ĐỒ án thiết kế hệ thống lạnh

Quá trình giết mổ phải đảm bảo điều kiện nhiệt độ nghiệm ngặt để tránh mầm bệnh và visinh vật sinh sôi ảnh hưởng đến chất lượng và vệ sinh an toàn, việc tạo ra môi trường giết mổphù hợp

ĐỒ ÁN Thiết kế hệ thống lạnh

Đỗ Văn Lâm

lam.dv172055@sis.hust.edu.vn

Ngành Kỹ Thuật Nhiệt Chuyên Ngành Kĩ thuật lạnh và Điều hòa không khíGiảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đình Vịnh

Bộ môn: Kỹ Thuật Lạnh & ĐHKK

Viện: Khoa Học & Công Nghệ Nhiệt-Lạnh

- -Hà Nội, 1/2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đình Vịnh

Bộ môn: Kĩ thuật lạnh và Điều hòa không khí

Chữ ký của GVHD

Lời cảm ơn

Trong suốt quá trình học tập, và hoàn thành đồ án này, em đã nhận được rất nhiều sự hướngdẫn tận tình quý báu của các thầy cô trong bộ môm kĩ thuật lạnh và điều hòa không khí Em xingửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy cô trong bộ môn và đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chânthành tới thầy Nguyễn Đình Vịnh trưởng bộ môn kĩ thuật lạnh và điều hòa không khí đã trang

bị giúp em những kỹ năng cơ bản và kiến thức cần thiết để hoàn thành được đồ án này

Tuy nhiên, trong quá trình làm đồ án do kiến thức chuyên ngành của em còn hạn chế nênkhông thể tránh khỏi một vài thiếu sót khi trình bày và đánh giá vấn đề Rất mong nhận được

sự góp ý, đánh giá của các thầy cô bộ môn để đề tài của em thêm hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

HÀ NỘI, 1/2021

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

CHƯƠNG 1 DUNG TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LANH 3

1.1 Tổng quan về kho lạnh bảo quản thịt bò 3

1.1.1 Tác dụng và quy trình giết mổ bảo quản thịt bò 3

1.1.2 Vị trí địa lý và khí hậu nơi lắp đặt kho lạnh 4

1.1.3 Lựa chọn kiểu kho xây dựng 5

1.1.4 Thông số các buồng và một số vấn đề gặp phải khi thiết kết xây dựng kho lanh 6 1.2 Diện tích và mặt bằng xây dựng 6

1.2.1 Buồng bảo quản lạnh 7

1.2.2 Buồng bảo quản đông 8

1.2.3 Buồng kết đông 9

1.2.4 Bố trí mặt bằng kho lạnh 10

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC XÂY DƯNG, TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH 12

2.1 Yếu cầu, cấu tạo và cửa của kho lạnh lắp ghép 12

2.1.1 Yêu cầu cơ bản của một kho lạnh 12

2.1.2 Cấu tạo và cách lắp đặt kho lạnh lắp ghép 12

2.1.3 Cửa kho lanh 15

2.2 Cấu tạo và các chi tiết lắp ghép panel 16

2.2.1 Vật liệu làm panel 16

2.2.2 Độ dày và hệ số truyền nhiệt của panel 17

2.3 Lựa chọn và kiểm tra các thông số panel được chọn 18

2.3.1 Lựa chọn panel cách nhiệt cho tường và trần 18

2.3.2 Kiểm tra tính đọng sương của panel được chọn 19

2.4 Kết cấu nền kho 21

CHƯƠNG 3 TÍNH NHIỆT KHO LẠNH 23

3.1 Tổng quan về tính nhiệt 23

3.2 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1 23

3.2.1 Tổn thất do chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài buồng lạnh 23

3.2.2 Tổn thất do bức xạ mặt trời 25

3.3 Dòng nhiệt tỏa ra do sản phẩm Q2 25

3.4 Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3 27

3.5 Các dòng nhiệt do vận hành 27

3.6 Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5 29

3.7 Xác định tải nhiệt cho thiết bị, máy nén 29

CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN CHU TRÌNH TÍNH CHỌN MÁY NÉN 31

