Đồ án môn học Kĩ Thuật Lạnh

Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
I. Ý NGHĨA CỦA LẠNH
Từ xa xưa , loài người đã biết sử dụng lạnh để phục vụ cho đời sống , bằng cách
cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn như dùng băng tuyết để bảo quản
sản phẩm mà họ săn bắt được…đó là phương pháp làm lạnh tự nhiên. Nhưng muốn làm
lạnh ở nhiệt độ tùy ý và giữ nhiệt độ đó trong một thời gian tùy ý thì cần dùng hệ thống
làm lạnh nhân tạo.Cho đến nay kỹ thuật lạnh ngày càng phát triển mạnh mẽ và được ứng
dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành như:
- Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm
- Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc
- Trong y tế: chế biến và bảo quản các sản phẩm thuốc
- Trong công nghiệp hoá chất : điều khiển các phản ứng hóa học
- Trong lĩnh vực điều hoà không khí cho sản xuất và đời sống.
II. MỤC ĐÍCH CẤP, TRỮ ĐÔNG
Để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân phối cho nền kinh
tế quốc dân,thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ cho thực phẩm ở một nhiệt độ thấp
(-180C ÷ - 40 0 C). Bởi vì ở nhiệt độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm
càng bị ức chế, các quá trình phân giải diễn ra rất chậm. Vì vậy mà có thể giữ cho thực
phẩm không bị hỏng trong thời gian dài.
III. NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN
Thiết kế hệ thống cấp đông , trữ đông sản phẩm thịt Heo với các thông số như
sau:
1. Cấp đông :
- Môi chất
- Sản phẩm bảo quản
- Công suất

:
:

:

R22
Thịt Lợn
E = 3 tấn/mẻ

- Nhiệt độ thịt đầu vào

:

vao
t sp
= 18 0C

- Nhiệt độ thịt đầu ra
- Thời gian cấp đông

:
:

ttb = -15 0C
τ = 11 h

- Nhiệt độ phòng cấp đông :
2. Trữ đông :
- Công suất

:

- Nhiệt độ phòng trữ đông :

0
t cd
f = -35 C

E

= 45 tấn

t tdf

= -18 0C

3. Địa điểm lắp đặt hệ thống lạnh :


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
Thành phố Đồng Hới, từ bảng 1-1, trang 8, tài liệu [1],ta có các thông số về nhiệt
độ và độ ẩm như sau :

TB cả năm
24,4

Nhiệt độ, 0C
Mùa hè
38,2

Mùa đông
12,1

Độ ẩm, %
Mùa hè
Mùa đông
72
88

4. Quy trình công nghệ :
Thịt lợn sau khi qua phân xưởng chế biến được đưa vào phòng cấp đông có
cd
nhiệt độ là : t f = - 35 0C . Sau đó qua đóng gói rồi đưa vào phòng trữ đông có nhiệt độ
td
là : t f = -18 0C .


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

CHƯƠNG 2 : TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG
LẠNH

KHO

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.
2.1. PHÒNG TRỮ ĐÔNG.

Thông số cho trước: - Công suất : E = 45 tấn
- Sản phẩm: Thịt lợn
1. Tính thể tích chất tải: Vct
Theo công thức (2-1)trang 33, tài liệu [1] :
E

, [m3]
gv

Vct=
Với:

- E : là công suất chất tải phòng trữ đông , [tấn]
- gv: là hệ số định mức chất tải thể tích ,[t/m3]
Tra theo bảng 2-4, trang 32, tài liệu [1], đối với thịt lợn đông lạnh, ta có : gv = 0,45
[t/m3].
Suy ra:

45
=100 ; m3
0,45

Vct=

2. Tính diện tích chất tải : Fct
Theo công thức (2-2)trang 33, tài liệu [1] :
Fct=

Vct
, [m2]
hct

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

Fct=

100
= 50; m2
2

3. Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr
Ftr=

Fct
, [m2]
βF

- n : là số phòng lạnh, chọn. n = 2
- βF : là hệ số sử dụng diện tích của phòng lạnh kể đến diện tích lắp đặt và
lối đi. Ở dây ta chọn βF = 0,7 theo bảng 2-5, trang 34, tài liệu[1]
Suy ra:

