đồ án chuyên nghành lạnh

CHƯƠNG 1 : TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO
LẠNH
Chương này nhằm mục đích là xác định kích thước phòng kho
lạnh để đảm bảo công suất lạnh yêu cầu và bố trí hợp lí mặt
bằng kho lạnh.
TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG CẤP ĐÔNG.

I.

Thông số cho trước :
Công suất : E = 5,5 tấn/mẻ
Sản phẩm :

Thịt Heo

Tính thể tích chất tải : Vct (xếp sản phẩm)

1.

Theo công thức (2-1) trang 29, tài liệu [1] :
E
g ct

Vct=

, [m3]

Với :
E : là công suất chất tải phòng cấp đông, [tấn]
gct : là định mức chất tải thể tích, [t/m3]
Theo trang 29, tài liệu [1] thì mỗi m2 có thể sắp xếp được 0,6

đến 0,7t (tương đương 0,7t/m3) do đó ta có : gv = 0,17 [t/m3].

Suy ra: Vct=
2.

5,5
0,17

= 32,35 m3

Chiều cao chất tải :

Phụ thuộc vào mức độ cơ khí xếp sản phẩm, xếp sản phẩm
bằng tay nên chọn hct= 2 [m]
3.

Tính diện tích chất tải : Fct

Theo công thức (2-2)trang 29, tài liệu [1] :

Fct=

Vct
hct

, [m2]

Với: hct: là chiều cao chất tải, [m]
1

Suy ra: Fct=
4.

32,35
2

= 16,2 m2

Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr

Theo công thức (2-4)trang 30, tài liệu [1] :

Ftr=
Với :

Fct
βF

, [m2]

βF: là hệ số sử dụng diện tích của phòng lạnh kể đến

đường đi lại và diện tích lắp đặt thiết bị. Ở dây ta chọn β F = 0,6
theo bảng 2-4, tài liệu[1]

Suy ra:
5.

Ftr=

16,2
0,7

= 23,142 m2

Chiều cao trong của phòng cấp đông :

htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là hệ số kể đến gió đi đối lưu trong buồng và chiều cao
lắp đặt thiết bị (dàn bay hơi ) , chọn
Suy ra:

6.

∆h = 1m

h tr=2+1= 3 m

Chọn số phòng cấp đông : n

Theo công thức (2-5)trang 30, tài liệu [1] :

n =

Ftr
f

,

Với: f là diện tích phòng quy chuẩn vì sử dụng tấm panel có kích thước là bội
số 1,2 m nên chọn f = 4,8 x 4,8 m2. Suy ra:

n=

23,142
4,8 × 4,8

= 1,00446

Vậy số phòng cấp đông là 1 phòng. Kích thước Ftr= 4,8 x 4,8 m2.
II.

TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG TRỮ ĐÔNG

Cho biết:
1.

- Công suất: E = 35 tấn

Tính thể tích chất tải: Vct
2


Theo công thức (2-1)trang 29, tài liệu [1] :
E
gv

Vct=

, [m3]

Với:
E : là công suất chất tải phòng trữ đông , [tấn]
gv: là định mức chất tải thể tích ,[t/m3]
Tra theo bảng 2-3 tài liệu [1] đối với thịt heo đông lạnh : gv =
0,45 [t/m3].

Suy ra:

Vct=

35
0,45

= 77,7 m3

Chiều cao chất tải:

2.

Phụ thuộc vào mức độ cơ khí xếp sản phẩm, xếp sản phẩm
bằng tay nên chọn hct= 2m
Tính diện tích chất tải : Fct

3.

Theo công thức (2-2)trang 29, tài liệu [1] :

Fct=

Vct
hct

, [m2]

Với:

hct: là chiều cao chất tải, [m] chọn hct= 2m

Suy ra:
4.

77,7
2

Fct=

= 38,8 m2

Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr

Theo công thức (2-4)trang 30, tài liệu [1] :

Ftr=
Với :

Fct
βF

, [m2]

βF: là hệ số sử dụng diện tích của phòng lạnh kể đến

đường đi lại và diện tích lắp đặt thiết bị. Ở dây ta chọn β F = 0,6
theo bảng 2-4, tài liệu[1]

3


Suy ra:
5.

