Tải bản đầy đủ

Đồ án Kỹ thuật Lạnh (Bách Khoa Đà nẵng)

Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

LỜI NÓI ĐẦU
Ở khoa Nhiệt trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng cũng như các trường đại học kỹ thuật
khác, sau khi học xong các học phần lý thuyết: Kỹ thuật lạnh, Chuyên đề lạnh thì sinh viên
bước sang giai đoạn thiết kế đồ án môn học- Đồ án lạnh. Đây là một học phần quan trọng và
hữu ích, sinh viên sau khi học xong những học phần lý thuyết có vẻ mơ hồ được trực tiếp bắt
tay vào công việc thực tế của một kỹ sư Nhiệt lạnh là tính toán thiết kế một hệ thống lạnh.
Việc vận dụng lý thuyết vào thực tế sẽ củng cố và phát triển hơn những kiến thức lý thuyết
đồng thời giúp cho sinh viên được làm quen, tích lủy kinh nghiệm cho công việc tương lai
của mình.
Dưới đây là bản thuyết minh ghi lại toàn bộ quá trình tính toán, thiết kế hệ thống lạnh
với đề tài: Thiết kế hệ thống lạnh cấp trữ đông bảo quản thực phẩm. Trong quá trình tính
toán thiết kế, sinh viên có tham khảo một số tài liệu sau:
[1] Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh, Nguyễn Đức lợi, NXB Khoa học và kỹ
thuật, 1999.
[2] Bài tập kỹ thuật lạnh,Nguyễn Đức Lợi, NXB Khoa học và kỹ thuật, 1999.
[3] Kỹ thuật lạnh cơ sở, Nguyễn Đức Lợi – Phạm Văn Tùy, NXB Giao dục,
1994.

Cùng với sự hướng dẫn, dạy bảo tận tình của thầy Nguyễn Thành Văn, Khoa CN Nhiệt
– Điện lạnh, ĐHBK Đà Nẵng, Sinh viên đã hoàn thành bài thuyết minh và bản vẽ hệ thống.
Dù đã có nhiều cố gắng nhưng chắc bản thuyết minh này vẫn có những thiếu sót, những điều
chưa hợp lý do dó cần có sự chỉ bảo thêm để sinh viên có thể hoàn thiện.
Đà Nẵng, ngày 27, tháng 4 , năm 2010
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Trọng Hiếu

MỤC LỤC
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 1


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn
Trang
1
2

Lời nói đầu
Mục lục
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I. Ý nghĩa hệ thống lạnh
II. Ý nghĩa cấp, trữ đông
III. Nhiệm vụ đề tàI

3

Chương 1: TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
1.1 Tính kích thước phòng cấp đông
1.2 Tính kích thước phòng trữ đông
1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh

4
4
4
5


Chương 2: TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM KHO LẠNH
2.1 Thiết kế bộ truyền trục vít
II. Thiết kế bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng
III.Thiết kế bộ truyền xích

7
5
10
15

Phần III TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TRỤC VÀ THEN
I. Thiết kế trục
II.Tính then

17
17
28

Phần IV THIẾT KẾ GỐI ĐỠ TRỤC

30

Phần V

36

3
3

KHỚP NỐI

Phần VI CẤU TẠO VỎ HỘP VÀ CÁC CHI TIẾT MÁY KHÁC
I. Cấu tạo vỏ hộp
II.Các chi tiết máy khác

37
37
41

Phần VII

43

BÔI TRƠN HỘP GIẢM TỐC

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
I.

Ý nghĩa hệ thống lạnh:

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 2


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Từ xa xưa con người đã biết sử dụng lạnh để phục vụ cho đời sống của mình, như dùng
băng tuyết để bảo quản sản phẩm săn bắt được, đó là phương pháp làm lạnh tự nhiên. Cho
đến ngày nay kỹ thuật lạnh đã phát triển mạnh mẽ và hoàn chỉnh, các hệ thống lạnh ra đời,
được sử dụng rộng rãi trong sản suất và đời sống:
- Trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm
- Trong công nghiệp nặng(làm nguội khuôn đúc)
- Trong y tế (sản suất và bảo quản thuốc)
- Trong công nghiệp hóa chất(điều khiển các phản ứng, điều chế các sản phẩm hóa học)
- Trong điều hòa không khí.
II. Ý nghĩa cấp, trữ đông:
Chế độ bảo quản sản phẩm là vấn đề khá phức tạp và đã được nghiên cứu rất nhiều, nó
luôn thay đổi theo điều kiện, tính chất sản phẩm, phương pháp làm lạnh và bảo quản. Việc
chọn đúng đắn chế độ bảo quản sẽ làm tăng đáng kể thời gian bảo quản sản phẩm. Sản phẩm
sẽ được bảo quản ở buồng trữ đông sau khi được xử lý cấp đông.
Cấp đông là quá trình cấp lạnh cho sản phẩm, để sản phẩm hoàn toàn hóa cứng, hầu hết
nước và dịch trong sản phẩm đều đóng thành băng. Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt từ −8oC đến
−12oC , nhiệt độ bề mặt sản phảm đạt từ −12oC đến −18oC , nhiệt độ buồng cấp đông −35oC .
Trữ đông là quá trình bảo quản sản phẩm sau khi sản phẩm được cấp đông ở buồng cấp
đông. Nhiệt độ buồng trữ đông thường là −18oC .
III. Nhiệm vụ đề tài:
1. Sản phẩm bảo quản: cá biển.
2. Cấp đông:
- Công suất phòng cấp đông : E = 5T/mẻ.
- Nhiệt độ phòng cấp đông : tf = -35°C
- Thời gian cấp đông : 11h
3. Trữ đông:
- Công suất phòng trữ đông: E = 20T.
- Nhiệt độ phòng trữ đông : tf = -18°C.
4. Quy trình công nghệ:
- Nhiệt độ ban đầu sản phẩm : 18°C.
- Nhiệt độ tâm sản phẩm : -12°C.
- Nhiệt độ bề mặt sản phẩm : -18°C.
- Nhiệt độ trung binh : -15°C.
5. Nơi lắp hệ thống lạnh:
Lắp đặt hệ thống lạnh ở huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị, với các thông số khí hậu như
sau( theo bảng 1-1,trang 7, tài liệu [1] – bảng 1-1/[1]/7):
- Nhiệt độ mùa hè : 37,1°C.
- Nhiệt độ mùa đông : 13,3°C.
- Nhiệt độ trung bình cả năm : 25,0°C.
- Độ ẩm mùa hè : 74%.
- Độ ẩm mùa đông : 90%.

Chương 1: TÍNH KÍCH THƯỚC VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
Mục đích chương này là xác định kích thước kho lạnh để đảm bảo công suất yêu cầu và
bố trí trong kho lạnh hợp ký để thuận tiện thao tác và giảm thiểu các tổn thất.
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 3


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

1.1. Tính kích thước phòng cấp đông:
Công suất : E = 5T/mẻ.
1. Thể tích chất tải: Vct
Vct=

E
, [m3]
gv

Trong đó :
E [T]: Công suất chất tải phòng cấp đông.
gv= 0,45 T/m3 : định mức chất tải thể tích (lấy theo bảng 2-3/[1]/28, tương ứng với
sẳn phẩm bảo quản là cá đông lạnh trong hòm gỗ hoặc các tông).
Suy ra:

Vct=

5
=11,11 m3
0, 45

2. Diện tích chất tải : Fct
Fct=

Vct
, [m2]
hct

Trong đó :
hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m.
Suy ra:

11,11
= 5,56 m2
2

Fct=

3. Diện tích trong của phòng cấp đông: Ftr
Fct
, [m2]
βF

Ftr=

Trong đó :
βF : hệ số sử dụng diện tích. Ở đây ta chọn βF = 0,54(theo bảng 2-4/[1]/30).
Suy ra:

Ftr=

5,56
= 10,3m2
0,54

4. Chiều cao trong của phòng cấp đông: htr
htr= hct+ ∆h , [m]
Trong đó:
∆h : chiều cao của lối gió đi về, chọn ∆h = 1m.
Suy ra: htr = 2+1 = 3m
5. Xác định số phòng cấp đông: Z
Z=

Ftr
f

Trong đó:
f : diện tích buồng lạnh quy chuẩn, chọn f= 4 × 4 = 16m2
Suy ra:

Z=

10,3
= 0,64
16

Chọn Z = 1phòng, cỡ phong cấp đông sẽ là: Ftr = f = 4 × 4 m.
1.2. Tính kích thước phòng trữ đông:
Công suất : E = 20T.
1. Thể tích chất tải: Vct
Vct=

E
, [m3]
gv

Trong đó :
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 4


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

E [T]: Công suất chất tải phòng cấp đông.
gv= 0,45 T/m3 : định mức chất tải thể tích (lấy theo bảng 2-3/[1]/28).
Suy ra:

Vct=

20
=44,44 m3
0, 45

2. Diện tích chất tải : Fct
Fct=

Vct
, [m2]
hct

Trong đó :
hct [m]: chiều cao chất tải, chọn hct= 2m.
Suy ra:

Fct=

44, 44
= 22,22m2
2

3. Diện tích trong của phòng trữ đông: Ftr
Ftr=

Fct
, [m2]
βF

Trong đó :
βF : hệ số sử dụng diện tích. Ở đây ta chọn βF = 0,7(theo bảng 2-4/[1]/30).
Suy ra:

Ftr=

22, 22
= 31,74m2
0, 7

4. Chiều cao trong của phòng trữ đông: htr
htr= hct+ ∆h , [m]
Trong đó:
∆h : chiều cao của lối gió đi về, chọn ∆h = 1m.
Suy ra: htr = 2+1 = 3m
5. Xác định số phòngtrữ đông: Z
Z=

Ftr
f

Trong đó:
f : diện tích buồng lạnh quy chuẩn, chọn f= 6 × 6 = 36m2
Suy ra:

Z=

31, 74
= 0,88
36

Chọn Z = 1phòng, cỡ phong cấp đông sẽ là: Ftr = f = 6 × 6 m.
1.3 Bố trí mặt bằng kho lạnh:
1. Yêu cầu:
- Phải bố trí các phòng lạnh hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo dây
chuyền không gặp nhau không đan chéo nhau.
- Quy hoạch phải đạt chi phí đầu tư bé nhất.
- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền.
- Mặt bằng kho lạnh phải phùCĐ
hợp với hệ thống lạnh đã chọn,có khã năng mở rộng.
- Mặt bằng kho lạnh đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy.
2. Bố trí mặt
bằng:
Phòng


chế biến
ĐG
Xuất hàng
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 5


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

Chương 2:

GVHD: Nguyễn Thành Văn

TÍNH CÁCH NHIỆT 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 kỹ thuật (giữa lượng lạnh tiết kiệm được và chi phí đầu
tư) và đảm bảo tránh hiện tượng đọng sương ở mặt ngoài kết cấu.
2.1 Phòng cấp đông:
Nhiệt độ phòng cấp đông : tf = -35°C.
1. Tường bao ngoài phòng cấp đông:
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 6


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

a. Kết cấu:
1

2

3

4 5

6

7 8
9

tn

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

tf

Lớp vật liệu
Vữa trát

δ (m)

λ(w/mK)

0,015

0,9

Gạch
Vữa
Bitum
Giấy dầu
Xốp

0,2
0,015
0,002
0,005

Giấy dầu
Vữa mác cao,
lưới mắt cao
Móc thép Φ 4

0,002

0,82
0,9
0,18
0,15
0,047
0,15

0,02

0,9

Các giá trị λ ở bảng trên lấy theo bảng 3-1/[1]/61.
b.Tính chiều dày lớp cách nhiệt: δ CN
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:
1
ktu =
n
δ δ
1
1
+ ∑ i + CN +

