ĐỒ ÁN MÁY LẠNH

Đồ án máy lạnh

LỜI NĨI ĐẦU
Phần 1 : TÍNH TOÁN THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH.
Trong đồ án này thiết kế kho làm đông với nhiệt độ yêu cầu trong phòng làm
đông là
C
0
25
−
.Cá ngừ được đưa vào phòng làm đông với mục đích hạ thấp nhiệt độ
xuống nhiệt độ tại tâm khoảng-18 độ c .
I.Dung tích và tiêu chuẩn chất tải kho lạnh.
Chỉ tiêu cơ bản để đánh giá kho lạnh là dung tích.Dung tích là khối lượng
hàng hoá có thể đồng thời làm đông trong kho, trong đồ án này dung tích kho làm
đông là30 tấn.
Kho làm đông sản phẩm cá ngừ, từ bảng 2-3 [1]. Ta có tiêu chuẩn chất tải
45.0
=
v
g
tấn/
3
m
, hệ số thể tích
78.0
=
α
.
II.Xác đònh số lượng, kích thước kho bảo quản đông.
Xác đònh các thông số cần thiết dựa vào dung tích của kho.

1.Xác đònh thể tích kho.
Với E là dung tích kho lạnh,
V là thể tích kho lạnh .
v
g
là tiêu chuẩn chất tải.
Ta có
3
33,333
45.0
150
m
g
E
V
v
≈==
2. Xác đònh diện tích chất tải.
Thực phẩm được đựng trong ngăn gỗ kích thước
400300500
××
mm, xếp 8
ngăn thành một chồng ,vậy chiều cao chất tải là h= 3,2m.
1
Đồ án máy lạnh
Với F là diện tích chất tải, h là chiều cao chất tải ta có:
2
16,104
2,3
33,333

m
h
V
F
≈==
3.Đònh mức chất tải trên 1 mét vuông nền .
2
tan/44,12,3.45,0. mhgg
vF
===
Với
F
g
là đònh mức chất tải theo diện tích
4. Xác đònh diện tích lạnh thực tế cần xây dựng
F
t
F
F
β
=
với
t
F
diện tích lạnh thực tế cần xây dựng,
F
β
hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa
Theo bảng 2-4 [1].Ta tra được
76.0

=
F
β

2
05,137
76.0
16,104
m
F
F
F
t
≈==⇒
β
Theo [1] Diện tích buồng lạnh quy chuẩn tính theo hàng cột quy chuẩn cách nhau 6m
nên f cơ sở là 36m.Các diện tích quy chuẩn khác nhau la bội của 36.Trong khi tính
toán,diện tích lạnh có thể lớn hơn diện tích ban đầu10 đến 15%,khi chọn Z là một số
nguyên.
5. So lượng buồng lạnh cần xây dựng .
Buồng lạnh đông bố trí trong kho lạnh một tầng , chiều cao kho đến xà ngang
là 6m.
Số lượng buồng cần thiết phải xây dựng là
f
F
Z
1
=
Với Z là số lượng buồng lạnh phải xây dựng

f
là diện tích buồng lạnh quy chuẩn đã chọn.
2
Đồ án máy lạnh
Bố trí mạng lưới cột một chiều cách nhau là 6m , một chiều cách nhau là 6m,
và
2
3666 mf
=×=
⇒
số lượng buồng lạnh
80,3
36
05,137
1
===
f
F
Z
Vậy lấy Z= 4 buồng
⇒
kích cỡ kho lạnh sẽ là 16
9
×
hoặc
246
×
hoặc
12X12.
Vậy dung tích thực tế của buồng lạnh sẽ là:

89,157
80,3
4
150
≈×=
E
tấn
III . Sơ đồ quy hoạch mặt bằng kho lạnh.
Với 1, 2, 3, 5, 6, 7 : Các phòng làm đông
4 : Phòng bố trí buồng máy , buồng điều khiển, máy phát điện….
8: Phòng vệ sinh, thay quần áo….
9 : Hành lang lạnh.
Chiều dài các tường phòng bảo quản đông là 12m, chiều rộng là 6m.
Kích thước phòng 4 và phòng 8 là 12
×
8m.
3
Đồ án máy lạnh
Phần 2 : CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ TÍNH TOÁN CÁCH
NHIỆT CHO KHO LẠNH.
I. Cấu trúc xây dựng.
Cấu trúc kho lạnh phải có cấu tạo đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu như : phải
có tuổi tho ïcao, chòu được tải trọng của bản thân và sản phẩm bảo quản trong kho ,
phải chống được nhiệt xâm nhập , không đọng sương, phải có cấu trúc cách nhiệt
tốt phải đảm bảo an toàn cho người và phương tiện, cuối cùng là phải kinh tế.
Các kho lạnh thường được xây dựng bằng bêtông cốt thép , tường bao và
tường ngăn xây dựng bằng gạch đỏ, trên đó bố trí cách nhiệt và cách ẩm . Móng phải
chòu tải trọng của toàn bộ kết cấu vì vậy phải kiên cố , vững chắc, móng đổ bằng bê
tông cót thép và đổ cột chòu lực. Mái kho lạnh phải không đọng nước và thấm nước,

