BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN MÔN HỌC KỸ THUẬT LẠNH
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM
NƯỚC ĐÁ CÂY 20 TẤN / NGÀY
Họ và tên sinh viên: Dương Công Thành
Trần Đình Trọng
Vũ Ngọc Hiển
Ngành: CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
Niên khóa: 2008 – 2012.
Tháng 07/2011
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNH Nhóm 4
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY LÀM
NƯỚC ĐÁ CÂY 20 TẤN / NGÀY
Nhóm thực hiện:
1. Dương Công Thành 08137023 SĐT: 01688561862
2. Trần Đình Trọng 08137025 SĐT: 01668598922
3. Vũ Ngọc Hiển 08137002 SĐT: 01689949373
Đồ án được thực hiện nhằm tìm hiểu
và đáp ứng yêu cầu môn học.
Giáo viên hướng dẫn:
Thạc sĩ Lê Văn Bạn
Tháng 07/2011
2
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNH Nhóm 4
MỤC LỤC
2.1. Hệ thống sản xuất nước đá cây /10/......................................................................................................................5
2.2. Công dụng và phân loại nước đá /10/...................................................................................................................5
2.4. Nguyên lý làm việc /9/.............................................................................................................................................7
3.1 Phương tiện thực hiện.............................................................................................................................................9
3.2 Phương pháp tiến hành...........................................................................................................................................9

thường gặp nhất của các cây đá là 12,5; 25; 50 kg. ưu điểm của phương pháp sản xuất
đá cây là đơn giản, Dụ thực hiện, đá có khối lượng lớn nên vận chuyển bảo quản được
lâu ngày, đặc biệt dùng cho việc bảo quản cá, thực phẩm khi vận chuyển đi xa. Ngoài ra
đá cây cũng được sử dụng làm đá sinh hoạt và giải khát của nhân dân.
Tuy nhiên, đá cây có một số nhược điểm quan trọng như: chi phí đầu tư, vận
hành lớn, các chỉ tiêu về vệ sinh không cao do có nhiều khâu không đảm bảo vệ sinh,
tính chủ động trong sản xuất thấp do thời gian đông đá lâu. Đi kèm theo hệ thống máy
đá cây phải trang bị thêm nhiều hệ thống thiết bị khác như: hệ thống cẩu chuyển, Hệ
thống cấp nước khuôn đá, bể nhúng đá, bàn lật đá, kho chứa đá, máy xay đá. Vì vậy
ngày nay trong kỹ thuật chế biến thực phẩm người ta ít sử dụng đá cây. Nếu có trang bị
cũng chỉ nhằm bán cho tàu thuyền đánh cá để bảo quản lâu ngày.
2.2. Công dụng và phân loại nước đá /10/
2.2.1.Công dụng nước đá
Nước đá có nhiều ứng dụng trong đời sống hằng ngày cũng như trong sản xuất,
sau đây là một số ứng dụng của nước đá:
- Bảo quản thực phẩm
- Điều tiết không khí
- Thể duc thể thao
- Công nghiệp hóa chất
2.2.2.Phân loại nước đá
Có nhiều cách để phân loại nước đá:
 Dựa vào nguyên liệu sản xuất:
• Nước đá từ nước ngọt (nước lã, sôi, nguyên chất).
• Nước đá từ nước biển, từ nước muối.
• Nước đá từ nước sát trùng và kháng sinh.
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNH Nhóm 4
 Dựa vào độ trong của đá:
• Nước đá pha lê
• Nước đá trong suốt
• Nước đá đục

9. Bể nước muối làm đá,
cùng bộ cánh khuấy và dàn
lạnh kiểu xương cá.
2.4. Nguyên lý làm việc /9/
Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm
lạnh trong bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá
hiện nay
Bể nước muối được chia làm hai ngăn, ngăn lớn để bố trí các khuôn đá, còn ngăn
nhỏ để bố trí dàn bay hơi làm lạnh nước muối trong bể có bố trí một bơm nước muối
tuần hoàn mạnh từ dàn bay hơi ra làm lạnh khuôn rồi lại quay lại dàn bay hơi. Bơm
nước muối bố trí thẳng đứng để tránh rò rì nước muối ra ngoài. Dàn bay hơi kiểu xương
cá có khả năng tăng khả năng trao đổi nhiệt lên đáng kể. Các khuôn đá được ghép lại
với nhau thành linh đá suốt chiều ngang của bể. Các linh đá không phải đứng im trong
bể mà chuyển động từ đầu này đến đầu kia của bể nhờ cơ cấu chuyển động xích. Khi
một linh đá kết đông xong và được nhắc ra khỏi bể thì cơ cấu xích chuyển động dồn tất
7
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNH Nhóm 4
cả các linh đá lên chừa ra phía cuối bể một khoảng hở vừa đủ để đặt linh đá đã đổ đầy
nước mới vào. Chuyển động giữa nước muối tuần hoàn và linh đá là ngược chiều.
Khi đá đã kết đông trong khuôn, toàn bộ linh đá được cầu trục nâng ra khỏi bể
và thả vào bể làm tan giá. Các khuôn đá nóng lên, lớp băng dính khối đá với khuôn tan
ra, cầu trục sẽ nâng đá trượt lên bàn trượt đá để vào kho chứa đá, còn linh đá được cầu
trục đưa đến máng rót nước, máng rót nước tự động nhiều vòi có định lượng rót đồng
thời cho tất cả các khuôn đá lượng nước đã định trước. Sau khi rót nước xong linh đá
được đặt vào đầu bể vị trí mà cơ cấu chuyển động xích vừa đẩy toàn bộ các linh đá dịch
ra.
Với phương pháp này nước sau khi qua quá trình xử lý được đổ vào khuôn định
hình sẵn, các khuôn này được đặt trong bể nước muối, bể này được làm lạnh bởi thiết bị
bốc hơi , sau một thời gian nước trong khuôn được làm lạnh và kết tinh lại. Quá trình
kết thúc, đá được lấy ra từ các khuôn và sử dụng .

2
(thường chọn -5
o
C).
Vậy nhiệt lượng riêng cần thiết để chuyển 1Kg nước ở nhiệt độ ban đầu t
1
thành
nước đá ở nhiệt độ t
2
được tính theo công thức:
/2/
- Chọn phương pháp sản xuất nước đá
Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm lạnh
trong bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá hiện nay.
Các loại đá cây với khối lượng khác nhau được sản xuất bằng phương pháp làm lạnh trong
bể nước muối. Đây là phương pháp phổ biến nhất trong nhà máy nước đá hiện nay. Với
phương pháp này nước sau khi qua quy trình xử lý được đổ vào khuôn định hình sẵn, các
khuôn này được đặt trong bể nước muối, bể này được làm lạnh bởi thiết bị bốc hơi , sau một
thời gian nước trong khuôn được quá lạnh và kết tinh lại. Quy trình kết thúc,đá cây được lấy
ra từ các khuôn và sử dụng.
Kết cấu cây đá hiện nay có các cỡ khối lượng thông dụng như sau:Loại 3,5 Kg, loại
12,5 Kg, loại 25 Kg, loại 50 Kg. ở đây ta chọn loại 50 kg.
b. Chọn chất tải lạnh /9/
- Yêu cẩu của chất tải lạnh
Chất tải lạnh phải đảm bảo những yêu cầu sau:
 Nhiệt độ đông đặc phải thấp.
 Nhiệt dung riêng và khả năng dẫn nhiệt cao.
 Độ nhớt và trọng lượng riêng nhỏ.
( ) ( )
21

4
23,1
29,9
20
19
-21,2
-55
-35
-9,9
Trong sản xuất, người ta thường chọn nhiệt độ dung dịch chất tải nhiệt thấp hơn nhiệt
độ để đông đá là 5
o
C, và cao hơn nhiệt độ đóng băng của dung dịch khoảng 10
o
C.
Nhiệt độ để đông đá là -5
o
C, nên nhiệt độ trung bình của chất tải nhiệt l -10
o
C, và nhiệt
độ đông đặc của dung dịch là -20
o
C.
Cho nên, dung dịch NaCl 23,1% có nhiệt độ đông đặc là 21,2
o
C, sẽ tha điều kiện trên.
Ngoài ra do NaCl rẻ tiền và có nhiều trên thị trường nên việc chọn dung dịch NaCl làm
chất tải lạnh là hợp lý.
c. Chọn tác nhân lạnh /9/
Ta nhận thấy tác nhân NH

Nước được bơm trực từ giếng lên, qua quá trình xử lý, tách bỏ cặn bã có trong nước.
Nước được chứa trong hồ, một phần được hòa với muối với lượng thích hợp để tạo ra nồng
độ muối theo ý muốn, một phần cho vào các khuôn đá.
Đặt các khuôn đá vào bể nước. Do kết cấu của bể đá, khuôn được giữ trên các thanh bắt
ngang bể. Sau một ngày đêm, nước đã được đông thành đá. Khi có nhu cầu sử dụng, ta lấy
đá lên bằng phương pháp thủ công.
Ta dùng nước ở nhiệt độ thường, xối lên trên khuôn đá, nhằm tách đá ra khỏi khuôn.
Nước lấy từ
giếng
Xử lý nước
nước
Cấp nước vào bể chứa
Rót nước vào khuôn
Cho vào bể đá
Đóng băng
Lấy đá thủ công
Cặn bã
Muối
Hoà tan trong bể
Cttt
o
qlkql
38341
=−=∆−=
Cttt
qloqn
0
10515
−=+−=∆+=
ĐỒ ÁN KỸ THUẬT LẠNH Nhóm 4

ql
= 3
o
C.
- Nhiệt độ quá nhiệt môi chất lạnh
Trong đó độ quá nhiệt được
chọn ∆t
qn
= 5
o
C.
Cttt
o
mo
15510
−=−−=∆−=
( )
Ctt
o
ww
3633332
12
=+=÷+=
Cttt
o
kwk
41536
2
=+=∆+=
/1/

/86,1092286,66414,1757
41
=−=−=
3
/71,2185
5,0
86,1092
mKJ
q
q
o
v
===
υ
KgKJhhl /30014,175714,2057
12
=−=−=
KgKJhhq
k
/86,1392286,66414.2057
32
=−=−=
KgKJhhq
o
/86,1092286,66414,1757
41
=−=−=
p
h
14

1
= 0,3 W/m
2
.độ
Bề dày lớp cách nhiệt
∑
=
+++
=
6
1
21
1
11
1
i
cn
cn
i
i
K
αλ
δ
λ
δ
α





Với: Hệ số cấp nhiệt phía ngoài bể α
1
= 19,18 W/m
2
.độ.
Hệ số cấp nhiệt phía trong bể α
2
= 813,94 W/m
2
.độ.
Chọn δ
cn
= 0,15 m.
+ Kiểm tra động sương
Với bề dày lớp cách nhiệt ở trên, tính lại hệ số truyền nhiệt K
1
= 0,231 W/m
2
.độ.
Hệ số truyền nhiệt động sương thực tế
Với Nhiệt độ không khí bên ngoài bể t
1
= 35
o
C.
Nhiệt độ trong bể t
2
= -10
o
C.

94,813
1
39
006,0
18,0
1,0
18,0
004,0
82,0
38,0
88,0
02,0
2
18,19
1
3,0
1
.047,0
=










