thiết kế bể đá cây

Bể áv\ tót ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

CHƯƠNG 1
GIỚI THIÊU BỂ ĐÁ CÂY

Khi đá đã kết đông trong khuôn, toàn bộ linh đá được cầu trục nâng ra
khỏi bể và thả vào bể làm tan giá. Các khuôn đá nóng lên, lớp băng dính khối
đá với khuôn tan ra, cầu trục sẽ nâng đá trượt lên bàn trượt đá để vào kho chứa
đá, còn linh đá được cầu trục đưa đến máng rót nước, máng rót nước tự động
Từ lâu nước đá đã giữ một vai trò quan trọng trong nhiều ngành công
nhiều vòi
có làđịnh
lượng
rót thực
đồng phẩm.
thời cho
cả các
lượng
đã
nghiệp
nhất
công
nghiệp
Cáctấtloại
máy khuôn
đá cỡđánhỏ
vài nước
chục kg
đến

trămSau
kg khi
đá/24h
thường
là linh
các loại
máy đặt
đá hoàn
toànbểtựvịđộng,
định vài
trước.
rót nước
xong
đá được
vào đầu
trí màsản
cơ xuất
cấu
đá cục trong khay hoặc đá mảnh các loại máy này rất cần thiết phục vụ cho
chuyển
động
xíchgiải
vừakhát,
đẩy toàn
cácnhà
linhhàng,
đá dịch
ra. sạn, cho các mục đích tiêu
các
quán

hàng
quánbộăn,
khách
dùng phục vụ đời sống, y tế, các bệnh viện và trong cả Xí nghiệp. Một phần
nhu cầu này đã được đáp ứng bằng các tủ lạnh gia đình tủ lạnh thương nghiệp.
Nhưng nhu cầu đối với các máy làm đá vẫn rất lớn, đặc biệt với Bể đá cây.
MáyCẤU
lạnhBỂphục
vụ cho bể muối là máy lạnh amoniắc một cấp, thiết bị
1.1.-KẾT
ĐÁ CÂY.

Bể đá cây được xây dựng với diện tích là 16m 2 cao l,4m, cấu tạo bể
được biểu diễn trên hình 1.3. Thành bể nước muối ở bên trong phải gò bằng
tôn đen dầy 0,003m, giữa cách nhiệt bằng tấm polystirol và một lóp giấy dầu
dầy khoảng 0,15m. vỏ ngoài được xây bằng gạch đỏ và hai lóp vữa xi măng.
Bể nước muối được chia làm hai ngăn, ngăn lớn để bố trí các khuôn đá, còn
ngăn nhỏ để bố trí dàn bay hơi làm lạnh nước muối trong bể có bố trí một bơm
nước muối tuần hoàn mạnh từ dàn bay hơi ra làm lạnh khuôn rồi lại quay lại
dàn bay hơi. Bơm nước muối bố trí thẳng đứng để tránh rò rì nước muối ra
ngoài. Dàn bay hơi kiểu xương cá có khả năng tăng khả năng trao đổi nhiệt
lên đáng kể. Các khuôn đá được ghép lại với nhau thành linh đá suốt chiều
ngang của bể. Các linh đá không phải đứng im trong bể mà chuyển động từ
đầu này đến đầu kia của bể nhờ cơ cấu chuyển động xích. Khi một linh đá kết
đông xong và được nhắc ra khỏi
bể thì
cơ cấu
xích
chuyển động dồn tất cả các
1. Máy

nước;
2. Vòi
nước.
linh đá lên chừa ra phía cuối bể một khoảng hở vừa đủ để đặt linh đá đã đổ
1.2.mới
NHỮNG
THÔNG số
BAN
ĐẦU.
đầy nước
vào. Chuyển
động
giữa
nước muối tuần hoàn và linh đá là ngược
chiều.
1.2.1.
Nơi thiết kê và lắp đặt.

Sản xuất đá tại Hà Nội nên các số liệu được lấy tại đây, tra bảng 1.1 [1] được:

SVi
A)gô Boăn Tkiẹrv
Tkiệrv
bVi A)gổ

21

]—áp\ K8 y\'kiệt
Akiệt --.Lcmk
.Lcmk

Bể áv\ tót ngkiẹp

1.2.2.

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

Nước làm mát.

Để làm mát nước bình ngưng và máy nén, ta có thể dùng nhiều nguồn
nước khác nhau, các phương án như sau:

Nước

thành

phố là

nước mặt : twl = tư

2. Dùng nước giếng
khoan không tuần hoà: twl =
hbnăm’

3. Dùng
Hình 1-2: Trao đổi nhiệt ngược chiều

nước

tuần

hoàn qua tháp giải nhiệt:

tư = 34,6°c thay vào (1) có:
= (37,6 -H 39,6)°c.
Chọn twl = 37,6°c.
Chọn tW2 - twl = 3,4°c.
tW2 = twl + 3,4°c = 40°c.

Chọn hiệu nhiệt độ tối thiểu Àtmin = 5K do đó:
tK=tW2+Atmin = 40°C + 5 = 45°C.
bVi A)gô Boăn Tkiệrv

3

]—áp\ K8 Alkiệt - .Lcmk


Bể áv\ tót ngkiẹp

1.2.3.

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

Tính toán nhiệt độ bay hoi.

Nhiệt độ nước đá yêu cầu: Nếu lấy nhiệt độ nước đá lớn hơn -4°c thì

Chọn môi chất lạnh là Amoniắc, sản xuất đá bằng phương pháp gián

tiếp qua chất tải lạnh nước muối Natri clorua (NaCl)

<0 = Wn,uíi-(4-6)°C.

Coi độ chênh nhiệt độ giữa nước đá và nước muối qua vách ống là nhỏ
khoảng 4K, do đó:

3Vi A)gô Boăn Tkiệrv

4

]—áp\ K8 y\'kìệt - J_ạnk


Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

Ạ


%

9% kg/kg

Hình 1-4: Quan hệ phụ thuộc giữa nồng độ và nhiệt độ của nước muôi.

1 - Đường kết tủa tinh thể nước đá.

2 - Đường kết tủa muối

Với nhiệt độ nước muối ở trên ta có thể xác định được nồng độ khối
lượng muối (cp%). Tra hình 3.11 - [3] cho NaCl được:

nước muối có nồng độ SVi A)gổ BOCÍKV XkìệiA

5

]—áp\ K8 Akiệt - J_ạnK


Bể áv\ tót ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

dần từ cpB qua Ọo rồi xuống tới cp c. Đường (2) còn gọi là đường bão hoà dung
dịch.

Ớ nhiệt độ t = -10°c sẽ có hai nồng độ nước muối là cpj và cp,, nhưng ở
nồng độ (p, chỉ có nước đóng băng còn ở nồng độ (p 2 chỉ có muối kết tủa, hạ
nhiệt độ xuống sẽ làm mức đá kết tủa và nồng độ muối tăng lên.

Một đặc điểm nữa của nước muối là tính ăn mòn kim loại, đặc biệt khi
tiếp xúc với oxy không khí. Hệ nước muối hở bị oxy hoá bão hoà nhanh gấp 4
lần so với hệ kín, vì vậy kim loại trong hệ hở sẽ bị ăn mòn nhanh hon. Để
giảm tối thiểu tính ăn mòn, nên hoà vào trong bể nước muối một ít chất chống
rỉ (chẳng hạn muối Crôm, Silicat Natri, axit Photphoric hoặc hợp chất cao
phân tử như polyox, polyacrilamic thuộc cấu trúc tuyến tính).

Vậy ở nhiệt độ bay hoi t0 = -15°c thì điểm đông đặc của nước muối
phải thấp hơn nhiệt độ bay hơi yêu cầu từ (3 -ỉ- 5)°c.

bVi A)gô Boăn Tkiệrv

6

L_<3p: K8 A^kiệt - J_ạnk


b

Bể áv\ tót ngkiẹp
T

o

0

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

CHƯƠNG 2

=

Abo(bo+B) (2)

TÍNH NHIÊT BỂ
b0 = 0,19728 IĨ1
(2)ĐÁ

Từ bảng 9 -3 - [4] tra được khuôn chuẩn sau:
2.1. KÍCH THƯỚC.

2.1.1. ILm IKhuôn, bể đá.
Trong đó:
a0: Chiều dài miệng khuôn.
Với: T : Thời gian làm đá, h.
Sau khi0 chọn chuẩn b0, thời gian làm đá thực là:
Tính chọn kích thước khuôn đá: Có hai loại khuôn, khuôn có thiết diện
b0: Chiều rộng miệng khuôn.
nhiệt độ
nước
trung bình trong bể, °c.
hình chữ nhật tvà
dạng
hìnhmuối
vuông.
m: khuôn
b0: Chiều rộng miệng khuôn, m.
Thời
gianloại
làmkhuôn
đá được
thức
sau đây:
Ta chọn
hìnhtính
chữtheo
nhậtcông
tức là:

n =plank
— =2.
A, khuôn
B: Cácđá:hằng
trị số
vàocần:
tỷ lệ n.
Số lượng
Mộtsố,
khuôn
đácủa
nặngchúng
50kg,phụ
vậy thuộc
6 tấn đá
n2 = 2 ta có: A = 4540
, B = 0,026.
Z = ^5- = 120 khuôn.
Thời gian làm đá: 24h/mẻ.

Nhiệt độ trung bình nước muối tm với từng loại đá khác nhau là khác
Chọn một linh đá gồm 12 khuôn nên số linh đá sẽ là —— = 10 linh
2
chọn khoảng cách giữa các mép hàng khuôn kế tiếp nhau là 0,002m.
Nước đá đục:
tm = -10°c.

Nước
đácách
tronggiữa

suốthàng khuôn
tm =và-4thành
4- -6°c.
Khoảng
bể 2 X 0,3m.
Nước đá pha lê:
tm = -4 4- -6°c.
Bề rộng của thanh đỡ hai đầu hàng khuôn (2 X 0,1)

Chọn tm = -10°c, thay vào (2). Sau đó biến đổi ta được:
Chiều dài lòng bể L:
L = 10 (0,38 + 0,002) + 2 X 0,3
bồ + 0,026b() - 0,044 = 0
5>Vi A)gô Boăn Tkiệrv

78

]—áp\ K8 y\'kìệt
Alkiệt - .Lcmk


4

5

Bể
Bồáv\
áv\tót
tótngkiẹp
nghiệp

nghiẹp

2.1.2.

Đại
Đại -Học
-Học Bách
Bách Khoa
Khoa Hà
Hà y\)ội
y\)ội

2
Kho bảo quản đá.

'///////

3

1

2-2: tích
Cấu gấp
trúc (2
tường
đá suất ngày
Thường kho bảo quản đá Hình
có dung
+ 5)bao
lầnbểnăng

đêm của bể đá. Ớ đây ta lấy 2 lần. Kho này thường được trang bị dàn lạnh treo
trần, đối lưu không khí tự nhiên.

1 - Vữa trát xi măng

Kích thước kho bảo quản đá:

Diện tích 1 khối đá đặt trên nền là (0,38 + 0,34) X 1,12/2 = 0,403m 2.
12 103
2.2.1.1. Xác định chiều dày cách nhiệt.
Số khối đá cần đặt trong kho theo năng suất kho là ——— = 240 khối
Hình 2-1: Mặt bằng kho sản xuất đá
50
1

- Bể nước muối

4 - Dàn ngưng

7 - Phòng

ta xếp đá làm 5 chồng, mỗi chồng gồm 48 khối đá.
dụng cụ và sửa chữa
Chiều dày cách nhiệt cần thiết tính theo công thức (3-2)
[1].
Diện tích các khối đá là: 48 X 0,403 = 19,34 m2
2

- Kho bảo quản 5 - Bế trữ nước làm đá 8 - Phòng ra đá

Diện tích kho trữ đá bằng diện tích các khối đá + diện tích phụ trợ
—
(đường *CN
đi, khoảng
^CN •cách các khối đá...) + diện tích phụ trợ (đường đi, khoảng
cách3 các- Phòng
khối đá...)
máy 6 - Phòng vận hành
2.2. TÍNH CẤU TRÚC.

= 19,34+ 15,5 = 34,84 9m2)
vào công thức ta được:
=0,047.
Chọn = 35 (m2).

1

Ta chọn chiều dầy cách nhiệt là SCN = 0,15m.
bVi
3V:A)gô
A)gô
Boăn
Thiẹrv
bVi
/\)
0ÔBoăn
BoănTkiệrv
Tkiẹrv

002

10
11
9

022

0,003

0,003

]—áp\
]—áp\
L8p: K8
K8
K8y\'hiệt
Alkiệt
A^kiệt
- -Lcmh
-.Lcmk
.Lạnk


k

'=l

Bể áv\ tót nghiệp

=

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

1

a,
2
0,88 Hệ số truyền nhiệt thực được tính theo công thức (3-1) [1].

23,3

CN

CN

1

2.2.1.2.

0,02

0,22

0,003

0,003

0,15

w/m K

'

Kiếm tra đọng sương.

Theo bảng (1-1) [1] nhiệt độ tháng nóng nhất tại Hà Nội lấy tj = 37,2°c
độ ẩm cp = 83%.

Tra đồ thị h - X của không khí ẩm ở áp suất khí quyển.

B = 760mmHg ta được ts = 34°c.

Theo biểu thức (3-7) [1 ] ta có:

Ks = 0,95 . ct, . (tj -ts)/(t, - t 2 )

Ks = 0,95.23,3 (37,2 - 34)/ (37,2 + 10) = 1,50 w/m2 K

t, =t, -q.-‘- = 3 6 , 6 3 - 1 3 , 1 . = 36,33°c.
bVi /\) 0Ô Doãn Tkiẹrv

12

]—áp\ K8 A^kiệt - J_ạnk


1

3

6

5

7

6

X,
M

H

xs

0,88

Bồ áv\ tót nghiẹp

x6

0,047

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

0,88

t, =t, -q.^- = 32,51-13,1.5^ = 32,26°c.

t, = t6 - q.lk = -9,54 - 13,1.^- = -9,99°c.
t, = t, - q A Ä
= 36,33 - 13,1.— =0,16
32,8l°c.
3

Ằ2

0,82

t, =t,-q.—= 32,26-13, l.-HL =-9,54°c.
t, =t, -q.^- = 32,81 -13,1.^^ = 32,5l°c.

Tra bảng "tính chất vật lý của không khí ẩm" bảng 7 - 10 [3] ta được:
Bảng 2 -1 : Áp suất hơi.

-

Tích phân áp xuất thực hơi nước:

Trong đó:

Ph và Ph là phân áp xuất hơi của không khí bên ngoài và bên trong bể

ph2 = px„ (t = -10°C). cp2 = 259,445.90% = 233,5 Pa
H=z

5I

= 3

a Ọ 2 + ^ + Ọ^ + ^ro=

5>Vi A)gô Boăn Thiện

m2 hM

13

]—áp\ K8 y\'hìệt - .Lạnh


X4 3

2

p3

90
4

p4

1,35
Bể áv\ tót nghiẹp
ngkiẹp

3

5

4

6

90

p5

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

7,5
p =p - co.-^co.—===4255,2-0,2.0,15.^
G)Ặ
4699,5
255,2-0,2.0,02.—
- 0,2.0,003.-^—
=255,2
=210,8
=Pa4255,2
Pa
Pa
A

p6

6000

pí
6

Phương
đạt yêu cầu 1CT
vì tất
cả các phân áp suất thực đều nhỏ
p p pháp hnày
(5207,4-233,5).

hơn áp suất bão hoà. Kết quả tính toán áp xuất riêng phần hơi nước theo chiều
ph

5000

co = ÍÁ1—ÍÁỈ- = 2------- ---——2------- = 0,2 g/m2h.
2.2.2.
Cách nhiệt nền bể nước muôi.
4000
H
0,025
- Phân áp xuất thực3000
của hơi nước trên các bề mặt.
2.2.2.1.
định chiều dày cách nhiệt.
PxX2 = P1Xác
h - coẶ = 5207,4 -0,2.0,02.— =5163 Pa
ỊLt, 200
90
p 3 =p -2 co.— = 05163 - 0,2.0,22.^- = 4744 Pa
p2
105
p =p - co.^- = 4744-0,2.0,02.—=4699,5

Pa
100
0

1 - Lớp gạch vỡ

12

345

67

ô,mbể đá
Hình 2-4: Cấu trúc cách nhiệt nền

'

2
0,356
K
Hình
Kết quả
toán áp suất
phần
hoiW/m
nước
0,4 2-3:
„ 0,02
0,2tính0,005
0,003riêng =

0,1

bVi A)gổ
A)gô Boăn Xhiẹrv
Tkiệrv

14
15

]—áp\K8
L8p:
K8y\'kiệt
A)hiệt
- Lcmk
- .Lcmh


2

\

1

3

2

4

3

5

4

6

x6

5

7

X,

Â3
X,

xs

M

0,87

Bể áv\ tót nghiẹp

0,16

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

0,88

t , =t,
t,
== tt,t,,---qqq,—
.qẶ
—
16,98
17,26- -12,46^2?
12,46.^^
===17,26°c.
16,82°C.
A====19,27
16,82
-12,46,—
12,46.-94=16,98°c.
-9,69°c.
t„ = t, — q.— = -9,69 -12,46.49?. = -9,97°c.
1,4

0,16

2.2.22t, Kiếm
tra =đọng
ẩm- 12,46.5^
trong co =
cấu
cách nhiệt.
= t, - qÂ
17,49

17,26°C.

0,047

0,88

- Mật độ dòng nhiệt qua kết cáu cách nhiệt.

q = k. ÀT = 0,356.35 = 12,46 w/m2.
X

h1

L

h2

- Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách.

t, = 25°c.

=> ụ =t, -qÀ = 25-12,46,— = I9,27°c.

Tra bảng "tính chất vật lý của không khí ẩm" bảng 7 - 10 [3] ta được:

- Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che:
co =
3V: A)gô Boăn Thiẹn

16

]—áp\ K8 y\'hiệt - J_ạnh


2

'

Pị

4

!

p,

5

4

p4

6

5

ụ5

x

x

1,35
x

7

68

1,35

Bể áv\ tót ngkiẹp
nghiệp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

90

Trong đó: Phl và Ph2 là phân áp suất hơi của khône khí bên neoài và bên

trong bể đá, Pa.
..

H - Trở kháng thấm
ph|

=

px„

(t

=

hơi

25°C).

của
cp,

kết cấu bao che, nrh MPa/g
=

3166,3

.

83%

=

2628Pa.

ph2 = Px„ (t = -10°C). (p2 = 259,445.90% = 233,5Pa.
pP,x=p
=p
-co.—
1310-0,08.0,1.-——
== 0,08.0,02.——

2157,4-0,08.0,2,—
x
=p—
-co.-^co.—4=-co.^21428,5-0,08.0,002,—
= 1446,3 —
= 1310Pa
= 1428,5 Pa= =
x =p
(2628-233,5).
10“6 0,047
ụ
n,6
30
= 0,08 g/nrh.
pp=p
Pa
= P-Xco.^- ciJk= =243,3-0,08.0,02,—=225,6
1624,1.0,08.0,003,— = 1446,3
Pa

243,3
1624,1

Pa

- Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt.
Hình 2-4:
Kết -quấ
toán áp suất riêng
phần hoi

px =p„
coÂtính
= 2628-0,08.0,4,—
=2157,4
Pa nước theo chiều dày vách.

Phương án này đạt yêu cầu vì tất cả các phần áp suất thực đều nhỏ hơn
áp suất bão hoà. Kết quả tính toán áp suất riêng phần hơi nước theo chiều dày
vách được thế hiện trên hình 2-4.
2.3. TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT TƯỜNG BAO KHO BẢO QUẢN ĐÁ.

2.3.1.

2.3.1.1.

Tính cách nhiệt tường bao kho bảo quản đá.

Xác định chiều dày cách nhiệt.

bVi A)gổ Boăn Tkiệrv

17
18

Lớp:
L_<3p:K8
K8/\Jkiệt
A^hiệt- Lcmk
- .Lạnh

_

O02

3

022

0,003

Bể áv\ tót ngkiẹp

0,15

Ị_

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

1
2
3
4

- Vữa trát xi
măng
- Gạch xây
- Giấy dầu
- Cách nhiệt

Hình 2-6: Cấu trúc tường bao kho trữ đá
1
Chiều dày cách nhiệt cần thiết tĩnh ltheo công thức (3-2) [1 ]
—+2J
—

^CN

3

= 0,047.

O02

0.22

0,003

1

= 0,114 m.

203

088

082

0,16

047

= 0,27 W/m2K.
9

2.3.1.2. Kiểm tra đọng sương.

bVi A)gô Boăn Tkiệrv

19

]—áp\ K8 y\'kiệt - .Lcmk


1

X,

3

2

0,88

X2

0,82
Bể áv\ tót nghiẹp

4

5

1

6

7.5
H

x6

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

0,047
tt,7 = tt,f i- —
q,—
q,—
= 33,21-11,34.5^
36,25
= —3,45
- 11,34,—
— 11,34.^^==32,95°c.
33,2=-3,71°C.
l°c.
0,88

X,

B =4760mmHg ta được ts = 34,2°c. 0,88

t, = t, - q.-^i- = 32,95 -11,34.5^ = 32,74°c.
5
xt
0,16
Theo biểu thức (3-7) [1 ] ta có:

tfi = t, - qẶ = 32,26 - 11.34.-52Ể. = -3.45"c.

Ks = 0,95 . a, . (t, - ts)/(t, -12)

Ks = 0,95.23,3 (37,2 - 34,2)/ (37,2 + 5) = 1,58 w/m2 K

2.3.1.3.

Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt.

- Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt.

q = k. AT = 0,27 . [37,2 - (-5)] = 11,34 w/m2.

- Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách:

q = a, (tfl - t , ) .
Tra bảng "tính chất vật lý của không khí ẩm" bảng 7 - 10 [3] ta được:
Bảng 2 -1 : Áp suất hơi.

3v: A)gổ Boăn Thiệi^

20

]_8p: K8 A)hiệt - .Lcmh


x<

Xj

m

7

90

=0,Bể áv\ tót nghiệp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

- Tích phân áp xuất thực hơi nước:

- Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che.
kho đá, Pa.

H - Trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che, m 2hMPa/2.

(0 =
p

5

hl h2

p-p

105

7,5

1,35

= 0,025 m2 hMPa/g

H
(5207,4- 361).10“6
=p 4 - co.-^- = 4714,7-0,194.0,003,—=4283,6
= 0,194 g/m2h.
p4
1,35

Pa

p- Phân
=p -(0.—
= 4283,6-0,194.0,15.^= 402,6
áp xuất
thực của hơi nước trên
các bềPamặt.
p ‘ =p

5

—

pco.—
5
p,

=

5207,4

—
90

0,194.0,02.——
7,5

=

5164,3

p J =p, Xỉ - <0.^- = 5164,3-0,194.0,22,—=4757,8 Pa
p,
105
px =px -co.—= 403,6 - 0,194.0,02.t— = 360,5 Phương án
p =p -(0. — = 4757,8-0,194.0,02. — =4714,7 Pa

21

]—áp\ K8 A)hiệt - J_ạnh

Pa


Bể áv\ tót nghiẹp
ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

Theo
bảng 3-3[ta1được
] ta tra
hệ số truyền nhiệt của vách từ ngoài không
B = 760mmHg
ts = được
34,2°c.
khí vào kho bảo quản đá (-5°C) là K = 0,34 W/m2K.

Ỗ

CN

Theo biểu thức (3-7) [1 ] ta có:
Theo bảng 3-7 [11 ta tra được hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài
k

' _L

M
J_

2
Ks =là0,95
. a, . (t, - ts)/(t,
-12)
tới trần cách nhiệt
003a, = 23,3 W/m K.
Mi
Mr KsỌ'
= 0,95.23,3 (37,2 - 34,2)/ (37,2 + 5) = 1,58 w/m2 K 0.15

23.2.3.

Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cáu cách nhiệt.

- Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt.
q = k. AT = 0,28 . [37,2 - (-5)] = 11,81 w/m2.
Chiều dày cách nhiệt cần thiết tính theo công thức (3-2) [1 ].
Hình 2-7: Kết quả tính toán áp suất tiêng phần hơi nước theo chiêu dây vách
- Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách:
Phươnsq pháp
= a, (tflnày
-t,).đạt yêu cầu vì tất cả các phân áp suất thực đều nhỏ
hơn áp suất bão hoà. Kết quả tính toán áp xuất riêng phần 0,01
hơi nước theo chiều
n
+
dày vách
được
thể
hiện

trên
hình
2-7.
=> t, =tf --9- = 37,2-iBl =36,69°c.
+—
1 ct,
23,3
9)
0,2 quản
0,003 đá.
2.3.2.
Cách
nhiệt
trần
kho
bảo
= 0,047.
t, =t, - q,— = 36,69 -11,81.-^—^. = 36,29°c.
1 m. X,
0,3
ÔCN = 0,12
2.3.2.1. Xác định chiều dày cách nhiệt.
t, = t, - q. A- = 36,29 - 11,81,— = 34,60°c.
Cấu trúc nhiệt trần kho bảo quản đá được biểu diễn trên hình 2-8.
Tra bảng
của không
ẩm"= bảng
7 - 210
0,28
K. [3] ta được:

23,3 "tính
1,4chất
0,3vật lý0,88
0,16 khí 0,47
9 W/m
1

2.3.2.2.

Kiểm tra đọng sương.

3V: A)gổ
A)gô Boăn
Boăn Tkiẹrv
Thiện
3Vi
A)gô
Thiệrv
bVi

22
23
24

L-óp:
L<3p:
]—áp\K8
K8
K8/\)hiệt
y\'kìệt

y\'hiệt---.Lạnh
Lcmk
J_ạnh


r

hl r h2

Bể áv\ tót nghiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

- Tích phân áp xuất thực hơi nước:

Ph và Ph là phân áp xuất hơi của không khí bên ngoài và bên tron 2
kho đá, Pa.

phl = Px„ (t = 37,2°C).
(52074,4 -361). 10'
- Phân áp xuất thực của hơi =nước
trên2h.các bề mặt.
0,12 g/m
p = Ph -<0.—= 5207,4-0,12.0,01.-—- =3812,1 Pa
1
1
p,
0,86
p =p -(oẶ = 3812,1-0,12.0,2,— =3012,1 Pa

J X;

p

p,

30

= P-coÂ
m

x< Xj

=

3012,l-0,12.0,003,—

=4714,7Pa
1,35

p =p - co.^ = 2745,4-0,12.0,15.Ị5- =345,4 Pa
5

4

p4

7,5

p =p -(O.ẼL = 345 4-0,12.0,02,— = 318,7 Pa

6

!

m

5>Vi A)gô Boăn Thiệpv

90

25

]—áp\ K8 y\'hiệt - Tạnh


áv\tốt
tótnghiệp
ngkiẹp
Bể án

k| =

1

j14L 002 02 1 0003

2

Bậị
Đại -Học Bách Kkoa

Khoa Hà y\)ội

1

X,

_giL=0,344(w/m-h)

1,4
Hệ số toả nhiệt từ vách kho đá vào kho đá là a2 = 9 W/m2K.

