Tài liệu đồ án môn học xây dựng trạm lạnh, Chương 4 pdf

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

I.Tính nhiệt cho buồng bảo quản đông

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

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 :

  t t

k

Q11  1  2  



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

+Ta chọn diện tích của buồng bảo quản đông là: Fbqd=31m2

với kt là 7 , 75  4  5

4.1.1 Nhiệt tổn thất qua tường bao,trần và nền do chênh lệch nhiệt độ Q 11

Dòng nhiệt Q11=ktF(t1-t2) đc xđ qua bảng thống kê sau:

với nhiệt độ bên ngoài của môi trường Vũng tàu là 35,1˚C

Vách bao che K(w/m2k) F(m2) t(t˚c) Q(w)

Vách phía tây 0,1789 45 55,1 197,15 Vách phía

nam

0,1789 7,755 55,1 381,97

Vách phía bắc 0,1789 7,755 55,1 381,97

Do trên trần là bóng dâm nên lấy t=tmt-4˚C=35,1-4=31,1˚C

+nhiệt tổn thất qua vách ngăn giữa 2 buồng là 0

+Nhiệt tồn thất qua nền là Qn=ktF(tn-t2)

Trong đó t n- nhiệt độ trung bình của nền khi có sưởi t n=40C Tra bảng 3-6,TL1,t84 có hệ số truyền nhiệt k của nền có sưởi

ta đc kt=0,21w/m2k

 Qn=0,21.31.(4-(-20))=156,24 w

 Q11=197,15+2.381,97+316,82+156,24=1434,15 w

4.1.2 Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời Q 12

Được xđ theo ct Q12=ktFt12

với buông lạnh ta chỉ tính dòng nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái che và qua vách fía tây chịu tổn thật bức xạ lớn nhất

+dòng nhiệt bức xạ qua mái che

chọn



















 16

4 75 , 7

2 , 0

12

t F

k t

Q12=0,2.7,754.16=99,2 w +dòng nhiệt bức xạ qua vách fía tây

chọn





















9

5 4

21 , 0

12

t

F

k t

Q12 =0,21.45.9=37,8 w

Q12=92,2+37,8=137 w

Vậy Q1=Q11Q12=1434,1+137=1571,15 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:

) ( 1 2

Q  k 



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

Với buồng bảo quản đông này thì Q3=0

4.4Dòng 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

43

Q , do mở cửa Q44

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=31m2

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 =1,2.31=37,2 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;

chọn buồng lắp đặt 2 dàn lạnh,mỗi dàn 1 động cơ điện ,mỗi đc 1kw

Q43=1000.2.1.1=2000 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

chọn B=22,F=21 Q44=22.31=682 w

Q4=Q41+Q42+Q43+Q44=37,2+700+2000+682=3419,2 w

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

Do buồng bảo quản đông nên Q5=0

Tổng tổn thất nhiệt là Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

=1571,15+0+0+3419,2+0=4990,35 w

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:

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5

=1571,15+0+0+3419,2+0=4990,35 w

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

W

Q Q

Q Q

Q MN

88 , 3899 2

, 3419 75 , 0 17

,

1571

.

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=1,07

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)

Q0= 5961 , 2

7

,

0

88 , 3899

.

07

,

II.Tính nhiệt cho buồng bảo quản đa năng

Làm tương tự như trên ta có kêt quả sau:

4.1 Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che

4.1.1 Dòng nhiệt qua tườg bao,trần và nền

Vách bao che K(w/m2k) F(m2) t(t˚c) Q(w)

Vách phía

nam

Nhiệt tổn thất qua nền Qn =ktF(tn-t2)

chọn kt=0,29,F=28 ,tn=4 Qn=0,29.28.(4+12)=129,92 w



 Q11=207,24+2.362,67+277,564+129,92=1340,064 w

4.1.2 Xác định dòng nhiệt do bức xạ Q12

+qua mái che :chọn



















 16

4 7

2 , 0

12

t F

k t

Q12=0,2.28.16=89,6 w

+qua vách fía đông =37,8w( như trên)

Q12=89,6+37,8=127,4 w

Q1 Q11Q12  1340 , 064  127 , 4  1467 , 464w

4.2 Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra Q 2 =0

4.3 Dòng nhiệt do thông gió Q 3

Q3=Mk(h1-h2 )

Tra đồ thị h-x theo t và  tương ứng ta đc (lấy 2  85% ,t2=0)











5

,

8

118

2

1

h

h

kj/kg

+ lưu lượng qua thông gió Mk đc xđ theo công thức :Mk =

3600 24

.

v 

chọn





















3

140 5 28

33 1





v

k

3600 24

33 , 1 3

Q3=(118-8,5).0,00647=0,708464 kw=708,464 w

4.4 Dòng nhiệt do vận hành Q 4

Làm tương tự như trên ta đc kết quả:

+ Q41=A.F=1,2.28=33,6 w

+Q42=350.n=350.2=700 w

+Q43=1000.N=1000.3.1.1=3000w ( chọn 2 dàn lạnh với 2 quạt và 1 quạt thông gió công suất 1kw)

+Q44=B.F=29.28=812w

tổng Q4=Q41+Q42+Q43+Q44=33,6+700+3000+812=4545,6 w

4.5 Dòng nhiệt do hoa quẩ hô hấp Q 5

Q5=E(0,1qn+0,9qbq)

Trong đó: E=16,5tấn

Tra bảng 4.5 (TL1-t118) ta chọn









 20

40

bq

n

q

q

w/t

Q5=16,5(0,1.40+0,9.20)=363 w

Vậy

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1467,464+0+708,464+4545,6+363=7084,5 28w

4.6 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén

4.6.1.Tải nhiệt cho thiết bị

Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=1467,464+0+708,464+4545,6+363=7084,5 28w

4.6.2 Tải nhiệt cho máy nén

W

Q Q

Q Q

Q MN

7584 , 5728 363

6 , 4545 75 , 0 464 , 708 464

,

1467

.

85

,

0

% 100

% 75

% 100

%



















+Năng suất lạnh Q0= 8756 82

7 , 0

7584 , 5728 07 , 1







b

Q

k MN

w