Thiết kế kho lạnh bảo quản thịt lợn đông lạnh với dung tích 1200 tấn

Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

LỜI NÓI ĐẦU


Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi
trong nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo quản
thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp rượu, bia, sinh học, đo lường tự
động, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu,
dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, trong đời sống vv
Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng với
nhiều mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành ngành kỹ thuật
vô cùng quan trọng, không thể thiếu được trong đời sống và kỹ thuật của tất cả các
nước.
Chính vì vậy mà sinh viên ngành “Máy & Thiết bị nhiệt lạnh “ của Viện
KH&CN Nhiệt Lạnh, Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội đã được nhà trường
trang bị kiến thức cơ bản nhất về kỹ thuật lạnh. Đồ án môn học là một trong những
cách trang bị kiến thức tốt nhất cho sinh viên và trong kì học này chúng em đã
được làm đồ án về môn học kỹ thuật lạnh này.
Đề tài của em trong đồ án môn học này là “ Thiết kế kho lạnh bảo quản thịt
lợn đông lạnh với dung tích 1200 tấn”.
Do kiến thức còn rất hạn chế nên bản đồ án này sẽ không thể tránh khỏi
những sai sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và của tất cả
các bạn để bản đồ án thêm hoàn thiện.
Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. NGUYỄN VIỆT
DŨNG cùng toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ Thuật Lạnh và Điều Hồ
Không Khí đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn!


Hà Nội, tháng 5 năm 2012

Sinh viên

Phạm Hồng Hạnh








Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

CHƯƠNG I: NHỮNG SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1.1. Những số liệu ban đầu
1.1.1. Các số liệu về không khí bên ngoài
Những thông số về khí tượng như nhiệt độ, không khí, độ ẩm tương đối của
không khí, bức xạ mặt trời, gió và hướng gió, lượng mưa là những thông số quan
trọng để tính toán, thiết kế xây dựng kho lạnh và hệ thống lạnh.
Địa phương được chọn để xây dựng kho lạnh là: Hà Nội
Có các số liệu về nhiệt độ và độ ẩm như sau
Địa phương

Nhiệt độ,
0
C
Độ ẩm, %

Trung bình
cả năm

Mùa hè


Mùa đông


Mùa hè
Mùa đông
Hà Nội
23,4
37,2
8,4
83
80

Bảng 1.1: Nhiệt độ của Hà Nội theo mùa
Trong hệ thống lạnh có sử dụng tháp giải nhiệt để làm mát nước đi ra từ bình
ngưng nên với điều kiện về không khí của tháng nóng nhất là: 37,2
0
C và độ ẩm
83% như trên ta xác định được giá trị của nhiệt độ nhiệt kế ướt và nhiệt độ đọng
sương như sau: t
ư
= 34,5
0
C, và t
s
= 34,6
0

C.
1.1.2. Chọn nhiệt độ nước làm mát bình ngưng
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng cũng chính là nhiệt độ nước vào tháp giải
nhiệt,
Nhiệt độ nước vào bình ngưng: t
w1
= t
ư
+ (3÷5)
0
C = 34,6+ (3÷5)
0
C = 37,6 ÷
39,6
0
C.
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Lấy nhiệt độ nước làm mát bình ngưng là t
w1
= 40
0
C.
Lấy độ chênh nhiệt độ của nước qua tháp bình ngưng là Δt
w
= t
w2
– t
w1
= 5

0
C.
Do đó nhiệt độ nước đi ra khỏi bình ngưng (vào tháp giải nhiệt) là t
w2

= 45
0
C
1.2. Những số liệu về chế độ và phương pháp bảo quản sản phẩm
1.2.1. Chế độ bảo quản sản phẩm
Loại sản phẩm : Thịt bò
Nhiệt độ kho bảo quản lạnh đông : -19
0
C.
Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm làm lạnh : -1
0
C.
Nhiệt độ buồng làm lạnh đông: -32
0
C
1.2.2. Chọn phương pháp làm lạnh
Trong trường hợp này với sản phẩm là thịt bò ta chọn phương pháp làm lạnh
và kết đông bằng các loại dàn trực tiếp được bố trí trong buồng lạnh, trên giàn lạnh
có gắn các tổ quạt gió để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt giữa vật cần làm lạnh
với môi chất lạnh sôi trong ống.
1.2.3. Tính năng của các buồng kho lạnh
Buồng bảo quản lạnh: Dựng để bảo quản sản phẩm sau khi đã được làm lạnh,
nhiệt độ của buồng này là :-1
0
C.

