Đang tải... (xem toàn văn)
Tính toán, thiết kế hệ thống lạnh trung tâm để Bảo quản và Kết đông vải thiều năng suất 50kgngày TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH TRUNG TÂM BẢO QUẢN VÀ KẾT ĐÔNG VẢI THIỀU NĂNG SUẤT 50KGNGÀY
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH TRUNG TÂM BẢO QUẢN VÀ KẾT ĐÔNG VẢI THIỀU NĂNG SUẤT 50KG/NGÀY Đoàn Thị Hằng Hang.dt151255@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật thực phẩm Chuyên ngành Quá trình thiết bị CNSH - CNTP Giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Ngọc Cương Chữ ký GVHD Bộ mơn: Q trình thiết bị CNSH - CNTP Viện: Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm HÀ NỘI, 1/2020 ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Đoàn Thị Hằng Số hiệu sinh viên: 20151255 Khóa 60 Khoa/Viện: Cơng nghệ sinh học- Cơng nghệ thực phẩm Ngành: Quá trình thiết bị CNSH CNTP Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống lạnh bảo quản kết đông vải thiều suất 50 tấn/ngày Các số liệu ban đầu: - Năng suất vải thiều thu hoạch từ vùng lân cận 50 tấn/ ngày Năng suất chọn lọc vải đạt yêu cầu, sau bóc vỏ, bỏ hạt 24 tấn/ngày Cơng nhân làm việc ca/ngày 24 nên suất máy kết đông tấn/giờ Hệ thống lạnh lắp đặt Bắc Giang, có thơng số sau: Nhiệt độ trung bình năm: t=22,30C Độ ẩm tương đối khơng khí trung bình: φ=80% Kho đặt lắp đặt phòng: Phòng bảo quản lạnh nhiệt độ 20C Phòng kết đông chứa tủ đông băng chuyền thẳng, khoang nhiệt độ -180C -360C Phòng BQF nhiệt độ -180C Nội dung phần thuyết minh tính tốn: - Chương 1: Tổng quan nguyên liệu bảo quản Chương 2: Tổng quan hệ thống lạnh Chương 3: Lựa chọn phương án sản xuất thuyết minh dây chuyền cơng nghệ Chương 4: Tính tốn, thiết kế kho lạnh Chương 5: Tính tốn chu trình lạnh Chương 6: Tính chọn thiết bị phụ phương pháp lắp đặt Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ ): Bản vẽ A0: - Chu trình lạnh máy nén Sơ đồ hệ thống lạnh Bản vẽ mặt kho lạnh Bản vẽ lắp thiết bị ngưng tụ Bản vẽ lắp thiết bị kết đông băng chuyền dạng thẳng Bản vẽ chi tiết Họ tên cán hướng dẫn: Th.S Lê Ngọc Cương Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 1/10/2019 Ngày hoàn thành đồ án:05/01/2019 Ngày tháng năm … Trưởng môn Cán hướng dẫn ( Ký, ghi rõ họ, tên) ( Ký, ghi rõ họ, tên) Sinh viên hoàn thành nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm Người duyệt Sinh viên ( Ký, ghi rõ họ, tên) ( Ký, ghi rõ họ, tên) LỜI CẢM ƠN Trong trình làm đồ án tốt nghiệp, em nhận quan tâm, giúp đỡ nhiều người xung quanh Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô Bộ môn Quá trinh thiết bị CNSH – CNTP, đặc biệt Th.S Lê Ngọc Cương, trực tiếp tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án Em xin gửi lời cảm ơn đến cô kĩ thuật nhà máy chế biến rau xuất VIFICO, dù bận rộn vào mùa vụ, quan tâm, giúp đỡ em việc tìm kiếm tài liệu nguyên lý Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn đến bạn lớp Máy Thực Phẩm K60 ln bên cạnh, giúp đỡ em hồn thành đồ án TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN Đồ án thiết kế kho lạnh bảo quản sơ chế vải xuất đặt Song Khê, Bắc Giang, với vùng nguyên liệu từ huyện lân cận, giải vấn đề tiêu thụ vải thiều khu vực đem hoa