đồ án thiết kế kho lạnh bảo quản thịt bò

Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh đông : 1150 tấn Khối lượng sản phẩm bảo quản làm lạnh : 1250 tấn Năng suất buồng làm lạnh đông : 16 tấn mẻ sản phẩm bảo quản : bò

MỞ ĐẦU

Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng nhiệt để phục vụ cho đời sống con người từ

đó nâng cao chất lượng sống Sau này kỹ thuật lạnh ra đời thâm nhập vào các lĩnh vựccông nghiệp và đời sống như các ngành chế biến và bảo quản thực phẩm bảo quản thuốccác công trình xây dựng điều hòa không khí Trong đó kỹ thuật lạnh đóng vai trò quantrọng trong bảo quản thực phẩm tránh bị ôi thiu giữ được chất lượng sản phẩm trong thờigian lâu nhất nhằm đảm bảo giá giá trị kinh tế cao nhất cho sản phẩm.Cũng vì mục đích

đó em xin trình bày đề tài môn học của mình

Đề tài của em trong đồ án môn học này là “Thiết kế kho lạnh bảo quản thịt bòđông lạnh sử dụng môi chất R404a”

Pag

e1

Do kiến thức cịn rất hạn chế nên bản đồ án này sẽ khơng thể tránh khỏi những saisĩt Em rất mong nhận được sự gĩp ý của các thầy cơ giáo và của tất cả các bạn để bản

đồ án thêm hồn thiện

**************************************

Thơng số đầu vào thiết kế:

Khối lượng sản phẩm bảo quản lạnh đơng : 1150 tấn

Khối lượng sản phẩm bảo quản làm lạnh : 1250 tấn

Năng suất buồng làm lạnh đơng : 16 tấn/mẻ

Sản phẩm bảo quản : bị

Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm lạnh đơng : -23oC

Nhiệt đơ kho bảo quản sản phẩm làm lạnh : 2oC

Nhiệt độ buồng làm kết đơng : -34oC

Mơi chất sử dụng trong hệ thống lạnh : R404a

Hệ thống sử dụng: bơm mơi chất (R404a); sử dụng bơm mơi chất

R404a có các thông số nhiệt vật lý sau :

+ Thành phần hóa học ( theo khối lượng ) : 44% HFC-12;52% HFC-143a; 4%HFC-134a

+ Phân tử lượng : M = 97,6,Kg/kmol

+ Nhiệt độ sôi ở 1atm : ts = -46,50C

+ Nhiệt độ tới hạn : tc = 72,10C

+ Aùp tới hạn : Pc = 3,732 MPa

+ Mật độ tới hạn : ρc = 484,5 Kg/cm3

+ Mật độ chất lỏng ( ở 250C ) : ρl = 1048 Kg/cm3

+ Mật độ hơi bão hoà ( ở -150C ) : ρh =18,2 Kg/cm3

+ Nhiệt dung riêng lỏng (250C): C = 1,53 kJ/KgK

+ Nhiệt dung riêng hơi ( 250C, 1atm ) : C = 0,87 kJ/KgK

+ Nhiệt ẩn hoá hơi ( 250C, 1atm ) : r = 202,1 kJ/Kg

Pag

e2

+ Độ nhớt động lực học : của môi chất ở 250C : µ =1,28.10-4 Pa.s

: của hơi bảo hoà (1atm) : µ =1,22.10-5 ,Pa.s

+ Hệ số dẫn nhiệt của lỏng sôi môi chất ở 250C : λ =0,0683 W/mK

+ Hệ số dẫn nhiệt hơi bảo hoà (1atm) : λ = 0,0134 W/mK+ Giới hạn cháy trong không khí : không cháy

+ Chỉ số phá huỷ Ozone : ODP = 0

+ Chỉ số làm nóng địa cầu : GWP = 0,94 (so với R11)

Nền kho kết cấu bê tơng, cách nhiệt, cách ẩm

Địa điểm xây dựng : Đồng Nai (lấy thơng tin TP Hồ Chí Minh )Nhiệt độ mơi trường: mùahè: 37,3 oC mùa đơng:17,4 oC

Độ ẩm mơi trường: mùa hè: 74 - mùa đơng:74

Theo tổng cục thống kê, tại thời điểm 01/10/2017 cả nước cĩ 5,7 triệu con, tăng2,9%, sản lượng thịt bị đạt 321,7 nghìn tấn, tăng 4,2% ,trong đĩ riêng tỉnh Đồng Nai cĩ

