Thiết kế kho lạnh bảo quản đông, năng suất 120 tấn hải sản đặt tại Thanh Hóa

MỤC LỤCLỜI NÓI ĐẦU1LỜI CẢM ƠN2CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH61.1. TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH.61.1.1. Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh.61.1.2. Ứng dụng của kỹ thuật lạnh.61.2. TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN ĐÔNG.71.2.1. Tác động của kết tinh nước đối với thực phẩm.71.2.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh nước trong thực phâm.81.3. TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH.81.3.1. Khái niệm.91.3.2. Phân loại kho lạnh91.3.3. Sơ lược về sản phẩm cần bảo quản (sản phẩm thuỷ hải sản).111.3.4. Tổng kết.12CHƯƠNG II: QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH132.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI QUY HOẠCH MẶT BĂNG KHO LẠNH132.2. YÊU CẦU ĐỐI VỚI BUỒNG MÁY VÀ THIẾT BỊ142.3. CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG.152.4. HÌNH KHỐI KHO LẠNH162.5. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH.162.5.2. Tính thể tích kho lạnh172.5.3. Diện tích chất tải của kho lạnh F182.5.4. Xác định trọng tải của nền.202.5.5. Xác định diện tích lạnh cần xây dựng.202.5.6. Xác định số phòng lạnh cần xây dựng.212.5.7. Xác định dung tích thực tế của kho lạnh.222.6. CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH.222.6.1. Kho lạnh truyền thống và kho lạnh lắp ghép.262.6.1.1. Kho lạnh truyền thống:262.6.1.2. Kho lạnh lắp ghép.262.7. Các nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh.272.7.1. Nguyên tắc thông gió.272.7.2. Nguyên tắc hàng vào trước ra trước.282.7.3. Nguyên tắc gom hàng.282.7.4. Nguyên tắc an toàn.282.8. PHƯƠNG PHÁP XẾP DỠ.282.9. THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH282.9.1. Thiết kế cấu trúc nền282.9.2. Cấu trúc vách và trần kho lạnh302.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh302.9.3. Cấu trúc cách nhiệt đường ống.33CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG343.1. TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG BAO.343.2. CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG35CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH354.1. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH NHIỆT TẢI KHO LẠNH354.2. TÍNH NHIỆT KHO LẠNH364.2.1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1.364.2.2. Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2374.2.3. Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3.384.2.4. Dòng nhiệt do vận hành Q4.394.5. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI NHIỆT CHO THIẾT BỊ VÀ MÁY NÉN.414.5.1. Phụ tải nhiệt của thiết bị.414.5.2. Phụ tải nhiệt của máy nén.41CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ425.1. CHỌN MÔI CHẤT LẠNH.425.1.1. Chọn phương pháp làm lạnh.425.1.1.1. Làm lạnh trực tiếp.425.1.1.2. Làm lạnh gián tiếp435.1.2. Chọn môi chất lạnh.445.1.2.1. Tính chất hoá học445.1.2.2. Tính chất lý học445.1.2.3. Tính chất sinh lý455.1.2.4. Tính kinh tế455.1.3. Các thông số của chế độ làm việc465.1.3.1. Nhiệt độ sôi của môi chất t0465.1.3.2. Nhiệt độ ngưng tụ tk475.1.3.3. Nhiệt độ hơi hút475.1.3.4. Nhiệt độ quá lạnh485.2. TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH HAI CẤP GHÉP TẦNG.485.2.1. Sơ đồ và chu trình hai cấp ghép tầng.495.2.2. Tính toán chu trình.505.2.3. Tính chọn máy nén.545.2.4. TÍNH CHỌN BÌNH NGƯNG.555.2.5. TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI565.2.5. Tính chọn các thiết bị phụ.57CHƯƠNG VI: TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH766.1. VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH.766.1.1. Vai trò của việc tự động hóa hệ thống lạnh.766.1.2. Mục đích và ý nghĩa của viêc tự động hóa hệ thống lạnh766.2. TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA.776.2.1. Trang bị điện động lực776.2.2. Mạch điều khiển78TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………………………………….85

LỜI NÓI ĐẦUTrong những năm qua kỹ thuật lạnh đã có những thay đổi quan trọng trên thế giới

và ở cả Việt Nam ta Nó thực sự đã đi sâu vào hết các ngành kinh tế đang phát triểnnhanh và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm, biếnbảo quản thịt cá, rau quả

Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh Những thành tựu vềkhoa học kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi vào trong các ngành công nghiệp cũngnhư nông nghiệp Do đó năng suất lao động ngày càng tăng, sản phẩm làm ra ngàycàng nhiều mà nhu cầu tiêu dùng còn hạn chế dẫn đến sản phẩm dư thừa Để tiêu thụhết những sản phẩm dư thừa đó thì người ta phải chế biến và bảo quản nó bằng cáchlàm lạnh đông để xuất khẩu Nhưng nước ta hiện nay còn rất ít những kho lạnh bảoquản nên không đáp ứng đủ nhu cầu

Trước tình hình đó với những kiến thức đã học và cùng với sự hướng dẫn tận tìnhcủa thầy giáo Nguyễn Xuân Bình và toàn thể các thầy cô trong bộ môn Kỹ thuật Nhiệt

trường Đại Học Công nghiệp Hà Nội em xin làm đồ án tốt nghiệp với để tài:

"

Thiết kế kho lạnh bảo quản đông, năng suất 120 tấn hải sản đặt tại Thanh

Hóa"

Đề tài của em được chia ra làm các phần như sau:

Chương I: Tổng quan về kho lạnh bảo quản đông

Chương II: Quy hoạch mặt bằng, tính toán cách ẩm, cách nhiệt kho lạnh

Chương III: Tính nhiệt hệ thống lạnh

Chương IV: Tính chọn chu trình, tính chọn máy nén và các thiết bị của hệ thống lạnh.Chương V: Tự động hóa hệ thống lạnh

Chương VI: Bóc tách, thống kê khối lượng, lập dự toán

LỜI CẢM ƠNSau một thời gian học tập tại trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội,đến nay em đãhoàn thành chương trình đào tạo đại học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp đại học với đề

tài: "Thiết kế kho lạnh bảo quản đông, năng suất 120 tấn đặt tại Thanh Hóa"

Ngoài sự cố gắng của bản thân, em đã nhận được rất nhiều sự động viên, khích lệ vàgiúp đỡ tận tình của các thầy cô và bạn bè Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến:

Ban Giám Hiệu trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội, ban chủ nhiệm khoa Điện,cùng với các thầy cô giảng dạy bộ môn

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo Th.S Nguyễn Xuân Bình - người

