Đồ án Kỹ thuật lạnh - Lê Mai Nam

= 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.480 = 576 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng kết đông = 14 kW Q34 =14 kW + 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 chọn cho từng buồng Buồng kết đông : B = 12 W/m2 q4 = 480.12= 5760 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 5760 + 690 +14000 + 576 = 21026 W Tổng nhiệt tính cho buồng kết đông là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 21026 + 236000 + 14842 = 271868 W 3.Tính cho buồng bảo quản lạnh : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía tây (có bức xạ) và phía đông :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = 00 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = 150 (với hành lang). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 37,2 300 2232 Nam 0,273 15 300 1229 Đông 0,273 15 180 737 Tây (Do chênh nhiệt) 0,2 37,2 180 1339 Tây (Do bức xạ) 0,2 8 180 228 Nền 0,202 4 1872 1512 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 37,2 1872 13928 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 1872 7114 Tổng nhiệt tổn thất Q1 28319 -Tính dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra Q2 : Theo công thức 4-7(1) : Md : khối lượng hàng nhập vào buồng bảo quản lạnh t/24h iv:entanpi sản phẩm đưa vào buồng = 317,8 kj/kg (bảng 4-2) ir :entanpi sản phẩm ra khỏi buồng = 211,8 kj/kg (bảng 4-2) - tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh ồQ3 Đây là một kho lạnh cho bảo quản thịt ị không cần thông gió nên ồQ3 = 0 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 1872 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.1872 = 2247 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng bảo quản lạnh = 4 kW Q34 =4 kW + 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 chọn cho từng buồng Buồng bảo quản lạnh : B = 12 W/m2 q4 = 1872.12= 22464 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 2247 + 690 + 4000 +22464 = 29401 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo quản lạnh là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 29319 + 25400 +29401 = 83120 W 4.Tính cho buồng đa năng : - Tính nhiệt tổn thất qua vách Q1 : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía tây (có bức xạ) và phía đông :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = -200 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = 150 (với hành lang). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 57,2 300 3432 Nam 0,273 35 300 2867 Đông 0,273 35 180 1720 Tây (Do chênh nhiệt) 0,2 57,2 180 2059 Tây (Do bức xạ) 0,2 8 180 288 Nền 0,202 24 1872 9075 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 57,2 1872 21416 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 1872 7114 Tổng nhiệt tổn thất Q1 47971 - Tính dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra Q2 : Theo công thức 4-7(1) : Md : khối lượng hàng nhập vào buồng đa năng t/24h iv:entanpi sản phẩm đưa vào buồng = 317,8 kj/kg (bảng 4-2) ir :entanpi sản phẩm ra khỏi buồng = 21,4 kj/kg (bảng 4-2) - tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh ồQ3 Đây là một kho lạnh cho bảo quản thịt ị không cần thông gió nên ồQ3 = 0 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 1872 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.1872 = 2247 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 3 Vậy q2 = 230.3 = 690 w + Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc q3 = Nđ Nđbqd : công suất của động cơ điện buồng bảo quản lạnh = 4 kW Q34 = 4 kW + 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 chọn cho từng buồng Buồng bảo quản lạnh : B = 8 W/m2 q4 = 1872.8= 14976 W Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 + q3 + q4 = 2247 + 690 + 4000 +14976 = 21913 