Thuyết minh đồ án kỹ thuật lạnh

Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời xác định theo công thức: II-1 Trong đó: Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời, Nhiệt độ cực đại trung bình của không khí tháng nóng nhấ

Trang 1

I Giới thiệu chung

Địa điểm xây dựng công trình nằm trên địa bàn thành phố Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa– Vũng Tàu Đây là một trung tâm kinh tế và du lịch biển lớn ở phía nam, trình độphát triển kinh tế xã hội tơng đối cao, mật độ dân số lớn, có khí hậu nhiệt đới nóng ẩmquanh năm Việc xây dựng và vận hành công trình trên khu vực này có những đặc điểmcả thuận lợi và khó khăn Về u điểm, khu vực này có nguồn cung cấp nguyên vật liệu,máy móc thiết bị phong phú, nguồn cung cấp điện năng đầy đủ và chất lợng tốt Về nh-

ợc điểm, khu vực này có khí hậu nóng ẩm quanh năm nên yêu cầu cách nhiệt, cách ẩmcao dẫn đến chi phí xây dựng và vận hành cao

Trạm lạnh cần thiết kế có hệ thống kho lạnh thuộc loại kho bảo quản lạnh Chứcnăng chính của nó là bảo quản rau quả và hải sản ở đây đã hoàn thành bớc thiết kế địa

điểm xây dựng và diện tích mặt bằng công trình Nhiệm vụ còn lại là thiết kế kết cấukho lạnh và thiết kế hệ thống lạnh

II tính toán kho lạnh

Kho lạnh có ba phòng lạnh đợc đánh số từ 1 đến 3, một phòng máy và một phòng

đệm Diện tích các phòng đều đã đợc xác định Ta lựa chọn vị trí đặt phòng máy giápvới tờng Tây của phòng lạnh 1 vì vị trí này làm giảm tổn thất nhiệt xuống mức thấpnhất

II.1 Lựa chọn các thông số tính toán ban đầu

Các thông số tính toán ban đầu bao gồm các thông số khí hậu nơi xây dựng kholạnh, nhiệt độ và độ ẩm bảo quản trong các phòng lạnh Ngoài ra ta còn cần xác định

đặc điểm của các hệ thống kỹ thuật trong các phòng lạnh và phòng phụ trợ

II.1.1 Các thông số khí hậu nơi xây dựng công trình

Địa điểm xây dựng công trình đặt tại Vũng Tàu, tra trong TCVN 4088-85 ta đợccác thông số khí hậu nh sau:

 Nhiệt độ cực đại trung bình của không khí tháng nóng

nhất:

 Nhiệt độ cực đại tuyệt đối của không khí:

 Độ ẩm tơng đối trung bình của không khí:

Độ ẩm tơng đối trung bình của không khí lấy vào tháng có nhiệt độ tuyệt đối trungbình lớn nhất (tháng Năm)

Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời xác định theo công thức:

(II-1)

Trong đó:

Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời, ( )Nhiệt độ cực đại trung bình của không khí tháng nóng nhất, ( )Nhiệt độ cực đại tuyệt đối của không khí, ( )

Hệ số an toàn, ; lấy Thay số vào công thức (II-1) ta đợc:

Phòng máy đặt ở phía tờng Tây của phòng lạnh 1, có hành lang chung với hànhlang các phòng lạnh Trong phòng máy có đặt hệ thống thông gió với nhiệt độ tính toántrong phòng xác định nh sau:

(II-2)

Trang 2

Trong đó:

Nhiệt độ tính toán bên trong phòng máy, ( )Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời, ( )Thay số vào công thức trên ta có:

Với phòng đệm, ta không xác định cụ thể nhiệt độ trong phòng Khi tính toán tổnthất nhiệt qua kết cấu ngăn che các phòng lạnh với phòng đệm ta sẽ dùng hệ số