74948 con bị Hoạt động chăn nuơi chủ yếu là phân tán nhỏ lẻ, cịn mang tính tự phát,chưa theo quy hoạch, tập trung chủ yếu ở các hộ nơng dân, chăn nuơi trên đất vườn nhà,nằm gần hoặc đan xen lẫn ngay trong khu dân cư, xí nghiệp, chợ, trường học

Quy trinh thực hiện chế biến thịt bị

Pag

e3

e4

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH VÀ TÍNH DIỆN TÍCH QUY HOẠCH MẶT BẰNG

( sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh –Nguyễn ĐứcLợi)

Trong đó:

E: Dung tích kho lạnh (tấn)V:Thể tích kho lạnh (m3)

gv: Định mức của chất tải thể tích (tấn/m3) Ở đây ta tính với sản phẩm làthịt Bò nên ta chọn được: gv= 0,35 (t/m3)

1.1 Thể tích của kho bảo quản sản phẩm lạnh đông

F= h

V ld

Pag

e5

Trong đó:

F: Diện tích chất tải lạnh (m2)h: Chiều cao của chất tải (m2)Chọn kho lạnh một tầng chiều cao của phòng lạnh là 6m, chất tải 5m

1 Diện tích kho bảo quản lạnh đông

2.4 Diện tích xây dựng thực tế từng buồng lạnh

Diện tích kho thực tế sau khi đã tính toán đến không gian trống bên trong kho dosắp xếp bốc dỡ hàng và vận chuyển hàng ra và kho bảo quản

Ta xác định được diện tích thực tế của kho theo công thức:

Fld=657,14 (m2) => βF

= 0,8Pag

e6

2.5.3 Buồng kết đông

Áp dụng công thức :

Trong đó: M – Công suất các buồng lạnh và buồng kết đông ( làm lạnh đông), t/24h;

T – Thời gian hoàn thành một mẻ sản phẩm bao gồm thời gian xử lýlạnh, chất tải, tháo tải, phá băng cho dàn lạnh, h;

g1 – Tiêu chuẩn chất tải trên 1 m chiều dài giá treo, t/m

k – Hệ số tính chuyển từ tiêu chuẩn chất tải trên 1 m chiều dài ra 1 m2

diện tích cần xây dựng; k = 1,2

Pag

e7

Từ đó ta tính được diện tích lạnh cần xây dựng buồng làm lạnh đông theo công thức1.5:

= 1,2 = 76.8

Chọn diện tích buồng kết đông = 90

3.Thiết kế mắt bằng kho lạnh

Kho lạnh được thiết kế mặt bằng xây dựng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

 Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ Sẩn phẩm đi theo dâychuyền không gặp nhau , không dan chéo nhau Các cửa ra vào của buồng phảiquay ra hành lang

 Quy hoạch phải đạt được chi phí dầu tư bé nhất Cần sử dụng rộng rải các phụkiện tiêu chuẩn giảm đến mức tối thiểu nhất các diện tích nhưng phải đảm bảo tiệnnghi Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất

 Quy hoạch mặt bằng càn phải dảm bảo sự tiện lợi và rẻ tiền

 Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp đảm bảo kỹ thuật ,an toàn phòng cháy và chữacháy

 Khi quy hoạch cần phải tính đến khả năng mở rộng kho lạnh Đê kết hợp hài hoàgiữa những yêu cầu trên cho mặt bằng kho lạnh ta lựa chọn phương án thiết kếnhư sau :



Pag

e8

e9

CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT – CÁCH ẨM KHO LẠNH

2.1 Chọn panel

2.1.1 Tổng quát về Panel

Cấu tạo của Panel gồm:

• 2 bề mặt bên ngoài panel được phủ một lớp vật liệu hoàn toàn cách ẩm có tuổi

thọ và độ bền cao Những vật liệu thông dụng hiện này là (theo tham khảo tài liệu online) :

+ Tôn mạ màu ( colorbond steel sheet ): Độ dày từ 0,5 mm đến 0,7 mm.+ Tôn phủ lớp PVC ( PVC coated steel sheet ): Độ dày từ 0,6mm

+ Tôn inox ( stainless steel sheet ): Độ dày từ 0,5 mm đến 1,2 mm

• Vật liệu cách nhiệt là polyurethan phun Khối lượng riêng 38 42 kg/m3,cường độ chịu nén 0,2 đến 0,2 MPa, tỷ lệ điền đầy bọt trong panel là 95%,

chất tạo bọt là R141B không phá hủy tầng ôzôn.

