Thiết kế kho lạnh với công suất 2 tấn cá trên mẻ

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

MỤC LỤC
Trang
4
4
5

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
І. Mục đích và ý nghĩa của hệ thống lạnh
ІІ. Nhiệm vụ của đề tài
1. Cấp đông.
2. Trữ đông.
3. Thông số môi trường.
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông
6
1. Tính thể tích chất tải: Vct
2. Tính diện tích chất tải : Fct
3. Chiều cao trong của phòng cấp đông
4. Chiều cao trong của phòng cấp đông
5. Xác định số phòng cấp đông: n
§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông
6
1. Tính thể tích chất tải: Vct
2. Tính diện tích chất tải : Fct
3. Chiều cao trong của phòng trữ đông
4. Chiều cao trong của phòng trữ đông
5. Xác định số phòng trữ đông: n

§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh
7
CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
§2.1 Tính cách nhiệt cho tường bao kho lạnh
8
1. Kết cấu và các số liệu của nó
2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.2 Tính cách nhiệt trần kho lạnh
11
1. Kết cấu và các thông số của nó
2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.3 Tính cách nhiệt nền kho lạnh
13
1. Kết cấu và các thông số của nó
2.Tính toán
3. Kiểm tra nhiệt độ đọng sương
§2.4 Bố trí cách nhiệt cho kho lạnh
14
CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông
17
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
2. Tính tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì: Q2
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
4. Tính nhiệt kho lạnh
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
§3.2 Tính nhiệt cho phòng trữ đông
20

1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
2. Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì Q2:
3.Tính tổn thất lạnh do vận hành: Q4
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 1


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

4. Tính nhiệt kho lạnh.
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
§4.1 Chọn môi chất
§4.2 Hệ thống lạnh cho phòng trữ đông
І. Thông số ban đầu
ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
3. Tính cấp nén của chu trình
4. Chọn chu trình lạnh
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
7. Xác định lưu lượng tuần hoàn qua hệ thống
8. Phụ tải nhiệt của thiết bị ngưng tụ
9. Xác định công của máy nén
10. Tính chọn công suất lạnh
11. Hệ số làm lạnh

Ш. Chọn máy nén
1.Chọn máy nén
2. Chọn động cơ kéo máy
§4.3 Hệ thống lạnh cho phòng cấp đông
І. Thông số ban đầu
ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
3. Tính cấp nén của chu trình
4. Chọn chu trình lạnh
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
6. Xây dựng đồ thị và lập bảng thông số các điểm nút
7. Tính toán chu trình
Ш. Tính chọn máy nén và động cơ kéo nó
1. Tính chọn máy nén
2.Chọn động cơ cho máy nén
CHƯƠNG 5: TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT VÀ
THIẾT BỊ PHỤ
§5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ
1. Chọn thiết bị ngưng tụ
2. Mục đích của thiết bị ngưng tụ
3. Cấu tạo
5. Tính chọn thiết bị ngưng tụ
4. Nguyên lý làm việc
§5.1 Tính chọn thiết bị bay hơi
1. Chọn thiết bị bay hơi
2. Mục đích của thiết bị bay hơi
3. Cấu tạo
4. Nguyên lý làm việc.
5. Tính chọn thiết bị bay hơi

SVTH: Võ Văn Đại

23
22

28

34

35

Trang: 2


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

§5.3 Tính chọn thiết bị phụ
1. Bình chứa cao áp
2. Bình tách dầu
3. Bình gom dầu
4. Bình trung gian
5. Bình hồi nhiệt
6.Thiết bị tách khí không ngưng
7. Tính chọn tháp giải nhiệt

SVTH: Võ Văn Đại

GVHD:Nguyễn Thành Văn

37

Trang: 3


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
І. Ý NGHĨA VÀ MỤC ĐÍCH CỦA HỆ THỐNG LẠNH
- Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh cho đời sống, bằng cách cho vật cần làm
lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn. Sau này kỹ thuật lạnh ra đời đã thâm nhập vào các
ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó 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 thuốc
 Trong công nghiệp hoá chất
 Trong lĩnh vực điều hoà không khí
- Đóng vai trò quan trọng nhất là ngành công nghiệp chế biến và bảo quản thực
phẩm. Tuy nhiên 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 1
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.
II. QUY TRÌNH SẢN XUẤT
Sản phẩm sơ chế (180C)--- > Cấp đông(-150C)--- > Đóng gói--- > Trữ đông(-150C)
--- > Xuất hàng

