Đồ án Thiết kế kho lạnh bảo quản cá với nhiệt độ bảo quản là -18oC

t­¬ng ®èi cao ngay c¶ khi mïa ®«ng vËy víi nh­ng kho l¹nh mµ cã nhiÖt ©m nhá th× còng kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i dïng ®iªn trë s­ëi nÒn .Nh­ng nh÷ng kho lanh cã nhiÖt ©m cao thi ®Ó tr¸nh xÈy ra ®äng Èm nÒn ta cã thÓ bè trÝ thªm ®iÖn tr¬ s­ëi nÒn. 1.5 Cöa kho l¹nh C¸c kho l¹nh cã rÊt nhiÒu lo¹i kh¸c nhau, kho¸ cöa còng cã nhiÒu lo¹i h¸c nhau. Cöa kho l¹nh l¾p ghÐp gièng cöa cña tñ l¹nh. Cöa lµ mét tÊm c¸ch nhiÖt, cã b¶n lÒ tù ®éng, chung quanh cã ®Öm kÝn b»ng cao su, cã bè trÝ nam ch©m m¹nh ®Ó hót m¹nh cöa ®¶m b¶o ®é kÝn vµ gi¶m tæn thÊt nhiÖt.Cöa mét c¸nh cã chiÒu réng 1m vµ cöa hai c¸nh cã chiÒu réng 1.8 m. Víi kho cña em chon cöa cho xe n©ng h¹ chän cöa réng 3m vµ cao 2.3m cöa bè b¸nh xe chuyÓn ®éng trªn thanh ray s¸t t­êng nªn ®ãng më nhÑ nhµng, tiÕt kiÖn diªn tÝch. II. TÝnh to¸n c¸ch nhiÖt kho l¹nh: 1. KÕt cÊu t­êng bao: Theo kinh nghiÖm th­c tÕ th× em chän v¸ch kho l¹nh cã kÕt cÊu nh­ b¶ng sau: B¶ng 1 STT VËt liÖu BÒ dµy d (m) HÖ sè dÉn nhiÖt l (w/m0k) HÖ sè khuyÕch t¸n Èm m g/mhmpa 1 Líp v÷a xim¨ng 0,02 0,88 90 2 Líp t­êng g¹ch 0,2 0,81 105 3 Líp v÷a xim¨ng 0,02 0,88 90 4 Líp bitum c¸ch Èm 0,004 0,33 0,86 5 Líp vËt liÖu c¸ch nhiÖt polistyrol dcn=? 0,047 7,5 6 Líp v÷a céng tÊm thÐp 0,02 0,88 90 1.1S¬ ®å biÓu diÔn kÕt cÊu t­êng bao: H×nh vÏ Trong ®ã : 1-3 : Líp v÷a xi m¨ng : Líp t­êng g¹ch 4 : Líp bitum c¸ch Èm : Líp polistyrol c¸ch nhiÖt : Líp v÷a xi m¨ng céng thÐp X¸c ®Þnh chiÒu dÇy líp c¸ch nhiÖt t­¬ng bao: ChiÒu dÇy c¸ch nhiÖt cña líp vËt liÖu ®­îc x¸c ®Þnh tõ ph­¬ng tr×nh hÖ sè truyÒn nhiÖt k: Ta cã: K = Suy ra : dcn = lcn x Víi: dcn: ®é dµy líp c¸ch nhiÖt polistyrol dcn: hÖ sè dÉn nhiÖt cöa polistyrol k: hÖ sè truyÒn nhiÖt qua t­êng bao, øng víi kho nhiÖt ®é –180c ta cã k=0,21 w/m20k (TL1). a1:hÖ sè to¶ nhiÖt bÒ mÆt ngoµi t­êng ng¨n, a1=23,3 w/m20k (TL1). a2:hÖ sè to¶ nhiÖt cña v¸ch phÝa trong kho l¹nh, ®èi víi kho l¹nh kh«ng khÝ ®èi l­u c­ìng bøc a2=9 w/m20k (TL1). di: bÒ dµy cña líp vËt liÖu th­ i. li: hÖ sè dÉn nhiÖt cña v©t liÖu thø i. Theo kÕt cÊu v¸ch bÓ nh­ trªn, dùa vµo b¶ng 1 ta cã chiÒu dµy cña líp c¸ch nhiÖt lµ: dcn = 0,047 x dcn = 0,2 m VËy víi dcn = 0,2 m th× khi ®ã hÖ sè truyÒn nhiÖt thùc cña v¸ch lµ: Kt = = o,21 W/m20K 3. KiÓm tra ®äng s­¬ng v¸ch t­êng bao: §iÒu kiÖn ®Ó kho kh«ng bÞ ®äng s­¬ng lµ: tw1 > ts Víi: ts : Lµ nhiÖt ®é ®iÓm s­¬ng ®­îc x¸c ®Þnh qua ®å thi (I-d) cña kh«ng khÝ Èm: Víi : tf = 370C vµ j =83 % ta cã ts = 340C (TL1). : tw1 : NhiÖt ®é bÒ mÆt v¸ch t­êng ngoµi ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: ta cã q = a1 x Dt1 = 23,3 x (37- tw1) Mµ ta l¹i cã q = k x Dt = 0,21 x (37+18) = 11,55 W/m2 VËy : tw1 =tf - = 37 - = 36,50C Ta thÊy Tw1 > Ts nªn v¸ch kho kh«ng bÞ ®äng s­¬ng. 4. KiÓm tra ®äng Èm trong kÕt cÊu bao che: §iÒu kiªn ®Ó Èm kh«ng ®äng l¹i trong líp c¸ch nhiÖt(lµm ­ít kÕt c©u c¸ch nhiÖt lµm t¨ng kh¶ n¨ng trao ®æi nhiÖt) lµ ¸p suÊt riªng phÇn h¬i n­íc thùc tÕ lu«n ph¶i nhá h¬n ¸p suÊt b·o hoµ h¬i n­íc ë mäi ®iÓm trong c¬ cÊu c¸ch nhiÖt: px < phmax Ta ®i x¸c ®Þnh