4.1 Các thông số làm việc của hệ thống 31

4.2 Tính toán, lựa chọn và kiểm tra máy nén cho các phòng 32

4.2.1 Đối với phòng kết đông 32

4.2.2 Đối với phòng bảo quản đông 39

4.2.3 Đối phòng bảo quản lạnh 45

CHƯƠNG 5 TÍNH CHỌN BÌNH NGƯNG, DÀN BAY HƠI VÀ CÁC THIẾT BỊ PHỤ 50

5.1 Thiết bị ngưng tụ 50

5.1.1 Xác định nhiệt độ trung bình logarit 50

5.1.2 Xác định hệ số truyền nhiệt k 51

5.1.3 Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt F 51

5.1.4 Xác định lượng nước làm mát cung cấp cho thiết bị ngưng tụ 51 5.2 Thiết bị bay hơi 52

5.2.1 Dàn bay hơi cho buồng kết đông 52

5.2.2 Dàn bay hơi cho buồng bảo quản đông 53

5.2.3 Dàn bay hơi cho buồng bảo quản lạnh 54

5.3 Thiết bị phụ 56

5.3.1 Tính chọn tháp giải nhiệt 56

5.3.2 Chọn van tiết lưu 57

5.3.3 Bình tách dầu 59

5.3.4 Bình chứa dầu 60

5.3.5 Bình chứa cao áp 60

5.3.6 Bình chứa tuần hoàn 61

5.3.7 Bình chứa thu hồi 62

5.3.8 Bình trung gian 62

5.3.9 Các thiết bị khác 63

CHƯƠNG 6 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN ĐƯỜNG ỐNG 63

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Nhiệt độ và độ ẩm của tỉnh Tiền Giang 9

Bảng 2.1 độ dày panel, hệ số k và lĩnh vực ứng dụng vào các kho lạnh 22

Bảng 2.2 Hệ số truyền nhiệt của panel theo từng buồng 24

Bảng 2.3Thông số bên ngoài kho lạnh 24

Bảng 2.4 Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho mùa hè 24

Bảng 2.5 Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt cực đại cho mùa đông 25

Bảng 2.6Các lớp cấu tạo nền kho từ trình tự trên xuống 26

Bảng 3.1 Nhiệt tổn thất do chênh lệch nhiệt độ 28

Bảng 3.2 Dòng nhiệt tỏa ra từ sản phẩm 31

Bảng 3.3 Dòng nhiệt do vận hành 33

Bảng 3.4 Xác định tải cho thiết bị và máy nén 34

Bảng 4.1 Thông số các điểm làm việc của máy nén buồng kết đông 39

Bảng 4.2 Thông số các điểm làm việc của máy nén buồng bảo quản đông 44

Bảng 4.3 Thông số các điểm làm việc của máy nén buồng bảo quản lạnh 50

Bảng 5.1 Thông số bình chưa dầu đã chọn 62

Bảng 5.2 Thông số bình chứa cao áp của kho lạnh 63

Bảng 5.3 Thể tích các bình chứa tuần hoàn 64

Bảng 5.4 Thông số của bình chứa thu hồi năm ngang chọn 64

Bảng 6.1 Tốc độ dòng chảy theo từng trường hợp 66

Bảng 6.2 Đường kính ống 67

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Thịt bò sau quá trình giết mổ và chuẩn bị được đem đi bảo quản 8

Hình 1.2 Sơ dồ mặt bằng kho lạnh 16

Hình 2.1 Cấu trúc của 1 buồng lạnh 17

Hình 2.2 Panel được gắt với các thanh U nhôm 18

Hình 2.3 Các chi tiết ghép nối panel trần 19

Hình 2.4 Cửa kho lạnh 20

Hình 2.5 Cửa kho xuất nhập hang 20

Hình 2.6 Panel cách nhiệt dung trong kho lạnh 21

Hình 2.7 Nền kho sử dụng con lươn thông gió 26

Hình 4.1 Sơ đồ và chu trình máy lạnh hai cấp làm mát trung gian hoàn toàn, bình trung gian ống xoắn và 2 tiết lưu 37

