Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

Ý NGHĨA CỦA LẠNH cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn như dùng băng tuyết đểbảo quản sản phẩm mà họ săn bắt được…đó là phương pháp làm lạnh tự nhiên.Nhưng muốn làm

Trang 1

CHƯƠNG MỞ ĐẦU

I Ý NGHĨA CỦA LẠNH

cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn như dùng băng tuyết đểbảo quản sản phẩm mà họ săn bắt được…đó là phương pháp làm lạnh tự nhiên.Nhưng muốn làm lạnh ở nhiệt độ tùy ý và giữ nhiệt độ đó trong một thời gian tùy ýthì cần dùng hệ thống làm lạnh nhân tạo.Cho đến nay kỹ thuật lạnh ngày càng pháttriển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quan trọng và

hỗ trợ tích cực cho các ngành như :

- Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm

- Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc

- Trong y tế: chế biến và bảo quản các sản phẩm thuốc

- Trong công nghiệp hoá chất : điều khiển các phản ứng hóa học

- Trong lĩnh vực điều hoà không khí cho sản xuất và đời sống

II MỤC ĐÍCH CẤP, TRỮ ĐÔNG

Để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nềnkinh tế quốc dân,thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở mộtnhiệt độ thấp (-180C ÷ -40 oC) Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm

ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất chậm Vì vậy

mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài.

Phòng cấp đông , trữ đông có dạng hầm , tập hợp các tấm panel lắp ghép rộng

từ 1 m – 1,2 m dài tùy ý

III NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN.

Thiết kế hệ thống cấp đông , trữ đông sản phẩm thịt Heo với các thông số nhưsau:

Trang 2

Thành phố Đà Nẵng, từ bảng 1-1, trang 8, tài liệu [1], ta có các thông số về nhiệt,

Thịt Heo sau khi qua phân xưởng chế biến được đưa vào phòng cấp đông

có nhiệt độ là : = - 35 oC Sau đó qua đóng gói rồi đưa vào phòng trữ đông cónhiệt độ là := -18 oC

CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT

BẰNG KHO LẠNH

Trang 3

Chương này nhằm mục đích là xác định kích thước phòng kho lạnh để đảmbảo công suất lạnh yêu cầu và bố trí hợp lí mặt bằng kho lạnh.

- gv: là hệ số định mức chất tải thể tích ,[t/m3]

Để tính toán thể tích của buông cấp đông có thể dùng tiêu chuẩn chất tải theomột mết chiều dài giá treo là 0,25 t/m Nếu dùng xe đẩy có giá treo có thể dùng tiêu chuẩn chất tải theo diên tích m2 Mỗi 1 m2 có thể xếp được 0,6đến 0,7 tấn tương đương với 0,17 t/m3

Suy ra: Fct = = 11,8 m2

3 Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr

Theo công thức (2-4)trang 30, tài liệu [1] :

Ftr= , [m2]Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại, diện tích chiếm chỗ của dàn bayhơi,quạt Ở dây ta chọn βF = 0,55 theo bảng 2-5, tài liệu[1] trang 30

chọn Z=1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 5x5 m2

Trang 4

- gv= 0,45 [t/m3] : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-3 tài liệu[1]

đối với thịt heo đông lạnh

Suy ra: Vct == 122,22 m3

2 Tính diện tích chất tải : Fct

Theo công thức (2-2)trang 29, tài liệu [1] :

Fct = , [m2] Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m

Suy ra: Fct== 61,11 m2

3 Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr

Theo công thức (2-4) trang 30, tài liệu [1] :

Ftr= , [m2] Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại, diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi,

quạt Ở dây ta chọn theo bảng 2-4 tài liệu [1] với diện tích buồng lạnh từ

Theo công thức (2-5)trang 30, tài liệu [1] : Z =

Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn chọn f = 8x6 m2

- Bố trí mặt bằng sao cho sản phẩm di chuyển không đi chồng chéo với nhau

- Lưu ý có hướng mở rộng mặt bằng để sản xuất sau này

Trang 5

2 Bố trí mặt bằng:

Trang 6

122 222 322

CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CHO KHO LẠNH

Mục đích chương này: Nhằm xác định chiều dày lớp cách nhiệt dựa trên hệ sốtruyền nhiệt của panel (cân đối giửa chỉ tiêu kinh tế và kỉ thuật ) Ngoài ra còn đảmbảo điều kiện không đọng sương bề mặt ngoài

Thông số cho trước

Tại Đà Nẳng : tn = 37,7 oC

 Tính chiều dày lớp cách nhiệt

Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách

phẳng nhiều lớp lấy từ công thức (3-1) trang 85, tài liệu [1]

1 1

1

α λ

δ λ

δ

cn n

n i i

1

11

1

αλ

δα

2.1 Tính cách nhiệt tường kho lạnh.

- Tường ngăn giửa 2 phòng lạnh dù có nhiệt độ bằng nhau cũng phải cách nhiệtnhư tường bao ngoài vì nhìu khi chỉ có 1 phòng làm việc, 1 phòng làm việc 1phòng nghỉ

- Trên thực tế chiều dày lớp panel thường bằng nhau nên ta chỉ tính cấp nhiệtcho tường làm việc ở điều kiện khắc nghiệt nhất

Trang 7

+ Ktư = 0,17 [W/m2K] (Được tra theo bảng 3.3 trang 64, TL1)

+ α1 = 23,3 [W/m2K] : hệ số toả nhiệt đối lưu bên ngoài (được tra ở bảng 3.7 trang

65 , TL1)

+ α2 = 9 , [W/m2K] :hệ số toả nhiệt đối lưu trong phòng (được tra ở bảng 3.7 trang

65, TL1)

+ λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]

+ δcn : Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]

 δcn= 0,041 []=0,182 [m]

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiềudày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nóphải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tếcủa tấm cách nhiệt là: δcn=0,25 m (Ta chọn theo chiều dày bề mặt tường có nhiệt độkhắc nghiệt nhất , sau khi tính trần nếu không phù hợp thì ta phải chọn lại.)

Khi đó hệ số dẩn nhiệt: ktt = = 0,16 [W/m2K]

Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Theo công thức (3-7) trang 65,tài liệu[1].

Ktt ≤ ks = 0,95.α1, [W/m2K]

Với: -= -18oC : Nhiệt độ trong phòng trử đông

- k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]

- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độđọng sương, [W/m2K]

- α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao che

- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C

- tn= 37,70C : nhiệt độ môi trường ngoài

- ts = 32,50C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-dvới nhiệt độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%

Suy ra: ks= 0,95.23,3 = 2,07 W/m2K

Mà có ktt = 0,16 < ks = 2,07 W/m2K

Trang 8

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòngtrữ đông

2. Kho cấp đông

+ Ktư =0,19 [W/m2K] (Được tra theo bảng 3.3 trang 84, TL1)

+ α1 = 23,3 [W/m2K] : hệ số toả nhiệt đối lưu bên ngoài (tra ở bảng 3.7, TL1)+ α2 = 10,5 [W/m2K] :hệ số toả nhiệt đối lưu trong phòng (tra ở bảng 3.7, TL1)+ λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]

 δc n= 0,041 []=0,21 [m]

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiềudày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nóphải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tếcủa tấm cách nhiệt là: δcn= 0,25 m

Khi đó hệ số dẩn nhiệt:

ktt = = 0,16[W/m2K]

Kiểm tra nhiệt độ đọng sương:

Theo công thức (3-7) trang 65,tài liệu [1].

k ≤ ks = 0,95.α1, [W/m2K]

Suy ra: ks= 0,95.23,3 = 1,58 W/m2K

Mà có ktt = 0,16 < ks = 1,58 W/m2K

Trang 9

3

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng

cấp đông.2.2 Tính cách nhiệt trần kho

 Kết cấu và các số liệu của nó:

δcn= 0.041 []=0,198[m]

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn Do đó chiềudày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nóphải lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được Ở đây chọn chiều dày thực tếcủa tấm cách nhiệt là: δcn=0,25 m

Ktt ≤ ks = 0,95.α1, [W/m2K]

Với: - = -18oC : Nhiệt độ trong phòng trử đông

- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọngsương,[W/m2K]

2

Trang 10

- ts = 32,50C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d vớinhiệt độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%

 δcn= 0,041 []=0.19 [m]

Ktt ≤ ks = 0,95.α1, [W/m2K]

Trang 11

lạnh.Do đó đối với kho lạnh có nhiệt độ âm sâu thì nền kho lạnh phải đượcsưởi ấm.

- Đối với các nước ôn đới và hàn đới người ta sưởi ấm nền bằng hơi, bằng dầunóng Nhưng đối với các nước nhiệt đới như Việt Nam thì cần thông gió làđủ

 Kết cấu nền:

1

2 3

1.Phòng trữ đông

+ Ktư = 0,226 , tra bảng 3.6 trang 84 TL1

+ α1 = 7 [W/m2K] : hệ số toả nhiệt đối lưu bên ngoài (được tra ở bảng 3.7, trang

65, TL1)

+ α2 = 9 , [W/m2K] :hệ số toả nhiệt đối lưu trong phòng (được tra ở bảng 3.7, trang

65, TL1)

+ λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]

 δcn= 0,041 []=0,171 [m]

Khi đó hệ số dẩn nhiệt: ktt = = 0,16[W/m2K]

Kiểm tra đọng sương:

Theo công thức (3-7) trang 65 tài liệu [1].

k ≤ ks = 0,95.α1, [W/m2K]

Trang 12

Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]

- α1= 7 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che

- tf = -18 : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C

- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức

mạnh tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có: α2= 10,5 W/m2K

- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C Tra bảng 3-6 trang

64 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng Ta có hệ số truyềnnhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,17 W/m2K

Kiểm tra đọng sương:

Theo công thức (3-7) trang 65ư tài liệu [1].

k ≤ ks = 0,95.α1, [W/m2K]

Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]

- α1= 6 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che

- tf = -35 : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C

Suy ra: ks= 0,95 6 = 0,4 W/m2K

Mà có ktt = 0,17 < ks = 0,4 W/m2K

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của trần phòng trữ đông

Trang 13

CHƯƠNG 3 : TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH

- Chương này nhằm tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh Để từ đó tính ra côngsuất yêu cầu của hệ thống

- Tổn thất lạnh từ kho lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức 4-1,

trang 104, tài liệu [1] :

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W]

Trong đó: +Q1: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che, [W]

+Q2: Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]+Q3: Tổn thất lạnh do thông gió Tổn thất này chỉ có đối vớicác phòng lạnh có phát sinh nguồn hôi thối hoặc các chất độchại Ở đây sản phẩm bảo quản là thịt heo đã qua chế biến nênkhông cần phải thông gió buồng lạnh => Q3=0

F

G H

60006000

4000

Trang 14

3.1 TÍNH NHIỆT CHO PHÒNG TRỮ ĐÔNG

1 Thông số cho trước.

Số liệu cho trước : E = 55 tấn , tf = -180C, t2= -15 0C, tn=37,7 0C

2.Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q 1

Vì 2 phòng trữ đông có công suất như nhau nên ta chỉ tính cho phòng BCDE là

phòng làm việc khắc nghiệt nhất

Ta có : = + = = ∑ki Fi.∆ti , [W]

Tổn thất nhiệt đối lưu qua kết cấu bao che

Với : - ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i Đối với các vách bao bên ngoài,trần, nền thì ki đã được tính trong chương 2 Đối với tường ngăn giữa 2 buồng trữđông có: kBE = 0,58 W/m2K đối với tường ngăn giữa các phòng cấp đông và hànhlang kDE= 0,29 chọn k bằng phương pháp nội suy theo bảng (3-5) trang 84 tài liệu

[1].

- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]

- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong + Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với môi trường ngoài ∆tBC=∆tCD = (tn−tf) = 37,7 −(− 18) = 55,70C

+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:

∆tED = 0,7( tn−tf) = 0,7[37,7 −(− 18)] = 38,90C+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :

∆tBE = 0,6( tn−tf) = 0,6[37,7 −(− 18)] = 33,420C

- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3 m

- Kích thước chiều dài tường ngoài : theo mục a), trang 77, tài liệu [1]+ Đối với buồng góc kho: lấy chiều dài từ mép tường ngoài đến trục tâm tườngngăn

=> chiều dài tường BC = DE = 6m

- Kích thước chiều dài tường ngăn : tính từ bề mặt trong của tườngngoài đến tâm của tường ngăn

=> chiều dài tường GF = HK=7m,

- Kích thước chiều dài nền và trần tính từ bề mặt trong của tườngngoài đến tâm của tường ngăn

=> chiều dài nền và trần = 7x6m

Trang 15

Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:

Phòng trữ đông II: BCDE

thước,[m x m]

Diện tíchF,[m2]

4.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q 4

Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng , dongười làm việc trong phòng,do các động cơ điện và do mở cửa:

Q4= + + + , [W]

Với: - : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh

- : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng

Trang 16

= 350.n , [W]

Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc

- n là số người làm việc trong phòng ,vì phòng có diện tích < 200 m2

cọ xát với không khí trong môi trường biến thành nhiệt năng gây ra tổn thấtlạnh cho kho lạnh

Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức (4-19), trang 87, tàiliệu [1]:

= Ni , [kW]

Với: - Hiệu suất của động cơ Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất của động cơ điện chophòng có công suất E=20 tấn là : N = 4 x 0,75 kW

Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng trữ đôngvới công suất là 55tán/mẻ là:

N== 8,25 kW

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện: = N= 8,25 kW

d.Tính dòng nhiệt khi mở cửa:

Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 116 tài liệu [1]

Q4 = 50,4+ 700 + 8250 + 924 = 9924,4W

5 Tính nhiệt kho lạnh.

=(0,850,9).+ (0,5) ( vì = 0)

Trang 17

Ta lấy (0,850,9) là do không kể đến tổn thất lạnh qua các tường ngăn khi tính

các phòng đều cùng hoạt động Ở đây ta chọn 0,9 Do có 2 phòng trử đông nên

6 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén

Công suất lạnh yêu cầu của hệ thống lạnh là:

= (công thức 4.24 trang 120, TL1)

Trong đó:

k- hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thônglạnh Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là -180C nên bằng

phương pháp nội suy ta tính được k = 1,058 (trang 121 tài liệu [1])

b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén Dự tính máy nén làm việc

khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 121 tài liệu [1])

Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:

= = 12907,1 W

3.2 TÍNH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG

1.Thông số cho trước.

Số liệu cho trước :E = 2,5 t/ mẻ, t1 = 18 0C, t2 = −150C , tf = −350C

2.Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q 1

Ta có : Q1 = + Trong đó:

: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ

= ∑ki Fi.∆ti , [W]

- : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời Vì kho lạnh có thiết

kế thêm 1 mái che nắng mưa ở phía trên trần kho lạnh do đó bức xạ từ mặttrời vào kho lạnh là không có => = 0

Trang 18

buồng cấp đông và trữ đông có: kAG=0,47 [W/m2K] Đối với tường HG ngăn phòngcấp đông với hành lang ta tra bảng 3-4,trang 84 , tài liệu [1] bằng phương pháp nộisuy ta được kHG= 0.265 [W/m2K].

- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]

- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong

+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với môi trường ngoài : ∆tKA = ∆tHK = tn− tf = 37,7− (−35) = 72,7 0C

+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm:

∆tGH = 0,7( tn− tf) = 0,7[37,7− (−35)] = 50,29 0C+ Độ chênh nhiệt độ giữa phòng cấp đông với phòng trữ đông qua tường ngăn là : ∆tAG = 0,6(tn – tf) = 0,6[37,7− (−35)] = 43,62 0C

- Chiều cao tính toán phòng lạnh: tính từ mặt nền đến mặt trên của trần cấp đông :

htt = 3m

- Kích thước chiều dài tường ngoài phòng cấp đông:

=> chiều dài tường AK = KH = 4 m

- Kích thước chiều dài tường ngăn : tính từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâmcủa tường ngăn => chiều dài tường AG = GH = 4m

- Kích thước chiều dài nền và trần tính từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâmcủa tường ngăn => chiều dài nền và trần = 4m

Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:

Kết cấu Kích

thước,[m x m]

Diện tích F,[m2]

Trang 19

Với : - E: Khối lượng sản phẩm đưa vào cấp đông 1 mẻ, [t]

- i1: Entanpi của thịt Heo khi đưa vào ở nhiệt độ 180C, tra bảng (4-2)

trang 81 tài liệu [1] , bằng nội suy ta có : i1 = 266,2 kJ/kg

- i2: Entanpi của thịt Heo khi đưa ra ở nhiệt độ −150C, tra bảng

(4-2) trang 81 tài liệu [1] ta có : i2 = 12,2 kJ/kg

- τ =11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ thịt => = = 16,035 kW

b Tính :

Ta có công thức tính tổn thất lạnh do bao bì:

= , [kW]

Với: - Gb: Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm,[t] Do khối lượng

bao bì chiếm tới (10 ÷ 30)% khối lượng hàng (trang 84 tài liệu [1]) và bao bì bằng

kim loại nên lấy bằng 30% khối lượng sản phẩm Gb=30%G

- Cbb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì :

Cbb = 0,45kJ/kg.K (trang 84 tài liệu [1])

- t1: Nhiệt độ đầu vào của bao bì lấy bằng nhiệt đầu vào của sảnphẩm

- t2: Nhiệt độ đầu ra của bao bì lấy bằng nhiệt độ của phòng cấp đông

- τ = 11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ sản phẩm

Với: - : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh

- : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng

Trang 20

=> = 1,2 16 = 19,2 W

b Dòng nhiệt do người toả ra :

dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có:

= 350.n , [W]

Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc

- n là số người làm việc trong phòng Vì phòng có diện tích < 200 m2

=> chọn n = 2

= 350.2 = 700 W

c Tổn thất lạnh do các động cơ điện :

Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:

+ 1phần biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh Do đó nếu động cơđặt trong phòng lạnh thì nhiệt toả ra này sẽ gây ra 1 phần tổn thất lạnh

+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (như làm quay quạt thông gió, quayđộng cơ quạt dàn bay hơi…) Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát vớikhông khí trong môi trường biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kholạnh

Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức (4-19), trang 87, tàiliệu [1]:

Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là2,5tán/mẻ là:

N

dc cd

= =11kW

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện

Q

3 4

= N

dc cd

= 11kW

d Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q

4 4

Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87 tài liệu [1]

Q

4 4

= B.F , [W]

Với: B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2] Tra bảng (4-4) trang 87 đốivới phòng cấp đông có diện tích F= 16 m2 < 50 m2 ta có: B = 32 m2

Trang 21

F= 4x4m2: diện tích buồng

=> Q

4 4

= 16.32 = 512 W Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:

Q4 = 19,2 + 700 + 11000 + 512 =12231,2 W

4 Tính nhiệt kho lạnh

Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:

Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 1067,72 +16316,2 + 12231,2 = 29615,5W = 29,6155 kW

5 Công suất lạnh yêu cầu của máy nén

Công suất nhiệt yêu cầu của máy nén phải đảm bảo bù lại tổn thất nhiệt cấp cho

phòng Q Nhưng vì khi môi chất đi từ máy nén đến dàn lạnh thì sẽ có các tổn thấttrên đường ống và tổn thất tại các thiết bị trong hệ thống Bên cạnh đó thì máy nénkhông thể vận hành liên tục 24h trong 1 ngày được vì nếu như thế sẽ gây ra ứngsuất mỏi làm hỏng máy nén Vì vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén được xácđịnh như sau:

= b

k Q.

Trong đó:

k : hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thốnglạnh Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là −350C nên dùng nội suy ta tính

được nhiệt độ dàn bay hơi k = 1,085 (trang 92, tài liệu [1])

b : hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén Dự tính máy nén làm

việc khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 121, tài liệu [1])

Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:

= = 35703,16 W

Trang 22

CHƯƠNG 4 : LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN

Mục đích chương này nhằm tính chọn chu trình của hệ thống lạnh để tính côngsuất yêu cầu của thiết bị trong hệ thống lạnh từ đó làm cơ sở để tính chọn các thiết

bị này

 Chọn môi chất lạnh

Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh là NH3 vì nó có những ưu nhược điểmsau: Rẻ tiền, không hòa tan dầu bôi trơn, hòa tan nước nên không sợ xãy ra hiệntượng đóng băng gây vở ống hoặc tắc ngẻn hệ thống, NH3 là chất khí không màunhưng có mùi khai nên dể phát hiện khi bị rò rỉ Ưu điểm lớn nhất so với Freon là

NH3 là không phá hủy tần ozon Bên cạnh đó NH3 còn có một số nhược điểmnhưng các nhược điểm đó có thể hạn chế được nên lựa chọn môi chất lạnh là NH3

là phù hợp

 Chọn môi trường giải nhiệt

Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp trao đổi nhiệt vì so

với không khí thì nước làm mát có những ưu điểm sau :

+ Hệ số tỏa nhiệt cao hơn nên làm mát tốt hơn

+ Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết

- Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt :

+ Nhiệt độ nước khi vào bình theo trang 159, tài liệu [1] :

= tư + (3÷4)0CVới: tư : là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với tn=37,30C và độ ẩm φ = 73% ,ta có: tư = 32,50C

I Thông số ban đầu

- Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh : tf = - 180C

- Năng suất lạnh yêu cầu = 18102,3 W = 18,1023 kW

Trang 23

Chọn ∆tk = 40C vì môi trường làm mát là nước Tra bảng hơi bão hoà của NH3

trang 320 tài liệu [5] ta có áp suất ngưng tụ là: pk = 16,4bar

3 Tính cấp nén của chu trình

Ta có tỉ số nén của chu trình:

Л = == 10,9 < 12 Vậy chọn chu trình máy nén 1 cấp

4 Chọn chu trình lạnh

Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng thiết bị táchlỏng Mặc dù là chu trình này bị lệch ra khỏi chu trình Cacno làm cho hệ số lạnhgiảm xuống Nhưng ngược lại nó tránh được hiện tượng ẩm về máy nén gây rahiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén Không thể dùng thiết bị hồi nhiệt vì dùngthiết bị hồi nhiệt thì nhiệt độ cuối tầm nén sẻ rất cao gây nguy cơ cháy dầu bôitrơn

a. Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh 1 cấp dùng bình tách lỏng:

1

23

- TL: Van tiết lưu

b Biểu diển đồ thị T-S , Log p-i

Trang 24

s1'

2 3

P k ,t k

P o ,t o

Các quá trình:

- 1-1’ là quá trình quá nhiệt hơi từ bình tách lỏng đến khoan hút máy nén

- 1’-2 là quá trình nén đoạn nhiệt

- 2-3 quá trình ngưng tụ đẳng áp

- 3-4 là quá trình tiết lưu trong van tiết lưu nhiệt

- 4-1 quá trình bay hơi đẳng áp đẳng nhiệt trong dàn bay hơi

6 Tính thông số tại các điểm nút.

(tra bảng hơi bảo hòa và bảng hơi quá nhiệt của NH3, TL5 trang 318,323)

Điể

m Tr ng tháiạ Ap su tP(bar)ấ Nhi tđộệ

t (0C)

Thể tích v(m 3 /kg )

Entanpii(kJ/kg) s(kJ/kgK)Entropi

Định dạng
Số trang	49
Dung lượng	863,7 KB