Tính toán thiết kế hệ thống bể đá cây

GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
Đề tài :
Tính toán thiết kế hệ thống bể đá cây :
 Công suất : 10 tấn / mẻ.
 Nhiệt độ bể : -10o c
 Sản phẩm : Đá cây
 Môi chất : NH3

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 1


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

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.
CHƯƠNG II: TÍNH KẾT CẤU BỂ ĐÁ:
I. 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 dộng 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 dược 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 thát 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:
TT
Lớp vật liệu
Độ dầy
Hệ số dẫn nhiệt λ
Hệ số dẫn ẩm μ
δ(mm)
(w/m.k)

(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 :

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 2


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

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:
∑ δ = δ i + δ cn = [ ( 2.0,01) + 0,11 + 0,001 + ( 2.0,02) + 0,005] + 0,2 = 0,34 m =340 mm

3. kết cấu cách nhiệt nền :
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
Hệ số dẫn nhiệt
Hệ số dẫn
(mm)
λ (w/m.k)
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 đát đầm
kỹ
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 3


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

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 :
∑ δ = δ i + δ cn = ( 5 + 10 + 100 + 2 + 2 + 1 + 150) + 200 = 470 mm = 0,47 m
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.
II. 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 :
1
n
k= 1 + δ i + δ cn + 1
∑
α 1 i =1 λi λcn α 2
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 4

GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

n
1  1
δ
1  (m)

⇒ δ cn = λcn  −  + ∑ i +
k
α
λ
α
i
=
1
1
i
2



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/m2.k)
λcn :hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt ,đối với vật liệu là polystirol tra bảng 3-1 ta tìm được λcn
=0,047 w/m2.k

α 1 : 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 α 1 = 23,3 (W/m.k)
α 2 :hệ số tỏa nhiệt bên trong bể đá ,tỏa nhiệt khi nước muối chuển động ngang qua vách đứng .Tra bảng 3-7
chọn α 2 = 8 W/m2.k
δ i :bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i (m).
λi : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i.

 1
2.0,01 0,11 0,001 2.0,002 0,005 1 
 1
⇒ δ cn = 0,047 
−
+
+
+
+
+
+  = 0,18 (m)
0,18
45,3 8 
 0,23  23,3 0,93 0,82 0,18
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 ∑δ = δ i + δ cn =( 2.0,01 + 0,11 + 0,001 + 2.0,002 + 0,005) + 0,2 = 0,34 m
Hệ số truyền nhiệt thực kt qua các lớp :
kt =

1

=

1
≈ 0,2 W / m 2 .k
1
0,04 0,22 0,001 0,004 0,05
0,2
1
+
+
+
+
+
+
+
23,3 0,93 0,82 0,18
0,18 45,3 0,047 8

δ δ
1
1
+ ∑ i + cn +
α 1 i =1 λi λcn α 2
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 37,2oC, độ ẩm trung bình φ =74% .Tra đồ thị h-x ta sẽ tìm
được : ts =31,5oC và tư =33oC.
Để không đọng sương bề mặt bên ngoài bể đá hệ số truyền nhiệt thực phải thỏa mãn điều kiện sau:
n

k t ≤ 0,95.α 1

t1 − t s
t1 − t 2

Trong đó : t1 nhiệt độ không khí bên ngoài ,t1= 37,2oC
t 2 nhiệt độ bể ,t2 =-10oC
t s nhiệt độ đọng sương ứng với t1 = 37,2oC
37,2 − 31,5
⇔ k t ≤ 2,67
37,2 − ( − 10)
Với kt =0,2 đã tính được ở trên ,vậy vách ngoài của bể đá không bị đọng sương.
⇒ k t ≤ 0,95.23,3.

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 5


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

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 :
M

N=
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
cao

Đáy lớn

Đáy bé

Kg
3,5
12,5

Kg
3
8,6

mm
300
1115

mm
320x40
160x80

25

11,5

1115

50

27,5

1115

mm
340x60
190x11
0
260x13
0
380x19
0

280x11
0
340x16
0

Thời
gian
đông
đá
h
4
8
12
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 .
M 10000
=
= 200 khuôn
N=
m
50
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:
N

m1 =
với m1 :số lượng linh đá
n1
n1 :số khuôn trên 1 linh đá
N :số khuôn đá
200
m1 =
= 28,57 chọn m1 = 29
7
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 :
L = n1 .225 + 2.75 + 2.40 = 7.225 + 150 + 80 = 1805 mm
Chiều rộng của linh đá :425 mm
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 6


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

Chiều cao của linh đá:1150 mm

25

75

40

225

225

225

25

225

425

3

40

225

75

2
1

1805

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:
W = 2.L + 4δ + A
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.
⇒ W = 2.1805 + 4.25 + 700 = 4410 (mm)
2.Xác định chiều dài bể đá :
l = B + C + m2 .b
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.

