Tài liệu đồ án kỹ thuật lạnh, chương 3 ppt

ch-ơng 3: tính nhiệt kho lạnh

I.Phụ tải cho các kho lạnh Q đ-ợc xác định theo biểu thức:

Q = Q1 + Q2 +Q3 + Q4+Q5 trong đó:

+ Q1: các tổn thất lạnh qua t-ờng bao che xung quanh, trần và nền nhà + Q2: tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm

+ Q3: tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh

+ Q4: tổn thất lạnh do vận hành

+ Q5: tổn thất lạnh do sản phẩm thở

II.Tính tổn thất nhiệt phòng bảo quản đông

1.Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 1 :

ta có: Q1 = k.F.(tng - ttr)

Trong đó:

+ F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (t-ờng bên trần hoặc nền)

 Diện tích t-ờng ngoài của buồng bảo quản đông tiếp xúc với không khí F1

F1 = (12.5.4 + 12.5.1) = 300 m2

 Diện tích t-ờng buồng bảo quản đông tiếp xúc với hành lang F2

F2 = 12.5.4 = 240 m2

 Diện tích t-ờng buồng bảo quản đông tiếp xúc với buồng phụ F3

F3 = 12.5= 60 m2

 Diện tích trần của buồng bảo quản đông F4

F4 = 12.12.4 = 576 m2

 Diện tích nền của buồng bảo quản đông F5

F5 = 12.12.4 = 576 m2

+ k : Hệ số truyền nhiệt

 Hệ số truyền nhiệt của buồng bqđ tiếp xúc với không khí : k1 = 0,23 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng bqđ tiếp xúc với hành lang : k2 = 0,28(w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng phụ tiếp xúc với buồng bqđ k3 = 0,21 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt trần buồng bqđ tiếp xúc với không khí k4 = 0,21 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt nền buồng bảo quản đông k5 = 0,21 (w/m2k)

+ tb : nhiệt độ trong phòng đ-ợc lấy theo yêu câu công nghệ

 nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = - 20 0C

 nhiệt độ buồng phụ tb = -4 0C

+ tng : nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 38 0C

 nhiệt độ hành lang tng = 20 0C

 Khi đó dòng nhiệt truyền qua trần, nền và t-ờng là:

Q1 = 0,23.300.(38 + 20) + 0,28.240.(20 + 20) + 0,21.60.(-4 + 20) + 0,21.576.(38 + 20) + 0,21.576.(38 + 20) = 20922,96 (w)

 Nhiệt l-ợng do bức xạ mặt trời:

Qbx = K.F.tbx Trong đó

+ K : hệ số truyền nhiệt của bề mặt tính toán

+ F : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

+ tbx: hiệu số nhiệt độ kể đến bức xạ mặt trời

 Đối với h-ớng đông ta có:































C t

k m w K

m F

tb

0 2

2 1

10

/ 2 , 0

60 5 12

 Đối với h-ớng tây ta có :































C t

k m w K

m F

2

2 2

12

/ 2 , 0

60 5 12

 Đối với h-ớng nam ta có :































C t

k m w K

m F

2

2 3

2 , 3

/ 2 , 0

240 4 5 12

 Đối với trần phần bức xạ :































C t

k m w K

m F

2

2 5

19

/ 2 , 0

576 4 12 12

Vậy

Qbx = 60.0,2.10 + 60.0,2.12 + 240.0,2.3,2 + 576.0,2.19 = 2606,4 (w)

Do đó tổng nhiệt Q1 sẽ là:

Q 1 = Q 1 + Q bx = 20922,96 + 2606,4 = 23529,36 (w)  23,5 (kw)

2.tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm Q 2

Ta có

Q2 = Gnh(i1 – i2) Trong đó

+ i1 : entanpi của sản phẩm tr-ớc khi làm lạnh {tra bảng 9 (với nhiệt độ t1

= - 8 0C) ta có i1 = 43,5 (kj/kg)}

+ i2 : entanpi của sản phẩm sau khi làm lạnh {tra bảng 9 (với nhiệt độ t2 =

- 19 0C) ta có i2 = 5 (kj/kg)}

+ Gnh : là l-ợng sản phẩm đ-a vào buồng lạnh trong một đơn vị thời gian

ta có:

Gnh = 6%.1100 = 66 (tấn) Khi đó:

3600 24

10 66 i

i 3600 24

10

2 1

3

3.tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh Q 3

Đây là một kho lạnh cho bảo quản cá  không cần thông gió nên Q 3 = 0

4.tổn thất lạnh do vận hành Q 4

 Dòng nhiệt do chiếu sáng

q1 = A.F

Trong đó

- F : diện tích buồng bảo quản đông = 720 m2

- A : số l-ợng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,16 w/m2)

Vậy

q1 = 1,16.720 = 835,2 (w)

 Dòng nhiệt do ng-ời làm việc trong phòng toả ra

q2 = 230.n Trong đó

- 230 : l-ợng nhiệt toả ra khi một ng-ời làm việc ở c-ờng độ bình th-ờng

- n : số l-ợng ng-ời làm việc trong buồng chọn n = 3

Vậy

q2 = 230.3 = 690 (w)

 Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc

q3 = 1000.Nđ = 0 Trong đó

- Nđ : công suất của động cơ điện Đây là phòng bảo quản nên Nđ = 0

 Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh

q4 = B.F Trong đó

- B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn (theo bảng 10 ta chọn B = 6)

- F : diện tích phòng bảo quản đông = 720 m2

Vậy

q4 = 6.720 = 4320 (w)

 Nh- vậy dòng nhiệt do vận hành Q4 là:

Q 4 = 835,2 + 690 + 0 + 4320 = 5845,2 (w)  5,85 (kw)

Kết luận:

Q = 17,9 + 29,4 + 0 + 5,85 = 53,2 (kw)

5.Tính phụ tải cho thiết bị và cho máy nén

Qmn = 80%Q1 + Q2 + Q3 + (50  75)% Q4

Thay số ta đ-ợc

Q mn = 0,8.17,9 + 29,4 + 0 + 0,65.5,85 = 47,5 (kw)

III.Tính tổn thất nhiệt phòng bảo quản lạnh

1.Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 1

ta có:

Q1 = k.F.(tng- ttr) Trong đó:

+ F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (t-ờng bên trần hoặc nền)

 Diện tích t-ờng ngoài của buồng bảo quản lạnh tiếp xúc với không khí

F1

F1 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích t-ờng buồng bảo quản lạnh tiếp xúc với hành lang F2

F2 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích t-ờng buồng bảo quản đông tiếp xúc với buồng bảo quản lạnh F3

F3 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích trần của buồng bảo quản lạnh F4

F4 = 12.12 = 144 m2

 Diện tích nền của buồng bảo quản lạnh F5

F5 = 12.12 = 144 m2

+ k : Hệ số truyền nhiệt

 Hệ số truyền nhiệt của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với không khí bên ngoài k1 = 0,27 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với hành lang k2

= 0,27 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng bảo quản lạnh tiếp xúc với buồng bảo quản đông k3 = 0,22 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt trần buồng bảo quản lạnh tiếp xúc với không khí k4

= 0,22 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt nền buồng bảo quản lạnh k5 = 0,29 (w/m2k)

+ tb : nhiệt độ trong phòng đ-ợc lấy theo yêu câu công nghệ

 nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = - 19 0C

 nhiệt độ buồng bảo quản lạnh tb = 0 0C

+ tng : nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 37,6 0C

 nhiệt độ hành lang tng = 20 0C

 Khi đó dòng nhiệt truyền qua trần, nền và t-ờng là:

Q1 = 0,27.48.37,6 + 0,27.48.20 + 0,22.48.(0 + 19) + 0,22.144.(37,6 - 0) + 0,29.144.(0 - 0) = 2138,3 (w)

 Nhiệt l-ợng do bức xạ mặt trời:

Qbx = K.F.tbx Trong đó:

+ K : hệ số truyền nhiệt của bề mặt tính toán

+ F : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

+ tbx: hiệu số nhiệt độ kể đến bức xạ mặt trời

 Đối với h-ớng đông ta có:



























C 10 t

k m / w 2 , 0 K

m 0 F

0 tb

2

2 1



 Đối với h-ớng tây ta có :



























C 12 t

k m / w 2 , 0 K

m 0 F

0 tb

2

2 1



 Đối với h-ớng nam ta có :



























C 2 , 3 t

k m / w 2 , 0 K

m 0 F

0 tb

2

2 1



 Đối với h-ớng bắc ta có :





























C 0 t

k m / w 2 , 0 K

m 48 4 12 F

0 tb

2

2 1



 Đối với trần phần bức xạ :





























C 19 t

k m / w 2 , 0 K

m 144 12 12 F

0 tb

2

2 1

 Vậy

Qbx = 144.0,2.19 = 547,2 (w)

Do đó tổng nhiệt Q1 sẽ là:

Q 1 = Q 1 + Q bx = 2138,3 + 547,2 = 2685,5 (w)  2,69 (kw)

2.tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm Q 2

Ta có

Q2 = Gnh(i1 – i2) Trong đó

+ i1 : entanpi của sản phẩm tr-ớc khi làm lạnh {tra bảng 9 (với nhiệt độ t1

= 37,6 0C) ta có i1 = 395 (kj/kg)}

+ i2 : entanpi của sản phẩm sau khi làm lạnh {tra bảng 9 (với nhiệt độ t2 =

0 0C) ta có i2 = 265,8 (kj/kg)}

+ Gnh : là l-ợng sản phẩm đ-a vào buồng lạnh trong một đơn vị thời gian

ta có:

Gnh= 8%.120 = 9,6 (tấn) Khi đó:

4 , 86

10 6 , 9 i i 4 , 86

10

2 1

3

3.tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh Q 3

Đây là một kho lạnh cho bảo quản cá  không cần thông gió nên Q 3 = 0

4.tổn thất lạnh do vận hành Q 4

 Dòng nhiệt do chiếu sáng

q1 = A.F

Trong đó

- F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 144 m2

- A : số l-ợng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,16 w/m2)

Vậy

q1 = 1,16.144 = 167,04 (w)

 Dòng nhiệt do ng-ời làm việc trong phòng toả ra

q2 = 230.n Trong đó

- 230 : l-ợng nhiệt toả ra khi một ng-ời làm việc ở c-ờng độ bình th-ờng

- n : số l-ợng ng-ời làm việc trong buồng chọn n = 3

Vậy

q2 = 230.3 = 690 (w)

 Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc

q3 = 1000.Nđ = 0 Trong đó

- Nđ : công suất của động cơ điện Đây là phòng bảo quản nên Nđ = 0

 Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh

q4 = B.F Trong đó

- B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn (theo bảng 10 ta chọn B = 6)

- F : diện tích buồng phòng bảo quản lạnh = 144 m2

Vậy

q4 = 6.144 = 864 (w)

 Nh- vậy dòng nhiệt do vận hành Q4 là:

Q 4 = 167,04 + 690 + 0 + 864 = 1721,04 (w)  1,72 (kw)

Kết luận:

Q = 2,69 + 14,4 + 0 + 1,72 = 18,8 (kw)

5.Tính phụ tải cho thiết bị và cho máy nén

Qmn = 80%Q1 + Q2 + Q3 + (50  75)% Q4

Thay số ta đ-ợc

Q mn = 0,8.2,69 + 14,4 + 0 + 0,7.1,72 = 17,8 (kw)

IV.Tính tổn thất nhiệt phòng làm lạnh đông.

1.Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che Q 1 :

ta có:

Q1 = k.F.(tng- ttr) Trong đó:

+ F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (t-ờng bên trần hoặc nền)

 Diện tích t-ờng ngoài của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với không khí

F1

F1 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích t-ờng buồng làm lạnh đông tiếp xúc với hành lang F2

F2 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích t-ờng buồng làm lạnh đông tiếp xúc với buồng bảo quản lạnh F3

F3 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích t-ờng buồng làm lạnh đông tiếp xúc với phòng máy F4

F4 = 4.12 = 48 m2

 Diện tích trần của buồng làm lạnh đông F5

F5 = 12.12 = 144 m2

 Diện tích nền của buồng bảo quản lạnh F6

F6 = 12.12 = 144 m2

+ k : Hệ số truyền nhiệt

 Hệ số truyền nhiệt của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với không khí bên ngoài k1 = 0,21 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với hành lang k2

= 0,21 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với buồng bảo quản lạnh k3 = 0,2 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt của buồng làm lạnh đông tiếp xúc với phòng máy

k4 = 0,2 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt trần buồng làm lạnh đông tiếp xúc với không khí k5

= 0,22 (w/m2k)

 Hệ số truyền nhiệt nền buồng làm lạnh đông k6 = 0,29 (w/m2k)

+ tb : nhiệt độ trong phòng đ-ợc lấy theo yêu câu công nghệ

 nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = - 19 0C

 nhiệt độ buồng bảo quản lạnh tb = 0 0C

 nhiệt độ buồng làm lạnh đông tb = - 33 0C

+ tng : nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 37,6 0C

 nhiệt độ hành lang tng = 20 0C

 Khi đó dòng nhiệt truyền qua trần, nền và t-ờng là:

Q1 = 0,21.48.(37,6 + 33) + 0,21.48.(20 + 33) + 0,2.48.(0 + 33) + 0,2.48.(37,6 + 33) + 0,22.144.(37,6 + 33) + 0,29.114(- 33 + 33) = 4477 (w)

 Nhiệt l-ợng do bức xạ mặt trời:

Qbx = K.F.tbx Trong đó:

+ K : hệ số truyền nhiệt của bề mặt tính toán

+ F : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt

+ tbx: hiệu số nhiệt độ kể đến bức xạ mặt trời

 Đối với h-ớng đông ta có:



























C 10 t

k m / w 2 , 0 K

m 0 F

0 tb

2

2 1



 Đối với h-ớng tây ta có :



























C 12 t

k m / w 2 , 0 K

m 0 F

0 tb

2

2 1



 Đối với h-ớng nam ta có :



























C 2 , 3 t

k m / w 2 , 0 K

m 0 F

0 tb

2

2 1



 Đối với h-ớng bắc ta có :





























C 0 t

k m / w 2 , 0 K

m 48 4 12 F

0 tb

2

2 1



 Đối với trần phần bức xạ :





























C 19 t

k m / w 2 , 0 K

m 144 12 12 F

0 tb

2

2 1

 Vậy

Qbx = 144.0,2.19 = 547,2 (w)

Do đó tổng nhiệt Q1 sẽ là:

Q 1 = Q 1 + Q bx = 4477 + 547,2 = 5024 (w)  5,02 (kw)

2.tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm Q 2

Ta có

Q2 = Gnh(i1 – i2) Trong đó

+ i1 : entanpi của sản phẩm tr-ớc khi làm lạnh {tra bảng 9 (với nhiệt độ t1

= 37,6 0C) ta có i1 = 395 (kj/kg)}

+ i2 : entanpi của sản phẩm sau khi làm lạnh {tra bảng 9 (với nhiệt độ t2 =

- 33 0C) ta có i2 = 0 (kj/kg)}

+ Gnh : là l-ợng sản phẩm đ-a vào buồng lạnh trong một đơn vị thời gian

ta có:

Gnh = 8 (tấn) Khi đó:

4 , 86

10 8 i i 4 , 86

10

2 1

3

3.tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh Q 3

Đây là một kho lạnh cho bảo quản cá  không cần thông gió nên Q 3 = 0

4.tổn thất lạnh do vận hành Q 4

 Dòng nhiệt do chiếu sáng

q1 = A.F Trong đó

- F : diện tích buồng làm lạnh đông = 144 m2

- A : số l-ợng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,16 w/m2)

Vậy

q1 = 1,16.144 = 167,04 (w)

 Dòng nhiệt do ng-ời làm việc trong phòng toả ra

q2 = 230.n Trong đó

- 230 : l-ợng nhiệt toả ra khi một ng-ời làm việc ở c-ờng độ bình th-ờng

- n : số l-ợng ng-ời làm việc trong buồng chọn n = 3

Vậy

q2 = 230.3 = 690 (w)

 Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc

q3 = 1000.Nđ = 0 Trong đó

- Nđ : công suất của động cơ điện Đây là phòng bảo quản nên Nđ = 0

 Dòng nhiệt do đóng mở cửa buồng lạnh

q4 = B.F Trong đó

- B : là dòng nhiệt riêng ứng với 1 m2 sàn (theo bảng 10 ta chọn B = 6)

- F : diện tích buồng làm lạnh đông = 144 m2

Vậy

q4 = 6.144 = 864 (w)

 Nh- vËy dßng nhiÖt do vËn hµnh Q4 lµ:

Q 4 = 167,04 + 690 + 0 + 864 = 1721,04 (w)  1,72 (kw) KÕt luËn:

Q = 5,02 + 36,6 + 0 + 1,72  43,34 (kw)

5.TÝnh phô t¶i cho thiÕt bÞ vµ cho m¸y nÐn

Qmn = 80%Q1 + Q2 + Q3 + (50  75)% Q4

Thay sè ta ®-îc

Q mn = 0,8.5,02 + 36,6 + 0 + 0,7.1,72 = 41,8 (kw)