đã trực tiếp hướng dẫn tận tình để em hoàn thành đồ án đúng thời hạn

Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2013 Sinh viên

Trần Mạnh Tiến

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 2

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH 6

1.1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH 6

1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh 6

1.1.2 Ứng dụng của kỹ thuật lạnh 6

1.2 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN ĐÔNG 7

1.2.1 Tác động của kết tinh nước đối với thực phẩm 7

1.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh nước trong thực phâm 8

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH 8

1.3.1 Khái niệm 9

1.3.2 Phân loại kho lạnh 9

1.3.3 Sơ lược về sản phẩm cần bảo quản (sản phẩm thuỷ hải sản) 11

1.3.4 Tổng kết 12

CHƯƠNG II: QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH 13

2.1 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI QUY HOẠCH MẶT BĂNG KHO LẠNH 13

2.2 YÊU CẦU ĐỐI VỚI BUỒNG MÁY VÀ THIẾT BỊ 14

2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG 15

2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH 16

2.5 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH .16

2.5.2 Tính thể tích kho lạnh 17

2.5.3 Diện tích chất tải của kho lạnh F 18

2.5.4 Xác định trọng tải của nền .20

2.5.5 Xác định diện tích lạnh cần xây dựng .20

2.5.6 Xác định số phòng lạnh cần xây dựng .21

2.5.7 Xác định dung tích thực tế của kho lạnh .22

2.6 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH .22

2.6.1 Kho lạnh truyền thống và kho lạnh lắp ghép .26

2.6.1.1 Kho lạnh truyền thống: 26

2.6.1.2 Kho lạnh lắp ghép .26

2.7 Các nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh .27

2.7.1 Nguyên tắc thông gió 27

2.7.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước .28

2.7.3 Nguyên tắc gom hàng 28

2.7.4 Nguyên tắc an toàn 28

2.8 PHƯƠNG PHÁP XẾP DỠ .28

2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH 28

2.9.1 Thiết kế cấu trúc nền 28

2.9.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh 30

2.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh 30

2.9.3 Cấu trúc cách nhiệt đường ống 33

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG 34

3.1 TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG BAO .34

3.2 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG 35

CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH 35

4.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH NHIỆT TẢI KHO LẠNH 35

4.2 TÍNH NHIỆT KHO LẠNH 36

4.2.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 36

4.2.2 Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q2 37

4.2.3 Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3 38

4.2.4 Dòng nhiệt do vận hành Q4 39

4.5 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI NHIỆT CHO THIẾT BỊ VÀ MÁY NÉN 41

4.5.1 Phụ tải nhiệt của thiết bị 41

4.5.2 Phụ tải nhiệt của máy nén 41

CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH CHỌN MÁY VÀ THIẾT BỊ 42

5.1 CHỌN MÔI CHẤT LẠNH 42

5.1.1 Chọn phương pháp làm lạnh 42

5.1.1.1 Làm lạnh trực tiếp 42

5.1.1.2 Làm lạnh gián tiếp 43

5.1.2 Chọn môi chất lạnh 44

5.1.2.1 Tính chất hoá học 44

5.1.2.2 Tính chất lý học 44

5.1.2.3 Tính chất sinh lý 45

5.1.2.4 Tính kinh tế 45

5.1.3 Các thông số của chế độ làm việc 46

5.1.3.1 Nhiệt độ sôi của môi chất t0 46

5.1.3.2 Nhiệt độ ngưng tụ tk 47

5.1.3.3 Nhiệt độ hơi hút 47

5.1.3.4 Nhiệt độ quá lạnh 48

5.2 TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH HAI CẤP GHÉP TẦNG 48

5.2.1 Sơ đồ và chu trình hai cấp ghép tầng 49

5.2.2 Tính toán chu trình 50

5.2.3 Tính chọn máy nén 54

5.2.4 TÍNH CHỌN BÌNH NGƯNG 55

5.2.5 TÍNH CHỌN DÀN BAY HƠI 56

5.2.5 Tính chọn các thiết bị phụ 57

CHƯƠNG VI: TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH 76

6.1 VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG LẠNH 76

6.1.1 Vai trò của việc tự động hóa hệ thống lạnh 76

6.1.2 Mục đích và ý nghĩa của viêc tự động hóa hệ thống lạnh 76

6.2 TRANG BỊ TỰ ĐỘNG HÓA 77

6.2.1 Trang bị điện động lực 77

6.2.2 Mạch điều khiển 78

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….85

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH

1.1 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH.

1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh.

Con người đã biết làm lạnh và sử dụng lạnh cách đây từ rất lâu Ngành khảo cổhọc đã phát hiện ra nhưng mạch nước ngầm có nhiệt độ thấp chảy qua dùng để chứathực phẩm và lương thực cách đây 5000 năm trước

Các bức tranh vẽ trên tường trong các kim tự tháp Ai Cập cách đây khoảng 2500năm đã mô tả cảnh nô lệ quạt các bình gốm xốp cho nước bay hơi làm mát không khí.Cách đây 2000 năm, người Ấn Độ và Trung Quốc đã biết trộn muối vào nước đá để tạo

ra nhiệt độ thấp hơn

Kỹ thuật lạnh hiện đại bắt đầu phát triển khi giáo sư Black tìm ra nhiệt ẩn hóa hơi

và nhiệt ẩn nóng chảy vào năm 1761-1764 Con người đã biết làm lạnh bằng cách chobay hơi chất lỏng ở áp suất thấp

Ngày nay kỹ thuật lạnh hiện đại đã phát triển rất mạnh, cùng với sự phát triển củakhoa học kỹ thuật, kỹ thuật lạnh đã có những tiến bộ vượt bậc Phạm vi nhiệt độ của kỹthuật lạnh ngày càng được mở rộng Người ta đang tiến dần đến nhiệt độ không tuyệtđối Công suất lạnh của máy cũng được mở rộng, từ máy lạnh vài MW sử dụng trongphòng thí nghiệm đến tổ hợp có công suất hàng triệu W ở các trung tâm điều tiết khôngkhí Hiệu suất máy cũng tăng lên đáng kể, chi phí vật tư và chi phí năng lượng cho mộtđơn vị lạnh giảm xuống Tuổi thọ và độ tin cậy được tăng lên Mức tự động hóa củacác hệ thống lạnh và các máy lạnh được tăng lên rõ rệt Những thiết bị lạnh tự độnghoàn toàn bằng điện tử và vi điện tử thay thế cho các thiết bị thao tác bằng tay

1.1.2 Ứng dụng của kỹ thuật lạnh.

