Thiết kế kho đông lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản dung tích 250 tấn

Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp rượu, bia, sinh học, đo lường tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, trong đời sống vv... Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ và trở thành ngành kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu được trong đời sống và kỹ thuật của tất cả các nước. Ở nước ta, với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng, sản lượng thủy sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy việc xây dựng kho bảo quản thủy sản lạnh đông đảm bảo chất lượng cho sản phẩm là một vấn đề cấp thiết hiện nay. Được sự phân công của Được sự phân công của khoa Cơ Khí Công Nghệ cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thiết kế kho đông lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản dung tích 250 tấn” Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầy cô và sự đóng góp ý kiến của các bạn.

Lời mở đầu

***&***

Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi trongnhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo quảnthực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp rượu, bia, sinh học, đo lường tựđộng, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế tạo vậtliệu, dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, trong đờisống vv

Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ và trở thành ngành

kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu được trong đời sống và kỹ thuậtcủa tất cả các nước

Ở nước ta, với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng, sản lượngthủy sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn Vì vậy việc xây dựng khobảo quản thủy sản lạnh đông đảm bảo chất lượng cho sản phẩm là một vấn đềcấp thiết hiện nay

Được sự phân công của Được sự phân công của khoa Cơ Khí Công Nghệ cùngvới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Lê Thanh Long, tôi tiến hành thực hiện đề

tài: “Thiết kế kho đông lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản dung tích 250 tấn”

Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ

án không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầy cô

và sự đóng góp ý kiến của các bạn

Chương 1

Tổng quan

1.1 Tổng quan về kho lạnh bảo quản

Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nôngsản, 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 rộngrãi 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

1.2.1.2 Kho phân phối, kho trung chuyển

Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khu vực dân cư, thành phố và dự trữlâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ nhiều mặt hàng và có ýnghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng

1.2.1.3 Kho thương nghiệp

Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thống thương nghiệp Khodùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp bán trên thịtrường

1.2.1.4 Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tầu hoả, xe ôtô )

Đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vậnchuyển từ nơi này sang nơi khác.

1.2.1.5 Kho sinh hoạt

Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùngbảo quản một lượng hàng nhỏ

1.2.2.Theo nhiệt độ

1.2.2.1 Kho bảo quản lạnh

Nhiệt độ bảo quản thường nằm trong khoảng -2 oC ÷ 5 oC Đối với một số rauquả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (chuối >10 oC, chanh > 4 oC) Nóichung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản

1.2.2.2 Kho bảo quản đông

Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông Đó là hàngthực phẩm có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian,loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt -

18 oC để cho các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quátrình bảo quản

1.2.2.3 Kho đa năng

Nhiệt độ bảo quản là -12 oC

1.2.2.3 Kho gia lạnh

Nhiệt độ 0oC, dùng gia lạnh các sản phẩm trước khi chuyển sang khâu chếbiến khác

1.2.2.4 Kho bảo quản nước đá

Nhiệt độ kho tối thiểu -4 oC

1.2.3 Theo dung tích chứa

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó Dođặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm có khác nhau nên thườngqui dung tích ra tấn thịt (MT-Meet Tons) Ví dụ kho 50MT, Kho 100MT, Kho

150 MT vv là những kho có khả năng chứa 50, 100, 150 vv tấn thịt

1.2.4 Theo đặc điểm cách nhiệt

1.2.4.1 Kho xây

Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hành bọccác lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương đốicao, không đẹp, khó tháo dỡ và di chuyển Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh

kho xây không đảm bảo tốt Vì vậy hiện nay ở nước ta người ta ít sử dụng khoxây để bảo quản thực phẩm.

1.2.4.2 Kho panel

Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyurethan và được lắp ghép vớinhau bằng các móc khoá camlocking Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giáthành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàngthực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu vv Hiện nay nhiều doanh nghiệp ởnước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vì thế hầu hếtcác xí nghiệp công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng

hoá.[3]

Chương 2

Tính toán cấu trúc kho lạnh

2.1 Quy hoạch mặt bằng kho lạnh

2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh

Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảoquản và những nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ Để đạt được mụcđích đó cần tuân thủ các yêu cầu sau:

- Phải bố trí buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theodây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào buồng chứaphải quay ra hành lang Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theodây chuyền không đi ngược

- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư bé nhất Cần sử dụng rộng rãi các cấukiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảotiện nghi Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất

- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và chi phí thấp.+ Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốcxếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế

+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40m

+ Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất 12m,thường lấy 12, 24, 36, 48, 60, 72m

+ Trong một vài trường hợp kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5m, nhưngthông thường các kho lạnh có hành lang nối ra cả hai phía, chiều rộng 6m

+ Kho lạnh thể tích tới 600 tấn không bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốc dỡôtô dọc theo chiều dài kho đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ

+ Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm lạitừng khối với một chế độ nhiệt độ

- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn Điều này đặc biệtquan trọng đối với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo đượcmôi chất lạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn vớiviệc cấp lỏng từ dưới lên

- 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 Phải đểlại một mặt mút tường để có thể 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 mụcđích sau:

- Vận hành máy thuận tiện

- Rút ngắn chiều dài đường ống: Giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp suấttrên đường ống

- Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất

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

- Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy với thiết bị.Buồng máy và thiết bị thường được bố trí vào sát tường kho lạnh để đườngnối ống giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 ÷10% tổng diệntích kho lạnh

Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh hoặctách rời Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m trở lên, các máy vàthiết bị lớn đến 2,5m Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ dàng.Khoảng cách máy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường là 0,8m nếu đâykhông phải là lối đi vận hành chính Các thiết bị có thể đặt sát tường nếu phía đócủa thiết bị hoàn toàn không cần đến vận hành, bảo dưỡng Trạm tiết lưu và bảngđiều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thể quansát được dễ dàng từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy Trạm tiết lưu đặt cách máy

ít nhất 1,5m

Buồng máy và thiết bị ít nhất phải có 2 cửa bố trí đối diện ở khoảng cách xanhất trong buồng máy, ít nhất có 1 cửa thông ra ngoài trời, các cánh cửa mở rangoài Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi

không khí trong buồng 3 ÷ 4 lần.[1]

2.2 Chọn phương án xây dựng kho lạnh

Chọn phương án thiết kế là kho lạnh lắp ghép, mặc dù kho lạnh lắp ghép giáthành cao hơn khá nhiều so với kho lạnh xây Nhưng nó có những ưu điểm vượttrội so với kho lạnh xây như sau:

- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵnnên có thể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trong một

vài ngày so với kho truyền thống phải xây dựng trong nhiều tháng, có khi nhiềunăm.

- Có thể tháo lắp và di chuyển đến nơi mới khi cần thiết

- Không cần đến vật liệu xây dựng như kho xây trừ nền có con lươn đặt khonên công việc xây dựng đơn giản hơn nhiều

- Cách nhiệt là polyuretan có hệ số dẫn nhiệt thấp

- Tấm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thépkhông gỉ…

- Hoàn toàn có thể sản xuất được trong nước

2.3 Chọn thông số thiết kế

2.3.1 Chọn nhiệt độ bảo quản

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông theo lý thuyết nhiệt độ càng thấp thì chấtlượng sản phẩm càng tốt, thời gian bảo quản càng lâu nhưng tùy từng mặt hàng

cụ thể mà chúng có nhiệt độ bảo quản khác nhau Đối với các mặt hàng trữ đông

ở các nước châu Âu người ta thường chọn nhiệt độ bảo quản khá thấp từ -25 oC

÷-30 oC Ở Việt Nam hiện nay, nhiệt độ bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnhquy định chung là -18 oC ÷ -25 oC

Nguyên liệu chủ yếu được bảo quản trong kho lạnh là cá Tra cá Basa Tôichọn nhiệt độ bảo quản trong kho là: -20 ± 2 oC.

2.3.2 Độ ẩm không khí trong kho

Độ ẩm không khí lạnh trong kho có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cảmquan bề mặt của sản phẩm đông sau khi bảo quản Bởi vì nó liên quan đến hiệntượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm Do vậy tùy từng loại sản phẩm cụthể mà độ ẩm của không khí trong kho là khác nhau

Đối với sản phẩm đông không được bao gói cách ẩm thì độ ẩm không khílạnh là phải đạt 95% Còn đối với sản phẩm đã được bao gói cách ẩm thì độ ẩmcủa không khí lạnh khoảng 85 ÷ 90%

Sản phẩm được bao gói bằng nhựa PE và giấy catong khi đưa vào kho lạnhnên độ ẩm không khí lạnh trong kho  = 85%

2.3.3 Tốc độ không khí trong kho lạnh

Không khí chuyển động trong kho có tác dụng lấy đi lượng nhiệt của sảnphẩm bảo quản, nhiệt truyền vào do mở cửa, do cầu nhiệt, do người lao động,

do máy móc thiết bị hoạt động trong kho Ngoài ra còn đảm bảo sự đồng đềunhiệt độ, độ ẩm và hạn chế nấm mốc hoạt động.

Các sản phẩm được bao gói cách ẩm nên ta thiết kế không khí đối lưu cưỡngbức bằng quạt gió với vận tốc v = 3m/s

2.3.4 Các số liệu về khí tượng tại thành phố Huế

Bảng 2-1 các số liệu khí tượng tại thành phố Huế

2.4.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m 2

Được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:

F= V h

Trong đó: F – Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m2

h – Chiều cao chất tải, m

Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộcvào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ Chiều cao h có thể tính bằng chiềucao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cầnthiết 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 lạnhtrừ đi hai lần chiều dầy cách nhiệt của trần và nền kho lạnh:

h1 = H - 2

+ Chọn chiều cao phủ bì H = 3,6m là chiều dài lớn nhất của tấm panel

+ Chọn chiều dày cách nhiệt  = 125 mm

Suy ra:

h1 = 3,6 – 2.0,125 = 3,35 (m)

Chiều cao chất tải thực h của kho bằng chiều cao phủ bì trừ đi khoảng hở phíatrần để lưu thông không khí chọn là 0,5m và phía dưới nền lát tấm palêt là:0,1m

Suy ra:

h = 3,35 – (0,1 + 0,5) = 2,75 (m)

Diện tích chất tải lạnh : F=V

h=555,56 2,75 =202,02 (m2)

2.4.3 Tải trọng của nền và của trần

Tải trọng nền được xác định theo công thức:

gf = gv.h = 0,45.2,75= 1.24 (tấn/m2)

Với tải trọng nền này thì panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén bởi vì độ chịunén của panel tiêu chuẩn là 0,2÷0,29 Mpa

2.4.4 Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng

Diện tích kho lạnh thực tế cần xây dựng phải tính đến đường đi, khoảng hởgiữa các lô hàng, diện tích lắp đặt dàn lạnh, khoảng cách giữa các lô hàng đếntường bao Vì vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính toán trên vàđược xác định theo công thức:

Fxd=

F

β F

Trong đó: Fxd– diện tích kho lạnh cần xây dựng, m2

F- hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và cácdiện tích giữa các lô hàng, giữa lô hàng và cột, tường, các diện tíchlắp đặt thiết bị như dàn bay hơi, quạt, F phụ thuộc vào diện tíchbuồng và lấy theo bảng 2-5 Ta chọn F = 0,8.[1,34]

Fxd=

F

β F =202,020,8 =252,53 m2 ≈ 253 (m2)

Số lượng buồng lạnh cần xây dựng

Trong đó: Z: số lượng buồng lạnh;

f : diện tích buồng lạnh quy chuẩn xác định theo hàng cột của kho,

m2

Diện tích buồng lạnh quy chuẩn tính theo hàng cột quy chuẩn cách nhau 6mnên f cơ sở là 36 m2 Các diện tích quy chuẩn khác nhau là bội số của 36 m2.Trong khi tính toán, diện tích lạnh có thể lớn hơn diện tích ban đầu 10÷15%, khichọn Z là một số nguyên

Diện tích thực của kho là:12 x 24 =288 m2

Dung tích thực tế của kho là:

Et= E

Z t Z

Trong đó: E - dung tích kho lạnh, tấn;

Zt - số buồng lạnh thực được xây dựng

2.5 Cấu trúc kho lạnh

2.5.1 Cấu trúc nền

Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt trênnền nhà xưởng Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn chắc củanền, khả năng chịu lún của nền Nếu tải trọng của hàng bảo quản càng lớn thìcấu trúc nền kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao Các tấm panel nền đượcđặt trên các con lươn thông gió Cấu trúc nền kho lạnh được thiết kế như hìnhvẽ.

2.5.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn đã được chế tạo sẵn

Các thông số của panel cách nhiệt:

Kho lạnh được thiết kế gồm 2 cửa trong đó có một cửa chính có kích thước1000x1800(mm) và một cửa sổ có kích thước 600x600(mm) Hai cửa này để tạothuận lợi cho việc xuất, nhập hàng vào và ra khỏi kho.

