thiết kế hệ thống lạnh bảo quản rau quả năng suất 50 tấn

1
Lời nói đầu
Rau qủa là loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hàng ngày. Nó
cung cấp nhiều loại vitamin và khoáng chất. Nó là nguồn thực phẩm “sạch” được
nhiều nhà dinh dưỡng khuyên dùng. Nước ta là một nước nhiệt đới cây trái quanh
năm nhưng thời tiết nóng ẩm làm cho rau quả dể bò hư hỏng sau khi thu hoặch theo
thời vụ. Hơn nữa việc thu hoặch theo thời vụ làm cho giá bán của nông dân giảm
và thiếu nguyên liệu khi đã hết mùa thu hoặch để sản xuất và làm thực phẩm. Do
đó vấn đề đặt ra là làm sao bảo quản sản phẩm rau quả được lâu dài. Phương pháp
hiệu quả nhất hiện nay là bảo quản trong phòng lạnh vì theo phương pháp này thì
rau quả còn giữ được chất lượng tương đối tốt sau thời gian dài bảo quản.
Đề tài “ thiết kế hệ thống lạnh bảo quản rau quả năng suất 50 tấn”. Do thời
gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều sai sót. Em rất mong
nhận được những đóng ý kiến của các thầy cô cũng như từ các bạn để đề tài được
hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô, đặc biệt là thầy Trần Văn
Ngũ đã tận tình hướng dẫn để em hoàn thành đồ án này.
2
A TỔNG QUAN
I PHÂN LOẠI KHO LẠNH
1. Kho lạnh chế biến
Là một bộ phận của các cơ sở chế biến thực phẩm như thòt, cá, sữa, rau, quả,
…các sản phẩm là thực phẩm lạnh, lạnh đông, đồ hộp,…để chuyển đến các kho lạnh
phân phối, kho lạnh trung chuyển hoặc kho lạnh thương nghiệp. Đặc điểm là năng
suất lạnh của các thiết bò lớn. Chúng là mắt xích đầu tiên của dây chuyền lạnh.
2. Kho lạnh phân phối.
Thường dùng cho các thành phố và các trung tâm công nghiệp để bảo quản
các sản phẩm thực phẩm trong một mùa thu hoặch, phân phối điều hoà cho cả
năm.
Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh hoặc kết đông ở xí nghiệp chế biến nơi
khác đưa đến đây để bảo quản. Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại
kho lạnh từ 3 đến 6 tháng. Dung tích của kho rất lớn, tới 10 đến 15 ngàn tấn, đặc

biệt 30 35000 tấn
Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và vạn năng để bảo
quản nhiều loại mặt hàng: thòt, sữa, cá, rau quả…
Nếu kho lạnh có các phân xưởng kem, nước đá, phân xưởng chế biến đóng
gói, gia lạnh và kết đông thì gọi là xí nghiệp liên hiệp lạnh.
3. Kho lạnh trung chuyển.
Thường được đặt ở các hải cảng, những điểm nút đường sắt, bộ …dùng để bảo
quản ngắn hạn những sản phẩm tại những nơi trung chuyển. Kho lạnh trung
chuyển có thể kết hợp làm một với kho lạnh phân phối và kho lạnh thương nghiệp.
4. Kho lạnh thương nghiệp.
Dùng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm sắp đưa ra thò trường tiêu thụ. Nguồn
hàng chủ yếu của kho lạnh này là từ kho lạnh phân phối. Kho lạnh thương nghiệp
được chia làm hai loại theo dung tích: kho lạnh thương nghiệp lớn có dung tích từ
10 đến 150 tấn dùng cho các trung tâm công nghiệp, thò xã…Kho lạnh nhỏ có dung
tích đến 10 tấn dùng cho các cửa hàng, quầy hàng thương nghiệp, khách sạn … thời
gian bảo quản trong vòng 20 ngày. Kiểu này bao gồm cả các loại tủ lạnh, tủ kính
lạnh thương nghiệp.
5. Kho lạnh vận tải.
Thực tế là các ô tô lạnh, tàu hoả, tàu thủy hoặc máy bay lạnh dùng để vận
tải các sản phẩm bảo quản lạnh. Các khoang lạnh có thể chiếm toàn bộ hoặc một
phần khoang hàng của phương tiện vận tải.
6. Kho lạnh sinh hoạt.
Thực chất là các loại tủ lạnh, tủ đông các cỡ khác nhau sử dụng trong gia
đình. Chúng được coi là mắt xích cuối cùng của dây chuyền lạnh, dùng để bảo
quản các thực phẩm tiêu dùng trong gia đình hoặc tập thể, để làm đá lập phương,
đá thỏi thực phẩm. Dung tích từ 50 lít đến một vài mét khối.
II. PHÂN LOẠI BUỒNG LẠNH
Kho lạnh chuyên dùngchỉ có một buồng với một chế độ nhiệt duy nhất.
Nhưng một kho lạnh thường gồm nhiều buồng lạnh với những chế độ nhiệt khác
nhau để bảo quản các loại sản phẩm khác nhau. Ngay trong tủ lạnh gia đình cũng

3
chia làm 3 ngăn với 3 chế độ bảo quản: lạnh đông trong ngăn đá, bảo quản lạnh ở
phần giữa và bảo quản mát cho rau quả ở ngăn dưới cùng. Dưới đây là đặc tính và
phân loại của các buồng lạnh đó.
1. Buồng bảo quản lạnh 0
0
C.
Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,5 0
o
C với độ ẩm tương đối
90 95%. Các sản phẩm bảo quản như thòt, cá có thể được xếp trong các bao bì
khác nhau đặt lên giá trong buồng lạnh.
Buồng lạnh được trang bò các dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trên
trần đối lưu không khí tự nhiên hoặc dùng dàn quạt.
2. Buồng bảo quản đông -18 20
o
C
Buồng bảo quản lạnh đông dùng để bảo quản các sản phẩm thòt, ca, rau,
quả…đã được kết đông ở máy kết đông hoặc buồng kết đông. Nhiệt độ buồng
thường la -18
o
C. Khi có yêu cầu đặc biệt nhiệt độ bảo quản được đưa xuống
đến
-23
o
C.
Buồng bảo quản đông thường dùng dàn quạt làm lạnh không khí nhưng có
thể dùng các dàn tường hoặc dàn trần không kgí đối lưu tự nhiên.
3. Buồng bảo quản đa năng -12
o

C
Buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12
0
C nhưng khi cần bảo
quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0
0
C hoặc khi cần bảo quản đông đông
có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18
o
C tuỳ theo yêu cầu công nghệ.
Khi cần có thể dùng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm.
Buồng đa năng thường được trang bò dàn quạt nhưng cũng có thể được trang
bò dàn tường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên.
4. Buồng gia lạnh 0
o
C.
Buồng gia lạnh dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường đến nhiệt
độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trong
phương pháp kết đông hai pha.
Tuỳ theo qui trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống -5
0
C
và năng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sản phẩm được gia lạnh.
Buồng gia lạnh thường được trang bò dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh cho sản
phẩm.
5. Buồng kết đông -35
0
C
Buồng kết đông dùng để kết đông sản phẩm. Kết đông một pha, nhiệt độ sản
phẩm vào là 37

