lOMoARcPSD|47206071 lOMoARcPSD|47206071 MỤC LỤC Trang
CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU 3
І. Mục đích và ý nghĩa của hệ thống lạnh 4
ІІ. Nội dung và thông số 5 1. Cấp đông: 2. Trữ đông: 3.Thông số môi trường:
CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH 5
§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông 5
1.Tính thể tích chất tải: Vct
2.Tính diện tích chất tải : Fct
3.Chiều cao trong của phòng cấp đông
4.Chiều cao trong của phòng cấp đông
5.Xác định số phòng cấp đông: n
§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông 5
1. Tính thể tích chất tải: Vct
2. Tính diện tích chất tải : Fct
3. Chiều cao trong của phòng trữ đông
4. Chiều cao trong của phòng trữ đông
5. Xác định số phòng trữ đông: n
§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh 6
CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ÂM CHO KHO LẠNH
§2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh 7
1. Kết cấu và các số liệu của nó 2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh 9
1. Kết cấu và các thông số của nó 2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh 12
1. Kết cấu và các thông số của nó 2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh 14
CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông 15
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4 4. Tính nhiệt kho lạnh
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
§3.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đông 19
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4 4. Tính nhiệt kho lạnh.
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN §4.1 Chọn môi chất 22 Trang: 1 lOMoARcPSD|47206071
§4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đông 23
І Thông số ban đầu ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
3. Tính cấp nén của chu trình 4. Chọn chu trình lạnh
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
7. Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống
8. Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
9. Xác định công của máy nén
10. Tính chọn công suất lạnh 11. Hệ số làm lạnh Ш. Chọn máy nén 1.Chọn máy nén
2. Chọn động cơ kéo máy
§4.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đông 27
І Thông số ban đầu ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
3. Tính cấp nén của chu trình 4. Chọn chu trình lạnh
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút 7. Tính toán chu trình
Ш Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó 1. Tính chọn máy nén
2.Chọn động cơ cho máy nén
CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ THIẾT BỊ PHỤ
§5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 32
1. Chọn thiết bị ngưng tụ
2. Mục đích của thiết bị ngưng tụ 3. Cấu tạo
5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ 4. Nguyên lý làm việc
§5.1 Tính chọn thiết bị bay hơi 33
1. Chọn thiết bị bay hơi
2. Mục đích của thiết bị bay hơi 3. Cấu tạo 4. Nguyên lý làm việc.
5. Tính chọn thiết bị bay hơi
§5.3 Tính chọn thiết bị phụ 35 1. Bình chứa cao áp 2. Bình tách dầu
3. Thiết bị tách khí không ngưng 4. Bình hồi nhiêṭ 5. Bình gom dầu 6. Bình trung gian
7.Tính chọn tháp giải nhiêṭ
CHƯƠNG 6: VẬN HÀNH VÀ BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH 43 Trang: 2 lOMoARcPSD|47206071
§6.1 Nhiãûm vuû váûn haình maïy laûnh 43
Caïc chè tiãu kinh tãú vaì kyî thuáût chuí yãúu :
§6.2 Đăc̣điểm vâṇ hành của hê ̣thống lạnh Freon 44
1.Dấu hiêụ làm viêc̣ bình thường. 2.Khởi đông̣ máy 3.Ngừng máy
4.Điều ch 椃 nh chế đô ̣làm viêc̣
§6.3 Bảo dưỡng và sữa chữa hê ̣thống lạnh 44 Tài liệu tham khảo 45 Trang: 3 lOMoARcPSD|47206071
CHƯƠNG MỞ ĐẦU: CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
І Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA HỆ THỐNG LẠNH
- Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cần làm lạnh
tiếp xúc với những vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm nhập vào các ngành kinh
tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó như:
Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm
Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc
Trong y tế: chế biến và bảo quản
thuốc Trong công nghiệp hoá chất
Trong lĩnh vực điều hoà không khí
- Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm. Tuy
nhiên để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh tế quốc
dân,thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở 1 nhiệt độ thấp (-180C ÷ - 40 C).
Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế, các quá
trình phân giải diễn ra rất chậm. Vì vậy mà có thể giữ cho thực phẩm không bị hỏng trong thời gian dài. Trang: 4 lOMoARcPSD|47206071
ІІ. NỘI DUNG VÀ YÊU CẦU THIẾT KẾ 1. Cấp đông: -
Sản phẩm bảo quản: thịt Heo - Công suất: E = 2,0 tấn/mẻ
- Nhiệt độ thịt đầu vào: 180c
- Nhiệt độ thịt đầu ra: ttb = -150c - Thời gian cấp đông: 11giờ
- Nhiệt độ phòng cấp đông: -350c 2. Trữ đông: - Công suất : E = 35 tấn
- Nhiệt độ phòng trữ đông: -180c
3. Thông số môi trường: - Địa điểm xây dựng: Vinh
- Nhiệt độ môi trường: tn = 380c - Độ ẩm môi trường: φn = 74% Trang: 5 lOMoARcPSD|47206071
CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
Mục đích của chương này là xác định các kích thước của các phòng lạnh cấp đông và trữ
đông của kho lạnh ,xác định số lượng các phòng lạnh và cách bố trí hợp lí mặt bằng kho lạnh.
§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông
Cho biết: - Công suất : E = 2,0 tấn/mẻ
- Sản phẩm: Thịt Heo
1. Tính thể tích chất tải: Vct Vct= , [m3] Với:
- E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông
- gv= 0,17 tấn/m3 : định mức chất tải thể tích- theo bảng 2-3 – tr32-tài liệu [1] Suy ra: Vct= = 11,76m3
2. Tính diện tích chất tải : Fct Fct= , [m2]
Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m Suy ra:Fct= = 5,88 m2
3. Diện tích trong của phòng lạnh(diện tích lạnh cần xây dựng): Ftr Ftr= , [m2]
Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại,diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi,quạt. Ở dây ta
chọn βF = 0,54 - theo bảng 2-5 -tr34 - tài liệu[1] Suy ra: Ftr= = 10,89 m2
4. Chiều cao trong của phòng cấp đông htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m Suy ra: htr=2+1= 3 m
5. Xác định số phòng cấp đông: n n = ,
Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn. chọn f= 4x4 m2 Suy ra: n = = 0,68
chọn n =1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 4x4 m2
§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông.
Cho biết: - Công suất: E = 35 tấn
1. Tính thể tích chất tải: Vct Vct = , [m3] Với:
- E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông Trang: 6 lOMoARcPSD|47206071
- gv= 0,45tấn/m3 : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-3 –tr32 tài liệu [1]
đối với thịt heo đông lạnh Suy ra:Vct = = 77,78 m3
2. Tính diện tích chất tải : Fct Fct = , [m2]
Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m Suy ra:Fct= = 38,89 m2
3. Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr Ftr= , [m2]
Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại, diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi, quạt. Ở dây
ta chọn theo bảng 2-4-tr34 tài liệu[1] với diện tích buồng lạnh từ 20÷100 m2 có βF=0,7 Suy ra: Ftr = = 55,5 m2
4. Chiều cao trong của phòng trữ đông htr = hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng. chọn ∆h = 1m Suy ra: htr = 2+1 = 3 m
5. Xác định số phòng trữ đông: n n = ,
Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn. chọn f = 6x6 m2 Suy ra: n = = 1,54
chọn n = 2 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 6x6 m2
§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh PHÒNG MÁY VAN PHÒNG CĐ TĐ TĐ (-35°C) (-18°C) (-18°C)
CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH Trang: 7 lOMoARcPSD|47206071
Do chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và kho lạnh là rất lớn. Do đó để giảm tối đa tổn thất
nhiệt ra môi trường thì chúng ta phải bọc cách nhiệt. Biết rằng lớp cách nhiệt càng dày thì
tổn thất nhiệt càng ít. Nhưng chiều dày của nó phải đảm bảo tối ưu hoá giữa chi phí đầu tư và
tiết kiệm năng lượng khi vận hành. Mục đích của chương này là để giải quyết vấn đề đó.
Trong khuôn khổ đồ án môn học chúng ta không cần tính lớp cách ẩm.
Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều
lớp lấy từ công thức (3-1) trang 85 tài liệu [1] ktư = , [W/m2K]
Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt: δcn=λcn , [m] Với:
- δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]
- λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]
- k : Hệ số truyền nhiệt, [W/m2K]
- α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt, [W/m2K]
- α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m2K]
- δi: Bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, [m]
- λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, [W/mK]
§2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh
Chúng ta sẽ tính cách nhiệt chung cho các tường và tính cho các tường khắc nghiệt.
Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo 2 yêu cầu cơ bản:
- Vách ngoài kết cấu bao che không được phép đọng sương, nghĩa là độ dày của lớp cách
nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt vách ngoài ngoài lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi trường ts.
- Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành một đơn vị lạnh là rẻ nhất.
1. Kết cấu và các số liệu của nó 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Lớp Vật liệu δ [m] λ [W/m2K] Trang: 8 lOMoARcPSD|47206071 1 Vữa trát xi măng 0,02 0,9 2 Gạch đỏ 0,2 0,82 3 Vữa trát xi măng 0,02 0,9 4 Bitum 0,003 0,18 5 Giấy dầu 0,005 0,15 6 Polystiron ? 0,047 7 Giấy dầu 0,002 0,15 8 Lưới mắt cáo,vữa mắc 0,02 0,9 cao 9 Móc sắt 2.Tính toán
a. Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao α1 : α1 = 23,3 W/m2K
- tra theo bảng 3-7 trang 86, tài liệu [1]
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức: α2=9 W/m2K
- tra theo bảng 3-7 trang 86, tài liệu [1] -
Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. -
Tra bảng 3-3 trang 84 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho vách
bao ngoài. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,22 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn=λcn , [m] δcn = 0,047[ = 0,19 m
-Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều
dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn
hoặc bằng chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: = 0,2 m Ứng với
ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: k tư = ktd = = 0,2 W/m2K
b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu [1] có : α1= 23,3 W/m2K
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra
theo bảng 3-7 trang 86-tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K -
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-
3 trang 84- tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho vách bao
ngoài. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,19 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: Trang: 9 lOMoARcPSD|47206071 δcn=λcn , [m] δcn = 0,047[ = 0,22 m
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày
thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc
bằng chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: = 0,3 m Ứng với
ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: ktư = kcd = = 0,145 W/m2K
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách
nhiệt. Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn
nhiệt độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được
xác định theo công thức (3-7) trang 87,tài liệu[1]. k ≤ ks = 0,95.α1 , [W/m2K]
Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]
- α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 380C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts =32,60C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x trang 9,tài
liệu[1].với nhiệt độ môi trường t1=380C và độ ẩm φ=74%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf= -180C Suy ra: ks = 0,95.α1 ks= 0,95.23,3. = 2,13 W/m2K
Mà có ktđ = 0,2 < ks = 2,13 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông
b. Phòng cấp đông Phòng cấp đông có tf= - 350C Suy ra: ks = 0,95.α1 Trang: 10 lOMoARcPSD|47206071 ks= 0,95.23,3. = 1,6 W/m2K
Mà có kcđ= 0,145< ks = 1,6 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
§2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh
1. Kết cấu và các thông số của nó 12 3 4 5 6 7 8 9 Lớp Vật liệu δ [m] λ [W/m2K] 1 Vữa trát xi măng 0,02 0,9 2 Bê tông cốt thép 0,1 1,5 3 Vữa trát xi măng 0,02 0,9 4 Bitum 0,003 0,18 5 Giấy dầu 0,005 0,15 6 Polystiron ? 0,047 7 Giấy dầu 0,002 0,15 8 Lưới mắt cáo,vữa mắc 0,02 0,9 cao 9 Móc sắt 2. Tính toán
a Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có : α1= 23,3 W/m2K
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa
phải tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có: α2=9 W/m2K
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra bảng 3-3 trang 63 tài
liệu[1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu
qua tường : ktư = 0,218 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn=λcn , [m] δcn = 0,047[ = 0,199 m
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày
thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc Trang: 11 lOMoARcPSD|47206071
bằng chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: = 0,2 m Ứng với
ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: ktd = ktư = 0,218 W/m2K
