Tính điện, hơi, nước, lạnh

CHÖÔNG 6 TÍNH ÑIEÄN, HÔI, NÖÔÙC, LAÏNH TÍNH ÑIEÄN [8] Ñieän söû duïng trong nhaø maùy goàm 2 muïc ñích: Ñieän ñeå chaïy maùy, thieát bò goïi laø ñieän ñoäng löïc. Ñieän ñeå chieáu saùng. 6.1.1. Tính ñieän ñoäng löïc Baûng 6.1: Toång keát coâng suaát caùc thieát bò, maùy moùc trong nhaø maùy. Thieát bò – maùy Soá löôïng Coâng suaát (kW) Soá giôø laøm vieäc toái ña trong ngaøy (h) Toång coâng suaát (kWh) Tuû caáp ñoâng tieáp xuùc 500 kg/meû 1 30 12 360 Tuû caáp ñoâng tieáp xuùc 750 kg/meû 1 30 12 360 Thieát bò caáp ñoâng IQF 250T 1 35 6 210 Thieát bò caáp ñoâng IQF 350T 1 35 7,5 262,5 Maùy raõ ñoâng block 1 1,5 1,5 2,25 Maùy maï baêng block 1 1,5 1,5 2,25 Maùy ñaù vaåy 1 33 8 264 Maùy ñoùng goùi chaân khoâng 2 5 3 30 Tuû haáp 2 ngaên 1 4 9 36 Maùy xay thòt 1 1 1 1 Maùy caét rau cuû 1 0,75 1 0,75 Maùy caét sôïi 1 0,5 1 0,5 Maùy ly taâm 1 4 1 4 Maùy troän 1 0,4 1 0,4 Maùy nhaøo boät 1 9 1,5 13,5 Maùy caùn boät 1 2,25 7,5 16,875 Quaït coâng nghieäp 5 0,25 12 15 Maùy raø kim loaïi 1 0,5 4,5 2,25 Heä thoáng laïnh 100 100 Toång coäng 1681,275 Coâng suaát söû duïng ñieän naêng cuûa caùc phaân xöôûng phuï trôï laáy baèng 10% coâng suaát ñoäng löïc cuûa phaân xöôûng chính. Coâng suaát ñoäng löïc cuûa nhaø maùy: Pñl = 1,1 x 1681,275 = 1849,4 kWh Coâng suaát tính toaùn: Ptt = knc x Pñl = 0,6 * 1849,4 = 1109,64 kWh Vôùi knc: heä soá nhu caàu, knc = 0,6. 6.1.2. Tính ñieän chieáu saùng Ñieän chieáu saùng ñöôïc tính 1 caùch töông ñoái baèng 10% coâng suaát ñoäng löïc: Pcs = 0,1 ×Pñl = 0,1 ×1849,4 = 184,94 kWh 6.1.2.1. Xaùc ñònh heä soá coâng suaát vaø dung löôïng buø Xaùc ñònh heä soá coâng suaát Trong nhaø maùy, caùc ñoäng cô söû duïng thöôøng khoâng ñoàng boä, chuùng tieâu thuï moät coâng suaát phaûn khaùng lôùn ñeå taïo töø tröôøng neân heä soá cosj töông ñoái thaáp, do ñoù ta tính cosj trung bình chöù khoâng tính cosj laøm vieäc ôû cheá ñoä ñònh möùc. cosj = Trong ñoù Qtt: coâng suaát phaûn khaùng, kW. Qtt = PttS * tgjtb PttS = Ptt + Pcs * Kcs Vôùi Kcs: heä soá khoâng ñoàng thôøi cuûa caùc boùng ñeøn, Kts = 0,9. ® PttS = 1109,64 + 184,94 * 0,9 = 1276,086 kWh Choïn cosjtb = 0,6 ® tgjtb = 1,33. ® Qtt = 1276,086 * 1,33 = 1697,2 kVAR Tính dung löôïng buø Caàn phaûi naâng cao cosj ñeå giaûm toån thaát ñieän treân ñöôøng daây, giaûm toån thaát do maùy vaø caùc thieát bò khoâng ñoàng boä. Coâng suaát boä tuï caàn ñaët: Qb = Ptt * (tgj1 - tgj2) Trong ñoù: tgj1 = 1,33 (öùng vôùi cosj1 = 0,6: heä soá coâng suaát ban ñaàu) tgj2 = 0,48 (öùng vôùi cosj2 = 0,9: heä soá coâng suaát caàn naâng) ® Qb = 1109,64 * (1,33 – 0,48) = 943,194 kVAR Choïn boä tuï 3 pha, coâng suaát 40 kVAR do Lieân Xoâ saûn xuaát (2 x KC2 – 0,38 – 40 – 3Y1) Soá boä tuï caàn duøng: 23,6 caùi ® Choïn n = 24 caùi. Tính laïi heä soá coâng suaát: cosj2 = = ® cosj2 = = 0,83. 