Việc chọn các thông số làm việc cho hệ thống kho lạnh là rất quan trọng vì nếu chọn được một chế độ làm việc hợp lý, đúng đắn sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao, năng suất lạnh tăng trong khi điện năng tiêu tốn ít. Chế độ làm việc của hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 thông số nhiệt độ sau:

– Nhiệt độ sôi của môi chất t0 (oC).

– Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất tk.

– Nhiệt độ quá lạnh của môi chất lỏng trong thiết bị ngưng tụ tql1 và nhiệt độ của môi chất lỏng trước van tiết lưu tql2.

– Nhiệt độ hơi hút về máy nén (nhiệt độ quá nhiệt) th.

  1. Nhiệt độ sôi của môi chất t0

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:

t0 = tb – ∆t0 = -20 – 8 = -28oC

 

Trong đó

tb –  nhiệt độ kho bảo quản,0C

∆t0 – hiệu nhiệt độ giữa nhiệt độ sôi của môi chất lạnh và nhiệt độ không khí trong kho. Đối với dàn lạnh bay hơi trực tiếp ∆t0 = 8 ÷ 13oC. Chọn ∆t0 = 8oC.

  1. Nhiệt độ ngưng tụ tk

Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ. Do chọn thiết bị ngưng tụ làm mát bằng nước nên:

tk=  + ∆tk = 33+ 5 = 380C

Trong đó:

– là nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng,0C

∆tk – là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, thường lấy từ 3 ÷ 5oC.

Việc chọn hiệu nhiệt độ ngưng tụ thực ra là bài toán tối ưu về kinh tế để giá thành một đơn vị lạnh là rẻ nhất. Nếu hiệu nhiệt độ ngưng tụ nhỏ, nhiệt độ ngưng tụ sẽ thấp năng suất lạnh tăng, điện năng tiêu tốn nhỏ nhưng tiêu hao nước nhiều và giá thành tiêu tốn nước tăng. Tôi chọn ∆tk=5oC.

Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng có thể xác định theo công thức:

tw2= tw1 + ∆tw =28 + 5 = 330C

Trong đó:

tw1– là nhiệt độ nước vào bình ngưng,0C

∆tw– là hiệu nhiệt độ nước vào và ra bình ngưng, thường lấy từ 2 ÷ 60C. Ta chọn

Do điều kiện địa chất ở Sóc Trăng, nhiệt độ nước ngầm khoảng 370C nên nước ngầm được bơm lên bể chứa và được xử lý bằng cách giải nhiệt sơ bộ nhờ không khí. Nước sau khi giải nhiệt cấp cho bình ngưng khoảng 280C.

  1. Nhiệt độ hơi hút

Là nhiệt độ của hơi môi chất trước khi vào máy nén, nó bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất.

Để đảm bảo máy nén không hút phải lỏng, người ta bố trí bình tách lỏng và phải đảm bảo hơi hút vào máy nén nhất thiết là hơi quá nhiệt. Độ quá nhiệt ở từng loại máy nén và đối với từng loại môi chất khác nhau thì khác nhau. Với môi chất amoniac nhiệt độ hơi hút cao hơn nhiệt độ sôi từ 5 ÷ 150C. Nghĩa là độ quá nhiệt hơi hút ∆t­­h = 5 ÷ 150K là có thể đảm bảo an toàn cho máy làm việc. Chọn ∆th = 80C.

Ta có: th = -28 + 8 = -200C

Sự quá nhiệt hơi hút của máy lạnh Amoniac có thể đạt được bằng cách sau:

– Quá nhiệt hơi hút ngay trong dàn lạnh khi sử dụng các loại van tiết lưu nhiệt.

– Quá nhiệt do tổn thất lạnh trên đường ống từ thiết bị bay hơi về máy nén.

  1. Nhiệt độ quá lạnh

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.

Sự quá lạnh của môi chất lỏng trong chu trình mà ta tính toán ở đây sẽ được thực hiện như sau: một phần ở trong thiết bị ngưng tụ có nhiệt độ tql1 và sau đó phần lớn sẽ được quá lạnh ở trong ống xoắn ruột gà của bình trung gian có nhiệt độ tql2.

Trong thiết bị ngưng tụ ta chọn là bình ngưng ống chùm vỏ bọc nằm ngang, nhiệt độ quá lạnh khi qua thiết bị trao đổi nhiệt ngược chiều cũng vẫn cao hơn nhiệt độ nước vào 3 ÷ 50C. Chọn ∆t = 50C.

tql1 = t5 = tw1 + ∆t = 28 + 5 = 330C

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.

Lỏng môi chất sau khi ra khỏi bình ngưng sẽ được chia làm hai phần: một phần nhỏ sẽ được tiết lưu để  làm mát hơi nén tầm thấp, phần lớn môi chất sẽ được quá lạnh trong bình trung gian. Sau khi ra khỏi bình trung gian sẽ có nhiệt độ và được đưa đến tiết lưu  vào dàn lạnh (lấy theo kinh nghiệm):

tql2= t6 = ttg + 50C = 50C