - Δt o hiệu nhiệt độ yêu cầu (8÷13) C chọn Δt o = - 9 C tb nhiệt độ buồng bảo quản lạnh là. tb = -31 C o⇒ to = -31 –9= -40 C 0 0 0 b, Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ nước làm mát bình ngưng tk = tw2 + Δt k hiệu nhiệt độ ngưng tụ theo yêu cầu là Δt k = 3 ÷ 5o C nhiệt độ ra khỏi bình ngưng : t w1 = t u + 3 tại Nam Định nhiệt độ nóng nhất t = 37,4 oC và φ = 82 % theo đồ thị ( i- d) ta có tư = 27 oC ⇒ t w1 = 27 + 3 = 30 o C tw2 = tw1 + ( 2 ÷ 6 ) = 30 + 5 = 35 oC th = to + ( 5 ÷ 8 ) = - 40 + 4 = 35 oC ⇒ t k = t w 2 + 5 = 35 + 5 = 40 o C c , Nhiệt độ hút hơi th d, Nhiệt độ quá lạnh Ở đây chúng ta bỏ qua độ quá lạnh vì sẽ là cho máy cồng kềnh , tiêu tốn vật tư và giá thành tăng nhưng không đem lại hiệu quả e , Dựng chu trình - Từ nhiệt độ sôi to = - 31 oC tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta có po = 0,7171 bar - Từ nhiệt độ ngưng tụ tk = 40 oC tra bảng hơi bão hòa của NH3 ta có pk = 15,548 bar - Tỉ số nén Π Π= p k 15,548 == 21,68 p o 0,7171 ⇒ Π = 21,68 > 9 nên sử dụng máy nén hai cấp với môi chất NH3 Ta chon sơ đồ chu trình nén hai cấp bình trung gian ông xoán HH NCA TL1 BTG NHA TL2 NT - Các quá trình xảy ra trong máy nén 2 cấp được biểu diễn trên đồ thị T-S và lgp-h T lgp 4 5 6 9 2 7 3=8 2 6 5 4 7 10 3=8 1 10 1’ S 7 1’ 1 H - Các quá trình 1’-1 : là quá trình quá nhiệt hơi hút 1 – 2 : là quá trình nén đoản nhiệt cấp hạ áp từ po đến ptg 2 -3 : là quá trình làm mát hơi quá nhiệt hạ xuống đường bão hòa x=1 3 -4 : là quá trình nén đoản nhiệt cấp cao áp từ ptg đến pk 4 – 5 : là quá trình làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong bình ngưng tụ 5 – 7 : là quá trình tiết lưu từ áp suất pk vào bình trung gian 5 – 6 : là quá trình quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian 6 – 10 : là quá trình tiết lưu từ áp suất pk xuống po 10 – 1’ : là quá trình bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh - Áp suất bình trung gian ptg = p k . po = 15,548.0,7171 = 3,34 bar Tra bảng hơi bão hào của NH3 theo áp suất ta được ttg = - 6 oC - Bảng thông số các điểm nút của chu trình P ( bar )H ( kj/kg)V ( m3/kg )Thông số T ( o C ) Điểm 1’-400,71711407,3 1-350,71711418,41,5881 2703,4111635,3 3=8-63,4111454,10,3592 410515,5481678,8 54015,548386,32 6-315,548186,30 7-63,411386,32 9-63,411172,64 10-400,7171186,30 - Năng suất lạnh riêng qo qo = h1’ – h10 [ kj/kg ] ⇒ qo = 1407,3 – 186,30 = 1221 [ kj/kg ] - Năng suất lạnh riêng qv qv = qo = 1221 = 1,5881 [kj / m3 ] - Công nén riêng l = l1 + m3 .l 2 l1 v1 1,5881 Cân bằng entanpi ở bình trung gian ta có m1.h5 + ( m3 – m1 ).h7 + m1.h2 = m3. h3 + m1.h6 ⇒ m3 h2 + h5 − h7 − h6 = m1h3 − h7 (h − h6 )(h4 − h5 ) . (1635,3 − 186,30)(1678,8 − 386,32) = 1971,02 . = (1635,3 − 1418,2 ) +⇒ l = (h2 − h1 ) + 2 1454,1 − 386,32h3 − h7 - Năng suất nhiệt riêng q k = (h4 − h5 ). m3h + h5 − h7 − h6 = (h4 − h5 ) 2= 1753,92 [ kj/kg] m1h3 − h7 - Hệ số lạnh của chu trình ε ε= qo1221 == 0,61 l1971,02 + Tính nhiệ cho máy lạnh và chọn máy nén - Lưu lượng thực tế m HA = mCA Qo 58,427 == 0,048 [ kg/s ] 1221qo h − h61635,3 − 186,30 = m HA . 