đồ án lạnh 1 windu77c1 ok

Máy làm đá vảy Máy làm đá vảy là thiết bị sản xuất ra các mảnh đá nhỏ và mỏng.Việc tạo đá vảy được thực hiện hoàn toàn bên trong một ống trụ hai lớp, ở giữa là cối đá có môi chất lạnh lỏ

Trang 1

Đồ Án Lạnh GVHD: Ths.LẠI HOÀI NAM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC

SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

- -BÁO CÁO

ĐỒ ÁN LẠNH:

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH CHO CỐI ĐÁ

VẢY CÔNG SUẤT 10TẤN/H.

GVHD : SVTH : MSSV : LỚP :

ThS.LẠI HOÀI NAM NGUYỄN ĐỨC THẮNG 17147089

17147CL3A

HỌC KỲ II: NĂM HỌC:2019-2020

Trang 2

1.Tổng quan về côi đá vảy: 5

1.1 Máy làm đá vảy 5

1.2 Cấu tạo 5

1.3 Nguyên lí hoạt động 5

1.4 Nguyên lý hoạt động của chu trình: 6

1.5 Nguyên lý cấp dịch tràn của cối đá vảy 7

1.6 Ưu nhược điểm của hệ thống máy sản xuất đá vảy 9

1.7 Ứng dụng: 9

2.Chọn cối đá vảy và thành lập các thông số: 9

2.1 Chọn cối đá vảy: 9

2.2 Thành lập các thông số: 11

2.2.1 Số liệu khí tượng : 11

2.2.2 Nhiệt độ sôi của môi chất 11

2.2.3 Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất 11

2.2.4 Nhiệt độ quá lạnh 11

3.Tính toán chu trình: 11

3.1 Các số liệu ban đầu: 11

3.2 Sơ đồ nguyên lý, chu trình và đồ thị hoạt động: 12

3.3 Trạng thái nhiệt các điểm và tính toán các tham số nhiệt của các điểm: 13

3.4 Tính toán chu trình 14

4.Tính toán và chọn thiết bị 16

4.1 Chọn máy nén 16

4.2.Tính toán và chọn thiết bị ngưng tụ: 18

4.2.1 Tính toán và chọn thiết bị : 18

4.2.2 Cấu tạo của dàn ngưng tụ bay hơi 19

4.3.Tính toán và chọn bình chứa cao áp: 20

4.3.1 Cấu tạo: 20

4.3.2 Tính toán và chọn bình chứa cao áp 20

4.4.Tính chọn bình trung gian 19

4.4.1 Tính chọn: 19

4.4.2 Cấu tạo: 20

4.5.Tính chọn bình chứa hạ áp 21

4.5.1 Tính toán bình chứa hạ áp 21

5.Tính chọn các đường ống cho hệ thống lạnh 24

5.1.Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 25

5.1.1 Tính chọn đường ống hút 25

5.1.2 Tính chọn đường ống đẩy 25

5.2.Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 26

5.2.1.Tính chọn đường ống hút cao áp 26

5.2.2.Tính chọn đường ống đẩy cao áp 26

5.3.Tính chọn đường ống lỏng cao áp 26

Trang 3

5.4.Tính chọn đường ống môi chất vào van tiết lưu 1 27

5.5.Tính chọn đường ống từ van tiết lưu 1 vào bình trung gian 27

5.6.Tính chọn đường ống lỏng vào ống xoắn bình trung gian 27

5.7.Tính đường lỏng từ bình trung gian đi vào van tiết lưu 2 27

5.8.Tính đường lỏng hạ áp từ van tiết lưu 2 vào thiết bị bay hơi 28

6.Tính chọn các loại van 28

6.1.1.Tính toán và chọn van: 28

6.1.2.Kích thước của van: 30

6.2.Van điện tử: 30

6.3.Van an toàn: 34

6.3.1.Chọn van an toàn cho bình bầu và dàn ngưng: 34

6.3.2.Chọn van an toàn cho máy nén: 36

6.4 Chọn Y lọc: 40

6.5 Chọn van chặn: 42

6.6 Van 1 chiều: 43

Tên liệu tham khảo 44

Trang 4

NHẬN XÉT

………

Giáo viên ký tên ………

TIÊU CHÍ NỘI

TRÌNH

ĐIỂM

Trang 5

1 Tổng quan về côi đá vảy:

1.1 Máy làm đá vảy

Máy làm đá vảy là thiết bị sản xuất ra các mảnh đá nhỏ và mỏng.Việc tạo

đá vảy được thực hiện hoàn toàn bên trong một ống trụ hai lớp, ở giữa là cối đá

có môi chất lạnh lỏng bay hơi

5

12

3

4

56

7

Hình 1 Cấu tạo cối đá vảy

Trang 6

đó được làm lạnh, một phần đông lại thành đá ở bề mặt bên trong, phần dư chảy

về bể và tiếp tục được bơm lên

Khi đá đông đủ độ dày thì hệ thống dao cắt cắt rơi đá xuống phía dưới.Phía dưới cối đá là kho chứa đá.Người sử dụng chỉ việc mở cửa đem đá ra sửdụng Trong các nhà máy chế biến thủy sản, kho và cối đá đặt ngay ở khu chếbiến

1.4 Nguyên lý hoạt động của chu trình:

Hơi môi chất từ thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp hút về và nén từ trạngthái 1 có áp suất p0 và nhiệt độ t0 lên trạng thái 2 có áp suất ptg và nhiệt độ t2 Sau

đó đẩy vào bình trung gian có ống xoắn, miệng ống đẩy được sục xuống dướimức lỏng Do đó hơi được làm mát xuống đến trạng thái bão hoà 3 Hơi ở trạngthái 3 được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt lên trạng thái 4 có áp suất

pk, rồi được đẩy vào thiết bị ngưng tụ lại thành lỏng Lỏng môi chất sau thiết bịngưng tụ chia làm 2 phần Một phần nhỏ qua tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian

để làm mát hơi hút về máy nén cao áp đến trạng thái bão hoà khô Còn ống chínhđược đẩy qua ống xoắn của bình trung gian được làm quá lạnh đến trạng thái 9.Sau đó được qua van tiết lưu 2 xuống áp suất p0 để cấp cho giàn bay hơi Trongthiết bị bay hơi lỏng môi chất bay hơi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh Hơihình thành trong giàn bay hơi được máy nén hạ áp hút về, như vậy vòng tuầnhoàn môi chất được khép kín

Các quá trình nhiệt trong chu trình :1-2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp

2-3 : làm mát hoàn toàn trong bình trung gian

3-4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp

4-5 : ngưng tụ đẳng áp đẳng nhiệt trong bình trung gian

5-5’ : quá lạnh lỏng trước van tiết lưu TL

5’-6 : quá trình môi chất lỏng tiết lưu đẳng entanpi qua van TL Vào bìnhtrung gian; phần hơi có entanpi là i7 được hút về máy nén cao áp

5’-9 : quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian

9-10: quá trình tiết lưu đẳng entanpi từ pk về p0 qua VTL2

6

Trang 7

1.5 Nguyên lý cấp dịch tràn và sơ đồ nguyên lí của cối đá vảy:

Môi chất lạnh ở trạng thái hơi bão hòa khô Po được máy nén hạ áp hút về và đượcnén lên áp suất trung gian Ptg rồi được sục vào bình trung gian làm mát hoàn toàn thànhhơi bão hòa khô và được máy nén tầm cao hút về và được nén đến áp suất Pk ở trạng tháihơi quá nhiệt Sau đó tiếp tục đi qua bình tách dầu, ở đây dầu được tách ra khỏi môi chất

và dầu được thu về bình hồi dầu còn dòng môi chất tiếp tục đi qua thiết bị ngưng tụ vàthiết bị ngưng tụ nhả nhiệt trong môi trường làm mát thành trạng thái lỏng sôi sẽ đi quabình chứa cao áp, tại đây có đường nối giữa thiết bị ngưng tụ và bình trung gian để cânbằng áp không

cho môi chất đi ngược về thiết bị ngưng tụ

Môi chất lỏng từ bình chứa cao áp sẽ tiếp tục đi qua bình trung gian với 2đường

- Đường 1 : Môi chất lỏng đi qua van tiết lưu sẽ thành trạng thái hơi bão hòa ẩm

và đi vào bình trung gian hòa với dòng hơi môi chất từ máy nén hạ áp vào được sục vàobên trong bình trung gian Sau đó được máy nén cao áp hút về để tiếp tục chu trình

- Đường 2 : Môi chất lỏng sẽ được đưa vào ống xoắn của bình trung gian vàđược làm mát hoàn toàn ở phần hơi của đường 1 Phần lỏng từ ống xoắn đi qua van tiếtlưu sẽ được quá lạnh xuống nhiệt độ t0, p0 và được đưa vào bình cấp dịch của cối đávảy Môi chất sẽ trao đổi nhiệt với nước được cấp vào cối đá vảy sẽ làm lạnh nước kếtđông lại thành đá Môi chất sau khi trao đổi nhiệt với nước sẽ đi lại vào bình cấp dịch

7

4

32

110

TL2

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý

Trang 8

Phần lỏng môi chất sẽ được tách bởi các nón chắn trong bình và rơi xuống bên trongbình Phần hơi sau khi được tách lỏng sẽ được máy nén hạ áp hút về và cứ như thế tạothành một chu trình tuần hoàn.