αn

i =1

λi

λCN

α tr

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 7


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

n
1  1
δ
1 
δ CN = λCN  −  + ∑ i +
÷
 ktu  α n i =1 λi α tr  

Trong đó:
ktu : là hệ số truyền nhiệt tối ưu của tường bao ngoài, phụ thuộc vào nhiệt độ
phòng lạnh, tra bảng 3-3/[1]/63, ta có ktu= 0,18W/m2k (ứng với tf = −35oC ).
αn,αtr : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên ngoài và bên trong tường phòng lạnh,
theo bảng 3-7/[1]/65, ta có αn= 23,3W/m2k và αtr = 9W/m2k (do bề mặt trong buồng lưu
thông không khí cưởng bức vừa phải).
λCN: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, λCN= 0,047W/mk.
δ i ,λi : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của kết cấu, trừ lớp 6.
n
δ i 0, 015 0, 2 0, 015 0, 002 0, 005 0, 002 0, 02
=
+
+
+
+
+
+
= 0,36m 2 K / W

0,9
0,82
0,9
0,18
0,15
0,15
0,9
i =1 λi
 1
1 
 1
⇒ δ CN = 0, 047. 
−
+ 0,36 + ÷
9 
 0,18  23,3

= 0,237m
Chọn δ CN = 300mm. Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
ktt =

1
1
0,3
1
+ 0,36 +
+
23,3
0, 047 9

= 0,14W/m 2 K

c. Kiểm tra hiện tượng đọng sương:
Theo công thức 3-8/[1]/66, điều kiện để vách ngoài không đọng sương là :

ktt ≤ ks

Với ks là hệ số truyền nhiệt đọng sương, tính theo công thức 3-7/[1]/66:
t −t
k s = 0,95.α n n s
tn − t f
Ở đây :
αn= 23,3W/m2k .
tn : nhiệt độ bên ngoài tường phòng lạnh, tn = 37,1°C(nhiệt độ mùa hè ở Quảng
Trị).

ts : nhiệt độ đọng sương, tra theo tn = 37,1°C và ϕ =74% trên đồ thị I-d ta có : ts=
1

32°C .

37,1 − 32
2
= 1.57W/m 2 K
37,1 − ( −35)
3
Ta có ktt=0,14W/m2K < ks=1,57W/m2K.
4 đông
Vậy không có hiện tượng đọng sương ở tường ngoài phòng cấp
5
2. Trần phòng cấp đông:
6
a. Kết cấu:
⇒ k s = 0,95.23,3

7

tn

8
9

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 8


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

tf
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Lớp vật liệu
Vữa trát
Bê tông cốt
thép
Vữa
Bitum
Giấy dầu
Xốp
Giấy dầu
Vữa mác cao,
lưới mắt cao
Móc thép Φ 4

δ (m)

λ(w/mK)

0,015

0,9

0,1

1,5

0,015
0,002
0,005
0,002

0,9
0,18
0,15
0,047
0,15

0,02

0,9

Các giá trị λ ở bảng trên lấy theo bảng 3-1/[1]/61.
b.Tính chiều dày lớp cách nhiệt: δ CN
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:
1
ktu =
n
δ δ
1
1
+ ∑ i + CN +

αn

i =1

λi

λCN

α tr

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n
1  1
δ
1 
δ CN = λCN  −  + ∑ i +
÷
 ktu  α n i =1 λi α tr  
Trong đó:
ktu : là hệ số truyền nhiệt tối ưu của trần, phụ thuộc vào nhiệt độ phòng lạnh, tra
bảng 3-3/[1]/63, ta có ktu= 0,16W/m2k (ứng với tf = −35oC ).
αn,αtr : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên ngoài và bên trong trần phòng lạnh, theo
bảng 3-7/[1]/65, ta có αn= 23,3W/m2k và αtr = 9W/m2k (do bề mặt trong buồng lưu thông
không khí cưởng bức vừa phải).
λCN: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, λCN= 0,047W/mk.
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 9


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

δ i ,λi : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của kết cấu, trừ lớp 6.
n
δ i 0, 015 0,1 0, 015 0, 002 0, 005 0, 002 0, 02
=
+
+
+
+
+
+
= 0,18m 2 K / W

0,9 1,5
0,9
0,18
0,15
0,15
0,9
i =1 λi
 1
1 
 1
⇒ δ CN = 0, 047. 
−
+ 0,18 + ÷
9 
 0,16  23, 3

= 0,245m
Chọn δ CN = 300mm. Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
ktt =

1
1
0,3
1
+ 0,18 +
+
23,3
0, 047 9

= 0,15W/m 2 K

c. Kiểm tra hiện tượng đọng sương:
Theo công thức 3-8/[1]/66, điều kiện để vách ngoài trần không đọng sương là :

ktt ≤ ks

Với ks là hệ số truyền nhiệt đọng sương, tính theo công thức 3-7/[1]/66:
t −t
k s = 0,95.α n n s
tn − t f
Ở đây :
αn= 23,3W/m2k .
tn : nhiệt độ bên ngoài tường phòng lạnh, tn = 37,1°C(nhiệt độ mùa hè ở Quảng
Trị).

ts : nhiệt độ đọng sương, tra theo tn = 37,1°C và ϕ =74% trên đồ thị I-d ta có : ts=

32°C .
37,1 − 32
= 1.57W/m 2 K
37,1 − ( −35)
2
Ta có ktt=0,15W/m K < ks=1,57W/m2K.
Vậy không có hiện tượng đọng sương ở ngoài trần phòng cấp đông.
3. Nền phòng cấp đông:
a. Kết cấu:
Do phòng có nhiệt độ âm sâu (tf = -35°C), dễ xảy ra nguy cơ nước dưới nền đất bị đóng
băng làm phá vở kết cấu nên nền có thông gió tự nhiên, dùng ống nhựa PVC Φ100 .
⇒ k s = 0,95.23,3

tf

10

9
8
7
6
5
4
3
2
1

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

11

Trang 10


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

STT
1

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Lớp vật liệu
Nền đất nện chặt

δ (m)

λ(w/mK)

Bê tông
Vữa
Bitum
Giấy dầu
Xốp

0,3
0,015
0,002
0,005

Giấy dầu
Bê tông cốt thép
Vữa trát

0,002
0,1
0,015

1,3
0,9
0,18
0,15
0,047
0,15
1,5
0,9

2
3
4
5
6
7
8
9
10

Gỗ đở lớp bê tông

11

Ống nhựa PVC

Các giá trị λ ở bảng trên lấy theo bảng 3-1/[1]/61.
b.Tính chiều dày lớp cách nhiệt: δ CN
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:
1
ktu =
n
δ δ
1
1
+ ∑ i + CN +

αn

i =1

λi

λCN

α tr

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n
1  1
δ
1
δ CN = λCN  −  + ∑ i +
 ktu  α n i =1 λi α tr


÷
 

Trong đó:
ktu : là hệ số truyền nhiệt tối ưu của nền (có sưởi), phụ thuộc vào nhiệt độ phòng
lạnh, tra bảng 3-6/[1]/64, ta có ktu= 0,2W/m2k (ứng với tf = −35oC ).
αn : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên trong ống PVC, coi như bằng hệ số tỏa nhiệt
của không khí bên trong phòng có đối lưu tự nhiên, theo bảng 3-7/[1]/65, ta có αn= 6W/m2k.
αtr : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên trong phòng lạnh, theo bảng 3-7/[1]/65, ta
αtr = 9W/m2k (do bề mặt trong phòng lưu thông không khí cưởng bức vừa phải).
λCN: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, λCN= 0,047W/mk.
δ i ,λi : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của kết cấu, trừ lớp 6.
n
δ i 0,3 0, 015 0, 002 0, 005 0, 002 0,1
0, 015
=
+
+
+
+
+
++
= 0,39m 2 K / W

1,3
0,9
0,18
0,15
0,15 1,5
0,9
i =1 λi
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 11


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

 1 1
1 
⇒ δ CN = 0, 047. 
−  + 0,39 + ÷
9 
 0, 2  6

= 0,204m
Chọn δ CN = 300mm. Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
ktt =

1
1
0,3
1
+ 0,39 +
+
6
0, 047 9

= 0,14W/m 2 K

c. Kiểm tra hiện tượng đọng sương:
Theo công thức 3-8/[1]/66, điều kiện để ngoài không đọng sương là :

ktt ≤ ks

Với ks là hệ số truyền nhiệt đọng sương, tính theo công thức 3-7/[1]/66:
t −t
k s = 0,95.α n n s
tn − t f
Ở đây :
αn= 6W/m2k .
tn : nhiệt độ bên ngoài tường phòng lạnh, tn = 37,1°C(nhiệt độ mùa hè ở Quảng
Trị).

ts : nhiệt độ đọng sương, tra theo tn = 37,1°C và ϕ =74% trên đồ thị I-d ta có : ts=

32°C .
37,1 − 32
= 0, 4W/m 2 K
37,1 − (−35)
2
Ta có ktt=0,14W/m K < ks=0,4W/m2K.
Vậy không có hiện tượng đọng sương ở ngoài phòng cấp đông.
2.2 Phòng trữ đông:
Nhiệt độ phòng trữ đông : tf = -18°C.
1. Tường bao ngoài phòng trữ đông:
a. Kết cấu:
⇒ k s = 0,95.6.

1

2

3

4 5

6

7 8
9

tn

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

tf

Trang 12


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Lớp vật liệu
Vữa trát

δ (m)

λ(w/mK)

0,015

0,9

Gạch
Vữa
Bitum
Giấy dầu
Xốp

0,2
0,015
0,002
0,005

Giấy dầu
Vữa mác cao,
lưới mắt cao
Móc thép Φ 4

0,002

0,82
0,9
0,18
0,15
0,047
0,15

0,02

0,9

Các giá trị λ ở bảng trên lấy theo bảng 3-1/[1]/61.
b.Tính chiều dày lớp cách nhiệt: δ CN
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:
1
ktu =
n
δ δ
1
1
+ ∑ i + CN +

αn

i =1

λi

λCN

α tr

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n
1  1
δ
1 
δ CN = λCN  −  + ∑ i +
÷
 ktu  α n i =1 λi α tr  
Trong đó:
ktu : là hệ số truyền nhiệt tối ưu của tường bao ngoài, phụ thuộc vào nhiệt độ
phòng lạnh, tra bảng 3-3/[1]/63, ta có ktu= 0,22W/m2k (ứng với tf = −18oC ).
αn,αtr : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên ngoài và bên trong tường phòng lạnh,
theo bảng 3-7/[1]/65, ta có αn= 23,3W/m2k và αtr = 9W/m2k (do bề mặt trong buồng lưu
thông không khí cưỡng bức vừa phải).
λCN: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, λCN= 0,047W/mk.
δ i ,λi : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của kết cấu, trừ lớp 6.
n
δ i 0, 015 0, 2 0, 015 0, 002 0, 005 0, 002 0, 02
=
+
+
+
+
+
+
= 0,36m 2 K / W

λ
0,9
0,82
0,9
0,18
0,15
0,15
0,9
i =1 i
 1
1 
 1
⇒ δ CN = 0, 047. 
−
+ 0,36 + ÷ = 0,19m
9 
 0, 22  23,3

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 13


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Chọn δ CN = 0,2m =200mm. Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
ktt =

1
1
0, 2
1
+ 0,36 +
+
23,3
0, 047 9

= 0, 21W/m 2 K

c. Kiểm tra hiện tượng đọng sương:
Theo công thức 3-8/[1]/66, điều kiện để vách ngoài phòng không đọng sương là :

ktt ≤ ks

Với ks là hệ số truyền nhiệt đọng sương, tính theo công thức 3-7/[1]/66:
t −t
k s = 0,95.α n n s
tn − t f
Ở đây :
αn= 23,3W/m2k .
tn : nhiệt độ bên ngoài tường phòng lạnh, tn = 37,1°C(nhiệt độ mùa hè ở Quảng
Trị).

ts : nhiệt độ đọng sương, tra theo tn = 37,1°C và ϕ =74% trên đồ thị I-d ta có : ts=

32°C .
37,1 − 32
= 2, 05W/m 2 K
37,1 − ( −18)
2
Ta có ktt=0,21W/m K < ks=2,05W/m2K.
Vậy không có hiện tượng đọng sương ở tường ngoài phòng trữ đông.
2. Trần phòng trữ đông:
a. Kết cấu:
⇒ k s = 0,95.23,3