Kỹ thuật lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân Nó đãthâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó,đặc biệt là các ngành: công nghệ thực phẩm, chế biến thịt cá, rau quả, rượu bia, nướcgiải khát, đánh bắt và xuất khẩu thủy hải sản, sinh học, hóa chất, hóa lỏng và tách khí Trong đó lĩnh vực quan trọng nhất của kỹ thuật lạnh là bảo quản thực phẩm Theo một

số thống kê thì khoảng 80% công suất lạnh được sử dụng trong công nghiệp bảo quản

thực phẩm Các loại thực phẩm được bảo quản là rau quả, thịt, cá, sữa là những thức

ăn dễ bị ôi thiu do vi khuẩn và các enzim có trong thực phẩm gây ra Nước ta là nướcnhiệt đới nóng ẩm nên quá trình ôi thiu thực phẩm diễn ra càng nhanh Các vi khuẩn vàcác enzim này bị ức chế hoạt động hoặc bị đình chỉ hoạt động dưới nhiệt độ thấp Vìvậy ta sẽ bảo quản được thực phẩm lâu hơn, chất lượng thực phẩm ít bị biến đổi hơntrong các điều kiện nhiệt độ thấp

1.2 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN ĐÔNG.

1.2.1 Tác động của kết tinh nước đối với thực phẩm.

a Những tác động có lợi.

Khi nước áng băng làm mất môi trường hoạt động của các vi sinh vật và ức chếcác enzyme của thực phẩm Nước áng băng có làm biến chất nguyên sinh của vi sinhvật dẫn đến chúng bị tiêu diệt và nhờ đó làm giảm biến đổi hóa học, kéo dài thời gianbảo quản của thực phẩm

Sự kết inh của nước tạo cho thực phẩm có cấu trúc bền vững chống được nhữngtác động cơ học và các tác động của môi trường bảo quản, vận chuyển thực phẩm

So với các phương pháp bảo quản thực phẩm khác thì bảo quản đông là phươngpháp tốt nhất để giữ gìn những chất ban đầu của thực phẩm trong thời gian dài

b Những tác động không có lợi.

Sự kết tinh của nước luôn kèm theo sự giãn nở về thể tích và sự khuếch tán củanước

Sự khuếch tán nước thường làm biến tính các chất tan và tăng hao phí trọnglượng thực phẩm

Nước giãn nở có thể làm hư cấu trúc liên kết của các tế bào, mô thực phẩm

Những tác động không có lợi trên phụ thuộc vào phương pháp làm đông thựcphẩm, vì vậy có thể điều khiển quá trình làm đông này

Trong một số trường hợp sự giãn nở nước đá, sự khuếch tán nước trong thựcphẩm được lợi dụng để tách nước làm khô thực phẩm, để ép tách lấy dịch tế bào củathực phẩm

c Sự kết tinh của nước

Trong nước luôn có những chất rắn lơ lửng Chúng chuyển động tự do theo tácđộng của các phân tử nước Khi nhiệt độ giảm đến một mức nhất định các phân tử chấtrắn sẽ ngừng chuyển động, chúng sẽ trở thành chỗ dựa cho các phân tử nước liên kếtvới nhau ở xung quanh tạo thành các mâm tinh thể Sau đó các mâm tinh thể liên kếtvới các phân tử nước để tăng thể tích

1.2.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh nước trong thực phâm.

a Nồng độ các chất tan.

Trong thực phẩm các chất tan như protein, lipit, glucid, muối kết hợp với nướctạo thành dung dịch keo Để nước kết tinh, các phân tử phải tách ra khỏi các liên kếtcủa chất tan Vì vậy nồng độ chất tan tăng thì nhiệt độ càng phải giảm để tăng lực liênkết với phân tử của nước để kết tinh

Khi nhiệt độ kết tinh giảm sẽ làm tăng tốc độ kết tinh Nhờ các số lượng các mâmtinh thể tăng lên, cho nên kích thước các tinh thể giảm

b Tốc độ làm đông.

Ở quá trình làm đông chậm, nước khuếch tán nhiều làm cho các tinh thể nước đã

có kích thước lớn, chúng giãn nở gây hư cấu trúc thực phẩm

Nếu tăng tốc độ làm đông thì làm giảm sự khuếch tán nước, nước kết tinh ởnhững vị trí tồn tại ban đầu sẽ tạo ra những tinh thể nhỏ ít ảnh hưởng đến sản phẩm

c Chất lượng ban đầu của thực phẩm.

Thực phẩm đem ra làm đông có chất lượng tốt khi ở trạng thái tươi sống tự nhiên Quá trình biến đổi làm giảm chất lượng như hư cấu trúc, biến đổi phân giải, phânhủy đều có tác động làm giảm tính liên kết của nước, giảm tính đàn hồi mềm dẻo củacấu trúc thực phẩm Trong những trường hợp này sự kết tinh nước sẽ tăng mức độkhuếch tán, tăng kích thước của các tinh thể

Trong giai đoạn co cứng của thịt động vật tuy chất lượng tốt nhưng khả năng giữnước giảm, tính đàn hồi giảm nên nước kết tinh sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng thựcphẩm

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH.

1.3.1 Khái niệm.

Kho lạnh là kiến trúc đặc biệt dùng để bảo quản các sản phẩm hàng hóa khácnhau ở điều kiện nhiệt độ thấp và điều kiện không khí thích hợp Do không khí trongbuồng lạnh có tính chất khác xa không khí ngoài trời nên kết cấu xây dựng, cách nhiệt,cách ẩm của kho lạnh có những yêu cầu đặc biệt nhằm bảo vệ hàng hóa bảo quản vàkết cấu các công trình khỏi hư hỏng do các điều kiện khí hậu bên ngoài Cũng vì lí dođó,kho lạnh khác hẳn với các công trình xây dựng khác

Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến thựcphẩm 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 …

- Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả

- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu

- Kho bảo quản sữa

- Kho bảo quản và lên men

- Bảo quản các sản phẩm khác

Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:

- Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh

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

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

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

1.3.2 Phân loại kho lạnh

Kho lạnh được phân thành nhiều loại khác nhai nhằm phục vụ cho nhữngmục đích sử dụng khác nhau

a Theo công dụng

+ Kho lạnh chế biến: Là bộ phận của các cơ sở các cơ sở chế biến thực phẩm.

Các sản phẩm sau chế biến được chuyển đến các kho lạnh phâm phối, kho lạnh

trung chuyển hoặc kho lạnh thương nghiệp Đây là mắc xích đầu tiên của dâychuyền lạnh.

+ Kho lạnh phân phối: dùng để bảo quản các sản phẩm thực phẩm trong mùa

thu hoạch và bảo quản để phân phối cho cả năm Chúng có dung tích rất lớn vàđược sử dụng cho việc bảo quản nhiều sản phẩm khác nhau

+ Kho lạnh trung chuyển: thường đặt ở các hải cảng, những điểm nút giao

thông để bảo quản ngắn hạn những sản phẩm tại nơi trung chuyển

+ Kho lạnh thương nghiệp: dùng để bảo quản ngắn hạn các sản phẩm sắp đưa

ra thị trường tiêu thụ Nguồn hàng chủ yếu là từ các kho lạnh phân phối

+ Kho lạnh vận tải: là các ô tô lạnh, tàu hoả, tàu thuỷ hoặc máy bay dùng để

bảo quản các sản phẩm lạnh trong quá trình vận chuyển

+ Kho lạnh sinh hoạt: thực chất là các loại tủ lạnh, tủ đông sử dụng cho các

gia đình Chúng là mắc xích cuối cùng của dây chuyền lạnh, dùng bảo quản các

sản phẩm gia đình, tập thể…

b.Theo nhiệt độ:

Người ta có thể chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: Nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2oC đến 5oC.Đối vớimột số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10oC, đối vớichanh >4oC) 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 vàothời gian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phảiđạt -18oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trìnhbảo quản

- Kho đa năng: Nhiệt độ bảo quản là -12oC, buồng bảo quản đa năng thườngđược thiết kế ở -12oC nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản

0oC hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18oC tuỳ theo

yêu cầu công nghệ Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm.Buồng đa năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàntường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên

- Kho gia lạnh: Được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống

nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trongphương pháp kết đông 2 pha Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độbuồng có thể hạ xuống -5oC và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sảnphẩm được gia lạnh Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gialạnh cho sản phẩm

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

c Theo dung tích chứa:

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó Do đặcđiểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường quy dung tích

ra tấn thịt (MT – Meat Tons) Ví dụ: Kho 50 MT, kho 100 MT, 200 MT, 500 MT,… lànhững kho có khả năng chứa 50, 100, 200, 500 tấn thịt

d 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 bọc

lớp cách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không đẹp, khótháo 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 thường ít sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm

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

với nhau bằng các móc khoá cam locking và mộng âm dương Kho panel có hình thứcđẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặthàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu… Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước

ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao Vì thế hầu hết các xí nghiệp,công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng hoá

1.3.3 Sơ lược về sản phẩm cần bảo quản (sản phẩm thuỷ hải sản).

Hiện nay nước ta đang có tiềm năng lớn về xuất khẩu các sản phẩm thuỷ hảisản cho nhiều nước trên thế giới Mặc dù hiện nay một số thị trường đã hạn chếsản phẩm hải sản xuất khẩu từ nước ta, nhưng hiện nay sản lượng hải sản không vìthế mà giảm đi, mà còn có xu hướng tăng lên Vì trong quá trình chế biến sảnphẩm thuỷ hải sản đòi hỏi có giai đoạn cấp đông và bảo quản đông sau đó, cho nênyêu cầu về kho lạnh bảo quản thuỷ hải sản là yêu cầu bắt buộc

Yêu cầu bảo quản của sản phẩm:

Vì sản phẩm thuỷ hải sản được phục vụ cho xuất khẩu cho nên yêu cầuphải bảo quản trong thời gian dài từ 6-12 tháng Cho nên sản phẩm sau khi quakhâu sơ chế cần phải được cấp đông và được bảo quản trong buồng bảo quảnđông Nhiệt độ buồng bảo quản phải đạt khoảng -20oC vì thuỷ sản rất nhạy cảmvới nhiệt độ Độ ẩm trong phòng không yêu cầu quá khắc khe, vì sản phẩm đãđược cho vào các túi PE, sau quá trình sơ chế.Tuy nhiên vì nhiệt độ cần bảo quảnkhá thấp (-20 oC) cho nên ta giả sử độ ẩm trong phòng bảo quản đạt khoảng 90%

+ Nhiệt độ trong phòng bảo quản là -20oC, độ ẩm 90% Ở đây để đơn giản tachọn sản phẩm là Fillet cá loại cá béo, vì đây đang là sản phẩm xuất khẩu khámạnh của nước ta và cũng để thuận lợi cho quá trình tính toán

+Loại sản phẩm này có tỉ trọng khoảng 0.8, được xếp trong các thùng cartongiấy và có thể xếp trên các giá trong các kho bảo quản

Ở trong phần này ta chỉ trình bày những vấn đề ban đầu Những vấn đề khácliên quan sẽ được trình bày trong những phần tương ứng

CHƯƠNG II: QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH

2.1 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI QUY HOẠCH MẶT BĂNG KHO LẠNH

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 Để đạt được mục đích đó cầntuân thủ các yêu cầu sau:

- Phải bố trí buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ Sản phẩm đi theo dâychuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau Các cửa ra vào buồng chứa phải quay

ra hành lang Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyềnkhông 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 bảo tiệnnghi 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 bốc xếpthủ 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 dỡ ôtôdọc 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 lại từngkhối với một chế độ nhiệt độ

- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn Điều này đặc biệt quantrọng đối với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo được môi chất lạnh

từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dướilên

- 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 để lạimột mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh

2.2 YÊU CẦU ĐỐI VỚI BUỒNG MÁY VÀ THIẾT BỊ

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

- Vận hành máy thuận tiện

- Rút ngắn chiều dài đường ống: Giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp suất trênđường 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 đường nốiống giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 ÷10% tổng diện tích kholạnh

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 và thiết bịlớn đến 2,5m Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ dàng Khoảng cáchmáy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường là 0,8m nếu đây không phải là lối đivận hành chính Các thiết bị có thể đặt sát tường nếu phía đó của thiết bị hoàn toànkhông cần đến vận hành, bảo dưỡng Trạm 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 nàotrong 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 xa nhấttrong buồng máy, ít nhất có 1 cửa thông ra ngoài trời, các cánh cửa mở ra ngoài.Buồng

máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi không khí trongbuồng 3 ÷ 4 lần.

2.3 CHỌN MẶT BẰNG XÂY DỰNG.

Về lý thuyết thì hình lập phương là hình lý tưởng nhất cho kho lạnh vì diện tíchxung quanh là nhỏ nhất và thể tích là lớn nhất Tuy nhiên hình khối kho lạnh còn phụthuộc vào nhiều yếu tố như mặt bằng công ty, địa hình, đường giao thông, phươngpháp bốc dỡ Cũng như thỏa mãn các điều kiện xây dựng khác như: phân chia phòng,

mở rộng kho hàng…

Khi chọn mặt bằng xây dựng cần chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc.Bởi vậy, cần phải tiến hành khảo sát nền móng, mực nước Việc gia cố nền móngnhiều khi dẫn đến việc tăng đáng kể vốn đầu tư xây dựng Nhiều vị trí có mặt bằng nềnxây dựng gặp nhiều khó khăn và rất tốn kém.Nếu mực nước quá lớn,các nền móng vàcông trình phải có biện pháp chống thấm ẩm

Khi thiết kế thì cần chú ý tới nguồn nước giải nhiệt và việc thoát nước

Quan trọng tương tự là việc cung cấp điện đến công trình, giá điện và giá xây lắpcông trình điện Điện và nước là các hạng mục ảnh hưởng lớn đối với vốn đầu tư xâydựng nên cần được quan tâm thích đáng khi chọn mặt bằng xây dựng Các kho lạnhđều cần một sân rộng cho xe tải đi lại bốc dỡ hàng, đảm bảo đuợc việc bốc dỡ hàng vớikhối lượng lớn nhất, đồng thời đảm bảo các mặt hàng đông lạnh không bị ảnh hưởngbởi thời tiết bên ngoài trong quá trình bốc xếp Dọc theo chiều dài kho cần có hiên saocho cùng một lúc có thể bốc xếp nhiều hàng trên các oto

Việc mở rộng kho lạnh cũng phải được dự trù Có thể mở rộng theo cách xâydựng thêm một tầng hoặc nới rộng mặt bằng Nếu xây thêm tầng thì phải gia cố móngtrước, việc đó làm cho vốn xây dựng ban đầu tăng thêm, do đó thường người ta chọnphương án nới rộng mặt bằng nên diện tích mặt bằng phải đủ rộng

Ngoài ra cần dự tính mặt bằng cho nhà đặt máy, nhà hành chính, khu nhà ở chocông nhân, gara, xưởng sửa chữa

Kho lạnh một tầng tuy chiếm nhiều diện tích, xây dựng tốn nhiều vật liệu, cáchnhiệt và tổn thất nhiệt qua vách lớn nên hệ thống lạnh cũng cần phải lớn hơn Chi phí

về năng lượng cũng lớn hơn nhưng chúng lại có ưu điểm là xây dựng dễ dàng và đi lạivận chuyển trong kho cũng dễ dàng Chính vì thế, tôi chọn phương án xây dựng khomột tầng có hình chữ nhật.

2.4 HÌNH KHỐI KHO LẠNH

Về lý thuyết thì hình lập phương là hình lý tưởng nhất cho kho lạnh vì diện tíchxung quanh là nhỏ nhất và thể tích là lớn nhất Tuy nhiên hình khối kho lạnh còn phụthuộc vào nhiều yếu tố như mặt bằng công ty, địa hình, đường giao thông, phươngpháp bốc dỡ Cũng như thỏa mãn các điều kiện xây dựng khác như: phân chia phòng,

2.5 XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH.

Hình 2.1: Kết cấu kho lạnh Panel 2.5.1 Những số liệu ban đầu:

Khối lượng đựng trong mỗi thùng: m = 8 kg/thùng

Địa điểm xây dựng: Thanh Hóa

Trung bình

cả năm

Bảng 2.1: Nhiệt độ trung bình và độ ẩm tương đối của Thanh Hóa

2.5.2 Tính thể tích kho lạnh

Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:

3

, m

g

E V v

120

m

Hình 2.2: Các kết cấu tường trần.

a - Tường-trần; b - Trần-trần; c - Tường-nền; d - Tường tường

2.5.3 Diện tích chất tải của kho lạnh F

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

F - diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m 2

h - chiều cao chất tải, m

Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụthuộc vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ Chiều cao h có thể tính bằngchiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không giancần thiết để chất hàng và dỡ hàng Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều caothực tế h1 của kho Chiều cao h1 được xác định bằng chiều cao phủ bì của kholạnh trừ đi hai lần chiều dày cách nhiệt của trần và nền kho lạnh:

h1 = H - 2δ, m3+ H là chiều cao phủ bì của kho lạnh hay chiều dài lớn nhất của tấm panel,

m Chiều cao phủ bì H của kho lạnh hiện nay được sử dụng thường được thiết kế

theo các kích thước tiêu chuẩn sau: 3000, 3600, 4800, 6000 mm chiều dài lớn nhấtcủa tấm panel

Ở đây chọn H = 3600 mm = 3,6 m

+ δ: là chiều dày cách nhiệt

Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:

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

K - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2K

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

Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con lươn thông gió nên ta lấy hệ sốtruyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho Vì vậy ta xácđịnh chiều dày cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền

Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn (panel cótác dụng cách nhiệt, cách ẩm)

Bảng 2.3: Các thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn, [TL-1, 52]

Nhiệt độ không khí trong kho tb = -200C, không khí trong kho đối lưu cưỡngbức vừa phải

Chọn hệ số dẫn nhiệt của polyurethan CN =0,025W/mK

Tra bảng ta được:

K = 0,021 W/m2K, [Bảng 3-3, TL1, 84]

3 , 23

0005 , 0 2 36 , 45

0006 , 0 2 3 , 23

1 ( 21 , 0

1 025 ,

Suy ra: h =3,35 - (0,1 + 0,5) = 2,75 m

Vậy: 97 2

75 , 2

267 m

2.5.4 Xác định trọng tải của nền.

Tải trọng nền được xác định theo công thức:

2.5.5 Xác định diện tích lạnh cần xây dựng.

Diện tích kho lạnh thực tế cần xây dựng được xác định theo công thức sau:

Suy ra: 1 129 , 3 2

75 , 0

2.5.7 Xác định dung tích thực tế của kho lạnh.

Dung tích thực tế của kho lạnh được tính theo công thức:

Z

Z E

2

120 



t

2.6 CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH.

Một số vấn đề khi thiết kế, lắp đặt và sử dụng kho lạnh

Hiện tượng lọt ẩm

Không khí trong kho lạnh có nhiệt độ thấp, khi tuần hoàn qua dàn lạnh một luợngnước đáng kể đã kết ngưng lại, vì vậy phân áp suất hơi nước không khí trong buồng

nhỏ hơn so với bên ngoài Kết quả hơi ẩm có xu hướng thẩm thấu vào phòng qua kếtcấu bao che.

Đối với kho xây hơi ẩm khi xâm nhập có thể làm ẩm ướt lớp cách nhiệt làm mấttính chất cách nhiệt của lớp vật liệu Vì thế kho xây cần phải được quét hắc ín và lótgiấy dầu chống thấm Giấy dầu chống thấm cần lót 2 lớp, các lớp chồng mí lên nhau vàphải dán băng keo kín, tạo màng cách ẩm liên tục trên toàn bộ diện tích nền kho

Đối với kho panel bên ngoài và bên trong kho có các lớp tôn nên không có khảnăng lọt ẩm Tuy nhiên cần tránh các vật nhọn làm thủng vỏ panel dẫn đến làm ẩm ướtlớp cách nhiệt Vì thế trong các kho lạnh người ta thường làm hệ thống palet bằng gỗ

để đỡ cho panel tránh xe đẩy, vật nhọn đâm vào trong quá trình vận chuyển đi lại Giữacác tấm panel khi lắp ghép có khe hở nhỏ cần làm kín bằng silicon, sealant Bên ngoàicác kho trong nhiều nhà máy người ta chôn các dãy cột cao khoảng 0,8m phòng ngừacác xe chở hàng va đập vào kho lạnh gây hư hỏng

