thiết kế hệ thống lạnh cho nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu

Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẽ của thiết bị và chưa có kinh nghiệmthực tế, được sự cho phép của thầy giáo hướng dẫn em chọn đề tài thiết kế hệ thống lạnhcho nhà máy chế biến

MỤC LỤC

Trang

Lời nói đầu .5

CHƯƠNG I - GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ 6

1.1 Giới thiệu về nhà máy.6

1.2 Nhiệm vụ thiết kế 7

1.2.1 Tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 8

1.2.2 Hầm đông gió 3000 kg/mẻ 8

1.2.3 Máy đá vảy 20 tấn/ngày 8

1.2.4 Thông số tính toán ngoài trời 8

CHƯƠNG II - THIẾT KẾ TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000 KG/MẺ 9

2.1 Đặc tính kỹ thuật của tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 9

2.2 Xác định kích thước tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 10

2.2.1 Kích thước , số lượng khay và các tấm lắc cấp đông 10

2.2.2 Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc 11

2.3 Cấu trúc xây dựng và tính chiều dày cách nhiệt của tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 12

2.3.1 Cấu trúc xây dựng 12

2.3.2 Xác định chiều dày cách nhiệt 12

2.3.3 Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương 13

2.3.4 Tính kiểm tra đọng ẩm 14

2.4 Tính nhiệt tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 14

2.4.1 Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1 14

2.4.2 Tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào Q2 15

2.4.2.1.Tổn thất do sản phẩm mang vào 15

2.4.2.2 Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông 16

2.4.2.3 Tổn thất do châm nước 16

2.4.3 Tổn thất nhiệt do mở cửa Q3 17

2.4.4 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén 18

2.5 Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 18

2.5.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc 18

2.5.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 18

2.5.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ tk 18

2.5.1.3 Nhiệt độ quá lạnh tql 19

2.5.1.4 Nhiệt độ hơi hút th 19

2.5.2 Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 19

2.5.2.1 Thành lập sơ đồ 20

2.5.2.2 Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 24

CHƯƠNG III - THIẾT KẾ HẦM ĐÔNG GIÓ 3000 KG/MẺ 34

3.1 Đặc tính kỹ thuật của hầm cấp đông gió 3000 kg/mẻ 34

3.2 Xác định kích thước của hầm cấp đông gió 3000 kg/mẻ 35

3.2.1 Dung tích hầm cấp đông 35

3.2.2 Diện tích hầm cấp đông 35

3.3 Cấu trúc xây dựng và tính chiều dày cách nhiệt của hầm đông gió 3000 kg/mẻ 35

3.3.1 Cấu trúc xây dựng 35

3.3.2 Tính chiều dày cách nhiệt 36

3.3.2.1 Tính chiều dày cách nhiệt tường và trần 36

3.3.2.2 Tính chiều dày cách nhiệt nền 38

3.4 Tính nhiệt hầm cấp đông 3000 kg/mẻ 39

3.4.1 Tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1 39

3.4.1.1 Tổn thất qua tường , trần 40

3.4.1.2 Tổn thất qua nền 40

3.4.2 Tổn thất do sản phẩm mang vào Q2 41

3.4.2.1 Tổn thất do sản phẩm mang vào 41

3.4.2.2 Tổn thất do làm lạnh khay cấp đông 41

3.4.2.3 Tổn thất do làm lạnh xe chất hàng 42

3.4.2.4 Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước châm 43

3.4.3 Tổn thất nhiệt do vận hành Q3 44

3.4.3.1 Tổn thất nhiệt do mở cửa Q31 44

3.4.3.2 Tổn thất nhiệt do chiếu sáng buồng Q32 44

3.4.3.3 Tổn thất nhiệt do người toả ra Q33 44

3.4.3.4 Tổn thất nhiệt do các động cơ quạt Q34 45

3.4.3.5 Tổn thất nhiệt do xả băng Q35 45

3.4.4 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén 46

3.5 Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 46

3.5.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc 46

3.5.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 47

3.5.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ tk 47

3.5.1.3 Nhiệt độ quá lạnh tql 47

3.5.1.4 Nhiệt độ hơi hút th 47

3.5.2 Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 48

3.5.2.1 Thành lập sơ đồ 48

2.5.2.2 Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 53

CHƯƠNG IV - THIẾT KẾ MÁY ĐÁ VẢY 20 TẤN/NGÀY 59

4.1 Giới thiệu máy đá vảy 20 tấn/ngày 59

4.2 Giới thiệu kho chứa đá vảy 20 tấn/ngày 59

4.3 Chọn cối đá vảy 60

4.4 Xác định kích thước cối đá vảy 61

4.5 Kết cấu cách nhiệt 61

4.6 Tính nhiệt hệ thống cối đá vảy 62

4.6.1 Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt Q1 62

4.6.1.1 Nhiệt truyền qua kết cấu bao che cối đá 63

4.6.1.2 Nhiệt truyền kết cấu bao bể nước tuần hoàn 65

4.6.2 Tổn thất nhiệt do làm lạnh nước đá Q2 66

4.6.3 Tổn thất nhiệt do mô tơ dao cắt đá tạo ra Q3 67

4.6.4 Xác định tải nhiệt của máy nén và năng suất lạnh của máy nén 67

4.7 Thành lập sơ đồ , tính toán chu trình lạnh và tính chọn máy nén 68

4.7.1 Chọn các thông số của chế độ làm việc 68

4.7.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0 68

4.7.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ tk 68

4.7.1.3 Nhiệt độ quá lạnh tql 69

4.7.1.4 Nhiệt độ hơi hút th 69

4.7.2 Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh 69

4.7.2.1 Thành lập sơ đồ 70

4.7.2.2 Tính toán chu trình lạnh và chọn máy nén 74

CHƯƠNG V – TÍNH CHỌN THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT 83

5.1 Tính chọn thiết bị ngưng tụ 83

5.1.1 Thông số thiết bị ngưng tụ 83

5.1.2 Tính toán các thông số của thiết bị ngưng tụ 83

5.1.2.1 Phụ tải nhiệt cho thiết bị ngưng tụ 83

5.1.2.2 Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của tháp ngưng tụ 84