Trong buồng lạnh được trang bị dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trần
dối lưu không khí tự nhiên hoặc sử dụng quạt.
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Buồng bảo quản đông: Dựng để bảo quản sản phẩm sau khi đã kết đông, với
nhiệt độ buồng này là -19
0
C.
Buồng bảo quản đông có dựng quạt làm mát không khí.
Buồng làm lạnh đông: Dựng để kết đông sản phẩm , nhiệt độ kết đông đạt
được là -32
0
C
CHƯƠNG II
TÍNH DUNG TÍCH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
2.1. Dung tích kho lạnh
Dung tích kho lạnh được xác định theo công thức :
E = V.g
v


V =
v
g
E

Trong đó :
E - Dung tích kho lạnh [tấn]
V - Thể tích kho lạnh [ m
3

]
g
v
– Định mức của chất tải thể tích [tấn/m
3
] .Đối với sản phẩm thịt bò theo B
 
1
32
4.2
ta chọn : g
v
=0,4
2.1.1. Thể tích của kho bảo quản sản phẩm lạnh đông
V
ld
=
ld
v
E
g
=
3375
0,4
1350

[ m
3
]
1.1.2. Thể tích của kho bảo quản sản phẩm làm lạnh

V
ll
=
250
0,4
100
g
E
v
LL

[ m
3
]
2.2. Diện tích kho lạnh
Diện tích chất tải lạnh được xác định theo công thức :
F =
h
V
ld

Trong đó :
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

F - Diện tích chất tải lạnh [m
2
]
h – Chiều cao của chất tải [ m]
h = 5 - ( 0,35 + 0,65 + 0,4 ) = 3,6 m
Tro:ng đó : 5 : Chiều cao xây dựng

0,35 :Khoảng cách treo dàn bay hơi
0,65 : Khoảng cách phần lồi của trần
0,4 : Khoảng cách từ dàn bay hơi đến sản phẩm.
2.2.1. Diện tích kho bảo quản sản phẩm lạnh đông
F
ld
=
937,5
3,6
3375
h
V
ld

[ m
2
]
2.2.2. Diện tích kho bảo quản sản phẩm làm lạnh
F
ll
=
69,44
3,6
250
h
V
ll

[ m
2

]
2.3. Tải trọng của nền và của trần
g
F


g
v
.h
Trong đó :
g
F
– Định mức chất tải theo diện tích [ t/m
2
]
g
v
.h = 0,4.3,6=1,44 [t/m
2
] < 4 [ t/m
2
]

Phụ tải nhỏ hơn phụ tải cho phép .Giá trị ta chọn thỏa mãi yêu cầu.
2.4. Diện tích xây dựng từng buồng lạnh
F
l
=
F
F



Trong đó :
F
l
– Diện tích lạnh cần xây dựng [m
2
]

F – hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa

Theo B
 
1
34
5.2
ta xác định được hệ số sử dụng diện tích theo buồng :
F
ld
= 937,5 [m
2
]


F = 0,8
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

F
ll
= 69.44 [m

2
]


F = 0,7
2.4.1. Diện tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông
F
xdlđ
=
1171,88
0,8
937,5
β
F
F
ld

[m
2
]

chọn F
xdlđ
=1172 [m
2
]
1.4.2.Diện tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh
F
xdll
=

99,2
0,7
69,44
β
F
F
ll

[m
2
]

chọn F
xdll
= 100 [m
2
]
2.5. Xác định số lượng buồng lạnh cần xây dựng
Z =
f
F

Trong đó :
Z – số lượng buồng lạnh
f – diện tích buồng lạnh quy chuẩn [m
2
]
- Chọn kho lanh một tầng với diện tích mỗi buồng là : 12x 6 = 72 [m
2
].

- Chiều cao của kho lạnh tính đến mặt dưới của trần là 4,8m
2.5.1. Số buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông
Z
ld
=
16,28
72
1172
f
F
ld

=> Z = 17 buồng
2.5.2. Số buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh
Z
ll
=
1.39
72
100
f
F
ll

=> Z = 2 buồng
2.6. Xách định dung tích thực tế của buồng
2.6.1. Dung tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm lạnh đông
E
ld
= E

1410
16,28
17
1350
Z
Z
ld

[tấn]
2.6.2. Dung tích thực tế của buồng bảo quản sản phẩm làm lạnh
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

E
ll
= E
144
1,39
2
100
Z
Z
ll

[tấn]
2.7. Diện tích buồng kết đông
F
k
=
k
24g

TM
l




Trong đó :
M – Công suất các buồng gia lạnh và buồng kết đông [t/24h]
T – Thời gian hoàn thành một mẻ sản phẩm [h] : 18h
k - Hệ số tiêu chuẩn : k = 1,2
g
l
– Tiêu chuẩn của chất tải lạnh : g
l
= 0,25 [t/m
3
]
F
k
=
46,81,2
240,25
1813



[m
2
]
-Số lượng buồng kết đông

n =
0,65
72
46,8
f
F
i

buồng =>n = 1 buồng
2.8 Bố trí mặt bằng kho lạnh
 Hành lang giữa kho lạnh và hành lanh hai đầu rộng 6 m.
 Phòng kết đông có diện tích 12 x 6 = 72 m
2

 Phòng bảo quản sản phẩm lạnh đông gồm: 3 phòng 18 x 12 ; 3 phòng 12 x
12 ; 2 phòng 6 x 12.
 Phòng bảo quản sản phẩm làm lạnh: 2 phòng 6 x 12.
 Gian máy, diện tích xx m
2

 Các phòng bảo quản đông và bảo quản lạnh phân bố ở hai bên hành lang
phía trong kho lạnh.






Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

CHƯƠNG III
TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
3.1 Ý nghĩa của việc cách nhiệt và cách ẩm cho kho lạnh
Kho lạnh nơi luôn có nhiệt độ nhỏ và có độ ẩm tương đối cao hơn môi
trường xung quanh. Do có sự chênh lệch nhiệt độ nên luôn có một dòng nhiệt và
một dòng ẩm từ ngoài môi trường vào kho lạnh. Dòng nhiệt xâm nhập vào sẽ gây
tổn thất giảm năng suất của máy lạnh. Dòng ẩm xâm nhâp vào sẽ gây tác động xấu
đến vật liệu xây dựng và vật liệu cách nhiệt, làm hỏng vật liệu cách nhiệt và dần
dần mất khả năng cách nhiệt dẫn đến năng suất của kho lạnh sẽ không đáp ứng
được yêu cầu. Do yếu tố quan trong đó nên viêc cách ẩm và cách nhiệt cũng phải
được đặt lên hàng đầu nên việc cách ẩm và nhiệt phải đạt được một số yêu cầu sau
đây :
Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho ,có hệ số dẫn
nhiệt

nhỏ
Phải chống được dòng ẩm xâm nhập từ ngoài vào và bề mặt tường ngoài
không được đọng sương. Độ thấm hơi nhỏ
Vật liệu cách nhiệt và cách ẩm phải không ăn mòn không phản ứng với các
vật liệu tiêp xúc, chịu được nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao
Không bắt mùi và có mùi lạ, không cháy, không độc hại với con người và
với sản phẩm bảo quản .
Dễ mua, rẻ tiền dễ da công, vận chuyển, lắp đặt, không cần bảo dưỡng đặc
biết
Mỗi vật liệu cách nhiệt đều có ưu điểm và nhược điểm nên chúng ta lợi dụng
được triệt để các ưu điểm và hạn chế mức thấp nhất các nhược điểm của nó .


3.2. Các số liệu không khí bên ngoài.
Kho lạnh được đặt tại Hà Nội có các thông số như sau :

Theo B
 
1
7
1.1
nhiệt độ và độ ẩm dựng để tính toán hệ thống lạnh
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Địa phương
Nhiệt độ,
0
C
Độ ẩm, %
TB cả
năm
Mùa hè
Mùa đông
Mùa hè
Mùa đông
Nam Định
23,4
37,2
8,4
83
80
Từ nhiệt độ t = 37,2
0
C và φ = 83 % tra theo đồ thị i-d ta có t
s
= 34,5

0
C
và t
ư
= 34,6
0
C
3.3 Tính cách nhiệt và cách ẩm từng buồng lạnh
3.3.1 Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm buồng lạnh đông
a) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm tường buồng lạnh đông và không khí
bên ngoài kho lạnh

Hình 3.1 Cấu trúc tường kho lạnh

Chiều dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:

1
12
1 1 1
.
n
i
cn cn
i
i
k


  




   





, m
Trong đó:
t
n
= 37,2
0
C : Nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất tại Hà Nội.
1
2
3 4 5 6 7
1.Líp v÷a xi m¨ng
2.Líp c¸ch Èm Polyetylen
3.Líp g¹ch ®á
4.Líp v÷a xi m¨ng
5.Líp c¸ch Èm Polyetylen
6.Líp c¸ch nhiÖt
7.Líp v÷a xi m¨ng
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

k : Hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m
2
K.


1
: Hệ số toả nhiệt từ không khí đến bề mặt ngoài của tường. Đối với tường
ngoài: 
n
= 
1
= 23,3 W/m
2
K.

2
: Hệ số toả nhiệt từ bề mặt trong đến không khí trong buồng. Đối với tường
trong khi đối lưu tự nhiên 
2
= 8 W/m
2
K, đối lưu trần 
2
=7 W/m
2
K, tường trong
khi không khí có tuần hoàn cưỡng bức vừa phải 
2
= 9 W/m
2
K, tường trong khi
không khí có tuần hoàn cưỡng bức mạnh 
2
= 10,5 W/m

2
K
Δ
cn
, δ
i
: Chiều dày của lớp cách nhiệt và các lớp tường, m.
λ
cn
, λ
i
: Hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt và các lớp tường, W/m.K.
+ Tính cách nhiệt buồng lạnh đông và không khí ngoài kho lạnh
Kết cấu tường bao, dựa vào B
 
1
81
1.3
và B
 
1
83
2.3
ta có:
Bảng 2.1. Kết cấu tường bao phòng bảo quản lạnh đông
STT
Tên lớp
δ , m
λ ,W/mK
μ , g/mhMPa

1
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
2
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
3
Lớp gạch đỏ
0,20
0,82
105
4
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
5
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
6
Lớp cách nhiệt polystirol
δ= ?
0,047
7,5

7
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
 Các thông số:
Nhiệt độ buồng : t
b
= - 19
0
C và φ
b
= 90%
Nhiệt độ ngoài : t
n
= 37,2
0
C và φ
kk
= 83%
Hệ số truyền nhiệt: k = 0,23 W/m
2
K. Tra B
 
1
84
3.3

Hệ số toả nhiệt bên ngoài : 
1

= 23,3 W/m
2
K. Tra B
 
1
86
7.3

Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Hệ số toả nhiệt bên trong : 
2
= 9 W/m
2
K. Tra B
 
1
86
7.3

 Chiều dày cách nhiệt được xác định :

1
1 1 1
.
n
i
cn cn
i
n i tr

k


  



   





, m. [1]
=>
174,0
9
1
88,0
02,0
033,0
003,0
88,0
02,0
82,0
20,0
033,0
003,0
88,0
02,0

3,23
1
23,0
1
.047,0
cn
δ 















m
 Chọn δ
cn
= 0,2 m.
 Hệ số truyền nhiệt thực:

1
1

11
tt
n
i cntt
i
n i tr cn
k

   


  

, W/m
2
K
Thay vào ta có:
k
t
=
















= 0,204 [W/m
2
K]
+ Kiểm tra đọng sương
Theo công thức 3 –7 [1] ta có :

21
s1
1s
t
95,0
t
tt
k





Trong đó:
t
1
- nhiệt độ không khí ngoài trời
0
C

t
2
- nhiệt độ không khí trong buồng lạnh đông
0
C
t
s
- nhiệt độ đọng sương của không khí ngoài trời
0
C
Thay số ta được:

1,06
19)(37,2
34,537,2
0,95.23,3.
tt
tt
.0,95.αk
21
s
1
1
s








> k
tt

 Vách ngồi không bị đọng sương.
+ Kiểm tra đọng ẩm
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

 Xác định dòng nhiệt qua vách

.( )
tt n b
q k t t

 
1,1219)(37,20,215.q 
, W/m
2

 Xác định nhiệt độ tại các bề mặt vách
Áp dụng các công thức :
1 n
n
q
tt


và
1
.

i
ii
i
t t q




( i = 1 ÷ 7 )
Ta tính được các nhiệt độ dưới đây:
Bảng 2.2. Bảng thống kê phân áp suất bão hòa phòng bảo quản đông

t
1

t
2

t
3

t
4

t
5

t
6

t
7

t
8
Giá trị nhiệt
độ
36,68
36,41
35,31
32,36
31,26
-16,98
-17,24
-19
Phân AS bão
hồ p
x
’’
6273,7
5925,5
5074,6
5001,6
4715,6
161,9
158,4
136,3
Trong đó t
f2
là nhiệt độ buồng lạnh tính kiểm tra theo :

9
11,5
17,24
α
q
tt
tr
7
f2

= -19
0
C
Tra bảng B
 
3
118
10.7
ta được phân áp suất bão hồ của hơi nước (bảng trên).
 Xác định dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che

12hh
pp
H



,g/m
2

h
Trong đó:
p
h1
: Phân áp suất hơi không khí bên ngoài (với t
n
= 37,2
0
C) nên
p
h1
= φ
n
. p’
kk
= 0,82.6414 = 5259,48 Pa.
p
h2
: Phân áp suất hơi không khí trong buồng (với t
b
= - 19
0
C) nên
p
h2
= φ
b
. p’
b
= 0,90.136,3 = 122,67 Pa.

H : Trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che bao gồm tổng trở kháng của các
lớp riêng biệt.
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

H =
 
m
i
i
36,3
90
02,0
5,7
2,0
0018,0
003,0
90
02,0
105
2,0
0018,0
003,0
90
02,0





Trong đó :

φ
n
, φ
b
: Độ ẩm tương đối của không khí bên ngoài và bên trong buồng lạnh.
p’
kk
, p’
b
: Phân áp suất bão hồ của không khí bên ngoài và trong buồng lạnh.

