Đồ án thiết kế kho lạnh – Tài liệu text

Đồ án thiết kế kho lạnh

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.43 MB, 65 trang )

Bạn đang đọc: Đồ án thiết kế kho lạnh – Tài liệu text

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Contentsj

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh
Họ, tên : Nguyễn Quang Thanh.
MSSV : 20133480.
Lớp: KT nhiệt lạnh 2-K58.

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH
Đề tài : Thiết kế hệ thống lạnh cho một kho lạnh phân phối đặt tại tỉnh Ninh Bình,
với các thông số sau :
Dung tích kho bảo quản sản phẩm lạnh đông :1350 tấn.
Dung tích kho bảo quản sản phẩm làm lạnh :140 tấn.
Năng suất buồng làm lạnh đông :14 tấn/1 mẻ.
Sản phẩm bảo quản : Thịt bò.
Nhiệt độ kho bảo quản lạnh đông : -20 độ C.
Nhiệt độ kho bảo quản làm lạnh : 1 độ C.
Nhiệt độ buồng làm lạnh đông : -32 độ C.
Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh : NH3 có dùng bơm môi chất.

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

LỜI MỞ ĐẦU
Ngành kĩ thuật lạnh ngay từ khi ra đời đã có mặt tại hầu hết các công
đoạn trong rất nhiều ngành công nghiệp quan trọng và thiết yếu như công nghiệp
chế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp sinh học, y
học, thể thao, trong đời sống, vv…
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của thế giới và Việt Nam thì
kĩ thuật lạnh càng được ứng dụng rộng rãi với nhiều mục đích khác nhau, phạm vi
ngày càng mở rộng và trở thành một ngành kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể
thiếu được trong đời sống của con người.
Chính vì thế mà các sinh viên ngành “Máy & Thiết bị nhiệt lạnh” của
Viện KH&CN Nhiệt Lạnh, trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã được nhà trường
trang bị cho những kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật lạnh. Và để thực sự hiểu được
quy mô cũng như các công đoạn thiết kế, ứng dụng kĩ thuật lạnh trong đời sống và
công nghiệp, chúng em luôn có những đồ án môn học để “học đi đôi với hành” .
Bên cạnh đó chúng em có những trải nghiệm quý báu trong việc hình thành lối tư
duy,cách kết hợp các khối lượng kiến thức để hiểu được công việc của một người
kĩ sư máy thiết bị lạnh sau khi tốt nghiệp ra trường.
Đề tài của em trong đồ án môn học này là “Thiết kế kho lạnh phân phối
dung tích 1350 tấn, sử dụng NH3 có bơm môi chất với sản phẩm là thịt bò, đặt tại
địa phương Ninh Bình”.
Do kiến thức còn rất hạn chế nên bản đồ án này sẽ không thể tránh khỏi
những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và tất cả các
bạn để bản đồ án thêm hoàn thiện.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS.Hồ Hữu Phùng cùng toàn
thể các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ Thuật Lạnh và Điều Hoà Không Khí đã giúp
đỡ em hoàn thành bản đồ án này.

Em xin chân thành cảm ơn!

Họ và tên sinh viên
Nguyễn Quang Thanh

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

CHƯƠNG I :TÍNH TOÁN DUNG TÍCH KHO LẠNH VÀ BỐ
TRÍ MẶT BẰNG.
1.1 : Buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh:
Dung tích: E = 140 tấn.
 Thể tích chất tải của buồng lạnh:
Thể tích chất tải được tính theo công thức:
.
Trong đó,
E : Dung tích các buồng lạnh, (tấn).
3

: Định mức chất tải thể tích. Đối với sản phẩm là thịt bò đông lạnh
(đối với loại thịt bò đông lạnh ¼ con)
Khi đó :

(tấn/m ).

= 350 (m3) .

 Diện tích chất tải :
Được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:
F = (m2) .
Trong đó,
V: Thể tích chất tải của buồng lạnh,( m3) .
h: Chiều cao chất tải. (m) .
Ta dùng kho lạnh một tầng. Để tiết kiệm không gian và ứng dụng cơ giới hóa vào
việc bốc xếp, ta chọn: h = 4,8 (m) .
Như vậy :

72,92 ( m2 ) .

 Kiểm tra phụ tải cho phép trên 1m2 diện tích nền buồng lạnh:
0,4.4,8=1,92 t/ < 4 t/=(định mức chất tải theo diện tích)
4

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Như vậy yêu cầu của bài toán được thoả mãn.
 Diện tích xây dựng của buồng lạnh cần thiết:
Diện tích xây dựng của buồng lạnh tính theo công thức :
Fxd =

βF

Trong đó,
F : diện tích của chất tải (m2)
βF

: hệ số sử dụng diện tích của kho lạnh.

Do 20< = 72,92 <100. Chọn hệ số sử dụng diện tích theo buồng là: =0,75. 97,23 ( ) .
 Số lượng buồng lạnh:
Ta chọn cỡ buồng lạnh có chiều rộng×chiều dài là 9m×12m nên diện tích 1 ô là:
f = 9 x 12 = 108 ( ) .
1.2: Buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông:
Dung tích: Ebqđ = 1350 tấn .
 Thể tích chất tải của buồng lạnh :
3

V = = 3375 (m ).
Trong đó, E : Dung tích các buồng lạnh, (tấn).
gv : Là định mức chất tải thể tích, gv = 0,4 ( tấn/m3 ).
 Diện tích chất tải :
F = = 703,125 (m2)

⇒

> 400 .Chọn hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa:

0,85.

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Trong đó:
h : Là chiều cao chất tải,( m). Chọn h = 4,8 m.
 Kiểm tra phụ tải cho phép trên 1m2 diện tích nền buồng lạnh.
0,4.4,8=1,92 t/ < 4 t/=(định mức chất tải theo diện tích)
Như vậy yêu cầu của bài toán được thoả mãn.
 Diện tích xây dựng của buồng bảo quản lạnh đông cần thiết:
= 827,21 (m2) .
Trong đó: là hệ số sử dụng diện tích kho lạnh, chọn 0,85.
 Số lượng buồng bảo quản lạnh đông :
Số ô xây dựng là : n = = 5,74.
Trong đó: f là diện tích một buồng bảo quản lạnh đông, chọn buồng có chiều rông
x chiều dài là 12m x 12m nên ta có : f = 144 ( ).
Vậy ta chọn ntt = 6 ô để xây dựng buồng bảo quản lạnh đông.
Dung tích thực tế của buồng bảo quản lạnh đông :
= 1411,15 (tấn).
1.3: Buồng kết đông:
 Diện tích buồng kết đông
F=

M .T
.k

gl .24

Trong đó:
• M: năng suất buồng kết đông, M = 14 (tấn/24h).
• T: Thời gian hoàn thành một mẻ sản phẩm bao gồm thời gian xử lý lạnh,
chất tải, tháo tải, phá băng cho dàn lạnh, chọn T = 24 h.
6

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

• gl = 0.25 tấn/m: là tiêu chuẩn chất tải trên 1m chiều dài giá treo.
• k = 1.2 là hệ số tính chuyển từ tiêu chuẩn chất tải trên 1m chiều dài ra 1m2
diện tích cần xây dựng.
= = = 67,2 (m2).
 Số lượng buồng kết đông:
Số ô xây dựng là: n = = = 0,93.Chọn ntt = 1 ô xây dựng.
 Năng suất thực của buồng kết đông :
= M. = 15 (tấn/ngày)

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

CHƯƠNG II: TÍNH CÁCH NHIỆT – CÁCH ẨM KHO LẠNH

2.1. Đặc điểm cấu trúc kho lạnh và các thông số cơ bản của panel :
2.1.1 : Đặc điểm cấu trúc kho lạnh:
Chất lượng cách nhiệt có tính chất quyết định đối với chất lượng kho lạnh. Lớp
cách nhiệt cách ẩm cần đáp ứng các yêu cầu sau:
 Hệ số dẫn nhiệt nhỏ.
 Khối lượng riêng nhỏ.
 Độ thấm hơi nhỏ.
 Độ bền cơ học cao.
 Không ăn mòn, không phản ứng với các vật liệu tiếp xúc, chịu được nhiệt độ
thấp và nhiệt độ cao.
 Không có mùi lạ, không cháy, không độc hại với con người và với sản phẩm
bảo quản.
 Dễ mua, rẻ, dễ gia công, vận chuyển, lắp đặt, không cần bảo dưỡng cao.
Ngày nay kho lạnh lắp ghép được sử dụng rất rống rãi do kết cấu đơn giản, có
thể lắp ráp nhanh chóng và khi cần có thể tháo ra di chuyển đến địa điểm khác.
Kho lạnh lắp ghép ngày nay rất đa dạng có thể chứa được vài ba tấn hàng đến hàng
chục tấn hàng. Em lựa chọn kho lạnh lắp ghép cho phần đồ án của mình.
Kết cấu kho lạnh được lắp ráp bởi các tấm panel tiêu chuẩn do nhà sản xuất quy
định. Cách nhiệt là polyurethane, bên ngoài được bọc bởi các tấm nhôm hoặc thép
không rỉ.

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

2.1.2. Các thông số cơ bản của panel.

STT

Chiều Dày
(mm)

100

125

150

175

200

Bảng2.1. Thông số độ dày panel tiêu chuẩn và hệ số truyền nhiệt.
 Vật liệu bề mặt là Tôn inox (Stainless steel sheet) dày 0,5 mm, dạng tấm
phẳng.
 Vật liệu cách nhiệt là polyurethane phun. Khối lượng riêng 38 – 40 Kg/m3,
tỷ lệ điền đầy bọt là 95%, chất tạo bọt là R141B không gây phá hủy ozon.
Hệ số dẫn nhiệt λ = 0,016 W/m.K.
2.2 : Lựa chọn độ dày panel :
2.2.1 : Chọn độ dày panel cho buồng bảo quản đông:
Nhiệt độ phòng là: -20oC
Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là:
CN

= 125 (mm).

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethan là:
9

Nguyễn Quang Thanh
PU

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

= 125 – 1 = 124 mm = 0,124 m

2.2.2 : Chọn độ dày Panel cho buồng bảo quản lạnh :
Nhiệt độ phòng là: 1oC

Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là:
CN

= 75 (mm).

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethan là:
PU

= 75 – 1 = 74 mm = 0,074 m

2.2.3 : Chọn độ dày Panel cho buồng kết đông :
Nhiệt độ phòng là: -32oC
Dựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là:
CN

= 150 (mm).

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethan là:
PU

= 150 – 1 = 149 mm = 0,149 m

2.3: Kiểm tra các thông số và kiển tra đọng sương :
Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức:
=

(2.1)

Trong đó: δCN – độ dày yêu cầu của lớp panel cách nhiệt, m
λCN – Hệ số dẫn nhiệt của panel cách nhiệt, W/m K

k – Hệ số truyền nhiệt
α1 – Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới lớp cách nhiệt,
W/m2K
α2 – Hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K
δi – Chiều dày lớp vật liệu thứ i, m ( ở đây là lớp tôn inox 304).
λi – Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK

Theo bảng 3.7 tài liệu [1], ta có:
α1 = 23,3 W/m2K.
10

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

α2 = 9 W/m2K với bảo quản lạnh và α2 = 10,5 W/m2K với bảo quản đông
và kết đông.
Mặt khác: = = 0,02326 W/mK.
Hệ số dẫn nhiệt của lớp inox : = 16 W/mK.
Chiều dày của lớp tôn inox : = 0,5 mm = 0,0005 m.
Ta có bảng sau:
Bảng 2.2: Hệ số truyền nhiệt của panel theo từng buồng
TT

Buồng kết đông

Buồng bảo quản đông

Buồng bảo quản lạnh

0,153

0,183

0,3

(*)Tính kiểm tra đọng sương:
Do địa phương làm kho là ở Ninh Bình nên ta có :
M Nhiệt
ù độ
a ngoài
trời

Nhiệt độ
Đ Nhiệt
độ
ngoài
ộ
điểm sương
panel
ẩm ts (oC)
t
t

Xem thêm: Đồ điện lạnh gồm những sản phẩm gì? kinh nghiệm mua điều hòa vệ sinh máy lạnh tại nhà đúng cách

è 7

(oC)

φn
(%)

(oC)
3

2
5,9

Bảng 2.3 Thông số tính toán nhiệt độ ngoài trời cho kho lạnh
-Vì panel đặt sau vách bê tông nên ta lấy nhiệt độ ngoài vách panel là
tn = 0,7. tnt .
Từ tnt và φn ta tra được nhiệt độ điểm sương của không khí ngoài trời là t s
theo đồ thị I-D.
Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép là:
Trong đó: tt (oC) là nhiệt độ phía bên trong vách panel.
α1 (W/m2.K) là hệ số tỏa nhiệt phía bên ngoài vách panel.
11

Nguyễn Quang Thanh

Buồ
ng

Bảo quản
lạnh
Bảo quản
đông
Cấp đông

tn
(oC)
ngoài
panel

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

ts (oC)
đọng
sương

(oC)
trong
buồng

25,9

-20

25,9

-32

k.max
(W/m2.K)

(W/m2.K
)
2
3,3
33

2
3,3
27
2
3,3
38

6,1
3,3
2,6

Bảng 2.3: Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt cực đại cho mùa hè.
Kết luận: Từ kết quả trên ta thấy hệ số truyền nhiệt của panel tường,trần và nền
của các buồng bé hơn hệ số truyền nhiệt cực đại nên không xảy ra hiện tượng đọng
sương.
2.4 : Cấu tạo nền kho lạnh
Kết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
+ Nhiệt độ trong phòng lạnh.
+ Tải trọng của kho hàng bảo quản.
+ Dung tích kho lạnh.
Với kho lạnh đang thiết kế, chiều cao của kho lạnh là 5m, chiều cao chất tải
của kho lạnh là 4m. Trong quá trình vận hành có sử dụng xe nâng để bốc dỡ hàng
hóa. Vì vậy ở đây bắt buộc phải chọn nền panel cứng để đảm bảo chịu được tải
trọng của hàng hóa cũng như của xe nâng và người trong quá trình hoạt động.
Để tránh hiện tượng đóng băng làm phồng nền và phá vỡ cấu trúc xây dựng
kho lạnh, ta sử dụng biện pháp là bố trí sàn kho cao hơn nền đất tự nhiên nhờ hệ
thống cột chịu lực, có các con lươn thông gió. Các con lươn thông gió được đổ
bằng bê tông hay xây bằng gạch thẻ cao khoảng 100 mm – 200 mm. Bề mặt con
lươn dốc về 2 phía 2 % để tránh đọng nước.
12

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
3.1. Đại cương về tính nhiệt kho lạnh :
Dòng nhiệt trao đổi vào buồng lạnh được xác định theo biểu thức:
∑Q = ∑Q1 + ∑Q2 +∑Q3 + ∑Q4

(W)

Trong đó,
∑Q1: Dòng nhiệt qua kết cấu bao che, gồm:
– Tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong buồng lạnh.

∑Q = ∑Q + ∑Q
1

(W)

Q11 = kt.F.(t1 – t2) .
Trong đó,
2

kt : Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu, W/ m K
2

F : Diện tích bề mặt của kết cấu bao che, m
0

tn : Nhiệt độ của môi trường bên ngoài,

C
0

t2 : Nhiệt độ không khí bên trong buồng lạnh,

∑Q2: Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra. Sản phẩm đưa vào buồng gia lạnh buồng kết
đông không có bao bì nhưng sản phẩm đưa vào buồng bảo quản lạnh và bảo quản
đông thường kèm theo bao bì như hộp cáctông, thùng gỗ, khay.. Do đó, Q2 gồm
hai thành phần:
+ Q21 do sản phẩm tỏa ra
13

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

+ Q22 do bao bì tỏa ra.
∑Q3: Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh.
Các buồng bảo quản lạnh dù thở hay không thở thường vẫn được thông gió 3 – 5

lần/ ngày, trong khi buồng bảo quản đông thì không thông gió.
∑Q4: Dòng nhiệt do vận hành.
Các dòng nhiệt vận hành Q4 gồm nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng Q41, do người làm
việc Q42, do các động cơ điện làm việc Q43, dòng nhiệt do mở cửa Q44.
Q41 = A. F (W)
A : Nhiệt toả do chiếu sáng trên 1m2, W/ m2.
F : Diện tích của sàn buồng lạnh hoặc kho lạnh, m2
Q42 = 350. n (W)
350: Nhiệt tỏa do một người lao động nặng, 350 W/ người
n : Số người lao động trong buồng, diện tích nhỏ hơn 200 m2 lấy n=2-3
Q43 = 1000. N. η (W)
1000 : Hệ số chuyển đổi từ kW ra W
N : Công suất động cơ, kW
η: Hiệu suất động cơ
Q44 = B. F (W)
B : Dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/ m2
F : Diện tích buồng lạnh, m2
3.2. Tính nhiệt qua kết cấu bao che cho các phòng :

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

3.3. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra :
Với buồng bảo quản lạnh:
Q2 = M .( h1 − h2 ).

1000
24.3600

(kW)

Trong đó:
– h1: là entanpi của sản phẩm trước khi đưa vào buồng bảo quản đông .
– h2: là entanpi của sản phẩm sau khi đưa vào buồng bảo quản đông .
– M: năng suất nhập vào buồng bảo quản đông trong một ngày đêm.

3.4. Dòng nhiệt do thông gió:
ƩQ3 = Mk. (h1 – h2)
Do đây là kho lạnh bảo quản thịt nên không cần thông gió : Q3= 0

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

3.5. Dòng nhiệt do vận hành:
Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44

3.6. Tính Phụ tải cho thiết bị và máy nén:
– Phụ tải của thiết bị:
QTB= ∑Q .
– Phụ tải của máy nén:
QMN = QMN = 100%.Q1 + 100%.Q2 + 75%.Q4

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

CHƯƠNG IV: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ TÍNH TOÁN
CHỌN MÁY NÉN
4.1: Chọn các thông số của chế độ làm việc
Do kho lạnh của ta được lắp đặt tại khu vực Ninh Bình nên như đã nêu ở chương 1,
ta có thông số về độ ẩm tương đối và nhiệt độ của khu vực Ninh Bình về mùa hè
là: t=37 độ C, φ = 81 % và tư = 34 oC .
Chọn bình ngưng của hệ thống là loại ống vỏ nằm ngang, được làm mát bằng
nước, với độ chênh nhiệt độ nước vào và ra là ∆tw = 5oC. Các thông số nước làm
mát như sau:
Nhiệt độ nước vào bình ngưng:
tw1 = tư + 3 = 34 + 3 = 37 (oC )
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng:
tw2 = tw1 + ∆tw = 37+ 5 = 42 (oC )
Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất:
tk = tw2 + ∆tk
Trong đó: ∆tk là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, ∆tk = 3 5oC có nghĩa là nhiệt độ

ngưng tụ cao hơn nhiệt độ nước ra từ 3 đến 5oC.
Ở đây, ta chọn ∆tk = 5oC.
Vậy:

tk = tw2 + ∆tk = 42 + 5 = 47 (oC )

Nhiệt độ quá lạnh tql là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu. Nước
mới, đầu tiên được cho đi qua thiết bị quá lạnh rồi sau đó mới được đưa vào bình
ngưng. Do thiết bị quá lạnh làm cho máy lạnh thêm cồng kềnh, tiêu tốn vật tư làm
giá thành tăng lên mà hiệu quả lạnh đem lại không cao, các máy lạnh ngày nay hầu
như không còn trang bị thiết bị quá lạnh. Trên thực tế, việc quá lạnh được thực
hiện ngay trong thiết bị ngưng tụ bằng cách để mức lỏng ngập vài ống dưới cùng
của dàn ống trong bình ngưng ống chùm. Nước cấp vào bình sẽ đi qua các ống này
trước để quá lạnh lỏng sau đó mới đi lên các ống trên để ngưng tụ môi chất.

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Nhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ của hơi trước khi đi vào máy nén. Nhiệt độ này bao
giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất. Để đảm bảo máy nén ko hút phải lỏng,
người ta bố trí bình tách lỏng và đảm bảo rằng hơi hút về máy nén nhất định phải
là hơi quá nhiệt. Với môi chất Amoniăc (NH3), nhiệt độ hơi hút th thông thường cao
hơn nhiệt độ sôi từ 5 đến 15oC, nghĩa là ∆th = 5 15oC sẽ đảm bảo an toàn cho máy
nén.( Theo tài liệu [1] )
th = t0 + ∆th (4.1)
Ở đây ta chọn ∆th = 7oC ứng với môi chất sử dụng là Amoniăc (NH3).

Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 phụ thuộc vào nhiệt độ buồn lạnh theo công
thức:
t0 = tb – ∆t0 (4.2)
Trong đó: tb – Nhiệt độ buồng lạnh;
∆t0 – Hiệu nhiệt độ yêu cầu, thông thường với dàn bay hơi trực tiếp thì ta chọn ∆t0
trong khoảng từ 8 đến 13oC. (Theo tài liệu [1] )
Ở đây, ta chọn ∆t0 = 10 oC ứng với kho lạnh mà ta đang thiết kế.
Máy nén cho buồng lạnh phải tạo ra năng suất lạnh cần thiết theo tính toán ở
chương 3, cụ thể:
Q0 = (4.3)
Trong đó: b – Hệ số thời gian làm việc, ở đây chọn b = 0,9;
QMN – Tổng nhiệt tải của máy nén đối với một nhiệt độ bay hơi ứng với mỗi loại
buồng lạnh ( lấy theo số liệu tính toán ở bảng 3.4 )
k – Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh. Theo
tài liệu [1], ta có bảng giá trị của hệ số k phụ thuộc vào nhiệt độ như sau:

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

4.2 : Tính toán, lựa chọn và kiểm tra máy nén cho các phòng của kho lạnh:
4.2.1 Buồng kết đông:
a) Tính toán chế độ làm việc cho máy nén:
Theo số liệu từ đề bài, nhiệt độ của buồng kết đông là tb = -32oC
Nhiệt độ sôi của môi chất là:
t0 = tb – ∆t0 = -32 – 10 = -42 ( oC )
Nhiệt độ hơi hút về máy nén là:

th = t0 + ∆th = -42 + 7 = -35 ( oC )
Máy nén cho buồng kết đông phải tạo ra năng suất lạnh cần thiết theo tính toán ở
chương 3, cụ thể:
Q0 = = = 73878 (W)
Từ nhiệt độ sôi của môi chất là t0 = -42oC và nhiệt độ ngưng tụ tk = 47oC, sử dụng
đồ thị logP – h trong phần mềm Coolpack ứng với môi chất lạnh Amoniăc (NH3),
ta có hai thông số áp suất bay hơi và áp suất ngưng tụ của môi chất NH3 lần lượt là:
P0 = 0,647

bar.

Pk = 18,845 bar.
b) Lựa chọn chu trình và tính toán các thông số
Tỷ số nén được tính theo công thức:
Πbkđ = =

= 29,13 .

Do Πbkđ = 29,13 > 9 nên ta chọn máy nén 2 cấp với áp suất trung gian ptg là:
Ptg = = = 3,49 (bar) .
Tra theo đồ thị logP – h ứng với môi chất NH3, ta có: ttg = -5,43 oC

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

* Sơ đồ và chu trình lạnh

Từ những số liệu tính toán trên, ta chọn chu trình máy lạnh hai cấp làm mát trung
gian hoàn toàn có ống xoắn và hai tiết lưu như hình sau:

Hình 4.1: Sơ đồ và chu trình máy lạnh hai cấp làm mát trung gian hoàn toàn
và 2 tiết lưu.
Nguyên lý hoạt động:
-Hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi có nhiệt độ, áp suất có trạng thái 1’ và
được quá nhiệt trong thiết bị bay hơi nhờ van tiết lưu nhiệt và do tổn thất trên
đường ống hút từ dàn lạnh về máy nén đến trạng thái quá nhiệt 1 có nhiệt độ, và
được máy nén tầm thấp hút về và được đẩy vào bình trung gian. Ở 5’ bình trung
gian thì hơi quá nhiệt 1 sẽ được làm mát về trạng thái hơi bão hoà khô 3 do hoà
trộn với lượng hơi ẩm 7 và được máy nén tầm cao hút về, được nén đến trạng thái
4 đưa vào bình ngưng. Ở bình ngưng thì môi chất được làm mát và ngưng tụ nhờ
nước. Môi chất được quá lạnh ngay trong thiết bị ngưng tụ từ trạng thái 5’ đến 5.
-Sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ vào bình chứa cao áp thì môi chất lỏng chia làm
hai nhánh:
+ một nhánh nhỏ đi qua van tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm mát
hơi về máy nén tầm cao xuống trạng thái hơi bão hoà khô 3.
21

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

+ còn nhánh chính được dẫn qua ống xoắn của bình trung gian, được quá
lạnh từ trạng thái 5 đến 6. Sau đó vào van tiết lưu thứ hai, tiết lưu xuống nhiệt độ ,
áp suất để cấp cho dàn bay hơi.
-Như vậy môi chất lạnh được tuần hoàn trong hệ thống. Nếu thiết bị trao đổi nhiệt
ống xoắn là lý tưởng thì nhiệt độ ra khỏi ống xoắn (t6) phải bằng nhiệt độ trung

gian(ttg). Nhưng thực tế có tổn hao không thuận nghịch nên nhiệt độ quá lạnh bao
giờ cũng lấy lớn hơn nhiệt độ trung gian từ (3 ÷ 5) độ C. Ta chọn 5 độ C.
– Các quá trình của chu trình:
+ 1’ – 1: quá nhiệt hơi hút về máy nén hạ áp.
+ 1 – 2: nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ lên .
+ 2 – 3: làm mát hơi nén hạ áp.
+ 3 – 4: nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ lên .
+ 4 – 5: làm mát ngưng tụ, quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ.
+ 5 – 7: tiết lưu từ về để làm mát hơi nén hạ áp và quá lạnh môi chất trong ống
xoắn.
+ 5 – 6: quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian.
+ 6 – 10: tiết lưu từ về cấp cho dàn bay hơi.
+ 10 – 1’: bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh.
* Tính toán chu trình
Sử dụng phần mềm coolpack, ta có bảng giá trị sau:
Bảng 4.2: Thông số các điểm nút của chu trình

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Từ bảng số liệu trên, ta có:
*Tính cấp nén hạ áp
Năng suất lạnh riêng khối lượng :
qo = h1, – h10 = 1205,61 ( kJ/kg )
Năng suất lạnh riêng thể tích:
qv = = = 683,45 ( kJ/m3 )

Xem thêm: Vừa học vừa làm nghề điện lạnh- Dạy nghề 80% thực hành

Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén hạ áp:
m1 = = = 0,0612 ( kg/s )
Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp:
VttNHA = m1. v1 = 0,0612 .1,764 = 0,108 (m3/s)
Hệ số cấp máy nén hạ áp:
λHA =
Trong đó: c = 0,04; m = 1
po = 0,647 bar = 0,065MPa;
23

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

ptg = 3,49 bar = 0,35MPa;
Δpo = Δptg = 0,005 0,01 MPa. Ta chọn Δpo = Δptg = 0,008
To = -42 +273 = 231 K; Ttg = – 5,43 +273 = 267,6 K
=> λHA = 0,6.
Thể tích hút lý thuyết:
VltNHA = = = 0,18 ( m3/s).
Công nén lý thuyết:
NsHA = m1.l1 = m1.( h2 – h1 ) = 0,0612.( 1633,37 – 1419,45) = 13,09 kW.
Hiệu suất chỉ thị:
Ƞi = 0,001.to + = – 42. 0,001 + = 0,82.
Công suất nén chỉ thị:
Ni = = = 15,96 kW.
Công suất ma sát:
Nms = VttNHA .pms = 0,108.60 = 6,48 kW.
Công suất hữu ích:

Ne = Ni + Nms = 15,96 + 6,48 = 22,44 kW.
Công suất tiếp điện cấp hạ áp:
NelHA = = = 24,86 kW.

*Tính cấp nén cao áp
Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén cấp cao áp:
m3 = m1. = 0,0612. = 0,083 kg/s.
24

Nguyễn Quang Thanh

Đồ án 2: Tính toán thiết kế kho lạnh

Thể tích hút thực tế:
VttCA = m3. v3 = 0,083. 0,352 = 0,029 m3/s.
Hệ số cấp máy nén cao áp:
λCA =
Trong đó: c = 0,04; m = 1
pk = 18,845 bar = 1,88MPa;
ptg = 3,49 bar = 0,35MPa;
Δpk = Δptg = 0,005 0,01 MPa. Ta chọn Δpk = Δptg = 0,008
Tk = 273+47= 320 K; Ttg = 273-5,43 = 267,6 K
=> λCA = 0,69.
Thể tích hút lý thuyết:
VltCA = = = 0,042 m3/s.
Công nén đoạn nhiệt:
NsCA = m3.l2 = 0,083.(h4 – h3) = 0,083.(1706,15-1454,4) = 20,9 kW.
Hiệu suất chỉ thị:
Ƞi = 0,001.ttg + = – 5,43.0,001 + = 0,83.

Công suất chỉ thị:

Ni = = = 25,18 kW.

Công suất ma sát:
Nms = VttCA.pms = 0,029.60 =1,74.
Công suất hữu ích:
Ne = Ni + Nms = 25,18 + 1,74 = 26,92 kW.
Công suất tiếp điện:
NelCA = = = 29,83 kW.
25

Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhLỜI MỞ ĐẦUNgành kĩ thuật lạnh ngay từ khi sinh ra đã xuất hiện tại hầu hết những côngđoạn trong rất nhiều ngành công nghiệp quan trọng và thiết yếu như công nghiệpchế biến và dữ gìn và bảo vệ thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp sinh học, yhọc, thể thao, trong đời sống, vv … Ngày nay, cùng với sự tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ của quốc tế và Nước Ta thìkĩ thuật lạnh càng được ứng dụng thoáng đãng với nhiều mục tiêu khác nhau, phạm vingày càng lan rộng ra và trở thành một ngành kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thểthiếu được trong đời sống của con người. Chính vì vậy mà những sinh viên ngành “ Máy và Thiết bị nhiệt lạnh ” củaViện KH&CN Nhiệt Lạnh, trường Đại Học Bách Khoa TP.HN đã được nhà trườngtrang bị cho những kỹ năng và kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật lạnh. Và để thực sự hiểu đượcquy mô cũng như những quy trình thiết kế, ứng dụng kĩ thuật lạnh trong đời sống vàcông nghiệp, chúng em luôn có những đồ án môn học để “ học song song với hành ”. Bên cạnh đó chúng em có những thưởng thức quý báu trong việc hình thành lối tưduy, cách tích hợp những khối lượng kỹ năng và kiến thức để hiểu được việc làm của một ngườikĩ sư máy thiết bị lạnh sau khi tốt nghiệp ra trường. Đề tài của em trong đồ án môn học này là “ Thiết kế kho lạnh phân phốidung tích 1350 tấn, sử dụng NH3 có bơm môi chất với mẫu sản phẩm là thịt bò, đặt tạiđịa phương Tỉnh Ninh Bình ”. Do kiến thức và kỹ năng còn rất hạn chế nên bản đồ án này sẽ không hề tránh khỏinhững sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của những thầy cô giáo và tổng thể cácbạn để bản đồ án thêm triển khai xong. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS. Hồ Hữu Phùng cùng toànthể những thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ Thuật Lạnh và Điều Hoà Không Khí đã giúpđỡ em triển khai xong bản đồ án này. Em xin chân thành cảm ơn ! Họ và tên sinh viênNguyễn Quang ThanhNguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhCHƯƠNG I : TÍNH TOÁN DUNG TÍCH KHO LẠNH VÀ BỐTRÍ MẶT BẰNG. 1.1 : Buồng dữ gìn và bảo vệ loại sản phẩm làm lạnh : Dung tích : E = 140 tấn.  Thể tích chất tải của buồng lạnh : Thể tích chất tải được tính theo công thức : Trong đó, E : Dung tích những buồng lạnh, ( tấn ). : Định mức chất tải thể tích. Đối với loại sản phẩm là thịt bò ướp đông ( so với loại thịt bò ướp đông ¼ con ) Khi đó : ( tấn / m ). = 350 ( m3 ).  Diện tích chất tải : Được xác lập qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải : F = ( mét vuông ). Trong đó, V : Thể tích chất tải của buồng lạnh, ( m3 ). h : Chiều cao chất tải. ( m ). Ta dùng kho lạnh một tầng. Để tiết kiệm ngân sách và chi phí khoảng trống và ứng dụng cơ giới hóa vàoviệc bốc xếp, ta chọn : h = 4,8 ( m ). Như vậy : 72,92 ( mét vuông ).  Kiểm tra phụ tải được cho phép trên 1 mét vuông diện tích quy hoạnh nền buồng lạnh : 0,4. 4,8 = 1,92 t / < 4 t / = ( định mức chất tải theo diện tích quy hoạnh ) Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhNhư vậy nhu yếu của bài toán được thoả mãn.  Diện tích kiến thiết xây dựng của buồng lạnh thiết yếu : Diện tích thiết kế xây dựng của buồng lạnh tính theo công thức : Fxd = βFTrong đó, F : diện tích quy hoạnh của chất tải ( mét vuông ) βF : thông số sử dụng diện tích quy hoạnh của kho lạnh. Do 20 < = 72,92 < 100. Chọn thông số sử dụng diện tích quy hoạnh theo buồng là : = 0,75. 97,23 ( ).  Số lượng buồng lạnh : Ta chọn cỡ buồng lạnh có chiều rộng × chiều dài là 9 m × 12 m nên diện tích quy hoạnh 1 ô là : f = 9 x 12 = 108 ( ). 1.2 : Buồng dữ gìn và bảo vệ mẫu sản phẩm lạnh đông : Dung tích : Ebqđ = 1350 tấn.  Thể tích chất tải của buồng lạnh : V = = 3375 ( m ). Trong đó, E : Dung tích những buồng lạnh, ( tấn ). gv : Là định mức chất tải thể tích, gv = 0,4 ( tấn / m3 ).  Diện tích chất tải : F = = 703,125 ( mét vuông ) > 400. Chọn thông số sử dụng diện tích quy hoạnh những buồng chứa : 0,85. Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhTrong đó : h : Là chiều cao chất tải, ( m ). Chọn h = 4,8 m.  Kiểm tra phụ tải được cho phép trên 1 mét vuông diện tích quy hoạnh nền buồng lạnh. 0,4. 4,8 = 1,92 t / < 4 t / = ( định mức chất tải theo diện tích quy hoạnh ) Như vậy nhu yếu của bài toán được thoả mãn.  Diện tích kiến thiết xây dựng của buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh đông thiết yếu : = 827,21 ( mét vuông ). Trong đó : là thông số sử dụng diện tích quy hoạnh kho lạnh, chọn 0,85.  Số lượng buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh đông : Số ô kiến thiết xây dựng là : n = = 5,74. Trong đó : f là diện tích quy hoạnh một buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh đông, chọn buồng có chiều rôngx chiều dài là 12 m x 12 m nên ta có : f = 144 ( ). Vậy ta chọn ntt = 6 ô để thiết kế xây dựng buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh đông. Dung tích trong thực tiễn của buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh đông : = 1411,15 ( tấn ). 1.3 : Buồng kết đông :  Diện tích buồng kết đôngF = M. T.kgl. 24T rong đó : • M : hiệu suất buồng kết đông, M = 14 ( tấn / 24 h ). • T : Thời gian triển khai xong một mẻ loại sản phẩm gồm có thời hạn giải quyết và xử lý lạnh, chất tải, tháo tải, phá băng cho dàn lạnh, chọn T = 24 h. Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh • gl = 0.25 tấn / m : là tiêu chuẩn chất tải trên 1 m chiều dài giá treo. • k = 1.2 là thông số tính chuyển từ tiêu chuẩn chất tải trên 1 m chiều dài ra 1 m2diện tích cần thiết kế xây dựng. = = = 67,2 ( mét vuông ).  Số lượng buồng kết đông : Số ô thiết kế xây dựng là : n = = = 0,93. Chọn ntt = 1 ô thiết kế xây dựng.  Năng suất thực của buồng kết đông : = M. = 15 ( tấn / ngày ) Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhCHƯƠNG II : TÍNH CÁCH NHIỆT – CÁCH ẨM KHO LẠNH2. 1. Đặc điểm cấu trúc kho lạnh và những thông số kỹ thuật cơ bản của panel : 2.1.1 : Đặc điểm cấu trúc kho lạnh : Chất lượng cách nhiệt có đặc thù quyết định hành động so với chất lượng kho lạnh. Lớpcách nhiệt cách ẩm cần cung ứng những nhu yếu sau :  Hệ số dẫn nhiệt nhỏ.  Khối lượng riêng nhỏ.  Độ thấm hơi nhỏ.  Độ bền cơ học cao.  Không ăn mòn, không phản ứng với những vật tư tiếp xúc, chịu được nhiệt độthấp và nhiệt độ cao.  Không có mùi lạ, không cháy, không ô nhiễm với con người và với sản phẩmbảo quản.  Dễ mua, rẻ, dễ gia công, luân chuyển, lắp ráp, không cần bảo trì cao. Ngày nay kho lạnh lắp ghép được sử dụng rất rống rãi do cấu trúc đơn thuần, cóthể lắp ráp nhanh gọn và khi cần hoàn toàn có thể tháo ra vận động và di chuyển đến khu vực khác. Kho lạnh lắp ghép ngày này rất phong phú hoàn toàn có thể chứa được vài ba tấn hàng đến hàngchục tấn hàng. Em lựa chọn kho lạnh lắp ghép cho phần đồ án của mình. Kết cấu kho lạnh được lắp ráp bởi những tấm panel tiêu chuẩn do đơn vị sản xuất quyđịnh. Cách nhiệt là polyurethane, bên ngoài được bọc bởi những tấm nhôm hoặc thépkhông rỉ. Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh2. 1.2. Các thông số kỹ thuật cơ bản của panel. STTChiều Dày ( mm ) 5075100125150175200B ảng2. 1. Thông số độ dày panel tiêu chuẩn và thông số truyền nhiệt.  Vật liệu mặt phẳng là Tôn inox ( Stainless steel sheet ) dày 0,5 mm, dạng tấmphẳng.  Vật liệu cách nhiệt là polyurethane phun. Khối lượng riêng 38 – 40 Kg / m3, tỷ suất điền đầy bọt là 95 %, chất tạo bọt là R141B không gây tàn phá ozon. Hệ số dẫn nhiệt λ = 0,016 W / m. K. 2.2 : Lựa chọn độ dày panel : 2.2.1 : Chọn độ dày panel cho buồng dữ gìn và bảo vệ đông : Nhiệt độ phòng là : - 20 oCDựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là : CN = 125 ( mm ). Độ dày của lớp vật tư cách nhiệt polyurethan là : Nguyễn Quang ThanhPUĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh = 125 – 1 = 124 mm = 0,124 mét vuông. 2.2 : Chọn độ dày Panel cho buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh : Nhiệt độ phòng là : 1 oCDựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là : CN = 75 ( mm ). Độ dày của lớp vật tư cách nhiệt polyurethan là : PU = 75 – 1 = 74 mm = 0,074 mét vuông. 2.3 : Chọn độ dày Panel cho buồng kết đông : Nhiệt độ phòng là : - 32 oCDựa vào bảng 2.1, ta chọn độ dày panel ứng với nhiệt độ của phòng là : CN = 150 ( mm ). Độ dày của lớp vật tư cách nhiệt polyurethan là : PU = 150 – 1 = 149 mm = 0,149 mét vuông. 3 : Kiểm tra những thông số kỹ thuật và kiển tra đọng sương : Hệ số truyền nhiệt được tính theo công thức : ( 2.1 ) Trong đó : δCN – độ dày nhu yếu của lớp panel cách nhiệt, mλCN – Hệ số dẫn nhiệt của panel cách nhiệt, W / m Kk – Hệ số truyền nhiệtα1 – Hệ số tỏa nhiệt của thiên nhiên và môi trường bên ngoài tới lớp cách nhiệt, W / m2Kα2 – Hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W / m2Kδi – Chiều dày lớp vật tư thứ i, m ( ở đây là lớp tôn inox 304 ). λi – Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật tư thứ i, W / mKTheo bảng 3.7 tài liệu [ 1 ], ta có : α1 = 23,3 W / m2K. 10N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhα2 = 9 W / m2K với dữ gìn và bảo vệ lạnh và α2 = 10,5 W / m2K với dữ gìn và bảo vệ đôngvà kết đông. Mặt khác : = = 0,02326 W / mK. Hệ số dẫn nhiệt của lớp inox : = 16 W / mK. Chiều dày của lớp tôn inox : = 0,5 mm = 0,0005 m. Ta có bảng sau : Bảng 2.2 : Hệ số truyền nhiệt của panel theo từng buồngTTBuồng kết đôngBuồng dữ gìn và bảo vệ đôngBuồng dữ gìn và bảo vệ lạnh0, 1530,1830,3 ( * ) Tính kiểm tra đọng sương : Do địa phương làm kho là ở Tỉnh Ninh Bình nên ta có : M Nhiệtù độa ngoàitrờiNhiệt độĐ Nhiệtđộngoàiđiểm sươngpanelẩm ts ( oC ) ntè 7 ( oC ) φn ( % ) ( oC ) 5,919 Bảng 2.3 Thông số tính toán nhiệt độ ngoài trời cho kho lạnh-Vì panel đặt sau vách bê tông nên ta lấy nhiệt độ ngoài vách panel làtn = 0,7. tnt. Từ tnt và φn ta tra được nhiệt độ điểm sương của không khí ngoài trời là t stheo đồ thị I-D. Hệ số truyền nhiệt lớn nhất được cho phép là : Trong đó : tt ( oC ) là nhiệt độ phía bên trong vách panel. α1 ( W / mét vuông. K ) là thông số tỏa nhiệt phía bên ngoài vách panel. 11N guyễn Quang ThanhBuồngBảo quảnlạnhBảo quảnđôngCấp đôngtn ( oC ) ngoàipanelĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhts ( oC ) đọngsương ( oC ) trongbuồng371925, 919 - 2025,919 - 32k.max ( W / mét vuông. K ) ( W / mét vuông. K3, 3333,3273,3386,13,32,6 Bảng 2.3 : Kết quả tính toán thông số truyền nhiệt cực lớn cho mùa hè. Kết luận : Từ tác dụng trên ta thấy thông số truyền nhiệt của panel tường, trần và nềncủa những buồng bé hơn thông số truyền nhiệt cực lớn nên không xảy ra hiện tượng kỳ lạ đọngsương. 2.4 : Cấu tạo nền kho lạnhKết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào vào nhiều yếu tố như : + Nhiệt độ trong phòng lạnh. + Tải trọng của kho hàng dữ gìn và bảo vệ. + Dung tích kho lạnh. Với kho lạnh đang thiết kế, độ cao của kho lạnh là 5 m, chiều cao chất tảicủa kho lạnh là 4 m. Trong quy trình quản lý và vận hành có sử dụng xe nâng để bốc dỡ hànghóa. Vì vậy ở đây bắt buộc phải chọn nền panel cứng để bảo vệ chịu được tảitrọng của sản phẩm & hàng hóa cũng như của xe nâng và người trong quy trình hoạt động giải trí. Để tránh hiện tượng kỳ lạ ngừng hoạt động làm phồng nền và phá vỡ cấu trúc xây dựngkho lạnh, ta sử dụng giải pháp là sắp xếp sàn kho cao hơn nền đất tự nhiên nhờ hệthống cột chịu lực, có những con lươn thông gió. Các con lươn thông gió được đổbằng bê tông hay xây bằng gạch thẻ cao khoảng chừng 100 mm - 200 mm. Bề mặt conlươn dốc về 2 phía 2 % để tránh đọng nước. 12N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhCHƯƠNG III : TÍNH NHIỆT KHO LẠNH3. 1. Đại cương về tính nhiệt kho lạnh : Dòng nhiệt trao đổi vào buồng lạnh được xác lập theo biểu thức : ∑ Q = ∑ Q1 + ∑ Q2 + ∑ Q3 + ∑ Q4 ( W ) Trong đó, ∑ Q1 : Dòng nhiệt qua cấu trúc bao che, gồm : - Tổn thất do chênh lệch nhiệt độ giữa ngoài và trong buồng lạnh. ∑ Q = ∑ Q + ∑ Q1112 ( W ) Q11 = kt. F. ( t1 – t2 ). Trong đó, kt : Hệ số truyền nhiệt thực của cấu trúc, W / m KF : Diện tích mặt phẳng của cấu trúc bao che, mtn : Nhiệt độ của thiên nhiên và môi trường bên ngoài, t2 : Nhiệt độ không khí bên trong buồng lạnh, ∑ Q2 : Dòng nhiệt do loại sản phẩm tỏa ra. Sản phẩm đưa vào buồng gia lạnh buồng kếtđông không có vỏ hộp nhưng mẫu sản phẩm đưa vào buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh và bảo quảnđông thường kèm theo vỏ hộp như hộp cáctông, thùng gỗ, khay. . Do đó, Q2 gồmhai thành phần : + Q21 do mẫu sản phẩm tỏa ra13Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh + Q22 do vỏ hộp tỏa ra. ∑ Q3 : Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh. Các buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh dù thở hay không thở thường vẫn được thông gió 3 – 5 lần / ngày, trong khi buồng dữ gìn và bảo vệ đông thì không thông gió. ∑ Q4 : Dòng nhiệt do quản lý và vận hành. Các dòng nhiệt quản lý và vận hành Q4 gồm nhiệt tỏa do đèn chiếu sáng Q41, do người làmviệc Q42, do những động cơ điện thao tác Q43, dòng nhiệt do Open Q44. Q41 = A. F ( W ) A : Nhiệt toả do chiếu sáng trên 1 mét vuông, W / mét vuông. F : Diện tích của sàn buồng lạnh hoặc kho lạnh, m2Q42 = 350. n ( W ) 350 : Nhiệt tỏa do một người lao động nặng, 350 W / ngườin : Số người lao động trong buồng, diện tích quy hoạnh nhỏ hơn 200 mét vuông lấy n = 2-3 Q43 = 1000. N. η ( W ) 1000 : Hệ số quy đổi từ kW ra WN : Công suất động cơ, kWη : Hiệu suất động cơQ44 = B. F ( W ) B : Dòng nhiệt riêng khi Open, W / m2F : Diện tích buồng lạnh, m23. 2. Tính nhiệt qua cấu trúc bao che cho những phòng : 14N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh15Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh3. 3. Dòng nhiệt do mẫu sản phẩm tỏa ra : Với buồng dữ gìn và bảo vệ lạnh : Q2 = M. ( h1 − h2 ). 100024.3600 ( kW ) Trong đó : - h1 : là entanpi của mẫu sản phẩm trước khi đưa vào buồng dữ gìn và bảo vệ đông. - h2 : là entanpi của mẫu sản phẩm sau khi đưa vào buồng dữ gìn và bảo vệ đông. - M : hiệu suất nhập vào buồng dữ gìn và bảo vệ đông trong một ngày đêm. 3.4. Dòng nhiệt do thông gió : ƩQ3 = Mk. ( h1 – h2 ) Do đây là kho lạnh dữ gìn và bảo vệ thịt nên không cần thông gió : Q3 = 016N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh3. 5. Dòng nhiệt do quản lý và vận hành : Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q443. 6. Tính Phụ tải cho thiết bị và máy nén : - Phụ tải của thiết bị : QTB = ∑ Q.. - Phụ tải của máy nén : QMN = QMN = 100 %. Q1 + 100 %. Q2 + 75 %. Q417Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhCHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH VÀ TÍNH TOÁNCHỌN MÁY NÉN4. 1 : Chọn những thông số kỹ thuật của chính sách làm việcDo kho lạnh của ta được lắp ráp tại khu vực Tỉnh Ninh Bình nên như đã nêu ở chương 1, ta có thông số kỹ thuật về nhiệt độ tương đối và nhiệt độ của khu vực Tỉnh Ninh Bình về mùa hèlà : t = 37 độ C, φ = 81 % và tư = 34 oC. Chọn bình ngưng của mạng lưới hệ thống là loại ống vỏ nằm ngang, được làm mát bằngnước, với độ chênh nhiệt độ nước vào và ra là ∆ tw = 5 oC. Các thông số kỹ thuật nước làmmát như sau : Nhiệt độ nước vào bình ngưng : tw1 = tư + 3 = 34 + 3 = 37 ( oC ) Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng : tw2 = tw1 + ∆ tw = 37 + 5 = 42 ( oC ) Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất : tk = tw2 + ∆ tkTrong đó : ∆ tk là hiệu nhiệt độ ngưng tụ nhu yếu, ∆ tk = 3 5 oC có nghĩa là nhiệt độngưng tụ cao hơn nhiệt độ nước ra từ 3 đến 5 oC. Ở đây, ta chọn ∆ tk = 5 oC. Vậy : tk = tw2 + ∆ tk = 42 + 5 = 47 ( oC ) Nhiệt độ quá lạnh tql là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu. Nướcmới, tiên phong được cho đi qua thiết bị quá lạnh rồi sau đó mới được đưa vào bìnhngưng. Do thiết bị quá lạnh làm cho máy lạnh thêm cồng kềnh, tiêu tốn vật tư làmgiá thành tăng lên mà hiệu suất cao lạnh đem lại không cao, những máy lạnh ngày này hầunhư không còn trang bị thiết bị quá lạnh. Trên thực tiễn, việc quá lạnh được thựchiện ngay trong thiết bị ngưng tụ bằng cách để mức lỏng ngập vài ống dưới cùngcủa dàn ống trong bình ngưng ống chùm. Nước cấp vào bình sẽ đi qua những ống nàytrước để quá lạnh lỏng sau đó mới đi lên những ống trên để ngưng tụ môi chất. 18N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhNhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ của hơi trước khi đi vào máy nén. Nhiệt độ này baogiờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất. Để bảo vệ máy nén ko hút phải lỏng, người ta bố trí bình tách lỏng và bảo vệ rằng hơi hút về máy nén nhất định phảilà hơi quá nhiệt. Với môi chất Amoniăc ( NH3 ), nhiệt độ hơi hút th thường thì caohơn nhiệt độ sôi từ 5 đến 15 oC, nghĩa là ∆ th = 5 15 oC sẽ bảo vệ bảo đảm an toàn cho máynén. ( Theo tài liệu [ 1 ] ) th = t0 + ∆ th ( 4.1 ) Ở đây ta chọn ∆ th = 7 oC ứng với môi chất sử dụng là Amoniăc ( NH3 ). Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 nhờ vào vào nhiệt độ buồn lạnh theo côngthức : t0 = tb – ∆ t0 ( 4.2 ) Trong đó : tb – Nhiệt độ buồng lạnh ; ∆ t0 – Hiệu nhiệt độ nhu yếu, thường thì với dàn bay hơi trực tiếp thì ta chọn ∆ t0trong khoảng chừng từ 8 đến 13 oC. ( Theo tài liệu [ 1 ] ) Ở đây, ta chọn ∆ t0 = 10 oC ứng với kho lạnh mà ta đang thiết kế. Máy nén cho buồng lạnh phải tạo ra hiệu suất lạnh thiết yếu theo tính toán ởchương 3, đơn cử : Q0 = ( 4.3 ) Trong đó : b – Hệ số thời hạn thao tác, ở đây chọn b = 0,9 ; QMN – Tổng nhiệt tải của máy nén so với một nhiệt độ bay hơi ứng với mỗi loạibuồng lạnh ( lấy theo số liệu tính toán ở bảng 3.4 ) k – Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của mạng lưới hệ thống lạnh. Theotài liệu [ 1 ], ta có bảng giá trị của thông số k nhờ vào vào nhiệt độ như sau : 19N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh4. 