tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
ĐỀ TÀI:Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây
công suất 10 tấn/mẻ
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Kiên
Sinh viên thực hiện : Trần Văn Dũng – 10051511
: Nguyễn Thế Năng – 10291991
Lớp : CDNL12
Khóa : 2010 - 2013
TPHCM, 2012
Đồ án chuyên ngành KTL-DHKK

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
ĐỀ TÀI: Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công
suất 10 tấn/mẻ
Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Trung Kiên
Sinh viên thực hiện : Trần Văn Dũng – 10051511
: Nguyễn Thế Năng – 10291991
Lớp : CDNL12
Đồ án chuyên ngành KTL-DHKK

TPHCM, 2012NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN

TRƯỜNG ĐHCN TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA CN NHIỆT - LẠNH Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
o0o ∗ ∗ ∗ ∗ ∗
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN HỌC PHẦN
Họ Và Tên : Trần Văn Dũng – Nguyễn Thế Năng
MSSV : 10051511 - 10291991
Khoa : Công Nghệ Nhiệt - Lạnh Niên khoá : 2010 – 2013

Tên đề tài: Tính toán, thiết kế hệ thống bể đá cây công suất 10 tấn/mẻ
1. Số liệu cho trước:
- Công suất 10 tấn/mẻ
- Nhiệt độ bể : -10
o
c
- Sản phẩm : Đá cây
- Môi chất : NH
3
2. Nội dung thực hiện:
- Sơ lược máy đá cây
- Các yêu cầu bố trí mặt bằng và kết cấu bể đá
- Xác định kích thước bể đá
- Tính nhiệt bể đá
- Tính toán chu trình và chọn máy nén
- Tính chọn các thiết bị trao đổi nhiệt
- Sơ đồ hệ thống và nguyên lý làm việc
3. Các bản vẽ:
- Sơ đồ hệ thống, mặt cắt tường bao, mặt cắt nền bể, kích thước linh đá 7 khuôn
50kg, bình chứa cao áp, dàn lạnh xương cá, bình giữ mức tách lỏng, bình tách
lỏng, bình tách khí không ngưng, bình chứa cao áp, bình tách dầu, bình chứa dầu,
tháp giải nhiệt, van chặn, van tiết lưu tay, van điện từ, rờle mức lỏng, van 1 chiều
4. Ngày giao nhiệm vụ:
5. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 4/11/2012
6. Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Trung Kiên
Khoa CN Nhiệt - Lạnh Giảng viên hướng dẫn
Th.s Nguyễn Trung Kiên

LỜI CÁM ƠN
Trong khi thực hiện đồ án này có những kiến thức thực tế em không rõ, không

có kinh nghiệm cũng nhờ có sự chỉ dẫn tận tình của thầy NGUYỄN TRUNG KIÊN
đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy và các thầy trong bộ môn ĐIỆN LẠNH đã giúp đỡ
em. Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều sai sót. Vì
vậy, kính mong các thầy, cô góp những ý kiến quý báu để em có thể hiểu biết thêm
nhiều điều bổ ích.

MỤC LỤC
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
MỞ ĐẦU
Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã phát triển rất mạnh
mẽ, đặc biệt là trong ngành chế biến và bảo quản thủy hải sản. Quá trình thay
đổi và ứng dụng các công nghệ mới để đáp ứng tiêu chuẩn quốc tế và thay đổi
môi chất lạnh mới đã tạo ra một sự chuyển biến mạnh mẽ theo hướng tích cực
cho ngành kỹ thuật lạnh nước ta.
Kỹ thuật lạnh ra đời đã hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi
trong nhiều ngành kỹ thuật khác nhau như: công nghiệp chế biến và bảo quản
thực phẩm, công nghiệp hóa chất, công nghiệp rượu, bia, y học
Ngày nay kỹ thuật lạnh phát triển rất mạnh mẽ, được sử dụng với rất nhiều
mục đích khác nhau, phạm vi ngày càng mở rộng và trở thành một nghành kỹ
thuật vô cùng quan trọng.
Một trong những ứng dụng của kỹ thuật lạnh mà con người đã sử dụng từ
rất lâu đó là sản xuất nước đá. Nước đá có thể được sản xuất dưới nhiều dạng
khác nhau tùy theo nhu cầu, mục đích sử dụng và điều kiện thực tế.
Nước đá được sử dụng rộng rãi từ dân dụng đến trong công nghiệp đặc biệt
là nước đá cây.
Trên thực tế nếu muốn xây dựng một nhà máy sản xuất nước đá cây và
hoạt động có hiệu quả thì cần phải trải qua rất nhiều giai đoạn và các yếu tố
như điều kiện kinh tế, nhu cầu sử dụng