II.1.2 Lựa chọn chế độ và thời gian bảo quản trong các phòng lạnh

Chức năng của kho lạnh là bảo quản lạnh hai loại sản phẩm chính là rau quả và hảisản Kho lạnh có ba phòng lạnh trong đó hai phòng 1 và 2 chọn làm các phòng bảoquản rau quả, sản phẩm bảo quản là các loại quả có múi nh cam, chanh, bởi và nhiềuloại rau quả khác có cùng nhiệt độ bảo quản; phòng 3 dùng để bảo quản hải sản, ở đây

là cá, tôm, cua mới đánh bắt

Bảng Chế độ và thời gian bảo quản của các phòng lạnh

Stt Phòng lạnh Sản phẩm

Nhiệt độ bảo quản Độ ẩm Thông gió Thời gian bảo quản

II.2.1 Diện tích chất tải hữu ích của các phòng lạnh

Diện tích chất tải hữu ích xác định theo công thức sau:

Diện tích chất tải hữu ích tính toán cho từng phòng lạnh thể hiện trong bảng 2

II.2.2 Chiều cao chất tải

Chiều cao chất tải của các phòng lạnh xác định theo công thức:

(II-4)

Trong đó:

Chiều cao chất tải của phòng lạnh, ( )Chiều cao theo thiết kế kiến trúc của phòng lạnh, ( )Chiều dầy của trần phòng lạnh, ( )

0,5m Khoảng dự trữ độ cao cho các hệ thống đờng ống và chiều cao

nâng hàng của xe rùa

Tất cả các phòng lạnh đều có chung các thông số về các chiều cao kể trên nên đều

có cùng chiều cao chất tải Thay số vào công thức (II-4) ta có:

Cô giáo hớng dẫn: Nguyễn Thị Xuân

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nghiệp MSSV: 5011-49

Trang 3

II.2.3 Thể tích chất hàng và dung tích của các phòng lạnh

Thể tích chất hàng của các phòng lạnh tính theo công thức sau:

(II-5)

Trong đó:

V Thể tích chất tải của của phòng lạnh, ( )

Chiều cao chất tải của phòng lạnh, ( )Diện tích chất tải của phòng lạnh, ( )Dung tích các phòng lạnh:

(II-6)

Trong đó:

Dung tích của phòng lạnh, ( )Thể tích chất tải của của phòng lạnh, ( )Tiêu chuẩn chất tải, ( ) Tiêu chuẩn chất tải phụ thuộc loại

hàng bảo quản của phòng lạnh; tra trong bảng 2-1, trang 20, tài liệu Kỹ thuật lạnh ứng dụng.

Kết quả tính toán thể tích chất hàng và dung tích các phòng lạnh thể hiện trongbảng 2

II.3 Tính toán cách nhiệt và cách ẩm

Trớc hết, ta cần xác định chiều dầy các lớp cách nhiệt của các kết cấu ngăn che

Đối với mái ta đặt cách nhiệt cả trên lẫn dới, phía trên dùng bêtông bọt, phía dới dùngpolystirol; với tờng dùng vật liệu polystirol và nền dùng bêtông bọt

Để thoả mãn yêu cầu cách ẩm, ta chọn sẵn chiều dầy các lớp vật liệu cách ẩm trongcác kết cấu ngăn che và đánh giá thông qua việc kiểm tra đọng sơng và đọng ẩm tronglòng kết cấu Với các kết cấu có phơng đứng chọn vật liệu cách ẩm là bitum; với cáckết cấu phơng ngang cách ẩm bằng các lớp vật liệu nh giấy dầu, gạch lá nem, gạch lát

và vữa ximăng

Trang 4

Hình Cấu tạo các lớp vật liệu mái

Vữa ximăng,  = 10 mm Gạch lá nem,  = 15 mm Vữa ximăng,  = 10 mm

Bê tông chống thấm,  = 80 mm

Xỉ tạo độ dốc,  = 200 mm Sàn BTCT,  = 100 mm Vữa trát,  = 15 mm Bitum,  = 4 mm Lớp cách nhiệt polystirol,  đang xác định Vữa trát luoi thép,  = 15 mm

Tổng nhiệt trở cha kể lớp cách nhiệt: 0.7550

Trang 5

Hình Cấu tạo các lớp vật liệu nền

Gạch lát nền,  = 15 mm Vữa XM,  = 15 mm

Bê tông bọt,  đang xác định Hai lớp giấy dầu,  = 5 mm

Hình Cấu tạo các lớp vật liệu t ờng ngoài

Vữa XM trát,  = 20 mm Gạch đỏ,  = 220 mm Vữa XM trát,  = 15 mm Bitum cách ẩm,  = 4 mm Lớp cách nhiệt,  đang xác định Vữa tam hợp luoi thép,  = 20 mm