• Tấm Panel Pu Kho Lạnh là những tấm cách nhiệt với lõi cách nhiệtPolyUrethan và một số chất phụ gia khác Hai mặt trong và ngoài bọc tolecolorbond hoặc i-nox dày 0,45÷0,5mm Độ dày Panel từ 50 ÷ 300 mm, chiềudài maximum: 19m, chiều rộng tấm Panel: 1100 mm / 1150 mm

• panel pu nhẹ hơn từ ½ đến 1/3 so với những sản phẩm khác có cùng kíchthước Nguyên nhân chính là do kết cấu của lớp lõi PU rất nhẹ Đây là đặc tínhnổi trội giúp tiết kiệm lượng vật liệu làm khung, móng cọc, cũng như giúp vậnchuyển, thi công dễ dàng Tùy theo tỷ trọng 20 -30 -40 kg/1m ³

• panel pu hay pu panel malaysia Có tính năng cách âm và khả năng hấp thụ

âm thanh vượt trội Dù âm thanh từ bên ngoài đi vào hay từ bên trong đều bắtbuộc chuyển động theo đường zig-zag, sóng âm bị chia nhỏ dần tại các đườnggãy và giảm đến mức tối thiểu khi xuyên được qua tấm Panel 3 D Tôn + PU+Tôn , do đặc tính cấu tạo của hợp chất (PU) Cách âm (db) 50 panel pu là loạisản phẩm được cấu thành bởi tôn và hợp chất PU Nhờ quá trình đúc ép kếthợp của 3 lớp Tôn + Pu + Tôn lại với nhau tạo thành một khối thống nhất

Pag

e1 0

chính vì vậy có kết cấu rất bền vững Vì thế, thanh panel 3D có độ bền vữngtheo thời gian rất lớn,và có cường độ chịu lực cao nhất trong các loại vật liệu

có dạng xốp và ổn định hơn các dạng tấm panel có lõi bằng hạt EPS panel pu

có hệ số dẫn nhiệt rất thấp, vì vậy sẽ dẫn đến hiệu ứng đông ấm, hạ mát Cũngnhờ vậy, mức điện dùng cho điều hòa nhiệt độ được tiết kiệm đến 50%, tạo giátrị lâu dài cho người sử dụng Tỷ suất truyền nhiệt ASTM – C177 TCVN 7194– 2002 ĐV Kcal/m.h.˚c = 0,0105

• panel pu là loại sản phẩm tái sử dụng nhiều lần khi tháo dỡ thay đổi côngnăng là SP cách âm, cách nhiệt, chống cháy, tạo được môi trường sạch, thânthiện với môi trường,đặc biệt không phải bảo dưỡng, không bị nấm mốc

• Là loại vật liệu không bị tấn công bởi mối, mọt, kiến hoặc các sinh vật kháctrong điều kiện khí hậu nhiệt đới bởi đặc tính được cấu tạo từ Tôn và PUvàđược liên kết với nhau bằng khoá camlock hay gờ âm dương rất chắc chắn

Thông số kỹ thuật tấm panel chất lượng cao của Nikkei Panel System theo web

http://www.nikkeipanel.asia/vn/products/spec.html như sau

Pag

e1 1

Từ bảng trên kết hợp với tìm hiểu thực tế, ta chọn panel cho kho lạnh là panel của công tyTST Chi tiết về các thông số kích thước, màu sắc, hệ số dẫn nhiệt,…xem thêm ở phụ lục[I]

Các thông số về nhiệt độ của các buồng trong kho lạnh

+ Buồng kết đông : Nhiệt độ -34oC

+ Buồng bảo quản đông : Nhiệt độ -23 oC

+ Buồng bảo quản lạnh : Nhiệt độ 2 oC

2.1.2 Chọn độ dày Panel cho buồng bảo quản đông:

-Nhiệt độ phòng là: -23 o C

Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là:

CN = 100 (mm)

