Xây dựng kho lạnh tại hà nội

  • Số trang: 23 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 21 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

Luận văn: “Xây dựng kho lạnh tại Hà Nội” LỜI NÓI ĐẦU Trong những năm gần đây, với việc áp dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật, các ngành chăn nuôi, trồng trọt của nước ta đã có những tiến bộ vượt bậc. Nông sản làm ra tăng cả chất và lượng. Nền kinh tế nước ta chuyển biến mạnh sang nền kinh tế hàng hoá có sự chuyên môn hoá tương đối cao. Nhằm đáp ứng những đòi hỏi của thị trường trong và ngoài nước về chất lượng sản phẩm nên quá trình chế biến và bảo quản đang được tập trung đầu tư xây dựng mạnh, nhất là hệ thống các kho lạnh. Đồ án này em đã thiết kế một kho lạnh xây dựng tại thành phố Hà Nội với dung tích kho lạnh 21 tấn. Trong quá trình thực hiện đồ án em đã cố gắng thể hiện hết khả năng của mình, tuy nhiên đây là lần đầu tiên em thiết kế nên trông tránh khỏi sai sót. Em kính mong các thầy chỉ bảo, giúp đỡ thêm cho em. Qua đây em cũng cin chân thành cảm ơn thầy giáo Đinh Văn Hiền đã trực tiếp động viên, hướng dẫn tận tình cho em trong suốt thời gian thực hiện đồ án. Sinh viên Hoàng Cao Sơn MỤC LỤC Chương I: Giới thiệu chung về kho lạnh....................................................... I. Kích thước xây dựng kho lạnh ...................................................................... II. Sơ đồ mặt bằng kho lạnh.............................................................................. Chương II: Tính chiều dày cách nhiệt và kiểm tra đọng sương .................. I. Tính chiều dày cách nhiệt.............................................................................. II. Tính kiểm tra đọng sương ............................................................................ Chương III: Tính nhiệt kho lạnh................................................................... Tính nhiệt Q1 .................................................................................................... Tính nhiệt Q2 .................................................................................................... Tính nhiệt Q4 .................................................................................................... Chương IV: Tính chọn máy nén .................................................................... Chương V: Tính chọn thiết bị........................................................................ I. Tính chọn dàn bay hơi................................................................................... II. Tính chọn dàn ngưng ................................................................................... III. Tính chọn thiết bị phụ................................................................................. 1. Bình tách dầu ............................................................................................... 