b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có : α1= 23,3 W/m2K
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh
tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có: α2= 10,5 W/m2K -
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-
3 trang 84 tài liệu[1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng. -
Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,17 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn=λcn , [m] δcn = 0,047[ = 0,26 m
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày
thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc
bằng chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: = 0,3 m Ứng với
ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: ktư = kcd = = 0,15W/m2K
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm nhập vào phá huỷ lớp cách
nhiệt. Để tránh hiện tượng đọng sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn
nhiệt độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra hiện tượng đọng sương được
xác định theo công thức (3-7) trang 86 tài liệu [1]. k ≤ ks = 0,95.α1 , [W/m2K]
Với: - k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
- ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]
- α1= 23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 380C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 32,60C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị h-x-trang 9- tài
liệu [1].với nhiệt độ môi trường t1=380C và độ ẩm φ=74%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf = -180C Trang: 12 lOMoARcPSD|47206071 Suy ra: ks = 0,95.23,3. = 2,13 W/m2K
Mà có ktđ = 0,218 < ks = 2,13 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ
đông b. Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -350C Suy ra: ks= 0,95.23,3. = 1,6 W/m2K
Mà có kcđ= 0,15< ks = 1,6 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
§2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh
1. Kết cấu và các số liệu của nó 11 9 8 7 6 5 4 3 2 10 1 Lớp Vật liệu δ [m] λ [W/m2K] 1 Đất nền 2 Bê tông sỏi 0,1 1,4 3 Vữa trát xi măng 0,02 0,9 4 Bitum 0,003 0,18 5 Giấy dầu 0,005 0,15 6 Polystiron ? 0,047 7 Giấy dầu 0,002 0,15 8 Bê tông cốt thép 0,1 1,5 9 Vữa trát 0,02 0,9 10 Ống PVC 11 Ụ đỡ bê tông 2. Tính toán
Đối với nền có sưởi thì ta ch 椃 cần tính các lớp phía trên lớp có sưởi. Cụ thể ở đây trong lớp
bê tông sỏi thường nguời ta thi công với chiều dày 300 mm. Nhưng do có sưởi nền bằng khí
trời nên chiều dày tính toán khoảng 100 mm tính từ mép trên ống thông gió đến lớp vữa trát (3) do đó xem α1= ∞
a. Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức vừa
phải tra theo bảng 3-7 trang 86 tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra bảng 3-6 trang 84 tài
liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho nền có sưởi. Ta có hệ số truyền nhiệt tối
ưu qua nền có sưởi: ktư = 0,226 W/m2K Trang: 13 lOMoARcPSD|47206071
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông: δcn = 0,047[ = 0,19 m
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày
thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc
bằng chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: = 0,2 m Ứng với
ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: ktd = = 0,217 W/m2K
b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không khí cưỡng bức mạnh tra
theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có: α2= 10,5 W/m2K
- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-6 trang 84
tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu
qua tường : ktư = 0,17 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông: δcn = 0,047[ = 0,26 m
Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy chuẩn. Do đó chiều dày
thực tế của lớp cách nhiệt cũng được chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc
bằng chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của tấm cách nhiệt là: = 0,3 m Ứng với
ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế: kcd = = 0,15W/m2K
§2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh
Đối với tường ngăn giữa 2 phòng lạnh có nhiệt độ âm như nhau vẫn phải cách nhiệt với
chiều dày như tường bao ngoài. Nhưng phải phân lớp cách nhiệt ra 2 bên như hình dưới: Trang: 14 lOMoARcPSD|47206071 8 7 6 5 4 3 2 9 300 CĐ TĐ TĐ (-35°C) (-18°C) (-18°C) 100 A 100 200 Trang: 15 lOMoARcPSD|47206071
CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
Mục đích: tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh . Để từ đó tính ra công suất yêu cầu của máy lạnh.