chống thấm nước bằng bitum và giấy dầu, chống bức xạ mặt trời bằng lớp sỏi trắng
phủ lên trên . Kết cấu nền phụ thuộc nhiều yếu tố như nhiệt độ phòng , tải trọng…nền
phải có yêu cầu vững chắc ,không thấm ẩm , lớp cách nhiệt thường là xỉ để chòu
được tải trọng lớn và phải bố trí dây điện trở đốt nóng để tránh đóng băng . Cửa kho
lạnh là một tấm cách nhiệt, xung quanh có đệm kín bằng cao su để giảm tổn thất
nhiệt .
II. Tính toán cách nhiệt .
Giả sử ta tính toán , thiết kế cho kho bảo quản đông xây dựng tại thành phố
Hồ Chí Minh , theo bảng 1-1 [1] tại thành phố Hồ Chí Minh có nhiệt độ trung bình
tháng nóng nhất t =37,3
0
C , độ ẩm ϕ = 73%
1.Tính chiều dày cách nhiệt giữa phòng bảo quản đông và không khí bên ngoài.
4
Hình 1 : Sơ đồ quy hoạch mặt bằng kho lạnh.
Đồ án máy lạnh
Công thức tính :
















++−=
∑
=
n
i
i
i
CNCN
k
1
21
111
αλ
δ
α
λδ
Trong đó :
CN
δ
- độ dày lớp cách nhiệt, m

NC

λ
- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK
k – hệ số truyền nhiệt
1
α

-hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài,
KmW
2
/
2
α
- hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh.
i
δ
-bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ
i
,m

i
λ
- hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ
i
,
kmw
2
/

Hình 2 : Cấu trúc tường

Tường ngăn giữa phòng và không khí bên ngoài gồm :
1- lớp vữa ximăng -
1
δ
=0.02m ,
1

λ
=0.88W/mK,
1
µ
=90 g/mhMPa
2 – lớp gạch đỏ -
2
δ
=0.38m ,
mKW /82.0
2
=
λ
,
mkMPag /105
2
=
µ
3- lớp cách ẩm
m008.0
3
=
δ
,
mKW /3.0
2
=
λ
,
mkMPag /86.0

3
=
µ
4- lớp cách nhiệt ,
mKW
CN
/047.0
=
λ
,
mkMPag
CN
/5.7
=
µ
5-lớp vữa trát và lưới thép ,
m
ạ
02.0
=
δ
,
mKW /88.0
5
=
λ
mkMPag /90
5
=
µ

Lớp cách nhiệt là polystirol.
Buồng bảo quản đông có
Ct
0
25
−=
Tra bảng 3-3 và 3-7 sách HDTKHTL có k= 0.21
KmW
2
/
3.23
1
=
α
KmW
2
/
,
KmW
2
2
/8
=
α
⇒
047.0
=
CN
δ
189.0

8
1
82.0
38.0
3.0
008.0
88.0
02.0
3
3.23
1
21.0
1
=












++++−

Theo tiêu chuẩn lấy
m

CN
2.0
=
δ

5
Đồ án máy lạnh
⇒
KmWk
t
2
/2,0
726,0
047,0
2,0
1
≈
+
=

* Kiểm tra đọng sương.
Theo bảng 1-1 [1]có nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất tại TPHCM là
Ct
0
3.37
=
, độ ẩm
%74
=
ϕ

Tra đồ thò h-x có
Ct
s
0
8.30
=

⇒
3,2
253,37
8,303,37
3,2395,095.0
21
1
1
≈
+
−
××=
−
−
×=
tt
tt
k
s
s
α

So sánh thấy
s
k
>
t
k
, vậy vách ngoài không bò đọng sương.
* Kiểm tra đọng ẩm.
Mật đọ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt
( )
2
/46,12253,372,0 mWtkq
≈+×=∆×=
Xác đònh nhiệt độ bề mặt các lớp vách.
( )
11
ttq
f
−=
α
⇒
Ct
0
1
8.36
≈

⇒ t
2
=t

1
-
5.36
88.0
02.046,12
8.36
1
11
=
×
−=
λ
δ
q
0
C
Tương tự ta có :
Ct
Ct
Ct
Ct
Ct
Ct
f
0
0
7
0
6
0

5
0
4
0
3
25
8
46,12
2,23
2,23
88,0
02,046,12
9,22
9,22
047,0
2,046,12
11,30
11.30
3.0
008.046,12
44,30
44.30
88.0
02.046,12
72,30
72,30
82,0
38,046,12
5,36
2

−≈−−=⇒
−=
×
−−=
−=
×
−=
=
×
−=
=
×
−=
=
×
−=
6
Đồ án máy lạnh
Từ các nhiệt độ trên tra bảng “ tính chất vật lý của không khí ẩm “, (bảng 7-
10 sách môi chất lạnh) có :
vách 1 2 3 4 5 6 7
Nhiệt độ,
t(
0
C)
36.8 36,5 30,72 30,44 30,11 -22,9 -23,2
P
h
6178 6090 4530 4460 4424 80,5 76,5
Tính phân áp suất thực của hơi nước.