5.1.2.3 Lưu lượng khối lượng của không khí qua thiết bị ngưng tụ 84

5.1.2.4 Entanpi của không khí ra khỏi thiết bị 85

5.1.2.5 Hệ số toả nhiệt của vách (ngoài ) của ống tới màng nước 85

5.1.2.6 Lượng nước phun 85

5.1.2.7 Lượng nước bay hơi và lượng nước tổng bị cuốn theo gió 85

5.1.2.8 Các kích thước cơ bản của thiết bị ngưng tụ bay hơi 86

5.1.2.9 Lượng nước làm mát cung cấp cho thiết bị ngưng tụ 87

5.2 Tính chọn dàn lạnh cho hầm cấp đông 87

5.2.1 Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn lạnh 88

5.2.2 Lưu lượng không khí qua mỗi dàn 88

CHƯƠNG VI – TÍNH CHỌN THIẾT BỊ PHỤ 89

6.1 Bình trung gian 89

6.1.1 Công dụng 89

6.1.2 Tính chọn bình trung gian 89

6.2 Bình tách dầu 91

6.3 Bình tách lỏng 92

6.4 Bình chứa cao áp 93

6.5 Bình chứa dầu 94

CHƯƠNG VII – TÍNH CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 95

7.1 Tính chọn đường ống cho tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ 95

7.1.1 Các thông số đã biết 95

7.1.2 Tính toán để chọn đường ống 95

7.1.2.1 Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 95

7.1.2.2 Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 96

7.2 Tính chọn đường ống cho hầm đông gió 3000 kg/mẻ 98

7.2.1 Các thông số đã biết 98

7.2.2 Tính toán để chọn đường ống 98

7.2.2.1 Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 98

7.2.2.2 Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 99

7.3 Tính chọn đường ống cho máy đá vảy 20 tấn/ngày 101

7.3.1 Các thông số đã biết 101

7.3.2 Tính toán để chọn đường ống 101

7.3.2.1 Tính chọn đường ống cho cấp hạ áp 101

7.3.2.2 Tính chọn đường ống cho cấp cao áp 102

CHƯƠNG VIII- VẬN HÀNH ,BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH 104

8.1 Những vấn đề chung 104

8.2 Điều kiện làm việc bình thường của hệ thống lạnh 104

8.3 Khởi động và ngừng hệ thống hai cấp 105

8.4 Bảo dưỡng hệ thống lạnh 107

8.4.1 Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 107

8.4.2 Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 107

8.4.3 Bảo dưỡng máy nén 107

8.4.4.Xả dầu ra khỏi hệ thống amoniăc 108

BẢNG CÁC KÝ HIỆU QUI ƯỚC 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

LỜI NÓI ĐẦU

Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băng tuyết để ướplạnh bảo quản thực phẩm Từ thế kỷ thứ 19 phương pháp làm lạnh nhân tạo đã ra đời vàphát triển đến đỉnh cao của khoa học kỹ thuật hiện đại

Ngày nay kỹ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học như : Công nghệthực phẩm, công nghệ cơ khí chế tạo máy, luyện kim, y học và ngay cả kỹ thuật điệntử Lạnh đã được phổ biến và đã gần gũi với đời sống con người Các sản phẩm thựcphẩm như : Thịt, cá, rau, quả, tôm, mực nhờ có bảo quản mà có thể vận chuyển đếnnơi xa xôi hoặc bảo quản trong thời gian dài mà không bị hư thối Điều này nói lên đượctầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trong đời sống con người

Nước ta có bờ biển dài nên tiềm năng về thuỷ sản rất lớn, các xí nghiệp đông lạnh

có mặt trên mọi miền của đất nước Nhưng để sản phẩm thuỷ sản đông lạnh của ViệtNam có chổ đứng vững vàng trên thị trường nội địa và thế giới đòi hỏi phải nâng caochất lượng công nghệ làm lạnh nên nhiều xí nghiệp đang dần dần thay đổi công nghệ làmlạnh nhằm đáp ứng nhu cầu đó

Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẽ của thiết bị và chưa có kinh nghiệmthực tế, được sự cho phép của thầy giáo hướng dẫn em chọn đề tài thiết kế hệ thống lạnhcho nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu

Trong quá trình tính toán, thiết kế chắc chắn còn nhiều thiếu sót, rất mong những

ý kiến đóng góp và chỉ dạy của thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã chỉ dạy và giúp đỡ tận tình để đồ án nàyhoàn thành đúng thời hạn

Đà nẵng, Tháng 05 năm 2004.

Sinh Viên Thực Hiện

Nguyễn Đức Hùng

CHƯƠNG I

GIỚI THIỆU NHÀ MÁY VÀ NHIỆM VỤ

THIẾT KẾ 1.1/ GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY

Nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu ra đời dựa trên nhucầu phát triển tiềm năng thuỷ sản của Thành phố, nhằm đưa Đà Nẵng trở thành một trongnhững thành phố phát triển mạnh về chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuấtkhẩu

Nẵng

 Chủ đầu tư : Công ty thủy sản và thương mại Thuận Phước

 Các gói thầu : Cung cấp, lắp đặt máy móc thiết bị phục vụ sản xuất giai đoạn

I, bao gồm 8 gói thầu, cụ thể như sau :

- Gói thầu 1 : Cung cấp và lắp đặt :

+ Dây chuyền cấp đông IQF xoắn, mạ băng, tái đông 500 kg/ giờ

+ Dây chuyền cấp đông IQF tấm phẳng, mạ băng, tái đông 500 kg/giờ.+ Dây chuyền hấp, mạ băng, tái đông 500 kg/ giờ ( Không bao gồm máyIQF)

- Gói thầu 2 : Cung cấp và lắp đặt

+ Hầm đông 3000 kg/ mẻ 3 giờ+ 2 tủ đông tiếp xúc mỗi tủ 1.000 kg/ mẻ 1,5 giờ+ 2 tủ đông gió mỗi tủ 250 kg/giờ

- Gói thầu 3 : Cung cấp và lắp đặt

+ 3 máy đá vảy mỗi máy 20 tấn/24 giờ+ 2 máy đá vảy mỗi máy 30 tấn/24 giờ + 5 kho đá vảy phù hợp với 5 máy đá vảy trên (không bao gồm dàn lạnh )

- Gói thầu 4 : Cung cấp và lắp đặt

+ Các kho lạnh (khôngbao gồm dàn lạnh )

- Gói thầu 5 : Cung cấp

+ Hệ thống lạnh NH3 trung tâm bao gồm : Các máy nén lạnh Dàn ngưng tụ

có thiết bị chống đóng cặn nước Các bình áp lực Thiết bị lọc ga ammoniacho hệ thống lạnh Thiết bị xả khí không ngưng tự động Hệ thống van và cácthiết bị kiểm soát, điều khiển hệ thống, bơm ammonia kết nối với các thiết bị.+ Dàn lạnh NH3 các loại cho các kho lạnh

+ Hệ thống điện hệ thống lạnh : Tủ điện động lực, điều khiển có PLC và hệthống điều khiển trung tâm bằng máy tính

+ Cung cấp thiết kế kỹ thuật chi tiết, bản vẽ thi công và bản vẽ hoàn công,tài liệu kỹ thuật, hồ sơ kiểm định từng thiết bị và toàn bộ hệ thống.

