Chương 10: Tính nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ Nhiệt lượng ở thiết bị ngưng tụ là nhiệt lượng mà nước và gió làm mát l ấy đi để môi chất ngưng tụ, tính nhiệt ở thiết bị ngưng tụ để tính công suất của thiết bị ngưng tụ. Q k = ∑Q 0 +N s Trong đó: Q 0 : Năng suất lạnh của máy nén N s : Công nén đoạn nhiệt, xác đinh như sau: N s = N e  e N e : Công suất đầu trục  e : Hiệu suất hiệu dụng [8] chọn  e = 0,65 V ới hệ thống cấp đông: Q k = 129.3+ 0,65.79.3 = 541 kW V ới kho lạnh bảo quản: Q k = 22,4 + 0,65.14 = 31,5 kW V ới máy đá vẩy: Q k = 42,7 + 0,65.21,1 = 56,4 kW 3.3.TÍNH CHỌN THIẾT BỊ. 3.3.1.Tính chọn thiết bị ngưng tụ. 3.3.1.1.Vai trò thiết bị ngưng tụ. Thiết bị ngưng tụ có nhiệm vụ: khi máy nén nén môi chất từ trạng hơi báo hòa thành hơi quá nhiệt và được thiết bị ngưng tụ làm môi chất chuyển sang trạng thái lỏng. Thiết bị ngưng tụ có ảnh hưởng đến áp suất và nhiệt độ của chu trình lạnh do đó ảnh hưởng đến hiệu quả và độ an to àn của hệ thống. Khi thiết bị ngưng tụ làm vi ệc kém hiệu quả thì các thông số của hệ thống sẽ bị thay đổi theo chiều hướng xấu như: - Năng suất lạnh hệ thống giảm, tổn thất tiết lưu tăng. - Nhiệt độ cuối quá trình nén tăng. - Công nén tăng, động cơ có thể quá tải. - Độ an toàn giảm do áp suất phía cao tăng, rờle HP có th ể tác động dừng máy nén… - Nhiệt độ cao ảnh hưởng đến độ nhớt của dầu, dẫn tới cháy dầu… 3.3.1.2.Cấu tạo và nguyên lý làm việc của thiết bị ngưng tụ Cấu tạo. o 3 Hình 3.8. Cấu tạo dàn ngưng 1. Bơm nước tuần ho àn; 2. Quạt gió; 3. Thiết bị chắn nước; 4. Vòi phun nước; 5. Dàn ngưng ống trơn; 6. Van phao duy trì mức nước trong bể. Nguyên lý làm việc. Hơi môi chất đi vào trong ống góp hơi ở phía trên vào dàn ống trao đổi nhiệt và ngưng tụ rồi chảy về bình chứa cao áp ở phía dưới. Môi chất được l àm mát nhờ hệ thống nước phun từ các vòi phun được phân bố đều ở ngay phía trên cụm ống trao đổi nhiệt. Nước sau khi trao đổi nhiệt với môi chất nóng l ên và được giải nhiệt nhờ không khí chuyển động cưỡng bức từ dưới lên do các quạt hoạt động, do vậy nhiệt độ của nước xuống bồn chứa hầu như không đổi. Toàn bộ lượng nhiệt của môi chất được không khí thải ra ngo ài. Thiết bị ngưng tụ này được bố trí quạt gió ở phía dưới tránh hơi nước làm ướt quạt làm tăng tuổi thọ của quạt. Bộ phận chắn nước dùng để chắn các giọt nước bị gió thổi ra ngoài không khí nhờ đó tiết kiệm được nước làm mát. Sau khi môi ch ất tuần hoàn được 2/3 dàn ống trao đổi nhiệt, một phần lớn gas đã được hóa lỏng, để nâng cao quá trình trao đổi nhiệt cần phải tách lượng lỏng này trước, giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt phía sau cho lượng hơi chưa ngưng còn lại. Vì vậy ở vị trí này người ta bố trí ống góp lỏng trung gian, để gom dịch lỏng cho chảy lỏng thẳng về ống góp lỏng phía dưới và chảy