2. Bình tách lỏng .............................................................................................. 3. Bình chứa ..................................................................................................... TÀI LIỆU THAM KHẢO I. Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh tác giả Nguyễn Đức Lợi. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật - 2002. II. Môi chất lạnh tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ. Nhà xuất bản giáo dục. III. Máy và Thiết bị lạnh, tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ nhà xuất bản giáo dục 1999. IV. Kỹ thuật lạnh cơ sở, tác giả Nguyễn Đức Lợi - Phạm Văn Tuỳ Nhà xuất bản giáo dục Hà Nội 1996 V. Máy lạnh - tác giả Đinh Văn Hiền CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHO LẠNH PHẦN I: KÍCH THƯỚC XÂY DỰNG KHO LẠNH Vì kho lạnh dung tích 60m3 nên ta chỉ xây dựng kho lạnh 1 tầng Mức độ chất tải là 0,35 tấn trên 1m3 Chọn dàn bay hơi kiểu trần Chọn chiều cao xây dựng là 3,5m Chiều cao của chất tải thực là h = 3,5 - (0,4 + 0,4 + 0,2) = 2,5m Trong đó: 0,4m là khoảng cách để treo dàn bay hơi 0,4 m là khoảng phần lồi của trần 0,2 m là khoảng cách từ giàn bay hơi đến sản phẩm Thể tích chất tải của kho lạnh: V = Error! = Error! = 47 m3 với E là dung tích kho lạnh E = 60 . 0,35 = 21 tấn gv = 0,45 t/m3 tra theo bảng (2-3) theo tài liệu [1] với gv là định mức tiêu chuẩn của các diện tích chất tải: F = Error! = Error! = 18,8 m2 Tải trọng trên 1m2 diện tích nền buồng: 0,45 . 2,5 = 1,125t/m3 nhỏ hơn mức cho phép. Diện tích xây dựng của kho lạnh Fxd = Error!= Error! = 32 (m2) Chọn diện tích (6,4 x 5) m PHẦN II SƠ ĐỒ MẶT BẰNG KHO LẠNH Sơ đồ bố trí mặt bằng kho Ta bố trí 1 hành lang đi vào để vận chuyển sản phẩm, 1 buồng điều khiển máy, phòng phụ và 1 buồng chính dùng để bảo quản hải đã kết đông. 1400 mm 5000 mm t0 = 300C Phòng bảo quản đông tp = - 200C 17,5 m2 3500 mm Phóng máy Phóng phụ Hành lang 1500 mm CHƯƠNG II TÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG I. Tính chiều dày cách nhiệt a) Tường bao: 1. Lớp vữa xi măng; 2. Tường gạch; 3. Lớp cách ẩm; 4. Lớp cách nhiệt; 5. Lớp vữa trát và lưới thép. 1 2 3 4 5 1 tf1 t1 t2 2 3 4 5 t3 t4 (a) (b) h - Cấu trúc tường bao và mái kho lạnh b) Mái: 1. Lớp phủ mái đồng thời là lớp cách ẩm; 2. Lớp bê tông giằng; 3. Lớp cách nhiệt điền đầy; 5. Các tấm bê tông cốt thép của mái; 4. Tấm cách nhiệt; Cấu trúc xây tường ngoài của kho lạnh bao gồm: Lớp tường gạch dầy 380 mm hai mặt phủ bằng vữa xi măng dầy 20 mm. Lớp cách ẩm dầy 7 mm gồm hai lớp bitum và 1 lớp giấy dầu. Lớp cách nhiệt là xốp polystirol và lớp trong cùng là lớp vữa trát xi măng có lưới thép dầy 20 mm. Theo bảng 2-3 tra được hệ số truyền nhiệt của vách từ ngoài không khí vào buồng lạnh ở (-200C) là (Do bảo quản cá đã kết đông nên t = - 20  25) k = 0,21 W/m 2 . k và hệ số toả nhiệt tra theo bảng 3 - 7: 1 = 23,3 W/m2.k 2 = 8 W/m2.k Hệ số dẫn nhiệt, dẫn ẩn của các vật liệu xây dựng và cách nhiệt tra theo bảng 3-1 và 3-2. + Lớp vữa xi măng: 1 = 0,02 m;  1= 0,88W/m.k  = 90 g/mh M Pa + Lớp gạch đỏ 2 = 0,38 m;  2= 0,82W/m.k  = 105 g/mh M Pa + Lớp cách ẩm 3 = 0,004 m;  3= 0,3W/m.k  = 0,86 g/mh M Pa + Lớp xốp cách nhiệt xốp Polystrol:  = 0,2 4 = 0,047 W/m.k ;  = 7,5 g/mh M P a Chiều dày cách nhiệt cần thiết: 1 n  1  1       i  K    i  1  1 i 2   cn = cn   1 1 0,02 0,38 0,004 1    = 0,047   3     0,88 0,82 0,3 8   0,21  23,3 = 0,19 m Chiều dày cách nhiệt thực phải chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được. Ở đây chọn chiều dày tổng là 200 m với 4 lớp x 50 mm hoặc 2 lớp x 100 mm. Hệ truyền nhiệt thực: KT = 1 0,2 0 ,712  0,047 = 0,2 W/m 2.k II. Kiểm tra đọng sương: Theo bảng 1-1: Nhiệt độ trung bình nóng nhất tại Hà Nội t1 = 37,20C; độ ẩm 13 = 83%. Tra đồ thị h-x ta cól tsương = 34,60C. Nhiệt độ buồng lạnh t2 = -200C; 1 = 23,3 W/m2.k Vậy K 3 = 0,95 . 1 Error! = 0,95. 23,3. Error! = 1,01 w/m2k > k+ Như vậy vách ngoài không bị đọng sương * Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt - Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt q = k . t = 0,2 . (37,2 + 20) = 11,44 W/m2 - Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách: q = 1 (tf1 - t1) Vậy tf1 = t2 = t1 - Error! = 36,71 - Error! = 36,450C Tương tự t3 = t2 - Error! = 36,45 - Error! = 31,15 0C t4 = t3 - Error! = 31,15 - Error! = 30,890C t5 = t4 = - Error! = 30,89 - Error! = 30,73 0C t6 = t5 = - Error! = 30,73 - Error! = -18,290C t7 = t6 = - Error! = -18,290C - Error! = -18,550C q = 2 (t7 - tf2) => tf2 t7 - Error! = -18,55 0C - Error! = - 200C Theo nhiệt độ của vách ta tra bảng "tính chất vật lý của không khí ẩm" của tài liệu ta được bảng áp suất hơi bão hoà: Vách 1 2 3 4 5 6 7 Nhiệt độ t,0C 36,71 36,45 31,15 30,89 30,73 -18,29 -18,55 Áp suất Phmax 6177 6090 4530 4464 4424 121 112 Tính phân áp suất thực của hơi nước: - Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che W = Error! Ph1, Ph2 - Phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và trong phòng Ph1 = Px'' (t = 37,20C) . 13 = 6344 . 0,83 = 5265,5 Pa = 5265,5 . 10-6 MPa Ph2 = Px'' (t = -200C) . 2 = 103 . 0,9 = 93 Pa H - trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che. Phương án 1: Phương án cách ẩm với 4 = 4 mm H =  . Error! = 3. Error! + Error! + Error! + Error! = 0,0356 m2h MPa/g W = Error! = 0,1453 g/m2h - Phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt: Px2 = Ph1 - w. Error!= 5265,5 - 0,1453 . Error!. 106 = 5233,2 Pa Px3 = Px2 - w. Error!= 5233,2 - 0,1453 . Error!. 106 = 4707,4 Pa Px4 = Px3 - w. Error!= 4707,4 - 0,1453 . Error!. 106 = 4675,1 Pa Px5 = Px4 - w. Error!