Đồ án nước đá

ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
CHƯƠNG I:
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ VAI TRÒ CỦA
NGÀNH KỸ THUẬT LẠNH ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ
VIỆT NAM
I.LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NGÀNH LẠNH:
Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh cách đây rất lâu. Những nhà khảo cổ
học đã phát hiện ra những hang động có mạch nước ngầm nhiệt độ rất thấp dùng để
chứa thực phẩm và lương thực từ 5000 năm trước.
Cách đây 2500 năm ở Ai Cập, người ta làm mát không khí bằng cách quạt các bình
xốp cho nước bay hơi. Cách đây 2000 năm người Ấn Độ và Trung Quốc biết trộn muối
vào nước để tạo nhiệt độ thấp hơn.
Tuy vậy, kỹ thuật lạnh hiện đại bắt đầu từ khi giáo sư Black tìm ra nhiệt ẩn hoá hơi
và nhiệt ẩn nóng chảy vào năm 1761 - 1764. Con người đã biết làm lạnh bằng cách cho
bay hơi ở áp suất thấp.
Sau đó là một phát hiện quan trọng không kém, Clouet và Monge lần đầu tiên hóa
lỏng được SO
2
vào năm 1780. Từ 1781 Cavallo bắt đầu nghiên cứu hiện tượng bay hơi
một cách có hệ thống hơn.
Kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ nhất là vào thế kỉ 19. Năm 1823 Faraday bắt
đầu công bố những công trình về hoá lỏng khí SO
2
, H
2
S, CO
2
, N
2
O, C

2
H
2
và HCL. Đến
1845, ông đã hoá lỏng hẩu hết các loại khí kể cả etylen (C
2
H
4
), nhưng vẫn chưa hoá
lỏng được các khí : O
2
, N
2
, CH
4
, CO, NO, H
2
, vì thế người ta cho rằng chúng luôn luôn ở
thể khí và được gọi là các khí”vónh cữu – Permanari”. Bởi vì Natlerev (o) đã nén
chúng đến một áp lực cực lớn 3600 atm mà vẫn không hoá lỏng được. Mãi tới 1869,
Andrew (Anh) giải thích được điểm tối hạn của khí hóa lỏng và nhờ đó mà Cailletet và
Pictet (Pháp) hoá lỏng được O
2
, N
2
vào năm 1877, Dewar (Anh) hoá lỏng H
2
năm 1898,
Linde (Đức) hoá lỏng O
2

và N
2
và tách bằng chưng cất, K.Onnes (Hà Lan) hoá lỏng
được Heli.
Năm 1834 J.Perkinh (Anh) đã đăng kí bằng phát minh đầu tiên về máy lạnh nén
hơi với các thiết bò đầy đủ như một máy lạnh nén hơi hiện đại, bao gồm : máy nén, giàn
ngưng tụ, giàn bay hơi và van tiết lưu. Đến cuối thế kỉ 19 nhờ sự cải tiến của Linde
(Đức) với việc sử dụng NH
3
làm môi chất lạnh cho máy nén hơi, viếc chế tạo máy lạnh
nén hơi mới phát triển rộng rãi trong hầu hết các ngành kinh tế quốc dân.
Năm 1810 Leslie (Pháp) đưa ra máy lạnh hấp thụ đầu tiên, là loại máy lạnh hấp
thụ chu kì với cặp môi chất là H
2
O/H
2
SO
4
. Đến giữa thế kỉ 19, nó được phát triển một
cách rầm rộ nhờ kỹ sư Carré (Pháp) với hàng loạt bằng phát minh và máy lạnh hấp thụ
chu kỳ và liên tục với các cặp môi chất khác nhau.
Năm 1899 Geppert (Đức) đăng kí bằng phát minh máy lạnh khuếch tán hoàn toàn
không có chi tiết chuyển động, sau đó đựơc Platon và Munters (Thụy Điển) hoàn thiện
vào năm 1922 nó vẫn có vò trí quan trọng cho tới ngày nay.
Đưa vào kết quả nghiên cứu của các nhà lý thuyết bác só người Mỹ Gorrie đã thiết
kế chế tạo thành công máy lạnh nén khí dùng để điều tiết không khí cho trạm xá chữa
bệnh sốt cao của ông.
- 1 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN

Máy lạnh Ejector hơi nước đầu tiên do Leiblanc chế tạo năm 1910. Đây là một sự
kiện có ý nghóa trọng đại, bởi vì nó đơn giản. Năng lượng tiêu tốn cho nó là nhiệt năng,
do đó ta có thể tận dụng được các nguồn năng lượng phế thải để làm lạnh.
Một sự kiện quan trọng nữa trong lòch sử phát triển kỹ thuật lạnh là việc sản xuất
và ứng dụng các Freôn ở Mỹ vào năm 1930. Freôn thực chất là các chất hữu cơ
Hydrocacbua no hoặc chưa no như : CH
4
, C
2
H
4
… Được thay thế một phần hoặc toàn bộ
các nguyên tử Hydro bằng các nguyên tử Halôgen như Clo(Cl), Flo (F), Brôm (Br). Các
chất này được sản xuất ở xưởng Dupont Kintic Chemical Inc với tên thương mại là
Freôn. Đây là môi chất lạnh có nhiều ưu điểm như không cháy nổ, không độc hại… đã
góp phần vào việc phát triển kỹ thuật lạnh.
Từ khi một số Freôn bò cấm do phá hủy tầng ozôn, gây hiệu ứng lồng kính, thì NH
3
đã lấy lại chỗ đứng, và người ta bắt đầu nghiên cứu lại NH
3
mặc dù nó có nhiều nhược
điểm như cháy nổ, độc hại…
Ngày nay kỹ thuật lạnh hiện đại đã tiến những bước rất xa, có trình độ khoa học kỹ
thuật ngang với các ngành kỹ thuật tiên tiến khác. Người ta đang tiến dần tới nhiệt độ
không tuyệt đối. Nhiệt độ ở dàn nóng có thể đạt tới 100
0
C dùng cho mục đích của bơm
nhiệt như sưởi ấm, cô đặc, sấy…
Công suất của tổ hợp máy cũng được mở rộng. Ở các trung tâm điều tiết không khí
công suất có thể lên tới vài triệu at.

