Các ví dụ tính toán nhiệt kho lạnh

Dưới đây là một số ví dụ tính toán nhiệt cho hệ thống kho lạnh thương mại.

Ví dụ 1: Tính dòng nhiệt qua kết cấu che của 2 buồng kho lạnh

Hãy tính dòng nhiệt qua kết cấu bao che của hai buồng kho lạnh một tầng. Các số liệu cũng như cách bố trí buồng biểu diễn trên hình 1

Giải:

Dòng nhiệt qua các kết cấu bao che được tính toán theo các biểu thức sau đây và được đưa vào bảng tổng hợp các kết quả tính toán (bảng 1).

  • Biểu thức 1: Q11 = kt.F(t1 – t2) (1)
  • Biểu thức 2: Q11 = k1. F(tn – t2), W (2)
  • Biểu thức 3: Q11 = Σkq.F(t1 – t2).m (3)
  • Biểu thức 4: Q12 = k1.F.Δt12 (4)
Bao che
Hướng
Kích thước bao che
t1, °C
t2, °C
Q1, W
Δt12, K
Q12, W
Q1, W
k, W/m²K dài, m rộng, m cao, m diện tích, m Δt, K Q1TB Q1MN Q1TB Q1MN
Buồng số 1
Tường ngoài TN 0,21 12,5 6,5 81,25 30 20 50 853 853 10 171 1024 1024
Tường ngoài TB 0,21 6,5 6,5 42,25 30 -20 50 444 444 6 444 444
Tường ngăn với buồng 2 0,47 6 6,5 39 -30 -20 -10 -183 183
Tường ngăn với buồng đệm 0,28 6 6,5 39 0 -20 20 218 218 218 218
Tường ngăn với buồng 4 0,58 6 6,5 39 -20 -20 0
Nền 0,21 12 6 72 3 20 23 348 348 348 348
Trần 0,2 12 6 72 30 -20 50 720 720 19 274 994 994
Buồng số 2
Tường ngăn buồng 1 0,47 6 6,5 39 -20 30 10 183 183 183 183
Tường ngoài TB 0,19 6 6,5 39 30 -30 60 445 445 6 45 490 490
Tường ngăn buồng 3 0,58 6 6,5 39 -30 30 0
Tường ngăn buồng đệm 0,27 6 6,5 39 -30 -30 316 316 316 316
Nền 0,21 6 6 36 3 -30 33 302 302 250 250
Trần 0,17 6 6 36 30 -30 60 367 367 19 116 483 483
Cộng 1722 1722

Hình 1

Ví dụ 2: Xác định dòng nhiệt vào buồng bảo quản đông

Xác định dòng nhiệt vào buồng bảo quản đông của kho lạnh. Buồng bố trí ở góc kho lạnh phân phối dung tích 2000 có một tường giáp với hiên ôtô.

Diện tích buồng 302 m² (22,4 x 12,4 m), chiều cao đến dầm ngang của mái là 6m. Chiều cao tính toán của tường cách nhiệt là 7,7m. Chiều dài của tường ngoài buồng là 24,88 m và 12,88 m. Dung tích quy ước của buồng E = 470t.

Nhiệt độ không khí trong buồng t2 = – 2°C. Không khí trong buồng đối lưu tự nhiên, thiết bị bay hơi là các dàn trần và dàn tường. Kho lạnh xây dựng tại Hà nội hoạt động quanh năm.

Giải:

Kho lạnh được xây dựng tại Hà nội, nhiệt độ bên ngoài dùng cho tính toán là t1 = 37,2°C.

Cũng như thí dụ trên, ở đây không tính chiều dày cách nhiệt và coi hệ số truyền nhiệt thực bằng hệ số truyền nhiệt yêu cầu.

Dựa vào bảng 1 ta có hệ số truyền nhiệt cho các cơ cấu bao che như sau:

k, W/m:K
Tường ngoài 0,21
Mái 0,2
Tường ngăn – 20/ -20°C 0,58
Tường ngăn – 20°C hành lang 0,28
Nền có sưởi 0,21

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che tính theo các biểu thức (1), (2), (3) và (4).

Dòng nhiệt bức xạ mặt trời đối với trấn lấy Δt12 = 19 K. Vì hiên ôtô hướng Bắc nên lấy bức tường hồi hướng đông với Δt12= 10 K. Kết quả tính toán tập hợp trong bảng 2.

Bảng 2 – Kết quả tính toán Q1

Bao che k, W/m²K F, m² Δt, K Q1, W
Tường ngoài phía Bắc
0,21 192 57,2 2306
Tường ngoài phía Đông
0,21 100 57.2 1201
(phần do bức xạ) 10 210
Tường ngăn với buồng -20°C
0,58 188 0 0
Tường ngăn với hành lang
0.28 96 35 941
Mái 0,2 302 57,2 3455
Mái (phần do bức xạ)
0,2 302 19 1148
Nín 0.21 302 23 2459
Tổng ΣQ1 11720

Dòng nhiệt từ sản phẩm tính theo biểu thức: 3          (5)

Sản phẩm nhập vào buồng lạnh đồng trong một ngày đêm bằng 6% dung tích buồng: 

M =470t . 6% = 28,2 t/ngày đêm

Nhiệt độ sản phẩm nhập vào buồng – 8°C, xuất khỏi buồng – 20°C. Entanpi tương ứng với nhiệt độ – 8°C là h1 = 39,4 kJ/kg và – 20/C: h2 = 0.

Thời gian hạ nhiệt độ, tính là 24h.

Dòng nhiệt toả ra từ sản phẩm theo biểu thức (5): 2

Dòng nhiệt Q3 = 0 vì buồng bảo quản đông không có thông gió.

Dòng nhiệt do vận hành Q4 tính theo các biểu thức:

  • Q41 = A.F => Q41 =A.F= 1,2 W/m². 302 m² = 362 W
  • Q42 = 350n, W => Q42 = 350n = 350 . 4 người = 1400 W
  • Q43 = 1000N, W => Q43 = 1000N = 0W (Q43 = 0 vì buồng được làm lạnh bằng các dàn tưởng và dàn trần đối lưu không khí tự nhiên, không có động cơ quạt gió. Động cơ của các phương tiện bốc dỡ hàng coi như không đáng kể nên bỏ qua.)
  • Q44 = B. F => Q44 = B.F = 8 W/m². 302 m² = 2416 W
  • Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 => Q4 = 362 + 1400 + 0 + 2416 = 4178 W

Nhiệt tải của thiết bị: QTB = ΣQ = 11720+ 12860+ 4178 = 28758 W

Nhiệt tải máy nén: QMN = 100% Q1 + 60% Q2 + 75% Q4 = 22570 W

Ví dụ 3: Xác định dòng nhiệt sản phẩm của buồng bảo quản hoa quả

Xác định dòng nhiệt từ sản phẩm của buồng bảo quản hoa quả. Dung tích buồng là 240t cả bì nghĩa là 200t hoa quả và 40t bao bì gỗ. Nhiệt độ hoa quả nhập và buồng phụ thuộc vào thời gian thu hoạch. Đối với táo vụ đông có thể lấy nhiệt độ nhập vào huống t = 20 – 25°C. Khối lượng hoa quả nhập vào buồng một ngày lấy bằng 10% dung tích buồng.

Nhiệt độ buồng: 0°C,

Giải:

Lấy nhiệt độ hoa quả nhập buồng là 20°C thì h1 = 346,5 kJ/kg. Nhiệt độ buồng 0°C thì  = 271.7 kJ/kg, vậy:

3

Hoa quả được bảo quản trong bì gỗ. Nhiệt lượng do bao bì toả ra:

4

Nhiệt lượng tổng do sản phẩm và bao bì toả ra là: Q2 = Q21 + Q2h = 19600 W

Hoa quả toả nhiệt khi hô hấp, Q5 toả ra do sản phẩm hô hấp xác định theo biểu thức

Q5 = E(0,1 qn + 0,9 qbq) => Q5 = 200 (0.1.73+0,9.11) = 3500 W

Ở chế độ bảo quản lâu dài không trong thời gian thu hoạch: Q5 = 200.11 = 2200 w

Ví dụ 4: Xác định dòng nhiệt khi thông gió buồng bảo quản hoa quả

Xác định dòng nhiệt khi thông gió buồng bảo quản hoa quả có kích thước xây dựng: dài 18,4m, rộng 12,4m, cao (tính cả dầm trần) 7,2m.

Kho lạnh đạt ở Nha Trang, nhiệt độ tính toán cho không khí bên ngoài t1 = 36,6°C, độ ẩm tương đối φ = 79%. Nhiệt độ không khí trong buồng t2 = °C, độ ẩm tương đối φ = 90%. (xem bảng nhiệt độ và độ ẩm trung bình các tỉnh Việt Nam)

Giải:

Đồ thị h- x
Đồ thị h- x

Dựa vào đồ thị ta có: 

  • h1 = 118 kJ/kg
  • h2 = 8,5 kJ/kg

Khối lượng riêng của không khí trong buồng Pk = 1,29 m³/kg (tra theo đồ thị h-x)

Bội số tuần hoàn của không khí α = 3. 

Thể tích thông gió của buồng: V = 18,4 . 12,4 . 7,2 = 1643 m³

Theo biểu thức 8, lưu lượng gió cần thiết là: 6

Dòng nhiệt tổn thất do không khí nóng đưa vào theo biểu thức:

Q3 = Mk (h1– h2) => Q3 = MΔh = 0,0735 (118 – 8,5) = 8,05 kW

Ví dụ 5: Xác định dòng nhiệt qua nền cách nhiệt

Hãy xác định dòng nhiệt qua nền cách nhiệt của buồng bảo quản lạnh của kho lạnh tại Hà nội. Buồng lạnh ở góc kho lạnh, kích thước dài 24m, rộng 12m.

Giải:

  • Vì ở góc kho lạnh nên buồng hai tường bao. Diện tích vùng rộng 2m thứ nhất dọc theo 2 tường bao ở góc kho lạnh: 24,2 + 12,2 = 72m.
  • Diện tích vùng rộng 2 m tiếp theo: 22 . 2 + 10 x 2 = 64 m²
  • Diện tích vùng thứ 3: 20 . 2 + 8 . 2 = 56 m²
  • Diện tích vùng còn lại: 24 . 12 – (72 +64 + 56) = 96 m²
  • Hệ số truyền nhiệt quy ước cho từng vùng là: k = 0,47; 0,23; 0,12 và 0,07 W/m²K.
  • Vậy nhiệt lượng truyền qua nền cách nhiệt vào buồng lạnh là: Q1 = (0,47 x 72 + 0,23 x 64 + 0,12 x 56 + 0,07 x 96). (23.4 – 0) = 1451 W

trong đó 23,4 là nhiệt độ nền bằng nhiệt độ trung bình năm tại Hà nội.


*Nguồn tham khảo: Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh – Nguyễn Đức Lợi

Chia sẻ

Các ví dụ tính toán nhiệt kho lạnh

hoặc copy link

Mục lục

kho lạnh Bách Khoa Cảm ơn Quý khách đã quan tâm đến sản phẩm của chúng tôi. Đội ngũ tư vấn của công ty sẽ liên hệ đến Quý khách trong 24h tới

Thông tin liên hệ

Gửi