Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
LỜI MỞ ĐẦU
- Kỹ thuật lạnh là một ngành được phát triển trên 100 năm nay. Ngay từ những ngày
đầu mới phát triển, các nhà khoa học đã thấy được tính ưu việt và khả năng ứng
dụng rộng rãi vào đời sống con người trong rất nhiều lónh vực như: điều hòa không
khí, bảo quản lạnh và lạnh đông thực phẩm và rất nhiều ngành kỹ thuật khác có
liên quan.
- Với tốc độ phát triển ngày càng nhanh và đòi hỏi ngày càng cao của ngành công
nghiệp thực phẩm, kỹ thuật lạnh lại thể hiện được tính ưu việt của mình trong quá
trình bảo quản lạnh cũng như bảo quản lạnh đông thực phẩm, góp phần làm cho
nguyên liệu thực phẩm sau khi được thu hái, đánh bắt có thể được bảo quản với
thời gian lâu hơn mà chất lượng thì gần như không đổi.
- Cùng với sự phát triển kinh tế thì nhu cầu giao lưu thương mại giữa các nơi cũng
ngày càng phát triển. Để phục vụ tốt cho việc giao lưu hàng hóa trong nước và
ngoài nước, đặc biệt là đối với các sản phẩm lạnh đông, thì cần phải có các phương
tiện vận tải lạnh. Được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là tàu thủy, tàu hỏa, ôtô và
container lạnh. Những phương tiện này chính là cầu nối quan trọng của dây chuyền
lạnh nối liền từ nơi sản xuất chế biến tới nơi bảo quản, trung chuyển, phân phối và
tiêu dùng, không những góp phần làm cho sản phẩm được phân phối đều, rộng
khắp mà còn là yếu tố quan trọng phát triển nền kinh tế.
- Đối với tàu thủy là phương tiện duy nhất, kinh tế nhất trong việc vận chuyển sản
phẩm lạnh và đông lạnh giữa các châu lục. Cũng nhờ có tàu thủy mà có thể đánh
bắt hải sản lâu ngày trên biển.
- Trên đất liền, giữa các đòa điểm có đường sắt nối liền thì vận chuyển lạnh bằng tàu
hỏa là kinh tế nhất nhưng thực tế khối lượng vận chuyển phải lớn mới kinh tế.
- Trên các đoạn đường không có đường sắt, giữa các kho lạnh phân phối và tiêu
dùng hoặc giữa nơi đánh bắt và chế biến thì vận chuyển bằng ôtô và container là
kinh tế nhất và tiện lợi nhất.
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 1
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
TỔNG QUAN

giảm.
- Hệ số dẫn nhiệt l, hệ số tỏa nhiệt a càng lớn càng tốt vì thiết bò trao đổi nhiệt gọn
nhẹ hơn.
- Sự hòa tan dầu của môi chất cũng đóng vai trò quan trọng trong sự vận hành và bố
trí thiết bò. Môi chất hòa tan dầu hoàn toàn có ưu điểm là quá trình bôi trơn tốt hơn,
các thiết bò trao đổi nhiệt luôn được rửa sạch lớp dầu bám, quá trình trao đổi nhiệt
tốt hơn, nhưng có nhược điểm là có thể làm giảm độ nhớt của dầu và tăng nhiệt độ
bay hơi nếu tỉ lệ dầu trong môi chất lạnh lỏng ở dàn bay hơi tăng. Môi chất không
hòa tan dầu có nhược điểm là quá trình bôi trơn khó thực hiện hơn, lớp dầu bám
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 2
ChươngI
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
trên thành thiết bò và lớp trở nhiệt cản trở quá trình trao đổi nhiệt…ưu điểm của nó
là không làm giảm độ nhớt dầu, không bò tăng nhiệt độ sôi…
- Môi chất hòa tan nước càng nhiều càng tốt vì tránh được tắc ẩm cho van tiết lưu.
- Phải không dẫn điện để có thể sử dụng cho máy nén kín và nửa kín.
I.1.2.3 Tính chất sinh lý:
- Không được độc hại với người và cơ thể sống, không gây phản ứng với cơ quan hô
hấp, không tạo các khí độc hại khi tiếp xúc với ngọn lửa hàn và vật liệu chế tạo
máy.
- Phải có mùi đặc biệt để dễ dàng phát hiện rò rỉ và có biện pháp phòng tránh, an
toàn. Nếu môi chất không có mùi, có thể pha thêm chất có mùi vào để nhận biết
nếu chất đó không ảnh hưởng đến chu trình lạnh.
- Không được ảnh hưởng xấu đến chất lượng bảo quản.
I.1.2.4 Tính kinh tế:
- Giá thành phải rẻ, tuy nhiên phải đảm bảo độ tinh khiết yêu cầu.
- Dễ kiếm, nghóa là việc sản xuất, vận chuyển, bảo quản dễ dàng.
I.1.3 Lựa chọn môi chất lạnh:
- Từ những yêu cầu cần đạt được của một môi chất lạnh trong chu trình lạnh, ta chọn
môi chất lạnh R22 (công thức hóa học: CHClF