nhiệt đới Việt Nam cạnh tranh với giới Kho lạnh thiết kế gồm phòng lạnh: (1) Phòng bảo quản sau thu hoạch 20C nhằm chứa vải sau chở từ vùng lân cận về, cấp cho công nhân làm liên tục; (2) tủ kết đông băng chuyền dạng thẳng BQF nhằm kết đông mức, khoang giảm xuống nhiệt độ 00C, khoang nhằm kết đông đến nhiệt độ -180C; (3) phòng bảo quản BQF nhằm chứa sản phẩm sau kết đông trước xuất khẩu, đảm bảo nhiệt độ -180C tâm Đồ án thiết kế hệ thống lạnh trung tâm cho kho, tính chọn thiết bị phụ cho hệ thống, thiết kế mặt thuận lợi cho việc vận hành công nghệ, tạo sở để xây dựng lắp đặt hệ thống hoàn chỉnh MỤC LỤC TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ BẢO QUẢN Tổng quan nguyên liệu Nguồn gốc xuất xứ Các giống vải Điều kiện sinh trưởng Thành phần hóa học dinh dưỡng vải Biến đổi sau thu hái Biến đổi vật lý Biến đổi hóa sinh, sinh lý Các yếu tố ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản rau tươi TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LẠNH Mối quan hệ kết đông chất lượng sản phẩm vải thiều Môi chất lạnh chất tải lạnh Môi chất lạnh Chất tải lạnh So sánh chu trình lạnh Chu trình máy nén cấp Chu trình máy nén hai cấp LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN SẢN XUẤT VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ 11 Lựa chọn phương án sản xuất 11 Dây chuyền sản xuất vải thiều lạnh đông 11 Sơ đồ công nghệ 11 Thuyết minh quy trình cơng nghệ 13 Tiêu chuẩn sản phẩm 15 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KHO LẠNH 17 Thiết kế phòng lạnh bảo quản 17 Kích thước phịng lạnh sau thu hoạch 17 Tính tốn cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh 19 Tính nhiệt tải lạnh 22 Thiết kế thiết bị lạnh đông IQF 27 Các phương pháp lạnh đông nhanh lựa chọn phương pháp 27 Tính tốn, lựa chọn kích thước tủ kết đơng băng chuyền 28 Tính cách nhiệt, cách ẩm 29 Tính nhiệt tải lạnh 30 Tính tốn, thiết kế băng tải 33 Thiết kế phòng lạnh bảo quản BQF 40 Tính kích thước phịng lạnh sau kết đơng 40 Tính cách nhiệt, cách ẩm cho kho 40 Tính nhiệt tải lạnh 42 TÍNH TỐN CHU TRÌNH LẠNH 47 Tính chu trình lạnh cấp 47 Chọn phương pháp làm lạnh 47 Chọn thông số chế độ làm lạnh 47 Chu trình lạnh 48 Tính nhiệt cho máy nén chọn máy nén 51 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 53 Tính chu trình lạnh hai cấp 58 Chọn phương pháp làm lạnh 58 Chu trình lạnh 60 Tính chọn máy nén 64 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 67 Lựa chọn phương án 67 Tính tốn thiết bị ngưng tụ 69 Tính chọn tháp giải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ 74 Thiết bị bay 77 Lựa chọn phương án 77 Tính toán thiết bị bay 78 Tính chọn van tiết lưu 80 Lựa chọn phương án 80 Tính tốn chọn van tiết lưu 80 THIẾT BỊ PHỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 83 Tính chọn thiết bị phụ 83 Bình tách dầu 83 Bình chứa dầu 84 Bình chứa cao áp 84 Bình chứa tuần hồn 86 Bình trung gian 86 Tính chọn đường ống 88 Tính chọn bơm cấp dịch cho dàn lạnh 89 Bình tách khí khơng ngưng 91 Phin lọc 92 Mắt ga 92 Các loại van 93 Yêu cầu lắp đặt hệ thống lạnh 93 Yêu cầu chung với phòng máy 93 Lắp đặt hệ thống amoniac 94 KẾT LUẬN 95 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 