Ftr=

50
= 71,43; m2
0, 7

4. Chiều cao trong của phòng trữ đông
htr= hct+ ∆h , [m]
- ∆h: là hệ số sử dụng chiều cao của phòng lạnh kể đến không gian lắp đặtvà lối đi
của gió đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m
Suy ra:
htr=2+1=3 m
5. xác định số phòng trữ đông: Z

Theo công thức (2-5) trang 30, tai liệu 1
Z=

Ftr
f


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

Với: f là diện tích phòng lạnh quy chuẩn, chon f = 6×6 m2
Suy ra: Z =

71, 43
= 1,98
36

chọn Z = 2 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 6x6 m2
2.2. TÍNH KÍCH THƯỚC PHÒNG CẤP ĐÔNG.
Cho biết:
- Công suất: E = 3 tấn/mẻ
- Sản phẩm: thịt lợn.
1. Tính thể tích chất tải: Vct
Theo công thức (2-1)trang 33, tài liệu [1] :
Vct =

E
, [m3]
gv

Với:

- E: Công suất chất tải phòng cấp đông , [tấn/mẻ]
- gv: hệ số định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-4 tài liệu [1] đối với thịt
lợn đông lạnh
Suy ra:

Vct =

3
= 17,64; m3
0,17

2. Tính diện tích chất tải : Fct
Theo công thức (2-2)trang 29, tài liệu [1] :
Fct =

Vct
, [m2]
hct

Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m
Suy ra:

17, 64
= 8,82; m2
2

Fct=

3. Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr

Ftr=
Suy ra:

Fct
, [m2]
βF

βF : là hệ số sử dụng diện tích của phòng lạnh kể đến diện tích lắp đặt và
lối đi. Ở dây ta chọn βF = 0,7 theo bảng 2-5, trang 34, tài liệu[1]
Ftr =

8,82
= 12,6; m2
0, 7

4. Chiều cao trong của phòng cấp đông
htr = hct+ ∆h , [m]
- ∆h: là hệ số sử dụng chiều cao của phòng lạnh kể đến không gian lắp đặtvà
lối đi của gió đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m
Suy ra:

htr = 2+1 = 3; m

5. xác định số phòng trữ đông: Z
Theo công thức (2-5) trang 30, tai liệu 1
Z=

Ftr
f

Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
Với: f là diện tích phòng lạnh quy chuẩn, chon f =3, 6×3,6 m2
Suy ra: Z =

12, 6
= 0,97
12.96

chọn Z = 1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 3,6x3,6 m2
2.3 . BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH

PX. CHÃÚ
BIÃÚ
N

C WC
GIAÌN MAÏY P. TRÆÛ
CÂ

TÂ

TÂ

HAÌNH LANG


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

CHƯƠNG 3: TÍNH CÁCH NHIỆT CHO KHO LẠNH

Mục đích chương này : nhằm xác định chiều dày lớp cách nhiệt của kết cấu kho lạnh
thỏa mãn điều kiện tối ưu về kinh tế và kĩ thuật (thỏa mãn tối ưu lượng lạnh tiết kiệm
được với vốn đầu tư ) và đảm bảo tránh hiện tượng đọng sương .
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

ktư = 1 + δ i + δ cn + 1 , [W/m2K]
∑
α 1 n =1 λi λcn α 2
Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n

n
1  1
δi
1 
δcn=λcn  −  + ∑ +  , [m]
 k  α 1 i =1 λi α 2 
Với: - δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]
- λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]
- ktư : Hệ số truyền nhiệt, [W/m2K]
- α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt, [W/m2K]
- α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m2K]
- 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]

2.1 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:

- 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.


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
1. Kết cấu và các số liệu của nó

Lớp

Vật liệu

1

Tôn sắt

2
3

polyurethan
Tôn sắt

δ [m]
Cấp đông Trữ đông
0,002
0,002
0,3
0,002

0,2
0,002

λ [W/mK]
58
0,041
58

2.Tính toán
a. Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7, trang 86, tài liệu [1] có
α1 = 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: α2=9 W/m2K
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ tron g phòng là -18 0C. Tra bảng 3-3 trang 84 tài
liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho vách bao ngoài. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu
qua tường : ktư = 0,22 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
δcn = 0,041[

1
1
0, 002 0, 002 1
−(
+
+
+ )] = 0,18 m
0, 22 23,3
58
58

9

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: δ cntt = 0,2 m
Ứng với δ cntt ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
= 0,1987  w / m2 k 
ktd = 1 + 0, 2 + 0, 002 + 0, 002 + 1
23,3 0, 041
58
58
9

b. Phòng cấp đông


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65 tài liệu [1] có :
α1= 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: α2= 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 : ktư = 0,19 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:
δcn = 0,041[

1

1
0, 002 0, 002
1
−(
+
+
+
)] = 0,21m
0,19 23,3
58
58
10,5

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: δ cntt = 0,3 m
Ứng với δ cntt ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
= 0,134  w / m 2 k 
1
0,3
0,
002
0,
002
1
kcd =
+
+

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

3. 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].
tn − ts
tn − t f

2
k ≤ ks = 0,95.α1
, [W/m K]
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
2
sương, [W/m K]
- α1=23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 38,20C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 32,30C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với
nhiệt độ môi trường t1=38,20C và độ ẩm φ=72%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf= -180C

Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

38, 2 − 32,3
= 2,32 W/m2K
38, 2 − (−18)

Mà có
ktđ = 0,2 < ks = 2,32 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông
b. Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -350C
Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

38, 2 − 32,3
= 1,784 W/m2K
38, 2 − (−35)


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
Mà có
kcđ= 0,145< ks = 1,784 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
2.2 TÍNH CÁCH NHIỆT TRẦN KHO LẠNH
- Do trần kho lạnh đặt trong phân xưởng có mái che nên theo trang 84 hệ số
truyền nhiệt tối ưu lấy tăng lên 10% so với bảng 3.3
1.Kết cấu và các thông số của nó

Lớp

Vật liệu

1
2
3

Tôn sắt
polyurethan
Tôn sắt

δ [m]
Cấp đông Trữ đông
0,002
0,002
0,3
0,2
0,002
0,002

λ [W/m2K]
58
0,041
58

2. Tính toán
a Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 84,tài liệu[1] có :

α1= 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: α2= 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 : ktư = 0,2365 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
δcn = 0,041[

1
1
0, 002 0, 002 1
−(
+
+
+ )] = 0,167 [ m]
0, 2365 23,3
58
58
9

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
tt
tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,2 m


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
tt

Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

1
= 0,1987  w / m2 k 
ktd = 1 + 0, 2 + 0, 002 + 0, 002 + 1
23,3 0, 041
58
58
9

b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của tường bao tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có :
α1= 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: α2= 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 : ktư = 0,187 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:
δcn = 0,041[

1
1
0, 002 0, 002
1
−(
+
+
+
)] = 0, 213 [m]

0,187 23,3
58
58
10,5

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
tt
tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,3 m
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
= 0,134  w / m 2 k 
kcd = 1 + 0,3 + 0, 002 + 0, 002 + 1
23,3 0, 041
58
58
10,5

3. 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].
tn − ts
tn − t f

2
k ≤ ks = 0,95.α1

, [W/m K]
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
2
sương, [W/m K]
- α1= 23,3 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của từơng bao che
- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 38,20C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 32,30C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với
nhiệt độ môi trường t1=38,20C và độ ẩm φ=72%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf = -180C

Suy ra:

ks = 0,95.23,3.

38, 2 − 32,3
= 2,32 W/m2K
38, 2 − (−18)

Mà có
ktđ = 0,1987 < ks = 2,32 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
b. Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -350C
Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

38, 2 − 32,3
= 1,784 W/m2K
38, 2 − (−35)

Mà có
kcđ= 0,134< ks = 1,784 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
2.3 TÍNH CÁCH NHIỆT NỀN KHO LẠNH
1. Kết cấu và các số liệu của nó

Lớp

Vật liệu

δ [m]

λ [W/m2K]


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

1
2
3

Tôn sắt
polyurethan

Tôn sắt

Cấp đông
0,002
0,2
0,002

Trữ đông
0,002
0,2
0,002

58
0,041
58

2. Tính toán
Đối với kho lạnh nhiệt độ thâm sâu, nếu đặt trực tiếp lên nền bê tong thì dễ có nguy cơ
đóng băng lớp nước dưới nền, dản nở phá vỡ kho lạnh, vì vậy phải sưởi ấm nền kho lạnh
có nhiệt độ âm sâu. Đối với cac nước nhiệt đới như Việt Nam thì chỉ cần thông gió tự
nhiên là đủ.
a. Phòng trữ đông
- Hệ số toả nhiệt đối lưu tự nhiên của nền tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có :
α1= 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 86 tài liệu [1] có: α2=9 W/m2K
- Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ trong phòng là -18 0C. Tra bảng 3-6 trang 85 tài
liệu [1] với nhiệt độ phòng -18 0C tính cho nền có sưởi. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu
qua nền có sưởi: ktư = 0,226 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:

δcn = 0,041[

1
1 0, 002 0, 002 1
−( +
+
+ )] = 0,171[ m ]
0, 226 7
58
58
9

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
tt
tấm cách nhiệt là: δ cn = 0,2 m
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
= 0,1948  w / m 2 k 
ktd = 1 + 0, 2 + 0, 002 + 0, 002 + 1
7 0, 041
58
58
9

b. Phòng cấp đông
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền tra theo bảng 3-7 trang 86,tài liệu[1] có :
α1= 7 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 86 tài liệu [1] có: α2= 10,5 W/m2K
- Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ trong phòng là -35 0C. Tra bảng 3-6 trang 85 tài
liệu [1] với nhiệt độ phòng -35 0C tính cho mái bằng. Ta có hệ số truyền nhiệt tối ưu qua
tường : ktư = 0,2 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:
δcn = 0,041[

1
1 0, 002 0, 002
1
−( +
+
+
)] = 0,195 [ m]
0, 2 7
58
58
10,5

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: δ cntt = 0,2 m


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
tt
Ứng với δ cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

1
= 0,195  w / m 2 k 
kcd = 1 + 0, 2 + 0, 002 + 0, 002 + 1
7 0, 041
58
58
10,5

3. 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].
tn − ts
tn − t f

2
k ≤ ks = 0,95.α1
, [W/m K]
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
2
sương, [W/m K]
- α1= 7 W/m2K hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền

- tf : nhiệt độ trong buồng lạnh, 0C
- tn= 38,20C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 32,30C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với
nhiệt độ môi trường t1=38,20C và độ ẩm φ=72%
a. Phòng trữ đông

Phòng trữ đông có tf = -180C
Suy ra:

ks = 0,95.7.

38, 2 − 32,3
= 0,698 W/m2K
38, 2 − (−18)

Mà có
ktđ = 0,1948 < ks = 0,698 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng trữ đông
b. Phòng cấp đông
Phòng cấp đông có tf= -350C
Suy ra:

ks = 0,95.7.

38, 2 − 32,3
= 0,536 W/m2K
38, 2 − (−35)

Mà có
kcđ = 0,195 < ks = 0,536 W/m2K
Vậy không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt ngoài của tường bao phòng cấp đông.
2.4 BỐ TRÍ CÁCH NHIỆT KHO LẠNH
Đối với tường ngăn giữa 2 phòng lạnh có nhiệt độ âm như nhau vẫn phải cách nhiệt
với chiều dày như tường bao ngoài vì đề phòng trường hợp chỉ có một phòng làm việc.
Để thuận tiện cho việc thi công thì chiều dày lớp cách nhiệt tường bao ngoài được
dùng chung cho các tường còn lại .

Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

CÐ
TÐ

TÐ

CHƯƠNG 3 : TÍNH NHIỆT HỆ KHO LẠNH
- Chương này nhằm tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh . Để từ đó tính ra công suất
yêu cầu của máy lạnh.
- Tổng các tổn thất lạnh của phòng lạnh bao gồm
Q0 = ΣQ1 + ΣQ2 + ΣQ3 + ΣQ4 + ΣQ5 [W]
• Trong đó:
ΣQ1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do đối lưu và bức xạ, đối với các kho lạnh
bx
dl
thông thường đặt trong nhà xưởng thì ΣQ1 = 0 ⇒ ΣQ1 = ΣQ1 [W]

ΣQ2 : Tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]
ΣQ3 : 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, [W]
ΣQ4 : Tổn thất lạnh do vận hành , [W]
ΣQ5 : Tổn thất lạnh do sản phẩm thở, tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh bảo

quản rau, củ, quả. Ở đây sản phẩm là thịt heo => Q5 = 0, [W]
=> Tổn thất lạnh của kho lạnh thiết kế dược tính theo công thức:

Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
ΣQ0 = ΣQ1dl + ΣQ2 + ΣQ4

- Các số liệu và cách bố trí buồng :

