Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu: Bảng 2.4.Tính toán chiều dày cách nhiệt và hệ số truyền nhiệt thực của KCBC Đơn vị của Khl, kThực, là α W/m .K2 Từ đây, ta có bảng chọn chiều dày
CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Nhiệt độ và độ ẩm
Nhiệt độ ngoài trời tính toán : t = (1- x).tN tb max+x.tmax
(Nguồn tài liệu tham khảo: 02:2009/BXD Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số liệu điều kiện tự nhiên dùng trong xây dựng) Địa điểm xây dựng tại Hải Phòng nên theo QCVN 02:2009/BXD ta lấy thông số nhiệt độ theo trạm Phù Liễn ( Hải Phòng )
Nhiệt độ trung bình cực đại của tháng cao nhất (tháng 7) : t tb max = 32,1 °C (bảng 2.3)
Nhiệt độ cực đại tuyệt đối (tháng 7) : tmax = 38,5 C (bảng 2.5) x : hệ số an toàn quyết định đến thời gian bảo đảm chế nhiệt phòng dưới tác động của sự biến đổi không khí ngoài nhà Lấy x = (0,4)
Độ ẩm trung bình của tháng nóng nhất (tháng 7) : φ = 85,8 (bảng 2.10)
Độ ẩm trung bình lúc 13h của tháng nóng nhất: φ = 77 % (bảng 2.13) 13 tb
Nhiệt độ không khí tính toán bên trong phòng máy: t = tT pm + (1 – 3) C và t = 32,1+1,9 = 34 C
● t : Nhiệt độ tính toán bên trong phòng máy ( T pm oC)
● tN TG: Nhiệt độ tính toán của không khi ngoài trời lấy theo hướng dẫn tính toán tổ chức thông gió ( C) o
Nhiệt độ ngoài trời tính toán: t = (1- x).t N tb =(1-0,4).32,1+0,4.38,5 = 34,6 C max +x.t max o
Thông số kích thước kho lạnh
Bảng 1.1 Diện tích các phòng STT Phòng Chiều dài (m) Chiều rộng (m) Chiều cao (m) Diện tích (m ) 2
Diện tích các cửa: Cửa ngoài và cửa trong bằng nhau:
Để tránh tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp vào phòng lạnh làm tiêu tốn thêm công suất lạnh, ta chọn vị trí đặt phòng máy ở sát tường hướng Tây của kho lạnh
Chọn vật phẩm và các thông số tương ứng
Bảng 1.2 Các thông số của vật phẩm đã chọn
STT Phòng Sản phẩm Nhiệt độ bảo quản ( o C) Độ ẩm Thời gian bảo quản
1 Lạnh Thịt lợn ướp lạnh 0 85 10-12
Thông số nhiệt độ bảo quản, độ ẩm và thời gian bảo quản tra trong Bảng 1.2 và 1.4 - trong “ Hướng dẫn thiết kế HTL – Nguyễn Đức Lợi ”
Thể tích chất tải
V = F hi h (m ) 3 Trong đó : h : chiều cao chất tải (m) h = 6 – 0,9 = 5,1 (m)
(0,9m là chiều cao của dàn lạnh, lớp cách nhiệt và khoảng không gian cần thiết để không khí lưu thông và dỡ chất hàng )
F hi : diện tích chất tải hữu ích F hi = F F XD
F XD : diện tích XD của kho bao gồm diện tích chất tải và toàn bộ diện tích còn lại
: hệ số sử dụng diện tích cho vật phẩm bảo quản.
< 1, giá trị phụ thuộc vào diện tích các phòng
Phòng lạnh có F 400 (m ) nên ta chọn 2 F = 0,85 (Theo bảng 2-5 trong “Hướng dẫn thiết kế
Hệ số sử dụng diện tích F
Diện tích chất tải hữu ích F hi ( m2)
V : thể tích chất tải của kho (m 3 ). gv : tiêu chuẩn chất tải (tấn/m ) không hoặc có kể đến bao bì tùy theo loại mặt hàng 3 thông số tra “ Bảng 2.4 trang 32 Hướng dẫn thiết kế HTL – Nguyễn Đức Lợi”
Bảng 1.4 Tính toán dung tích kho ( tấn )
STT Phòng Sản phẩm g v (tấn/m 3 ) V(m 3 ) Dung tích E
TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT
Chọn kết cấu cách nhiệt và cách ẩm
Kết cấu và các thông số lựa chọn tương ứng ( , , ) được thể hiện trong bảng 2.
