Đồ án Tốt nghiệp - Đề tài: Tính toán thiết kế kho bảo quản xúc xích với dung tích 200M3

Đồ án Tốt nghiệp - Đề tài: Tính toán thiết kế kho bảo quản xúc xích với dung tích 200M3

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

“TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHO BẢO QUẢN XÚC XÍCH VỚI

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được sự

hướng dẫn, giúp đỡ quý báu của thầy cô, các anh chị, và các bạn Với lòng kính trọng và

biết ơn sâu sắc em xin bày tỏ lời cám ơn chân thành tới:

Ban giám hiệu trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, Khoa Điện, Bộ môn Kĩ Thuật

Nhiệt và các thầy cô giáo đã giảng dạy và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong

suốt quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Đặc biệt, em xin tỏ lòng biết ơn đến Th.s Nguyễn Đức Nam đã hết lòng giúp đỡ, dạy

bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong suốt quá trình học tập và hoàn

thành đồ án tốt nghiệp

Cuối cùng, là lời cảm ơn chân thành đến những người thân và toàn thể bạn bè đã giúp

đỡ, động viên em trong suốt thời gian học tập và thực hiện đồ án tốt nghiệp

Em xin chúc các thầy cô, các anh chị và toàn thể bạn bè sức khỏe dồi dào, đạt nhiều

thành công trong công việc, học tập và nghiên cứu

Hà Nội, ngày 30 tháng 3 năm 2013

Sinh Viên

Nguyễn Văn Chiến

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm qua, kĩ thuật lạnh đã có những thay đổi trên thế giới và cả ở Việt

Nam ta Nó thực sự đã đi sâu vào hầu hết các nghành kinh tế đang phát triển và hỗ trợ tích

cực cho các ngành đó Đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm, cụ thể là chế biến và bảo

quản thịt cá,rau quả,hải sản…

Ngày nay trình độ khoa học phát triển rất nhanh, những thành tựu về khoa học kĩ thuật

đã được áp dụng rộng rãi trong các nhành công nghiệp cũng như nông nghiệp Do đó,

năng suất lao động ngày càng tăng, sản phẩm làm ra ngày càng tăng mà nhu cầu tiêu dùng

còn hạn chế dẫn đến sảm phẩm dư thừa Để tiêu thụ hết những sản phẩm dư thừa đó

người ta phải chế biến và bảo quản nó bằng cách bảo quản đông và xuất khẩu.Nhưng

nước ta còn rất ít những kho lạnh bảo quản, không đáp ứng đủ nhu cầu

Trước tình hình đó với những kiến thức đã học trên lớp và sự hướng dẫn tận tình của

thầy giáo Th.s Nguyễn Đức Nam và toàn thể các thầy cô trong bộ môn “Kỹ thuật Nhiệt”

(trường ĐHCN Hà Nội) em xin làm đồ án tốt nghiệp với đề tài “Tính toán thiết kế kho

bảo quản xúc xích với dung tích 200m 3” được đặt tại khu công nghiệp Nam Thăng Long

Em xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Đức Nam và các thầy giáo trong bộ môn Kỹ

Thuật Nhiệt đã giúp em hoàn thành đề tài này trong thời gian sớm nhất

Tuy nhiên với những kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế cùng với thời gian còn

hạn hẹp đồ án của em không tránh khỏi những thiếu sót kính mong các thầy cô và các bạn

góp ý và chỉ ra những khuyết điểm để em hoàn thành đồ án tốt nhất.Em xin chân thành

cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI NÓI ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 7

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 7

1.2 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG KHO LẠNH 7

1.2 PHÂN LOẠI VÀ CHỌN KHO LẠNH 8

CHƯƠNG 2 : BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH 11

2.1 YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ MẶT BẰNG KHO LẠNH 11

2.1.1 Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh bảo quản 11

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị 12

2.2 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ BAN ĐẦU 12

2.2.1 Thông số địa lý, khí tượng ở Hà Nội 12

2.2.2 Sản phẩm bảo quản 13

2.2.3 Nhiệt độ bảo quản 14

2.2.4 Độ ẩm không khí trong kho bảo quản 14

2.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH 14

2.3.1 Dung tích kho lạnh 15

2.3.2 Diện tích chất tải 15

2.3.3 Tải trọng của nền và của trần 16

2.4 NGUYÊN TẮC XẾP DỠ HÀNG TRONG KHO 18

2.4.1 Nguyên tắc thông gió 18

2.4.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước 18

2.4.3 Nguyên tắc gom hàng 19

2.4.4 Nguyên tắc an toàn 19

2.5 KỸ THUẬT XẾP KHO 19

2.5.1 Sử dụng kệ để hàng 19

2.5.2 Tuần hoàn không khí trong kho 20

2.5.3 Chừa lối đi 20

2.6 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH 21

2.6.1 Thiết kế cấu trúc nền 21

2.6.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh 23

2.6.3 Cấu trúc mái che của kho lạnh 24

2.6.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí 24

3.1 XÁC ĐỊNH CHIỀU DẦY LỚP CÁCH NHIỆT 26

3.3 KIỂM TRA CÁCH ẨM TRÊN BỀ MẶT NGOÀI VÁCH CÁCH NHIỆT 28

CHƯƠNG 4 : TÍNH NHIỆT TẢI NHIỆT CHO KHO LẠNH 30

4.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI KHO LẠNH 30

4.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 30

4.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2 32

4.1.3 Dòng nhiệt tỏa ra khi vận hành Q4 33

4.1.4 Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén 36

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH, CHỌN MÁY NÉN VÀ CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG 38