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo đa năng là : Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 47971+ 96740 +21913 = 166624 W 5.Tính cho buồng bảo quản đá : - Tính nhiệt tổn thất qua vách Q1 : Diện tích bề mặt kết cấu bao che với chiều cao vách h = 5m : + Đối với tường phía tây (có bức xạ) và phía đông :F = 36 .5=180m2 + Đối với tường phía bắc và phía nam : F = 60 .5=300m2 +Đối với trần và nền(có sưởi) : F = 60.36 – 12.24 = 1872m2 Với nhiệt độ buồng bảo quản đá tb = - 40 và nhiệtđộ môi trường tf = 37,20(với môi trưòng) ,tf = -200 (với buồng bảo quản đa năng). Ta có bảng kết quả tính toán : Hướng vách ktw/m2 t0 F m2 Q W Bắc 0,2 41,2 30 247,2 Nam - - - - Đông - - - - Tây (Do chênh nhiệt) 0,2 41,2 60 494,4 Tây (Do bức xạ) 0,2 8 72 115,2 Nền 0,202 8 72 116,35 Trần (Do chênh nhiệtđộ) 0,2 41,2 72 593,28 Trần (Do bức xạ ) 0,2 19 72 273,6 Tổng nhiệt tổn thất Q1 1504 -tổn thất lạnh do vận hành ồQ4 + Dòng nhiệt do chiếu sáng q1 = A.F Trong đó F : diện tích buồng bảo quản lạnh = 72 m2 A : số lượng nhiệt toả ra trên 1 m2 diện tích sàn do chiếu sáng (đối với kho bảo quản ta lấy A = 1,2 w/m2) Vậy q1 = 1,2.72 = 14,4 w + Dòng nhiệt do người làm việc trong phòng toả ra q2 = 230.n Trong đó 230 : lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường n : số lượng người làm việc trong buồngchọn n = 1 Vậy q2 = 230.1 = 230 w Như vậy dòng nhiệt do vận hành ồQ4 là: Q4 = q1 + q2 = 14,4 + 230 = 244,4 W Tổng nhiệt tính cho buồng bảo đa năng là : Q0 = Q1 + Q4 = 1504 + 244,4 = 1748,4 W III,Tính toán nhiệt cho bể nước đá có năng suất 10tấn/24h Chọn bể đá khối có các thông số sau : đá 50kg/cây, nhiệt độ nước vào 370 , nước được làm lạnh sơ bộ xuống 150 rót vào khuân 50kg có :tiết diện trên 380x190 mm, Tiết diện dưới 340x160 mm, bể là việc 3 ca 24h/24h. Thời gian làm đá : trong đó : t thời gian kết đông h tm nhiệt độ nước muối trung bình trong bể –140 b0 chiều rộng khuân 0,19 m với n =380/190 =2 thì A = 4540 và B = 0,26 Số lượng khuân đá yêu cầu : khuân Năng suất lạnh yêu cầu Q0 Q0 = Q1 + Q2 +Q3 + Q4 Q2 : Dòng nhiệt thu của nước làm đá từ 370 dến –80 Q2 = m.Cpn .(t1 – 00) + r +Cpd .(0-t2) = 0,1157.[4,18(37 – 0) + 333,6 + 2,09.(0 – (-8)] =59,9kW trong đó : m : năng suất đá 10tấn/24h = 0,1557 kg/s Cpn : nhiệt dung riêng của nước 4,18 kJ/kgK Cpd : nhiệt dung riêng của đá 2,09 kJ/kgK R : nhiệt ẩn đông dặc của đá = 336kJ/kgK Dòng nhiệt do thông gió Q3 = 0 Dòng nhiệt do kết cấu bao cheQ1 và dòng nhiệt do vận hành Q4 (bơm khuấy,do mở bể đá đưa đá vào ,do tan giá để tháo khuân) không xác định được nên lấy bằng 15%Q2. Vởy năng suất lạnh Q0 yêu cầu là : Q0 = 1,15.Q2 = 1,15.59,9= 68,88 kW Bảng kết quả tính toán nhiệt cho các buồng : Buồng Q1 W Q2 W Q4 W Q W Kết đông 14842 236000 21026 271868 Bảo quản đông 85870 34920 23929 144719 Bảo quản lạnh 28319 25400 29401 83120 Đa năng 47971 96740 21913 166624 Máy đá 10%.Q2 59900 5%.Q2 68880 Bảo quản đá 1504 - 244,4 1748,4 chương 4: tính chọn máy nén và tính kiểm tra máy nén I.Tính chọn máy nén cho buồng kết đông 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 30 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = - 30 - 10 = - 40 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 40 0C ị P0 = 1,049 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh ta có: tk = tw2 + Dtk trong đó: tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng Dtk : hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu = (4 á 6 0C) ị chọn Dtk = 5 0C với nhiệt độ tkk = 37,2 0C; độ ẩm không khí của tháng nóng nhất jkk = 83% ị ta chọn tư = 34,6 0C + nhiệt độ nước đầu vào và đầu ra chênh nhau (2 á 6 0C) và phụ thuộc vào kiểu bình ngưng tw2 = tw1 + (2 á 6 0C) ị chọn nhiệt độ tw1 = tư + 3 0C = 34,6 + 3 = 37,6 0C vậy. tw2 = 37,6 + 3 = 40,6 0C khi đó: tk = 40,6 + 5 = 45,6 0C chọn tk = 460C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với tk = 46 0C ị Pk = 17,7 bar) 3.Tỷ số nén của chu trình ế = (ta thấy ế > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu) 4.áp suất trung gian được xác định theo công thức Ptg = (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu (NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết lưu 1; TL2: tiết lưu 2 ). 1 – 1’ : quá trình quá nhiệt 1 – 2 : quá trình nén hạ áp 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian 3 – 4 : quá trình nén cao áp 4 – 5 : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 5 – 6 : tiết lưu 1 7 – 8 : tiết lưu 2 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 40 1,05 387,97 1’ -15 1,05 396,57 0,22 2 50 4,317 440,43 3 - 4 4,317 403,47 0,053 4 72 17,7 440,86 5 46 17,7 256,86 6 - 4 4,317 256,86 7 0 4,317 200 8 - 40 1,05 200 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3) là (3 á 50C) ở đây lấy là 40. 7.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h8 = 387,97 – 200 = 187,97 kj/kg 8.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h4 – h5 = 440,86 – 256,86 = 184 kj/kg 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l1 = h2 – h1’ = 440,43 – 396,57 = 70,43 kj/kg 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l2 = h4 – h3 = 440,86 – 403,47 = 37,39 kj/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi M1 = kg/s 12.Lưu lượng môi chất qua bình ngưng và nhiệt thải ra ở bìng ngưng M3 = kg/s Qk = M3.qk +l1.M1 – l2.M3 = 149,5 kW 13.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp VTTNHA= v1.M1 = 0,22.1,446 = 0,318 (m3/s) 14.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp VTTNCA= v3.M3 = 0,053.2,371 = 0,126 (m3/s) 15.Hệ số cấp của máy nén hạ áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,77 16.Hệ số cấp của máy nén cao áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,75 17.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp VLTNHA = VTTNHA/ l = 0,318/ 0,7 = 0,454 m3/s 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp VLTNCA = VTTNCA/ l = 0,126/ 0,7 = 0,18 m3/s 19.Công suất nén đoạn nhiệt NNHA = M1.l1 = 1,446.70,43 = 101,85 (kw) NNCA = M3.l2 = 2,371.37,39 = 88,65 (kw) 22.Công suất chỉ thị Hiệu suất chỉ thị : Cấp cao áp : Cấp hạ áp : Vậy công suất chỉ thị là NiNHA = kw NiNCA = kw 22.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: NmsNHA = 60.VltNHA = 50.0,454 = 22,7 kw NmsNCA = 60.VltNCA = 50.0,18 = 9 kw 23.Công suất hiệu dụng NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 123,16 + 22,7 = 145,86 kw NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 110,4 + 9 = 119,4 kw 24.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: NelNHA = kw NelNCA = kw Theo bảng 7-4 chọn máy nén pittông 2 cấp MYCOM R22 (Model F124B2) Có tốc độ v = 960vg/ph Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 271,686.50% + 27,686 = 407,529 kW. Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 3 máy. II.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản đông 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 20 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = - 20 - 10 = - 30 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 30 0C ị P0 = 1,6402 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn. 3.Tỷ số nén của chu trình ế = (ta thấy ế > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu). 4.áp suất trung gian được xác định theo công thức Ptg = (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu. (NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết lưu 1; TL2: tiết lưu 2 ). 1 – 1’ : quá trình quá nhiệt 1 – 2 : quá trình nén hạ áp 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian 3 – 4 : quá trình nén cao áp 4 – 5 : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 5 – 6 : tiết lưu 1 7 – 8 : tiết lưu 2 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 30 1,64 392,66 1’ -5 1,64 407,67 0,152 2 51 5,33 441 3 2 5,33 405 0,044 4 67 17,7 434 5 46 17,7 256,86 6 2 5,33 256,86 7 6 17,7 205 8 - 30 1,64 205 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3) là 40C 7.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h8 = 392,66 – 205 = 187,66 kj/kg 8.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h4 – h5 = 434 – 256,86 = 177,13 kj/kg 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l1 = h2 – h1’ = 441 – 407,67 = 33,33 kJ/kg 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l2 = h4 – h3 = 434 – 405 = 29 kJ/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi M1 = kg/s 12.Lưu lượng môi chất qua bình trung gian và nhiệt thảI bình ngưng M3 = kg/s Qk = M3.qk +l1.M1 – l2.M3 = 227,9 kW 13.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp VTTNHA= v1.M1 = 0,152.0,77 = 0,117 m3/s 14.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp VTTNCA= v3.M3 = 0,044.1,23 = 0,054 m3/s 15.Hệ số cấp của máy nén hạ áp l = f(ế) ế = ị l = 0,82 16.Hệ số cấp của máy nén cao áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,83 17.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp VLTNHA = V TTNHA /l = 0,117/ 0,82 =0,143 m3/s 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp VLTNCA = VTTNCA /l = 0,054/ 0,83 = 0,065 m3/s 19.Công suất nén đoạn nhiệt NNHA = M1.l1 = 0,77.33,33= 25,66 kw NNCA = M3.l2 = 1,23.29 = 35,67 kw 22.Công suất chỉ thị Hiệu suất chỉ thị : Cấp cao áp : Cấp hạ áp : Vậy công suất chỉ thị là NiNHA = kw NiNCA = kw 22.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: NmsNHA = 50.VttNHA = 50.0,143 = 7,15 kW NmsNCA = 50.VttNCA = 50.0,065 = 3,25 kW) 23.Công suất hiệu dụng NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 31,292 + 7,15 = 38,442 kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 41,285 + 3,25 = 44,435 kW 24.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: NelNHA = kW NelNCA = kW Theo bảng 7-4 chọn máy nén 2 cấp MYCOM NH3 (Model F124B2) Có tốc độ vòng quay v = 870vg/ph ,Ne = 115,2 Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 144,719.50% + 144,719 = 217,08 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 1 máy và 1 máy nén dự phòng III.Tính chọn máy nén cho buồng bảo quản lạnh. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = 0 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = 0 - 10 = - 10 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 10 0C ị P0 =3,55 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn 4.Chọn nhiệt độ quá lạnh tql Ta có: tql = tw1 + (3 á 5 0C) =46 - 5 = 400C 5.Chọn nhiệt độ quá nhiệt tqn Ta có: tqn = t0 + (5 á 15) = - 10 + 10 = 0 0C 6.Chu trình máy lạnh nén hơi một cấp có quá lạnh quá nhiệt (MN: máy nén; NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; TL: tiết lưu) 1 – 1’ : quá nhiệt trong thiết bị bay hơi 1’ – 2 : quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén 2 – 3’ : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 3’ – 3 : quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ 3 – 4 : quá trình tiết lưu 4 – 1 : quá trình bay hơi 7.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 10 3,55 401,18 1’ 0 3,55 407,53 0,068 2 80 17,7 466,72 3 46 17,7 256.86 3’ 40 17,7 245 4 - 10 3,55 245 8.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h4 = 401,18 – 245 = 156,18 kj/kg 9.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h2 – h3 = 466,72 – 256,862 = 209,858 kj/kg 10.Công nén riêng l = h2 – h1’ = 466,72 – 401,53 =65 ,19 kj/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi và nhiệt thải bình ngưng M = kg/s Qk = M.qk = 111,6 kW 12.Nhiệt thải ra ở thiết bị quá lạnh qql = h3 – h1’ = 256,86 – 245 = 22,86 kj/kg 13. Hệ số lạnh của chu trình e = 14.Hiệu suất exergi hex = = 0,51 = 51% 15.Công nén đoạn nhiệt Ns = M.l = 0,532.65,19 = 34,68 kw 16.Công suất chỉ thị của máy nén Vậy công suất chỉ thị là: Ni = (kw) 17.