Chọn vật liệu phủ bề mặt bên ngoài của panel tôn mạ màu: Độ dày 0,5mm

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethan là:

Chọn vật liệu phủ bề mặt bên ngoài của panel tôn mạ màu: Độ dày 0,5mm

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethan là:

Chọn vật liệu phủ bề mặt bên ngoài của panel tôn mạ màu: Độ dày 0,5mm

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethan là:

PU = 125 – 1 = 124 mm = 0,124 m

2.2 Kiểm tra các thông số

Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức:

Trong đó: δCN – độ dày yêu cầu của lớp panel cách nhiệt, m

λCN – Hệ số dẫn nhiệt của panel cách nhiệt, W/m K

k – Hệ số truyền nhiệt

α1 – Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới lớp cách nhiệt, W/m2K

α2 – Hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K

δi – Chiều dày lớp vật liệu thứ i, m ( ở đây là lớp tôn mạ màu )

λi – Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/m2KTheo bảng 3.7 tài liệu [1], ta có:

Hệ số dẫn nhiệt của lớp tôn mạ màu: = 45,36 W/mK

Chiều dày của lớp tôn mạ màu: = 0,5 mm = 0,0005 m

Theo số liệu ở bảng trên 2.1 ta có bảng sau:

Bảng 2.2: Hệ số truyền nhiệt của panel theo từng buồng

TT Buồng kết đông Buồng bảo quản đông Buồng bảo quản lạnh

k 0,31 0,38 0,85

Kiểm tra đọng sương theo công thức:

Xét theo nhiệt độ ngoài trời mùa hè của Đồng Nai là: t = 37,3oC, φ = 74%

Nhiệt độ bên trong xưởng là: tN = 0,7.t = 26,1 oC => ts = 29.1 oC

Áp dụng công thức 2.2 để kiểm tra, ta thấy độ dày của các tấm panel đã lựa chọn theotừng phòng đều thỏa mãn Vậy ta có độ dày các tấm panel theo từng buồng như sau:

Bảng 2.4: Độ dày của các tấm Panel theo từng buồng:

Buồng kết đông Buồng bảo quản đông Buồng bảo quản lạnh

2.3 Cấu tạo nền kho lạnh

Kết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:

đây bắt buộc phải chọn nền bê tông để đảm bảo chịu được tải trọng của hàng hóa cũngnhư của xe nâng và người trong quá trình hoạt động.

Để tránh hiện tượng đóng băng làm phồng nền và phá vỡ cấu trúc xây dựng kholạnh, ta sử dụng biện pháp là bố trí sàn kho cao hơn nền đất tự nhiên nhờ hệ thống cộtchịu lực, có các con lươn thông gió Các con lươn thông gió được đổ bằng bê tông hayxây bằng gạch thẻ cao khoảng 100 mm - 200 mm Bề mặt con lươn dốc về 2 phía 2 % đểtránh đọng nước

Ta có nền có cấu trúc như sau

(W/m2K) Nền nhẵn

Để tránh hiện tượng đóng băng làm phồng nền, phá vỡ cấu trúc xây dựng kho lạnh, cần bố trí các kênh thông gió dưới nền hoặc bố trí dây điện trở phía dưới nền, đảm bảo nhiệt độ nền luôn ở khoảng 4oC, với cấu trúc nền con lươn được mô

tả như hình vẽ dưới đây:

Như vậy:

Pag

e1 5

Với yêu cầu của K có thể tham khảo như sau (theo bảng 3.6):

Nhiệt độ không khí trong buồng lạnh, Từ đến Từ đến

- Với buồng kết đông và buồng bảo quản đông : chọn K = 0,21 W/m2K

- Do nền có sưởi nên ta chỉ cần tính toán các lớp phía trên lớp có sưởi Thay số, ta có:

cn=0,047 x [

= 0,210(m)

Để hợp tiêu chuẩn, ta chọn chiều dày lớp cách nhiệt là 250mm gồm 2 lớp 125mm xếp so le, tương tự như trên khi tính lại ta có hệ số truyền nhiệt thực của nền là 0,17 (W/m2K)

- Với buồng bảo quản lạnh, buồng đệm và các phòng tương đương, chọn

2.4: tính kiểm tra đọng sương

Pag

e1 6

Nhiệt độ bên ngoài để tính toán thiết kế là trung bình cộng của nhiệt độ tối cao ghi nhận được và nhiệt độ trung bình cực đại tháng nóng nhất Độ ẩm tính toán lấy theo độ ẩm trung bình tháng nóng nhất.

Theo QCVN 02 – 2009 về số liệu tự nhiên, đối với Đồng Nai, ta tìm được nhiệt độ dùng cho tính toán là và độ ẩm dùng cho tính toán là ứng với thời điểm từ 13 giờ đến 15 giờ trong tháng 4 (tháng nóng nhất – do đang vào mùa khô)

Ta xác định được nhiệt độ động sương của không khí là 29.1 oC

Ta có hệ số truyền nhiệt đọng sương tiêu chuẩn là:

Với là nhiệt độ ngoài môi trường, ở đây

là nhiệt độ trong kho lạnh

 , do đó bên ngoài vách panel không xảy ra hiện tượng đọng sương.

Xét kho bảo quản sản phẩm lạnh, ta có , panel vách và trần có chiều dày , hệ số

truyền nhiệt là



 , do đó bên ngoài vách panel không xảy ra hiện tượng đọng sương.

Xét buồng kết đông, ta có , panel vách và trần có chiều dày , hệ số truyền nhiệt là

cách nhiệt thì nó còn có tác dụng luôn là cách ẩm, có hệ số dẫn ẩm rất là nhỏ, đảm bảo được khả năng cách ẩm của hệ thống

2.6: TÍNH TOÁN NHIỆT CHO KHO LẠNH.

2.6.1 Tổng quát:

Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kholạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lạimôi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và không khíbên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnhcủa máy lạnh cần lắp

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định theo biểu thức:

∑Q = ∑Q1 + ∑Q2 +∑Q3 + ∑Q4 + ∑Q5 , W

Trong đó:

• ∑Q1: Dòng nhiệt qua kết cấu bao che

• ∑Q2: Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra

• ∑Q3: Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh

• ∑Q4: Dòng nhiệt do vận hành

• ∑Q5: Dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp ( thở ), chỉ có ở các kholạnh bảo quản rau quả đặc biệt hoặc trong các buồng lạnh bảo quản hoa quả của kholạnh phân phối

Đặc điểm của các dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian Q1 phụ thuộcchủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài nên nó thay đổi theo giờ trong ngày và theo mùa trongnăm….Q2 phụ thuộc vào thời vụ Q3 phụ thuộc vào loại hàng hóa bảo quản: Sản phẩmkhông hô hấp và sản phẩm sống có hô hấp ( rau, quả, trứng) Q4 phụ thuộc vào quy trìnhcông nghệ chế biến, bảo quản hàng hóa Q5 phụ thuộc vào biến đổi sinh hóa của sảnphẩm hô hấp Ở đây, ta bỏ qua dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời trực tiếp Do kholạnh được bố trí bên trong xưởng nên không tiếp xúc trực tiếp với mặt trời

Pag

e1 8

2.6.2 Tính toán cụ thể

.a, Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q 1+

Dòng nhiệt đi qua kết cấu ba che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thấtqua tường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bêntrong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao trần theocông thức:

Q1 = Q11 + Q12

Tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong buồng lạnh:

Q11 = kt.F.(t1 – t2), W

Trong đó: kt : Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu, W/ m K;

F : Diện tích bề mặt của kết cấu bao che, m ;

t1 : Nhiệt độ của môi trường bên ngoài, oC;

t2 : Nhiệt độ không khí bên trong buồng lạnh, oC

Tổn thất do bức xạ nhiệt trực tiếp từ mặt trời ( bề mặt tường ngoài mái kho lạnh )

Q12 = k1.F Δt12

Trong đó: k1 : Hệ số truyền nhiệt thực của vách ngoài, W/ m K;

F : Diện tích nhận bức xạ trực tiếp của Mặt trời, m;

Δt12 : Hiệu nhiệt độ dư, đặc trưng ảnh hưởng bức xạ mặt trời vào mùa

hè, oC

Ở đây, ta bỏ qua dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời trực tiếp Do kho lạnh được

bố trí bên trong xưởng nên không tiếp xúc trực tiếp với mặt trời

Từ công thức trên áp dụng để tính toán ta có bảng sau:

Bảng 3.1: Dòng nhiệt qua kết cấu bao che:

Đối với những vách tiếp xúc với môi trường không được làm lạnh, do có kết cấu bao che nên nhiệt độ bên trong kết cấu bao che sẽ nhỏ hơn nhiệt độ môi trường Ở đây ta cho nhiệt độ buồng đệm và hành lang xuất 0,7% nhiệt độ môi trường là 26,11 độ C

Nhiệt độ khu nhà ăn ta và phòng máy chọn 25 độ C

Pag

e1 9

TT Vách

a (m)(kích thướcdài)

(kích thướcrộng)

K (W/m2K)

F (m2)(Diện tích) tT (

TT Vách

a (m)(kích thướcdài)

(kích thướcrộng)

K (W/m2K)

F (m2)(Diện tích) tT (

- Dòng nhiệt do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời :

Dòng nhiệt do bức xạ bằng không do vách panel không tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng

mặt trời Do vậy dòng nhiệt tổng truyền qua bao che là: Q1 = Q11 + Q12 = 63.066(kW )

b, Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q 2

Quy trình vận hành của kho lạnh:

Ban đầu thực phẩm đưa về sau khi qua sơ chế giết mổ ta sẽ đưa vào buồng kết

đông, nhiệt độ được hạ từ nhiệt độ môi trường 37OC xuống -45 OC Sau đó được được vận

chuyển qua phòng bảo quản đông, trong quá trình vận chuyển ta giả sử nhiệt độ thực

phẩm sẽ tăng lên 5 OC Tại phòng bảo quản đông thực phẩm sẽ được hạ nhiệt độ từ -5 OC

xuống -15 OC để bảo quản trong thời gian dài

Tại phòng bảo quản lạnh nhiệt độ thực phẩm sẽ được hạ từ nhiệt độ môi trường 37

OC xuống 4 OC để bảo quản trong thời gian ngắn chờ vận chuyển

Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra bao gồm:

Pag

e2 1

Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q21 được tính theo công thức:

Q21 = M.(h1 – h2) , kWTrong đó: h1, h2 – enthanpi của sản phẩm trước và sau khi xử lý lạnh, kJ/kg;

M – Công suất buồng gia lạnh, công suất buồng kết đông hoặc lượnghàng nhập vào buồng bảo quản lạnh hoặc buồng bảo quản đông, t/ngày đêm;

hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm sang đơn vị kg/s

Với buồng bảo quản lạnh:

Với buồng bảo quản đông:

- h1: là entanpi của sản phẩm trước khi đưa vào buồng bảo quản đông với nhiệt độ t1 =-42 0C ta có h1 =0 kJ/kg (Bảng 4-2 Tài liệu HDTKHTL)

- h2: là entanpi của sản phẩm sau khi đưa vào buồng bảo quản đông, với

t2 = -230C ta có h2 = 0 kJ/kg (Bảng 4-2 Tài liệu HDTKHTL)

- M: năng suất nhập vào buồng bảo quản lạnh trong một ngày đêm

Pag

e2 2

Trong đó: đối với kho lạnh phân phối

: Dung tích kho lạnh bảo quản đông, t

Với buồng kết đông:

- h1: là entanpi của sản phẩm trước khi đưa vào buồng kết đông với nhiệt độ t1 = 50C ta

 Dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì:

Vì sản phẩm được móc kim loại nên phải tính đến dòng nhiệt tỏa ra từ kim loại trongnhiệt tỏa ra do sản phẩm

Dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì được tính bằng:

Trong đó:

Mb – khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm , t/ngày đêm

Cb – nhiệt dung riêng của bao bì

1000:(24.3600) hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm sang đơn vị kg/s

t1 , t2 – nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh của bao bì ,oC

Cịn với phồng kết đơng ở đây khơng cần bao bì , với hàng được chuyển về cĩ bao bìthì khơng đáng kể so với tổng lượng hang kết đơng hàng ngày

Sản phẩm được đóng túi nilon sau đó được đóng vào các thùng cacton

Ở đây ta lấy nhiệt dung riêng của nilon Cbnilon bằng nhiệt dung riêng củacacton( là khôùi lượng bao bì chủ yếu là các thùng cacton) để tiện dễ tínhtoán: Cbnilon = Cb cacton = 1,46 KJ/kg ;[1]

c)Dịng nhiệt do thơng giĩ buồng lạnh Q 3

Dịng nhiệt tổn thất do thơng giĩ buồng lanh chủ yếu do khơng khí nĩng từ bênngồi được đưa vào buồng lạnh thay thế cho lượng khơng khí lạnh trong buồng để đảmbảo sự hơ hấp của các sản phẩm bảo quản

Thơng thường, dịng nhiệt tổng thất do thơng giĩ buồng lạnh chỉ tính tốn cho cácbuồng lạnh đặc biệt bảo quản rau quả và sản phẩm hơ hấp Đối với kho lạnh bảo quản thịtlợn thì Q3 coi như bằng 0

Trong đĩ: A : Nhiệt toả do chiếu sáng trên 1m2, W/ m2 ,

Xét A=1,2 W/m2 – đối với buồng bảo quản

A=4,5 W/m2 – đối với buồng chế biến (tài liệu tham khảo [1])

F : Diện tích của sàn buồng lạnh hoặc kho lạnh, m2.+ Nhiệt tỏa do người làm việc:

Pag

e2 4

Q42 = 350.n , W

Trong đó: 350: Nhiệt tỏa do một người lao động nặng, 350W/ người

n : Số người lao động trong buồng, diện tích nhỏ hơn 200 m2 lấy n=1

n : Số người lao động trong buồng, diện tích lớn hơn 200 m2 lấy n=4(tài liệu tham khảo [1])

+ Nhiệt do các động cơ điện làm việc: ( Bao gồm động cơ quạt dàn lạnh, động cơ xenâng vận chuyển, )

Q43 = 1000.N, W

Trong đó: N – Công suất động cơ, kW

1000 – hệ số chuyển đổi từ kW ra WXét N= 4 kW – buồng bảo quản đông và bảo quản lạnh N= 8kW – buồng kết đông (tài liệu tham khảo [1])+ Dòng nhiệt do mở cửa:

Q44 = B.F, W

Trong đó: B : Dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/ m2

F : Diện tích buồng lạnh, m2Xét tài liệu tham khảo:

B=14 – với buồng kết đôngB=11 – với buồng bảo quản lạnhB=7 – với buồng bảo quản đông

Bảng 3.3: Dòng nhiệt tỏa ra do vận hành

TT

Diệntíchbuồng

F (m2)

Dòng nhiệt

do chiếusáng buồng

e) Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q 5

Dòng nhiệt Q5 chỉ xuất hiện ở các kho lạnh bảo quản hoa, rau quả hô hấp đang trongquá trình sống

Đối với kho lạnh bảo quản thịt lợn thì Q5 = 0

2.6.3 Tổng kết tính toán và xác định tải nhiệt cho thiết bị, máy nén

Từ việc tính toản trên, ta có bảng tổng kết tổng dòng nhiệt tổn thất đối với từngbuồng của kho lạnh và tổng lượng nhiệt dành cho thiết bị sử dụng cho kho lạnh như thiết

bị bay hơi, thiết bị ngưng tụ……cũng như cho máy nén được biểu diễn ở bảng sau:

Tuy nhiên theo tài liệu,đây do là kho lạnh 1 tầng nên trong tính toán

CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN THIẾT BỊ (MÁY NÉN BÌNH NGƯNG DÀN BAY HƠI) 3.1,Máy nén

3.1.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc

Do kho lạnh của ta được lắp đặt tại khu vực Đồng Nai nên như đã nêu ở chương 1,

ta có thông số về độ ẩm tương đối và nhiệt độ của khu vực Long An về mùa hè là:

φ = 74 % và tư = 29.1 oC , tmt=37.3 oC

Chọn bình ngưng của hệ thống là loại ống vỏ nằm ngang, được làm mát bằng nước,với độ chênh nhiệt độ nước vào và ra là ∆tw = 5oC Các thông số nước làm mát như sau:Nhiệt độ nước vào bình ngưng:

Nhiệt độ quá lạnh t ql là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu Môi

chất đầu tiên được cho đi qua thiết bị quá lạnh rồi sau đó mới được đưa vào thiết bị tiếtlưu Do thiết bị quá lạnh làm cho máy lạnh thêm cồng kềnh, tiêu tốn vật tư làm giá thànhtăng lên mà hiệu quả lạnh đem lại không cao, các máy lạnh ngày nay hầu như không còntrang bị thiết bị quá lạnh Trên thực tế, việc quá lạnh được thực hiện ngay trong thiết bịngưng tụ bằng cách để mức lỏng ngập vài ống dưới cùng của dàn ống trong bình ngưng

Pag

e2 8

ống chùm Nước cấp vào bình sẽ đi qua các ống này trước để quá lạnh lỏng sau đó mới đilên các ống trên để ngưng tụ môi chất.

Nhiệt độ hơi hút t h là nhiệt độ của hơi trước khi đi vào máy nén Nhiệt độ này bao

giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất Để đảm bảo máy nén ko hút phải lỏng, người

ta bố trí bình tách lỏng và đảm bảo rằng hơi hút về máy nén nhất định phải là hơi quá

nhiệt Với môi chất đề tài cho là sử dụng R404a theo tài liệu Giáo trình Kỹ Thuật Lạnh

thì dung thay thế cho R502 mà môi chất R502 có tính chất tương tự R22 nên ta có nhiệt

độ hơi hút th thông thường cao hơn nhiệt độ sôi từ 5 đến 15oC, nghĩa là ∆th = 5 25oC sẽđảm bảo an toàn cho máy nén.( Theo tài liệu [1] )

Ở đây ta chọn ∆th = 25oC ứng với môi chất sử dụng là R404a

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0 phụ thuộc vào nhiệt độ buồn lạnh theo công thức:

Trong đó: tb – Nhiệt độ buồng lạnh;

∆t0 – Hiệu nhiệt độ yêu cầu, thông thường với dàn bay hơi trực tiếp thì tachọn ∆t0 trong khoảng từ 8 đến 13oC (Theo tài liệu [1] )

Ở đây, ta chọn ∆t0 = 10 oC ứng với kho lạnh mà ta đang thiết kế

3.1.2.2 Tính toán, lựa chọn và kiểm tra máy nén cho các phòng của kho lạnh

a)Buồng kết đông

• Tính toán chế độ làm việc cho máy nén

Theo số liệu từ đề bài, nhiệt độ của buồng kết đông là tb = -42oC

Nhiệt độ sôi của môi chất là:

Từ đó ta có nhiệt độ sôi của môi chất là t0 = -42oC và nhiệt độ ngưng tụ tk = 44oC.

• Lựa chọn chu trình và tính toán các thông số

Theo như nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ ngưng tụ trên, ta có hai thông về áp suất bayhơi và áp suất ngưng tụ là:

Hình 4.1: Sơ đồ và chu trình máy lạnh 2 cấp, 1 tiêt lưu, làm mát trung gian một phần có hồi nhiệt và có bình quá lạnh QL

Pag

e3 1

Bảng 4.2: Thông số các điểm nút của chu trình

Enthanpy (kJ/kg)

Entropy (kJ/kg.K)

Thể tích riêng

λHA = { 0

0 0

Trong đó: ηtd - là hiệu suất truyền động đai ηtd = 0,95

ηel - là hiệu suất động cơ ηel = 0,8 ÷ 0,95

Trong đó: ηtd - là hiệu suất truyền động đai ηtd = 0,95

ηel - là hiệu suất động cơ ηel = 0,8 ÷ 0,95

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, động cơ lắp đặt phải có công suất lớn hơn

công suất động cơ điện

Chọn máy nén cho buồng bảo quản đông và buồng bảo quản lạnh

b)Tính toán chu trình và chọn máy nén cho các buồng bảo quản đông và bảo quản lạnh

Các quá trình:

1-2: Nén hơi môi chất cấp hạ áp từ lên (quá trình coi như đoạn nhiệt);

2-3: Quá trình làm mát hơi môi chất sau nén hạ áp;

3-4: Nén hơi môi chất cấp cao áp từ lên (quá trình coi như đoạn nhiệt);

4-5: Quá trình ngưng tụ xảy ra trong bình ngưng (có quá lạnh trong bình ngưng);

5-6: Tiết lưu môi chất bằng van TL 1;

6-3: Quá trình bay hơi môi chất tại dàn BH 1 (áp suất bay hơi là );

8-9: Tiết lưu môi chất bằng van TL 2;

9-1: Quá trình bay hơi môi chất tại dàn BH 1 (áp suất bay hơi là )

Pag

e3 7

Tính toán thông số các điểm nút :