6000

TĐ
(-18°C)

TĐ
(-18°C)

H

6000

3600

G

6000

CĐ
(-35°C)

6000

3600

3600

A

B

3600

C

2400

D

E

6000

6000
F

K


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
3.1 TÍNH NHIỆT PHÒNG CẤP ĐÔNG
Số liệu cho trước :E = 3 t/ mẻ, t1 = 18 0C, t2 = −150C, tf= −350C
3.1.1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1

Ta có :
dl

bx

Q1 = Q 1 + Q 1
Trong đó:
dl

Q 1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
dl

Q 1 = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
bx

Q 1 : 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

=> Q 1 = 0
3.1.1.1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
Vậy:

dl

Q1 = Q 1 = ∑ki .Fi.∆ti , [W]

Với – ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên ngoài,
trần, nền thì ki đã được tính trong chương

- 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 = 38,2− (−35) = 73,2 0C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm:
∆tDC = 0,7( tn− tf) = 0,7[38,2− (−35)] = 51,24 0C
+ Độ chênh nhiệt độ giữa phòng cấp đông với phòng trữ đông qua tường
ngăn là :
∆tBC = 0,6(tn – tf) = 0,6[38,2− (−35)] = 43,92 0C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: tính từ mặt nền đến mặt trên của
trần cấp đông :
htt = 3,58 m
- Kích thước chiều dài tường ngoài : theo mục a), trang 77, tài liệu [1]


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
+ Đối với buồng góc kho : lấy chiều dài từ mép tường ngoài đến trục tâm tường
ngăn
=> chiều dài tường AB = AD = 3,904m
- Kích thước chiều dài tường ngăn : tính từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâm
của tường ngăn
=> chiều dài tường BC = CD = 3,904m
- Kích thước chiều dài nền và trần tính từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâm của
tường ngăn
=> chiều dài nền và trần = 3,6 m.
Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:
Kết cấu
Tường AB

Tường AD
Tường BC
Tường CD
Nền
Trần
Tổng

Kích thước,
[m x m]
3,904 x 3,58
3,904 x 3,58
3,904 x 3,58
3,904 x 3,58
3,6 x 3,6
3,6 x 3,6
Σ Q1 = Σ Qi

Diện tích F,
[m2]
13,976
13,976
13,976
13,976
12,96
12,96

ki
[W/m2K]
0,134
0,134

0,134
0,134
0,195
0,134

∆ti
[0C]
73,2
73,2
43,92
51,24
73,2
73,2

Qi
[W]
137,1
137,1
82,25
95,96
185
127,122
764,532

2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2
Ta có :
Q2 = Q 2sp + Q bb
2 , [W]
Trong đó:
- Q 2sp : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm

- Q bb
2 : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì
sp
a.Tính Q 2 :
Ta có công thức tính Q 2sp : theo trang 80, tài liệu [1]
i − i2
, [kW]
τ

Q 2sp = E. 1

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 = 266,2 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 2sp =

b. Tính Q bb
2 :

3.(266, 2 − 12, 2).1000
= 19,24kW
11.3600


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

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

Gbb .Cbb .(t1 − t2 )
, [kW]
τ

Với: - 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
=> Q bb
2 =

0,3.3.0, 45.[18 − (−15)].1000
= 0,3375 kW
11.3600

Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:
Q2= 19,24 + 0,3375 = 19,5775 kW
3.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:
Q4= Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W]
Với: - Q 14 : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh

- Q 24 : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q 34 : Tổn thất lạnh do các động cơ điện
- Q 44 : Tổn thất lạnh do mở cửa
a. Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng: Q 14
Q 14 được tính theo công thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Q 14 = A . F, [W]
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m2]
F = 3,6x3,6=12,96 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
=>
Q 14 = 1,2 .12,96 = 15,55 W
b. Dòng nhiệt do người toả ra Q 24 :
Q 24 dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Với:

Q 24 = 350.n , [W]
- 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
Q 24 = 350.2 = 700 W


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
c. Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q 34 :
Ta biết rằng năng lượng điện cung cấp cho động cơ được chia làm 2 phần:
+ 1phần biến thành nhiệt năng toả ra môi trường xung quanh. Do đó nếu động cơ đặt
trong phòng lạnh thì nhiệt toả ra này sẽ gây ra 1 phần tổn thất lạnh.
+ Phần lớn còn lại biến thành cơ năng có ích (như làm quay quạt thông gió, quay động

cơ quạt dàn bay hơi…). Nhưng cơ năng này tới môi trường sẽ cọ xát với không khí trong
môi trường biến thành nhiệt năng gây ra tổn thất lạnh cho kho lạnh.
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức (4-19), trang 87, tài liệu [1]:
Q 34 = ∑η i . N i , [kW]
Với: - η i : Hiệu suất của động cơ
+ η i = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
+ η i = 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=3 tấn/mẻ là : N = 4x5,5 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đông với công suất là 2,5tán/mẻ
là:
N cddc =

4.5,5.3
= 33 kW
2

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
dc
Q 34 = N cd = 33 kW
d. Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q 44
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87 tài liệu [1]
Q 44 = 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= 12,96 m2 < 50 m2 ta có: B = 32 m2
F= 3,6x3,6m2: diện tích buồng
4
=> Q 4 = 12,96.32 = 414,72W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 15,55 + 700 + 33000 + 414,72 = 34130,27 W

4. Tính nhiệt kho lạnh
Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:
Q0 = 0,9 Q1 + Q2 + Q4 = 0,9. 764,532 +19577,5 + 34130,27 = 54395,85 W
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Công suất nhiệt yêu cầu của máy nén phải đảm bảo bù lại tổn thất nhiệt cấp cho phòng
Q. Nhưng vì khi môi chất đi từ máy nén đến dàn lạnh thì sẽ có các tổn thất trên đường
ống và tổn thất tại các thiết bị trong hệ thống. Bên cạnh đó thì máy nén không thể vận
hành liên tục 24h trong 1 ngày được vì nếu như thế sẽ gây ra ứng suất mỏi làm hỏng máy
nén. Vì vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén được xác định như sau:


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
MN

Q0 =

Q.k
b

Trong đó:
k : hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thống lạnh.
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là −350C nên dùng nội suy ta tính được nhiệt
độ dàn bay hơi k = 1,085 (trang 92, tài liệu [1])
b : hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén. Dự tính máy nén làm việc
khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 92, tài liệu [1])
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
MN

Q0 =

54395,85.1, 085
= 65577,2 W
0,9

3.2 TÍNH NHIỆT CHO PHÒNG TRỮ ĐÔNG
Số liệu cho trước : E = 45 tấn , tf = -180C
Vì 2 phòng trữ đông có công suất như nhau nên ta chỉ tính cho phòng GHKF
là phòng làm việc khắc nghiệt nhất
3.2.1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
dl

Ta có :

bx

dl

Q1 = Q 1 + Q 1 = Q 1 = ∑ki .Fi.∆ti , [W]

Trong đó:
dl

Q 1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
dl

Q 1 = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
bx

Q 1 : 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

=> Q 1 = 0
3.2.1.1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ.
dl

Vậy Q 1 = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Với :

- ki: hệ số truyền nhiệt của vách thứ i. Đối với các vách bao bên

ngoài, trần, nền thì ki đã được tính trong chương 2
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với môi trường ngoài :
∆tGH = ( tn−tf) = 38,2 −(− 18) = 56,20C


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:
∆tFK = 0,7( tn−tf) = 0,7[38,2 −(− 18)] =39,340C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :
∆tGF = 0,6( tn−tf) = 0,6[38,2 −(− 18)] = 33,720C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,58 m
- Kích thước chiều dài tường ngoài ta tính phủ bì từ đó ta có kích thướt của
các tường như sau:
+ chiều dài tường GH = FK= 6,204m
+ chiều dài tường GF = HK=6,204m
+ chiều dài nền và trần là 6 m

+chiều rộng nền và trần là 6 m
.

Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:
Phòng trữ đông II: GHKF
Kích thước, Diện tích F,
ki
Kết cấu
2
[m x m]
[m ]
[W/m2K]
Tường GH 6,204 x 3,58
22,21
0,1987
Tường GF 6,204 x 3,58
22,21
0,1987
Tường HK 6,204 x 3,58
22,21
0,1987
Tường FK 6,204 x 3,58
22,21
0,1987
Nền
6x6
36
0,1948
Trần
6x6

36
0,1987
Tổng

∆ti
[0C]
56,2
33,72
56,2
39,34
56,2
56,2

Qi
[W]
248
148,8
248
173,6
402
402
1622,4

2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:
Đối với phòng trữ đông thì Q2 = 0 đó là do nhiệt độ thịt đưa vào phòng trữ đông là –
150C nhiệt độ thịt khi ra khỏi phòng là -120C, như vậy còn 30C ta dùng để làm lạnh cho
bao bì
3.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:

Q4= Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W]
Với: - Q 14 : Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng buồng lạnh
- Q 24 : Tổn thất lạnh do người làm việc trong phòng
- Q 34 : Tổn thất lạnh do các động cơ điện


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
- Q 44 : Tổn thất lạnh do mở cửa
a. Tổn thất lạnh do đèn chiếu sáng: Q 14
Q 14 dược tính theo công thức (4-17) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Q 14 = A . F, [W]
Với: - F: diện tích phòng lạnh , [m2]
F = 6 x 6 = 36 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
=>
Q 14 = 1,2 .36 = 43,2 W
b. Dòng nhiệt do người toả ra Q 24 :
Q 24 dược tính theo công thức (4-18) trang 86 tài liệu [1] ta có:
Với:

Q 24 = 350.n , [W]
- 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
=> Q 24 = 350.2 = 700 W
c.Tổn thất lạnh do các động cơ điện Q 34 :
Tổn thất lạnh do các động cơ điện được tính theo công thức (4-19), trang 87, tài liệu [1]:
Q 34 = ∑η i . N i , [kW]

Với:

- η i : Hiệu suất của động cơ
+ η i = 1 : Nếu động cơ đặt trong phòng

+ η i = η dc : Nếu động cơ đặt ở ngoài phòng lạnh
Đối với phòng trữ đông người ta định mức công suất của động cơ điện cho phòng
có công suất E=45 tấn/mẻ là : N = 4 x 1,1 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng trữ đôngvới công suất là 45 tán/mẻ là:
N cddc =

4.1,1.45
= 9,9 kW
20

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
Q 34 = η.N= 1.9,9= 9,9 kW
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng )
d.Tính dòng nhiệt khi mở cửa:Q 44
Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức (4-20) trang 87 tài liệu [1]
Q 44 = B.F , [W]
Với: B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng (4-4) trang 87 đối với
phòng trữ đông có diện tích F= 36 m2 < 50 m2 ta có: B = 22 m2
F= 6x6m2: diện tích buồng
=> Q 44 = 36.22 = 792 W


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 43,2+ 700 + 9900 + 792 = 11435,2 W

4. Tính nhiệt kho lạnh.
∑ Q0 = 0,85. ∑ Q1 + ∑ Q2 + 0,75. ∑ Q4 = 0,85 ∑ Q1 + 0,75. ∑ Q4 ( vì

∑Q

2

=

0)
Ta lấy 0,85 ∑ Q1 là do tổn thất nhiệt do đối lưu qua kết cấu bao che do có hai
phòng trư đông nên ta chọn 0,85 ∑ Q1 .
Ta lấy 0,75. ∑ Q4 là do có sự không dồng thời về vận hành. Mà ở đây chỉ có
2 phòng trữ đông nên chọn 0,75. ∑ Q4 .
=>

∑Q

0

= 0,85. ∑ Q1 + 0,75. ∑ Q4

= 0,85.2. Q 1ΙΙ + 0,75.2.Q4
0,85.2.1622,4 + 0,75.2.11435,2 = 19910,88 W
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Công suất lạnh yêu cầu của hệ thống lạnh là:
MN

Q0 =

k .∑ Qo
b

Trong đó:
k- hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị trong hệ thông lạnh.
Đối với phòng cấp đông thì nhiệt độ phòng là -180C nên bằng phương pháp nội suy ta
tính được k = 1,063 (trang 92 tài liệu [1])
b- hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén. Dự tính máy nén làm việc
khoảng 22h/1ngày đêm => chọn b = 0,9 (trang 92 tài liệu [1])
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
Q 0MN =

