Q   Q  Q  Chương 13: Tính kiểm tra năng suất lạnh của máy nén Mục đích của tính kiểm tra là xem máy nén có đủ năng suất lạnh khi làm việc ở điều kiện thực tế không. Đối với hệ thống cấp đông băng chuyền lưới thẳng, sau khi tính toán năng suất lạnh của máy nén nếu thoả mãn điều kiện sau là được.  Q I  Q II  Q III mn     IV V  .      Trong đó: Q mn : Năng suất lạnh của máy nén theo thi ết kế. Q I : Chi phí l ạnh cho quá trình làm đông. Q II : Nhi ệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của không khí trong t ủ. Q III : Nhiệt lượng lấy ra từ băng chuyền. Q IV : Nhi ệt độ xâm nhập từ môi trường. Q V : Nhiệt lấy ra từ động cơ. β :Là hệ số dự phòng khi nhiệt độ môi trường tăng quá cao hay nhi ệt tải dàn lạnh có thể khai thác lớn hơn so với thiết kế, khấu hao do dòng nhiệt xâm nhập qua khoảng không nạp và tháo liệu, ta ch ọn β=1,2. 3.2.1. Chi phí lạnh cho quá trình làm đông. Q I =Q 1 +Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 Q 1 : Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm giảm nhiệt độ trước khi có sự đóng băng của nước trong nó. Q 2 : Nhi ệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm kết tinh nước trong s ản phẩm Q 3 : Nhi ệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng bă ng đến nhiệt độ cuối cùng của quá trình. Q 4 : Nhi ệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ của nước không đóng băng trong s ản phẩm đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông. Q 5 : Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô trong s ản phẩm t ới nhiệt độ cuối quá trình làm đông. Ta có : - Nhi ệt độ ban đầu của sản phẩm trước khi vào cấp đông là t 1 =15 0 C - Nhi ệt độ bề mặt sản phẩm cuối quá trình làm đông là t b = – 30 0 C - Nhi ệt độ trung tâm sản phẩm cuối quá trình làm đông t t = – 18 0 C - Nhi ệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá trình làm đông : t t b  t t  t b 2   18  30  24 0 C 2 H ệ thống băng chuyền của công ty dùng để sản xuất các mặt hàng tôm PTO, PD, đông rời IQF và các loại sản phẩm khác. Ở đây ta lựa 1 chọn mặt hàng tôm để tính toán. Cỡ tôm lớn nhất cần cấp đông là cỡ 8-12. Mỗi giờ băng chuyền vận chuyển được khối lượng sản phẩm G = 500 kg tôm. a. Nhiệt lượng cần lấy đi từ sản phẩm để làm giảm nhiệt độ sản phẩm trước khi có s ự đóng băng của nước trong nó. Q 1 =C 1 . G bc .(t 1 – t db ) Trong đó: C 1 : Nhiệt dung riêng của sản phẩm trước khi có sự đóng băng n ước. C  C '   C '' (1   ) C ’ : Nhiệt dung riêng của nước: C ’ = 4,186 KJ/kg.K C ’’ : Nhi ệt dung riêng của chất khô. C ’’ =1,045  1,463 KJ/kg.K Ch ọn C ’’ =1,4 KJ/kg.K  = 80%: Hàm lượng nước trong sản phẩm. C 1 = 4,186.0,8 +1,4.(1-0,8) = 3,63 KJ/kg. 0 C G bc : Kh ối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ. G =500 kg/h t 1 =15 o C : Nhiệt độ trung bình của sản phẩm trước khi cấp đông. t db = -1,5 o C : Nhi ệt độ đóng băng trung bình của nước trong sản phẩm. Q 1 = 3,63 .500.[15 –(-1,5)] =29947,5 (KJ/h.) b. Nhiệt lượng cần lấy đi để làm nước trong sản phẩm kết tinh. Q 2 =L.G bc .W.    Trong đó: L =333 KJ/kg: Nhi ệt đông đặc của nước. G bc : Kh ối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ. G =500 kg/h  =80%: Hàm lượng nước trung bình trong sản phẩm. W = 90%:T ỷ lệ nước đóng băng so với lượng nước ban đầu trong s ản phẩm Q 2 =333.500. 0,9.0,8 =119880 (KJ/h) c. Nhiệt lượng cần lấy ra để làm giảm nhiệt độ của nước đã đóng băng đến nhi ệt độ cuối quá trình làm đông. Q 3 =C 3 .G bc .  .W (t db – t tb ) Trong đó: C 3 = 2,09 kj/kg.K : Nhiệt dung riêng của nước đá. G bc : Khối lượng sản phẩm cấp đông trong một giờ: G =500 kg/h W = 90%: Tỷ lệ nước đóng băng trong sản phẩm so với lượng nước ban đầu t rong nó. t db = -1,5 o C : Nhi ệt độ đóng băng của nước trong sản phẩm. t tb = - 24 0 C: Nhi ệt độ trung bình của sản phẩm cuối quá trình làm đông. Q 3 =2,09.500.0,8.0,9. [-1,5 –(-24)] =16929 (KJ/h) kk d. Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ của nước không đóng băng trong thực phẩm đến nhiệt độ cuối quá trình làm đông. Q 4 =C 4 . G bc .  .(1 – W) .(t db –t tb ) Trong đó : C 4 =2,9 KJ/kg.K: nhiệt dung riêng của nước trong s ản phẩm. Q 4 =2,9 .500.0,8.(1 –0,9).[-1,5 – ( -24)] = 2610 (KJ/h) e. Nhiệt lượng cần lấy đi để làm giảm nhiệt độ phần chất khô xuống cuối quá trình làm đông. Q 5 = C ’’ . G bc .(1 -  ).(t db –t tb ) Trong đó: C ’’ =1,4 Kj/kg.K: Nhiệt dung riêng của chất khô. Q 5 =1,4 .500.(1 – 0,8). [-1,5 – (-24)] = 3150 (KJ/h) V ậy Q I = 29947,5 + 119880 +16929 +2610 +3150 =172516,5 (KJ/h) 3. 2.2. Nhiệt lượng lấy ra để làm lạnh không khí trong tủ. Trong tủ đông có rất nhiều thiết bị như dàn lạnh, quạt, băng chuyền… các thiết bị đó chiếm một diện tích trong tủ, còn lại là không khí. Không khí chi ếm khoảng 60% không gian trong tủ. Trong đó: Q II = C kk . G kk .  t kk = C kk .V kk .  kk .t kk C kk =1,013 kj/kg.K: Nhiệt dung riêng của không khí.  =1,52kg/m 3 : Khối lượng riêng của không khí.  t kk : Độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối quá trình làm đông của không khí trong tủ. o t kk = t d – t c = 20 - (-38) = 58 C V kk : Th ể tích của không khí trong tủ: V kk = 0,6V tt Xác định V kk : Ta có kích thước bên ngoài của tủ: - Chiều dài: 12m - Chi ều rộng: 3m - Chi ều cao: 3,3m - Chi ều dày lớp cách nhiệt polyurethan: 0,15m. Vậy kích thước lòng trong của tủ là: - Chi ều dài: 11,7m - Chi ều rộng: 2,7m - Chi ều cao: 3m V t ủ =11,7.2,7.3 = 94,77 m 3 V kk = 0,6 .94,77= 56,86 m 3 Q II =1,013.56,86.1,52.58 = 5078 (KJ/h) 3.2.3. Nhiệt lượng lấy ra để hạ nhiệt độ của băng chuyền. Q III =C bc . G bc . t bc Trong đó: G bc : Lưu lượng khối lượng của băng chuyền Ta có băng chuyền chạy từ đầu vào đến đầu ra mất 11 phút. chi ều dài băng chuyền là chiều dài của tủ đông (12m) cộng thêm phần nạp liệu(2,5m) và khúc tháo liệu(0,5m) bằng 15m. V ậy trong một giờ băng chuyền chạy đượ c 81,8m. Khối lượng của 1m băng chuy ền là 5kg V ậy lưu lượng khối lượng của băng chuyền trong một giờ là: G bc = 5.81,8= 409 kg/h. t bc  t bc 1  t bc 2 : Độ chênh nhiệt độ giữa nhiệt độ ban đầu và nhi ệt độ cuối quá trình làm đông của băng chuyền. Nhiệt độ ban đầu của băng chuyền lúc chưa chạy tủ là bằng nhiệt độ của phòng chế biến t bc1 = 20 o C. Nhi ệt độ băng chuyền cuối quá tr ình làm đông bằng nhiệt độ của tủ cộng t h êm vài độ. t b c 2  t kk  8 o C   38  8  30 o C  t b c  20  (30)  50 o C C bc =0,394 KJ/Kg.K: nhiệt dung riêng của Inox. Q III =0,394.409.50 = 8057,3 (KJ/h) 3.2.4. Nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài qua kết cấu bao che c ủa tủ. Q IV = Q v + Q n + Q c + Q đ Trong đó : Q v : Dòng nhiệt xâm nhập qua vách. Q c : Dòng nhiệt xâm nhập qua cửa. Q n : Dòng nhi ệt xâm nhập qua nóc tủ. Q đ : Dòng nhiệt xâm nhập qua đáy tủ. Q v = K v . F v . t Trong đó : Q c = K c . F c . t Q n = K n .F n . t Q đ = K đ .F đ . t K v , K c , K n , K đ : Là hệ số truyền nhiệt qua vách, cửa, nóc, đáy tủ. F v , F c , F n , F đ : Là diện tích của vách, cửa, nóc và đáy tủ. t : Là độ chênh lệch nhiệt độ của không khí trong và ngoài tủ. Tủ đông đượ c đặt trong phòng chế biến có nhiệt độ t n = 20 0 C. Nhi ệt độ trong tủ là nhi ệt độ không khí cuối quá trình làm đông t t = -38 0 C V ậ y t = 20 – (- 38) = 58 0 C. - Tính F c , F v , F n , F đ : Ta có kích t hước bên ngoài c ủa t ủ : - Chi ều dài : 12m - Chiều rộng: [...]... Độ dày lớp cách ẩm Bôrulin:δca= 0,005m - Độ dày lớp thiếc:δth= 0,001m - Hệ số dẫn nhiệt của Polyurethan:λpoly=0,041 W/m.0C - Hệ số dẫn nhiệt của cách ẩm:λca= 0,29 W/m.0C - Hệ số dẫn nhiệt của thiếc:λth= 63,695 W/m.0C - Hệ số toả nhiệt của không khí ở phía ngoài vách: vì tủ đặt trong phòng chế biến nên ta chọn α1= 20 W/m2.0C - Hệ số toả nhiệt của không khí phía trong vách: Do vách bên trong không khí... đông 0,022 12 66 (Kw) 79,2(Kw  Kiểm tra năng suất lạnh của máy nén Ta có máy nén chạy cho tủ đông băng chuyền thẳng IQF là máy nén MYCOM F124WB Tra b ảng máy nén piston hai cấp môi chất lạnh R22 ở điều kiện tk = 400C t0= - 450C Ta có Qmn = 127 Kw Vậy ta thấy Qmn > Q0 là Qdư = Q mn – Q0 = 127 – 79,2 = 47,8 Kw.Lượng năng suất lạnh dư này có thể đủ cho máy chạy trong điều kiện khắc nghiệt nhất và có... đó: N: Công suất động cơ quạt n: Số quạt của tủ cấp đông Trong tủ bố trí 8 quạt mỗi quạt công suất 1,5 kW Qđc = 8.1,5 = 12 kW Năng suất lạnh của tủ đông băng chuyền Q 0t  172516,5  5078   2,44  1  1,2  79,2Kw 8057,3 2  3600          Bảng 3.1: Kết quả tính toán nhiệt: STT 1 Dòng Dòng nhiệt nhiệt thành chính phần QI Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 2 QII 3 QIII 4 QIV Công thức K F(m2) Nhiệt tải (W/m2... nên ta chọn α1= 20 W/m2.0C - Hệ số toả nhiệt của không khí phía trong vách: Do vách bên trong không khí đối lưu cưỡng bức mạnh nên ta lấy α2 =10,5 W/m2.0C 1 k n i 1  1    1 i 1 i 2 Từ các số liệu trên ta có : k n  k d  k  1   2 th v 1 t h 1 k  k 1 v 1     ca 2 poly c a  (W/m2.0C) Ta có :  kc   1 0,001 0,005 0,17 1 0,226  10, 5 2   5 20 63,69 0,29 0,04 5 1 kc... Qdư = Q mn – Q0 = 127 – 79,2 = 47,8 Kw.Lượng năng suất lạnh dư này có thể đủ cho máy chạy trong điều kiện khắc nghiệt nhất và có thể tăng thêm một số lượng sản phẩm nhất định để tránh hao phí công suất lạnh của máy nén . Q   Q  Q  Chương 13: Tính kiểm tra năng suất lạnh của máy nén Mục đích của tính kiểm tra là xem máy nén có đủ năng suất lạnh khi làm việc ở điều. từ động cơ. β :Là hệ số dự phòng khi nhiệt độ môi trường tăng quá cao hay nhi ệt tải dàn lạnh có thể khai thác lớn hơn so với thiết kế, khấu hao do dòng