6.1.2.2. Choïn maùy bieán aùp Ñeå ñaûm baûo nhaø maùy hoaït ñoäng lieân tuïc, choïn maùy bieán aùp coù coâng suaát sao cho phuï taûi laøm vieäc vôùi coâng suaát 80% coâng suaát ñònh möùc cuûa maùy, khi ñoù maùy seõ laøm vieäc kinh teá nhaát. Coâng suaát maùy bieán aùp: P = 0,8 * Sñm ³ ® Sñm = = = 1921,82 kVA Choïn 2 maùy bieán aùp loaïi TM 1000/10, dung löôïng ñònh möùc 1000 kVA. Ngoaøi ra, nhaø maùy caàn coù maùy phaùt ñieän ñeå phoøng traùnh söï coá maát ñieän gaây hoûng saûn phaåm. Döï kieán choïn 3 maùy phaùt ñieän, moãi maùy coù coâng suaát laø 750kWh. TÍNH HÔI [24] Löôïng hôi caàn cung caáp cho toaøn phaân xöôûng saûn xuaát trong 1 giôø: D = D’ + D” Trong ñoù: D’: Löôïng hôi caàn cung caáp cho quaù trình haáp trong phaân xöôûng thöïc phaåm cheá bieán, D = 550 kg/h (xem baûng 4.8). D”: Löôïng hôi caàn cung caáp cho quaù trình luoäc, haáp (phoøng khi caàn saûn xuaát caùc saûn phaåm coù qua luoäc, haáp nhö toâm luoäc, ngheâu haáp…) trong phaân xöôûng thuûy saûn. Laáy D” = D’ = 550 kg/h. ® D = D’ + D” = 550 + 550 = 1100 kg/h. Choïn noài hôi oáng nöôùc Model MW 1500 cuûa coâng ty TNHH Hoàng Nhöït vôùi naêng suaát hôi ôû 100oC laø 1500 kg/h. TÍNH NÖÔÙC Nöôùc phuïc vuï cho noài hôi Quaù trình ngöng tuï söû duïng laïi 80% nöôùc vaø noài hôi laøm vieäc 16 h/ngaøy. Vaäy löôïng nöôùc hao phí cho noài hôi trong 1 ngaøy: Vnh 0,22 m3 Nöôùc veä sinh thieát bò: 20 m3/ ngaøy. Nöôùc veä sinh nhaø xöôûng: 30 m3/ngaøy Nöôùc duøng trong quaù trình saûn xuaát, cheá bieán: 50 m3/ngaøy. Nöôùc sinh hoaït: trung bình 1 coâng nhaân söû duïng 40l nöôùc/ ngaøy. 306 coâng nhaân söû duïng: 306 x 40 = 12240 l nöôùc/ngaøy = 12,24 m3 nöôùc/ngaøy. Nöôùc duøng cho töôùi caây: 1 l/h.m2 Toång löôïng nöôùc duøng cho töôùi caây :1 x 2000 x 24 = 48000 l nöôùc/ ngaøy = 48 m3 nöôùc/ngaøy. Nöôùc phuïc vuï phoøng chaùy chöõa chaùy: 2 l/s söû duïng trong 15 phuùt à 1800 l/ngaøy = 1,8 m3/ngaøy. Thaát thoaùt: 5%. Vaäy löôïng nöôùc caàn duøng trong ngaøy: Vn = 0,22 + 20 + 30 + 50 + 12,24 + 48 + 1,8 + 0,5%Vn = 171 m3/ngaøy TÍNH LAÏNH [5, 6, 7] 6.4.1. Tính chi phí laïnh Toång toån thaát laïnh Q: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 Trong ñoù: Q1: toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm. Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. 6.4.1.1. Chi phí laïnh cho phoøng tröõ ñoâng thuûy saûn Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Trong ñoù: Q11: toån thaát laïnh qua caùc vaùch vaø maùi. Q12: toån thaát laïnh qua neàn. Q13: toån thaát laïnh do böùc xaï maët trôøi. Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) Trong ñoù: K: heä soá truyeàn nhieät cuûa vaùch vaø maùi, W/m2K. F: dieän tích maët ngoaøi cuûa caùc vaùch vaø maùi, m2 tng: nhieät ñoä khoâng khí beân ngoaøi, oC ttr: nhieät ñoä khoâng khí beân trong phoøng laïnh, ttr = -18oC ® Q11 = [0,58 * (19 * 4,2) * 0] + [0,41 * (19 * 4,2) * (15 – (-18))] + [0,41 * (10 * 4,2) * (15 – (-18))] * 2 + [0,2 * (19 * 10) * (30 – (-18))] ® Q11 = 3007W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) Trong ñoù: K: heä soá truyeàn nhieät cuûa neàn, K = 0,35 W/m2K F: dieän tích neàn F = 19 * 10 = 190 m2 t: nhieät ñoä trung bình cuûa khoâng khí trong caùc raõnh thoâng gioù (neàn coù boá trí caùc raõnh thoâng gioù), t = 3oC ttr: nhieät ñoä khoâng khí beân trong phoøng laïnh, ttr = -18oC ® Q12 = 0,35 * 190 * [3 – (-18)] = 1397W Xaùc ñònh Q13: do phoøng tröõ ñoâng thuûy saûn ñöôïc ñaët beân trong phaân xöôûng, vaùch ngoaøi khoâng tieáp xuùc vôùi ngoaøi trôøi neân Q13 = 0 * Nhö vaäy, Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 3007 + 1397 + 0 Q1 = 4404W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm. Do nhieät ñoä saûn phaåm nhaäp vaøo phoøng tröõ ñoâng coù nhieät ñoä töông öùng vôùi nhieät ñoä phoøng neân Q2 = 0. Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh. Toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù ñöôïc tính trong caùc tröôøng hôïp phoøng laïnh coù söï trao ñoåi khoâng khí trong phoøng vôùi khoâng khí ngoaøi phoøng. Tröôøng hôïp naøy thöôøng xaûy ra ñoái vôùi caùc phoøng tröõ laïnh rau quaû, coøn caùc loaïi phoøng khaùc thì khoâng caàn thieát. Do ñoù, Q3 = 0. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Trong ñoù: Q41: toån thaát laïnh do chieáu saùng. Q42: toån thaát laïnh do coù ngöôøi laøm vieäc trong phoøng. Q43: toån thaát laïnh do coù caùc loaïi maùy coâng taùc laøm vieäc trong phoøng laïnh. Q44: toån thaát laïnh do môû cöûa phoøng laïnh. Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F Trong ñoù: F: dieän tích phoøng laïnh, F = 190m2 A: löôïng nhieät toûa ra do chieáu saùng treân 1m2 phoøng laïnh, A = 1 kcal/m2h ® Q41 = 190 * 1 = 190 kcal/h = 221W Xaùc ñònh Q42 Q42 = 0,35 * n, kW Trong ñoù: n: soá ngöôøi laøm vieäc trong phoøng, n = 2. ® Q42 = 0,35 * 2 = 0,7 kW = 700W Xaùc ñònh Q43 Q43 = , kW Trong ñoù: N: coâng suaát ñoäng cô ñieän, choïn N = 2KW K: heä soá döï tröõ coâng suaát ñoäng cô ñieän, K = 1,1. ® Q43 = 2 / 1,1 = 1,818 kW = 1818W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F Trong ñoù: F: dieän tích phoøng laïnh, F = 190m2 B: toån thaát laïnh do môû cöûa treân 1m2 phoøng laïnh, B = 2,3 W/m2 ® Q44 = 190 * 2,3 = 437W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 221 + 700 + 1818 + 437 = 3176W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phoøng tröõ ñoâng thuûy saûn Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 4404 + 0 + 0 + 3176 Q = 7580W 6.4.1.2. Chi phí laïnh cho phoøng tröõ ñoâng thöïc phaåm cheá bieán Töông töï, ta cuõng tính ñöôïc: Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) ® Q11 = [0,58 * (10 * 4,2) * 0] + [0,41 * (10 * 4,2) * (15 – (-18))] + [0,41 * (10 * 4,2) * (15 – (-18))] * 2 + [0,2 * (10 * 10) * (30 – (-18))] ® Q11 = 2665W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) K = 0,35 W/m2K, F = 10 * 10 = 100 m2, t = 3oC, ttr = -18oC. ® Q12 = 0,35 * 100 * [3 – (-18)] = 735W Xaùc ñònh Q13: Q13 = 0 * Nhö vaäy, Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 2665 + 735 + 0 = 3400W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm: Q2 = 0. Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh: Q3 = 0. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F F = 100m2, A = 1 kcal/m2h. ® Q41 = 100 * 1 = 100 kcal/h = 116W Xaùc ñònh Q42: Q42 = 700W Xaùc ñònh Q43: Q43 = 1818W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F F = 100m2, B = 3,5 W/m2. ® Q44 = 100 * 3,5 = 350W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 116 + 700 + 1818 + 350 = 2984W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phoøng tröõ ñoâng thöïc phaåm cheá bieán Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 3400 + 0 + 0 + 2984 Q = 6384W 6.4.1.3. Chi phí laïnh cho phoøng tröõ ñoâng thòt heo Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) ® Q11 = [0,58 * (4 * 4,2) * 0] + [0,46 * (4 * 4,2) * ((-4) – (-18)] + [0,41 * (6 * 4,2) * (15 – (-18))] * 2 + [0,2 * (6 * 4) * (30 – (-18))] ® Q11 = 1021W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) K = 0,35 W/m2K, F = 6 * 4 = 24 m2, t = 3oC, ttr = -18oC. ® Q12 = 0,35 * 24 * [3 – (-18)] = 176W Xaùc ñònh Q13: Q13 = 0 * Nhö vaäy, Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 1021 + 176 + 0 = 1197W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm: Q2 = 0. Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh: Q3 = 0. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F F = 24m2, A = 1 kcal/m2h. ® Q41 = 24 * 1 = 24 kcal/h = 29W Xaùc ñònh Q42: Q42 = 700W Xaùc ñònh Q43: Q43 = 1818W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F F = 24m2, B = 7 W/m2. ® Q44 = 24 * 7 = 168W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 29 + 700 + 1818 + 168 = 2715W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phoøng tröõ ñoâng thòt heo ñoâng laïnh Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 1197 + 0 + 0 + 2715 Q = 3912W 6.4.1.4. Chi phí laïnh cho phoøng tröõ ñoâng nguyeân lieäu thuûy saûn ñoâng laïnh Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) ® Q11 = [0,58 * (4 * 4,2) * 0] + [0,41 * (4 * 4,2) * (15 – (-18)] + [0,41 * (12 * 4,2) * (15 – (-18))] * 2 + [0,2 * (12 * 4) * (30 – (-18))] ® Q11 = 2052W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) K = 0,35 W/m2K, F = 12 * 4 = 48 m2, t = 3oC, ttr = -18oC. ® Q12 = 0,35 * 48 * [3 – (-18)] = 353W Xaùc ñònh Q13: Q13 = 0 * Nhö vaäy, Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 494 + 353 + 0 = 847W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm: Q2 = 0. Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh: Q3 = 0. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F F = 48m2, A = 1 kcal/m2h. ® Q41 = 48 * 1 = 48 kcal/h = 56W Xaùc ñònh Q42: Q42 = 700W Xaùc ñònh Q43: Q43 = 1818W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F F = 48m2, B = 7 W/m2. ® Q44 = 48 * 7 = 336W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 56 + 700 + 1818 + 336 = 2910W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phoøng tröõ ñoâng nguyeân lieäu thuûy saûn ñoâng laïnh Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 2052 + 0 + 0 + 2910 Q = 4962W 6.4.1.5. Chi phí laïnh cho phoøng maùt tröõ nguyeân lieäu thuûy saûn töôi soáng Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) ttr = 0oC ® Q11 = [0,46 * (4 * 4,2) * ((-18) – 0)] + [0,52 * (4 * 4,2) * (15 – 0)] + [0,52 * (12 * 4,2) * (15 – 0)] * 2 + [0,34 * (12 * 4) * (30 – 0)] ® Q11 = 1512W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) K = 0,35 W/m2K, F = 12 * 4 = 48 m2, t = 3oC, ttr = 0oC. ® Q12 = 0,35 * 48 * [3 – 0] = 50W Xaùc ñònh Q13: Q13 = 0 * Nhö vaäy, Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 1512 + 50 + 0 = 1562W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm: Q2 = Trong ñoù: G:löôïng saûn phaåm caàn laøm laïnh, taán, G = 21,77 taán/2 ngaøy : thôøi gian laøm laïnh, = 4h. i1 vaø i2: enthalpi cuûa saûn phaåm tröôùc vaø sau khi laøm laïnh, kJ/kg. i1(20) = 336,1 kJ/kg vaø i2(0) = 265,8 kJ/kg ® Q2 = = ® Q2 = 106,28 KW = 106280W Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh: Q3 = 0. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F F = 48m2, A = 1 kcal/m2h. ® Q41 = 48 * 1 = 48 kcal/h = 56W Xaùc ñònh Q42: Q42 = 700W Xaùc ñònh Q43: Q43 = , kW Q43 = 1 / 1,1 = 0,909 kW = 909W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F F = 48m2 ,B = 14 W/m2. ® Q44 = 48 * 14 = 672W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 56 + 700 + 909 + 672 = 2337W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phoøng maùt tröõ nguyeân lieäu thuûy saûn töôi soáng Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 1562 + 106280 + 0 + 2337 Q = 110179W 6.4.1.6. Chi phí laïnh cho phoøng chôø ñoâng Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) ttr = 0oC ® Q11 = [0,52 * (2 * 4,2) * (15 – 0)] * 3 + [0,4 * (2 * 4,2) * (30 – 0)] + [0,34 * (2 * 2) * (30 – 0)] ® Q11 = 338W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) K = 0,35 W/m2K, F = 2 * 2 = 4 m2, t = 3oC, ttr = 0oC. ® Q12 = 0,35 * 4 * [3 – 0] = 4W Xaùc ñònh Q13 Q13 = K * F * qb Trong ñoù: K: heä soá truyeàn nhieät cuûa vaùch bao che, K = 0,4 W/m2K. F: beà maët cuûa vaùch bao che bò böùc xaï maët trôøi, F = 2 * 4,2 = 8,4m2 qb : nhieät ñoä dö ñaëc tröng cho böùc xaï maët trôøi, qb = 4,6oC ® Q13 = 0,4 * 8,4 * 4,6 = 15,5W * Nhö vaäy, Q1 = Q11 + Q12 + Q13 = 338 + 4 + 15,5 = 358W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm: Q2 = G = 1,042 taán, = 1h, i1(20) = 336,1 kJ/kg vaø i2(0) = 265,8 kJ/kg. ® Q2 = = ® Q2 = 20,348 kW = 20348W Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh: Q3 = 0. Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F F = 4m2, A = 1 kcal/m2h. ® Q41 = 4 * 1 = 4 kcal/h = 5W Xaùc ñònh Q42: Q42 = 700W Xaùc ñònh Q43: Q43 = 909W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F F = 4m2, B = 11,6 W/m2. ® Q44 = 4 * 11,6 = 46W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 5 + 700 + 909 + 46 = 1660W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phoøng chôø ñoâng Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 358 + 20348 + 0 + 1660 Q = 22366W 6.4.1.7. Chi phí laïnh cho moâi tröôøng laøm vieäc beân trong phaân xöôûng saûn xuaát Q1: Toån thaát laïnh ra moâi tröôøng xung quanh. Q1 = Q11 + Q12 + Q13 Xaùc ñònh Q11 Q11 = K * F * (tng – ttr) Vì vaùch tieáp xuùc vôùi ngoaøi trôøi neân: tng = ttb + 0,25 * tmax Trong ñoù: ttb: nhieät ñoä trung bình trong 1 thaùng noùng nhaát, ttb = 29oC tmax: nhieät ñoä cöïc ñaïi tuyeät ñoái taïi nôi xaây döïng nhaø maùy laïnh. tmax = 38oC ® tng = 29 + 0,25 * 38 = 38,5oC ttr = 15oC ® Q11 = 0,58 * (72 * 4,2) * (38,5 – 15) * 2 + 0,58 * (42 * 4,2) * (38,5 – 15) * 2 + [0,41 * (72 * 42) * (38,5 – 15)] ® Q11 = 42188W Xaùc ñònh Q12 Q12 = K * F * (t – ttr) K = 0,35 W/m2K, F = 72 * 42 = 3024 m2, t = 3oC, ttr = 15oC. ® Q12 = 0,35 * 3024 * [3 – 15] = -12701W Q12DL = 0 Q12MN = -12701W Xaùc ñònh Q13: Q13 = K * F * qb Trong ñoù: K: heä soá truyeàn nhieät cuûa vaùch bao che, K = 0,58 W/m2K. F: beà maët cuûa vaùch bao che bò böùc xaï maët trôøi qb : nhieät ñoä dö ñaëc tröng cho böùc xaï maët trôøi. ® Q13 = 0,58 * (72 * 4,2) * 5,6 + 0,58 * (72 * 4,2) * 4,6 + 0,58 * (42 * 4,2) * 5,6 + 0,58 * (42 * 4,2) * 4,6 = 2833W * Nhö vaäy, Q1MN = Q11 + Q12 + Q13 = 42188 + (-12701) + 2833 = 32320W Q1DL = Q11 + Q12 + Q13 = 42188 + 0 + 3310 = 45021W Q2: toån thaát laïnh ñeå laøm laïnh saûn phaåm: Q2 = 0. Q3: toån thaát laïnh ñeå thoâng gioù phoøng laïnh: Q3 = 0. Q3 = n * V * r * (ing – itr ) Trong ñoù: n: soá ngöôøi soáng hoaëc laøm vieäc trong phoøng, n = 103 + 203 = 306. V: nhu caàu khoâng khí töôi cho 1 ngöôøi, V = 20 m3/h. r: khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí, r = 1,222 kg/m3. ing vaø itr: enthalpy cuûa khoâng khí beân ngoaøi vaø beân trong phoøng. ing(38) = 113,5 kJ/kg vaø itr(15) = 95,1 kJ/kg ® Q3 = 306 * 20 * 1,222 * (113,5 – 95,1 ) = 137607 kJ/h = 38224W Q4: toån thaát laïnh trong vaän haønh. Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Xaùc ñònh Q41 Q41 = A * F F = 72 * 42 = 3024m2, A = 4 kcal/m2h. ® Q41 = 3024 * 4 = 12096 kcal/h = 14045W Xaùc ñònh Q42 Q42 = 0,35 * n, kW ® Q42 = 0,35 * (103 + 203) = 107 kW = 10700W Xaùc ñònh Q43 Q43 = , kW Trong ñoù: N: coâng suaát ñoäng cô ñieän, choïn N = 100 kW K: heä soá döï tröõ coâng suaát ñoäng cô ñieän, K = 1,1. ® Q43 = 100 / 1,1 = 90,909 kW = 90909W Xaùc ñònh Q44 Q44 = B * F F = 3024m2, B = 5,8 W/m2. ® Q44 = 3024 * 5,8 = 17539W * Nhö vaäy, Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 = 14045 + 10700 + 90909 + 17539 Q4 = 133193W Toång toån thaát laïnh ñoái vôùi phaân xöôûng saûn xuaát Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 45498 + 0 + 38224 + 133193 = 216915W 6.4.2. Chu trình laïnh vaø choïn maùy neùn Söû duïng taùc nhaân laïnh laø NH3 6.4.2.1. Caùc phoøng tröõ ñoâng Caùc phoøng tröõ ñoâng bao goàm: Phoøng tröõ ñoâng thuûy saûn (1). Phoøng tröõ ñoâng thöïc phaåm cheá bieán (2). Phoøng tröõ ñoâng nguyeân lieäu thuûy saûn ñoâng laïnh (3). Phoøng tröõ ñoâng thòt heo (4). Baûng 6.2 : Toång keát caùc keát quaû tính toaùn nhieät ôû caùc phoøng tröõ ñoâng [5] Teân Q1 (W) Q2 (W) Q3 (W) Q4 (W) Q (W) Maùy neùn (MN) Daøn laïnh (DL) MN DL MN DL MN DL MN DL 1 4404 4404 0 0 0 0 =0,75*3176 =2382 3176 6786 7580 2 3400 3400 0 0 0 0 =0,75*2984 =2238 2984 5638 6384 3 2052 2052 0 0 0 0 =0,75*2910 =2183 2910 4235 4962 4 1197 1197 0 0 0 0 =0,75*2715 =2036 2715 3233 3912 Toång coäng 19882 22838 Do coù theâm toån thaát laïnh treân ñöôøng oáng vaø trong caùc thieát bò neân naêng suaát laïnh cuûa maùy neùn laø: Q0 = 1,07 * QMN = 1,07 * 19892 = 21284 W = 21,284 kW Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa chu trình laïnh Nhieät ñoä soâi cuûa moâi chaát laïnh: t0 = tb – t0 Vôùi tb: nhieät ñoä buoàng laïnh, tb = -18oC t0: hieäu nhieät ñoä yeâu caàu, t0 = 8 – 13oC, choïn t0 = 12oC ® t0 = (-18) – 12 = -30oC Nhieät ñoä ngöng tuï: tk = tw2 + tk (thieát bò ngöng tuï laøm maùt baèng nöôùc) Vôùi tw2: nhieät ñoä nöôùc ra khoûi bình ngöng tw2 = tw1 + (2 – 6oC) tw1: nhieät ñoä nöôùc tuaàn hoaøn vaøo bình ngöng, choïn tw1 = 31oC tw2 = 31 + 4 = 35oC tk: hieäu nhieät ñoä yeâu caàu, tk = 4 – 6oC, choïn tk = 5oC ® tk = 35 + 5 = 40oC * Töø: t0 = -30oC ® P0 = 1,198 bar = 0,1198 MPa tk = 40oC ® Pk = 15,559 bar = 1,5559 MPa Vì tyû soá neùn = Pk / P0 = 13> 9 neân ta söû duïng chu trình laïnh 2 caáp, bình trung gian oáng xoaén. AÙp suaát trung gian: Ptg = = =0,4317 MPa ® ttg = 0oC ® 2 = Ptg / P0 = 0,4317 / 0,1198 = 3,6 Nhieät ñoä quaù laïnh: t6 = t9 + (3 – 5oC) = 0 + 4 = 4oC Choïn tql = 4oC ® t5 = t5’ – 4 = 40 – 4 = 36oC Nhieät ñoä hôi huùt: th = t0 + (5 – 15oC) = -30 + 10 = -20oC Hình 6.1: Chu trình 2 caáp neùn bình trung gian coù oáng xoaén [5] Baûng 6.3: Thoâng soá caùc ñieåm nuùt chu trình [7] Ñieåm nuùt t (oC) P (Mpa) h (kJ/kg) V (m3/kg) Traïng thaùi taùc nhaân laïnh 1’ -30 0,1198 1722 Hôi baõo hoøa 1 -20 0,1198 1 Hôi quaù nhieät 2 65 0,4317 1925 Hôi quaù nhieät 3º8 0 0,4317 1760 0,3 Hôi baõo hoøa 4 95 1,5559 Hôi quaù nhieät 5’ 40 1,5559 Loûng baõo hoøa 5 36 1,5559 Loûng quaù laïnh 6 4 1,5559 520 Loûng quaù laïnh 7 0 0,4317 670 Hôi aåm 9 0 0,4317 Loûng baõo hoøa 10 -30 0,1198 520 Hôi aåm Choïn maùy neùn Tính caáp aùp thaáp Naêng suaát laïnh rieâng: q0 = h1’ – h10 = 1722 – 520 = 1202 kJ/kg Löu löôïng hôi thöïc teá: m1 = = = 0,018 kg/s Theå tích huùt thöïc teá cuûa maùy neùn: VttHA = m1 * v1 = 0,018 * 1 = 0,018 m3/s Heä soá caáp maùy neùn haï aùp: lHA = Vôùi: c: tyû soá theå tích cheát, c = 0,03 – 0,05, choïn c = 0,05 P0 = Ptg = 0,005 – 0,01 MPa, choïn P0 = Ptg = 0,01 MPa ® lHA = ® lHA = 0,69 Theå tích huùt lyù thuyeát caáp haï aùp: VltHA = = = 0,026 m3/s = 94 m3/h ® Choïn 1 maùy neùn 1 caáp loaïi 4A cuûa haõng MYCOM coù VltMN = 129,3 m3/h Vôùi Pittong : D =95 mm, S = 76 mm Soá xilanh : z = 4 Toác ñoä quay : 1000 v/ph Naêng suaát laïnh : 5 taán laïnh Nhaät Baûn = 19,3 kW Tính caáp aùp cao (bình trung gian oáng xoaén) Löu löôïng hôi thöïc teá qua maùy neùn caáp cao, do h5 = h7 neân: m3 = m1 * = 0,018 * = 0,023 kg/s Theå tích huùt thöïc teá: VttCA = m3 * v3 = 0,023 * 0,3 = 0,007 m3/s Heä soá caáp maùy neùn cao aùp: lCA = ® lCA = ® lCA = 0,74 Theå tích huùt lyù thuyeát cao aùp: VltCA = = = 0,0095 m3/s = 34 m3/h ® Choïn 1 maùy neùn 1 caáp loaïi 2A cuûa haõng MYCOM coù VltMN = 58,2 m3/h Vôùi Pittong : D =95 mm, S = 76 mm Soá xilanh : z = 2 Toác ñoä quay : 900 v/ph Naêng suaát laïnh : 7,8 taán laïnh Nhaät Baûn = 30 kW 6.4.2.2. Phoøng chôø ñoâng vaø phoøng maùt Baûng 6.4: Toång keát caùc keát quaû tính toaùn nhieät ôû phoøng chôø ñoâng vaø phoøng maùt [5] Teân Q1 (W) Q2 (W) Q3 (W) Q4 (W) Q (W) Maùy neùn (MN) Daøn laïnh (DL) MN DL MN DL MN DL MN DL PCÑ 358 350 0 0 0 0 =0,75*1660 =1245 1660 1603 2010 PM 1562 1562 0 0 0 0 =0,75*2337 =1753 2337 3315 3899 Toång coäng 4918 5909 Do coù theâm toån thaát laïnh treân ñöôøng oáng vaø trong caùc thieát bò neân naêng suaát laïnh cuûa maùy neùn laø: Q0 = 1,07 * QMN = 1,07 * 4918 = 5262 W = 5,262 kW Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa chu trình laïnh Nhieät ñoä soâi cuûa moâi chaát laïnh: t0 = tb – t0 Vôùi tb: nhieät ñoä buoàng laïnh, tb = 0oC t0: hieäu nhieät ñoä yeâu caàu, t0 = 8 – 13oC, choïn t0 = 10oC ® t0 = 0 – 10 = -10oC Nhieät ñoä ngöng tuï tk = tw2 + tk (thieát bò ngöng tuï laøm maùt baèng nöôùc) Vôùi tw2: nhieät ñoä nöôùc ra khoûi bình ngöng tw2 = tw1 + (2 – 6oC) tw1: nhieät ñoä nöôùc tuaàn hoaøn vaøo bình ngöng, choïn tw1 = 31oC ® tw2 = 31 + 4 = 35oC tk: hieäu nhieät ñoä yeâu caàu, tk = 4 – 6oC, choïn tk = 5oC ® tk = 35 + 5 = 40oC * Töø: t0 = -10oC ® P0 = 0,2914 MPa tk = 40oC ® Pk = 1,5559 Mpa Vì tyû soá neùn = Pk / P0 = 5,3 < 9 neân ta söû duïng chu trình laïnh 1 caáp. Hình 6.2: Chu trình 1 caáp amoniac [5] Nhieät ñoä quaù laïnh: tql = tw1 + (3 – 5oC) = 31 + 4 = 35oC Nhieät ñoä hôi huùt: th = t0 + (5 – 15oC) = -10 + 5 = -5oC Baûng 6.5: Thoâng soá caùc ñieåm nuùt chu trình [7] Ñieåm nuùt t (oC) P (MPa) h (kJ/kg) V (m3/kg) Traïng thaùi taùc nhaân laïnh 1’ -10 0,2914 1749 Hôi baõo hoøa 1 -5 0,2914 0,45 Hôi quaù nhieät 2 110 1,5559 Hôi quaù nhieät 2’ 40 1,5559 Hôi baõo hoøa 3’ 40 1,5559 Loûng baõo hoøa 3 35 1,5559 Loûng quaù laïnh 4 -10 0,2914 665 Hôi aåm Choïn maùy neùn Naêng suaát laïnh rieâng: q0 = h1’ – h4 = 1749 – 665 = 1084 kJ/kg Löu löôïng moâi chaát qua maùy neùn: mtt = = = 0,005 kg/s Theå tích huùt thöïc teá: Vtt = mtt * v1 = 0,005 * 0,45 = 0,0023 m3/s Heä soá caáp: l = ® l = ® l = 0,63 Theå tích huùt lyù thuyeát: Vlt = = =0,0037 m3/s = 13 m3/h ® Choïn 1 maùy neùn 1 caáp loaïi 2A cuûa haõng MYCOM coù VltMN = 58,2 m3/h 6.4.2.3. Phaân xöôûng saûn xuaát Baûng 6.6 : Toång keát caùc keát quaû tính toaùn nhieät cho phaân xöôûng [5] Q1 (W) Q2 (W) Q3 (W) Q4 (W) Q (W) Maùy neùn (MN) Daøn laïnh (DL) MN DL MN DL MN DL MN DL 32320 45021 0 0 38224 38224 =0,75*133193 =99895 133193 170439 216438 Do coù theâm toån thaát laïnh treân ñöôøng oáng vaø trong caùc thieát bò neân naêng suaát laïnh cuûa maùy neùn laø: Q0 = 1,07 * QMN = 1,07 * 170439 = 182370 = 182,37 kW Xaùc ñònh caùc thoâng soá cuûa chu trình laïnh Nhieät ñoä soâi cuûa moâi chaát laïnh: t0 = tb – t0 Vôùi tb: nhieät ñoä buoàng laïnh, tb = 15oC t0: hieäu nhieät ñoä yeâu caàu, t0 = 8 – 13oC, choïn t0 = 5oC ® t0 = 15 + 5 = 20oC Nhieät ñoä ngöng tuï tk = tw2 + tk (thieát bò ngöng tuï laøm maùt baèng nöôùc) Vôùi tw2: nhieät ñoä nöôùc ra khoûi bình ngöng tw2 = tw1 + (2 – 6oC) choïn tw1 = 31oC ® tw2 = 31 + 4 = 35oC tk: hieäu nhieät ñoä yeâu caàu, tk = 4 – 6oC, choïn tk = 5oC ® tk = 35 + 5 = 40oC * Töø: t0 = 20oC ® P0 = 0,8582 MPa tk = 40oC ® Pk = 1,5559 MPa Vì tyû soá neùn = Pk / P0 = 1,8 < 9 neân ta söû duïng chu trình laïnh 1 caáp (chu trình laïnh xem hình 6.2). Nhieät ñoä quaù laïnh: tql = tw1 + (3 – 5oC) = 31 + 4 = 35oC Nhieät ñoä hôi huùt: th = t0 + (5 – 15oC) = 20 + 5 = 25oC Baûng 6.7: Thoâng soá caùc ñieåm nuùt chu trình [7] Ñieåm nuùt t (oC) P (MPa) h (kJ/kg) V (m3/kg) Traïng thaùi taùc nhaân laïnh 1’ 20 0,8582 1777 Hôi baõo hoøa 1 25 0,8582 0,16 Hôi quaù nhieät 2 70 1,5559 Hôi quaù nhieät 2’ 40 1,5559 Hôi baõo hoøa 3’ 40 1,5559 Loûng baõo hoøa 3 35 1,5559 Loûng quaù laïnh 4 20 0,8582 665 Hôi aåm Choïn maùy neùn Naêng suaát laïnh rieâng: q0 = h1’ – h4 = 1777 – 665 = 1112 kJ/kg Löu löôïng moâi chaát qua maùy neùn: mtt = = = 0,164 kg/s Theå tích huùt thöïc teá: Vtt = mtt * v1 = 0,164 * 0,16 = 0,0262 m3/s Heä soá caáp: l = ® l = ® l = 0,89 Theå tích huùt lyù thuyeát: Vlt = = =0,0294 m3/s = 106 m3/h ® Choïn 1 maùy neùn 1 caáp loaïi 4A cuûa haõng MYCOM coù VltMN = 129,3 m3/h Baûng 6.8: Toång keát chu trình laïnh vaø maùy neùn Teân Chu trình laïnh Maùy neùn söû duïng Caùc phoøng tröõ ñoâng 2 caáp, bình trung gian oáng xoaén Haï aùp: 1 caáp loaïi 4A haõng MYCOM, VltMN = 129,3 m3/h Cao aùp: 1 caáp loaïi 2A haõng MYCOM, VltMN = 58,2 m3/h Phoøng chôø ñoâng vaø phoøng maùt 1 caáp 1 caáp loaïi 2A haõng MYCOM, VltMN = 58,2 m3/h Phaân xöôûng saûn xuaát 1 caáp 1 caáp loaïi 4A haõng MYCOM, VltMN = 129,3 m3/h