TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO HỆ THỐNG KHO LẠNH

Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán những dòng nhiệt từ thiên nhiên và môi trường xâp nhập vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ hiệu suất để thải nó trở lại thiên nhiên và môi trường nóng, bảo vệ sự chênh lệch nhiệt độ không thay đổi giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài .Mục đích ở đầu cuối của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác lập hiệu suất lạnh của máy lạnh cần lắp ráp. Nhiệt tải Q. của kho lạnh sẽ được tính theo công thức sau :Q. = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, W

Trong đó:

Bạn đang đọc: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI CHO HỆ THỐNG KHO LẠNH

Q1 – dòng nhiệt đi qua cấu trúc bao che của kho lạnh .Q2 – dòng nhiệt do mẫu sản phẩm và vỏ hộp tỏa ra trong quy trình giải quyết và xử lý lạnh .Q3 – dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ở đây Q3 = 0 do kho dữ gìn và bảo vệ mẫu sản phẩm thủy hải sản không thông gió buồng lạnh .Q4 – dòng nhiệt từ những nguồn khác nhau khi quản lý và vận hành kho lạnh .Q5 – dòng nhiệt từ mẫu sản phẩm tỏa ra khi loại sản phẩm hô hấp, nó chỉ có ở kho lạnh dữ gìn và bảo vệ rau quả, Q5 = 0 .

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Dòng nhiệt qua cấu trúc bao che là tổng những dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường tự nhiên bên ngoài và bên trong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần .Dòng nhiệt Q1 được xác lập theo công thức :Q1 = Q11 + Q12, W .Trong đó :Q11 – dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ .Q12 – dòng nhiệt qua tường bao và trần do tác động ảnh hưởng của bức xạ mặt trời .Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nên bỏ lỡ dòng nhiệt qua tường và trần do tác động ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, Q12 = 0 .Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ được xác lập theo biểu thức :Q11 = Kt. F ( t1 – t2 ), WTrong đó :Kt – thông số truyền nhiệt thực của cấu trúc bao che xác lập theo chiều dài cách nhiệt thực .F – diện tích quy hoạnh mặt phẳng cấu trúc bao che .t1 – nhiệt độ môi trường tự nhiên bên ngoài kho, 0C .t2 – nhiệt độ không khí trong kho, 0C .Chiều dài kho L1 = 32 mChiều rộng kho L2 = 12 + 2.0,125 = 12,25 mChiều cao H = 3,6 + 0,125 = 3,725 m

Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

Bao che	Kt( W / m2K )	F( mét vuông )	(0C)	Qi( W )
Vách phía đông	0,198	45,6	46	415,3
Vách phía tây	0,198	45,6	46	415,3
Vách phía nam	0,198	119,2	46	1085,7
Vách phía bắc	0,198	119,2	46	1085,7
Trần	0,198	392	50	3881
Nền	0,198	392	46	3570,3
Tổng Q11				10453,3

Do kho lạnh được đặt trong xưởng chế biến có tường bao xung quanh và có mái che nên nhiệt độ không khí xung quanh kho lạnh sẽ lấy bằng nhiệt độ của khu thành phẩm, t1 = 260C. Chỉ có trần kho lạnh có nhiệt độ cao hơn ta lấy nhiệt độ không khí phía trên trần là 300C .Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua cấu trúc bao che là Q1 = Q11 = 10453,3 W

Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2

Dòng nhiệt do vỏ hộp và loại sản phẩm tạo ra xác lập theo công thức :Q2 = Q21 + Q22, WTrong đó :Q21 – dòng nhiệt do mẫu sản phẩm tỏa ra, WQ22 – dòng nhiệt do vỏ hộp tỏa ra, W

Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q21

Được xác lập theo công thức :

