Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống lanh, Cách Nhiệt Kho Lạnh, Hệ thống trữ đông tôm, Tính Toán Cách Nhiệt Cách Ẩm, Cấu tạo nền kho lạnh, Tính Toán Cân Bằng Nhiệt
Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên THIẾT KẾ KHO LẠNH ĐỀ: Tính toán thiết kế hệ thống trữ đôngcho nhà máy thủy hải sản: - Sản phẩm là cá. - Công suất E=900T/mẻ. - Nhiệt độ buồng =-20°C. - Môi chất R22. - Địa điểm Thành phố Hồ Chí Minh Vẽ sơ đồ hệ thống lạnh và tính toán. SVTH: Nguyễn Phương Sơn 1 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH. 1/Quy hoạch mặt bằng kho lạnh: 1.1/Yêu cầuu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh 1 tầng: - Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau. Các cửa ra buồng chứa phải quay ra hành lang. Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyề không được đi ngược. - Quy hoạch phải đạt chi phí dầu tư là bé nhất. Cần phải sử dụng rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn, giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi. Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất. - Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền. - Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho vịec bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế. - Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất 12m, thường lấy 12,24,36,48,60,72m. - Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn. Điều này đặc biệt quan trọng đối với kho lạnh 1 tầng vì phải đảm bảo luôn luôn đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị về hệ thống, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dưới lên. - Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kĩ thuật an toàn phòng cháy chữa cháy. - Khi quy hoạch cũng cần tính toán đến khả năng phải mở rộng kho lạnh. 1.2/ Nguồn nước . Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ là rất lớnnê ngay từ khi xây dựng phải đặc biệt chú ý đến nguồn nước. Ở đây ta sử dụng nước giếng khoan, và trước khi vận hành phải bơm thử giếng khoan, xác định trữ lượng và chất lượng nước. 1.3 /Nguồn điện. Quan trọng tương tự là việc cấp điện đến công trình, giá điện và giá xây lắp công trình. Phải chú ý làm sao giảm tiêu tốn điện năng đến mức thấp nhất. SVTH: Nguyễn Phương Sơn 2 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên 1.4 /Nơi bốc xếp. Trước sân phải chú ý thiết kế cho việc bốc dỡ hàng với số lượng cao nhất. Đồng thơi đảm bảo đến các mặt hàng kho lạnh không ảnh hưởng đến thời gian bốc xếp. Dọc theo chiều dài kho cần bố trí hiên tàu hỏa. Nếu kho lạnh gần bến cảng phải bố trí thêm cầu cảng của kho để có thể bốc xếp trực tiếp sản phẩm từ tầu vào kho tránh phải dùng phương tiện vận chuyển trung gian. SVTH: Nguyễn Phương Sơn 3 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên Chương 2: Cấu Trúc Xây Dựng Và Cách Nhiệt Kho Lạnh. Nhiệm vụ thiết kế Từ bảng 1-1[HDTTHTL -Nguyễn Đức Lợi 2005]ta có nhiệt độ và độ ẩm Thành phố Mùa hè: 37,3 o C; ϕ =74% Mùa đông:17,4 o C; ϕ =74% Nhiệt độ trung bình cả năm: t tb =27 o C 2.1/Hệ thống trữ đông tôm: Công suất E= 500tấn/mẻ Nhiệt độ bảo quản sản phẩm t 2 =-20 o C 2.2/Kích thước phòng trữ đông: Kho Lạnh Trữ Đông: Sản phẩm sau khi cấp đông trải qua quá trình mạ băng và đóng gói sản phẩm, nhiệt độ trung bình của sản phẩm sẽ bị thay đổi. Do đó cần qua thiết bị cấp đông bổ sung làm cho nhiệt độ trung bình của sản phẩm đạt được -20 o C. Sau đó sản phẩm được