= 4675,1 - 0,1453 . Error!. 106 = 3999,3 Pa Px6 = Px5 - w. Error!= 3999,3 - 0,1453 . Error!. 106 = 124,6 Pa Px7 = Px6 - w. Error!= 124,6 - 0,1453 . Error!. 106 = 92,3 Pa Phương án này không đạt yêu cầu vì Px3 > Px3'', Px4 > Px4'', Px6 > Px6'' Phương án 2: Bổ sung 1 lớp cách ẩm ở vị trí 2' dày 3 mm tăng lớp cách ẩm lên 5 mm. H =  . Error! = 3. Error! + Error! + Error! + Error! + Error! = 0,04025 m2h M Pa/g W= (5265,5 - 93) .10-6;0 = 0,1285g/m2h 04025 0 Px2 = 5265,5 - 0,1285 . 02;90 . 10+6 = 5236,9 Pa Px2' = 5236,9 - 0,1285 . Error!. 10+6 = 4788,6 Pa 0 Px3 = 4788,6 - 0,1285 . 38;105 . 10+6 = 4323,6 Pa Px4 = 4323,6 - 0,1285 . 0 . 106 = 4295 Pa 02;90 Px5 = 4295- 0,1285 . Error!. 106 = 3547,9 Pa Px6 = 3547,9 - 0,1285 . Error!. 10 6 = 121,2 Pa 0 Px7 = 121,2 - 0,1285 . 02;90 . 106 = 92,6 Pa Phương án này không đạt yêu cầu vì Px6 > Px6'' Phương án 3: Thay đổi vật liệu cách ẩm 2' = 0,1 mm màng polyetylen 4 = 0,1 mm màng polyetylen (chỉ sử dụng bitum để dán). 0 0 H = 3. 02;90 + 38;105 + Error! + 2 Error! = 0,14206 m2h M Pa/g (5265,5 - 93) .10-6;0 2 W= = 0,03641 g/m h 14206 Px2 = 5265,5 - 0,03641 . 0 . 10 = 5257,4 Pa 02;90 Px2' = 5236,9 - 0,03641 . Error!. 10 = 3234,6 Pa 0 Px3 = 3234,6 - 0,03641 . 38;105 . 10 = 3102,8 Pa 0 Px4 = 3102,8 - 0,03641 . 02;90 . 106 = 3094,7 Pa Px5 = 3094,7 - 0,03641 . Error!. 106 = 1071,9 Pa Px6 = 1071,9 - 0,03641 . Error!. 106 = 101 Pa 0 Px7 = 101 - 0,03641 . 02;90 . 106 = 92,9 Pa Phương án này đạt yêu cầu vì tất cả các phân áp suất thực của hơi nhỏ hơn hơi phân áp suất bão hoà. 6000  Ph 5000 tN = 37,20C tT=-200C N = 83% Px 4000 Px'' 3000 2000 1000 1 2 2' 3 4 5 6 7 Kết quả tính toán áp suất riêng phần hơi nước theo chiều dầy vách Ph  CHƯƠNG III TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ giữa buồng lạnh và môi trường bên ngoài. -> Xác định chính xác năng suất máy lạnh cần lắp đặt. + Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q = Q1 + Q2 + Q 3 + Q4, (W) Q 1- Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh Q 2 - Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh Q 3 - Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh Q 4 - Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh Vì sản phẩm là hải sản kết đông nên không có Q5 (vì nó không có sự hô hấp). 1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1: Q 1 = Q11 + Q12 Vì Q11: Dòng nhiệt độ qua tường bao, trần, nền do chênh lệch nhiệt độ Q 12: Dòng nhiệt qua tường bao, trần, nền do ảnh hưonửg của bức xạ mặt trời. Do kho lạnh được xây dựng tại Hà Nội; nhiệt độ bên ngoài dùng cho tính toán là t1 = 37,2 0C. Hệ số truyền nhiệt cho các cơ cấu bao che: Tường ngoài Mái K = 0,21 W/m2k K = 0,2 W/m 2k Tường ngăn -200 K = 0,28 W/m2k với hành lang và buồng điều khiển Nền có sưởi K = 0,21 W/m2k Đối với tường ngoài của hướng TN hay phía bắc Q 11 = 0,21 . F (t1 - t2) với F = 6.3 = 18m 2 Q 11 = 0,21 . 