Kỹ thuật lạnh

cùng với sự phát triển rất nhanh chóng của khoa học kỹ thuật thì việc áp dụng sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật vào tất cả các lĩnh vực của đời sống để đáp ứng những yêu cầu ngày càng cao của con người đã và đang là vấn đề thời sự. Với nhu cầu hiện nay thì cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành hải sản với ngành chăn nuôi các công nghệ sử lý sản phẩm sau thu hoạch cũng là rất lớn. Trong ngành hải sản cá là một loại có năng suất lớn và đồng thời nó cũng là một loại thức ăn rất được ưa chuộng tại các nước châu Âu, châu Mỹ và trên toàn thế giới. Đây là một thị trường rất lớn chính vì thế cần phải có sự đầu tư về công nghệ cũng như phương diện về mặt kỹ thuật để nâng cao về mặt sản lượng cũng như chất lượng của sản phẩm. Đồng thời cũng để tận dụng những phế thải của xí nghiệp hải sản chế biến cho thức ăn gia súc. Nội dung của bản thuyết minh gồm các phần sau: Chương 1: Xác định dung tích và bố trí mặt bằng kho lạnh Chương 2: Tính cách nhiệt và cách ẩm buồng lạnh Chương 3: Tính phụ tải lạnh Chương 4: Tính chọn máy nén và tính kiểm tra máy nén Chương 5: Tính chọn bình ngưng Chương 6: Tính chọn thiết bị bay hơi Chương 7: Tính chọn thiết bị phụ và đường ống Chương 8: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống lạnh Tuy nhiên do lần đầu tiên được trực tiếp làm đồ án chuyên nghành lạnh nên bản đồ án dưới đây không tránh khỏi những thiếu sót em xin nhận mọi ý kiến đóng góp của các thầy cô giáo. Chương 1: tính kích thước và bố trí mặt bằng kho lạnh I.Đặt vấn đề Kho lạnh là một dạng kho có cấu tạo và kiến trúc đặc biệt dùng để bảo quản các sản phẩm hàng hoá khác nhau ở điều kiện nhiệt độ và độ ẩm thích hợp. Do chức năng của kho lạnh là duy trì nhiệt độ và độ ẩm khác so với không khí bên ngoài nên cấu trúc xây dựng kết cấu cách nhiệt, cách ẩm có những yêu cầu đặc biệt. Ngày nay đã có rất nhiều các loại kho lạnh lớn nhỏ khác nhau, phục vụ cho các mục đích khác nhau đóng góp một phần không nhỏ vào việc bảo quản, dự trữ và phân phối lương thực, thực phẩm một cách hiệu quả trên phạm vi toàn thế giới. Hiện nay ở nước ta có rất nhiều loại kho lạnh khác nhau được xây dựng theo các chức năng của kho lạnh. Ví dụ: kho lạnh dùng để phân phối, kho lạnh chế biến, kho lạnh trung chuyển, kho lạnh thương nghiệp, kho lạnh dùng trong vận tải (tầu thuỷ, ôtô…). Đối với kho lạnh lớn, trong kho lạnh còn phân ra các loại buồng khác nhau với chức năng như: + Buồng bảo quản lạnh: thường có nhiệt độ (- 150C). Các sản phẩm tôm cá, mực được xếp trong các bao bì khác nhau đặt trên giá. + Phòng bảo quản đông: có nhiệt độ từ (- 180C á - 220C). Tuỳ theo yêu cầu buồng lạnh dùng để đưa sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống đến nhiệt độ bảo quản lạnh. Thiết bị kho lạnh nói chung cần đạt được các tiêu chuẩn: + Phải đáp ứng được yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu. + Phải tiêu chuẩn hoá các dạng kho lạnh + Phải có khả năng cớ giới cao trong việc bốc xếp hàng hoá + Vốn hợp lý, tính kinh tế, có thể dùng các thiết bị trong nước. Với các yêu cầu này người thiết kế cần đưa ra các phương án thiết kế cụ thể phù hợp với điều kiện sẵn có. ii. Xác định diện tích xây dựng 1.Thể tích chất tải của buồng lạnh Thể tích của chất tải được tính theo công thức: V = Trong đó: G : dung tích của các buồng lạnh gv : Mức độ chất tải. Đối với sản phẩm cá ướp đông trong hộp ta chọn gv = 0,45 tấn/m3 ,theo bảng 2.3 HDTKHTL T1 Khi đó: V =5333,33(m3) 2.Diện tích chất tải Diện tích của chất tải được tính theo công thức: F = Trong đó: V : thể tích chất tải của buồng lạnh h : chiều cao chất tải (chiều cao của sản phẩm). ở đây ta dùng kho lạnh một tầng, hiện nay do cơ giới hoá ngày càng cao nên ta chọn h = 4 (m). Khi đó: F = (m2) 3.Kiểm tra phụ tải cho phép trên 1m2 diện tích sàn Ta có: gF = gv.h = 0,45.4.1000 = 1800 (kg/m2) < 4000 (kg/m2) Vậy yêu cầu của bài toán được thoả mãn. 4.Diện tích xây dựng của buồng lạnh Ta có: Fxd = Trong đó: F : Diện tích của chất tải (m2) bf : Hệ số sử dụng diện tích của kho lạnh bảng 2.4 HDTKHTL Fxd = =1568,6(m2) 5.