0
C. Kết đông hai pha, nhiệt độ sản phẩm vào buồng kết đông là
4
0
C vì sản phẩm đã được gia lạnh sơ bộ. Sản phẩm ra có nhiệt độ tâm thòt đạt -8
0
C
và nhiệt độ bề mặt tùy theo bề dày tấm thòt có thể đạt -18 12
0
C. Sản phẩm dần
đạt nhiệt độ bảo quản trong buồng bảo quản đông.
Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn do đó ngày nay thường người ta
thiết kế buồng kết đông một pha cho kho lạnh để đảm bảo chất lượng thòt, giảm
tiêu hao do khô ngót sản phẩm.
Buồng kết đông một pha có nhiệt độ không khí đạt -35
0
C. Tốc độ chuyển
động không khí 1 2m/s. Có khi đạt 3 5m/s. Thòt đặt trên giá hoặc treo trên xe đẩy
và được kết đông theo mẻ.
4
Ngoài buồng kết đông, ngày nay người ta sử dụng nhiều loại thiết bò kết
đông khác nhau có tốc độ kết đông nhanh và cực nhanh để đảm bảo chất lượng
cao nhất của các mặt hàng xuất khẩu như tôm và thuỷ sản đông lạnh, thòt nạc, thòt
thăn, gia cầm đông lạnh…
Các thiết bò kết đông đó là: máy kết đông tiếp xúc, máy kết đông băng
chuyền, máy kết đông kiểu tấm, máy kết đông tầng sôi, máy kết đông nhúng chìm
trực tiếp trong freon lỏng sôi…
6. Buồng chất tải và tháo tải 0
0
C.

Buồng chất tải và tháo tải có nhiệt độ không khí khoảng 0
0
C phục vụ cho
buồng kết đông và buồng gia lạnh. Trong buồng chất tải, thòt được treo vào các
móc treo của xe kết đông hoặc được xếp vào các giá của xe để chuẩn bò đưa vào
buồng kết đông. Buồng tháo tải được dùng để tháo các sản phẩm đã kết đông
chuyển qua các buồng bảo quản đông.
Nhiệt độ không khí buồng chất tải có thể điều chỉnh xuống được -5
0
C để gia
lạnh sản phẩm khi cần thiết.
7. Buồng bảo quản đá -4
0
C
Buồng bảo quản nước đá có nhiệt độ không khí -4
0
C đi kèm bể đá
khối. Dung tích buồng tuỳ theo yêu cầu trữ đá, thường có thể trữ được từ 2 đến 5
lần năng suất ngày đêm của bể đá.
Buồng bảo quản nước đá thường được trang bò dàn lạnh treo trần, đối lưu
không khí tự nhiên.
8. Buồng chế biến lạnh +15
0
C.
Buồng chế biến lạnh trong các xí nghiệp chế biến thực phẩm có công nhân
làm việc ngày liên tục bên trong. Nhiệt độ tuỳ theo yêu cầu công nghệ chế biến
nhưng thường là từ 10 18
0
C.
5

B TÍNH TOÁN
CHƯƠNGI Xác đònh kích thước các buồng lạnh
I.1 Dung tích kho lạnh
E = V.g
v
E : dung tích kho lạnh (t)
V : thể tích kho lạnh (m
3
)
G
v
: đònh mức chất thể tích (t/m
3
). G
v
=0.31 t/m
3
Dung tích thật sự các buồng :
Sản phẩm khoai tây E
sp
và thùng gỗ E
bb
Chọn E
bb
=10% E
sp
E
sp
= 50 T (đầu đề)
⇒ dung tích thật sự của buồng lạnh :

E = E
sp
+ E
bb
= 50 + 5 = 55 (t)
⇒ thể tích của buồng lạnh :
V = E/g
v
= 55/0.31 = 177.42 (m
3
)
I.2.diện tích buồng lạnh :
_ Diện tích chất tải F = V/h h: là chiều cao chất tải (m) ,
chọn h=2.5 m
⇒F =
==
5.2
42.177
h
V
70.97 m
2
;
_Diện tích buồng lạnh cần xây dựng :
F
1
= F/β β :Hệ số sử dụng diện tích theo buồng
F = 70.97 m
2

⇒ β=0.73(bảng 2.4 P30 [1]);
⇒ F
1
=
2
22.97
73.0
97.70
m=
;
⇒Diện tích buồng lạnh quy chuẩn (bội của 36 m
2
)
chọn F
1
=108 m
2
⇒ kích thước 9
m
x12
m
.
CHƯƠNG II. CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ CÁCH NHIỆT KHO LẠNH.
II.1 CẤU TRÚC CƠ BẢN VÀ CÁCH NHIỆT CƠ BẢN.
Trong kho lạnh luôn duy trì ở nhiệt độ thấp và độ ẩm tương đối caoso với
môi trường bên ngoài. Do sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm đó luôn có một dòng
nhiệt và một dòng ẩm xâm nhập từ môi trường ngoài vào buồng lạnh. Dòng nhiệt
gây tổn thất đến năng suất lạnh. Dòng ẩm có tác động xấu đến vật liệu xây dựng
và cách nhiệt. Điều đó làm giảm tuổi thọ vật liệu và cấu trúc xây dựng, làm hỏng

cách nhiệt và làm mất khả năng cách nhiệt.
Vì vậy cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh phải đảm bảo được các
yêu cầu sau:
- Đảm bảo tuổi thọ dự kiến của kho.
- Chòu được tải trọng của bản thân và của hàng bảo quản .
- Chống được ẩm thâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt bên
ngoài tường không được đọng sương.
- Đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chi púi đầu tư cho máy lạnh và
vận hành.
6
- Chống được cháy nổ và đảm bảo an toàn.
- Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp bằng cơ giới.
- Có tính kinh tế.
II.1.1 Móng và cột.
Móng phải chòu được tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng và hàng hoá
bảo quản. Do đó móng phải kiên cố, vững chắc và lâu bền.
Khi đổ móng người ta phải chừa trước những lỗ để lắp cột chòu lực.
II.1.2 Tường bao và tường ngăn.
Có rất nhiều phương án xây dựng tường bao và tường ngăn tuỳ thuộc vào loại
kho lạnh. Phần này được trình bày kỹ hơn trong phần tính toán.
II.1.3 Mái
Các kho lạnh có các tấm mái tiêu chuẩn đi kèm với cột, rầm, xà tiêu chuẩn.
Mái kho lạnh không đưôc đọng nước, phải không bò thấm nước.
II.1.4 Nền
Kết cấu của nền phụ thuộc vào nhiều yếu tố:
- Nhiệt độ phòng lạnh.
- Tải trọng của kho bảo quản.
- Dung tích kho lạnh.
Yêu cầu của nền là phải có độ vững chắc cần thiết, tuổi thọ cao, vệ sinh sạch
sẽ, không thấm ẩm.

