Đồ Án Thiết kế máy lạnh hấp thụ tận dụng nhiệt năng lượng mặt trời để sản xuất đá

LỜI NÓI ĐẦU


Lịch sử phát triển ngành lạnh cho thấy rằng từ ngàn xưa con người đã biết giử gìn và sử dụng lạnh có sẳn trong thiên nhiên như: sử dụng băng, tuyết và các hầm sâu ở dưới đất để bảo quản thực phẩm, làm lạnh nước bằng cách cho bốc hơi v.v .Đến thế kỷ 17 người ta biết sử dụng hổn hợp nước đá với nước muối để tạo ra nước có nhiệt độ thấp hơn 0oC. Và chỉ vào thế kỷ 19 thì các máy lạnh công nghiệp mới bắt đầu xuất hiện
Ngày nay, kỹ thuật lạnh hiện đại đã tiến những bước rất xa, có trình độ khoa học kỹ thuật ngang với các ngàng kỹ thuật khác. Thế nhưng, nhiều loại freôn lại là thủ phạm phá huỷ, làm suy giảm tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính, làm nóng trái đất. Để bảo vệ môi trường sống các frêôn đó phải được loại bỏ và loài người phải đứng trước thử thách mới trên con đường tìm kiếm môi chất lạnh thay thế. Trong thời gian tìm kiếm môi chất mới thì việc sử dụng NH3 trong kỹ thuật lạnh là rất thích hợp, đặc biệt là trong hoàn cảnh Việt Nam ta, NH3 là môi chất lạnh tự nhiên không phá huỷ môi sinh và là môi chất mà Việt Nam tự sản xuất được, rẽ tiền, dễ kiếm rất phù hợp cho những nước nghèo như nước ta.
Mặt khác, nước ta là một nước có khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm, phía Nam hầu như không có mùa đông, bờ biển dài trên 3 km , đó là những điều kiện thuận lợi cho việc phát triển ngành lạnh. Thật vậy, kỹ thuật lạnh đã thực sự thâm nhập vào hầu hết các ngành kinh tế quan trạng và hổ trợ tích cực cho các ngành đó phát triển, đặt biệt là các ngành chế biến thực phẩm, công nghiệp nhẹ và đánh bắt thuỷ hải sản .
Hơn nữa, trong thời đại ngày nay nhu cầu về năng lượng của con người ngày càng tăng. Trong khi các nguồn nhiên liệu khoáng sản như than đá dầu mỏ , khí đôt . ngày càng cạn kiệt và khoan hiếm .Từ đó, đặt ra vấn đề sử dụng tiết kiệm và sử dụng có hiệu quả nhiên liệu là một trong những hướng phát triển quan trọng của việc phát triển năng lượng
Cùng lúc đó, ở Việt Nam đang có xu hướng sử dụng máy lạnh hấp thụ để thay thế máy lạnh nén hơi nhằm tận dụng tối đa các nguồn năng lượng dư thừa
Trong đề tài này, em được giao nhận đề tài “THIẾT KẾ MÁY LẠNH HẤP THỤ TẬN DỤNG NHIỆT NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI ĐỂ SẢN XUẤT ĐÁ”
Sau một thời gian nổ lực làm việc cộng với sử chỉ bảo của thầy NGUYỄN THANH VĂN, cùng với sự giúp đỡ của quí Thầy, Cô trong Khoa và đóng góp ý kiến của các bạn trong lớp đã giúp em hoàn thành đề tài của mình. Tuy nhiên, do thời gian có hạn chế, tài liệu tham khảo không nhiều và em còn hạn chế về mặt thực tiễn nên không tránh khỏi những sai sót. Kính mong nhận được chỉ bảo của các quí Thầy Cô trong Khoa
Nhân đây, em xin chân thành cảm ơn thầy cô trong khoa KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT ĐIỆN LẠNH đã dạy bảo trong suốt 5 năm học để em có được ngày hôm nay, cảm ơn thầy NGUYỄN THÀNH VĂN và sự giúp đỡ của quí Thầy, Cô để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.




MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG I 3
GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ NƯỚC ĐÁ 3
1.1. Nhu cầu về sử dụng nước đá : 3
1.2. Một số loại nước đá và các phương pháp sản xuất nước đá: 4
1.2.1. Nước đá đục: 4
1.2.2. Nước đá trong suốt: 4
1.2.3 Một số loại nước đá khác 4
1.2.3.1. Nước đá thực phẩm: 4
1.2.3.2. Nước đá từ nước biển : 4
1.3. Hình dạng nước đá : 5
1.4 . Phương pháp làm đá. 5
1.5. Nhận xét: 6
1.6 Công nghệ sản xuất đá sạch : 7
CHƯƠNG II 7
ĐẠI CƯƠNG VỀ MÁY LẠNH HẤP THỤ 7
2.1. Chu trình lý thuyết : 7
2.2. Ưu, nhược điểm: 9
2.3.Mô hình máy lạnh hấp thụ NH3/H2O một cấp : 10
2.4. Môi chất dùng trong máy lạnh hấp thụ : 13
CHƯƠNG III : 15
THIẾT KẾ CÁC KÍCH THƯỚC KHUÔN ĐÁ, BỂ ĐÁ 15
3.1. Lựa chọn khuôn đá: 15
3.2 Xác định số lượng khuôn và khối lượng đá chứa trong khuôn : 15
3.2.1 Kiểm tra lại kích thước khuôn đá 15
3.2.2.Xác định số lượng khuôn cần dùng cho một mẻ đá : n , khuôn 16
3.2.3.Xác định kích thước trong của bể đá 16
CHƯƠNG IV : 18
KẾT CẤU XÂY DỰNG VÀ CÁCH NHIỆT BỂ ĐÁ 18
4.1 Lựa chọn kết cấu : 18
4.2. Xác định chiều dày lớp cách nhiệt: 18
4.2.1. Tính chiều dày cách nhiệt tường của bể đá 21
4.2.2 Chiều dày lớp cách nhiệt đáy bể : 22
4.3. Kết cấu cách ẩm : 22
4.4. Tính kiểm tra đọng sương : 22
CHƯƠNG V: 24
TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ 24
5.1: tổn thất lạnh ra môi trường xung quanh, Q1 : 24
Q1=Q11 + Q12 + Q13 24
5.1.1.Tổn thất qua tường bể đá, Q11: 24
5.1.2. Tổn thất nhiệt qua đáy, Q12: 25
5.1.3 Tổn thất nhiệt qua nắp bể Q13 : W 26
5.2. Tổng tổn thất lạnh do đông đá và làm lạnh khuôn: Q2 , KJ/kg 27
5.2.1. Tổn thất lạnh do đông đá q21: 27
5.2.2. Tổn thất lạnh do rả đá q22 : 28
5.2.3. Tổn thất lạnh do rã đá q23 : 29
5.3 Tổn thất do thông gió, Q3: 30
5.4 Tổn thất lạnh do vận hành: Q4=Q41+Q42 30
5.4.1 Tổn thất lạnh do động cơ Q41: 30
5.4.2 Tổn thất lạnh do mở cửa Q42, , W: 31
. Năng suất lạnh của dàn bay hơi : Q0, KW 31
CHƯƠNG VI : 32
MÔ HÌNH MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O 32
6.1. Tính cấp thiết của đề tài: 32
6.2. Lựa chọn phương án máy lạnh: 32
6.2.1. Phương án đốt nóng trực tiếp hay dáng tiếp: 32
6.2.2. Phương án máy lạnh 1 cấp hay 2 cấp: 33
6.3. Chọn mô hình máy lạnh hấp thụ: 33
CHƯƠNG VII: 36
Lập phương trình tính toán các thông số vật lý 36
CHƯƠNG VIII : 38
LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT 38
8.1. Lập chu trình và xác định các thông số : 38
8.1.1.Sơ đồ nguyên lý máy lạnh hấp thụ NH3/H2O 1 cấp: 38
8.1.2 Tính toán chu trình máy lạnh hấp thụ : 39