Đối với kho lạnh một tầng ta chọn bước cột là 12´ 12 Khi đó số ô xây dựng sẽ là: n = Trong đó f : Diện tích của một ô xây dựng = 144 (m2) Fxd : Diện tích xây dựng của buồng lạnh (m2) z = =10,786 Chọn z = 11 Diện tích thực: Fxd = 11.144 = 1584(m2) *Diện tích buồng làm lạnh kết đụng: ct 2.8 HDTKHTL Fllkd = M:l ượng hàng húa nhập trong 24h M = M1 = 24 t ấn /24h = 36h Fllkd = =20 (m2) Lấy diện tích bằng m ột n ửa buồng Fllkd = 36m2 *di ện tích bu ồng phụ tr ợ : Fft = 30%(Fxdbq + Fxử lý lạnh ) =0,3.(1568,6 + 20) =476,6m2 lấy 4 buồng Tổng diện tích các buồng : F = 1568,6 + 20 +476,6 = 2065,2 m2 6.Bố trí mặt bằng kho lạnh BQD :buồng b ảo qu ản đ ụng BQL :buồng b ảo qu ản l ạnh VN : buồng vạn năng BF : buồng phụ trợ GM : giàn máy -Khoảng cách hành lang là 6m Chương 2: tính kiểm tra cách nhiệt và kiểm tra đọng sương trong vách I.Đặc điểm cấu trúc kho lạnh Việc xây dựng kho lạnh đòi hỏi một lượng vốn đầu tư tương đối lớn trong tổng đầu tư cho hệ thống lạnh. Đặc điểm cơ bản của các buồng lạnh là khó sửa chữa, thay thế trong quá trình sử dụng sau này. Do đó khi thiết kế, xây dựng kho lạnh phải bảo đảm khả năng làm việc liên tục trong một thời gian dài không phải sửa chữa thay thế. Ngoài ra chất lượng kho lạnh chủ yếu là chất lượng cách nhiệt, cách ẩm ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả sử dụng hệ thống lạnh. Nếu cách nhiệt, cách ẩm tốt chi phí vận hành giảm đáng kể, tuổi thọ máy móc thiết bị được tăng lên, chất lượng sản phẩm bảo quản được đảm bảo tốt hơn. 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 l 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 Vật liệu chủ yếu để cách ẩm chủ yếu là bitum, polistyrol dễ kiếm, dễ thi công, giá thành rẻ. Chiều dày cách nhiệt phải đảm bảo để không cho phép bề mặt tường ngoài bị đọng sương. Do vậy sau khi đã tính cách nhiệt, cách ẩm ta phải kiểm tra đọng sương vách. II.Tính chiều dày lớp cách nhiệt Chiều dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức: dcn = lcn.; (m) (2.1) 1. Lớp vữa chát 2.Tường gạch 3. Lớp cách ẩm 4,5. Lớp cách nhiệt dạng tấm 6. lớp lưới thép được trát vữa xi măng 7. Các mạch ghép giữa các tấm Trong đó: K : là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che [w/m2k] an : hệ số toả nhiệt từ không khí đến bề mặt ngoài của tường. Đối với tường ngoài an = 23,3 [w/m2k] atr : hệ số toả nhiệt từ bề mặt trong đến không khí trong buồng. Đối với tường trong khi không có tuần hoàn cưỡng bức atr = 8 [w/m2k]. dcn, di : chiều dày của lớp cách nhiệt và các lớp tường (m) lcn, li : hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt và các lớp tườg (w/m.k) 1.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản đông và không khí bên ngoài. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) Lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 Lớp gạch đỏ 0,2 0,82 0,014 Lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 Lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,000115 Lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 0,001 Lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 + Chọn hệ số truyền nhiệt k = 0,23 (w/m2k) a, Chiều dày lớp cách nhiệt là: dcn = 0,047. = 0,18 (m). Chọn dcn = 0,2 m với 2 lớp cách nhiệt mỗi lớp dày 0,1 m. b, Hệ số truyền nhiệt thực tế là: Ta có: ktt = (2.2) Thay số ta được: ktt = (w/m2k) c, Tính cách ẩm Nhiệt trở của kết cấu bao che R = ồRi = (w/m2k) (2.3) Thay số ta được: R = ồRi = = 4,75 (w/m2k) Xác định hệ số truyền nhiệt qua vách, để có thể tính thêm hệ số an toàn bằng 1,15. K = = 0,24 (w/m2k) (2.4) Xác định dòng nhiệt (ổn định) qua kết cấu bao che. q = ktt.(tkk- tb) (2.5) cho trước: Thay số ta được: q = 0,21.