2= 0,048.= 0,065 [ kg/s ] h3 − h71454,1 − 386,32 - Thể tích hút thực tế . VttHA = m HA .v1 = 0,048.1,5881 = 0,076 [ m /s ] VttCA = mCA .v 2 = 0,065.0,3592 = 0,023 [ m /s ] 3 3 - Hệ số cấp nén + hệ số cấp né hạ áp dựa vào Π HA tra theo bảng ( 7- 4 ) ta có Π= ptg po = 3,411 = 4,8 ⇒ chọn λ HA = 0,75 0,7171 + hệ số cấp né cao áp dựa vào Π HA tra theo bảng ( 7- 4 ) ta có Π= p k 15,548 == 4,6 ⇒ chọn λ HA = 0,78 ptg3,411 - Thể tích hút lý thuyết VltHA = VltCA = vttHA λ HA vttCA = = 0,0763= 0,1 [ m /s ] 0,75 0,0233= 0,029 [ m /s ] 0,78 λCA - Số lượng máy nén Chọn máy nén hai cấp của hãng MYCOM của nhật thể tíchKí hiệupíttông Φ và số xilanh tố độ smmvòng/phút quét N62B130 Φ .100L 6 + 21000637,1 ⇒ số lượng máy nén là Z = Qo58,427 == 0,94 máy 72,3Qomn Q 0 kacl/h 62300 Ne (KW) 47,5 Vậy số lượng máy là 2 máy - Công nén đoản nhiệt NsHA = mHA . l1 = mHA .( h2 – h1 ) = 0,048.( 1635,3 – 1418,4 ) = 10,4 kw NsCA = mCA . l2 = mHA .( h4 – h3 ) = 0,065.( 1678,8 – 1454,1 ) = 14,6 kw - Hiệu suất chỉ thị là η i = ⇒ η iHA = η iCA = 0,85 to + b.t o kw tn - Công suất chỉ thị là : NiHA = NiCA = N sHA η iHA N sCA = = 10,4 = 12,24 kw 0,85 14,6 = 17,17 kw 0,85 η iCA - Công suất ma sát NsHA = VttHA . pms = 0,76.59 = 4,5 kw NsCA = VttCA . pms = 0,023.59 = 1,4 kw - Công hữu ích là NeHA = NiHA + NmsHA = 12,24 + 4,5 = 16,74 kw NeCA = NiCA + NmsCA = 17,17 + 1,4 = 18,6 kw - Công suất tiếp điện là : NelHA = N eHA16,74 == 18,4 kw N id .η i 0,95.0,96 N18,6 NelCA = eCA == 20,4 kw N id .η i 0,95.0,96 - Nhiệt thải ngưng tụ Qk Qk = mCA ( h4 – h5 ) = 0.065.( 1678,8 – 386,32 ) = 84 kw Nhận xét:do yêu cầu công nghệ của kho lạnh ,nên hệ thống lạnh có yêu cầu quan trọng .Để đảm bảo sự vận hành đúng yêu cầu năng xuất lạnh ,bảo quản sản phẩm một cách tốt nhất .do đó không được để mất lạnh đối với kho lạnh dặc biệt là mất lạnh với buồng két đông và buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông .Vì vậy ta phải chọn máy dự chữ cho buông kết đông và buồng bảo quản đông , ta chọn 1 máy N62B để dự trữ cho buồng kết đông và buồng bảo quản đông vì buồng kết đông chỉ hoạt động theo chu kì và có cùng nhiệt độ ngưng tụ nên ta chon 1 máy dự trữ chung sẽ giảm được chi phí đầu tư và vận hành vậy số máy nén dùng là 5 máy trong đó : 3 máy có kí hiệu N62B ,1 máy kí hiệu N42B và 1 máy có ký hiệu N2WA. PHẦN V : TÍNH CHỌN BÌNH NGƯNG Theo phần chọn máy nén ta có : Nhiệt thải ngưng tụ của máy nén buồng kết đông Qk = 84 (kw) Nhiệt thải ngưng tụ của máy nén buồng bảo quản đông Qk = 69 (kw) Nhiệt thải ngưng tụ của máy nén buồng bảo quản lạnh Qk = 15,98(kw) ⇒ Vậy phụ tải lạnh của bình ngưng là tổng nhiệt thải ngưng tụ của tất cả các máy : Qk = 69 + 84 + 15,98 = 169 (kw) 1.Xác định diện tích bề mặt truyền nhiệt của bình ngưng ống vỏ theo phương pháp gần đúng -Theo phương trình truyền nhiệt Qk = k .F . Δt tb ⇒F= Qk k .Δt tb [ m2 ] Trong đó : Qk phụ tải nhiệt của bình ngưng (w) K hệ số truyền nhiệt (w/m2 k) Δt tb hiệu nhiệt độ trung bình C F diện tích bề mặt truyền nhiệt m2 - Hiệu nhiệt độ trung bình Δttb 0 Δt tb = Δt max − Δt min Δt ln max Δt min Ta có Δt max = t k − t w1 = 40 − 30 = 10 o C Δt min = t k − t w 2 = 40 − 35 = 5 o C ⇒ Δt tb = Hệ số truyền nhiệt theo kinh nghiêm k = 700 ÷ 1050 w/m2k Ta chọn k = 700 w/m2k Vậy diện tích mặt truyền nhiệt Qk169.10 32 == 33,43 mF= k .Δt tb 700.7,22 10 − 5 = 7,22 o C 10 ln 5 Theo bảng 8-1tài liệu tham khảo(2) chọn bình ngưng có kí hiệu KTГ-20 có diện tích bề mặt là 20 m 2 nên số bình cần chọn là bình KTГ-20 Kí hiệu F bề Kích thước phủ bì mặt DLBH KTГ-20 20 500 2930 810 33.43 =1,57 bình vậy phải chọn 2 20 Số ống Kích thước ống nối d 50 d1 20 d2 70 810 144 VKhối các lượng ống 0.32 995 PHẦN VI : TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI Dàn lạnh quạt được sử dụng trong hệ thống ,là dàn lạnh trao đổi nhiệt bằng đối lưu cưỡng bức không khí ,ngày nay dàn quạt được sử dụng rộng rãi vì chúng có nhiều ưu điểm so với dàn tĩnh + Có thể bố trí ở trong hoặc ngoài buồng lạnh + Ít tốn thể tích bảo quản sản phẩm + Nhiệt độ đồng đều hệ số trao đổi nhiệt lớn +Ít tốn nguyên vật liệu - Nhưng dàn quạt có nhược điểm là ồn ào và tốn thêm năng suất lạnh cho động cơ quạt gió . độ ẩm trong buồng thấp ,kho lạnh duy trì độ ẩm theo yêu cầu bảp quản , độ khô hao do sản phẩm tăng lên do bay hơi - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn xác định theo biểu thức F= Trong đó Q 0TB phụ tải lạnh của thiết bị k hệ số truyền nhiệt của dàn lạnh Δt v hiệu nhiệt độ giữa không khí ở trong buồng lạnh và môi chất sôi trong ống 1,Chọn dàn bay hơi cho buồng bảo quản lạnh - Theo phần III tính nhiệt cho kho lạnh ta có Qtb = 13887,969 w - Hệ số truyền nhiệt phụ thuộc nhiệt độ sôi NH3 to = -10 oC ⇒ k = 17,2 wm2/ k Qotb k .Δt - Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng và nhiệt độ sôi của môi chất lạnh môi chất lạnh trong ống Δt = 10 o C Vậy diện tích bề mặt trao đổi nhiệt sẽ là F= Qotb 13887,9692== 80,74 m k .Δt10.17,2 Vì bảo quản lạnh có 2 buồng nên diện tích bề mặt trao đổi nhịêt cho một buồng là F1buong = 80,742= 40,37 m 2 Theo bảng ( 8-13) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn dàn có kí hiệu BOП-50 Dàn quạt Diện tích bề mặt BOП-50 50 BướcQuạtCông cánh SốĐường Vòng Công Lưu suất lương kínhquay suất lượng sưởi Δt = 10kđiện 16,70,40,67600013,4 24008,68 25 0,6 0,95 Tải nhiệt khi Sức chứa NH3 22 Vậy số lượng dàn cần chọn là 2 dàn có dung tích là V = 2.22 = 44 l = 0,044 m3 2,Chọn dàn bay hơi cho buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông - Theo phần III tính nhiệt cho kho lạnh ta có Qtb = 55916,95 w - Hệ số truyền nhiệt phụ thuộc nhiệt độ sôi của NH3 to = -29 oC ⇒ k = 12 wm2/ k - Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng và nhiệt độ sôi của môi chất lạnh môi chất lạnh trong ống Δt = 7 o C Vậy diện tích bề mặt trao đổi nhiệt sẽ là F= Vì bảo quản sản phẩm lạnh đông có 10 buồng nên diện tích bề mặt trao đổi nhịêt cho một buồng là F1buong = 6662= 67 m 10 Qotb 55916,952== 666 m 7.12k .