ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu 5
CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 6
1.1. Giới thiệu về nhà máy 6
1.2. Nhiệm vụ thiết kế 7
1.2.1. Tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 8
1.2.2. Hầm đông gió 3000 kg/mẻ 8
1.2.3. Máy đá vảy 20 tấn/ngày .8
1.2.4. Thông số tính toán ngoài trời 8
CHƯƠNG II - THIẾT KẾ TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000 KG/MẺ 9
2.1. Đặc tính kỹ thuật của tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 9
2.2. Xác định kích thước tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 10
2.2.1. Kích thước , số lượng khay và các tấm lắc cấp đông 10
2.2.2. Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc 11
2.3. Cấu trúc xây dựng và tính chiều dày cách nhiệt của tủ cấp đông tiếp xúc
1000 kg/mẻ 12
2.3.1. Cấu trúc xây dựng 12
2.3.2. Xác định chiều dày cách nhiệt 12
2.3.3. Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương 13
2.3.4. Tính kiểm tra đọng ẩm 14
2.4. Tính nhiệt tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 14
2.4.1. Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q
1
14
2.4.2. Tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào Q
2
15
2.4.2.1.Tổn thất do sản phẩm mang vào 15
2.4.2.2. Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông 16
3.3.1. Cấu trúc xây dựng 35
3.3.2. Tính chiều dày cách nhiệt 36
3.3.2.1. Tính chiều dày cách nhiệt tường và trần 36
3.3.2.2. Tính chiều dày cách nhiệt nền 38
3.4. Tính nhiệt hầm cấp đông 3000 kg/mẻ 39
3.4.1. Tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q
1
39
3.4.1.1. Tổn thất qua tường , trần 40
3.4.1.2. Tổn thất qua nền 40
3.4.2. Tổn thất do sản phẩm mang vào Q
2
41
3.4.2.1. Tổn thất do sản phẩm mang vào 41
3.4.2.2. Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông 41
3.4.2.3. Tổn thất do làm lạnh xe chất hàng 42
3.4.2.4. Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước châm 43
3.4.3. Tổn thất nhiệt do vận hành Q
3
44
3.4.3.1. Tổn thất nhiệt do mở cửa Q
31
44
3.4.3.2. Tổn thất nhiệt do chiếu sáng buồng Q
32
44
3.4.3.3. Tổn thất nhiệt do người toả ra Q
33
44
3.4.3.4. Tổn thất nhiệt do các động cơ quạt Q
4.5. Kết cấu cách nhiệt 61
4.6. Tính nhiệt hệ thống cối đá vảy 62
4.6.1. Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt Q
1
62
4.6.1.1. Nhiệt truyền qua kết cấu bao che cối đá 63
4.6.1.2. Nhiệt truyền kết cấu bao bể nước tuần hoàn 65
4.6.2. Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước đá Q
2
66
4.6.3. Tổn thất nhiệt do mô tơ dao cắt đá tạo ra Q
3
67
4.6.4. Xác định tải nhiệt của máy nén và năng suất lạnh của máy nén 67
4.7. Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 68
4.7.1. Chọn các thông số của chế độ làm việc 68
4.7.1.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t
0
68
4.7.1.2. Nhiệt độ ngưng tụ t
k
68
4.7.1.3. Nhiệt độ quá lạnh t
ql
69
4.7.1.4. Nhiệt độ hơi hút t
h
69
4.7.2. Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 69
4.7.2.1. Thành lập sơ đồ 70
7.1.2. Tính toán để chọn đường ống 95
7.1.2.1. Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 95
7.1.2.2. Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 96
7.2. Tính chọn đường ống cho hầm đông gió 3000 kg/mẻ 98
7.2.1. Các thông số đã biết 98
7.2.2. Tính toán để chọn đường ống 98
7.2.2.1. Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 98
7.2.2.2. Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 99
7.3. Tính chọn đường ống cho máy đá vảy 20 tấn/ngày 101
7.3.1. Các thông số đã biết 101
7.3.2. Tính toán để chọn đường ống 101
7.3.2.1. Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 101
7.3.2.2. Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 102
CHƯƠNG VIII- VẬN HÀNH ,BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH 104
8.1. Những vấn đề chung 104
8.2. Điều kiện làm việc bình thường của hệ thống lạnh 104
8.3. Khởi động và ngừng hệ thống hai cấp 105
8.4. Bảo dưỡng hệ thống lạnh 107
8.4.1. Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 107
8.4.2. Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 107
8.4.3. Bảo dưỡng máy nén 107
8.4.4.Xả dầu ra khỏi hệ thống amoniăc 108
BẢNG CÁC KÝ HIỆU QUI ƯỚC 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO 110
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 4
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
LỜI NÓI ĐẦU
Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băng tuyết để ướp
lạnh bảo quản thực phẩm. Từ thế kỷ thứ 19 phương pháp làm lạnh nhân tạo đã ra đời và
những thành phố phát triển mạnh về chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất
khẩu.