(38 + 20) = 12,18 (W/m2) Xác định nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che. Ta có t1 = tkk - = 38 - = 37,5 0C t2 = t1 – q. = 37,5 – 12,18. = 37,2 0C t3 = t2 – q. = 37,2 – 12,18. = 34,2 0C t4 = t3 – q. = 34,2 – 12,18. = 33,9 0C t5 = t4 – q. = 33,65 – 12,18. = 33,7 0C t6 = t5 – q. = 33,7 – 12,18. = - 18,1 0C t7 = t6 – q. = - 18,1 – 12,18. = - 18,4 0C Kiểm tra lại các phép tính ttr = tb + q. = - 20 + 12,18. = - 18,5 0C Theo nhiệt độ ở bề mặt đã tính được dựa vào bảng hơi nước bão hoà ta tra được phân áp suất bão hoà của hơi nước. Bề mặt Nhiệt độ (0C) P bão hòa (pa) 37,1 6449 36,8 6344 33,9 5378,9 33,7 5289,3 33,5 5231,4 - 17,1 123,53 - 17,4 117,857 Dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che w = = .10-6 = 0,1374 (g/m2.h) {2.6}HDTKHTL trong đó: + Pkk : phân áp suất không khí bên ngoài (với tkk = 38 0C ị P’kk = 6624 Pa) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = - 20 0C ị P’b = 102,925Pa) + H : Trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che bao gồm tổng trở kháng của các lớp riêng biệt. mà: H = S = = 0,035 (m2.h.MPa/g) Phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che: Px1 = Pkk = jkk.P’kk = 0,74.6624 = 4901,76 Pa (2.7) Phân áp suất hơi nước ở bề mặt trong của kết cấu bao che: Ptr = Pb = jb.P’b = 0,9.102,925 = 92,63 Pa (2.8) trong đó: jkk , jkk: độ ẩm tương đối của không khí bên ngoài và không khí trong buồng lạnh P’kk, P’b: phân áp suất bão hoà của không khí bên ngoài và trong buồng lạnh Phân áp suất thực của hơi nước trên các kết cấu bao che Px2 = Pkk - w. = 4901 – 0,1374. = 4871,2 (mmHg) Px3 = P2 - w. = 4871,2 – 0,1374. = 4609,512 (mmHg) Px4 = P3 - w. = 4609,512 – 0,1374. = 4578,98 (mmHg) Px5 = P4 - w. = 4578,98 – 0,1374. = 3780,14 (mmHg) Px6 = P5 - w. = 3780,14 – 0,1374. = 116,14 (mmHg) Px7 = P6 - w. = 116,14 – 0,1374. = 85,61 (mmHg) 4 2 1 3 85,61 116,74 d 5 6 7 x 5231,4 6449 5378,9 4871,2 3780,14 34,4578,989 4609,512 4901,76 P a 6344 5289,3 117,857 123,523 2.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản lạnh và không khí bên ngoài. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 105 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,86 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 7,5 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 Theo bảng (3.3) [HDTKHTL] với tbql = 0 0C ta có: hệ số truyền nhiệt: k = 0,30 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong: atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài: an = 23,3 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,133 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,29 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 3,4 m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,34 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 11,02 w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = 37,5 0C t2 = 37,2 0C t3 = 34,5 0C t4 = 34,2 0C t5 = 34 0C t6 = 2,8 0C t7 = 2,5 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = 2,4 0C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 6447 Pa P2 = 6344 Pa P3=5469,95 Pa P4 = 5378,9 Pa P5 = 5318,2 Pa P6 = 747,1 Pa P7 = 731,5 Pa g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất không khí bên ngoài (với tkk = 37,6 0C ị Pkk = 47,28.0,8 = 37,8 mmHg) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = 0 0C ị Pb = 2,579.0,90 = 2,32 mmHg) w = 0,167 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 212,8 m2.h.Pa /g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1 = 4901Pa j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = 549,72Pa k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 4864,65Pa Px3 = 4546,55Pa Px4 = 4509,44Pa Px5 = 3538,5Pa Px6 = 577 Pa Px7 = 540 Pa 3.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng làm lạnh đông và không khí bên ngoài. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h. MPa) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 105 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,86 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 7,5 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 Theo bảng (5) với tbql = - 30 0C ta có: hệ số truyền nhiệt: k = 0,19 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong: atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài: an = 23,3 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,224 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,185 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 5,76 m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,199 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 12,58 w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = 37,5 0C t2 = 37,2 0C t3 = 34,1 0C t4 = 33,8 0C t5 = 33,6 0C t6 = - 26,3 0C t7 = - 26,6 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = - 28,4 0C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 6449Pa P2 = 6344Pa P3 = 5348,6Pa P4 = 5260,4Pa P5 = 5202,5Pa P6 = 54,795 Pa P7 = 53,195 Pa g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất không khí bên ngoài (với tkk = 37,6 0C ị Pkk = 47,28.0,8 = 37,8 mmHg) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = - 33 0C ị Pb = 0,35.0,90 = 0,32 mmHg) w = 0,128 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 262,8 m2.h.Pa/g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1 = 33,597Pa j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = Pa k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 4873,39Pa Px3 = 4630,23Pa Px4 = 4601,85Pa Px5 = 3859,64Pa Px6 = 46,81Pa Px7 = 18,44Pa 18,44 1 2 4 3 5 46,81 54,795 53,195 d 6 7 x 6344 6449 3859,64 5348,6 5202,5 5260,4 P (Pa) 4630,23 4601,85 4901,76 4873,39 4630,23 4.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản đông và hành lang. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.Pa) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 0,014 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,000115 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 0,001 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 Theo bảng (5) với tbql = - 20 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,28 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài : an = 23,3 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,2 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,22 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 4,55 m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,25 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 8,8 w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = 19,6 0C t2 = 19,4 0C t3 = 17,5 0C t4 = 17,3 0C t5 = 17,1 0C t6 = - 17,7 0C t7 = - 17,9 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = - 18 0C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 17,1 mmHg P2 = 16,8 mmHg P3 = 15,0 mmHg P4 = 14,8 mmHg P5 = 14,5 mmHg P6 = 1,18 mmHg P7 = 1,12 mmHg g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất không khí bên ngoài (với tkk = 20 0C ị Pkk = 0,8.17,533 = 14 mmHg) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = - 20 0C ị Pb = Ptr = 0,9.1,02 = 0,92 mmHg) w = 0,05 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 262,8 m2.h.mmHg/g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1 = 14 mmHg j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = 0,92 mmHg k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 13,9 mmHg Px3 = 13,2 mmHg Px4 = 13,1 mmHg Px5 = 10,9 mmHg Px6 = 0,95 mmHg Px7 = 0,86 mmHg 5.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản lạnh và hành lang. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 0,014 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,000115 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 0,001 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 Theo bảng (5) với tbql = 0 0C ta có: hệ số truyền nhiệt: k = 0,30 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong: atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài: an = 23,3 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,15 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,27 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 3,7 m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,31 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 5,4 w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = 19,8 0C t2 = 19,6 0C t3 = 18,3 0C t4 = 18,2 0C t5 = 18,1 0C t6 = 0,88 0C t7 = 0,76 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = 0,68 