Δt Theo bảng ( 8-13) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn dàn có kí hiệu BOП-50 BướcQuạtCôngDànDiện Tải cánh Sốsuấtquạttích nhiệtĐường Vòng Công Lưu bềkhilương kínhquay suấtlượng sưởi Δt = 10kđiệnmặt BOП- 75 75 9000 8,6 2 400 16,7 25 0,4 0,6 0,67 0,95 Sức chứa NH3 22 8,68 Vậy số lượng dàn cần chọn là 10 dàn có dung tích là V = 10.22 = 220 l = 0,22 m3 3,Chọn dàn bay hơi cho buồng kết đông - Theo phần III tính nhiệt cho kho lạnh ta có Qtb = 54334,3 w - Hệ số truyền nhiệt phụ thuộc nhiệt độ sôi của NH3 to = -31 oC ⇒ k = 11,8 wm2/ k - Hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng và nhiệt độ sôi của môi chất lạnh môi chất lạnh trong ống Δt = 9 o C Vậy diện tích bề mặt trao đổi nhiệt sẽ là F= Qotb 54334,32== 511,62 m k .Δt9.11,8 Theo bảng ( 8-13) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn dàn có kí hiệu BOП-50 Diện TảiBướcQuạtCông tích nhiệtcánh SốĐường Vòng Công Lưu suất bềkhilương kínhquay suất lượng sưởi mặt Δt = 10kđiện BOП-230 230 27000 17,5 1800254,04,7 25 - Số lượng dàn cần chon là N= 511 = 2,206 dàn 230 Dàn quạt Sức chứa NH3 60 Vậy số dàn cần chọn thực tế là 3 dàn BOП-230 có dung tích là V = 3.60 = 180 l = 0,18 m3 PHẦN VII : TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ KHO LẠNH 1,Chọn bình chứa cao áp Theo quy định về an toàn thì bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể tích của toàn bộ hệ thống giàn bay hơi (tất cả các dàn tĩnh và dàn quạt ) trong hệ thống lạnh có bơm cấp môi chất lỏng từ trên và 60% thể tích dàn trong hệ thống lạnh cấp lỏng từ dưới lên .Khi vận hành mức lỏng của bình cao áp chỉ được phép choán 50% thể tích bình . Ở đây hệ thống lạnh sử dụng môi chất là NH3 và dùng bơm chất lỏng từ dưới lên ,nên sức chứa của bình chứa cao áp xác định theo công thức VCA = 0,6.Vd .1,2 = 1,45.Vd 0,5 Trong đó VCA thể tích bình chứa cao áp Vd thể tích của hệ thông bay hơi (dàn tĩnh và dàn lạnh ) 1,2 hệ số an toàn -Theo tinh toán ở chương VI ta có tổng dung tích của hệ thống dàn lạnh là Vd = Vdbql + Vdbqd + Vdkd = 0,044 + 0,22 + 0,18 = 0,444 m3 Vậy thể tích bình chứa cao áp là VCA = 0,6.0,4443.1,2 = 0,65 m 0,5 - Theo bảng ( 8-17) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn bìnhcó kí hiệu 0,75PB Loại bìnhKích thước mmDung tích Khối m3lượng kgDxSLH 0,75PB600 x 831905000,75430 2.Chọn bình chứa tuần hoàn Bình chứa tuần hoàn lắp đặt phía hạ áp trong hệ thống có bơm tuần hoàn ,dùng để chứa lỏng hạ áp trước khi bơm lên các dàn .bình chứa tuần hoàn có 2 loại dàn đặt nằm ngang và đặt thẳng đứng .Sức chứa không nhỏ hơn 30% toàn bộ thể tích môi chất lạnh trong các dàn bay hơi - Thể tích của bình chứa tuần hoàn Vth được xác định theo công thức Vth = (Vdt.k 1 + Vdq.k 2 ). k 3 . k 4 . k 5 . k 6 . k 7 (m 3 ) Trong đó Vdt thể tích dàn tĩnh ( không sử dụng dàn tĩnh nên Vdt = 0 ) Vdq thể tích dàn quạt m3 k 1 sự điền đầy dàn tĩnh 0,7 và k2 sự điền đầy dàn quạt 0,7 k3 lượng lỏng tràn khỏi dàn 0,3 và k4 sức chứa ống góp và đượng ống 1,2 k5 sự điền đầy của lỏng khi bình chứa làm việc bảo dảm bơm làm việc bình chứa dặt đứng 