5.1.2 Chọn môi chất lạnh 40

5.1.3 Các thông số của chế độ làm việc 40

5.2 CHU TRÌNH LẠNH VÀ SƠ ĐỒ HỆ THỐNG 42

5.2.1 Chọn chu trình lạnh 42

5.2.2 Xây dựng chu trình trên đồ thị logp-h 44

5.2.3 Sơ đồ hệ thống lạnh 45

5.3 TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH 47

5.4 CHỌN MÁY NÉN VÀ THIẾT BỊ CHO KHO LẠNH 49

5.4.1 Chọn cụm máy nén và dàn ngưng ( sử dụng phần mềm Bitzer ) 49

5.4.2 Chọn dàn lạnh ( sử dụng phần mềm guntner ) 54

Ta sử dụng phần mềm Guntner để chọn dàn lạnh cho hệ thống 54

5.4.4 Van chặn 59

5.4.5 Van xả gas 60

5.4.6 Mắt gas 60

CHƯƠNG 6 :TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH 62

6.1 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 62

6.1.1 Trang bị điện động lực 62

6.1.2 Mạch điện điều khiển 63

CHƯƠNG 7 : CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 70

7.1 CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN THƯỜNG HAY SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG LẠNH 70

7.1.1 Các thiết bị điều khiển 70

7.1.2 Apstomat( MCCB) 70

7.1.3 Rơ le nhiệt bảo vệ quá dòng và quá nhiệt (OCR) 71

7.1.4 Công tắc tơ và rơ le trung gian 71

7.1.5 Rơ le bảo vệ áp suất 72

CHƯƠNG 8: BÓC TÁCH KHỐI LƯỢNG, LẬP DỰ TOÁN VẬT TƯ VÀ KẾ HOẠCH THI CÔNG 75

8.1 BÓC TÁCH KHÔI LƯỢNG 75

8.1.1 Bóc tách khối lượng vật tư và thiết bị 75

8.2 CHI PHÍ CHO NHÂN CÔNG 76

8.3 LẮP ĐẶT KHO LẠNH 77

8.3.1 Công tác chuẩn bị 77

8.3.2 Thi công lắp đặt 77

8.3.3 Lắp đặt cụm máy nén dàn ngưng 81

8.3.4 Lắp đặt dàn lạnh 82

8.3.5 Lắp đặt van tiết lưu màng cân bằng ngoài 84

8.3.6 Lắp đặt các thiết bị khác 84

8.3.7 Lắp đặt đường ống 85

8.4 THỬ BỀN, THỬ KÍN, HÚT CHÂN KHÔNG VÀ NẠP GAS 86

8.4.1 Thử bền, thử kín cho hệ thống 86

8.4.2 Hút chân không cho hệ thống lạnh: 88

8.4.3 Nạp gas cho hệ thống 88

CHƯƠNG 9 : QUY TRÌNH VẬN HÀNH, BẢO DƯỠNG VÀ SỬA CHỮA HỆ THỐNG LẠNH 90

9.1 QUY TRÌNH VẬN HÀNH 90

9.1.2.Vận hành 90

9.1.3 Dừng máy 92

9.2 BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG LẠNH 93

9.2 1 Bảo dưỡng máy nén 93

9.2.2 Bảo dưỡng thiết bị ngưng tụ 94

9.2.3 Bảo dưỡng thiết bị bay hơi 94

9.2.5 Bảo dưỡng quạt 94

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

Cùng với công cuộc công nghiệp hóa hiên đại hóa đất nước, kĩ thuật lạnh đang phát

triển rất mạnh mẽ ở Việt Nam Tủ lạnh, máy kem, máy đá, máy điều hòa nhiệt độ, kho

lạnh đã trở nên quen thuộc trong đời sống hằng ngày Để hiểu sâu hơn về lĩnh vực này,

em xin giới thiệu về đề tài kho lạnh bảo quản Kho lạnh trong đề tài mà em đề cập tới là

kho lạnh chuyên dụng dùng để bảo quản xúc xích, địa điểm xây dựng được đặt tại khu

công nghiệp Nam Thăng Long nằm ở phía Tây Bắc của Thủ đô Hà Nội, cách Trung tâm

Hà Nội khoảng 6 km, thuộc địa phận 5 xã Tây Tựu, Liên Mạc, Thụy Phương, Minh Khai

và Cổ Nhuế của huyện Từ Liêm Tổng diện tích của Khu là 260.87 ha

Khu công nghiệp Nam Thăng Long là một khu công nghiệp lớn tập trung nhiều các

doanh nghiệp sản xuất lại có tuyến đường cao tốc sân bay Nội Bài chạy qua vì vậy mà

việc lưu thông và vận chuyển hàng hóa rất thuận tiện Việc xây dựng kho lạnh bảo quản ở

đây là rất hợp lý và có tầm quan trọng

1.2 MỤC ĐÍCH XÂY DỰNG KHO LẠNH

Như chúng ta đã biết có rất nhiều loại kho lạnh khác nhau tùy thuộc vào mục đích sử

dụng mà ta chọn loại nào Kho lạnh của một xí nghiệp sản xuất, chế biến có thể có rất

nhiều loại như : (trình bày ở phần phân loại kho lạnh)

Theo đề tài của em thì kho lạnh là kho dùng để bảo quản xúc xích với nhiệt độ là -50C

Sản phẩm ở đây đã được chế biến, bao gói, đóng hộp và được gia lạnh ở nơi khác đưa đến

đây để bảo quản Hơn nữa kho lạnh của em là kho lạnh trung chuyển thường dùng cho các

trung tâm thành phố, các khu công nghiệp cụ thể là phân phối cho khu công nghiệp và các trung tâm thương mại lớn ở quanh khu vực Nam Thăng Long và một số địa bàn lân

cận Hà Nội ví dụ như: trung tâm thương mại MeLinh Plaza(Mê Linh –Vĩnh Phúc), siêu

thị Metro Thang Long, siêu thị Big C…

Dự kiến nếu kho lạnh đi vào hoạt động tốt trong tương lai công ty sẽ có dự án nâng cấp

và mở rộng quy mô của kho nhằm đáp ứng đủ nhu cầu của tiêu dùng của thị trường

1.2 PHÂN LOẠI VÀ CHỌN KHO LẠNH

Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau

quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ

vv…

Hiện nay kho lạnh được sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm rất rộng rãi và

chiếm một tỷ lệ lớn nhất Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:

- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp

- Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả

- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu

- Kho bảo quản sữa

- Kho bảo quản và lên men bia

- Bảo quản các sản phẩm khác

+ Theo công dụng người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:

- Kho lạnh sơ bộ: Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại các nhà máy

chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác

- Kho chế biến: Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm Các

kho lạnh loại này thường có dung tích lớn cần phải trang bị hệ thống có công suất lạnh

lớn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường xuyên

- Kho phân phối, kho trung chuyển: Dùng để điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khu

vực dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ

nhiều mặt hàng

- Kho thương nghiệp: Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp

- Kho vận tải : đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để

vận chuyển từ nơi này sang nơi khác

- Kho sinh hoạt: đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng

dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ

+ Theo nhiệt độ người ta chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản thường nằm trong khoảng -2oC  5oC Nói chung

các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản

- 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

- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC

- Kho gia lạnh: Nhiệt độ 0oC, dùng gia lạnh các sản phẩm trước khi chuyển sang khâu chế

biến khác

- Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ kho lạnh tối thiểu -4oC

+ Theo dung tích chứa

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó Do đặc điểm về

khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm có khác nhau nên thường quy dung tích ra tấn

thịt (MT-Meet Tons)

+ Theo đặc điểm cách nhiệt người ta chia ra:

- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hành bọc

các lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương đối cao, khó

tháo dỡ và di chuyển

- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp ghép với

nhau bằng các móc khoá camlocking Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giá thành tương

đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ

Dung tích kho lạnh theo đề tài của em là 200m3 thuộc loại trung bình và nhỏ.Vì vậy loại

kho mà em chọn sẽ là kho lạnh lắp ghép bằng các tấm panel, cụ thể sẽ được trình bày ở

phần sau

+ Tuy nhiên việc thiết kế kho lạnh cũng phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản như sau :

Cần phải tiêu chuẩn hóa các kho lạnh :

- Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu

- Cần có khả năng cơ giới hóa cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng

- Có giá trị kinh tế : vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và các thiết bị trong nước

CHƯƠNG 2 : BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH

2.1 YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ MẶT BẰNG KHO LẠNH

2.1.1 Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh bảo quản

Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo quản và

những nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ Đặc biệt là phải giảm thấp nhất tổn

thất nhiệt ra môi trường xung quanh Để đạt được mục đích đó cần tuân thủ các yêu cầu

sau:

- Khi chọn mặt bằng xây dựng cần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc

Bởi vậy cần phải khảo sát nền móng, mức nước ….của vị trí đặt kho lạnh Nếu mức nước

quá lớn, các nền móng và công trình phải được gia cố chống thấm

- Phải bố trí kho lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theo dây chuyền

không gặp nhau, không đan chéo nhau

- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và chi phí thấp, phải đảm

bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết

kế Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất

- Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm lại từng khối với

một chế độ nhiệt độ Có các biện pháp giảm tổn thất nhiệt khi mở cửa kho ví dụ như:

dùng màng che chắn xây dựng hành lang đệm, làm màng gió để chắn…….lưu ý đối với

các kho bảo quản âm, do nền kho tiếp xúc với nền đất hiện tượng chuyển pha từ thể lỏng

sang thể rắn sẽ diễn ra do đó nó sẽ phá vỡ kết cấu của kho.Vì vậy không nên bố trí kho có

nhiệt độ thấp sát mặt đất, khi có điều kiện thì phải đưa lên cao Nếu bố trí sát mặt đất ta

phải làm các con lăn phía dưới Mục đích là để không khí tuần hoàn làm nhiệt độ của nền

không thay đổi

- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy Khi quy

hoạch cũng phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh

2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị

Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục đích sau:

- Vận hành máy thuận tiện

- Rút ngắn chiều dài đường ống, giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp suất trên đường

ống

- Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất Đảm bảo thuận tiện

cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy với thiết bị

- Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp

-Phòng máy và các thiết bị phải có hệ thống thông gió, đảm bảo cho máy và các thiết bị

hoạt động một cách hiệu quả nhất

- Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh hoặc tách rời

Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m trở lên, các máy và thiết bị lớn đến

2,5m Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ dàng

Van tiết lưu và bảng điều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho

có thể quan sát được dễ dàng từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy

2.2 CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ BAN ĐẦU

2.2.1 Thông số địa lý, khí tượng ở Hà Nội

+ Bảng 2.1: Thông số khí hậu ở hà nội ( Trích dẫn bảng 1-1 [1] )

Các thông số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính toán thiết kế để đảm bảo

độ an toàn cao ta thường lấy giá trị cao nhất với chế độ khí hậu khắc nghiệt nhất Từ đó sẽ

đảm bảo cho kho vận hành an toàn trong mọi điều kiện khí hậu

Từ bảng trên ta sẽ chọn thông số thiết kế bên ngoài có nhiệt độ là 37,20C và độ ẩm là

83%

2.2.2 Sản phẩm bảo quản

Có rất nhiều loại thực phẩm có thể được bảo quản nhưng ở đây em xin trình bày rõ hơn về

sản phẩm được bảo quản là xúc xích:

H 2-1: Sản phẩm xúc xích bảo quản

Xúc xích là một loại thực phẩm ăn liền được sử dụng rất phổ biến trên thị trường hiện

nay do nó có tính tiện lợi và có giá trị dinh dưỡng cao.Trên thị trường hiện nay có rất

nhiều loại xúc xích được chế biến từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau như: xúc xích gà,

bò, tôm, heo, xông khói…tuy nhiên ở đây em chỉ đề cập tới loại xúc xích được chế biến

từ thịt heo Do xúc xích được chế biến từ thịt vì thế mà nó rất nhanh bị hỏng nếu không có

các biện pháp bảo quản tốt Một trong những biện pháp bảo quản tốt nhất là phương pháp

bảo quản lạnh Thường thì các loại xúc xích sau khi được chế biến sẽ được đóng gói và

gia lạnh,sau đó được chuyển tới các kho lạnh chuyên dụng để bảo quản

2.2.3 Nhiệt độ bảo quản

Nhiệt độ : Theo lý thuyết thì nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chất lượng bảo quản càng

tốt, thời gian bảo quản càng lâu nhưng tuy theo mặt hàng cụ thể mà chúng có nhiệt độ bảo

quản khác nhau Nếu nhiệt độ bảo quản càng thấp thì chi phí vận hành càng cao dẫn đến

hiệu quả kinh tế không hợp lý Theo kinh nghiệm của các nhà thiết kế kho lạnh thì nhiệt