1

tn
STT
1
2
3
4
5
6
7

Lớp vật liệu
Vữa trát
Bê tông cốt
thép
Vữa
Bitum
Giấy dầu
Xốp

Giấy dầu
Vữa mác cao,
8
lưới mắt cao
SVTH: Nguyễn
Hiếu
Móc
thép Φ 4
9 Trọng

2

δ (m)

λ(w/mK)

0,015

0,9

0,1

1,5

0,015
0,002
0,005
0,002

0,9
0,18
0,15
0,047
0,15

0,02

0,9

tf

3
4
5
6
7
8
9

Trang 14


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Các giá trị λ ở bảng trên lấy theo bảng 3-1/[1]/61.
b.Tính chiều dày lớp cách nhiệt: δ CN
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:
1
ktu =
n
δ δ
1
1
+ ∑ i + CN +

αn

i =1

λi

λCN

α tr

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n
1  1
δ
1 
δ CN = λCN  −  + ∑ i +
÷
 ktu  α n i =1 λi α tr  
Trong đó:
ktu : là hệ số truyền nhiệt tối ưu của trần, phụ thuộc vào nhiệt độ phòng lạnh, tra
bảng 3-3/[1]/63, ta có ktu= 0,22W/m2k (ứng với tf = −18oC ).
αn,αtr : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên ngoài và bên trong trần phòng lạnh,
theo bảng 3-7/[1]/65, ta có αn= 23,3W/m2k và αtr = 9W/m2k (do bề mặt trong buồng lưu
thông không khí cưỡng bức vừa phải).
λCN: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, λCN= 0,047W/mk.
δ i ,λi : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của kết cấu, trừ lớp 6.
n
δ i 0, 015 0,1 0, 015 0, 002 0, 005 0, 002 0, 02
=
+
+
+
+
+
+
= 0,18m 2 K / W

0,9 1,5
0,9
0,18
0,15
0,15
0,9
i =1 λi
 1
1 
 1
⇒ δ CN = 0, 047. 
−
+ 0,18 + ÷ = 0, 2m
9 
 0, 22  23,3
Chọn δ CN = 0,2m = 200mm. Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
1
ktt =
= 0, 22W/m 2 K
1
0, 2
1
+ 0,18 +
+
23,3
0, 047 9

c. Kiểm tra hiện tượng đọng sương:
Theo công thức 3-8/[1]/66, điều kiện để vách ngoài trần không đọng sương là :

ktt ≤ ks

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 15


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Với ks là hệ số truyền nhiệt đọng sương, tính theo công thức 3-7/[1]/66:
t −t
k s = 0,95.α n n s
tn − t f
Ở đây :
αn= 23,3W/m2k .
tn : nhiệt độ bên ngoài tường phòng lạnh, tn = 37,1°C(nhiệt độ mùa hè ở Quảng
Trị).

ts : nhiệt độ đọng sương, tra theo tn = 37,1°C và ϕ =74% trên đồ thị I-d ta có : ts=

32°C .
37,1 − 32
= 2, 05W/m 2 K
37,1 − ( −18)
2
Ta có ktt=0,22W/m K < ks=2,05W/m2K.
Vậy không có hiện tượng đọng sương ở ngoài trần phòng trữ đông.
3. Nền phòng trữ đông:
a. Kết cấu:
Do phòng có nhiệt độ âm sâu (tf = -18°C), dễ xảy ra nguy cơ nước dưới nền đất bị đóng
băng làm phá vở kết cấu nên nền có thông gió tự nhiên, dùng ống nhựa PVC Φ100 .
⇒ k s = 0,95.23,3

tf

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

10

Lớp vật liệu
Nền đất nện chặt

δ (m)

Bê tông
Vữa
Bitum
Giấy dầu
Xốp

0,3
0,015
0,002
0,005

Giấy dầu
Bê tông cốt thép
Vữa trát

0,002
0,1
0,015

9
8
7
6
5
4
λ(w/mK) 3
2

1,3
0,9
0,18
11
0,15
0,047
0,15
1,5
0,9

1

Gỗ đở lớp bê tông

SVTH: Nguyễn
Hiếu PVC
11 Trọng
Ống nhựa

Trang 16


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Các giá trị λ ở bảng trên lấy theo bảng 3-1/[1]/61.
b.Tính chiều dày lớp cách nhiệt: δ CN
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho vách phẳng nhiều lớp:
1
ktu =
n
δ δ
1
1
+ ∑ i + CN +

αn

i =1

λi

λCN

α tr

Suy ra chiều dày lớp cách nhiệt:
n
1  1
δ
1
δ CN = λCN  −  + ∑ i +
 ktu  α n i =1 λi α tr


÷
 

Trong đó:
ktu : là hệ số truyền nhiệt tối ưu của nền (có sưởi), phụ thuộc vào nhiệt độ phòng
lạnh, tra bảng 3-6/[1]/64, ta có ktu= 0,23W/m2k (ứng với tf = −18oC ).
αn : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên trong ống PVC, coi như bằng hệ số tỏa nhiệt
của không khí bên trong phòng có đối lưu tự nhiên, theo bảng 3-7/[1]/65, ta có αn= 6W/m2k.
αtr : hệ số tỏa nhiệt của không khí bên trong phòng lạnh, theo bảng 3-7/[1]/65, ta
αtr = 9W/m2k (do bề mặt trong phòng lưu thông không khí cưởng bức vừa phải).
λCN: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, λCN= 0,047W/mk.
δ i ,λi : chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp của kết cấu, trừ lớp 6.
n
δ i 0,3 0, 015 0, 002 0, 005 0, 002 0,1
0, 015
=
+
+
+
+
+
++
= 0,39m 2 K / W

λ
1,3
0,9
0,18
0,15
0,15
1,5
0,9
i =1 i
 1
1 
1
⇒ δ CN = 0, 047. 
−  + 0,39 + ÷ = 0,17m
9 
 0, 23  6
Chọn δ CN = 0,2m = 200mm. Khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
1
ktt =
= 0, 2W/m 2 K
1
0, 2
1
+ 0,39 +
+
6
0, 047 9

c. Kiểm tra hiện tượng đọng sương:
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 17