Hình 3 Sơ đồ nguyên lí của hệ thống lạnh cho cối đá vảy1- Máy nén; 2- Bình chứa cao áp; 3- Dàn ngưng; 4-Bình tách dầu; 5- Bìnhchứa hạ áp; 6- Bình trung gian; 7- Cối đá vảy ; 8 - Bình thu hồi dầu; 9 -Bơmdịch; 10- Bơm nước giải nhiệt

1.6 Ưu nhược điểm của hệ thống máy sản xuất đá vảy

– Ưu điểm:

8

Trang 9

Chi phí đầu tư nhỏ, hệ thống máy đá vảy không cần trang bị bể muối, hệthống cầu chuyển, bể nhúng, bàn lật, kho chứa và máy xay nên giá thành thấp

Chi phí vận hành nhỏ: bao gồm chi phí nhân công, điện và nước Do hệthống máy đá vảy rất đơn giản, ít trang thiết bị nên chi phí vận hành cũng thấp

Thời gian làm đá ngắn, thường thì sau khoảng 1h hoạt động thì đã có thểlấy đá ra sử dụng

Đảm bảo vệ sịnh và chủ động trong sản xuất.Các khâu sản xuất và bảoquản đá được tiến hành rất đảm bảo yêu cầu vệ sinh nên chất lượng đá khá tốt

Bảng 1 Thông số cối đá vảy từ catalouge của nhà sản xuất HERBIN (1)

Moel cooling capacity (kw) Power supply Total power

Trang 10

Hệ thống được lắp đặt tại TP.Hồ Chí Minh có các thông số khí tượng sau :

- Nhiệt độ môi trường cao: ttbmax = 27,5oC

- Độ ẩm trung bình cao nhất: 𝜑 = 79,5 %

` - Tra đồ thị T-d của không khí ẩm ta có được nhiệt độ nhiệt kế ướt

=> tư = 20,3oC

10

Trang 11

2.2.2 Nhiệt độ sôi của môi chất

Ta có t0= -45C2.2.3 Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất

tk=tw2+Δtk

Δtk=35C Nhiệt độ ngưng tụ cao hơn nước từ 35C

tw2=tw1+26CVới tw2 Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng

tw1 Nhiệt độ nước khi vào bình ngưng

tw1=tư+3C

tw1=20,3+3=23,3C

tw2=23,3+2=25,3CVậy tk=25,3+3=28,3C 2.2.4 Nhiệt độ quá lạnh

Áp suất bay hơi môi chất p0=0,56 PaNhiệt độ ngưng tụ tk=28,3C

Áp suất ngưng tụ pk=10,1Pa

Áp suất trung gian ptg=√p0 p k=√0,56.10,1=¿2,38Pa

ttg=-14C

Tỉ số nén =p p k

0

=10,10,56=18,03

>9 chọn máy nén 2 cấp dùng NH3, 2 tiết lưu, bình trung gian có ốngxoắn

11

Trang 12

3.2 Sơ đồ nguyên lý, chu trình và đồ thị hoạt động:

Sơ đồ nguyên lý :NCA : Nén cao áp BTG :Bình trung gian có ốngxoắn

NHA : Nén hạ áp TL1 : Van tiết lưu 1

TL2 : Van tiết lưu 2 NT : Thiết bị ngưng tụ

110

TL2

Hình 2 Sơ đồ nguyên lý

4lgP

10

2

Trang 13

3.3 Trạng thái nhiệt các điểm và tính toán các tham số nhiệt của các điểm:

1 : hơi bão hoà : t0 ; p0

2 : hơi quá nhiệt : p2 = ptg

3 : hơi bão hoà : p3 = ptg : t3 = ttg.4: hơi quá nhiệt : p4= pk

5 : lỏng bão hoà 5’ : lỏng sau quá lạnh tại thiết bị ngưng tụ

6 : hơi bão hoà ẩm 7: hơi bão hoà

8 : lỏng bão hoà trong bình trung gian

9 : lỏng sau quá lạnh tại bình trung gian

10 : hơi ẩm sau khi qua van tiết lưu 2

Bảng 2 Tính toán tham số nhiệt của các điểm trong chu trình :Điểm t, C P, at I, kJ/kg v, m3/kg s, kJ/kg.độ

Hình 3 Chu trình biểu diễn trên

đồ thị T-S Hình 4 Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgp-i

6

Trang 14

Năng suất lạnh riêng :

Lưu lượng khối lượng hơi môi chất qua cấp nén cao áp (m2) :

Lượng hơi qua cấp nén cao áp gồm lượng hơi tạo thành sau van tiết lưu1() và lượng hơi tạo thành do quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống điểm 5’ () vàlượng hơi để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

Lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng từ điểm 5 xuống 5’

ξ= i5−i5'

i3−i8=

331,03−316,941445,33−136,43=0,011

Lượng hơi tạo thành để làm mát hoàn toàn giữa 2 cấp nén

Trang 15

α=(β+ξ) i5−i8

i3−i5=(0,011+0,02)

331,03−136,431445,33−331,03=0,0054

Vậy lượng hơi qua cấp nén cao áp là

m2=m1(1+α +β +ξ) =0,052(1+0,011+0,02+0,0054)=0,054Công nén riêng :

Cấp hạ áp : l1=i2−i1=1587,37−1398,98=188,39 kJ /kg

Cấp cao áp : l2 = i4 −¿ i3 = 1651,66 −1445,33= 206,33 kJ/kgCông nén đoạn nhiệt :

Cấp hạ áp : Ns1= m1.l1= 0,052.188,39= 9,8 kWCấp cao áp : Ns2 = m2.l2= 0,054.206,33 = 11,14 KW

Hệ số làm lạnh chu trình

ε= Q0

N s1+N s2=

659,8+11,14=3,1

Năng suất lạnh riêng:

qk =(i4-i5)= ( 1651,66-331,03) 1689,26 kJ/kgNhiệt lượng toả ra ở thiết bị ngưng tụ Qk:

Bảng 3 Catalouge máy nén 2 cấp của hãng KIRLOSKAR

15

Trang 16

Bảng 4 Thông số cơ bản của máy nén 2 cấp KIRLOSKAR

16

Trang 17

Hình 5 Thể hiện cấu tạo của máy nén 2 cấp KC42 của nhà sản xuất KIRLOSKAR1: Bộ an toàn ; 2:Bộ thích ứng với điều kiện hoạt động; 3:Phần vệ

sinh; 4:Bộ hoạt động lâu dài 5:Bộ an toàn ;6:Chổ bảo trì nhanh ; 7:

Chổ vận hành ; 8 Phần bảo trì dễ dàng ; 9:Bộ tiêu thụ dầu tối thiểu

4.2 Tính toán và chọn thiết bị ngưng tụ:

4.2.1 Tính toán và chọn thiết bị :

17

Trang 18

Điều kiện: tk= 28,3 oC = 83 oF , tư= 20,3 oC = 68,3 oF , môi chất R717Nhiệt lượng tỏa ra ở thiết bị ngưng tụ Qk= 91,22 KW

Dựa vào bảng 4 ta có chỉ số hiệu chỉnh nhiệt là 1.91

Bảng 5 Chỉ số hiệu chỉnh nhiệt thải cho R717

Tính tải thực tế của thiết bị ngưng tụ : 91,22 KW×1.91 = 174,23 KWVậy ta chọn dàn ngưng bay hơi Model : ATC-DC-89G-25-1EF có công suất 351kW từ catalougue của nhà sản xuất EVAPCO

Bảng 6 Catalouge dàn ngưng tụ bay hơi nhà sản xuất EVAPCO

18

Trang 19

4.2.2 Cấu tạo của dàn ngưng tụ bay hơi

Hình 6 :Thể hiện cấu tạo dàn ngưng bay hơi1- Ống trao đổi nhiệt; 2- Dàn phun nước; 3- Lồng quạt; 4- Mô tơ quạt; 5- Bộchắn nước; 6-Ống gas vào; 7-Ống góp; 8-Ống cân bằng; 9-Đồng hồ áp suất; 10- Ốnglỏng ra; 11- Bơm nước; 12-Máng hứng nước; 13- Xả đáy bể nước; 14- Xả tràn

19

Trang 20

4.3 Tính toán và chọn bình chứa cao áp:

4.3.1 Cấu tạo:

Bình chứa cao áp được bố trí ngay sau dàn ngưng tụ dùng để chứa lỏng cao áp,giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho dàn ngưng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tụccho van tiết lưu Thường nó được đặt dưới dàn ngưng và được cân bằng áp suấtvới dàn ngưng bằng các đường ống cân bằng hơi và lỏng.Hệ thống lạnh sử dụngmôi chất lạnh là NH3 nên ta chọn bình chứa nằm ngang

Vd: Thể tích hệ thống bay hơi

1,2 là hệ số an toàn

Cối đá có công suất 10 tấn / 24h với Vd = 247 lit= 0,247 m3

20

Trang 21

Dựa vào kết quả tính toán và bảng 7 ta chọn bình chứa cao áp có model ZA1.5

Bình chứa cao áp kiểu nằm ngang, môi chất NH3

Model Thể tích

(m3)

Đường kínhngoài (mm)

Chiều dài(mm)

Khối lượng(kg)

Trang 23

Từ bảng 8 ta chọn bình trung gian có ống xoắn Model : MVI – 16 tại 10oF có côngsuất 44 (Tons of Refrigeration )

Bảng 9 : Thông số bình trung gian có ống xoắn nhà sản xuất RVS

4.4.2 Cấu tạo:

20

Trang 24

Bảng 10 : Thông số cấu tạo của bình trung gian nhà sản suất RVS

21

Trang 25

k5- sự điền đầy lỏng khi bình chứa làm việc để đảm bảo cấp tràn dịch = 1,2

k6- mức lỏng cho phép trong bình chứa thẳng đứng = 1,45

Trang 26

Bảng 11 Thể hiện thông số cơ bản của bình chứa hạ áp

nhà sản xuất Phillips

23

Trang 27

Hình 10 Kích thước bình hạ áp

Bảng 12 Thông số kích thước bình hạ áp

24

Trang 28

5 Tính chọn các đường ống cho hệ thống lạnh

Tính toán đường kính đường ống theo biểu thức

di = √4.mρ.π ω , mà ρ = 1νVậy ta có di = √4 ν mπ.ω

Từ bảng( 10 – 1)/ Tr 345 Tốc độ dòng chảy thích hợp, ω ( Sách Hướng dẫn thiết kế

hệ thống lạnh _ Nguyễn Đức Lợi ) cho môi chất NH3

- Đường hút máy lạnh nén hơi ωh = 17

- Đường đẩy máy lạnh nén hơi ωđ = 20

- Đường dẫn lỏng máy lạnh nén hơi ωl = 1.5

25

Trang 29

Bảng 13 : Catalouge thông số ống thép của nhà sản xuất SeAH

5.1 Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp

5.1.1 Tính chọn đường ống hút ( từ thiết bị bay hơi đến đầu hút máy nén hạ áp )

dhha = √4 ν1 m1

π ωh =√4 × 1,95 ×0.052π × 17 = 0.087 ( m ) = 87 ( mm )

Từ bảng 13 catalouge thông số ống thép của nhà sản xuất SeAH , ta chọn :

- Đường kính danh nghĩa : 100A ( 4inch )

- Đường kính ngoài : 113,3 mm

- Đường kính trong : 108,8 mm

- Độ dày : 4,5 mm 5.1.2 Tính chọn đường ống đẩy ( từ đầu đẩy máy nén hạ áp đến bình trung gian )

dđha = √4 ν2 m1

π ωđ =√4 × 0.644 ×0.052π × 20 = 0.046( m ) = 46 ( mm )

26

Trang 30

- Độ dày : 3.6 mm 5.2 Tính chọn đường ống cho cấp cao áp

5.2.1 Tính chọn đường ống hút cao áp ( từ bình trung gian đến đầu hút máy nén cao áp )

dhca = √4 ν3 m2

π ωh = √4 × 0.506 × 0.054π × 17 = 0.045 ( m )=45 ( mm )

- Đường kính danh nghĩa : 50A ( 2 inch )

- Độ dày : 3.6 mm 5.2.2.Tính chọn đường ống đẩy cao áp ( từ đầu đẩy máy nén cao áp đến thiết bị ngưng tụ )

dhca = √4 ν4 m2

π ωđ =√4 × 0.165× 0.054π × 20 = 0.024 ( m ) = 24 mm

- Đường kính danh nghĩa : 25A ( 1 inch )

- Độ dày : 3.2 mm5.3 Tính chọn đường ống lỏng cao áp

dlca = √4 ν5 m3

π ωl =√4 × 0.00167 × 0.054π × 1.5 = 0.0027 ( m ) = 2,7 ( mm )

- Đường kính danh nghĩa : 10A ( 0,375 inch )

- Đường kính trong : 14.5 mm

- Độ dày : 2.3 mm

27

Định dạng
Số trang	48
Dung lượng	6,64 MB