Tính kích thước và bố trí mặt bằng kho lạnh

hông khí bên ngoài và trong phòng ph1 = px”(t = 97,2 0C). φ1 = 6344.0,83 = .5265,5.10-6 MPa ph2 = px”(t = - 200C). φ2 = 103.0,9 = 93.10-6 Mpa • H là trở thấm hơi của kết cấu bao che H == 3.= 0,0356 (m2hMPa/g) Từ đó: ω = =(g/ m2h) Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt: px2 = ph1 - ω.δ1/μ1 = 5265,5 - 0,1453.0,02/53.106 = 5233,2 Pa px3 = px2 - ω.δ2’/μ2 = 5233,2 - 0,1453.0,38/105.106 = 4767,4 Pa px4 = px3 - ω.δ3/μ3 = 4767,48 - 0,1453.0,38/90.106 = 4675,1 Pa px5 = px4 - ω.δ4/μ4 = 4675,1 - 0,1453.0,004/0,86.106 = 3999,3 Pa px6 = px5 - ω.δ5/μ5 = 3999,3 - 0,1453.0,2/7,5.106 = 124,6 Pa px7 = px6 - ω.δ6/μ6 = 124,6 - 0,1453.0,02/90.106 = 92,3 Pa Ta thấy kết cấu này đảm bảo vì pxi < pxi’’. Vậy kết cấu cách ẩm đạt yêu cầu ! Đồ thị p - δ: II) Cấu trúc tường buồng kết đông và hành lang ,tb =-34 0C Xác định chiều dày cách nhiệt giữa hai môi trường có nhiệt độ và độ ẩm như sau : Trong buồng : hành lang : Cấu trúc xây tường ngoài kho lạnh được biểu diễn trên hình vẽ. Theo bảng 3-4[1], ta tra được hệ số truyền nhiệt của vách từ ngoài không khí vào buồng kết đông ( -34 0C) là: k = 0,27 (W/m2K) và hệ số toả nhiệt theo bảng 3-7[1]: α1 = 23,3 (W/m2K) α2 = 8 (W/m2K) Làm tương tự như phần trên ta được bảng sau: Lớp Chiều dày d (m) Hệ số dẫn nhiệt λ(W/mK) Hệ số dẫn ẩm μ (g/mhMPa) Vữa xi măng 0,02 0,88 90 Bê tông bọt 0,2 0,29 184 Bitum 0,004 0,3 0,86 Xốp polystirol ? 0,047 7,5 a)Xác định chiều dày cách nhiệt Chiều dày cách nhiệt được xác định theo công thức (3-2)[1]: δCN = λCN [1/k - ( 1/α1 + ∑ δi/ λi + 1/ α2)] = 0,047.[1/0,27-(1/23,3+3.0,02/0,88+0,004/0,3+ 0,2/0,29+1/8)] = 0,13 (m) Chọn chiều dày cách nhiệt δCN = 0,15 (m) Hệ số truyền nhiệt thực tế theo (3-1)[1]: kt = = 0,24 (W/m2K) b)Kiểm tra đọng sương Tương tự, ta có:tf = 18 0C ;φf = 80% => tra đồ thị h-x ta được: ts = 14 0C t2 = tb = 34 0C và α1 = 23,3 (W/m2K) Với hệ số an toàn 0,95 =>Hệ số truyền nhiệt đọng sương: ks = 0,95.23,3.(W/m2K) Ta thấy kt = 0,24 (W/m2K) Vách ngoài không bị đọng sương. c)Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt Mật độ dòng nhiệt qua cơ cấu cách nhiệt: q = kt .∆t = 0,24.(18 + 34) =12,48 (W/m2) Nhiệt độ bề mặt các lớp vách: t1 = tf1 - q/ α1 = 18 –12,48/ 23,3 = 17,5 0C t2 = t1 - q. δ1/ λ1 = 17,5 –12.48.0,02/ 0,88 = 17,20C t3 = t2 - q. δ2/ λ2 = 17,2 –12,48.0,2/ 0,29 = 8,6 0C t4 = t3 - q. δ3/ λ3 = 8,6 –12,48.0,02/ 0,88 = 8,3 0C t5 = t4 - q. δ4/ λ4 = 8,3 –12,48.0,004/ 0,3 = 8,1 0C t6 = t5 - q. δ5/ λ5 =8,1 – 12,48.0,15/ 0,047 = -31,7 0C t7 = t6 - q. δ6/ λ6 = -31,7 –12,48.0,02/ 0,88 = -32 0C tf2 = t7 - q / α2 = -32 –12,48/8 = -34 0C Tra bảng 7_10[2] ta được bảng sau: Vách 1 2 3 4 5 6 7 Nhiệt độ t, 0C 17,5 17,2 8,6 8,3 8,1 -31,7 -32 áp suất px”, Pa 1999,5 1961,6 1117,2 1094,7 1080 36,2 30,2 Dòng hơi riêng qua kết cấu bao che: ω = với: ph1 = px”(t = 180C). φ13 =2062,6.0,8 = 1650.10-6 MPa ph2 = px”(t = -34 0C). φ2 =24,7.0,9 = 22,23.10-6 Mp H = = 3.0,02/90 + 0,2/184 + 0,004/0,86 + 0,15/7,5 = 0,026 (m2hMPa/g) Từ đó: ω = = (g/ m2h) Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt: px2 = ph1 - ω.