: độ dày lớp kết cấu (m).●
● : hệ số truyền nhiệt của lớp kết cấu (W/m.K).
● : hệ số khuyếch tán ẩm của vật liệu (g/ m.h.MPa)
(m 2 K/W) Lớp cách nhiệt chọn là polystirol
Các số liệu , tra theo bảng 3.1 và 3.2 trang 81, 83 sách “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi”; phụ lục 2 _Trang 377 ÷ 379 _ sách ‘‘ Kĩ thuật Thông gió_GS.Trần Ngọc Chấn’’ và phụ lục VII_sách “Các giải pháp kiến trúc khí hậu Việt Nam’’.
Bảng 2.1 Kết cấu và thông số lựa chọn kết cấu
BTL-KTL-Lê Văn Nam-139664 7
R(m K/W) 2 (Chưa kể lớp cách nhiệt)
6.Vữa thường có lưới thép
6.Vữa thường có lưới thép
Tính chiều dày cách nhiệt kết cấu bao che
Chiều dày cách nhiệt cho tường và mái:
Chiều dày lớp cách nhiệt :
● cn : chiều dày lớp cách nhiệt yêu cầu (m).
● cn : Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt (W/mK).
● i : chiều dày lớp vật liệu thứ i (m)
● i : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i (W/mK).
● : Hệ số trao đổi nhiệt đối lưu của bề mặt ngoài và trong (W/m K) 2 o
(bảng 3.7 trang 86 “Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi”)
● K hl : hệ số truyền nhiệt hợp lý của toàn bộ kết cấu (W/m 2 o K).
Từ nhiệt độ phòng tra ra Khl
K : được tính toán dựa vào độ chênh nhiệt độhl
∆t = (t - t ) × ΨN T Ψ: hệ số kể đến ảnh hưởng của kết cấu bao che (Tra bảng 3.3_SGT Thông gió cô
Hoàng Thị Liên thầy Bùi Sỹ Lý )
Bảng 2.2: Sự phụ thuộc của K vào ∆t hl
Bảng 2.3 Xác định K cho tường và mái của các phòng lạnh hl
Phòng lạnh Tường tn(°C) tt(°C) Ψ ∆t(°C)
Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu:
Dựa vào công thức tính toán ta đi xác định chiều dày cách nhiệt và hệ số truyền nhiệt thực cho các phòng lạnh và cửa như sau:
(Lưu ý chọn chiều dày cách nhiệt bao giờ cũng phải bằng hoặc lớn hơn chiều dày tính toán được Nếu sử dụng tấm polystirol thJ nên chọn chiều dày cách nhiệt theo bội số của chiều dày cách nhiệt cơ bản 0,05;0,10;0,15;0,20;0,25 m.
Bảng 2.4.Tính toán chiều dày cách nhiệt và hệ số truyền nhiệt thực của KCBC Đơn vị của Khl , kThực , là α (W/m K) 2
Chiều dày cách nhiệt cho nền được tính theo công thức:
( 1 ) cn n cn nen i cn nen cn hl i i
(m) Nhận xét: K của các lớp kết cấu ≥ K nên chọn chiều dày lớp cách nhiệt như sau:hl thực
Từ đây, ta có bảng chọn chiều dày lớp vật liệu cách nhiệt trong kết cấu là:
Bảng 2.5 Chiều dày cách nhiệt cho kết cấu.
STT Kết cấu cn chon (m) K th
cn cn cn chon K th
2 Tường ngăn giữa phòng lạnh và phòng đệm, phòng máy
Kiểm tra đọng sương trên bề mặt kết cấu
Tiến hành kiểm tra như sau: chọn kết cấu bề mặt tường nguy hiểm nhất để kiểm tra, nếu đảm bảo an toàn thì các mặt tường khác cũng an toàn
Để tránh đọng sương trên bề mặt kết cấu cần đảm bảo :
● K s : hệ số truyền nhiệt của kết cấu khi sảy ra hiện tượng đọng sương
● : hệ số trao đổi nhiệt ở bề mặt có nhiệt độ cao hơn
● t P : nhiệt độ bảo quản lạnh
Từ các thông số t = 34,6 C , φ = 77 N o , dựa vào biểu đồ i-d ta xác định được t = 30 C s o
Kiểm tra đọng sương đối với phòng lạnh : tp = 0 C
● Tường ngoài và mái kS = 0,9523,3 x = 2,94 (W/m K ) 2
Ta có kS tường > k = 0,383 thuc tường
Như vậy trên bề mặt kết cấu tường ngoài và mái không có hiện tượng đọng sương Đạt yêu cầu.