buồng lạnh có nhiệt độ đến -180
0
C. Thường bọt polystirol bò cháy nhưng cũng có
loại không cháy do trộn các loại phụ gia chống cháy. Polyurethan có ưu điểm lớn
hơn là tạo bọt mà không cần gia nhiệt nên dễ dàng tạo bọt trong các thể tích rỗng
hoặc giữa các tấm cách ẩm. Chính vì vậy mà polyurethan được sử dụng để cách
nhiệt đường ống, tủ lạnh gia đình và thương nghiệp, ôtô Do đó, ta chọn
polyurethan làm vật liệu cách nhiệt cho thùng bảo ôn vì có những ưu điểm nêu
trên.
I.3 GIỚI THIỆU VẬT LIỆU CÁCH ẨM:
- Ẩm có thể xâm nhập vào thùng bảo ôn bằng các con đường:
o Mưa rơi trên bề mặt ngoài.
o Do vật liệu xây dựng của thùng bảo ôn có khả năng hút ẩm của không khí.
o Do nước trong không khí ngưng tụ trên bề mặt ngoài.
- Không khí là hỗn hợp của O
2
, N
2
, khí trơ và hơi nước. Nhiệt độ không khí càng cao
thì áp suất riêng phần của hơi nước càng tăng nên áp suất riêng phần của hơi nước
bên ngoài thùng bảo ôn sẽ lớn hơn trong thùng bảo ôn. Từ đó hơi nước có xu hướng
luôn thâm nhập vào bên trong lớp cách nhiệt và do đó sẽ tăng tổn thất lạnh đồng
thời làm cho vật liệu cách nhiệt mau hư hỏng.
- Để giữ gìn lớp cách nhiệt không bò ẩm ướt bằng cách phủ lên mặt ngoài của vật
liệu cách nhiệt 1 lớp như: bitum, keo, nhũ tương bitum, giấy dầu…Ta chọn bitum là
lớp cách ẩm phủ lên bề mặt ngoài của lớp polyurethan về phía nhiệt độ cao hơn.
I.4 GIỚI THIỆU SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ:
- Hệ thống lạnh với máy lạnh nén hơi một cấp , dàn lạnh bay hơi trực tiếp làm lạnh
sản phẩm nhờ dàn quạt đối lưu cưỡng bức. Các chi tiết thiết bò trong hệ thống lạnh
gồm có:

hơi về máy nén nhằm loại ẩm và các tinh thể đá tạo thành, tránh hiện tượng tắc
ẩm cho van tiết lưu và ẩm xâm nhập vào máy nén.
- Mắt ga: được bố trí trên đường dẫn lỏng sau bình chứa cao áp để kiểm tra lượng
lỏng trong hệ thống.
- Rơle nhiệt độ: có nhiệm vụ điều khiển tự động quá trình đóng mở cho hệ thống
hoạt động hoặc ngưng hoạt động nhằm ổn đònh nhiệt độ làm lạnh theo giá trò đònh
trước.
I.4.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống:
- Hơi tác nhân lạnh ra khỏi dàn lạnh vào bình tách lỏng để tách các giọt lỏng bò lôi
cuốn theo. Phần lỏng tách được này lại tiếp tục được tiết lưu để sinh lạnh, phần hơi
được qua bình hồi nhiệt để nâng nhiệt độ hơi thành hơi quá nhiệt. Hơi quá nhiệt
sau đó được hút về máy nén và được nén lên đến áp suất ngưng tụ qua thiết bò
ngưng tụ, ngưng tụ lại thành lỏng rồi được dẫn vào bình chứa cao áp. Lỏng từ bình
chứa cao áp qua bình hồi nhiệt để quá lạnh tác nhân lạnh lỏng, qua phin sấy lọc rồi
qua van tiết lưu để tiết lưu giảm áp và sôi trong dàn lạnh. Tác nhân lạnh sôi sẽ thu
nhiệt của sản phẩm cần làm lạnh và trở thành hơi đi ra ngoài.
- Khi nhiệt độ thùng xe hạ xuống dưới mứa quy đònh thì rơle nhiệt độ sẽ ngắt mạch
bộ ly hợp từ tính của máy nén, máy nén sẽ chạy không tải. Sau một khoảng thời
gian nhiệt độ trong thùng xe tăng, rơle nhiệt độ lại đóng mạch bộ ly hợp từ tính của
máy nén cho hệ thống hoạt động trở lại bình thường.
- Sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh của xe được mô tả trên sơ đồ sau:
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 5
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM
II.1 XÁC ĐỊNH BỀ DÀY LỚP CÁCH NHIỆT:
II.1.1 Kết cấu trần:
- Trần của thùng bảo ôn có kết cấu như sau:
o Lớp cách nhiệt có bề dày: δ
CN
.
















++−=
∑
tri
i
ng
CNCN
K
αλ
δ
α
λδ
111
(m) (*)
λ
CN

Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
α
ng
: hệ số tỏa nhiệt từ không khí đến mặt ngoài của vách bao che, W/m
2
K
α
tr
: hệ số tỏa nhiệt từ mặt ngoài của vách bao che đến không khí trong
thùng bảo ôn, W/m
2
K
Chọn α
tr
= 8 (W/m
2
K)
α
ng
được tính theo công thức sau:
ωα
11594 ,, +=
ng
ω: vận tốc xe lạnh chuyển động, m/s.
Chọn ω = 45km/h = 12,5 m/s, thế vào công thức ta có:
35851211594 ,,,, ≈+=
ng
α
(W/m
2







+++−=
δ
- Chọn δ
CN
= 0,1 (m) = 10 (cm). Bọt polyurethan sẽ được phun vào khoảng trống
giữa hai lớp nhôm bảo vệ sao cho đạt bề dày tính toán.
- Như vậy: tổng bề dày kết cấu của trần thùng bảo ôn là:
Σδ = δ
2
+ δ
CN
+ 2δ
1
= 2x0,001 + 0,1 + 0,003 = 0,105 (m).
II.1.2 Kết cấu vách bao che:
-
- - Để đảm bảo điều kiện cho không khí lạnh được đối
lưu tốt trong thùng bảo ôn và đảm bảo cho kết cấu được vững chắc, lớp nhôm bảo
vệ bên trong thùng bảo ôn có dạng sóng vuông và dọc theo vách có những thanh
gỗ tăng cứng và liên kết giữa lớp nhôm bên trong và lớp bên ngoài.
- Bề dầy lớp cách nhiệt δ
CN
được tính theo công thức tương tự như công thức (*) ở
trên:

1
δ
2
δ
CN
δ
1
- Kết cấu của vách bao che thùng bảo ôn giống tương tự như
kết cấu của trần như sau:
o Lớp cách nhiệt có bề dày: δ
CN
.
o Lớp Bitum cách ẩm có bề dày: δ
2
.
o Hai lớp nhôm bảo vệ bên ngoài có chiều dày: δ
1
.
STT VẬT LIỆU δ

(m)
λ
(W/mK)
1 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8
2 Lớp Bitum cách ẩm 0,003 0,18
3 Lớp polyurethan cách nhiệt δ
CN
0,0325
4 Lớp nhôm bảo vệ 0,001 203,8
Σδ




+++−=
- Ta chọn δ
CN
= 0,1 (m) = 10 (cm)
II.1.3 Kết cấu sàn thùng bảo ôn:
- Sàn
thùng bảo ôn có kết cấu như sau:
o Lớp cách nhiệt có bề dày: δ
CN
.
o Lớp Bitum cách ẩm có bề dày: δ
2
.
o Hai lớp thép không rỉ có chiều dày: δ
3
.
o Hai lớp nhôm bảo vệ bên ngoài có chiều dày: δ
1
.
- Lớp nhôm bảo vệ bên trong của thùng bảo ôn có dạng sóng vuông để tăng khả
năng chòu lực đồng thời giúp thoát nước dễ dàng. Để tăng cứng và khả năng chòu
lực cho thùng, ta lắp thêm các thanh gỗ chòu lực và liên kết.
STT VẬT LIỆU δ

(m)
λ
(W/mK)






++−=
∑
tri
i
ng
CNCN
K
αλ
δ
α
λδ
111
)(,
,
,
,
,
,
,
,,
, mx 07610
8203
0020
180
0030

2 Vách 0,105
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 8
δ
1
δ
1
δ
3
δ
2
δ
CNN
δ
3
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
3 Sàn 0,107
- Chiều dày của kết cấu bao che thùng bảo ôn không chọn theo chiều dày của từng
phần mà chiều dày chung của tổng kết cấu bao che chọn theo phần kết cấu có
chiều dày lớn nhất. Như vậy, chọn chiều dày của kết cấu bao che thùng bảo ôn δ =
0,107 (m).
II.2 TÍNH KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG:
- Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che ở trên được xác đònh lại bằng công
thức như sau:






≈

1
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
αλ
δ
λ
δ
α
Như vậy: K
th
< K
cho phép
= 0,4 (W/m
2
K)
- Kết cấu phải đảm bảo không đọng sương ở vách ngoài kết cấu bao che. Để đảm
bảo không đọng sương, hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che phải thỏa điều
kiện:
đs
trng
Sng
ngth

t
s
được xác đònh dựa vào nhiệt độ không khí bên ngoài và độ ẩm trung bình.
Ta có các thông số khí tượng tại Thành phố Hồ Chí Minh như sau:
+ Nhiệt độ tuyệt đối: t
tđ
= 40
0
C
+ Nhiệt độ tối cao trung bình tháng nóng nhất: t
tc
= 34
0
C.
37
2
3440
2
=
+
=
+
=
tctđ
kk
tt
t
(
0
C)

thực
< K
đọng sương
(0,31 < 4,028)
Vách ngoài của kết cấu bao che không bò đọng sương.
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 9
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
 Kết cấu bao che của thùng bảo ôn với K = 0,31(W/m
2
K) và δ = 0,107 (m) là hợp lý
và có thể sử dụng để tính toán cho các bước tiếp theo.
TÍNH TOÁN NHIỆT
THÙNG BẢO ÔN
- Tính nhiệt của thùng bảo ôn là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi
vào thùng bảo ôn. 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 đònh
giữa thùng bảo ôn và không khí bên ngoài.
- Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt thùng bảo ôn là để xác đònh năng suất
của máy lạnh cần lắp đặt.
III.1 XÁC ĐỊNH DIỆN TÍCH CỦA CÁC KẾT CẤU BAO CHE:
- Để tiện cho việc tính toán và phù hợp với thực tế, ta chọn cá làm sản phẩm đại
diện sẽ được vận chuyển và bảo quản trong thùng bảo ôn.
- Phụ tải thể tích thực tế của cá: q
v
= 0,4 tấn/m
3
.
- Thể tích chứa sản phẩm của thùng bảo ôn:
v
sp

sp
: chiều cao của sản phẩm trong thùng bảo ôn. Chọn h
sp
= 1,8 (m).
946
81
512
,
,
,
≈=⇒
sp
F
(m
2
)
- Diện tích thiết kế của thùng bảo ôn (diện tích thực tế chế tạo):
β
sp
xd
F
F =
(m
2
)
β: hệ số xử dụng của thùng bảo ôn. Chọn β = 0,7 với thùng bảo ôn có F
xd
<
50m
2

4
Q
1
: tổn thất lạnh ra môi trường xung quanh, W.
Q
2
: tổn thất lạnh làm lạnh sản phẩm, W.
Q
3
: tổn thất lạnh để thông gió, W.
Q
4
: tổn thất lạnh trong vận hành, W.
- Vì chức năng chính của xe lạnh là vận chuyển và bảo quản trong khi vận chuyển
các sản phẩm đã được làm lạnh đông từ trước nên ta có thể xem Q
2
= 0 tức là
không tính đến tổn thất lạnh để làm lạnh sản phẩm.
- Đối với các sản phẩm rau quả thì cần tổn thất lạnh để thông gió còn các sản phẩm
thòt cá thì không cần thiết. Như vậy Q
3
= 0.
- Tổng tổn thất lạnh thực tế cần phải tính toán cho thùng bảo ôn là:
Q = Q
1
+ Q
4
, W.
III.2.1 Tổn thất lạnh ra môi trường xung quanh Q
1

).
K: hệ số truyền nhiệt của vách và mái, W/mK.
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 11
D = 2,214 (m)
H = 2,214 (m)
L

=

5
,
2
1
4

(
m
)
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
F
V
: diện tích tính toán của các vách và mái, m
2
.
ntV
FFF .=
t
ng
, t
tr

(t
ng
- t
tr
).
K: hệ số truyền nhiệt của sàn, W/mK.
F
V
: diện tích tính toán của sàn, m
2
.
ntV
FFF .=
t
ng
, t
tr
: nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong thùng bảo ôn,
0
C.
- Diện tích mặt ngoài của sàn thùng bảo ôn:
F
n
= 5,214 x 2,214 ≈ 11,544 (m
2
).
- Diện tích mặt trong của sàn thùng bảo ôn:
F
t
= 5 x 2 = 10 (m

2
.
K: hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, W/m
2
K.
- Q
1
''' chỉ tính cho mái trên của thùng bảo ôn và phần vách có diện tích lớn nhất của
thùng xe. Chọn vách có F
n
= 5,214 x 2,214 = 11,544 (m
2
) ở hướng Đông (hoặc
Tây) có θ
b
= 3
0
C = 3 + 273 = 278,3 (K) ứng với vách có màu sáng trắng và θ
b
=
5,3
0
C = 5,3 +273 = 278,3 (K) đối với mái bằng.
Vậy Q
1
''' = 0,31 x (10,74 x 276 + 10,74 x 278,3) = 1845,5 (W).
III.2.2 Tổn thất lạnh trong vận hành Q
4
:
- Tính tổn thất lạnh trong vận hành do vận hành quạt gió ở dàn lạnh để đối lưu

Tổng tổn thất Q 3548,2
- Khi tác nhân lạnh vận chuyển trong hệ thống sẽ bò tổn thất thêm 1 phần nữa, năng
suất lạnh Q
0
được tính như sau:
b
Qk
Q
.
=
0
(W)
k: hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bò. Đối với dàn lạnh
trực tiếp: k = 1,07.
b: hệ số thời gian làm việc, chọn b = 0,9.
44218
90
23548071
0
,
,
,,
≈=
x
Q
(W) = 4,2184 (kW)
- Hệ thống lạnh sử dụng máy nén độc lập để làm lạnh thùng bảo ôn nên Q
0
= Q
MN

0
C.
∆t
k
: hiệu nhiệt độ trung bình giữa môi chất lạnh ngưng tụ và không khí giải
nhiệt. ∆t
k
có giá trò trong khoảng 10 - 15
0
C. Chọn ∆t
k
= 10
0
C; chọn độ chênh
giữa nhiệt độ không khí vào và ra khỏi bình ngưng là 8
0
C. Với nhiệt độ
không khí vào ở Tp.HCM = 37
0
C ta có:
t
k
= 37 + 8 + 10 = 55 (
0
C).
IV.1.2 Xác đònh nhiệt độ sôi của tác nhân lạnh:
- Nhiệt độ sôi t
0
của tác nhân lạnh dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như sau:
t

0
C).
IV.1.3 Chọn chu trình lạnh:
- Để đảm bảo tối ưu chế độ làm việc, chọn chu trình lạnh 1 cấp nén có quá nhiệt
hơi hút và quá lạnh lỏng ngưng tụ. Chu trình được biểu diễn trên sơ đồ P_h của
R22 như sau:
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 14
P
∆
h
11'
P
0
, t
0
4
1'
1
h
P
k
, t
k
3
∆
h
3'3
3'
2'
2

C => nhiệt độ hơi hút
vào máy nén là: t
h
= ∆t
qn
+ t
0
= 20 - 26 = -6 (
0
C).
- Độ quá lạnh lỏng của tác nhân: ∆t
ql
= t
3'
- t
3
được xác đònh như sau:
Do quá trình quá nhiệt hơi hút và quá lạnh lỏng ngưng tụ xảy ra trong thiết bò hồi
nhiệt bằng cách cho tác nhân lạnh lỏng đi trong ống trao đổi nhiệt với hơi tác nhân
đi ngoài ống nên hơi lạnh sẽ nhận toàn bộ nhiệt lượng do chất lỏng nóng tỏa ra
(giả sử không có tổn thất nhiệt). Như vậy ta có:
h
1
- h
1'
= h
3'
- h
3
=> h

- Thông số của các điểm cần tính toán trên chu trình lạnh đã xác đònh được được
cho trong bảng sau:
Điểm t (
0
C) P (bar) h (kJ/kg) v (dm
3
/kg)
1 -6 1,936 406,55 127,158
1' -26 1,936 394,45 116,300
2 120 21,635 477,8 15,197
3' 55 21,635 268,62 0,9449
3 45 21,635 256,52
4 -26 1,936 256,52
IV.2 TÍNH CHỌN MÁY NÉN VÀ ĐỘNG CƠ MÁY NÉN:
IV.2.1 Tính chọn máy nén:
Q
0MN
= 4218,4 (W) = 4,2184 (kW) = 4,2184 (kJ/s).
- Năng suất lạnh riêng khối lượng:
q
o
= h
1'
- h
4
= 394,45 - 256,52 = 137,93 (kJ/kg).
- Năng suất khối lượng thực tế của máy nén (lưu lượng môi chất nén qua máy nén):
03060
93137
21844

tl
. λ
k
. λ
w.
λ
r
[3]
λ
c
: hệ số tính đến thể tích chết.
λ
tl
: hệ số tính đến tổn thất nhiệt do tiết lưu.
λ
w
: hệ số tính đến tổn thất do hơi hút vào xi-lanh bò đốt nóng.
λ
r
: hệ số tính đến tổn thất do rò rỉ môi chất qua pittông, xi-lanh, secmăng và
van từ khoang nén về khoang hút.
- Công thức trên có thể được viết gọn lại thành:
λ = λ
i
. λ
w'
Trong đó:




C
P
PP
m
kk
ktlci
λλλλ

Lấy ∆P
0
= ∆P
k
= 0,01 Mpa = 10000 Pa
m = 1 đối với máy nén freon.
C = 0,04: tỉ số thể tích chết.
5370
193600
10000193600
193600
100002163500
040
193600
10000193600
,
,
≈





7530
55273
26273
,
'
≈
+
−
=⇒
W
λ
Vậy λ = λ
i
. λ
w'
= 0,537 x 0,753 ≈ 0,4044
- Thể tích lý thuyết do pittông quét được:
0096440
40440
00390
,
,
,
≈==
λ
tt
lt
V
V
(m

- Chọn máy nén pittông IIБ14 1 cấp của Nga có:
V
ltMN
= 0,0111 (m
3
/s)
Số xi-lanh: z = 2
Đường kính pittông: d = 67,5 (mm)
Số vòng quay: n = 24 (vòng/s)
- Số lượng máy nén yêu cầu:
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 16
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
870
01110
0096440
,
,
,
===
ltMN
lt
MN
V
V
Z
- Chọn Z = 1 máy nén.
IV.2.2 Tính động cơ lắp sẵn:
- Động cơ lắp vào máy nén phải có đủ công suất để bù đắp cho tất cả các tổn thất
xảy ra trong quá trình vận hành. Các tổn thất công suất được cho trong sơ đồ sau:
N

truyền động
η
tđ
Tổn thất ở
động cơ
η
đc
- Công nén đoạn nhiệt:
N
s
= m
tt
.l (kW)
m
tt
: lưu lượng khối lượng qua máy nén, kg/s.
l: công nén riêng, kJ/kg; l = h
2
- h
1
.
N
s
= 0,0306 x (477,8 - 406,55) = 2,18025 (kW).
- Công nén chỉ thò: công nén thực do quá trình nén lệch khỏi quá trình nén đoạn
nhiệt lý thuyết.
i
S
i
N

(kW)
- Công nén hiệu dụng N
e
: công nén có tính đến tổn thất ma sát của các chi tiết máy
nén.
N
e
= N
i
+ N
ms
Với: N
ms
= V
tt
.p
ms
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 17
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
p
ms
: áp suất ma sát riêng. Chọn p
ms
= 0,049 MPa đối với máy nén freon
thẳng dòng.
N
e
= 3 + 0,0039 x 0,049.10
3
≈ 3,2 (kW)

- Công suất động cơ lắp đặt: N
đc
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, động cơ lắp đặt phải có công suất lớn hơn
N
el
. Chọn hệ số an toàn là 2,1 cho máy lạnh nhỏ do chế độ làm việc dao động lớn
và điện lưới không ổn đònh.
N
đc
= 2,1 x N
el
= 2,1 x 3,743 = 7,86 (kW).
Chọn động cơ lắp sẵn cho máy nén có công suất động cơ N
đc
= 8 (kW).
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 18
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
TÍNH CHỌN THIẾT BỊ NGƯNG TỤ
V.1 NHIỆT THẢI NGƯNG TỤ Q
K
:
- Nhiệt thải ra ở thiết bò ngưng tụ Q
k
(kW) là nhiệt lượng mà nước làm mát hoặc
không khí làm mát phải lấy đi.
Q
k
= m.q
k
= m.(h

= 0,045 (m).
o Bước ống chéo: S
2
' = 0,052 (m).
V.3 TÍNH CHỌN DÀN NGƯNG TỤ:
- Chọn độ chênh lệch nhiệt độ của không khí trong bình ngưng: ∆t = 8
0
C.
- Nhiệt độ không khí bên ngoài trong khi xe chuyển động: t
1
= 37
0
C.
- Nhiệt độ không khí khi ra khỏi bình ngưng: t
2
= t
1
+ ∆t = 37 + 8 = 45
0
C.
- Nhiệt độ trung bình của không khí trong bình ngưng là:
41
2
3745
=
+
=
kk
t
(

3755
3745
2
1
12
,
ln
ln
=
−
−
−
=
−
−
−
=∆
tt
tt
tt
t
k
k
tb
(
0
C)
- Lượng không khí cần thiết để giải nhiệt bình ngưng:
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 19
Chương V

kk
kk
G
V
ρ
(m
3
/s)
V.3.1 Xác đònh hệ số tỏa nhiệt về phía không khí:
Nu = C.C
z
.C
S
.ϕ
-m
Re
n
.
- Đối với chùm ống bố trí sole ta có:
C = 0,32 và m = 0,5
- Chọn số hàng ống theo chiều chuyển động của không khí z = 4, ta tìm được hệ số
C
z
= 1. C
z
là hệ số hiệu chỉnh sự ảnh hưởng của số hàng ống z theo chiều chuyển
động của dòng khí. C
z
được tra trong tài liệu [1] theo bảng sau:
Bố trí ống

−
=








−
−
=
,
,
'
,,
,,
ng
ng
S
dS
dS
C
- Diện tích cánh của 1m ống:
)/(,
,
.,,,
,
),,(,

=
−
δπ
π
- Diện tích khoảng giữa các cánh của 1m ống:
060
1053
101110530280143
3
33
0
0
,
.,
).,.,(,,
)(
=
−
=
−
=
−
−−
xx
S
Sd
F
C
Cng
δπ

)(,),,(,
,
,
,
,
,
)(,
mxx
dD
F
F
d
F
F
l
ng
C
ngq
0350028004907850
8120
7520
0280
8120
060
7850
22
22
0
=−+=
−+=

ϕ
Số mũ n trong công thức tính Nu là: n = 0,6 x ϕ
ng
0,07
= 0,6 x 9,23
0,07
= 0,7.
Thế vào công thức tính Nu ở trên ta có:
Nu = C.C
z
.C
S
.ϕ
-m
Re
n
= 0,32 x 1 x 1 x 9,23
-05
x 23594
0,7
= 121,2
- Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
8295
0350
1076722121
2
,
,
.,,
.

(W/m
2
K) [1]
Với: Ψ = 0,85: hệ số kể đến sự truyền nhiệt không đều theo chiều cao cánh
E: hiệu suất cánh, được xác đònh theo công thức:
'
)'(
mh
mhth
E =
[1]
o Xác đònh E:
'
)'(
mh
mhth
E =
Trong đó:






+
==
2
22
0
δδ

3
,
,,
,
,
≈






+
=⇒
−
x
x
m
Chiều cao quy ước của cánh:
h’ = h(1 + 0,35lnρ)
Với: h = 0,5(D – d
ng
)

751
0280
0490
,
,
,


+Ψ=
Km
W
xxx
F
F
E
F
F
C
kkkkng
2
0
378
8120
060
8509440
8120
7520
8295
,
,
,
,,
,
,
,
αα
- Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống:

k
– t
v
: độ chênh nhiệt độ trung bình giữa nhiệt độ ngưng tụ và vách
ngoài.
∆t
b
: độ chênh nhiệt độ trung bình giữa môi chất ngưng tụ và môi trường làm
mát.
∑
+=
nh
nh
th
th
i
i
λ
δ
λ
δ
λ
δ
(m
2
K/W)
δ
th
= 0,002 (m): bề dày của thép.
λ

.,
,,
,
,
,
,
,
v
v
kktr
t
x
x
x
t
q
∆−=
+
+
∆−
=⇒
−
61302924
101525
08800660
06602
8120
0660
378
1

3
862873
021010167250
8191094721031058522568477
720
720
,
,
,.,
,).,(,),,(
,
.
,
−
−
−
∆=
∆
−
=
∆
=
v
v
vtr
k
a
t
tx
xxxx

,
vkktr
vatr
tq
tq
61302924
862873
750
- Tìm ∆t
v
sao cho thỏa mãn điều kiện:
2873,86.∆t
v
0,75

= 924,02(13,6 - ∆t
v
)
Dùng phương pháp lặp, ta tìm được ∆t
v
= 4,305 (
0
C)
Từ đó: q
tr
= 2873,86 x (4,305)
0,75
= 8589 (W/m
2
)

15
80
12
===
,l
L
n
(ống).
- Bố trí ống trong bình ngưng thành 4 hàng ống, như vậy ta cần chọn số ống lớn hơn
số ống yêu cầu một ít để đủ số ống bố trí theo số hàng ống đã chọn, chọn n = 18
ống. Số ống trên mặt chính diện sẽ cóù:
5
4
218
=
+
='n
(ống).
V.4 TÍNH KIỂM TRA VẬN TỐC KHÔNG KHÍ:
- Diện tích cho không khí đi qua của 1m chiều dài ống có cánh:
)/(,
,
,),,(
,,
)(
mm
x
S
dD
dSf

kk
= 5 x 0,8 x 0,0189 = 0,0756 (m
2
)
- Vận tốc không khí:
969
07560
7530
,
,
,
≈==
kk
kk
kk
F
V
ω
(m/s)
So với vận tốc không khí ban đầu thì lệch:
(%),
,
,,
(%) 413100
511
511969
=
−
=∆ x
>

= 0,32 x 1 x 1 x 9,23
-0,5
x 20435
0,7
= 109,6
- Hệ số tỏa nhiệt đối lưu về phía không khí:
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 23
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
6586
0350
1076726109
2
,
,
.,,
.
≈==
−
x
l
Nu
q
kk
kk
λ
α
- Hệ số tỏa nhiệt về phía không khí quy đổi theo bề mặt ngoài:




870
8120
060
8509440
8120
7520
6586
,
,
,
,,
,
,
,
αα
- Mật độ dòng nhiệt về phía không khí theo bề mặt trong của ống:
∑
+
+
∆−∆
=
i
i
ngtr
trtr
kkng
vtb
kktr
FF
F

−
6138838
101525
08800660
06602
8120
0660
870
1
613
5
- Với mật độ dòng nhiệt về phía R22 đã tính toán được ở trên, ta giải hệ phương
trình:



∆−=
∆=
),(,
.,
,
vkktr
vatr
tq
tq
6138838
862873
750
- Dùng phương pháp lặp, ta tính được ∆t
v

,
,,
,
≈==
xd
F
L
tr
tr
π
(m)
- Chọn chiều dài của 1 ống là l = 0,8 (m)
- Tổng số ống trong bình ngưng:
16
80
7112
≈==
,
,
l
L
n
(ống).
- Chọn n = 18 ống. Bố trí thành 4 hàng ống, số ống bố trí trên mặt chính diện:
5
4
218
=
+
='n

kk
= 9,96 x 0,0756 = 0,753 (m
3
/s).
- Lưu lượng này ứng với độ gia nhiệt của không khí:
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 24
Đồ án môn học QTTB GVHD: TS. Trần Văn Ngũ
8
5112417530
6770
≈==∆
,,

'
'
xx
CV
Q
t
kkkk
k
a
ρ
(
0
C)
- Nhiệt độ không khí ra khỏi dàn ngưng:
t
2
’ = t

t
k
k
tb
(
0
C)
- ∆t
tb
’ sai khác với ∆t
tb
ban đầu là:
(%)
,
,,
(%) 0100
613
613613
=
−
=∆ x
- Như vậy: dàn ngưng có kích thước như đã tính toán được ở trên:
o Số ống trong dàn ngưng: 18 ống.
o Số hàng ống trong dàn ngưng: 4 hàng.
o Số ống ở mặt chính diện: 5 ống.
o Chiều dài một ống: 0,8 (m).
SVTH: Phạm Hồng Ngọc Trang: 25