Hình 4.2 Chu trình nén của máy nén buồng bảo quản lạnh 50

Hình 5.1 Tháp giải nhiệt kho lạnh 59

CHƯƠNG 1 DUNG TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LANH 1.1 Tổng quan về kho lạnh bảo quản thịt bò

1.1.1 Tác dụng và quy trình giết mổ bảo quản thịt bò

Cùng với thịt lơn, thịt gà… thì thịt bò là thực phẩm không thế thiếu của con người Thịt

bò có vị thơm ngon bổ dưỡng, thịt bò chứa rất nhiều protein, chất béo, các vitamin và khoángchất Để đảm bảo chất lượng sản phẩm thì khâu bảo đông lạnh thịt bò là cực kì quan trong.Bảo quản thịt bò là quá trình bảo vệ và hạn chế những biến đổi về chất lượng và hình thứccủa thực phẩm trong thời gian chờ tiêu thụ Tùy thuộc vào thời gian bảo quản thịt bò mà ta sẽbảo thịt bò ở các nhiệt độ khác nhau để:

 Làm ức chế về sinh lý của vi khuẩn cũng như nấm men

 Dưới tác dụng của nhiệt độ thấp nước trong thực phẩm bị đóng băng, vi khuẩnmất nước sẽ làm teo tế bào nguyên sinh và giảm sự phát triển của chúng

Quy trình giết mổ bò công nghiêp

Đầu tiên, bò sẽ được lùa vào phòng mổ và phòng sốc điện Người ta sẽ tách chúng rakhỏi những đồng loại bên ngoài, sau đó dùng thiết bị truyền điện phóng thẳng vào não củachúng Việc làm này sẽ khiến bò bị bất tỉnh và chúng sẽ không còn cảm thấy đau đớn trước khimáu bắt đầu chảy ra

Sau khi bị bất tỉnh, bò sẽ treo lên móc Vài giây sau, người ta dùng thiết bị chuyên dụngcắt vào động mạch của nó để tháo máu Lúc này, bò đã bị bất tỉnh nên chúng hoàn toàn không

hề cảm thấy đau đớn nữa Giết mổ xong bò sẽ được sẻ thịt thành ¼ để dễ trong quá trình bảoquản Quá trình giết mổ phải đảm bảo điều kiện nhiệt độ nghiệm ngặt để tránh mầm bệnh và visinh vật sinh sôi ảnh hưởng đến chất lượng và vệ sinh an toàn, việc tạo ra môi trường giết mổphù hợp sẽ cần đến ứng dụng của các hệ thống làm lạnh

Hình 1.1 Thịt bò sau quá trình giết mổ và chuẩn bị được đem đi bảo quản

Quy trình xử lý tuân theo nguyên tắc:

Bước 1: Xử lý nguyên liệu

Bước 2: Đông lạnh

Bước 3: Bao gói và bảo quản

Nguyên liệu sau khi được giết mổ cần được xử lý cẩn thận, rửa hết các tạp chất bằngnước muối hoặc hóa chất thích hợp Nguyên liệu cần được xẻ ra đúng khuôn để đảm bảo việcbảo quản trong kho lạnh hợp lý

Sau khi xử lý nguyên liệu xong cần được cấp đông trong thời gian nhanh nhất để đảmbảo chất lượng sản phẩm và tránh hao hụt khối lượng.Sản phầm sau khi được cấp đông cầnđược đóng gói hoặc bao bì cẩn thận và chuyển sang phòng bảo quản đông để chờ tiêu thụ

Kết luận: Ta có thể thấy việc giết mổ vào xử lý thịt bò sau giết mổ phải tuân theo công đoạn

nghiên ngặt và việc bảo quản thịt bò để đến với người tiêu dung là khâu rất quan trọng Vì vậyviệc thiết kế xây dựng một kho cấp đông, bảo quản đông và phân phối tại Tiền Giang để có thịt

bò chất lượng phân phối cho khu vực Nam Bộ là thực sự cần thiết

1.1.2 Vị trí địa lý và khí hậu nơi lắp đặt kho lạnh

Kho lạnh phải được xây dựng ở những nơi có nhu cầu về thực phẩm lớn Khi thiết kế kholạnh ta phải đặt kho tại những nơi thuận tiện giao thông để dễ dàn vận chuyển các hang hóa bảoquản Ngoài ra chúng ta còn phải tìm hiểu về nhiệt độ, khí hậu từng mủa để đưa ra các giảiphảm xây dựng kho lạnh đảm bảo và tiếp kiệm