0C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 17,3 mmHg P2 = 17,1 mmHg P3 = 15,8 mmHg P4 = 15,7 mmHg P5 = 15,6 mmHg P6 = 4,69 mmHg P7 = 4,46 mmHg g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất không khí bên ngoài (với tkk = 20 0C ị Pkk = 17,533.0,8 = 14 mmHg) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = 0 0C ị Pb = 2,579.0,90 = 2,32 mmHg) w = 0,055 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 212,8 m2.h.mmHg/g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1 = 14 mmHg j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = 2,32 mmHg k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 13,9 mmHg Px3 = 13,3 mmHg Px4 = 13,2 mmHg Px5 = 10,8 mmHg Px6 = 2,58 mmHg Px7 = 2,49 mmHg 6.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng làm lạnh đông và hành lang. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.Pa) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 105 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,86 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 7,5 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 90 Theo bảng (5) với tbql = - 300C ta có: hệ số truyền nhiệt: k = 0,21 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong: atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài: an = 23,3 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,15 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,271 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 3,688m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,313 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 13,55w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = 19,4 0C t2 = 19,1 0C t3 = 15,8 0C t4 = 15,5 0C t5 = 15,3 0C t6 = - 28 0C t7 = - 28,3 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = - 29,40C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 2252,32Pa P2 = 2210,08Pa P3 = 1794,42Pa P4 = 1760,55Pa P5 = 1737,97Pa P6 = 44,64Pa P7 = 44,2Pa g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất không khí bên ngoài (với tkk = 20 0C ị Pkk = 17,533.0,8 = 14 mmHg) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = - 33 0C ị Pb = 0,35.0,90 = 0,32 mmHg) w = 0,065 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 1869m2.h.Pa /g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1=1869,44 Pa j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = 33,597 Pa k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 1854,99Pa Px3 = 1731,2Pa Px4 = 1716,73Pa Px5 = 1338,8Pa Px6 = 38,83Pa Px7 = 24,4Pa 3 38,83 24,4 1 2 6 7 4 5 d x 44,42 44,64 2210,08 1737,97 1854,44 1869,44 P Pa 2252,32 13,2 1731,2 13,0 1760,55 1794,42 7.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản lạnh và phòng bảo quản đông. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 0,014 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,000115 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 0,001 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 Theo bảng (5) với tbql = 0 0C và tbql = - 20 0C ta có: hệ số truyền nhiệt: k = 0,28 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong: atr = 9 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài: an = 8 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,15 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,22 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 4,53 m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,25 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 4,18 w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = - 0,52 0C t2 = - 0,62 0C t3 = - 1,64 0C t4 = - 1,73 0C t5 = - 1,80 0C t6 = - 15,1 0C t7 = - 15,3 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = - 17,8 0C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 4,42 mmHg P2 = 4,38 mmHg P3 = 4,07 mmHg P4 = 4,04 mmHg P5 = 4,01 mmHg P6 = 1,41 mmHg P7 = 1,38 mmHg g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất buồng bảo quản lạnh (với tbql = 0 0C ị Pkk = 2,579.0,90 = 2,32 mmHg) + Pb : phân áp suất buồng bảo quản đông (với tbqd = - 19 0C ị Pb = 1,02.0,90 = 0,92 mmHg) w = 0,0066 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 212,8 m2.h.mmHg/g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1 = 2,32 mmHg j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = 0,92 mmHg k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 2,30 mmHg Px3 = 2,21 mmHg Px4 = 2,20 mmHg Px5 = 1,91 mmHg Px6 = 0,93 mmHg Px7 = 0,91 mmHg 8.Tính chiều dày lớp cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản lạnh và phòng lạnh đông. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp gạch đỏ 0,2 0,82 0,014 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 lớp cách ẩm bằng bitum 0,005 0,3 0,000115 lớp cách nhiệt bông thuỷ tinh dcn = ? 0,047 0,001 lớp vữa xi măng 0,02 0,88 0,012 Theo bảng (5) với tbql = 0 0C và tlđ = - 30 0C ta có: hệ số truyền nhiệt: k = 0,21 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong: atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài: an = 9 (w/m2.k) *** Bảng kết quả tính toán *** 1. chiều dày của lớp cách nhiệt {theo (2.1)} dcn = 0,2 m 2. Hệ số truyền nhiệt thực tế {theo (2.2)} ktt = 0,2 w/m2.k 3. tính cách ẩm a. nhiệt trở của kết cấu bao che {theo (2.3)} R = 4,82 m2k/w b. hệ số truyền nhiệt qua vách {theo (2.4)} K = 0,24 w/m2k c. dòng nhiệt ổn định qua kết cấu bao che {theo (2.5)} cho trước: q = 6,6 w/m2 d. nhiệt độ trên các bề mặt của kết cấu bao che t1 = - 0,73 0C t2 = - 0,88 0C t3 = - 2,49 0C t4 = - 2,64 0C t5 = - 2,75 0C t6 = - 30,8 0C t7 = - 31,0 0C e. nhiệt độ bề mặt trong cùng ttr ttr = - 32,2 0C f. phân áp suất bão hoà của hơi nước tương ứng với các nhiệt độ P1 = 4,36 mmHg P2 = 4,28 mmHg P3 = 4,01 mmHg P4 = 3,94 mmHg P5 = 3,73 mmHg P6 = 0,36 mmHg P7 = 0,34 mmHg g. dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che {theo (2.6)} + Pkk : phân áp suất không khí buồng bảo quản lạnh (với tkk = 0 0C ị Pkk = 4,579.0,9 = 4,12 mmHg) + Pb : phân áp suất không khí trong buồng (với tb = - 33 0C ị Pb = 0,35.0,9 = 0,32 mmHg) w = 0,0145 g/m2.h h. trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che H = 262,8 m2.h.mmHg/g i. phân áp suất hơi nước ở phía ngoài kết cấu bao che {theo (2.7)} Px1 = 4,12 mmHg j. phân áp suất hơi nước ở phía trong kết cấu bao che {theo (2.8)} Ptr = 0,32 mmHg k. Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt Px2 = 4,09 mmHg Px3 = 3,89 mmHg Px4 = 3,86 mmHg Px5 = 3,23 mmHg Px6 = 0,33 mmHg Px7 = 0,30 mmHg 9.Tính chiều dày lớp cách nhiệt trần phòng bảo quản đông. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) 1. lớp cách ẩm bằng bitum 0,012 0,3 2. lớp bê tông cốt thép 0,04 1,4 3. lớp cách nhiệt điền đầy dcn = ? 0,2 4. lớp cách nhiệt stiropo 0,1 0,047 5. lớp bêtông cốt thép chịu lực 0,22 1,5 Theo bảng (5) với tbqd = - 20 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,21 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài : an = 23,3 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: dcn = 0,2. = 0,45 (m). Chọn dcn = 0,5 m. như vậy chiều dày cách nhiệt của cả lớp stiropo và lớp điền đầy là 0,6 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) 10.Tính chiều dày lớp cách nhiệt trần phòng bảo quản lạnh. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) 1. lớp cách ẩm bằng bitum 0,012 0,3 2. lớp bê tông cốt thép 0,04 1,4 3. lớp cách nhiệt điền đầy dcn = ? 0,2 4. lớp cách nhiệt stiropo 0,05 0,047 5. lớp bêtông cốt thép chịu lực 0,22 1,5 Theo bảng (5) với tbql = 0 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,29 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài : an = 23,3 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: dcn = 0,2. = 0,403 (m). Chọn dcn = 0,41 m. như vậy chiều dày cách nhiệt của cả lớp stiropo và lớp điền đầy là 0,46 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) 11.Tính chiều dày lớp cách nhiệt trần phòng làm lạnh đông. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) 1. lớp cách ẩm bằng bitum 0,012 0,3 2. lớp bê tông cốt thép 0,04 1,4 3. lớp cách nhiệt điền đầy dcn = ? 