II.1.5 Cửa và màn khí.
Cửa là một tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh có đệm kín bằng
cao su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín
giảm tổn thất nhiệt.
Phía trên cửa có bố trí thiết bò tạo màn khí giảm tổn thất nhiệt. Khi mở cửa,
động cỏ quạt tự động hoạt động, tạo ra một màn khí thổi từ trên xuống dưới ngăn
cản đối lưu không khí nóng bên ngoài với không khí lạnh trong buồng giảm tổn
thất nhiệt.
II.2 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT BUỒNG LẠNH.
II.2.1.Vật liệu cách nhiệt.
Cách nhiệt lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ môi trường ngoài
có nhóet độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che. Chất lượng
của vách cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật liệu cách nhiệt theo
các yêu cầu sau:
- Hệ số dẫn nhiệt nho.û
- Khối lượng riêng nhỏ.
- Độ thấm hơi nước nhỏ.
- Độ bền cơ học và độ dẻo cao.
- Bền ở nhiệt độ thấp và không ăn mòn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với
nó.
- Không cháy hoặc không dể cháy.
- Không bắt mùi và không có mùi lạ.
- Không gây nấm mốc và phát sinh vi khuẩn, không bò chuột, sâu bọ
đục phá.
7
- Không độc hại đối với con người.
- Không độc hại đối với sản phẩm bảo quản, làm biến chất và làm
giảm chất lượng sản phẩm.
- Vận chuyển, lắp ráp, sửa chữa, gia công dễ dàng.
- Rẻ tiền và dễ kiếm.

- Không đòi hỏi bảo dưỡng đặc biệt.
II.2.2 Xác đònh chiều dày cách nhiệt.
II.2.2.1 Tường bao
II.2.2.1.1 Tính chiều dày cách nhiệt.
d
cn
= l
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
Trong đó:
- d
cn
: chiều dày của lớp cách nhiệt, m.
- l
cn: hệ
số dẫn nhuệt của lớp vật liệu cách nhiệt, w/mK.
Chọn vật liệu cách nhiệt là polystitol l
cn
=0,047 w/mK.

(bảng 3.1 ; P 61; tài liệu 1).
- K hệ số truyền nhiệt, w/m
2
K.
K= 0,4775 w/m
2
K (bảng 3.3; P 63; [1])
- a
1
: hệ số toả nhiệt của môi trường ngoài tới tường cách nhiệt,

w/m
2
K.

a
1
= 23,3 w/m
2
K.(bảng 3.7; P65; [1]).
- a
2
: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh,
a
2
= 9 w/m
2
K.(bảng 3.7; P 65; [1]).
d
i

:bề dày của lớp cách nhiệt thứ i, m.
l
i
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, w/m
2
K.
lớp vật liệu xây dựng d
i
,m l
i ,
w/m
2
K
lớp vưã xi măng 0.02 0.88
lớp gạch đỏ 0.38 0.82
lớp cách ẩm 0.004 0.3
Chiều dày lớp cách nuiệt:
8
d
cn
= l
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα

i
i
d
k
= 0,047(
))
9
1
3.0
004.0
82.0
38.0
88.0
02.0
*3
3.23
1
(
4775.0
1
++++−
= 0,066 m.
Chọn chiệu dày cách nhiệt d
cn
=0,075 m.
Hệ số truyền nhiệt thực tế :
K=
∑
+++
21

11
1
αλλα
cn
cn
i
i
dd
=
9
1
047.0
075.0
3.0
004.0
82.0
38.0
88.0
02.0
*3
3.23
1
1
+++++
K= 0.4358 w/m
2
k
II.2.2.1.2 Kiểm tra đọng sương.
Theo bảng 1.1 [1], nhiệt độ và độ ẩm trung bình tháng nóng nhất tại Bảo Lộc
là:

t= 31,6
0
C ; ϕ=83% do đó nhiệt độ đọng sương t
s
=28
0
C.
Nhiệt độ của buồng lạnh t
p
=10
0
C.
Ta có K
s
= 0,95* a
1
(t
1
-t
s
)/(t
1
-t
p
) = 0,95*23,3*(31,6-28)/(31,6-10) = 3,69
K
s
=3,69 > K
1
=0,4358 cho nên vách ngoài không bò đọng sương.

II.2.2.1.3 Kiểm tra đọng ẩm.
Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt :
q= k
∆
t= 0.4358(31.6-10) = 9.41328 w/m
2
.
Xác đònh nhiệt độ bề mặt tại các lớp vách:
q =
α
(t
i+1
-t
i
)
+ t
1
= t
n
-
1
α
q
= 31.6-
3.23
41328.9
=31.196;
+ t
2
= t

n
-
1
α
q
-
∑
=
1
1
1
i
i
d
λ
= 30.982;
+ t
3
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
2
1
1

i
i
d
λ
= 26.62;
+ t
4
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
3
1
1
i
i
d
λ
= 26.406;
+ t
5
= t
n
-
1

α
q
-
∑
=
4
1
1
i
i
d
λ
= 26.28;
+ t
6
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
5
1
1
i
i
d

λ
= 11.259;
+ t
7
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
6
1
1
i
i
d
λ
= 11.045;
+t
12
= t
7
-
2
α
q
= 10;

- Tính phân áp suất thực của hơi nước
+ Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che
9

ω
=
H
PP
hh 21
−
; Trong đó
P
h1
=P
x”
(t=31.6
0
C)*
ϕ
= 4683*90%=4214.7 pa;
P
h2
=P
x”
(t=10
0
C)*
ϕ
= 1227.7*95%=1166.3 pa;
H: trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che

H=
∑
i
i
d
µ
= 3
90
02.0
+
86.0
004.0
5.7
075.0
105
38.0
++
=0.01894 m
2
hMpa/g;
ω
=
H
PP
hh 21
−
=
6
10
01894.0

3.11667.4214
−
−
=0.161 g/m
2
h;
+ Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt vách
P
x2
=P
h1
-
ω
1
1
µ
d
=4214.7-0.161
6
10
90
02.0
−
=4179;
P
x3
= P
h1-
∑
=