- Tổn thất lạnh từ kho lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức: Q = Q1+ Q2+ Q3+ Q4 + Q5 , [W] Trong đó:
Q1: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che, [W]
Q2: Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]
Q3: Tổn thất lạnh do thông gió. Tổn thất này ch 椃 có đối với các
phòng lạnh có phát sinh nguồn hôi thối hoặc các chất độc hại. Ở đây sản phẩm bảo quản là thịt
heo đã qua chế biến nên không cần phải thông gió buồng lạnh => Q3=0
Q4: Tổn thất lạnh do vận hành , [W]
Q5: Tổn thất lạnh do sản phẩm thở (Rau, hoa quả…), ở đây sản phẩm là thịt heo => Q5 = 0
=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế dược tính theo công thức: Q=Q1+Q2+Q4,[W]
- Các số liệu và cách bố trí buồng B G 4500 6000 6500 A H CĐ TĐ TĐ (-35°C) (-18°C) (-18°C) 4500 4000 4000 600 0 6500 C D 2250 K E 6100 6000 F Trang: 16 lOMoARcPSD|47206071
§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1 Ta có :Q1 = Q + Q Trong đó: - Q
: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ Q = ∑ki .Fi.∆ti , [W] - Q
: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời. Vì kho lạnh có
thiết kế thêm 1 mái che nắng mưa ở phía trên trần kho lạnh do đó bức xạ từ mặt trời vào kho lạnh là không có => Q = 0 Vậy: Q1 = Q = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Với: - ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên ngoài, trần, nền
thì ki đã được tính trong chương 2. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh thì ta chọn k
tối ưu theo bảng (3-5) trang 64 tài liệu [1]. Đối với tường ngăn giữa buồng cấp đông và trữ đông có: kBC=0,47
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong. Độ chênh nhiệt
độ giữa các vách ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng. Cụ thể độ chênh nhiệt độ của tường
ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm:
∆tDC = 0,7( tn-tf) = 0,7(38 + 35) = 510C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,6 m
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau: Kích thước, k Kết cấu i ∆ti Qi [m x m] [W/m2K] [0C] [W] Tường AB 4,5 x 3,6 0,145 73 172 Tường AD 4,5 x 3,6 0,145 73 172 Tường BC 4,0 x 3,6 0,47 17 115 Tường CD 4,0 x 3,6 0,265* 51 195 Nền 4,0 x 4,0 0,15 73 175 Trần 4,0 x 4,0 0,15 73 175 Tổng 1043
2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2 Ta có :Q2 = Q + Q , [W] Trong đó:
- Q : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm
- Q : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì a.Tính Q : Ta có công thức tính Q : Q = , [kW]
Với : - G: Công suất cấp đông, [t]
- i1: Entanpi của thịt Heo khi đưa vào. Ở nhiệt độ 180C, tra bảng (4-2) trang 81
tài liệu [1] ta có : i1 = 266,2 kJ/kg Trang: 17 lOMoARcPSD|47206071
- i2: Entanpi của thịt Heo khi đưa ra. Ở nhiệt độ -150C, tra bảng (4-2) trang 81
tài liệu [1] ta có : i2 = 12,2 kJ/kg
- τ =11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ thịt => Q = = 12,828 kW = 12828 W b. Tính Q :
Ta có công thức tính tổn thất lạnh do bao bì: Q = , [kW]
Với: - Gb: Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm,[t]. Do khối lượng bao bì chiếm
tới (10 ÷ 30)% khối lượng hàng (trang 84 tài liệu [1]) và bao bì bằng kim loại nên lấy bằng
30% khối lượng sản phẩm Gb=30%G.
- Cb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì Cb =
45kJ/kg.K (trang 84 tài liệu [1])
- t1: Nhiệt độ đầu vào của bao bì lấy bằng nhiệt đầu vào của sản phẩm
- t2: Nhiệt độ đầu ra của bao bì lấy bằng nhiệt độ của phòng cấp đông
- τ = 11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ sản phẩm => Q = = 0,361 kW
Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là: Q2= 12,828 + 0,361 = 13,189 kW
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng , do người
làm việc trong phòng,do các động cơ điện và do mở cửa: Q4=Q +Q +Q +Q ,[W]
Với: - Q : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
- Q : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q : Tổn thất lạnh do các động cơ điện
- Q : Tổn thất lạnh do mở cửa a.
Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng: Q
Q được tính theo công thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có: Q =A.F,[W]
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m2] F = 4x4=16 m2
- A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích buồng. Đối với phòng
bảo quản lạnh có A= 1,2 W/m2 => Q = 1,2 .16 = 19,2 W
b. Dòng nhiệt do người toả ra Q :
Q dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có: Q = 350.n , [W]
Với: - 350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc
- n là số người làm việc trong phòng . Vì phòng có diện tích < 200 m2 => chọn n = 2 Q = 350.2 = 700 W Trang: 18 lOMoARcPSD|47206071
c. Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q :
Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:
+ 1phần biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh. Do đó nếu động cơ đặt
trong phòng lạnh thì nhiệt toả ra này sẽ gây ra 1 phần tổn thất lạnh.