Theo yêu cầu đề tài đặt ra chúng ta sẽ thiết kế và xây dựng kho lạnh cấp đông, kho phânphối đặt tại Tiền Giang

Tiền Giang là tỉnh thuộc Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), đồng thời là tỉnh nằmtrong Vùng kinh tế trọng điểm (KTTĐ) phía Nam Nằm trải dài trên bờ Bắc sông Tiền vớichiều dài trên 120 km; có tọa độ địa lý 105049'07" đến 106048'06" kinh độ Đông và 10012'20"đến 10035'26" vĩ độ Bắc Trung tâm thành phố Mỹ Tho - tỉnh lỵ Tiền Giang cách trung tâmthành phố Hồ Chí Minh (TP HCM) 70 km về hướng Tây Nam và cách trung tâm thành phốcần Thơ 90 km về hướng Đông Bắc Với vị trí là ngã ba của vùng Nam Bộ nên việc xây dựngkho lạnh để phân phối thực phẩm là rất hợp lý.

Tiền Giang nằm trong vùng mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới cận xích đạo gió mùa, có

2 mùa rõ rệt: mùa mưa và mùa khô Với vị trí địa lý của Tiền Giang gần với Tp Hồ Chí Minhnên khí hậu không khác nhau nhiều ta sẽ lấy thông số nhiệt độ và độ ẩm của Tp Hồ Chí Minhtrong TCVN 5687 ( tài liệu[ CITATION ĐẠI10 \l 1033 ])để tính toán cho đồ án này

Nhiệt độ ta sẽ lấy theo tiêu chuẩn điều hòa không khí cấp I là 35h/năm

Bảng 1.1 Nhiệt độ và độ ẩm của tỉnh Tiền Giang

1.1.3 Lựa chọn kiểu kho xây dựng

Hiện nay khi kinh tế phát triển, mức đời sống nhân dân tăng lên thì yêu cầu về thực phẩm

là rất cao Vì vậy để đảm bảo được chất lượng sản phẩm chúng ta phải chú trọng khâu bảo quản

và xây dựng các kho bảo quản Hiện nay có 2 phương pháp xây dựng kho bảo quản đó làphương pháp xây dựng kho lạnh truyền thống và kho lạnh lắp ghép Chúng ta sẽ so sánh ưunhược điểm tường kho rồi đưa ra lựa chọn :

 Kho lạnh truyền thống

+Ưu điểm: giá thành xây dựng ban đấu thấp hơn kho lạnh lắp ghép

+Nhược điểm: kho lạnh lắp ghép giữ nhiệt kém hơn panel nên hiệu suất làm lạnh cao

Do vậy điện năng tiêu thụ và chi phí vận hành cao

 Kho lạnh lắp ghép

+Ưu điểm:

*Tất cả các chi tiết của kho lanh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên có thể vậnchuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trong một vài ngày so với kho truyềnthống phải xây dựng trong nhiều tháng, có khi nhiều năm

*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 lượn đặt kho nên công việcxây 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 thép không gỉ

*Hoàn toàn có thể sản xuất được trong nước

 +Nhược điểm: giá thành xây dựng ban đầu lớn do các tấm panel khá đắt

Kết luận: Xét về các ưu nhược điểm của cả hai kiểu kho lạnh ta quyết định xây dựng kho lạnh

lắp ghét do tính tiện lợi và bài toán kinh tế về lâu dài

1.1.4 Thông số các buồng và một số vấn đề gặp phải khi thiết kết xây dựng kho lanh

- Nhiệt độ bảo quản: nhiệt độ bảo quản thực phẩm phải được lựa chọn trên cơ sở kinh tế

và kỹ thuật Nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản sản phẩm Thờigian bảo quản càng lâu thì đòi hỏi nhiệt độ càng thấp:

+ Nhiệt độ buồng bảo quản lạnh: 2 oC

+ Nhiệt độ buồng bảo quản đông: -18 oC

+ Nhiệt độ buồng kết đông :-30 oC

- Khi vận hành kho lạnh thì sẽ có một số vấn đề xảy ra nên chúng ta phải tính toán và đưa

ra các giải pháp để tránh hiện tượng đó:

o Hiện tượng lọt ẩm: Không khí trong kho lạnh có nhiệt độ thấp, khi tuần hoàn quadàn lạnh một lượng nước đáng kể đã kết ngừng lại, vì vậy phân áp suất hơi nướckhông khí trong buông nhỏ hơn so với bên ngoài Kết quả hơi ẩm có xu hướngthẩm thấu vào phòng qua kết cấu bao che Đối với kho lạnh lắp ghép bên ngoài

và bên trong kho có các lớp tôn nên không có khả năng lọt ẩm

o Hiện tượng đóng băng, phồng nền kho: Khi buồng bảo quản đông và kết đông cónhiệt độ rất thấp (-18℃ , -30℃ ) thì sẽ gây đóng băng nền kho dẫn tới phồng nền

và phá vỡ kết cấu nền Để tránh hiện tượng đó ta có một số biện pháp như là làmcác con lươn thông gió dưới nền, bố trí điện trở để sưởi nền, làm các hệ thống cácống dẫn dầu nóng ,nước nông, gió nông

o Xả băng dàn lạnh: Không khí khi chuyển dịch qua dàn lạnh , nhưng kết một phầnhơi nước ở đó Quá trình tích tụ càng lâu lớp tuyết càng dày Việc bám tuyết ởdàn lạnh dẫn đến nhiều sự cố cho hệ thống lạnh như: nhiệt độ kho lạnh không đạtyêu cầu, thời gian làm lạnh lâu, ngập dịch, cháy động cơ điện Sở dĩ như vậy là

vì lớp tuyết bám bên ngoài dàn lạnh tạo thành lớp cách nhiệt, ngăn cản quá trìnhtrao đổi nhiệt giữa môi chất và không khí trong buồng lạnh Để tránh lớp băng ởdàn lạnh ta sử dụng các phương pháp như là dung gas nông, xả băng bằng nướchoặc băng điện trở đối với kho lạnh nhỏ

1.2 Diện tích và mặt bằng xây dựng

Hiện nay với kĩ thuận chăn nuôi phát triển trọng lượng của 1 con bò thương phẩm có thểnặng tới gần 500kg Khi giết mổ và bỏ đầu thì chúng còn khoảng 360kg thịt Khối khí cần đểbảo quản ¼ lựa chọn là 1.2x0.4x0.4 (m3) Ta có chất tải g là:

Kiểm tra phụ tải trên 1 mét vuông cho phép:

1.2.1 Buồng bảo quản lạnh

Dung tích bảo quản lạnh là: 1500 tấn

 Thể tích chất tải của buồng lạnh

Thể tích chất tải được tính theo công thức:

V = E

g v=

1500

Trong đó,

V: Thể tích chất tải của buồng lạnh, m3

h: Chiều cao chất tải

 Diện tích xây dựng của buồng lạnh cần thiết

Diện tích xây dựng của buồng lạnh tính theo công thức :

F xd= F

β F=

8330.75=1110(m

2

Trong đó,

F : diện tích của chất tải (m2)

βF : hệ số sử dụng diện tích của kho lạnh

Ta chọn 1 buồng=chiều rộng×Chiều dài là 12x24m=288m2

100  Fbqđ  400

m 2 → Theo tài liệu [ CITATION Ngu1 \l 1033 ], chọn hệ số

sử dụng diện tích các buồng chứa: Chọn β F=0,75

 Dung tích thực tế của buồng bảo quản lạnh

E tt = E n tt n = 1500.3.864 = 1554.4 (tấn) PT 1.6

1.2.2 Buồng bảo quản đông

Dung tích bảo quản lạnh là: 750 tấn

 Thể tích chất tải của buồng lạnh

Thể tích chất tải được tính theo công thức:

V = E

g v=

7500.4=1375 (m3)

Trong đó,

V: Thể tích chất tải của buồng lạnh, m3

h: Chiều cao chất tải

 Diện tích xây dựng của buồng lạnh cần thiết

Diện tích xây dựng của buồng lạnh tính theo công thức :

F xd= F

β F=

4160.75=555 (m2) Trong đó,

F : diện tích của chất tải (m2)

βF : hệ số sử dụng diện tích của kho lạnh

Ta chọn 1 buồng=chiều rộng×Chiều dài là 12x24m=288m2

100  Fbqđ  400

m 2 → Theo tài liệu [ CITATION Ngu1 \l 1033 ], chọn hệ số

sử dụng diện tích các buồng chứa: Chọn β F=0,75

Vậy ta chọn ntt = 2 ô để xây dựng buồng bảo quản lạnh

 Dung tích thực tế của buồng bảo quản lạnh

-gl = 0.25 tấn/m: là tiêu chuẩn chất tải trên 1m chiều dài giá treo

-k = 1.2 là hệ số tính chuyển từ tiêu chuẩn chất tải trên 1m chiều dài ra 1m2 diện tíchcần xây dựng

.24

x1.2 = 81.612 (m2)

 Số lượng buồng kết đông

Ta chọn diện tích một buồng bảo quản đông,chọn f =12x12 = 144m2

o Đối với phương án không chia nhỏ kho ra:

o Đối với phương án chia ra thành các kho nhỏ:

Dựa vào số phòng số ô ở trên ta có mặt bằng kho lạnh:

Hình 1.2 Sơ dồ mặt bằng kho lạnh

CHƯƠNG 2 CẤU TRÚC XÂY DƯNG, TÍNH CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO

KHO LẠNH

2.1 Yếu cầu, cấu tạo và cửa của kho lạnh lắp ghép

2.1.1 Yêu cầu cơ bản của một kho lạnh

Gần giống như các thiết bị lạnh thương nghiệp và các kho lạnh khác, kho lạnh lắp ghép

có những yêu cầu sau:

-Kho lạnh cần lắp ghép ở vị trí thuận tiện và làm việc hiệu quả

-Nên bố trí đáy ngang bằng mặt sàn để sử dựng xe cơ giới và phương tiện bốc xếp Bảođảm tại trọng của nền

-Cần có các giá treo giá để hàng (thịt bò) phù hợp

-Cần dự trù diện tích thao tác, bốc xếp trong kho, tuy nhiên không để mất diện tích bảoquản

-Cần phải vệ sinh tẩy rửa dễ dàng, phải có dự trù để phun nước tẩy rửa vệ sinh được.-Tính toán đủ chiều dày cách nhiệt để vách không bị đọng sương

-Chú ý chống ẩm và cách nhiệt qua các khe hở giữa các panel cách nhiệt

-Đảm bảo các quy tắc an toàn phòng cháy, chữa cháy và bảo hộ lao động

2.1.1 Cấu tạo và cách lắp đặt kho lạnh lắp ghép

Kho lạnh lắp ghép tiêu chuẩn được lắp ghép từ các phần với khích cỡ độ dày tiêu chuẩn:-Các tấm sàn

Các tấm panel được liên kết với nhau bằng các móc khoá gọi là camlocking đã được gắnsẵn trong panel, vì thế lắp ghép rất nhanh, khít và chắc chắn

- Panel trần được gối lên các tấm panel tường đối diện nhau và cũng được gắn bằng khoácamlocking Khi kích thước kho quá lớn cần có khung treo đỡ panel, nếu không panel sẽ bịvõng ở giữa và có thể gãy gập.