Trong khuôn khổ đồ án môn học này những số liệu mà chúng em tính toán
và đưa ra chắc chắn sẽ có rất nhiều sai sót. Nhưng thông qua đồ án môn học
này chúng em đã củng cố được rất nhiều kiến thức cần thiết để áp dụng vào
thực tế sau này.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 7
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
CHƯƠNG I : SƠ LƯỢC NƯỚC ĐÁ CÂY
Nước đá cây có vai trò quan trọng trong đời sống và trong công
nghiệp.Trong công nghiệp người ta sử dụng nước đá cây để bảo quản ướp
lạnh thực phẩm , dùng cho các tàu đánh bắt thủy hải sản , trong đời sống
nước đá được sử dụng để phục vụ cho nhu cầu giải khát, giải trí
Trong công nghiệp chế biến nước đá, nước đá thường được sản xuất dưới
nhiều dạng tùy theo nhu cầu sử dụng như : đá cây, đá vảy, đá tấm ở đây
chúng ta chỉ nghiên cứu hệ thống sản xuất đá cây.
Phương pháp sản xuất đá cây là một phương pháp đã dược ứng dụng từ lâu
và có những ưu nhược điểm nhất định sau đây :
Ưu điểm:
Vì có dạng khối lớn nên có khả năng tích trữ lâu,tiện lợi cho việc vận
chuyển đi xa và dùng để bảo quản thực phẩm lâu ngày.Phương pháp sản xuất
đơn giản, các thiết bị dùng cho hệ thống có thể chế tạo được ở trong nước và
không đòi hỏi các thiết bị đặc biệt.
Nhược điểm :
chi phí vận hành lớn do phải trải qua nhiều khâu trung gian như: vào nước,ra
đá,vận chuyển chi phí nhân công lao động chi phí đầu tư ban đầu lớn :chi phí
xây dựng bể đá, bể nhúng ,kho bảo quản sản phẩm Tổn thất nhiệt lớn do quá
trình từ sản xuất đến sử dụng phải trải qua nhiều khâu trung gian.
I. Phương án sản xuất:
Ngày nay do kỹ thuật lạnh phát triển mạnh mẽ nên có nhiều loại nước đá

được sản xuất cũng như có nhiều phương pháp, máy móc thiết bị khác nhau
để sản xuất chúng.
Đối với hệ thống sản xuất nước đá cây có hai phương pháp sản xuất chủ
yếu đó là làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp qua chất tải lạnh là dung
dịch nước muối.
Hệ thống làm lạnh trực tiếp có ưu điểm là thời gian sản xuất nhanh nhưng
năng suất bị giới hạn, chỉ thích hợp với những hệ thống có công suất nhỏ.
Do yêu cầu của đồ án với bể đá có công suất 10 tấn/ mẻ nên chúng em
chọn phương án: làm lạnh gián tiếp qua nước muối.
Phương pháp này có ưu điểm lớn là cấu tạo, vận hành đơn giản. Hiện nay
hầu hết các cơ sở sản xuất nước đá cây đều chọn phương pháp này.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 8
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
II. Chất tải lạnh:
Nước muối NaCl
2
Ưu điểm:
Hệ số truyền nhiệt lớn.
Rẻ tiền, dễ kiếm, không gây độc hại cho con người và môi trường.
Khuyết điểm:
Dễ gây ăn mòn thiết bị.
Phải thường xuyên kiểm tra nồng độ nước muối của dung dịch để tránh
hiên tượng đóng băng chất tải lạnh.
III. Môi chất sử dụng trong hệ thống:
NH
3
Ưu điểm:
Không gây ăn mòn thiết bị chế tạo từ thép, kim loại đen chế tạo máy