4.1 Cấu tạo panel cách nhiệt 19 Hình 4.2 Cấu tạo cách nhiệt 20 Hình 4.3 Bước xích xích lăn 33 Hình 4.4 Cấu tạo xích lăn 36 Hình 4.5 Cấu tạo bánh xích 100B 37 Hình 4.6 Cấu tạo trục bậc ghép bánh xích 37 Hình 5.1 Chu trình hồi nhiệt cấp 49 Hình 5.2 Chu trình lạnh tra coolpack 50 Hình 5.3 Máy nén pistong 2FES-2-40S 53 Hình 5.4 Quá trình truyền nhiệt 54 Hình 5.5 Chu trình lạnh máy nén hai cấp bình trung gian ống xoắn 61 Hình 5.6 Đồ thị log P-h chu trình lạnh 61 Hình 5.7 Van tiết lưu nhiệt 80 Hình 5.8 Thơng số kĩ thuật van tiết lưu TEA 81 Hình 6.1 Cấu tạo bình tách dầu 83 Hình 6.2 Thơng số bình tách dầu Emerson AW-Z 55855 84 Hình 6.3 Cấu tạo bình chứa cao áp 85 Hình 6.4 Cấu tạo bình trung gian 87 Hình 6.5 Cấu tạo phin lọc ẩm Danfoss DML 92 Hình 6.6 Thông số kĩ thuật phin lọc ẩm 023Z5045 Danfoss 92 Hình 6.7 Thơng số mắt ga 0140184 Danfoss 93 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần hóa học dinh dưỡng vải thiều Bảng 2.1 Một số môi chất lạnh thường dùng Bảng 2.2 Một số chất tải lạnh thường dùng Bảng 2.3 Một số chu trình máy nén cấp Bảng 2.4 Một số chu trình máy nén hai cấp Bảng 4.1 Thông số khí hậu Bắc Giang 17 Bảng 4.2 Thông số lớp vật liệu panel tiêu chuẩn 19 Bảng 4.3 Cấu trúc bê tông 21 Bảng 4.4 Kích thước kho lạnh 23 Bảng 4.5 Thơng số khơng khí kho lạnh bảo quản 25 Bảng 4.6 Bảng tổng hợp kết tính tốn tải nhiệt kho lạnh bảo quản 27 Bảng 4.7 Tải nhiệt qua kết cấu bao che tủ kết đông 32 Bảng 4.8 Nhiệt tổn thất qua tủ kết đông 33 Bảng 4.9 Thơng số xích lăn tiêu chuẩn 36 Bảng 4.10 Thơng số tiêu chuẩn xích lăn 100B 36 Bảng 4.11 Thông số bánh xích 100B 37 Bảng 4.12 Thông số động 39 Bảng 4.13 Kích thước kho lạnh BQF 42 Bảng 4.14 Trạng thái khơng khí kho lạnh BQF 44 Bảng 4.15 Tổng hợp kết tính tốn tải nhiệt 46 Bảng 5.1 Các thông số điểm nút chu trinh lạnh 50 Bảng 5.2 Thông số kĩ thuật máy nén pitong 2FES-2-40S 53 Bảng 5.3 Kích thước vỉ ống ngưng tụ 56 Bảng 5.4 Kích thước chân đỡ 57 Bảng 5.5 Thơng số điểm nút chu trình lạnh hai cấp bình trung gian 62 Bảng 5.6 Năng suất lạnh lưu lượng cho dàn bay 63 Bảng 5.7 Ưu nhược điểm số thiết bị ngưng tụ 67 Bảng 5.8 Kích thước vỉ ống thiết bị ngưng tụ 72 Bảng 5.9 Kích thước chân đỡ tiêu chuẩn 73 Bảng 5.10 Kích thước tai treo tiêu chuẩn 73 Bảng 5.11 Kích thước ống nối thiết bị ngưng tụ 74 Bảng 5.12 Ưu nhược điểm số thiết bị bay 77 Bảng 5.13 Dàn quạt cho phòng lạnh bảo quản 78 Bảng 5.14 Dàn lạnh cho tủ kết đông 79 Bảng 5.15 Dàn lạnh cho phòng BQF 79 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ BẢO QUẢN Tổng quan nguyên liệu Nguồn gốc xuất xứ Cây vải có nguồn gốc từ miền nam Trung Quốc Hiện giới có 20 nước trồng vải có số nước như: Trung Quốc, Ấn Độ, Australia, Mỹ vải sản xuất với quy mô công nghiệp Ở nước ta trồng vải chủ yếu vùng đồng sông Hồng, trung du, miền núi Bắc Bộ phần khu cũ Những nơi trồng nhiều Bắc Giang, Hải Dương, Phú Thọ, nơng trường Đơng Triều, vườn quốc gia Cát Bà,… Ngồi cịn có vườn vải chín sớm dọc sơng Đáy Các giống vải Trong sản xuất gặp nhóm chính: - Vải chua: mọc khỏe, to, khối lượng trung bình 20-50g, hạt to Tỉ lệ ăn chiếm 50-60%, loại chín sớm Cách nhận biết vải chua chum hoa vải chua từ cuống đến nụ hoa có