0,2 4. lớp cách nhiệt stiropo 0,05 0,047 5. lớp bêtông cốt thép chịu lực 0,22 1,5 Theo bảng (5) với tllđ = - 30 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,19 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 8 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường ngoài : an = 23,3 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: dcn = 0,2. = 0,38 (m). Chọn dcn = 0,4 m. như vậy chiều dày cách nhiệt của cả lớp stiropo và lớp điền đầy là 0,5 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) 12.Tính chiều dày lớp cách nhiệt nền phòng bảo quản đông. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) 1. nền bằng các tấm bêtông lát 0,04 1,4 2. lớp bêtông 0,1 1,4 3. lớp cách nhiệt đất xét xốp dcn = ? 0,2 Theo bảng (5) với tbqd = - 20 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,21 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 10,5 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: dcn = 0,2. = 0,913 (m). Chọn dcn = 0,95 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) 13.Tính chiều dày lớp cách nhiệt nền phòng bảo quản lạnh. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) 1. nền bằng các tấm bêtông lát 0,04 1,4 2. lớp bêtông 0,1 1,4 3. lớp cách nhiệt đất xét xốp dcn = ? 0,2 Theo bảng (5) với tbql = 0 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,41 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 10,5 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: dcn = 0,2. = 0,448 (m). Chọn dcn = 0,45 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) 14.Tính chiều dày lớp cách nhiệt nền phòng làm lạnh đông. *** bảng số liệu tính toán *** Thông số d (m) l (w/m.k) m (g/m.h.mmHg) 1. nền bằng các tấm bêtông lát 0,04 1,4 2. lớp bêtông 0,1 1,4 3. lớp cách nhiệt đất xét xốp dcn = ? 0,2 Theo bảng (5) với tllđ = - 30 0C ta có: hệ số truyền nhiệt : k = 0,21 (w/m2.k) Hệ số toả nhiệt đối với tường trong : atr = 10,5 (w/m2.k) Theo công thức (2.1) ta có: dcn = 0,2. = 0,913 (m). Chọn dcn = 0,95 m. Hệ số truyền nhiệt thực tế theo công thức (2.2) là: ktt = (w/m2k) chương 3: tính nhiệt kho lạnh I.Phụ tải cho các kho lạnh Q được xác định theo biểu thức: ồQ = ồQ1 + ồQ2 +ồQ3 + ồQ4 trong đó: + ồQ1: các tổn thất lạnh qua tường bao che xung quanh, trần và nền nhà + ồQ2: tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm + ồQ3: tổn thất lạnh do thông gió phòng lạnh + ồQ4: tổn thất lạnh do vận hành II.Tính tổn thất nhiệt phòng bảo quản đông 1.Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che ồQ1: ta có: ồQ1 = ồk.F.(tng - ttr) Trong đó: + F : Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt (tường bên trần hoặc nền) Diện tích tường ngoài của buồng bảo quản đông tiếp xúc với không khí F1 F1 = 12.5.8= 480 (m2) ,Kt1= 0,21 W/m2.K Diện tích tường buồng bảo quản đông tiếp xúc với hành lang F2 F2 =12.5.6= 360( m2) ) ,Kt2 = 0,271 W/m2.K Diện tích tường buồng bảo quản đông tiếp xúc với buồng kết đụng và buồng phụ trợ F3 F3 = 12.5.2 = 120 (m2) ,Kt3 = 0,28 W/m2.K Diện tích trần của buồng bảo quản đông F4 F4 = 12.12.6 = 720 m2 , Kt4 = 0,21 W/m2.K Diện tích nền của buồng bảo quản đông F5 F5 = 12.12 + 12.12.4 = 720 m2 , Kt5 = 0,21 W/m2.K + tb : nhiệt độ trong phòng được lấy theo yêu câu công nghệ nhiệt độ buồng bảo quản đông tb = - 20 0C nhiệt độ buồng bảo quản lạnh tb = 0 0C + tng : nhiệt độ không khí bên ngoài tng = 38 0C nhiệt độ hành lang tng = 20 0C +Nhi ệt đ ộ buồng kết đụng :tkd = -300C Khi đó dòng nhiệt truyền qua trần, nền và tường là: Q1 = 0,21.480.(38 + 20) + 0,271.360.(20 + 20) + 0,28.60.(-30+20) + 0,28.60.(0 + 20) + 0,21.864(38+20) +0,21.864.(38+20) = 30963,84(w) Nhiệt lượng do bức xạ mặt trời: Qbx = K.F.Dtbx Trong đó + K : hệ số truyền nhiệt của bề mặt tính toán ,Kt=0,21 w/m2K + F : diện tích bề mặt bức xạ nhiều nhất (thường là hướng tấy) + Dtbx : hiệu số nhiệt độ kể đến bức xạ mặt trời F = 12.5.2 = 120 m2 Dtbx = 38 +20 = 58 Vậy Qbx1 = 0,21.120.58 = 1461,6( W) Do đó tổng nhiệt ồQ1 sẽ là: ồQ1 = Q1 + Qbx1 = 30963,84+ 1461,6= 32425,44(w) ằ 32,43(kw) 2.tổn thất lạnh để làm lạnh hay làm lạnh đông sản phẩm ồQ2 Ta có ồQ2 = Gnh._.