Hiệu suất máy tăng lên đáng kể, chi phí vật tư và các chi phí năng lượng cho một
đơn vò lạnh giảm xuống rõ rệt. Tuổi thọ và độ tin cậy tăng lên. Mức độ tự động hoá của
các hệ thống lạnh và máy lạnh tăng lên rõ rệt, những thiết bò lạnh tự động hoá hoàn
toàn bằng điện tử và vi điện tử, dần dần thay thế các thiết bò thao tác bằng tay.
II.VAI TRÒ KỸ THUẬT LẠNH ĐỐI VỚI NỀN KINH TẾ VIỆT NAM:
Ở Việt Nam, mặc dù đã trãi qua nhiều năm chiến tranh, nhưng nhà nước đã có
những chú ý đúng mức về việc phát triển kỹ thuật lạnh. Từ chỗ Miền Bắc chỉ có vài
trạm nhỏ, nay đã có hàng trăm cơ sở, có những cơ sở trang bò máy lạnhvới công suất
hàng triệu Kcal/h, kể cả mạng lưới trong toàn quốc, thì nước ta đã có tới trên 400 cơ sở
lạnh lớn nhỏ. Trên mặt đất cũng như dưới nước (các tàu đánh bắt). Tổng cộng tất cả các
trạm lạnh ở nước ta thì công suất đạt được tới 40 triệu Kcal/h.
Nước ta có điều kiện đòa lý thuận lợi với bờ biển trãi dài 3000 cây số, rất thuận lợi
cho việc phát triển ngành lạnh đi đôi với ngành đánh bắt, nuôi trồng thuỷ hải sản.
Những năm gần đây ở nước ta nhu cầu làm lạnh ngày càng tăng nhanh. Đã có hàng
triệu phân xưởng đông lạnh thực phẩm xuất khẩu như : tôm, cá, thòt, rau, quả,… đựơc xây
dựng trên khắp mọi miền đất nước. Kỹ thuật lạnh đã thâm nhập hơn 60 ngành kinh tế
khác nhau. Với sự mở cửa liên doanh với nước ngoài, các dòch vụ thương mại, du lòch
phát triển mạnh với sự hình thành các trung tâm văn hoá, giao dòch quốc tế, đòi hỏi sử
dụng rất nhiều kỹ thuật lạnh. Hơn nữanước ta có khí hậu nhiệt đới quanh năm nóng bức,
độ ẩm lại cao, cho nên việc điều hoà không khí, bảo quản thực phẩm và giải khát bằng
nước đá là nhu cầu bức thiết hiện nay.
Tuy vậy trình độ khoa học kỹ thuật của nước ta còn non yếu, ngành lạnh ở Việt
Nam chúng ta hiện nay là quá nhỏ bé, chúng ta chỉ chế tạo được các loại máy lạnh NH
3
nhỏ, chưa chế tạo được các loại máy lạnh cỡ lớn, máy lạnh Freôn hay các thiết bò tự
động hoá. Phần lớn thiết bò sử dụng hiện nay với công suất lớn đều nhập từ nước ngoài.
- 2 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Do vậy việc nghiên cứu và tổ chức phát triển ngành lạnh ở nước ta là sự cần thiết.

Và chắc chắn sẽ mang lại hiệu quả kinh tế to lớn cho đất nước.

Chương 2 TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT NƯỚC
ĐÁ
I. LẬP LUẬN KINH TẾ VÀ CHỌN VỊ TRÍ XÂY DỰNG PHÂN XƯỞNG :
Ở khu vực phía nam của nước Việt Nam, Thành Phố Hồ Chí Minh là nơi có số
dân phân bố đông nhất (trên 5 triệu dân với diện tích 2093,7 km
2
). Bên cạnh đó Thành
Phố Hồ Chí Minh còn là nơi tập trung nhiều ngành khoa học kỹ thuật và dòch vụ trong
nước và quốc tế. Vì thế nhu cầu của con người và thực phẩm, sinh hoạt, dòch vụ ngày
một gia tăng.
Với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm quanh năm hầu như không có mùa đông. Người
dân ở đây có nhu cầu giải khát rất lớn. Thò trường nước giải khát tràn ngập Thành Phố
Hồ Chí Minh với các sản phẩm : Cocacola, Pepsi,tripeco… và các loại khác như : Bia
Sài Gòn (Việt Nam), Heineken, Tiger. Tất cả những loại nước giải khát trên được
người dân sử dụng với nước đá. Do vậy nước đá có vai trò rất quan trọng trong nhu cầu
giải khát. Cứ tính bình quân lượng nước đá sử dụng cho một người trong một ngày là
100 gram thì với số dân 5 triệu, Thành Phố Hồ Chí Minh sẽ tiêu thụ hơn 500 tấn nước
đá trong một ngày. Con số này quả thật rất lớn so với phần cung nước đá hiện nay ở
thành phố.
Chính vì thế việc xây dựng một phân xưởng sản xuất nước đá tinh khiết ở
Thành Phố Hồ Chí Minh thích hợp đáp ứng nhu cầu người dân thành phố cả về số
lượng lẫn chất lượng, hơn nữa nước đá tinh khiết bảo đảm vệ sinh cho người sử dụng,
bảo đảm sức khoẻ người dân. Chắc chắn dần sẽ thay thế nước đá cây, và chiếm lónh
thò trường thành phố.
Quận Tân Bình là nơi có đòa hình rộng lớn, nhiều khu công nghiệp được xây
dựng ở đây. Mặt bằng rẻ so với các quận khác ở thành phố. Có các đặc điểm sau :
- Vò trí đòa lí : nằm hướng Bắc thành phố Hồ Chí Minh. Đòa hình bằng
phẳng, giáp ranh với quận 6, quận 10, quận 11, quận Phú Nhuận, huyện Bình Chánh,

huyện Hóc Môn, quận Gò Vấp.
- Khí hậu : khí hậu thành phố Hồ Chí Minh nói chung, quận Tân Bình nói
riêng, đều mang khí hậu nhiệt đới gió mùa, có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ
tháng 4 – 5 đến tháng 10 – 11. Lượng mưa bình quân 2000 ml/năm.
+ Nhiệt độ trung bình 27
0
C.
+ Nhiệt độ tối đa 40
0
C.
+ Nhiệt độ thấp nhất 15,8
0
C.
- Giao thông vận tải : Do quận Tân Bình nằm gần cử ngõ thành phố, nên có
những nút giao thông quan trọng.
+ Bến xe Tây Ninh.
+ Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất.
- 3 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Giao thông thuận tiện với những đại lộ Hoàng Văn Thụ, Cách Mạng Tháng
Tám, Lý Thừơng Kiệt, u Cơ, phân bố vào các quận giáp biên và 2 trung tâm thành
phố.
Qua những lập luận trên cho thấy quận Tân Bình là nơi tốt nhất để xây dựng
phân xưởng sản xuất nước đá tinh khiết có hiệu quả kinh tế cao.
II. MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG :
Do vò trí xây dựng ở thành phố Hồ Chí Minh. Phân xưởng sản xuất nước đá, cần
biết tận dụng tối đa các mặt bằng cho phép. Điều này không nằm ngoài mục đích giảm
chi phí ban đầu. Mặc dù việc dự trữ đất để mở rộng phát triển mở rộng phân xưởng là
điều cần thiết nhưng điều ấy chỉ phù hợp với những nơi có mặt bằng rộng lớn, giá rẻ.

Ở đây phân xưởng sản xuất nước đá đang thiết kế được xây dựng với tổng diện tích dự
toán là : 42*33 = 1386 m
2
. Bao gồm các bộ phận : Phòng hành chánh, phòng kỹ thuật,
phòng máy, khu xử lý nước, phòng làm đá, kho trữ đá và khoảng sân để xe vào và ra
trong quá trình xuất hàng từ kho.
Toàn bộ khu vực sản xuất và điều hành sản xuất được xây dựng trên mặt bằng
chữ L, bộ phận lọc nước chiếm 80 m
2
, phòng máy chiếm 140 m
2
, phòng trữ đá chiếm
30 m
2
và khu hành chánh chiếm 80 m
2
. Ngoài ra còn có phòng bảo vệ và trạm biến
điện, phòng vệ sinh.
III. SO SÁNH CHẤT LƯNG NƯỚC ĐÁ HIỆN NAY :
Hiện nay ở Thành phố Hồ Chí Minh ngành sản xuất nước đá đã được nhà nước
và tư nhân quan tâm.
Về phía nhà nước có các xí nghiệp : Đông Lạnh I vừa sản xuất nước đá cây phục
vụ sản xuất, sinh hoạt. Xí nghiệp Seaprodex (u Cơ), Seapromit Co (Hoà Bình),sản
xuất đá vảy, đá cây chủ yếu phục vụ cho sản xuất : ướp lạnh và bảo quản sản phẩm
đông lạnh.
Về phía tư nhân sản xuất nước đá chủ yếu phục vụ sinh hoạt làm thức uống. Đó
là các phân xưởng :
+ An Phú Thủ Đức, Bà Chiểu (300 cây/ngày), Điện Biên Phủ (300 cây/
ngày), Nguyễn Trãi (300 cây/ ngày), Hàm Tử (1000 cây/ ngày), Hóc Môn (300 cây/
ngày).