Ftr=

38,8
0,7

= 55,42 m2

Chiều cao trong của phòng trữ đông:

htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là hệ số kể đến gió đi đối lưu trong buồng và chiều cao
lắp đặt thiết bị (dàn bay hơi ) , chọn
Suy ra:
6.

∆h = 1m

h tr=2+1= 3 m

Chọn số phòng trữ đông: n

Theo công thức (2-5)trang 30, tài liệu [1] :

n =

Ftr
f

,

Với: f là diện tích phòng quy chuẩn, chọn f = 6 x 6 m2. Suy ra:

Suy ra:

n=

55,42
6×6

= 1,54

Do đó chọn n = 2 phòng trữ đông
III.
1.

BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
Yêu cầu về bố trí mặt bằng

Bố trí mặt bằng thuận chiều đi của sản pham theo công nghệ.
Hạn chế đến mức thấp nhất tổn thất lạnh ra môi trường.
Đảm bảo hướng mở rộng của kho lạnh theo nhu cầu phát triển
sau này
2.

Bố trí

4


5


CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CHO KHO LẠNH
Chương này cần xác định chiều dày lớp cách nhiệt của
phòng lạnh dựa vào hệ số truyền nhiệt tối ưu (cân đối giữa chi
phí vận hành và chi phí đầu tư) ngoài ra phải đảm bảo không
xảy ra đọng sương ở mặt ngoài phòng lạnh.
Chiều dày lớp cách nhiệt tính theo công thức tính hệ số
truyền nhiệt k qua vách phẳng nhiều lớp lấy từ công thức (3-1)
trang 64, tài liệu [1]
1

δ δ
1
1
+ ∑ i + cn +
α tr n=1 λi λcn α ng

n

k =

, [W/m2K]

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:

δcn=λcn

n
1  1
δ
1
+∑ i +
 − 
 k  α tr i =1 λi α ng






, [m]

Với:
δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]
λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]
k : Hệ số truyền nhiệt, [W/m
αng: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách

nhiệt, [W/m2K]
αtr: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m 2K]
δi: Bề dày yêu cầu của lớp vật liệu thứ i, [m]
λi: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, [W/mK]
I.

TÍNH CÁCH NHIỆT CHO TƯỜNG BAO KHO LẠNH

Chúng ta sẽ tính cách nhiệt chung cho các tường và tính cho
các tường khắc nghiệt.
Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo 2 yêu cầu cơ
bản:

6


Vách ngoài kết cấu bao che không được phép đọng sương,
nghĩa là độ dày của lớp cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề
mặt vách ngoài ngoài lớn hơn nhiệt độ đọng sương của môi
trường ts.
Chọn chiều dày cách nhiệt sao cho giá thành một đơn vị lạnh
là rẻ nhất

7


1.

Kết cấu và các số liệu của nó

Thứ
tự
1

Lớp vật liệu

δ [m]

Lớp thép

0,002

2

Polyurethan

3

Lớp thép

2. Tính toán
a. Phòng

0,002

λ
[W/m2K]
58

Ghi chú

0,041

Cần tìm δ , tra
bảng λ
Tra λ theo bảng

58

Tra λ theo bảng

cấp đông

Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7
trang 65 tài liệu [1] có :

αng= 23,3 W/m2

Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không
khí cưỡng bức mạnh tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có:
αtr= 10,5 W/m2K
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra
bảng 3-3 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho
vách bao ngoài. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư
= 0,19 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng
cấp đông:

8







1
1
0
,
002
1



−
+ 2×
+
 0,19
23,3
58
10,5 










δcn = 0,041.

= 0,21

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn. Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được
chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của
tấm cách nhiệt là:
Ứng với

δ cntt

δ cntt

= 0,3 m

ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1

kt =

1
0,3
0,002
1
+
+ 2.

+
23,3 0,041
58
10,5
b.

= 0,134 W/m2K.

Phòng trữ đông

Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7,
trang 65, tài liệu [1] có αng = 23,3 W/m2
Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không
khí cưỡng bức vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 65, tài liệu [1]
có: αtr=9 W/m2K
Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra
bảng 3-3 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho
vách bao ngoài. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư
= 0,22 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng
trữ đông:

9









1
1
0
,
002
1



−
+ 2×
+ 
 0,22
23,3
58
9 









δcn = 0,041.

= 0,18 m.