0,
87 + 0,88 + 1,4 + 0,16
9 0,047
= phần
0,0977m
Hình 2-9: Kết quả tính toán áp suất riêng
hơi nước theo chiều dày vách
Ta chọn ÔCN = 0,1 (m)
23.3.2. Kiếm tra đọng ẩm trong co cấu cách nhiệt
2.3.3.
Cách nhiệt nền kho bảo quản đá.
Hệ số truyền nhiệt thực được tính theo công thức (3-1) [1]
- Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt.
2- 10.

q = k. AT = 0,344. (25 + 5) = 10,32 w/m2

- Xác định nhiệt độ bề mặt các lớp vách,

1 - Gạch vỡ

t, = 25°c

7 V V V t,V=t,V- q,—
V V= 25
V -10,32.-4
V V ^ = 20,26°c

3V:
bVi y\)gô
A)gô Boăn Tkiệrv
Tkiẹrv

27
26

]—áp\ K8 A^kiệt
J_ạnk
y\'kìệt --.Lcmk


2

4

3

6H

>,4 0,16

x

6

0,88

Bể áv\ tót nghiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

t„ = t, - q.5ỉ- = 18,37 - 10,32.-55- = -3,55°c
4
x50,047
t, = t,-q.52- = 18,79-10,32.5^55 = 18,56°c
t7 = t. - q . — = -3,59 -10,32.5:55 = _3 82°c

3

X,0,88

t, =1,-q.5á- = 18,56-10,32.55!51 = 18,37°c

Tra bảng “Tĩnh chất vật lý của không khí ẩm” bảng 7-10 [3] ta được.
Bảng 2-5: áp suất hơi

- Tính phân áp thực của hơi nước
p-p

- Dòng hơi tham thấu qua kết cấu bao che: 0) = hl — —

H

<0 =

ph,-ph2 (2628-361).10"6

------“■ = - ------------‘------= 0,079g/m2H

H
5>Vi A)gổ Boăn Thiẹi^

0,029
28

]—áp\ K8 Alhiệt - J_ạnh


P

x5 = p,4 -

= 1619 - 0,079.0,03 10 = 1443,4Pa

Bồ áv\ tót nghiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

\JL4

1,35

px6 = px5 - co = 1443,4 - 0,079.0,1,10 = 390, lPa
px2 = p h l - < 0.L = 2628-0,079.°’4,10
=2163,3Pa
7 5
m
’
jLXj
68
s
rì m 1 n-0
px3
=p„2
-(0.L
=
2163,3-0.079.0’2’10
=
P2
30
p = p - (oA = 390,1 - 0 , 0 7 9 . — 7 ^ ------------= 372,5Pa

1636,6Pa

ĩ\
Tì ÍÌO 1 rr6
n6
90
P.4 =P«1 -<«>•—= 1636,6-0,079. ’

=1619Pa
n,

90

Hình 2-11: Kết quả tính toán áp suất riêng phần hoi nước theo chiêu dày vách
Phương án này đạt yêu cầu vì tất cả các phân áp suất thực đều nhỏ hơn
áp suất bão hoà. Kết quả tính toán áp suất riêng phần hơi nước theo chiều dày
3V: A)gô Boăn Xhiẹn

29

]—áp\ K8 y\'hiệt - .Lạnh


Bể áv\ tót ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

2.4. TÍNH CÂN BẰNG NHIỆT.

2.4.1.

Đại cương

Tính cân bằng nhiệt là tính toán các dòng nhiệt từ bên ngoài đi vào bể
đá và kho trữ đá. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ
công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ
ổn định giữa bé đá, kho đá với không khí bên ngoài.

Mục đích cuối cùng của việc tính cân bằng nhiệt là để xác định năng
suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt.

Dòng nhiệt tổn thất vào bê đá và kho đá Q được xác định bằng biểu
thức sau:

Q = Q, + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (W)

Qị - Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh

Ọ2 - Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh

Ọ3 - Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài vào do thông gió buồng lạnh

Ọ4 - Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh

Q5 - Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp, Q5 = 0.
bVi A)gô Boăn Tkiệrv

30

]—áp\ K8 y\'kiệt - .Lcmk


Bồ áv\ tót ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

K, - Hệ số truyền nhiệt thực xác định theo chiều dày cách nhiệt tường

K, = 0,279 W/m1 2K

2.4.23. Xác định dòng nhiệt tốn thất qua nắp bể đá

Qi2 = kfr* Ftr. AT12

Ktr - Hệ số truyền nhiệt thực xác định theo chiều dày cách nhiệt nắp bể,
W/m K
2

Ftr

-

Diện

tích

bề

mặt

tường

bể

Ftr = 4,42.
1 3,48= 15,38m2
1 5
ĩ

a, X

a,

l,2W/m2K

Q12 = 1,2. 15,38 (37,2 - 2) = 650 w

2.4.2.4.

Xác định dòng nhiệt qua nền bể đá

Qi3 = kn. Fn. AT|3

3V: A)gô Boăn Xkiẹrv

31

]—áp\ K8 Alkiệt - .Lcmk

đá


Bể áv\ tót nghiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

AT,3 - Chênh lệch nhiệt độ giữa bể đá với nhiệt độ lòng đất.

ọ,3 = 0,356. 15,38. (25 - (-10)] = 191,63 w

Vậy dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che bể đá là.
Q, = 291,29 + 6 5 0 + 191,63 = 1132,92 w

2.4.2.5.

Xác định lượng nhiệt cần thiết đế làm lạnh đá Q 2

Dòng nhiệt thu của nước trong khuôn đế làm lạnh từ 27°c xuống — 10°c.

Q2 = m.[(pw (tị - 0) + qr + cpd (0 - t2)]

Trong đó m =

_ 0 0694kg/s

24.3600

(Đổi ra từ 6 tấn/24 giờ)

Nhiệt độ nước dùng làm đá là 27°c.

Cpw = 4,18 KJ/Kg.K - Nhiệt dung riêng đẳng áp của nước

bVi A)gô Boăn Thiệrv

32

L_<3p: K8 y\'hiệt - J_ạnh

Bồ áv\ tót ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

í 1,12 ^
VzJ

(I 123

+ 0,19.0,16

6j= 2(0,38+ 0,34). — +2(0,19 + 0,16)

6 = 124. 1,22 = 152,28m2

m = pt. V = 5,4. 0,151 = 0,815 = 815,4 Kg
- Dòng nhiệt làm lạnh khuôn từ nhiệt độ 37,2°c xuống -10°c.
Q42

=

m.

c.

AT=

815,4.0,477

(37,2

-+

10)/243600

= 212,4 w

Q0 = Qị +Q2 +Q4 =1132,92 + 32430+1710
= 35272,92W

Ta lấy thêm hệ số an toàn k = 1,1 để tính toán thiết kế thiết bị.
Qmn = Q, + Q2 + 75%Q4 = 1132,92 + 32430 + 75% 1710
Qmn = 34845,42w = 34,9KW
2.4.3.

2.4.3.1.

Tính tổn thất nhiệt kho trữ đá.

Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che.

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua
bVi A)gổ Boăn Tkiẹrv

33

]—áp\ K8 y\'kiệt - .Lcmk


Bồ áv\ tót ngkiẹp

Đại -Học Bách Khoa Hà y\)ội

Qn-

Dòng

Ql2-

Dòng

nhiệt

tổn

nhiệt

tổn

thất

qua

thất

qua

tường
trần

Qi3- Dòng nhiệt tổn thất qua nền

2.43.2.

Xác định dòng nhiệt tổn thất qua tường kho trữ đá.

Qn = K - ATn

kt - Hệ số truyền nhiệt xác định theo chiều dầy cách nhiệt kho
kt = 0,27 co/m2H

Ft - Diện tích bề mặt tường kho đá
Ft =2. (7.2,5 + 5.2,5) = 60m2

ATn - Chênh lệch nhiệt độ giữa kho đá với môi trường bên ngoài
Qn = 0,27. 60 (37,2 + 5) = 683,64 w

2.4.33. Xác định dòng nhiệt tổn thất qua trần kho trữ đá

Ql2 = k(r + Fj . AT|2

ktr - Hệ số nhiệt thức xác định theo chiều dầy cách nhiệt trần kho
ktr = 0,28 W/m2H
5>Vi A)gô Boăn Xkiẹrv

34

]—áp\ K8 y\'kìệt - .Lcmk