nhưng ăn mòn đồng và các hợp kim của đồng. Vì vậy không sử dụng đồng và
các hợp kim của đồng trong hệ thống amoniac.
Có mùi đặc trưng nên dễ phát hiên khi rò rỉ.
Không hòa tan dầu bôi trơn máy nén.
Rẻ tiền, dễ kiếm, vận chuyển và bảo quản.
Nhược điểm:
Độc hại đối với con người và môi trường.
Trong không khí nêu có chứa một lượng NH
3
nhất định có thể bắt lửa gây
nổ, hỏa hoạn.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 9
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
CHƯƠNG II: CÁC YÊU CẦU BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ KẾT CẤU BỂ ĐÁ
I. Bố trí mặt bằng xưởng làm nước đá:
Cần tính toán sao cho tiết kiệm được diện tích mặt bằng, vốn đầu tư là thấp
nhất nhưng hiệu quả sử dụng là cao nhất.
Bố trí hợp lý mặt bằng phân xưởng, máy và thiết bị, bể đá, kho bảo quản
( nến có), hiên ô tô xuất đá đáp ứng được các yêu cầu về an toàn lao động,
phòng chống cháy nổ, khả năng xử lý khi xảy ra sự cố
Khoảng cách lắp đặt các thiết bị, máy móc phải thuân tiện cho việc vận
hành, bảo dưỡng, sửa chữa.
Mặt bằng bố trí thiết bị phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: công suất của
bể đá, kích thước của bể đá và các phòng chức năng như: phòng máy, hiên ô
tô xuất đá
II. Kết cấu tường ,nền và nắp bể đá :
1. Kết cấu sơ bộ và quy trình sản xuất:
bể đá gồm 1 bể nước muối dược chia làm 2 ngăn : 1 ngăn đặt dàn lạnh còn

1 một ngăn đặt các khuôn làm đá.Nước muối tuần hoàn trong bể nhờ bơm
tuần hoàn .Nước muối từ trong ngăn cây đá được bơm đẩy vào ngăn có dàn
bay hơi (dàn lạnh xương cá hoặc dàn lạnh ống đứng ).Ở đây nước muối được
làm lạnh và được đẩy vào ngăn cây đá .Các cây đá thường được bố trí thành
các linh đá ,các linh đá có từ 5 đến 7 khuôn đá tùy theo cỡ bể .
Các linh đá chuyển động trong bể nhờ hệ thống vít đẩy và chuyển động
ngược chiều với nước muối .Khi đã thành đá ,cả linh đá sẽ được cầu trục nâng
lên khỏi bể đưa sang nhúng vào bể tan giá trong khoảng từ 2 đến 4 phút sau
đó được đưa lên bàn lật để tháo khuôn .Khuôn đá được đưa đến hệ thống vòi
rót tự động.Nước được đổ đầy khoảng 90% khuôn(khi làm lạnh nước giãn nở
không tràn ra bể làm giảm nồng độ nước muối dẫn đến tổn thất nhiệt) rồi linh
đá được đưa đến đầu kia của bể ,khi linh đá chuyển động hết chiều dài của bể
là đã sẵn sàng để ra khuôn.
2. Kết cấu tường bao :
Bể thường được xây bằng gạch đỏ sau đó được bọc cách ẩm và cách
nhiệt,lớp trong cùng là lớp thép tấm dày từ 5 đến 6mm.Có thể bố trí các lớp
kết cấu theo sơ đồ sau:
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 10
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
TT Lớp vật liệu Độ dầy
δ(mm)
Hệ số dẫn nhiệt λ
(w/m.k)
Hệ số dẫn ẩm μ
(g/mhMpa)
1 Lớp vữa xi măng 10 0,93 90
2 Tường gạch 110 0,82 105
3 Lớp vữa xi măng 10 0,93 90