2
1i
i
i
d
µ
ω

= 3596;
P
x4
= P
h1-
∑
=
3
1i
i
i
d
µ
ω

=3560.5;
P
x5
= P
h1-
∑
=

4
1i
i
i
d
µ
ω

=2811.6;
P
x6
= P
h1-
∑
=
5
1i
i
i
d
µ
ω

=1210.6;
P
x7
= P
h1-
∑
=

6
1i
i
i
d
µ
ω

=1165.9;
Ta có bảng sau:
vách 1 2 3 4 5 6 7
Nhiệt độ
0
C 31.196 30.982 26.62 26.406 26.28 11.259 11.045
p suất P
hmax
,pa 4571 4512 3514 3468 3441 1348 1327
p suất thực P
x
,pa 4214.7 4179 3596 3560.5 2811.6 1210.6 1165.9
Ta có P
hmax
> P
x
vậy vách không bò đọng ẩm.
10
II.2.2.2.Trần (hình 39 b)
d
cn
= l

cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
Tra bảng dùng lớp cách nhiệt đất sét,sỏi :
+ λ
cn
= 0,2 w/mK : (bảng 3.1 P 61 [1]);
+ K : hệ số truyền nhiệt ( bảng 3.3 p 63 ,[1])
K = 0,435 w /m
2
K
+ α
1
hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới trường cách nhiệt
α
1
=23,3 w/m
2
K
+ α

2
hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh
α
2
= 9 w/m
2
K
+ δ
i
: chiều dày các lớp xây dựng thứ i (m)
+ λ
øi
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i w/m
2
K
• Lớp phủ đồng thời là lớp cách ẩm bằng vật liệu xây dựng và Situm
δ
1
=

12 mm ;

λ
1
=0,3 w/mK
• Lớp bê tông giằng có cốt δ
2
=40 mm ; λ
2
=4,4 w/mK

• Lớp cách nhiệt chiều dày δ
3
=? ; λ
3
=0,2 w/mK
• Tấm cách nhiệt bằng xốp polystrirol δ
4
=50 mm ; λ
4
=0,047 w/mK
• Lớp bê tông cốt thép chòu lực δ
5
=220 mm ; λ
5
=1,5 w/mK
⇒ Chiều dày cách nhiệt của trần:
d
cn
= l
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i

d
k
= 0,2(
))
9
1
5.1
22.0
047.0
05.0
4.1
04.0
3.0
012.0
3.23
1
(
435.0
1
+++++−
=0.173 (m)
Chọn d
cn
=0.2 (m).
Hệ số truyền nhiệt thực tế:
K=
∑
+++
21
11

1
αλλα
cn
cn
i
i
dd
=
9
1
2.0
2.0
5.1
22.0
047.0
05.0
4.1
04.0
3.0
012.0
3.23
1
1
++++++
K=0.411 w/m
2
k
11
II.2.2.3.nền (hình 3_5.c)
_ Nền nhẵn bằng các tấm bê tông kỹ thuật

δ
1
=

40 mm ;

λ
1

=1.4 w/mK
_Lớp bê tông tăng cứng : δ
2
=100 mm ; λ
2
=1.4 w/mK
_Lớp bê tông giằng : δ
3
=40 mm ; λ
3
=1.4 w/mK
_Lớp cách nhiệt bằng đất sét xốp , sỏi: δ
4
=? ; λ
4
=0.2 w/mK
_Lớp cách ẩm : δ
5
=100 mm ; λ
5

=0.3 w/mK
_Lớp bê tông đệm :
_Lớp làm kín bằng đá dăm :
d
cn
= l
cn
(
∑
++− ))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
.
Trong đó
k = 0.435 w /m
2
K
α
1
=23.3 w /m
2
K
α

2
= 9 w /m
2
K
d
cn
= 0,2(
))
9
1
5.1
22.0
047.0
05.0
4.1
04.0
3.0
012.0
3.23
1
(
435.0
1
+++++−
=0.337 (m)
Chọn δ
4
=0.4 (m).
Hệ số truyền nhiệt thực tế:
K=

∑
+++
21
11
1
αλλα
cn
cn
i
i
dd
=
9
1
2.0
4.0
3.0
1.0
4.1
1.0
4.1
04.0
*2
3.23
1
1
+++++
K= 0.3823 w/m
2
k

12
CHƯƠNG III. TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh ϕ được xác đònh bằng biểu thức :
Q = Q
1
+ Q
2
+Q
3
+Q
4
+Q
5
(w)
Q
1
: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh .
Q
2
: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh .
Q
3
: dòng nhiệt từ không khí bên ngoài so thông gió buồng lạnh.
Q
4
: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.
Q
5
:dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra khi hô hấp trong đó ϕ
3

= 0 do
buồng bảo quản không có thông gió.
III.1 tính Q
1
dòng nhiệt qua kết cấu bao che
Q
1
=Q
11
+ Q
12

Q
11
: dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.
Q
12
: dòng nhiệt qua tường bao , trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt
trời.
III.1.1 xác đònh Q
11
: do chênh lệch nhiệt độ
Q
11
= K* F* ∆T
Bao che K (w/m
2
k) F (m
2
) ∆T (k) Q

1
(w)
Tường ngoài 0.4358 60 21.6 618.84
Tường ngoài 0.4358 45 21.6 434.13
Tường ngoài 0.4358 60 21.6 618.84
Tường ngoài 0.4358 45 21.6 464.13
Nền 0.3823 108 21.6 1014.77
Trần 0.411 108 21.6 1014.77
⇒ Q
11
= ∑Q
11i
= 4195.5 (w)
13
III.1.2 xác đònh Q
12
do bức xạ mặt trời :
Q
12
=K * F * ∆t
12
T TB 9m
B
TN 12m
N Đ

Bao che hướng K (w/m
2
k) F (m
2

) ∆t
12
(k) Q
12
(w)
Tường ngoài TN 0.4358 60 10 286.5
Tường ngoài TB 0.4358 45 6 128.9
Tường ngoài TN 0.4358 60 _ _
Tường ngoài TB 0.4358 45 _ _
Nền _ 0.3823 108 _ _
Trần _ 0.411 108 19 892.6
⇒ Q
12
= ∑Q
12i
= 1308 (w)
* Q
1
= Q
11
+ Q
12

= 4195.5 +1308
=5503.5(w).
III.2.tính Q
2
dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra :
Q
2

= M* (h
1
– h
2
)* 1000/(24*3600) (kw)
_h
1
,h
2
: enthapi của sản phẩm trước và sau khi xử lý lạnh :
Theo bảng 4_2 p.81 ,[1]
t
1
= 31.6
o
C ⇒h
1
= 390.624 kJ/kg
t
2
=10
o
C ⇒h
2
= 308.8 kJ/kg
_Dòng nhiệt do khoai tây tỏa ra .
Q
21
=M
kt

*(h
1
– h
2
) * 1000/(24 * 3600)*10
3
(w)
M
kt
chọn bằng 10% khối lượng sản phẩm bảo quản.
M
kt
= 10% * E
kt
=10% =50 =5 tấn
⇒ Q
4
= 5* (390.624 – 308.8) * 1000*1000/(24 *3600)
= 4735.2 (w)
_dòng nhiệt do bao bì (gỗ ) tỏa ra
M
g
=10% *E
g
= 0.5
Q
22
=M
b
* G

b
(t
1
– t
2
) * 1000/(24 * 3600)
=0.5 * 2500 * ( 31.6 - 10) * 1000/(24*3600) (w)
⇒ Q
2
=Q
21
* Q
22
14