• Địa Điểm : Khu công nghiệp và dịch vụ thuỷ sản Thọ Quang, Thành phố Đà
Nẵng.
• Chủ đầu tư : Công ty thủy sản và thương mại Thuận Phước .
• Các gói thầu : Cung cấp, lắp đặt máy móc thiết bị phục vụ sản xuất giai đoạn
I, bao gồm 8 gói thầu, cụ thể như sau :
- Gói thầu 1 : Cung cấp và lắp đặt :
+ Dây chuyền cấp đông IQF xoắn, mạ băng, tái đông 500 kg/ giờ.
+ Dây chuyền cấp đông IQF tấm phẳng, mạ băng, tái đông 500 kg/giờ.
+ Dây chuyền hấp, mạ băng, tái đông 500 kg/ giờ. ( Không bao gồm máy
IQF)
- Gói thầu 2 : Cung cấp và lắp đặt
+ Hầm đông 3000 kg/ mẻ 3 giờ
+ 2 tủ đông tiếp xúc mỗi tủ 1.000 kg/ mẻ 1,5 giờ
+ 2 tủ đông gió mỗi tủ 250 kg/giờ.
- Gói thầu 3 : Cung cấp và lắp đặt
+ 3 máy đá vảy mỗi máy 20 tấn/24 giờ
+ 2 máy đá vảy mỗi máy 30 tấn/24 giờ
+ 5 kho đá vảy phù hợp với 5 máy đá vảy trên (không bao gồm dàn lạnh ).
- Gói thầu 4 : Cung cấp và lắp đặt
+ Các kho lạnh (khôngbao gồm dàn lạnh )
- Gói thầu 5 : Cung cấp
+ Hệ thống lạnh NH
3
trung tâm bao gồm : Các máy nén lạnh. Dàn ngưng tụ
có thiết bị chống đóng cặn nước. Các bình áp lực. Thiết bị lọc ga ammonia
cho hệ thống lạnh. Thiết bị xả khí không ngưng tự động. Hệ thống van và các
thiết bị kiểm soát, điều khiển hệ thống, bơm ammonia kết nối với các thiết bị.
+ Dàn lạnh NH
- 1 hầm đông gió 3.000 kg/3giờ
- 2 máy đá vảy, mỗi máy 30 tấn/ngày
- 3 máy đá vảy, mỗi máy 20 tấn/ngày
- 1 kho lạnh thương mại bao gồm
+ 1 kho 1.500 tấn
+ 3 kho 250 tấn
+ các hành lang kho
- 2 kho chờ đông, mối kho 50 tấn
- 1 kho làm mát sản phẩm 10 tấn
- 1 thiết bị làm lạnh nước cho điều hoà không khí 900 KW
- 1 thiết bị làm lạnh nước chế biến 20 m
3
/ h
- Hệ thống điều hoà không khí toàn nhà máy.
♦ Nguồn vốn :
Vốn phát triển sản xuất của công ty thuỷ sản và thương mại Thuận Phước.