Trang 6

Hình Cấu tạo các lớp vật liệu t ờng ngăn các phòng

Vữa XM trát,  = 20 mm Gạch đỏ,  = 110 mm Vữa XM trát,  = 15 mm Bitum cách ẩm,  = 4 mm Lớp cách nhiệt,  đang xác định Vữa tam hợp luoi thép,  = 20 mm

Trang 7

Hình Cấu tạo các lớp vật liệu cửa đi

Thép không gỉ,  = 0,5 mm Vật liệu cách nhiệt,  đang xác định Thép không gỉ,  = 0,5 mm

Chiều dầy lớp cách nhiệt xác định theo công thức sau:

(II-7)

Trong đó:

Chiều dầy lớp cách nhiệt, ( )

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, ( ) Hệ số dẫnnhiệt của vật liệu cách nhiệt lấy phụ thuộc vào loại vật liệu, chứcnăng và cấp nhiệt độ bảo quản của phòng lạnh

Hệ số truyền nhiệt hợp lý, ( ); phụ thuộc độ chênh nhiệt

độ giữa hai bề mặt ngoài của kết cấu

Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt của mặt trong và mặt ngoài kết cấungăn che, ( ); tra trong bảng 3-2, trang 77, tài liệu Kỹ thuật thông gió, tác giả Trần Ngọc Chấn.

Chiều dầy lớp vật liệu thứ i, ( )

Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, ( ); tra trong phụ lục 2, trang 377, tài liệu Kỹ thuật thông gió, tác giả Trần Ngọc Chấn.

Để xác định ta cần phải tính chênh lệch nhiệt độ giữa hai bề mặt theo côngthức sau:

(II-8)

Trong đó:

chênh nhiệt độ giữa hai bề mặt ngoài của kết cấu, ( )

Trang 8

Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời và trong phòng, ( )

Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao cheChiều dầy thực (chiều dầy lựa chọn) đợc lấy theo tổ hợp chiều dầy các tấmpolystirol chế tạo sẵn và không nhỏ hơn chiều dầy cách nhiệt tính đợc ở trên

Hệ số truyền nhiệt của kết cấu tính theo công thức:

(II-9)

Trong đó:

Hệ số truyền nhiệt của kết cấu, ( )

Chiều dầy lớp cách nhiệt, ( )

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, ( )

Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt của mặt trong và mặt ngoài kết cấu

Chiều dầy lớp vật liệu thứ i, ( )

Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, ( )

Hệ số truyền nhiệt của kết cấu khi đọng sơng tính theo công thức:

(II-10)

Trong đó:

Hệ số truyền nhiệt của kết cấu khi đọng sơng, ( )Nhiệt độ điểm sơng của không khí ngoài, ( ); xác định theo cácthông số trạng thái của không khí ẩm bên ngoài

Hệ số trao đổi nhiệt mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( );Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời và trong phòng, ( )

Điều kiện để không đọng sơng ở bề mặt ngo i kết cấu:ài kết cấu:

Kết quả tính toán cụ thể ghi trong bảng 3 Từ kết quả ta thấy điều kiện không đọngsơng thỏa mãn cho mọi kết cấu ngăn che

Trang 10

C« gi¸o híng dÉn: NguyÔn ThÞ Xu©n

Sinh viªn thùc hiÖn: NguyÔn Hång NghiÖp MSSV: 5011-49

Trang 11

II.3.2 Tính toán kiểm tra đọng ẩm trong lòng kết cấu ngăn che

Ta chỉ tính toán kiểm tra đọng ẩm trong lòng kết cấu của hai kết cấu ngăn che nguyhiểm nhất (có chênh lệch nhiệt độ lớn nhất) là kế cấu tờng ngoài và mái của phònglạnh 3

Tổng nhiệt trở của kết cấu ngăn che xác định nh sau:

(II-11)

Trong đó:

Tổng nhiệt trở của kết cấu ngăn che, ( )Nhiệt trở mặt trong kết cấu ngăn che, ( )Tổng nhiệt trở của các lớp kết cấu ngăn che, ( )Nhiệt trở mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( )

Nhiệt trở mặt trong và mặt ngoài kết cấu ngăn che:

(II-12)

Trong đó:

Nhiệt trở mặt trong và mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( )

Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt trong và ngoài kết cấu, ( );

lấy theo bảng 2.3, trang 33, tài liệu Thiết kế thông gió công nghiệp, tác giả Hoàng Thị Hiền

Nhiệt trở của một lớp thứ i kết cấu ngăn che:

(II-13)

Trong đó:

Nhiệt trở lớp kết cấu ngăn che thứ i, ( )Chiều dầy lớp kết cấu thứ i, ( )

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu lớp kết cấu thứ i, ( );

lấy theo phụ lục 2.2, trang 249, tài liệu Thiết kế thông gió công nghiệp, tác giả Hoàng Thị Hiền và bảng 3-1, trang 81, tài liệu H- ớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi.

Nhiệt độ mặt ngoài của lớp vật liệu thứ i tính nh sau:

(II-14)

Trong đó:

Nhiệt độ bề mặt ngoài kết cấu ngăn che thứ i, ( )Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời và trong phòng, ( )Tổng nhiệt trở của kết cấu ngăn che, ( )

Trang 12

Nhiệt trở mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( )Nhiệt trở lớp kết cấu ngăn che thứ i, ( )Kết quả tính toán nhiệt độ mặt ngoài của kết cấu thể hiện ở bảng 4 Từ các giá trịnhiệt độ bề mặt các lớp kết cấu , dùng biểu đồ I-d ta tra đợc các giá trị áp suất phânhơi nớc bão hòa ( )

Tổng ẩm trở của kết cấu ngăn che xác định nh sau:

(II-15)

Trong đó:

Tổng ẩm trở của kết cấu ngăn che, ( )

ẩm trở mặt trong kết cấu ngăn che, ( )

ẩm trở bản thân kết cấu ngăn che, ( )

ẩm trở mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( )

ẩm trở của một lớp thứ i kết cấu ngăn che:

(II-16)

Trong đó:

ẩm trở lớp kết cấu ngăn che thứ i, ( )Chiều dầy lớp kết cấu thứ i, ( )

Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu lớp kết cấu thứ i, ( );

lấy theo phụ lục 2.2, trang 249, tài liệu Thiết kế thông gió công nghiệp, tác giả Hoàng Thị Hiền và bảng 3-1 trang 81, bảng 3-2 trang 83, tài liệu Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, tác giả Nguyễn

Tổng ẩm trở của kết cấu ngăn che, ( )

ẩm trở mặt ngoài kết cấu ngăn che, ( )

ẩm trở lớp kết cấu ngăn che thứ i, ( )

Trang 13

Kết quả tính toán phân áp suất hơi nớc mặt ngoài các lớp vật liệu thể hiện ở bảng 4.Tại các bề mặt ta đều có áp suất phân hơi nớc nhỏ hơn áp suất hơi nớc bão hòa, do đókhông có hiện tợng đọng sơng trong lòng kết cấu ngăn che.

Trang 14

Trang 16

II.4 Tính toán nhiệt kho lạnh

II.4.1 Tổn thất lạnh bảo quản vật phẩm

Công thức xác định tổn thất lạnh bảo quản vật phẩm:

(II-18)

Trong đó:

Tổn thất lạnh bảo quản vật phẩm, ( )Tổn thất lạnh hạ nhiệt độ vật phẩm, ( )Tổn thất lạnh hạ nhiệt độ bao bì vật phẩm, ( )

Rau quả:

Enthalpy vật phẩm khi nhập kho và khi xuất kho, ( ); tra theo

bảng 4-2, trang 110, tài liệu Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi.

 Tổn thất lạnh hạ nhiệt độ bao bì

Dòng lạnh hạ nhiệt độ bao bì tính theo công thức:

(II-20)

Trong đó:

Tổn thất lạnh hạ nhiệt độ bao bì, ( )Lợng bao bì bảo quản trong một ngày đêm, ( ); lấybằng với rau quả và với hải sản

Tỷ nhiệt của bao bì, ( ); tra theo hớng dẫn, trang 113, tài liệu Hớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi.

Nhiệt độ vật phẩm khi nhập kho và khi xuất kho, ( )Nhiệt độ vật phẩm khi nhập kho và xuất kho lấy tơng ứng bằng nhiệt độ không khíbên ngoài và nhiệt độ bảo quản

Kết quả tính toán dòng lạnh bảo quản vật phẩm thể hiện trong bảng 5

Trang 17

II.4.2 Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che

 Truyền nhiệt qua kết cấu bao che

Công thức xác định truyền nhiệt qua kết cấu tờng, mái và cửa đi:

(II-21)

Trong đó:

Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che, ( )

Hệ số truyền nhiệt của kết cấu ngăn che, ( ); xác địnhtheo công thức (II-9), kết quả lấy theo tính toán ở bảng 3

Diện tích kết cấu ngăn che, ( )Nhiệt độ tính toán của không khí ngoài trời và trong phòng, ( )

Hệ số kể đến vị trí của kết cấu bao che

Đối với nền, các lớp vật liệu cấu tạo đều có hệ số dẫn nhiệt nên

ta có nền cách nhiệt

Diện tích nền đợc chia thành bốn dải rộng 2m bao nhau theo chu vi nền đánh số từ

I đến IV (xem hình 6) Mỗi dải có hệ số truyền nhiệt riêng không phụ thuộc vào chiềudầy các lớp vật liệu Riêng với dải I, diện tích của dải này đợc tính thêm vào diện tíchbốn ô vuông gạch chéo trên hình vẽ

Công thức xác định dòng lạnh truyền qua nền:

(II-22)

Trong đó:

Tổn thất lạnh qua kết cấu nền phòng lạnh, ( )

Hệ số truyền nhiệt của dải nền thứ i, ( ); xác định theo

h-ớng dẫn trang 113, tài liệu Hh-ớng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi.

Trang 18

Trang 19

Hình Sơ đồ tính tổn thất lạnh qua nền

40 m

2 2 2

II III IV I

Bảng 7 Tổn thất lạnh truyền qua nền

Chênh lệch nhiệt độ gây ra bởi bức xạ, ( )

Hệ số hấp thụ bức xạ mặt trời của bề mặt kết cấu ngăn che; phụthuộc tính chất và mầu sắc của vật liệu ở lớp ngoài kết cấu, với mái

màu gạch, tờng sơn vàng; tra trong bảng 2.17, trang 54, tài liệu Thiết kế thông gió công nghiệp, tác giả Hoàng Thị Hiền.

Cờng độ bức xạ trung bình trong ngày trên mặt phẳng kết cấu

Trang 20

tháng tính toán, ( ); tra trong phụ lục 2.5, trang 256, tài liệu Thiết kế thông gió công nghiệp, tác giả Hoàng Thị Hiền.

Hệ số trao đổi nhiệt bề mặt ngoài kết cấu, ( ); lấy theo

bảng 2.3, trang 33, tài liệu Thiết kế thông gió công nghiệp, tác giả Hoàng Thị Hiền

Kết quả tính toán lợng lạnh khử bức xạ mặt trời thể hiện ở bảng 8

Khối lợng riêng của không khí trong kho, ( )Enthalpy của không khí bên ngoài và trong phòng, ( ); cácthông số nhiệt động của không khí trong và ngoài kho tra trongbiểu đồ I-d

Kết quả tính toán tổn thất lạnh do thông gió thể hiện ở bảng 9

Trang 21

diÖn tÝch buång, tra b¶ng 4-4, trang 117, tµi liÖu Híng dÉn thiÕt kÕ

hÖ thèng l¹nh, t¸c gi¶ NguyÔn §øc Lîi.

DiÖn tÝch buång, ( )KÕt qu¶ tÝnh to¸n tæn thÊt l¹nh do më cöa thÓ hiÖn ë b¶ng 10

Tiêu đề	Thuyết minh đồ án kỹ thuật lạnh
Tác giả	Nguyễn Hồng Nghiệp
Người hướng dẫn	Nguyễn Thị Xuân
Trường học	Trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Lạnh
Thể loại	Đồ án môn học
Năm xuất bản	2023
Thành phố	Vũng Tàu

Định dạng
Số trang	33
Dung lượng	23,69 MB