1, 063.19910,88
= 23516,96 W
0,9


Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh

CHƯƠNG 4 : LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
Mục đích chương này nhằm tính chọn chu trình của hệ thống lạnh để tính công suất
yêu cầu của thiết bị trong hệ thống lạnh từ đó làm cơ sở để tính chọn các thiết bị này .
4.1 TỔNG QUÁT
1.Chọn môi chất lạnh
Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh là R22 vì nó có những ưu nhược điểm sau:
−Ưu điểm :
+ Không độc hại
+ Không dễ cháy, dễ nổ
+ Không ăn mòn kim loại đen và kim loại màu
+ Khi rò rỉ , không làm hỏng thực phẩm cần bảo quản

+ Hòa tan hạn chế dầu , ở khoảng nhiệt độ -200C ÷ -400C không hòa tan dầu
+ Năng suất lạnh riêng thể tích lớn
+ Áp suất ngưng tụ ở điều kiện bình thường < NH3
+ Nhiệt độ hóa rắn thấp hơn so với NH3
+ Dễ vận chuyển và bảo quản
−Nhược điểm :
+ Đắt tiền hơn NH3 .
+ Không hòa tan nước
+ Có tính rửa cặn bẩn nên dễ gây tắc nghẽn hệ thống
+ Gây ô nhiễm môi trường (phá hủy tầng ôzôn và gây hiệu ứng nhà kính)
Nói chung R22 có độ hoàn thiện nhiệt động cao nên được sử dụng rộng rãi .Vì vậy
chọn môi chất R22 là phù hợp .
2. Chọn môi trường giải nhiệt
Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp trao đổi nhiệt vì 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
4.2. HỆ THỐNG LẠNH TRỮ ĐÔNG
I. Thông số ban đầu
- Năng suất lạnh yêu cầu Q 0MN = 23516,96W = 23,51696 kW
- Nhiệt độ và trạng thái của đối tượng làm lạnh : tf = - 180C
- Chọn môi trường giải nhiệt là nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt :
+ Nhiệt độ nước khi vào bình theo trang 159, tài liệu [1] :
t w1 = tư + (3÷4)0C
Với: tư : là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với t n= 38,20C
và độ ẩm φ = 72% ,ta có: tư = 330C
=> t w1 = 33 + (3÷4)0C = 360C
+ Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng:
t w 2 = t w1 + (2÷6)0C

Đồ án môn học : Kĩ Thuật Lạnh
Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên
t w 2 = t w1 + 40C = 36 + 4 = 400C
II. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
t0 = tf – (4 ÷10)0C = -18 – (4 ÷10) = - (22÷28)0C
0
Chọn to = -25 C tra bảng hơi bão hoà của R22 trang 320 tài liệu [1], bằng nội suy ta
tính được áp suất bay hơi là : p0 = 2,02 bar
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
tk = (t w1 +t w 2 )/2 + (4 ÷6)0C = (36+40)/2 + 4= 420C
Chọn ∆tk = 40C vì môi trường làm mát là nước. Tra bảng hơi bão hoà của R22 trang
320 tài liệu [1] ta có áp suất ngưng tụ là: pk = 16,06bar
3. Nhiệt độ hơi quá nhiệt
tqn = t0 + ∆tqn = -25 + 25 = 00C
- Chọn độ quá nhiệt ∆tqn = 250C do nhiệt độ cuối tầm nén thấp nên độ quá nhiệt hơi hút
rất cao theo trang 161 , tài liệu [1]
4. Nhiệt độ quá lạnh
tql = tw1 +∆tql = 36 + 4 = 40 0C
- Chọn độ quá lạnh ∆tql = 40C
5. Tính cấp nén của chu trình
Ta có tỉ số nén của chu trình:
Л=

p k 16,06
=
= 7,9 < 12
2,02
p0

Vậy chọn chu trình máy nén 1 cấp
6. Chọn chu trình lạnh
Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ là chu trình máy lạnh 1 cấp dùng thiết
bị hồi nhiệt. Mặc dù là chu trình này bị lệch ra khỏi chu trình Cacno làm cho hệ số
lạnh giảm xuống. Nhưng ngược lại nó tránh được hiện tượng ẩm về máy nén gây ra
hiện tượng thuỷ kích làm hỏng máy nén. Đối với freon có thể dùng bình tách lỏng
hoặc thiết bị hồi nhiệt nhưng dùng thiết bị hồi nhiệt nhiều hơn vì hệ thống lạnh lớn.
7. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
a. Sơ đồ nguyên lý của chu trình lạnh 1 cấp dùng thiết bị hồi nhiệt: