Tài liệu đồ án kỹ thuật lạnh, chương 7 pdf

ch-ơng 7: tính chọn thiết bị phụ và đ-ờng ốngNhững thiết bị phụ của hệ thống lạnh bao gồm:”bình tách dầu, bình chứa dầu, các loại bình chứa cao áp, hạ áp, tuần hoàn, các loại bình trung

ch-ơng 7: tính chọn thiết bị phụ và đ-ờng ống

Những thiết bị phụ của hệ thống lạnh bao gồm:”bình tách dầu, bình chứa dầu, các loại bình chứa cao áp, hạ áp, tuần hoàn, các loại bình trung gian, thiết bị hồi nhiệt, bình tách lỏng, phin lọc, phin sấy, thiết bị xả khí, bơm, quạt, các thiết bị tuần hoàn chất tải lạnh và các dụng cụ nh- van, clapê…”

Kết hợp với các thiết bị chính của hệ thống lạnh nh- máy nén, thiết bị ng-ng tụ, thiết bị bay hơi và van tiết l-u, các thiết bị phụ giúp cho các hệ thống lạnh trong tr-ờng hợp cụ thể làm việc với độ tin cậy cao hơn, an toàn hợp lý hơn, tính kinh tế cũng cao hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận hành máy lạnh

I.Tính chọn các thiết bị phụ

1.Bình tách dầu

Bình tách dầu lắp vào đ-ờng đẩy của máy nén NH3 để tách dầu ra khỏi dòng hơi nén tr-ớc khi đi vào bình ng-ng tụ

Xả dầu ra khỏi bình tách dầu trong hệ thống lạnh NH3 là rất nguy hiểm vì áp suất trong bình rất cao (0,8  1,8 MPa) và dẫn đến tổn thất môi chất do

đó ng-ời ta phải bố trí bình chứa dầu

Bình tách dầu đ-ợc chọn theo đ-ờng kính bình hoặc đ-ờng kính ống nối với máy nén d

Đ-ờng kính ống nối d đ-ợc tính theo công thức:

d =





v m

25 14 , 3

45 , 0 02 , 0

Trong đó:

- m : l-u l-ợng hơi = 0,02 (kg/s)

- v2 : thể tích riêng hơi nén phía đầu đẩy của máy nén = 0,45 m3/kg

-  : tốc độ hơi ở ống nối vào bình tách dầu = 25 m/s

Chọn bình tách dầu có ký hiệu:

Kích th-ớc, mm

Nhã

n

hiệu DxS H h h1 h2 D1 d1 d2 l k m1 m c l

1

500

mm 273x8 1535 1175 700 610 375 50 20 110 125 120 100 40

-2.Bình chứa dầu

Bình chứa dầu nhằm mục đích gom dầu từ các bình tách dầu và bầu dầu của toàn bộ hệ thống, giảm nguy hiểm khi xả dầu và giảm tổn thất môi chất khi xả dầu khỏi hệ thống lạnh

Chon bình chứa dầu có các thông số sau:

kích th-ớc (mm)

Bình chứa

thể tích (m3) khối l-ợng

(kg)

3.Các loại bình chứa

a.Bình chứa cao áp

Bình chứa cao áp đ-ợc bố trí ngay sau bình ng-ng tụ dùng để chứa lỏng môi chất ở áp suất cao, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ng-ng tụ, duy trì sự cấp lỏng liên tục cho van tiết l-u Th-ờng nó đ-ợc đặt d-ới bình ng-ng và đ-ợc cân bằng áp suất với bình ng-ng bằng các đ-ờng ống cân bằng hơi và lỏng

Dung tích của bình chứa cao áp đ-ợc tính theo công thức:

Vc = 1 , 2

5 , 0

V 6 ,

0 BH

Trong đó:

- 0,5 : hệ số kể đến mức lỏng trong bình chứa khi vận hành (50% thể tích bình)

- VBH : Tổng dung tích của tất cả các dàn bay hơi = 0,2 m3

Vậy

Vc = 1 , 2 0 , 29

5 , 0

2 , 0 6 , 0

b.Bình chứa tuần hoàn

Bình chứa tuần hoàn đ-ợc sử dụng trong hệ thống lạnh NH3 lớn, tuần hoàn môi chất lạnh trong các thiết bị bay hơi c-ỡng bức Bình chứa tuần hoàn đ-ợc lắp đặt bên phía áp suất thấp và đ-ợc sử dụng nh- một bình chứa

để bơm tuần hoàn môi chất lỏng lên các giàn lạnh

Bình chứa tuần hoàn làm việc d-ới áp suất thấp nên phải đ-ợc bọc cách nhiệt

c.Bình chứa thu hồi

Bình chứa thu hồi dùng để chứa môi chất lỏng từ các giàn bay hơi khi phá băng bằng hơi nóng

d.Bình chứa dự phòng

Bình chứa dự phòng đ-ơc sử dụng trong sơ đồ không có bơm và đ-ợc lắp đặt d-ới bình tách lỏng để chứa môi chất lỏng từ các giàn lạnh phun ra trong tr-ờng hợp phụ tải nhiệt tăng

4.Bình tách lỏng

Bình tách lỏng đ-ợc sử dụng trong máy lạnh NH3 Nó có nhiệm vụ tách môi chất lỏng khỏi hơi hút về máy nén, đảm bảo hơi hút về máy nén ở trạng thái hơi bão hoà khô, tránh nguy cơ gây va đập thuỷ lực ở máy nén

5.Bình trung gian

Đ-ợc sử dụng trong máy nén 2 hoặc nhiều cấp Bình trung gian dùng

để làm mát trung gian hơi môi chất sau cấp nén áp thấp và để quá lạnh lỏng môi chất tr-ớc khi vào van tiết l-u bằng cách bay hơi một phần môi chất lỏng d-ới áp suất trung gian Ngoài nhiệm vụ trên bình trung gian còn đóng vai trò bình tách lỏng bảo đảm hơi hút về máy nén cấp cao là hơi bão hoà khô

Ưu điểm của bình trung gian có ống xoắn là dầu của máy nén cấp thấp không đi vào tuyến lỏng để vào thiết bị bay hơi, tạo lớp bẩn trên bề mặt thiết

bị bay hơi phía môi chất

Chọn bình trung gian có các thông số sau:

Kích th-ớc, mm

Bình trung

gian

Diện tích bề mặt ống xoắn, m2 Thể tích

bình, m3 Khối

l-ợng, kg

6.Bình tách khí không ng-ng

Cùng tuần hoàn với môi chất lạnh trong hệ thống lạnh có không khí và các loại khí không ng-ng

Trong thiết bị ng-ng tụ, không khí tạo thành các lớp bao quanh bề mặt trao đổi nhiệt làm tăng trở nhiệt ng-ng tụ làm xấu quá trình trao đổi nhiệt khi ng-ng, làm tăng áp suất ng-ng tụ, làm tăng năng l-ợng điện tiêu tốn cho máy nén và làm giảm năng suất lạnh của máy

Máy lạnh NH3 th-ờng đ-ợc xả định kỳ khí không ng-ng Phải xả không khí qua van xả khi vào bình n-ớc Bọt không khí sẽ nổi lên mặt n-ớc

NH3 lẫn với không khí sẽ đ-ợc n-ớc hấp thụ

7.Phin lọc và phin sấy

Trong quá trình chế tạo, lắp ráp, sửa chữa và vận hành thiết bị lạnh dù rất cẩn thận vẫn có cặn bẩn nh- đất, cát, gỉ sắt, vẩy hàn, xỉ, muội…lọt vào hệ thống lạnh Nó có thể tồn tại trong hệ thống do ch-a vệ sinh, làm sạch đầy

đủ hoặc qua đ-ờng nạp dầu, nạp môi chất, ngoài ra cặn bẩn cũng có thể tạo thành trong hệ thống phân huỷ dầu bôi trơn, môi chất hoặc do các chi tiết máy nén bị mài mòn, do han gỉ phía trong hệ thống

Để đảm bảo hệ thống lạnh làm việc an toàn có độ tin cậy cao, không bị trục trặc, cần phải có phin lọc căn bẩn trong hệ thống

8.Bơm

Trong hệ thống lạnh để tuần hoàn dung dịch n-ớc muối hoặc n-ớc thì

ta phải dùng bơm ly tâm Trong những hệ thống lạnh lớn bơm ly tâm cũng

đ-ợc dùng để tuần hoàn c-ỡng bức môi chất lỏng NH3 trong hệ thống bay hơi

9.Quạt

Trong kỹ thuật lạnh dùng chủ yếu là quạt h-ớng trục và quạt ly tâm để tuần hoàn không khí trong buồng lạnh, cho các giàn làm lạnh không khí, cho máy điều hoà nhiệt độ, cho các dàn ng-ng làm mát bằng không khí hoặc các loại thiết bị ng-ng tu bay hơi hoặc tháp làm mát n-ớc

10.Van khoá, van chặn

11.Van tiết l-u điều chỉnh bằng tay, van tiết l-u điều chỉnh tự động

12.Van một chiều và van an toàn

a.Van một chiều

Van một chiều (còn gọi là clapê một chiều) chỉ cho dòng chẩy đi theo một h-ớng

Van một chiều đ-ợc lắp đặt trên đ-ờng đẩy giữa máy nén và thiết bị ng-ng tụ, có nhiệm vụ ngăn không cho dòng môi chất từ thiết bị ng-ng tụ chẩy trở lại máy nén trong tr-ờng hợp ngừng máy nén, sửa chữa máy nén hoặc khi máy nén bị sự cố

b.Van an toàn

Van an toàn chỉ khác van một chiều ở chỗ hiệu áp suất ở đầu vào và

đầu ra phải đạt những trị số nhất định thì van mới mở Van an toàn đ-ợc bố trí ở những thiết bị có áp suất cao và chứa nhiều môi chất lỏng nh- thiết bị ng-ng tụ, bình chứa…nó dùng để đề phòng tr-ờng hợp khi áp suất v-ợt quá

định mức quy định

13.áp kế

áp kế dùng để đo áp suất của môi chất trong đ-ờng ống và thiết bị, áp

kế đ-ợc lắp trên đ-ờng hút và đ-ờng đẩy của máy nén, trên các bình ng-ng, bình chứa…

14.Tính chọn tháp giải nhiệt

Ph-ơng trình cân bằng nhiệt có thể viết d-ới dạng

Qk = C..V.(tw2– tw1) Trong đó:

- Qk : nhiệt l-ợng thải ra ở bình ng-ng tụ = 136,6 (kw)

- V : l-u l-ợng n-ớc, (m3/s)

- tw1 : nhiệt độ n-ớc vào làm mát bình ng-ng tụ (ra khỏi tháp)

 tw1 = t- + (3  5 0C) = 32,5 + 4 = 36,5 0C

- tw2 : nhiệt độ n-ớc ra khỏi bình ng-ng tụ (vào tháp)  tw2 =

tw1 + 3,5 0C = 36,5 + 3,5 = 40 0C

- C : nhiệt dung riêng của n-ớc = 4,19 (kj/kg.k)

-  : khối l-ợng riêng của n-ớc = 1000 (kg/m3)

Vậy

V =   1000 4 , 19 40 36 , 5 0 , 01

6 , 136 t

t C

Q

1 w 2 w







Công suất làm mát cần thiết:

1 , 1

6 , 136 1 , 1

Q k



 (KW) = 106950,85 (Kcal/h)

Chọn 2 tháp giải nhiệt LBCS – 15 có năng suất làm mát 58500 kcal/h

II.Tính chọn đ-ờng ống

Yêu cầu đối với việc tính toán và lựa chọn đ-ờng ống là đủ độ bền cần thiết, tiết diện ống đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Ta có thể tính đ-ờng kính trong của ống theo công thức:

di =

20 14 , 3

13 , 0 4

V

4 a





Trong đó

- di : đ-ờng kính trong của ống dẫn, m

- Va : l-u l-ợng = 0,13 m3/s

-  : tốc độ của đ-ờng đẩy máy lạnh NH3 chọn  = 20 m/s

tài liệu tham khảo

1 Tính toán thiết kế hệ thống lạnh Tác giả Nguyễn Xuân Tiên nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

2 H-ớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh Tác giả Nguyễn Đức Lợi nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật

3 Kỹ thuật lạnh cơ sở Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy nhà xuất bản giáo dục 1995

4 Kỹ thuật lạnh ứng dụng Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy,

Đinh Văn Thuận nhà xuất bản khoa học kỹ thuật 1995

5 Môi chất lạnh Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy nhà xuất bản giáo dục 1998

6 Bài tập kỹ thuật lạnh Tác giả Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy nhà xuất bản giáo dục

Tự động hoá hệ thống lạnh Tác giả Nguyễn Đức Lợi nhà