18 (37,2 + 20) = 217,35 W Đối với tường ngoài phía Đông: Q 11 = 0,21 . F (t1 - t2) với F = 2.3 = 6m2 Q 11 = 0,21 . 6 (37,2 + 20) = 72,072 W Do bức xạ nhiệt độ ở hướng này nên: Q 12 = 0,21 . 6 . (37,2 - 20) = 21,67 W Đối với tường ngăn với buồng điều khiển và hành lang thì: Lấy t1 = 00C Q 11 = 0,28 . F (t1 - t2) = 0,28 . 18 (0 + 20) = 100,8 W Đối với mái Q 11 = K . F (t1 - t2) với K = 0,2 F = 8.4 = 32 m2 -> Q 11 = 0,2 . 32 (37,2 + 20) = 366,08 W Do mái phải chịu bức xạ nên ta có: Q 12 = K . F . t với F = 32m2; K = 0,2 t = 0,75 Error! = 0,75 . Error! = 18 Với I = 240  400 lấy I = 300 Pbêtông = 0,65 ; 2 = 8 Vậy Q 12 = 0,2 . 32 . 18 = 115,2 W Cách nhiệt cho nền: chọn nền có sưởi K = 0,21, t1 = 30C F = 32 m2 Vậy Q 11 = 0,21 . 32. (3 + 20) = 154,46 W => Tổng dòng nhiệt qua kết cấu bao che: Q 1 = Q11 + Q12 = 217,35 + 72,072 + 100,8 + 366,08 + 115,2 + 154,46 + 21,67 = 1047,632 W 2. Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra Q 12 = M (h1 - h2) . Error! Với h1, h2 là en ta pi của sản phẩm trước và sau khi sử lý lạnh kJ/kg M - công suất buồng gia lạnh, công suất buồng kết đông t/ngày đêm; (Error!: hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm ra đơn vị kg/s) Do sản phẩm cần bảo quản là cá nên khối lượng hàng nhập trong 1 ngày đêm bằng 10% dung tích của buồng theo tài liệu [1]. Nên sản phẩm nhập vào buồng lạnh: M = 21t . 10% = 2,1 t/ngày đêm Vì cá đã ướp đông nên nhiệt độ sản phẩm nhập vào buồng t1 =-80c, xuất ra khỏi buồng t2 =-200c. Theo bảng 4-2: bảng en ta pi của các sản phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ thì ta có: h1 = 43,5 kJ/kg; h2 = 0 Thời hạn hạ nhiệt độ tính là 24h Vậy dòng nhiệt toả ra từ sản phẩm là: 2 Q 2 = 1 (43,5 - 0) . 1000. 1000; 24.3600 = 1057,3 W 3. Vì buồng bảo quản đông cho hải sản nên Q 3 = 0 vì không có thông gió 4. Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành Q 4 = Q41 + Q42 + Q 43 + Q44 * Dòng nhiệt do chiếu sáng Q41: Q 41 = A . F Vì buồng bảo quan nên A = 1,2 W/m2 F = 8 . 4 = 32 m 2 -> Q41 = 1,2 . 32 = 38,4 W * Dòng nhiệt do người toả ra Q 42 =350 Vì diện tích buồng 32m2 nên lấy n=2 -> Q42 = 350 . 2 = 700 W * Dòng nhiệt do các động cơ điện: Q 43 = 1000 N Lấy N = 0 kw -> Q43 = 1000 . 0 = 1.000 W. Vì không có động cơ quạt. * Dòng nhiệt khi mở của Q44: Q 44 = B . F B - dòng nhiệt riêng khi mở cửa do F = 32m2 mà không bảo quản đông thì B = 22 W/m2 -> Q 44 = 22 . 32 = 704 W Tra bảng 4-4 tài liệu [1] Vậy Q 4 = 38,4 + 700 + 0 + 704 = 1442,4 W Q 43 = 0 do buồng được làm lạnh chủ yếu bằng các dàn bay hơi ở trần hoặc tường đối lưu không khí tự nhiên không có động cơ quạt gió Từ các số liệu trên nên ta có: * Nhiệt tải của thiết bị Q TB = Q1 + Q2 + Q 3 + Q4 = 1047,632 + 1057,3 + 0 + 1442,4 = 3547,3 W * Nhiệt tải cho máy nén: Do bảo quản cá nên: QMN = 80% Q1 + 100% Q2 + 75% Q4 = 08. 