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Theo công thức 3-8/[1]/66, điều kiện để ngoài không đọng sương là :

ktt ≤ ks

Với ks là hệ số truyền nhiệt đọng sương, tính theo công thức 3-7/[1]/66:
t −t
k s = 0,95.α n n s
tn − t f
Ở đây :
αn= 6W/m2k .
tn : nhiệt độ bên ngoài tường phòng lạnh, tn = 37,1°C(nhiệt độ mùa hè ở Quảng
Trị).

ts : nhiệt độ đọng sương, tra theo tn = 37,1°C và ϕ =74% trên đồ thị I-d ta có : ts=

32°C .
37,1 − 32
= 0, 53W/m 2 K
37,1 − (−18)
2
Ta có ktt=0,2W/m K < ks=0,53W/m2K.
Vậy không có hiện tượng đọng sương ở ngoài phòng trữ đông.
2.3 Bố trí lớp cách nhiệt:
Để thuận tiện trong quá trình thi công, dù nhiệt độ ở bên ngoài các vách có khác nhau
nhưng chỉ tính vách có chế độ làm việc khắc nghiệt nhất (thường là tường bao ngoài) rồi
dùng chung cho các vách còn lại.
Tường ngăn giữa phòng cấp đông và trữ đông cũng phải có cách nhiệt để tránh hiện
tượng cầu nhiệt, cầu ẩm. Lớp cách nhiệt được bố trí ở hai bên tường ngăn và chiều dày mỗi
lớp cách nhiệt hai bên tường ngăn giống như chiều dày lớp cách nhiệt tường bao ngoài của
phòng lạnh tương ứng.
∗ Sơ đồ bố trí cách nhiệt tường ngăn:
⇒ k s = 0,95.6.



∗ Sơ đồ bố trí cách nhiệt các phòng lạnh:



Lớp cách nhiệt

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 18


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

Chương 3:

GVHD: Nguyễn Thành Văn

TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

Mục đích : chương này nhằm tính tổng tổn thất lạnh của máy lạnh để làm cơ sở tính chọn
máy nén lạnh và các thiết bị khác của hệ thống lạnh.
3.1 Phòng cấp đông:
∗ Dữ liệu cho trước:
E = 5T/mẻ
tf = -35°C
tn = 37,1°C
∗ Tổng các tổn thất lạnh từ phòng lạnh ra môi trường Q0:
Q0 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W]

Trong đó:
Q1: Tổn thất lạnh do truyền nhiệt qua kết cấu bao che, [W]
Q2: Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì, [W]
Q3: Tổn thất lạnh do thông gió phòng. Tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh
có phát sinh ra các chất độc hại hoặc mùi hôi thối. Ở đây sản phẩm bảo quản là cá đã qua chế
biến nên không cần phải thông gió phòng lạnh nên Q3= 0.
Q4: Tổn thất lạnh do vận hành phòng lạnh, [W]
Q5: Tổn thất lạnh do sản phẩm “ thở ”. Tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh
bảo quản rau, hoa quả, ở đây Q5 = 0.
Vật tổn thất lạnh của phòng cấp đông được tính theo công thức:
Q0 = Q1 + Q2 + Q4 , [W]
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 19


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

1. Tính tổn thất lạnh do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1:
Ta có :
Q1 = Q 1dl + Q 1bx ,[W]
Trong đó:
Q 1dl : tổn thất nhiệt do đối lưu qua kết cấu bao che, [W].
Q 1bx : tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che, [W].
Ở đây do các phòng lạnh được đặt trong kho xưởng nên Q 1bx = 0.
Vậy:
Q1 = Q 1dl = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Trong đó:
ki[W/m2k]: hệ số truyền nhiệt thực tế của vách thứ i. Đối với tường bao ngoài,
trần, nền của phòng lạnh thì ki được lấy theo các kết quả tính ở chương 2, còn đối với tường
ngăn giữa phòng cấp đông và trữ đông ki được lấy theo bảng 3-5/[1]/64.
Fi: diện tích bề mặt của vách thứ i, [m2].
∆ti: độ chênh nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài vách thứ i, [ oC].
Đối với tường bao ngoài (không tiếp xúc với phòng đệm, hành lang), trần, nền của
phòng lạnh, ta có:
∆ti = tn – tf = 37,1 – (-35) = 72,1 oC
Đối với tường ngăn giữa phòng cấp đông và phòng đệm (phòng đệm có cửa thông
với bên ngoài) thì theo trang 17, tài liệu [1], ta có:
∆ti = 0,7.(tn – tf )= 0,7.[37,1 – (-35)] = 50,5 oC
Đối với tường ngăn giữa phòng cấp đông và phòng trữ đông:
∆ti = tftd – tfcd = -18 – (-35) = 17 oC
Các kích thước của các tường ( chiều dài, chiều rộng, chiều cao), của nền và trần
(chiều dài, chiều rộng) được tính theo phần 4.2, tài liệu [1], trang 76.

C

B

G




-35C

-18C

A

D
F
E

Bảng số liệu và kết quả tính toán:
Kết cấu

Kích thước,

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Fi

ki

∆ti

Qi
Trang 20


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh
Tường AB
Tường BC
Tường CD
Tường AD
Nền
Trần
Tổng

[m x m]
4,8 x 3,46
4,8 x 3,46
4,28 x 3,46
4,49 x 3,46
4,28 x 4,49
4,28 x 4,49

GVHD: Nguyễn Thành Văn
[m2]
16,61
16,61
14,81
15,54
19,22
19,22

[W/m2K]
0,14
0,14
0,09
0,14
0,14
0,15

[0C]
72,1
72,1
17
50,5
72,1
72,1

[W]
167,66
167,66
22,66
109,87
194,01
207,86
869,72

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, [W].
Q bb
2 : tổn thất lạnh do làm lạnh bao bì, [W].
sp
a. Tính Q 2 :
Q 2sp =