px: Do mËt ®ä dßng nhiÖt qua mäi ®iÓn trong v¸ch lµ nh­ nhau vµ b»ng mËt ®é dßng nhiÖt qua t­êng bao vËy ta cã : MËt ®é dßng nhiÖt qua kÕt cÊu c¸ch nhiÖt t­êng bao lµ q= kDt = 0,21 x (37 –(-18)) =11,55 W/m2 (TL1) MËt ®é dßng nhiÖt qua v¸ch thø nhÊt lµ: Ta cã : q= q1= a1 x (tf1– t1) VËy: t1 = tf1 - = 37 –11,55/23,3 =36,50C T­¬ng tù ta cã : t2 = t1 - q = 36,5 – 11,55 x 0,02/0,88 = 36,240C t3 = t2 - q = 36,24 – 11,55x 0,2 /0,81 = 33,3880C t4 = t3 - q = 33,388 – 11,55 x 0,02/0,88 = 33,1250C t5 = t4 - q = 33,125 - 11,55 x 0,004/0,33 = 32,9850 t6 = t5 - q = 32,985 -11,55 x 0,2/0,047 = - 16,160C t7 = t6 - q = -16,16 – 11,55 x 0,02/ 0, 88 =-16,430C VËy tf2 = t7 - q = -16,43 – 11,55/9 = -180C Tõ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ta tra b¶ng “ tÝnh chÊt vËt lý cña kh«ng khÝ Èm” (TL7 b¶ng 7-10 ) ta ®­îc ¸p suÊt b·o hoµ theo b¶ng sau: V¸ch 1 2 3 4 5 6 7 NhiÖt ®é t0C 36,5 36,24 33,388 33,125 32,985 -16,16 -16,43 ¸p su©t phmax bar 6152 6120 5123 5093 5012 153,3 156,278 X¸c ®Þnh ph©n ¸p suÊt thùc cña h¬i n­íc: Dßng h¬i thÈm thÊu qua kÕt cÊu bao che: w = (TL1) Víi : Ph1 : Ph©n ¸p suÊt cña kh«ng khÝ bªn ngoµi. Ph2 : Ph©n ¸p suÊt cña kh«ng khÝ bªn trong . Ta cã : Ph1 = Px x (t=370C) x j = 6274 x 0,83 = 5207,42 pa Ph2 = Px x (t=-180C) x j = 124,655 x 0,9 = 112 1904 pa H : Trë kh¸ng thÊm h¬i cña kÕt cÊu bao che: H = (TL1) H= 3 + + + =0,0338 m2hMpa/g VËy: w = =x 10-6 =0,151 g/m2h Ph©n ¸p suÊt thùc cña n­íc trªn bÒ mÆt: Px2 = Ph1 - w =5207,42 - x 10-6 =5173,86 pa Px3 = px2 - w = 5173,86 - x 10-6 =4886,24 pa Px4 = px3 - w = 4886,24 - x 10-6 = 4852,68 pa Px5 = px4 - w = 4852,68 - x 10-6 = 4150,35 pa Px6 = px5 - w = 4150,35 - x 10-6 = 123,68 pa Px7 = px6 - w = 123,68 - x 10-6 = 90,12 pa Ph­¬ng ¸n nµy ®¹t yªu cÇu v× tÊt c¶ c¸c ph©n ¸p suÊt thùc nhá h¬n ¸p suÊt bao hoµ. Kho l¹nh lµ phÇn chÞu lùc chÝnh cña kho l¹nh do ®ã nÒn nã ph¶i ®­îc x©y dùng kiªn cè vµ ch¾c ch¾n, th«ng th­êng nÒn kho ®­îc bè trÝ nh­ sau: 5.X¸c ®Þnh chiÒu dµy c¸ch nhiÖt nÒn B¶ng 5 KÕt cÊu c¸ch nhiÖt cña nÒn Tªn vËt liÖu BÒ dÇy d (m) HÖ sè d·n nhiªt l (w/ mk) 1 Líp nÒn nh¨n b»ng c¸c tÊm bª t«ng l¸t céng thÐp 0,04 1,4 2 Líp nÒn bª t«ng 0,1 1,4 3 Líp c¸ch nhiÖt gåm sái vµ ®Êt sÐt. dcn=? 0,2 4 Líp bª t«ng ®¨t ®iªn trë 0,1 0,88 5 Líp bitum c¸ch Èm 0,003 0,3 6 Líp bª t«ng ®¸ d¨m O,15 1,28 5.1 X¸c ®Þnh chiÒu dµy c¸ch nhiÖt cho nÒn kho l¹nh: §èi víi nÒn cã s­ëi ta chØ cÇn tÝnh c¸c líp trªn xèp cã s­ëi ta cã: dcn = lcn x Víi : Kn= 0,21 W/m20K (TL1) a1 = 23,3 (TL1) a2 = 9 (TL1) lcn = 0,2 (TL1) VËy bÒ dµy cña vËt liÖu c¸ch nhiÖt lµ: dcn = 0,2 x = 0,9 m VËy chiÒu dµy c¸ch nhiÖt nÒn kho lµ: dcn =0,9 m 1.Bª t«ng g¹ch vì 2.líp bitum vµ giÊy dÇu c¸ch Èm 3.líp bª t«ng xØ 4.líp c¸ch nhiÖt Styropo 5.líp tr¸ng xi m¨ng 6.líp g¹ch men cénh líp thÐp 6.X¸c ®Þnh kÕt cÊu trÇn kho l¹nh: Theo thùc tÕ kho l¹nh th­êng cã kÕt cÊu theo b¶ng sau: B¶ng 6: STT VËt liÖu ChiÒu d©y dcn (m) HÖ sè dÉn nhiÖt l (W/mK) HÖ sè khuyÕch t¸n Èm m (g/mhMpa) 1 Líp phñ ®ång thêi lµ líp c¸ch Èm 0,012 0,3 0,86 2 Líp bª t«ng r»ng cã cèt 0,04 1,4 30 3 Líp c¸ch nhiÖt gåm sái ®Êt sÐt dCN =? 