Dòng hơi ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che:

H
pp
hh
21
−
=
ω
Trong đó :

PaCtpp
PaCtpp
xh
xh
57%9063)25(
5.4694%746344)3.37(
2
0
1
0
2
1
≈×=×−==
=×=×==
ϕ
ϕ

ghMPamH
i

i
/04.0
86.0
008.0
5.7
2.0
105
38.0
90
02.0
3
2
=+++==
∑
µ
δ
⇒
hmg
2
6
/115.0
04.0
10)575.4694(
=
−
=
−
ω
⇒
Papp

hx
466910
90
02.0
115.05.4694
6
1
1
12
=−=−=
µ
δ
ω
Papp
xx
4.425610
105
38.0
115.04669
6
2
2
23
=−=−=
µ
δ
ω
Tương tự ta có:

Pap

Pap
Pap
Pap
x
x
x
x
8.68
87,79
3164
4231
7
6
5
4
=
=
=
=
7
Đồ án máy lạnh
So sánh ta thấy các
i
x
p
<
i
h
p
vậy vách không bò đọng ẩm.

2. Tính bề dày cách nhiệt giữa tường ngăn của các phòng.
Tường ngăn giữa hai buồng có nhiệt độ và độ ẩm bằng nhau nên thường được
xây dựng và cách nhiệt bằng bêtông bọt.
Tra bảng 3-5 [1] có k= 0.58W/m
2
K
Tra bảng 3-7 có
8
21
==
αα
W/m
2
K
Tra bảng 3-1 có
mKW
CN
/15.0
=
λ

⇒
m
CN
0221
8
2
58.0
1
15.0

=






−=
δ
theo tiêu chuẩn lấy
m
CN
25.0
=
δ
Vậy k
t
=0.52W/m
2
K
Do chênh lệch nhiệt độ giữa các phòng là bằng 0 nên không có hiện tưọng
đọng sương và đọng ẩm.
3. Tính bề dày cách nhiệt giữa phòng làm đông và hành lang.
Kết cấu các lớp của tường ngăn giống như ở phần 1 ( tường ngăn giữa phòng làm đông
và không khí bên ngoài).
Lớp cách nhiệt là polystyrol.
Tra bảng 3-4 sách HDKTHTL với t=-25
0
C ta có k=0.28W/m
2

K
⇒
m
CN
133.0
8
1
3.0
008.0
82.0
38.0
88.0
02.0
3
3.23
1
28.0
1
047.0
=













++++−=
δ
Theo tiêu chuẩn chọn
m
CN
15.0
=
δ
⇒
255.0
726.0
047.0
15.0
1
=
+
=
t
k
W/m
2
K
*Kiểm tra đọng sương trên vách .
Tại hành lang có nhiệt độ là t=37,3.60% =22
0
C , và độ ẩm là
%74
=

ϕ
8
Đồ án máy lạnh
Tra đồ thò h-x có t
s
=17
0
C
⇒
Ck
s
0
35,2
2522
1722
3,2395,0
=
+
−
××=
> k
t
vậy
vách không bò đọng sương.
*Kiểm tra đọng ẩm.
Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách ẩm:
tkq
∆×=
= 0.255(22+25)=12 W/m
2

.
Nhiệt độ bề mặt các lớp vách:
C
q
tt
C
q
ttttq
ff
0
1
1
12
0
1
111
22,21
88,0
02,0.12
5,21
.
5,21)(
11
=−=−=
=−=⇒−=
λ
δ
α
α
Tương tự ta có

Ct
CtCt
CtCt
0
7
0
6
0
5
0
4
0
3
5,23
88,0
02,0.12
23,23
23,23
047,0
15,0.12
06,15,06,15
3,0
008,0.12
4,15
4,15
88,0
02,0.12
66,15,66,15
82,0
38,0.12

22,21
−=−−=
−=−==−=
=−==−=
Ct
f
0
25
8
12
5,23
2
−=−−=
Tra bảng “tính chất vật lý của không khí ẩm”, Bảng 7-10 sách môi chất lạnh có:
Tính phân áp suất thực của hơi nước
Dòng hơi thẩm thấu qua bao che:
Vách 1 2 3 4 5 6 7
Nhiệt độ,t 21,5 21,22 15,66 15,4 15,06 -23,23 -23,5
p
h
2564 2538 1761 1720 1704 76,55 73,15
9
Đồ án máy lạnh
Ta có:
Papp
MPaPaCpp
xh
xh
57%90.63).20(
10.19551955%74.4,2642).22(

2
6
1
0
2
1
==−=
====
−
ϕ
ϕ
0335,0
86,0
008,0
5,7
15,0
105
38,0
90
02,0
.3
=+++==
∑
i
i
H
µ
δ
⇒
0566,0

0335,0
10).571955(
6
21
=
−
=
−
=
−
H
pp
hh
ω
p suất riêng phần hơi nước thực tế:
Pap
Pap
Pap
Pap
Papp
Papp
x
x
x
x
xx
hx
5,5710
90
02,0

