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

Lời nói đầu
Rau qủa là loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hàng ngày. Nó cung
cấp nhiều loại vitamin và khống 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 bị hư hỏng sau khi thu hoặch theo thời vụ. Hơn nữa
việc thu hoach 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 hồn 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 hồn thành đồ án này.
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 thịt, cá, sữa, rau, quả,…
các sản phẩm là thực phẩm lạnh, lạnh đông, đồ hộp,…để chuyển đến các kho lạnh phân
- 1 -
phối, kho lạnh trung chuyển hoặc kho lạnh thương nghiệp. Đặc điểm là năng suất lạnh
của các thiết bị 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 hồ 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: thịt, 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 thị 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, thị 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 tồn 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 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 thịt, cá có thể được xếp trong các bao bì khác nhau đặt lên
giá trong buồng lạnh.
Buồng lạnh được trang bị 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 thịt, 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
- 2 -
-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 bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị
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 bị 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 thịt đạt -8
0
C và nhiệt độ
bề mặt tùy theo bề dày tấm thịt 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 thịt, 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. Thịt đặt trên giá hoặc treo trên xe đẩy và được
kết đông theo mẻ.
Ngồi buồng kết đông, ngày nay người ta sử dụng nhiều loại thiết bị 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, thịt nạc, thịt thăn, gia cầm đông
lạnh…
Các thiết bị 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, thịt được treo vào các móc treo của
xe kết đông hoặc được xếp vào các giá của xe để chuẩn bị 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.
- 3 -
Buồng bảo quản nước đá thường được trang bị 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.
B TÍNH TỐN
CHƯƠNGI Xác định 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
: định 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
=
;
- 4 -
⇒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 ngồi. Do sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm đó luôn có một dòng nhiệt và một
dòng ẩm xâm nhập từ môi trường ngồi 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.
- Chịu được tải trọng của bản thân và của hàng bảo quản .
- Chống được ẩm thâm nhập từ bên ngồi vào và bề mặt bên ngồi
tường không được đọng sương.
- Đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chi púi đầu tư cho máy lạnh và vận
hành.
- Chống được cháy nổ và đảm bảo an tồn.
- Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp bằng cơ giới.
- Có tính kinh tế.
II.1.1 Móng và cột.
Móng phải chịu được tải trọng của tồn bộ kết cấu xây dựng và hàng hố 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 chịu 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 tốn.
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 bị 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 bị 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 ngồi với không khí lạnh trong buồng giảm tổn thất nhiệt.
II.2 TÍNH TỐN CÁCH NHIỆT BUỒNG LẠNH.
II.2.1.Vật liệu cách nhiệt.
- 5 -
Cách nhiệt lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ môi trường ngồi có
nhĩet 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 bị chuột, sâu bọ đục
phá.
- 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 định 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 ngồi 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]).
- 6 -
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:
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 ngồi không bị 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 định 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
- 7 -
+ Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che

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
Aùp suất P
hmax
,pa 4571 4512 3514 3468 3441 1348 1327
Aùp 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 bị đọng ẩm.
- 8 -
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 ngồi 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 chịu 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
II.2.2.3.nền (hình 3_5.c)
- 9 -
_ 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
CHƯƠNG III. TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh ϕ được xác định 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 ngồi 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
- 10 -
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 định 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 ngồi 0.4358 60 21.6 618.84
Tường ngồi 0.4358 45 21.6 434.13
Tường ngồi 0.4358 60 21.6 618.84
Tường ngồi 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)
III.1.2 xác định 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 ngồi TN 0.4358 60 10 286.5
Tường ngồi TB 0.4358 45 6 128.9
Tường ngồi TN 0.4358 60 _ _
- 11 -
Tường ngồi 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

=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 ngồi
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)
- 12 -
_Q
43
dòng nhiệt do các động cơ điện
Do lắp đặt các động cơ điện ở phía ngồi 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
⇒ 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).
- 13 -
CHƯƠNG IV TÍNH CHU TRÌNH LẠNH
IV.1 Tác nhân lạnh.
IV.1.1 Định nghĩa : 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.
Ơû 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 hố 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 hồn 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.
- Aùp 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.
- Hồ 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 hồ 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 hồ tan nước nhưng mức độ hồ tan vẫn lớn hơn gấp 5 lần R12 nên máy
lạnh R22 ít bị nguy cơ tắc ẩm hơn.
- Không dẫn điện nên có thể sử dụng cho máy nén kín và nửa kín tuy độ an tồn

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 hố 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.
- 14 -