- Gói thấu 8 : Cung cấp và lắp đặt :

+ Một hệ thống lò hơi 750 kg/ giờ cho dây chuyền hấp

* Tóm lại : Toàn bộ nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh

xuất khẩu có 1 hệ thống lạnh trung tâm dùng môi chất NH3, bao gồm :

- 3 dây chuyền IQF, mỗi dây chuyền có năng suất 500 kg/giờ

- 2 tủ đông tiếp xúc, mỗi tủ 1.000 kg/ 1,5 giờ

- 2 tủ đông gió, mỗi tủ 250 kg/giờ

- 1 hầm đông gió 3.000 kg/3giờ

- 2 máy đá vảy, mỗi máy 30 tấn/ngày

- 3 máy đá vảy, mỗi máy 20 tấn/ngày

- 1 kho lạnh thương mại bao gồm

+ 1 kho 1.500 tấn+ 3 kho 250 tấn+ các hành lang kho

- 2 kho chờ đông, mối kho 50 tấn

- 1 kho làm mát sản phẩm 10 tấn

- 1 thiết bị làm lạnh nước cho điều hoà không khí 900 KW

- 1 thiết bị làm lạnh nước chế biến 20 m3/ h

- Hệ thống điều hoà không khí toàn nhà máy

- 1 tủ đông tiếp xúc 1.000 kg/1,5giờ

- 1 hầm đông gió 3.000 kg/3giờ

- 1 máy đá vẩy 20 tấn/ngày

1.2.1/ Tủ cấp đông tiếp xúc 1.000 kg/mẻ

- Năng suất : 1.000 kg/mẻ

- Thời gian cấp đông cho mỗi mẻ : 1,5 giờ

- Nhiệt độ không khí trong tủ : t = - 35oC

- Sản phẩm : Tôm, cá ( qua chế biến )

- Môi chất lạnh : NH3

- Phương pháp cấp dịch : bơm dịch

- Kiểu cấp đông : Kiểu tiếp xúc trực tiếp 2 mặt

- Nhiệt độ sản phẩm vào cấp đông : + 10oC

- Nhiệt độ nước châm : + 5oC

- Nhiệt đọ tàn sản phẩm cuối quá trình cấp đông : - 18oC

- Nhiệt độ không khí trong hầm : t = - 35oC

- Nhiệt độ sản phẩm vào cấp đông : + 10oC

- Nhiệt độ tâm sản phẩm cuối quá trình cấp đông : - 18oC

- Số lượng khay cấp đông trong tủ : 600 cái

- Khối lượng sản phẩm trong mỗi khay : 5 kg sản phẩm dạng rời

- Phương pháp cấp dịch : tiết lưu trực tiếp vào dàn lạnh

1.2.3/ Máy đá vẩy 20 tấn/ngày

- Năng suất : 20 tấn/ngày

- Nhiệt độ nước vào : + 25 oC

- Độ dày đá vẩy : 2,5 mm

- Môi chất lạnh : NH3

- Nhiệt độ bay hơi : - 23 oC

- Hiệu suất làm đá : 1 lít nước tạo ra 1 kg đá vẩy khô

1.2.4/ Thông số tính toán ngoài trời

- Nhiệt độ không khí ngoài trời : t = 380C

- Độ ẩm :  = 77%

- Nhiệt độ đọng sương : ts = 340C

- Nhiệt độ nhiệt kế ướt : tư = 34,50C

CHƯƠNG II

1000KG/MẺ

2.1/ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000KG/MẺ

- Vỏ tủ đông cách nhiệt chế tạo bằng nguyên vật liệu ngoại nhập trên dây chuyềnthiết bị công nghệ mới, đồng bộ của Italya, sản xuất theo công nghệ sạch ( CFC free )bằng máy phun foam áp lực cao

- Vật liệu cách nhiệt là Polyurethane dày 150mm Tỷ trọng đạt tiêu chuẩn

40  42 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt   0 , 018  0 , 02W/m.K có độ đồng đều và độ bám cao.Hai mặt của vỏ tủ được bọc bởi thép không rỉ INOX dày 0,6mm

- Khung đỡ ben bằng thép mạ kẽm được lắp ở mặt bên trên của tủ có kết cấu chịulực để đỡ ben và bơm dầu thuỷ lực

- Ben thuỷ lực nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ Pittông và cầu dẫn ben thuỷ lựclàm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh Hệ thống có bệ phân phối dầu chotruyền động bơm thuỷ lực

- Các vật liệu bên trong tủ có khả năng tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm đều là loạivật liệu không rỉ

- Khung cùm plate, ống dẫn hướng và các ống góp hút cấp dịch bằng INOX

- Các thanh đỡ của các tấm plate trên cùng và dưới cùng làm bằng nhựa PA

- Vỏ tủ đông được trang bị 1 bộ cửa kiểu bản lề ở cả 2 bên, một bên 2 cánh và mộtbên 4 cánh, vật liệu cách nhiệt là Polyurethane dày 150mm, 2 mặt cửa bọc bằng thépkhông rỉ INOX Các chi tiết bản lề, tay khoá cửa bọc bằng thép không rỉ Inox, roăn cửabằng cao su chịu lạnh định hình đặc chủng với điện trở chống dịch

- Vỏ tủ đông được chế tạo nguyên khối, bọc bằng Inox có kết cấu chống bọt nướcvào bên trong tủ Khung sườn tủ bên trong cách nhiệt bằng các thanh thép chịu lực địnhhình và gia cường, xương gổ khung tủ để tránh cầu nhiệt được làm bằng gổ satimextẩm dầu nhờ đó mà tủ có độ bền và cứng vững rất cao trong suốt quá trình sử dụng

- Tấm trao đổi nhiệt dạng nhôm đúc có độ bền cơ học và chống ăn mòn cao, tiếpxúc 2 mặt Các ống cấp dịch cho các tấm lắc bằng cao su chịu áp lực cao

- Tủ có trang bị nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ bên trong tủ trong quá trình vậnhành

Hình 2-1 : Tủ cấp đông tiếp xúc

2.2/ XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000KG/MẺ

2.2.1/ Kích thước số lượng khay và các tấm lắc cấp đông

Khi cấp đông các mặt hàng thuỷ sản và thịt, thường người ta cấp đông sản

1 tấm lắc chứa được 36 khay sản phẩm, 1 khay chứa 2 kg sản phẩm.

Như vậy : Khối lượng sản phẩm trên 1 tấm lắc là :

36 x 2 = 72 kg

- Khối lượng trên một tấm lắc kể cả nước châm :

% 70

 Chọn N1 = 10 tấm lắc

- Số lượng tấm lắc thực tế :

N = N1 + 1 = 10 + 1 = 11 tấm lắc

2.2.2/ Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc

Kích thước tủ cấp đông được xác định dựa vào kích thước và số lượng cáctấm lắc

a/ Xác định chiều dài trên tủ

- Chiều dài các tấm lắc L1 = 2.200 mm

- Chiều dài tủ cấp đông : Chiều dài tủ cấp đông bằng chiều dài của tấm lắccộng với khoản hở hai đầu

- Khoảng hở hai đầu các tấm lắc vừa đủ để lắp đặt, xử lý các ống gas mềm

và các ống góp gas Khoảng hở đó là 400 mm Vậy chiều dài của tủ là :

L1 = 2.200 + 2 x 400 = 3.000 mmChiều dài phủ bì là :

L = 3.000 + 2 CN

Trong đó CN : Chiều dày của lớp cách nhiệt

b/ Xác định chiều rộng bên trong tủ

Chiều rộng bên trong tủ bằng chiều rộng của các tấm lắc cộng thêm

khoảng hở ở hai bên, khoảng hở mỗi bên là 125 mm

Vậy chiều rộng của tủ là :

W1 = 1250 + 2 x 125 = 1500 mmChiều rộng phủ bì là :

W = 1500 + 2 CN

c/ Xác định chiều cao bên trong tủ

Khoảng cách cực đại giữa các tấm lắc hmax = 105 mm Chiều cao bên trong tủ :

H1 = N1 x 105 + h1 + h2

Trong đó :

N1 : Số tấm lắc chứa hàng

h1 : Khoảng hở phía dưới các tấm lắc, h1 = 100 mm

h2 : Khoảng hở phía trên, h2 = 400 450 mmVậy ta có : H1 = 10 x 105 + 100 + 450 = 1600 mmChiều cao bên ngoài hay chiều cao phủ bì của tủ là :

H = H1 + 2 CN = 1600 + 2 CN

Trong đó : CN : Chiều dày của lớp cách nhiệt

2.3/ CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ TÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT CỦA TỦ

CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000 KG/MẺ

2.3.1/ Cấu trúc xây dựng

- Vỏ tủ cấp đông có cấu tạo gồm các lớp : Lớp cách nhiệt poly- urethanedày 150 mm được chế tạo theo phương pháp rót ngập, có mật độ 4042kg/m3, có hệ số dẫn nhiệt = 0,018 0,02 W/m.K , có độ đồng đều và

độ bám cao, hai mặt được bọc bằng Inox dày 0,6 mm

- Khung sườn vỏ tủ được chế tạo từ thép chịu lực và gỗ để tránh cầu nhiệt

Để tăng tuổi thọ cho gỗ người ta sử dụng loại gỗ satimex có tẩm dầu

- Vật liệu bên trong tủ làm bằng thép không rỉ Inox, đảm bảo điều kiện vệsinh thực phẩm cho hàng cấp đông

2.3.2/ Xác định chiều dày cách nhiệt

- Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt k

k =

2 1

1

1 1

j

, W/m2.K

- Ta có thể tính được chiều dày lớp cách nhiệt :

cn cn

1

11

 : hệ số toả nhiệt của vách tủ cấp đông vào tủ cấp đông, W/m2.K

- Tra bảng 3.7/ Sách hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh (HDTKHTL) Trang 65chọn :

1 1

1211

1 22

6 , 0 2 3 , 23

1 19 , 0 1

1 02 , 0

15 , 0 22

6 , 0 2 3 , 23 1

1 1

2 1

1

2 1

1 1

2.3.3/ Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương

Điều kiện để vách ngoài không đọng sương là :

kt  ks

- ks : Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để bề mặt ngoài không bị đọngsương

ks = 0,95

2 1

1 1

t t

Trong đó : t1: Nhiệt độ không khí bên ngoài 0C

t2 : Nhiệt độ không khí bên trong tủ đông 0C

tS : Nhiệt độ đọng sương 0CTra bảng 1.1/ Sách HDTKHTL _Trang 7 : Thì nhiệt độ vào mùa hè ở Đà Nẵng là : t1= 380C

Độ ẩm là :  = 77%

Ta tra đồ thị h-x/ Sách HDTKHTL _Trang 9 :

Ta sẽ tìm được :

Nhiệt độ đọng sương tS = 340CNhiệt độ nhiệt kế ướt tư = 34,50CMặc khác ta có nhiệt độ bên trong tủ cấp đông là t2 = -350C

Do đó : ks = 0,95 23,3   1 , 2128

35 38

34 38

2.3.4/ Tính kiểm tra đọng ẩm

- Đối với tủ cấp đông, vở tủ được bao bọc bằng Inox ở cả hai bên nên hoàntoàn không có ẩm lọt vào lớp cách nhiệt nên hoàn toàn không có hiệntượng ngưng tụ ẩm trong lòng kết cấu

2.4/ TÍNH NHIỆT TỦ CẤP ĐÔNG TIẾP XÚC 1000KG/MẺ

Tổn thất nhiệt trong tủ cấp đông gồm có :

- Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che

- Tổn thất nhiệt do sản phẩm, khay cấp đông và do nước châm vào

- Tổn thất nhiệt do mở cửa

2.4.1/ Tổn thất nhiệt do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q 1

- Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệttổn thất qua tường bao, trần và nền của tủ cấp đông do sự chênh lệchnhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong tủ cộng với các dòngnhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần

- Do tủ cấp đông được đặt trong nhà xưởng nên không chịu ảnh hưởng bởibức xạ mặt trời Vì vậy ta chỉ xét tổn thất nhiệt qua tường bao, trần và nềncủa tủ cấp đông

- Mặt khác chiều dày cách nhiệt của các bề mặt tủ là như nhau tức là đềudày 150 mm kể cả cửa tủ cấp đông Do vậy ta có :

Q1 = kt F ( t1 – t2), W Trong đó :

- kt : Hệ số truyền nhiệt thực qua kết cấu bao che xác định theochiều dày cách nhiệt , W/m2.K

Theo tính toán ở mục ( 2.3.2) ta có Kt = 0,13 W/m2.K

- F : Diện tích bề mặt của kết cấu bao che, m2

- t1: Nhiệt độ môi trường bên ngoài, 0C t1 = 380C

- t2 : Nhiệt độ bên trong tủ cấp đông, 0C t2 = - 350C Theo tính toàn ở mục ( 2.2) ta có kích thước phủ bì của tủ cấp đông là :

- Chiều dài : L = 3000 + 2 CN= 3000 + 2 x 150 = 3300 mm

- Chiều rộng : W = 1500 + 2CN= 1500+ 2x 150 = 1800mm

- Chiều cao : H = 1600 + 2CN = 1600 + 2 x 150 = 1900mm Lúc đó ta có : F = 2F1 + 2 F2 + 2F3

Trong đó :

2F1: Diện tích bề mặt trần và nền của tủ, m2

2F2 : Diện tích bề mặt trước và sau của tủ, m2

2F3 : Diện tích hai mặt bên của tủ , m2

2.4.2.1/ Tổn thất do sản phầm mang vào

Tổn thất do sản phẩm mang vào được tính theo công thức sau :

Q21 = E  

3600

2 1

x

i i





, kW Trong đó :

- E : Năng suất tủ cấp đông, kg/mẻ ; E = 1000 kg/mẻ

- i1 , i2 : Entanpi của sản phẩm ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra,kJ/ kg Do sảnphẩm trước khi đưa vào tủ cấp đông đã được làm lạnh ở kho chờ đông,nên nhiệt độ sản phẩm đầu vào sẽ là t1 = 100C Nhiệt độ trung bình đầu racủa các sản phẩm cấp đông là t2 = -180C

 : Thời gian cấp đông 1 mẻ, giờ/mẻ

 = 1,5 giờ Tra bảng 4.2/ Sách HDTKHTL – Trang 81, ta có :

i1 = 283 kJ/kg

i2 = 5 kJ/kg Vậy :

Q21 =

3600 5 , 1

5 283 1000

x

t t

MKh: Tổng khối lượng khay cấp đông, kg

- Theo tính toán ở mục (2.2.1) thì số khay chứa sản phẩm sẽ là :

CP : Nhiệt dung riêng của vật liệu khay cấp đông, kJ/kg.K

- Khay cấp đông có vật liệu làm bằng nhôm có CP = 0,896 kJ/kg.K

t1 , t2 : Nhiệt độ của khay trước và sau khi cấp đông, 0C

- Nhiệt độ của khay trước khi cấp đông bằng nhiệt độ môi trường tức là :

t1 = 380C

- Nhiệt độ của khay sau khi cấp đông t2 = - 350C

 : thời gian cấp đông, giờ

Mn : Khối lượng nước châm, kg

- Khối lượng nước châm chiếm khoảng 5 10 % khối lượng hàng cấpđông, thường người ta châm dày khoảng 5mm

Theo tính toán ở mục ( 2.4.2.2 ) thì tổng số khay chứa sản phẩm là 396khay, mà 1 khay chứa được 2 kg sản phẩm

- Do đó khối lượng hàng cấp đông là : 396 x 2 = 792 kg

- Khối lượng nước châm là : Mn = 792

qo : Nhiệt dung cần làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khiđông đã hoàn toàn, kJ/kg

- Nhiệt làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn

qo được xác định theo công thức :

qo = 4,186 5 + 333,6 + 2,09  10 = 375,43 kJ/kg Vậy :

Q23 = 79,2 

3600 5

, 1

43 , 375

x 5,506306 kW = 5506,306 W Như vậy tổn thất Q2 sẽ là :

Q2 = Q21 + Q22 + Q23

= 51481,481 + 3745,28 + 5506,306 = 60733,067 W

2.4.3/ Tổn thất nhiệt do mở cửa Q 3

Tổn thất nhiệt do mở cửa được tính theo công thức

Q3 = B F , W

F : Diện tích của tủ cấp đông, m2

Theo như tính toán ở mục ( 2.4.1 ) ta có :

Chiều dài tủ là : L = 3,3 mChiều rộng tủ là : W = 1,8 m

 Tải nhiệt cho thiết bị : Dùng để tính toán bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho

thiết bị bay hơi Để đảm bảo được nhiệt độ trong tủ ở những điều kiện bất lợinhất, ta phải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các tải nhiệt thành phần cógiá trị cao nhất

QTB = Q1 + Q2 + Q3 , W = 296,657 + 60733,067 + 118,8 = 61148,524 W

 Tải nhiệt cho máy nén :

QMN = 80% Q1 + 100%Q2 + 75%Q3

100

75 067 , 60733 100

100 657 , 296 100

2.5.1/ Chọn các thông số của chế độ làm việc

Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng bốn nhiệt độ sau :

- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to

- Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk

- Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu tql

- Nhiệt độ hơi hút về máy nén ( nhiệt độ quá nhiệt) tqn

2.5.1.1/ Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh

- Phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh

- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy nhưsau :

2.5.1.2/ Nhiệt độ ngưng tụ t k

- Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ

tk = tw + tk, oCTrong đó :

tw : Nhiệt độ nước tuần hoàn, oC

Do thiết bị ngưng tụ được chọn để thiết kế trong hệ thống lạnh là thiết bịngưng tụ kiểu dàn ngưng bay hơi

tk = 39 + (3 5 oC ) chọn 42oC

2.5.1.3/ Nhiệt độ quá lạnh t ql

Là nhiệt độ môi chất lỏng trước khi đi vào van tiết lưu

tql = tw1 + (3 5 oC )Trong đó :

tw1 : nhiệt độ nước vào dàn ngưng, oC

tw1 = 30oCThay vào ta có :

tql = 30 + ( 3 5 oC)Chọn tql = 33 oC

th = to + ( 5 15)oC = -44oC + ( 5 15)oCChọn th = -35oC

2.5.2/ Thành lập sơ đồ và tính toán chu trình lạnh

2

1 NT

BH

NCA

NHA BTG

3

5

BH : Bình bay hơiNHA :Máy nén hạ ápNCA : Máy nén cao áp

NT : Bình ngưng tụ

TL1, TL2 : Van tiết lưu 1 và 2.BTG Bình trung gian

Hình 2-2 : Chu trình hai cấp nén bình trung gian có ống xoắn

Hình 2-3 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị T-S

to, Po

tK, PK

5’

5 6

S

Ptg

Hình 2-4 : Chu trình biểu diễn trên đồ thị lgP-h

1/ Chu trình hoạt động như sau

Hơi sau khi ra khỏi thiết bị bay hơi được máy nén hạ áp nén đoạn nhiệt đến

áp suất trung gian (điểm 2) rồi được sục vào bình trung gian và được làm máthoàn toàn thành hơi bão hoà khô, hỗn hợp hơi bão hoà khô tạo thành ở bìnhtrung gian được máy nén cao áp hút về và nén đoạn nhiệt đến áp suất ngưng tụ

PK (điểm 4) Sau đó đi vào thiết bị ngưng tụ và nhả nhiệt trong môi trường làmmát ngưng tụ thành lỏng cao áp (điểm 5) Tại đây nó chia ra làm 2 dòng, mộtdòng nhỏ thì đi qua van tiết lưu 1 giảm áp suất đến áp suất trung gian Ptg

(điểm 7) rồi đi vào bình trung gian Tại đây lượng hơi tạo thành do van tiết lưu

1 cùng với lượng hơi tạo thành do làm mát hoàn toàn hơi nén trung áp vàlượng hơi tạo thành do làm quá lạnh lỏng cao áp trong ống xoắn được hút vềmáy nén cao áp Một dòng lỏng cao áp còn lại đi vào trong ống xoắn của bìnhtrung gian và được quá lạnh đẳng áp đến điểm 6 sau đó đi qua van tiết lưu 2giảm áp suất đến áp suất bay hơi (điểm 9) Sau đó đi vào thiết bị bay hơi nhậnnhiệt của sản phẩm cần làm lạnh hoá hơi đẳng áp đẳng nhiệt thành hơi (1’) vàchu trình cứ thế tiếp tục

lg P

2/ Các quá trình của chu trình

- 1’-1: Quá nhiệt hơi hút

- 1-2 : Nén đoạn nhiệt áp hạ áp từ Po lên Ptg

- 2-3 : Làm mát hơi quá nhiệt hạ áp xuống đường bảo hoà x = 1

- 3-4 : Nén đoạn nhiệt cấp cao áp từ Ptg lên Px

- 4-5’-5 : Làm mát ngưng tụ và quá lạnh lỏng trong dàn ngưng tụ

- 5-7 : Tiết lưu từ áp suất PK vào bình trung gian

- 5-6 : Quá lạnh lỏng đẳng áp trong bình trung gian

- 6-9 : Tiết lưu từ áp suất PK xuống Po

- 9-1’ : Bay hơi thu nhiệt của môi trường lạnh

3/ Xác định chu trình hai cấp bình trung gian ống xoắn

a/ Thông số trạng thái của các điểm nút của chu trình

Bảng 2-2 : Các thông số trạng thái tại các điểm nút cơ bản của chu trình

Điểm nút t, oC p, MPa h, kJ/kg v, m3/kg Trạng thái 1’

0,05760,05760,31510,31511,64291,64291,64291,64290,31510,31510,0576

14011421,11636,41451,81660,6391,14352,78177,19352,78163,55177,19

1,9022,10,5210,3870,1280,001730,001690,001550,3870,001541,902

Hơi bão hoàHơi quá nhiệtHơi quá nhiệtHơi bão hoàHơi quá nhiệtLỏng bão hoàLỏng bão hoàLỏng quá lạnhHơi bão hoàLỏng trung ápHơi bão hoà ẩm

Theo bảng hơi bão hoà ta xác định được :

- Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trung gian

t6= -5oC cao hơn nhiệt độ trong bình trung gian 3oC, do đó nhiệt độtrong bình trung gian sẽ là t8 = - 8oC

b/ Năng suất lạnh riêng q o

kJ/kg

m1 : Lưu lượng môi chất qua máy nén hạ áp

m3 : Lưu lượng môi chất qua máy nén cao áp

l1 , l2 : Công nén riêng cấp hạ áp và cấp cap áp Cân bằng Entanpi ở bình trung gian ta có :

6 7 5 2

h h

h h h h

6 7 5 2

h h

h h h h

3 4 6 2

h h

h h h h

e/ Năng suất nhiệt riêng

6 7 5 2 1

3

h h

h h h h m

6 2 1

3

h h

h h m

qk = (h4 – h5 )  

 3 7

6 2

h h

h h

81 , 1223

Qo : Năng suất lạnh của máy nén , W

K : Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệthống lạnh

K = 1,1 ( Sách HDTKHTL – Trang 92 )

b: Hệ số thời gian làm việc Chọn b = 0,7

QMN : Tổng nhiệt tải của máy nén đối với một nhiệt độ bay hơi Theo tính toán ở phần ( 2.4.4) Ta có QMN = 61059,492 W

Thay vào ta có :

Qo = 1,1.610590,7 ,492 = 95950,630 W  95,95 kW Vậy m1 = 122395,95,81

tg O O

O O m O

tg tg O

O O HA

T

T P

P P P

P P c P

P P

265

229 0576 , 0

01 , 0 0576 , 0 0576

, 0

01 , 0 3151 , 0 05 , 0 0576

, 0

01 , 0 0576 ,

4/ Qui đổi năng suất lạnh sang chế độ tiêu chuẩn để chọn máy nén

- Chế độ tiêu chuẩn của hệ thống lạnh amoniac đối với chu trình 2 cấpđược qui định theo bảng 7.1/ Sách HDTKHTL – Trang 172 Như sau :

- Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh to = -40oC

Hình 2-5 : Chu trình tiêu chuẩn biểu diễn trên đồ thị lgP-h

Ta xác định 1 số thông số cần thiết để tính các đại lượng yêu cầu

- Tại điểm 1’TC : to = -400C ( Trạng thái hơi bão hoà )

- Tại điểm 6TC Chọn nhiệt độ quá lạnh lỏng trong ống xoắn bình trunggian.

O O m O

tg tg O

O O TC

T

T P

P P P

P P c P

P P

c = 0,05

m = 1,1Thay vào ta có :

265

233 0717 , 0

01 , 0 0717 , 0 0717

, 0

01 , 0 3111 , 0 05 , 0 0717

, 0

01 , 0 0717 ,

TC VTC

qV = 582,766 kJ/m3

 HA = 0,541

Qo = 95,95 kWThay vào ta có :

QoTC = 95,95 582757,,177766..00,,622541 = 143,331 kWVới QoTC = 143,331 kW ta tra bảng 7.12/ Sách HDTKHTL- Trang 200 chọn tổmáy nén 2 cấp A  130-7-4 có máy nén hạ áp là tổ AH130-7-6 có các thông số kỹthuật sau :

QoTCMN : Năng suất lạnh tiêu chuẩn của máy nén cụ thể

QoTCMN = 157 kW Vậy ta có : ZMN = 143157,331 = 0,91

Chọn 1 tổ máy nén hạ áp

10/ Công nén đoạn nhiệt

NS = m1.l1 , kW Trong đó :

m1 : Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén hạ áp, kg/s

m1 = 0,0784 kg/s

l1 : Công nén riêng cấp hạ áp

l1 = h2 – h1 = 1636,4 – 1421,1 = 215,3 kJ/kg Thay vào ta có :

8

273 44

b = 0,01

to : Nhiệt độ sôi, oC

to = - 44oCThay vào ta có :

820 , 0 ) 44 ( 001 , 0 265

879 , 16





i S

N



 . , kWCông suất điện Nel là công suất đo được trên bảng đấu điện có kểđến tổn thất truyền động khớp , đai

6 2

h h

h h





, kg/s

tg tg m tg K K tg

tg tg

T P

P P P

P P c P

P P

315

265 3151 , 0

01 , 0 3151 , 0 3151

, 0

01 , 0 6429 , 1 05 , 0 3151

, 0

01 , 0 3151 ,

tg tg m tg K K tg

tg tg TC

T

T P

P P P

P P c P

P P

1

308

265 3111 , 0

01 , 0 3111 , 0 3111

, 0

01 , 0 3503 , 1 05 , 0 3111

, 0

01 , 0 3111 ,

QoTC = Qo

CA V

TC VTC

200 chọn tổ máy nén 2 cấp A  130-7-4 có máy nén cao áp là tổ A0-1

có các thông số kỹ thuật sau :

QoTCMN : Năng suất lạnh tiêu chuẩn của máy nén cụ thể

QoTCMN = 157 kW Vậy ta có : ZMN = 134157,891 = 0,85

Chọn 1 tổ máy nén cao áp

7/ Công nén đoạn nhiệt cao áp

NS = m3.l2 , kW Trong đó :

m3 : Lưu lượng hơi thực tế nén qua máy nén cao áp, kg/s

m3 = 0,104 kg/s

l2 : Công nén riêng cấp cao áp , kJ/kg

l2 = h4 – h3 = 1660,6 – 1451,8 = 208,8 kJ/kg Thay vào ta có :

273 8

833 , 0 ) 8 ( 001 , 0 315

Ni = 26 , 068

833 , 0

715 , 21





i S

N



 . , kWCông suất điện Nel là công suất đo được trên bảng đấu điện có kểđến tổn thất truyền động khớp , đai

NelCA = 0,9526.,007,85 = 32,284 kW

13/ Nhiệt thải ra ở bình ngưng

Qk = m3 l3 , kW = m3 ( h4 - h5 ) = 0,104 ( 1660,6 – 352,78 ) = 136,013 kW

CHƯƠNG III

THIẾT KẾ HẦM ĐÔNG GIÓ

3000 KG/ MẺ

3.1/ ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA HẦM ĐÔNG GIÓ 3000 KG/MẺ

- Hầm cấp đông gió phải được thiết kế có kích thước và công suất đủ sức cấpđông 3000 kg cá hoặc mực trong 3 giờ, nhiệt độ tâm sản phẩm phải đạt -180C

- Vỏ hầm đông gió được làm panel, panel hầm cấp đông được chế tạo bằngnguyên vật liệu ngoại nhập trên dây chuyền thiết bị công nghệ mới, đồng bộ của Italy,sản xuất theo công nghệ sạch ( CFC free ), bằng máy phun foam áp lực cao

- Tường và trần được lắp ráp bằng các tấm panel cách nhiệt tiền chế, vật liệu cáchnhiệt là Polyurethane PU, dày 150 mm Tỷ trọng của tất cả các tấm panel đạt tiêu chuẩn

40 42 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt  = 0,018 0,02 W/m K, độ đồng đều và độ bám cao

Bề mặt trong và ngoài của panel được bọc tole chống rỉ color-bond dày 0,5 mm, phíangoài lớp tole có phủ lớp nhựa PE chống trầy sướt.

- Các tấm panel có gờ âm – dương và được liên kết với nhau bằng các móc khoácam – block ở cả 4 mặt của panel

- Ở các góc tường được lắp tấm panel góc liền khối 90o để loại bỏ khe hở lắp ghép

ở các góc, chống hình thành các ổ vi sinh, đồng thời tăng thêm độ cứng vững của khotrong suốt thời gian sử dụng

- Nền kho được cách nhiệt bằng PU dày 150mm Tỷ trọng của tất cả các tấm cáchnhiệt đạt tiêu chuẩn 40  42 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt  = 0,018 0,02 W/m K, độ đồngđều và độ bám cao Hai mặt trên và dưới được phủ lớp giấy dầu dày 2mm và được dánkín bằng hắc ín nóng chảy Bên dưới và bên trên lớp cách nhiệt được đổ hai lớp bê tôngcốt thép dày 100mm để chịu được tải trọng của sản phẩm Bên dưới có bố trí hệ thốngthông gió nền nhằm tránh hiện tượng co rút phá hỏng sàn hầm đông

- Hầm đông được trang bị 1 bộ cửa trượt tay, cửa hầm đều có trang bị điện trởsưởi, cách nhiệt bằng Polyurethane dày 150mm, khung cửa làm bằng nhựa hỗn hợp chịulạnh sâu, định hình nhập ngoại để tránh cầu nhiệt và nhẹ nhàng khi mở, có độ thẩm mỹcao Hai mặt trong, ngoài của cửa hầm đông được bọc bằng tole color- bond dày 0,5mm.Cửa trang bị chốt mở từ bên trong để chống sự cố nhốt người vô ý Ngoài ra có trang bịcho cửa một quạt màn chắn gió

- Khay cấp đông bằng nhôm tấm dày 2mm được dập định hình, khay được thiết

kế phù hợp với loại sản phầm cấp đông và kiểu đóng bao bì, dễ vệ sinh tránh được việctạo ra các ổ vi sinh trong suốt quá trình sử dụng Sức chứa 5 kg sản phẩm/khay Số lượng

, m3

= 03,2 = 15 m3

- Do thể tích hầm cấp đông thực tế còn có thêm 30% là để lắp dàn lạnh và30% là để làm trần giả, vì vậy thể tích hầm cấp đông thực tế sẽ là :