8.2 Tính toán các dòng nhiệt. 48
CHƯƠNG IX: 50
THIẾT KẾ CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT. 50
9.1 Thiết bị bay hơi: 50
9.1.1 Cấu tạo: 50
9.1.2 Nguyên lý làm việc: 51
9.1.3. Tính diện tích trao đổi nhiệt trong dàn bay hơi: 51
9.2 Thiết bị hấp thụ: 55
9.2.1. Cấu tạo: 55
9.2.2. Nguyên lý làm việc : 56
9.2.3. Tính diện tích thiết bị hấp thụ: 56
9.2.4.Tính toán thiết kế thiết bị hấp thụ: 61
9.3.Thiết bị ngưng tụ : 61
9.3.1. Cấu tạo: 61
9.3.2. Nguyên lý làm việc: 62
9.3.3.Tính diện tích trao đổi nhiệt: 62
9.3.4.Tính toán thiết kế thiết bị ngưng tụ: 65
9.4. Thiết bị sinh hơi: 65
9.4.1. Cấu tạo: 65
9.4.2 Nguyên lý làm việc : 66
9.4.2. Tính diện tích thiết bị sinh hơi: 66
9.4.4.Tính toán thiết kế thiết bị sinh hơi: 69
9.5 Thiết bị hồi nhiệt I: 69
9.5.1. Mục đích : 69
9.5.2. Cấu tạo: 70
9.5.3. Tính diện tích trao đổi nhiệt I: 70
9.6.Thiết bị hồi nhiệt II: 74
9.6.1.Cấu tạo: 74
9.7.1. Cấu tạo: 81
9.7.2 Nguyên lý làm việc: 81
9.7.3 Tính diện tích trao đổi nhiệt: 81
9.7.4 Thiết kế bình tinh luyện: 86
9.8 Thể tích bình chứa lỏng cao áp : 86
9.9. Thể tích bình chứa dung dịch loãng dự trữ : 87
CHƯƠNG X 89
giới hạn vùng làm việc của máy lạnh hấp thụ nh3/h2o một cấp 89
10.1. Gới hạn vùng làm việc của máy lạnh hấp thụ một cấp: 89
10.2. Giới hạn của nhiệt độ nguồn gia nhiệt trong máy lạnh hấp thụ NH3/ H2O một cấp : 90
10.2.1. Phạm vi khảo sát : 90
10.2.2. Xác định giá trị nhiệt độ cực tiểu của nguồn gia nhiệt : tHmin 91
CHƯƠNG XI 93
TÍNH SỨC BỀN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT TRONG HỆ THỐNG MÁY LẠNH HẤP THỤ NH3/H2O MỘT CẤP 93
11.1.Tính độ dày các thân bình hình trụ: 93
11.1.1.Tính độ dày của bình chứa thiết bị hấp thụ: 93
11.1.2. Tính độ dày của bình chứa thiết bị sinh hơi: 94
11.1.3.Tính kiểm tra độ dày ống trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ: 95
11.2. Tính kiểm tra độ dày ống trao đổi nhiệt: 96
11.2.1.Tính kiểm tra độ dày ống trao đổi nhiệt của thiết bị bay hơi: 96
11.2.2. Tính kiểm tra độ dày ống trao đổi nhiệt của thiết bị hấp thụ: 96
11.2.3. Tính kiểm tra độ dày ống trao đổi nhiệt của thiết bị hồi nhiệt II: 97
11.3. Tính độ dày, kiểm tra ứng suất uốn các mặt sàng: 98
11.3.1. Tính độ dày của mặt sàng thiết bị hấp thụ: 98
11.3.1.1.Độ dày nhỏ nhất của mặt sàng: 98
11.3.1.2.Kiểm tra ứng suất chịu uốn của mặt sàng: 99
11.3.2. Tính độ dày của mặt sàng thiết bị sinh hơi: 100
11.3.2.1. Độ dày nhỏ nhất của mặt sàng: 100
11.3.2.2.Kiểm tra ứng suất chịu uốn của mặt sàng: 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO 102
MỤC LỤC 103