1,55 k6 mức lỏng cho phép bình chứa thẳng đứng k= 1,45 và k7 hệ số an toàn 1,2 Vậy ta có thể tích bình chứa tuần hoàn của buồng bảo quản lạnh Vtt = 0,044.0,7.0,3.1,2.1,55.1,45.1,2 = 0,029 m3 Vậy ta có thể tích bình chứa tuần hoàn của buồng bảo quản lạnh đông Vtt = 0,22.0,7.0,3.1,2.1,55.1,45.1,2 = 0,15 m3 Vậy ta có thể tích bình chứa tuần hoàn của buồng kết đông Vtt = 0,18.0,7.0,3.1,2.1,55.1,45.1,2 = 0,12 m3 - Theo bảng ( 8-17) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn 3 bình như sau khốiLoạiKích thước mmDung 3lượng kgbìnhtích mDxSLH 0,75PД600 x 830005000,75430 3.Chọn bình chứa thu hồi Bình chứa thu hồi dùng để chứa chất lỏng xả từ các dàn bay hơi khi tiến hành phá băng hơi nóng - Thể tích của bình chứa thu hồi Vth được xác định theo biểu thức : Vth = (V dt max + Vdq max ).1,2 0,8 = 1,5.(Vdt max + Vdq max ) Vdtmax thể tích dan tĩnh = 0 vì hệ thống không sử dụng Vdqmax thể tích lớn nhất của một dàn quạt - Thể tích lớn nhất của dàn quạt là Vdqmax = 22 + 30 + 22 = 74 lit = 0,074 m3 Vậy thể tích bình chứa thu hồi là Vth = 0,074.1,5 = 0,11 m3 Theo bảng ( 8-17) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn bình như sau khốiLoạiKích thước mmDung 3lượng kgbìnhtích mDxSLH 1,5PДB 800 x 838805000,75785 4.Bình tách lỏng . Bình tách lỏng bố trí trên đường hút của máy nén để bảo vệ máy nén không hút phải lỏng .Trong các hệ thống hiện đại bình tách lỏng được trang bị các thiết bị tự động ngắt mạch ,ngừng máy nén khi mức lỏng trong bình lên đến mức nguy hiểm . -Chọn bình tách lỏng theo ống nối vào đường hút của máy nén (do hệ thống tương dối lớn) .Mỗi mọt chế độ nhiệt cần ít nhất 1 bình tách lỏng .Do hệ thống có dùng bơm môi chất và và 3 bình chứa tuần hoàn cho 3 chế độ sôi khác nhau và có tác dụng như bìn tách lỏng vì vậy ở đây không cần bình tách lỏng riêng .Chỉ cần ống dẫn hơi từ dàn lạnh về bình chứa tuần hoàn trước khi hút về máy nén . 5.Bình trung gian . Bình trung gian được sử dụng trong máy lạnh hai hoặc nhiều cấp .Bình trung gian để làm mát hơi môi chất sau khi nén cấp áp thấp và để quá lạnh lỏng môi chất trước khi vào van tiết lưu bằng cách bay hơi một phần lỏng ở áp suất và nhiệt độ trung gian . -Với yêu cầu chọn bình trung gian có ống soắn (loại này có ưu điểm là dầu của máy nén cấp hạ áp không đi vào tuyến lỏng để vào thiết bị bay hơi tạo lớp bẩn trên bề mặt thiết bị bay hơi phía môi chất . -Bình trung gian được chọn theo đường kính ống hút vào máy nén cấp hạ áp cao.Khi đó tốc độ hơi trong bình theo tiết diện ngang không quá 0,5 m/s ,tốc độ lỏng trong ống soắn từ 0,4 ÷ 0,7 m/s ,hệ số truyền nhiệt của ống soắn 580÷700w/m 2 k. Theo bảng ( 8-19) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn 2 bình như sau BìnhKích thước mmdiện tích thể tíchkhối trungbề mặtbìnhlượng kgDxSDH gianống soắn 60ПC3800 x 815028004,30,67570 6.Bình tách dầu . Bình tách dầu lắp vào đường đẩy máy nén amôniăc để tách dầu ra khỏi dòng hơi nén trước khi vào bình ngưng tụ . -Nguyên lý của bìn tách dầu là hãm tốc độ và đột ngột chuyển hướng dòng chảy 