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 4


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

II. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
1. Cấp đông:
- Sản phẩm bảo quản: Cá
- Công suất:
- Nhiệt độ cá đầu vào:
- Nhiệt độ cá đầu ra:
- Nhiệt độ phòng cấp đông:
2. Trữ đông:
- Công suất :
- Nhiệt độ phòng trữ đông:
3. Thông số môi trường:
Địa điểm xây dựng:
Nhiệt độ môi trường:
Độ ẩm môi trường:
-

SVTH: Võ Văn Đại

GVHD:Nguyễn Thành Văn

E = 2 tấn/mẻ
180C
ttb = -150C
-350C
E = 35 tấn

-180C
Quảng Trị
tn = 37,10C(tra bảng trang 7, cột 4, tài liệu 1)
φn = 74%

Trang: 5


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
Mục đích của chương này là xác định kích thước từng phòng kho lạnh và bố trí hợp lí
mặt bằng kho lạnh.
§1.1 Tính kích thước phòng cấp đông
Cho biết: - Công suất : E = 2 tấn/mẻ
- Sản phẩm: Cá
1. Tính thể tích chất tải: Vct
E
, [m3]
gv

Vct=
Với:

- E [tấn]: Công suất chất tải phòng cấp đông
- gv= 0,17 tấn/m3 : định mức chất tải thể tích(theo trang 29 tài liệu 1)

Suy ra:

2
= 11,8 m3
0,17

Vct=

2. Tính diện tích chất tải : Fct
Fct=

Vct
, [m2]
hct

Với: hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m(bốc dở thủ công)
Suy ra:

Fct=

11,8
= 5,9 m2
2

3. Diện tích trong của phòng lạnh: Ftr
Fct
, [m2]
F

Ftr=

Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại,diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi,quạt.
Ở dây ta chọn βF = 0,54
Suy ra:

Ftr=

5,9
= 10,9 m2
0,54

4. Chiều cao trong của phòng cấp đông
htr= hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng, chọn ∆h = 1m
Suy ra:
htr=2+1= 3 m
5. Xác định số phòng cấp đông: n
n=

Ftr
,
f

Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn. Chọn f= 4x4 m2
Suy ra:

n=

10,9
= 0,7
16

chọn n =1 phòng => Cỡ buồng cấp đông sẽ là: Ftr = f = 4x4 m2
§1.2 Tính kích thước phòng trữ đông.
Cho biết:
- Công suất: E = 35 tấn
1. Tính thể tích chất tải: Vct
Vct =
Với:

E
, [m3]
gv

- E [tấn]: Công suất chất tải phòng trữ đông

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 6


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

- gv= 0,45tấn/m3 : định mức chất tải thể tích, tra theo bảng 2-3 tài liệu [1] đối
với cá đông lạnh
Suy ra:

Vct =

35
= 78 m3
0, 45

2. Tính diện tích chất tải : Fct
Fct =

Vct
, [m2]
hct

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

Fct=

78
= 39 m2
2

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

Fct
, [m2]
F

Với : βF: là hệ số kể đến đường đi lại, diện tích chiếm chỗ của dàn bay hơi, quạt.
Ở dây ta chọn theo bảng 2-4 trang 30 tài liệu[1] với diện tích buồng lạnh từ 20÷100 m2 có
βF=0,7

Suy ra:

Ftr =

39
= 56 m2
0, 7

4. Chiều cao trong của phòng trữ đông
htr = hct+ ∆h , [m]
Với: ∆h là chiều cao kể đến gió đi đối lưu trong buồng. chọn ∆h = 1m
Suy ra:
htr = 2+1 = 3 m
5. Xác định số phòng trữ đông: n
n=

Ftr
,
f

Với: f là diện tích buồng lạnh quy chuẩn. Chọn f = 6x6 m2
Suy ra:

n=

56
= 1,6
36

chọn n = 2 phòng => Cỡ buồng trữ đông sẽ là: Ftr = f = 6x6 m2

§1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh
*Yêu cầu:
- Bố trí mặt bằng phải thoả mãn dây chuyền sản xuất đi theo một chiều, tránh chồng
chéo lẫn nhau
- Đảm bảo tổn thất lạnh ra môi trường nhỏ nhất
- Có thể mở rộng sản xuất