Kiểm tra đọng ẩm trong lòng kết cấu
Điều kiện để ẩm không đọng lại làm ướt cơ cấu cách nhiệt là áp suất riêng phần hơi nước thực tế luôn luôn phải nhỏ hơn phân áp suất bão hòa hơi nước ở mọi điểm trong cơ cấu cách nhiệt: p px hmax
Nghĩa là đường p không được cắt px hmax mà mà phải luôn nằm phía dưới đường phmax Đường áp suất riêng phần hơi nước p và đường phân áp suất bão hòa px hmax có thể xác định được nhờ trường nhiệt độ ổn định trong vách cách nhiệt Trường nhiệt độ trong vách được xác định từ nhiệt độ của các lớp vách nhờ các biểu thức xác định mật độ dòng nhiệt khác nhau: q = K th i i f w i t t t
Kiểm tra đọng sương đọng ẩm bên trong kết cấu của tường bao và mái ở phòng có nhiệt độ thấp nhất là t = 0 C t 0 a Đối với tường ngoài q = K th t = K th ( t f 1 t f 2 ) (W/m2)
Nhiệt độ các dòng nhiệt truyền qua các lớp vách: q = n ( t f 1 t 1 ) → 1 f 1 n t t q
= 1,6 - = 1,2 C 0 Dựa vào các giá trị nhiết độ vừa tính toán để xác định áp suất hơi bão hòa tại các điểm trên kết cấu của tường ngoài
(Tra đồ thị i_d trên phần mềm http://www.flycarpet.net/en/psyonline ) ta có :
Bảng 2.6.Áp suất hơi bão hòa tại các điểm trên kết cấu tường bao
Tính toán phân áp suất thực của hơi nước:
Dòng hơi ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che:
● Ph1 và P là phân áp suất hơi của không khí ngoài và trong phòng.h2
● H là trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che,
Với: là chiều dày của lớp vật liệu thứ i là hệ số xuyên ẩm (Bảng 3.2 trang 83 Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh)
Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt :
(Pa) Tương tự như trên ta tính được phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt khác theo công thức:
Sau đây ta có bảng thông kê áp suất hực của hơi nước trên các bề mặt kết cấu:
Bảng 2.7: Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt kết cấu tường bao
Từ bảng tính toán trên ta có bảng so sánh các giá trị áp suất trên các bề mặt của vách :
Bảng 2.8 : So sánh các giá trị áp suất hơi nước bão hòa và hơi nước thực trên các bề mặt vách của tường bao
STT Lớp kết cấu P (Pa)xi Phmax (Pa)
Từ bảng so sánh trên ta thấy áp suất của các lớp p < pxi hmax i không có hiện tượng đọng sương trong lòng kết cấu. b Kiểm tra đọng ẩm đối với mái
- Đối với mái ta cũng tính hoàn toàn tương tự như đối với tường
=> Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu là: q = K ×∆t = K × (tth th f1-tf2) = 0,292 × (34,6 – 0) = 10,1 (W/m )2
- Sau đó ta đi xác định nhiệt độ các dòng nhiệt truyền qua các lớp vách : q = × (t∝n f1-t1) => t = t -1 f1 n q
Dựa vào các giá trị nhiệt độ vừa tính toán để xác định áp suất hơi bão hòa tại các điểm trên kết cấu của tường ngoài
(Tra đồ thị i_d trên phần mềm http://www.flycarpet.net/en/psyonline ) ta có :
Bảng 2.9 : Áp suất hơi bão hòa tại các điểm trên kết cấu mái nhà
* Tính toán phân áp suất thực của hơi nước:
- Dòng hơi ẩm thấu qua kết cấu bao che:
+Ph1 và P là phân áp suất hơi của không khí ngoài và trong phòng.h2
+H là trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che,
Với: là chiều dày của lớp vật liệu thứ i là hệ số xuyên ẩm (Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – bảng 3.2 – trang 83 )
Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt :
4204 (Pa) Tương tự như dòng nhiệt ta cũng tính được dòng hơi ẩm Từ đó xác định được các phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt theo công thức:
Bảng 2.10 : Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt kết cấu mái nhà
Từ các bảng đã được tra và tính toán ở trên ta lập bảng so sánh phân áp suất bão hòa và phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt kết cấu như bảng sau:
Bảng 2.11: So sánh áp suất hơi nước bão hòa và hơi nước thực trên các bề mặt vách của mái nhà:
STT Lớp kết cấu P (Pa)xi Phmax (Pa)
Trong lúc tính toán có thay đổi bề dày lớp 6 ( lớp xỉ tạo độ dốc ) từ 0,2 xuống 0,15 để đạt yêu cầu về đọng sương đọng ẩm trong lòng kết cấu Do nếu để bề dày như cũ P Pxi hmax.