Vtt = 15 x 3 lần = 45 m3

3.2.2/ Diện tích hầm cấp đông

Chọn : Chiều cao của hầm cấp đông là h = 2850 mm = 2,85 m

Chiều cao phủ bì của hầm cấp đông là htt = 2850 + CN mm Với : CN: chiều dày của lớp cách nhiệt , mm

- Lúc đó diện tích của hầm cấp đông sẽ là :

85 , 2

- Chiều dài của hầm cấp đông là l = 4,5 m

- Chiều rộng của hầm cấp đông là R = 3,6 m

- Chiều dài thực tế của hầm cấp đông là ltt = 4,5 + 2 CN

- Chiều rộng thực tế của hầm cấp đông là Rtt = 3,6 + 2 CN

3.3/ CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ TÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT CỦA HẦM CẤP ĐÔNG GIÓ 3000KG/MẺ

- Các lớp vật liệu của panel tường, trần được liệt kê trong bảng sau :

Bảng 3-1 : Các lớp kết cấu của panel tường , trần

STT Lớp vật liệu Độ dày, mm Hệ số dẫn nhiệt, W/m K

dày 100mm để chịu được tải trọng của sản phầm Bên dưới có bố trí hệ thốngthông gió nền nhằm tránh hiện tượng co rút phá hỏng sàn hầm đông.

- Các lớp cách nhiệt của nền hầm đông theo thứ tự từ trên xuống được chotrong bảng sau :

Bảng 3-2 : Các lớp kết cấu nền kho cấp đông

mm

Hệ số dẫn nhiệt W/ m K

3.3.2/ Tính chiều dày cách nhiệt

3.3.2.1/ Tính chiều dày cách nhiệt tường và trần

Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt :

k =

2 1

1

1 1

1 1

1211

Trong đó :

- CN: Hệ số dẫn nhiệt lớp vật liệu cách nhiệt, W/m K CN = 0,018 0,02 W/m K

- k : Hệ số truyền nhiệt, W/m2 K Tra bảng 3.3/ Sách HDTKHTL – Trang 63

Chọn k = 0,19 W/m2 K 1 : Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường, W/m2 K Tra bảng 3.7/ Sách HDTKHTL – Trang 65

Chọn 1 = 23,3 W/m2 K  2 : Hệ số toả nhiệt bên trong, W/m2 K Tra bảng 3.7/ Sách HDTKHTL – Trang 65

Chọn  2 = 10,5 W/m2 K  1: Bề dày của lớp tôn, m

 = 0,5 mm = 0,0005 m  1: Hệ số dẫn nhiệt của lớp tôn, W/m K

1

 = 45,3 W/m KThay tất cả vào ta có :

1 3

, 45

0005 , 0 2 3 , 23

1 19

, 0 1

CN

 = 0,102 mChọn chiều dày cách nhiệt là CN= 150 mm

Hệ số truyền nhiệt thực khi đó được tính theo biểu thức:

kt =

5 , 10

1 02 , 0

15 , 0 3 , 45

0005 , 0 2 3 , 23 1

1 1

2 1

1

2 1

1 1

Điều kiện để vách ngoài không đọng sương sẽ là :

1 1

t t

Trong đó : t1: Nhiệt độ không khí bên ngoài 0C

t2 : Nhiệt độ không khí bên trong tủ đông 0C

kê

Nhiệt độ đọng sương tS = 340CNhiệt độ không khí bên ngoài t1 = 380CThay vào ta có :

ks = 0,95 23,3   1 , 21

35 38

34 38

3.3.2.2/ Tính chiều dày cách nhiệt nền

4 3

3 2

2 1

1 1

12

21

1 7

, 0

0001 , 0 2 175 , 0

002 , 0 2 28 , 1

1 , 0 2 78 , 0

02 , 0 3 , 23

1 18

, 0

1 02 , 0

CN



= 0,104 m Chọn chiều dày lớp cách nhiệt nền là CN  0 , 2m  200mm

Hệ số truyền nhiệt thực của nền sẽ là :

ktn =

2 4

4 3

3 2

2 1

1 1

1

2 2 1

1 2 , 0

2 , 0 7 , 0

0001 , 0 2 175 , 0

002 , 0 2 28 , 1

1 , 0 2 78 , 0

02 , 0 3 , 23 1

tế của hầm cấp đông sẽ là :

Chiều dài : ltt = 4,5 + 2 CN = 4,5 + 2 x 0,15 = 4,8 mChiều rộng : Rtt = 3,6 + 2 CN = 3,6 + 2 x 0,15 = 3,9 mChiều cao : htt = 2,85 + CN = 2,85 + 0,15 = 3 m

3.4/ TÍNH NHIỆT HẦM CẤP ĐÔNG 3000 KG/MẺ

Tổn thất nhiệt ở hầm cấp đông gồm có :

- Tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che

- Tổn thất nhiệt do sản phầm, khay cấp đông và xe đựng hàng mang vào

- Tổn thất nhiệt do vận hành gồm có :

+ Tổn thất nhiệt do mở cửa+ Tổn thất nhiệt do chiếu sáng buồng + Tổn thất nhiệt do người toả ra + Tổn thất nhiệt do các động cơ quạt+ Tổn thất nhiệt do xả băng

3.4.1/ Tổn thất truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q 1

Tổn thất qua kết cấu bao che gồm 2 thành phần :

Ft : Diện tích tường, trần , m2

Ft = 2 F1 + 2 F2 + F3 , m2

2F1 : Diện tích tường trước và tường sau , m2

2F2 : Diện tích 2 tường bên

F3 : Diện tích trầnTheo tính toán ở phần ( 3.3.2.2 ) thì ta có kích thước thực tế của hầm cấp đông là : 4,8 m x 3,9 m x 3 m

( dài ) ( rộng) ( cao )Thay vào ta có :

Q12 = 0,127 18,72 ( 30 – ( -35 ))

= 154,533 WVậy tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1 là :

E : Năng suất kho cấp đông, kg/mẻ

E = 3000 kg/mẻ

i1 , i2 : Entanpi của sản phẩm ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra , kJ/kg.Nhiệt độ sản phẩm đầu vào do đã được làm lạnh ở kho chờ đông,nên có thể lấy nhiệt độ đầu vào t1 = 10 0C

Nhiệt độ trung bình đầu ra của các sản phầm cấp đông phải đạt – 180 CTra bảng 4.2/ Sách HDTKHTL – Trang 81 Ta chọn :

i1 = 283 kJ/kg