+ Vạn Đạt (Rosa) : sản xuất nước đá tinh khiết với năng suất 15 tấn/ngày.
Khi so sánh chất lượng nước đá chúng ta xét đến thành phần của nguồn nước kết
tinh. Bởi vì những thành phần tính chất của nước sẽ trực tiếp đánh giá phẩm chất của
nước đá.
Sau đây là một số kết quả phân tích các mẫu nước ngầm, nước máy ở thành
phố Hồ Chí Minh.
Bảng kết quả phân tích lượng nước trong mùa mưa (tháng 6, 7, 8) của máy
nước ngầm Hóc Môn.
Tầng chứa
H
2
O
Tầng chứa nước tứ II
Lớp thấm TB Phần trên lớp
thấm
Phần dưới lớp
thấm
Tên giếng Quang trung Trung chánh Đông thạnh
Độ sâu 40 m 75 m 150 m
Ngày lấu mẫu 17 - 03
-1984
17 - 03 -1984 10 - 1982
- 4 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
PH
Fe (mg/l)
Độ kiềm (CaCO
3
)

Độ cứng (CaCO
3
)
Độ đục (SiO
2
)
Cl – (mg/l)
Ca (CaCO
3
)
Nitrat
Nitrit
Sunfat
Mg (mg/l)
Cacbonat
Bicacbonat
CO
2
(tự do)
Chất rắn hoà tan
Chất rắn tổng cộng
5,1
0,5
4
12
9
28
2
-
vết

-
10
0
4,9
120
110
120
5,2
0,3
16
4
15
5
4
-
0
vết
4
0
19,5
200
200
90
5,4
9,0
36
13,9
-
8,5
2

3,08
0,05
0
11,9
0
43,04
-
-
86
Bảng kết quả phân tích nước trong mùa khô tháng 3 – 1994 phân xưởng nước đá
Hóc Môn.
Bảng kết quả phân tích mẫu nước máy lấy từ chủ hộ : Võ Quang Sang : 209
Tân Phước, phường 6, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh, của viện Pasteur ngày 11
- 10 - 1999 (kèm theo tiêu chuẩn).
.IV. Một số loại nước đá ;
Nước đá thực phẩm là nước đá làm từ nước đảm bảo tiêu chuẩn thực phẩm về tạp
chất, về vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn đường ruột.
Nước đá khử trùng là nước đá được sản xuất từ nước đã được khử trùng bằng hóa
chất như hypoclorit, canxi, nitrat natri … Nước đá khử trùng dùng chủ yếu trong công
nghiệp hoặc trên các tàu đánh bắt cá xa bờ để chuyên chở và bảo quản cá tươi.
Nước đá từ nước biển được sản xuất từ nước biển có nồng độ cao, chủ yếu sử dụng
trong công nghiệp cá để chuyên chở và bảo quản cá tươi khi đánh bắt xa bờ. Nhờ độ mặn
cao nên nhiệt độ nóng chảy thấp hơn 0
0
C nên chất lượng bảo quản cá cao hơn và thời hạn
bảo quản kéo dài có khi đến 2 ÷ 3 ngày.
2.3. Một số phương pháp sản xuất nước đá:
2.3.1. Bể nước đá khối:
Bể nước muối được chia làm hai ngăn, ngăn lớn được bố trí các khuôn đá còn ngăn
nhỏ để bố trí các dàn bay hơi làm lạnh nước muối. Trong bể có bố trí một bơm nước muối

tuần hoàn mạnh từ dàn bay hơi ra làm lạnh khuôn rồi lại quay lại dàn bay hơi. Dàn bay
hơi kiểu ống đứng hoặc kiểu xương cá có khả năng tăng khả năng trao đổi nhiệt lên đáng
kể. Các khuôn đá được ghép lại với nhau thành các linh đá suốt chiều ngang của bể
thường từ 10 đến 15 khuôn. Các linh đá không phải đứng im trong bể mà chuyển động từ
đầu này đến đầu kia của bể nhờ cơ cấu chuyển động xích .Khi một linh đá đã kết đông
xong và được nhắc ra khỏi bể thì cơ cấu xích chuyển động dồn tất cả các linh đá chừa ra
- 5 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
phần cuối bể một khoảng hở vừa đủ để đặt linh đá đã đổ đầy nước mới vào. Chuyển động
giữa nước muối tuần hoàn và linh đá là ngược chiều .
Khi đá đã kết đông trong khuôn , toàn bộ lênh đá được cầu trục nâng ra khỏi bể và
thả vào bể làm tan giá. Các khuôn đá nóng lên , lớp băng dính khối với khuôn tan ra , cầu
trục sẽ nâng linh lên và đặt vào cơ cấu lật . Do trọng lực , linh đá lật các khối đá ra và các
khối đá trượt lên bàn trượt đá để vào kho chứa đá , còn linh đá được cầu trục đưa đến
máng rót nước . Máng rót nước tự động nhiều vòi có đònh lượng rót đồng thời cho tất cả
các khuôn đá lượng nước đã đònh trước . Sau khi rót nước xong linh đá được đặt vào đầu
bể vò trí mà cơ cấu xích vừa đẩy toàn bộ các linh đá dòch ra .
Máy lạnh phục vụ cho bể nước muối thường là máy lạnh amoniac một cấp , thiết bò
ngưng tụ là bình ngưng ống chùm , dàn ngưng tụ bay hơi hay dàn tưới .Nước muối được sử
dụng thường là NaCl hoặc CaCl
2
, đôi khi là MgCl
2
.
2.3.2. Sản xuất nước đá trong suốt:
Ngoài tiêu chuẩn về nước, muốn sản xuất nước đá trong suốt cần phải khuấy để
cặn bẩn và bọt khí bám trên bề mặt hình thành đá tách ra. Có 3 phương pháp khuấy bề
mặt kết đông đá để sản xuất đá trong suốt.
Phương pháp áp thấp là sử dụng khí nén ở áp suất 0,2 đến 0,25 bar áp suất dư, thổi

vào giữa khuôn và khi đá đông gần đến giữa khuôn phải rút ống phun khí ra. Khi đầu ống
bò đống băng phải dùng nước nóng hoặc hơi phun vào để nhổ ống ra.
Phương pháp áp cao là sử dụng khí nén ở áp suất cao từ 1,5 đến 2 bar áp suất dư.
Sử dụng phương pháp này người ta khắc phục được nhược điểm là phải rút ống phun ra kòp
thời của phương pháp áp thấp. Tuy nhiên do phải thổi khí vào từ đáy khuôn lên nên ở đây
lại xuất hiện nhược điểm là mũi phun nằm trong nước muối rất dể tắc do nước ẩm trong
khí nén đóng băng bòt kín. Do đó khí nén áp cao phải được khử ẩm triệt để.
Phương pháp thứ 3 tương đối đơn giản là dùng một que gổ khuấy. Các cơ cấu
khuấy được bố trí cho tất cả các khuôn của một linh đá . Hai đầu được lắp vào hai que lắc
truyền động từ một cơ cấu lắc . Khi đá kết đông gần đến tâm thì cơ cấu lắc phải được lấy
ra khỏi khuôn đá để không bò đóng băng vào khuôn đá . Khoảng nước đá còn lại ở tâm là
nước đá đục . Có thể cải thiện lượng nước đá này bằng cách tháo lượng nước còn lại đó ra
và thay vào lượng nước sạch mới .
1. Nước đá tấm:
Nước đá tấm là loại nước đá khối có kích thước dài 3 ÷ 4m, cao 2 ÷ 2,5m, dày 0,25
÷ 0,35m, nặng 3 ÷ 4 tấn. Ưu điểm là có thể bảo quản lâu, khó tan.
Nước đá tấm được sản xuất trong một khuôn kiểu tấm có chiều dài, rộng và cao
tương tự kích thước tấm đá cần sản xuất. Chung quanh là áo nước muối bố trí kiểu hai vỏ.
Khuôn sẽ được đổ đầy nước và được kết đông thành tấm nước đá nhờ nước muối lạnh đi
phía vỏ . Sau khi tâm tấm kết đông kết đông lại với nhau thành tấm nước đá liền thì người
ta cho nước muối nóng vào để làm tan giá và tấm đá được cẩu ra ngoài.
Có thể bố trí môi chất lạnh sôi trực tiếp trong không gian giữa hai vỏ. Khi làm tan
đá phải dùng hơi nóng tương tự khi phá băng cho dàn lạnh.
2. Phương pháp Vilbushevich (phương pháp làm đông đá trực tiếp)
- 6 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Đây là phương pháp sản xuất nước đá khối nhanh, sử dụng môi chất lạnh sôi trực
tiếp, rút ngắn đáng kể thời gian kết đông đá bằng cách bố trí một hoặc nhiều ống hai vỏ
có môi chất lạnh sôi trực tiếp bên trong khối đá cần đông. Khi làm tan giá , người ta phải

