đồ án lạnh môi chất R22

Phần thuyết minh đồ án Lạnh BKDN§1.1. NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI Sản phẩm: Thịt heo Công suất cấp đông: E = 5,5 tấnmẻ Công suất trữ đông: E = 40 tấn Địa điểm lắp đặt: Hà Tĩnh Môi chất sử dụng: R22§1.2. MỤC ĐÍCH CẤP, TRỮ ĐÔNG:1.1.1.Mục đích cấp, trữ đông: Để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh tế quốc dân, thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở một nhiệt độ thấp (180C ÷ 40 C). 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

Trang 1

nguyên liệu

Tiếp nhận nguyên liệu Rửa Phân loại, cân Xếp khuôn, châm nước

ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNHGVHD: THẦY NGUYỄN THÀNH VĂN

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

§1.1 NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI

- Sản phẩm: Thịt heo

- Công suất cấp đông: E = 5,5 tấn/mẻ

- Công suất trữ đông: E = 40 tấn

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

Quy trình công nghệ tổng quát:

Quy trình chế biến:

Trang 2

§1.3 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU

1) Cấp đông:

- Nhiệt độ sản phẩm vào: t1=

- Nhiệt độ đầu ra: t2 = -15˚C

Trong đó: t˚ tâm thịt = -12˚C t˚ mặt thịt = -18˚C

- Thời gian cấp đông: 11 =ح giờ

Trang 3

CHƯƠNG 2: TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH

2. Chiều cao chất tải (h CT ):

Phụ thuộc vào công nghệ bốc xếp hàng

Đối với kho lạnh nhỏ, bốc xếp thủ công chọn: hCT = 2 (m)

Trang 5

Phòng cấp đông (-35˚C) Phòng trữ đông

- Hạn chế tối đa tổn thất lạnh ra môi trường bên ngoài

- Sản phẩm đi trong dây chuyền không bị chồng chéo

- Phải có hướng mở rộng mặt bằng để đáp ứng nhu cầu mở rộng sảnxuất

2.3.2 Bố trí mặt bằng:

Trang 6

CHƯƠNG 3: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH

Mục đích của chương này là để xác định chiều dày cách nhiệt của kết cấu phòng lạnhdựa vào hệ số truyền nhiệt tối ưu, phải cân đối giữa chỉ tiêu kinh tế và kĩ thuật Ngoài

ra nó còn phải thỏa mãn điều kiện tiện nghi là không đọng sương ở mặt ngoài kết cấu

ở đây ta không cách ẩm cho kho lạnh vì ta chọn kho lạnh kiểu panel với lớp tôn có khả năng cách ẩm tuyệt đối

1

1 Tol sắt 0,001 40 Phụ lục E6, trang356, tài liệu [2]

2 Foam 0,248 0,047 Bảng 3-1, trang 61,tài liệu [1]

* Chú ý: Từ ngăn giữa 2 phòng lạnh dù có nhiệt độ bằng nhau vẫn phải cách nhiệt đểphòng trường hợp có 1 phòng nghỉ

Tính cách nhiệt cho tường làm việc ở điều kiện khắc nghiệt nhất

b. Tính bề dày lớp cách nhiệt (

Trang 7

Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo công thức:

(3-1), trang 85, tài liệu [1]:

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:

Trong đó:

- là độ dày lớp cách nhiệt, (m);

- là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, (W/mK);

- k là hệ số truyền nhiệt, W/m2K (tra bảng 3-3, trang 84, tài liệu [1]);

- là hệ số tỏa nhiệt của môi trường tới tường cách nhiệt, W/m2K (tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu [1]);

- là hệ số tỏa nhiệt của vách kho lạnh tới kho lạnh, W/m2K (tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu [1]);

- là bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, m;

- là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK

Tra tài liệu ta được ứng với nhiệt độ phòng cấp đông thì k = 0,19 W/m2K;

;

Suy ra:

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường được chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán Do đó, ta chọn chiều dày cách nhiệt là:

Ứng với ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài tường:

- Nếu bề mặt ngoài của tường bao có đọng sương ẩm thì sẽ dễ xâm nhập vào phá hủy lớp cách nhiệt Để tránh hiện tượng đọng sương thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường Điều kiện kiểm tra đọng sương được xác định theo công thức (3-8), trang 87, tài liệu [1]

- Điều kiện để vách ngoài không đọng sương:

(theo công thức (3-7), trang 87, tài liệu [1]):

Trang 8

- là hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt

độ đọng sương,

- là hệ số tỏa nhiệt bề mặt ngoài tường bao che,

- là nhiệt độ môi trường ngoài (Bảng 1-1, trang 7, tài liệu [1]);

- là nhiệt độ đọng sương của môi trường, (tra theo đồ thị h-x hình 1-1, trang 9, tài liệu 1) với nhiệt độ môi trường và độ ẩm

trang 356, tài

Trang 9

1 2 3

liệu [2]

Phụ lục E6,trang 356, tàiliệu [2]

a. Tính :

Do kho lạnh được đặt trong phân xưởng có mái che nên theo trang 84- tài liệu 1, hệ

số truyền nhiệt tối ưu của trần kho lạnh được lấy lên 10% so với bảng 3-3 Đối với trần kho lạnh ứng với nhiệt độ tf = -350C

ta có : ;

Áp dụng công thức (1) ta có:

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên

thường được chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán Do đó, ta chọn chiều dày cách nhiệt là:

b. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài

Áp dụng công thức (3), suy ra:

Trang 10

b. Tính chiều dày lớp cách nhiệt :

Ứng với nhiệt độ phòng cấp đông , tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu 1 ta được:

Đối với kho lạnh có nhiệt độ âm sâu dễ có nguy cơ nước dưới nền đóng băng, dãn

nở gây ra vỡ kết cấu kho lạnh, cho nên phải sưởi ấm nền kho lạnh có nhiệt độ âm sâu.Đối với các nước nhiệt đới như Việt Nam thì chỉ cần sưởi ấm nền bằng không khí tự nhiên là đủ (sử dụng phương pháp nội suy)

Trang 11

c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài tường:

1

2 Foam 0,198 0,047 Bảng 3-1, trang 81,tài liệu [1]

b. Tính chiều dày lớp cách nhiệt ():

Ứng với nhiệt độ phòng trữ đông ta tra bảng 3-3, trang 84, tài liệu được:

;

Trang 12

Áp dụng công thức (1) suy ra:

c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài tường:

Áp dụng công thức (3) suy ra:

Kiểm tra theo điều kiện (3):

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

đông

3.2.3. Tính cách nhiệt cho trần:

a. Kết cấu:

1 2 3

2 Polyurethane 0,198 0,047 Bảng 3-1, trang81, tài liệu [1]

b. Tính chiều dày lớp cách nhiệt ():

Trang 13

Tra bảng 3-3, trang 84, tài liệu [1] ta được ứng với nhiệt độ phòng cấp đông thì ktư= 0.213 (W/m2K) (nội suy)

Đối với trần kho lạnh có mái che thì hệ số truyền nhiệt k lấy tăng 10% so với k của mái bằng, do đó:

Tra bảng 3-7, trang 86, tài liệu 1 ta được:

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn, nên thường được chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày tính toán Do đó, ta chọn chiều dày cách nhiệt là:

c. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài

Trang 14

2 Polyurethane 0,198 0,047 Bảng 3-1, trang81, tài liệu [1]

e. Tính chiều dày lớp cách nhiệt (

Tra bảng 3-7, trang 86,tài liệu [1] ứng với nhiệt độ phòng trữ đông thì ta

f. Kiểm tra đọng sương ở bề mặt ngoài:

Áp dụng công thức (2):

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

Trang 16

CHƯƠNG 4: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

Chương này nhằm tính toán tổng các tổn thất nhiệt từ phòng lạnh để tính công suấtlạnh yêu cầu và công suất lạnh của máy nén

Tổng các tổn thất nhiệt của kho lạnh bao gồm:

Trong đó:

- là tổn thất lạnh do bức xạ và đối lưu qua kết cấu bao che;

Thường kho lạnh được đặt trong nhà xưởng nên Qbx = 0

Các số liệu và cách bố trí buồng lạnh:

§4.1 TÍNH TOÁN PHÒNG CẤP ĐÔNG

4.1.1. Thông số cho trước:

Trang 17

- Công suất cấp đông:

- Sản phẩm cấp đông: Thịt heo

- Nhiệt độ phòng cấp đông:

- Nhiệt độ sản phẩm trước khi cấp đông:

- Nhiệt độ sản phẩm sau khi cấp đông:

- Thời gian cấp đông:

- Nhiệt độ ngoài trời: (tại Hà Tĩnh)

1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che ( ):

Trong đó:

- là tổng tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do đối lưu

∗ là hệ số truyền nhiệt của vách thứ i, Đối với các vách bao ngoài, trần, nền, thì đã được tính trong chương 2 Riêng :

kBC = 0,47 W/m2K đối với tường ngăn giữa buồng cấp đông với bảo quản đông (theo bảng (3-5) trang 84 tài

∗ là nhiệt độ bên ngoài phòng lạnh, ;

∗ là nhiệt độ bên trong phòng lạnh, ; + Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm:

∆tCD = 0,7( tn-tf) = 0,7(37,5 + 35) = 50,75 0C + Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :

Trang 18

- E là công suất buồng cấp đông, tấn/mẻ;

- là entanpy của thịt lợn trước khi đưa vào phòng cấp đông ở nhiệt

độ , kJ/kg;

Tra bảng (4-2), trang 110, tài liệu [1], bằng nội suy ta có:

- là entanpy của thịt lợn sau khi ra khỏi phòng cấp đông ở nhiệt

độ , kJ/kg;

Tra bảng (4-2), trang 110, tài liệu [1], ta có:

- là hệ số chuyển đổi từ tấn/11h ra đơn vị kg/s;

Trang 19

Ftr là diện tích trong của buồng lạnh, m2 Ở đây F = = 23m2.Suy ra:

b. Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng ):

Theo công thức (4-18), trang 115, tài liệu [1]:

Ở đây, nên chọn n = 2

Suy ra:

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:

+ Một phần biến thành năng lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh Do đó, nếu động cơ đặt trong phòng lạnh thì nhiệt tỏa ra sẽ gây ra một phần tổn thất lạnh

+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (làm quay quạt thông gió, quay động cơ

Trang 20

- là hiệu suất của động cơ;

đối với động cơ đặt trong phòng lạnh;

đối với động cơ đặt ngoài phòng lạnh;

- là công suất của động cơ điện, kW;

Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất điện cho phòng có công suất E = 5,5 tấn/mẻ là:

Suy ra:

Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:

4. Tính tổn thất lạnh phòng cấp đông:

Tổng tổn thất lạnh phòng cấp đông:

5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén:

Tải nhiệt của máy nén tính theo công thức:

Trong đó:

- là do các phòng lạnh được bố trí ghép sát nhau, càng nhiều phòngthì chọn về phía 0,85 Nếu 2 phòng lạnh đặt rời nhau thì hệ số này bằng 1;

- kể đến hệ số không đồng thời của tổn thất lạnh do vận hành

Ở đây chỉ có 1 phòng cấp đông nên ta có:

Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (4-24), trang 120, tài liệu [1]:

Trang 21

Đối với hệ thống lạnh lớn: b = 0,9Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có

Nhiệt độ ngoài trời: (tại Hà Tĩnh)

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

Theo công thức (4)

Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau:

Kết cấu Kích thước, Diện tích F, Hệ số truyềnnhiệt k, , , W

Trang 22

Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất điện cho phòng có công suất E

= 40 tấn là: Do đó, tổng công suất điện phòng trữ đông của ta là :

5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén

Có 2 phòng trữ đông nên theo công thức (13) ta có:

Tra tài liệu ứng với , bằng phương pháp nội suy ta có

Công suất lạnh của máy nén tính theo công thức (14):

Trang 23

CHƯƠNG 5: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN

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

- Không ăn mòn kim loại đen và kim loại màu;

- Khi rò rỉ không làm hỏng sản phẩm bảo quản;

- Nhiệt độ đông đặc thấp ;

- Vận chuyển, bảo quản dễ dàng;

- Năng suất lạnh riêng thể tích lớn;

Tuy đắt hơn NH3 nhưng dễ kiếm

Nhìn chung, R22 có độ hoàn thiện nhiệt động cao nên đươc sử dụng rộng rãi Vì vậy, chọn môi chất R22 là phù hợp

Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt vì so với không khí thì giải nhiệt bằng nước có những ưu điểm:

- Hệ số tỏa nhiệt cao hơn nên giải nhiệt tốt hơn, nhanh hơn

- Nhiệt độ nước làm mát sau khi giải nhiệt thấp hơn so với khi giải nhiệt bằng không khí

- Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết

§5.2 PHÒNG CẤP ĐÔNG

5.2.1. Thông số cho trước:

+ Năng suất lạnh yêu cầu của máy nén:

+ Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh:

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

• Nhiệt độ nước khi vào bình:

là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị I-d với

và độ ẩm , ta có

Trang 24

Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên:

5.2.2. Tính toán chu trình

1. Chọn nhiệt độ bay hơi

Nhiệt độ bay hơi được chọn theo công thức:

Chọn , tra bảng hơi bão hòa của R22 trang 366, tài liệu [1], bằng phương phápnội suy ta tính được

2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ

Nhiệt độ ngưng tụ được chọn theo công thức:

Ta có :

Chọn ∆tk = 40C vì môi trường làm mát là nước suy ra tk =43,5

Với nhiệt độ Tra bảng hơi bão hòa của R22, trang 366, tài liệu [1],

Tra bảng phụ lục 2, trang 366, tài liệu [1], của hơi bão hòa R22, bằng phương pháp nội suy ta tính được nhiệt độ hơi nén trung gian là:

Chọn nhiệt độ ống xoắn trong ống trao đổi nhiệt của bình trung gian lớn hơn nhiệt độ lỏng trong bình trung gian khoảng Khi đó, nhiệt độ lỏng trong ống xoắn trao đổi nhiệt là:

4. Chọn kiểu chu trình lạnh

Chọn cho phòng cấp đông chu trình lạnh hai cấp dùng bình trung gian có ống xoắntrao đổi nhiệt Bởi vì trở lực của hệ thống dàn bay hơi trong phòng cấp đông khá lớn (>0,3kg/cm2) Nếu dùng bình trung gian làm mát hoàn toàn thì có thể hệ số làm lạnh cao hơn nhưng áp suất trung gian không đủ cao để cấp lỏng cho dàn bay hơi

5. Tính nhiệt độ quá nhiệt và nhiệt độ quá lạnh

Nhiệt độ quá lạnh là nhiệt độ môt chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu Nhiệt độ quá lạnh càng thấp, năng suất lạnh càng lớn, vì vậy người ta cố gắng hạ nhiệt độ quá lạnh xuống càng thấp càng tốt

Trang 25

Ở đây, độ quá lạnh sẽ bằng:

Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén Nhiệt độ hút bao giờcũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất Để đảm bảo máy nén không hút lỏng về gây hiện tượng thủy kích thì người ta bố trí thiết bị hồi nhiệt trước khi môi chất lỏng vào máy nén Độ quá nhiệt của từng loại máy nén và đối với từng loại môi chất có khác nhau

Với là độ quá nhiệt hơi hút, đối với môi chất lạnh R22 thì

Suy ra:

6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút

a. Sơ đồ nguyên lý chu trình lạnh

BH

BTG TL1

TL2 NT

3 4

5

5'

1 2

7

1'

HN

Chú thích:

NT : Bình ngưng tụ HN : Thiết bị hồi nhiệt

BH : Dàn bay hơi

Trang 26

1’ 1

4 5

1’ 1

4 5

6 7

6'

Các quá trình của chu trình:

1’ – 1 : quá nhiệt hơi hút về máy nén;

1 – 2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ P0 lên Ptg;

2 – 3 : làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường hơi bão hòa có x = 1;

3 – 4 : nén đoạn nhiệt cao áp từ Ptg lên Pk;

4 – 5 : ngưng tụ đẳng áp, đẳng nhiệt;

5 – 5’ : tiết lưu từ Pk xuống Ptg;

5’ – 6 : quá lạnh đẳng áp trong bình trung gian;

6 – 6’ : tiết lưu từ áp suất Pk xuống P0;

6’ – 1’ : bay hơi nhận nhiệt của môi trường cần làm lạnh

c. Nguyên lý làm việc

Hơi (điểm1’) sau khi qua bộ hồi nhiệt trở thành hơi quá nhiệt (điểm 1) được hút vềmáy nén hạ áp, nén đoạn nhiệt lên áp suất trung gian Ptg (điểm 2) rồi được sục vào trong bình trung gian và được làm mát hoàn toàn thành hơi bão hòa khô Hỗn hợp hơibão hòa khô (điểm 3) được hút về máy nén cao áp, được nén đoạn nhiệt lên áp suất ngưng tụ Pk (điểm 4), sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ, nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát, ngưng tụ thành lỏng sôi (điểm 5) rồi đi vào bình trung gian, được phân li thành hai dòng:

+ Một dòng nhỏ đi qua van tiết lưu 1 (TL1), giảm áp xuống áp suất trung gian thành hơi ẩm (điểm 5’) rồi đi vào bình trung gian phân li thành hơi bão hòa khô (điểm 3) và lỏng sôi (điểm 7) Lượng hơi (3) này cùng với lượng hơi tạo thành do làmmát trung gian hoàn toàn hơi nén trung áp và do quá lạnh lỏng đi trong ống trao đổi nhiệt được hút về máy nén cao áp

Định dạng
Số trang	52
Dung lượng	0,92 MB