E.(i1 − i2 )
, [kW]
τ .3600

Trong đó:
E: công suất phòng cấp đông, E = 5T/mẻ.
i1: Entanpi của cá khi đưa vào phòng. Tra bảng 4-2/[1]/81, ứng với nhiệt độ t1 = 18
oC, sản phẩm là cá béo, ta có i1 = 310,6kJ/kg.
i2: Entanpi của cá khi đưa ra khỏi phòng. Tra bảng 4-2/[1]/81, ứng với nhiệt độ t 2 =
-15 oC, sản phẩm là cá béo, ta có i2 = 14,3kJ/kg.
τ : thời gian cấp đông cho 1 mẻ cá, τ =11h.
=> Q 2sp =

5.1000.(310, 6 − 14,3)
= 37,412kW = 37412W
11.3600

b. Tính Q bb
2 :
Q bb
2 =

Gbb .Cbb .(t1 − t2 )
, [kW]
τ

Trong đó:
Gbb: khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm. Khối lượng bao bì chiếm tới (10 ÷
30)% khối lượng hàng (theo trang 84, tài liệu [1]), ở đây bao bì bằng kim loại, ta lấy G bb
bằng 30% khối lượng sản phẩm: Gbb=30%E = 0,3.5 = 1,5T/mẻ.
Cbb: nhiệt dung riêng của bao bì, ở đây bao bì bằng kim loại nên theo trang 84, tài
liệu [1] ta có: Cbb = 0,45kj/kgK.
t1, t2 : nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh bao bì, lấy bằng nhiệt độ của sản phẩm
trước và sau khi cấp đông: t1 = 18 oC, t2 = -15 oC.
τ : thời gian cấp đông cho 1 mẻ cá, τ =11h.
=> Q bb
2 =

1,5.1000.0, 45.(18 + 35)
= 0,563kW = 563W
11.3600

Vậy tổng tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì là:
Q2= 37412 + 563 = 37975W
3. Tính tổn thất lạnh do vận hành phòng lạnh Q4:
Ta có:
Q4 = Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W]
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 21


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Trong đó:
Q 14 : tổn thất lạnh do chiếu sáng phòng lạnh,[W].
Q 24 : tổn thất lạnh do người tỏa ra khi làm việc trong phòng lạnh,[W].
Q 34 : tổn thất lạnh do động cơ điện làm việc trong phòng lạnh tỏa ra,[W].
Q 44 : tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh,[W].
a. Tính Q 14 :
Q 14 được tính theo công thức (4-17), trang 86, tài liệu [1]:
Q 14 = A.F, [W]
Trong đó:
F: diện tích phòng lạnh, F = 4x4=16 m2.
A: nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích phòng. Đối với phòng bảo quản
lạnh có A= 1,2 W/m2.
=> Q 14 = 1,2 .16 = 19,2W
b. Tính Q 24 :
Q 24 được tính theo công thức (4-18), trang 86, tài liệu [1]:
Q 24 = 350.n , [W]
Trong đó:
350: nhiệt lượng do 1 người thải ra khi làm việc nặng nhọc.
n : là số người làm việc trong phòng . Vì phòng có diện tích nhỏ hơn 200 m2 nên
chọn n = 2.
=> Q 24 = 350.2 = 700W
c. Tính Q 34 :
Động cơ điện ở đây là động cơ của quạt dàn bay hơi, động cơ được đặt ở trong phòng
lạnh, theo mục 3, trang 86, tài liệu [1] ta có:
Q 34 = N,[W]
Ở đây N là công suất của động cơ điện. Đối với phòng cấp đông có công suất E=2T/mẻ
người ta chọn công suất của động cơ điện cho phòng là: N = 4 (quạt)x2,2 kW. Ở đây phòng
cấp đông có công suât E=5T/mẻ, nên N được tính là:
dc

N cd =

4.2, 2.5
= 22kW = 22000W
2

=> Q 34 = N = 22000W
d. Tính Q 44 :
Q 44 được tính theo công thức (4-20), trang 87, tài liệu [1]:
Q 44 = B.F , [W]
Trong đó:
B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng 4-4/[1]/87, đối với phòng cấp
đông có diện tích F= 16 m2 < 50 m2 , ta có: B = 32 m2.
F: diện tích phòng, F = 4x4m = 16m2.
=> Q 44 = 32.16 = 512W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành phòng lạnh là:
Q4 = 19,2+700+22000+512 =23231.2W
4. Tính tổn thất lạnh của phòng cấp đông Q0:
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 22


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

Q0 = Q1 + Q2 + Q4 = 869,72+37975+23231.2 = 62075,92W
5. Công suất lạnh yêu cầu của máy nén :
MN
Công suất lạnh yêu cầu của máy nén Q0 được xác định theo công thức sau:
Q0MN =

k .∑ Q0
b

Trong đó:
k: hệ số kể đến tổn thất lạnh trên đường ống và các thiết bị khác trong hệ thống
lạnh. Do đây là hệ thống lạnh làm lạnh trực tiếp, nhiệt độ dàn bay hơi chọn là: t 0= - 450C, nên
ta chọn k = 1,1 (theo trang 92, tài liệu [1]).
∑ Q0 : tổng nhiệt tải của máy nén đối với một nhiệt độ bay hơi, ∑ Q0 = Q0.
b: hệ số kể đến thời gian làm việc của máy nén. Do đây là kho lạnh, dự tính máy
nén làm việc 22h trong ngày đêm, nên ta chọn b = 0,9 (theo trang 92, tài liệu [1]).
Vậy công suất lạnh yêu cầu của máy nén là:
Q0MN =

1,1.62075,92
= 75870,57W
0,9

3.2 Phòng trữ đông:
∗ Dữ liệu cho trước:
E = 20T
tf = -18°C
tn = 37,1°C
∗ Tổng các tổn thất lạnh từ phòng lạnh ra môi trường Q0:
Q0 = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , [W]

Trong đó:
Q1: Tổn thất lạnh do truyền nhiệt qua kết cấu bao che, [W].
Q2: Tổn thất lạnh do làm lạnh sản phẩm và bao bì. Đối với phòng trữ đông, do bao
bì đã được làm lạnh ở phòng cấp đông nên Q2= 0.
Q3: Tổn thất lạnh do thông gió phòng. Tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh
có phát sinh ra các chất độc hại hoặc mùi hôi thối. Ở đây sản phẩm bảo quản là cá đã qua chế
biến nên không cần phải thông gió phòng lạnh nên Q3= 0.
Q4: Tổn thất lạnh do vận hành phòng lạnh, [W].
Q5: Tổn thất lạnh do sản phẩm “ thở ”. Tổn thất này chỉ có đối với các phòng lạnh
bảo quản rau, hoa quả, ở đây Q5 = 0.
Vật tổn thất lạnh của phòng cấp đông được tính theo công thức:
Q0 = Q1 + Q4 , [W]
1. Tính tổn thất lạnh do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1:
Ta có :
Q1 = Q 1dl + Q 1bx ,[W]
Trong đó:
Q 1dl : tổn thất nhiệt do đối lưu qua kết cấu bao che, [W].
Q 1bx : tổn thất nhiệt do bức xạ mặt trời qua kết cấu bao che, [W].
Ở đây do các phòng lạnh được đặt trong kho xưởng nên Q 1bx = 0.
Vậy:
Q1 = Q 1dl = ∑ki .Fi.∆ti , [W]
Trong đó:
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 23


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

ki[W/m2k]: hệ số truyền nhiệt thực tế của vách thứ i. Đối với tường bao ngoài,
trần, nền của phòng lạnh thì ki được lấy theo các kết quả tính ở chương 2, còn đối với tường
ngăn giữa phòng cấp đông và trữ đông ki được lấy theo bảng 3-5/[1]/64.
Fi: diện tích bề mặt của vách thứ i, [m2].
∆ti: độ chênh nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài vách thứ i, [ oC].
Đối với tường bao ngoài (không tiếp xúc với phòng đệm, hành lang), trần, nền của
phòng lạnh, ta có:
∆ti = tn – tf = 37,1 – (-18) = 55,1 oC
Đối với tường ngăn giữa phòng trữ đông và phòng đệm (phòng đệm có cửa thông
với bên ngoài) thì theo trang 17, tài liệu [1], ta có:
∆ti = 0,7.(tn – tf )= 0,7.[37,1 – (-18)] = 38,6 oC
Đối với tường ngăn giữa phòng trữ đông và phòng cấp đông:
∆ti = tftd – tfcd = -35– (-18 ) = -17 oC
Các kích thước của các tường ( chiều dài, chiều rộng, chiều cao), của nền và trần
(chiều dài, chiều rộng) được tính theo phần 4.2, tài liệu [1], trang 76.

C

B

G




-35C

-18C

A

D
F
E

Bảng số liệu và kết quả tính toán:
Kết cấu
Tường CD
Tường DE
Tường EF
Tường FG
Tường CG
Nền
Trần
Tổng

Kích thước,
[m x m]
4,28 x 3,46
1,72 x 3,46
6,49 x 3,46
6,69 x 3,46
6,7x3,46
6,49x6,23
6,49x6,23

SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Fi
[m2]
14,81
5,95
22,46
23,15
23,18
40,43
40,43

ki
[W/m2K]
0,09
0,21
0,21
0,21
0,21
0,20
0,22

∆ti
[0C]
-17
38,6
38,6
51,1
51,1
51,1
51,1

Qi
[W]
-22,66
48,24
182,02
248,39
248,77
413,22
454,54
1572,53
Trang 24


Đồ án môn học: Kỹ thuật lạnh

GVHD: Nguyễn Thành Văn

2. Tính tổn thất lạnh do vận hành phòng lạnh Q4:
Ta có:
Q4 = Q 14 + Q 24 + Q 34 + Q 44 , [W]
Trong đó:
Q 14 : tổn thất lạnh do chiếu sáng phòng lạnh,[W].
Q 24 : tổn thất lạnh do người tỏa ra khi làm việc trong phòng lạnh,[W].
Q 34 : tổn thất lạnh do động cơ điện làm việc trong phòng lạnh tỏa ra,[W].
Q 44 : tổn thất lạnh do mở cửa phòng lạnh,[W].
a. Tính Q 14 :
Q 14 được tính theo công thức (4-17), trang 86, tài liệu [1]:
Q 14 = A.F, [W]
Trong đó:
F: diện tích phòng lạnh, F = 6x6=36 m2.
A: nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích phòng. Đối với phòng bảo quản
lạnh có A= 1,2 W/m2.
=> Q 14 = 1,2 .36 = 43,2W
b. Tính Q 24 :
Q 24 được tính theo công thức (4-18), trang 86, tài liệu [1]:
Q 24 = 350.n , [W]
Trong đó:
350: nhiệt lượng do 1 người thải ra khi làm việc nặng nhọc.
n : là số người làm việc trong phòng . Vì phòng có diện tích nhỏ hơn 200 m2 nên
chọn n = 2.
=> Q 24 = 350.2 = 700W
c. Tính Q 34 :
Động cơ điện ở đây là động cơ của quạt dàn bay hơi, động cơ được đặt ở trong phòng
lạnh, theo mục 3, trang 86, tài liệu [1] ta có:
Q 34 = N,[W]
Ở đây N là công suất của động cơ điện. Đối với phòng trữ đông có công suất E=20T ta
chọn công suất của động cơ điện cho phòng là: N = 4 (quạt)x0,75kW = 3kW = 3000W.
=> Q 34 = N = 3000W
d. Tính Q 44 :
Q 44 được tính theo công thức (4-20), trang 87, tài liệu [1]:
Q 44 = B.F , [W]
Trong đó:
B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa, [W/m2]. Tra bảng 4-4/[1]/87, đối với phòng cấp
đông có diện tích F= 36 m2 < 50 m2, ta có: B = 22 m2.
F: diện tích phòng, F = 6x6m = 36m2.
=> Q 44 = 22.36 = 792W
Vậy tổng tổn thất lạnh do vận hành phòng lạnh là:
Q4 = 43,2+700+3000+792 =3835,2W
3. Tính tổn thất lạnh của phòng cấp đông Q0:
SVTH: Nguyễn Trọng Hiếu

Trang 25


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×