trực tiếp về bình chứa cao áp, phần hơi còn lại tiếp tục luân chuyển 1/3 ống còn lại. 3.3.1.3.Tính thiết bị ngưng tụ. Vậy tổng lượng nhiệt thải ở dàn ngưng là: Q k = 541 + 31,5 + 56,4 = 629kW T ừ Q k ta chọn hai dàn ngưng của hãng BALTIMORE với model VC1 – 185 với công suất giải nhiệt của mỗi dàn là 274kW B ảng 3 -22. Thông số dàn ngưng Kích thước vỏ Model Công su ất, kW Công su ất bơm, HP Số quạt 4.5’x12’ VC1 - 135 337 1 4 Hình 3.9. Loại dàn ngưng của BALTIMORE 3.3.2.Tính chọn thiết bị bay hơi cho kho lạnh và kho chờ đông. Q BH = F.k.t . - F: Di ện tích trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi. - K: Hệ số truyền nhiệt của thiết bị bay hơi, xác định theo kinh nghiệm - t: Hiệu nhiệ độ giữa môi chất sôi trong ống và không khí trong kho, t = 10 0 C - H ệ số truyền nhiệt k = 12,8W/m 2 .K [6] V ới kho lạnh 33T: 2 7,54 10.8,12 7000 mF  Với kho 15T: 2 21 10.8,12 2700 mF  Với kho chờ đông: 2 27 9.8,12 3100 mF  Chọn dàn lạnh của hãng HELPMAN B ảng 3 – 23. Kho lạnh 33T thông số như sau: Quạt gió Ký hi ệu Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Côn g su ất động cơ Lưu lượng gió, m 3 /s s ố lượng quạt, cái Kích thước dàn l ạnh Khối lượng dàn l ạnh sức chứa môi ch ất, lít ZLA – 118 - 6 59,3 0,25 1,127 1 1130L x985 222 16 Wx71 0 B ảng 3 – 24. Chọn dàn lạnh cho kho lạnh 15T và kho chờ đông 3.3.3.Tính kiểm tra đường ống dẫn môi chất lạnh và cách nhi ệt. Tính chọn đường ống. Tất cả đường kính trong của các đường ống đều tính theo công thức sau:   . .4 i i m d  - d i : Đường kính trong của ống dẫn. - : tốc độ dòng chảy trong ống - m: Lưu lượng thực tể của môi chất đi qua máy. -  i : Thể tích riêng của môi chất lạnh. Quạt gió Ký hiệu Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt Côn g su ất động cơ Lưu lượng gió, m 3 /s s ố lượng quạt, cái Kích thước dàn l ạnh Khối lượng dàn l ạnh sức chứa môi ch ất, lít ZLA – 114 - 6 29 0,25 1,15 1 1130L x985 Wx71 0 115 8 Theo bảng 10.1[5] ta chọn vận tốc của môi chất trên đường nén  = 20m/s, trên đường ống hút  = 17m/s, trên đường ống dẫn lỏng  = 0,5 m/s B ảng 3 – 25. Kết quả tính toán đường ống dẫn môi chất Đoạn ống m, kg/s v, m 3 /kg , m/s d, mm Chọn d a /d i , mm Hút h ạ áp máy nén cấp đông 0,064 1,8 17 93 108/100 Hút cao áp máy nén cấp đông 0,083 0,4 17 50 76/69 Nén h ạ áp máy nén cấp đông 0,064 0,53 20 46.5 76/69 Nén cao áp máy nén c ấp đông 0,083 0,13 20 40,9 57/50 Hút h ạ áp máy nén kho lạnh 0,0075 1,3 17 27 38/33,5 Hút cao áp máy nén kho l ạnh 0,011 0,4 17 18,1 22/18 Nén h ạ áp của máy nén kho lạnh 0,0075 0,51 20 15,6 22/18 Nén cao áp c ủa máy nén kho lạnh 0,011 0,13 20 9,5 14/10 Hút h ạ áp của máy nén đá vẩy 0,034 0,85 17 46,5 57/50 Hút cao áp c ủa máy nén đá vẩy 0,042 0,4 17 35,4 45/40,5 Nén hạ áp của máy nén đá vẩy 0,034 0,5 20 32,9 45/40,5 Nén cao áp của máy nén đá