1047,632 + 1.1057,3 + 0,75 . 1442,4 = 2977,2 W = 2977,2 W Bảng tổng kết các phụ tải nhiệt t0 buồng - 20 Q1 (W) 1047,632 (W) Q 2 (W) 1057,3 (W) Q 3 (W) 0 (W) Q 4 (W) 1442,4 (W) QMN (W) 2977,2 (W) QTB (W) 3547,3 (W) CHƯƠNG IV TÍNH CHỌN MÁY NÉN Do kho lạnh ở đây cũng khá nhỏ nên ta không nên sử dụng môi chất NH3 vì rất gây độc hại nên ta chỉ dùng R22 vì chúng không gây độc hại và tuy đắt nhưng kho lạnh rất nhỏ nên có thể dùng R22. Từ t0 = - 300 tra bảng hơi bão hoà R22 theo tài liệu [1] ta có: P0 = 0,164 . MPa Nhiệt độ nước vào dàn ngưng: tw1 = tw + (3  5) = 34,6 + 3,4 = 380C Nhiệt độ nước ra khỏi dàn ngưng: tw2 = tw1 + (2  6) = 38 + 2 = 400C Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk = tw2 + (3  5) = 40 + 3 = 430C tra bảng theo [1] ta được: Pk = 1,609 . MPa Vậy tỉ số nén  = Error! = Error! = 9,8 Mặc dù tỉ số  > 9 tuy nhiên do ở đây kho lạnh nhỏ nên cần sử dụng chu trình đơn giản. Và hiện nay trong quá trình hiện đại ngày nay đã xuất hiện một số loại máy nén một cấp tiên tiến có thể đáp ứng yêu cầu công việc cao như có thể đạt (t0 = -300) hoặc tỉ số nén có thể > 9 mà chu trình lại đơn giản ít tốn năng lượng. Vì thế ta có thể chọn máy nén 1 cấp. Do môi chất là freôn nên chọn chu trình lạnh 1 cấp có hồi nhiệt. tqn = 200C H2O 2' lgp 3' 2 3 3' PK,tK 2' 2 1 P0,t0 3 4 4 1' 1 1' h NM Ta có bảng thông số trạng thái giữa các điểm Trạng thái HBHK HQN HQN HQN Lỏng Lỏng BH Hơi âm tt 1' 1 2 2' 3 3' 4 Nhiệt độ -30 -25 135 43 40 43 -30 1720 1740 2045 1760 605 1760 605 (0c) h (kJ/kg) V(m3/kg) 0,42 Ta có: năng suất lạnh riêng: q0 = h1' - h4 = 1720 - 605 = 1115 (KJ/kg) Năng suất lạnh tính quy đổi thành năng suất lạnh tiêu chuẩn Q 0tc = Q 0 . Error! trong đó ở chế độ tiêu chuẩn: t0 = -300C -> P0 = 0,164 MPa tK = 350C -> PK = 1,38 MPa =>  = Error! = Error! = 8,4 Vậy tc = 0,75  = 0,71 qvtc = Error!và qv = Error! vì V1 = V 1 + C (tại t = - 300C) nên Error! = Error! mà q0 + c = h1'tc - h4+c = 1720 - 560 = 1160 KJ/kg -> Q 0TC = 2,98 . Error! . Error! = 3,26 Kw Lưu lượng môi chất qua máy nén: m = Error! = Error! = 0,0029 kg/S Công nén riêng của máy nén: l = h2 - h1 = 2045 - 1740 = 305 (KJ/kg) Công nén đoạn nhiệt của máy nén: N S = m . l = 0,0029 . 305 = 0,9 (Kw) Hệ số làm lạnh của chu trình:  = Error! = Error! = 3,57 Hiệu suất exec gi: V = Error! =  Error! = 3,57 . Error! = 0,17 Thể tích hút thực tế: V tt = m . V = 0,0029 . 0,42 = 0,001218 (m3/s) Hiệu suất chỉ thị:  = Error! + 0,001t0 = Error! + 0,001 . (-30) = 0,92 Công suất chỉ thị: N i = Error! = Error! = 0,09 (kw) Công suất ma sát: N ms = Vtt . Pms = 0,0106 . 59 = 0,6254 (Kw) Công suất hữu ích: Ne = N i + N ms = 0,09 + 0,6254 = 0,7154 (Kw) Công suất tiếp điện: N ee = Error! = Error! = 0,79 (Kw) * Chọn máy nén: Số lượng máy nén cần thiết:  = Error! = 1,18 Vậy ta chọn 1 máy nén 1 cấp cho hệ thống lạnh.
- Xem thêm -