phủ lớp lơng màu đen Vải chua hoa đậu suất ổn định vải thiều Ở vùng Thanh Oai giống vải tiếng với ưu điểm to, màu đẹp, cùi dày - Vải thiều: gọi vải Tàu Quả nhỏ vải chua, khối lượng trung bình từ 25-30g, tỉ lệ ăn cao 70-80% Vải thiều chín muộn vải chua, chín vào đầu tháng 6, có đến tháng Chùm hoa nụ hoa màu trắng, khơng có lơng đen vải chua - Vải nhỡ: giống lai vải chua vải thiều Cây to trung bình, tán dựng đứng, to Chùm hoa có độ dài lớn trung gian vải chua vải thiều, có lơng màu đen thưa vải chua, có chùm hoa có lơng màu trắng Quả chín vỏ có màu xanh, đỉnh có màu tím đỏ, ăn ngọt, chua Ngồi có giống vải đặc trưng cho vùng như: - Vải Hùng Long(Phú Thọ): Là giống vải đột biến tự nhiên Cây sinh trưởng tốt, tán hình bán cầu Chùm hoa to kiểu hình tháp, cuống hoa có màu nâu đen Quả hình trịn dài, chín có màu đỏ thẫm, gai thưa, Khối lượng trung bình 23,5g, tỉ lệ phần ăn trung bình 72%, độ Brix 17-20%, vị ngọt, chua nhẹ Năng suất 10-15 tấn/ha, thu hoạch sớm - Vải Bình Khê( Quảng Ninh): Cây sinh trưởng tốt, tán hình bán cầu dẹt Chùm hoa to, thưa, cuống hoa có màu nâu đen Quả to hình trứng, chín có màu đỏ thẫm Khối lượng trung bình 33,5g, tỉ lệ ăn 71,5%, độ brix 17-20%, vị Năng suất 12-15 tấn/ha, thu hoạch sớm Phòng Type T0(0C) P(bar) Công suất(kW) Bảo quản TEA 20-2 0C 10 8,1 TKĐ Khoang TEA 20-20 - 20 0C 12 65,7 TKĐ khoang TEA 20-12 -50 0C 14 19,2 BQF TEA 20-3 -20 0C 12 10,0 Bình trung gian TEA 20-3 -20 12 10,0 82 THIẾT BỊ PHỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP LẮP ĐẶT Tính chọn thiết bị phụ Bình tách dầu Máy nén lạnh cần có dầu bơi trơn bề mặt ma sát, có xilanh secmang Khi máy nén làm việc ln có lượng dầu bị theo, bám vào bề mặt thiết bị truyền nhiệt gây giảm hiệu trao đổi nhiệt Đặc biệt với mơi chất NH3 khơng hịa tan dầu nên phải sử dụng bình tách dầu đặt trước thiết bị ngưng tụ Với hệ thống freon dầu dẫn quay lại máy nén, cịn mơi chất NH3 gom bình gom dầu xả Hình 6.1 Cấu tạo bình tách dầu Nguyên tắc làm việc chủ yếu giảm dòng từ 18-25 m/s xuống 0,5-1m/s, cách thay đổi hướng chuyển động chặn vuông góc với dịng chảy xoắn xyclon để hạt bụi dầu nặng lắng xuống chuyển động xuống đáy Chọn bình tách dầu: Có nhiều loại bình tách dầu sử dụng tuỳ theo yêu cầu quy trình cơng nghệ Nhưng thường sử dụng loại bình tách dầu xoắn hay bình tách dầu làm mát nước hiệu suất cao, tách đến 95 – 97% lượng dầu theo từ máy nén Tiết diện ống dẫn vào bình: F= m3 * v2 , m2 w' Trong : m3 lưu lượng tác nhân , kg/s v2 thể tích khỏi máy nén , m3 w’ vận tốc vào bình tách dầu, chọn w’ = 20 m/s 83 F= 0,07 0,1596 = 0,0139(m2 ) 20 D= 4 F = 0,0139 = 0,014(m) 3,14 Lựa chọn bình tách dầu hãng Bitzer, ta có thơng số kỹ thuật sau: - Model: AW – Z 55855 Đường kính bình: 76mm Đường kính ống inlet- outlet: 16mm Trọng lượng: 1,1kg Xuất xử: China Giá: 685.000đ Hình 6.2 Thơng số bình tách dầu Emerson AW-Z 55855 Bình chứa dầu Bình chứa dầu dùng để gom dầu từ thiết bị bình tách dầu, bầu dầu bình ngưng, bình chứa, bình bay hơi, bình tách lỏng,… để giảm tổn thất giảm nguy hiểm xả dầu từ áp suất cao Bình chứa dầu bình hình trụ đặt thẳng đứng nằm ngang, có đường nối với đường hút máy nén áp kế, với đáy xả dầu đường xả dầu bên Khi mở