vẩy 0,042 0,13 20 18,6 22/18 Ống dẫn lỏng từ ngưng tụ về BCCA về bình trung gian và v ề BCHA 0,303 0,0016 0,7 29,7 38/33,5 Ống dẫn lỏng từ bơm dịch đến cấp đông, kho lạnh bảo quản 0,1995 0,0016 0,7 24,1 32/27,5 Ống cấp lỏng từ bình trung gian đến cối đá vẩy, kho chờ đông 0,036 0,0016 0,7 10 18/14 Ống góp nén môi chất từ cấp nén hạ áp đến trung gian 0,235 0,53 20 88,8 108/100 Ống góp nén môi chất từ cấp nén cao áp đến ngưng tụ 0,303 0,13 20 51 76/69 Ống góp hút môi chất từ trung gian về máy nén cao áp 0,303 0,4 17 95,3 108/100 Ống góp hút môi chất từ BCHA về cấp máy hạ áp 0,2335 1,7 17 172 219/207 Tính cách nhiệt đường ống. Cách nhiệt đường ống nên sử dụng loại cách nhiệt chất lượng cao để giảm chiều dầy cách nhiệt, vật liệu cách nhiệt được sử dụng là inox bọc ngoài và đổ Foms Lớp polyurethan có hệ số dẫn nhiệt  cn = 0,03 W/m.K L ớp inox bọc ngoài có hệ số dẫn nhiệt  cn = 22W/m.K,  = 0,5 mm Công th ức tính bề dầy cách nhiệt như sau:      12 1 11 1 ln 2 11 1 ii i i dd d d k  Chọn k = 0,12W/m 2 .K. Sau khi tính được bề dầy cách nhiệt thì ta đi tìm hệ số truyền nhiệt thực k t và kiểm tra đọng sương, nếu k s  k t là được. -  1 = 23,3W/m 2 .K - : Hệ số toả nhiệt phía trong của ống được tính như sau: tr d Nu   . 2  43,08,0 Pr.Re.021,0Nu   n d. Re  - : Hệ số dẫn nhiệt của môi chất trong ống - : Vận tốc môi chất ở đường hút - d tr , d n : Đường kính trong và ngoài của ống dẫn môi chất - : Độ nhớt động học của môi chất ở nhiệt độ trong ống Các thông số vật lý của hơi NH 3 ở nhiệt độ -40 0 C  = 0,0176W/m.K,  = 12,41.10 -6 m 2 /s, Pr = 1,04 Các thông s ố vật lý của hơi NH 3 ở nhiệt độ -25 0 C  = 0,018W/m.K,  = 6,73.10 -6 m 2 /s, Pr = 1,085 Các thông s ố vật lý của hơi NH 3 ở nhiệt độ -9 0 C  = 0,02W/m.K,  = 3,81.10 -6 m 2 /s, Pr = 1,14 Ki ểm tra đọng sương 21 11 )(. 95,0 tt ttd k sN s     Ta có t 1 = 37 0 C,  = 83% t s = 33 0 C t 2 : Nhiệt độ trong ống Bảng 3 – 26. Kết quả bề dầy cách nhiệt. Đường ống cáhc nhiệt k chọ n  1  2  cn (tính được )  cn (chọn ) K t K s Cách nhiệt đường ống hút phía hạ áp Phía cấp đông 0,1 2 23, 3 50, 5 45 50 0,107 0,1 3 Phía kho l ạnh 0,1 2 23, 3 60, 5 42 50 0,108 0,1 4 Phía đá vẩy 0,1 2 23, 3 104 35 50 0,117 0,1 6 Cách nhi ệt đường ống hút phía cao áp Phía cấp đông 0,1 2 23, 3 174 30 40 0,116 0,1 4 Phía kho l ạnh 0,1 2 23, 3 243 25 30 0,11 0,1 4 Phía đá vẩy 0,1 2 23, 3 191 20 30 0,101 0,1 6 Cách nhi ệt đường ống góp hút môi chất từ trung gian đến cấp cao áp 0,1 2 23, 3 162 75 80 0,1 0,3 2 T ừ bình thấp áp đến máy nén hạ áp 0,1 2 23, 3 36, 6 82 90 0,12 0,2 . trong kho, t = 10 0 C - H ệ số truyền nhiệt k = 12,8W/m 2 .K [6] V ới kho lạnh 33T: 2 7,54 10. 8,12 7000 mF  Với kho 15T: 2 21 10. 8,12 2700 mF  Với kho. Chương 10: Tính nhiệt thải ra ở thiết bị ngưng tụ Nhiệt lượng ở thiết bị ngưng tụ là nhiệt lượng mà nước và