Trình docx

ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
LỜI MỞ ĐẦU
Trong tài liệu sẽ trình bày gồm ba nội dung thiết kế hệ thống sản xuất nước
đá, tủ cấp đông và kho trữ đông. Chúng ta cũng đã biết xã hội ngày càng phát
triển thì nhu cầu của con người ngày càng cao, do đó việc bảo quản thịt trong
khoảng thời gian chế biến và sử dụng thì đòi hỏi phải tươi sống, ngoài ra
trong một số trường hợp đặc biệt khi đánh bắt xa bờ hay điều kiện bảo quản
bằng phương pháp khác không cho phép thì việc sử dụng nước đá để bảo
quản rất tiện lợi và nước đá cũng góp phần trong việc làm lạnh các loại nước
uống chính vì mục đích này mà người làm đồ án lạnh chọn đề tài thiết kế hệ
thống cấp đông, trữ đông và sản xuất đá cây.
Đồ án chỉ quan tâm đến qui trình thiết bị mà không xét tính kinh tế do đó
trong quá trình thiết kế hệ thống còn một số điểm chưa hợp lý lắm.
Để hoàn thành đồ án lạnh này người thực hiện thành thật cám ơn sự giúp đỡ
nhiệt tình của thầy trực tiếp hướng dẫn Lê Xuân Hòa cùng các thầy trong
xưởng nhiệt-điện lạnh và các bạn ….
Trang 1
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
PHỤ LỤC
Phần I: Xác định kích thước, bố trí mặt bằng tr 4
1.1 Bể đá tr 5
1.2 Kho lạnh tr 6
1.3 Tủ đông tiếp xúc tr 8
Phần II: Tính toán cách nhiệt cách ẩm tr 11
2.1 Bể đá tr 11
2.2 Kho lạnh tr 15
2.3 Tủ đông tiếp xúc tr 23
Phần III: Tính toán nhiệt tr 25
3.1 Bể đá tr 25
3.2 Kho lạnh tr 29
3.3 Tủ đông tiếp xúc tr 33

Phần IV: Tính toán chọn máy nén tr 38
4.1 Bể đá tr 38
4.2 Kho lạnh tr 44
4.3 Tủ đông tiếp xúc tr 52
Phần V: Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt tr 60
5.1 Thiết bị ngưng tụ tr 60
5.2 Thiết bị bay hơi tr 63
Phần VI: Tính đường ống và thiết bị phụ tr 68
6.1 Tính chọn đường ống tr 68
6.2 Tính thiết bị phụ tr 73
6.2.1 Bình chứa cao áp tr 73
6.2.2 Bình tách lỏng tr 75
6.2.3 Bình giữ mức lỏng tr 77
6.2.4 Bình chứa tuần hoàn tr 77
6.2.5 Bình tách dầu tr 79
6.2.6 Bình trung gian tr 80
6.2.7 Bình chứa dầu tr 82
6.2.8 Bình tách khí không ngưng tr 83
6.2.9 Van một chiều tr 83
Tài liệu tham khảo tr 84
Trang 2
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH
********************
o Yêu cầu thiết kế:
Bể đá:
Công suất bể đá: 140Tấn/ngày đêm
Kho trữ đông:
Công suất kho trữ đông: 300 Tấn
Sản phẩm trữ đông: Tôm

Nhiệt độ bảo quản: -25
o
C
Tủ cấp đông:
Công suất cấp đông: 5 Tấn/ngày đêm.
Sản phẩm cấp đông: Tôm sú
Nhiệt độ cấp đông: -35
0
C.
Nơi lắp đặt hệ thống : Thành phố Hồ Chí Minh
Trang 3
225 225 225
225
225 225 225
40
40
7575
425
1805
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
PHẦN I:XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ
MẶT BẰNG
1.1 Xác định kích thước bể đá
1.1.1 Kích thước khuôn đá và số lượng khuôn
1.1.1.1.1 Kích thước khuôn đá
Chọn cây đá có loại 50 kg
Tra bảng kích thước khuôn đá [TL1, Tr 117] ta chọn khuôn có kích thước
Khối
lượng cây
Khối

lượng
Kích thước khuôn, mm
Chiều cao Đáy lớn Đáy bé
50 27.2 1115 380x190 340x160
1.1.1.2 Số lượng khuôn
M
n =
m
Trong đó:
M : Năng suất bể đá.
m : Khối lượng cây đá.
Theo đề bài ta có năng suất bể đá M = 140 [tấn/ngày đêm]
Khối lượng cây đá m = 50 [kg].
Số lượng khuôn đá: N =
50
140000
= 2800 (khuôn).
1.1.2 Xác định số lượng và kích thước linh đá
1.1.2.1Xác định số lượng
Chọn linh đá có 7 khuôn
Trang 4
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Theo công thức [TL1, tr118]

1
1
N
m =
n

Trong đó
N =2800 : số lượng khuôn
n
1
=7 : số khuôn đá trên 1 linh đá
Số lượng linh đá: m
1
=
7
2800
= 400 (linh).
Khoảng cách giữa các khuôn đá trong một linh đá là 25 mm, hai khuôn hai đầu
cách nhau 40mm để móc cẩu. Khoảng hở 2 đầu còn lại là 75mm.
Vậy chiều dài mỗi linh đá được xác định như sau:
L = n
1
×225 + 2×75 + 2×40
= 7×225 +2×75 + 2×40 =1805(mm)
• Chiều rộng linh đá bằng 425 mm
• Chiều cao linh đá bằng 1150 mm
1.1.3 Kích thước bể đá
Do số lượng linh đá quá lớn nên ta chia làm 4 bể với 4 dàn lạnh độc lập.
Năng suất của mỗi bể là
4
400
= 100 linh/bể
1.1.3.1Xác định chiều rộng bể đá .
Theo công thức [TL1, tr119]
W = 2.L + 4
δ

+ A
Trong đó:
L - chiều dài linh đá

δ
- khe hở giữa linh đá và vách trong bể đá
δ
= 25mm
A – chiều rộng cần thiết để lắp dàn lạnh xương cá A= 1000
W = 2×1805 + 4×25 + 1000 = 4710 mm

1.1.3.2 Xác định chiều dài bể đá
Chiều dài bể đá xác định theo công thức: L= B+C+m
2
b [TL1, tr120]
Trong đó:
B: chiều rộng các đoạn hở lắp đặt bộ cánh khoáy và toàn hoàn nước, B=600 mm
C: chiều rộng đoạn hở cuối bể, C= 500 mm
b khoảng cách giữa các linh đá, được xác định trên cơ sở độ rộng của linh đávà
khoang hở giữa chúng b= 425+50= 475 mm
m
2
: số linh đá dọc theo chiều dài.
Ta chọn DLXC có hai bên là hai dãy linh đá:
Vậy L= 600+500+100/2= 24850 mm.

L = 29 475 + 500 + 600 = 14875 mm ´

Trang 5
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc

1.1.3.3 Xác định chiều cao bể đá
Ta phải chọn chiều cao bể đá sao cho đủ lớn để khoảng hở giữa đáy khuôn và
bể khoảng 100 mm và lớp gỗ dày 30 mm, chọn chiều cao h= 1250mm.
1.1.4 Xác định thời gian làm đá
Theo công thức [TL1, tr121]
( )
m
t
BbbA
+
=
00
.
τ
Với:
τ
là thời gian đông đá.
t
m
là nhiệt độ nước muối trong bể,
Ct
m
0
10−=
b
o
là chiều rộng khuôn(lấy cạnh ngắn của tiết diện lớn nhất của khuôn),
[ ]
mmb 190
0

=
a
o
là chiều dài của khuôn,
[ ]
mma 380
0
=
Tỉ số:
2
190
380
0
0
===
b
a
n
nên ta có: A=4540 và B=0,026 [TL1]
Do đó:
( ) ( )
0 0
4540 0.190 0.190 0.026
10
m
A b b B
t
τ
× + × × +
= =

= 18.6 giờ
1.2 Xác đinh kích thước kho trữ đông
1.2.1 Dung tích kho lạnh:
E = V. g
v
[TL2 – trang 33]

⇒

V
g
E
V
=
Trong đó:
E – Dung tích kho lạnh ( t)
V – Thể tích kho lạnh. ( m
3
)
g
v
– Định mức chất tải thể tích ( t/m
3
)
g
v
được chọn theo sản phẩm, dựa vào bảng 2 -4 [TL2 – trang 32],
ta chọn gv = 0,3 (t/m
3
).

Thay số: V =
)(1000
3.0
300
3
m=
.
1.2.2 Diện tích chất tải:
V
F=
h
[TL2– trang 33]
Trong đó: F – Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp ( m
2
).
h – Chiều cao chất tải,(m). Ta chọn chièu cao kho lạnh là 6m trong đó
chiều cao chất tải h = 5 m.
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộc vào
bao bì đựng hàng, phương tiện bốc xếp. Chiều cao h có thể tính bằng chiều cao kho
Trang 6
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần thiết để chất
hàng và dỡ hàng.
Thay số:
1000
2
F= =200m
5
.
1.2.3 Tải trọng của nền:

g
F
=g
V
. h [TL2 – trang 33].
g
F
– Định mức chất tải theo diện tích.(t/m
3
).
h – chiều cao chất tải (m).

⇒
g
F
=0.45×5= 2.25 tấn/ m
2
Phụ tải nền cho phép đối với kho lạnh một tầng là 4000 kg/m
2
[TL9]
Vậy thỏa điều kiện
1.2.4 Xác định diện tích lạnh cần xây dựng:

F
F =
1
b
f
[TL2 – trang 34]
F – Diện tích chất tải

F
1
– Diện tích lạnh cần xây dựng ( m
2
).
F
β
= 0.7 – Hệ số sử dụng diện tích của buồng chứa, tính cả đường đi và diện tích
giữa các lô hàng và cột, tường, các diện tích lắp đặt như dàn bay hơi, quạt.
F
β

phụ thuộc diện tích buồng và được lấy theo bảng 2-4 [TL2]

2
1
200
F = =285.7m
0.7
.
Số buồng lạnh:
Số buồng lạnh cần xây dựng phụ thuộc vào việc chọn diện tích cơ sở quy chuẩn f,
diện tích cơ sở quy chuẩn là những bội số của 36 m
2
(tức là một buồng lạnh chuẩn
là có chiều dài bằng 6m và chiều rộng bằng 6m)- [TL2].
Chọn f = 6 ×12 = 72 m
2

Gọi Z là số buồng lạnh cần xây dựng, ta có [TL 2]:

F
285.7
t
Z = = = 3.968 Þ
f 72
chọn Z = 4.
Nhưng do kho chỉ cấp đông một loai sản phẩm nên kho lạnh không cần chia buồng.
Vậy chọn kho có kích thước là 12×24m.
1.2.5 Dung tích thực tế của kho lạnh

t
1
Z
E =E
Z
×
[TL2 – trang 31]
Trong đó:
E – Dung tích kho lạnh, (tấn)
Z
t
– Số kho lạnh cần xây dựng.
Z – Số lượng buồng lạnh tính toán.
4
300 302.4 taán
3.968
t
E
= × =

Trang 7
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
1.3 Tủ đông tiếp xúc:
Năng suất cấp đông: 5tấn/ ngày.
Sản phẩm: tôm sú
Chọn tủ cấp đông 1000 Kg/mẻ. Nếu không yêu cầu về mặt thời gian thì có thể cấp
đông 5 mẻ trên ngày. Sản phẩm sau mỗi mẻ được đưa vào kho trữ đông để bảo
quản. Còn nếu có yêu cầu cấp đông một lúc ta thiết kế 5 tủ cấp đông cùng lúc.
Nhiệt độ trong tủ: -35
0
C.
1.3.1 Kích thước số lượng khay và các tấm lắc cấp đông:
Khi cấp đông các mặt hàng thủy sản và thịt, thường được xếp trên các khai tiêu
chuẩn loại 2Kg.
 Kích thước khay cấp đông:
 Đáy trên: 290×210 mm
 Đáy dưới: 280×200 mm
 Chiều cao khay: 70mm
 Kích thước tấm lắc: 2200x×1250×22 mm
 Số khay trên một tấm lắc: 36 khay
 Khối lượng sản phẩm trên một tấm lắc: 36×2=72kg.
 Khối lượng hàng trên một tấm lắc kể cả nước châm: m= 72/70% = 103Kg.
 Số lượng tấm lắc có chứa hàng: N
1
= = 1000/103 = 10.
Số tấm lắc cần lắp: N = N
1
+ 1 = 11
Hình: Bố trí khai cấp đông trên các tấm lắc.
Trang 8

210 13
290
30
2200
1250
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
1.3.2 Kích thước tủ đông tiếp xúc:
Kích thước tủ đông tiếp xúc xác định dựa vào kích thước và số lượng các tấm lắc.
1.3.2.1 Chiều dài bên trong tủ:
Chiều dài các tấm lắc: L
1
= 2200mm.
Chiều dài bên trong tủ cấp đông bằng chiều dài của tấm lắc cộng với khoảng hở
hai đầu. Lấy khoảng hở đó bằng 400mm.
L
1
= 2200 + 2×400 = 3000 mm.
Chiều dài phủ bì:
L = L
1
+ 300 = 3300 mm.
1.3.2.2 Chiều rộng bên trong tủ:
Chiều rộng bên trong tủ bằng chiều rộng của các tấm lắc cộng thêm khoảng hở
hai bên
δ
= 125 mm.
W
1
= 1250 + 2×152 = 1500 mm.
Khi lắp các cánh cửa tủ, một phần 45 mm cánh lọt vào bên trong tủ và phân còn lại

80 mm nhô ra ngoài, vì vậy kích thước bề rộng phủ bì là:
W=W
1
+2×80=1660 mm
1.3.2.3 Xác định chiều cao bên trong tủ
Khoảng cách cực đại giữa các tấm lắc h
max
=105 mm
Chiều cao bên trong tủ:
H
1
=N
1
×105+h
1
+ h
2
=10×105+100+450=1600 mm
N
1


- số tấm lắc chứa hàng: N
1
=N-1
h
1
– khoảng hở phía dưới cùng các tấm lắc: h
1
=100 mm

h
2
– khoảng hở phía trên: h
2
=400÷500 mm
Chiều cao phủ bì: H = H
1
+ 300 =1600 + 300 = 1900 mm.
Bảng thông số kỹ thuật của tủ cấp đông tiếp xúc
Công suất 1000 kg/mẻ
Kích thước
tiêu chuẩn
Dài 3300 mm
Rộng 1660 mm
Cao 1900 mm
Vật liệu
Cách nhiệt PU 150mm
Vỏ tủ Inox
Tấm trao đổi
nhiệt
Dài 2200 mm
Rộng 1250 mm
Cao 22 mm
Số tấm lắc cấp đông 11
Số khoang cấp đông 10
Độ cao của
tầng
min 50 mm
max 105 mm
Công suất môtơ ben thủy lực 0.75

Phương pháp cấp dịch Trống tràn hoặc bơm dịch
Trang 9
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
1.5Sơ đồ mặt bằng:
Trang 10
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
PHẦN II: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT- CÁCH ẨM
Mục đích và yêu cầu của việc cách nhiệt, cách ẩm:
• Dòng ẩm có tác dụng xấu đến vật liệu xây dựng và cách nhiệt, làm giảm tuổi thọ
vật liệu và kết cấu xây dựng, làm hỏng cách nhiệt và mất khả năng cách nhiệt.
Do vậy; Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt, cách ẩm phải đáp ứng được các yêu
cầu sau:
• Mục đích cách nhiệt, cách ẩm là xác định chiều dày của lớp cách nhiệt
cn
δ
,
cách ẩm
ac

δ
• Kết cấu cách nhiệt, cách ẩm phải có độ bền vững, chắc chắn chịu được sự va
đập và khả năng dẫn nhiệt, dẫn ẩm nhỏ nhất .
• Chịu được tải trọng bản thân và tải trọng của khuôn đá Phải chống được ẩm
xâm nhập từ ngoài vào, và bề mặt tường bên ngoài không được động sương.
• Phải đảm bảo cách nhiệt tốt
 Chi phí đầu tư thấp
 Phải chống được cháy nổ và bảo đảm an toàn .
 Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp hàng
 Phải mang lại hiệu quả kinh tế cao
2.1 Tính toán bể đá:

2.1.1 Cách nhiệt cách ẩm tường bể đá
Kết cấu tường
Trang 11
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
TT Tên vật liệu
i
δ
(mm)
λ
i
(W/mK)
µ
i
(g/mh.mmhg)
1 Vữa trát 0.01 0.78 0.012
2 Gạch 0.20 0.25 0.014
3 Vữa trát 0.01 0.78 0.012
4 Bitum 0.002 0.18 0.000115
5 Giấy dầu 0.002 0.175 0.00018
6 Polyurethan
?=
cn
δ
0.02 0.0006
7 Giấy dầu 0.002 0.175 0.00018
8 Tấm thép 0.005 45.35 0
Chiều dày của lớp cách nhiệt được xác theo công thức sau:

















++−=
∑
n
i
i
cncn
k
1
21
111
αλ
δ
α
λδ
, m [TL1 - trang]
Trong đó:

cn
δ
: Chiều dày cách nhiệt.

cn
λ
: Hệ số dẫn nhiệt của vât liệu cách nhiệt.
k: Hệ số truyền nhiệt.

1
α
: Hệ số toả nhiệt của môi trường bên trong vào tường cách nhiệt.

2
α
: Hệ số toả nhiệt của vách ngoài của tường.
i
δ
:Chiều dày của lớp vật liệu thứ i.

i
λ
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i.
Ta có : Nhiệt độ nước muối trong bể là : -10
0
C
Nhiệt độ khi đông đá là : -7
0
C
Ta chọn nước muối trong bể đá là NaCl có nồng độ là 18.8% và nhiệt độ đông

đặc ở -15
0
C.
Chọn vận tốc nước muối trong bể là w= 1m/s.
Ta có bể đá: L×R×C = 4.71×24.85×(1.25-0.1) = 134.6 m
3
= 134.6 tấn nước.
Khối lượng muối pha vào bể: m
m
= 134.6× 0.188 = 25.3 tấn muối.
Nhiệt độ nước muối trong bể là -10
0
C. Tra bảng [TL3 - trang 552]:
λ
nm
= 0.533 W/m.K
Độ nhớt động học
ν
= 3.4.10
-6
m
2
/s.
Pr
f
= 24.8
6
6
. 24.8 1
Re 7.3.10 .

3.4.10
f
w l
ν
−
×
= = =
Trang 12
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Ta tính Nu theo công thức: Nu= 0.037.Re
f
0.8
.Pr
f
0.43
.
25.0
Pr
Pr








w
f
[TL3]

Nhiệt độ tường là-7
0
C. Tra bảng ta có:
Pr
w
=21.8.
Thay vào Nu = 0.47086.10
5
Vậy hệ số tỏa nhiệt
α
tr
được xác định theo tiêu chuẩn Nusel.
l
Nu
f
tr
λ
α
.
=
(W/m
2
K)
=>
α
tr
= 1010 (W/m
2
K).
Tra bảng 3-3 hệ số truyền nhiệt k vách ngoài phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh,α

W/m
2
K trang 63 [TL2], chọn hệ số truyền nhiệt k = 0,23 W/m
2
K
Hệ số toả nhiệt ngoài:
ng
α
= 20 W/m
2
K [Bảng 3 – 7 TL2]
Vậy chiều dày lớp cách nhiệt:
1 1 0.01 0.2 0.002 0.002 0.005 1
0.02 2 2
0.23 20 0.78 0.25 0.175 0.18 45.35 1010
cn
δ
 
 
= − + × + + × + + +
 
 ÷
 
 
= 68.74
Theo kích thước chuẩn chọn
cn
δ
= 100 mm.
Vậy hệ số truyền nhiệt thực tế:

∑
+++
=
trcn
cn
i
i
ng
t
K
αλ
δ
λ
δ
α
11
1
=
1
1 0.01 0.2 0.002 0.002 0.005 0.1 1
2 2
20 0.78 0.25 0.18 0.175 45.35 0.02 1010
+ × + + + × + + +
= 0.1692W/mK
Kiểm tra đọng sương
K ≤ K
S
= 0.95
( ) ( )
20 36.8 31.2

0.95
36.8 ( 10)
ng mt S
mt f
t t
t t
α
− −
= ×
− − −
=1.72 W/m
2
K.
t
mt
=36.8
0
C, độ ẩm
ϕ
= 74% tra đồ thị I-d được t
S
= 31.2
0
C.
vậy thỏa mãn điều kiện đọng sương.
Kiểm tra ngưng tụ ẩm trong kết cấu tường.
Hơi ẩm trong kết cấu tường sẽ không ngưng tụ nếu thỏa mãn biểu thức sau:
n
i
i

R
≥∑
µ
δ
i
µ
: độ dẫn ẩm của lớp vật liệu thứ i.
Vì thép không dẫn ẩm nên:
i
i
µ
δ
∑
=2×
0.01 0.2 0.002 0.002 0.1
2
0.012 0.014 0.000115 0.00018 0.006
+ + + × +
=71.4 mmHg.
R
n
tổng trở của kết cấu.
R
n
= 1.6(P
mt
-P
f
).
p

mt
: phân áp suất của hơi nước trong không khí
p
f
: phân áp suất của hơi nước trong phòng lạnh
Trang 13
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
với t
mt
= 36.8 ,
ϕ
= 74% tra đồ thị I-d P
mt
=6194Pa
Với t
f
=-10
0
C và
ϕ
= 100%tra đồ thị I-d, d=1.7g/Kgkk.
⇒
P
f
= 276.19 Pa.
⇒
R
n
=71 mmHg.
Vậy thỏa điều kiện.

2.1.2 Tính cách nhiệt nền bể đá:
Các lớp vật liệu trong kết cấu nền
Lớp Vật liệu Chiều dày
mm
Hệ số dẫn nhiệt
W/mk
1 Thép tấm 5 45.3
2 Các lớp mỏng 15 0.19
3 Lớp bê tông 100 1.28
4 Giấy dầu 2 0.175
5 Polyurethane 0.02
6 Giấy dầu 2 0.175
7 Hắc ín 0.1 0.7
8 Bê tông đá dăm 150 1.28
9 Lớp đá làm nền và đất làm kỹ - -
10 Gỗ chịu lực - -
Trang 14
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Xác định chiều dày lớp cách nhiệt















++−=
∑
n
i
i
cncn
k
1
21
111
αλ
δ
α
λδ
, m [TL1]
Trong đó:

cn
δ
: Chiều dày cách nhiệt.

cn
λ
: Hệ số dẫn nhiệt của vât liệu cách nhiệt.

1
α

: Hệ số toả nhiệt của môi trường bên trong vào tường cách nhiệt.

2
α
: Hệ số toả nhiệt của vách ngoài của tường

i
δ
:Chiều dày của lớp vật liệu thứ i.

i
λ
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i.
k: hệ số truyền nhiệt, chọn k=0.23W/m
2
K [TL1]
α
tr
=1010 W/m
2
K
1 1 0.005 0.015 0.1 0.002 0.0001 0.15 1
0.02 2
0.23 20 45.3 0.19 1.28 0.175 0.7 0.128 1010
cn
δ
 
 
= × − + + + + × + + +
 

 ÷
 
 

= 79.58 mm
chọn
δ
cn
=100 mm
 Hệ số truyền nhiệt thực tế qua nền:
∑
+++
=
trcn
cn
i
i
ng
t
K
αλ
δ
λ
δ
α
11
1
=
1
1 0.1 0.005 0.015 0.1 0.002 0.0001 0.15 1

2
20 0.02 45.3 0.19 1.28 0.175 0.7 0.128 1010
+ + + + + × + + +
= 0.187 W/m
2
K
Kiểm tra đọng sương
K ≤ K
S
= 0.95
( ) ( )
20 36.8 31.2
0.95
36.8 ( 10)
ng mt S
mt f
t t
t t
α
× − × −
= ×
− − −
=1.72 W/m
2
K.
t
mt
=36.8
0
C, độ ẩm

ϕ
= 74% tra đồ thị I-d được t
S
= 31.2
0
C.
Vậy thỏa mãn điều kiện động sương.
Trang 15
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
2.2 Cách nhiệt kho lạnh:
2.2.1Cấu trúc xây dựng
Tường, trần vànền dùng tấm panel cách nhiệt Searefico cấu trúc như hình bên
dưới:
Theo thông số kỹ thuật từ catalog của nhà sản xuất thì hệ số truyền nhiệt ứng với
chiều dày như dưới
Bảng– Hệ số truyền nhiệt của tấm panel
Chiều dày
δ(mm)
Hệ số truyền nhiệt k






.Km
W
2
Hệ số dẫn nhiệt λ







m.K
W
50 0.43 0.0215
75 0.3 0.0225
100 0.22 0.0220
125 0.18 0.0225
150 0.15 0.0225
175 0.13 0.0228
200 0.11 0.0220
Từ δ, k ta tính được hệ số dẫn nhiệt của polyurethan trong thực tế. Khi tính 
pol
ta
lấy 
inox
= 22 W/mK [TL2].
Từ kết quả trên ta chọn hệ số dẫn nhiệt của polyurethan là số lớn nhất trong các số
trên. Như vậy 
pol
= 0.0228 W/mK (~0.023 W/mK) (bằng hệ số dẫn nhiệt của
không khí đứng yên).
Mặt khác, cũng theo catalog, panel có tỷ lệä bọt khí là 95% nên một cách tương
đối ta có thể tính hệ số dẫn nhiệt của polyurethan như sau:
pol
100 W W
0.023 0.024211 ( ). Nhö vaäy, choïn 0.024211 ( )

95 m.K m.K
pol cn
λ λ λ
= × = = =
.
Cấu trúc xây dựng của trần:
Diện tích trần của kho lạnh đã được xác định là 12 x24 m.
Chọn tấm panel có kích thước chuẩn là 1200 x 12000 mm.
Gọi n là số panel cần thiết để cách nhiệt cho trần, ta có:
2
2
12 24
20(tâm)
1200 12000
m
n
mm
×
= =
×

Trang 16
Polyurethan
0.5 mm
50÷200 mm
0.5 mm
Inox
ĐỐ ÁN MƠN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Cấu trúc xây dựng của tường:
Chiều cao chất sản phẩm là 5 m. Để có khơng gian lắp dàn bay hơi và khơng gian

trao đổi nhiệt đối lưu, ta chọn chiều cao của tường là 6 m. Vậy, tường có 4 mặt: 2
mặt 12x6m
2
và 2 mặt 24x6m
2
và diện tích tường được tính như sau:
F
t
= 2×12x6 + 2×24×6 = 432m
2
Chọn loại panel có kích thước chuẩn như sau:
Panel 6000x1200 mm
2
cho 4 mặt tường 12x6m
2
. Gọi n là số là số panel để cách
nhiệt cho hai mặt tường này, ta có:
2 2
2
2 12 6 2 24 6
60
6000 1200
m m
n
mm
× × + × ×
= =
×
(tấm)
Cách kết nối hai tấm panel khi lắp cách nhiệt tường

Trang 17
Hình: Cách kết nối khi lắp ghép hai
tấm panel giữa trần với trần
Hình: Cách kết nối khi lắp ghép hai tấm
panel giữa tường với tường
Bát treo
Dầm mái
Thanh treo trần có tăng đo
Thanh nhựa chữ T
nắp che lỗ khóa cam-lock
khóa cam-lock
thanh nhôm L
Tán ri-vê

Thanh nhựa đùn
Thanh nhựa đùn
Tán ri-vê

thanh nhôm L
Hình: Cách kết nối khi lắp ghép hai
tấm panel giữa gốc tường với trần
Hình: Cách kết nối khi lắp ghép hai
tấm panel giữa gốc tường với tường
ĐỐ ÁN MƠN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Cấu trúc xây dựng nền:
Kho lạnh có nhiệt độ -18
0
C ÷ -25
0
C, nên phải chọn nền có kênh thơng gió để

tránh đóng băng nền. Sau đây là một số cấu trúc nền kho lạnh.
Cấu trúc nền kho lạnh có nhiệt độ thấp, nền đất có nhiều nước [TL4]
Cấu trúc nền kho lạnh có nhiệt độ thấp, nền đất có khả năng đóng băng [TL4]:
Trang 18
Hình: Cấu trúc nền kho lạnh có nhiệt độ thấp, nền đất có nhiều nước
lớp gạch men
lớp bêtông chòu lực
lớp bitum(giấy dầu) cách ẩm
lớp bêtông chòu lực
gỗ chòu lực
lớp vật liệu cách nhiệt
lớp bitum(giấy dầu) cách ẩm
lớp bêtông cốt thép
trục bêtông cốt thép
nền đất
lớp bêtông cốt thép
lớp bitum(giấy dầu) cách ẩm
lớp vật liệu cách nhiệt
gỗ chòu lực
lớp bêtông chòu lực
lớp bitum(giấy dầu) cách ẩm
lớp bêtông chòu lực
lớp gạch men
kênh thông gió
bêtông gạch vỡ
nền đất
Cấu trúc nền kho lạnh có nhiệt độ thấp, nền đất có khả năng đóng băng
ĐỐ ÁN MƠN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Cấu trúc nền kho lạnh theo catalog của Searefico.
- Cấu trúc nền kho lạnh của Incomfish

Để thuận tiện cho việc tính tốn bề dày cách nhiệt, ta chọn cấu trúc nền kho
lạnh theo catalog của Searefico.
2.2.2 Tính tốn cách nhiệt kho lạnh
2.2.2.1 Tính bề dày cách nhiệt của tường
Nhiệt độ bên trong kho lạnh theo u cầu là t
f
= -20
0
C, tra bảng 3-3 [TL2], ta
chọn được:
Km
W
0.21 k
2
t
=
Mặt khác, ta có:
n
n
1i
i
i
t
t
11
1
k
α
+
λ

δ
+
α
=
∑
=
Trong đó:
K
2
n
m
W
20 =
α
là hệ số tỏa nhiệt bên ngồi phòng
K
2
t
m
W
10 =
α
là hệ số tỏa nhiệt bên trong phòng
Trang 19
1
1- Nền bêtông kho lạnh
2- U đònh vò
3- Cách nhiệt nền kho lạnh
4- Giấy dầu và bitum cách ẩm
5- Ống thông gió nền kho lạnh

6- Lớp bêtông
7- Lớp bêtông lót
2
3
4
5
6
7
Hình: Cấu trúc nền kho lạnh theo catalog của Searefico
Hình: Cấu trúc nền kho lạnh của Incomfish
lớp xi-măng chống trượt
panel
Bêtông
panel
Bêtông
lớp bêtông có ống thông gió
Bêtông chòu lực
ống thông gió
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Lớp panel có 3 lớp: 2 lớp inox δ
1
= δ
2
= 0.5mm [TL1], hệ số dẫn nhiệt nhiệt
Km.
W
22
21
==
λλ

[TL1], 1 lớp cách nhiệt polyurethan (PU) có hệ số dẫn nhiệt
Km.
W
0.024211
cn
=λ
, δ
cn
cần xác định.
Như vậy, ta có:
1 2
cn
1 2
3
1 1 1

1 1 0.5 10 1
0.024211 2
0.21 20 22 10
0.11166 (m) 111.66 (mm)
cn
t t n
cn
cn
k
δ δ
δ λ
α λ λ α
δ
δ

−
 
 
= − + + +
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 
×
= − + × +
 
 ÷
 
 
 
= =
Chọn δ
cn
= 125 mm
2.2.2.2Tính bề dày cách nhiệt của trần
Tương tự, nhiệt độ trong kho lạnh theo yêu cầu là t
f
= -20
0
C, tra bảng 3-3 [TL2]
cho mái bằng, ta chọn được: k = 0.2W/m

2
K.
Mặt khác, ta có:
n
n
1i
i
i
t
tr
11
1
k
α
+
λ
δ
+
α
=
∑
=
Trong đó:
K
2
n
m
W
20 =
α

là hệ số tỏa nhiệt bên ngoài phòng
K
2
t
m
W
10 =
α
là hệ số tỏa nhiệt bên trong phòng
Lớp panel có 3 lớp: 2 lớp inox δ
1
= δ
2
= 0.5mm, hệ số dẫn nhiệt nhiệt
λ
1
= λ
2
= 22W/mK, 1 lớp cách nhiệt polyurethan (PU) có hệ số dẫn nhiệt
Km.
W
0.024211
cn
=λ
(theo /14), δ
cn
cần xác định.
Như vậy, ta có:
1 2
cn

1 2
3
1 1 1

1 1 0.5 10 1
0.024211 2
0.2 20 22 10
0.11835 (m) 118,35 (mm)
cn
tr t n
cn
cn
k
δ δ
δ λ
α λ λ α
δ
δ
−
 
 
= − + + +
 
 ÷
 ÷
 
 
 
 
 

×
= − + × +
 
 ÷
 
 
 
= =
Chọn δ
cn
= 125 mm
Trang 20
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
2.2.2.3 Tính bề dày cách nhiệt cho nền
Ta chọn cấu trúc nền kho lạnh theo catalog của Searefico với 5 lớp (theo/15):
Lớp vật liệu
Chiều dày
δ
(mm)
Hệsố dẫn nhiệt
λ
W/m.K)
Bê tông nền 100 1.4
Lớp cách nhiệt 0.024211
Giấy dầu cách ẩm 5 0.18
Bê tông có ống thông gió 200 1.4
Lớp bê tông lót 200 1.4
Mặt khác, tra bảng 3-6 [TL2] cho hệ số k của nền có sưởi, ta chọn được:
Km
W

0.21 k
2
n
=
. Tương tự như trên ta có:
∑
=
λ
δ
+
α
=
n
1i
i
i
t
n
1
1
k
(mm) 104.76(m) 0.10476
4.1
2.0
4.1
2.0
18.0
005.0
4.1
1.0

10
1
21.0
1
024211.0
11

2
2
5
5
4
4
3
3
1
1
cn2
===⇒













++++−==⇒














++++−==⇒
cn
cn
ttr
cn
k
δδ
δδ
λ
δ
λ
δ
λ
δ

λ
δ
α
λδδ
Chọn δ
cn
= 125 mm.
2.2.2.4 Tính kiểm tra đọng sương
Nơi đặt kho lạnh là TP.HCM, tra bảng 1-1 [TL2] ta chọn được các thông số ngoài
trời như sau:
Nhiệt độ trung bình cả năm là 27.9
0
C
Nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất mùa hè là 36.8
0
C
Độ ẩm tương đối mùa hè là 74%
Gọi t
1
, 
1
và t
2
lần lượt là nhiệt độ, độ ẩm tương đối ở ngoài trời nơi đặt kho lạnh và
nhiệt độ trong phòng kho lạnh, ta có: t
1
= 36.8
0
C, 
1

= 74%, và t
2
= -20
0
C.
Dùng đồ thị I – d, ta xác định được nhiệt độ đọng sương tương ứng với trạng thái
ngoài trời là t
s
= 31.2
0
C. Như vậy ta xác định được hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho
phép để không gây đọng sương bề mặt ngoài lớp cách nhiệt là:
1
2
1 2
36.8 31.2 W
0.95 0.95 20 1.87( )
36.8 20
m
s
s n
t t
k
t t
K
α
−
−
= = × × =
− +

Tính kiểm tra đọng sương tường
Với chiều dày cách nhiệt δ = 125 mm, ta xác định lại hệ số truyền nhiệt qua tường
như sau:
t
3 2
n
1
n
1 1 W
k 0.1882 ( )
1 1
1 0.5 10 0.125 1 m .K
2
20 16 0.024211 10
i
i
i t
δ
α λ α
−
=
= = =
×
+ +
+ × + +
∑
Trang 21
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Ta thấy k
s

> k
t
, như vậy với δ
cn
=125 mm thì thỏa mãn điều kiện không đọng
sương bên ngoài mặt cách nhiệt tường.
Tính kiểm tra đọng sương trần
Với chiều dày cách nhiệt δ = 125 mm, ta xác định lại hệ số truyền nhiệt qua trần
như sau:

tr
3 2
n
1
1 1 W
k 0.1882 ( )
1 1
1 0.5 10 0.125 1 m .K
2
20 16 0.024211 10
i
i
n i t
δ
α λ α
−
=
= = =
×
+ +

+ × + +
∑
Ta thấy k
s
> k
tr
, như vậy với δ
cn
=125 mm thì thỏa mãn điều kiện không đọng
sương bên ngoài mặt cách nhiệt trần.
Tính kiểm tra đọng sương nền
Với chiều dày cách nhiệt δ = 125 mm, ta xác định lại hệ số truyền nhiệt qua nền
như sau:
)
.Km
W
( 179.0
10
1
024211.0
125.0
4.1
2.0
4.1
2.0
18.0
005.0
4.1
1.0
1

1
1
k
2n
1
n
=
+++++
=
+
=
∑
=i
ti
i
αλ
δ
Ta thấy k
s
> k
n
, như vậy với δ
cn
=125 mm thì thỏa mãn điều kiện không đọng
sương bên ngoài mặt cách nhiệt nền.
2.3 Cách nhiệt cách ẩm tủ đông:
Tủ cấp đông tiếp xúc cấu tạo bởi dàn khung kim loại chịu lực, bao bọc hai phía
bằng thép không gỉ. Giữa hai lớp thép người ta phun vật liệu cách nhiệt
polyurethan.
Dàn lạnh là các tấm plate làm bằng hợp kim nhôm. Các tấm plate này vừa là khay

đặt sản phẩm vừa là dàn lạnh. Tác nhân lạnh được dẫn vào từng tấm plate. Các tấm
plate có thể nâng lên và hạ xuống nhờ hệ thống nâng thủy lực, cho phép các tấm
plate có thể áp sát các khay sản phẩm. [TL8]
Hệ thống thủy lực ép các tấm plate lại với lực ép duy trì từ 1.5 ÷ 7 kPa. Sau khi ép
xong, các dàn lạnh được cấp lỏng và bắt đầu hoạt động. Đến khi cấp đông đạt, dầu
được xả trở lại bình thường, xylanh thủy lực đi xuống, các tấm plate được lấy ra và
sản phẩm được lấy ra dễ dàng.
Cấu tạo tủ gồm các lớp: lớp cách nhiệt polyuretan dày 150mm, được chế tạo theo
phương pháp rót ngập, có mật độ 40 đến 42 Kg/m
3
, có hệ số dẫn nhiệt
λ
=0.02
W/m.K, có độ đồng đều và độ bám cao, hai mặt trong và ngoài của tủ được bọc
bằng inox dày 0.5 đến 0.6 mm.
TT Lớp vật liệu Độ dày, mm Hệ số dẫn nhiệt, W/m.K
1 Inox 0.6 22
2 Polyurethan vách tủ 150
3 Polyurethan cửa tủ 125
4 Inox 0.6 22
Trang 22
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
Hệ số truyền nhiệt qua vách:
∑
=
++
=
n
1
n

v
11
1
k
i
ti
i
αλ
δ
α
1
0.1307
1 0.0006 0.150 1
2
20 22 0.02 10
v
k = =
+ × + +
W/m
2
K
Diện tích của tủ cũng không lớn lắm nên ta coi như cả tủ có cùng hệ số truyền
nhiệt.
Kiểm tra động sương:
1
2
1 2
36.8 31.2 W
0.95 0.95 20 1.4819( )
36.8 35

m
s
s n
t t
k
t t
K
α
−
−
= = × × =
− +
K
v
≤ k
s
vậy thỏa mãn điều kiện động sương.
Trang 23
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
PHẦN III: TÍNH TOÁN NHIỆT
3.1 Bể đá:
Phụ tải nhiệt bể đá gồm:
Q = ∑Q
1
+ ∑Q
2
+ ∑Q
3
+ ∑Q
4

[TL1 – trang 122]
Trong đó :
∑
1
Q
: tổng tổn thất lạnh qua kết cấu bao che
∑
2
Q
: tổng tổn thất lạnh do làm đông đá, khuôn đá
3
∑
Q
: tổng tổn thất lạnh do bộ cánh khoâùy gây ra
∑
4
Q
: tổng tổn thất lạnh do nhúng cây đá.
3.1.1.Tính
∑
1
Q
:
∑
1
Q
= Q
1
t
+ Q

1
n
+ Q
1
tr
Trong đó :
Q
1
t
: tổn thất nhiệt qua tường
Q
1
n
: tổn thất nhiệt qua nền
Q
1
tr
: tổn thất nhiệt qua trần
Tổn Thất Nhiệt Qua Tường
Q
1
t
= k
t
.F
t
.
t
∆
Trong đó :

K
t
:hệ số truyền nhiệt của tường , k
t
= 0,1692 W/m
2
K (tính ở chương 2)
F
t
: diện tích tường bể đá. Diện tích tường xác định từ chiều cao và chu vi bể. Chiều
cao tính từ mặt ngoài đến thành bể, chu vi tính theo kích thước bên ngoài bể
F
t
= 2×(4.71 + 0.381×4 +24085)×(1.25-0.1) =71.49 m
2
.
t∆
= (t
mt
– t
nm
)
Trong đó :
t
mt
: nhiệt độ môi trường xưởng. Lấy t
mt
= 32.5
0
C

t
nm :
nhiệt độ nước muối
t∆
= 32.5 + 10 =42.5
0
C
Vậy Q
1
t
= k
t
.F
t
.
t∆
= 0.1692×71.49×42.5= 514 W.
Tổn Thất Nhiệt Qua Trần :
Q
1
tr
= k
tr
F
tr
t∆
Trong đó :
K
tr
: hệ số truyền nhiệt của trần

K
tr
=
1
11
−








++
trg
g
ng
αλ
δ
α
tr
α
= 10W/m
2
K
g
δ
chiều dày lớp gỗ, lấy 30 mm
g

λ
hệ số dẫn nhiệt của gỗ
g
λ
= 0.58 W/mK
Trang 24
ĐỐ ÁN MÔN HỌC GVHD.Th.s.Nguyễn Thị Bích Ngọc
=> K
tr
= 4.957 W/m
2
K.
F
tr
: diện tích trần
F
tr
= 4.71×24.85= 117 m
2
.
t∆
= (t
mt
– t
t
) =32.5 – (-5)
t∆
= 37.5
Như vậy :
Q

1
tr
= k
tr
F
tr
t∆
= 21749 W.
Tổn Thất Nhiệt Qua Nền:
Q
1
n
= K
i
x F
i
x (t
1
- t
2
)m
K
i
hệ số truyền nhiệt của các vùng thứ i
F
i
diện tích tương ứng với các vùng đó.
Chia nền thành những dải rộng 2m
Vùng I : K= 0.47 W/m
2

K
F
1
= 4(a+b)= 4(24.85 + 4.71) = 118.24 m
2
.
Vùng II : K= 0.23 W/m
2
K
F
2
= 4(a+b) – 48 = 4(24.85 + 4.71) – 48 = 70.24 m
2
.
Vùng III : K= 0.12 W/m
2
K
F
3
= 4×(a+b) – 80 = 4×(24.85 + 4.71) – 80 = 38.24 m
2
.
Vùng IV : K= 0.07 W/m
2
K.
F
4
= (a – 12)(b – 12) <0
Vậy nền chia làm 3 vùng.
m: hệ số đặc trưng cho sự tăng trở nhiệt của nền khi có lớp cách nhiệt.

m =
) (25.11
1
2
2
1
1
n
n
λ
δ
λ
δ
λ
δ
++++
=
1
0.005 0.015 0.1 0.004 0.1 0.0001 0.15
1 1.25
45.3 0.19 1.28 0.175 0.02 0.7 1.28
 
+ × + + + + + +
 ÷
 
= 0.1312
∑
F
i
K

i
= 0.47×118.4 + 70.24×0.23 + 38.24×0.12 =76.381.
Vậy Q
13
= 76.381×(32.5-(-10))×0.1312 = 376 W.
 Q
1
= 514+ 21749+ 376 = 22639W.
3.1.2. Tính
∑
2
Q
: nhiệt đông đá và làm lạnh khuôn đá
Q
2
= Q
21
+ Q
22
3.1.2.1 Nhiệt làm lạnh nước đá Q
21
:
0
21
. ,
q
Q M W
τ
=
Trong đó:

M là năng suất bể đá,
τ
là thời gian đông đá.
Trang 25