4 Lớp hắc ín quét liên tục 1 0,18 0,86
5 Lớp giấy dầu chống thấm 2 0,18 1,35
6 Lớp cách nhiệt (polystirol) 0,047 7,5
7 Lớp giấy dầu chống thấm 2 0,18 1,35
8 Lớp thép tấm 5 45,3
Mặt cắt tường bao :
Chú thích :
1.lớp vữa xi măng
2.lớp tường gạch
3.lớp hắc ín dán giấy dầu
4.lớp cách nhiệt polystirol
5.lớp thép tấm
Tổng chiều dày các lớp của kết cấu tường:
( ) ( )
[ ]
34,02,0005,002,0.2001,011,001,0.2
=+++++=+=
∑
cni
δδδ
m =340
mm
3. Kết cấu cách nhiệt nền :
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 11
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
Nền bể được kết cấu như sau :dưới cùng là lớp đá làm nền và đất đầm kỹ
sau đó là lớp bê tông đá dăm M200 dày 150
÷

200 mm,lớp cách ẩm bằng hắc
ín dày 1mm,lớp giấy dầu dày 1
÷
2 mm ,lớp cách nhiệt polystirol ,lớp giấy
dầu dày 1 2 mm, lớp bê tông cốt thép dày 66 100 mm, lớp cát lót mỏng dày từ
10
÷
15 mm và cuối cùng là lớp vỏ bể bằng thép tấm dày 5
÷
6 mm.
TT Lớp vật liệu Chiều dày
(mm)
Hệ số dẫn nhiệt λ
(w/m.k)
Hệ số dẫn
ẩm(g/mhMPa)
1 Lớp thép tấm 5
2 Lớp cát lót mỏng 10
3 Lớp bê tông cốt thép 100 1,6 30
4 Lớp giấy dầu chống thấm 2 0,18 1,35
5 Lớp cách nhiệt 0,047 7,5
6 Lớp giấy dầu chống thấm 2 0,18 1,35
7 Lớp hắc ín quét liên tục 1 0,18 0,86
8 Lớp bê tông đá dăm 150 30
9 Đá làm nền và đất đầm kỹ
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 12
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
Mặt cắt nền bể:

Chú thích :
1. lớp thép tấm
2. lớp cát lót mỏng
3. lớp bê tông cốt thép
4. lớp giấy dầu
5. lớp cách nhiệt polystirol
6.lớp hắc ín dán giấy dầu
7.lớp bê tông đá dăm M200
8.lớp đá làm nền và đất đầm kỹ
Tổng chiều dày của các lớp kết cấu nền :
( )
∑
=+++++++=+=
470200150122100105
cni
δδδ
mm = 0,47 m
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 13
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
4.Kết cấu nắp bể đá :
Để tiện lợi cho việc ra đá ,nắp bể đá được đậy bằng các tấm gỗ dày 30
mm .trên cùng được phủ lớp vải bạt do đó tổn thất nhiệt qua nắp bể đá khá
lớn.
III. Xác định chiều dày lớp cách nhiệt và kiểm tra đọng sương:
1. Tính chiều dày lớp cách nhiệt:
Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp :
k=
2

1
1
11
1
αλ
δ
λ
δ
α
+++
∑
=
cn
cn
n
i
i
i
⇒















++−=
∑
=
n
i
i
i
cncn
k
1
21
111
αλ
δ
α
λδ
(m)
Trong đó :
K: hệ số truyền nhiệt phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh ,tra bảng 3-3 sách
“HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi, chọn k
= 0,23 (w/m
2
.k)
cn
λ
:hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt ,đối với vật liệu là polystirol
tra bảng 3-1 ta tìm được

cn
λ
=0,047 w/m
2
.k
1
α
: hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài (phía nóng)tới tường cách
nhiệt .Tra bảng 3-7 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH”
chọn
=
1
α
23,3 (W/m.k)
2
α
:hệ số tỏa nhiệt bên trong bể đá ,tỏa nhiệt khi nước muối chuển động
ngang qua vách đứng .Tra bảng 3-7 chọn
2
α
= 8 W/m
2
.k
i
δ
:bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i (m).
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 14
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng

i
λ
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i.
⇒

18,0
8
1
3,45
005,0
18,0
002,0.2
18,0
001,0
82,0
11,0
93,0
01,0.2
3,23
1
23,0
1
047,0 =













++++++−=
cn
δ
(m)
Chiều dày lớp cách nhiệt phải lấy lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã tính
được theo kích thước tiêu chuẩn .Ta chọn tổng chiều dày lớp cách nhiệt là 200
mm với 2 lớp x 100 .
⇒
Tổng chiều dày của tường bao:
( )
34,02,0005,0002,0.2001,011,001,0.2 =+++++=+=
∑
δ
δδ
cni
m
Hệ số truyền nhiệt thực k
t
qua các lớp :
kmWk
cn
cn
n
i
i

i
t
./2,0
8
1
047,0
2,0
3,45
05,0
18,0
004,0
18,0
001,0
82,0
22,0
93,0
04,0
3,23
1
1
11
1
2
2
1
1
≈
+++++++
=
+++

=
∑
=
αλ
δ
λ
δ
α
2. Tính kiểm tra đọng sương :
Tra bảng 1-1 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –
Nguyễn Đức Lợi ,ta tìm được nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất ở TP.HCM
là 37,2
o
C, độ ẩm trung bình φ =74% .Tra đồ thị h-x ta sẽ tìm được : t
s
=31,5
o
C
và t
ư
=33
o
C.
Để không đọng sương bề mặt bên ngoài bể đá hệ số truyền nhiệt thực phải
thỏa mãn điều kiện sau:
21
1
1
.95,0
tt

tt
k
s
t
−
−
≤
α
Trong đó :
1
t

nhiệt độ không khí bên ngoài ,t
1
= 37,2
o
C

2
t
nhiệt độ bể ,t
2
=-10
o
C
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 15
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng

s
t
nhiệt độ đọng sương ứng với t
1
= 37,2
o
C
( )
67,2
102,37
5,312,37
.3,23.95,0 ≤⇔
−−
−
≤⇒
tt
kk
Với k
t
=0,2 đã tính được ở trên ,vậy vách ngoài của bể đá không bị đọng
sương.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 16
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC BỂ ĐÁ
Để xác định được kích thước của bể đá phải căn cứ vào số lượng ,kích
thước của cây đá ,linh đá,dàn lạnh và cách bố trí dàn lạnh ,loại khuôn đá ,hệ
thống tuần hoàn nước muối trong bể
I.Xác định số lượng và kích thước khuôn đá:

Số lượng khuôn đá dược xác định dựa vào năng suất bể đá và khối lượng
cây đá :
N=
m
M

Trong đó :
M :khối lượng đá trong bể ứng với một mẻ (kg) chính là năng suất của
bể :M =10000 kg
m: khối lượng của mỗi cây đá (kg).
N: số lượng khuôn đá .
Kích thước và khối lượng khuôn đá có thể lấy theo kích thước tiêu chuẩn
theo bảng 6-12 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –
Nguyễn Đức Lợi:
Khối
lượng
cây đá
Khối
lượng
khuôn
Kích thước khuôn Thời
gian
đông đá
cao Đáy lớn Đáy bé
Kg Kg mm Mm mm
h
3,5 3 300 340x60 320x40 4
12,5 8,6 1115 190x110 160x80 8
25 11,5 1115 260x130 280x110 12
50 27,5 1115 380x190 340x160 16

Đối với các hệ thống máy đá cây có công suất lớn (trên 5 tấn / mẻ )đều sử
dụng khuôn đá loại 50 kg/cây đá .
N =
200
50
10000
==
m
M
khuôn
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 17
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
II. Xác định số lượng –kích thước linh đá:
Các khuôn đá được bố trí thành các linh đá , mỗi linhđá gồm có nhiều
khuôn . ở đấy chúng ta sử dụng loại linh đá có 7 khuôn đá x50kg/cây đá .
Số lượng linh đá được xác định:
1
1
n
N
m =
với
1
m
:số lượng linh đá
1
n
:số khuôn trên 1 linh đá

N
:số khuôn đá
57,28
7
200
1
==m
chọn
29
1
=m
Khoảng cách giữa các khuôn đá tronh linh đá lá 225 mm,hai khuôn hai đầu
cách nhau 40 mm để móc cẩu,25 mm hai đầu là khoảng cách từ linh đá đến
thành trong của bể .
Chiều dài mỗi linh đá :
180580150225.740.275.2225.
1
=++=++=
nL
mm
Chiều rộng của linh đá :425 mm
Chiều cao của linh đá:1150 mm
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 18
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
1805
425
25
75

40
225
225
225
25
225
40
225
75
1
2
3
Kích thước linh đá có 7 khuôn 50 kg
1. khung linh đá
2. vị trí móc cẩu
3. khuôn đá 50 kg
III. Xác định các kích thước bên trong bể đá :
Kích thước bể đá phải đủ để bố trí các linh đá,dàn lạnh, bộ cánh khuấy và
các khe hở cần thiết để nước muối chuyển động tuần hoàn .Có hai cách để bố
trí dàn lạnh :bố trí dàn lạnh một bên, khuôn đá một bên và cách thứ hai hay
được sử dụng hơn đó là bố trí dàn lạnh ở giữa bể (có độ rộng từ 600-
900mm)hai bên bố trí hai dãy linh đá đối xứng,cách này có ưu điểm là có hiệu
quả truyền nhiệt cao và tốc độ nước muối chuyển động cũng đồng đều hơn .
1. Xác định chiều rộng bể đá:
ALW ++=
δ
4.2
W
:Chiều rộng của bể.

L
:Tổng chiều dài của hai linh đá bố trí hai bên dàn lạnh (mm)

δ
:Khe hở giữa linh đá và vách trong của bể đá (mm)

A
:Chiều rộng cần thiết để lắp đặt dàn lạnh,từ 600-900mm,đối với bể
đá có công suất 10 tấn/mẻ chon A = 700 mm.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 19
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
441070025.41805.2 =++=⇒ W
(mm)
2.Xác định chiều dài bể đá :
bmCBl .
2
++=
B :Chiều rộng các đoạn hở lắp đặt bộ cánh khuấy và và tuần hoàn
nước, chọn B =600 mm
C: Chiều rộng đoạn hở cuối bể,C = 500 mm.

b
:Khoảng cách giữa các linh đá được xác định dựa trên độ rộng của
linh đá và khoảng hở giữa chúng :b =
47550425 =+
mm
2
m

:Số linh đá dọc theo chiều dài trên một dãy , với
29
1
=m

linh đá,
bố trí dàn lạnh ở giữa,các linh đá được bố trí thành hai dãy đối xứng vậy số
linh đá trên một dãy
15
2
=m

8225475.15500600
=++=⇒
l
mm
3. Xác định chiều cao của bể đá :
chiều cao của bể đá phải đủ lớn để có khoảng hở cần thiết giữa đáy khuôn
đá và bể. Mặt khác phía trên linh đá là một khoảng hở cỡ 100mm, sau đó là
lớp gỗ dày 30mm dùng làm nắp bể.Đối với các bể có công suất từ 5 tấn/mẻ
trở lên thường có tổng chiều cao là 1250 mm.
Bảng thông số kích thước bên trong của bể:
Số khuôn đá 200
Tổng số linh đá 29
Số dãy linh đá 2
Số linh đá trên một dãy 15
Độ hở giữa các linh đá (mm) 50
Bề rộng A (mm) 700
Chiều dài (mm) 8225
Chiều rộng (mm) 4410

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 20
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
Chiều cao (mm) 1250


Kích thước linh đá :
Số khuôn/linh đá 7
Bề dài (mm) 1805
Bề rộng (mm) 425
Chiều cao (mm) 1150

Kích thước khuôn đá :
Khối lượng cây đá (kg) 50
Khối lượng khuôn đá (kg) 27,2
Chiều cao (mm) 1115
Đáy lớn (mm) 380 x 190
Đáy bé (mm) 340 x 160

600
m
2
x 425
1925
A
1925
500
Bố trí bể đá với linh đá 7 khuôn đá
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 21

LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
IV. Xác định thời gian làm đá :
Thời gian làm đá cây được xác định theo công thức :
( )
Bbb
t
A
m
+=
00

τ
Trong đó :
τ
: thời gian làm đá (giờ)
m
t
: nhiệt độ trung bình trong bể (
o
C) ,chọn
m
t
= -10
o
C
0
b
: chiều rộng khuôn đá (m),lấy cạnh ngắn nhất của tiết diện lớn

nhất của khuôn.
0
b
= 0,19 m
A,B là các hằng số phụ thuộc vào tỉ số n =
0
0
b
a
, là tỉ số giữa cạnh dài và
cạnh ngắn của đáy lớn khuôn đá
2
190
380
==⇒ n
.Với n = 2 chọn A = 4540 và B
= 0,026
( )
6,1826,019,0.19,0.
10
4540
=+
−
=⇒
τ
giờ
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 22
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng

CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ
Dòng nhiệt tổn thất qua bể đá được tính bằng công thức :
Q = Q
1
+Q
2
+Q
3
+Q
4
+Q
5
(w)
Q
1:
dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của bể .
Q
2:
dòng nhiệt để làm lạnh khuôn và đông đá
Q
3
: dòng nhiệt do thông gió (ở đây bằng 0)
Q
4:
dòng nhiệt do vận hành
Q
5
: dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp (ở đây bằng 0)
I. Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che
Vì bể đá được đặt trong nhà xưởng nên khả năng bị tổn thất nhiệt do bức

xạ mặt tròi rất ít, vì vậy tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che chủ yếu gồm 3
thành phần :
Nhiệt truyền qua tường bể đá :Q
11
Nhiệt truyền qua nắp bể đá :Q
12
Nhiệt truyền qua nền bể đá :Q
13
⇒
Q
1
= Q
11
+ Q
12
+ Q
13
Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che được xác định theo công thức 4-2 trang
77 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức
Lợi :
( )
21
ttFkQ
t
−=

Trong đó :
t
k
: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che.

F
: diện tích bề mặt của kết cấu bao che.
1
t
: nhiệt độ môi trường bên ngoài.
2
t
: nhiệt độ trong bể.
1. Xác định độ chênh lệch nhiệt độ :
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 23
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
Đối với tường ngăn :
=∆
t
21
tt
−
là độ chênh lệch nhiệt độ giữa không khí
bên ngoài bể và bên trong bể. Theo bảng 1-1 77 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT
KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi, t
1
được chọn là trung bình cộng
nhiệt độ tối cao ghi nhận được của tháng nóng nhất: t
1
37,3
o
C, nhưng do bể đá
được đặt trong nhà xưởng nên ta lấy thấp hơn 4-5

o
C (chọn = 5)
⇒
t
1
= 32,5
o
C.
Nhiệt độ bên trong bể là :-10
o
C
3,42)10(3,32 =−−=∆⇒
t
o
C
Đối với nắp bể
t
∆
là độ chênh lệch nhiệt độ giữa không khí bên ngoài bể
với lớp không khí bên trong bể (dưới nắp bể ),nhiệt độ lớp không khí này lấy
chênh lệch với nhiệt độ của bể vài độ (chọn bằng 5
o
C )
( )
2,3753,32 =−−=∆⇒
t
o
C
Đối với nền bể,
3,42)10(3,32 =−−=∆

t
o
C
2. Các kích thước của bể đá :
các kích thước đã tính được đều là kích thước bên trong, muốn tính kích
thước bên ngoài ta phải cộng thêm chiều dày của các lớp kết cấu tường .Chiều
dài và chiều rộng của kết cấu tường được tính từ tâm của các tường bao:
chiều dài =8225 + 340 = 8565 mm =8,565 m
chiều rộng =4410 + 340 = 4750 mm = 4,75 m
chiều cao của bể đá được tính từ mặt nền ngoài đến thành bể :
chiều cao =
172047012501250 =+=+
n
δ
mm = 1,72 m
Tổng diện tích của các mặt tường bao ;
( )
[ ]
8,4572,1.75,4565,8.2 =+=
t
F
m
2
Diện tích của nắp và của nền bể được xác định theo kích thước bên trong bể
đá :
27,3641,4.225,8 ==F
m
2
3. Hệ số truyền nhiệt thực tế qua các bề mặt bao che:
Đối với kết cấu tường :k

t
= 0,2 W/m
2
.k
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 24
LỚP CDNL12
GVHD: Nguyễn Trung Kiên SVTH:Trần Văn Dũng
Nguyễn Thế Năng
Đối với nắp bể :
21
'
11
1
αλ
δ
α
++
=
n
K
1
α
: hệ số tỏa nhiệt bên ngoài từ không khí trong nhà xưởng lên nắp
bể,W/m
2
k
2
'
α
: hệ số tỏa nhiệt bên trong, từ nắp bể đá ra lớp không khí dưới nắp

bể, W/m
2
k
Tra bảng 3-7 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –
Nguyễn Đức Lợi, ta chọn
1
α
= 23,3 W/m
2
k và
2
'
α
= 7 W/m
2
k.
δ
: chiều dày lớp nắp bằng gỗ :
δ
= 30 mm
λ
: hệ số dẫn nhiệt của gỗ :
λ
= 0,2 W/m.k
978,2
7
1
2,0
03,0
3,23

1
1
=
++
⇒
n
K
Đối với nền bể : hệ số truyền nhiệt thực tế qua nền lấy theo giá trị của hệ
số truyền nhiệt quy ước:
Vùng rộng 2m dọc theo chu vi tương bao : k
t
= 0,47 W/m
2
k
Vùng rộng 2m tiếp theo : k
t
= 0,23 W/m
2
k
Vùng còn lại : k
t
= 0,12 W/m
2
k
82,012,023,047,0 =++=⇒
n
k
W/m
2
k

Tổn thất lạnh :
STT Tên kết cấu Kích thước(m) F
i
(m
2
) K
i
(W/m
2
k)
t
∆
(
o
C)
Q (w)
1 Tường 8,565 x 4,75 45,8 0,2 42,3 387,468
2 Nắp 4,41 x 8,225 36,27 2,978 37,2 4018
3 Nền 4,41 x 8,225 36,27 0,82 42,3 1258,06
Tổng : Q
1
= 387,468 + 4018 + 1258,06 = 5663,5
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG Trang 25
LỚP CDNL12