0,16 226 4 TÊm c¸ch nhiÖt polistyso 0,1 0,047 7,5 5 Líp bª t«ng cèt thÐp chÞu lùc 0,22 1,5 30 X¸c ®Þnh chiÒu dµy c¸ch nhiÖt trÇn kho l¹nh: ChiÒu dµy c¸ch nhiÖt ®­îc x¸c ®Þnh qua ph­¬ng tr×nh truyÒn nhiÖt: dCN =lcn x Víi : a1 =23,3 W/m20K (TL1) a2 =9 W/m20K (TL1) Kt =0,2 W/m20K (TL1) lcn =0,16 W/mK (TL1) VËy bÒ dµy c¸ch nhiÖt trÇn kho b¶o qu¶n lµ: dcn =0,16 x =0,4 m vËy tæng bÒ dµy c¸ch nhiÖt trÇn lµ: dcn =0,4 + 0,1 =0,5 m KÕt cÊu nh­ h×nh vÏ: -1.líp phñ ®ång thêi lµ líp c¸ch Èm -2. líp bª t«ng r»ng -3.tÊm c¸ch nhiÖt ®iÒn ®Çy -4.tÊm c¸ch nhiÖt -5. c¸c tÊm bª t«ng cèt thÐp KiÓm tra ®äng s­¬ng tro trÇn: §iÒu kiÖn ®Ó Èm kh«ng ®äng l¹i trªn mÆt ngoµi cña trÇn lµ: t1 >ts Víi : ts tra ®­îc ts =340C : t1 nhiÖt ®é bÒ mÆt v¸ch vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: Do mËt ®é dßng nhiÖt kh«ng ®æi khi ®i qua mäi ®iÓm trªn bÒ mÆt v¸ch nªn ta cã : q = q1 =k x Dt =0,2 x (37-(-18) =11 W/m2. Mµ ta l¹i cã : q1 = a1 x Dt Hay : 11 = 23,3 x (37 - t1) Suy ra : t1 = 37 – 11/23,3 = 36,530C RÔ thÊy t1 > ts VËy v¸ch kh«ng x¶y ra ®äng s­¬ng. KiÓm tra ®äng Èm trong kÕt cÊu c¸ch nhiÖt trÇn kho l¹nh. Còng gièng nh­ t­êng bao ®iÒu kiÖn ®Ó Èm kh«ng ®äng trong v¸ch lµ : Px < Ph max . Vµ ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau : MËt ®é dßng nhiÖt do kÕt cÊu c¸ch nhiÖt : q = K x Dt = 0,2 x (37 –( -18)) = 11 W/m2 x¸c ®Þnh nhiÖt ®é c¸c bÒ mÆt v¸ch : Ta cã: q= a1 x (tf1 – t1) VËy : t1 = tf1 - q/a1 =37 –11/23,3 =36,50C T­¬ng tù : t2 = t1 –q x d1 /l1 = 11 x 0,012/0,3 =36,090C t3 = t2 –qx d2/l2 = 36,09 – 11 x 0,04/1,4 = 35,780C t4 = t3 - q x d3 /l3 = 35,78 – 11 x 0,4/0,16 = 8,280C t5 = t4 - q x d4 /l4 = 8,28 – 11 x 0,1/0,044 = -15,120C t6 = t5 - q x d5 /l5 = -15,12 – 11x 0,22/1,5 = -16,730C tf2 = t6- q/a2 = -16,73 –11/9 = -180C Tõ nhiÖt ®é tÝnh to¸n ta tra b¶ng tÝnh chÊt vËt lý cña kh«ng khÝ Èm (TL1 b¶ng 7.10 ) . Ta ®­îc ¸p suÊt b·o hoµ trong b¶ng sau: B¶ng 7 V¸ch 1 2 3 4 5 6 NhiÖt ®é (0C) 36,53 36,09 35,78 8,28 -15,12 -16,73 ¸p suÊt Ph max pa 6107 5904,4 5804 1077,1 163,1 143,8 X¸c ®Þnh ¸p suÊt thùc cña h¬i n­íc : Dßng h¬i thÈm th©ó qua kÕt cÊu bao che : w =( ph1 – ph2 )/H (TL1) Víi : Ph1 : Ph©n ¸p suÊt cña kh«ng khÝ bªn ngoµi phßng ph2 : Ph©n ¸p suÊt cña kh«ng khÝ bªn trong phßng ph1 = px” (t = 370C) x j = 6274 x 0,83 = 5207,92 pa ph2 = px” (t = - 180C) x j 124,656 x 0,9 = 112,19 pa H : trë kh¸ng thÊm h¬i cña kÕt cÊu bao che . H = (TL1) = =0,0377 m2hMpa/g w = (5207,42 – 112,19)/0,0377 = 0,135 g/m2h. Ph©n ¸p suÊt thùc cña h¬i n­íc trªn bÒ mÆt v¸ch : Px2 = ph1 -w =5207,42 - x 10-6 =3309,74 pa Px3 = px2 - w =3309,74 – x 10-6 =3128,4 pa Px4 = px3 - w = 3128,4 - x10-6 =2887,69 pa DÔ thÊy px4 =2887,69 >px4’’ vËy xÈy ra ®äng Èm ë vÞ trÝ nµy. Ph­¬ng ¸n 2: NÕu thay líp c¸ch Èm bitum b¨ng mµng polyetylen cã ®é dµy 1mm vµ m = 0,0018 g/mhMpa th× khi ®ã ta cã : H = = 0,57 g/m2h w = =(5207,42 –112,19) x 10-6/0,57 =0,0089 X¸c ®Þnh ph©n ¸p su¸t thùc cña n­íc trªn bÒ mÆt v¸ch : Px2 =5207,42 –0,0089 x 0,001 x 106/0,0018 = 241,3 pa Px3 = px2 - w = 241,3 – 0,0089 x 0,04 x106/30 =229,4 pa Px4 = px3 - w = 229,4 - 0,0089 x 0,4 x 106 /226 =213,64 pa Px5 = px4 - w = 