đưa vào kho trữ đông để bảo quản được lâu dài. Việc tính toán và thiết kế hệ thống trữ đông đóng vai trò quan trọng trong dây chuyền chế biến và đông lạnh thuỷ sản. Quá trình bảo quản thực phẩm làm cho thực phẩm kéo dài hạn sử dụng và giúp cho quá trình điều phối sản phẩm một cách liên tục và bảo đảm trong từng thời kỳ khác nhau. 1/Tải trọng sản phẩm: Tiêu chuẩn xếp sản phẩm ở phòng bảo quản [Phụ Lục 3 - Công Nghệ Lạnh Thuỷ Sản - Nguyễn Đức Ba - Nguyễn Văn Tài] ta có tải trọng của sản phẩm: 0,7 v g = [tấn/m 3 ] 2/Thể tích chất tải kho lạnh (V): Từ (2-1) trang 55- [HTMVTBL] ( ) ( ) 3 3 500 714.285 714 0,7 ct v E V m m g = = = ≈ Trong đó: E là dung tích chất tải kho lạnh [tấn] SVTH: Nguyễn Phương Sơn 4 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên 3/Diện tích chất tải F ct : [m 2 ] Kho trữ đông được lắp ghép từ những tấm panel tiêu chuẩn: Kho trữ đông một tầng và việc lựa chọn chiều cao chất tải phụ thuộc vào bề dày cách nhiệt và không gian lắp đặt cánh hướng gió để tuần hoàn không khí lạnh nên ta chọn chiều cao kho lạnh là h = 6m và chiều cao chất tải là h ct = 5m. Như vậy diện tích chất tải là: Từ (2-2) trang 57-[HTMVTBL] ( ) ( ) 2 2 714 142,8 142 5 ct ct ct V F m m h = = = ≈ 4/Diện tích cần xây dựng F XD : [m 2 ] Vì tính đến đường đi, khoảng hở giữa các lô hàng .nên diện tích kho lạnh thực tế phải lớn hơn diện tích chất tải. Từ (2-3) trang 58-[HTMVTBL] [ ] 2 m F F T ct XD β = Trong đó: T β hệ số sử dụng diện tích. Tra bảng 2.4-[HDTKHTL] ta được: 0.75 T β = Như vậy: ( ) 2 142 190 0.75 ct XD T F F m β = = = Ta chọn bước cột là : 2 6 12 72f m= × = Số buồng lạnh cần xây dựng : 190 2,64 72 XD F z f = = = Chọn 3z = Vậy diện tích cần xây dựng là : ( ) 2 3 72 216 m× = Do việc sản xuất panel theo một dạng tiêu chuẩn nên ta chọn diện tích kho lạnh là chiều dài x chiều rộng : ( ) 18 12 m× SVTH: Nguyễn Phương Sơn 5 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên Chương 3: Tính Toán Cách Nhiệt Cách Ẩm 3.1/Cách nhiệt cách ẩm kho trữ đông: 1/Tính cách nhiệt tường kho lạnh: Số thứ tự Tên vật liệu Bề dày( δ ),m Hệ số dẫn nhiệt( λ ) 1 Lớp vữa xi măng 02,0 1 = δ 4,1 1 = λ 2 Lớp gạch đỏ 2,0 2 = δ 1,4 3 Lớp cách ẩm 3 δ 0,02 4 Lớp cách nhiệt polystyrol 005,0 4 = δ 0,18 5 Lớp vữa trát khô.sơ gỗ 2,0 5 = δ 1,4 Từ (3-1)-[Trang 85-HDTKHTL]ta có: ++−=⇒ +++ = ∑ ∑ = = n i i i cncn cn cn n i i i k k 1 2 2 1 1 1 1 11 11 1 αλ δ α λδ αλ δ λ δ α Trong đó: cn δ :độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt; m cn λ :hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt polystyrol. SVTH: Nguyễn Phương Sơn 6 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên K :hệ số truyền nhiệt; Hệ số truyền nhiệt k phụ thuộc vào nhiệt của kho lạnh, nhiệt độ của kho lạnh là -20 o C nên theo bảng 3-3 [ HDTKHTL]ta chọn k = 0,21. 1 α :hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt. Từ bảng 3-7(Trang 86-HDTKHTL) ta có Km W 2 1 3,23= α 2 α :hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh. Từ bảng 3-7(Trang 86-HDTKHTL) ta có 2 2 8 W m K α = ii λδ , bề dày và hệ số dẫn nhiệt của tấm panel thứ i. Như vậy: 1 1 0,02 0,38 0,004 0,02 1 0,047 2 0,1865 0,2 0,21 23,3 0.88 0,82 0,18 0,21 8 cn m m δ = − + + + + + = ÷ ; Chọn chiều dày cách nhiệt là 200mm. Hệ số truyền nhiệt thực tế của vách : 2 1 1 2 2 1 1 0,2 1 0,2 0,02 0,38 0,004 0,02 1 1 1 2 23,3 0,047 0,88 0,82 0,18 0,21 8 0,2( ) t n i cn i i cn W k m K W Kt m K δ δ α λ λ α = = = = + + + + + + + + + ⇒ = ∑ Kiểm tra động sương cho tường kho lạnh: Khi nhiệt độ bên ngoài nhỏ hơn nhiệt độ đọng sương của không khí thì bề mặt ngoài của vách sẽ bị đọng sương. Để tránh hiện tượng đọng sương bên ngoài vách thì nhiệt độ bên ngoài vách phải thoả mãn điều kiện sau: 1ws tt < . Trong đó t w1 là nhiệt độ bề mặt ngoài của vách. Hay ta có: s s k tt tt k = − − < 21 1 1 95,0 α Trong đó: 21 , tt :nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong buồng lạnh. s t :nhiệt độ điểm sương của không khí bên ngoài ứng với nhiệt độ t 1 và độ ẩm ư 1 . Nhiệt độ và độ ẩm tháng nóng nhất của Thành Phố HCM là 37,3 o C; 74%. Tra dồ thị I-d không khí ẩm ta xác định được nhiệt độ điểm sương của không khí là:31 o C. ( ) 2 37,3 31 0,95.23,3 2,43 37,3 20 s W k m K − = = − − SVTH: Nguyễn Phương Sơn 7 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên Như vậy ta có st kk < nên vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương. **Kiểm tra đọng ẩm cho cơ cấu cách nhiệt : Ta có mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt : ( ) ( ) 1 2 2 0,2 37,3 20 11,46 W q k t k t t m = ×∆ = − = + = Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách : ( ) 1 1 1 1 1 1 11,46 37,3 36,8 23,3 f f q t t q t t C α α = × − → = − = − = o Vậy : 1 2 1 1 0,02 36,8 11,46 36.54 0,88 t t q C δ λ = − = − × = o 2 3 2 2 0,38 36,54 11,46 31.23 0,82 t t q C δ λ = − = − × = o 3 4 3 3 0,02 31,23 11,46 30.97 0,88 t t q C δ λ = − = − × = o 4 5 4 4 0,004 30.97 11,46 30,7 0,18 t t q C δ λ = − = − × = o 5 6 5 5 0,2 30,7 11,46 18.1 0,047 t t q C δ λ = − = − × = − o 6 7 6 6 0,02 18,1 11,46 19,1 0,21 t t q C δ λ = − = − − × = − o 2 7 2 11,46 19,1 20 8 f q t t C α = − = − − = − o 2/tính cách nhiệt cho mái kho lạnh : SVTH: Nguyễn Phương Sơn 8 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên Số thứ tự Tên vật liệu Bề dày( δ ),m Hệ số dẫn nhiệt( λ ) 1 Lớp phủ đồng thời là lớp cách ẩm bằng VLXD và bitum 1 0,015 δ = 1 0.3 λ = 2 Lớp bê tông rằng có cốt pha 2 0,05 δ = 1,5 3 Lớp cách nhiệt điền đầy :VL chịu lửa xốp 3 ? δ = 0,09 4 Lớp cách ẩm bitum dầu lửa 4 0,004 δ = 0,18 5 Lớp bê tông cốt thép chịu lực 5 0,25 δ = 1,5 Vì mái bằng và 20 b t C= − o .Từ bảng 3-3 (HDTKHTL) ta có:K=0.2 Từ bảng 3-7 ta có : 1 23,3 α = ; 2 7 α = 1 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0,015 0,05 0,004 0,25 1 0,09 0.4 0.2 23,3 0,3 1,5 0,18 1,5 7 n i cn i i cn n i cn cn i i k k m δ δ α λ λ α δ δ λ α λ α = = = + + + ⇒ = − + + ÷ = − + + + + + = ÷ ∑ ∑ Với 0,4m δ = → Tính lại 2 2 0,156 2,43 s W W K K m k m k = < = Vậy mái không bị đọng sương. 3/Tính cách nhiệt, cách ẩm nền kho lạnh: Do nhiệt độ trong buồng là -20 o C nên nền dễ bị đóng băng do dó ta chọn nền có sưởi. SVTH: Nguyễn Phương Sơn 9 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên ♦ Cấu tạo nền kho lạnh: Số thứ tự Tên vật liệu Bề dày( δ ),m Hệ số dẫn nhiệt( λ ) 1 Nền nhẵn bằng các tấm bê tông lát 1 0,05 δ = 1 1,5 λ = 2 Lớp bêtông 2 0,15 δ = 1,5 3 Lớp cách nhiệt sỏi và đất sét xốp 3 ? δ = 0,2 4 Lớp bê tông có sưới điện 4 0,12 δ = 1.4 5 Lớp cách ẩm 6 Lớp bê tông đá dăm làm nền đất SVTH: Nguyễn Phương Sơn 10 . Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên THIẾT KẾ KHO LẠNH ĐỀ: Tính toán thiết kế hệ thống trữ đôngcho nhà máy thủy hải sản: - Sản phẩm. Chọn Máy Nén SVTH: Nguyễn Phương Sơn 16 Đồ Án Thiết Kế Hệ Thống Lạnh GVHD:Nguyễn Thị Kim Liên 5.1/Tính tốn chu trình lạnh và chọn máy nén cho hệ thống