+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (như làm quay quạt thông gió, quay động cơ quạt
dàn bay hơi…). Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát với không khí trong môi trường
biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kho lạnh.
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức: Q = N , [kW] Với: -
Hiệu suất của động cơ +
= 1: Nếu động cơ đặt trong phòng + =
: Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh
Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng có
công suất E=2 tấn/mẻ là : N = 4x2,2 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là 2,5tán/mẻ là: N = = 8.8kW
=> Tổn thất lạnh do động cơ điện Q = η.N= 1.11= 8,8kW
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng )
d. Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87 tài liệu [1] Q =B.F,[W]
Với: B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng (4-4) trang 87 đối với phòng cấp
đông có diện tích F= 6×6=36 m2 < 50 m2 ta có: B = 32 m2 F= 4x4m2: diện tích buồng => Q = 16.32 = 512 W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 19,2 + 700 + 8800 + 512 = 10031,2 W
4. Tính nhiệt kho lạnh
Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:
Q = Q1 + Q2 + Q4 = 1043 + 13189 + 10031,2 = 24263,2 W = 24,2632 kW
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Công suất nhiệt yêu cầu của máy nén phải đảm bảo bù lại tổn thất nhiệt cấp cho phòng Q.
Nhưng vì khi môi chất đi từ máy nén đến dàn lạnh thì sẽ có các tổn thất trên đường ống và
tổn thất tại các thiết bị trong hệ thống. Bên cạnh đó thì máy nén không thể vận hành liên tục
24h trong 1 ngày được vì nếu như thế sẽ gây ra ứng suất mỏi làm hỏng máy nén. Vì vậy công
suất lạnh yêu cầu của máy nén được xác định như sau: Q0 = Trong đó:
k- hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thông lạnh.
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là -350C nên nhiệt độ dàn bay hơi ta chọn t0= -
400C , vậy chọn k = 1,1 (trang 92 tài liệu [1])
b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén. Dự tính máy nén làm việc khoảng
22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 92 tài liệu [1])
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là: Q0 = = 29665 W Trang: 19 lOMoARcPSD|47206071
§3.1 Tính nhiệt cho phòng trữ đông
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1 Ta có : Q1 = Q + Q = Q = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Với: - ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên ngoài, trần, nền thì
ki đã được tính trong chương 2. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh thì ta chọn k tối
ưu theo bảng (3-5) trang 64 tài liệu [1]. Đối với tường ngăn giữa 2 buồng trữ đông có: kGF = 0,58 W/m2K
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong. Độ chênh nhiệt độ
giữa các vách ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng.
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:
∆tEF = 0,7( tn-tf) = 0,7(38 + 18) = 39,20C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ
đông : ∆tEF = 0,6( tn-tf) = 0,6(38 + 18) = 33,60C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,6 m
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau: Phòng trữ đông : BEFG Kích thước, k Kết cấu i ∆ti Qi [m x m] [W/m2K] [0C] [W] Tường BG 6 x 3,6 0,2 56 240 Tường GF 6 x 3,6 0,58 33,6 420 Tường EF 6 x 3,6 0,2 39,2 170 Tường EC 2,25 x 3,6 0,2 39,2 64 Tường BC 4x3,6 0,47 -17 -115 Nền 6 x 6 0,218 56 440 Trần 6x6 0,218 56 440 Tổng 1660 Phòng trữ đông : BEFG Kích thước, k Kết cấu i ∆ti Qi [m x m] [W/m2K] [0C] [W] Tường GH 6,5 x 3,6 0,2 56 260 Tường GF 6 x 3,6 0,58 33,6 420 Tường HI 6,5 x 3,6 0,2 56 260 Tường FI 6,5 x 3,6 0,2 39,2 180 Nền 6 x 6 0,218 56 440 Trần 6x6 0,218 56 440 Tổng 2000
2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:
Đối với phòng trữ đông thì Q2 = 0 đó là do nhiệt độ thịt đưa vào phòng trữ đông là – 150C
nhiệt độ thịt khi ra khỏi phòng là -120C, như vậy còn 30C ta dùng để làm lạnh cho bao bì
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng , do người làm việc
trong phòng,do các động cơ điện và do mở cửa: Q4=Q +Q +Q +Q ,[W]
Với: - Q : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh Trang: 20