δ1/μ1 =1650 - 0,06.0,02/90.106 = 1637 Pa px3 = px2 - ω.δ2’/μ2 = 1637 - 0,06 .0,2/184.106 = 1009 Pa px4 = px3 - ω.δ3/μ3 = 1572 - 0,06 .0,02/90.106 = 1006 Pa px5 = px4 - ω.δ4/μ4 = 1006 - 0,06 . 0,004/0,86.106 <0 => hầu như không còn ẩm nữa ! Ta thấy kết cấu này đảm bảo vì pxi < pxi’’ III)Cấu trúc trần của kho lạnh Chiều dày,hệ số dẫn nhiệt của các lớp được chọn trong bảng sau: Lớp Chiều dàyd (m) Hệ số dẫn nhiệt λ(W/mK) Phủ mái và cách ẩm 0,012 0,3 Bê tông giằng 0,04 1,4 Cách nhiệt điền đầy ? 0,2 Tấm cách nhiệt xốp stirôpho 0,1 0,047 Lớp bê tông giằng cốt thép chịu lực 0,22 1,5 a)Xác định chiều dày cách nhiệt cho buồng bảo quản đông(tb =-20 0C) Từ tb = - 200C => tra bảng 3-3 và 3-7 ta được: k = 0,2 (W/m2K) α1 = 23,3 (W/m2K) α2 = 7 (W/m2K) Chiều dày cách nhiệt: δ3 = 0,08.[] = 0,198 m Chọn chiều dày cách nhiệt δ3 = δCN = 0,2 m => chiều dày của lớp cách nhiệt điền đầy và lớp xốp polystirol là 0,2 (m) b)Xác định chiều dày cách nhiệt cho buồng bảo quản lạnh(tb =0 0C) Từ tb = 0 0C => tra bảng 3-3 và 3-7 ta được: k = 0,31 (W/m2K) α1 = 23,3 (W/m2K) α2 = 9 (W/m2K) Chiều dày cách nhiệt: δ3 = 0,08.[] = 0,14 m. Chọn chiều dày cách nhiệt δ3 = δCN = 0,15m => chiều dày lớp cách nhiệt tổng cộng của mái buồng bảo quản lạnh là 0,15 + 0,05 = 0,2m.Ta thấy chiều dày cách nhiệt của mái buồng bảo quản lạnh bằng buồng bảo đông = 0,2 m. Như vậy chiều dày cách nhiệt tổng cộng của mái buồng bảo quản lạnh là 0,2 (m). IV) Cấu trúc nền kho lạnh 1 2 3 4 5 6 1 : Nền nhẵn 2 : Lớp đệm bêtông 3 : Lớp cách nhiệt 4 : Lớp bêtông có lớp điện trở đốt nóng 5 : Lớp cách ẩm 6 : Lớp đệm bêtông đá dăm để làm kín nền kho Cấu trúc nền kho lạnh được biểu diễn trên hình 3-5[1]. Chiều dày , hệ số dẫn nhiệt của các lớp được chọn trong bảng sau: Lớp Chiều dày δ (m) Hệ số dẫn nhiệt λ(W/mK) Nền nhẵn bằng bêtông 0,04 1,4 Đệm bê tông 0,04 1,4 Cách nhiệt (hạt perlit xốp) ? 0,08 Bê tông có dây điện trở 0,1 - Cách ẩm - - Bê tông có đá dăm - - Tra bảng 3-6 ta có: k = 0,21 (W/m2K) α1 = 10,5 (W/m2K) Chiều dày lớp cách nhiệt là: δ3 = 0,08. [1/ 0,21 - ( 0,04/ 1,4 + 0,1/ 1,4 + 1/ 10,5)] = 0,365 m Chọn chiều dày lớp cách nhiệt là 0,4 m Chương III TíNH nhiệt KHO LạNH và TíNH NHIệT Bể Đá Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh: Q = ∑Qi = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (W) với: Q1 - Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q2 - Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra Q3 - Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q4 - Dòng nhiệt vận hành Q5 - Dòng nhiệt do thực phẩm “ thở ” Sau đây ta đi tính các dòng nhiệt này. 3.1. Diện tích của các vách Dòng Q1 = Q + Q Q1T - Tổn thất qua tường bao, trần và nền kho lạnh Q1B - Tổn thất qua tường bao và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời Hai dũng nhiệt trờn được tớnh như sau: *Q1T=Q1v+Q1n+Q1t; trong đó : Q1v: dòng nhiệt tổn thất qua vách (qua tường),xác định theo công thức: Q1v = kt.Fv.(t1 - t2) (W) (1) kt : Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che, W/m2K Fv : Diện tích bề mặt kết cấu bao che , m2 t1 : Nhiệt độ môi trường bên ngoài, 0C t2 : Nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C Q1t: dòng nhiệt tổn thất qua trần của buồng lạnh,xác định theo công thức Q1t= k.Ft.(t1-t2) Qn: dòng nhiệt tổn thất qua nền của buồng lạnh, được xác định theo công thức: +) Đối với các nền có sưởi, các phòng có nhiệt độ nhỏ hơn 10 0C. Q1n=kn.Fn.(tn-t2),W Trong đó tn=4 0C +) Đối vơi nền không có sưởi: Qm=Σkq.Fn.(t1-t2).m Kq: hệ số dẫn nhiệt tương đương cho từng vùng, với diện tích tương ứng là Fn. * Q1B : xác định theo công thức: Q1B = kt.Fbx.∆t12 (W) (2) Kt : hệ số truyền nhiệt thực của vách ngoài; Fbx : diện tích nhận bức xạ trực tiếp của mặt trời; ∆t12: Hiệu nhiệt độ dư, 0C được xác định theo bảng (4-1) Kho lạnh được xây dựng tại Hà Nội , nhiệt độ môi trường bên ngoài chọn để tính toán là là nhiệt độ trung bình trong năm : t1= 33 0C Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau: phòng Q1v(W) Q1n Q1t Q1B Q1 Bảo quản đông 13859,2 20321,3 16088 64022,4 114290,9 Bảo quản lạnh 2927,4 2268 3628,8 5112 13936,2 đa năng 4919 3175,2 893 4248 13235,2 Kết đông 2995,2 1723,7 820,8 1685 7224,7 Bể đá+bảo quản đá 604,8 37,8 178 137 957,6 3.2.Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra Q2 Q12 = Mnh(h1 – h2)., kW Trong đó: + h1 : entanpi của sản phẩm trước khi làm lạnh, tra theo bảng 4_2[1] Tra theo sản phẩm thịt lợn, ở 25 0C với các buồng kết đông,bảo quản lạnh, buồng đa năng; và nước ở 25 0C với bể đá. + h2 : entanpi của sản phẩm sau khi làm lạnh, tra theo bảng 4_2 [1] Tra theo sản phẩm thịt lợn, ở -10 0C với các buồng kết đông,bảo quản lạnh 00C buồng đa năng -50C ; và nước ở -4 0C với bể đá. + Mnh :công suất buồng gia lạnh công suất buồng kế đông hoặc lượng hàng nhập vào buồng bảo quản lạnh hoặc buồng bảo quản đông. Lượng sản phẩm nhập vào các buồng tương ứng : - Buồng bảo quản đông : Mbqd= ,t/24h_ theo công thức 4_9 [1] ; Ebqd là dung tích buồng bảo quản đông. Có Ebqd=0,6.7200= 4320(tấn).=> Mbqd=0,3.4320=1296 t/24h - Buồng bảo quản lạnh : Mbql= ,t/24h _ theo công thức 4_8[1]; Có dung tích buồng bảo quản lạnh Ebql=0,2.7200=1440 (tấn)=> Mbql=0,025.1440=36 t/24h. Tương tự có công suất buồng đa năng, Mbdn=36 t/24h. Ngoài ra còn có dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì, theo công thức 4_13[1]: Q2b=Mb.Cb.(t1-t2).0,0116 Trong đó lấy khối lượng bao bì bằng 0,1 khối lượng sản phẩm trong các buồng bảo quản lạnh, bảo quản đông, kết dông và buồng đa năng. Chọn Cb=1,46kJ/kg.K *Lượng sản phẩm nhập vào các buồng khi tính phụ tải nhiệt cho thiết bị trong một ngày đêm vào buồng bảo quản lạnh và buồng bảo quản đông bằng 8% dung tích buồng nếu dung tích buồng nhỏ hơn 200tấn và bằng 6% nếu dung tích buồng lớn hơn 200tấn . Kết quả thể hiện trong bảng dưới đây : Phòng Bảo quản đông Bảo quản lạnh Kết đông đa năng Bể đá Q12 433,5 7,4 216 105,4 21,2 Q2b 21,9 1,5 4,3 1,8 0,23 Q2 455,4 8,9 220,3 107,2 21,43 Chú ý: đơn vị của các dòg nhiệt trên là kW 3.3.Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3 Dòng nhiệt Q3 được tính theo công thức sau: Q3 = Mk.(h1 - h2) với Mk - Lưu lượng không khí của quạt thông gió, m3/s h1,h1 - Entanpi của không khí ngoài và ở trong buồng, kJ/kg Dòng nhiệt Q3 chỉ tính cho các buồng lạnh đặc biệt bảo quản rau quả và các sản phẩm “ thở ” . Dòng nhiệt chủ yếu do không khí nóng ở bên ngoài đưa vào buồng lạnh thay thế cho không khí lạnh trong buồng để đảm bảo sự “thở ” của các sản phẩm bảo quản. Nhưng do đây là kho lạnh bảo quản thịt lợn nên trong trường hợp này không cần thông gió . Vì vậy dòng nhiệt do thông gió Q3 = 0. 3.4.Dòng nhiệt vận hành Q4 Q4 = ∑Qi , W Trong đó các dòng nhiệt thành phần: • Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng: Q41 = A.F với: A- Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1 m2 diện tích buồng , chọn A =1,2 W/m2 vì đây là kho lạnh bảo quản. F - Diện tích buồng, m2 • Dòng nhiệt do người toả ra: Q42 = 350.n với: n - Số người, chọn số người làm việc trong mỗi buồng bảo quản và buồng đa năng là 4 người, và 2 người trong buồng kết đông, và buồng đá. 350 - Nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc,350 W/người • Dòng nhiệt do các động cơ điện toả ra: Q43 = 1000.N với: N - Công suất của động cơ điện, kW. Chọn N = 4 kW đối với các buồng bảo quản, và N=15kW đối với buồng kết đông, N = 1 kW với các kho trữ đá và bể đá. • Dòng nhiệt khi mở cửa: Q44 = B.F với: B - Dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2; lấy theo bảng 4_4 [1] Dòng nhiệt vận hành Q4 là tổng các dòng nhiệt vận hành thành phần , và kết quả theo bảng sau: Buồng Bảo quản đông Bảo quản lạnh Đa năng Kết đông Buồng trữ đá Q41 4838,4 1296 1296 259,2 43,2 Q42 1400 1400 1400 700 700 Q43 4000 4000 4000 15000 1000 Q44 32256 12960 12960 2592 2808 Q4 42494,4 19656 19656 18551,2 4551,2 3.5.Dòng nhiệt do rau quả hô hấp Q5 Dòng nhiệt Q5 chỉ xuất hiện ở các kho lạnh bảo quản rau hoa quả “ thở ” đang trong quá trình sống . Nhưng vì đây là kho lạnh bảo quản thịt lợn nên trong trường hợp này dòng nhiệt Q5 = 0; 3.6.Bảng tổng hợp các kết quả tính toán. Đối với máy nén ta lấy 75%Q4, còn với thiết bị thì lấy 100%Q4; tương tự lấy 80%Q1, còn với thiết bị thì lấy 100%Q1 Từ các kết quả tính toán ở trên, ta tổng hợp thành bảng như sau: Q1(W) Q2(W) Q4(W) Máy nén(W) Thiết bị(W) Bảo quản đông 114290,9 455400 42494,4 507031 612185 Bảo quản lạnh 13936,2 8900 19656 24756 42492,2 Đa năng 13235,2 220300 19656 245630 253191,2 Kết đông 7224,7 107200 18551,2 126893 132975,9 Bể đá & kho trữ đá 957,6 21430 4551,2 25609 26938,7  Chương IV tính chọn máy nén chọn chế độ làm việc đối với máy lạnh: * Nhiệt độ bay hơi: to=tb-Dt, 0C ; Ở các buồng bảo , buồng đa năng, kết đông, kho trữ đá chọn phương pháp làm lạnh trực tiếp với Dt = 100C; ở bể đá phương pháp lạnh nước muối nên Dt = 50C. *nhiệt độ quá nhiệt: Dtqn= 70C tqn= to+ Dtqn *nhiệt độ ngưng tụ: tk = tw2 + Dtk tw2 = tw1 + Dtw tw1 = tư + Dt trong đó: Dtk = 3ữ50C, chọn Dtk= 40C; Dtw= 2ữ60C, chọn D tw= 40C; Dt = 2ữ40C , chọn Dt=30C; Kho lạnh xây dựng tại Hà Nội, chọn nhiệt độ trung bình nóng nhất trong năm: theo [2] có tư= 340C và Ikk=32kCal/kg. Vậy ta có nhiệt độ ngưng tụ cho cả hệ thống:tk=450C. *Nhiệt độ quá lạnh: tql=tw1+50C = 420C. Với môi chất lạnh NH3 theo [2] ta có bảng sau: Tb(0C) T0(0C) Po(bar) Pk(bar) p Bảo quản đông -20 -30 1,19 17,82 15 đa năng -12 -22 1,74 10,2 Bảo quản lạnh 0 -10 2,91 6,1 Bể đá -12 -17 2,17 8,2 Kho trữ đá -4 -14 2,46 7,2 Buồng kết đông -34 -44 0,58 30,7 Từ bảng trên ta chọn với các buồng lạnh nào có tỉ số nén p > 9 thì buồng đó phải chọn nén hai cấp, bao gồm : buồng bảo quản đông, buồng đa năng và buồng kết đông; còn lại chọn sơ đồ có một cấp nén. I) chọn máy nén cho buồng kết đông: Chọn chu trình nén hai cấp bình trung gian có ống xoắn, với áp suất trung gian: =3,2bar. Chu trình máy nén trên đồ thị lgp – i như sau: Kiểm tra máy nén Chế độ làm việc ( tk = 450C ). Tra đồ thị ta xác định được thông số tại các điểm như sau: Điểm t, 0C P,MPa i, kJ/kg v, dm3/kg 1 -44 0,058 1618 - 1’ -37 0,058 1710 2,1 2 70 0,32 1930 - 3º8 -8 0,32 1750 0,39 4 140 1,78 2070 - 5 45 1,78 720 - 6 -8 0,32 720 - 7 -8 0,32 460 - 9 42 1,88 475 - 10 -44 0,058 475 - Năng suất lạnh riêng: q0 = i1’ - i10 = 1710 – 475 = 1235 kJ/Kg Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = = kJ/m3 Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi ở chế độ làm việc: m1 = kg/s Lưu lượng môi chất thực tế qua máy nén cao áp ở chế độ làm việc: m1.i2 + m6.i6 = m3.i3 m1.i2 + (m3 – m1).i6 = m3.i3 m3 = = kg/s Năng suất thể tích của máy nén hạ áp : VNHA= m1.v1’ = 0,1.2,1 = 0,21 m3/s Năng suất thể tích của máy nén cao áp: VNCA= m3.v3 = 0,12.0,39= 0,0468 m3/s Hệ số nạp ở cấp hạ áp được xác định theo đồ thị theo tỷ số nén: Chế độ làm việc : hạ áp: ị lHA = 0,75 cao áp: ị lCA = 0,76 Thể tích pittông quét VhNHA = m3/s VhNCA= m3/s - Theo bảng 7_3[1] chọn máy nén loại N42B có số vòng quay là 900vòng/phút, của hãng MYCOM. Năng suất lạnh của máy nén ở tk = 400C và t0 = -450C là: Năng suất tiêu chuẩn tin chuyển từ Q0: Q0TC = Q0. =126,8.(596,3.0,78)/ (588.0,75) = 134kW Với chế độ tiêu chuẩn: ị lT C = 0,78 Số lượng máy nén cần thiết: Ta chọn 4 máy nén để đảm bảo dự phòng. Công suất nén đoạn nhiệt NNHA= m1.(i2 - i1’) = 0,1.(1930 – 1710) = 22kW NNCA=m3.(i4 - i3) = 0,12.(2070 – 1750) = 38,4kW Hiệu suất chỉ thị của máy : hiNHA = hiNCA = 0,82 Công suất chỉ thị: NiNHA = kW NiNCA = kW Công suất ma sát: NmsNHA = Pims.VhNHA = 0,1344.216 = 29kW NmsNCA = Pims.VhNAC = 0,03. = 6,48kW. Công suất hiệu quả: NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 26,8 + 29 = 55,8kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 46,8 + 6,48 = 53,28 kW Công suất hiệu quả tổng: Ne = NeNCA + NeNHA = 55,8 + 53,28 = 109,08 kW Công suất tiếp điện của máy nén: Trong đó: htđ là hiệu suất truyền động, lấy htđ = 0,95. hel là hiệu suất của động cơ, lấy hel = 0,96. Nhiệt toả ra ở bình ngưng: QkKĐ = m3.(i4 - i5) = 0,12.(2070 - 720) = 162 kW. II) chọn máy nén cho buồng bảo quản đông. Chọn chu trình nén hai cấp bình trung gian có ống xoắn, với áp suất trung gian: =4,6bar. Chu trình máy nén trên đồ thị lgp – i như sau: Kiểm tra máy nén Chế độ làm việc ( tk = 450C ). Tra đồ thị ta xác định được thông số tại các điểm như sau: Điểm t, 0C P,MPa i, kJ/kg v, dm3/kg 1 -30 0,119 1422,5 - 1’ -23 0,119 1450 1,0 2 60 0,46 1600 - 3º8 2 0,46 1462,8 0,27 4 110 1,78 1700 - 5 45 1,78 410,5 - 6 2 0,46 410,5 - 7 2 0,46 460 - 9 42 1,78 475 - 10 -30 0,119 475 - Năng suất lạnh riêng: q0 = i1’ – i10 = 1450- 475 = 975 kJ/Kg Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = = kJ/m3 Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi ở chế độ làm việc: m1 = kg/s Lưu lượng môi chất thực tế qua máy nén cao áp ở chế độ làm việc: m1.i2 + m6.i6 = m3.i3 m1.i2 + (m3 – m1).i6 = m3.i3 m3 = = kg/s Năng suất thể tích của máy nén hạ áp : VNHA= m1.v1’ = 0,52.1,0 = 0,52 m3/s Năng suất thể tích của máy nén cao áp: VNCA= m3.v3 = 1,1.0,27= 0,297 m3/s Hệ số nạp ở cấp hạ áp được xác định theo đồ thị theo tỷ số nén: Thể tích pittông quét VhNHA = m3/s VhNCA= m3/s - Theo bảng 7_3[1] chọn máy nén loại N42B có số vòng quay là 900vòng/phút, của hãng MYCOM. Năng suất lạnh của máy nén ở tk = 400C và t0 = -300C là: Năng suất tiêu chuẩn chuyển từ Q0=507kW tương tự quy về năng suất làm việc tiêu chuẩn: Q0tc= 520 kW Số lượng máy nén cần thiết: Ta chọn 7 máy nén để đảm bảo dự phòng. Công suất nén đoạn nhiệt NNHA= m1.(i2 - i1’) = 0,52.(1600 - 1450) = 78kW NNCA=m3.(i4 - i3) = 1,1.(1700 – 1462,8) = 361kW Hiệu suất chỉ thị của máy : hiNHA = hiNCA = 0,82 Công suất chỉ thị: NiNHA = kW NiNCA = kW Công suất ma sát: NmsNHA = Pims.VhNHA = 0,1344.1008 = 135kW NmsNCA = Pims.VhNAC = 0,03.1404 = 42,12kW. Công suất hiệu quả: NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 95,1 + 135 =230,1kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 440 + 42,12= 482,12 kW Công suất hiệu quả tổng: Ne = NeNCA + NeNHA = 230,1+482,12 =712,22 kW Công suất tiếp điện của máy nén: Trong đó: htđ là hiệu suất truyền động, lấy htđ = 0,95. Công suất toả ra ở thiết bị ngưng tụ là: QkBQĐ=m3.(i4-i5)=1,1.(1700-410,5)=1418kW. III, Chọn máy nén cho buồng đa năng: Chọn chu trình nén hai cấp bình trung gian có ống xoắn, với áp suất trung gian: =5,57bar. Chu trình máy nén trên đồ thị lgp – i như sau: Kiểm tra máy nén Chế độ làm việc ( tk = 450C ). Tra đồ thị ta xác định được thông số tại các điểm như sau: Điểm T, 0C P,MPa i, kJ/kg v, dm3/kg 1 -22 0,174 1433,9 - 1’ -15 0,174 1460 0,7 2 80 0,557 1640 - 3º8 7 0,557 1467,8 0,23 4 110 1,78 1700 - 5 45 1,78 410,5 - 6 7 0,557 410,5 - 7 7 0,557 460 - 9 42 1,78 475 - 10 -22 0,174 475 - Năng suất lạnh riêng: q0 = i1’ - i10 = 1460- 475 = 985 kJ/Kg Năng suất lạnh riêng thể tích: qv = = kJ/m3 Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi ở chế độ làm việc: m1 = kg/s Lưu lượng môi chất thực tế qua máy nén cao áp ở chế độ làm việc: m1.i2 + m6.i6 = m3.i3 m1.i2 + (m3 – m1).i6 = m3.i3 m3 = = kg/s Năng suất thể tích của máy nén hạ áp : VNHA= m1.v1’ = 0,25.0,7 = 0,175 m3/s Năng suất thể tích của máy nén cao áp: VNCA= m3.v3 = 0,29.0,23=0,0667 m3/s Thể tích pittông quét VhNHA = m3/s VhNCA= m3/s - Theo bảng 7_3[1] chọn máy nén loại N124B có số vòng quay là 900vòng/phút, của hãng MYCOM. Năng suất lạnh của máy nén ở tk = 400C và t0 = -300C là: Khi năng suất của máy nén làm việc ở nhiệt độ bốc hơi t0=-220C và tk=45cClà Q0MN = 215 kW. Năng suất tiêu chuẩn chuyển từ Q0=245,6kW tương tự quy về năng suất làm việc tiêu chuẩn: Q0tc= 255 kW Số lượng máy nén cần thiết: Ta chọn 2 máy nén để đảm bảo dự phòng. Công suất nén đoạn nhiệt NNHA= m1.(i2 - i1’) = 0,25.(1640 - 1460) = 45kW NNCA=m3.(i4 – i`3) = 0,29.(1700 - 1467,8) = 67,3kW Hiệu suất chỉ thị của máy : hiNHA = hiNCA = 0,82 Công suất chỉ thị: NiNHA = kW NiNCA = kW Công suất ma sát: NmsNHA = Pims.VhNHA = 0,1344.828 = 111,3kW NmsNCA = Pims.VhNAC = 0,03.1404 = 9,5kW. Công suất hiệu quả: NeNHA = NiNHA + NmsNHA = 55+111,3=166,3kW NeNCA = NiNCA + NmsNCA = 82+9,5=91,5kW Công suất hiệu quả tổng: Ne = NeNCA + NeNHA = 166,3+91,5=257,8kW Công suất tiếp điện của máy nén: Trong đó: htđ là hiệu suất truyền động, lấy htđ = 0,95. Công suất toả ra ở thiết bị ngưng tụ là: QkĐN=m3.(i4-i5)=0,29.(1700-410,5)=374kW. IV, chọn máy nén cho buồng bảo quản lạnh: Chọn sơ đồ nén một cấp: Chọn các thông số tại các điểm nút như sau: Điểm t, 0C p, bar i, kJ/kg v, m3/kg 1’ -10 2,91 1449,4 - 1 -3 2,91 1490 0,4 2 110 17,82 1720 - 3 45 17,82 410,5 - 3’ 42 17,82 475 - 4 -10 2,91 475 - Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi: G0 = kg/s Năng suất thể tích của máy nén: V= G0.v1’ =0,03.0,4 = 0,012 m3/s Hệ số nạp: ị l = 0,65 Thể tích hút thực tế: Vh = m3/s = 64,8m3/h ; Từ thể tích hút trên theo bảng 7_2[1], chọn máy nén N2WA của hãng MYCOM, có VhMN=71m3/h, và ở nhiệt độ làm việc t0=-10oC,tk=35 oC có năng suất lạnh của máy nén là:49,5kW. - Số máy nén N2WA cần là : Chọn n = 1 Thông số tại các điểm nút của chu trình lạnh tiêu chuẩn : Điểm t, 0C p, bar i, kJ/kg v, m3/kg 1’ -10 2,9 1449,4 - 1 -3 2,9 1560 0,45 2 88 13,5 1710 - 3 35 13,5 362,33 - 3’ 32 13,5 350 - 4 -20 2,9 350 - q0tc == 1449,4- 350 = 1099,4 kJ/kg kJ/kg Như vậy khi làm việc ở điều kiện to = -200C và tk = 400C : => công suất máy nén đủ dự phòng. Năng suất toả ra ở bình ngưng: QkBQL = G0.(i2 - i3) = 0,685.(768 - 550) = 149,3 kW. V, tính chọn máy nén bể đá: Chọn sơ đồ nén một cấp: Chọn các thông số tại các điểm nút như sau: Điểm t, 0C p, bar i, kJ/kg v, m3/kg 1’ -17 2,17 1440,6 - 1 -10 2,17 1450 0,6 2 120 17,82 1740 - 3 45 17,82 410,5 - 3’ 42 17,82 475 - 4 -17 2,17 475 - Lưu lượng môi chất qua dàn bay hơi: G0 = kg/s Năng suất thể tích của máy nén: V= G0.v1’ =0,026.0,4 = 0,0104 m3/s Hệ số nạp: ị l = 0,7 Thể tích hút thực tế: Vh = m3/s = 54m3/h ; Từ thể tích hút trên theo bảng 7_2[1], chọn máy nén N2WA của hãng MYCOM, có VhMN=71m3/h, và ở nhiệt độ làm việc t0=-10oC,tk=35 oC có năng suất lạnh của máy nén là:49,5kW. - Số máy nén N2WA cần là : Chọn n = 1 Năng suất toả ra ở bình ngưng: QkBĐ = G0.(i2 - i3) = 0,026.(1740 – 410,5) = 35kW. Chương V Tính toán thiết bị trao đổi nhiệt 5.1. Tính chọn thiết bị ngưng tụ Thiết bị ngưng tụ bằng gió và nước, hay thiết bị ngưng tụ là tháp giải nhiệt. Qk = QkKĐ + QkBQĐ + QkĐN + QkBQL + QkBĐ =162 + 1418 + 374 + 149 + 35 Qk=3140kW. Nhiệt độ ngưng trong tháp giải nhiệt là tk = 45oC. nhiệt độ nước tuần hoàn trong tháp giải nhiệt là: tw=tư+4oC = 38oC. Bề mặt trao đổi nhiệt nhẵn của ống thép trơn để chế tạo dàn ngưng amoniăc A25 với các kích thước đường kính trong đường kính ngoài và bề dày như sau: da=32mm;di=27,5mm;s=2,25mm. Chọn các giá trị kinh nghiệm theo bảng 8_6[1] cho tháp ngưng tụ: K= 600W/m2.K và qf=2000m2. Vậy diện tích trao đổi nhiệt của tháp ngưng tụ: Do đó chọn 12 tháp ngưng tụ của Nga ИК-125 n tích trao đổi nhiệt 130m2. Tiêu tốn nước do bay hơi: Do hiệu suất chắn nươc luôn nhỏ hơn 1 nên chọn lưu lương nước cấp trong 1h là 5200kg/h. hay 5á6m3/h. 5.2. Tính chọn dàn bay hơi cho buồng kết đông 1. Các thông số ban đầu: Năng suất lạnh của máy: Q0TB = 133kW Môi chất: NH3. Nhiệt độ buồng lạnh : tb = -300C Nhiệt độ sôi của môi chất: t0 = - 400C 2. Xác định diện tích trao đổi nhiệt của dàn bay hơi. , m2  ; Trong đó: k : hệ số truyền nhiệt của dàn lạnh , phụ thuộc vào nhiệt độ buồng và loại ống , W/m2.K với tO = -400C theo [1] chọn k = 11,6 W/m2.K ; Dt0 : hiệu nhiệt độ giữa không khí trong buồng lạnh và môi chất lạnh sôi ; Dt0 = tb - to = -30 - (-40) = 100C m2. 3. Chọn dàn bay hơi . Đối với buồng bảo kết đông sản phẩm cần phải chọn dàn quạt với sự lưu thông không khí cưỡng bức rất mạnh . Với diện tích bề mặt trao đổi nhiêt như trên, từ bảng8_15[1], ta chọn 14 dàn quạt loại BO-80, với diện tích bề mặt trao đổi nhiệt mỗi dàn là 82m2. Tổng diện tích của các dàn là: F = 14.82 = 1148 m2. 5.3.Tính chọn dàn bay hơi cho buồng bảo quản đông . 1. Các thông số ban đầu: Năng suất lạnh của máy: Q0TB = 612,2 kW Môi chất: NH3. Nhiệt độ buồng : tb = -200C Nhiệt độ sôi của môi chất: t0 = -300C 2. Xác định diện tích trao đổi nhiệt của dàn bay hơi. Tương tự như đối với buồng kết đông ta có : k: hệ số truyền nhiệt của dàn lạnh , phụ thuộc vào nhiệt độ buồng và loại ống , W/m2.K với to = -300C theo [1] chọn k = 12,2W/m2.K ; Dt0: hiệu nhiệt độ giữa không khí trong phòng và môi chất là: Dt0 = 100C m2. 3. Chọn dàn bay hơi. Đối với buồng bảo quản đông không có bao gói nên chọn các dàn không khí đối lưu tự nhiên để giảm hao ngót sản phẩm . Với diện tích bề mặt trao đổi nhiêt như trên, từ bảng8_15[1], ta chọn 62 dàn quạt loại BO-80, với diện tích bề mặt trao đổi nhiệt mỗi dàn là 82m2. Tổng diện tích của các dàn là: F =62.82 = 5084 m2. 5.4.Tính chọn dàn bay hơi cho buồng bảo quản lạnh. 1. Các thông số ban đầu: Năng suất lạnh của máy: Q0TB = 42,5kW Môi chất: NH3. Nhiệt độ buồng : tb = 00C Nhiệt độ sôi của môi chất: t0 = -100C 2. Xác định diện tích trao đổi nhiệt của dàn bay hơi. Theo bảng 8_15[1], chọn loại dàn lạnh không khí kiểu treo trần, ta có: k =14,2W/m2.K Dt0:hiệu nhiệt độ giữa không khí trong phòng và môi chất là: Dt0 = 100C m2. 3. Chọn dàn bay hơi. Đối với buồng bảo quản lạnh cũng nên chọn dàn quạt không khí đối lưu cưỡng bức nhưng phải bảo đảm sự lưu thông không khí ôn hoà . Với diện tích bề mặt trao đổi nhiêt như trên, từ bảng8_15[1], ta chọn 4 dàn quạt loại BO-80, với diện tích