Đồ Án Thiết Kế Kho Lạnh Bảo Quản Thực Phẩm Với Dung Tích 50 Tấn.pdf

Trường CĐ Đường Sắt Đồ Án Thiết Kế Kho Lạnh MỤC LỤC lêi nãi ®Çu 2 ch¦¬ng I bè trÝ mÆt b»ng VÀ dung tÝch kho l¹nh 3 I yªu cÇu khi thiÕt kÕ mÆt b»ng kho l¹nh 3 II yªu cÇu chung ®èi víi phßng m¸y 5 III P[.]

MỤC LỤC

lời nói đầu 2

chƯơng I: bố trí mặt bằng VÀ dung tích kho lạnh ………… 3

I yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh 3

II yêu cầu chung đối với phòng máy 5

III Phân loại kho lạnh 5

1 Đặc điểm kho lạnh

2 Phân loại buồng lạnh

IV Xác định số lƯợng VÀ kích thƯớc kho lạnh 6

1 Dung tích kho lạnh

2 Diện tích chất tải

3 Tải trọng đặt trên nền

4 Diện tích lạnh cần xây dựng

5 Xác định số buồng lạnh cần xây dựng

6 Vậy diện tích thực tế kho lạnh cần xây dựng là

CHƯƠNG II: TÍNH CHU TRèNH VÀ CHỌN MÁY NẫN 10

1 Sơ lược về chu trỡnh

2 Nhiệt độ (t0) ngưng tụ

3 Tớnh toỏn chu trỡnh lạnh 11

CHƯƠNG III: CHỌN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ, BAY HƠI VÀ 14

I Tính chọn dàn ngƯng 14

ii tính chọn dàn bay hơi 16

III chọn tháp giải nhiệt 17

iv các thiết bị phụ khác 18

1.Bỡnh chứa cao ỏp 18

2 Bỡnh tỏch dầu

3 Bỡnh tỏch lỏng 19

4.Van tiết lưu cõn bằng trong 20

5 Rơ le ỏp suất cao - thấp (Rơ le ỏp suất kộp) 21

6 Rơle hiệu ỏp dầu 19

7 Van điện từ 22

8.Van một chiều Van một chiều thẳng dũng 22

9 Van khoỏ - Van chặn 22

10 Van tiết lưu tự động 23

11 Bộ lọc ẩm cơ khớ 25

12 Các thiết bị đường ống 26

13 Rơle nhiệt độ 33

CHƯƠNG IV: HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA KHO LẠNH 34

I GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG KHO LẠNH 34

1/ Các thiết bị điều khiển 34

a Aptomat (MCCB) 34

b Rơ le nhiệt bảo vệ quá dòng và quá nhiệt (OCR) 35

c Công tắc tơ và rơ le trung gian 38

2/ Rơ le bảo vệ áp suất và thermostat 39

a Rơ le áp suất dầu 39

b Rơ le áp suất cao HP và rơ le áp suất thấp LP 40

c Thermostat 43

d Rơ le bảo vệ áp suất nước (WP) và rơ le lưu lượng (Flow Switch) 45

II TÍNH TOÁN CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ ĐIỀU KHIỂN 45

1 Áptômát (MCCB) ………46

2 Rơle nhiệt (OCR) 46

3 Chọn dây dẫn 46

III . MẠCH ĐỘNG LỰC VÀ MẠCH ĐIỀU KHIỂN ……… 49

1 Mạch động lực 49

2 Mạch khởi động sao tam giác 50

3 Mạch bảo vệ áp suất dầu 52

4 Mạch giảm tải 55

5 Mạch bảo vệ áp suất cao 57

6 Mạch bảo vệ quá dòng 57

7 Mạch điều khiển và bảo vệ bơm, quạt giải nhiệt 57

8 Mạch bảo vệ áp suất nước 59

9 Mạch cấp dịch và điều khiển quạt dàn lạnh 60

10 Mạch xã Băng 63

11 Mạch Chuông Báo Động Sự Cố 66

lời nói đầu

Trong những năm qua kỹ thuật lạnh đã có những thay đổi quan trọng trên thế giới

và ở cả Việt Nam ta Nó thực sự đã đi sâu vào hết các ngành kinh tế đang phát triển nhanh và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó Đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm, chế biến bảo quản thịt cá, rau quả

Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh Những thành tựu về khoa học kỹ thuật đã đuợc ứng dụng rộng rãi vào trong các ngành công nghiệp cũng như nông nghiệp Do đó năng suất lao động ngày càng tăng, sản phẩm làm ra ngày càng nhiều

mà nhu cầu tiêu dùng còn hạn chế dẫn đến sản phẩm dư thừa Để tiêu thụ hết những sản phẩm dư thừa đó thì nguời ta phải chế biến và bảo quản nó bằng cách làm lạnh đông để xuất khẩu Nhưng nuớc ta hiện nay còn rất ít những kho lạnh bảo quản, không đáp ứng

đủ nhu cầu

Truớc tình hình đó với những kiến thức đã học và cùng với sự hướng dẫn tận tình

của thầy giáo Nguyễn Hoàng Phong chúng em xin làm đồ án với đề tài "Thiết kế kho

lạnh bảo quản thực phẩm với dung tích 50 tấn" đựơc đặt tại Nga Sơn - Thanh Hóa

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Hoàng Phong đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này trong thời gian sớm nhất

Tuy nhiên bằng những kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế cùng với thời gian còn hạn hẹp, đồ án của chúng em không thể tránh khỏi những thiếu sót Em kính mong thầy có ý kiến để em hoàn thành đồ án tốt nhất !

Bình Dương, ngày 25 tháng 04 năm 2010

chƯơng I

bố trí mặt bằng VÀ dung tích kho lạnh

I yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh

* Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh bảo quản

Quy hoạch mặt bằng là bố trí nơi sản xuất phù hợp với dây truyền công nghệ, sản phẩm đi theo dây truyền không gặp nhau, không chồng chéo lên nhau,

đan xen lẫn nhau

- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi, rẻ tiền chi phí đầu tư thấp

- Phải đảm bảo kỹ thuật an toàn, chống cháy nổ

- Mặt bằng khi quy hoạch phải tính đến khả năng mở rộng phân xuởng hoặc

xí nghiệp

Quy hoạch mặt bằng kho bảo quản cần phải đảm bảo việc vận hành tiện lợi,

rẻ tiền: Cơ sở chính để giảm chi phí vận hành là làm giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho, giảm thể tích và giảm dòng nhiệt, dòng nhiệt qua vách thì cần giảm diện tích xung quanh Vì trong các dạng hình học khối hình chữ nhật có diện tích lớn nhất Để giảm cần làm dạng hình lập phuơng khi đó đứng về mặt sắp xếp hàng hoá thì không có lợi, do đó để giảm dòng nhiệt qua vách cần hợp nhất các phòng lạnh thành một khối gọi là Block lạnh bởi vì việc xây lắp phân tán các kho lạnh ra không những tăng tổn thất nhiệt qua vách, còn làm tăng phân tán các kho lạnh ra còn làm tăng chi phí nguyên vật liệu

- Biện pháp để giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho bảo quản chúng ta tìm cách

ngăn chặn, khi chúng ta mở cửa kho bảo quản đối với những kho tiếp xúc bên ngoài

Giảm dòng nhiệt xâm nhập khi mở cửa kho bảo quản thực hiện những cách sau:

+ Dùng màng che chắn việc đi lại khó khăn trong khi làm việc

+ Xây dựng hành lang đệm

+ Làm màng gió để chắn (quạt đặt trên cửa) công tắc quạt gắn liền với cánh cửa, khi cửa mở thì quạt chạy, nguợc lại khi đóng quạt dừng

+ Quy hoạch phải tính đến đặc điểm của hệ thống lạnh

Hệ thống lạnh kho bảo quản lạnh nhiệt để không khí là 00C

Nền kho phải tiếp xúc với mặt đất sau một thời gian dài làm cho nền kho hạ thất nhiệt độ xuống Khi nền hạ xuống nhiệt độ 00C thì có hiện tuợng nuớc trong

đất đóng băng

Nền kho về mặt vật lý khi đạt 00C, nuớc trong nền đất đóng băng có hiện tuợng chuyển pha từ lỏng sang rắn Do đó nó sẽ hồi lên phá vỡ cấu trúc xây dựng của kho Vậy để tránh hiện tuợng này ta làm như sau:

+ Không bố trí kho bảo quản có nhiệt độ thấp sát mặt đất, khi có điều kiện nên bố trí trên cao