1.2/ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
Do thời gian có hạn, được sự hướng dẫn của thầy , em đã tính toán và thiết kế
1 hệ thống lạnh bao gồm :
- 1 tủ đông tiếp xúc 1.000 kg/1,5giờ
- 1 hầm đông gió 3.000 kg/3giờ
- 1 máy đá vẩy 20 tấn/ngày
1.2.1/ Tủ cấp đông tiếp xúc 1.000 kg/mẻ
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 7
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
- Năng suất : 1.000 kg/mẻ
- Thời gian cấp đông cho mỗi mẻ : 1,5 giờ
- Nhiệt độ không khí trong tủ : t = - 35
o
C
- Khối lượng sản phẩm trong mỗi khay : 5 kg sản phẩm dạng rời
- Phương pháp cấp dịch : tiết lưu trực tiếp vào dàn lạnh
1.2.3/ Máy đá vẩy 20 tấn/ngày
- Năng suất : 20 tấn/ngày
- Nhiệt độ nước vào : + 25
o
C
- Độ dày đá vẩy : 2,5 mm
- Môi chất lạnh : NH
3
- Nhiệt độ bay hơi : - 23
o
C
- Hiệu suất làm đá : 1 lít nước tạo ra 1 kg đá vẩy khô
1.2.4/ Thông số tính toán ngoài trời
- Nhiệt độ không khí ngoài trời : t = 38
0
C
- Độ ẩm : ϕ = 77%
- Nhiệt độ đọng sương : t
s
= 34
0
C
- Nhiệt độ nhiệt kế ướt : t
ư
= 34,5
0
C
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 8
không rỉ INOX. Các chi tiết bản lề, tay khoá cửa bọc bằng thép không rỉ Inox, roăn cửa
bằng cao su chịu lạnh định hình đặc chủng với điện trở chống dịch .
- Vỏ tủ đông được chế tạo nguyên khối, bọc bằng Inox có kết cấu chống bọt nước
vào bên trong tủ. Khung sườn tủ bên trong cách nhiệt bằng các thanh thép chịu lực định
hình và gia cường, xương gổ khung tủ để tránh cầu nhiệt được làm bằng gổ satimex
tẩm dầu nhờ đó mà tủ có độ bền và cứng vững rất cao trong suốt quá trình sử dụng.
- Tấm trao đổi nhiệt dạng nhôm đúc có độ bền cơ học và chống ăn mòn cao, tiếp
xúc 2 mặt. Các ống cấp dịch cho các tấm lắc bằng cao su chịu áp lực cao.
- Tủ có trang bị nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ bên trong tủ trong quá trình vận
hành.
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
Hình 2-1 : Tủ cấp đông tiếp xúc
2.2/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000KG/MẺ
2.2.1/ Kích thước số lượng khay và các tấm lắc cấp đông
Khi cấp đông các mặt hàng thuỷ sản và thịt, thường người ta cấp đông sản
phẩm theo từng khay.
- Kích thước khay cấp đông tiêu chuẩn như sau :
+ Đáy trên : 277 x 217 mm
+ Đáy dưới : 267 x 207 mm
+ Cao : 70 mm
- Kích thước tấm lắc cấp đông tiêu chuẩn :
2200 x 1250 x 22 mm
( dài x rộng x cao )
- Số lượng sản phẩm chứa trên một tấm lắc :
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 10
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
1 tấm lắc chứa được 36 khay sản phẩm, 1 khay chứa 2 kg sản phẩm.
Như vậy : Khối lượng sản phẩm trên 1 tấm lắc là :
+ 1 = 10 + 1 = 11 tấm lắc.
2.2.2/ Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc
Kích thước tủ cấp đông được xác định dựa vào kích thước và số lượng các
tấm lắc.
a/ Xác định chiều dài trên tủ
- Chiều dài các tấm lắc L
1
= 2.200 mm
- Chiều dài tủ cấp đông : Chiều dài tủ cấp đông bằng chiều dài của tấm lắc
cộng với khoản hở hai đầu.
- Khoảng hở hai đầu các tấm lắc vừa đủ để lắp đặt, xử lý các ống gas mềm
và các ống góp gas. Khoảng hở đó là 400 mm. Vậy chiều dài của tủ là :
L
1
= 2.200 + 2 x 400 = 3.000 mm
Chiều dài phủ bì là :
L = 3.000 + 2
CN
δ
Trong đó
CN
δ
: Chiều dày của lớp cách nhiệt.
b/ Xác định chiều rộng bên trong tủ
Chiều rộng bên trong tủ bằng chiều rộng của các tấm lắc cộng thêm
khoảng hở ở hai bên, khoảng hở mỗi bên là 125 mm.
Vậy chiều rộng của tủ là :
W
1
= 1250 + 2 x 125 = 1500 mm
h
2
: Khoảng hở phía trên, h
2
= 400
÷
450 mm
Vậy ta có : H
1
= 10 x 105 + 100 + 450 = 1600 mm
Chiều cao bên ngoài hay chiều cao phủ bì của tủ là :
H = H
1
+ 2
CN
δ
= 1600 + 2
CN
δ
Trong đó :
CN
δ
: Chiều dày của lớp cách nhiệt.
2.3/ CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ TÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT CỦA TỦ
CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000 KG/MẺ
2.3.1/ Cấu trúc xây dựng
- Vỏ tủ cấp đông có cấu tạo gồm các lớp : Lớp cách nhiệt poly- urethane
dày 150 mm được chế tạo theo phương pháp rót ngập, có mật độ 40
÷
42
11
1
αλ
δ
λ
δ
α
+++
∑
=
cn
cn
i
i
n
j
, W/m
2
.K
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 12
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
- Ta có thể tính được chiều dày lớp cách nhiệt :
k : hệ số truyền nhiệt, W/m
2
.K
1
α
: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài ( phía nóng) tới tủ cấp
đông, W/m
2
.K
2
α
: hệ số toả nhiệt của vách tủ cấp đông vào tủ cấp đông, W/m
2
.K
- Tra bảng 3.7/ Sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh (HDTKHTL) Trang 65
chọn :
1
α
= 23,3 W/ m
2
.K
2
α
= 10,5 W/ m
2
.K
- Trang bảng 3.3/ Sách HDTKHTL trang 63 chọn :
k = 0,19 W/ m
2
.K
1
1
1
2
11
αλ
δ
α
λ
k
CN
= 0,02
++−
5,10
1
22
6,0
2
+++
=
+++
αλ
δ
λ
δ
α
CN
CN
= 0,13 W/m
2
.K
2.3.3/ Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương
Điều kiện để vách ngoài không đọng sương là :
k
t
≤
k
s
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 13
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
- k
s
: Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để bề mặt ngoài không bị đọng
sương
k
s
= 0,95
Độ ẩm là :
ϕ
= 77%
Ta tra đồ thị h-x/ Sách HDTKHTL _Trang 9 :
Ta sẽ tìm được :
Nhiệt độ đọng sương t
S
= 34
0
C
Nhiệt độ nhiệt kế ướt t
ư
= 34,5
0
C
Mặc khác ta có nhiệt độ bên trong tủ cấp đông là t
2
= -35
0
C
Do đó : k
s
= 0,95. 23,3
( )
2128,1
3538
3438
=
−−
−
. F ( t
1
– t
2
), W
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 14
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
Trong đó :
- k
t
: Hệ số truyền nhiệt thực qua kết cấu bao che xác định theo
chiều dày cách nhiệt , W/m
2
.K
Theo tính toán ở mục ( 2.3.2) ta có K
t
= 0,13 W/m
2
.K
- F : Diện tích bề mặt của kết cấu bao che, m
2
- t
1
: Nhiệt độ môi trường bên ngoài,
0
C. t
1
= 38
0
C
1
: Diện tích bề mặt trần và nền của tủ, m
2
2F
2
: Diện tích bề mặt trước và sau của tủ, m
2
2F
3
: Diện tích hai mặt bên của tủ , m
2
==> F = 2 ( F
1
+ F
2
+ F
3
)
= 2 ( 3,3 x 1,8 + 3,3 x 1,9 + 1,8 x 1,9) = 31,26 m
2
Vậy : Q
1
= k
t
. F ( t
1
– t
2
) , W
= 0,13 x 31,26 [ 38 – ( -35) ] = 296,657 W
1
, i
2
: Entanpi của sản phẩm ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra,kJ/ kg. Do sản
phẩm trước khi đưa vào tủ cấp đông đã được làm lạnh ở kho chờ đông,
nên nhiệt độ sản phẩm đầu vào sẽ là t
1
= 10
0
C. Nhiệt độ trung bình đầu ra
của các sản phẩm cấp đông là t
2
= -18
0
C
ℑ
: Thời gian cấp đông 1 mẻ, giờ/mẻ
ℑ
= 1,5 giờ
Tra bảng 4.2/ Sách HDTKHTL – Trang 81, ta có :
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 15
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
i
1
= 283 kJ/kg
i
2
= 5 kJ/kg
Vậy :
Q
Do vậy tổng số khối lượng khay cấp đông sẽ là :
M
Kh
= 396 x 1,5 = 594 kg
C
P
: Nhiệt dung riêng của vật liệu khay cấp đông, kJ/kg.K
- Khay cấp đông có vật liệu làm bằng nhôm có C
P
= 0,896 kJ/kg.K
t
1
, t
2
: Nhiệt độ của khay trước và sau khi cấp đông,
0
C
- Nhiệt độ của khay trước khi cấp đông bằng nhiệt độ môi trường tức là :
t
1
= 38
0
C
- Nhiệt độ của khay sau khi cấp đông t
2
= - 35
0
C
ℑ
- Khối lượng nước châm chiếm khoảng 5
÷
10 % khối lượng hàng cấp
đông, thường người ta châm dày khoảng 5mm.
Theo tính toán ở mục ( 2.4.2.2 ) thì tổng số khay chứa sản phẩm là 396
khay, mà 1 khay chứa được 2 kg sản phẩm .
- Do đó khối lượng hàng cấp đông là : 396 x 2 = 792 kg
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 16
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
- Khối lượng nước châm là : M
n
= 792
100
10
= 79,2 kg
ℑ
: thời gian cấp đông, giờ
ℑ
= 1,5 giờ
q
o
: Nhiệt dung cần làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi
đông đã hoàn toàn, kJ/kg
- Nhiệt làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn
q
o
được xác định theo công thức :
q
o
= C
= 5
o
C
- t
2
: Nhiệt độ đông đá,
o
C
t
2
= -5
o
C
÷
-10
o
C
Thay vào ta có :
q
o
= 4,186 . 5 + 333,6 + 2,09
10−
= 375,43 kJ/kg
Vậy :
Q
23
= 79,2 .
=
36005,1
43,375
2
Tra bảng 4.4/ Sách HDTKHTL – Trang 87 chọn B = 20 W /m
2
Vậy Q
3
= 20 x 5,94 = 118,8 W
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 17
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
2.4.4/ Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén
• Tải nhiệt cho thiết bị : Dùng để tính toán bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho
thiết bị bay hơi. Để đảm bảo được nhiệt độ trong tủ ở những điều kiện bất lợi
nhất, ta phải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các tải nhiệt thành phần có
giá trị cao nhất.
Q
TB
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
, W
= 296,657 + 60733,067 + 118,8
= 61148,524 W
• Tải nhiệt cho máy nén :
Q
MN
= 80% Q
1
+ 100%Q
- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như
sau :
t
o
= t
b
-
∆
t
o
t
b
: Nhiệt độ tủ cấp đông
t
b
= - 35
0
C
∆
t
o
: hiệu nhiệt độ yêu cầu ,
o
C
Theo sách HDTKHTL trang 158 ta có
Chọn
∆
t
o
= 9
Do thiết bị ngưng tụ được chọn để thiết kế trong hệ thống lạnh là thiết bị
ngưng tụ kiểu dàn ngưng bay hơi .
Vì vậy t
w
= t
ư
+ ( 4
÷
8 k )
Mà t
ư
= 34,5
o
C
==> t
w
= 34,5 + ( 4
÷
8 k ) chọn 39
o
C
∆
t
k
: hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu,
o
C
∆
t
k
w1
: nhiệt độ nước vào dàn ngưng,
o
C
t
w1
= 30
o
C
Thay vào ta có :
t
ql
= 30 + ( 3
÷
5
o
C)
Chọn t
ql
= 33
o
C
2.5.1.4/ Nhiệt độ hơi hút t
h
Là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén. Nhiệt độ hơi hút bao giờ cũng
lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất .
Với môi chất là NH
3
, Nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi từ 5 đến 15
C
2.5.2/ Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh
Ta nhận thấy :
P
o
( t
o
= - 44
o
C ) = 0,0576 MPa
P
k
( t
k
= 42
o
C) = 1,6429 MPa
Do đó ta có :
Tỷ số nén
52,28
0576,0
6429,1
===
o
k
p
p
π
Ta thấy tỷ số nén π = 28,52 > 9
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 19
TL
2
TL
1
7
5’
4
2
1
1’
NT
BH
NCA
NHA
BTG
3
5
BH : Bình bay hơi
NHA :Máy nén hạ áp
NCA : Máy nén cao áp
NT : Bình ngưng tụ
TL
1
, TL
2
: Van tiết lưu 1 và 2.
BTG Bình trung gian
9
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
Hình 2-3 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S
trung gian được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt đến áp suất ngưng tụ
P
K
(điểm 4). Sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ và nhả nhiệt trong môi trường làm
mát ngưng tụ thành lỏng cao áp (điểm 5). Tại đây nó chia ra làm 2 dòng, một
dòng nhỏ thì đi qua van tiết lưu 1 giảm áp suất đến áp suất trung gian P
tg
(điểm 7) rồi đi vào bình trung gian. Tại đây lượng hơi tạo thành do van tiết
lưu 1 cùng với lượng hơi tạo thành do làm mát hoàn toàn hơi nén trung áp và
lượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng cao áp trong ống xoắn được hút về
máy nén cao áp . Một dòng lỏng cao áp còn lại đi vào trong ống xoắn của bình
trung gian và được quá lạnh đẳng áp đến điểm 6 sau đó đi qua van tiết lưu 2
giảm áp suất đến áp suất bay hơi (điểm 9). Sau đó đi vào thiết bị bay hơi nhận
nhiệt của sản phẩm cần làm lạnh hoá hơi đẳng áp đẳng nhiệt thành hơi (1’) và
chu trình cứ thế tiếp tục .
2/ Các quá trình của chu trình
- 1’-1: Quá nhiệt hơi hút
- 1-2 : Nén đoạn nhiệt áp hạ áp từ P
o
lên P
tg
- 2-3 : Làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường bảo hoà x = 1
- 3-4 : Nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ P
tg
lên P
x
- 4-5’-5 : Làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong dàn ngưng tụ
- 5-7 : Tiết lưu từ áp suất P
K
Hơi bão hoà
Hơi quá nhiệt
Hơi quá nhiệt
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 22
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
3
4
5’
5
6
7
8
9
-8
112
42
33
-5
-8
-8
-44
0,3151
1,6429
1,6429
1,6429
1,6429
0,3151
0,3151
0,0576
1451,8
C ) = 0,0576 MPa
P
k
( t
k
= 42
o
C) = 1,6429 MPa
Từ đó ta có áp suất trung gian .
P
tg
=
31,06429,1.0576,0. ≈=
KO
PP
MPa
Ta suy ra t
tg
= t
3
= -8
o
C
- Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung gian
t
6
= -5
o
C cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian 3
o
1
+
1
23
.
m
lm
kJ/kg
m
1
: Lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp
m
3
: Lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp
l
1
, l
2
: Công nén riêng cấp hạ áp và cấp cap áp
Cân bằng Entanpi ở bình trung gian ta có :
m
1
. h
5
+ ( m
3
– m
1
) h
7
⇔
1
3
m
m
=
73
6752
hh
hhhh
−
−−+
Thay vào ta có :
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 23
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH
L = l
1
+
73
6752
hh
hhhh
−
−−+
.l
2
Mà theo đồ thị LgP-h ta có :
l
1
8,14516,166019,1774,1636
−
−−
= 215,3 + 277,231
= 492,531 kJ/kg
e/ Năng suất nhiệt riêng
q
k
= ( h
4
– h
5
)
1
3
m
m
, kJ/kg
mà
73
6752
1
3
hh
hhhh
m
m
−
−−+
=
hh
−
−
= ( 1660,6 – 352,78 )
( )
( )
78,3528,1451
19,1774,1636
−
−
= 1736,441 kJ/kg
f/ Hệ số lạnh
531,492
81,1223
==
l
q
O
ε
= 2,484
2.5.2.2/ Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén
A/ Tính toán cấp hạ áp
1/ Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén hạ áp
m
1
=
O
O
q
=
7,0
492,61059.1,1
= 95950,630 W
≈
95,95 kW
Vậy m
1
=
81,1223
95,95
=
O
O
q
Q
= 0,0784 kg/s
2/ Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp
V
ttHA
= m
1
. v
1
= 0,0784. 2,1 = 0,16464 m
3
/s
3/ Hệ số cấp máy nén
tg
∆−
−
∆+
−
∆−
=
λ
Trong đó :
P
o
: Áp suất tại thời điểm môi chất sôi.
P
T
o
= -44 + 273 = 229
o
K
T
tg
: Nhiệt độ trung gian của môi chất
T
tg
= -8 + 273 = 265
o
K
Thay vào ta có
SVTH : NGUYỄN ĐỨC HÙNG TRANG 25
Copyright: Tài liệu đại học ©