Hình 2-3: 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 dòngnhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng Nhựa để chế tạo màn chắn khí phải

Màn nhựa cửa ra vào M

2.5.5 Khóa cam ( cam lock)

Hình 2-5 giới thiệu nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của khóa cam Cơ cấumóc bên trái nằm ở một mép panel, chốt ngang nằm ở một vị trí tương ứng ởmép panel cần ghép nối Khi đặt 2 panel cạnh nhau, dùng chìa khóa quay theochiều kim đồng hồ 1/4 vòng thì móc đã ăn khớp vào chốt của panel đối diện thì

cơ cấu cam kéo chốt về bên trái siết chặt 2 tấm panel vào với nhau

Hình 2-5 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khóa cam

tương ứng của panel ghép có vấu lồi để ăn khớp hoàn toàn với nhau (xem hình2- 5), qua đó tránh được khe hở ở mối ghép panel với nhau, nền…

Hình 2-6 Mộng âm dương của tấm panel

2.6 Tính toán cách nhiệt, cách ẩm và kiểm tra đọng sương

2.6 1 Xác định chiều dày cách nhiệt

Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:

Trong đó: δ CN - độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, m

λ CN - 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

δ i - bề dày lớp vật liệu thứ i, m.

λ i - hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.

Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn (panel

có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm)

Bảng 2-2 Các thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn.[4,52]

lươn thông gió nên ta lấy hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ sốtruyền nhiệt của vách kho.

2.6.2 Tính kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài vách cách nhiệt

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

Hệ số truyền nhiệt đọng sương được tính theo công thức:

k s =0 ,95.α1t t1−t s

1−t2

Trong đó: α1 - hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho,

W/m2K

t1 - nhiệt độ không khí bên ngoài kho, t1 =37,3 oC

t2 - nhiệt độ không khí bên trong kho, t2 = -20 oC

ts - nhiệt độ điểm đọng sương, ts = 29,5 oC

k s =0,95.α1t1−t s

t1−t2=0,95 23,337,3−29,5 37,3−(−20) =3,01 (W/m2K)Nhận xét: ks > k

Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương

Chương 3:

Tính nhiệt kho lạnh

Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâpnhập vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủcông suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổnđịnh giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định năngsuất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tính theocông thức sau:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5, WTrong 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 lýlạnh

Q3 – dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ởđây Q3 = 0 do kho bảo quản sản phẩm thủy sản 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 ởkho lạnh bảo quản rau quả, Q5 = 0

3.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q 1 :

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 trongkho 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

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 xạmặt trời

Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nên bỏqua 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 địnhtheo biểu thức:

Q11= kt.F(t1 – t2), WTrong đó: kt - hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiềudài cách nhiệt thực

F - diện tích bề mặt kết cấu bao che

t1 – nhiệt độ môi trường bên ngoài kho, oC

t2 – nhiệt độ không khí trong kho, oC

Chiều dài kho L1 =24m

F - là diện tích bề mặt của kết cấu bao che; (m2)

t1 - là nhiệt độ bên ngoài môi trường

t2 - là nhiệt độ trong kho lạnh

Do kho lạnh được đặt trong xưởng chế biến có tường bao xung quanh và cómái che nên nhiệt độ không khí xung quanh kho lạnh sẽ lấy bằng nhiệt độ củakhu thành phẩm, t1= 26oC

Bảng 3-1 Dòng nhiệt truyền qua vách

( W/m2K)

F(m2)

Δt(oC)

3.1.2 Dòng nhiệt truyền qua trần

Tương tự dòng nhiệt qua vách kho ta có :

Bảng 3-2 Dòng nhiệt truyền qua trần

Bao che kt

( W/m2K)

F(m2)

Δt(oC)

Q11tr

(W)

3.1.3 Dòng nhiệt truyền qua nền.

Nền không có sưởi nên dòng nhiệt qua sàn được xác định theo biểu thức:

Q11n = kq.F.(t1 – t2)m; (W)Trong đó: kq: hệ số truyền nhiệt quy ước tương ứng với từng vùng nền

F: diện tích tương ứng với từng vùng nềnm: hệ số tính đến sự tăng tương đối trở nhiệt của nền khi có lớpcách nhiệt

Để tính toán dòng nhiệt vào qua sàn, người ta chia sàn ra các vùng khác nhau

có chiều rộng 2 m mỗi vùng tính từ bề mặt tường bao vào giữa buồng

- Vùng IV còn lại ở giữa buồng lạnh.

Δt(oC)

 Kết quả tính toán tổng dòng nhiệt qua kết cấu bao che

Vậy dòng nhiệt qua vách, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ là:

3.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q 2 :

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

Q2 = Q21 + Q22, WTrong đó: Q – dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra,W

Q22 – dòng nhiệt do bao bì tỏa ra,W

Vậy chọn M= 6%.250=15 tấn/ngày đêm

i1, i2 - entanpi sản phẩm ở nhiệt độ vào và ở nhiệt độ bảo quản,J/kg

Cần lưu ý rằng đối với kho bảo quản đông, các sản phẩm khi đưa vào khobảo quản đã được cấp đông đến nhiệt độ bảo quản Tuy nhiên trong quá trình xử

lý đóng gói và vận chuyển nhiệt độ sản phẩm tăng lên ít nhiều, nên đối với sảnphẩm bảo quản đông lấy nhiệt độ vào là -12oC

Nhiệt độ sản phẩm trước khi vào kho bảo quản đông:

t1 = - 12oC suy ra i1 = 24,4 (kJ/kg)Nhiệt độ của sản phẩm trong kho bảo quản:

t2 = -20oC suy ra i2=0 (kJ/kg)Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra:

Ta lấy nhiệt độ bao bì trước khi đưa vào kho cùng sản phẩm bằngnhiệt độ của khu thành phẩm, t1= 26 oC.

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 + Q45

3.3.1 Dòng nhiệt do chiếu sáng Q 41

Được xác định theo biểu thức:

Q41 = A.FTrong đó: A - nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 buồng hay nền, vớibuồng bảo quản đông A = 1,2 W/m2

F - diện tích của buồng, m2.Suy ra: Q41=1,2.288= 345,6 (W)

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

Được xác định theo biểu thức:

Q42 = 350.nTrong đó: 350 - nhiệt lượng do một người tỏa ra trong khi làm công việc nặngnhọc 350 W/người

n - số người làm việc trong buồng Nó phụ thuộc vào công nghệ gia công, chếbiến, vận chuyển, bốc xếp.Thực tế số lượng người làm việc trong buồng rất khóxác định và thường không ổn định Nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy các sốliệu định hướng sau đây theo diện tích buồng

Nếu buồng nhỏ hơn 200m2 : n = 2  3 người

Nếu buồng lớn hơn 200m2 : n = 3  4 người

Suy ra: Q42 = 350.n =350.3 =1050 (W)

3.3.3 Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra Q 43

Q43=1000 N

Trong đó: N: Công suất động cơ điện.

1000: Hệ số chuyển đổi từ KW ra W

Tổng công suất của động cơ điện quạt dàn lạnh lắp đặt trong kho lạnh phảilấy theo thực tế thiết kế Tuy nhiên đến đây ta chưa chọn được dàn lạnh nênchưa biết cụ thể tổng công suất động cơ điện của quạt dàn lạnh, vì vậy có thể lấytheo định hướng như sau: N = 4 (KW)

Vậy dòng nhiệt do động cơ điện toả ra là:

Q43=1000 N= 1000.4=4000 (W)

3.3.4 Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q 44

Được xác định theo biểu thức:

Q44 = B.FTrong 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.Với chiều cao buồng 6m lấy theo bảng sau:

Bảng 3-5 Dòng nhiệt riêng khi mở cửa [1,117]

Tên buồng B, W/m2

< 50 m2 50 ÷150 m2 > 150 m2

Với chiều cao buồng h = 3,6 m, diện tích > 150 m2 Sử dụng phương phápnội suy ta có B = 4,8 W/m2

Suy ra: Q44 = B.F = 4,8.288= 1382,4 (W)

3.3.5 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 mộtphần nhiệt lượng dùng xả băng đã trao đổi nhiệt với không khí và các thiết bịtrong phòng Nhiệt dùng xả băng đại bộ phận làm tan băng trên dàn lạnh vàđược đưa ra ngoài cùng với nước đá tan, một phần truyền cho không khí và cácthiết bị trong kho lạnh gây nên tổn thất

Để xác định dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh ta xác định theo mức độ tăngnhiệt độ không khí trong phòng sau khi xả băng Mức độ tăng nhiệt độ củaphòng phụ thuộc vào dung tích của kho lạnh Thông thường nhiệt độ không khí