=4735.2 + 312.5
=5047.7 (w)
III.3. tính Q
3.:
dòng nhiệt do thông khí
Q
3
= M
k *
(h
2
– h
1
) =0.03225 * (92 - 29) =2.032 kw.
Trong đó M

k
lưu lượng không khí trong phòng trao đổi với môi trường bên
ngoài
M
k
=V*A*s/(24 * 3600) =9*12*5*4*1.29 /(24 * 3600) =0.03225 (kg/s)
t
2
=31.6
o
C
ϕ
2
=83% ⇒ h
2
= 92 kJ/kg
t
1
= 10
o
C
ϕ
1
= 90% ⇒ h
1
=29 kJ/kg
III.4.tính Q
4
:Dòng nhiệt do vận hành.
Q

4
= Q
41
+ Q
42
+ Q
43
+ Q
44
_Q
41
: dòng nhiệt do chiếu sáng buồng
Q
41
= A * F
F : diện tích các buồng F=108 (m
2
)
A : nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu xuống 1 m
2
diện tích buồng hay diện tích
nền .Đối với buồng bảo quản A =1.2w/m
2
⇒ Q
41
= A * F = 1.2 w/m
2
* 108 m
2
= 129.6 (w)

_Dòng nhiệt do người tỏa ra.
Q
42
= 350 * n (w)
n : số người làm việc trong buồng chọn n =2 người
⇒ Q
42
= 350 * 2 =700 (w)
_Q
43
dòng nhiệt do các động cơ điện
Do lắp đặt các động cơ điện ở phía ngoài buồng
⇒ Q
43
= 0
_Q
44
: dòng nhiệt khi mở cửa Q
44

Q
44
= B * F B : dòng nhiệt riêng khi mở cửa w/m
2
F : diện tích buồng m
2
F =108 m
2
-

B=15 w/m
2
(bảng 4.4 P87 [1])
⇒Q
44
= B * F =15*108 =

1620 (w)
⇒ Q
4
=Q
41
+ Q
42
+ Q
43
+ Q
44

=129.6 + 700 + 0 + 1620
=2449.6 (w)
III.5.tính Q
5
Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp
Q
5
= E ( 0.1*q
n
+ 0.9 q
bq

)
E : dung tích kho lạnh E = 55(t)
q
n
,q
bq
dùng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm có nhiệt độ nhập vô kho lạnh và sau đó
là nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh w
q
n
, q
bq
: tra ở bảng 4-5 p 89, [1];
t
n
=31.6
o
C
q
n
======== 62.56 w/t
t
bq
= 10
o
C
q
bq
======== 30 w/t
15

⇒ Q
5
= 55 (0.1 * 62.56 +0.9 * 30)
= 1829.1 (w)
• Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh
Q=Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
+ Q
3
=5503.5 + 5047.7 + 0 + 2449.6 + 1829.1 +2032
=16862 (w) =16.862 (kw).
16
CHƯƠNG IV TÍNH CHU TRÌNH LẠNH
IV.1 Tác nhân lạnh.
IV.1.1 Đònh nghóa : Tác nhân lạnh là chất môi giới sử dụng trong chu trình
ngược chiều để hấp thụ nhiệt của môi trường cần làm lạnh có nhiệt độ thấp và tải
nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn.
máy lạnh nén hơi, quá trình hấp thụ nhiệt ở môi trường lạnh được thực
hiện nhờ quá trình bay hơi của tác nhân lạnh ở nhiệt độ thấp, áp suất thấp và quá
trình thải nhiệt ở môi trường có nhiệt độ cao nhờ quá trình ngưng tụ của hơi tác
nhân lạnh ở nhiệt độ cao, áp suất cao.
Chọn tác nhân lạnh là R22

IV.1.2 Tác nhân lạnh R22
Có công thức hoá học là CHClF
2
, là chất khí không màu, có mùi thơm rất
nhẹ, sôi ở áp suất khí quyển ở -40.8
0
C.
IV.1.2.1 Tính chất vật lý
- Ở điều kiện làm mát bằng nước tuần hoàn mùa hè Việt Nam, nhiệt độ
ngưng tụ 42
0
C, áp suất ngưng tụ 16.1 bar, là tác nhân có áp suất tương đối cao.
- Nhiệt độ cuối tầm nén trung bình nhưng cần làm mát tốt đầu máy nén.
- p suất bay hơi thường lớn hơn áp suất khí quyển.
- Năng suất thể tích riêng lớn gần bằng của NH
3
nên máy tương đối đơn
giản.
- Độ nhớt lớn, tính lưu động kém NH
3
nên các đường ống, cửa van đều phải
lớn hơn.
- Hoà tan hạn chế dầu nên gây khá nhiều khó khăn cho việc bôi trơn. Ở
khoảng nhiệt độ từ -20
0
C đền -40
0
C tác nhân không hoà tan dầu. Dầu có nguy cơ
bám lại trên bề mặt dàn bay hơi làm cho máy nén thiếu dầu nên người ta tránh
không cho máy lạnh R22 làm việc ở khoảng nhiệt độ này.

- Không hoà tan nước nhưng mức độ hoà tan vẫn lớn hơn gấp 5 lần R12 nên
máy lạnh R22 ít bò nguy cơ tắc ẩm hơn.
- Không dẫn điện nên có thể sử dụng cho máy nén kín và nửa kín tuy độ an
toàn kém hơn R12 nên sự cố điện đối với R22 lớn hơn. Lỏng R22 có dẫn điện
nên tuyệt đối không để lỏng lọt về máy nén.
IV.1.2.2 Tính chất hoá học
- Bền vững ở phạm vi áp suất và nhiệt độ làm việc.
- Khi có chất xúc tác là thép, phân huỷ ở 550
0
C có thành phần phosgen rất
độc.
- Không tác dụng với kim loại và phi kim loại chế tạo máy nhưng hoà tan và
làm trương phồng một số chất hữu cơ như cao su và chất dẻo nên đệm kín phải sử
dụng cao su chòu freon.
IV.1.2.3 Tính an toàn cháy nổ
- Không cháy và không nổ tuy tính an toàn thấp hơn so với R12.
IV.1.2.4Tính chất sinh lý
- Không độc hại đối với cơ thể sống. Khi nồng độ lên quá cao có thể bò ngạt
thở do thiếu dưỡng khí.
17
- Không làm biến chất thực phẩm bảo quản.
IV.1.2.5 Tính kinh tế
- R22 đắt nhưng dể kiếm, vận chuyển và bảo quản dể dàng.
IV.1.2.6 ng dụng
Đang được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp đặc biệt
trong lónh vực điều hoà không khí. Mức độ phá huỷ tầng ôzôn thấp nhưng nó gây
hiệu ứng nhà kính làm nóng đòa cầu.
IV.1 Thuyết minh quy trình công nghệ
Sơ đồ nguyêm lý cơ bản
Vòng tuần hoàn kín của tác nhân lạnh:

Hơi môi chất lạnh sinh ra ở thiết bò bay hơi được quá nhiệt sơ bộ do van tiết
lưu nhiệt , đi vào thiết bò hồi nhiệt , thu nhiệt của chất lỏng nóng, quá nhiệt đến
nhiệt độ t
1
rồi được hút vào máy nén. Qua máy nén hơi được nén đoạn nhiệt lên
trạng thái 2 và được đẩy vào bình ngưng. Trong bình ngưng tụ, hơi thải nhiệt cho
nước làm mát, ngưng tụ lại thành lỏng và được quá lạnh chút ít. Sau đó lỏng được
dẫn vào thiết bò hồi nhiệt.Trong bình hồi nhiệt, lỏng thải nhiệt cho hơi lạnh từ thiết
bò bay hơi ra. Nhiệt độ hạ từ t
3’
xuống còn t
3.
Tiếp đó lỏng được đưa vào phim sấy
lỏng để lọc cặn bã và lọc ẩm. Sau đó lỏng đi vào van tiết lưu. Được tiết lưu xuống
trạng thái 4 và được đẩy vào thiết bò bay hơi. Trong thiết bò bay hơi, lỏng bay hơi,
thu nhiệt của môi trường lạnh. Hơi lạnh được máy nén hút về sau khi qua thiết bò
hồi nhiệt. Như vậy vòng tuần hoàn của tác nhân lạnh được khép kín.
IV.2 TÍNH TOÁN
IV.2.1.tính toán thông số làm việc của máy lạnh
IV.2.1. nhiệt độ ngưng tụ t
c
:
t
c
=t
w2
+ ∆T
min
t
c

: nhiệt độ ngưng tụ
o
C
t
w2
: nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng
∆T
min
=5k
t
w2
= t
w1
+∆t
w
t
w1
: nhiệt độ nước vào bình ngưng
∆t
w
= 5 k
t
w1
= t
ư
+ (3-5)
o
C t
ư
: nhiệt độ ban đầu với

t
1
=31.6
o
C
Q=83% ⇒ t
ư
=29
o
C
⇒ t
w1
=29
o
C + 4
o
C =33
o
C
⇒ t
w2
= t
w1
+ 5
o
C = 33
o
C + 5
o
C =38

o
C
18
⇒t
c
=t
w2
+ 5
o
C = 43
o
C
IV.2.2 Nhiệt độ bốc hơi .
Chọn nhiệt độ ở phòng bảo quản t
p
=10
o
C
Nhiệt độ không khí đi ra khỏi dàn lạnh t
1’’
=8
o
C
Nhiệt độ không khí đi vào dàn lạnh t
1’
=10
o
C
Chọn nhiệt độ bốc hơi t
o

= 6
o
C
IV.2.3 Chọn và tính ∆t
qn
, ∆t
ql

* ∆t
qn:
ở trong thiết bò có hai quá trình quá nhiệt
_quá nhiệt do van tiết lưu nhiệt
_quá nhiệt do hơi đi qua thiết bò hồi nhiệt
⇒ chọn độ quá nhiệt chung ∆t
qn
=∆t
qn1
+ ∆t
qn2
=16 k
*∆t
ql
∆t
ql
:được tính theo ∆t
qn2
Được biểu diễn trên giản đồ lgp_h

lgp
3 3’ p

c
,t
c
2’ 2
p
o
,t
o
1’ 1
h
Ta có : ∆h
1
=∆h
3
⇔ h
1
– h
1’’
=h
31
–h
3
p
3
= p
c
⇒ điểm 3
Các thông số trạng thái của các điểm nút được ghi trong bảng.
Stt Điểm Trạng thái T (
o

C) P (p
c
) h(kJ/kg) V (m
3
/kg)
1 1 Hơi quá nhiệt 25 6.0208 724 0.044
2 1
’’
Hơi bão hòa 6 6.0208 707.7
3 2 Hơi quá nhiệt 75 16.483 750 0.018
4 2
’’
Hơi bão hòa 43 16.483 717.4
5 3
’
Lỏng bão hòa 43 16.483 553.54
6 3 Lỏng quá lạnh 30 16.483 537.24 0.8772 10
-3
7 4 Lỏng-hơi bão hòa 6 6.0208 537.24
IV.2.2. Tính chu trình lạnh
_ năng suất lạnh riêng khối lượng
q
o
=h
1’’
–h
4
=707.7-537.24=170.46 kJ/kg
_ năng suất lạnh riêng thể tích .
q

v
=q
o
/v
1
=170.46 /0.044 =3874.1 kJ/m
3
_ năng suất nhiệt riêng ngưng tụ .
19
q
k
= h
2
– h
3’
=750 – 553.54 =196.46 kJ/kg
_ tỉ số nén.
π = p
c
/p
o
=16.483 /6.0208 =2.738
_ Công nén riêng .
l = h
2
- h
1
=750 –724 = 26 kJ/kg
_ Hệ số lạnh.
ε = q

o
/l =170.46 /26 =6.56
_ Độ hoàn thiện chu trình .
V= ε* (T
k
-T
o
) /T
o
=6.56 * (43-6) /(273+6) =0.87
IV.2.3. Tính toán máy nén.
- năng suất máy nén: Q
0
= 100%Q
1
+ 10%Q
2
+ 100%Q
3
+100%Q
4
+100%Q
5
=
=5503.5+0.1*5047.7+2032+244906+1829.1=12319 w
_ Lưu lượng nén qua máy nén.
m=Q
o
/q
o

=12.319*3600/170.46 =260.17 kg /h
_ Thể tích thực tế .
V
tt
=m*v
1
=260.17(kg/h) * 0.044 (m
3
/kg)
= 11.447 m
3
/h
_ Thể tích hút lý thuyết
V
lt
= V
tt
/ λ λ : hệ số cấp
Với π =2.738 tra đồ thò (h 3.4 p 54 [2])
⇒ λ = 0.85
⇒V
lt
=V
tt
/λ =11.447 /0.85 =13.468 (m
3
/h)
_ Công nén lý thuyết
N
s

= m * l =260.17 * 26 /3600 =1.879 (kw)
_ Công nén hữu ích
N
c
=N
s
/n
c
n
c
: hiệu suất nén hữu ích.
Tra đồ thò hình 3.6 môi chất R22 tỉ số nén π=2.738
⇒ n
c
=0.73
⇒ N
c
=N
s
/ n
c
=1.897 / 0.73 =2.574 (kw)
Vậy chọn máy nén hiệu
φ
Γ
2.8 với các thông số kỹ thuật sau:
+ Số xilanh 2;
+ Số vòng quay 24;
+ Đường kính xilanh 50 mm;
+ Thể tích hút lý thuyết 3.8 10