2 : Tính toán, lựa chọn và kiểm tra máy nén cho những phòng của kho lạnh : 4.2.1 Buồng kết đông : a ) Tính toán chính sách thao tác cho máy nén : Theo số liệu từ đề bài, nhiệt độ của buồng kết đông là tb = - 32 oCNhiệt độ sôi của môi chất là : t0 = tb - ∆ t0 = - 32 – 10 = - 42 ( oC ) Nhiệt độ hơi hút về máy nén là : th = t0 + ∆ th = - 42 + 7 = - 35 ( oC ) Máy nén cho buồng kết đông phải tạo ra hiệu suất lạnh thiết yếu theo tính toán ởchương 3, đơn cử : Q0 = = = 73878 ( W ) Từ nhiệt độ sôi của môi chất là t0 = - 42 oC và nhiệt độ ngưng tụ tk = 47 oC, sử dụngđồ thị logP – h trong ứng dụng Coolpack ứng với môi chất lạnh Amoniăc ( NH3 ), ta có hai thông số kỹ thuật áp suất bay hơi và áp suất ngưng tụ của môi chất NH3 lần lượt là : P0 = 0,647 bar. Pk = 18,845 bar. b ) Lựa chọn quy trình và tính toán những thông sốTỷ số nén được tính theo công thức : Πbkđ = = = 29,13. Do Πbkđ = 29,13 > 9 nên ta chọn máy nén 2 cấp với áp suất trung gian ptg là : Ptg = = = 3,49 ( bar ). Tra theo đồ thị logP – h ứng với môi chất NH3, ta có : ttg = – 5,43 oC20Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh * Sơ đồ và quy trình lạnhTừ những số liệu tính toán trên, ta chọn quy trình máy lạnh hai cấp làm mát trunggian trọn vẹn có ống xoắn và hai tiết lưu như hình sau : Hình 4.1 : Sơ đồ và quy trình máy lạnh hai cấp làm mát trung gian hoàn toànvà 2 tiết lưu. Nguyên lý hoạt động giải trí : – Hơi môi chất sinh ra ở thiết bị bay hơi có nhiệt độ, áp suất có trạng thái 1 ’ vàđược quá nhiệt trong thiết bị bay hơi nhờ van tiết lưu nhiệt và do tổn thất trênđường ống hút từ dàn lạnh về máy nén đến trạng thái quá nhiệt 1 có nhiệt độ, vàđược máy nén tầm thấp hút về và được đẩy vào bình trung gian. Ở 5 ’ bình trunggian thì hơi quá nhiệt 1 sẽ được làm mát về trạng thái hơi bão hoà khô 3 do hoàtrộn với lượng hơi ẩm 7 và được máy nén tầm cao hút về, được nén đến trạng thái4 đưa vào bình ngưng. Ở bình ngưng thì môi chất được làm mát và ngưng tụ nhờnước. Môi chất được quá lạnh ngay trong thiết bị ngưng tụ từ trạng thái 5 ’ đến 5. – Sau khi ra khỏi thiết bị ngưng tụ vào bình chứa cao áp thì môi chất lỏng chia làmhai nhánh : + một nhánh nhỏ đi qua van tiết lưu thứ nhất vào bình trung gian để làm máthơi về máy nén tầm cao xuống trạng thái hơi bão hoà khô 3.21 Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnh + còn nhánh chính được dẫn qua ống xoắn của bình trung gian, được quálạnh từ trạng thái 5 đến 6. Sau đó vào van tiết lưu thứ hai, tiết lưu xuống nhiệt độ, áp suất để cấp cho dàn bay hơi. – Như vậy môi chất lạnh được tuần hoàn trong mạng lưới hệ thống. Nếu thiết bị trao đổi nhiệtống xoắn là lý tưởng thì nhiệt độ ra khỏi ống xoắn ( t6 ) phải bằng nhiệt độ trunggian ( ttg ). Nhưng thực tiễn có tổn hao không thuận nghịch nên nhiệt độ quá lạnh baogiờ cũng lấy lớn hơn nhiệt độ trung gian từ ( 3 ÷ 5 ) độ C. Ta chọn 5 độ C. – Các quy trình của quy trình : + 1 ’ – 1 : quá nhiệt hơi hút về máy nén hạ áp. + 1 – 2 : nén đoạn nhiệt cấp hạ áp từ lên. + 2 – 3 : làm mát hơi nén hạ áp. + 3 – 4 : nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ lên. + 4 – 5 : làm mát ngưng tụ, quá lạnh trong thiết bị ngưng tụ. + 5 – 7 : tiết lưu từ về để làm mát hơi nén hạ áp và quá lạnh môi chất trong ốngxoắn. + 5 – 6 : quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian. + 6 – 10 : tiết lưu từ về cấp cho dàn bay hơi. + 10 – 1 ’ : bay hơi thu nhiệt của thiên nhiên và môi trường lạnh. * Tính toán chu trìnhSử dụng ứng dụng coolpack, ta có bảng giá trị sau : Bảng 4.2 : Thông số những điểm nút của chu trình22Nguyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhTừ bảng số liệu trên, ta có : * Tính cấp nén hạ ápNăng suất lạnh riêng khối lượng : qo = h1, – h10 = 1205,61 ( kJ / kg ) Năng suất lạnh riêng thể tích : qv = = = 683,45 ( kJ / m3 ) Lưu lượng hơi trong thực tiễn qua máy nén hạ áp : m1 = = = 0,0612 ( kg / s ) Thể tích hút trong thực tiễn của máy nén hạ áp : VttNHA = m1. v1 = 0,0612. 1,764 = 0,108 ( m3 / s ) Hệ số cấp máy nén hạ áp : λHA = Trong đó : c = 0,04 ; m = 1 po = 0,647 bar = 0,065 MPa ; 23N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhptg = 3,49 bar = 0,35 MPa ; Δpo = Δptg = 0,005 0,01 MPa. Ta chọn Δpo = Δptg = 0,008 To = – 42 + 273 = 231 K ; Ttg = – 5,43 + 273 = 267,6 K => λHA = 0,6. Thể tích hút kim chỉ nan : VltNHA = = = 0,18 ( m3 / s ). Công nén kim chỉ nan : NsHA = m1. l1 = m1. ( h2 – h1 ) = 0,0612. ( 1633,37 – 1419,45 ) = 13,09 kW. Hiệu suất thông tư : Ƞi = 0,001. to + = – 42. 0,001 + = 0,82. Công suất nén thông tư : Ni = = = 15,96 kW. Công suất ma sát : Nms = VttNHA. pms = 0,108. 60 = 6,48 kW. Công suất hữu dụng : Ne = Ni + Nms = 15,96 + 6,48 = 22,44 kW. Công suất tiếp điện cấp hạ áp : NelHA = = = 24,86 kW. * Tính cấp nén cao ápLưu lượng hơi trong thực tiễn qua máy nén cấp cao áp : m3 = m1. = 0,0612. = 0,083 kg / s. 24N guyễn Quang ThanhĐồ án 2 : Tính toán thiết kế kho lạnhThể tích hút thực tiễn : VttCA = m3. v3 = 0,083. 0,352 = 0,029 m3 / s. Hệ số cấp máy nén cao áp : λCA = Trong đó : c = 0,04 ; m = 1 pk = 18,845 bar = 1,88 MPa ; ptg = 3,49 bar = 0,35 MPa ; Δpk = Δptg = 0,005 0,01 MPa. Ta chọn Δpk = Δptg = 0,008 Tk = 273 + 47 = 320 K ; Ttg = 273 – 5,43 = 267,6 K => λCA = 0,69. Thể tích hút triết lý : VltCA = = = 0,042 m3 / s. Công nén đoạn nhiệt : NsCA = m3. l2 = 0,083. ( h4 – h3 ) = 0,083. ( 1706,15 – 1454,4 ) = 20,9 kW. Hiệu suất thông tư : Ƞi = 0,001. ttg + = – 5,43. 0,001 + = 0,83. Công suất thông tư : Ni = = = 25,18 kW. Công suất ma sát : Nms = VttCA. pms = 0,029. 60 = 1,74. Công suất hữu dụng : Ne = Ni + Nms = 25,18 + 1,74 = 26,92 kW. Công suất tiếp điện : NelCA = = = 29,83 kW. 25

Source: https://dichvusuachua24h.com
Category : Điện Lạnh