Hiện tượng cơi nền do băng

Kho lạnh bảo quản lâu ngày, lạnh truyền qua kết cấu cách nhiệt xuống nền đất.Khi nhiệt độ xuống thấp nước kết tinh thành đá, quá trình này tích tụ lâu ngày tạo nêncác khối đá lớn làm cơi nền kho lạnh, phá huỷ kết cấu xây dựng

Để đề phòng hiện tượng cơi nền người ta sử dụng các biện pháp sau:

+Tạo khoảng trống phía dưới để thông gió nền: Lắp đặt kho lạnh trên các conlươn, hoặc trên hệ thống khung đỡ

Các con lươn thông gió được xây bằng bê tông hoặc gạch thẻ, cao khoảng 100đến 200mm đảm bảo thông gió tốt Khoảng cách giữa các con lươn tối đa 400mm

+ Dùng điện trở để sấy nền: Biện pháp đơn giản, dễ lắp đặt, nhưng chi phí vậnhành khá cao, đặc biệt khi kích thước kho lớn Vì vậy biện pháp này ít sử dụng

+ Dùng các ống thông gió nền: Đối với kho có nền xây, để tránh đóng băng nền,biện pháp kinh tế nhất là sử dụng các ống thông gió nền Các ống thông gió là ốngPVC đường 100mm, bố trí cách quảng 1000đến 1500mm, đi dích dắc phía dướikínhnền, hai đầu thông lên khí trời

Hình 2-4: Con lươn thông gió kho lạnh

1- Panel tường; 2- Con lươn; 3- Nền móng kho lạnh

Trong quá trình làm việc, gió thông vào ống, trao đổi nhiệt với nền đất và sưởi ấmnền, ngăn ngừa đóng băng

Hiện tượng lọt không khí

Khi xuất nhập hàng hoặc mở cửa thao tác kiểm tra, không khí bên ngoài sẽ thâmnhập vào kho gây ra tổn thất nhiệt đáng kể và làm ảnh hưởng chế độ bảo quản

Quá trình thâm nhập này thực hiện như sau: Gió nóng bên ngoài chuyển động vàokho lạnh từ phía trên cửa và gió lạnh trong phòng ùa ra ngoài từ phía dưới nền

Quá trình thâm nhập của không khí bên ngoài vào kho lạnh không những làm mấtlạnh của phòng mà còn mang theo một lượng hơi ẩm vào phòng và sau đó tích tụ trêncác dàn lạnh ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của hệ thống

Để ngăn ngừa hiện tượng đó người ta sử dụng nhiều biện pháp khác nhau:

+ Sử dụng quạt màn tạo màn khí ngăn chặn sự trao đổi không khí bên ngoài vàbên trong

+ Làm cửa đôi: Cửa ra vào kho lạnh có 02 lớp riêng biệt làm cho không khí bêntrong không bao giờ thông với bên ngoài Phương pháp này bất tiện vì chiếm thêm diệntích, xuất nhập hàng khó khăn, giảm mỹ quan công trình nên ít sử dụng Nhiều hệthống kho lạnh lớn người ta làm hẳn cả một kho đệm Kho đệm có nhiệt độ vừa phải,

có tác dụng như lớp đệm tránh không khí bên ngoài xâm nhập vào kho lạnh

+ Sử dụng cửa sổ nhỏ để vào ra hàng Các cửa này được lắp đặt trên tường ở độcao thích hợp và có kích thước cỡ 680x680mm (hình 2-7).

+ Sử dụng màn nhựa: Treo ở cửa ra vào 01 tấm màn nhựa được ghép từ nhiềumãnh nhỏ Phương pháp này hiệu quả tương đối cao, nhưng không ảnh hưởng đến việc

đi lại

Nhựa chế tạo màn cửa phải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao Cửađược ghép từ các dãi nhựa rộng 200mm, các mí gấp lên nhau một khoảng ít nhất50mm, vừa đảm bảo thuận lợi đi lại nhưng khi không có người vào ra thì màn che vẫnrất kín

Tuần hoàn gió trong kho lạnh

Để tạo điều kiện thuận lợi cho việc tuần hoàn gió trong phòng khi thiết kế và sửdụng cần phải hết sức chú ý các công việc sau:

* Sắp xếp hàng hợp lý

Việc sắp xếp hàng trong kho phải tuân thủ các điều kiện:

- Thuận lợi cho việc thông gió trong kho để tất các khối hàng đều được làm lạnhtốt

- Đi lại kiểm tra, xem xét thuận lợi

- Đảm bảo nguyên tắc hàng nhập trước xuất trước, nhập sau xuất sau

- Hàng bố trí theo từng khối, tránh nằm rời rạc khả năng bốc hơi nước lớn làmgiảm chất lượng thực phẩm

Khi sắp xếp hàng trong kho phải chú ý để chừa các khoảng hở hợp lý giữa các lôhàng và giữa lô hàng với tường, trần, nền kho để cho không khí lưu chuyển và giữ lạnhsản phẩm Đối với tường việc xếp cách tường kho một khoảng còn có tác dụng khôngcho hàng nghiêng tựa lên tường, vì như vậy có thể làm bung các tấm panel cách nhiệtnếu quá nặng Khoảng cách tối thiểu về các phía cụ thể nêu trên bảng 2-8

Khoảng cách cực tiểu khi xếp hàng trong kho lạnh

Trong kho cần phải chừa các khoảng hở cần thiết cho người và các phương tiệnbốc dỡ đi lại Bề rộng tuỳ thuộc vào phương pháp bốc dỡ và thiết bị thực tế Nếu khe

hở hẹp khi phương tiện đi lại va chạm vào các khối hàng có thể làm đổ mất an toàn vàlàm hư hỏng sản phẩm

Phía dưới dàn lạnh không nên bố trí hàng để người vận hành dễ dàng xử lý khicần thiết

* Sử dụng hệ thống kênh gió để phân phối

Đối với các kho lạnh dung tích lớn cần thiết phải sử dụng các kênh gió để phân phốigió đều trong kho Nhờ hệ thống kênh gió thiết kế hợp lý gió sẽ được phân bố đều hơnđến nhiều vị trí trong kho

Hình 2-5: Bố trí kênh gió trong kho lạnh 1- Dàn lạnh; 2- Ống gió; 3- Miệng thổi 2.6.1 Kho lạnh truyền thống và kho lạnh lắp ghép.