 
36,3
10.59,9448,5259
6



= 0,0015 (g/m
2
h)
- Phân áp suất thực trên các bề mặt vách :
Dựng công thức: p
x2
= p
h1
– ω.
1
1



.10
6
;
p
xi +1
= p
xi
– ω.
i
i


.10
6
Lúc đó ta thu được kết quả:
Bảng 3.3. Bảng thống kê phân áp suất thực phòng bảo quản đông
Phân AS thực
p
h1

p
x2

p
x3

p
x4

p
x5

p
x6

p
x7

p
h2

Giá trị (Pa)
5259,48
5259,14
2693,95
2691,02
2690,68
125,49
84,45
84,11
So sánh phân áp suất thực với phân áp suất bão hồ, ta thấy tất cả đều thoả mãn
p
x
< p
”
x
. Vậy không xảy ra hiện tượng đọng ẩm.
Biều diễn các đường cong phân áp suất thực và phân áp suất bão hồ của hơi nước
trên đồ thị p – δ

x
:

Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng


Hình 3.2: Đồ thị phân áp suất phòng bảo quản đông
b) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa tường phòng bảo quản đông với
hành lang
+ Tính chiều dày cách nhiệt giữa phòng bảo quản đông với hành lang
Kết cấu tường như vách giữa bảo quản đông với không khí bên ngoài
Bảng 3.4: Kết cấu tường bao quản đông và hành lang
STT
Tên lớp
δ , m
λ ,W/mK
μ , g/mhMPa
1
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
2
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
3
Lớp gạch đỏ
0,20

0,82
105
4
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
5
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
6
Lớp cách nhiệt polystirol
δ= ?
0,047
7,5
7
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
Các thông số:
 Nhiệt độ buồng : t
b
= - 19
0
C , φ
2
= 90%.

 Nhiệt độ ngoài : t
n
= 25
0
C, là nhiệt độ trung bình của hành lang (φ
n
= 85% và
t
s
= 22,5
0
C ).
100
5000
4000
500
P'x
Px
mm
Px
P'x
6000
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

 Hệ số truyền nhiệt : k = 0,28 W/m
2
K. Tra bảng B
 
1
84

4.3

 Hệ số toả nhiệt bên ngoài : 
n
= 23,3 W/m
2
K. Tra bảng B
 
1
86
7.3

 Hệ số toả nhiệt bên trong : 
tr
= 9 W/m
2
K . Tra bảng B
 
1
86
7.3

Tính tương tự như trên ta thu được kết quả như sau:
Chiều dày cách nhiệt : δ = 0,11 m => chọn δ = 0,15 m.
Hệ số truyền nhiệt thực : k
tt
= 0,261 W/m
2
K.
+ Kiểm tra đọng sương

Hệ số truyền nhiệt đọng sương : k
s
= 1,203 W/m
2
K
 Vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương.
+ Kiểm tra đọng ẩm
 Xác định dòng nhiệt qua vách
Mật độ dòng nhiệt q = 11,98 W/m
2

 Xác định nhiệt độ tại các bề mặt vách
Các nhiệt độ và phân áp suất bão hồ tương ứng:
Bảng 3.5: Bảng thống kê phân áp suất bão hòa phòng bảo quản đông

t
1

t
2

t
3

t
4

t
5

t
6

t
7

t
8

Giá trị nhiệt độ
24,48
24,21
23,12
20,2
19,93
18,84
-19,4
-19,67
Phân AS bão
hồ p
x
’’
3070,6
3021,1
2740,8
2336,5
2322,7
2169,3
109,16
106,35

 Xác định dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che
p
h1
: phân áp suất hơi không khí hành lang t
n
= 25 (
0
C )
 p
h1
= φ
n
.p’
kk
= 0,85.3166,3 = 2691,35 ( Pa)
P
h2
: phân áp suất hơi không khí trong buồng ( với t
b
= -19
0
C )
 p
h2
= φ
b
.p’
b
= 0,90.93,459 = 84,113 ( Pa )
Trở kháng thấm hơi: H = 3,35 (m

2
hMPa/g)
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che: ω = 0,0008 (g/m
2
h)
Bảng 3.6. Bảng thống kê phân áp suất thực buồng bảo quản đông
Phân AS thực
p
h1

p
x2

p
x3

p
x4

p
x5

p
x6

p
x7

p
h2

Giá trị (Pa)
2691,35
2691,18
1396,3
1394,8
1394,67
99,82
84,28
84,11
Như vậy là không xảy ra hiện tượng đọng ẩm.


Hình 2.3 Đồ thị phân áp suất phòng bảo quản đông với hành lang
c) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa bảo quản đông và kết đông
Ta giả sử phòng bảo quản lạnh cũng có lúc nghỉ làm việc, khi đó ta coi nhiệt
độ bằng nhiệt độ hành lang, t = 25
0
C.
Tương tư như phần tính cho kho bảo quản đông và hành lang ta có chiều dày
cách nhiệt là δ
cn
= 0,15 m và k
tt
= 0,2605 W/m
2
K.
Vách không bị đọng sương và đọng ẩm.

c) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa bảo quản đông và bảo quản đông
Ta giả sử phòng bảo quản đông bên cạnh cũng có lúc nghỉ làm việc, khi đó ta
coi nhiệt độ bằng nhiệt độ hành lang, t = 25
0
C.
Tương tư như phần tính cho kho bảo quản đông và hành lang ta có chiều dày
cách nhiệt là δ
cn
= 0,15 m và k
tt
= 0,2605 W/m
2
K.
100
3000
1000
500
P'x
Px
mm
Px
P'x
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Vách không bị đọng sương và đọng ẩm
d) Tính chiều dày cách nhiệt cho trần buồng bảo quản đông
Ta có kết cấu trần buồng lạnh gồm các lớp như hình vẽ:
4
6
3

2
1
1. Líp phñ m¸i ®ång thêi lµ líp c¸ch Èm
2. Líp bª t«ng gi»ng
3. Líp c¸ch nhiÖt tÊm perlit
4. Líp polyetylen
5. TÊm c¸ch nhiÖt Stiropo
6. Líp bª t«ng cèt thÐp cña m¸i
5

Hình 2.4. Cấu trúc trần buồng lạnh
Chiều dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:
1
12
1 1 1
.
n
i
cn cn
i
i
k


  



   






, m
Trong đó:
k : là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che [W/m
2
K].

1
: hệ số toả nhiệt từ không khí đến bề mặt ngoài của tường. Đối với tường
ngoài 
n
= 23,3 [W/m
2
K].

2
: hệ số toả nhiệt từ bề mặt trong đến không khí trong buồng.
δ
cn
, δ
i
: chiều dày của lớp cách nhiệt và các lớp trần [m].
λ
cn
, λ
i
: hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt và các lớp trần [W/m.K].

Kết cấu của trần như sau:




Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng


Bảng 3.7. Cấu trúc trần buồng bảo quản đông








Thông số:
Hệ số truyền nhiệt : k = 0,2 W/m
2
K tra bảng 3.3[1].
Hệ số toả nhiệt : α
1
= 23,3 W/m
2
K tra bảng 3.7[1].
Hệ số toả nhiệt : α
2
= 7 W/m

2
K tra bảng 3.7[1].
Áp dụng công thức trên ta thu được kết quả:
Chiều dày lớp cách nhiệt điền đầy là: δ
cn
= 0,186 m
=> chọn δ
cn
= 0,2 m.
Hệ số truyền nhiệt thực: k
tt
= 0,183 W/m
2
K
e) Tính chiều dày cách nhiệt nền buồng bảo quản đông
Kết cấu nền kho lạnh như hình vẽ
STT
Tên lớp
δ , m
λ , W/mK
1
Lớp cách ẩm bitum
0,012
0,3
2
Lớp bêtông giằng
0,04
1,4
3
Lớp CN perlit xốp

?
0,087
5
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
4
Tấm CN bằng stiropo
0,1
0,047
5
Lớp bêtông cốt thép
0,22
1,5
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

2
3
4
6
5
1. NÒn nh½n b»ng c¸c tÊm bª t«ng l¸t
2. Líp bª t«ng
3. Líp c¸ch nhiÖt Polystirol
4. Líp bitum
5. Líp bª t«ng
6. Líp c¸ch Èm
7. Líp bªt«ng ®¸ r¨m lµm kÝn nÒn ®Êt
7
1

Hình 3.5. Cấu tạo nền buồng lạnh
Khi tính toán nền có sưởi thì ta chỉ tính các lớp phía trên lớp có sưởi. Khi đó chiều
dày cách nhiệt của nền được tính theo công thức:
1
2
11
.
n
i
cn cn
i
i
k






  





, m
Trong đó:
k : là hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m
2
K.


2
: hệ số toả nhiệt từ bề mặt trong đến không khí trong buồng.
δ
cn
, δ
i
: chiều dày của lớp cách nhiệt và các lớp nền, m.
λ
cn
, λ
i
: hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt và các lớp nền, W/m.K.
f) Tính chiều dày cách nhiệt của nền cho phòng bảo quản đông

Kết cấu của nền:





Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Bảng 3.8. Cấu trúc nền buồng bảo quản đông
STT
Tên lớp
δ , m
λ , W/mK
1
Nền nhẵn bằng tấm bêtông lát

0,04
1,4
2
Lớp bêtông
0,1
1,4
3
Lớp cách nhiệt polystirol
?
0,047
4
Lớp bitum + giấy dầu
0,004
0,18
5
Lớp bêtông có sưởi
0,1
0,2
6
Lớp cách ẩm
0,003
0,033
7
Lớp bêtông đá dăm làm kín nền đất


Ta có :
Hệ số truyền nhiệt : k = 0,21 W/m
2
K tra bảng 3.6[1].