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 7


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

PHÒNG MÁY

CĐ
(-35°C)

GVHD:Nguyễn Thành Văn

VAN PHÒNG

TĐ
(-18°C)

TĐ
(-18°C)

CHƯƠNG 2: TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM KHO LẠNH

Do chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường và kho lạnh là rất lớn. Do đó để giảm tối
đa tổn thất nhiệt ra môi trường thì chúng ta phải bọc cách nhiệt. Biết rằng lớp cách nhiệt
càng dày thì tổn thất nhiệt càng ít. Nhưng chiều dày của nó phải đảm bảo tối ưu hoá giữa
chi phí đầu tư và tiết kiệm năng lượng khi vận hành. Mục đích của chương này là để giải
quyết vấn đề đó. Trong khuôn khổ đồ án môn học chúng ta không cần tínhlớp cách ẩm.
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
n

k = 1   i   cn  1 , [W/m2K]

 1 n 1 i cn  2
Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n
1  1
i
1 
δcn=λcn         , [m]
 k   1 i 1 i  2  
Với:

- δcn: Độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt, [m]
- λcn: Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt , [W/mK]
2
- k : Hệ số truyền nhiệt, [W/m K]
2
- α1: hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới tường cách nhiệt, [W/m K]
2
- α2: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh tới buồng lạnh, [W/m K]

- 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 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.
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 8


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

1. Kết cấu và các số liệu của nó

1

2 34 5 6 7

8
9

Lớp
1

2
3
4
5
6
7
8
9

Vật liệu
Vữa trát xi măng
Gạch đỏ
Vữa trát xi măng
Bitum
Giấy dầu
Polystiron
Giấy dầu
Lưới mắt cáo,vữa
mác cao
Móc sắt

δ [m]
0,015
0,2
0,015
0,003
0,006
?
0,002
0,02

λ [W/m2K]
0,9
0,82
0,9
0,18
0,15
0,047
0,15
0,9

2.Tính toán
a. Phòng trữ 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
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 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 = 0,047[

1
1
0, 015 0, 2 0, 003 0, 006 0, 002 0, 02 1
(
 2.






 )]
0, 22 23,3
0,9
0,82 0,18
0,15
0,15
0,9 9

= 0,19 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
tt
tấm cách nhiệt là:  cn = 0,2 m
tt
Ứng với  cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 9


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

1
2

1
0,
015
0,
2
0,
003
0, 006 0, 002 0, 02
0, 2
1
ktd =
 2.






 = 0,2 W/m K
23,3
0,9
0,82 0,18
0,15
0,15
0,9 0, 047 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 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 trữ đông:
δcn = 0,047[

1
1
0, 015 0, 2 0,003 0, 006 0, 002 0, 02
1
(
 2.






)]
0,19 23,3
0,9
0,82 0,18
0,15
0,15
0,9 10,5

= 0,22 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:  cntt = 0,3 m
Ứng với  cntt ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
kcd = 1  2. 0, 015  0, 2  0, 003  0, 006  0, 002  0, 02  0,3  1 = 0,145 W/m2K
23,3
0,9
0,82 0,18
0,15
0,15
0,9 0, 047 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 nhiệt độ 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= 37,10C : nhiệt độ môi trường ngoài

- ts =320C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với nhiệt
độ môi trường tn=37,10C và độ ẩm φ=74%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf= -180C

Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

38  32
= 2,37 W/m2K
38  18

Mà có ktđ = 0,2 < ks = 2,37 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
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 10


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

GVHD:Nguyễn Thành Văn

38  32
= 1,8 W/m2K
38  35

Mà có kcđ= 0,145< ks = 1,8 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
1. Kết cấu và các thông số của nó

1
2
3
4
5
6
7
8

9

Lớp
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Vật liệu
Vữa trát xi măng
Bê tông cốt thép
Vữa trát xi măng
Bitum
Giấy dầu
Polystiron
Giấy dầu
Lưới mắt cáo,vữa
mắc cao
Móc sắt

δ [m]
0,015
0,1
0,015
0,003
0,006
?
0,002
0,02

λ [W/m2K]
0,9
1,5
0,9
0,18
0,15
0,047

0,15
0,9

2. Tính toán
a Phòng trữ 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
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 = 0,22 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
δcn = 0,047[

1
1
0, 015 0,1 0, 003 0, 006 0, 002 0, 02 1
(
 2.





