LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua, ngành kỹ thuật lạnh nước ta đã được ứng dụng rất
mạnh mẽ trong các ngành như: Sinh học, hoá chất, công nghiệp dệt, thuốc lá, bia,
rượu, điện tử, tin học, y tế,… đặc biệt trong ngành chế biến và bảo quản thủy sản.
Quá trình chuyển đổi công nghệ chế biến để đáp ứng các tiêu chuẩn quốc tế và
thay đổi môi chất lạnh mới đã tạo nên một cuộc cách mạng thật sự cho ngành kỹ
thuật nước ta.
Với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng. Sản lượng thủy sản đánh
bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy để đảm bảo thu được lợi nhuận cao từ
việc xuất khẩu thủy sản thì việc đảm bảo chất lượng của sản phẩm là vấn đề rất
quan trọng.
Cùng với quy trình công nghệ máy móc và thiết bị chế biến thì vấn đề bảo
quản sau khi chế biến là một khâu không thể thiếu để hạn chế những biến đổi
làm giảm chất lượng sản phẩm. Cho nên việc xây dựng kho bảo quản sản phẩm
thủy sản đông lạnh là một vấn đề cấp thiết hiện nay.
Được sự phân công của PGS. TS Trần Như Khuyên, tôi thực hiện đề tài:
“Tính toán thiết kế hệ thống lạnh cho kho bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh
sức chứa 250 tấn với thời gian lưu kho 6 tháng với nhiệt độ bảo quản là -20
0
C”.
Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên
đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của thầy cô
và sự đóng góp ý kiến của các bạn.
Hà Nội,ngày10 tháng 04 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Võ Thị Hoa Phượng
1.1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN SẢN
PHẨM ĐÔNG LẠNH
1.1.1. Tác dụng của việc bảo quản lạnh
Bảo quản thực phẩm là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất
lượng và hình thức của thực phẩm trong khi chờ đợi đưa đi sử dụng.

Sự kết tinh lại của nước đá: Đối với các sản phẩm đông lạnh trong quá
trình bảo quản nếu chúng ta không duy trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn
đến sự kết tinh lại của nước đá. Đó là hiện tượng gây nên những ảnh hưởng xấu
cho sản phẩm bảo quản. Do nồng độ chất tan trong các tinh thể nước đá khác
nhau thì khác nhau, nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy cũng khác nhau.
Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ
nóng chảy thấp sẽ bị tan ra trước tinh thể có kích thước lớn, nhiệt độ nóng chảy
cao. Khi nhiệt độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại
kết tinh thể nước đá lớn do đó làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng
to lên. Sự tăng về kích thước các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực
phẩm cụ thể là các cấu trúc tế bào bị phá vỡ, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn,
hao phí chất dinh dưỡng tăng do sự mất nước tự do tăng làm mùi vị sản phẩm
giảm.
Để tránh hiện tượng kết tinh lại nước đá, trong quá trình bảo quản nhiệt độ
bảo quản phải được giữ ổn định, mức dao động nhiệt độ cho phép là ± 2
0
C.
Sự thăng hoa của nước đá:
Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông lạnh do hiện tượng hơi nước
trong không khí ngưng tụ thành tuyết trên dàn lạnh làm cho lượng ẩm trong
không khí giảm. Điều đó dẫn đến sự chênh lệch áp suất bay hơi của nước đá ở bề
mặt sản phẩm với môi trường xung quanh. Kết quả là nước đá bị thăng hoa, hơi
nước đi vào bề mặt sản phẩm với môi trường không khí. Nước đá ở bề mặt bị
thăng hoa, sau đó các lớp bên trong của thực phẩm cũng bị thăng hoa.
Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp,
rỗng. Oxy không khí dễ thâm nhập vào oxy hoá sản phẩm. Sự oxy hoá xảy ra
làm cho sản phẩm hao hụt về trọng lượng, chất tan, mùi vị bị xấu đi, đặc biệt
trong quá trình oxy hoá lipit.
Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông
lạnh đem đi bảo quản cần được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài. Nếu

nông sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực
phẩm, công nghiệp nhẹ,….
Có nhiều kiểu kho lạnh bảo quản như:
- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2
o
C đến 5
o
C.
Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối >
10
o
C, đối với chanh >4
o
C).
- Kho bảo quản đông: Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua
cấp đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản tuỳ
thuộc vào thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối
thiểu cũng phải đạt -18
o
C để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực
phẩm trong quá trình bảo quản.
- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12
o
C, buồng bảo quản đa năng
thường được thiết kế ở -12
o
C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt
độ bảo quản 0
o
C hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo

250 tấn với thời gian lưu kho 6 tháng với nhiệt độ bảo quản là -20
0
C.
CHƯƠNG 2: KẾT CẤU, LẮP ĐẶT VÀ TÍNH TOÁN DUNG TÍCH KHO
LẠNH
2.1. Kết cấu kho lạnh
Hầu hết các kho lạnh bảo quản và kho cấp đông hiện nay đều sử dụng các
tấm panel polyurethane đã được chế tạo theo các kích thước tiêu chuẩn.
Đặc điểm các tấm cách nhiệt của các nhà sản xuất Việt Nam như sau:
a. Hình dạng:
- Panel PU là những tấm cách nhiệt với lõi cách nhiệt PolyUrethan, có độ
dày từ 50 ÷ 150 mm hai mặt trong và ngoài được bao bọc bởi tole colorbond
hoặc tôn lá dày 0,5 mm ÷ 0,8 mm. Mỗi tấm Panel PU có : chiều rộng từ 600 mm
÷ 1160 mm, chiều dài từ 1200 mm ÷ 12000 mm và được liên kết với nhau bằng
khoá CamLock.

Lớp cách nhiệt Lớp tôn lá
b. Cấu tạo: gồm có 3 lớp chính: hai bên là các lớp tôn lá, ở giữa là lớp
polurethan cách nhiệt.Hai chiều cạnh có dạng âm dương để thuận lợi choviệc lắp
ghép.
Mộng âm dương
Khóa camlock
So với panel trần và tường, panel nền do chịu phải chịu tải trọng lớn của
hang nên sử dụng loại có mật độ cao, khả năng chịu nén tốt. Các tấm panel nền
được liên kết với nhau bằng các móc khóa gọi là camlocking đã được gắn sẵn
trong panel, vì thế lắp ghép rất nhanh, khít và chắc chắn.
Panel trần được gối lên các tấm panel tường đối diện nhau và cũng có thể được
gắn bằng khóa camlocking. Khi kích thước cho kho quá lớn cần có khung treo
đỡ panel, nếu không panel sẽ bị võng ở giữa và có thể gãy gập.
Sau khi lắp xong, cần phun silicon hoặc sealant để làm kín các khe hở lắp

e. Ưu điểm :
- Do đặc tính định hình cao nên việc sử dụng lắp đặt nhà xưởng công nghiệp
bằng panel, tiết kiệm được chi phí xây dựng móng rút ngắn được thời gian thi
công, đưa công trình vào sử dụng sớm đồng thời quay nhanh được vốn đầu tư.
- Panel PU có khả năng tạo nên kết cấu nhẹ, vượt nhịp lớn nên việc thiết kế bố trí
không gian bên trong không cần nhiều cột chống đỡ.
- Lắp đặt không yêu cầu vị trí rộng và tay nghề cao, không làm ảnh hưởng đến
hiện trạng hiện có.
- Vật liệu và phụ kiện sẵn có.
- Không sử dụng thiết bị cẩu lắp đặt.
- Có khả năng thay đổi vị trí các loại cửa, ngay cả sau khi lắp đặt
- Có khả năng đáp ứng được việc phát sinh mở rộng công trình theo hai hướng:
mặt bằng hoặc cơi tầng.
- Panel PU có khả năng tạo sóng, rãnh hoặc làm bằng phẳng theo yêu cầu của
từng công trình.
- Cách nhiệt cách ẩm tốt.
- Không chứa các chất gây ung thư, an tòan khi sử dụng chứa thực phẩm.
- Không chứa các tác nhân gây hiệu ứng nhà kính ( CFC ).
f.Ứng dụng
Nhờ những ưu điểm trên nên Panel Pu được ứng dụng rộng rãi trong:
+ Xây dựng các Nhà sạch, Siêu thị, Kho lạnh, Hầm cấp đông
+ Nhà lắp ghép, nhà tiền chế, trường học, bệnh viện, nhà cơi tầng
+ Cầu nông thôn, Trạm thu phí … v.v.
+ Thi công lắp đặt dễ dàng, nhanh chóng
+ Dễ dàng di vận chuyển, lắp đặt.
2.2. Tính toán dung tích kho lạnh
2.2.1. Thể tích kho lạnh
Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:
v
g