Từ bảng so sánh trên ta thấy áp suất của các lớp p < p xi hmax i không có hiện tượng đọng sương trong lòng kết cấu.
TÍNH NHIỆT CHO KHO LẠNH
Tính toán tải trọng lạnh
3.1.1 Tính tổn thất lạnh do truyền qua kết cấu bao che a Tính tổng tổn thất lạnh do truyền qua kết cấu tường và mái
F: Diện tích bề mặt của từng kết cấu bao che, m● 2
● t : Độ chênh nhiệt độ giữa bên trong và ngoài nhà, C o t = (t – t ) n p
● Kthực: Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu, W/m 2 K
● : Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che
Theo đề ra ta có : Thông số kích thước kho lạnh,
• Kho một tầng được xây dựng tại Hải Phòng , chiều cao từ nền đến mép dưới trần:
• Tường ngăn giữa các kho: 110mm
Bảng : Tính tổng tổn thất lạnh do truyền qua kết cấu tường và mái
Thịt lợn ướp lạnh Đông 0,383 108 34,6 0 1 1431,2
Mái 0,292 504 34,6 0 1 5092 b Tính tổng tổn thất lạnh do truyền qua kết cấu nền
Do hệ số cách nhiệt λ =0,047 < 1,163 nên nền của kho lạnh là nền cách nhiệt
+ Lượng lạnh mất mát qua nền được xác định như sau:
(W) + K i 0CN : Là hệ số truyền nhiệt của dải nền thứ i, (Tính cho VL không cách nhiệt):
+ m: Hệ số hiệu chỉnh kể đến cách nhiệt của nền
+ K i CN : Là hệ số truyền nhiệt của dải nền thứ i (Tính cho vật liệu có cách nhiệt) + F : Diện tích thuộc dải nền thứ i, m i 2
Bảng 3.2: Tính tổng tổn thất lạnh qua nền của các phòng lạnh.
Phòng Dải nền F (mi 2) m tn
IV 96 0,07 0,24 34,6 0 55,8 c Tính tổng tổn thất lạnh mất mát để khử bức xạ mặt trời
K : Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che; (W/m● thực 2.°K)
F : Diện tích của kết cấu chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời; (m )● bx 2
(Với mỗi phòng lạnh người ta chỉ tính dòng nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái và một bức tường nào đó có có tổn thất bức xạ lớn nhất _ví dụ có hiệu nhiệt độ dư lớn nhất hoặc có diện tích lớn nhất_Trang 108_ Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh –Nguyễn Đức Lợi)
∆t : Hiệu nhiêbx t đô ““ dư, đă “c trưng cho ảnh hưởng của bức xạ mă “t trời vào mùa h”, (°C)
(∆tbx Tra bảng 4-1_Trang 108_ Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh –Nguyễn Đức Lợi)
Mái: Làm vâ “t liê “u có màu sáng nên ta lấy ∆t = 16 (°C)bx
Tường: Bên ngoài quét vôi trắng, địa điểm xây dựng là Hải Phòng
Từ đó ta có bảng thống kê tổn thất lạnh mất mát để khử bức xạ mă “t trời.
Bảng 3.3: Tính tổn thất lạnh mất mát để khử bức xạ mă Lt trời.
Hướng Đông 0,383 108 7 289,5 d) Tổng tổn thất lạnh truyền qua kết cấu bao che
Bảng 3.4 :Tổng tổn thất nhiệt do kết cấu bao che
Phòng Q truyền nhiệt qua tường, mái
3.1.2 Tính tổn thất lạnh để bảo quản vật phẩm
= Q + Q (W)vp bb a Lượng lạnh mất mát để hạ nhiệt độ vật phẩm (Q vp )
● Mvp : Lượng vật phẩm bảo quản trong 1 ngày đêm, (tấn/ngày).
● hđ, h : Entanpy của vật phẩm ở trạng thái đầu và cuối, (kJ/Kg) c
(Bảng 4.2 – Trang 110 – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi) Thường thì: t = t – (58)= 34,6 - 6,6 = 28; t = t = 0 đ N c Tp
Xác định● M VP : Đối với thực phẩm: (thường lấy theo dung tích của kho, E)
Với: E < 200 tấn→ M = 8 % E (tấn/ngày).vp
Do đó: Đối với phòng lạnh ta lấy M = 6 % E (tấn/ngày)vp
Vậy ta có bảng sau:
Bảng 3.5: Dòng nhiệt do vật phẩm tỏa ra Q vp
Lạnh 1 Thịt lợn 983,2 59 28 296,16 0 211,8 57607 b Lượng lạnh mất mát để hạ nhiệt độ bao bJ (Q ) bb
● Mbb: Khối lượng của bao bì, tấn/ngày
● Cbb: Tỷ nhiệt của bao bì (kJ/kg K) o
24 3600 : hệ số chuyển đổi từ t/24h sang kg/s t , t : Nhiệt độ của bao bì trước và sau khi hạ nhiệt độ, K● đ c o
+ Đối với phòng 1 ta bảo quản thịt nên bao bì bảo quản là bao bì kim loại:
Lấy khối lượng bao bì m lấy bằng 30% khối lượng hàng nhập kho hay:bb
M = 30% Mbb vp (tấn/ngày) + Đối với phòng lạnh 2 bảo nước giải khát nên bao bì là thủy tinh:
Ta lấy khối lượng bao bì m :bb
(Nhiệt dung riêng của bao bJ C tra Trang 113 – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh - Nguyễn bb Đức Lợi).
Bảng 3.6 Dòng nhiệt do bao bJ tỏa ra Q bb
Lạnh Thịt lợn 59 Kim loại 0,45 17,7 34,6 0 3190 c, Tổng tổn thất lạnh để bảo quản vật phẩm:
Bảng 3.7 : Tổng tổn thất lạnh để bảo quản vật phẩm
3.1.3 Lượng lạnh mất mát do thông gió
Trong đó : a: bội số tuần hoàn (số lần trao đổi không khí/một ngày đêm, lấy bằng lần/24h)●
- Phòng khác : a = 10 V: thể tích buồng bảo quản cần thông gió, ●
● kk : khối lượng riêng của không khí.
● entanpi của không khí ngoài và trong buồng, kJ/kg.
Do chỉ có phòng bảo quản thịt mới sử dụng thông gió nên ta có bảng sau:
Bảng 3.8 : Lượng lạnh mất mát do thông gió
3.1.4 Tính tổn thất lạnh mất mát do quá tr:nh vâ Chọn k =1,05)
● b: Hê “ số kể đến thời gian làm viê “c của thiết bị trong ngày b = τ 24 τ: Số giờ làm viê “c của thiết bị trong mô “t ngày đêm Freôn τ ÷ 20 h Chọn τ h)
Bảng 5.2: Bảng tính năng suất yêu cầu thiết bị đối với phòng lạnh
1 Lạnh 87362,4 110073,6 110 Để đảm bảo việc nhiệt độ trong phòng ta chọn trước số dàn bay hơi sau đó chọn đến công suất của từng dàn bay hơi Công suất lạnh của từng phòng, từng dàn lạnh, số lượng dàn lạnh trong từng phòng thể hiện qua bảng 5.3
Bảng 5.3: Năng suất lạnh từng dàn
Q phòng (kW) Công suất lạnh 1 dàn Q dàn (kW)
Dự định chọn dàn lạnh của hãng ‘‘CABERO’’ nên công suất lạnh để chọn thiết bị của hãng phải kể đến nhiệt độ bay hơi t và vật liệu làm cánh tản nhiệt cụ thể là:0
Qchọn 1 dàn = ; (kW) ( t = - 10 và môi chất sử dụng là R134A nên theo catalog trên F = 0,9; Vật liệu làm cánh0 1 tản nhiệt dự định chọn lựa là nhôm (aluminum) nên F = 1→ Q2 chọn TB
Q0 /0,9) Dựa vào công thức vừa nêu ta có bảng tính toán sau:
Bảng 5.4: Công suất lạnh chọn
STT Phòng Công suất lạnh
Dựa vào catalogue của hãng CABERO ta có các thông số của dàn lạnh đã cho phòng lạnh như sau:
Khoảng cách giữa các cánh tản nhiệt 4 mm
Số quạt 1 Đường kính trong của quạt 50 mm
Thể tích một dàn 14,8 dm3
Tầm với gió 25 m Độ ồn 68 dB
Dòng điện vận hành quạt 1,3 A
Tần số dòng điện 50 Hz
Tính chọn tháp giải nhiệt
Ta chọn số tháp làm mát bằng số máy nén để thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa cho tháp giải nhiệt, cũng như tính kính tế trong quá trJnh sử dụng Ta chọn 1 tháp làm mát.
Năng suất lạnh của hệ thống tháp làm mát nước là:
Q tháp = Q / k = 164,6 k / 0,8 = 205,8 (kW) Lưu lượng nước tuần hoàn qua tháp:
● Nhiệt dung riêng của nước, C = 4,18 (kJ/kg 0 C).
● ρ : Khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 (kG/m 3 ).
● : Nhiệt độ nước ra và nước vào TBNT ( C) 0
Từ các thông số: t = 34,6 C, độ ẩm % ta tra được nhiệt độ ướt t = 30,8 C, có = 37 C, =N 0 ư 0 0
34 C tra trên biểu đồ 0 HJnh 8-29_ Trang 320 Sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, ta tra được k = 0,8
Tra bảng 8-22_ Trang 318_Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, ta chọn được tháp của hãng
RINKI_ kiểu FRK80 Với các thông số kĩ thuật thể hiện trong bảng sau:
(mm) Kích thước ống nối (mm) Quạt gió Mô tơ quạt Khối lượng
H D in out of dr fv m 3 /ph kW khô ướt dBA
H - Chiều cao tháp (cả mô tơ) in – Đường nước vào.
D – Đường kính ngoài của tháp out – Đường nước ra. of – Đường chảy tràn dr – Đường xả. fv – Van phao qs –Cấp nước nhanh. Với tháp FRK25 lưu lượng định mức là 5.4 (l/s) cho 1 ton lạnh.
Nguyên lý cấu tạo của tháp giải nhiệt:
1 Động cơ quạt gió; 2 Vỏ tháp; 3 Chắn bụi nước; 4.Dàn phun nước; 5.Khối đệm ; 6.Cửa không khí vào; 7.Bể nước; 8.Đường nước lạnh cấp để làm mát bình ngưng; 9.Đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ không khí đi ngược chiều từ dưới lên; 10 Phin lọc nước; 11.Phễu chảy tràn; 12 Van xả đáy; 13 Đường cấp nước với van phao; 14 Bơm nước.
PI – Áp kế ; TI – Nhiệt kế.
Tính chọn thiết bị hồi nhiệt
Dòng nhiệt thiết bị hồi nhiệt có thể xác định bằng công thức:
● Qhn : Dòng nhiệt trong thiết bị hồi nhiệt, (W)
● h1, h1’ : Entanpy của hơi vào và ra khỏi thiết bị hồi nhiệt.
● m : Lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống, m = 0,7 (kg/s).
● h3, h3’ : Entanpy của dịch vào và ra khỏi thiết bị hồi nhiệt.
Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị hồi nhiệt:
Hệ số truyền nhiệt k của thiết bị hồi nhiệt nằm trong khoảng 120 ÷ 180 (W/m 2 K). Chọn k = 180 (W/m 2 K). t = = = ( 0 C)
Ta lựa chọn thiết bị hồi nhiệt của hãng SEC Heat Exchangers
Dựa vào catalogue của thiết bị hồi nhiệt ta chọn thiết bị hồi nhiệt model P.21.53.50
Bảng 5.9: Thông số thiết bị hồi nhiệt
STT Thiết bị hồi nhiệt model P.21.53.50
1 Loại Trao đổi nhiệt ngược dòng
2 Diện tích trao đổi nhiệt (m 2 ) 2
3 Đường kính ống cao áp (mm) 8
TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHỤ
Tính chọn bơm máy cho hệ thống
Ta chọn máy bơm theo năng suất bơm.V(m 3 /s).
Công thức xác định năng suất bơm được tính như sau:
V : Năng suất của bơm, (m 3 /s). ρn : Mật độ nước Lấy ρ = 1000 (kg/mn 3).
Cn : Nhiệt dung riêng nước, (kJ/kg.K) Lấy C =4,18 (kJ/kg.K).n tnv, t :Nhiệt độ nước vào và ra khỏi TBNT; (t = 34 C; t = 37 nr nv 0 nr 0C)
Qo : Năng suất lạnh của thiết bị ngưng tụ, Q = Q = 164,6 (kW).o k
( Tra bảng 10-6 – Bơm li tâm , trang 349 – Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi)
Với năng suất lạnh này ta chọn bơm li tâm: 4K-18a do Nga sản xuất có các thông số sau:
Bảng 6.3: Thông số máy bơm
Kí hiệu bơm Đường kính bánh công tác (mm)
Công suất trên trục N (kW)
Kiểm tra bơm đã chọn theo áp lực cần thiết của bơm :
Công thức xác định áp lực cần thiết của bơm:
Hb = ΔP + ΔP + ΔP + H + H , mms cb NT hh td
Trong đó: ΔPms, ΔP – tổn thất áp lực do ma sát và tổn thất áp lực cục bộcb
(giả thiết ΔP + ΔP = 3 m)ms cb ΔPNT – tổn thất áp lực do TBNT, ΔP = 0,18 bar = 0,18 x 10,19 = 1,83 (m H O)NT 2
Hhh – độ cao hình học từ điểm lấy nước đến mũi phun, H = 1,5 mhh
Htd – áp lực tự do ở mũi phun, lấy H = 2mtd
Như trên ta đã chọn bơm li tâm 3K-9 có H = 2,8 bar => hợp lí.
Tính chọn thiết bị phin lọc
- Phin lọc đường hơi của hệ thống lạnh được bố trí trên đường ống hút trước máy nén. Nhiệm vụ lọc tạp chất cơ học: cát, đất, mạt kim loại, gỉ sắt, vẩy hàn Bảo vệ cho bề mặt xilanh máy nén và các clapee khỏi bị xước khi hút phải các cặn bẩn rắn Phin lọc hơi có thể bố trí trên ống đứng hoặc ống nằm ngang.
- Phin lọc đường lỏng được bố trí trên đường lỏng phía trước van tiết lưu và những thiết bị tự động khác để phòng tắc bẩn gây tắc van tiết lưu Phin lọc dịch buộc phải bố trí trên ống nằm ngang.
- Phin lọc được chọn theo đường kính ống nối: Dô nối
Hơi : Dô nối = Dô vào MN
Dịch: Dô nối = Dô vào VTL
Các loại van
- Van một chiều: là loại van chỉ cho môi chất đi theo một hướng nhất định, theo quy định về an toàn thì tất cả các hệ thống lạnh cỡ trung gian và lớn đều phải lắp van một chiều Van một chiều lắp trên đường ống đẩy của máy nén cao áp, để ngăn không cho môi chất lỏng từ dàn ngưng về máy nén.
- Van khóa, van chặn: dùng để khóa hoặc mở dòng chảy của môi chất lạnh khi bảo dưỡng sửa chữa hệ thống lạnh.
- Van tiết lưu màng cân bằng ngoài: để cung cấp dịch cho thiết bị bay hơi ổn định tránh hiện tượng ngập dịch trong máy nén hoặc hiện tượng thiếu môi chất lạnh, trong hệ thống lạnh này ta sử dụng thiết bị tự động cung cấp dịch bằng van tiết lưu màng cân bằng ngoài.
- Van an toàn: trong hệ thống lạnh lắp van an toàn để đề phòng các nguy hiểm xảy ra, thường lắp tại máy nén, bình chứa cao áp
TÍNH TOÁN LỰA CHỌN ĐƯỜNG ỐNG
Tính chọn đường ống dẫn môi chất lạnh
-Sau khi bố trí TB sao cho chiều chuyển động MCL thuận dòng, đảm bảo sao cho chiều dài của các đường ống là nhỏ nhất khi bố trí ống: ống có thể đi men tường, ngầm trong mương, đi trong không gian của gian máy (chiều cao ống: h ≥ 2,5 m).
- Các đường ống cần được bố trí sao cho có đường đi ngắn nhất Trên đường dẫn lỏng tránh tạo các túi khí và trên đường dẫn khí tránh tạo ra các túi lỏng, trừ túi dầu của máy lạnh freon. Để hồi dầu dễ dàng về máy nén freon, tốc độ trong ống đứng hướng lên không dưới 8 ÷ 10 (m/s), trong ống nằm ngang không dưới 6( m/s).
- Đường kính trong của ống được xác định theo công thức: tr tt
Trong đó: tr dtt : Đường kính trong của ống dẫn, (m). m : Lưu lượng khối lượng của chất lỏng, m = 0,79 (kg/s). ρ : Khối lượng riêng của môi chất, (kg/m 3 ). v : Thể tích riêng của môi chất lạnh, (m /kg) 3
[] : Tốc độ cho phép của môi chất lạnh trong ống, (m/s).
Với môi chất lạnh R134A ta tra bảng 10-1_Trang 345 sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi ta có :
+ Đường ống dẫn lỏng : [ ω] = 0,4 ÷ 1 (m/s) => chọn[ω] = 1 (m/s)
Tính toán chọn đường ống đẩy
a, Tính chọn đường ống từ máy nén đến ống góp Đường ống đẩy từ máy nén đến ống góp, bao gồm 4 đường ống chính, tính toán chọn đường kính trong và ngoài của các ống thể hiện trong bảng sau:
STT Đoạn ống m (kg/s) v (m 3 /kg) [ω ] (m/s) d tt tr (m)
Dựa vào 10-2_Trang 346_ sách Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi Ta có bảng chọn lựa đường kính ống tiêu chuẩn như sau (ống thép):
STT Đoạn ống dtr tt (m) d chon tr ( mm ) th chon 2 tr
4 HN → OG 0,039 40,5 0,92 40 b Tính chọn đường ống từ ống góp tới phòng lạnh.
- Do công suất lạnh của các phòng lạnh là khác nhau và mỗi phòng lại bố trí nhiều dàn lạnh.
Vì vậy lượng môi chất lạnh tuần hoàn trong dàn lạnh ở các phòng cũng khác nhau, ta căn cứ vào số dàn lạnh bố trí trong phòng để xác định được lượng môi chất lạnh tuần hoàn trong mỗi dàn
- Tính toán đường kính ống dẫn môi chất lạnh phải đảm bảo khi các dàn lạnh hoạt động ở trạng thái max thì ống dẫn vẫn phải đảm bảo được nên công suất lạnh của phòng lạnh lấy theo công suất lạnh của các dàn.
Bảng thống kê công suất lạnh của các phòng theo số dàn lạnh bố trí.
STT Tên phòng Số dàn Công suất lạnh 1 dàn (kW) Công suất lạnh max (kW)
1 Phòng lạnh 12 10,3 123,6 b Tính chọn đường ống từ ống góp tới phòng
- ) Công suất lạnh phòng là 123,6 (kW) nên:
-) Lượng môi chất tuần hoàn trên đoạn (ống góp → PL ) là: m = = 0,73 (kg/s)01
-) Lượng môi chất tuần hoàn qua 1 dàn lạnh là: m 1 01 = = 0,06 (kg/s)
Căn cứ vào các thông số trên và v = 0,026 (m /kg), [ 3 ω] = 1 m/s ta có bảng tính toán sau:
Bảng tính toán đường kính trong của các đoạn ống dẫn MCL
STT Đoạn ống m (kg/s) v (m 3 /kg) [ω] (m/s) d tt tr(m)
Bảng chọn đường kính ống trong và ngoài của các đoạn ống dẫn MCL
STT Đoạn ống d tt tr(m) d chon tr (mm) th chon 2 tr
STT Đoạn ống d tt tr(m) d chon tr (mm) th chon 2 tr
Tính toán chọn đường ống hút
a Tính chọn đường ống từ TBHN về máy nén. tt tr
m: Lượng môi chất lạnh trên đường ống hút về máy nén; m= 0,79 (kg/s). v: Thể tích riêng của MCL lấy tại điểm 1’ trên chu trình; v= 0,11 (m 3 /kg).
[ω]: Vận tốc của MC chuyển động trên đường ống hút; [ω]= 9 (m/s).
- ) Đường kính ống từ TBHN về máy nén
= 0,110 (m) -) Dựa vào bảng đường kính ống tiêu chuẩn ta chon đường kính ống dchon= 125 (mm)
→ Vận tốc thực của MC chuyển động trong ống hút về máy nén là:
[]th = 7,1 (m/s). b, Tính chọn đường ống hút cho các đoạn còn lại.
- ) Phương pháp tính toán như với chọn đường kính ống đẩy chỉ khác vận tốc chuyển động của MC và thể tích riêng của MCL ta lấy tại điểm trên chu trình.1
- ) Căn cứ vào đó ta có bảng tính toán chọn đường kính ống hút cho kho lạnh như sau:
Bảng xác định đường kính ống hút qua các dàn lạnh ở phòng
STT Đoạn ống m (kg/s) v (m 3 /kg) [ω] (m/s) d tt tr(m)
STT Đoạn ống m (kg/s) v (m 3 /kg) [ω] (m/s) d tt tr (m)
Bảng chọn đường kính ống trong và ngoài của các đoạn ống hút từ phòng lạnh
STT Đoạn ống d tt tr(m) d chon tr (mm) th chon 2 tr