độ bảo quản xúc xích tốt nhất là -5 oC

2.2.4 Độ ẩm không khí trong kho bảo quản

Độ ẩm không khí lạnh trong kho ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng, cảm quan bề mặt

của sản phẩm sau khi bảo quản Bởi vì có liên quan đến hiện tượng thăng hoa của nước đá

trong sản phẩm Do đó tuy từng loại sản phẩm mà độ ẩm không khí trong kho là khác

nhau Xúc xích là sản phẩm được bao gói

Theo kinh nghiệm thì ta nên chọn độ ẩm không khí trong kho là =83%

2.3 CHỌN PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG KHO LẠNH

Có 2 phương án thiết kế kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép

Em lựa chọn phương án thiết kế là kho lạnh lắp ghép bằng các tấm panel

Vì nó có những ưu điểm vượt trội như sau:

- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên có

thể vận chuyển và tháo lắp dễ dàng

- Không cần đến vật liệu xây dưng như kho xây trừ nền có các con lươn đặt kho nên

công việc xây dựng đơn giản hơn nhiều

- Cách nhiệt polyuretan có hệ số dẫn nhiệt thấp

- Ẩm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thếp không gỉ

H2-2 Mô hình kho lạnh lắp ghép 2.3.1 Dung tích kho lạnh

Dung tích kho lạnh được xác định theo biểu thức:



Trong đó:

F : là diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, (m2)

V: là thể tích kho lạnh, (m3) V= 200m3

- 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 xếp 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 h1 của kho Chiều cao h1 được

xác định bằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ đi hai lần chiều dầy cách nhiệt của trần

và nền kho lạnh:

h1=H - 2δ, (m)

+ Chọn chiều cao phủ bì H= 4,8 (m) là chiều cao lớn nhất của tấm panel

+ Chọn chiều dầy cách nhiệt: δ= 100 mm

Vậy diện tích chất tải là: h1= 4,8-2.0,1= 4,6 m

Chiều cao chất tải thực h của kho bằng chiều cao phủ bì trừ đi khoảng hở phía trần để

lưu thông không khí chọn là 0,5 (m) và phía dưới nền lát tấm panel là: 0,1 (m)

Suy ra: h= 4,6-(0,1+0,5)= 4 m

200 50 4

F   m2

2.3.3 Tải trọng của nền và của trần

Được tính theo định mức chất tải và chiều cao chất tải của nền và giá treo hoặc móc

gf= 0.45.2.8=1,26 t/m2 Phù hợp với tải trọng cho phép Bởi vì nền và trần được ghép từ các tấm panel có

cường độ chịu nén từ 0,2-0,29Mpa

2.4 Xác định diện tích lạnh cần xây dựng

t F

- F: hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và các diện tích giữa

các lô hàng , giữa lô hàng và cột, tường, các diện tích lắp đặt thiết bị như dàn bay

hơi, quạt, F phụ thuộc vào diện tích buồng

Để có hướng mở rộng kho lạnh lên gấp đôi tôi chọn mặt bằng xây dựng kho lạnh là: Có

hành lang rộng 6(m) ở giữa hành lang có một bức tường mỏng có một cửa lớn để kéo ra

cho xe cơ giới ra vào bốc xếp hàng hóa

H Mặt bằng kho lạnh bảo quản xúc xích

2.4 NGUYÊN TẮC XẾP DỠ HÀNG TRONG KHO

2.4.1 Nguyên tắc thông gió

Yếu tố quan trong trong kho bảo quản là nhiệt độ kho Nhiệt độ này phải đúng mức

quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trực tiếp từng sản phẩm, từng kiện hàng trong

kho phải đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất Do đó, nguyên tắc thông gió là tạo điều

kiện để không khí từ dàn lạnh tiếp xúc trực tiếp đến tất cả các hàng hóa trong kho một

các điều hòa liên tục Kho của tôi dùng để bảo quản xúc xích lên không cần thiết phải

thông gió

2.4.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước

Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó, nghĩa là khoảng thời gian tối đa mà sản

phẩm được phép lưu kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm bắt đầu chuyển qua trạng thái

biến đổi cho đến hư hỏng Do đó các kiện hàng nhập trước phải được ưu tiên xuất trước

2.4.3 Nguyên tắc gom hàng

Trong quá trình bảo quản đông lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít hay nhiều từ bề mặt

sản phẩm, dần dần theo thời gian làm tổn hao lượng sản phẩm Có thể giảm bớt hiện

tượng này bằng cách giảm diện tích kiện hàng hoặc bọc sản phẩm bằng nilông Nguyên

tắc gom hàng là làm cho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả năng bốc hơi chậm lại và

tạo thành khối ổn định, vững chắc Kho lạnh phải đảm bảo thường xuyên đầy hàng vừa

phải, không nên bảo quản quá it hàng vì sẽ tăng sự hao tổn trọng lượng và tăng chi phí

vận hành

2.4.4 Nguyên tắc an toàn

Trong kho những kiện hàng được xếp chồng lên để chiếm chiều cao của kho,do đó rất

nguy hiểm nếu xếp các kiện hàng không an toàn dễ bị ngã đổ Có những kiểu xếp hàng

khác nhau tùy thuộc vị trí trong kho để xây thành những khối kiện hàng vững chắc

2.5 KỸ THUẬT XẾP KHO

2.5.1 Sử dụng kệ để hàng

Sản phẩm bảo quản là xúc xích và được đựng trong các thùng cattông Vì vậy muốn

bảo quản tốt sản phẩm chúng ta phải xếp chúng lên các kệ để hàng có kích thước phù hợp

đảm bảo cho không khí trong kho lưu thông và tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm Tránh

hiện tượng sản phẩm bị hư hỏng vì vậy việc chọn và thiết kế kệ để hàng là cực kì quan

trọng Do thùng cattong đựng xúc xích có kích thước tiêu chuẩn 400x280x160 (mm)

