Tài liệu trung chuyển truyền thông. chương 4 ppt

Chương 4:TÍNH NHIỆT KHO LẠNHTính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh.Đây chính là dòng nhiệt tổn thật mà máy lạnh phải có đủ công suất để t

Chương 4:TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh.Đây chính là dòng nhiệt tổn thật mà máy lạnh phải có

đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt

độ ổn định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài

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

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức:

W Q Q Q Q Q

Q 1 2 3 4 5,

1

Q - dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh;

2

Q - dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh;

3

Q - dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh;

4

Q - dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh;

5

Q - dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp chỉ có ở các kho lạnh bảo quản rau quả đặc biệt là kho bảo quản hoa

4.1.Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che là tổng dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài

và bên trong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần

12 11

1 Q Q



11

Q dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ



12

Q dòng nhiệt qua tường bao và trần so ảnh hưởng của bức xạ mặt trời



11

Q được xác định từ biểu thức :

 1 2

11 k t F t f t f



t

k hệ số truyền nhiệt thực của kết câu bao che xác định theo chiều dày cách nhiệt thực;

F- diện tích bề mặt của kết cấu bao che,m2;

1

t - nhiệt độ môi trường bên ngoài,0C;

2

t - nhiệt độ trong buồng lạnh,0C

•Tính nhiệt truyền qua tường bao và trần của kho lạnh:

Tra bảng 3-3, 3-4, 3-5, 3-6, TL1,84 ta được hệ số truyền nhiệt của các

cơ cấu bao che:

Tường ngoài: 0,23 W/m2K

Mái che: 0,23 W/m2K

Tường ngăn  12 0C/  12 0C: 0,58 W/m2K

Các buồng có chế độ nhiệt như nhau

Kích thước chiều dài bên ngoài kho:15m

Chiều rộng kho lạnh:5+2.0,18= 5,36 m

Chiều cao kho lạnh:3,5+ 0,175=4,215m

Bảng 4-1:Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

Vách bao che K(W/m2K) F(m2) Δ t(0C) Q i ( W)

Phía trên trần có mái che nên ta lấy nhiệt độ trên trần là 300C

Tính nhiệt tổn thất qua nền:

W t t F k

Q n  t ( n  2),

Trong đó t n- nhiệt độ trung bình của nền khi có sưởi t n=40C

Tra bảng 3-6,TL1,84 có hệ số truyền nhiệt k của nền có sưởi là 29W/m2k

Thay số:Q n  0 , 29 80 , 4 ( 4  (  12 ))  373 , 06W

Suy ra :Q11 3026,44(W)

•Tính dòng nhiệt tổn thất do bức xạ:

Vì trên trần có mái che phủ nên ta chỉ tính dòng nhiệt tổn thất cho tường bao phía tây(chịu ảnh hưởng trực tiếp của bức xạ mặt trời)

Dòng nhiệt này được xác định từ biểu thức:

12

12 k F t

Q  t 



t

k hệ số truyền nhiệt thực của vách ngoài; k t=0,22 W/m2K

F- diện tích nhận bức xạ trực tiếp từ mặt trời của mặt tường phía tây,F=22,59m2



t12 hiệu nhiệt độ dư, đặc trưng ảnh hưởng của bức xạ mặt trời vào mùa hè,0C.Tường phủ lớp vôi màu trắng tra bảng 4-1, TL1,108 có

C

12  8



Thay số: Q12 0 , 22 22 , 59 8  39 , 76W

Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che là

12 11

1 Q Q

Q   = 3026,44+ 39,76=3066,72 W

4.2.Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q2

Là dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi xử lý lạnh( gia lạnh, kết

đông…)

Sản phẩm được đưa đến kho đã được xử lý lạnh nên Q2=0

4.3.Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3

Dòng nhiệt thông gió buồng lạnh tính toán cho các buồng bảo quản rau hoa quả và các sản phẩm hô hấp Dòng nhiệt chủ yếu do không khí ở bên ngoài đưa vào buồng lạnh để thay thế cho không khí lạnh trong buồng để đảm bảo sự hô hấp của các sản phẩm bảo quản

Dòng nhiệt này được xác định từ biểu thức:

)

3 M h h



k

M lưu lượng không khí của quạt thông gió,m3/s;



2

1,h

h entanpi của không khí ở ngoài và ở trong buồng,KJ/Kg; xác định trên đồ thị h-x ,TL1,9 theo t và φ tương ứng

Kg KJ

h1  150 , 7 /

Kg KJ

h2  8 /

Lưu lượng quạt thông gió được xác định từ biểu thức:

s Kg

V

3600 24

 



V- thể tích buồng bảo quản cần thông gió,m3



 bội số tuần hoàn hay số lần thay đổi không khí trong một ngày đêm;lần/24h;



k

 khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong buồng bảo quản.tra bảng 7.10,TL2,118

V=7,5.5.3,5=131,25m3(tính cho 50% diện tích bảo quản)

 =3 lần/24giờ

k

 =1,335Kg/m3

Thay số:

s Kg

3600 24

335 , 1 3 25 , 131





Suy ra: Q3  0 , 006 ( 150 , 7  8 )  0 , 8562KW  856 , 2W

4.4.Dòng nhiệt do vận hành Q4

Các dòng nhiệt do vận hành gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng

41

Q , do người làm việc yrong các buồng Q42, do các động cơ điện Q43, do mở cửa Q44, dòng nhiệt do xả băng Q45

4.4.1.Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q41

41

Q được tính theo biểu thức:

41

Q =A.F,W

F- Diện tích buồng,m2.F=75m2

A- Nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 diện tích buồng hay diện tích nền,W/m2.A=1,2 W/m2

41

Q =1,2.75=90 W

4.4.2.Dòng nhiệt do người tỏa ra Q42

Dòng nhiệt do người tỏa ra được xác định từ biểu thức:

42

Q =350n, W

n-số người làm việc trong buồng;chọn n=2

350-nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng

nhọc,350W/người

Thay số:

42

Q =350.2=700 W

4.4.3.Dòng nhiệt do động cơ điện Q43

Dòng nhiệt do các động cơ điện làm việc trong các buồng lạnh gồm động cơ quạt dàn lạnh, động cơ quạt thông gió…được xác định từ biểu thức:

43

Q =1000N, W

1000-hệ số chuyển đổi từ KW ra W;

N- công suất động cơ điện,KW;

Với kho lạnh đang xây dựng ta chọn 3 dàn lạnh, mỗi dàn 2 quạt, mỗi quạt động cơ 1 KW

Suy ra:

43

Q =1000.3.2.1=6000 W 4.4.4.Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q44

Để tính toán dòng nhiệt khi mở cửa, sử dụng biểu thức:

44

Q =B.F ,W B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2; F- diện tích buồng,m2

Dòng nhiệt khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng và chiều cao của buồng 6 m lấy theo bảng 4-4,TL1,117

Bảng 4-1:dòng nhiệt riêng khi mở cửa theo chiều cao của buồng là 6m và diện tích của buồng.

B, W/m 2

Tên buồng

< 50 m2 50 ÷150 m2 > 150 m2 Bảo quản lạnh 29 15 12

Với chiều cao buồng 3,5m và diện tích 50÷150 m2 dùng phương pháp nội suy ta có B= 8,75 W/m2

Suy ra : Q44=8,75.75=656,25W

4.4.5.Dòng nhiệt do xả băng Q45

45

Q được xác định từ biểu thức:

3600 24

.

45

t C V n

n – số lần xả băng 1 ngày đêm;n=2



kk

 khối lượng riêng của không khí,Kg/m3; kk  1 , 2Kg/m3;

V- thể tích kho lạnh ,m3; V=262,5m3



pkk

C nhiệt dung riêng của không khí, C pkk  1009J/Kg.K

t đọ tăng nhiệt độ không khí trong kho lạnh sau khi xả

băng,t=(4÷70C).lấy t  5 0C

Thay số:

W

3600 24

5 1009 5 , 262 2 , 1 2

Dòng nhiệt tổn thất do vận hành Q4

4

Q =Q41Q42 Q43 Q44 Q45 90+700+6000+656,25+36,8=7483,05W 4.5.Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5

Dòng nhiệt Q5 xuất hiện ở các kho bảo quản rau hoa quả hô hấp trong quá trình sống, dòng nhiệt Q5 được xác định từ biểu thức:

5

Q =E( 0 , 1q n  0 , 9q hq), W

E-dung tích kho lạnh;



hq

n q

q , dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm có nhiêt độ nhập vào kho lạnh

và sau đó là nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh,W/t;được tra theo bảng 4-5, TL1, 118

t W q

t W

q n  41 / , hq  20 /

5

Q =22,5(0,1.41+0,9.20)=497,25W

•Tổng hợp các kết quả tính toán nhiệt tải kho lạnh:

W Q

Q Q Q Q

Q 1 2 3 4 5  3066 , 72  856 , 2  7483 , 05  497 , 25  11903 , 22

4.6.Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén

4.6.1.Tải nhiệt cho thiết bị

Tải nhiệt cho thiết bị dùng để tính toán diện tíh bề mặt trao đổi nhiệt cần cho thiết bị bay hơi Để đảm bảo được nhiệt độ trong buồng ở những điều kiện bất lợi nhất, ta phải tính toán nhiệt tải cho thiết bị là tổng nhiệt tải thành phần có giá trị cao nhất:

W Q

Q Q Q Q

4.6.2.Tải nhiệt cho máy nén

Tải nhiệt của máy nén cũng được tính toán từ tất cả các tải nhiệt thành phần, tùy theo kho lạnh có thể chỉ lấy ,một phần tổng của tải đó

KW W

Q Q

Q Q

Q MN

57 , 9 45 , 9572 25

, 497 1 05 , 7483 75 , 0 2 , 856 1 72 , 3066

85

,

0

% 100

% 75

% 100

%





















Năng suất lạnh của máy nén đối với mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi giống nhau được xác định từ biểu thức:

b

Q k

Q   MN

k-hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh;k=1,12

b- hệ số thời gian làm việc;b=0,7



Q MN tổng nhiệt tải của máy nén đối với nhiệt độ bay hơi(lấy từ kết quả tính toán tổng hợp)

KW

7 , 0

57 , 9 12 , 1