Thiết kế tính toán kho lạnh bảo quản cà rốt dung tích 150 tấn đặt tại Hà Nội. Đồ án này em dựa theo kết quả ở trường em tính toán có gì sai sót thì mn bo qua. Đây là bài tập đầu tiên năm 3 của em, em up lên đây cho mọi người tham khảo
Trang 1LỜI 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 saau vào hầu hết các ngành 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 ngành công nghiệp cũng như nông nghiệp Do đó năng suất lao động ngày càng tang mà nhu cầu tiêu dung còn hạn chế dẫn đến sản phẩm dư thừa Để tiêu thụ hết những sản phẩm dư thừa đó người ta phải chế biến và 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 Bùi Đức Thuạn trong tổ môn Điện Lạnh em xin làm bài tập với đề tài là “ Tính toán thiết kế kho lạnh bảo quảncà rốt dung tích 150 tấn” đặt tại Hà Nội
Do kiến thức còn rất hạn chế nên bài tập này sẽ không thể tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô giáo và của tất cả các bạn bài tập được hoàn thiện.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 5 năm 2012 Sinh viên
Hồ Văn Đạt
Trang 2CHƯƠNG I: NHỮNG SỐ LIỆU BAN ĐẦU 1.1 Những số liệu ban đầu
1.1.1 Các số liệu về không khí bên ngoài
Những thông số về khí tượng như nhiệt độ, không khí, độ ẩm tương đối của không khí, bức xạ mặt trời, gió và hướng gió, lượng mưa là những thông
số quan trọng để tính toán, thiết kế xây dựng kho lạnh và hệ thống lạnh.
Địa phương được chọn để xây dựng kho lạnh là: Hà Nội
Có các số liệu về nhiệt độ và độ ẩm như sau
Địa Phương
Trung bình
độ ẩm 83% như trên ta xác định được giá trị của nhiệt độ nhiệt kế ướt và nhiệt độ đọng sương như sau: tư = 34,5℃, và ts = 34,6℃.
1.1.2 Chọn nhiệt độ nước làm mát bình ngưng
Nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng cũng chính là nhiệt độ nước vào tháp giải nhiệt, Nhiệt độ nước vào bình ngưng: t w 1 = t ư+ (3÷5)℃ = 34,6+ (3÷5)℃ = 37,6 ÷39,6℃ Lấy nhiệt độ nước làm mát bình ngưng là t w 1= 40℉.
Lấy độ chênh nhiệt độ của nước qua tháp bình ngưng là Δt w= t w 2– t w 1= 5
℃.
Do đó nhiệt độ nước đi ra khỏi bình ngưng (vào tháp giải nhiệt) là t w 2= 45℃
Trang 31.2 Những số liệu về chế độ và phương pháp bảo quản sản phẩm
1.2.1 Chế độ bảo quản sản phẩm
Loại sản phẩm : Cà Rốt
Nhiệt độ kho bảo quản sản phẩm làm lạnh : 0 ÷1℃
Hình 1.1 Kho lạnh cà rốt 1.2.2 Chọn phương pháp làm lạnh
Trong trường hợp này với sản phẩm là thịt bò ta chọn phương pháp làm lạnh và kết đông bằng các loại dàn trực tiếp được bố trí trong buồng lạnh, trên giàn lạnh có gắn các tổ quạt gió để tăng cường khả năng trao đổi nhiệt giữa vật cần làm lạnh với môi chất lạnh sôi trong ống.
1.3 Tính năng của các buồng kho lạnh
Buồng bảo quản lạnh: Dựng để bảo quản sản phẩm sau khi đã được làm lạnh, nhiệt độ của buồng này là : 0 ÷1℃
Trong buồng lạnh được trang bị dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trần đối lưu không khí tự nhiên hoặc sử dụng quạt
1.2.4 Phân loại và chọn kho lạnh
Trang 4+ 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 này thường có dung tích lớn cần phải chang bị hệ thống
có công suất làm lạnh lớn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hang thường xuyên.
- Kho phân phối, kho trung chuyển: Dùng để điều hòa 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 hang đang được doanh nghiệp bán trên thị trường.
- Kho vận tải: Đặc điểm của kho là dung tích lớn, hang bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này sang nơi khác.
- Kho sinh hoạt: đây là kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hang dùng để bảo quản một lượng hàng nhỏ.
+ Theo dung tích chứa.
Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hang của nó Do đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thuwcj phẩm có khác nhau nên thường quy dung tích ra tấn.
+ Theo đặc điểm cách nhiệt ta chia ra:
- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hành bọc 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 ghép với nhau bằng các móc khóa camlocking Kho panel có hình thức đẹp, gọn gang và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ.