van nối đường hút, áp suất bình giảm xuống, môi chất lạnh hút khỏi hết bình chứa dầu Khi áp suất dư xuống gần 0, mở van xả để xả dầu khỏi bình ngưng để hồn ngun Chọn bình chứa dầu có kích thước: Ф = 0,35 m ; l = 0,8 m Bình chứa cao áp Thường đặt sau thiết bị ngưng tụ nhằm chứa lỏng ngưng tụ, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt cho thiết bị ngưng tụ, trì cấp lỏng cho van tiết lưu Cấu tạo: 84 Hình 6.3 Cấu tạo bình chứa cao áp Đáy E-lip Thân bình Chân bình Van gas Ống góp Ống sục gas nóng Đoạn ống nối Ống vào bình Ống lắp áp kế 10 Ống khỏi bình 11 Ống cấp dịch vào 12 Ống lắp van an tồn Tính chọn bình chứa cao áp: Thể tích bình chứa cao áp phải đạt yêu cầu sau: Khi vận hành, mức lỏng NH3 phải đạt 50% thể tích bình Với hệ thống cấp lỏng từ xuống(kiểu khơ) bình chứa 30% thể tích dàn bay Do VBC>0,6VBH Với hệ thống cấp lỏng từ lên kiểu ngập, bình phải chứa 60% thể tích dàn bay Do đó, VBC>1,2VBH Với hệ thống cấp dịch kiểu ngập, ta có: VBC = 0,7 VBH 1,2 Ta có: VBH d2 = ( L1 + L2 + L3 ) Trong đó: - d: đường kính ống dàn bay hơi; Ống xoắn gian bay có đường kính ngồi 27mm, dày 3mm Khi đó: - L1: chiều dài ống trao đổi nhiệt dàn bay khoang 1, L1=1651m; L2: chiều dài ống trao đổi nhiệt dàn bay khoang L2=1062m; 85 - L3: chiều dài ống trao đổi nhiệt dàn bay kho BQF, L3=740m; VBH = d 0,0212 ( L1 + L2 + L3 ) = (1651 + 1062 + 740) = 1, 2(m3 ) 4 Từ đó: VBC = 0,7 VBH 1, = 0,7 0,95 1, = 1(m3 ) Bình chứa tuần hồn Dùng để chứa lỏng áp suất bay hệ thống lạnh có bơm tuần hồn cấp dịch lỏng cho dàn bay - - Chứa môi chất nhiệt độ thấp để bơm dịch hoạt động ổn định Tách lỏng dòng gas máy nén Trong hệ thống sử dụng bơm dịch, lượng lỏng sau dàn bay lớn, sử dụng bình tách lỏng khơng có khả tách hết, dễ gây ngập lỏng Vì người ta đưa bình chứa hạ áp, lỏng rơi xuống phía dưới, phía hút máy nén Do làm việc nhiệt độ thấp nên bình chứa hạ áp bọc cách nhiệt polyurethane dày 150-200mm, ngồi bọc inox bảo vệ Bình chứa tuần hoàn phải đáp ứng chứa toàn lỏng cho dàn bay hơi, cơng thức tính tương tự tính bình chứa cao áp Đối với phịng lạnh bảo quản BQF khoang tủ kết đông, sử dụng chung bình chứa lỏng tuần hồn dạng thẳng đứng 0,0212 VBC = 0,7 VBHHA 1, = 0,7 .(1651 + 740).1, = 0,58(m3 ) Đối với khoang tủ kết đơng sử dùng bình chứa lỏng sau: 0,0212 VBC = 0,7 VBHHA 1, = 0,7 .1062.1, = 0, 26(m3 ) Bình trung gian Bình trung gian sử dụng máy lạnh nhiều cấp làm mát trung gian nhờ tiết lưu mơi chất lỏng Bình trung gian có nhiệm vụ q lạnh phần tồn phần môi chất máy nén cấp thấp để lạnh lỏng trước vào van tiết lưu bay phần lỏng nhiệt độ thấp áp suất trung gian 86 Hình 6.4 Cấu tạo bình trung gian Tính tốn: Dựa vào bề mặt truyền nhiệt để tính tốn, ta có thơng số sau đây: - Ống xoắn lạnh từ 320C xuống 300C Van tiết lưu lỏng mơi chất vào bình trung gian nhiệt độ -260C nhận nhiệt bay Coi trình trao đổi nhiệt ngược chiều, ta tính logarit hiệu nhiệt độ: ttb = - tmax − tmin (32 + 18) − (30 + 18) = = 490 C tmax 32 + 18 ln( ) ln 30 + 18 tminn Nhiệt lượng qua ống xoắn: Q = m3.(i5 − i6 ) = 0,07.