213,64 - 0,0089 x 0,22 x 106/30 =148,37 pa DÔ thÊy px2 , px3 ,px4, px5 ®Òu nhá h¬n px2’’, px3’’ ,px4’’,px5’’ ®¶m b¶o v¸ch kh«ng x¶y ra ®äng Èm. 9. X¸c ®Þnh chiÒu dµy c¸ch nhiÖt t­êng ng¨n : V× hai buång cã cïng nhiÖt ®é nªn ta cã : K = 0,58 W/m20K (TL1b¶ng 3.5) a1 =a2 =9 W/m2K (TL1) RÔ thÊy px2 , px3, px4, px5 ®Òu nhá h¬n px2’’, tho¶ chän bª t«ng bät lµm c¸ch nhiÖt khi ®ã hÖ sè dÉn nhiÖt lµ: l = 0,15 W/ mK VËy chiÒu dµy c¸ch nhiÖt cña t­êng ng¨n lµ: dcn =0,15 x =0,225 mdcn = 0,25 m víi Kt chän : dcn = 0,25 m víi Kt = 0,53 W/ m20K 1. Bª t«ng bät 2. V÷a c¸ch nhiÖt 3. TÊm c¸ch nhiÖt 4. Líp v÷a tr¸t Ch­¬ng IV TÝnh phô t¶i m¸y nÐn I. Môc ®Ých tÝnh to¸n nhiÖt kho l¹nh : TÝnh nhiÖt kho l¹nh lµ tÝnh to¸n c¸c dßng nhiÖt tõ m«i tr­êng bªn ngoµi ®i vµo trong kho l¹nh. §©y chÝnh lµ dßng nhiÖt tæn thÊt mµ m¸y l¹nh cÇn ph¶i ®ñ c«ng suÊt ®Ó th¶i nã trë l¹i m«i tr­êng nãng ®¶m b¶o sù chªnh lÖch nhiÖt ®é buång l¹nh vµ kh«ng khÝ bªn ngoµi. Môc ®Ých cuèi cïng cña viÖc tÝnh to¸n nhiÖt kho l¹nh lµ ®Ó x¸c ®Þnh n¨ng suÊt l¹nh cña m¸y l¹nh cÇn l¾p ®Æt. Khi ®ã dßng nhiÖt tæn thÊt vµo kho lanh Q, ®ù¬c x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc: Q=Q1 + Q2 + Q3 +Q4 +Q5 W (TL1) Trong ®ã : Q1 : Dßng nhiÖt ®i qua kÕt cÊu bao che vµo buång l¹nh Q2 : Dßng nhiÖt do s¶n phÈm to¶ ra trong qu¸ tr×nh xö lý l¹nh Q3 : Dßng nhiÖt tõ kh«ng khÝ bªn ngoµi do th«ng giã buång l¹nh Q4 : Dßng nhiÖt tõ c¸c nguån kh¸c nhau khi vËn hµnh kho l¹nh Q5 : Dßng nhiÖt tõ s¶n phÈm to¶ ra khi s¶n phÈm h« hÊp . §Æc ®iÓm cña c¸c dßng nhiÖt lµ chóng thay ®æi liªn tôc theo thêi gian, Q1 phô thuéc chñ yÕu vµo nhiÖt ®é bªn ngoµi, nã thay ®æi theo giê trong ngµy vµ mïa trong n¨m. Q2 phô thuéc vµo thêi vô . Q3 phô thuéc vµo hµng b¶o qu¶n. Q4 phô thuéc vµo quy tr×nh chÕ biÕn, b¶o qu¶n hµng vµ Q5 phô thuéc vµo biÕn ®æi sinh ho¸ cña s¶n phÈm . N¨ng suÊt l¹nh cña hÖ thèng l¹nh ®­îc thiÕt kÕ theo phô t¶i nhiÖt lín nhÊt Q max mµ ta nghi nhËn ®­îc ë mét thêi ®iÓm nµo ®ã trong n¨m . 1.X¸c ®Þnh c¸c dßng nhiÖt tæn thÊt vµo kho l¹nh : 1.1 Dßng nhiÖt qua kÕt cÊu bao che Q1 vµo phßng 1: Ta cã : Q1 = Q11 + Q12 Trong ®ã: Q11 : Dßng nhiÖt truyÒn qua t­êng bao, trÇn vµ nÒn do chªnh lÖch nhiÖt ®é Q12 : Dßng nhiÖt qua t­êng bao vµ trÇn do ¶nh h­ëng cña bøc x¹ mÆt trêi Trong tr­êng hîp tæng qu¸t ta cã: Q1 =Kt x F x Dt Víi: Kt : HÖ sè truyÒn nhiÖt (W/m20 K) F : DiÖn tÝch bÒ mÆt kÕt cÊu bao che (m2) Dt : HiÖu nhiÖt ®é gi÷a nhiÖt ®é bªn ngoµi vµ trong kho l¹nh. Trong ®ã : kÝch th­íc t­êng ngoµi ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau: §èi víi buång c¹nh kho lÊy chiÒu dµi tõ gi÷ c¸c trôc t©m t­êng g¨n. §èi víi buång gãc kho : lÊy chiÒu dµi tõ mÐp t­êng ngoµi ®Õn trôc t©m t­êng ng¨n. §èi víi chiÒu cao : tõ mÆt nÒn ®Õn mÆt trÇm. Kho l¹nh cã :H =6 m R =6 m D = 12 m Khi céng thªm phÇn x©y dùng vµ cÊu tróc c¸ch nhiÖt sÏ lµ: H =6,77 m R = 6,357 m víi phßng c¹nh R = 6,25 m D = 12,464 m. 1. 