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 7


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC

PHẠM MẠNH HÙNG

b :Khoảng cách giữa các linh đá được xác định dựa trên độ rộng của linh đá và khoảng hở giữa chúng :b =
425 + 50 = 475 mm
m2 :Số linh đá dọc theo chiều dài trên một dãy , với m1 = 29 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 m2 = 15
⇒ l = 600 + 500 + 15.475 = 8225 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
Chiều cao (mm)
1250

Kích thước linh đá :
Số khuôn/linh đá
Bề dài (mm)
Bề rộng (mm)
Chiều cao (mm)
Kích thước khuôn đá :
Khối lượng cây đá (kg)
Khối lượng khuôn đá (kg)
Chiều cao (mm)
Đáy lớn (mm)
Đáy bé (mm)

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

7
1805
425
1150
50
27,2
1115
380 x 190
340 x 160

Trang 8


HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

1925

A

1925

GVHD: LÊ QUANG HUY

600

m2 x 425

500

Bố trí bể đá với linh đá 7 khuôn đá
IV. Xác định thời gian làm đá :
Thời gian làm đá cây được xác định theo công thức :
A
τ=
.b0 .( b0 + B )
tm
Trong đó :
τ : thời gian làm đá (giờ)
t m : nhiệt độ trung bình trong bể (oC) ,chọn t m = -10oC
b0 : chiều rộng khuôn đá (m),lấy cạnh ngắn nhất của tiết diện lớn nhất của khuôn. b0 = 0,19 m
a0
A,B là các hằng số phụ thuộc vào tỉ số n =
, là tỉ số giữa cạnh dài và cạnh ngắn của đáy lớn khuôn đá
b0

380
⇒n=
= 2 .Với n = 2 chọn A = 4540 và B = 0,026
190
4540
⇒τ =
.0,19.( 0,19 + 0,26 ) = 18,6 giờ
− 10
CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT BỂ ĐÁ:
Dòng nhiệt tổn thất qua bể đá được tính bằng công thức :
Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 (w)
Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của bể .
Q2: dòng nhiệt để làm lạnh khuôn và đông đá
Q3: dòng nhiệt do thông gió (ở đây bằng 0)
Q4: dòng nhiệt do vận hành
Q5: 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 :Q11
Nhiệt truyền qua nắp bể đá :Q12
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 9


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC

PHẠM MẠNH HÙNG

Nhiệt truyền qua nền bể đá :Q13
⇒ Q1 = Q11 + Q12 + Q13
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 :
Q = k t F ( t1 − t 2 )
Trong đó :
k t : hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che.
F : diện tích bề mặt của kết cấu bao che.
t1 : nhiệt độ môi trường bên ngoài.
t 2 : nhiệt độ trong bể.
1. xác định độ chênh lệch nhiệt độ :
- Đối với tường ngăn : ∆ t = t1 − t 2 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, t1 được chọn
là trung bình cộng nhiệt độ tối cao ghi nhận được của tháng nóng nhất: t1 37,3oC, nhưng do bể đá được đặt
trong nhà xưởng nên ta lấy thấp hơn 4-5oC (chọn = 5) ⇒ t1 = 32,5oC.
Nhiệt độ bên trong bể là :-10oC ⇒ ∆ t = 32,3 − (−10) = 42,3 oC
- 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 5oC )
⇒ ∆ t = 32,3 − ( − 5) = 37,2 oC
- Đối với nền bể, ∆ t = 32,3 − (−10) = 42,3 oC
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 = 1250 + δ n = 1250 + 470 = 1720 mm = 1,72 m

Tổng diện tích của các mặt tường bao ;
Ft = [ 2.( 8,565 + 4,75) ].1,72 = 45,8 m2
Diện tích của nắp và của nền bể được xác định theo kích thước bên trong bể đá :
F = 8,225.4,41 = 36,27 m2
3. Hệ số truyền nhiệt thực tế qua các bề mặt bao che:
Đối với kết cấu tường :kt = 0,2 W/m2.k
1
Kn =
1 δ
1
Đối với nắp bể :
+ +
α1 λ α '2
α 1 : hệ số tỏa nhiệt bên ngoài từ không khí trong nhà xưởng lên nắp bể,W/m2k
α ' 2 : hệ số tỏa nhiệt bên trong, từ nắp bể đá ra lớp không khí dưới nắp bể, W/m2k
Tra bảng 3-7 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi, ta chọn α 1 = 23,3
W/m2k và α ' 2 = 7 W/m2k.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 10


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

δ : chiều dày lớp nắp bằng gỗ : δ = 30 mm
λ : hệ số dẫn nhiệt của gỗ : λ = 0,2 W/m.k

1
⇒ Kn
= 2,978
1
0,03 1
+
+
23,3 0,2 7
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 : kt = 0,47 W/m2k
Vùng rộng 2m tiếp theo : kt = 0,23 W/m2k
Vùng còn lại : kt = 0,12 W/m2k
⇒ k n = 0,47 + 0,23 + 0,12 = 0,82 W/m2k
Tổn thất lạnh :
STT Tên kết cấu Kích thước(m) Fi (m2)
Ki (W/m2k) ∆ t ( oC)
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 : Q1 = 387,468 + 4018 + 1258,06 = 5663,5
II. nhiệt để đông đá và làm lạnh khuôn đá : Q2
Q2 = Q21 + Q21
1. Dòng nhiệt làm lạnh nước đá: Q21
q
Q21 = E. 0 (w)
τ
E : Năng suất bể đá ( kg/mẻ)
τ : thời gian đông đá ( giây), τ = 18,6.3600 = 66960 giây
q 0 : nhiệt lượng cần để làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn, q 0 được xác định
theo công thức :
q 0 = C pn t1 + r + C pd t 2
C pn : nhiệt dung riêng nước, C pn = 4186 J/kg
r : nhiệt đông đặc của nước đá, r = 333600 J/kg
C pd :nhiệt dung riêng của nước đá, C pd = 2090 J/kg
t1 : nhiệt độ đầu vào của nước, chọn t1 = 30oC
t 2 : nhiệt độ của cây đá, chọn t 2 = -7oC
⇒ q 0 = 4186.30 + 333600 + 2090 − 7 = 473810 , J/kg
473810
= 70760 (w) = 70,76,kw
66960
2. Nhiệt độ làm lạnh khuôn đá : Q22

C pk ( t k 1 − t k 2 )
Q22 = m
τ
m : tổng khối lượng khuôn đá (kg), m = 200.27,2 = 5440 kg
C pk : nhiệt dung riêng của khuôn, C pk = 460 J/kg (khuôn làm bằng thép)
⇒ Q21 = 10000

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 11


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

t k1 : nhiệt độ ban đầu của khuôn bằng nhiệt độ ban đầu của nước = 30oC
t k 2 : nhiệt độ khuôn sau khi nước đá đã hoàn thiện, lấy nhỏ hơn nhiệt độ trung bình của cây đá từ 2 ÷ 3oC,
chọn t k 2 = -10oC
5440.460.[ 30 − ( − 10 ) ]
⇒ Q22 =
= 1494,86 ,w
66960
⇒ Q2 = 70760 + 1494,9 = 72254,86 ,w
III. Dòng nhiệt do vận hành: Q4
1. nhiệt do bộ cánh khuấy gây ra: Q41
Bộ cánh khuấy được bố trí bên ngoài bể muối, nhiệt năng do bộ cánh khuấy tạo ra được xác định theo công
thức sau:

Q41 = 1000ηN
η : hiệu suất động cơ điện, η = 0,8 – 0,95. Chọn η = 0,8
N : công suất của bộ cánh khuấy.
Chọn máy cánh khuấy dùng cho bể có công suất 10 tấn :
Model
Tốc độ
Lưu lượng
Công
Năng
(vòng/phút)
(m3/phút)
suất
suất bể
(kw)
đá (tấn)
230VGM
1000
12,8
1,5
10-14
⇒ Q41 = 1000.0,8.1,5 = 1200 w
2. Nhiệt do nhúng cây đá: Q42
Tổn thất nhiệt do làm tan đá được tính theo công thức:
q
q
Q42 = n.g . 0 = n. f .δ .ρ 0 , w
τ
τ
n : số khuôn đá, n = 200 khuôn.
g : khối lượng phần đá đã tan.

q0 : nhiệt lượng cần thiết để làm 1 kg nước đá từ nhiệt độ ban đầu đến đông đá hoàn toàn, q0 = 473810 ,
J/kg
f : diện tích bề mặt cây đá: đối với cây đá loại 50kg/cây có f = 1,25 m2
δ : bề dày phần đá đã tan khi nhúng (m) để có thể tháo ra khỏi khuôn, δ = 0,001 (m)
ρ : khối lượng riêng của nước đá: ρ = 900 kg/cm3
τ : thời gian đông đá, τ = 66960 giây.
473810
⇒ Q42 200.1,25.0,001.900.
= 1592 , w
66960
⇒ Q4 = 1200 + 1592 = 2792 , w
⇒ ∑ Q = Q1 + Q2 + Q4 = 5663,5 + 72254,86 + 2792 = 75613,16 , w

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH VÀ CHỌN MÁY NÉN:
I. Tính chọn các thông số của chế độ làm việc:
1. các thông số cho trước:
Công suất bể đá cây: 10 tấn/mẻ
Nhiệt độ bể: -10oC
Môi chất lạnh: NH3
2. Tính nhiệt độ ngưng tụ: t k
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 12


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

Chọn môi trường làm mát của hệ thống là nước tuần hoàn qua ống trao đổi nhiệt. So với không khí thì nước
làm mát có những ưu điểm sau:
Hệ số tỏa nhiệt cao hơn nên làm mát tốt hơn.
Ít chịu ảnh hưởng của thời tiết.
- Tính nhiệt độ nước vào và nước ra thiết bị ngưng tụ:
Khi sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt lấy nhiệt độ nước vào thiết bị ngưng tụ ( t w1 ) cao hơn nhiệt
độ nhiệt kế ướt từ 3 ÷ 4oC (chọn = 3oC)
t w1 = t u + 3 = 33 + 3 = 36 ,oC
Nhiệt độ nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ t w 2 cao hơn t w1 2-6 oC, chọn = 4oC
⇒ t w 2 = 36 + 4 = 40 oC
Nhiệt độ ngưng tụ t k cao hơn nhiệot độ nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ khoảng từ
3 ÷ 5 oC (chọn bằng 3oC).
⇒ t k = t w 2 + 3 = 40 + 3 = 43 oC.
Với t k = 43 oC, tra bảng 2-2: hơi bão hòa NH3 sách “MÁY VÀ THIẾT BỊ LẠNH”-Nguyễn Đức Lợi-Phạm
Văn Tùy chọn p k = 16,895 bar = 1,6895 Mpa.
3. Chọn nhiệt độ bay hơi: t 0
Nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh phụ thuộc vào nhiệt độ của bể( t b = −10 oC), vì máy đá cây là hệ thống
lạnh gián tiếp dùng chất tải lạnh là nước muối. Nhiệt độ nước muối lấy thấp hơn nhiệt độ bể từ 8 ÷ 10oC
(chọn bằng 8 oC) và nhiệt độ sôi của môi chất lấy thấp hơn nhiệt độ nước muối từ 5 ÷ 6 oC (chọn bằng 5 oC).
t 0 = t b − ∆ t 0 , oC
∆ t 0 : hiệu nhiệt độ yêu cầu, ∆ t 0 = 8 + 5 = 13 oC
t b : nhiệt độ bể đá.
⇒ t 0 = −10 − 13 = −23 oC, tra bảng 2-2 tìm được p 0 = 1,6655 bar = 0,16 Mpa
4. Chọn cấp của chu trình:
p k 16,895
= 10,1 <12 ⇒ chọn chu trình một cấp.
Tỷ số nén : Π =
=
p 0 1,6655

5. Chọn độ quá nhiệt hơi hút:
t h = t 0 + (5 ÷ 10) oC, chọn bằng 5 C.
⇒ t h = −23 + 5 = −18 oC.
Sự quá nhiệt có thể đạt được bằng ba cách:
- Quá nhiệt ngay trong dàn lạnh khi sử dụng các loại van tiết lưu nhiệt.
- Quá nhiệt nhờ hòa trộn thêm với hơi nóng trên đường về máy nén.
- Quá nhiệt do tổn thất lạnh trên đường ống từ thiết bị bay hơi về máy nén.
6. Chọn độ quá lạnh:
t ql = t w1 + ( 3 ÷ 5) oC. Chọn bằng 5 oC.
⇒ t ql = 36 + 5 = 41 oC = t k
⇒ ∆ tql = 2 oC
Do thiết bị quá lạnh làm cho hệ thống thêm cồng kềnh, tiêu tốn vật tư tăng mà hiệu quả lạnh đem lại không
cao nên việc quá lạnh sẽ được thực hiện ngay trong thiết bị ngưng tụ bằng cách để mức lỏng ngập vài ống
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 13


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

dưới cùng của dàn ống trong bình ngưng. Nước giải nhiệt cấp vào bình sẽ đi qua các ống này trước để quá
lạnh lỏng sau đó mới đi lên các ống trên để ngưng tụ môi chất.
II. Tính toán chu trình :
1. sơ đồ nguyên lý và đồ thị:
a. Sơ đồ nguyên lý :

3

3'

NT

2

TL

MN

4
BH

1'

1

BH: thiết bị bay hơi
NT: thiết bị ngưng tụ
MN: máy nén
TL: thiết bị tiết lưu.

