Đồ án Thiết kế kho lạnh bảo quản sản phẩm thuỷ sản đông lạnh có dung tích 500 tấn

  BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP   THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN SẢN  PHẨM THUỶ SẢN ĐÔNG LẠNH DUNG TÍCH 500 TẤN.     SVTH: NGUYỄN DUY HẠ. CBHD: T.S TRẦN DANH GIANG.  THIẾT KẾ KHO BẢO QUẢN SẢN PHẨM THỦY SẢN ĐÔNG LẠNH, DUNG TÍCH 500 TẤN. Nội dung của đề tài bao gồm: Chương 1. Tổng quan. Chương 2. Xác định các thông số và phương pháp thiết kế. Tính toán nhiệt tải cho kho lạnh. Chương 3. Kết quả tính toán và thảo luận. Chương 4. Tính toán chu trình lạnh, tính chọn máy nén và thiết bị lạnh. Chương 5. Lắp đặt hệ thống lạnh. Chương 6. Trang bị tự động hóa và vận hành hệ thống lạnh. Chương 7. Sơ bộ tính giá thành sản phẩm. Kết luận. Chương 1. TỔNG QUAN - Trước đây công ty có tên là công ty TNHH Nam Trung chuyên chế biến đồ khô như hành khô, chitin, chitozan. - Ngày 11/12/2005 công ty được một tư nhân tại Sài Gòn mua lại và đổi tên thành công ty TNHH Minh Đăng chuyên sản xuất hàng đông lạnh: mực, bạch tuộc, kẽm, ma za, - Địa chỉ công ty: 83 - tỉnh lộ 8 - Bình Thạnh - Mỹ Xuyên - Sóc Trăng. Hình 1.1. Sơ đồ bộ máy của công ty TNHH Minh Đăng Hình 1.2. Sơ đồ mặt bằng tổng thể của công ty TNHH Minh Đăng. Các yếu tố ảnh hưởng đến sản phẩm trong quá trình bảo quản đông. 1) Ảnh hưởng các yếu tố bên ngoài: - Môi trường. - Cấu trúc kho. - Chế độ vận hành máy lạnh. - Chất lượng của hệ thống máy lạnh và chế độ bảo trì hệ thống lạnh. - Thời gian bảo quản sản phẩm. 2) Ảnh hưởng của các yếu tố bên trong: - Nhiệt độ bảo quản. - Độ ẩm của không khí trong kho lạnh. - Tốc độ không khí trong kho lạnh . Phân loại kho lạnh. Có thể phân loại kho lạnh: - Theo công dụng: kho lạnh sơ bộ, kho chế biến, kho lạnh phân phối, kho trung chuyển, kho thương nghiệp, kho vận tải, kho lạnh sinh hoạt,.. - Theo nhiệt độ: kho bảo quản lạnh, kho bảo quản đông, kho đa năng, kho gia lạnh, kho bảo quản nước đá, - Theo dung tích chứa: 50MT, 100MT, 150MT, - Theo đặc điểm cách nhiệt: kho xây, kho lắp ghép. Một số vấn đề khi lắp đặt và sử dụng kho lạnh. 1) Hiện tượng lọt ẩm: dùng hệ thống palet để khỏi làm hư hỏng panel cách nhiệt từ đó chống lọt ẩm. 2) Hiện tượng cơi nền do băng: có thể sử dụng các biện pháp như tạo khoảng trống phía dưới để thông gió nền , dùng điện trở để sấy nền, dùng các ống thông gió nền. 3) Hiện tượng lọt không khí: có thể sử dụng biện pháp như sử dụng quạt màn tạo màn khí, làm cửa đôi, sử dụng cửa sổ nhỏ để vào ra hàng, sử dụng màn nhựa. 4) Tuần hoàn gió trong kho lạnh: sắp xếp hàng hợp lý, sử dụng hệ thống kênh gió để phân phối. 5) Xả tuyết dàn lạnh: dùng gas nóng, dùng nước, dùng điện trở. Chương 2. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ  TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI KHO LẠNH. Kho được xây tại nhà máy chế biến thủy sản xuất khẩu Minh Đăng - 83 tỉnh lộ 8 - thị trấn Mỹ Xuyên - tỉnh Sóc Trăng. Bảng 2.1. Thông số về khí hậu tại Sóc Trăng. Nhieät ñoä, o C Ñoä aåm töông ñoái, % TB caû naêm Muøa heø Muøa ñoâng Muøa heø Muøa ñoâng 26.8 35.9 19.0 77 80 Các thông số thiết kế bên trong kho lạnh. Nhiệt độ bảo quản: thời gian bảo quản thường ít hơn 10 tháng vì thế chọn nhiệt độ bảo quản sản phẩm trong kho là - 25 ° C. Độ ẩm của không khí trong kho lạnh: sản phẩm do nhà máy chế biến ra đều được bao gói bằng nhựa PE và giấy Cactông khi đưa vào kho lạnh để bảo quản cho nên chọn độ ẩm của không khí trong kho φ > 85%. Tốc độ không khí trong kho lạnh: sản phẩm được bao gói cách ẩm nên thiết kế không khí trong kho đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió với vận tốc v = 3 m/s. Kiểu kho: chọn phương án xây kho ở đây là phương án lắp ghép kho bằng các tấm panel tiêu chuẩn, mặc dù giá thành hơi đắt nhưng kho sẽ có chất lượng tốt hơn từ đó giảm chi phí vận hành và điều quan trọng là sản phẩm sẽ có chất lượng cao hơn. Tính toán kích thước, cấu trúc xây dựng,cấu trúc cách nhiệt và cách ẩm cho kho lạnh. - Tính thể tích kho lạnh - Diện tích chất tải của kho lạnh - Diện tích cần xây dựng - Tải trọng nền - Tính toán chiều dày cách nhiệt Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lắp đặt kho lạnh trong nhà xưởng. Hình 2.2. Hình chiếu bằng của kho lạnh. Khu thành phẩm Hành lang xuất hàng Hình 2.3. Hình chiếu đứng của kho lạnh.  Khu thành phẩm  Hình 2.4. Hình chiếu cạnh của kho lạnh. Hình 2.5. Nền móng kho lạnh. 1. Panel. 2. Con lươn thông gió. 3. Lớp đá granit. 4. Lớp bêtông. 5. Lớp đất đá. Bảng 2.2. Thông số các lớp vật liệu của panel. Vật liệu Chiều dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/mK Polyurethan Tôn lá Sơn bảo vệ  cn 0,0006 0,0005 0,023 45,36 0,291 Tính toán nhiệt tải kho lạnh. Mục đích tính nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy nén. Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q, được xác định bằng biểu thức: ,W Trong đó: - dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh, W; - dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh, W; - dòng nhiệt từ bên ngoài do thông gió buồng lạnh, W; - dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh, W; - dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp, W. ( chú ý: đối với kho bảo quản thuỷ sản lạnh đông thì = = 0) phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài thay đổi theo giờ, ngày, mùa. - phụ thuộc vào thời vụ. - phụ thuộc vào quy trình công nghệ chế biến và bảo quản. Chương 3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ THẢO LUẬN. Bảng 3.1. Giá trị của kết cấu kho lạnh. Kết quả tính toán Kết quả chọn - Thể tích kho lạnh 909.1 - Diện tích chất tải 336.7 Diện tích cần xây dựng kho 396 - Tải trọng nền 1.485 tấn/ Diện tích kho chọn là 410.4 Chiều dài 22.8 m Chiều rộng 18 m Chiều dày panel là 111.37 mm Chiều dày chọn là 125 mm Bảng 3.3. Giá trị tính toán nhiệt tải. Các thành phần nhiệt Giá trị tính toán, W Tổng, W * Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che + Dòng nhiệt qua tường bao, trần, nền do chênh lệch nhiệt độ : Vách kho phía Bắc Vách kho phía Nam Vách kho phía Đông Vách kho phía Tây Trần kho Nền kho + Dòng nhiệt qua tường bao, trần, do ảnh hưởng của bức xạ Mặt trời 772,9 772,9 3399,1 3399,1 4165,2 3786,5 0 16294,7 0 * Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra + Dòng nhiệt do chính sản phẩm toả ra + Dòng nhiệt do bao bì mang vào 4340,3 6336,81 10677,11 * Dòng nhiệt do vận hành - Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng . - Dòng nhiệt do người làm việc trong kho - Dòng nhiệt do động cơ điện . - Dòng nhiệt do mở cửa . - Dòng nhiệt do xả tuyết . 492,48 1400 8832 1969,92 580,88 10019,7 * Dòng nhiệt do thông gió và do sản phẩm hô hấp = = 0 0 Tổng các thành phần nhiệt Q 40247,09 Xác định phụ tải cho thiết bị và cho máy nén. Tải nhiệt cho thiết bị , kW Xác định phụ tải nhiệt cho máy nén , kW Năng suất lạnh của máy nén , kW Bảng 3.4. Phụ tải nhiệt của máy nén. Tải nhiệt cho thiết bị kW Phụ tải nhiệt máy nén , kW Năng suất lạnh kW = 40.25 = 34.5 = 41 Chương 4. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ LẠNH. Chọn phương pháp làm lạnh trực tiếp. Môi chất lạnh là R22. Chọn các thông số làm việc Bảng 4.1. Các thông số của chu trình lạnh. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh ( ) Nhiệt độ ngưng tụ ( ) Nhiệt độ quá nhiệt ( ) Nhiệt độ quá lạnh ( ) - 32 ° C 35 ° C -12 ° C 26 ° C Hình 4.3. Sơ đồ và các thông số chu trình. Bảng 4.2. Bảng tổng hợp các thông số trên các điểm nút của chu trình. Thông số Điểm nút Nhiệt độ ° C Áp suất MPa Entapi kJ/kg Thể tích riêng /kg 1’ 1 2 2’ 3 3’ 4 -32 -12 90 35 35 26 -32 0,151 0,151 1,353 1,353 1,353 1,353 0,151 591 603 675 630 436 426 426 0,146 0,163 0,05 Tính toán chu trình lạnh. Bảng 4.3. Kết quả tính toán các giá trị của chu trình lạnh . Thông số Giá trị Đơn vị Năng suất lạnh riêng khối lượng . Lưu lượng môi chất qua máy nén. Năng suất thể tích thực tế của máy nén. Hệ số cấp của máy nén. Thể tích lý thuyết. Công nén đoạn nhiệt. Công nén chỉ thị. Công suất ma sát Công suất hữu ích. Công suất điện. Công suất chọn động cơ. Phụ tải nhiệt dàn ngưng. 165 0,25 0,041 8,96 0,056 18 24 1,025 25,025 27,73 33,28 59,75 kJ/kg kg/s m 3 /s m 3 /s kW kW kW kW kW kW kW Tính chọn các thiết bị cho hệ thống. + Tính chọn máy nén Tỷ số nén của chu trình  = 8,96. Nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh là = -32 ° C. Nhiệt độ ngưng tụ là = 35 ° C. Năng suất lạnh = 41 kW. Công suất động cơ = 33,28 kW. Chọn tổ hợp máy nén trục vít 1 cấp Bitzer có các thông số sau - Loại máy HSK 5353-25. - Năng suất lạnh ở chế độ tiêu chuẩn 25 kW. - Công suất động cơ 22 kW. - Số lượng 2 cụm. Hình 4.4. Cấu tạo của máy nén trục vít 1 cấp Bitzer. + Tính kiểm tra thiết bị ngưng tụ Diện tích trao đổi nhiệt cần thiết là Chọn bình ngưng của Bitzer có các thông số sau: - Kiểu bình ngưng K373H. - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt 11,5 + Tính chọn thiết bị bay hơi Năng suất của dàn lạnh Chọn dàn lạnh Thermokey có - Model ILT 350.116. - Công suất nhiệt: 21,4 kW . - Lưu lượng gió: 24000 /h. - Bề mặt trao đổi nhiệt 87 . - Khoảng thổi xa: 35 m. - Số lượng 2 dàn. Hình 4.6. Các thiết bị chính của hệ thống lạnh. Hình 4.7. Cấu tạo bên ngoài của dàn lạnh Thermokey. + Tính chọn van tiết lưu - Môi chất sử dụng R22. - Công suất lạnh = 19,2 kW. - Nhiệt độ bay hơi = -32 ° C. - Độ giảm áp suất qua thiết bị tiết lưu  p = 10,02 bar . Chọn van tiết lưu màng kiểu TE22WO của hãng Danfoss có: = -35 ˚C , = 22 KW ,  p = 12 bar + Tính chọn đường ống dẫn môi chất Đường kính ống , m Bảng 4.4. Bảng kết quả tính toán đường ống chọn. Đường ống Đường kính tính được, mm Kích thước chọn Đường kính trong, mm Đường kính ngoài, mm Tiết diện Khối lượng 1m ống, kg Ống đẩy Ống hút Ống dẫn 39,90 65,69 19,89 40 70 21 45 75 24 1256 3848 346 2,969 5,056 0,943 + Tính chọn tháp giải nhiệt Nhiệt thải ra ở một bình ngưng tụ là: - Chọn tháp kiểu FRR8 của hãng RINKI - Lưu lượng nước định mức 1.63 l/s. - Lưu lượng gió 70 /phút . - Mô tơ quạt 0.2 kW. - Số lượng tháp giải nhiệt 2. + Tính chọn bơm nước: với năng suất 0.3 kW và cột áp là 13m ta chọn 2 bơm ly tâm EBARA MD của Bitzer có các thông số sau: - Loại bơm MD32-125/1.1. - Công suất 1.1kW/1.5HP. - Dòng điện 4.8A/230V hoặc 2.8A/400V. - Năng suất 100 L/min = 6 /h. - Chiều cao đẩy 22.2 m. - Áp suất làm việc lớn nhất 10 bar . Chương 5. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH. + Lắp đặt máy nén lạnh Hình 5.1. Mặt bằng móng cụm máy nén trục vít 1 cấp Bitzer. Hình 5.2. Cụm máy nén trục vít 1 cấp Bitzer sau khi lắp đặt hoàn chỉnh. + Lắp đặt dàn ngưng. + Lắp đặt dàn lạnh. + Lắp đặt panel. + Lắp đặt bình tách dầu. + Lắp đặt van tiết lưu. + Bọc cách nhiệt đường ống. Hình 5.3. Cấu trúc cách nhiệt đường ống gas. Chương 6. TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA  VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH. + Sơ đồ mạch điện động lực của hệ thống. + Sơ đồ mạch điện điều khiển của hệ thống. + Các thông số cài đặt - Cài đặt bảo vệ áp suất cao: 18 kg/ . - Cài đặt bảo vệ áp suất thấp: -0.8 kg/ . - Cài đặt bảo vệ nhiệt độ dầu: 85 ° C. - Cài đặt trì hoãn solenoid giải nhiệt dầu: 20 giây. - Cài đặt solenoid đường làm mát trung gian ECO: 2 phút. - Cài đặt trì hoãn khởi động từng phần máy nén : 0.6 giây. - Cài đặt bảo vệ quá tải: + Đối với máy nén cài đặt: 45A. + Đối với bơm nước giải nhiệt cài đặt:11 A. + Đối với quạt tháp giải nhiệt cài đặt: 3 A. + Đối với quạt dàn lạnh cài đặt: 4.5 A. + Đối với bơm nước xả tuyết cài đặt: 3.3 A. Các thông số vận hành của hệ thống. Điện áp V Dòng điện A Áp suất cao Áp suất thấp Áp suất nước Nhiệt độ dầu ˚C 380 65  80 12  15 0,3  1,8 1  1,5 73  80 Chương 7. SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH KHO LẠNH. Thiết bị Giá thành USD - Panel + cửa + phụ kiện lắp đặt kho. - Phụ kiện lắp đặt trong kho. - Hệ thống máy trữ lạnh. - Hệ thống van danfoss. - Phụ kiện lắp đặt thiết bị. - Công lắp đặt. 32323.2 970 41150 1312 240 4000 Tổng giá thành kho lạnh 87756.2 KẾT LUẬN. Đây là một kho lạnh được thiết kế mới hoàn toàn nên tôi đã thiết kế với công suất đã được nhân với hệ số an toàn nhưng vẫn phù hợp với hệ số kinh nghiệm thực tế nên đáp ứng được chỉ tiêu về kinh tế, vừa làm việc an toàn, vừa không quá dư công suất lạnh. Tuy nhiên do chưa có kinh nghiệm thực tế nên vẫn còn một vài thiếu sót trong quá trình tính toán thiết kế rất mong được sự chỉ dẫn, đóng góp của thầy cô và các bạn. Xin chân thành cảm ơn !