Hệ số toả nhiệt : α
2
= 7 W/m
2
K tra bảng 3.7[1].
Tính tương tự như trên ta thu được kết quả như sau:
Chiều dày lớp cách nhiệt điền đầy là:
δ
cn
= 0,183 m => chọn δ
cn
= 0,2 m
Hệ số truyền nhiệt thực: k
tt
= 0,262 W/m
2
K
2.3.2 Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm phòng kết đông
a)Tính chiều dày cách nhiệt, cách ẩm giữa tường phòng kết đông và không khí
ngoài kho lạnh
+ Tính cách nhiệt buồng kết đông và không khí ngoài kho lạnh
Kết cấu tường như sau:
Bảng 3.9. Kết cấu tường bao phòng bảo kết đông
STT
Tên lớp
δ , m
λ ,W/mK
μ , g/mhMPa
1
Lớp vữa xi măng

0,02
0,88
90
2
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
3
Lớp gạch đỏ
0,20
0,82
105
4
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

5
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
6
Lớp cách nhiệt polystirol
δ= ?
0,047
7,5

7
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
Các thông số:
 Nhiệt độ buồng : t
b
= - 32
0
C , φ
2
= 90%
 Nhiệt độ ngoài : t
n
= 37,4
0
C, là nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất tại Nam
Định (φ
n
= 82% và t
s
= 34
0
C ).
 Hệ số truyền nhiệt: k = 0,19 W/m
2
K . Tra bảng B
 
1

84
3.3

 Hệ số toả nhiệt bên ngoài : 
n
= 23,3 W/m
2
K. Tra B
 
1
86
7.3

 Hệ số toả nhiệt bên trong : 
tr
= 10,5 W/m
2
K . Tra B
 
1
86
7.3

Tính tương tự như trên ta thu được kết quả như sau:
Chiều dày cách nhiệt chọn : δ = 0,218 m, chọn δ = 0,25 m
Hệ số truyền nhiệt thực : k
tt
= 0,168 W/m
2
K

+ Kiểm tra đọng sương
Hệ số truyền nhiệt đọng sương : k
s
= 1,048 W/m
2
K > k
tt

Vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương.
+ Kiểm tra đọng ẩm
 Xác định dòng nhiệt qua vách
Mật độ dòng nhiệt q = 11,66 W/m
2

 Xác định nhiệt độ tại các bề mặt vách
Các nhiệt độ và phân áp suất bão hồ tương ứng
Bảng 2.10. Bảng thống kê phân áp suất bão hòa phòng kết đông

t
1

t
2

t
3

t
4

t
5

t
6

t
7

t
8

Giá trị nhiệt độ
36,89
36,63
35,57
32,73
32,46
31,4
-30,62
-30,88
Phân AS bão
6240,6
6150,5
5803,2
4946,4
4891,3
4596,2
35,01
33,97

Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

hồ p
x
’’
 Xác định dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che
p
h1
: phân áp suất hơi không khí bên ngoài (với t
n
= 37,4
0
C)
 p
h1
= φ
n
. p’
kk
= 0,82 . 6414 = 5259,48 Pa.
p
h2
: phân áp suất hơi không khí trong buồng (với t
b
= - 32
0
C)
 p
h2
= φ

b
. p’
b
= 0,90 . 30,264 = 27,2376 Pa )
Trở kháng thấm hơi: H = 3,369 m
2
hMPa/g
Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che: ω = 0,0015 g/m
2
h
Tương tự ta cũng có phân áp suất thực trên bề mặt vách tương ứng
Bảng 2.11. Bảng thống kê phân áp suất thực phòng kết đông
Phân AS thực
p
h1

p
x2

p
x3

p
x4

p
x5

p
x6

p
x7

p
h2

Giá trị (Pa)
5259,48
5259,13
2670,89
2667,9
2667,5
79,34
27,58
27,23
Như vậy vách không bị đọng ẩm.