0566,070
7010
5,7
15,0
0566,01202
120210
86,0
008,0
0566,06,1728
6,172810
90
02,0
0566,02,1741
2,174110
105
38,0
0556,04,1942
4,194210
90
02,0
0566,01955
6
6
6
6
6
2
2
6
1

1
7
6
5
4
23
12
=−=
=−=
=−=
=−=
=−=−=
=−=−=
µ
δ
ω
µ
δ
ω
So sánh các
i
h
p
và
i
x
p
ta thấy
i
h

p
>
i
x
p
vậy vách không bò đọng ẩm.
4.Tính bề dày cách nhiệt của trần kho làm đông .
Cấu trúc của trần kho bảo quản đông:
1 – lớp phủ mái đồng thời là lớp cách ẩm bằng vật liệu xây dựng là
bitum,δ
1
=0,012m ,λ
1
=0,3W/mK
Hình – 3 : Cấu trúc trần kho bảo quản đông.
10
Đồ án máy lạnh
2- Lớp bê tông giằng có cốt , δ
2
=0,04m , λ
2
=1,4W/mK
3- lớp cách nhiệt điền đầy , λ
3
=0,2W/mK ,δ
CN
là thông số cần tính .
4- lớp cách nhiệt bằng stiropo ,δ
4
=0,1m λ

4
=0,047W/mK.
5-lớp bêtông cốt thép chòu lực δ
5
=0,22m , λ
5
=1,5W/mK
Tra bảng 3-3 và 3-7 sách HDTKHTL có k=0,2W/m
2
K ,α
1
=23,3W/m
2
K
α
2
=7W/m
2
K
⇒
m
CN
049,0
7
1
5,1
22,0
047,0
1,0
4,1

04,0
3,0
012,0
3,23
1
2,0
1
2,0
≈












+++++−=
δ
Theo tiêu chuẩn lấy δ
CN
=0,5 m
Vậy chiều dày cách nhiệt của cả lớp polystyrol và lớp diền đầy là 0,6m
Hệ số truyền nhiệt thực: k
t
=0,199W/m

2
K.
5.Tính cách nhiệt nền kho.
Khi kho lạnh được đưa vào sử dụng, nhiệt độ trong kho xuống tới –25
0
C, khi
đó sẽ có băng tích tụ dưới nền kho . Nền kho sẽ bò trương phồng lên do thể tích riêng
của băng tăng , dẫn đến nền và cấu trúc kho lạnh bò biến dạng , pha huỷ. Vì vậy
trong cấu trúc nền kho bố trí dây điện trở đốt nóng để làm tan băng . Dây điện trở có
đường kính d=12÷16 mm ,đặt cách nhau từ 0,5÷1 m và phải có điện thế < 36 V
Cấu trúc nền gồm có các lớp như sau:
Lớp nền nhẵn bằng các lớp bê tông lát δ
1
=0,04m ,λ
1
=1,4 W/mK
Lớp bêtông δ
2
=0,1m , λ
2
=1,4W/mK
Lớp cách nhiệt bằng sỏi và đất sét xốp λ
3
=0,2W/mK
Lớp bêtông có bố trí dây điện trở sưởi , δ
4
=0,1m
Lớp cách ẩm
Lớp bêtông đá dăm làm kín nền đất
Khi tính toán chiều dầy cach nhiệt cho nền có sưởi bằng dây diện trở ta chỉ

cần tính từ các lớp phía trên lớp có sưởi .
11
Đồ án máy lạnh
Tra bảng 3-3 và 3-7 sách HDTKHTL có k=0,21W/m
2
K , α
2
=7W/m
2
K
⇒
m
CN
904,0
7
1
4,1
1,0
4,1
04,0
21,0
1
2,0
≈













++−=
δ
heo tiêu chuẩn lấy δ
CN
=0,95m.
Hệ số truyền nhiệt thực : k
t
=
2,0
24,0
2,0
95,0
1
≈
+
W/m
2
K
12
Đồ án máy lạnh
Phần 3 : TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
Tính nhiệt kho lạnh thực chất là tính toán các dòng nhiệt tổn thất từ môi
trường bên ngoài vào kho lạnh , dòng nhiệt do sản phẩm toả ra và các dòng nhiệt
tổn thất khác . Chính là dòng nhiệt mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải ra môi

trường ngoài để đảm bảo nhiệt độ phòng lạnh luôn đạt yêu cầu.
Vậy tính toán nhiệt kho lạnh là để xác đònh năng suất lạnh của máy lạnh cần
lắp đặt.
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh gồm:
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+Q
4 ,
W.
Q
1
: dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che
Q
2
: dòng nhiệt do sản phẩm toả ra khi xử lý lạnh.
Q
3
: dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh.
Q
4
: dòng nhiệt sinh ra khi vận hành .
1.Tính dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q
1
.
Q
1

là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần , nền do chênh lệch
nhiệt độ giữa phòng lạnh và môi trường ngoài và dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt
trời qua tường và trần.
Q
1
=Q
11
+ Q
12
Q
11
=k
t
F(t
1
-t
2
) là dòng nhiệt tổn thất qua tường bao , trần , nền do chênh
nhiệt độ .Với: k
t
là hệ số truyền nhiệt thực.
F – diện tích bề mặt kết cấu bao che, bao gồm diện tích của nhiều bức
tường khác nhau và trần kho lạnh.
1
t
- nhiệt độ môi trường bên ngoài.
2
t
- nhiệt độ trong phòng lạnh .
13