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn. Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được
chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của
tấm cách nhiệt là:
Ứng với

δ cntt

δ cntt

= 0,2 m

ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1

kt =
3.

1
0,2
0,002 1
+
+ 2×
+
23,3 0.041
58
9

= 0,199 W/m2K.

Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm
nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt. Để tránh hiện tượng đọng
sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn
nhiệt độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra
hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7)
trang 66,tài liệu[1].

Ktt ≤ ks = 0,95.αng

tn − ts
tn − t f
,

[W/m2K]

Với:
k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là
nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]
α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
10


tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
tn= 37,70C : nhiệt độ môi trường ngoài
ts = 32,50C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị
I-d với nhiệt độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%

a.

Phòng cấp đông

Phòng cấp đông có tf= -350C

Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

37,7 − 32,5
37,7 − (−35)

= 1,6 W/m2K

kcđ= 0,134< ks = 1,6 W/m2K

Mà có

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của
tường bao phòng cấp đông.
b.

Phòng trữ đông

Phòng trữ đông có tf= -180

Suy ra:
Mà có

ks= 0,95.23,3.

37,7 − 32,5
37,7 − (−18)

= 2,1 W/m2K

ktđ = 0,199 < ks = 2,1 W/m2K

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của
tường bao phòng trữ đông.
II.

TƯỜNG NGĂN

Tường ngăn giữa hai phòng lạnh dù có nhiệt độ bằng nhau
cũng phải có cách nhiệt (vì đề phòng có một phòng lạnh không
vận hành ).
Để thuận tiện cho quá trình lắp đặt và sửa chữa sau này thì
chiều dày lớp cách nhiệt của các tường phòng lạnh được lấy
bằng nhau và bằng chiều dày của tường khắc nghiệt nhất.
III. TÍNH CÁCH NHIỆT TRẦN
1. Kết cấu và các thông số

KHO LẠNH
của nó

11

Lớp
1
2

δ [m] λ [W/m2K]
0,002
58
0,041

Tên
Tol thép
Polyurethane

cứng
2. Tính toán
a. Phòng cấp đông

Ghi chú
B3-1/trang 81, tài
liệu 1

Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7
trang 65,tài liệu[1] có :

αng= 23,3 W/m2K

Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không
khí cưỡng bức mạnh tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có:
αtr= 10,5 W/m2K

Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra
bảng 3-3 trang 63 tài liệu[1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho
mái bằng.Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư = 0,17
W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng
cấp đông:

δcn=λcn

n
1  1
δi
1 


−
+
+

∑

 k  α 1 i =1 λi α 2 

δcn= 0,041.

, [m]

 1
0,002
1 

 1
−
+ 2×
+


58
10,5 
 0,17  23,3

= 0,235 m.

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn. Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được
chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng

12


chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của
tấm cách nhiệt là:
Ứng với

δ cntt

δ cntt

= 0,3 m

ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

1

Hệ số truyền nhiệt thực tế: kt =
b.

1
0,3
0,002 1
+
+ 2×
+
23,3 0.041
58
9

= 0,134 W/m2K

Phòng trữ đông

Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7
trang 65,tài liệu[1] có :

αng= 23,3 W/m2K

Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không
khí cưỡng bức vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1]
có: αtr= 9 W/m2K
Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra
bảng 3-3 trang 63 tài liệu[1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho
mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư = 0,22

W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng
trữ đông:

δcn= 0,041.

 1
0,002 1 
 1
−
+ 2×
+ 

58
9 
 0,22  23,3

= 0,18 m.

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn. Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được
chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của
tấm cách nhiệt là:
Ứng với

δ cntt

δ cntt

= 0,2 m

ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
13


1

kt =
3.

1
0,2
0,002 1
+
+ 2×
+
23,3 0.041
58
9

= 0,199 W/m2K

Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm
nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt. Để tránh hiện tượng đọng
sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn
nhiệt độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra
hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7)

trang 66 tài liệu [1].

k ≤ ks = 0,95.α1

tn − ts
tn − t f
,

[W/m2K]

Với:
k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là
nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]
α1= 23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao
che
tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
tn= 37,70C : nhiệt độ môi trường ngoài
ts = 32,50C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị
I-d với nhiệt độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%
a.