+ Nền kho xây các ống thông gió đuờng kính 20 - 30cm, đuợc xây dựng cách nhau 15 15(m) tạo điều kiện cho không khí tuần hoàn qua hệ thống này làm cho nền đất có nhiệt độ nền đất không thay đổi

+ ở nuớc ta thuờng xảy ra lũ lụt cho nên các kho bảo quản thuơng đư c xây ợ lắp cao hơn mặt đất, do vậy khoảng trống duới nền kho chính là khoảng thông gió

II yêu cầu chung đối với phòng máy

- Phòng máy là khu vực hết sức quan trọng của xí nghiệp Do đó nó cần đạt các yêu cầu sau:

- Phòng máy và tổ hợp máy không đuợc làm liền với móng tuờng và các kết cấu xây dựng khác

- Khoảng cách giữa các tổ hợp máy phải đuợc đảm bảo lớn hơn 1(m) và giữa

tổ hợp máy với tuờng không nhỏ hơn 0,8 (m)

- Phòng máy phải có 2 cửa riêng biệt cách xa nhau Trong đó ít nhất phải có một cửa thông với bên ngoài

- Phòng máy và các thiết bị phải có hệ thống thông gió, phải đảm bảo thay

đổi không khí 3 lần/ ngày Hệ thống gió phải đảm bảo lưu luợng không khí thay đổi

Thuờng dùng cho các trung tâm thành phố, các khu công nghiệp để bảo quản thực phẩm hoặc phân phối điều hoà cho cả năm

Phần lớn các sản phẩm đua đến đây đuợc gia lạnh chế biến ở nơi khác đưa

đến để bảo quản

Dung tích của kho lạnh 50 tấn

2 Phân loại buồng lạnh

+ Buồng bảo quản lạnh

- Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,5 - 00C

Với độ ẩm tương đối từ 90 - 95% các sản phẩm bảo quản như thịt cá, rau quả có thể đuợc đóng trong các bao bì đặt lên giá kho lạnh

- Buồng lạnh đuợc trang bị các dàn lạnh không khí kiểu gắn tuờng treo trên trần đối lưu không khí tự nhiên hoặc cuỡng bức bằng quạt

bảo quản trong kho, đặc điểm kho lạnh

2 Diện tích chất tải

- Diện tích chất tải đuợc xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải

F = V/h

F: Diện tích chất tải; m2

h: chiều cao chất tải (m)

Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho Chiều cao này phụ thuộc vào phuơng pháp bốc dỡ, bao bì đựng hàng nó có thể đuợc xác định bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh và không gian cần thiết để nâng

và dỡ hàng Với kho lạnh một tầng chọn h = 4 (m) khi đó chiều cao chất tải là 3(m)

Cũng cơ thể không dùng hành lang nhưng sản phẩm theo dây truyền không

đuợc gặp nhau

- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư nhỏ nhất Cần sử dụng rộng rãi các

điều kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích lạnh phụ trợ nhưng vẫn

đảm bảo tiện nghi

Giảm công suất thiết bị đến mưc thấp nhất Giảm công suất thiết bị thấp nhất

- Quy hoach mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền

- Quy hoạch phải đảm bảo lối đi lại thuận tiện cho việc bốc xếp thủ công hay cơ giới thiết kế

Chiều rộng kho lạnh một tầng không quá 40(m)

Chiều rộng kho lạnh một tầng phù hợp với khoảng vuợt lớn nhất là 12 (m) Kho lạnh có dung tích đến 50t không cần bố trí đuờng sắt chỉ cần một sân

bốc dỡ ô tô dọc theo chiều dài kho

Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các kho lạnh cùng nhiệt độ nhóm vào một khối

- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn Điều này rất quan trọng với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị lạnh do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ duới lên

- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật an toàn phòng cháy chữa cháy Khi thiết kế phải tính thêm khả năng mở rộng kho lạnh.

ChƯơng II tính chu trình và chọn máy nén

1 Sơ lược về chu trỡnh :

- Mụi chất sử dụng trong chu trỡnh là NH3

- Chọn nhiệt độ sụi của mụi chất trong dàn lạnh thấp hơn nhiệt độ buồng

lạnh 10 0 C

vậy ta chọn

t

= -23

C

Qo = 100kW

2 Nhiệt độ (t0) ngưng tụ

- Phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ theo đề

tài của em, em chọn dàn ngưng giải nhiệt bằng nuớc

tk = tw2 +

tk

Trong đó: tw2 là t0 nuớc ra khỏi thiết bị ngưng tụ

∆tk: hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu ∆tk = 3 - 50C

- Nhiệt độ nước đầu ra và đầu vào chênh lệch nhau từ 2 - 60C và phụ thuộc vào kiểu bình ngưng Theo đề tài của em, em chọn là các loại bình ngưng ống vỏ nằm ngang:

Tk

1 4

THIẾT BỊ PHỤ

I Tính chọn dàn ngƯng

Q k = K.F. ∆t tb

Với:

Q k : phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ (kw)

F: diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

∆t tb : hiệu nhiệt độ trung bình logarit k

vỏ (mm)

Chiều dài

Số ống

Tải nhiệt Max (kw) Số nối

k t t b

∆

ii tÝnh chän dµn bay h¬i

- Cũng giống như thiết bị ngưng tụ tính toán thiết bị bay hơi chủ yếu để thiết

kế và kiểm tra diện tích trao đổi nhiệt cần thiết theo các thông số cho trước như độ bay hơi.

Hình : Cấu tạo Thiết bị bay hơi ống vỏ kiểu ngập

Nguyên tắc làm việc trong loại TBBH này là môi chất lạnh sôi,bay hơi, bên trong ống trao đổi nhiệt, thu nhiệt của chất lỏng di chuyển bên ngoài để làm lạnh chất lỏng Môi chất lạnh tiết lưu vào thiết bị theo ngả số 1 phân bố đều trong các ống trao đổi nhiệt, nước muối vào ống số 7 và ra ống số 3, các vách ngăn số 4 tạo thành dòng chảy zic zắc cho nước muối nhằm tăng cường sự trao đổi nhiệt Sau khi bay hơi làm lạnh, hơi môi chất được hút về máy nén theo đường ống số 9.

Ưu điểm của thiết bị loại này là khơng bị đĩng băng trong đường ống Tồn

bộ thân, nắp và đường ống dẫn vào bình đều phải bọc cách nhiệt

III chän th¸p gi¶i nhiƯt

Yêu cầu và nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là phải thải được toàn bộ lượng nhiệt do quá trình ngưng tụ của môi chất lạnh trong bình ngưng toả ra , thực chất là giảm nhiệt độ của chất tải nhiệt trung gian là nước , nhờ quat gió và giàn phun mưa nước bay hơi một phần và giảm nhiệt độ xuống mức yêu cầu và bơm trở lại dàn ngưng thực hiện quá trình ngưng tụ môi chất

Theo tính tốn ở trên ta cĩ:

Nhiệt độ nước ra khỏi tháp là: T w1 = 27 0 C

Nhiệt độ nước vào tháp: T w2 = 30 0 C

Nhiệt độ ngưng tụ: T k = 33 0 C

iv c¸c thiÕt bÞ phô kh¸c

1.Bình chứa cao áp :

- Nhiệm vụ

Bình chứa cao áp dùng để chứa môi chất sau khi ngưng dàn ngưng và giải phóng bề mặt TĐN thiết bị phụ duy trì cấp lỏng liên tục cho van tiêu ,vị trí lắp đặt sau dàn ngưng và trước van tiết lưu

- Cấu tạo

Bình chứa cao áp được lắp đặt sau dàn ngưng và trước van tiết lưu ,theo quy định về an toàn thì Bình chứa cao áp phải chứa được 30% thể tích của toàn bộ hệ thống dàn bay hơi (tất cả dàn tĩnh và dàn quạt) trong hệ thống lạnh cú bồn cấp môi chất lạnh từ trên là 60% thể tích dàn trong HTL cấp môi chất lạnh từ dưới lên khi vận hành chất lỏng của bình chứa cao áp đồng bộ với hệ thống lạnh là loại nằm ngang cấu tạo như hình vẽ.

- Nhiệm vụ: Tác dầu cuốn theo hơi nén không cho dầu đi vào bình ngưng mà

dẫn dầu quay trở lại MN.

Bình tách dầu được lắp và đường đẩy của MN để dầu tách ra khỏi đường ống nén trước khi vào thiết bị ngưng tụ.