tháo toàn bộ môi chất lỏng vào một bình chứa đặt thấp hơn , sau đó cho hơi nóng vào làm
tan lớp băng dính vào khuôn . Với sức nặng của mình , cây đá tự mở nắp và rơi xuống bàn
trượt phía dưới để đi vào kho chứa đá . Nếu bố trí các cơ cấu thổi không khí , người ta vẫn
có thể sản xuất nước đá trong suốt với phương pháp sản xuất nước đá nhanh này .
Khi sử dụng phương pháp này thì thời gian đông đá giảm xuống đáng kể . Cây đá 25
kg chỉ cần 2- 3h là kết đông xong , trong khi đó đối với bể nước muối phải mất 15h .
.3 Phương pháp Fechner và Grasso:
Fechner: Các khuôn đá hình trụ được cố đònh trong bể nước được làm lạnh trực tiếp
bằng môi chất lạnh. Đá được kết đông trên bề mặt khuôn hình trục. Phía dưới khuôn bố trí
các vòi phun không khí để sản xuất đá trong suốt. Khi khối đá đủ dày người ta ngưng cấp
lỏng cho khuôn và chuyển sang chế độ làm tan giá, cây đá tự nổi lên phía trên như “tên
lửa”.
Grasso: Thay bằng các khuôn hình trụ hai vỏ ở trên, Grasso chỉ làm các ống hai vỏ
ở đáy bể nước. Các ống này tập trung lại thành từng nhóm, nước đá sẽ đóng băng trên bề
mặt ống. Khi các khối băng đông kết lại với nhau thành cây đá thì quá trình kết đông kết
thúc chuyển qua quá trình làm tan giá bằng hơi nóng. Cây đá sẽ nổi lên trên. Do không có
khuôn bên ngoài nên cây đá không có hình dáng cố đònh và cũng không bằng.

****Tiêu chuẩn nước để sản xuất nước đá tinh khiết:
A. Nước đá tinh khiết phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Tạp chất Hàm lượng tối đa
Số lượng vi khuẩn trong nước 100 con/ml
Vi khuẩn đường ruột 3 com/l
Chất khô cho phép 1 g/l
Độ cứng chung của nước 7 mg/l
Độ đục theo các hạt lơ lửng 1,5 mg/l
Sắt 0,3 mg/l
pH 7
Muối cứng tạm thời 70 mg/l
Hàm lượng muối chung 250 mg/l

Sunfat + 0,75 Clorua + 1,25
Natriclorua
170 mg/l
- 7 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Tính oxi hóa O
2
3 mg/l
Ảnh hưởng của tạp chất đến chất lượng nước đá: (bảng 9 – 2/173, KT lạnh ƯD)
B. Các biện pháp xử lý nước:
Để đảm bảo chất lượng nước đá làm bằng nước có tạp chất lớn, nên tăng cường độ
chuyển động của nước lên 2 ÷ 3 lần, nâng nhiệt độ đóng băng lên –6 đến -8
0
C, tốt nhất
là làm sạch bằng phương pháp kết tinh chậm ở –2
0
C đến –4
0
C.
Nếu không thực hiện được các biện pháp trên thì có thể làm mềm nước: tách
Cacbonnat canxi, Magze, sắt, nhôm ra khỏi nước bằng vôi là quá trình hóa học giản đơn.
Ví dụ như đối với canxi:
Ca(OH)
2
+ Ca(HCO
3
) = 2CaCO
3
+ 2H

2
O.
Khi đó các chất hữu cơ sẽ đọng lại cùng với hợp chất cacbonat. Sau đó nước đã
được gia công bằng vôi, được lọc qua cát thạch anh. Đến đây nước đã đảm bảo các chỉ số
chung, nhưng còn chứa sắt. Trước khi lọc cần bổ sung thêm một ít vôi nữa. Khi cho nước
ngậm khí, sắt thường kết hợp với CO
2
tạo thành cặn và dể dàng bò tách ra.
Có thể lọc nước dể dàng bằng cát thạch anh hay bằng nhôm sunfat. Phương pháp
này không những đảm bảo làm mềm nước tích tụ các chất hữu cơ và vôi mà còn chuyển
hóa bicasbonat thành sunfat, kết quả là giảm được tính dòn và do đó có thể hạ được nhiệt
độ đóng băng. Như vậy cần giữ độ pH trong nước ở mức 7 để giảm tính dòn của nước đá.
C. Các loại thiết bò làm đá :
.1. Máy làm đá mảnh của Short và Raver:
Máy gồm hai hình trụ hai võ đứng, môi chất lạnh sôi ở trong, bên ngoài cách nhiệt,
bên trên có bố trí bể nước và có vòi cho nước chảy đều lên bề mặt trong của hình trụ. Gặp
lạnh nước đóng băng lại và được hai lưỡi bào có răng cưa nạo ra khỏi bề mặt hình trụ khi
hai lưỡi bào này quay. Đá mãnh được thu ở phía dưới còn nước thừa được bơm trở lại bể
trên cao. Hiện nay phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì chúng rất kinh tế. Máy hiện
đại được cải tiến chút ít ví dụ trục quay ở giữa chỉ mang một dao cắt còn phía đối diện là
vòi phun nước. Nước phun đóng băng quay khi gặp bề mặt lạnh và được dao nạo ra. Do
nước đá có nhiệt độ rất thấp nên nó bóc ra khỏi tang trống rất dể dàng, chúng rất dòn và
có khả năng bảo quản lâu.
.2. Máy làm đá tuyết Pak-Ice của Taylor:
Máy bao gồm một tang trống, hai đầu có hai nắp và phía ngoài có môi chất lạnh
sôi, bên trong có hai lưỡi dao nạo quay với tốc độ 250 v/ph để nạo đá hình thành trên tang
trống. Để tăng bề mặt trao đổi nhiệt phía nước người ta tạo các đường dích dắc. Nước sẽ
được cấp vào một nắp và hỗn hợp nước và đá vụn ra phía nắp kia. Để nạo được toàn bộ
đá hình thành trên bề mặt trong của tang trống, tất nhiên hai lưỡi dao nạo cũng phải có
hình dích dắc tương ứng với bề mặt trong của tang trống. Hỗn hợp nước và đá vụn được

đưa qua một lưới lọc để lọc lấy đá còn nước lại được đưa trở lại máy. Nước cấp cho máy
phải có nhiệt độ gần 0
0
C nên phải được làm lạnh sơ bộ trước. Loại đá tuyết này thường chỉ
sử dụng để làm lạnh trực tiếp chất lỏng. Để bảo quản, vận chuyển và sử dụng dể dàng
hơn, Taylor đã phát minh thêm một loại máy ép viên đá tuyết thành các cục đá dạng quả
bàng loại 230 (g) và 450 (g).
- 8 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
.3. Máy đá cở nhỏ :
Các loại máy đá cở nhỏ vài chục kg đến vài trăm kg đá/24h thường là các loại máy
đá hoàn toàn tự động , sản xuất đá cục trong khay hoặc đá mãnh . Các loại máy này rất
cần thiết phục vụ cho các quán hàng giải khác , quán ăn nhà hàng , khách sạn , cho mục
đích tiêu dùng ,phục vụ đời sống , y tế , các bệnh viện và trong cả các xí nghiệp …
Một phần nhu cầu này đã được đáp ứng bằng các tủ lạnh gia đình , tủ lạnh thương
nghiệp nhưng nhu cầu đối với các máy đá vẫn rất lớn , chính vì vậy đã có nhiều cơ sở sản
xuất máy đá , tủ đá nhỏ chuyên dùng . Hình dưới mô tả một tủ đá chuyên dùng để sản
xuất các khay đá nhỏ . Đây là dạng tủ đá đơn giản nhất . Các giá đặt khay đều là dàn bay
hơi kiểu tấm hoặc tấm có ống bay hơi đặt phía dưới để thu nhiệt của khay qua sự truyền
nhiệt trực tiếp từ khay sang tấm đở đến dàn .
Ngày nay , các loại máy đá công suất nhỏ rất phong phú và đa dạng đặc biệt ở Mỹ .
Các máy này làm việc theo hai phương pháp liên tục và chu kì . Máy làm việc theo
phương pháp liên tục chủ yếu là sản xuất đá mãnh , nguyên lí làm việc là cho nước chảy
trên bề mặt ngoài hoặc bề mặt trong một ống bay hơi hình trụ . Đá hình thành trên đó
được một dao nạo kiểu trục vít hoặc cánh quay nạo ra khỏi bề mặt bay hơi , và đẩy vào
thung chứa .
.4. Máy làm đá viên:
Có rất nhiều kiểu máy làm đá viên (ống) khác nhau như của Vogt (Mỹ), Linde
(Đức), Escher-Wyss (Mỹ), Astra (Đức), Trépaud (Pháp), Doelz (Đức). Tất cả chúng đều

có chung nguyên lý là làm việc theo chu kỳ, kết đông đá trong các ống, môi chất lạnh sôi
trực tiếp bên ngoài ống, khi đã kết đông đến chiều dày cần thiết, đổi sang chu kỳ tan giá,
các ống đá rơi xuống và được dao cắt ra từng thỏi đá rộng φ = 30 đến 50 mm dài 50 đến
100 mm.
Máy làm đá ống Vogt (Mó) có cấu tạo như sau. Máy gồm một bình hình trụ đứng,
bên trong bố trí nhiều ống làm đá (kết cấu tương tự bình ngưng ống võ đứng), bên trên là
thùng nước có bộ phận phân phối nước cho nước chảy đều lên bề mặt của ống. Phía dưới
có thùng hứng nước thừa không kết đông được thành đá. Khi độ dày ống đạt 10 ÷ 15mm
thì kết thúc quá trình làm đá để chuyển sang quá trình tan giá.
Ở quá trình tan giá, người ta dùng bơm nước, đóng van cấp lỏng và đường hút sau
đó mở van hơi nóng 10 cho hơi nóng tràn vào, đẩy lỏng vào bình chứa thu hồi 6 và làm tan
lớp băng của các ống đá. Các ống đá rơi xuống và được dao cắt ra theo độ dài yêu cầu.
Sau đó quá trình làm đá lại bắt đầu. Lỏng từ bình 6 được đưa về dàn ống, van cấp lỏng và
van hút mở, bơm nước hoạt động trở lại.
Thời gian làm đá tùy theo độ dày đá, nhiệt độ bay hơi, còn thời gian tan đá khoảng
2 phút và độ dày tổn thất khi tan giá là 0,5mm.
Để giảm tổn thất khi tan giá các ống khuôn giá phải có kích thước đồng đều, nhẳn,
thẳng ở phía trong ống.
Để phân phối nước đều trong các ống phía bên đầu ống ta bố trí các nút đậy có các
ren xung quanh .
Để đá không bò gãy vụn khi cắt ra từng thỏi, ta dùng dao cắt gồm hai hình bán
nguyệt và quay tròn theo hướng vuông góc vói trục của máy làm đá .
- 9 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Vì làm lạnh trực tiếp nên cần lượng môi chất nhiều nên sử dụng NH
3
vì nó rẻ, để
tìm.
2.7. Ưu nhược điểm của máy làm đá dạng viên:

Ưu: Thiết bò nhỏ gọn, thời gian làm đá nhanh. Do làm lạnh trực tiếp nên ít bò tổn
thất lạnh, thiết bò ít bò hao mòn. Sản phẩm làm ra sạch, dể sử dụng trong sinh hoạt nên rất
được ưa chuộng. Thiết bò tự động hóa tuần hoàn nên không sử dụng công nhân nhiều.
Nhược: Thiết bò đắt tiền, sản phẩm làm ra giá thành cao nên khó tiêu thụ. Sản
phẩm làm ra phải sử dụng ngay, không bảo quản lâu được vì chúng dể bò kết nối vào bò
hao tốn nhiều.
Các ống làm đá phải đầy, đảm bảo không bò gò rỉ để môi chất tràn vào gây nguy
hiểm.
Nếu dao không được thiết kế hoàn hảo dể gây vụn vở đá.
- 10 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Chương 3:
TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM
3.1 Mục đích của việc sử dụng cách ẩm cách nhiệt:
Cách ẩm cách nhiệt la một việt hết sức quan trọng trong việc thiết kế phân xưởng
lạnh .nó góp phần giảm bớt sư ïthất thoát nhiệt ra môi trường xung quanh. Ngăn dòng
nóng từ ngoài xâm nhập vao phòng lạnh,lam giảm năng xuất lạnh.
3. 2. Những yêu cầu của vật liệu cách nhiệt, cách ẩm:
3.2.1. Vật liệu cách nhiệt:
- Phải có hệ số dẫn nhiệt nhỏ.
- Có khối lượng riêng không lớn lắm, độ hút ẩm bé, không dể cháy, bền đối với
tác động của môi trường.
- Chòu được nhiệt độ thấp, có độ bền cơ học cao, chòu được khi va chạm.
- Không sinh mùi lạ hoặc hút mùi của môi trường xung quanh.
- Không độc hại đối với sức khỏe con người.
- Dể gia công, lắp đặt, giá thành rẻ …
3.2.2. Vật liệu cách ẩm:
- Phải có hệ số dẫn ẩm nhỏ.
- Không bò biến đổi tính chất ở điều kiện nhiệt độ thấp, nhất là tính đàn hồi mềm

dẻo.
- Không thấm ướt bề mặt.
- Không độc hại, dể gia công, dễ chế tạo, rẻ …
3.2. Chọn vật liệu cách nhiệt, cách ẩm:
3.2.1. Vật liệu cách nhiệt:
Chọn vật liệu cách nhiệt là Polyurethan cho máy làm đá,styropor là vật liệu cách
nhiệt cho buồng chứa đá. Cả 2 vật liệu naỳ là vật liệu cách nhiệt tốt nhất,thông dụng nhất
hiện nay. Styropor được tạo thành những tấp đúc rất dễ sử dụng, lắp đặt. Nó không bò
thấm nước, không bò mối mọt phá hoại, nhưng dễ cháy được chọn làm vật liệu cách nhiệt
cho vách, trần của kho và cách nhiệt cho kho chứa đá.Polyurethan được sử dụng bằng
cách phun trực tiếp vào khoang của máy làm đá.Ưu điểm nổi bật của nó là co thể phun
vao bất kỳ thể tích rổng bấùt kỳ nào, tạo bọt mà không cần gia nhiệt.,cứng,chòu lực tốt.
3.2.2. Vật liệu cách ẩm:
Hiện nay thông dụng nhất đối với vật liệu cách ẩm là bitum. Bitum còn gọi là nhựa
đường (hắc ín) là loại vật cách ẩm khá tốt, tiện dùng. Bitum được dùng dưới dạng nóng
chảy hay pha với các dung môi như cồn, xăng rồi quét lên bề mặt cách ẩm. Hệ số thấm
ẩm của nó rất bé µ = 0,00015 g/m
2
n.mmHg.
Giấy cách ẩm: Giấy này được sản xuất từ cactong sấy khô tới 3 ÷ 4%. Sau đó
nhúng tẩm 1 hay 2 lần trong bitum nóng chảy. Ưu điểm của nó là độ bền cơ học cao,
không bò lão hóa như bitum. Hệ số thấm hơi µ = 0,00018.
3.3. Tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho máy làm đá:
- 11 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Máy làm đá chỉ cách nhiệt, cách ẩm thành bao quanh. Chọn máy làm đá có hình
trụ tròn và có cấu tạo thành bao quanh như sau:
Các thông số tra ở tài liệu [4] :
TT Vật liệu

i
δ
( m )

i
λ
Kcal/h.m.k
i
µ
g/m.h.mmHg
1 Thép 0.,002 39
2 Bitum 0.001 0.18 0.000115
3 Styropore 0.047 0.006
4 Bitum 0.001 0.18 0.000115
5 Thép 0.002 39
Chiều dày của tấm cách nhiệt được tính như sau:















α
+
λ
δ
+
α
−λ=δ
∑
=
u
1i
2i
i
1
cncn
11
K
1
K: Hệ số truyền nhiệt K, W/m
2
k.
1
α
: Hệ số tỏa nhiệt của vách bên ngoài
2
α
: Hệ số tỏa nhiệt của vách bên trong thiết bò bốc hơi .
i
δ

: Chiều dày lớp vật liệu thứ i cách nhiệt m.
λ
i
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp thứ i; W/m.K
λ
cn
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt W/m.K.
δ
cn
: Chiều dày lớp cách nhiệt (m)
K = 0,23 (chọn ở –15
0
C) x
1
α
= 23,3x
2
α
được tính cho trường hợp NH
3
sôi trong ống đứng có thể tích lớn .
Theo TL[3] ta có :
3.066.06.05.0
6.05.006.0,3.1
2
***
***
*780
µρδ
ρρλ

α
o
r
q
=
Trong đó các giá trò được tra ở tài liệu [4] :

λ
: Hệ số dẫn nhiệt của NH
3
,
)/(541.0 mKw=
λ
:
ρ
Khối lượng riêng của NH
3
lỏng ,
)/(5.658
3
mKg=
ρ
- 12 -
thép
Bitum
Polyurethan rót ngập Thép không ró
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN

,

ρ
: Khối lượng riêng của NH
3
hơi ,
)/(966.1
3,
mKg=
ρ

o
ρ
:Khối lượng riêng của hơi NH
3
ở 1 at ,
)/(823.0
3
mkg
o
=
ρ

δ
: Sức căng bề mặt ,
mN /10*38
3
=
δ
r : n nhiệt hoá hơi của NH
3
, r = 1314*10

-3
KJ/Kg
c : Nhiệt dung riêng , c = 4.19 KJ/Kg.K.

µ
: Độ nhớt NH
3
lỏng ,
3
10.254.0
−
=
µ
pas
q : Nhiệt tải riêng .
q = k*0.078*r*
,
ρ
*(
1.1
,
)
ρ
ρ
o
q = 0.3*0.078*1314*10
3
*1.966*(
1.1
)

966.1
823.0
= 0.023 w/m
2
kmw ./7172
)10.254.0(*19.4*823.0*)10.1314(*)10.38(
023.0*966.1*658*541.0
*780
2
3.033.066.06.035.03
6.006.05.03.1
2
==
−
α

= 6177 Kcal/hm
2
k
- Chiều dày lớp cách nhiệt :
















α
+
λ
δ
+
α
−λ=δ
∑
=
u
1i
2i
i
1
cncn
11
K
1

m
cn
200.0)]
6177
1
39

2*002.0
18.0
2*001.0.
3.23
1
(
23.0
1
[047.0 =+++−=
δ
Chọn
2.0=
cn
δ
m theo tiêu chuẩn .
- Tính lại hệ số truyền nhiệt :
k =
21
11
1
αλ
δ
α
+∑+
i
i

mKwK /232.0
6177
1

39
2*002.0
047.0
2.0
2*
18.0
001.0
3.23
1
1
=
++++
=

)m(198,0=
Kiểm tra tính động sương trên bề mặt ngoài của đá:
Điều kiện vách ngoài không đông sương:
K<= K
S
K
S
= 0.95*ά
ng
trng
sng
tt
tt
−
−
t

s
:nhiệt đô động sương
nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất ở tp HCM là t=37.5 C
Độ ẩm φ =74%
- 13 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Tra đồ thò h-x ta được:
t
s
=33C
Nhiệt độ trong thiết bò làm lạnh: t
tr
=-15 C
K
S
= 0.95*23.3*
1538
333.37
+
−
=2.088
K
s
=2.088 >K.Vậy khong đọng sương.
3.4. Tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho kho đá:
* Trần:
HÌNH

4. Giấy dầu

Bêtông cốt thép
1. Lớp vữa.
5. Lớp cách nhiệt.
6. Thanh móc.
7. Nhựa nẹp.
Bảng số liệu
Vật liệu δ
i
λ
i
R
i
Vữa
gạch
Vữa
Giấy dầu
Nhựa nẹp
Styropore
0,01
0,1
0,02
0,003
0,02
0,9
0.82
0,9
0.015
0.037
0.011
0.12

0.011
0.033
Chiều dày tấm cách nhiệt:














α
+
λ
δ
+
α
−λ=δ
∑
=
u
1i
2i
i

1
cncn
11
K
1
- 14 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Chọn:
K = 0,26 (vì nhiệt độ ghi ở 5
0
C)
1
α
= 23,3
2
α
= 8w/m
2
k (dàn lạnh của kho đối lưu tự nhiên)
⇒













++++−=
8
1
15,0
.005,0
82.0
1,0
9,0
01,0
3,23
1
27,0
1
037,0
cn
δ
)(121,0 m=
Chọn
=δ
cn
0,13 (m).
K
t
=
21
11
1

αλ
δ
α
+∑+
i
i
8
1
15,0
005,0
82.0
1,0
037,0
13,0
3,23
1
1
++++
=K
K
t
= 0,258w/m
2
k

Kiểm tra tính động sương trên bề mặt ngoài của tường:
Điều kiện vách ngoài không đông sương:
K<= K
S
K

S
= 0.95*ά
ng
trng
sng
tt
tt
−
−
t
s
:nhiệt đô động sương
nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất ở tp HCM là t=37.5 C
Độ ẩm φ =74%
Tra đồ thò h-x ta được:
t
s
=33C
Nhiệt độ trong thiết bò làm lạnh: t
tr
=-1 C
K
S
= 0.95*23.3*
138
333.37
+
−
=2.25
K

s
=2.25 >K.Vậy không đọng sương
- 15 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
* Tường:
HÌNH
`
1. Vữa
2. Gạch
3. Vữa
2. Giấy dầu.
3. Lớp cách nhiệt
4. Vữa và lưới mắc cảo.
Bảng số liệu
Vật liệu δ
i
λ
i
R
i
Vữa
Gạch
Giấy dầu
Styropore
0,02
0,1
0,003
0,9
0,82

0,18
0,047
Bì dày tấm cách nhiệt được tính:














α
+
λ
δ
+
α
−λ=δ
∑
=
u
1i
2i
i

1
cncn
11
K
1
Chọn:
K = 0,8 W/m
2
.K (Chọn ở nhiệt độ 5
0
C)
1
α
= 23,3 W/m
2
.K
2
α
= 8 W/m
2
.K (đối lưu tự nhiên)
⇒













++++−=δ
8
1
82,0
1
18,0
2.003,0
3.
9,0
02,0
3,23
1
28,0
1
047,0
cn
)m(15,0=
Chọn bề dày tấm cách nhiệt là 0,15 (m). Tính lại hệ số truyền nhiệt K:
2
n
1i
i
i
1
1
1

K
α+
λ
δ
+
α
=
∑
=
8
1
047,0
15,0
82,0
1,0
18,0
2.003,0
9,0
3.02,0
3,23
1
1
+++++
=
- 16 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
= 0,282 (W/m
2
.K)

* Nền:
1. Lớp vữa
2. Bêtông
4. Lớp cát.
5. Lớp xì
5. Giấy dầu.
6. Bêtông.
Bảng số liệu
Vật liệu δ
i
λ
i
R
i
Vữa
Bêtông cốt thép
0,02
0,1
0,9
1,5
- 17 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Giấy dầu
Styropore
0,003 0,18
0,047
Bề dày lớp cách nhiệt:















α
+
λ
δ
+
α
−λ=δ
∑
=
u
1i
2i
i
1
cncn
11
K
1

Chọn:
K = 0,29 W/m
2
.K (Tra ở 40C lấy K = K
mái
415/M lạnh)
1
α
= 23,3
2
α
= 8
⇒














α
+
λ

δ
+
α
−λ=δ
∑
=
u
1i
2i
i
1
cncn
11
K
1
=












++++−
8

1
18,0
2.0003,0
5,1
2.07,0
9,0
2.02,0
3,23
1
29,0
1
19,0
)m(596,0=
Chọn lớp xỉ dày 0,6 (m). Tính lại hệ số K:
288,0
8
11
1
K
cn
cn
i
i
1
=
+
λ
δ
+
λ

δ
+
α
=
∑
3.5. Kiểm tra cách nhiệt, cách ẩm:
- Kiểm tra đọng ẩm:
Theo TL[3]/175 có:








µ
δ
−µ≥δ
∑
=
n
1i
i
i
nCACA
R
CA
µ
: Hệ số dẫn ẩm của vật liệu. Chọn giấy dầu làm vật liệu cách ẩm.

CA
µ
=
1,8.10
-4
(g/m.h.mmHg).
R
n
= 1,6 (P
N
- P
T
): Tổng trở lực dẫn ẩm tối thiểu








g
mmHg.h.m
2
P
N
: Áp suất riêng phần của hơi nước ngoài (mmHg)
P
T
: Áp suất riêng phần của hơi nước trong phòng lạnh.

* Đối với phòng trữ đá:
Tra phụ lục 5TL[4]/145 có:
mmHgPCt
PCt
trtrt
NngN
16,31%;90
73,473,37%;73
0
0
=⇒−==
=⇒==
ϕ
ϕ
P
N
= 0,73.47,73 = 34,8; P
T
= 0,9.3,16 = 2,84
R
N
= 1,6(34,8 – 2,84) = 51









g
mmHg.h.m
2
- 18 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
- Tường:
Trước lớp vật liệu cách ẩm có:
Lớp xi măng:








=µ=δ
mmHg.h.m
1
012,0);m(02,0
Lớp gạch:
014,0);m(2,0 =µ=δ
⇒













+−≥δ
−
014,0
2,0
012,0
02,0
5110.8,1
4
CA
⇔
≥δ
CA
0,0086
Chọn chiều dày
=δ
CA
0,009 (3 lớp giấy dầu)
- Trần:
Trước lớp vật liệu cách ẩm có:
Lớp xi măng:
012,0);m(02,0 =µ=δ
Lớp bêtông cốt thép:
004,0);m(2,0 =µ=δ
⇒













+−≥δ
−
004,0
2,0
012,0
02,0
5110.8,1
4
CA
⇔
≥δ
CA
0
Vậy không cần cách ẩm cho trần.
- Nền:
Tương tự như trần không cần cách ẩm.
* Đối với máy làm đá:
P

N
= 34,8
P
T
= 0
⇒ R
N
= 1,6(34,8 - 0) = 55,68
Trước lớp vật liệu cách ẩm chỉ có thép có bề dày và hệ số µ là không đáng kể nên:
≥δ
CA
1,8.10
-4
.R
n
⇔
≥δ
CA
1,8.10
-4
.55,68 = 0,01
chọn
=δ
CA
0,012 (chọn 4 tấm giấy dầu
δ
= 0,003).
- 19 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN

CHƯƠNG II.
TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯNG VÀ CHỌN MÁY
NÉN CHO HỆ THỐNG
I. Tính cân bằng năng lượng cho tủ đá:
Việc tính toán nhiên liệu kho trữ nhằm mục đích vào ổn đònh tổn thất lạnh của
nó, để làm cơ sở chọn máy nén thích hợp.
Tổn thất kho gồm các loại:
a) Tổn thất ra môi trường xung quanh
a
1
=
∑
−
n
Hii
ttFK
1
1
(**
)
K
i
: Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che.
F
1
: Diện tích bề mặt kết cấu
t
1
: Nhiệt độ trong kho
F

1
: Diện tích nền nhà
F
1
= 6*5 = 30 m
2
F
2
: diện tích trần
F
2
= 6*5 = 30 m
2
F
3
= ( 4*6 + 5*6 )*2 = 88 m
2
K
1
= 0.3 kcal/m
2
.h.K
K
2
= 0.257 kcal/m
2
.h.K
K
3
= 0.258 kcal/m

2
.h.K
Q
1
= ( 30*0.3 + 30*0.257 + 88*0.258 )*( 36 + 1 )
= 1800 kcal/h
b) Tổn thất do công nhân vận hành
Q
2
= 350*n
350 W/người: nhiệt lượng thải ra cho một người hoạt động bình thường
n = 2 ( Số người hoạt động)
Q
2
= 0.7 Kw
c) Tổn thất riêng do mở cửa:
Q
3
= B*F
B = 80 kcal/m
2
.h.K
F : Diện tích kho
F = 30 m
2
Q
3
= 30*80 = 2400 kcal/h
d) Tổn thất do thắp sáng:
Q

4
= F*A
A : nhiệt lượng toả ra do thắp sáng
F : diện tích phòng
Q
4
= 30*4 = 120 Kw/h
A = 4 W/m
2
- 20 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Tổng tổn thất của kho
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4

= 1800 +
187.4
3600*7.0
+ 2400 +
100*187.4
3600*120
= 5800 kcal/h
I. Tính tổn thất năng lượng do máy làm đá:

1. Năng lượng tiêu tốn làm lạnh đông và quá lạnh đá
Q
1
= C
t
*[( t
b
– 0 ) + 80+ 0.5*( 0 – t
1
)]
Q
1
:Năng lượng tiêu tốn.
G: Năng suất thiết kế.
t
b
: nhiệt độ nước ban đầu.
t
1
Nhiệt độ của nước ở cuối quá trình.
t
b
= 28
0
C
t
1
= -5
0
C

Q
1
= 500*[( 28 – 0 ) + 80 +0.5*( 0+5 )]
Q
1
= 55250 Kcal/ mẻ
2. Năng lượng tiêu tốn bộ phận lạnh khuôn:
Q
2
=
)(1.0** tptbgk
g
G
−
g: Khối lượng cây đá.
g= 3.4 Kg (tính ở phần sau).
t
b
: Nhiệt độ ống.
t
b
= 10
0
C
t
p
= 28
0
C
g

k
:Khối lượng kuôn đá.
g
k
=
8
4
)05.0057.0(
*14.3*8*7900
4
)(
***
2222
=
−
=
− trDngD
h
πρ
kg
Q
2
=
4470)1028(*1.0*8*
4.3
800
=+
Kcal/mẽ
3. Tổn thất khi đã tách khuôn :
Q