Phòng trữ đông

Phòng trữ đông có tf = -180C

Suy ra:
Mà có

ks = 0,95.23,3.

37,7 − 32,5
37,7 − (−18)

= 2,1 W/m2K

ktđ = 0,199 < ks = 2,1 W/m2K

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của
tường bao phòng trữ đông
14


b.

Phòng cấp đông

Phòng cấp đông có tf= -350C

Suy ra:
Mà có

ks= 0,95.23,3.

37,7 − 32,5
37,7 − (−35)

= 1,6 W/m2K

kcđ= 0,134 < ks = 1,6 W/m2K

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của
tường bao phòng cấp đông.
IV.
1.

TÍNH CÁCH NHIỆT NỀN KHO LẠNH
Kết cấu và các số liệu của nó

Do kho lạnh làm việc ở nhiệt độ âm sâu (-18 , -35) oC nên có
nguy cơ nước dưới nền đóng băng giản nở gây phá vỡ kết cấu
kho lạnh. Vì vậy cần phải sưởi ấm nền, đối với các nước nhiệt
đới như Việt Nam chỉ cần thông gió tự nhiên là đủ.

Lớp
1
2

Tên
Tol thép
Polyurethane

3

cứng
Tol thép

2.

δ [m] λ [W/m2K]

0,002
58
0,041

Ghi chú
B3-1/trang 81, tài
liệu 1

0,002

58

Tính toán
a. Phòng cấp đông

Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7
trang 65,tài liệu[1] có :

αng= 7 W/m2K

15


Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không
khí cưỡng bức mạnh tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có:
αtr= 10,5 W/m2K
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra
bảng 3-6 trang 64 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho
mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua tường : k tư = 0,17
W/m2K

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng
cấp đông:

δcn = 0,041.

 1
0,002
1 
1
−  + 2.
+


58
10,5 
 0,17  7

= 0.239 m

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn. Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được
chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của
tấm cách nhiệt là:
Ứng với

δ cntt

δ cntt

= 0,3 m

ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1

kt =

1
0,3
0,002
1
+
+ 2.
+
7 0,041
58
10,5
b.

= 0,132 W/m2K

Phòng trữ đông

Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7
trang 65,tài liệu[1] có :

αng= 7 W/m2K

Hệ số toả nhiệt bề mặt trong của buồng lạnh lưu thông không
khí cưỡng bức vừa phải tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1]

có:

αtr=9 W/m2K

Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra
bảng 3-6 trang 63 tài liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho
16


nền có sưởi. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua nền có sưởi: k tư
= 0,23 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng
trữ đông:

δcn = 0,041.

 1
0,002 1 
1
 0,23 −  7 + 2. 58 + 9 




= 0.168 m

Trên thực tế thì chiều dày của các tấm cách nhiệt đều được quy
chuẩn. Do đó chiều dày thực tế của lớp cách nhiệt cũng được
chọn theo quy chuẩn với điều kiện nó phải lớn hơn hoặc bằng
chiều dày đã xác định được . Ở đây chọn chiều dày thực tế của

tấm cách nhiệt là:
Ứng với

δ cntt

δ cntt

= 0,2 m

ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1

kt =

3.

1
0,2
0,002 1
+
+ 2.
+
7 0,041
58
9

= 0,195 W/m2K

Kiểm tra nhiệt độ đọng sương

Nếu bề mặt ngoài của tường bao đọng sương thì ẩm sẽ dễ xâm
nhập vào phá huỷ lớp cách nhiệt. Để tránh hiện tượng đọng
sương xảy ra thì nhiệt độ bề mặt ngoài tường bao phải lớn hơn
nhiệt độ đọng sương của môi trường. Điều kiện để không xảy ra
hiện tượng đọng sương được xác định theo công thức (3-7)
trang 66 tài liệu [1]

k ≤ ks = 0,95.α1

tn − ts
tn − t f
,

[W/m2K]

Với:
k : hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường, [W/m2K]
17


ks :hệ số truyền nhiệt thực tế qua tường khi bề mặt ngoài là
nhiệt độ đọng sương, [W/m2K]
α1= 6 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
tn= 37,70C : nhiệt độ môi trường ngoài
ts = 32,50C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị
I-d với nhiệt độ môi trường t1=37,70C và độ ẩm φ=77%
a.

Phòng cấp đông

Phòng cấp đông có tf= -350C

Suy ra:

ks = 0,95.6.

37,7 − 32,5
37,7 − (−35)

= 0,41 W/m2K

kcđ = 0,132 < ks = 0,41 W/m2K

Mà có

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của
tường bao phòng cấp đông.
b.

Phòng trữ đông

Phòng trữ đông có tf = -180C

Suy ra:
Mà có

ks = 0,95.6.

37,7 − 32,5

37,7 − (−18)

= 0,53 W/m2K

ktđ = 0,195 < ks = 0,53 W/m2K

Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của
tường bao phòng
trữ đông
CHƯƠNG 3 :

TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

Chương này nhằm tính tổng tổn thất lạnh của kho lạnh để
làm cơ sở tính công suất lạnh của máy nén.Tổn thất lạnh từ kho
lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức 4-1, trang 75 ,
tài liệu [1] :
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W]
Trong đó:
18


Q1: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che
Q2: Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]
Q3: Tổn thất lạnh do thông gió. Tổn thất này chỉ có đối với các
phòng lạnh có phát sinh nguồn hôi thối hoặc các chất độc hại.
Ở đây sản phẩm bảo quản là thịt heo đã qua chế biến nên
không cần phải thông gió buồng lạnh => Q3=0
Q4: Tổn thất lạnh do vận hành , [W]
Q5: Tổn thất lạnh do sản phẩm thở (Rau, hoa quả…), ở đây sản

phẩm là thịt heo => Q5 = 0
=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế dược tính theo công
thức:
Q = Q1 + Q2 + Q4 , [W]
Các số liệu và cách bố trí buồng :

19


TÍNH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG

I.

Số liệu cho trước : E = 5,5 tấn/ mẻ, t1 = 20 0C, t2 = −150C, tf =
−350C, tn=37,7 0C
1.
a.

Tổn thất lạnh của một phòng lạnh:
Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1

Ta có :

Q1 = Q

dl
1

+Q

bx
1

Trong đó:
Q
Q

dl
1

dl
1

: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
= ∑ki .Fi.∆ti , [W]

bx
1

Q : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do bức xạ mặt trời. Vì
kho lạnh có thiết kế thêm 1 mái che nắng mưa ở phía trên trần
kho lạnh do đó bức xạ từ mặt trời vào kho lạnh là không có
bx
1

=> Q = 0
Vậy:

Q1 = Q

dl
1

= ∑ki .Fi.∆ti , [W]

Với:

20


ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên
ngoài, trần, nền thì kAB=kAD đã được tính trong chương 2 .Đối với
tường ngăn DC với hành lang tra bảng 3-4,trang 63 , tài liệu [1]
bằng phương pháp nội suy ta được kDC=0,29[W/m2K].
Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong theo
mục 1.4 , trang 17, tài liệu [1] :
Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với môi
trường ngoài
∆tAB = ∆tAD = tn− tf = 37,7− (−35) = 72,3 0C
Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với
phòng đệm :
∆tDC = 0,7( tn− tf) = 0,7[37,7− (−35)] = 50,61 0C
Độ chênh nhiệt độ giữa 2 phòng cấp đông và trữ đông là :
∆tCB = 0,6(tn – tf) = 0,6[37,7− (−35)] = 43,38 0C
Chiều cao tính toán phòng lạnh là: tính từ mặt nền đến mặt
trên của trần cấp đông : htt = 3,5 m
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:

Kết cấu

Tường
AB
Tường
BC
Tường
CD
Tường
DA
Nền
Trần
Tổng

Kích thước,

ki

∆ti

Qi

[m x m]

[W/m2K]

[0C]

[W]

5,4 x 3,5

0,134

72,3

183,1

5,4 x 3,5

0,47

43,38

385,34

5,4 x 3,5

0,29

50,61

277,39

5,4 x 3,5

0,134

72,3

183.1

4,8 x 4,8
4,8 x 4,8

0,195
0,134

72,3
72,3

325
223,2
1577,2

21


Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì:

b.

Q2
sp
2

Ta có :

bb
2

Q2 = Q + Q , [W]

Trong đó:
sp
2

Q : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm
bb
2

Q : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì
sp
2

Tính Q :

o

sp
2

Ta có công thức tính Q : theo trang 80, tài liệu [1]
E.

sp
2

Q =

i1 − i2
τ

, [kW]

Với
E: Khối lượng sản phẩm đưa vào cấp đông 1 mẻ, [t]
i1: Entanpi của thịt Heo khi đưa vào ở nhiệt độ 180C, tra bảng
(4-2) trang 81 tài liệu [1] , bằng nội suy ta có : i1 = 272,5 kJ/kg
i2: Entanpi của thịt Heo khi đưa ra ở nhiệt độ −150C, tra bảng
(4-2) trang 81 tài liệu [1] ta có : i2 = 12,2 kJ/kg
τ =11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ thịt

=> Q

sp
2

o

=

5,5.( 272,5 − 12,2).1000
11 .3600

= 36,15 kW

bb
2

Tính Q :

Ta có công thức tính tổn thất lạnh do bao bì:
bb
2

Q =

Gbb .Cbb .(t1 − t2 )
τ

, [kW]

Với:

22


Gb: Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm,[t]. Do khối lượng
bao bì chiếm tới (10 ÷ 30)% khối lượng hàng (trang 84 tài liệu
[1]) và bao bì bằng kim loại nên lấy bằng 30% khối lượng sản
phẩm Gb=30%G.
Cbb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì
: Cbb = 0,45kJ/kg.K (trang 84 tài liệu [1])
t1: Nhiệt độ đầu vào của bao bì lấy bằng nhiệt đầu vào của sản
phẩm
t2: Nhiệt độ đầu ra của bao bì lấy bằng nhiệt độ của phòng cấp
đông
τ = 11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ sản phẩm
bb
2

=> Q =

0,3 × 5,5 × 0,45 × [18 − (−35)] × 1000
11 × 3600

= 0,99 kW

Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì
Q2= 36,15 + 0,99 = 37,14 kW
c.

Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4

Tổn thất lạnh do vận hành Q4 bao gồm các tổn thất lạnh do đèn
chiếu sáng , do người làm việc trong phòng,do các động cơ điện
và do mở cửa:
1
4

2
4

3
4

4
4

Q4= Q + Q + Q + Q , [W]
Với:

1
4

Q : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
2
4

Q : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
3
4

Q : Tổn thất lạnh do các động cơ điện
4
4

Q : Tổn thất lạnh do mở cửa
o

Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng: Q
23

1
4


1
4

Q được tính theo công thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có:
1

4

Q = A . F, [W]
Với:
F: diện tích trong của nền phòng lạnh ,
F = 4,8x4,8=23,04 m2
A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích buồng. Đối
với phòng bảo quản lạnh có A= 1,2 W/m2
1
4

=>
o

Q = 1,2 .23,04 = 27,7 W
2
4

Dòng nhiệt do người toả ra Q :

2
4

Q dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có:
2
4

Q = 350.n , [W]
Với:
350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc

n là số người làm việc trong phòng. Vì phòng có diện tích < 200
m2 => chọn n = 2
2
4

Q = 350 . 2 = 700 W
o

3
4

Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q :

Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức (419), trang 87, tài liệu [1]:
3
4

Q =

∑η .
i

i

N , [kW]

Với:
ηi :
ηi

Hiệu suất của động cơ

= 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
24


ηi

=

η dc

: Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh

Đối với phòng cấp đông người ta định mức công suất của động
cơ điện cho phòng có công suất E=2 tấn/mẻ là : N = 4x2,2 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với
công suất là 5,5 tấn/mẻ là:
dc
cd

N =

4.2,2.5,5
2

= 24,2 kW

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
3

4

Q = η.N= 1.24,2= 24,2 kW
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng )
o

Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q

4
4

Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87
tài liệu [1]
4
4

Q = B.F , [W]
Với:
B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng (4-4) trang 87
đối với phòng cấp đông có diện tích F= 23,04 m2 < 50 m2 ta có:
B = 32 m2
F= 4,8x4,8m2: diện tích trong của nền
4
4

=> Q = 4,8.4,8.32 = 737,28 W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 27,7 + 700 + 24200 + 737,28 = 14431,2W
d.

Tính tổn thất lạnh tính cho kho lạnh

Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho
phòng này là:
Q0 = 0,9.Q1 + Q2 + 0,7.Q4 = 1577,2.0,9 +37140 + 14431,2.0,7
= 48661,32 W =48,661 kW
25