 )]
0, 22 23,3
0,9 1,5 0,18
0,15

0,15
0,9 9

= 0,2 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:  cntt = 0,2 m
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 11


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

tt
Ứng với  cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
ktd = ktư = 0,22 W/m2K
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 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 mái bằng.Ta có hệ số truyền
nhiệt tối ưu qua tường : ktư = 0,17 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:

δcn = 0,047[

1
1
0, 015 0,1 0, 003 0, 006 0, 002 0, 02
1
(
 2.






)]
0,17 23,3
0,9 1,5 0,18
0,15
0,15
0,9 10,5

= 0,26 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
tt
tấm cách nhiệt là:  cn = 0,3 m
tt
Ứng với  cn ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:

1
kcd = 1  2. 0,015  0,1  0,003  0, 006  0, 002  0, 02  0,3  1 = 0,15W/m2K
23,3
0,9 1,5 0,18
0,15
0,15
0,9 0, 047 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
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= 37,10C : nhiệt độ môi trường ngoài
- ts = 320C nhiệt độ đọng sương của môi trường, tra theo đồ thị I-d với
nhiệt độ môi trường t1=37,10C và độ ẩm φ=74%
a. Phòng trữ đông
Phòng trữ đông có tf = -180C

Suy ra:

ks = 0,95.23,3.

38  32
= 2,37 W/m2K
38  18

Mà có ktđ = 0,22 < ks = 2,37 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

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 12


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

Suy ra:

ks= 0,95.23,3.

GVHD:Nguyễn Thành Văn

38  32
= 1,8 W/m2K
38  35

Mà có kcđ= 0,15< ks = 1,8 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
11

9
8
7
6
5
4
3
10

Lớp
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Vật liệu
Đất nền

Bê tông
Vữa trát xi măng
Bitum
Giấy dầu
Polystiron
Giấy dầu
Bê tông cốt thép
Vữa trát
Ống PVC
Ụ đỡ bê tông

δ [m]

λ [W/m2K]

0,1
0,02
0,003
0,006
?
0,002
0,1
0,02

1,4
0,9
0,18
0,15
0,047
0,15

1,5
0,9

2
1

2. Tính toán
Đối với nền có sưởi thì ta chỉ cần tính các lớp phía trên lớp có sưởi. Cụ thể ở đây trong
lớp bê tông sỏi thường nguời ta thi công với chiều dày 300 mm. Nhưng do có sưởi nền
bằng khí trời nên chiều dày tính toán khoảng 100 mm tính từ mép trên ống thông gió đến
lớp vữa trát (3).
a. Phòng trữ đông
- Nền kho lạnh trao đổi nhiệt với môi trường qua bề mặt tưởng tượng đi qua tâm
ống thông gió và trao đổi nhiệt với không khí đối lưu tự nhiên.
- Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài của nền tra theo bảng 3-7 trang 65,tài liệu[1] có :
α1= 6 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 3-6 trang
64 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
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 13


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng trữ đông:
δcn = 0,047[

1
1
0,02 0,1 0, 003 0, 006 0,002 0,1 1
 (  2.





 )]
0, 226 6
0,9 1, 4 0,180 0,15
0,15 1,5 9

= 0,19 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:  cntt = 0,2 m
Ứng với  cntt ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
ktd = 1  2. 0, 02  0,1  0, 003  0, 006  0, 002  0, 2  1 = 0,212 W/m2K
6
0,9 1, 4 0,18
0,15
0,15 0, 047 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= 6 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 3-6 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 : ktư = 0,17 W/m2K
Thế số vào ta tính được chiều dày lớp cách nhiệt tường phòng cấp đông:
δcn = 0,047[

1
1
0, 02 0,1 0, 003 0, 006 0,002 0,1
1
 (  2.






)]
0,17 6
0,9 1, 4 0,18
0,15
0,15 1,5 10,5

= 0,26 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:  cntt = 0,3 m
Ứng với  cntt ta sẽ tính được hệ số truyền nhiệt thực tế:
1
kcd = 1  2. 0, 02  0,1  0, 003  0, 006  0,002  0,3  0,1  1 = 0,145W/m2K
6
0,9 1, 4 0,18
0,15
0,15 0, 047 1,5 10,5

§2.4 Bố trí cách nhiệt cho 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. Nhưng phải phân lớp cách nhiệt ra 2 bên như hình dưới:

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 14


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh
7

8

GVHD:Nguyễn Thành Văn
6

5

4

3

2

9

300

CĐ
(-35°C)

TĐ
(-18°C)

TĐ
(-18°C)

100
A

100

200

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 15

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 3: TÍNH NHIỆT HỆ THỐNG LẠNH
- Chương này nhằm tính tổng tổn thất nhiệt của kho lạnh . Để từ đó tính ra công suất
yêu cầu của máy lạnh.
- Tổn thất lạnh từ kho lạnh ra môi trường được xác định theo biểu thức:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W]
Trong đó:
Q1: Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che, [W]
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 cá 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 cá => 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

4000

G

6500

TĐ
(-18°C)

TĐ
(-18°C)

H

6500

4000

CĐ
(-35°C)

6000

6000

4500

A

B

4500

C
2250

D

E

6000

6000

K

F

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 16


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

§3.1 Tính nhiệt cho phòng cấp đông
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
Ta có :
Q1 = Q 1dl + Q 1bx
Trong đó:
dl
- Q 1 : Tổn thất lạnh qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ
Q 1dl = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Q 1bx : 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 => Q 1bx = 0
Vậy:
Q1 = Q 1dl = ∑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. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng
lạnh thì ta chọn k tối ưu theo bảng (3-5) trang 64 tài liệu [1]. Đối với tường ngăn giữa
buồng cấp đông và trữ đông có: kBC=0,47. Đối với tường ngăn CD với hành lang tra
bảng 3-4,trang 63 , tài liệu [1] bằng phương pháp nội suy ta được kCD=0.265[W/m2K].
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong. Độ chênh
nhiệt độ giữa các vách ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng. Cụ thể độ chênh nhiệt
độ của tường ngăn giữa phòng cấp đông với phòng đệm:
∆tDC = 0,7( tn-tf) = 0,7(37,1 + 35) = 50,50C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 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]
4,5 x 3,6
4,5 x 3,6
4,0 x 3,6
4,0 x 3,6
4,0 x 4,0
4,0 x 4,0

F
(m2)
16,2
16,2
14,4
14,4
16
16

ki
[W/m2K]

∆ti
[0C]

Qi
[W]

0,145

72,1

169,36

0,145

72,1

169,36

0,47

43,3

293,05

0,265

50,5

192,71

0,15
0,15

72,1
72,1

173,04
173,04

1170,56

Q1 = ∑ Q i

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:
sp
- Q 2 : Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm
bb
- Q 2 : Tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì
a. Tính Q 2sp :
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 17


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Ta có công thức tính Q 2sp :
Q 2sp =

E.(i1  i2 )
, [kW]
 .3600

Với : - E: Khối lượng sản phẩm đưa vào cấp đông 1 mẻ, [t]
- i1: Entanpi của Cá khi đưa vào. Ở nhiệt độ 180C, tra bảng (4-2) trang 81
tài liệu [1], , bằng nội suy ta có : i1 = 327,36 kJ/kg
- i2: Entanpi của Cá khi đưa ra. Ở nhiệt độ -150C, tra bảng (4-2) trang 81
tài liệu [1] ta có : i2 = 14,3 kJ/kg
- τ =11h thời gian cấp đông cho 1 mẻ Cá
=>

Q 2sp =

2.(327,36  14,3).1000
= 15,811 kW = 15811 W
11.3600

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

Gb .C b .(t1  t 2 ).1000
, [kW]
 .3600

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.
Cb
- Cb: Nhiệt dung riêng của bao bì, đối với bao bì bằng kim loại thì
= 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 =

0,3.2.0, 45.(18  35).1000
= 0,361 kW
11.3600

Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:
Q2= 15,811+ 0,361 = 16,172 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
2
- Q 4 : 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 = 4x4=16 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 (trang 86 tài liệu [1])
=>
Q 14 = 1,2 .16 = 19,2 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:
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 18


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Q 24 = 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
Q 24 = 350.2 = 700 W
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:
Q 34 =   i . N i , [kW]
Với: -  i : Hiệu suất của động cơ
+  i = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
+  i =  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 = 4x7,5=30 kW

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
Q 34 = η.N= 1.30= 30kW
( 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 cấp đông có diện tích F= 16 m2 < 50 m2 ta có: B = 32W/ m2
F= 4x4m2: diện tích buồng
=> Q 44 = 16.32 = 512 W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 19,2 + 700 + 30000 + 512 = 31231,2 W
4. Tính nhiệt kho lạnh
Đối với hệ thống lạnh cấp đông thì tổng tổn thất nhiệt cấp cho phòng này là:
Q = Q1 + Q2 + Q4 = 1170,56 + 16172 + 31231,2 = 48573,76 W = 48,57376 kW
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:
MN

Q0

=

Q.k
b

Trong đó:
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 19


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

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 -350C nên nhiệt độ dàn bay hơi ta chọn
t0= - 400C , vậy chọn k = 1,1 (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:
Q0 =

48573, 76.1,1
= 59368 W
0,9

§3.1 Tính nhiệt cho phòng trữ đông
Số liệu cho trước : E = 35 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
1. Tính tổn thất lạnh qua kết cấu bao che : Q1
Q1 = Q 1dl + Q 1bx = Q 1dl = ∑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. Riêng đối với tường ngăn giữa các phòng lạnh thì

ta chọn k tối ưu theo bảng (3-5) trang 64 tài liệu [1]. Đối với tường ngăn giữa 2 buồng trữ
đông có: kGF = 0,58 W/m2K
- Fi: Diện tích bề mặt kết cấu, [m2]
- ∆ti: Độ chênh nhiệt độ bên ngoài với môi trường bên trong. Độ chênh
nhiệt độ giữa các vách ngăn được tính theo nhiệt độ định hướng.
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với môi trường ngoài :
∆tGH = ( tn−tf) = 37,1 −(− 18) = 55,10C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa phòng trữ đông với phòng đệm:
∆tFK = 0,7( tn−tf) = 0,7[37,1 −(− 18)] = 38,570C
+ Độ chênh nhiệt độ của tường ngăn giữa 2 phòng trữ đông :
∆tGF = 0,6( tn−tf) = 0,6[37,31−(− 18)] = 33,060C
- Chiều cao tính toán phòng lạnh là: htt = 3,6 m
Ta có :

Kết quả tính toán được đưa vào bảng tổng hợp sau:
Phòng trữ đông II: GHKF
Kết cấu
Tường
GH
Tường GF
Tường
HK
Tường FK
Nền
Trần

Kích thước,
[m x m]
6,5 x 3,6
6 x 3,6

6,5 x 3,6
6,5 x 3,6
6x6
6x6
Tổng

SVTH: Võ Văn Đại

Diện tích
F,
[m2]
23,4

ki
[W/m2K]

∆ti
[0C]

Qi
[W]

0,2

55,1

257,868

21,6
23,4

0,58

33,06

414,176

0,2

55,1

257,868

23,4
36
36

0,2
0,212
0,22

38,57
55,1
55,1

180,508
420,523
436,392
1967,335
Trang: 20

Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

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 cá đưa vào phòng trữ đông là – 150C
nhiệt độ cá 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
2
- Q 4 : 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 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 = 6x6 = 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:
Q 24 = 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
Q 24 = 350.2 = 700 W
e. 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:
Q 34 =   i . N i , [kW]
Với: -  i : Hiệu suất của động cơ
+  i = 1: Nếu động cơ đặt trong phòng
+  i =  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=20 tấn/mẻ là : N = 4 x 1,5 kW
Ta có thể tính công suất động cơ điện của phòng cấp đôngvới công suất là 35 tấn/mẻ là:
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 21


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

4.1,5.35
= 10,4 kW

20

dc

N td =

=> Tổn thất lạnh do động cơ điện
Q 34 = η.N= 1.10,5= 10,5 kW
( η=1 chọn đông cơ đặt trong phòng )
f. 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 = 23W/ m2
F= 6x6m2: diện tích buồng
=> Q 44 = 36.23 = 828 W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành là:
Q4 = 43,2+ 700 + 10500 + 828 = 12071,2W
4. Tính nhiệt kho lạnh.
�Q0 =  Q1 +  Q2 + 0,7.  Q4 = �Q1 + 0,7.  Q4 ( vì  Q2 = 0)
Ta lấy 0,7.  Q4 là do có sự không đồng thời về vận hành. Mà ở đây có 2 phòng trữ
đông nên chọn 0,7.  Q4 .
=>

�Q

0

=

Q

1

+ 0,7.  Q4

= 2. Q 1 + 0,7.2.Q4
= 2. 1967,335 + 0,7.2. 12071,2
= 20834,35 W
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén
Công suất lạnh yêu cầu của máy nén 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 thống lạnh.
Đối với phòng trữ đông thì nhiệt độ phòng là -180C nên bằng phương pháp nội suy ta tính
được k = 1,058 (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 =

SVTH: Võ Văn Đại

1, 058.20834,35

= 24492 W
0,9

Trang: 22


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

CHƯƠNG 4: LẬP CHU TRÌNH VÀ TÍNH CHỌN MÁY NÉN
Chương này nhằm tính toán chu trình lạnh của hệ thống để từ đó tính ra công suất
nhiệt yêu cầu của các thiết bị trong hệ thống.
§4.1 Chọn môi chất
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 gây cháy 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
+ Không dẫn điện ở thể hơi nhưng dẫn điện ở thể lỏngchỉ dùng cho máy
nén hở và nữa hở.
−Nhược điểm :
+ Đắt tiền hơn NH3 .

+ Không hòa tan nước nên dễ dây tắc nghẽn hệ thống
+ 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 khá cao, có nhiều ưu điểm vượt trội so
với NH3 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 cho phòng trữ đông
І. Thông số ban đầu
- Năng suất lạnh yêu cầu Q 0MN = 24492 W=24,492 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 là:
t w1 = tư + (3÷4)0C, theo trang 159 tài liệu [1]
Với: tư- là nhiệt độ nhiệt kế ướt của không khí được tra theo đồ thị i-d với t n=
0
37,1 C và độ ẩm φ = 74% ,ta có: tư = 320C
=> t w1 = 32 + 4 = 360C
+ Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng:
t w 2 = t w1 + (2÷6)0C
Ở đây chọn bình ngưng ống chùm nằm ngang nên
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 23


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

t w 2 = t w1 + 50C = 36 + 5 = 410C
ІІ. Tính toán chu trình
1. Chọn nhiệt độ bay hơi :
t0 = tf – (4 ÷10)0C = -18 – (4 ÷10) = - (22÷28)0C
Chọn to = -250C tra bảng hơi bão hoà của R22 trang 320 tài liệu [1], bằng nội suy ta
tính được áp suất bay hơi là : p0 = 2,01bar
2. Chọn nhiệt độ ngưng tụ :
tk = t w 2 + (3 ÷5)0C = 41 + 5 = 46 0C
Chọn ∆tk = 50C 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 = 17,7bar
3. Tính cấp nén của chu trình
Ta có tỉ số nén của chu trình:
Л=

p k 17, 7
=
= 8,8 < 12
p0
2, 01

Vậy chọn chu trình máy nén 1 cấp
4. Chọn chu trình lạnh
Chọn chu trình lạnh cho phòng trữ đông 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.Đối với Freon thì dùng chu trình hồi nhiệt có

hiệu quả cao hơn chu trình dùng bình tách lỏng.
5. Chọn độ quá lạnh, độ quá nhiệt
- 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].
- Chọn độ quá lạnh ∆tql = 50C
6. 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

SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 24


Đồ án môn học: Kỷ Thuật Lạnh

GVHD:Nguyễn Thành Văn

Chú thích:
MN: Máy nén
NT: Thiết bị ngưng tụ
TL: Van tiết lưu
BH: Thiết bị bay hơi
HN: Thiết bị hồi nhiệt

b. Đồ thị T-s và lnP- i:
lnP

T
2

3'

3

3

2

3'
1'
1

4

4

s

1

1'

i

Các quá trình :
1’- 2 : quá trình nén đoạn nhiệt trong máy nén
2 - 3 : quá trình ngưng tụ đẳng áp ở bình ngưng
3 - 3’ : quá trình quá lạnh lỏng trong bình hồi nhiệt
3’- 4 : quá trình tiết lưu trong van tiết lưu
SVTH: Võ Văn Đại

Trang: 25