Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế một kho lạnh với dung tích kho lạnh 21 tấn
LỜI NÓI ĐẦUTrong những năm gần đây, với việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, các ngành chăn nuôi, trồng trọt của nước ta đã có những tiến bộ vượt bậc.Nông sản làm ra tăng cả chất và lượng. Nền kinh tế nước ta chuyển biến mạnh sang nền kinh tế hàng hoá có sự chuyên môn hoá tương đối cao. Nhằm đáp ứng những đòi hỏi của thị trường trong và ngoài nước về chất lượng sản phẩm nên quá trình chế biến và bảo quản đang được tập trung đầu tư xây dựng mạnh, nhất là hệ thống các kho lạnh.Đồ án này em đã thiết kế một kho lạnh xây dựng tại thành phố Hà Nội với dung tích kho lạnh 21 tấn.Trong quá trình thực hiện đồ án em đã cố gắng thể hiện hết khả năng của mình, tuy nhiên đây là lần đầu tiên em thiết kế nên trông tránh khỏi sai sót. Em kính mong các thầy chỉ bảo, giúp đỡ thêm cho em.Qua đây em cũng cin chân thành cảm ơn thầy giáo Đinh Văn Hiền đã trực tiếp động viên, hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án.Sinh viênHoàng Cao Sơn MỤC LỤCChương I: Giới thiệu chung về kho lạnh I. Kích thước xây dựng kho lạnh .II. Sơ đồ mặt bằng kho lạnh .Chương II: Tính chiều dày cách nhiệt và kiểm tra đọng sương .I. Tính chiều dày cách nhiệt .II. Tính kiểm tra đọng sương .Chương III: Tính nhiệt kho lạnh .Tính nhiệt Q1 Tính nhiệt Q2 Tính nhiệt Q4 Chương IV: Tính chọn máy nén Chương V: Tính chọn thiết bị I. Tính chọn dàn bay hơi II. Tính chọn dàn ngưng .III. Tính chọn thiết bị phụ 1. Bình tách dầu 2. Bình tách lỏng 3. Bình chứa TÀI LIỆU THAM KHẢOI. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh tác giả Nguyễn Đức Lợi. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 2002.II. Môi chất lạnh tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ. Nhà xuất bản giáo dục.III. Máy và Thiết bị lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ nhà xuất bản giáo dục 1999.IV. Kỹ thuật lạnh cơ sở, tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội 1996V. Máy lạnh - tác giả Đinh Văn Hiền CHƯƠNG IGIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHO LẠNHPHẦN I: KÍCH THƯỚC XÂY DỰNG KHO LẠNHVì kho lạnh dung tích 60m3 nên ta chỉ xây dựng kho lạnh 1 tầngMức độ chất tải là 0,35 tấn trên 1m3Chọn dàn bay hơi kiểu trầnChọn chiều cao xây dựng là 3,5mChiều cao của chất tải thực làh = 3,5 - (0,4 + 0,4 + 0,2) = 2,5mTrong đó: 0,4m là khoảng cách để treo dàn bay hơi0,4 m là khoảng phần lồi của trần0,2 m là khoảng cách từ giàn bay hơi đến sản phẩmThể tích chất tải của kho lạnh:V = = = 47 m3với E là dung tích kho lạnhE = 60 . 0,35 = 21 tấngv = 0,45 t/m3 tra theo bảng (2-3) theo tài liệu [1]với gv là định mức tiêu chuẩn của các diện tích chất tải: F = = = 18,8 m2Tải trọng trên 1m2 diện tích nền buồng: 0,45 . 2,5 = 1,125t/m3 nhỏ hơn mức cho phép.Diện tích xây dựng của kho lạnhFxd = = = 32 (m2)Chọn diện tích (6,4 x 5) mPHẦN II SƠ ĐỒ MẶT BẰNG KHO LẠNHSơ đồ bố trí mặt bằng khoTa bố trí 1 hành lang đi vào để vận chuyển sản phẩm, 1 buồng điều khiển máy, phòng phụ và 1 buồng chính dùng để bảo quản hải đã kết đông.t0 = 300CPhòng bảo quản đôngtp = - 200C17,5 m2Phóng máyPhóng phụHành lang3500 mm1500 mm5000 mm1400 mm CHƯƠNG IITÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNGI. Tính chiều dày cách nhiệta) Tường bao: 1. Lớp vữa xi măng; 2. Tường gạch; 3. Lớp cách ẩm; 4. Lớp cách nhiệt; 5. Lớp vữa trát và lưới thép. (a) (b)h - Cấu trúc tường bao và mái kho lạnhb) Mái: 1. Lớp phủ mái đồng thời là lớp cách ẩm; 2. Lớp bê tông giằng; 3. Lớp cách nhiệt điền đầy; 5. Các tấm bê tông cốt thép của mái; 4. Tấm cách nhiệt;Cấu trúc xây tường ngoài của kho lạnh bao gồm: Lớp tường gạch dầy 380 mm hai mặt phủ bằng vữa xi măng dầy 20 mm. Lớp cách ẩm dầy 7 mm gồm hai lớp bitum và 1 lớp giấy dầu. Lớp cách nhiệt là xốp polystirol và lớp trong cùng là lớp vữa trát xi măng có lưới thép dầy 20 mm.Theo bảng 2-3 tra được hệ số truyền nhiệt của vách từ ngoài không khí vào buồng lạnh ở (-200C) là (Do bảo quản cá đã kết đông nên t = - 20 ÷ 25)k = 0,21 W/m2 . kvà hệ số toả nhiệt tra theo bảng 3 - 7:α1 = 23,3 W/m2.kα2 = 8 W/m2.ktf1t2t1t3t41234 51234 5 Hệ số dẫn nhiệt, dẫn ẩn của các vật liệu xây dựng và cách nhiệt tra theo bảng 3-1 và 3-2.+ Lớp vữa xi măng: δ1 = 0,02 m; λ 1= 0,88W/m.kµ = 90 g/mh M Pa+ Lớp gạch đỏ δ2 = 0,38 m; λ 2= 0,82W/m.kµ = 105 g/mh M Pa+ Lớp cách ẩm δ3 = 0,004 m; λ 3= 0,3W/m.kµ = 0,86 g/mh M Pa+ Lớp xốp cách nhiệt xốp Polystrol: δ = 0,2λ4 = 0,047 W/m.k ; µ = 7,5 g/mh M P aChiều dày cách nhiệt cần thiết:δcn = λcn λ+λδ+α−∑=n1i2ii111K1= 0,047 ++++−813,0004,082,038,088,002,033,23121,01= 0,19 mChiều dày cách nhiệt thực phải chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được. Ở đây chọn chiều dày tổng là 200 m với 4 lớp x 50 mm hoặc 2 lớp x 100 mm. Hệ truyền nhiệt thực:KT = 047,02,0712,01+ = 0,2 W/m2.kII. Kiểm tra đọng sương:Theo bảng 1-1: Nhiệt độ trung bình nóng nhất tại Hà Nội t1 = 37,20C; độ ẩm ϕ13 = 83%. Tra đồ thị h-x ta cól tsương = 34,60C.Nhiệt độ buồng lạnh t2 = -200C; α1 = 23,3 W/m2.kVậy K3 = 0,95 . α1 = 0,95. 23,3. = 1,01 w/m2k > k+Như vậy vách ngoài không bị đọng sương * Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt- Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệtq = k . ∆t = 0,2 . (37,2 + 20)= 11,44 W/m2- Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách:q = α1 (tf1 - t1)Vậy tf1 = t2 = t1 - = 36,71 - = 36,450CTương tự t3 = t2 - = 36,45 - = 31,150Ct4 = t3 - = 31,15 - = 30,890Ct5 = t4 = - = 30,89 - = 30,730Ct6 = t5 = - = 30,73 - = -18,290Ct7 = t6 = - = -18,290C - = -18,550Cq = α2 (t7 - tf2)=> tf2 t7 - = -18,550C - = - 200CTheo nhiệt độ của vách ta tra bảng "tính chất vật lý của không khí ẩm" của tài liệu ta được bảng áp suất hơi bão hoà:Vách 1 2 3 4 5 6 7Nhiệt độ t,0C 36,71 36,45 31,15 30,89 30,73 -18,29 -18,55Áp suất Phmax6177 6090 4530 4464 4424 121 112Tính phân áp suất thực của hơi nước:- Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao cheW = Ph1, Ph2 - Phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và trong phòngPh1 = Px'' (t = 37,20C) . ϕ13 = 6344 . 0,83 = 5265,5 Pa = 5265,5 . 10-6 MPaPh2 = Px'' (t = -200C) . ϕ2 = 103 . 0,9 = 93 PaH - trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che. Phương án 1: Phương án cách ẩm với δ4 = 4 mmH = Σ . = 3. + + + = 0,0356 m2h MPa/gW = = 0,1453 g/m2h- Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt:Px2 = Ph1 - w. = 5265,5 - 0,1453 . . 106 = 5233,2 PaPx3 = Px2 - w. = 5233,2 - 0,1453 . . 106 = 4707,4 PaPx4 = Px3 - w. = 4707,4 - 0,1453 . . 106 = 4675,1 PaPx5 = Px4 - w. = 4675,1 - 0,1453 . . 106 = 3999,3 PaPx6 = Px5 - w. = 3999,3 - 0,1453 . . 106 = 124,6 PaPx7 = Px6 - w. = 124,6 - 0,1453 . . 106 = 92,3 PaPhương án này không đạt yêu cầu vì Px3 > Px3'', Px4 > Px4'', Px6 > Px6''Phương án 2: Bổ sung 1 lớp cách ẩm ở vị trí 2' dày 3 mm tăng lớp cách ẩm lên 5 mm.H = Σ . = 3. + + + + = 0,04025 m2h M Pa/gW = = 0,1285g/m2hPx2 = 5265,5 - 0,1285 . . 10+6 = 5236,9 PaPx2' = 5236,9 - 0,1285 . . 10+6 = 4788,6 PaPx3 = 4788,6 - 0,1285 . . 10+6 = 4323,6 PaPx4 = 4323,6 - 0,1285 . . 106 = 4295 PaPx5 = 4295- 0,1285 . . 106 = 3547,9 PaPx6 = 3547,9 - 0,1285 . . 106 = 121,2 PaPx7 = 121,2 - 0,1285 . . 106 = 92,6 PaPhương án này không đạt yêu cầu vì Px6 > Px6''Phương án 3:Thay đổi vật liệu cách ẩm δ2' = 0,1 mm màng polyetylen δ4 = 0,1 mm màng polyetylen (chỉ sử dụng bitum để dán).H = 3. + + + 2 = 0,14206 m2h M Pa/gW = = 0,03641 g/m2hPx2 = 5265,5 - 0,03641 . . 10 = 5257,4 PaPx2' = 5236,9 - 0,03641 . . 10 = 3234,6 PaPx3 = 3234,6 - 0,03641 . . 10 = 3102,8 PaPx4 = 3102,8 - 0,03641 . . 106 = 3094,7 PaPx5 = 3094,7 - 0,03641 . . 106 = 1071,9 PaPx6 = 1071,9 - 0,03641 . . 106 = 101 PaPx7 = 101 - 0,03641 . . 106 = 92,9 PaPhương án này đạt yêu cầu vì tất cả các phân áp suất thực của hơi nhỏ hơn hơi phân áp suất bão hoà.Kết quả tính toán áp suất riêng phần hơi nước theo chiều dầy vách Ph δ6000↑ Ph5000tT=-200C40003000200010006 73 4 51 2 2'tN = 37,20CϕN = 83%Px''Pxδ, m [...]...CHƯƠNG III TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ giữa buồng lạnh và môi trường bên ngoài -> Xác định chính xác năng suất máy lạnh cần lắp đặt + Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q = Q1 + Q2 + Q3 +... Do kho lạnh được xây dựng tại Hà Nội; nhiệt độ bên ngoài dùng cho tính toán là t1 = 37,20C Hệ số truyền nhiệt cho các cơ cấu bao che: Tường ngoài Mái K = 0 ,21 W/m2k K = 0,2 W/m2k Tường ngăn -200 K = 0,28 W/m2k với hành lang và buồng điều khiển Nền có sưởi K = 0 ,21 W/m2k Đối với tường ngoài của hướng TN hay phía bắc Q11 = 0 ,21 F (t1 - t2) với F = 6.3 = 18m2 Q11 = 0 ,21 18 (37,2 + 20) = 217 ,35 W Đối với. .. = 217 ,35 W Đối với tường ngoài phía Đông: Q11 = 0 ,21 F (t1 - t2) với F = 2.3 = 6m2 Q11 = 0 ,21 6 (37,2 + 20) = 72,072 W Do bức xạ nhiệt độ ở hướng này nên: Q12 = 0 ,21 6 (37,2 - 20) = 21, 67 W Đối với tường ngăn với buồng điều khiển và hành lang thì: Lấy t1 = 00C Q11 = 0,28 F (t1 - t2) = 0,28 18 (0 + 20) = 100,8 W Đối với mái Q11 = K F (t1 - t2) với K = 0,2 F = 8.4 = 32 m2 -> Q11 = 0,2 32 (37,2... = Q1 + Q2 + Q3 + Q4, (W) Q1- Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh Q2 - Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh Q3 - Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh Q4 - Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Vì sản phẩm là hải sản kết đông nên không có Q5 (vì nó không có sự hô hấp) 1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1: Q1 = Q11 + Q12 Vì Q11: Dòng... phẩm toả ra Q12 = M (h1 - h2) Với h1, h2 là en ta pi của sản phẩm trước và sau khi sử lý lạnh kJ/kg M - công suất buồng gia lạnh, công suất buồng kết đông t/ngày đêm; (: hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm ra đơn vị kg/s) Do sản phẩm cần bảo quản là cá nên khối lượng hàng nhập trong 1 ngày đêm bằng 10% dung tích của buồng theo tài liệu [1] Nên sản phẩm nhập vào buồng lạnh: M = 21t 10% = 2,1 t/ngày đêm Vì... xạ nên ta có: Q12 = K F ∆t với F = 32m2; K = 0,2 ∆t = 0,75 = 0,75 = 18 Với I = 240 ÷ 400 lấy I = 300 Pbêtông = 0,65 ; α2 = 8 Vậy Q12 = 0,2 32 18 = 115,2 W Cách nhiệt cho nền: chọn nền có sưởi K = 0 ,21, t1 = 30C F = 32 m2 Vậy Q11 = 0 ,21 32 (3 + 20) = 154,46 W => Tổng dòng nhiệt qua kết cấu bao che: Q1 = ΣQ11 + ΣQ12 = 217 ,35 + 72,072 + 100,8 + 366,08 + 115,2 + 154,46 + 21, 67 = 1047,632 W 2 Dòng nhiệt... nén: Số lượng máy nén cần thiết: η = = 1,18 Vậy ta chọn 1 máy nén 1 cấp cho hệ thống lạnh CHƯƠNG V TÍNH CHỌN THIẾT BỊ I Tính chọn dàn bay hơi Vì giảm nhiệt bằng không khí nên ta phải chọn dàn bay hơi làm lạnh trực tiếp không khí cưỡng bức (dàn lạnh quạt) để dùng bảo quản đông cho sản phẩm Theo những tính toán chương IV thì ta có: Diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu của dàn quạt F= với Q0TB = 3547,3 W ∆t... hoặc đường kính nối với máy nén (đường đẩy) d= 4mv2 π w Trong đó m: lưu lượng hơi = 0,0029 kg/s V2 thể tích riêng hơn nén phía đầu đẩy của máy nén V2 = 1m3/kg w: tốc độ hơi = 20 m/s -> d = 4.1.0, 0029 = 0,01 = 11 mm 3,14.20 Vậy ta nên chọn bình tách dầu có sẵn của nhà thiết kế với loại bình nhỏ 2 Bình tách lỏng Theo chương IV ta có: Lưu lượng môi chất qua máy nén: m = 0,0029 kg/s Thể tích hơi hút Vtt... diện tích trao đổi nhiệt yêu cầu của dàn là: F = Với Qk = 4; 176 kW Theo bảng 8-6 tài liệu [1] ta tra được k = 30 W/m2.k là giá trị kinh nghiệm của hệ số truyền nhiệt => F = = 16,6 m2 Từ đó ta chọn 1 dàn ngưng quạt kiểu ABM theo bảng 8 - 5 tài liệu [1] với các thông số sau: Diện tích trao đổi nhiệt 105m2 Năng suất quạt 7m3/s Chiều dài ống: 1,5 m - Lượng nước tiêu tốn làm mát dàn Vn = = = 0,33 m3/h với. .. > 9 tuy nhiên do ở đây kho lạnh nhỏ nên cần sử dụng chu trình đơn giản Và hiện nay trong quá trình hiện đại ngày nay đã xuất hiện một số loại máy nén một cấp tiên tiến có thể đáp ứng yêu cầu công việc cao như có thể đạt (t0 = -300) hoặc tỉ số nén có thể > 9 mà chu trình lại đơn giản ít tốn năng lượng Vì thế ta có thể chọn máy nén 1 cấp Do môi chất là freôn nên chọn chu trình lạnh 1 cấp có hồi nhiệt . mạnh, nhất là hệ thống các kho lạnh. Đồ án này em đã thiết kế một kho lạnh xây dựng tại thành phố Hà Nội với dung tích kho lạnh 21 tấn. Trong quá trình thực. Máy lạnh - tác giả Đinh Văn Hiền CHƯƠNG IGIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHO LẠNHPHẦN I: KÍCH THƯỚC XÂY DỰNG KHO LẠNHVì kho lạnh dung tích 60m3 nên ta chỉ xây dựng kho