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt = pms.M.v1’ Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: Nms = 50.0,532.0,068 = 1,81) kw 18.Công suất hiệu quả Ne = Ni + Nms = 42,6 + 1,81 = 44,41 kw 19.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: Nel = kw Theo bảng 7-2 chọn máy nén 1 cấp MYCOM R22 (Model F6WA2) Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 83,12.50% + 83,12 = 124,68 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 1 máy IV.Tính chọn máy nén cho buồng đá. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tm : nhiệt độ của nước muối = - 140C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (5á 100C) ị chọn Dt0 = 60C vậy: t0 = -14 - 6= - 20 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 20 0C ị P0 =2,46 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn 4.Chọn nhiệt độ quá lạnh tql Ta có: tql = tw1 + (3 á 5 0C) =46 - 5 = 400C 5.Chọn nhiệt độ quá nhiệt tqn Ta có: tqn = t0 + (5 á 15) = - 20 + 10 = - 10 0C 6.Chu trình máy lạnh nén hơi một cấp có quá lạnh quá nhiệt (MN: máy nén; NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; TL: tiết lưu) 1 – 1’ : quá nhiệt trong thiết bị bay hơi 1’ – 2 : quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén 2 – 3’ : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 3’ – 3 : quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ 3 – 4 : quá trình tiết lưu 4 –1 : quá trình bay hơi 7.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 20 2,46 595 1’ - 10 3,07 604 0,055 2 58 17,7 650 3 46 17,7 457 3’ 40 17,7 447 4 - 14 3,07 447 8.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h4 = 595 – 447 = 148 kj/kg 9.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h2 – h3 = 650 – 457 = 193 kj/kg 10.Công nén riêng l = h2 – h1’ = 650 – 604 = 46 kj/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi và nhiệt thải bình ngưng M = kg/s Qk = M.qk = 90 kW 12. Hệ số lạnh của chu trình e = 14.Hiệu suất exergi hex = = 0,82 = 82% 15.Công nén đoạn nhiệt Ns = M.l = 0,466.46 = 21,44 kw 16.Hiệu suất chỉ thị của máy nén Vậy công suất chỉ thị là: Ni = kw 17.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt = pms.M.v1’ Trong đó: (pms = 59 á 99 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: Nms = 50.0,055.0,466 = 1,28 kw 18.Công suất hiệu dụng Ne = Ni + Nms = 27,7 + 1,28 = 28,98 kw 19.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: Nel = kw Theo bảng 7-2 chọn máy nén 1 cấp MYCOM NH3 (Model F6WA2) Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 68,88.50% + 68,88 = 103,32 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 1 máy và chọn 1 máy nén dụ phòng.Lưọng lạnh trích một phần để bảo quản đá. V.Tính chọn máy nén cho buồng đa năng Buồng đa năng có khả năng bảo quản đông khi cần thiết nên chọn nhiệt độ của buồng tb = -200 .Tuy nhiên buồng có thể dùng bảo quản lạnh ở chế độ nhiệt độ tb = 00 nên sẽ được dóng cắt bàng themostatic.Vì vậy sẽ tính như cho buồng bảo quản đông. 1.Chọn nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ta có: t0 = tb - Dt0 trong đó: t0 : nhiệt độ sôi của môi chất lạnh tb : nhiệt độ của buồng lạnh = - 20 0C Dt0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu = (8 á 13 0C) ị chọn Dt0 = 10 0C vậy: t0 = - 20 - 10 = - 30 0C (tra bảng hơi bão hoà của R22 với t0 = - 30 0C ị P0 = 1,6402 bar) 2.Chọn nhiệt độ ngưng tụ tk của môi chất lạnh lấy bằng 460 như đã chọn. 3.Tỷ số nén của chu trình ế = (ta thấy ế > 9 nên ta chọn máy lạnh 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu). 4.áp suất trung gian được xác định theo công thức Ptg = (bar) 5.Chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp bình trung gian ống xoắn, 2 tiết lưu. (NT: ngưng tụ; BH: bay hơi; NHA: nén hạ áp; NCA: nén cao áp; MTG: mát trung gian; TL1: tiết lưu 1; TL2: tiết lưu 2 ). 1 – 1’ : quá trình quá nhiệt 1 – 2 : quá trình nén hạ áp 2 – 3 : quá trình làm mát trung gian 3 – 4 : quá trình nén cao áp 4 – 5 : quá trình ngưng tụ trong thiết bị ngưng tụ 5 – 6 : tiết lưu 1 7 – 8 : tiết lưu 2 8 – 1 : quá trình bay hơi trong thiết bị bay hơi 6.Bảng thông số các điểm nút của chu trình Điểm t (0C) P (bar) h (kj/kg) v (m3/kg) 1 - 30 1,64 392,66 1’ -5 1,64 407,67 0,152 2 51 5,33 441 3 2 5,33 405 0,044 4 67 17,7 434 5 46 17,7 256,86 6 2 5,33 256,86 7 6 17,7 205 8 - 30 1,64 205 nhiệt độ điểm 7 ta lấy cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian điểm (3,6) là 40C 7.Năng suất lạnh riêng q0 q0 = h1 – h8 = 392,66 – 205 = 187,66 kj/kg 8.Nhiệt thải ở bình ngưng qk = h4 – h5 = 434 – 256,86 = 177,13 kj/kg 9.Công nén riêng qua máy nén hạ áp l1 = h2 – h1’ = 441 – 407,67 = 33,33 kJ/kg 10.Công nén riêng qua máy nén cao áp l2 = h4 – h3 = 434 – 405 = 29 kJ/kg 11.Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi M1 = kg/s 12.Lưu lượng môi chất qua bình trung gian và nhiệt thải bình ngưng M3 = kg/s Qk = M3.qk +l1.M1 – l2.M3 = 298,8 kW 13.Năng suất hút thể tích của máy nén hạ áp VTTNHA= v1.M1 = 0,152.0,888 = 0,135 m3/s 14.Năng suất hút thể tích của máy nén cao áp VTTNCA= v3.M3 = 0,044.1,593 = 0,07 m3/s 15.Hệ số cấp của máy nén hạ áp l = f(ế) ế = ị l = 0,82 16.Hệ số cấp của máy nén cao áp l = f(ế) ế = ị Tra (hình 7 trang 48) ta được l = 0,83 17.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén hạ áp VLTNHA = V TTNHA /l = 0,135/ 0,82 =0,165 m3/s 18.Thể tích nén lý thuyết của cấp nén cao áp VLTNCA = VTTNCA /l = 0,07/ 0,83 = 0,084 m3/s 19.Công suất nén đoạn nhiệt NNHA = M1.l1 = 0,888.33,33= 29,6 kw NNCA = M3.l2 = 1,593.29 = 46,197 kw 22.Công suất chỉ thị Hiệu suất chỉ thị : Cấp cao áp : Cấp hạ áp : Vậy công suất chỉ thị là NiNHA = kw NiNCA = kw 22.Công suất ma sát Ta có: Nms = pms.Vtt Trong đó: (pms = 39 á 59 kPa cho máy R22 thẳng dòng) ị ta chọn pms = 50 kPa ) Vậy: NmsNHA = 50.VttNHA = 50.0,143 = 7,15 kW NmsNCA = 50.VttNCA = 50.0,065 = 3,25 kW) 23.Công suất hiệu dụng NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 36,1 + 7,15 = 43,25 kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 53,47 + 3,25 = 56,72 kW 24.Công suất động cơ điện Ta có: Nel = Trong đó: Đối với truyền động đai ta có htđ = 0,95 Hiệu suất động cơ điện hel = (0,8 á 0,95) ị ta chọn hel = 0,9 Vậy: NelNHA = kW NelNCA = kW Theo bảng 7-4 chọn máy nén 2 cấp MYCOM R22 (Model F124B2) Tốc độ vòng quay 870v/ph , thể tích quét 1108,6m3/h, Ne = 115,2 kW Để đảm bảo sự hoạt động an toàn của nhà máy, cần có công suất dự phòng khoảng 50% năng suất tính toán khi đó: Q0tt = 166,624.50% + 166,624 = 249,94 kW Như vậy số lượng máy nén cần lắp đặt là: Z = máy Chọn Z = 2 máy dự phòng cho cả buồng bảo quản đông. chương 5: tính chọn bình ngưng 1.Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước (giải nhiệt nước) bình ngưng ống vỏ nằm ngang R22 2.Xác định diện tích trao đổi nhiệt Ta có: Qk = k.F.Dttb Trong đó: Qk : phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ = 877,8 kw F : diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Dttb : hiệu nhiệt độ trung bình tw1 : nhiệt độ nước vào bình ngưng = 37,60 tw2 : nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng = 40,60 Tính hiệu nhiệt độ trung bình logarit Dttb = ằ 5 0C (Theo bảng 8-6 sách hướng dẫn thiết kế trang 231 ). Đối với bình ngưng ống vỏ R22 nằm ngang ta chọn: + Hệ số truyền nhiệt k = 700 (w/m2k) Khi đó ta có: F = m2 Dựa vào bảng 8-3 ta chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang (ống cánh lăn hoa