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 14

GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

b. Đồ thị:
- đồ thị lgp-h:
lgp
k
tql

3

3'

4

2

Pk,tk

P0,t0
1'

1
n
tq

h

- đồ thị T-s:
T

tql

2

3'

Pk,tk

tqn

3

1
P0,t0
4

1'

S

Quá trình 1’-1: quá nhiệt hơi hút về máy nén.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 15

GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

Quá trình 1-2 : nén đoạn nhiệt
Quá trình 2-3’ : quá trình ngưng tụ nhả nhiệt đẳng áp cho môi trường làm mát trong thiết bị ngưng tụ.
Quá trình 3’-3: quá lạnh môi chất lỏng đẳng áp.
Quá trình 3-4: tiết lưu ở van tiết lưu giảm áp suất từ pk xuống p0.
Quá trình 4-1’: bay hơi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh.
Các thông số trạng thái của các điểm nút cơ bản :
Điểm nút
1’

Trạng thái

Nhiệt độ
(oC)
-23

Áp suất
(bar)
1,6655

Entanpi,h
(kJ/kg)
1728

Hơi bão
hòa khô

1
hơi quá
-18
1,6655
1739
nhiệt
2
hơi quá
140
16,895
2050
nhiệt
3’
Lỏng bão
43
702,1
hòa
3
Lỏng quá
41
16,895
692,4
lạnh
4
Hơi bão
-23
1,6655
692,4
hòa ẩm
2. Năng suất lạnh riêng:

q 0 = h1' − h4 = 1728 − 692,4 = 1035,6 (kJ/kg)
3. Năng suất lạnh riêng thể tích:
q
1035,6
qv = 0 =
= 1479,4 (kJ/m3).
v1
0,7
4. Công nén riêng:
l = h2 − h1 = 2050 − 1739 = 331 (kJ/kg)
5. Lượng nhiệt nhận được ở thiết bị ngưng tụ:
q k = h2 − h3 = 2050 − 692,4 = 1357,6 (kJ/kg)
6. hiệu suất exergi của chu trình:
T − T0
v=ε k
T0
q
ε : hệ số làm lạnh lý thuyết, ε = 0 = 1035,6 = 3,12
l
331
316 − 250
⇒ v = 3,12.
= 0,82
250
III. Chọn máy nén:
Nhiệt tải Q0 của máy nén: Q0 = 75613,6 (w) =75,613 (kw)
Năng suất lạnh riêng: q 0 = 1035,6 (kJ/kg)
1. Lưu lượng môi chất qua máy nén:
Q
75,613

mtt = 0 =
= 0,073 (kg/s)
q 0 1035,6
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Thể tích, v
(m3)
0,7
-

Trang 16


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

2. Thể tích hút thực tế :
Vtt = mtt .v1 = 0,073.0,7 = 0,051 (m3/s)
3. Hệ số cấp λ :
λ = λi .λ w
1


m
p
+
∆

p0 − ∆ p 0 


k
pk

 −
λi =
− c 
( công thức 7-13 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ

p0
p0
p0 




THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi.
chọn:
∆ p 0 = ∆ pk = 0,05 ÷ 0,01 Mpa chọn bằng 0,01
m = 0,95 ÷ 1,1 , đối với máy nén amoniac chọn m = 1 .
c : tỉ số thể tích chết, c = 0,03 ÷ 0,05 chọn c = 0,03
T
250
λw = 0 =
= 0,79
Tk 316

p0 − ∆ p 0

⇒ λi =

0,16 − 0,01
1,6895 + 0,01 0,16 − 0,01
− 0,03
−
= 0,64
0,16
0,16
0,16 


⇒ λi = 0,64.0,79 = 0,511
4. Thể tích quét lý thuyết:

Vtt 0,051
=
= 0,099 (m3/s).Tra bảng 7-2 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH”
λ 0,511
–Nguyễn Đức Lợi chọn máy nén MYCOM ký hiệu N8WA có thể tích quét 374,2 m3/h = 0,1039 m3/s.
vlt =

Máy nén lạnh MYCOM
5. Số lượng máy nén:
v
0,099
Z mn = lt =
= 0,95
v mn 0,1039

Chọn 1 máy.
6. Công nén đoạn nhiệt:
N s = mtt .l = 0,073.331 = 24,163 (kw)
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 17


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

7. Hiệu suất chỉ thị: η i
T
η i = 0 + b.t 0 , ( b = 0,001 )
Tk
250
⇒ ηi =
+ 0,001.( − 23) = 0,768
316
8. Công nén chỉ thị: N i
N
24,163
Ni = s =
= 31,4 kw
ηi
0,768
9. Công suất ma sát: N ms

N ms = Vtt . pms
Vtt = 0,099 ,m3/s
p ms : áp suất ma sát riêng, đối với máy nén amoniac thắng dòng p ms = 0,049 ÷ 0,069 Mpa, chọn p ms =
0,069 Mpa.
⇒ N ms 0,099.0,069.10 6 = 6831 Nm/s =6,831 kw.
10. Công nén hiệu dụng:
N e = N i + N ms = 31,4 + 6,831 = 38,231 (kw)
11. Công suất tiếp điện: N el
Ne
N el =
η td .η el
η td : hiệu suất truyền động, η td =0,95.
η el : hiệu suất động cơ điện, η el = 0,8 ÷ 0,95 chọn η el = 0,85
38,231
= 47,34 (kw)
⇒ N el =
0,95.0,85
12. Nhiệt thải ra ở bình ngưng:
Qk = Q0 + N i = 75,613 + 31,4 = 104,013 (kw)
CHƯƠNG VI: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT:
I. Thiết bị ngưng tụ:
1. Mục đích:
Ngưng tụ hơi môi chất thành lỏng.
2. Lựa chọn thiết bị:
Chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước : Bình ngưng ống vỏ nằm ngang.
Ưu điểm:
Thiết bị gọn nhẹ, chắc chắn, phụ tải nhiệt lớn.
Dễ dàng vệ sinh bề mặt trao đổi nhiệt.
Do làm mát bằng nước nên ít chịu ảnh hưởng của thời tiết.
Nhược điểm:

Tốn thêm hệ thống tháp giải nhiệt, làm tăng thêm chi phí lắp đặt.
Công nghệ chế tạo phức tạp.
3. Cấu tạo và nguyên lý làm việc:

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 18


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

a. Cấu tạo:
1

2

3

4

5

6

11

10

9
12

8
7

1.
2.
3.
4.

Đường nối vào áp kế
Nối van an toàn
Hơi NH3 vào
Đường cân bằng với bình chứa cao áp để lỏng từ bình ngưng chảy vào bình chứa cao
áp.
5. Đường dự trữ
6. Van xả khí phía nước
7. Van xả nước
8. Xả dầu
9. Lỏng NH3 ra.
10. Đường vào của nước giải nhiệt
11. Đường ra của nước giải nhiệt
(nước vào ở bên dưới và ra ở bên trên để đảm bảo toàn bộ diện tích trao đổi nhiệt được
tiếp xúc với nước làm mát)
12. Chân bình.
b. Nguyên lý làm việc:
Đây là thiết bị trao đổi nhiệt bằng nước chuyển động cưỡng bức trong ống trao đổi nhiệt. Hơi cao áp đi vào

từ phía trên bao phủ toàn bộ bề mặt trao đổi nhiệt cho nước làm mát chuyển động cưỡng bức trong ống trao
đổi nhiệt ngưng tụ thành lỏng cao áp rồi dược đưa ra ngoài.
4. Tính chọn thiết bị ngưng tụ:
Chọn phụ tải nhiệt q F : Tra bảng 8-6 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức
Lợi đối với bình ngưng ống vỏ nằm ngang amoniac có q F = 3500 ÷ 5200 W/m2, chọn q F = 4500 W/m2.
Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt:
Q
F = k , Qk là nhiệt thải ra ở bình ngưng.
qF
107,013.1000
⇒F=
= 23,78 (m2)
4500
Tra bảng 8-1 chọn bình ngưng ống vỏ nằm ngang ký hiệu KTT-32 có các thông số sau:
Ký
hiệu

Diệ
n

Kích thước phủ bì (mm)

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Số
ốn

Kích thước nối ống
(mm)

Thể
tích

Khối
lượn
Trang 19


GVHD: LÊ QUANG HUY
bình
ngưng

tích
bề
mặt
(m2)

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

Đườn
g kính

Chiề
u dài

Chiề
u
rộng

Chiề
u cao

g
hơi

Hơi

Lỏng

Nướ
c

giữa
các
ống
(mm
)
0,52

g
(kg)

KTT32
500
4430
810
910
14

50
20
70
1440
32
4
Lượng nước cung cấp cho thiết bị ngưng tụ:
Qk
V=
, với : c - nhiệt dung riêng của nước, c = 4,19 kJ/kg.k
c.ρ .∆ tw
ρ - khối lượng riêng của nước, ρ = 1000 kg/m3
∆ tw - độ tăng nhiệt độ của nước trong thiết bị ngưng tụ
∆ tw = t w 2 − t w1 = 40 − 36 = 4 oC
107,013
⇒V =
= 0,0063 m3/s = 22,986 m3/h
4,19.1000.4
II. Thiết bị bay hơi:
1. Mục đích:
Thiết bị bay hơi là nơi trao đổi nhiệt giữa môi chất lạnh và đối tượng cần làm lạnh.
2. Lựa chọn thiết bị bay hơi:
Chọn thiết bị bay hơi kiểu dàn lạnh xuong cá.
Ưu điểm:
Các ống góp trên và dưới được nối với các ống trao đổi nhiệt có dạng uốn cong nên hạn chế được chiều cao
của dàn mà vẫn bảo đảm đường đi của môi chất đủ lớn để tăng thời gian tiếp xúc và diện tích trao đổi nhiệt.
Cấu tạo gọn, được chế tạo theo từng modun nên dễ dàng tăng công suất của dàn.
Nhược điểm:
Chế tạo khó khăn.
3. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

a. Cấu tạo:
2
3

4

1

1.
2.
3.
4.

lỏng tiết lưu vào
đường ra của hơi hạ áp
ống góp trên dưới
ống trao đổi nhiệt

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 20


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

b. Nguyên lý hoạt động:

Đây là thiết bị bay hơi theo kiểu ngập dịch, được đặt chìm trong bên trong bể muối. Lỏng môi chất được cấp vào
dàn trao đổi nhiệt với nước muối qua các ống trao đổi nhiệt, sau đó môi chất sôi và hóa hơi được hút trở về máy
nén

III. Các thiết bị phụ khác:
1. Bình tách lỏng ( bình giữ mức-tách lỏng):
a. Mục đích:
Tách lỏng ra khỏi hoàn toàn luồng hơi hút về máy nén, tránh cho máy nén hút phải lỏng gây ra hiện tượng va
hư hỏng máy nén.
Duy trì và cấp dịch liên tục cho dàn lạnh.
b. cấu tạo:
5

4

6
7

3
2
1

8
9

10

1. ống lỏng cấp vào dàn lạnh
2. ống tiết lưu vào
3. ống môi chất vào

4. ống lắp van an toàn, đồng hồ áp suất
5. ống hút về máy nén
6. tấm chắn lỏng
7,8. ống lắp van phao
9. ống hồi dầu, xả đáy.
10. chân bình.
c. Nguyên lý hoạt động:
lỏng được tách ra do 2 nguyên nhân chính:
- dòng môi chất đi từ ống nhỏ ra bình lớn nên vận tốc giảm, lực quán tính giảm nên lỏng bị rơi xuống.
- do các hạt lỏng va đập với các tấm chắn và rơi xuống đáy bình do trọng lực.
d. Tính chọn thiết bị:
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 21


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

Đường kính trong của bình dược xác định theo công thức 8-8, sách “HỆ THỐNG MÁY VÀ THIẾT BỊ
LẠNH” Đinh Văn thuận- Võ chí Chính:
4Vh
Dt =
π .ω
- Vh : lưu lượng thể tích môi chất đi qua bình
- Vh = G.v h , G : lưu lượng thực tế qua máy nén, G = 0,056 (kg/s)
vh : thể tích riêng hơi hút về máy nén, v h = 0,7 (m3/s)

⇒ Vh = 0,056.0,7 = 0,0392 (m3/s)
- ω : tốc độ của hơi môi chất trong bình, ω = 0,5 ÷ 1 (m/s), chọn ω = 0,8 m/s
4Vh
4.0,392
=
= 0,249 (m) = 249 mm
π .ω
π .0,8
Tra bảng 8-18 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi chọn bình tách
lỏng có ký hiệu 70-0, có các thông số kỹ thuật sau:
Đường kính: D x S = 460 x 10 mm
Đường kính nối với ống hút của máy nén: d = 70 mm
Chiều rộng: B = 890 mm
Chiều cao: H = 1750 mm
Khối lượng: 210 kg
2. Bình tách khí không ngưng:
a. Tác hại của khí không ngưng:
Khí không ngưng làm tăng áp suất ngưng tụ do nó chiếm mọt phần thể tích của thiết bị ngưng tụ và làm
giảm diện tích trao đổi nhiệt.
Làm tăng nhiệt độ cuối tầm nén dễ làm cháy dầu bôi trơn, do đó phải tách khí không ngưng ra khỏi hệ
thống.
b. Nhận biết khí không ngưng:
Áp suất ngưng tụ tăng
Kim của đồng hồ áp kế bị rung.
c. nguyên nhân gây khí không ngưng:
Hệ thống lúc lắp đặt ban đầu hút chân không không hết.
Do rò rỉ ở những phần làm việc với áp suất chân không ( phía hạ áp).
Do dầu bôi trơn bị cháy hoặc do môi chất bị phân hủy hình thành nên khí không ngưng.
⇒ Dt =

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 22


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

d. Cấu tạo:
2

1

3

4

7
5

6

1- Nối van an toàn và đồng hồ áp suất.
2- Khí không ngưng ra.
3- Đường môi chất ra.
4- Hỗn hợp hơi môi chất và khí không ngưng vào.
5- Lỏng tiết lưu vào.