Hình 2.6. Đồ thị phân áp suất phòng kết đông
b) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng kết đông với hành lang
+ Tính chiều dày cách nhiệt giữa phòng kết đông với hành lang
Kết cấu tường giống như vách giữa phòng kết đông với bên ngoài:
Bảng 2.12. Kết cấu tường bao phòng kết đông và hành lang
100
5000
4000
500
P'x
Px
mm

Px
P'x
6000
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

STT
Tên lớp
δ , m
λ ,W/mK
μ , g/mhMPa
1
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
2
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
3
Lớp gạch đỏ
0,20
0,82
105
4
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90

5
Tấm Polyetylen
0,003
0,033
0,0018
6
Lớp cách nhiệt polystirol
δ= ?
0,047
7,5
7
Lớp vữa xi măng
0,02
0,88
90
Các thông số:
 Nhiệt độ buồng : t
b
= - 32
0
C , φ
2
= 90 %.
 Nhiệt độ ngoài : t
n
= 25
0
C, là nhiệt độ trung bình của hành lang (φ
n
= 85% và

t
s
= 22,5
0
C )
 Hệ số truyền nhiệt: k = 0,27 W/m
2
K. Tra bảng B
 
1
84
3.3

 Hệ số toả nhiệt bên ngoài : 
n
= 23,3 W/m
2
K. Tra bảng B
 
1
86
7.3

 Hệ số toả nhiệt bên trong : 
tr
= 10,5 W/m
2
K. Tra bảng B
 
1

86
7.3

Tính tương tự như trên ta thu được kết quả như sau:
Chiều dày cách nhiệt : δ = 0,144 m => chọn δ = 0,15 m.
Hệ số truyền nhiệt thực : k
tt
= 0,202 W/m
2
K
+ Kiểm tra đọng sương
Hệ số truyền nhiệt đọng sương : k
s
= 0,97 W/m
2
K
Vậy không xảy ra hiện tượng đọng sương
+ Kiểm tra đọng ẩm
 Xác định dòng nhiệt qua vách
Mật độ dòng nhiệt q = 14,907 W/m
2

 Xác định nhiệt độ tại các bề mặt vách
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Các nhiệt độ và phân áp suất bão hồ tương ứng:
Bảng 3.13 Bảng thống kê phân áp suất bão hòa phòng kết đông

t
1

t
2

t
3

t
4

t
5

t
6

t
7

t
8

Giá trị nhiệt độ
24,36
24,02
22,67
19,03
18,691
17,33
-30,24

-30,28
Phân AS bão
hồ p
x
’’
3048,6
2986,1
2751,6
2200,2
2154,7
1978
36,43
35,16
 Xác định dòng hơi nước riêng qua kết cấu bao che
p
h1
: phân áp suất hơi không khí hành lang t
n
= 25 (
0
C )
 p
h1
= φ
n
.p’
kk
= 0,85.3166,3 = 2691,35 ( Pa)
P
h2

: phân áp suất hơi không khí trong buồng ( với t
b
= -32
0
C )
 p
h2
= φ
b
.p’
b
= 0,90.30,264 = 27,237 ( Pa )
Trở kháng thấm hơi: H = 0,033 (m
2
hMPa/g)
Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che: ω = 0,045 (g/m
2
h)
Phân áp suất thực trên các bề mặt vách:


Bảng 3.14 Bảng thống kê phân áp suất thực buồng kết đông
Phân AS thực
p
h1

p
x2

p

x3

p
x4

p
x5

p
x6

p
x7

p
h2

Giá trị (Pa)
2691,35
2691,17
1368,1
1366,6
1366,4
43,29
27,41
27,23
Như vậy là không xảy ra hiện tượng đọng ẩm.
Đồ án kỹ thuật lạnh GVHD:TS.Nguyễn Việt Dũng

Hình 3.7 Đồ thị phân áp suất phòng kết đông với hành lang
c) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa kết đông và bảo quản đông
Tương tự như trên, ta coi phòng bảo quản đông có lúc nghỉ làm việc và coi
nhiệt độ bằng nhiệt độ hành lang, t = 25
0
C.
Tương tự như tính cho buồng kết đông và hành lang ta có chiều dày cách
nhiệt của tường là δ
cn
= 0,15 m và k
tt
= 0,2615 W/m
2
K
Vách không bị đọng sương và đọng ẩm.
c) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa kết đông và bảo quản lạnh
Tương tự như trên, ta coi phòng bảo quản lạnh có lúc nghỉ làm việc và coi
nhiệt độ bằng nhiệt độ hành lang, t = 25
0
C.
Tương tự như tính cho buồng kết đông và hành lang ta có chiều dày cách
nhiệt của tường là δ
cn
= 0,15 m và k
tt
= 0,2615 W/m
2
K
Vách không bị đọng sương và đọng ẩm.
d) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa kết đông và gian máy

Ta coi nhiệt độ và độ ẩm của gian máy và thiết bị khi làm việc bằng với nhiệt
độ không khí ngoài trời, và coi nhiệt độ bằng nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất
tại Nam Định, t = 37,4
0
C
+ Chiều dày cách nhiệt cách ẩm giữa gian máy, thiết bị với buồng kết đông
100
3000
1000
500
P'x
Px
mm
Px
P'x