Theo kích thước kho và kích thước thùng cattông ta có thể bố trí các kệ như sau:

+Chọn chiều rộng của kệ là: 440mm

+Chọn mỗi kệ dài là : 2500mm

+ Chiều cao của kệ: 4000mm mỗi tầng cách nhau 200mm

Ta sẽ bố trí 32 kệ như hình vẽ sau:

H2: Mặt bằng xếp hàng hóa 2.5.2 Tuần hoàn không khí trong kho

Không nên xếp sản phẩm sát tường hoặc trực tiếp trên sàn kho Bởi vì như thế nhiệt

vào kho đi qua lớp cách nhiệt sẽ đi qua sản phẩm trước rồi mới được chuyển tới dàn lạnh

Để ngăn chặn sự truyền nhiệt này ta cần chừa những khoảng cách giữa sản phẩm với sàn,

tường, trần, và dàn lạnh một khoảng cách để cho không khí lưu thông dễ dàng

- Cách sàn : 100-150 mm

- Cách tường: 200-800 mm

- Cách trần : 200 mm

- Cách dàn lạnh: 300mm

2.5.3 Chừa lối đi

Trong kho ta cần chừa lối đi cho người và phương tiện bốc dỡ Bề rộng của lối đi phụ

thuộc vào máy móc , thiết bị chuyên chớ và chất xếp sản phẩm trong kho Kho đang

thiết kế có chiều dài và cửa bố trí theo chiều dài nên kho gồm 1 lối đi ở giữa dọc theo

chiều dài của kho, lối đi rộng 1 (m)

2.6 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH

Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cho kho lạnh đòi hỏi phải hết sức nghiêm ngặt và phải

đáp ứng được một số yêu cầu sau:

- Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho

- Chịu được tải trọng chất hàng và của cấu trúc xây dựng

Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt trên nền nhà

xưởng, nền được đầm bằng một lớp đất đá để đảm bảo không bị lún khi có vật nặng đè

lên, phía trên được đổ một lớp bêtông chịu lực

Nền kho lạnh được thiết kế cao khoảng 0,925m so với mặt sàn Như vậy rất thuận tiện

cho việc bốc xếp hàng hóa lên xe và luôn giữ cho kho được kho ráo tránh úng ngập trong

mùa mưa

+ Kết cấu nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố

- Nhiệt độ kho lạnh

- Tải trọng bảo quản hàng

- Dung tích kho lạnh

+ Yêu cầu của nền phải có độ rắn chắc, tuổi thọ cao, vệ sinh dễ dàng, dễ thoát nước

Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn của nền, khả năng chịu lún của nền

Nếu tải trọng bảo quản càng lớn thì cấu trúc nền kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén

cao

Hình 2-1 Cấu trúc nền móng của xưởng sản xuất

+ Cấu trúc nềnkho lạnh bao gồm:

Đá chẻ Lớp bê tông đá Lớp bê tông đá Lớp đất tự nhiên

12 m

6 m

- Lớp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn

- Các con lươn được đúc bằng bê tông hoặc xây bằng gạch để tạo sự thông thoáng

hạn chế rỉ sét cho panel và tránh hiên tượng cơi nền

- Lớp bê tông chịu lực

- Lớp đất đá được đầm nén chặt

2.6.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn

Các thông số của panel cách nhiệt:

+ Chiều rộng tối đa: 1200 mm

+ Chiều rộng tiêu chuẩn: 300, 600, 900, và 1200 mm

+ Chiều dầy tiêu chuẩn: 50, 75, 100, 125, 150, 175, và 200 mm

+ Chiều dài tiêu chuẩn: 1800, 2400, 3000, 3600, 4500, 4800, và 6000 mm

Vậy theo kich thước kho lạnh cần thiết kế ta lựa chọn kích thước panel như sau:

- Chiều dài: + h = 4800 mm dùng để lắp panel vách

+ h = 6000mm Dùng để lắp panel trần và nền

- Chiều rộng : r = 1200 mm

- Hệ số dẫn nhiệt: λ= 0,018 – 0,02 W/mK

Phương pháp lắp : Ghép bằng khóa camlocking và ghép và ghép bằng mộng âm

dương

2.6.3 Cấu trúc mái che của kho lạnh

Mái che của kho lạnh dang thiết kế có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi

của thời tiết nắng mưa, bảo vệ sự làm việc của công nhân, che chắn cho hệ thống máy

lạnh, nên mái kho phải đạt được những yêu cầu sau

Mái che của kho phải đảm bảo che mưa che nắng tốt cho cấu trúc kho và hệ thống

lạnh Mái kho không được đọng nước, không được thấm nước, độ dốc của mái kho ít nhất

là 2% Vì vậy trong phương án thiết kế này chọn mái kho bằng tôn màu xanh lá cây, nâng

đỡ bằng bộ phận khung sắt

Hình 2-3: Cấu trúc mái kho lạnh

2.6.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí

Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề,cửa lắc và cửa lùa Cấu trúc cửa là các

tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su Khóa cửa mở được

cả hai phía trong và ngoài, xung quanh cửa được bố trí dây điện trở sưởi cửa đề phòng

băng dính chặt cửa lại Các cửa có kích thước như sau:

Hình 2-4: Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh

Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chế dòng nhiệt tổn

thất do mở cửa khi xuất nhập hàng Nhựa để chế tạo màn chắn khí phải đảm bảo khả năng

chịu lạnh tốt và có độ bền cao Màn được ghép từ dải nhựa có chiều rộng 200 mm, dầy

2mm, chồng mí lên nhau 50 mm

Do kích thước kho khá nhỏ nên em chỉ sử dụng một cửa lớn cho kho lạnh vừa nhập

hàng vửa xuất hàng

Hình 2-6: Màn nhựa che cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng kho lạnh

Màn nhựa cửa ra vào

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH

3.1 XÁC ĐỊNH CHIỀU DẦY LỚP CÁCH NHIỆT

Chiều dầy lớp cách nhiệt được xác định theo hai yêu cầu cơ bản sau đây:

- Vách ngoài kết cấu bao che không được đọng sương nghĩa là chiều dầy của nó

phải đủ lớn để nhiệt độ vách ngoài lớn hơn nhiệt độ đọng sương ts

- Chọn chiều dầy lớp cách nhiệt sao cho giá thành đơn vị lạnh thấp nhất

Chiều dầy cách nhiệt được tính theo công thức sau:

 _hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK

k_hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2K

α1_ hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách, W/m2K

α2_ hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K

δi_ bề dầy lớp vật liệu thứ i,m,

λi_ hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệ thứ i,m

Do trần kho có mái che của nhà xưởng 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 dầy cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền Ở đây, ta chọn vật liệu

cách nhiệt cho kho là tấm panel tiêu chuẩn (vì panel có tác dụng cách nhiệt và cách ẩm)

Bảng 3.1 Thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn

Hệ số dẫn nhiệt (W/mK)

Nhiệt độ không khí trong kho to= -50C, không khí trong kho đối lưu cưỡng bức vừa phải

+ Chọn hệ số dẫn nhiệt của polyuretan cn= 0,025W/mK

Ta chọn chiều dầy panel tiêu chuẩn: δ panelTC=100 mm

Khi đó chiều dầy cách nhiệt thực của panel là:

δ Cnthuc= 0,1 –(2.0,0006+2.0,0005)= 0,0987 m

Hệ số truyền nhiệt thực của vách khi đó là:

th

1 k

3.2 KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG TRÊN BỀ MẶT NGOÀI VÁCH CÁCH NHIỆT

Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là kth ≤ ks

- α1: hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho, W/m2K

- t1: nhiệt độ không khí bên ngoài kho, 0C

- t2: nhiệt độ không khí bên trong kho, 0C

- ts: nhiệt độ điểm đọng sương, 0C

Các thông số khí tượng ở hà nội t1= 37,20C, độ ẩm 83% Tra đồ thị i-d của không khí ẩm

Nhận xét: k s > k th Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương

3.3 KIỂM TRA CÁCH ẨM TRÊN BỀ MẶT NGOÀI VÁCH CÁCH NHIỆT

Điều kiện để ẩm không đọng lại làm ướt sũng cơ cấu cách nhiệt là áp suất riêng phần

hơi nước thực tế luôn luôn phải nhỏ hơn phân áp suất bão hòa hơi nước ở mọi điểm trong

cơ cấu cách nhiệt

+ Cấu trúc cách ẩm của kho

Cấu trúc cách ẩm của kho đóng vai trò quan trọng đối với kho lạnh Nó có nhiệm vụ

ngăn chặn dòng ẩm xâm nhập từ bên ngoài môi trường vào trong kho lạnh qua kết cấu

bao che Nếu không tiến hành cách ẩm cho cấu trúc bao che thì dòng ẩm từ môi trường

bên ngoài sẽ xâm nhập vào cấu trúc cách nhiệt theo sự chênh lệch nhiệt độ , nó làm cho

hàm ẩm trong cấu trúc cách nhiệt tăng lên dẫn đến hệ số dẫn nhiệt của cấu trúc cách nhiệt

tăng và hệ số truyền nhiệt của cấu trúc bao che tăng lên, thậm trí không còn khả năng

cách nhiệt đó là điều chúng ta không mong muốn Đối với kho lạnh lắp ghép cấu trúc

cách ẩm là lớp tôn bọc cách nhiệt, tôn là loại vật liệu có hệ số dẫn ẩm nhỏ gần như bằng

không, do đó việc cách ẩm đối với kho lạnh lắp ghép là rất an toàn

+ Cấu trúc cách nhiệt đường ống

Trong hệ thống các đường ống cách nhiệt chủ yếu là đường ống có nhiệt độ thấp như

đường ống hút về máy nén hạ áp và máy nén cao áp, bình tách lỏng Vật liệu dùng để

cách nhiệt đường ống là polyuretan, cách ẩm thì ta sử dụng tôn mỏng bọc ở ngoài cùng

Với mỗi loại đường ống khác nhau thì chiều dầy lớp cách nhiệt cũng khác nhau, nó phụ

thuộc vào nhiệt độ môi chất trong mỗi ống và phụ thuộc vào đường kính của ống Việc

tính toán chiều dầy cách nhiệt, ứng với mỗi đường ống sẽ được trình bày ở phần lắp gháp

hệ thống sau khi ta đã chọn được đường kính của ống dẫn môi chất

H3-1: Cấu trúc bọc cách nhiệt đường ống

3 - Đường ống dẫn môi chất

CHƯƠNG 4 : TÍNH NHIỆT TẢI NHIỆT CHO KHO LẠNH

4.1 TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI KHO LẠNH

Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâm 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

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng suất lạnh

của máy lạnh cần lắp đặt Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tính theo công thức sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, W

Trong đó:

Q1 – dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh

Q2 – dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh

Q3 – dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ở đây

Q3 = 0 do kho bảo quản sản phẩm xúc xích không thông gió buồng lạnh

Q4 – dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh

Q5 – dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp, nó chỉ có ở kho lạnh bảo quản

rau quả, Q5 = 0

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và

nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong kho lạnh cộng với

dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần

Dòng nhiệt Q1 được xác định theo công thức:

Q1 = Q11 + Q12, (W) [2]

Trong đó:

Q11 – dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ

Q12 – 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, Q12 = 0

Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ được xác định theo biểu

thức:

Q11 = Kt.F (t1 – t2), W ( Ct 4-2 [1] )

Trong đó:

Kt _ hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều dài cách nhiệt thực

F _ diện tích bề mặt kết cấu bao che

t1 _ nhiệt độ môi trường bên ngoài là nhiệt độ trung bình cộng của nhiệt độ trung bình cực

đại tháng nóng nhất và nhiệt độ cực đại ghi nhận trong vòng 100 năm gần đây Tại Hà

nội : chọn t1=37,2oC Bảng 1-1 [1]

t2 _ nhiệt độ không khí trong kho, 0C t2 = -50C

Kích thước của kho như sau :

+ Chiều dài kho : L1 = 12 m

+ Chiều rộng kho : L2 = 6 + 2.0,1 = 6,2 m

+ Chiều cao : H = 4,8 + 2.0,1 = 5m

Dự kiến kho lạnh được đặt trong xưởng sản xuất có tường bao xung quanh và có mái che:

Bảng 3-1 Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che

Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che là Q1 = Q11 =3581,75W

Dòng nhiệt do bao bì và sản phẩm tạo ra xác định theo công thức:

Q2 = Q21 + Q22, W

Trong đó:

- Q21 – dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra, (W)

- Q22 – dòng nhiệt do bao bì tỏa ra, (W)

- M – công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản trong

một ngày đêm, tấn/ngày đêm Tại khu công nghiệp Nam Thăng Long khối lượng

hàng nhập vào kho bảo quản trong một ngày đêm là M = 13 tấn/ngày đêm

- i1, i2 – enthalpy của sản phẩm vào kho và của sản phẩm ở nhiệt độ bảo quản, J/kg

Nhiệt độ của sản phẩm lúc đầu vào là tv=5oC và sau khi ra khỏi buồng lạnh là t2= -5oC

.Tra theo Bảng 4-2 [l] Đối với sản phẩm tù thịt lợn ta có h1 =226950 (J/kg) và h2=54400

(J/kg)

24.3600

2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra Q 22

Được xác định theo biểu thức:

- Mb: khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm trong một ngày đêm, tấn/ngàyđêm

Ta lấy Mb = M.10% = 1,3 tấn/ngày đêm

- Cb: nhiệt dung riêng của bao bì,J/kgK, với bao bì là bìa cactong thì Cb = 1460

J/kgK

- t1,t2: nhiệt độ bao bì trước và sau khi làm lạnh bao bì, 0C

Ta lấy nhiệt độ bao bì trước khi đưa vào kho bằng với nhiệt độ của sản phẩm vì sản phẩm

được bao gói được đưa từ nơi sản xuất đến kho để bảo quản, t1 = tv =5 0C

Vậy Q2 = Q21 + Q22 = 25962,23 + 220 = 26182,23 W

Các dòng nhiệt do vận hành bao gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q41, do người

làm việc trong buồng Q42, do các động cơ điện Q43, do mở cửa kho lạnh Q44 và dòng nhiệt

- A: nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 buồng hay nền, với buồng bảo quản đông

A = 1,2 W/m2

- F: diện tích của buồng, m2

2 Dòng nhiệt do người trong buồng làm việc tỏa ra Q 42

Được xác định theo biểu thức:

Q42 = 350.n = 350.3 =1050 W Trong đó:

- nhiệt lượng do một người tỏa ra trong khi làm công việc nặng nhọc là 350

W/người

- n: số người làm việc trong buồng Nó phụ thuộc vào công nghệ gia công, chế

biến, vận chuyển, bốc xếp Kho được thiết kế với phương thức bốc dỡ thủ công, ta chọn

số người làm việc trong kho là: n = 3 người

3 Dòng nhiệt do động cơ điện tỏa ra Q 43

Được xác định theo biểu thức:

Q43 = N.1000 = 2.1,25.1000 =2500 W

Động cơ điện làm việc trong kho là động cơ của 2 quạt dàn lạnh, ta chọn 1 dàn lạnh hãng

Guntner, giả sử động cơ của mỗi quạt là 1,25 kW

4 Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q 44

Được xác định theo biểu thức:

Q44 = B.F = 12.72 = 864 W

Trong đó:

- F: diện tích của kho lạnh, m2

- B: dòng nhiệt dung riêng khi mở cửa, W/m2

Dòng nhiệt khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng và chiều cao buồng Dựa vào

bảng 4-4 [1] Dòng nhiệt riêng khi mở cửa theo chiều cao của buồng với chiều cao buồng

h = 4,8 m, diện tích 72 m2 Sử dụng phương pháp nội suy ta có B = 12 W/m2

5 Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q 45

Sau khi xả băng, nhiệt độ kho lạnh tăng lên đáng kể, điều đó chứng tỏ có một phần

nhiệt lượng dùng xả băng đã trao đổi nhiệt với không khí và các thiết bị trong phòng

Nhiệt dùng xả băng đại bộ phận làm tan băng trên dàn lạnh và được đưa ra ngoài cùng với

nước đá tan, một phần truyền cho không khí và các thiết bị trong kho lạnh gây nên tổn

thất

Để xác định dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh ta xác định theo mức độ tăng nhiệt độ

không khí trong phòng sau khi xả băng Mức độ tăng nhiệt độ của phòng phụ thuộc vào

dung tích của kho lạnh Thông thường nhiệt độ không khí sau khi xả băng tăng (4 ÷ 7) 0C

Dung tích càng lớn thì độ tăng nhiệt độ càng nhỏ và ngược lại Dòng nhiệt do xả băng dàn

lạnh Q45 được xác định theo biểu thức:

Trong đó:

- n: số lần xả băng trong một ngày đêm, chọn n = 3

- KK: khối lượng riêng của không khí,KK=1,2kg/m3

- V: thể tích của kho lạnh,m3

- CPkk: nhiệt dung riêng của không khí, CPkk =1009 J/kgK

- t: độ tăng nhiệt độ không khí trong kho lạnh sau khi xả băng dàn lạnh (lấy theo

kinh nghiệm), lấyt =50C

4.1.4 Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén

Phụ tải nhiệt của thiết bị:

Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết

của thiết bị bay hơi Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng lớn hơn công

suất của máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những biến động có thể xảy ra trong

quá trính vận hành Vì thế tải nhiệt của thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả các tổn thất

nhiệt của kho lạnh

Qtải = Q1 + Q2 + Q4 = 34306,42 W = 34,30642 kW

Phụ tải nhiệt của máy nén:

Do các tổn thất trong các kho lạnh không đồng thời xảy ra nên công suất nhiệt yêu cầu

thực tế sẽ nhỏ hơn tổng của các tổn thất nhiệt Để tránh cho máy nén có công suất lạnh quá

lớn, tải nhiệt máy nén cũng được tính toán từ các tải nhiệt thành phần nhưng tùy theo từng

loại kho lạnh có thể chỉ lấy một phần tổng của nhiệt tải đó

Với kho lạnh bảo quản xúc xích thì:

- B: hệ số thời gian làm việc của máy nén, thường lấy b = 0,9 (máy nén làm việc 22

giờ/ngày do xả băng dàn lạnh và giảm tải cho máy nén)

- k : hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh Chọn

k= 1,05 Trang 121 [1]

CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH, CHỌN MÁY NÉN VÀ

CÁC THIẾT BỊ CỦA HỆ THỐNG

5.1 CHỌN HỆ THỐNG LẠNH

5.1.1 Chọn phương pháp làm lạnh

Trong thực tế có nhiều phương pháp làm lạnh cho kho Nhưng có hai phương pháp

thông dụng nhất là: làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp

1 Làm lạnh trực tiếp

Là phương pháp làm lạnh kho bằng dàn bay hơi đặt trong kho lạnh, môi chất lạnh lỏng

sôi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh Làm lạnh trực tiếp có thể là dàn lạnh đối lưu tự

nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức

Ưu điểm:

Thiết bị đơn giản không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ

Tuổi thọ cao kinh tế vì không phải tiếp xúc với nước muối là một chất ăn mòn kim loại

rất nhanh chóng

Đứng về mặt nhiệt động thì ít tổn thất năng lượng vì hiệu nhiệt độ giữa kho lạnh và dàn

bay hơi gián tiếp qua không khí

Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ nghĩa là khi làm lạnh trực tiếp thời gian từ khi mở máy

đến lúc kho lạnh đạt nhiệt độ yêu cầu sẽ nhanh hơn

Nhiệt độ kho lạnh có thể giám sát theo nhiệt độ sôi của môi chất, nhiệt độ sôi có thể xác

định dễ dàng qua nhiệt kế của đầu hút máy nén

Nhược điểm

- Đối với hệ thống lạnh lớn thì lượng môi chất nạp vào máy lớn, khả năng rò rỉ của môi

chất lớn, khó có khả năng dò tìm được chỗ rò rỉ để xử lý Tổn thất áp suấp cho việc cấp

cho những dàn bay hơi ở xa có hồi dầu về nếu dùng môi chất Freon, máy nén dễ hút ẩm,

việc bảo vệ máy nén khó khăn

- Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém khi máy lạnh ngừng hoạt động thì dàn lạnh cũng

hết lạnh nhanh chóng

2 Làm lạnh gián tiếp

Là phương pháp làm lạnh bằng các giàn chất tải lạnh như nước muối, glycol,… thiết bị

bay hơi đặt ở ngoài kho lạnh Ở trong buồng chất tải lạnh nóng lên do thu nhiệt của buồng

lạnh Sau đó trở lại dàn bay hơi để hạ nhiệt độ xuống bằng nhiệt độ yêu cầu và cứ như vậy

được tuần hoàn liên tục Dàn lạnh gián tiếp cũng có thể là dàn lạnh đối lưu tự nhiên hoặc

đối lưu cưỡng bức

Ưu điểm:

- Hệ thống lạnh có độ an toàn cao, chất tải lạnh không cháy, không nổ, không độc hại với

cơ thể sống và không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bảo quản Nó là vòng tuần

hoàn an toàn và ngăn chặn sự tiếp xúc của môi chất độc hại đối với sản phẩm

- Máy lạnh có cấu tạo đơn giản hơn, đường ống dẫn môi chất hệ thống ngắn được chế tạo

ở dạng tổ hợp hoàn chỉnh nên chất lượng cao, độ tin cậy lớn, dễ dàng kiểm tra lắp đặt và

hiệu chỉnh

- Dung dịch chất tải lạnh có khả năng trữ lạnh lớn sau khi máy ngừng hoạt động, nhiệt độ

kho có khả năng duy trì được lâu hơn

Nhược điểm:

- Năng suất lạnh của máy bị giảm do chênh lệch nhiệt độ lớn

- Hệ thống thiết bị cồng kềnh vè phải thêm vòng tuần hoàn cho chất tải lạnh

- Tốn năng lượng bổ sung cho bơm hoặc cánh khuấy chất tải lạnh

Qua sự phân tích ưu nhược điểm của hai phương pháp làm lạnh trên, tôi chọn phương

pháp làm lạnh cho kho đang thiết kế là phương pháp làm lạnh trực tiếp Nó phù hợp với điều

kiện của kho lạnh như: hệ thống không cồng kềnh, dễ điều chỉnh nhiệt độ, tổn hao lạnh khị

khởi động nhỏ, chi phí đầu tư ban đầu không lớn

5.1.2 Chọn môi chất lạnh

Môi chất lạnh (còn gọi là tác nhân lạnh hay gas lạnh) là chất môi giới sử dụng trong

chu trình nhiệt động ngược chiều để thu nhiệt của môi trường có nhiệt độ thấp và thải

nhiệt ra môi trường có nhiệt độ cao hơn Môi chất tuần hoàn trong hệ thống lạnh nhờ quá

trình nén

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

Tôi quyết định chọn môi chất lạnh là R22 cho hệ thống vì:

- Loại môi chất này đang được sử dụng khá phổ biến hiện nay, bền vững ở phạm vi nhiệt

độ và áp suất làm việc.an toàn không cháy nổ, khả năng hòa tan nước cao tránh gây tắc

ẩm và không dẫn điện

- Nhiệt độ đông đặc thấp hơn nhiệt độ bay hơi nhiều và nhiệt độ tới hạn cao hơn nhiệt độ

ngưng tụ nhiều và nó có độ nhớt động học nhỏ

- Loại môi chất này hiện nay đang được sử dụng rất phổ biến trên thị trường hiện nay vì

vậy nó dễ tìm kiếm để thay thế

- Không độc đối với cơ thể sống và không biến chất thực phẩm bảo quản

5.1.3 Các thông số của chế độ làm việc

Việc chọn các thông số làm việc cho hệ thống 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: