TÍNH CHỌN THIẾT bị TRAO đổi NHIỆT

Khối lượng: 9360 kg 5.1.2 Chọn thiết bị ngưng tụ cho kho lạnh và tủ đông: Do đây chỉ là đồ án môn học, để đơn giản trong việc tính toán nên ta họn thiết bị ngưng tụ chung cho cả hai hệ t

TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT

5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ

5.1.1 Chọn thiết bị ngưng tụ cho bể đá

Chọn thiết bị ngưng tụ cho máy nén của kho lạnh thuộc kiểu dàn ngưng bay hơi nước, nhiệt độ ngưng tụ của mơi chất tk = 350C, nhiệt độ nước vào và ra dàn ngưng khơng đổi Như vậy, độ chênh nhiệt độ trung bình là tk

Trong phần IV đã tính tốn chu trình thu được kết quả như sau:

Khối lượng mơi chất tuần hồn qua dàn ngưng: G = 0.50498(kg/s)

Nhiệt nhả ra cho thiết bị ngưng tụ ứng với 1 kg mơi chất qk =1332.942 (kJ/kg)

 Nhiệt lượng cần lấy đi từ thiết bị ngưng tụ của bể đá:

Qk = G.qk = 0.50498 x1332.942= 673.109 (kW)

Hệ số truyền nhiệt của dàn ngưng theo kinh nghiệm cho như bảng dưới

Giá trị kinh nghiệm của hệ số truyền nhiệt k (W/m 2K)

Kiểu thiết bị ngưng tụ Hệ số truyền nhiệt k (W/m2K)

Bình ngưng ống vỏ

 Nằm ngang NH3

 Thẳng đứng NH3

 Nằm ngang Freon

700 ÷ 1000 800

700

Tháp ngưng (dàn ngưng bay hơi nước) 500 ÷ 700

Cấu tạo dàn ngưng bay hơi nước

Nướ c phun Chắn nướ c Van an toàn

Quạt gió

hơi vào và ra bộ ngưng tụ sơ bộ

Ố ng TĐN Hơi vào

Lỏ ng ra

Dàn ngưng không khí 30

K =600W/m2.k : Hệ số truyền nhiệt được tra theo bảng với môi chất là NH3 tháp ngưng tụ

: Hiệu nhiệt độ trung bình logarit

Trong đó:

: hiệu nhiệt độ lớn nhất ( ở phía nước vào)

: Hiệu nhiệt độ bé nhất (ở phía nước ra)

Mặt khác;

= tk - tw

=tk - tw

Trong đó:

tw : Nhiệt độ nước vào bình ngưng

tw2 : Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng

Mà tw1 = tư + 30C

Hệ thống đặt tại Mỹ Tho có nhiệt độ môi trường t = 29.80C, = 74% Tra đồ thị I – d của không khí ẩm ( môi chất lạnh), ta có tư = 230C

tw1 = tư + 30C = 260C

tw2 = tw1 + 4 = 300C vậy:

= tk - tw = 35 – 26 = 90C

=tk - tw = 35 – 30 = 50C

Ta tính diện tích: Qk = K.F.T

Vậy ta chọn dàn ngưng bay hơi nước có diện tích trao đổi nhiệt F ≥ 200m2

Theo tài liệu HDTK HTL trang 249 ta chọn bình ngưng ống vỏ nằm ngang amoniac có các thông số kỹ thuật như sau

Diện tích bề mặt: 250 m2

Dài: 5845 mm

Rộng: 1520 mm.

Cao: 1940 mm

Khối lượng: 9360 kg

5.1.2 Chọn thiết bị ngưng tụ cho kho lạnh và tủ đông:

Do đây chỉ là đồ án môn học, để đơn giản trong việc tính toán nên ta họn thiết bị ngưng tụ chung cho cả hai hệ thống cấp đông và trữ đông

Các thông số vẫn tính như phần trên chỉ có lượng môi chất và nhiệt nhả ở thiết bị ngưng tụ là thay đổi :

Lưu lượng môi chất tuần hoàn qua thiết bị:

G = GCACĐ + GCATĐ = 0.020496 + 0.025723 = 0,046219 kg/s

Nhiệt nhả ra ở thiết bị ngưng tụ ứng với 1 kg môi chất:

qK = qkcđ + qktđ = 1212.437 +1709.559 = 2921.996 Kj/Kg

 Nhiệt lượng cần lấy đi từ thiết bị ngưng tụ của hai hệ thống:

Qk = G x qk = 0,047219 x2921.996 = 137.974 KW

Ta tính diện tích: Qk = K.F.T

Căn cứ vào diện tích trao đổi nhiệt và phụ tải nhiệt ta chọn dàn ngưng bay hơi với các thông số như sau:

Ký hiệu:KT-50

Diện tích bề mặt:50 m2

Dài: 4520 mm

Rộng: 910 mm

Cao: 1000 mm

Khối lượng:1980 kg

5.2 Tính chọn thiết bị bay hơi:

Thiết bị bay hơi có nhiệm vụ hóa hơi gas bão hòa ẩm sau tiết lưu đồng thời làm lạnh môi trường cần làm lạnh Như vậy cùng với thiết bị ngưng tụ, máy nén và thiết bị tiết lưu, thiết bị bay hơi là một trong những thiết bị quan trọng không thể thiếu được trong các hệ thống lạnh Quá trình làm việc của thiết bị bay hơi ảnh hưởng đến thời gian

và hiệu quả làm lạnh Đó là mục đích chính của hệ thống lạnh Vì vậy, dù trang thiết bị của hệ thống có tốt đến đâu nhưng thiết bị bay hơi làm việc kém hiệu quả thì tất cả trở nên vô ích

Khi quá trình trao đổi nhiệt ở thiết bị bay hơi kém thì thời gian làm lạnh tăng, nhiệt độ phòng không đẩm bảo yêu cầu, trong một số trường hợp do không bay hơi hết lỏng trong dàn lạnh dẫn tới máy nén có thể hút ẩm về gây ngập lỏng

Ngược lại khi thiết bị bay hơi có diện tích quá lớn so với yêu cầu thì chi phí đầu tư cao đồng thời còn làm cho độ quá nhiệt hơi ra thiết bị lớn Khi độ quá nhiệt lớn thì nhiệt độ cuối tầm nén cao, tăn công suất nén

Lựa chọn thiết bị bay hơi dựa trên nhiều yếu tố như: hiệu quả làm việc, đặc điểm

và tính chất sản phẩm cần làm lạnh

5.2.1 Thiết bị bay hơi bể đá:

Chọn thiết bị bay hơi cho bể đá là dàn lạnh xương cá:

Diện tích trao đổi nhiệt:

Trong đó qF = 2900 đến 3500 W/m2, mật độ dòng nhiệt

Theo bảng 10-2,trang 314 [TL]

Ta chọn:

Đường kính ngoài của ống: dng = 0,038, m

Đường kính trong của ống: dtr = 0,032, m

Ống trao đổi nhiệt bố trí so le: s1 = s2 = 0,088 m

Đường kính ống góp: = 0,108 m

Chiều dài ống góp: L = 8,1 m

Chiều dài ống uốn cong: L1 = 1,2 m

Số ống uốn cong trong một dàn: n = 100 ống

Diện tích trao đổi nhiệt của một dàn:

Fd = x n x L1 x dng + 2 x L x x

= 3,14 x 100 x 1,2 x 0,038 + 2 x 8,1 x 0,108 x3,14 = 19,81 m2

Số dàn lạnh cần lắp đặt:

dàn Vậy số dàn ở mỗi bể là:

n1 = n / 2 = 3,683 dàn

Chọn mỗi bể 4 dàn

Thể tích trong của mỗi dàn: V = x n x L1 x dtr2 + 2 x L x 2x

= x 100 x 1.2 x 0.0322 + 2 x 8,1 x 0,12 x

= 0,22374 m3

Với 2 bể ta có V =0,22374 x 8 = 1.78992 m3

hút về MN

cấp lỏng

xả dầu

Hình Dàn lạnh xương cá

5.2.2 Thiết bị bay hơi kho trữ đông:

Chọn dàn lạnh cho kho lạnh thuộc kiểu dàn quạt, nhiệt độ bay hơi to = -280C, nhiệt độ phòng bảo quản tf = -180C

Độ chênh nhiệt độ bay hơi t = 100C

Năng suất lạnh ở thiết bị bay hơi đã dược tính ở phần trước: Q0 = Hệ số truyền nhiệt của dàn quạt ống cánh được chọn trong bảng bên dưới [TL2]

Bảng hệ số truyền nhiệt dàn lạnh quạt thay đổi theo nhiệt độ bay hơi

Nhiệt độ bay hơi to (0C) -40 -20 -15 0 và lớn hơn

Hệ số truyền nhiệt k (W/m2K) 11.6 12.8 14.0 17.5

Nhiệt độ bay hơi của của kho lạnh là – 280C, ta chọn hệ số k thông qua nội suy các giá trị trong bảng trên  k = 12.08 (W/m2K)

Thiết bị bay hơi kiểu treo trần

Như vậy, diện tích trao đổi nhiệt của dàn quạt là:

Một số thông số kỹ thuật của dàn lạnh quạt NH3 được cho trong bảng dưới [theo bảng 8 -13 TL2]

Đặc tính kỹ thuật của dàn lạnh quạt NH3

Kí hiệu dàn

quạt

Diện tích truyền nhiệt

m2

Bước cánh (mm)

Sức chứa

NH3 (lit)

Quạt SL

Đường kính (mm)

Vòng quay (vòng/s)

Lưu lượng (m3/s)

Như vậy, ta phải chọn diện tích trao đổi nhiệt của dàn lạnh quạt F 520 m2 Do đó, dựa vào bảng trên ta chọn 3 dàn quạt:

- Hai dàn ký hiệu BO – 150 với thông số kỹ thuật như trong bảng trên

- Một dàn ký hiệu BO – 230 với thông số kỹ thuật như trong bảng trên

5.2.3 Thiết bị bay hơi cho tủ đông:

Tuy rằng tủ đông tiếp xúc được chọn dựa vào năng suất cấp đông ở phần II nhưng trong catalog của tủ đông thì không cho biết sức chứa của dàn Do đó để thuận tiện cho việc tính chọn bình chứa lỏng trong chương tiếp theo, trong phần này ta dựa vào kết cấu

có sẵn của tủ để tính sức chứa NH3 trong các tấm plate

Tấm plate có cấu bên trong là những ống zic – zắc với kích thước chọn như hình

vẽ, với cách bố trí đó ta tính được :

Chiều dài của một ống zíc – zắc: l = 2000 – 2x10 = 1800 (mm)

Khoảng cách giữa hai ống là ố = 7 (mm)  Bước ống S = 15+7 = 22 (mm)

Số ống trên một tấm plate: n = 1250/22 = 56.8  57 (ống)

Không gian chứa môi chất trong một tấm plate:

Dàn bay hơi của tủ đông tiếp xúc có một sức chứa là:

Vtđ = 11.Vố = 11x0.01813 = 0.19943 (m3)  200 (lit)

Kích thước ống zíc – zắc bên trong tấmplate