(353 − 92) = 18,27(kW) = 18270(W) Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt ống xoắn là: F= Q (m2 ) K.t Trong đó: - K: hệ số truyền nhiệt ống xoắn, k=580-700(W/m2.K), chọn K=580(W/m2.K) Khi đó: F= Q 18270 (m2 ) = = 0,64(m2 ) K.t 580.49 87 Chọn ống xoắn đường kính 21mm, dày 3mm Khi chiều dài ống cần chọn: F 0, 64 = = 8,52(m) dTD 0, 024 L= Chọn đường kính vịng xoắn 300mm Khi chu vi vòng xoắn là: C = 1, 2. d = 1, 2. 0,3 = 1,14(m) Số vòng xoắn: n= L 8,52 = = (vòng) C 1,14 Chọn bước xoắn 40mm Vậy chiều cao phần ống xoắn là: H = 8.0,04 = 0,32(m) Khi đó, ta chọn chiều cao bình trung gian có đường kính 400mm, cao 800 Tính chọn đường ống Cơng thức chung tính đường kính đường ống: D= 4V (m) a Đường ống hút đẩy cấp thấp Dòng máy nén cấp thấp bao gồm từ dàn lạnh âm sâu, nhiệt độ 440C, ta có thơng số NH3 sau: h = 1,548(kg / m3 ) Khi đó, đường kính ống hút máy nén cấp thấp: D= 4.m33 4.0,008 = = 0,016(m) v 1,548. 25 Chọn ống hút đường kính 18mm, dày 2mm b Đường ống hút ống đẩy cấp cao Dòng máy nén cấp thấp bao gồm từ dàn lạnh âm sâu, nhiệt độ 260C, ta có thơng số NH3 sau: h = 1,321(kg / m3 ) Khi đó, đường kính ống hút máy nén cấp cao D= 4.m33 = 4.0,055 = 0,052(m) 1,321. 20 88 Chọn ống hút đường kính 56mm, dày 2mm c Đường lỏng cao áp Chọn dịng lỏng có vận tốc 1m/s l = 590(kg / m3 ) Khi đó, đường kính ống dẫn lỏng cao áp: D= 4.m3 4.0, 07 = = 0, 013(m) 590. Chọn ống lỏng cao áp đường kính 16mm, dày 2mm d Đường lỏng đến dàn bay Đường kính ống dẫn lỏng đến dàn bay khoang 1: D= 4.m31 4.0, 035 = = 0, 009(m) 670. Chọn đường kính óng dẫn lỏng 10mm, dày 2mm Đường kính ống dẫn lỏng đến dàn bay khoang 2: D= 4.m31 4.0, 012 = = 0, 006(m) 695. Chọn đường kính óng dẫn lỏng 10mm, dày 2mm Đường kính ống dẫn lỏng đến dàn bay phòng BQF: D= 4.m31 4.0, 012 = = 0, 006(m) 695. Chọn đường kính óng dẫn lỏng 10mm, dày 2mm Tính chọn bơm cấp dịch cho dàn lạnh NH3 môi chất có khả ăn mịn kim loại Do ta phải sử dụng loại bơm môi chất lạnh chế tạo với khả chống gỉ cao Thông thường, người ta chế tạo loại bơm sử dụng cho NH3 Một hàng sản xuất bơm dịch NH3 tiếng giới hãng Hermetic Vì ta dựa vào catalog để lựa chọn mã bơm phù hợp Để chọn loại bơm phù hợp, ta phải dựa vào cột áp lưu lượng dịng chảy Tra thơng số khối lượng riêng NH3 nhiệt độ bay hơi: - Ở -260C, =671,35(kg/m3) - Ở -440C, =695,00(kg/m3) a Bơm cấp dịch cho khoang tủ kết đông kho BQF: 89 Lưu lượng lỏng cho dàn lạnh: Q1 = (m11 + m13 ) i2 − i6 1541 − 339 = (0, 035 + 0, 008) .3600 = 0, 26(m3 / h) i3 − i7 1 1430 − 353 671 Cột áp tính theo cơng thức: H = H1 + H + H (mmH 2O) Trong đó: - H1 cột áp thủy tĩnh, đo khoảng cách từ đường đẩy bơm đến dàn lạnh, chọn H1 = 2000(mmH 2O) - H2 cột áp đường đẩy bơm, H = 1, 446(b ar) = 14745(mmH 2O) - H3 tổn thất cút tê đường ống tổn thất ma sát đường ống H = Pcb + Pms Với: + Pcb = 2 ( Pa ) trở lực cục bộ, van có trở kháng = 2,5 , cịn cút 90 có trở kháng = Chọn dịng lỏng có tốc độ 2(m/s), bố trí từ bơm đến dàn lạnh có cút 90 van Khi đó: Pcb = + 2 ( Pa) = (2,5.4 + 6).671 22 = 21472(Pa) = 2147(mmH 2O) l 2 Pms = ( Pa ) trở lực ma sát, đó: d l: chiều dài ống, chọn l=15m : khối lượng riêng môi chất lỏng, =671,35(kg/m3) d: đường kính ống, d=16mm : hệ số trở kháng ma sát, phụ thuộc vào Re Re = Khi đó: = d 2.0, 016 = = 80402 0,398.10 −6 1 = = 0, 019 (1,82.log Re − 1, 64) (1,82.log 80402 − 1, 64) Vậy: l 2 15.671,35 22 Pms = = 0, 019 = 23702( Pa) = 2417(mmH 2O) d 0, 016 Khi đó, tổng cột áp bơm cần cấp là: 90 H = H1 + H + H = 2000 + 14745 + (2147 + 2417) = 21(mH O) Chọn bơm CAM 1/2, motor AGX 1,0: Q: 0,2 - 3,5(m3/h) - H max = 25(mH 2O) b Bơm cấp dịch cho khoang 2: Lưu lượng lỏng cho dàn lạnh: Q2 = m32 2 = m12 i2 − i6 1541 − 339 = 0, 012 .3600 = 0, 07(m3 / h) i3 − i7 2 1430 − 353 695 Tính tương tự phần bơm cho khoang phịng BQF, ta tính được: H = 12(mH 2O) Chọn bơm CAM 1/2, motor AGX 1,0: Q: 0,2 - 3,5(m3/h) - H max = 25(mH 2O) Bình tách khí khơng ngưng Trong hệ thống lạnh amoniac ln có lượng khí khơng ngưng tuần hồn với lượng môi chất lạnh làm giảm hiệu truyền nhiệt, tăng áp suất ngưng tụ hiệu sau tầm nén Bình tách khí khơng ngưng có nhiệm vụ tách dịng khí khỏi hệ thống Ngun nhân: - Hút chân không không triệt để nạp ga Khi nạp dầu, bảo dưỡng chi tiết Do môi chất, dầu, ẩm phân hủy thành Do môi chất lạnh phân hủy, đặc biệt NH3 phân hủy cuối tầm nén nên cần bố trí bình tách khí khơng ngưng Do rị rỉ khơng khí vào hệ thống áp suất bay nhỏ áp suất khí Nguyên tắc xả khí không ngưng: - - Đối với freon, môi chất nặng khơng khí, dừng máy phần khơng khí tập trung phía bình chứa cao áp giàn ngưng, ngồi freon khơng gây độc hại, khơng cần tách khí, cho phép xả trực tiếp Đối với amoniac ngược lại, khơng khí nặng amoniac, amoniac gây độc, cần phải tách khí khơng ngưng 91 - Thơng thường, để tách khí không ngưng, cần hạ nhiệt độ thấp nhiệt độ ngưng tụ dễ dàng hóa lỏng phần mơi chất khỏi hỗn hợp khí Phin lọc Phin lọc có nhiệm vụ loại trừ cặn bẩn học tạp chất hóa học đặc biệt nước axit khỏi hệ thống lạnh Gồm lưới lọc bên có hạt hút ẩm Phin lọc thường lắp trước vào máy nén trước vào van tiết lưu Hình 6.5 Cấu tạo phin lọc ẩm Danfoss DML 1: Cửa vào 3: Lõi phin 5: Tấm đục lỗ 2: Lị xo 4: Tấm lót 6: Mũ bịt kiểu loe - Model: 023Z5045 Hãng sản xuất: Danfoss Đường kính ống: 16mm Thể tích: 16 in3 Trọng lượng: 0,747kg Xuất xứ: Ấn Độ Hình 6.6 Thơng số kĩ thuật phin lọc ẩm 023Z5045 Danfoss Mắt ga Nhiệm vụ: Mắt ga kính quan sát lắp đường lỏng, nhằm bao hiệu, thị dịng chảy mơi chất lạnh Vị trí: Mắt ga lắp đường ống lỏng, sau phin sấy lọc, trước van tiết lưu 92 - Model: 0140184 Hãng sản xuất: Danfoss Đường kính ống nối: 16mm Loại kết nối: Hàn Trọng lượng:0,18kg Xuất xử: Trung Quốc Hình 6.7 Thơng số mắt ga 0140184 Danfoss Các loại van a Van chiều Trong hệ thống lạnh người ta thiết kế lỏng theo chiều định thí dụ nén vào bình ngưng khơng vào máy nén, lỏng qua bơm khơng quay lại( đề phịng hỏng máy nén, hỏng bơm), Nguyên tắc hoạt động chủ yếu chênh lệch áp suất Khi áp suất đầu vào lớn hơn, tự động mở cho dòng dòng lỏng qua, áp suất đầu vào nhỏ đầu ra, van tự động đóng b Van điện từ Van điện từ dùng để điều khiển mức cho bình tách lỏng bình trung gian Khi mức thấp van mở nên cấp lỏng vào bình, mức cao van ngắt cấp lỏng Yêu cầu lắp đặt hệ thống lạnh Yêu cầu chung với phòng máy Phòng máy bố trí ngồi Khoảng cách tổ hợp máy đảm bảo lớn 1m, tổ hợp máy tường khơng nhỏ 0,8m Phịng máy phải có cửa riêng biệt, cửa thơng trực tiếp với ngồi Cánh cửa mở phía ngồi Phịng máy thiết bị phải có hệ thống thơng gió bình thường thơng gió cố Hệ thống hút gió phải đảm bảo thay đổi khơng khí hai lần Hệ thống thải gió phải đảm bảo thay đổi khơng khí ba lần Hệ thống thơng gió cố đảm bảo thay đổi khơng khí bảy lần Máy nén phải đặt phịng có diện tích đủ lớn, khơng ẩm thơng thống Khơng đặt máy cạnh nguồn nhiệt 93 Các máy nhỏ đặt giảm chấn cao su, máy lớn phải đặt bệ bê tông Lắp đặt hệ thống amoniac a Bình ngưng Bình ngưng đặt bình chứa cao áp Khoảng trống hai đầu bình ngưng đảm bảo sửa chữa Phải có đường thơng áp bình chứa lỏng b Dàn quạt bay Treo tường, đảm bảo máng ống dẫn nước phá băng thải ngồi nhanh chóng c Thiết bị phụ trợ Bình chứa hạ áp lắp cao bơm tuần hồn 1,5m để tạo áp lực hút cần thiết bơm Bình tách lỏng làm việc nhiệt độ thấp nên để dàn máy hay kho lạnh, cao dàn bay Trạm tiết lưu đặt nơi tiện sử dụng Bình tách dầu lắp cho mức lỏng bình thấp đầu ống lỏng từ bình chứa dầu hay bình ngưng từ 200-250mm d Đường ống Vật liệu ống dẫn NH3 làm việc đến -450C chế tạo từ ống cán thép nóng liền CT20 Sau thử bền kiểm tra phải bọc cách nhiệt cho đường ống 94 KẾT LUẬN Qua thời gian nghiên cứu tìm tịi, nhờ hướng dẫn tận tình Th.S Lê Ngọc Cương, em hoàn thành thiết kế hệ thống lạnh đặt Bắc Giang bảo quản vải Em thiết kế mặt bố trí phịng lạnh, hiểu kết cấu lắp ghép phụ kiện nhơm để lắp đặt kho lạnh, tính tốn, thiết kế thiết bị hệ thống, hiểu sâu thiết bị phụ trợ,… Bên cạnh đó, em học nhiều kĩ làm đồ án kĩ tìm kiếm tài liệu, tổng hợp thông tin, kĩ tra catalog thiết bị, đặc biệt kĩ trình bày tài liệu tiêu chuẩn Tuy nhiên, hạn chế mặt thời gian thực tế, nên đồ án có thể có sai sót, mong thầy góp ý để đồ án hoàn thiện Về hướng phát triển đồ án, phát triển thêm khía cạnh sau: - Xây dựng mạch điều khiển tự động hồn tồn cho hệ thống lạnh Tính tốn, thiết kế điện trở xả băng cho phịng lạnh thiết bị Bố trí đường ống lắp đặt vị trí thiết bị phịng máy chủ Một lần nữa, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Lê Ngọc Cương tận tình giúp đỡ em thời gian qua, cảm ơn đến cô Công ty cổ phần xuất nhập VIFOCO( Bắc Giang), dù bận rộn mùa cao điểm sản xuất tận tình giúp đỡ em để hồn thành đồ án 95 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Đức Lợi, giáo trình kĩ thuật lạnh, Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội, 2008 [2] Nguyễn Đức Lợi, Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nhà xuất Bách Khoa – Hà Nội, 2008 [3] Nguyễn Văn May, Máy lạnh điều hịa khơng khí, Nhà xuất khoa học kĩ thuật, 2009 [4] Hà Văn Thuyết, Công nghệ rau quả, Nhà xuất Bách Khoa – Hà Nội, 2012 [5] VIFICO, Tài liệu kiểm soát chất lượng KCS vụ vải 2019 96 ... nghệ sinh học- Công nghệ thực phẩm Ngành: Quá trình thiết bị CNSH CNTP Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống lạnh bảo quản kết đông vải thiều suất 50 tấn/ngày Các số liệu ban đầu: - Năng suất vải. .. chất khơ (đo khúc xạ kế 20℃): 10% 16 TÍNH TỐN, THIẾT KẾ KHO LẠNH Thiết kế phòng lạnh bảo quản Kích thước phịng lạnh sau thu hoạch a Thơng số kĩ thuật Thiết kế kho bảo quản lạnh vải chùm sức chứa... -180C tâm Đồ án thiết kế hệ thống lạnh trung tâm cho kho, tính chọn thiết bị phụ cho hệ thống, thiết kế mặt thuận lợi cho việc vận hành công nghệ, tạo sở để xây dựng lắp đặt hệ thống hoàn chỉnh MỤC