7.Bình chứa dầu Bình chứa dầu dùng để gom dầu từ các bình tách dầu ,từ các bầu dầu của thiết bị .Bình chứa dầu có hình trụ đứng ,có đường nối với đường xả dầu của các thiết bị , đường nối với ống hút về máy nén và đường xả dầu được trang bị áp kế .Dầu được xả về bình do chênh lệch áp suất . áp suất trong bình hút giảm xuống khi khi mở van trên đường nối với ống hút .Khi xả dầu ra ngoài áp suất trong bình chỉ được phép cao hơn áp suất khi quyển chút ít. Áp suất cho phép cao nhất của bình là 1,8MPa ,nhiệt độ từ -40 ÷ 150 0 C. Theo bảng ( 8-20) sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh ta chọn bình như sau BìnhKích thước mmthể tíchkhối chứa dầu D.Sbìnhlượng kgBH 150CM 159.4,56007700,00818,5 8.Các thiết bị khác : - Van một chiều :theo quy định an toàn trong các máy lạnh phải lắp vam một chiều trên đường đẩy của mỗi máy nén ,ngoài ra còn lắp van một chiều chung cho toàn bộ hệ thống ngay trước thiết bị ngưng tụ . -Van an toàn : chỉ khác van một chiều ở chỗ hiệu áp suất ở đầu vào và đầu ra phải đạt nhưng chỉ số nhất định thì van mới mở ,van an toàn được bố trí ở trên những thiết bị có áp suất cao và chứa nhiều môi chất lỏng như thiết bị ngưng tụ , bình chứa …để đề phòng áp suất vượt quá mức quy định . -áp kế :dùng để đo áp suất của môi chất trong đường ống ,thiết bị áp kế được lắp trên đường hútvà đường đẩy của máy nén ,trên bình ngưng bình chứa . -Bình tách khi không ngưng:cùng tuần hoàn với môi chất lạnh trong hệ thống lạnh có không khí và các loại khi không ngưng .trong thiết bị ngưng tụ khí không ngưng tạo thành các lớp bao quanh bề mặt trao đổi nhiệt làm tăng nhiệt trởi khi ngưng tụ ,làm giảm năng suất lạnh của máy ,máy NH3 thường được xả định kì khí không ngưng và khí không ngưng là hỗn hợp của môi chất +khí nên là phải xả hỗn hợp đó qua một bình nước để tránh bay mùi NH3 ra môi trường . - Phin lọc dùng để lọc cặn và bẩn trong hệ thống lạnh bộ phận lọc chủ yếu là lưới hoặc gốm mắt lưới rát nhỏ và mịn có thể làm băng đồng thau hoặc thép không gỉ có hai loại phin hơi và phin lỏng. Phin sấy dùng để tách nước ra khỏi gas khi có nước trong hệ thống lạnh , gặp phải nơi có nhiệt độ âm như miệng van tiết lưu hoặc dàn lạnh nước sẽ đóng băng thắt nút đường ống gấy tăc ẩm vì vậy phải dùng phin sấy để tách và giữ nước lại .Người ta dùng các chất để tách và giữ nước lại 9.Chọn đường ống Yếu cầu tính toán việc lựa chọn đường ống phải đủ độ bền và tiết kiệm đảm bảo những yêu câu về kĩ thuật 10. Chọn bơm Trong hệ thống lạnh để tuần hoàn dung tích nước mối hoặc nước thì cần dùng bơm ly tâm ,trong hệ thống lạnh bơm ly tâm dùng để tuần hoàn cưỡng bức môi chất lạnh NH3 trong hệ thống bay hơi TÀI LIỆU THAM KHẢO 1, Hướng dẫn thiết kế hệ thống hệ thống lạnh ,Nguyễn Đức lợi ,Nhà xuất bản Khoa học và Kĩ Thuật 2, Kỹ thuật lạnh ứng dụng , Nguyễn Đức lợi,Phạm văn Tùy,Đinh Văn Thuận , Nhà xuất bản Giáo Dục 3,Kỹ thuật lạnh cơ sở , Nguyễn Đức lợi,Phạm văn Tùy, Nhà xuất bản Giáo Dục 4,Máy và thiết bị lạnh , Nguyễn Đức lợi,Phạm văn Tùy, Nhà xuất bản Giáo Dục