Trang 5CHƯƠNG II TÍNH DUNG TÍCH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO LẠNH
2.1 XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ KÍCH THƯỚC BUỒNG LẠNH
Tro:ng đó : 5 : Chiều cao xây dựng
0,35 :Khoảng cách treo dàn bay hơi
0,65 : Khoảng cách phần lồi của trần
Trang 60,32 : Khoảng cách từ dàn bay hơi đến sản phẩm.
- Diện tích kho bảo quản sản phẩm làm lạnh
F u = V h = 468,753,6 = 130.20 [m2] 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 vào khoảng không gian cần thiết để chất hàng và dỡ hàng Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thực tế h1của kho Chiều cao h1được xác định bằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ đi hai lần chiều dày cách nhiệt của trần và nền kho lạnh
h1=h−2 δ ,(m)
3 Tải trọng của nền và của trần
g F ≥ g v h = 0,32 3,6 = 1,152 t /m2
Trong đó:
g F : là định mức chất tải theo diện tích
Nền và trần được ghép từ các tấm panel có cường độ chịu nén từ 0,2 ¿> 0,29 Mpa do đó đủ điều kiện chịu lực
4 Diện tích xây dựng từng buồng lạnh
−Buồngbảo quảnlạnh:
F XD = 21 m2, với kích thước 7 x 3
Chiều cao H = 3 m
2.2 QUI HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH
2.2.1 Cac số liệu về không khí bên ngoài.
Trang 7Quy 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 nghê Để đạt được mục đích đó cần tuân thủ các yêu cầu sau:
1) Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào của buồng chứa phải quay ra hành lang, cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không đi ngược
2) Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp nhất Cần sử dụng rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn, giảm đến mức tối thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi Gỉa công suất thiết bị đến mức thấp nhất.
3) Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền 4) Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn.
5) Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn buồng cháy chữa cháy.
6) Khi quy hoạch cũng cần phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh, phải để lại mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.
H2.1: Thiết kế buồng kho lạnh bảo quản 2.1.2 Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị
Trang 8Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục đích :
- Vận hành máy thuận tiện ;
- Rút ngắn chiều dài các đường ông ;
- Sử dụng buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất ;
- Đảm bảo an toàn buồng cháy chữa cháy, vệ sinh công nghiệp
- Đảm bảo thuận tiện cho việc sửa chữa thiết bị
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 và bảng điều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thể quan sát được dễ dang từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy.
Do đó diện tích buồng máy là F bm = 0,1.(150 + 21) =11,7 m2 chọn diện tích buồng máy là 12 m2
Căn cứ vào những yêu cầu trên ta quy hoạch mặt bằng kho lạnh như sau :
2.3 SẢN PHẨM BẢO QUẢN.
Có rất nhiều loại rau củ quả có thể được bảo quản nhưng em xin trình bày
rõ hơn về sản phẩm được bảo quản là cà rốt:
Trang 9Cà rốt là một loài cây có củ được sử dụng rất phổ biến trên thị trường hiện nay Khi nhu cầu của thị trường về loại củ này được mở dụng ra mang theo tính tất yếu của sự bảo quản cà rốt sao luôn đảm bảo nguồn cung cấp cho cuộc sống sinh hoạt hàng ngày Trên thị trường hiện nay, cà rốt đã qua bảo quản được cung cấp cho hệ thống siêu thị , chợ đầu mối và xuất khẩu ra nước ngoài Do tính chất nhanh héo úa có hiện tượng lẫu hoặc thối do điều kiện môi trường nên quá trình bảo quản khá nghiêm ngặt để có thời gian sử dụng lâu nên cà rốt đã được đưa vào làm lạnh.
2.3.1 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 cang lâu nhưng tùy 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 cang 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 cà rốt tốt nhất là 0 ÷ 1 ℃.
2.3.2 Độ ẩm không khí trong 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 tùy từng loại sản phẩm
mà độ không khí trong kho là khác nhau Cà rốt là sản phẩm khi đóng bao bì hoặc bao goi vẫn xảy ra quá trình quang hợp vậy lên khi đóng bao bì người ta thường dùng các bao bì mỏng nhưng không rễ rách để cho cà rốt quang hợp 2.4 NGUYÊN TẮC XẾP DỠ HÀNG TRONG KHO
2.4.1 Nguyên tắc thông gió.
Yếu tố quan trọng trong kho bảo quản là nhiệt độ kho Nhiệt độ này phải đúng mức quy ddonhj 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 cách điều hòa liên tục.
2.4.2 Nguyên tắc hàng vào trước và ra trước.
Trang 10Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó, nghĩa là khoảng thời gian tối
đa mà sản phẩm được phép lưu trong kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm bắt đầu chuyển trạng thái biến đổi cho đến hư hỏng Do đó các kiện hàng nhập trước phải được ưu tiên xuất trước tránh trường hợp tồn tai và động hàng cũ trong kho, quá tuổi thọ.
2.4.3 Nguyên tắc gom hàng.
Trong quá trình bảo quản lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít 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 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 ít hàng vì tang sự hao tổn và tang 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 nết xếp các kiện hàng không an toàn Có những kiểu xếp hàng 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 cà rốt làm lạnh và được đựng trong các bao bì Vì vậy muốn bảo 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
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 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.
Trang 11- Cách sàn 100 – 150 mm.
- Cách tường: 200 -400 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 chở và chất xếp sản phẩm trong kho
2.6 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH
Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cho kho lạnh đòi hỏi hết sức nghiêm ngặt
và phải đáp ứng được một số yêu cầu sau:
- Đảm bảo độ bền vưỡng lâu dài và theo tuổi thọ dự kiến của kho
- Chịu được tải trọng chất hàng và của cấu trúc xây dựng.
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 khô ráo tránh úng ngập trong mùa mưa.
Trang 12+ Kết cấu nền phụ thuộc vào nhiều yếu tố
+ Cấu trúc nền kho lạnh bao gồm
- Lớp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn
- Xây bằng gạch để tạo sự thông thoáng hạn chế rỉ sét cho panel và tránh hiện tượng cơi nền.
- Lớp bê tong chịu lực.
- Lớp đất đá được đầm nén chặt
2.6.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh
Cấu trúc tường và trằn là các tấm panel tiêu chuẩn.
Các thông sỗ của panel cách nhiệt:
Trang 13- Tỷ lệ bọt khí: 95%.
+ 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, 3600mm và 6000mm
Vậy theo kích thước kho lạnh cần thiết kế ta lựa chọn kích thước panel như sau:
- Chiều dài: + = 3600mm
+ h = 6000mm Dùng để lắp panel trần và nền.
- Chiều rộng: r = 1200mm
- Hệ số dẫn nhiệt : λ = 0,018 – 0,02 W/mK
2.6.3 Cấu trúc mái che của kho lạnh.
Mái che của kho lạnh dang thiết kể có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của thời tiết nắnơ 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 bàng tôn màu xanh lá cây, nâng đỡ bằng bộ phận khung sắt.
2.6.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí.
Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề,cửa iắc vủ cửa lùa cấu trúc cửa là các tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xune quanh có đệm kín bàng cao
Trang 14su Khỏa cửa mả được cả hai phía trons; và ngoài, xung quanh cửa được bố trí dây điện trở sưởi cửa đề phòng băng dính chặt cửa lại
Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chê dòng nhiệt tôn 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.
CHƯƠNG III TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH
3.1 Ý nghĩa của việc cách nhiệt và cách ẩm cho kho lạnh
Kho lạnh nơi luôn có nhiệt độ nhỏ và có độ ẩm tương đối cao hơn môi trường xung quanh Do có sự chênh lệch nhiệt độ nên luôn có một dòng nhiệt
và một dòng ẩm từ ngoài môi trường vào kho lạnh Dòng nhiệt xâm nhập vào
sẽ gây tổn thất giảm năng suất của máy lạnh Dòng ẩm xâm nhâp vào sẽ gây tác động xấu đến vật liệu xây dựng và vật liệu cách nhiệt, làm hỏng vật liệu cách nhiệt và dần dần mất khả năng cách nhiệt dẫn đến năng suất của kho lạnh sẽ không đáp ứng được yêu cầu Do yếu tố quan trọng đó nên việc cách
ẩm và cách nhiệt cũng phải được đặt lên hàng đầu nên việc cách ẩm và nhiệt phải đạt được một số yêu cầu sau đây :
+) Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho ,có hệ số dẫn nhiệt λnhỏ
+) Phải chống được dòng ẩm xâm nhập từ ngoài vào và bề mặt tường ngoài không được đọng sương Độ thấm hơi nhỏ
+) Vật liệu cách nhiệt và cách ẩm phải không ăn mòn không phản ứng với các vật liệu tiêp xúc, chịu được nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao
+)Không bắt mùi và có mùi lạ, không cháy, không độc hại với con người và với sản phẩm bảo quản
Trang 15+) Dễ mua, rẻ tiền dễ da công, vận chuyển, lắp đặt, không cần bảo dưỡng đặc biệt
+)Mỗi vật liệu cách nhiệt đều có ưu điểm và nhược điểm nên chúng ta lợi dụng được triệt để các ưu điểm và hạn chế mức thấp nhất các nhược điểm của
nó
3.2 Các số liệu không khí bên ngoài.
Kho lạnh được đặt tại Hà Nội có các thông số như sau :
Theo Bảng nhiệt độ và độ ẩm dựng để tính toán hệ thống lạnh
3.3.1 Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa phòng bảo quản lạnh
a) Tính chiều dày cách nhiệt và cách ẩm giữa tường phòng bảo quản lạnh và không khí bên ngoài kho lạnh
+ Tính chiều dày cách nhiệt giữa phòng bảo quản lạnh và không khí bên ngoài kho lạnh
Kết cấu tường như sau
