Tài liệu Đồ án thiết kế kho lạnh chế biến hải sản ở hải phòng, Chương 10 doc

Chương 10: Tính nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ Nhiệt lượng ở thiết bị ngưng tụ là nhiệt lượng mà nước và gió làm mát lấy đi để môi chất ngưng tụ, tính nhiệt ở thiết bị ngưng tụ để tín

Chương 10: Tính nhiệt thải ra ở thiết bị

ngưng tụ

Nhiệt lượng ở thiết bị ngưng tụ là nhiệt lượng mà nước và gió làm mát lấy đi để môi chất ngưng tụ, tính nhiệt ở thiết bị ngưng tụ để tính công suất của thiết bị ngưng tụ

Qk = ∑Q0 +Ns Trong đó:

Q0: Năng suất lạnh của máy nén

Ns: Công nén đoạn nhiệt, xác đinh như sau:

Ns = Nee

Ne: Công suất đầu trục

e: Hiệu suất hiệu dụng [8] chọn e = 0,65

Với hệ thống cấp đông: Qk = 129.3+ 0,65.79.3 = 541 kW Với kho lạnh bảo quản: Qk = 22,4 + 0,65.14 = 31,5 kW Với máy đá vẩy: Qk = 42,7 + 0,65.21,1 = 56,4 kW

3.3.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ.

3.3.1.Tính chọn thiết bị ngưng tụ.

3.3.1.1.Vai trò thiết bị ngưng tụ.

Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ: khi máy nén nén môi chất từ trạng hơi báo hòa thành hơi quá nhiệt và được thiết bị ngưng tụ làm môi chất chuyển sang trạng thái lỏng Thiết bị ngưng tụ có ảnh

hưởng đến áp suất và nhiệt độ của chu trình lạnh do đó ảnh hưởng đến hiệu quả và độ an toàn của hệ thống Khi thiết bị ngưng tụ làm việc kém hiệu quả thì các thông số của hệ thống sẽ bị thay đổi theo chiều hướng xấu như:

- Năng suất lạnh hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng

- Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng

- Công nén tăng, động cơ có thể quá tải

- Độ an toàn giảm do áp suất phía cao tăng, rờle HP

có thể tác động dừng máy nén…

- Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến độ nhớt của dầu, dẫn tới cháy dầu…

3.3.1.2.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị ngưng tụ

Cấu tạo.

o

Hình 3.8 Cấu tạo dàn ngưng

1 Bơm nước tuần hoàn; 2 Quạt gió; 3 Thiết bị chắn nước; 4 Vòi phun nước; 5 Dàn ngưng ống trơn; 6 Van phao duy trì mức

nước trong bể

Nguyên lý làm việc.

Hơi môi chất đi vào trong ống góp hơi ở phía trên vào dàn ống trao đổi nhiệt và ngưng tụ rồi chảy về bình chứa cao áp ở phía dưới Môi chất được làm mát nhờ hệ thống nước phun từ các vòi phun được phân bố đều ở ngay phía trên cụm ống trao đổi nhiệt Nước sau khi trao đổi nhiệt với môi chất nóng lên và được giải nhiệt nhờ không khí chuyển động cưỡng bức từ dưới lên do các quạt hoạt động, do vậy nhiệt độ của nước xuống bồn chứa hầu như không đổi Toàn bộ lượng nhiệt của môi chất được không khí thải ra ngoài Thiết bị ngưng tụ này được bố trí quạt gió ở phía dưới tránh hơi nước làm ướt quạt làm tăng tuổi thọ của quạt Bộ phận chắn nước dùng để chắn các giọt nước bị gió thổi ra ngoài không khí nhờ đó tiết kiệm được nước làm mát

Sau khi môi chất tuần hoàn được 2/3 dàn ống trao đổi nhiệt, một phần lớn gas đã được hóa lỏng, để nâng cao quá trình trao đổi nhiệt cần phải tách lượng lỏng này trước, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt phía sau cho lượng hơi chưa ngưng còn lại

Vì vậy ở vị trí này người ta bố trí ống góp lỏng trung gian, để gom dịch lỏng cho chảy lỏng thẳng về ống góp lỏng phía dưới

và chảy trực tiếp về bình chứa cao áp, phần hơi còn lại tiếp tục luân chuyển 1/3 ống còn lại

3.3.1.3.Tính thiết bị ngưng tụ.

Vậy tổng lượng nhiệt thải ở dàn ngưng là:

Qk = 541 + 31,5 + 56,4 = 629kW

Từ Qk ta chọn hai dàn ngưng của hãng BALTIMORE với model VC1 – 185 với công suất giải nhiệt của mỗi dàn là 274kW

Bảng 3 -22 Thông số dàn ngưng Kích thước

Công suất, kW

Công suất bơm, HP Số quạt 4.5’x12’ VC1

Hình 3.9 Loại dàn ngưng của BALTIMORE

3.3.2.Tính chọn thiết bị bay hơi cho kho lạnh và kho chờ đông.

QBH = F.k.t

- F: Diện tích trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi

- K: Hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi, xác định theo kinh nghiệm

- t: Hiệu nhiệ độ giữa môi chất sôi trong ống và không khí trong kho, t = 100C

- Hệ số truyền nhiệt k = 12,8W/m2.K [6]

Với kho lạnh 33T: 54 , 7 2

10 8 , 12

7000

m

10 8 , 12

2700

m

9 8 , 12

3100

m

Chọn dàn lạnh của hãng HELPMAN

Bảng 3 – 23 Kho lạnh 33T thông số như sau:

Quạt gió

Ký hiệu

Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

Côn

g suất động cơ

Lưu lượng gió,

m3/s

số lượng quạt, cái

Kích thước dàn lạnh

Khối lượng dàn lạnh

sức chứa môi chất, lít ZLA –

118 - 6 59,3 0,25 1,127 1 1130Lx985 222 16

Wx71 0 Bảng 3 – 24 Chọn dàn lạnh cho kho lạnh 15T và kho chờ đông

3.3.3.Tính kiểm tra đường ống dẫn môi chất lạnh và cách nhiệt.

Tính chọn đường ống.

Tất cả đường kính trong của các đường ống đều tính theo công thức sau:







.

4 i

i

m

d 

- di: Đường kính trong của ống dẫn

- : tốc độ dòng chảy trong ống

- m: Lưu lượng thực tể của môi chất đi qua máy

- i: Thể tích riêng của môi chất lạnh

Quạt gió

Ký hiệu

Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

Côn

g suất động cơ

Lưu lượng gió,

m3/s

số lượng quạt, cái

Kích thước dàn lạnh

Khối lượng dàn lạnh

sức chứa môi chất, lít

ZLA –

1130L x985 Wx71 0

Theo bảng 10.1[5] ta chọn vận tốc của môi chất trên đường nén  = 20m/s, trên đường ống hút  = 17m/s, trên đường ống dẫn lỏng  = 0,5 m/s

Bảng 3 – 25 Kết quả tính toán đường ống dẫn môi chất

Đoạn ống kg/sm, m3v, /kg

, m/s

d, mm

Chọn

da/di, mm Hút hạ áp máy nén cấp

Hút cao áp máy nén cấp

Nén hạ áp máy nén cấp

Nén cao áp máy nén cấp

Hút hạ áp máy nén kho lạnh 0,0075 1,3 17 27 38/33,5 Hút cao áp máy nén kho

Nén hạ áp của máy nén kho

Nén cao áp của máy nén

Hút hạ áp của máy nén đá

Hút cao áp của máy nén đá

Nén hạ áp của máy nén đá

Nén cao áp của máy nén đá

Ống dẫn lỏng từ ngưng tụ

về BCCA về bình trung

gian và về BCHA 0,303 0,0016 0,7 29,7 38/33,5

Ống dẫn lỏng từ bơm dịch

đến cấp đông, kho lạnh bảo

quản

0,1995 0,0016 0,7 24,1 32/27,5

Ống cấp lỏng từ bình trung

gian đến cối đá vẩy, kho

chờ đông

0,036 0,0016 0,7 10 18/14

Ống góp nén môi chất từ

cấp nén hạ áp đến trung

Ống góp nén môi chất từ

cấp nén cao áp đến ngưng tụ 0,303 0,13 20 51 76/69 Ống góp hút môi chất từ

trung gian về máy nén cao

Ống góp hút môi chất từ

BCHA về cấp máy hạ áp 0,2335 1,7 17 172 219/207

Tính cách nhiệt đường ống.

Cách nhiệt đường ống nên sử dụng loại cách nhiệt chất lượng cao để giảm chiều dầy cách nhiệt, vật liệu cách nhiệt được sử dụng

là inox bọc ngoài và đổ Foms

Lớp polyurethan có hệ số dẫn nhiệt cn = 0,03 W/m.K

Lớp inox bọc ngoài có hệ số dẫn nhiệt cn = 22W/m.K,  = 0,5 mm

Công thức tính bề dầy cách nhiệt như sau:





 





1 2

1 1

1

1 ln

2

1 1

1

i i

i

d d

k







Chọn k = 0,12W/m2.K Sau khi tính được bề dầy cách nhiệt thì ta đi tìm hệ số truyền nhiệt thực kt và kiểm tra đọng sương, nếu

ks kt là được

- 1 = 23,3W/m2.K

- : Hệ số toả nhiệt phía trong của ống được tính như sau:

tr

d

Nu

2  .

43 , 0 8 ,

0 Pr Re 021 , 0



Nu



 d n

- : Hệ số dẫn nhiệt của môi chất trong ống

- : Vận tốc môi chất ở đường hút

- dtr, dn: Đường kính trong và ngoài của ống dẫn môi chất

- : Độ nhớt động học của môi chất ở nhiệt độ trong ống

Các thông số vật lý của hơi NH3ở nhiệt độ -400C

 = 0,0176W/m.K,  = 12,41.10-6m2/s, Pr = 1,04 Các thông số vật lý của hơi NH3ở nhiệt độ -250C

 = 0,018W/m.K,  = 6,73.10-6m2/s, Pr = 1,085 Các thông số vật lý của hơi NH3ở nhiệt độ -90C

 = 0,02W/m.K,  = 3,81.10-6m2/s, Pr = 1,14 Kiểm tra đọng sương

2 1

1

1 ( )

95 , 0

t t

t t d



Ta có t1 = 370C,  = 83% ts = 330C

t2 : Nhiệt độ trong ống Bảng 3 – 26 Kết quả bề dầy cách nhiệt

Đường ống cáhc nhiệt kchọ

n

1 2

cn (tính được )

cn (chọn )

Kt Ks

Cách nhiệt đường ống hút phía hạ áp Phía cấp đông 0,1

2

23, 3

50,

0,1 3 Phía kho lạnh 0,1

2

23, 3

60,

0,1 4 Phía đá vẩy 0,1

2

23,

0,1 6 Cách nhiệt đường ống hút phía cao áp

Phía cấp đông 0,1

2

23,

0,1 4 Phía kho lạnh 0,1

2

23,

0,1 4 Phía đá vẩy 0,1

2

23,

0,1 6 Cách nhiệt đường ống góp hút môi chất

từ trung gian đến cấp

cao áp

0,1 2

23,

0,3 2

Từ bình thấp áp đến

máy nén hạ áp

0,1 2

23, 3 36,