-3
m
3
/s;
- Số máy nén z=
84.0
10*8.3
10*18.3
3
3
=
−
−
- Chọn z= 1 máy.
- Công nén đoạn nhiệt N= m*l = 0.07227*26= 1.88 kw;
- Hiệu suất chỉ thò
889.06*001.0
316
279
=+=+=
o
k
o
i
bt
T
T
η
;
- Công suất chỉ thò N

i
=
115.2
889.0
88.1
==
i
N
η
kw;
- Công suất ma sát N
mas
=V
tt
P
ms
chọn P
ms
=0.045 Mpa;
20
= 0.00318*0.045*1000=0.1431 kw;
- Công suất hữu ích N
e
= N
e
+N
mas
=2.115+0.1431 = 2.2581 kw;
- Công suất tiếp điện N
td

=
eltd
e
N
ηη
chọn
;85.0;95.0 ==
eltd
ηη
N
td
=
eltd
e
N
ηη
=
85.0*95.0
2581.2
=2.8 kw;
- Công suất động cơ lắp đặt N
dc
= N
td
dc
η
; chọn
dc
η
=1.2 hệ số an toàn;

N
dc
= N
td
dc
η
= 2.8*1.2=3.36 kw
21
CHƯƠNG V THIẾT BỊ NGƯNG TỤ
V.1 Chọn thiết bò ngưng tụ vỏ ống nằm ngang
Đây là loại thiết bò được ứng dụng rộng rãi nhất hiện nay trong các hệ thống
lạnh năng suất vừa và lớn.Dùng thích hợp cho những nơi có nguồn nước sạch và
sẳn nước, giá thành nước không cao.
Do tác nhân lạnh là Freon nên để phù hợp với tính chất của môi chất các ống
trao đổi nhiệt thường là ống đồng có cánh nhôm lồng vào hoặc cuốn trên bề mặt
ngoài của ống để tăng cường khả năng truyền nhiệt từ phía freon.
Nước lạnh đi trong ống truyền nhiệt sẽ nhận nhiệt của hơi tác nhân lạnh đi
ngoài để hoá lỏng hơi tác nhân lạnh. Lượng nước được tuần hoàn nhờ cho đi qua
tháp giải nhiệt để giải nhiệt đến nhiệt độ ban đầu. Lỏng tác nhân lạnh sẽ được
chảy xuống bình chứa cao áp.
- Ưu điểm
+ Đây là loại thiết bò ngưng tụ gọn và chắc chắn nhất.
+ Có thể bố trí trong nhà mà vẫn chiếm ít diện tích.
+ Tiêu hao kim loại nhỏ nhất.
+ Nhiệt độ nước làm mát có thể tăng nhiều 4 10K.
+ Nhiệt độ ngưng tụ và năng suất lạnh ổn đònh, ít phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường và mùa khí hậu trong năm.
+ Phần dưới của thiết bò ngưng tụ có thể kiêm luôn chức năng của bình chứa.
+ Hệ số truyền nhiệt tương đối lớn.
+ Dễ chế tạo và lắp đặt, có thể sửa chửa và làm sạch ống ống bằng cơ học

hay hoá học.
- Nhược điểm
+ Phải có diện tích dự phòng phía đầu bình hoặc có phương án thích hợp để
có thể rút ống ra khi sửa chửa và thay thế.
+ Yêu cầu lượng nước làm mát lớn và nhanh tạo cáu bẩn.
+ Phải có thiết bò tháp giải nhiệt.
V.2 Tính toán
Cấp suất lạnh Q
o
=16.862 kw
Nhiệt độ sôi t
o
= 6
o
C
Nhiệt độ nước làm mát vào t
w1
= 33
o
C ,nước ra t
w2
=38
o
C
Môi chất lạnh R22
Nhiệt độ ngưng tụ t
k
= 43
o
C

Cấp suất nhiệt của bình ngưng Q
k
=19.434 kw.
Lưu lượng nước qua bình ngưng:
M
n
=
93.0
)3338(*18.4
434.19
t*C
Q
k
=
−
=
∆
kg/s;
_ Chọn ống trong bình ngưng là ống đồng đường kích trong tiêu chuẩn
d
1
= 13.2 mm
+ Đường kính của cánh d
c
=21 mm
+ Đường kính chân cánh d
o
=16.5 mm
+ Bước cánh S= 2 mm
_Diện tích tính cho 1 m chiều dài ống .

22
+ diện tích bề mặt ngoài f
1
=π * d
n
* l
+ diện tích bề mặt trong f
2
= π * d
t
* l =π * 0.0132 * 1 =0.0415 m
2
_ Hệ số làm cánh ϕ=f
1
/f
2
=3.6;
_ Chọn tốc độ nước trong thiết bò ω=1.9 m/s
Số ống trong một lõi của bình ngưng
n
1
=
6.3
9.1*89.993*0132.0*14.3
93.0*4
4
22
1
==
ρωπ

d
M
n
;
chọn n
1
=4.
⇒ tốc độ nước được điều chỉnh ω =1.71 m/s
_ Xác đònh hệ số tỏa nhiệt α
2
từ vách trong của ống tưới nước .
+ trò số R
e
của dòng nước chảy trong ống .
R
e
=
µ
ω
fd **
µ
: độ nhớt động lực của nước :
µ
= 0.7155 * 10
3
N S/m
2
(tra bảng I 102 ,p 94 sổ tay tập 1)
Re =
3^10*7155.0

09.993*0132.0*71.1
= 31354
Re=31354 >10000 ⇒ chảy rối
+Trò số Pr
t =35.5
0
C ⇒ Pr = 5.5 (tra ở hình XIII , p 459, [8])
+Tính N
u
.
vì N
e
> 10000 ⇒ N
u
=0.021 * N
e
0.8
* P
v
4.03
=0.021 * 31354
0.8
* 5.5
0.43
=172.8
+ Hệ số truyền nhiệt về phía nước .

α
2
=N

u
*
λ
/d
t
λ
: hệ số dẫn nhiệt của nước ở nhiệt độ F =35.5
λ
=0.626 w/m độ (tra ở bảng I 129 , p 133,[9])
⇒
λ
2
=
0132.0
626.0*8.172
= 8191 w/m
2
k
_Lấy tổng nhiệt tỏa ra của vách ống và của cặn bẩn
∑
δ
I
/
λ
i
=2.6 *10
-4
m
2
k/w

_ Phương trình xác đònh mật độ dòng nhiệt về phía nước có kể tới sự dẫn
nhiệt trong lớp cặn bẩn .
q
2b
=
∑
+
−
i
i
nv
d
tt
λα
2
1

+ Có thể coi chênh lệch nhiệt độ trung bình ∆t
u
là hiệu số giữa nhiệt độ
ngưng tụ và nhiệt độ trung bình nước cuả t
n
∆t
u
=t
k
– t
n
=43-35.5 =7.5
o

K
+ ∆t
u
là độ chênh lệch giữa nhiệt độ ngưng tụ t
k
và nhiệt độ vách ống t
v
thì
∆t
tb
=t
k
- t
v
23
⇒q
tb
=
∑
+
∆−∆
i
i
utb
d
tt
λα
2
1
=A(∆t

tb
- ∆t
u
);
với A=
∑
+
i
i
u
d
λα
2
1
1
=
4
10*6.2
8191
1
1
−
+
u
= 2617.22 w/m
2
k
⇒q
2b
= 2617.22 (∆t

tb
- ∆t
u
) = 2617.22 (7.5 - ∆t
u
)
_ Vì mật độ dòng tính theo diện tích xung quanh bề mặt ống trụ thay đổi theo
đường kính ống và giá trò nhiệt độ tại tọa độ tính toán nên để xác đònh mật độ
dòng nhiệt tại bề mặt trong của ống q
2
cần chọn sơ bộ kết cấu của bình ngưng và
một giá trò q
2
để tính sơ bộ rồi sau đó kiểm tra lại .
Chọn ∆t
q
=0.3 *∆t
tb
=0.3 * 7.2 = 2.16 k
⇒ q
21
= 2617.22*(∆t
tb
- ∆t
u
)
= 0.7 * 2617.22 * 7.2
= 13190.8 w/m
2
_ Các ống được bố trí trên mặt sàng theo đỉnh của tam giác đều và cả chùm

có hình lục giác đều với số ống đặt theo đường chéo lớn m xác đònh theo công thức
:
m= 0.75*
3
)2^/(**21
4
DldfSq
Q
S : cao ống ngang S=1.3 * d
1
=1.3 * 0.021 =0.027 (m)
l/D
2
: tỉ số giữa chiều dài ống và đường kính trong của thân chọn f/D
2
=8
⇒ m=0.75
3
8*0132.0*027.0*8.13190
19434
=6.02
chọn m=7 . Đây chính là số hàng ống theo chiều ngang.
N
2
=m=7 và lấy n
2
/2=3
Hệ số tỏa nhiệt từ phía môi chất ngưng tụ tính theo bề mặt trong của ống
α
1t

α
1t
=0.72
4
1
32
23
d
gh
µ
λρ
∆
(
2
n
)
-0.167

µ
∆
t
u
-0.25

ϕ
(w/m
2
k);
Trong đó :
ρ

: khối lượng của chất lỏng R22 ở nhiệt độ ngưng tụ t
k
=43
o
C
ρ
=1118 kg/m
3
(bảng 2.4 ,p39 máy và thiết bò lạnh)
µ
: độ nhớt động lực học
µ
=0.2233 *1.5
3
NS/m
2
(phụ lục 22, p 604,[9])
λ
: hệ số dẫn nhiệt
λ
= 7077 * 10
2
w/mk (phụ lục 22,p 604,[9])
ϕ
: hệ số tính đến điều kiện ngưng tụ khác nhau trên các phần đứng ( bề
mặt cánh) và ngang (bề mặt ống ) của bề mặt ngưng tụ
ϕ
=1.3
1
0

75.0
1
f
f
l
d
E
f
f
nđ
+
;
24
f
d
=
2
cos2
)(
2
0
2
1
α
π
s
dd −
)
s : chiều dày của ống : s = 0.002 (m)
α

: góc ở đỉnh của tiết diện cánh
α
=35
o
f
d
=
2
35
cos*002.0*2
)0165.0021.0(
0
22
−
π
= 0.139 (m
2
)
f
n :
:diện tích bề mặt nằm ngang của ống dài 1 m
f
n
= f
1
–f
d
=0.149-0.139 =0.01 m
2
l: chiều ngang hiệu dụng của cánh

l=0.25*
π
(d
1
2
–d
o
2
)/d
1
=0.25 *
π
(0.021
2
–0.0165
2
)/0.021=0.0063 (m)
E : hệ số cánh đối với cánh thấp E=1
ϕ
=1.3*
0063.0*149.0
0165.0*139.0
+
149.0
01.0
=1.609
_ Tính
α
1t
=0.72

4
1
32
23
d
gh
µ
λρ
∆
(
2
n
)
-0.167

µ
∆
t
u
-0.25

ϕ
(w/m
2
k);
=0.72
4
3
323
0165.0*10*2233.0

81.9*07077.0*1118*10*46.196
−
*3
-0.167
*
∆
t
u
-0.25
3.6*1609
=13544.47
∆
t
u
-0.25
Mật độ dòng nhiệt về phía môi chất :
q
1t
=
α
1t

t
∆
u
=13544047
t
∆
u
0.75

Ta có hệ phương trình xác đònh mật độ dòng nhiệt q
2
tính theo bề mặt trong
q
1t
=
α
1t

t
∆
u
=13544.47
t
∆
u
0.75
q
2t
= 2617.22 (7.5-
t
∆
u
)
Ở chế độ ổn đònh ta có cân bằng q
1
=q
2
⇔ 13544.47
t

∆
u
0.75
= 2617.22 (7.5-
t
∆
u
)
t∆
u
0 1 1.2 1.25
Q
1t
19629.25 17011.93 16488.69 16357.6
Q
2t
0 13544.47 15529.16 16061
q
2
=

16200 w/m
2
;
25
Diện tích bề mặt truyền nhiệt tính theo đường kính trong của ống
F
2
=
2q

Qk
=
16200
19434
=1.2 (m
2
)
Chọn số ống theo hàng ngang của đường chéo lớn trong giác bố trí ống m=7
Vậy tổng số ống là:
N=0.75 m
2
+0.25 =0.75 * 7
2
+0.25 =37
_Số lối nước đi trong bình ngưng
Z=n/n
1
=
4
37
=9.25 chọn Z=10
Khi đó n=4*10=40;
Thường phải bớt đi một hàng ống phía dưới để chừa chổ chứa lỏng ngưng tụ.
Số ống bò bớt đi n
b
tính phụ thuộc vào số hàng bò bớt đi i và số ống của đường chéo
lớn (nằm ngang) của lục giác tiết diện bố trí ống m theo công thức:
n
b
= i

2
1m +
+[ 1+2+ +(i-1)]=1
2
17 +
+0 = 4;
Như vậy số ống thực tế còn lại n
t
= n-n
b
= 40-4 =36;
Còn thiếu 1 ống so với tính toán, có thể bố trí thêm1 ống ở phía trên của
chùm ống;
_Đường kính vùng bố trí ống trên mặt sàng :
D=m*s=7*0.027=0.19 m
S: bước ống ngang S=0.027 m
_Đường kính ngoài của thân
D
1
=1890 + 2(9+6)=220
Chọn chiều dày thân 6mm
Độ hở giữa mặt sàng tới ống :9mm
_Chiều dài ống ngưng :
l=f
2
/(
π
*d
2
*n)=

37*0132.0*
2.1
π
=0.782
_Tỉ số :
D
l
=
19.0
782.0
=4.12
nằm trong giới hạn cho phép (4
8÷
)