2 X¸c ®Þnh dßng nhiÖt ®i qua kÕt cÊu bao che vµo phßng 1 Ta cã : Q1=Q1v + Qt1 + Q1n + Q1bx Trong ®ã: Q1v: Dßng nhiÖt truyÒn qua v¸ch vµo kho; Q1t: Dßng nhiÖt truyÒn qua trÇn; Q1n: Dßng nhiÖt truyÒn qua nÒn vµo kho; Q1bx: Dßng nhiÖt do bøc x¹ mÆt trêi; a. X¸c ®Þnh Q1v: Ta cã: Q1v=Kv x Fv x Dtv (TL1) Víi: Kv=0,21 W/m2 0K (TL1) Fv = ( 12,464 x 6,67) + ( 6,357 x 6,77 ) =107,48 m2 Dtv= 37 – (-18) =550C V©y: Q1v= 0,21 x 170,48 x 55 =1969,1 W b. X¸c ®Þnh Q1 t: Ta cã : Q1t=Kt x Ft x Dtt (TL1) Víi: Kt=0,2 W/m20K (TL1) Ft= ( 12,464 x 6,357) =79,23 m2 Dtt= 37- (-18) = 550C VËy: Q1t= 0,2 x 55x 79,23 =871,57 W c. X¸c ®Þnh Q1n: Ta cã: Q1n=Kn x Fn x Dtn (TL1) Víi : Kn= 0,21 W/m20K (TL1) Fn= ( 12,464 x 6,357 ) =79,23 m2 Dtn= 4-(-18) =220C VËy: Q1n= 0,21 x 79,23 x 22 =366 W d. X¸c ®Þnh Q1bx: Ta cã : Q1bx= Q1bxt + Q1bxn Trong ®ã :­ Q1bxv : Dßng nhiÖt bøc x¹ qua v¸ch kho l¹nh nã ®­îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc: Q1bxv =Kv x Fv x Dtbxv Víi : Dt bxv : HiÖu nhiÖt ®é ®Æc tr­¬ng, Dtbxv Kv =0,21 W/m20K Fv =( 12,464 x 6,357 ) = 79,23 m2 Víi : T­ßng h­íng b¾c th× Q1bxv = 0 T­êng h­íng T©y gi¸p víi phßng m¸y nªn Q1bxv = 0 T­êng h­íng §«ng gi¸p víi buång sè 2 nªn Q1bxv = 0 T­êng h­íng Nan: Q1bxv = 0,2 x (6,357 x 6,77 ) x 2 =17,21 W Víi : Dt bxv =2 (TL1) Fv = (6,357 x 6,77) = 43,21 m2 Q1bxt : Dßng nhiÖt bøc x¹ qua trÇn kho l¹nh, nã ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: Q1bxt =Kt x Ft x Dtbxt Víi : Dtbxt : HiÖu nhiÖt ®é ®Æc tr­¬ng kho l¹nh, Dtbxt =160 C (TL1) VËy: Q1bxt =0,2 x 79,23 x 16 =253,55 W Nh­ vËy tæng l­îng nhiÖt bøc x¹ vµo phßng 1 lµ : Q1bx =253,55 + 17,21 =250,76 W Trong tr­êng hîp kho l¹nh cña ta chØ lµm viÖc víi phßng sè 1 th× khi ®ã ph¶i céng thªm l­îng nhiÖt tõ phßng sè 2 ®i vµo khi ®ã: Q1v = Kv x Fv x Dtv Víi : Kv =0,21 W/m20K (TL1) Fv = (12,464 x 6,77) =84,38 m2 VËy: Dt = 37-(-18) =550C Q1v =0,21 x 84,38 x 55 =682,21 W Tõ c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n tren ta co dßng nhiÖt x©m nhËp vµo kÕt cÊu bao che lµ: Q1 =1969,1 + 871,57 + 366 + 250,76 + 682,21 =4139,6423 W 2. X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do s¶n phÈm vµ bao b× to¶ ra : Ta cã : Q2 =Q12 + Q22 Trong ®ã: Q12 : Dßng nhiÖt to¶ ra tõ s¶n phÈm; Q22 : Dßng nhiÖt to¶ ra tõ bao b×; 2.1 X¸c ®Þnh dßng nhiÖt to¶ ra ë bao b×: Dßng nhiÖt to¶ ra tõ s¶n phÈm ®­îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc: Q12s¶nphÈm =Ms¶n phÈm x (i1 – i2) x (Tl1) Trong ®o: Ms¶nphÈm : Khèi l­îng hµng nhËp vµo trong kho tÊm trªn/ngµy. i1 : entampi cña s¶n phÈm sau c«ng ®o¹n bao gãi, øng víi t1= -80C tra b¶ng ta cã i1 =64 kJ/ kg (TL1). i2 : entampi cña s¶n phÈm sau c«ng ®o¹n b¶o qu¶n, øng víi t2 = -180C tra b¶ng ta cã i2 = 5kJ/kg (TL1). Ta cã: M = = =10 kg/s Víi : E : Dung tÝch kho l¹nh : E = 350 t; B : HÖ sè vßng quay chän : B = 6 (TL1 ); m : HÖ sè nhËp hµng kh«ng kÓ ®Ón m = 2,5 (TL1); j : Tû lÖ hµng cã nhiÖt ®é kh«ng cao –80C ®­a trùc tiÕp vµo trong kho l¹nh trong thêi gian nµy hµng sÏ h¹ nhiÖt ®é xuèng nhiÖt ®é b¶o qu¶n. VËy: Q21 = 10 x (64-5) x = 6,83 KW 2.2.X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do bao b× t¶o ra: Ta cã : Q22bb = Mbb x Cbb x (t1 –t2) x Trong ®ã: Mbb : Khèi l­îng bao b× ®­a vµo cïng s¶n phÈm, chän bao b× b»ng c¸t t«ng theo (TL1) ta cã: Mbb = (10 x 10)/100 =1 kg/s Cbb : NhiÖt dung giªng cña bao b×, ®èi víi c¸t t«ng Cbb= 1,46 kJ/kgK (TL1) t1 ,t2 : NhiÖt ®é nhËp vµ xuÊt. Qbb22 = 1 x 1,46(-8 –(-18) x 1000 /24 x 3600 =168 W VËy l­îng nhiÖt tæn thÊt do s¶n phÈm to¶ ra lµ: Q 2= 6828,7+168=6996,7 W V× kho l¹nh cã ba phßng nªn l­îng nhiÖt tæn thÊt do s¶n phÈm to¶ ra trong mçi phßng lµ nh­ nhau : VËy : phßng 1 =phßng 2 =phßng 3=Q2/3=6996,7/3=2332,23 W 3.X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do vËn hµnh to¶ ra : Dßng nhiÖt to¶ ra khi vËn hµnh ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc sau: Q4 =Q41+Q42+Q43+Q44 +Q45 Trong ®ã: Q41 : Dßng nhiÖt do chiÕu s¸ng Q42 : Dßng nhiÖt do ng­êi to¶ ra Q43 : Dßng nhiÖt do ®éng c¬ ®iÖn to¶ ra Q44 : Dßng nhiÖt do më cöa kho l¹nh Q45 : Dßng nhiÖt do x¶ tuyÕt 3.1.X¸c ®Þnh Q41 Ta cã: Q41=A x F (TL1) Víi : A : §Þnh møc chiÕu s¸ng trªn 1m2 phßng l¹nh, ®èi víi kho b¶o qu¶n ®«ng ta cã: A=1,2W/m2 (TL1) F: DiÖn tÝch phßng l¹nh :F=72 x 3=216 m2 VËy : Q41 = 1,2 x 216= 259 W 3.2.X¸c ®Þnh Q42: Ta cã : Q42 = 350 x n (TL1) Víi : n: lµ sè ng­êi lµm viÖc trong kho, chän n=6 . 350: lµ l­îng nhiÖt to¶ ra khi mét ng­êi lµm viÖc ,W/ng­êi . VËy : Q42= 350 x 6 = 2100 W 3.3 . X¸c ®Þnh Q43 : Ta cã : Q43 = 1000 x N x j Víi : N : Tæng c«ng suÊt ®éng c¬ ®iÖn, chän N=0,84 KW j : HÖ sè ho¹t ®éng ®ång thêi , chon j =1. 1000: HÖ sè chuyÓn ®æi ®¬n vÞ tõ KW ra W VËy : Q43 = 1000 x 0,84 x 1 =840 W. 3.4 .X¸c ®Þnh Q44 : Ta cã : Q44 = B x F (TL1) Víi : B : Dßng nhiÖt riªng khi më cöa cho 1m2 phßng l¹nh, B= 12 W/m2 (TL1) F : Lµ diÖn tÝch buång l¹nh m2 VËy : Q44 = 12 x 72 x 3=2592 W. 3.5 X¸c ®Þnh dßng nhiÖt do x¶ tuyÕt: Ta cã : Q45 = Cx F (TL8) Víi : C : hÖ sè thùc nghiÖm l­îng nhiÖt tán thÊt trung b×nh cho 1m2 diÑn tÝch x©y dùng: C = 11 W F : DiÖn tÝch kho l¹nh VËy : Q45 = 11 x 216 =2376 W VËy tæng l­îng nhiÖt Q44 lµ : Q4 = 259 + 2100 + 840 + 2592 + 2376 = 8167 W V× kho l¹nh cã ba phßng nªn l­îng nhiÖt tæn thÊt do vËn hµnh nªn trong mçi phßng lµ nh­ nhau : VËy : Phßng 1= phßng 2 = phßng 3 = Q4/3 = 8167/3 = 2722,3 B¶ng tæng kÕt qu¶ tÝnh to¸n l­îng nhiÖt phßng1 Q1 Q2/3 Q4/3 4139,6423 Q21 Q22 Q41 Q42 Q43 Q44 Q45 9194 6828,7 168 259 2100 840 2592 2376 4.X¸c ®Þnh tæng dßng nhiÖt tæn thÊt vµo phßng 2 : 4. 1.X¸c ®Þnh dßng nhiÖt qua kÕt cÊu bao che: Ta cã: Q1 = Q1v + Q1t + Q1n + Q1bx Trong ®ã : Q1v : Dßng nhiÖt truyÒn qua v¸ch kho Q1t : Dßng nhiÖt truyÒn qua trÇn Q1n : Dßng nhiÖt truyÒn qua nÒn kho Q1bx : Dßng nhiÖt do bøc x¹ mÆt trêi Trong tr­êng hîp tæng qu¸t ta cã: Q1 = K x F x Dt Víi : k : HÖ sè truyÒn nhiÖt (W/m20K) F : DiÖn tÝch bÒ mÆt kÕt cÊu bao che (m2) Dt: HiÖu nhiÖt ®é gi÷a nhiÖt ®é bªn ngoµi vµ trong kho 4.2. X¸c ®Þnh Q1v Ta cã: Q1v = Kv x Fv x Dtv Víi : Kv = 0,21 W/m20k (TL1) Fv = (6,357 x 6,77) = 86 m2 Dtv = 37- (-18) = 550C VËy : Q1v = 0,21 x 55 x 86 = 994,15 W a.X¸c ®Þnh Q1t : Ta cã : Q1t = Kt x Ft x Dt Víi : Kt = 0,2 W/m20k (TL1) Ft = 12,464 x 6,25 = 77,9 m2 Dt = 550C VËy : Q1t = 0,2 x 55 x 77,9 = 856,9 W b. X¸c ®Þnh Q1n : Ta cã : Q1n = Kn x Fn x Dt Víi: kn = 0,21 W/m20 k (TL1) Fn = 12,464 x 6,25 =79,9 m2 Dt = 4 – (-18) =220C VËy : Q1n = 0,21 x 22 x 77,9 =359,898 W Gi¶ sö nÕu x¶y ra tr­êng hîp khi chØ cã phßng sè 2 lµm viÖc th× khi ®ã ta ph¶i tÝnh thªm dßng nhiÖt tæn thÊt qua v¸ch tõ phßng 1 vµ phßng 3 vµo kho l¹nh . Khi ®ã : Q1v = 2 x Q1v phong 1 = 2 x 682,21 = 1364,42 W Víi :Q1v phong 1 (tÝnh víi tr­êng hîp chØ phßng 1 lµm viÖc ) 1.4 .X¸c ®Þnh Q1 bx : Ta cã : T­êng h­íng t©y gi¸p víi phßng 1 nªn Qbx = 0 T­êng h­íng ®«ng gi¸p víi phßng 3 nªn Qbx = 0 T­êng h­íng b¾c Qbx = 0 T­êng h­íng nam ta cã : Q1bx = K x Dt bx x F Víi : k = 0,21 W/m20k (TL1) Dt bx = 2 0 C (TL1) F = 6,25 x 6,77 = 42,31 m2 VËy Q1bx = 0,21 x 2 x 42,31 = 17,77 W . X¸c ®Þnh Q1bx trÇn = K x Dt bx x F Víi : K= 0,2 W/m20k (TL1) F = 6,25 x 12,464 = 77,9 m2 Dt bx = 160C (TL1) VËy Q1bx trÇn = 0,2 x 16 x 77,9 = 249,28 W VËy tæng l­îng nhiÖt bøc x¹ lµ: Q1bx = 17,77 + 249,28 = 267, 05 W VËy : Q1= 994,15 + 856,9 + 359,898+ 1364,42 + 267,05 = 2477,998 W 4.3. Dßng nhiÖt do s¶n phÈm vµ bao b× to¶ ra trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n. Q2 = 2332,23 W 4.4.. Dßng nhiÖt to¶ ra khi vËn hµnh Q4 = 8167 W B¶ng tæng kÕt l­îng nhiÖt tÝnh to¸n phßng 2 Q1 Q2/3 Q4/3 3575,368 Q21 Q22 Q41 Q42 Q43 Q44 Q45 8896,76 6828,7 168 259 2100 840 2592 2376 5. X¸c ®Þnh l­îng nhiÖt tæn thÊt vµo phßng sè3 Tæng l­îng nhiÖt tæn thÊt vµo phßng sè 3 t­¬ng tù nh­ phßng sè 1: ChØ thªm phÇn nhiÖt bøc x¹ vµo h­íng ®«ng : 5.1.X¸c ®Þnh l­îng nhiÖt bøc x¹ : ta cã: Q12bx® = K x Dtbx x F Víi : K = 0,21 W/m20k (TL1) Dtbx = 110C (TL1) F = 12,925 x 6,77 = 87,52 m2 VËy Q12bx® = 0,21 x 11 x 87,52 = 202,17 W B¶ng tæng kÕt l­îng nhiÖt tæn thÊt vµo phßng 3: Q1 Q2/3 Q4/3 4341,8 Q21 Q22 Q41 Q42 Q43 Q44 Q45 9396,17 6828,7 168 259 2100 840 2592 2376 VËy tæng l­îng nhiÖt tæn thÊt vµo kho lµ: S Q = S Qp1 + S Qp2 + S Qp3 = 9194 +8896,76 + 9396,17 = 27486,93 W Qmn = 100% Q1 + 100%Q2 + 75%Q3 = 12056,81 + 6996,7 + 8167 x 75/100 = 25,2 KW 6. X¸c ®Þnh n¨ng suÊt l¹nh cña m¸y nÐn : Khi x¸c ®Þnh n¨ng suÊt l¹nh cña m¸y nÐn cÇn ph¶i tÝnh ®Õn thêi gian lµm viÖc cña m¸y nÐn vµ c¸c tæn thÊt trong ®­êng èng cña hÖ thèng do ®ã ta ph¶i nh©n thªm hÖ sè an toµn k. Ta cã: Q0 = Trong ®ã : K : hª sè tÝnh ®Õn tæn thÊt trªn ®­êng èng cña thiÕt bÞ , chän K= 1,07 (TL1) b : HÖ sè thêi gian lµm viÖc v¬i kho l¹nh 350 tÊn b = 0,9 (TL1). VËy ta cã: Q0 = = 29,96 KW 6.1 Ph­¬ng ph¸p lµm l¹nh Theo ®Ò tµi cña em th× ph­¬ng ph¸p lµm l¹nh trùc tiÕp lµ lµm l¹nh b»ng dµn bay h¬i ®Æt trong kho vµ t¹i ®©y m«i chÊt sÏ thu nhiÖt cña m«i tr­êng lµm l¹nh (dµn bay h¬i lµ dµn kh«ng khÝ ) . Dµn l¹nh tÜnh nghi· lµ kh«ng khÝ trong ®ã ®èi l­u tù nhiªn, dµn l¹nh ®éng kh«ng khÝ ®èi l­u c­ìng bøc. * ­u ®iÓm : ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n v× kh«ng cÇn thªm mét vßng tuÇn hoµn phô. Tuæi thä cao, kinh tÕ h¬n v× kh«ng ph¶i tiÕp xóc víi n­íc muèi lµ mét chÊt g©y han gØ, ¨n mßn rÊt nhanh. Ýt tæn thÊt n¨ng l­îng øng vÒ mÆt nhiÖt ®éng vÞ nhiÖt ®é gi÷a kho b¶o qu¶n vµ dµn bay h¬i trùc tiÕp bao giê còng nhá h¬n nhiÖt ®é gi÷a buång vµ nhiÖt ®é bay h¬i gi¸n tiÕp qua n­íc muèi. Tæn hao l¹nh khi khëi ®éng nhá, khi lµm l¹nh trùc tiÕp thêi gian tõ khi më m¸y ®Õn lóc kho b¶o qu¶n ®¹t nhiÖt ®é theo yªu cÇu sÏ nhanh h¬n. NhiÖt ®é cña kho b¶o qu¶n cã thÓ gi¸m s¸t qua nhiÖt ®é cña mçi chÊt, nhiÖt ®é s«i cã thÓ x¸c ®Þnh dÔ dµng qua ¸p kÕ ®Çu hót cña m¸y nÐn. *. Nh­îc ®iÓm: Tr÷ l¹nh cña dµn l¹nh trùc tiÕp kÐm h¬n do ®ã khi m¸y l¹nh ngõng ho¹t ®éng th× dµn l¹nh còng hÕt l¹nh nhanh chãng. §èi víi dµn l¹nh Fre«n, viÖc håi dÇu sÏ khã kh¨n khi dµn l¹nh ®Æt qu¸ xa vµ thÊp h¬n vÞ trÝ cña m¸y nÐn. Víi qu¸ nhiÒu dµn l¹nh viÖc bè trÝ ph©n phèi m«i chÊt l¹nh ®Õn cho c¸c dµn l¹nh còng gÆp nhiÒu khã kh¨n vµ kh¶ n¨ng m¸y nÐn r¬i vµo hµnh tr×nh Èm rÊt lín. HÖ thèng l¹nh trùc tiÕp th­êng ®­îc tù ®éng ho¸ bao gåm : Tù ®éng ®iÒu khiÓn vµ ®iÒu chØnh , tù ®éng b¸o hiÖu vµ b¶o vÖ theo nhiÖt ®é cña kho b¶o qu¶n vµ theo chÕ ®é an toµn cña m¸y nÐn. 6.2. Chän m«i chÊt cho hÖ thèng l¹nh kho b¶o qu¶n ®«ng : Trong thùc tÕ s¶n xuÊt ®èi víi c¸c hÖ thèng l¹nh dïng cho kho b¶o qu¶n ®«ng ng­êi ta th­¬ng dïng m«i chÊt l¹nh alf c¸clo¹i khÝ Fre«n. V× nã kh«ng ®éc h¹i víi con ng­êi vµ thùc phÈm thuû s¶n. Tuy nhiªn c¸c lo¹i khÝ Fre«n cã m«i chÊt nµo thay thÕ nã mµ ®¶m b¶o c¸c tÝnh chÊt nhiÖt ®éng häc t­¬ng tù dïng cho kho b¶o qu¶n do ®ã chän m«i chÊt l¹nh lµ Fre«n 22(R22) *. TÝnh chÊt cña Fre«n 22: C«ng thøc ho¸ häc : chcif2 KÝ hiÖu : R22 Lµ chÊt khÝ kh«ng mµu cã mïi th¬m nhÑ. NÕu ng­ng tô b»ng n­íc th× nhiÖt ®é ng­ng tô lµ tk =300C , ¸p suÊt ng­ng tô Pk = 12 ¸13 atm(KG/cm2) NÕu ng­ng tô b»ng kh«ng khÝ th× nhiÖt ®é ng­ng tô tk= 40 ¸ 420C, ¸p suÊt ng­ng tô Pk = 14 ¸16(KG/cm2) NhiÖt ®é s«i tiªu chuÈn rÊt tèt - 40,80C, chØ khi nµo nhiÖt ®é s«i thÊp h¬n nhiÖt ®é s«i tiªu chuÈn th× ¸p suÊt s«i (bay h¬i ) míi ®¹t ®­îc ¸p suÊt ch©n kh«ng nhá h¬n ¸p suÊt khÝ quyÓn. §èi víi kim lo¹i nã kh«ng ¨n mßn kim lo¹i, lµm ch­¬ng në cao su vµ chÊt dÎo. C¸c hÖ sè trao ®æi nhiÖt kÐm h¬n n­íc, cho nªn trong thiÕt bÞ ng­êi ta ph¶i lµm c¸nh cho thiÕt bÞ vÒ phÝa m«i chÊt ®i. §èi víi dÇu b«i vµ tr¬n th× nã hoµ tan h¹n chÕ khi nhiÖt ®é cña m«i chÊt 40 ¸ -200C th× m«i chÊt vµ dÇu kh«ng hoµ tan víi nhau ph©n pha riªng dÇu næi bªn trªn, m«i chÊt n»m xuèng d­íi vµ khi ®ã ng­êi ta t×m c¸ch l«i kÐo dÇu nµy vÒ m¸y nÐn. Fre«n 22 ®èi víi n­íc nã kh«ng hoµ tan cho nªn dÔ g©y hiÖn t­îng t¾t Èm van tiÕt l­u. Fre«n 22 cã tÝnh t¶y röa cÆn bÈn ë thµnh thiÕt bÞ . VÒ ®iÖn Fre«n 22 kh«ng dÉn ®iÖn ë thÓ h¬i nh­ng dÉn ®iÖn ë thÓ láng cho nªn kh«ng nªn ®Ó cho m¸y nÐn kÝn hót dÞch láng vÒ m¸y nÐn. Nã bÒn v÷ng ë ph¹m vi nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt lµm viÖc, khi nhiÖt ®é lín h¬n 5000C bÞ ph©n huû thµnh chÊt phètgen. Fre«n 22 kh«ng ch¸y næ , an toµn khi sö dông, kh«ng ®éc lËp víi c¬ thÓ sèng vµ thùc phÈm, nh­ng khi ë nång ®é cao trong kh«ng khÝ g©y ra chÕt ng¹t. * Ph¹m vi øng dông : Fre«n 22 ®­îc sö dông lµm m«i chÊt ch¹y trong c¸c m¸y l¹nh nÐn h¬i mét cÊp vµ 2 cÊp nÐn. Fre«n 22 ®­îc sö dông lµm m«i chÊt ch¹y trong c¸c m¸y l¹nh ghÐp tÇng (ghÐp nèi) nã lµm viÖc ë tÇng trªn. Fre«n 22 sö dông trong c¸c m¸y l¹nh lµm ®«ng s¶n phÈm (hai cÊp) s¶n xuÊt n­íc ®¸ , m¸y lµm kem, s¶n xuÊt r­îu, bia vµ n­íc gi¶i kh¸t , c¸c kho b¶o qu¶n vµ trong lÜnh vùc ®iÒu hoµ kh«ng khÝ. Lµm suy gi¶m tÇng Oz«n cho nª