Đồ án máy lạnh
Theo sơ đồ bố trí mặt bằng kho
lạnh ta tính được diện tích các tường
ngoài , diện tích tường hành lang, diện
tích nền , trần .
Dòng nhiệt tổn thất do chênh lệch
nhiệt độ giữa phòng lạnh và tường ngoài.
Tổng diện tích tường ngoài của
kho lạnh:( chiều cao của tường là 6m)
F =13.6.2+6,775.6.2+ 6,25.6.4 =387,3m
2

KmWk
t
2
/2,0
=
⇒
WQ 4826)253,37(2,0.3,387'
11
≈+=
Hình – 4 : Sơ đồ tính toán diện tích các
phòng.
Dòng nhiệt tổn thất qua tường hành lang .
F =6,125.6.2+6,25.6.4 + 12,125.6.2 =369m
2

Đối với hai phòng 4 và 8 thì 2 bức tường tiếp giáp với phòng lạnh coi như hai
bức tường hành lang.
k

t
=0,255W/m
2
K
⇒
=
11
''Q
369.0,255(22+25)=4422W
Dòng nhiệt tổn thất qua nền.
14
Đồ án máy lạnh
Dòng nhiệt qua nền có sưởi được tính theo biểu thức : Q
n
=k
t
.F(t
n
-t
2
)
t
n
là nhiệt độ trung bình của nền khi có sưởi, lấy t
n
=4
0
C
F = 12.6.6=432m
2

⇒ Q
n
=432.0,2.29=2506W
Dòng nhiệt tổn thất qua trần.
F =12.6.6 =432m
2
Q
t
=432.0,2.62,3=5383W
⇒ Q
11
= Q’
11
+Q”
11
+Q
n
+Q
t
=4826 + 4422 +2506 +5383 = 17137 W
Q
12
là dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần.
Q
12
=k
t
F.∆t
12
Với ∆t

12
- hiệu nhiệt độ dư , đặc trưng ảnh hưởng của bức xạ vào mùa hè
Với mỗi phòng lạnh ta chỉ tính dòng nhiệt tổn thất do bức xạ qua trần và một
bức tường có bức xạ lớn nhất .
Để bức xạ ở mức thấp nhất ta phải bố trí kho lạnh theo hướng bức xạ mặt trời
hợp lý nhất , bức tường lớn nhất tiếp giáp vói không khí bên ngoài bố trí theo hướng
đông bắc, các bức chòu bức xạ còn lại bố trí theo hướng đông nam và tây bắc.
Giả thiết trần mầu xám, tường mầu thẫm , từ kết cấu kho lạnh ta có bảng tổng
hợp sau:
Thứ tự Vách k
t
F, (m
2
) ∆t
12
Q
12
, W
1 Trần 0,2 432 19 1642
2 Tường phòng 1 0,2 78 5 78
3 Tường phòng 2 0,2 37,5 8 60
4 Tường phòng 3 0,2 37,5 8 60
5 Tường phòng 5 0,2 78 5 78
6 Tường phòng 6 0,2 37,5 6 45
7 Tường phòng 7 0,2 37,5 6 45
Vậy Q
12
=1642+78+78+60+60+45+45=2008W
⇒ nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che Q
1

=2008+17137=19145W
15
Đồ án máy lạnh
2.Tính dòng nhiệt do sản phẩm toả ra Q
2
.
Là dòng nhiệt do sản phẩm toả ra khi giảm nhiệt độ trong phòng làm đông ,
dòng nhiệt Q
2
bao gồm nhiệt do sản phẩm toả ra và nhiệt do bao bì toả ra , vì vậy
cần tính cả hai dòng nhiệt này.
* Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra được tính theo biểu thức :
3600.24
1000
)(
212
hhMQ
h
−=
,kW.
M- lượng hàng nhập vào phòng làm đông.
h
1
, h
2
– entanpycủa sản phẩm trứơc và sau khi vào phòng làm đông.
1000/24.3600- hệ số chuyển đổi từ t/ngày đêm ra đơn vò kg/s.
Với phòng làm đông ta có M =6%.E
đ
, với E

đ
là dung tích thực tế của kho lạnh.
M =6%. 546 =32,76tấn/24h
Nhiệt độ sản phẩm trước khi vào phòng làm đông lấy t = -8
0
C , sau khi vào
phòng làm đông đạt –25
0
C , nội suy gần đúng bảng 4-2 sách HDTKHTL có h
1
=34,8
kJ/kg , h
2
= -10 kJ/kg.
⇒
kWQ
h
17
3600.24
1000
.8,44.76,32
2
==
• Dòng nhiệt toả ra từ bao bì:
3600.24
1000
)(.
212
ttCMQ
bbb

−=
, kW .
M
b
- khối lượng bao bì dựng sản phẩm
C
b
- nhiệt dung riêng bao bì , ở đây bao bì gỗ C
b
=2,5kJ/kgk
t
1
, t
2
– nhiệt độ bao bì trước và sau khi đưa vào phòng, lấy t
1
=-8
0
C t
2
=-25
0
C.
khối lượng bao bì coi như chiếm 15% khối lượng sản phẩm làm đông, M
b
=15%.32,76
=4,9 tấn/24h
⇒
kWQ
b

4,2
3600.24
1000
)258(5,2.9,4
2
=+−=
⇒Q
2
=2,4 +17 =19,4 KW
16
Đồ án máy lạnh
* Vì phòng làm đông không có thông gió nên dòng nhiệt do thông gió Q
3
=0.
3. Tính dòng nhiệt do vận hành Q
4
.
Q
4
= Q
41
+ Q
2
+Q
43
+ Q
44
.
Trong đó Q
41

- dòng nhiệt do chiếu sáng phòng lạnh.
Q
42
- dòng nhiệt do người toả ra .

Q
43
- dòng nhiệt do các động cơ điện
Q
44
-dòng nhiệt do mở cửa .
a.

dòng nhiệt do chiếu sáng phòng

.
Q
41
=A .F
F – diện tích phòng, 72m
2
A – năng lượng toả ra khi chiếu sáng 1m
2
diện tích phòng , đối với phòng bảo quản
đông A= 1,2W/m
2
.
Q
41
=72. 1,2 =86,4 W

b. Dòng nhiệt do người toả ra .
Q
42
=350.n
n – số người làm việc trong phòng , phòng 72m
2
lấy n=2 người
350- nhiệt lượng toả ra khi một người làm viêïc nặng.
Kho lạnh có 6 phòng ⇒ Q
42
= 350.2=700W.
Phòng lạnh làm lạnh bằng giàn lạnh đối lưu không khí tự nhiên, không có động cơ
quạt gió , các động cơ khác coi như không đáng kể, nên có thể lấy Q
43
=0.
c. Dòng nhiệt do mở cửa phòng .
Q
44
=B.F ,W
B – dòng nhiệt riêng khi mở cửa , theo bảng 4-4 sách HDTKHTL lấy
B=12W/m
2
.
F – diện tích kho lạnh.
17
Đồ án máy lạnh
Q
44
=72 12= 864W
⇒ Q

4
=86,4 + 700 +864=1650,4 kW.
Xác đònh nhiệt tải cho thiết bò và máy nén.
Xác đònh nhiệt tải cho thiết bò là để tính toán diện tích bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết
cho thiết bò bay hơi .Để đảm bảo nhiệt độ trong phòng bảo quản đạt yêu cầu ở những
điều kiện bất lợi nhất , ta tính nhiệt tải cho thiết bò là tổn thất các nhiệt tải thành
phần có giá trò cao nhất .
Q
tb
= Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+Q
4
=19+19,4 +0,16504 = 48,4 kW
Nhiệt tải của máy nén:
Q
mn
=Q
1
+ 60%Q
2
+75% Q
4
=19+19,4.0,6 +10. 0,75 ≈ 38,14kW
Trong một ngày dêm máy nén không làm việc cả 24/24h mà thường làm việc
khoảng 22/24h, vì vậy năng suất lạnh của máy nén được tính như sau:

Q
0
=
b
Qk
mn
.
b – là hệ số thời gian làm việc , b= 22/24 ,
k- là hệ số tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bò của hệ thống lạnh, lấy k=1,2.
⇒
kQ 50
92,0
14,38.2,1
0
≈=
W
18
Đồ án máy lạnh
Phần 4 : CHỌN PHƯƠNG PHÁP LÀM LẠNH & TÍNH CHỌN MÁY
NÉN.
I . Chọn phương pháp làm lạnh .
Có nhiều phương pháp làm lạnh buồng và xử lý sản phẩm , đối với phòng làm
đông, để hợp lý nhất ta chọn phương pháp làm lạnh trực tiếp , tức là làm lạnh buồng
lạnh bằng dàn bay hơi đặt trực tiếp trong dàn lạnh . Môi chất lạnh lỏng sôi thu nhiệt
của môi trường cần làm lạnh để hạ nhiệt độ của môi trường cần làm lạnh xuống
nhiệt độ yêu cầu . Để giảm ảnh hưởng đến sản phẩm khi làm lạnh ta chọn dàn bay
hơi là loại dàn đối lưu không khí tự nhiên.
* Sơ đồ đơn giản của phương pháp làm lạnh trực tiếp.
Hình – 5 : sơ đồ phương pháp làm
lạnh. 1- Dàn ngưng

2- Máy nén
3- Dàn bay hơi
4- Van tiết lưu
* Các ưu nhược điểm của hệ thống làm lạnh trực tiếp .
a . Ưu điểm.
- Thiết bò đơn giản vì không cần vòng tuần hoàn phụ .
- Tuổi thọ cao vì không phải tiếp xúc với chất tải lạnh gây ăn mòn, han rỉ .
- Tổn thất năng lượng nhỏ .
19
Đồ án máy lạnh
- Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ , nghóa la ølàm lạnh trực tiếp thời gian từ khi mở
máy đến lúc nhiệt độ đạt yêu cầu nhanh hơn .
- Có thểû giám sát nhiệt độ buồng lạnh qua nhiệt độ sôi của môi chất .
b. nhược điểm.
Ngoài những ưu điển đã nói ở trên thì phương pháp làm lạnh trực tiếp cũng có
những nhược điểm như sau:
- Là hệ thống lạnh trung tâm phân bố ra nhiều phòng sử dụng lạnh nên lượng môi
chất nạp vào máy sẽ phải lớn , khả năng rò rỉ môi chất lớn mà khả năng tìm ra chỗ
rò rỉ để xử lý lại khó khăn .
- Do các dàn bay hơi bố trí ở các phòng lạnh xa nhau nên khó khăn cho việc cấp
lỏng và tổn thất áp suất lớn .
- Với nhiều dàn lạnh nên việc phân phối đều môi chât gặp khó khăn , khả năng
máy rơi vào hành trình ẩm cao .
- khả năng trữ lạnh của dàn lạnh kém hơn so với làm lạnh gián tiếp , khi máy dừng
hoạt động thì dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.
II . Môi chất sử dụng trong hệ thống lạnh .
Môi chất được chọn sử dụng trong hệ thống lạnh của kho bảo quản đông này
là amoniac , có công thức hóa học là NH
3
, ký hiệu R717. Amoniac là chất khí không

màu , có mùi hắc , có tính chất nhiệt động tốt , phù hợp với hệ thống lạnh máy nén
piston.
• Các tính chất của amoniac.
- Sôi ở áp suất khí quyển ở nhiệt độ –33,35
0
C.
- p suất ngưng tụ khá cao , nhiệt dộ cuối tầm nén rât cao , năng suất lạnh
riêng thể tích lớn nên máy và thiết bò gọn nhẹ , hệ số dẫn nhiệt lớn , độ nhớt nhỏ nên
20
Đồ án máy lạnh
tổn thất áp suất nhỏ, hoà tan nước không hạn chế nên hệ thống không bò tắc ẩm ,
nhưng không hoà tan dầu , gây khó khăn cho việc bôi trơn hệ thống .
- Bền vững ở nhiệt độ và áp suất công tác, chỉ bò phân huỷ ở 260
0
C, nhưng khi
có ẩm và thép làm chất xúc tác thì phân huỷ ngay ở khoảng nhiệt độ 110 – 120
0
C, ăn
mòn đồng và hợp kim đồng , chỉ trừ đồng thau photpho.
- Gây nổ khi có mặt thuỷ ngân .
- Độc hại với người và có hại đối với thực phẩm bảo quản( làm giảm chất
lượng cảm quan và chất lượng sử dụng) .
- Là môi chất lạnh rẻ tiền, dễ kiếm , dễ vận chuyển bảo quản.
III. Tính chọn máy nén.
1. Chọn các thông số của chế độ làm việc.
Chế độ làm việc của hệ thống lạnh được đặc trưng bởi 4 yếu tố sau :
- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t
0
.
- Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất t

k
.
- Nhiệt độ quá lạnh t
ql
.
- Nhiệt độ hơi hút về máy nén, hay nhiệt độ quá nhiệt t
qn
, t
h
.
a. Nhiệt độ sôi t
0
.
t
0
dùng để tính toán thiết kế , t
0
= t
BQĐ
-
∆
t
0.
Đối với dàn bay hơi trực tiếp lấy hiệu nhiệt độ yêu cầu
∆
t
0
=10
0
C

⇒
t
0
= -35-10 =-45
0
C
Tra bảng hơi bão hoà có P
0
=0,093 MPa
b.Nhiệt độ ngưng tụ t
k
.
Thiết bò ngưng tụ làm mát bằng nước thì : t
k
=t
W2
+
∆
t
k
t
W2
– nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng .
∆
t
k
– hiệu nhiệt độ yêu cầu, lấy
∆
t
k

=5
0
C
21
Đồ án máy lạnh
Đối với hệ thống lạnh sử dụng bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang thì :
t
W2
= t
W1
+5K , với t
W1
nhiệt độ nước vào bình ngưng
Sử dụng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt ta lấy nhiệt độ nước vào bình
ngưng cao hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt 4
0
C.
Tại thành phố Hồ Chí Minh với nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất t
max
=37,3
0
C nhiệt độ trung bình năm t
tb
=27
0
C , độ ẩm
ϕ
= 74% , vậy nhiệt độ không khí
bên ngoài được xác đònh t
KK

= t
tb
+0,125t
max
= 27 + 0,125.37,3 = 32
0
C.
Từ t
KK
= 32
0
C , ϕ= 74% tra đồ thò I – d có t
ư
= 26
0
C
⇒ t
W1
=26 +4 = 30
0
C , t
W2
= t
W1
+5K = 35
0
C
⇒
t
k

= 26+ 4 + 5+ 5 =40
0
C Tra bảng hơi bão hoà có P
k
=1,55 MPa
c.Nhiệt độ quá nhiệt t
qn
.
Là nhiệt độ của hơi trứơc khi vào máy nén , với môi chất amoniac, nhiệt độ
hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi khoảng 10
0
C.
T
qn
= -45 +10 = -35
0
C
2. Tính nhiệt và chọn máy nén .
a. Sơ đồ chu trình hai cấp bình trung gian có ống xoắn .
22
Đồ án máy lạnh
Hình – 6 : Sơ đồ chu trình.
Chu trình này có ưu điểm là lỏng vào bình bay hơi không bò lẫn dầu của hơi do
máy nén hạ áp đem tới , tránh được dầu ở cấp hạ áp quánh đặc bám trên bề mặt do
nhiệt độ thấp , tránh làm giảm khả năng trao đổi nhiệt của bình bay hơi .
b. Tính nhiệt và chọn máy nén.
MPappp
ktg
38,055,1.093,0.
0

===
, tra bảng có t
tg
= -3
0
C
Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung gian t
6
= 0
0
C cao hơn
nhiệt độ trong bình trung gian t
9
là 3
0
C.
Từ các thông số đã biết dựng đồ thò lgP-h, tra đồ thò , bảng hơi bão hoà , hơi
quá nhiệt của NH
3
ta có

bảng sau.
Điểm nút t,
0
C P,MPa h,kJ/kg v,m
3
/kg
1’ -45 0,093 1715 1,215
1 -35 0,093 1730 1,27
2 75 0,38 1935 0,42

3≡8 -3 0,38 1750 0,32
4 100 1,55 1955 0,1
5 40 1,55 655 0,00173
6 0 1,55 500 0,0016
7 -3 0,38 655 0,033
9 -3 0,38 480
10 -35 0,093 500
- Năng suất lạnh riêng .
q
0
=h
1’
– h
10
=1715 – 500 = 1215 kJ/kg
- Năng suất lạnh riêng thể tích.
3
1
0
/7,956
27,1
1215
mkJ
v
q
q
v
===
23
Đồ án máy lạnh

- Năng suất nhiệt riêng.
kgkJ
m
m
hhq
k
/1704
6551750
5001935
)6551955()(
1
3
54
=
−
−
−=−=
- Công nén riêng.
kgkJl
hh
hh
ll /473)17501955(
6551750
5001935
)17301935(
2
73
62
1
=−

−
−
+−=
−
−
+=
- Hệ số lạnh .
56,2
473
1215
0
===
l
q
ε
• Tính toán cấp hạ áp.
- Năng suất lạnh riêng: q
0
=1215kJ/kg
- Lưu lượng hơi thực tế qua máy nén hạ áp :

===
1215
50
0
0
1
q
Q
m

0,042 kg/s
- Thể tích hút thực tế của máy nén hạ áp
smvmV
ttHA
/053,027,1.042,0.
3
11
===
- Hệ số cấp máy nén hạ áp
wi
λλλ
.
.
=
Với










∆−
−









∆+
−
∆−
=
0
00
1
00
00
p
pp
p
pp
c
p
pp
m
tgtg
i
λ

Đối với máy nén thuận dòng
tg
w
T

T
0
=
λ

Với máy nén sử dụng môi chất amoniac m =0,95÷1,1 , chọn m =1
c – tỉ số thể tích chết , c = 0,03÷0,05 , chọn c =0,04
⇒
tg
tgtg
HA
T
T
p
pp
p
pp
c
p
pp
0
0
00
00
00
.

















∆−
−








∆+
−
∆−
=
λ
24
Đồ án máy lạnh
Thường lấy ∆p

0
=5 Pa, ∆p
tg
=10 Pa.


≈












−
−






+
−
−

=⇒
270
238
93
593
93
10380
04,0
93
593
HA
λ
0.7
- Thể tích hút lý thuyết cấp hạ áp.

sm
V
V
ttHA
ltHA
/076,0
7,0
053,0
3
===
λ
- Chọn máy nén.
Có nhiều phương án để chọn máy nén phù hợp với yêu cầu , có thể chọn máy
nén của nước Nga sản xuất , chọn hãng mycom của Nhật , cũng có thể chọn loại máy
nén sản xuất trong nước do nhà máy cơ khí Long Biên sản xuất , hoặc nhà máy cơ

khí duyên hải Hải Phòng sản xuất . Nhưng chọn loại nào còn tuỳ thuộc vào vốn đầu
tư ban đầu , nếu vốn có hạn có thể chọn loại máy sản xuất trong nước hoặc máy của
Nga sản xuất , những loại này tuy hoạt động với độ tin cậy không được như ý , tiêu
tốn năng lượng hơn , nhưng giá rẻ, khi hư hỏng dễ sửa chữa . Xu thế hiện nay các
nhà máy có sử dụng lạnh người ta thường sử dụng loại máy nén Mycom .
Để phù hợp với xu thế , yêu cầu công nghệ , và vốn đầu tư , ở kho lạnh này ta
dùng loại máy nén Mycom . Ta chọn loại N62WA .
N62WA có V
lt
= 0,078m
3
s
Vậy số lượng máy nén sẽ là :
97,0
078,0
076,0
===
ltMN
ltHA
MN
V
V
Z
Vậy ta chọn 1 máy nén.
- Công nén đoạn nhiệt :
N
s
= m
1
.l

1
= 0,042(1935 –1730)=8,6 kW
25