6- Môi chất lỏng ra.
e. Nguyên lý hoạt động:
Hỗn hợp khí không ngưng và môi chất được dưa vào bình để làm lạnh, môi chất sẽ ngưng tụ lại và đi ra
ngoài qua ống 6 còn khí không ngưng sẽ được xả ra ngoài qua ống 2 (phải xả nhiều lần).
3. Bình chứa cao áp:
a. Mục đích:
Để cấp lỏng liên tục cho tiết lưu của dàn bay hơi.
Chứa lỏng môi chất từ các thiết bị khác của hệ thống khi phải sửa chữa.
b. cấu tạo:
1

3

2

4

5

6

7

9

8

10

1- Ống lắp ắp kế.

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 23


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

2- Ống lắp van an toàn.
3- Đường dự trữ.
4- Đường lỏng cao áp vào.
5- Đường cân bằng với thiết bị ngưng tụ.
6- Đường ra của lỏng cao áp.
7- Kính xem gas.
8- Xả cặn.
9- Xả dầu.
10- Chân bình.
4. Bình tách dầu:
a. Mục đích:
Bình tách dầu được lắp vào đường đẩy của máy nén amoniac để tách dầu ra khỏi dòng hơi môi chất, tránh
dầu đến bán vào bề mặt của bình ngưng tụ làm giảm quá trình trao đổi nhiệt.
b. Cấu tạo:
Lựa chọn bình tách dầu kiểu ướt.
2

3

1
4

5
6

7

1- Đường vào của môi chất.
2- Ống lắp van an toàn.
3- Đường ra của môi chất.
4- Các nón chắn.
5- Miệng phun ngang.
6- Nón chắn dầu.
7- Đường xả dầu.
c. Nguyên lý hoạt động:
Dầu được tách nhờ 3 nguyên nhân:
- Do dòng môi chất đi từ ống nhỏ ra bình to, vận tốc giảm, lực quán tính giảm dưới tác dụng của trọng lực
các hạt dầu nặng rơi xuống.
- Do các hạt dầu va đập vào thành bình rơi xuống.
- Do sự mất vận tốc đột ngột khi va đập vào các tấm chắn dưới tác dụng của trọng lực các hạt dầu nặng rơi
xuống đáy bình.
Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 24


GVHD: LÊ QUANG HUY

HSTH: PHÙNG XƯƠNG ĐỨC
PHẠM MẠNH HÙNG

5. Bình chứa dầu:
a. Mục đích:
Nếu xả dầu trực tiếp từ bình tách dầu ra ngoài vừa có áp suất cao vừa có lỏng môi chất rất nguy hiểm. Do đó
để đơn giản ta dùng bình chứa để gom dầu từ các thiết bị khác trước khi xả ra ngoài.
b. Cấu tạo:

6

5
4

7
8

3
2
1

9

10

1- Thân bình.
2- Ống lấy dầu.
3- Bộ lọc dầu.
4- Đường nối về ống hút.
5- Đường nối về máy nén.

6- Đường nối dầu vào.
7- Đường nối áp kế.
8- Bộ chỉ mức( ống thủy).
9- Xả cặn.
10- Chân bình.
c. Nguyên lý hoạt động:
Dầu được hồi từ các thiết bị khác về máy nén nhờ nguyên lý chênh lệch áp suất.
Khi mở van nối với đường hút, áp suất trong bình giảm xuống môi chất lạnh được thu hồi.
Khi xả dầu ra ngoài, áp suất trong bình phải cao hơn áp suất khí quyển một chút.
d. Chọn thiết bị:
Tra bảng 8-20 sách “HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ HỆ THỐNG LẠNH” –Nguyễn Đức Lợi, chọn bình chứa
dầu 300 CM có các thông số kỹ thuật sau:
Đường kính: D x S :325 x 9 mm.
Chiều cao: H = 1270 mm.
Chiều rộng: B = 765 mm.
Thể tích: 0,07 m3.
Khối lượng: 92 kg.
6. Tính chọn tháp giải nhiệt:
a. Mục đích:
Nhiệm vụ của tháp giải nhiệt là thải toàn bộ nhiệt lượng do môi chất lạnh ngưng tụ tỏa ra nhờ chất tải nhiệt
trung gian là nước.
b. Cấu tạo:

Đồ án môn học KỸ THUẬT LẠNH ỨNG DỤNG
LỚP TCDLO7A

Trang 25