2.6.1.1 Kho lạnh truyền thống:

- Ưu điểm: có thể sử dụng nguồn vật liệu xây dựng sẵn có và rẻ tiền ở địa

phương, nhờ vật mà giảm được chi phí vận chuyển và có giá thành rẻ, chắc chắnnhờ có tường gạch bao quanh Mặt khác, kho lạnh xây dựng có thể chịu đượctrọng tải lớn, an toàn cho người và hàng hóa, cách nhiệt tốt nên giảm đầu tư máyban đầu và chi phí vận hành

- Nhược điểm: xây dựng tính toán phức tạp, không linh động, di dời đượchơn nữa việc xây dựng đôi khi khó khăn vì vấn đề thời tiết, thời gian thi công kéodài Do đó kho lạnh truyền thống chỉ thích hợp cho các xí nghiệp lạnh lớn,ổnđịnh.

2.6.1.2 Kho lạnh lắp ghép.

- Ưu điểm: tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩnchế tạo sẵn nên có thể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóngtrong một vài ngày so với kho lạnh truyền thống phải xây dựng trong nhiều tháng,

có khi nhiều năm

+Có thể đáp ứng được rất chuẩn nhiệt độ bảo quản trong kho và rất linh hoạt

có thể tháo rỡ mang di chuyển đến các địa điểm

+Có thể lắp ngay trong phân xưởng có mái che nhưng cần lưu ý với máylạnh có dàn ngưng giải nhiệt gió thì thể tích phòngkhoong được nhỏ hơn 20 m 3cho 1kW năng suất lạnh của máy Khoảng cách tối thiểu từ vách kho lạnh đếntường là 1m

+Tổ hợp lạnh không cần có buồng máy mà có thể đặt ở vị trí nào thuận lợinhất Trường hợp mái nhà xưởng cao có thể đặt máy lạnh ngay trên nóc kho Treocạnh sườn hoặc ở phía sau

+Không cần đên vật liệu xây dựng trừ nền có con lươn đật kho nên việc xâydựng đơn giản hơn nhiều

+Cách nhiệt bằng polyurethane (PU) có hệ số dẫn nhiệt thấp

+Tấm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thépkhông rỉ

- Nhược điểm: giá thành rất cao gấp 3-4 lần kho lạnh truyền thống

Vì vậy việc chọn loại kho để xây dựng cũng phải tính toán kĩ lưỡng rồi đưa

ra các lựa chọn cho chủ đầu tư Tùy thuộc vào kho nào và địa diểm đặt ở đâu thì

ta tiến hành chọn loại kho

Kết luận: Trong đồ án này do kho là kho lạnh bảo quản đông và dựa vào

những ưu nhược điểm kể trên của hai hệ phương pháp thiết kế hệ thống lạnh tôithấy phương pháp thiết kế hệ thống lạnh lắp ghép là hợp lý và tốt hơn cả nên tôiquyết định chọn phương pháp thiết kế hệ thống lạnh lắp ghép và địa điểm đặt tạiThanh Hóa

2.7 Các nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh.

2.7.1 Nguyên tắc thông gió.

Yếu tố quan trọng trong kho bảo quản là nhiệt độ kho Nhiệt độ này phảiđúng mức quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trực tiếp từng sản phẩm, từngkiện hàng trong kho để đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất Do đó nguyên tắcthông gió là tạo điều kiện để không khí lạnh từ dàn lạnh đến tất cả các hàng hóatrong kho một cách điều hòa liên tục

2.7.2 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 đầuchuyển qua trạng thái biến đổi cho đến hư hỏng Do đó các kiện hàng nhập trướcphải được ưu tiên xuất trước tránh trường hợp tồn đọng hàng cũ, quá tuổi thọ

2.7.3 Nguyên tắc gom hàng.

Trong quá trình bảo quản đông lạnh luôn có sự bốc hơi nước ít nhiều từ bề mặt sản phẩm, dần dần theo thời gian làm hao tổn trọng lượng sản phẩm Có thể giảm hiện tượng bốc hơi này bằng cách giảm diện tích kiện hàng Do trống ít

hàng hàng hóa để rải rác, ngổn ngang diện tích bề mặt lớn Nguyên tắc gom hàng

là làm cho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả năng bốc hơi châm 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 sẽ tăng sự hao tổn trọng lượng và

tăng chi phí vận hành

2.7.4 Nguyên tắc an toàn.

Trong kho những điều kiện hàng được sắp xếp chồng lên để chiếm chiều caocủa 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 nhữngkhối kiện hàng vững chắc

2.8 PHƯƠNG PHÁP XẾP DỠ.

Trong các kho lạnh lớn thường phải sử dụng các máy nâng hạ(xe rùa, xeđiện), để cơ giới hóa hoàn toàn các khâu xếp dỡ hàng,còn trong các kho lạnh nhỏthường sử dụng các phương pháp bốc xếp thủ công là chủ yếu Ở đây em chọnphương pháp bốc xếp bằng cơ giới (xe rùa điện) cho kho lạnh đang thiết kế sẽ tiếtkiệm được sức người và thời gian vận chuyển hàng hóa

2.9 THIẾT KẾ CẤU TRÚC KHO LẠNH

2.9.1 Thiết kế cấu trúc nền

Cấu trúc nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Nhiệt độ trong kho, tải trọngcủa kho hàng bảo quản, dung tích kho lạnh

Do đặc thù của kho lạnh là bảo quản hàng hóa do đó phải có cấu trúc vững chắc,móng phải chịu tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng, móng kho được xây dựng tùythuộc vào kết cấu địa chấn của nơi xây dựng

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 của nền, khảnăng chịu lún của nền Nếu tải trọng của hàng bảo quản càng lớn thì cấu trúc nền kho

lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao Các tấm panel nền được đặt trên các con lươnthông gió Cấu trúc nền kho lạnh được thiết kế như hình vẽ.

Hình 2-6: Cấu trúc nền móng của kho lạnh

32m 12m

Đá chẻ Lớp bê tông đá 1x2 Lớp bê tông đá 4x6 Lớp đất tự nhiên

Hình 2-7: Con lươn thông gió

2.9.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn đã được chế tạo sẵn như đãgiới thiệu ở phần trên

Các thông số của panel cách nhiệt:

+ Chiều dài:

h = 3600 mm dùng để lắp panel vách

h = 6000 mm dùng để lắp panel trần và nền+ Chiều rộng r = 1200 mm

2.9.3 Cấu trúc mái kho lạnh

Mái kho lạnh có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của thời tiếtnhư: nắng, mưa, đặc biệt là giảm bức xạ nhiệt của mặt trời vào kho lạnh

Mái kho đảm bảo che mưa che nắng tốt cho kho và hệ thống máy lạnh Máikhông được đọng nước, không được thấm nước Mái dốc về hai phía với độ dốc ít nhất

là 2%

Kho đang thiết kế có mái bằng tôn màu xanh lá cây, hệ thống khung đỡ bằng sắt

và các xà nâng được đặt theo chiều ngang của kho, các trụ chống là các trụ sắt cao 4m

có diện tích 200x100mm

Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề, cửa lắc và cửa lùa Cấu trúc cửa làcác tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su hình nhiềungăn Khóa cửa mở được cả hai phía trong và ngoài Xung quanh cửa được bố trí dâyđiện trở sưởi cửa để đề phòng băng dính chặt cửa lại Các cửa có kích thước như sau:

+ Kích thước cửa lớn: 1980 x 980 mm

+ Kích thước cửa nhỏ: 680 x 680mm

Mỗi cửa được gắn lên một tấm panel gọi là tấm cửa

Hình 2-8: Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh

1

2

3

1 2 4

Hình 2-9: Cửa ra vào kho lạnh

Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chế dòng nhiệttổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng Nhựa để chế tạo màn chắn khí phải đảm bảokhả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao Màn được ghép từ các dải nhựa có chiều rộng

200 mm, dày 2 mm, chồng mí lên nhau là 50 mm

Hình 2-10: Màn nhựa che cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng kho lạnh

Màn nhựa cửa ra vào M

2.9.4 Cấu trúc cách nhiệt đường ống.

Trong hệ thống các đường ống cách nhiệt chủ yếu là các đường ống có nhiệt độthấp như đường ống hút về máy nén cao áp, bình trung gian

Vật liệu dùng để cách nhiệt đường ống là polyurethan, polystirofor hay bông thủytinh, cách ẩm thì ta sử dụng tôn mỏng hoặc nilon bọc ở ngoài cùng

Với mỗi loại đường ống khác nhau thì chiều dày lớp cách nhiệt cũng khácnhau,nó phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất trong mỗi ống và phụ thuộc vào đường kínhcủa đường ống

CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM VÀ

KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG

3.1 TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG BAO.

Tính toán chiều dày cách nhiệt, cách ẩm:

Theo như mục 2.5.3 ta đã biết chiều dày cách nhiệt của panel là 125 (mm)

Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là:

m CNthuc  0 , 125  ( 2 0 , 0006  2 0 , 0005 )  0 , 1228



Hệ số truyền nhiệt thực của vách khi đó là:

198 , 0 9

1 025 , 0

1228 , 0 291 , 0

0005 , 0 2 36 , 45

0006 , 0 2 3 , 23 1

W/m2K

Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài của vách:

Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là Kth ≤ Ks

Trong đó:

Kth - hệ số truyền nhiệt thực, Kth = 0,198 W/m2K

Ks -hệ số truyền nhiệt đọng sương, được tính theo công thức:

165 , 1 ) 20 ( 37

34 37 3 , 23 95 , 0

95 , 0

2 1

t t

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 Thanh Hóa là t 1 = 37 0 C, φ 1 = 85% Tra đồ thị i-d của không khí ẩm ta có: t s = 34 0 C.

Nhận xét: Ks > Kth Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương

3.2 CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT ĐƯỜNG ỐNG

Trong hệ thống các đường ống cách nhiệt chủ yếu các đường ống có nhiệt độ thấpnhư đường ống hút về máy nén hạ áp và máy nén cao áp , bình trung gian

Vật liệu dùng để cách nhiệt đường ống là polyurethan, cách ẩm thì ta sử dụng tônmỏng bọc ở ngoài cùng

Với mỗi loại đường ống khác nhau thì chiều dày lớp cách nhiệt cũng khác nhau,

nó phụ thuộc vào nhiệt độ môi chất trong mỗi ống và phụ thuộc vào đường kính củađường ống

Việc tính toán chiều dày cách nhiệt, ứng với mỗi đường ống sẽ được trình bày ở phầnlắp đặt hệ thống sau khi ta đã chọn được đường kính của ống dẫn môi chất

1 2 3

CHƯƠNG IV: TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

4.1 MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC TÍNH NHIỆT TẢI 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 đủ công suất

để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồnglạnh và không khí bên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng suấtlạnh của máy lạnh cần lắp đặt.Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tính theo công thứcsau:

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 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 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 ở kho lạnh bảoquản rau quả, Q5 = 0

4.2 TÍNH NHIỆT KHO LẠNH

4.2.1 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 trong kho lạnhcộng 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 xạ mặt trời

Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nên bỏ quadòng 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 theobiểu thức:

Q11 = Kt.F (t1 – t2), WTrong đó:

Kt - hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều dàicách nhiệt thực

F -diện tích bề mặt kết cấu bao che

t1 - nhiệt độ môi trường bên ngoài kho, 0C

t2 - nhiệt độ không khí trong kho, 0CChiều dài kho L1 = 12 m

phẩm, t1 = 200C Chỉ có trần kho lạnh có nhiệt độ cao hơn ta lấy nhiệt độ không khíphía trên trần là 300C.

Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che là Q1 =Q11 =10453,3W

4.2.2 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:

Q21 – dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra, W

Q22 – dòng nhiệt do bao bì tỏa ra, W

1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q 21

Được xác định theo công thức:

Q21 M(i1 i2)241000.3600, WTrong đó:

M –công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho bảoquản trong một ngày đêm, tấn/ngày đêm Giả sử khối lượng hàng nhập vào kho bảoquản trong một ngày đêm là M = 10 tấn/ngày đêm

i1, i2 – enthalpy của sản phẩm vào kho và của sản phẩm ở nhiệt độ bảoquản, J/kg.Với sản phẩm mực, tôm, cá đông lạnh i1 = 24600 J/kg, [TL1, 4-7]

Với kho bảo quản đông, các sản phẩm khi đưa vào kho bảo quản đã được cấpđông đến nhiệt độ bảo quản Tuy nhiên trong quá trình xử lý đóng gói và vận chuyểnnhiệt độ sản phẩm tăng lên ít nhiều nên đối với sản phẩm bảo quản đông lấy nhiệt độvào là: t1 = -120C, [TL1, 4-2]

3600 24

1000 24600

10

Q

2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra Q 22

Được xác định theo biểu thức:

3 , 777 3600 24

1000 )

20 26 ( 1460 1 3600 24

1000 )

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 cùng sản phẩm bằng nhiệt độ củakhu thành phẩm, t1 = 200C

Vậy: Q2 = Q21 + Q22 = 2847,2 + 777,3 = 3624,5 W

4.2.3 Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q 3

Vì buồng bảo quản đông không có thông gió buồng lạnh nên Q3 = 0

4.2.4 Dòng nhiệt do vận hành Q 4

Các dòng nhiệt do vận hành bao gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q41, dongười làm việc trong buồng Q42, do các động cơ điện Q43, do mở cửa kho lạnh Q44 vàdòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q45

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 + Q45, W

1 Dòng nhiệt do chiếu sáng Q 41

Được xác định theo biểu thức:

Q41 = A.F = 144.1,2 = 172,8WTrong đó:

A -nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m2 buồng hay nền, với buồng bảoquản đông A = 1,2W/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 = 350n = 350.7 = 2450 WTrong đó:

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

350 W/người