3
=
80****
'
d
f
g
G
δδ

Trong đó :
δ
d
=900Kg/m
3
f:bề mặt cây đá
f=
π
*r
ng
*h

= 3.14*0.0285*1.75=0.157m
2

'
δ
:bề dày lớp đá tan

δ

’

= 0.001 m
Q
3
=
80*900*001.0*157.0*
4.3
500

Q
3
=1662 Kcal/mẽ
4. Tổn thất do truyền nhiệt ra ngoài
Q
4
=
100
3
*Q
1
=
100
3
*55250=1657.5 Kcal/mẽ

- 21 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
• Tổng tổn thất khi làm đá

Q
0
’= Q
1
+Q
2
+Q
3
+Q
4
= 55250+4470+1662+1657.5=63039.5Kcal/mẽ
Thời gian đông đá một mẽ là:
T=0.45h=27 phút
Thời gian làm xong một mẽ:
T=35 phút
Q’
0
=
54.0
5.63039
=116739Kcal/h
Tổng năng suất lạnh :
Q
0
= Q
0
’+ Q = 116739+5800 = 122539 Kcal/h = 143 Kw

III. Sơ đồ nguyên lývà giãn đồ lgP-h

• Sơ đồ nguyên lý :

Giản đồ lgp – h:
- 22 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Chọn các thông số làm việc của chế độ làm việc:
+ Nhiệt độ sôi môi chất :t
0
= -15
0
C
+ Nhiệt độ ngưng tụ: t
c
= t
w2
+
∆
t
k

t
w2
:nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng


+

Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng

tính theo nhiệt độ nước vào

t
w2
=

t
w1
+ 2.5
t
w1
= t
ư
+ 2
Lấy nhiệt độ ở thành phố vào tháng nóng nhất t = 37.3
0
C ,
ϕ
=74%

⇒
t
ư
= 32.5
0
C
t
w1
= t

ư
+ 2 =32.5 + 2 = 34.5
0
C
t
w2
= 34.5 + 2.5 = 37
0
C
Chọn
∆
t
k
= 3
0
C
t
c
= t’ + 3 = 37 + 3 = 40
Nhiệt độ quá lạnh : đối với máy lạnh một cấp không có hồi nhiệt,
nhiệt độ quá lạnh khi qua thiết bò trao đổi nhiệt ngược chiều cao hơn
nhiệt độ nước vào 3-5
0
C chọn 4
0
C
t
ql
= t
w1

+ 4 = 34.5 + 4 = 38.5
0
C
-Nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi 5-15
0
C , chọn
∆
t
h
= 5
0
C
-t
h
= t
0
+ 5 = -15 + 5 = -10
0
C
:
4.3.3. Bảng số liệu trạng thái nhiệt động của NH
3
:
- 23 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
Điểm t
0
C P at H KJ/Kg V m
3

/Kg ρ Kg/l
1
1
2
2’
3’
3
4
-15
-10
120
40
40
38,5
-15
2,41
2,41
15
15
15
15
2,41
1655
1670
1960
1710
610
595
595
0,51

0,52
0,0891
0,14
1,726.10
-3
1,961.10
-3
11,22.10
-3
9,091.10
-3
0,5794
Tỉ số nén π = P
K
/P
0
= 15/2,41 = 6,22 < 9
Chọn máy nén cấp 1.
4.3.4. Hành trình làm việc:
* 1’ – 1: Quá trình quá nhiệt.
* 1 – 2: Quá trình nén đoạn nhiệt.
* 2 – 2’: Quá trình hạ nhiệt độ sau khi nén đến nhiệt độ ngưng tụ.
* 2’ – 3’: Quá trình ngưng tụ đẳng nhiệt, đẳng áp.
* 3’ – 3: Quá trình quá lạnh.
* 3 – 4: Quá trình tiết lưu.
* 4 – 1’: Quá trình bốc hơi sinh lạnh.
Lỏng sau van tiết lưu ở điểm 4 bốc hơi thu nhiệt môi trường, sau đó được đưa qua
bình tách lỏng, mục đích bảo đảm hành trình khô của máy nén, tránh va đập thủy lực. Sau
đó hơi quá nhiệt được máy nén hút về và nén thành hơi cao áp. Hơi cao áp qua bình tách
dầu với mục đích tách dầu bơi trơn. Hơi tác nhân lạnh sau khi qua thiết bò tách dầu sẽ được

đưa vào thiết bò ngưng tụ. Lỏng từ thiết bò ngưng tụ sẽ được đưa vào bình chứa cao áp. Sau
đó được đưa qua van tiết lưu và chu trình được lặp lại.
3/Tính chu trình và chọn máy nén:
*Năng suất lạnh tổng cộng Q
0
=122539kcal/h.
Năng suất lạnh riêng : q
0
=h”
1
-h
4
=1670-595
q
0
= 1075kj/kg
Lượng hơi hút của máynén: G=Q
0
/q
0

=
hkg /477
1075
122539
=

G=477kg/h
Lưu lượng thể tích máy nén:
V=G*v

1

v
1
:thể tích riêng hơi hút.
V =477*0.53=252m
3
/h
Năng suất thể tích riêng:
- 24 -
ĐỒ ÁN QTTB GVHD: TRẦN VĂN NGHỆ
SVTH :TRẦN ĐÌNH HIỂN
q
v
=
2028
53.0
1075
==
v
q
o
kg/m
3=
Công nén riêng:
l = h
2
– h
1
= 1960 – 1670 = 290 kj/kg

Năng suất nhiệt riêng:
q
v
= h
2
– h
3
= 1960 - 595 = 1365 kj/kg
Hệ số lạnh của chu trình:
===
290
1075
l
q
o
ε
3.7
Công suất máy nén:
N
a
= G*(h
2
– h
1
) = G*l =
=290*
3600
477
38 Kw
Hệ số chò thò hữu ích:

oj
tb ** +=
ωλη
=
+
+−
==
)40273(
)27315(
*
K
o
T
t
ωλ
0.82
b = 0.001
t
o
: nhiệt độ sôi của môi chất.
oj
tb ** +=
ωλη
= 0.82 + 0.001*(-15) = 0.805
Công suất chỉ thò N
i
:
N
i
=

==
805.0
38
i
a
n
N
47 Kw
Công suất nén hữu dụng N
i
N
e
= N
i
+ N
ms
N
ms
= V
tt
*p
ms

V
tt
: thể tích hút thực tế.
p
ms
: công suất ma sát riêng.
Do máy sử dụng hơi NH

3
có p
ms
biến thiên từ 0.049
÷
0.069 Mpa
Chọn p
ms
= 59 KPa
V
tt
= 252 m
3
/h = 0.07 m
3
/s
N
ms
= V
tt
*p
ms
= 0.07*59 = 4.13 Kw
N
e
= N
i
+ N
ms
= 47 + 4.13 51.13 Kw

Công suất động cơ điện:
N
cl
=
cltd
e
N
ηη
*
Với
td
η
: hiệu suất truyền động của khớp đai,
td
η
= 0.95
Hiệu suất động cơ
cl
η
= 0.8 – 0.95
Chọn
cl
η
= 0.8
N
cl
=
cltd
e
N

ηη
*
=
=
8.0*95.0
51
67 Kw
Phụ tải bình ngưng:
Q
k
= G*(h
2
– h
3
) = 0.1325*(1960 – 595) = 180 Kw
- 25 -