2
Được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:
2
,m
h
V
F =
.
Trong đó: F – Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m
2
.
h – Chiều cao chất tải, m.
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ
thuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ. Chiều cao h có thể tính bằng
chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian
cần thiết để chất hàng và dỡ hàng. Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao
thực tế h
1
của kho. Chiều cao h
1
được xác định bằng: h
1
= H - 2
δ
(m)
+ Chọn chiều cao phủ bì: H = 3,6m là chiều dài chọn theo tiêu chuẩn.
+ Chiều dày của tấm panel
δ
nằm trong khoảng 50 ÷ 200mm. Chọn
δ

tường bao. Vì vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính toán trên và
được xác định theo công thức:
F
xd
=
2
33,333
75,0
250
m
F
F
==
β
.
Trong đó:
F
xd
– diện tích kho lạnh cần xây dựng, m
2
.
F
β
- hệ số sử dụng diện tích các buồng, chưa tính cả đường đi và các
diện tích giữa các lô hàng và cột, tường các diện tích lắp đặt thiết bị như dàn bay
hơi, quạt.
F
β
phụ thuộc vào diện tích nền và có thể lấy theo bảng 2-7. Ta chọn
F

ZE
E
t
t
tấn
Khi đó khối lượng tôm (đã trừ khối lượng bao bì) có thể bảo quản là:
296,98 – 296,98 . 10% = 267,28 tấn
2.2.7. Sơ bộ bố trí mặt bằng kho
Ta bố trí 5 buồng lạnh, mỗi buồng diện
tích là 72m
2
Tổng diện tích lạnh hưu ích là:
72 x 5 = 360 m
2
Bố trí như hình bên:
2.4. Một số vấn đề khi thiết kế, lắp đặt và sử dụng kho lạnh
2.4.1. Hiện tượng lọt ẩm
Không khí trong kho lạnh có nhiệt độ thấp, khi tuần hoàn qua dàn lạnh
một lượng nước đáng kể đã kết ngưng lại, vì vậy phân áp suất hơi nước không
khí trong buồng nhỏ hơn so với bên ngoài. Kết quả hơi ẩm có xu hướng thẩm
thấu vào phòng qua kết cấu bao che.
Đối với kho panel bên ngoài và bên trong kho có các lớp tôn nên không có
khả năng lọt ẩm. Tuy nhiên cần tránh các vật nhọn làm thủng vỏ panel dẫn đến
làm ẩm ướt lớp cách nhiệt. Vì thế trong các buồng lạnh người ta thường làm hệ
thống palet bằng gỗ hoặc con lươn tránh xe đẩy, vật nhọn đâm vào trong quá
trình vận chuyển đi lại. Giữa các tấm panel khi lắp ghép có khe hở nhỏ cần làm
kín bằng silicon, sealant. Bên ngoài các kho ta chọn dãy cột cao khoảng 0,8m để
phòng ngừa các xe chở hàng va đập vào kho lạnh gây hư hỏng.
2.4.2. Hiện tượng cơi nền do băng
Kho lạnh lâu ngày, lạnh truyền qua kết cấu cách nhiệt xuống nền đất. Khi

sử dụng cần phải thiết kế va sử dụng thì phải sắp xếp hàng hợp lý, hệ thống phân
phối gió hợp lý.
• Sắp xếp hàng
Khoảng cách giữa hàng với tường khoảng 2 – 8 dm; cách sàn: 1 – 1,5dm;
với trần: 5dm.
Trong kho cần chừa các khoảng hở cần thiết cho người và các phương tiện
bốc dỡ đi lại. Bề rộng tùy thuộc vào phương tiện đi lại va chạm vào các khối
hàng, có thẻ làm đổ mất an toàn và làm hư hỏng sản phẩm.
Phía dưới dàn lạnh không nên bố trí hàng để người vận hàng dễ dàng xử lý
khi cần thiết.
• Hệ thống kênh gió để phân phối
Đối với kho lạnh có dung tích như thế này ta nên dùng các kênh gió để
phân phối gió cho đều trong kho. Nhờ hệ thong gió hợp lý gió sẽ phân bố đều
hơn đến nhiều vị trí trong kho.
2.4.5. Xả băng dàn lạnh
Không khí dịch chuyển qua dàn lạnh, ngưng kết một phần hơi nước ở đó.
Quá trình tích tụ càng lâu lớp tuyết càng dày. Việc bám tuyết ở dàn lạnh dẫn đến
nhiều sự cố cho hệ thống lạnh như: như nhiệt độ kho lạnh không đạt yêu cầu,
thời gian làm lạnh lâu, ngập dịch… Vì vậy ta nên khắc phục bằng biện pháp xả
bang bằng nước.
2.4. TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG
Việc tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho kho bảo quản đông nhằm mục
đích:
- Hạn chế dòng nhiệt truyền từ bên ngoài qua kết cấu bao che vào kho lạnh.
- Tránh ngưng ẩm trên bề mặt ngoài của vách vào trong kho lạnh.
Tính toán chiều dày cách nhiệt, cách ẩm:
Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:
[ ]
)
11

- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách, W/m
2
K.

2
α
- hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m
2
K.
i
δ
- bề dày lớp vật liệu thứ i, m.
i
λ
- hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.
Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con lươn thông gió nên ta lấy
hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho. Vì
vậy ta xác định chiều dày cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền.
Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn
(panel có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm).
Nhiệt độ không khí trong kho t
b
= -20
0
C, không khí trong kho đối lưu
cưỡng bức vừa phải.
Chọn hệ số dẫn nhiệt của polyurethan
CN
λ
=0,025W/mK(0,023 ÷ 0,03

3,23
1
(
21,0
1
025,0 ==+++−=
δ
Chiều dày panel phải chọn:
mmm
panel
4,1171174,00005,0.20006,0.21152,0 ==++=
δ
Ta chọn chiều dày panel tiêu chuẩn:
mm
panelTC
125=
δ
Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là:
m
CNthuc
1228,0)0005,0.20006,0.2(125,0 =+−=
δ
Hệ số truyền nhiệt thực của vách khi đó là:
197,0
9
1
025,0
1228,0
291,0
0005,0.2

262,29
3,23.95,0.95,0
21
1
1
=
−−
−
=
−
−
=
tt
tt
K
s
s
α
W/m
2
K
Trong đó:
1
α
- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho, W/m
2
K.
t
1
- nhiệt độ không khí bên ngoài kho,

t
. Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương.
CHƯƠNG III: TÍNH NHIỆT TẢI, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ
CỦA HỆ THỐNG LẠNH
3.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI
Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường
xâp nhập vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ
công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn
định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài.
Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tính theo công thức sau:
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
, W
Trong đó:
Q
1
– dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh.
Q
2
– dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh.
Q
3

11
– dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.
Q
12
– dòng nhiệt qua tường bao và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.
Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nên
bỏ qua dòng nhiệt qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, Q
12
= 0.
Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ được xác
định theo biểu thức: Q
11
= K
t
.F(t
1
– t
2
), W
Trong đó: K
t
- hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo
chiều dài cách nhiệt thực. k
t
= 0,197W/m
2
K
F - diện tích bề mặt kết cấu bao che.
t
1

2

 Diện tích tiếp xúc với không khí có nhiệt độ môi trường là:
Cao: H = 3,6 m; dài: 12m; rộng: 6.5 = 30m
Vậy diện tích của dãy là:F
2
= (30 + 12.2).3,6 = 194,4 m
2
Q
tb
11
= K
1
.F
1
.(t
bđ
– t
2
) + K
2
.F
2
.(t
1
– t
2
)
K
1

và K
tr
=0,22(w/m
2
K)
⇒
Q
tr
11
= 0,22.360.(29,2+20) = 3896,64 w
Vậy Q
11
= Q
tb
11
+ Q
n
11
+Q
tr
11
= 2694,20256 +2.3896,64 = 10487,48256 w
3.1.2. Dòng nhiệt do bao bì và sản phẩm tỏa ra
Q
2
= Q
21
+ Q
22
- Q

0
C.
Ta có i
1
= 24,8 kJ/kg, i
2
= 0 [internet]
Vậy Q
21
= 10,764 W
• Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra:
3600.24
1000
)(.
2122
ttCMQ
bb
−=
, W
- M
b
: Khối lượng bao bì đựng sản phẩm.
- C
b
: Nhiệt dung riêng của bao bì, bao bì đựng sản phẩm là bìa
cactông có C
b
= 1,46 kJ/kg.K
- t
1

32
, do các động cơ điện Q
33
, do mở cửa Q
34
.
Các dòng nhiệt do vận hành sẽ được tính riêng tổng của chúng được tính vào phụ
tải của máy nén và thiết bị.
Q
3
= Q
31
+ Q
32
+ Q
33
+ Q
34
• Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng.
Q
31
= A.F, W
- F: Diện tích của buồng
- A: Nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1m
2
diện tích buồng hay diện
tích nền, đối với buồng bảo quản A = 1,2W/m
2
Tổng lượng nhiệt tổn thất do chiếu sáng cho dãy buồng lạnh là:
Q

Q
34
= B.F,W
- B: Dòng nhiệt riêng khi mở cửa.
- F: Diện tích buồng.
Dòng nhiệt riêng khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng và chiều cao
là 3,6m, theo bảng 4 – 4 [2] theo phương pháp nội suy ta được B = 7,2 (kho bảo
quản đông)
Q
34
= 7,2 . 72 = 518,4 W
• Dòng nhiệt tổn thất do xả băng:
Thông thường nhiệt độ không khí sau khi xả băng tăng (4 ÷ 7)
0
C. Dung
tích càng lớn thì độ tăng nhiệt độ càng nhỏ và ngược lại. Dòng nhiệt do xả băng
dàn lạnh Q
35
được xác định theo biểu thức:
65,51
3600.24
5.1004.5,687.293,1
.2
3600.24

35
==
∆
=
tCV

Vậy: Q
3
= Q
31
+ Q
32
+ Q
33
+ Q
34
+ Q
35
= 432 + 700 + 7500 + 518,4 +51,65
= 9202,05 W = 9,0205 kW
Do các tổn thất trong kho lạnh không đồng thời xảy ra, nên công suất nhiệt
yêu cầu thực tế sẽ nhỏ hơn tổng tổn thất nhiệt. Để tránh lựa chọn có công suất quá
lớn, gây tốn kém, lãng phí đầu tư, tải nhiệt của máy nén chỉ lấy một phần của nhiệt
tổn thất.
Q
MN
= 85%Q
1
+ Q
2
+ 75%Q
3
=0,85. 10487,48256 + 29,7744 +0,75.9202,05
= 15845,2619 W = 15,8453 kW
Trong một ngày đêm máy nén làm việc 24 giờ nhưng thường làm 22/24h
do đó năng suất lạnh máy nén được tính như sau:

3.2.2 Chọn môi chất lạnh.
Ở máy lạnh nén hơi, sự thu nhiệt của môi trường có nhiệt độ thấp nhờ quá
trình bay hơi ở nhiệt độ thấp và áp suất thấp, sự thải nhiệt cho môi trường có
nhiệt độ cao nhờ quá trình ngưng tụ ở áp suất cao và nhiệt độ cao, sự tăng áp của
quá trình nén hơi và giảm áp. Môi chất lạnh sử dụng trong hệ thống lạnh cần đáp
ứng các yêu cầu về tính kinh tế,tính chất sinh lý, tính chất lý học, tính kinh tế.
Hiện nay, hệ thống lạnh cho kho bảo quản thường sử dụng môi chất freon
22 và môi chất NH
3
. Do yêu cầu về mặt môi trường: phá hủy tầng ozôn, gây hiệu
ứng nhà kính. Môi chất freon 22 chỉ là môi chất quá độ và dần sẽ được thay thế
bằng môi chất khác. Vì vậy tôi quyết định chọn môi chất ammoniac cho hệ thống
lạnh đang thiết kế.
Nhờ có các tính chất nhiệt động nên ammoniac tuy độc hại nhưng vẫn
được sử dụng rộng rãi.
3.2.3 Các thông số của chế độ làm việc
1. Nhiệt độ sôi của môi chất t
0
Nhiệt độ sôi của môi chất phụ thuộc vào nhiệt độ của kho lạnh bảo quản.
nhiệt độ sôi của môi chất lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như sau:
t
0
= t
b
- ∆t
0
= - 20 – 8 = -28
o
C
Trong đó: t

0
C
Trong đó:
2w
t
– là nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng,
0
C
∆t
k
– là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, thường lấy từ 4 ÷ 6
o
C.
Tôi chọn ∆t
k
=5
o
C.
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng có thể xác định theo công thức:
t
w2
= t
w1
+ ∆t
w
=29,2 + 5 = 34,2
0
C
Trong đó: t
w1

Nhiệt độ quá lạnh càng thấp thì năng suất lạnh càng lớn. Vì vậy, người ta
cố gắng hạ thấp nhiệt độ quá lạnh xuống càng thấp càng tốt, thường ta chọn như
sau:
t
ql1
=

t
5
= tw
1
+ (3 ÷ 5
0
C)= 29,2 + 5 = 34,2
0
C
Nước đưa vào dàn ngưng, việc quá lạnh được thực hiện ngay trong thiết bị
ngưng tụ bằng cách để mức lỏng ngập một số ống dưới cùng của dàn ống trong
bình ngưng ống chùm. Nước cấp vào bình ngưng sẽ đi qua các ống này trước để
quá lạnh lỏng sau đó mới lên các ống trên để ngưng tụ môi chất.
3.3 CHU TRÌNH LẠNH
1 Chọn chu trình lạnh
t
0
= -28
0
C  p
0
= 0,13 MPa
t

/kg)
Trạng thái
1’ -28 0,13 1645 0,88 Hơi bão hoà khô
1 -20 0,13 1750 0,92 Hơi quá nhiệt
2 60 0,43 1920 0,38 Hơi quá nhiệt
2’=3’ 39,2 1,53 1711 0,0866 Hơi bão hoà khô
3 34,2 1,7 579 0,0984 Lỏng bảo hòa
4 -28 0,13 430 - Hơi ẩm
Đối với máy nén piston tỷ số nén càng cao, thì hệ số cấp càng nhỏ, nhiệt
độ cuối quá trình nén càng cao, nhất là đối với môi chất Amoniac. Như vậy tỷ số
nén cao dẫn đến điều kiện làm việc không thuận lợi cho máy nén khi tỷ số nén
lớn hơn 9 đối với môi chất NH
3
phải chuyển chu trình một cấp nén sang hai cấp
nén có làm mát trung gian. Do yêu cầu đảm bảo an toàn cho máy nén trong quá
trình làm việc, để tránh những điều kiện làm việc không thuận lợi cho máy nén
và thiết bị, tôi quyết định chọn máy nén 2 cấp.
Trong các chu trình máy lạnh, sau khi phân tích ưu nhược điểm của mỗi
chu trình tôi chọn chu trình 2 cấp bình trung gian có ống xoắn ruột gà.
Ta có: P
tg
=
MPaPP
ok
4445,0=×
 t
tg
= 0
0
C

= 1920 – 579 = 1341 kJ/kg
6. Hệ số lạnh:

15,7
170
1215
0
===
l
q
ε
7. Hiệu suất entanpy của chu trình:
=−==
0
0
/).( TTT
ok
ε
ε
ε
γ
7,15 (39,2 + 28)/(273 – 28) = 1,96
3.4 TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ TRAO ĐỔI NHIỆT