3 Bình tách lỏng :

- Nhiệm vụ

Tách các giọt môi chất lỏng khỏi buồng hơi hút về máy nén theo nguyên lý làm thay đổi theo hướng thay đổi và giảm vận tốc dòng chảy để cho MN không hút phải lỏng và gây va đập thuỷ lực hư hỏng MN

Để đảm bảo máy hệ thống hoạt động an toàn và tin cậy Mặt khác để thực hiện

dễ dàng các thao tác bảo dưỡng sửa chữa người ta lắp đặt các thiết bị đông hoá cho các HTL

4.Van tiết lưu cân bằng trong :

Van tiết lưu tự động bảo đảm nhiệt độ và áp suất bay hơi ở điều kiện tối ưu tránh cho máy nén không bị hút hơi ẩm

Van tiết lưu cân bằng trong

Hoạt động:

Gọi P1 là áp suất của khí trong ống cảm nhiệt, P0 là áp suất của dàn lạnh TEV hoạt động dựa vào tín hiệu độ quá nhiệt hơi hút về MN, tạo ra sự so sánh giữa P1 và P0.

Khi dàn lạnh thiếu gas, hơi hút về MN bị tăng độ quá nhiệt, khí trong ống cảm giãn nở, P1 > P0 đẩy màng áp suất võng xuống, kim van mở lớn lỗ tiết lưu, gas

5 Rơ le áp suất cao - thấp (Rơ le áp suất kép) :

- Được tổ hợp chúng lại trong 1 vỏ thực hiện chức năng của cả 2 rơle ngắt điện cho máy nén lạnh khi áp suất cao vượt qua mức cho phép và khi áp suất thấp hạ xuống quá mức cho phép

- Việc đóng điện cho MN khi áp suất cao giảm xuống và áp suất thấp tăng lên trong phạm vi an toàn cũng được thực hiện tự động bằng tay với nút ấn Resét

ngoài hoặc bằng tay với tay đòn resét phía trong vỏ như đã mô tả ở trên

- Re le áp suất kép được sản xuất cho cả môi chất frêôn và amôniăc.

6 Rơle hiệu áp dầu :

Rơle hiệu áp dầu sử dụng trong kỹ thuật lạnh chủ yếu để bảo vệ sự bôi trơn hoàn hảo của MN do áp suất trong khoang tắc te máy nén luôn thay đổi nên không thể đảm bảo an toàn cho việc bôi trơn MN Chính vì vậy hiệu áp suất dầu (trừ hiệu

áp suất dầu trong các te hay P 0 ) mới là đại lượng đánh giá chính xác chế độ bôi trơn yêu cầu của MN Hiệu áp suất dầu cần thiết do nhà chế tạo MN quy định Ap ≥ 0,7 bar Khi hiệu áp suất dầu thấp hơn mức quy định thì Re le hiệu áp dầu ngắt mạch bằng rơle thời gian.

8.Van một chiều Van một chiều thẳng dòng :

Trong một số hệ thống lạnh người ta thiết kế chu trình chỉ cho lỏng và hơi đi theo một hướng nhất định và khi đó đi vào thiết bị thì không được phép quay trở lại.

9 Van khoá - Van chặn :

- Nhiệm vụ: Dùng để khóa, chặn môi chất lạnh.

Khi vận hành sửa chữa máy nén lạnh cần phải khoá hoặc mở dòng môi chất trên đường vòng tuần hoàn môi chất lạnh Khoá hoặc mở dòng tải lạnh trên vòng tuần hoàn chất tải lạnh.

10 Van tiết lưu tự động :

Cấu tạo van tiết lưu tự động gồm các bộ phận chính sau: Thân van A, chốt van B, lò xo C, màng ngăn D và bầu cảm biến E Bầu cảm biến được nối với phía trên màng ngăn nhờ một ống mao Bầu cảm biến có chứa chất lỏng dễ bay hơi Chất lỏng được sử dụng thường chính là môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống Khi bầu cảm biến được đốt nóng, áp suất hơi bên trong bầu cảm biến tăng, áp

`suất này truyền theo ống mao và tác động lên phía trên màng ngăn và ép một lực

`ngược lại lực ép của lò xo lên thanh chốt Kết quả khe hở được mở rộng ra, lượng

`môi chất đi qua van nhiều hơn để vào thiết bị bay hơi

Khi nhiệt độ bầu cảm biến giảm xuống, hơi trong bầu cảm biến ngưng lại một phần, áp suất trong bầu giảm, lực do lò xo thắng lực ép của hơi và đẩy thanh