Trong đó :M – hiệu suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho dữ gìn và bảo vệ trong một ngày đêm, tấn / ngày đêm. Tại công ty TNHH Minh Đăng – Sóc Trăng khối lượng hàng nhập vào kho dữ gìn và bảo vệ trong một ngày đêm là M = 30 tấn / ngày đêm .i1, i2 – enthalpy của mẫu sản phẩm vào kho và của mẫu sản phẩm ở nhiệt độ dữ gìn và bảo vệ, J / kg. Với loại sản phẩm mực, tôm, cá ướp đông i1 = 24600 J / kg, [ TL-4, 74 ] .Với kho dữ gìn và bảo vệ đông, những loại sản phẩm khi đưa vào kho dữ gìn và bảo vệ đã được cấp đông đến nhiệt độ dữ gìn và bảo vệ. Tuy nhiên trong quy trình giải quyết và xử lý đóng gói và luân chuyển nhiệt độ loại sản phẩm tăng lên không ít nên so với mẫu sản phẩm dữ gìn và bảo vệ đông lấy nhiệt độ vào là : t1 = – 120C, [ TL-4, 74 ] .

Thay số:

Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra Q22

Được xác lập theo biểu thức :

Trong đó :Mb – khối lượng vỏ hộp đưa vào cùng loại sản phẩm trong một ngày đêm, tấn / ngàyđêm. Ta lấy Mb = 10 %. M = 3 tấn / ngày đêm .Cb – nhiệt dung riêng của vỏ hộp, J / kgK, với vỏ hộp là bìa cactong thì Cb = 1460 J / kgK .t1, t2 – nhiệt độ vỏ hộp trước và sau khi làm lạnh vỏ hộp, 0C .Ta lấy nhiệt độ vỏ hộp trước khi đưa vào kho cùng mẫu sản phẩm bằng nhiệt độ của khu thành phẩm, t1 = 260C .Vậy : Q2 = Q21 + Q22 = 8402,7 + 2331,9 = 10734,6 W

Dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành Q4

Các dòng nhiệt do quản lý và vận hành gồm có những dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q41, do người thao tác trong buồng Q42, do những động cơ điện Q43, do Open kho lạnh Q44 và dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45 .Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 + Q45, W

Dòng nhiệt do chiếu sáng Q41

Được xác lập theo biểu thức :Q41 = A.F = 384.1,2 = 460,8 WTrong đó :A – nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 mét vuông buồng hay nền, với buồng dữ gìn và bảo vệ đông A = 1,2 W / mét vuông .F – diện tích quy hoạnh của buồng, mét vuông .

Dòng nhiệt do người trong buồng làm việc tỏa ra Q42

Được xác lập theo biểu thức :

Q42 = 350n = 350.7 = 2450 W

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

Trong đó :350 – nhiệt lượng do một người tỏa ra trong khi làm việc làm nặng nhọc 350 W / người .n – số người thao tác trong buồng. Nó nhờ vào vào công nghệ tiên tiến gia công, chế biến, luân chuyển, bốc xếp. Kho được thiết kế với phương pháp bốc dỡ bằng tay thủ công, ta chọn số người thao tác trong kho là : n = 7 người .

Dòng nhiệt do động cơ điện tỏa ra Q43

Được xác lập theo biểu thức :Q43 = N. 1000 = 9.1,5. 1000 = 13500 W .Động cơ điện thao tác trong kho là động cơ của quạt dàn lạnh, ta chọn 3 dàn lạnh hãng Guntner, mỗi dàn lạnh gồm 3 quạt, mỗi quạt động cơ 1,5 kW .

Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q44

Được xác lập theo biểu thức :Q44 = BF = 4,8. 384 = 1843,2 W .Trong đó :F – diện tích quy hoạnh của kho lạnh, mét vuông .B – dòng nhiệt dung riêng khi Open, W / mét vuông .Dòng nhiệt khi Open phụ thuộc vào vào diện tích quy hoạnh buồng và chiều cao buồng. Với chiều cao buồng 6 m lấy theo bảng sau :

Dòng nhiệt riêng khi mở cửa,[TL4,78].

Tên buồng	B, W/m2
Tên buồng	< 50 m2	50 ÷150 m2	> 150 m2
Bảo quản đông	22	12	8

Với chiều cao buồng h = 3,6 m, diện tích quy hoạnh > 150 mét vuông. Sử dụng giải pháp nội suy ta có B = 4,8 W / mét vuông .

Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45

Sau khi xả băng, nhiệt độ kho lạnh tăng lên đáng kể, điều đó chứng tỏ có một phần nhiệt lượng dùng xả băng đã trao đổi nhiệt với không khí và những thiết bị trong phòng. Nhiệt dùng xả băng đại bộ phận làm tan băng trên dàn lạnh và được đưa ra ngoài cùng với nước đá tan, một phần truyền cho không khí và những thiết bị trong kho lạnh gây nên tổn thất .Để xác lập dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh ta xác lập theo mức độ tăng nhiệt độ không khí trong phòng sau khi xả băng. Mức độ tăng nhiệt độ của phòng nhờ vào vào dung tích của kho lạnh. Thông thường nhiệt độ không khí sau khi xả băng tăng ( 4 ÷ 7 ) 0C. Dung tích càng lớn thì độ tăng nhiệt độ càng nhỏ và ngược lại. Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45 được xác lập theo biểu thức :

Trong đó :n – số lần xả băng trong một ngày đêm, chọn n = 3 .– khối lượng riêng của không khí, = 1,2 kg / m3 .V – thể tích của kho lạnh, m3 .CPkk – nhiệt dung riêng của không khí, CPkk = 1009 J / kgK .– độ tăng nhiệt độ không khí trong kho lạnh sau khi xả băng dàn lạnh ( lấy theo kinh nghiệm tay nghề ), lấy = 50C .

Tính toán dòng nhiệt tổn thất do vận hành.

Q41, W	Q42, W	Q43, W	Q44, W	Q45, W	Q4, W
460,8	2450	13500	1843,2	201	18370

Tổng hợp các kết quả tính toán nhiệt tải kho lạnh.

Q1, W	Q2, W	Q4, W	Q, W
10453,3	10734,6	18370	39558

Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén

Phụ tải nhiệt của thiết bị:

Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán mặt phẳng trao đổi nhiệt thiết yếu của thiết bị bay hơi. Công suất giải nhiệt nhu yếu của thiết bị khi nào cũng lớn hơn hiệu suất của máy nén, phải có thông số dự trữ nhằm mục đích tránh những dịch chuyển hoàn toàn có thể xảy ra trong quá trính quản lý và vận hành. Vì thế tải nhiệt của thiết bị được lấy bằng tổng của toàn bộ những tổn thất nhiệt của kho lạnh .Q0TB = Q1 + Q2 + Q4 = 39558 W

Phụ tải nhiệt của máy nén:

Do những tổn thất trong những kho lạnh không đồng thời xảy ra nên hiệu suất nhiệt nhu yếu trong thực tiễn sẽ nhỏ hơn tổng của những tổn thất nhiệt. Để tránh cho máy nén có hiệu suất lạnh quá lớn, tải nhiệt máy nén cũng được tính toán từ những tải nhiệt thành phần nhưng tùy theo từng loại kho lạnh hoàn toàn có thể chỉ lấy một phần tổng của nhiệt tải đó .Với kho lạnh dữ gìn và bảo vệ loại sản phẩm thủy hải sản ướp đông thì :QMN = 85 % Q1 + 100 % Q2 + 75 % Q4 = 33,4 kWNăng suất lạnh của máy nén so với mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi giống nhau xác lập theo biểu thức :

Trong đó :b – thông số thời hạn thao tác của máy nén, thường lấy b = 0,9 ( máy nén thao tác 22 giờ / ngày do xả băng dàn lạnh và giảm tải cho máy nén ) .k – thông số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh, nó được xác đinh theo bảng sau :

Bảng 3-5 Hệ số dự trữ k, [TL-4,83]