- Sau khi lắp đặt xong, cần phun silicon hoặc sealant để làm kín các khe hở lắp ghép Do có sựbiến động về nhiệt độ nên áp suất trong kho luôn thay đổi, để cân bằng áp bên trong và bênngoài kho, người ta gắn trên tường các van thông áp Nếu không có van thông áp thì khi áp suấttrong kho thay đổi sẽ rất khó khăn khi mở cửa hoặc ngược lại khi áp suất lớn cửa sẽ bị tự động

Hình 2.3 Cấu trúc của 1 buồng lạnh

Cách lắp đặt kho lạnh lắp ghép gồm có 4 bước cơ bản:

o Bước 1: Kiểm tra độ phẳng và mặt bằng kho lạnh:

Việc kiểm tra độ phẳng và mặt bằng kho lạnh đóng vai trò rất quan trọng trong việc thicông lắp đặt một kho lạnh đạt tiêu chuẩn Để bảo quản sản phẩm trong kho lạnh một thời giandài các kho lạnh phải đảm bảo các chỉ số an toàn trước khi đưa vào sử dụng Nếu bất kì vị trí

nào trong khi lạnh bị đọng nước cũng sẽ làm ảnh hưởng đến các chỉ số của vật liệu cách nhiệt.

Do đó trước khi thi công lắp đặt cần kiểm tra mặt bằng kho lạnh bằng máy cân thuỷ Đảm bảomặt bằng chuẩn và độ dốc từ 2 – 3% Nếu kiểm tra thấy mặt bằng chưa đạt cần tiến hành sửachữa ngay để hoàn thiện mặt bằng theo tiêu chuẩn

o Bước 2: Tiến hành lắp dựng khung sườn và lắp ghép các tấm panel PU

-Lắp dựng khung sườn theo thiết kế Khung sườn bao gồm thanh ngang, thanh đứng hoặcthanh chữ U Chúng cần được lắp vào vị trí và bắt vít chắc chắn

-Vít các tấm panel PU vào khung Liên kết với sàn bằng thanh U nhôm Các vị trí góc cóthể được bảo vệ bằng các thanh góc hoặc thanh bao Trên các tấm panel PU do Oval Việt Namsản xuất và phân phối đều có các phần ngàm Tác dụng của các ngàm này gắn liền các tấmpanel, đồng thời là vị trí bắt vít vào khung

-Các tấm panel PU sau khi lắp ghép cần đảm bảo kín, các ngàm âm dương nối với nhauhoàn chỉnh, để chắc chắn kín thì cần dàn them keo sillicon vào nơi tiếp xúc giữa các tấm panel.Việc đảm bảo kích thước giữa các tấm panel PU sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng váchngăn

Hình 2.4 Panel được gắt với các thanh U nhôm

-Các phần liên kết ở các vị trí các góc của panel, để tăng độ thẩm mỹ ta có thể sử dụngthanh nẹp nhôm, nhựa với đa kiểu dáng.

Hình 2.5 Các chi tiết ghép nối panel trần

o Bước 4: Lắp đặt các cửa sổ và cửa chính

Tùy theo thiết kế, ta sẽ bố trí vị trí các cửa sao cho phù hợp

Cửa ra vào nên dung luôn của làm bằng các tấm panel PU để tạo sự đồng nhất và cũng tangkhả năng cách nhiệt tốt

2.1.2 Cửa kho lanh

Cửa kho lạnh là chi tiết có nhiều yêu cầu đặc biệt:

-Cần phải có cách nhiệt đủ dày để tránh bị đọng sương

-Phải đóng mở nhẹ nhàng kín khít.

-Phải giữ được lạnh, không để cho khí nóng lọt vào và hạn chế tổn thất khi mở cửa

-Khóa cửa và tay nắm cửa phải làm việc tốt, nhẹ nhàng, không han rỉ và phải mở được

cả phía bên trong

-Cần phải đóng mở nhẹ nhàng ngay khi có bang đóng ở cửa

Thông thường để tránh đóng bang ở của thì trong của kho lạnh người ta bố trí điện trở

đề phòng trường hợp băng dính chặt Hiện nay có 2 loại của hay được sử dụng đó chính là cửa

trượt và cửa bản lề

và cao giống với kích cỡ của thùng container để thuận tiện cho quá trình bốc dỡ hàng, ngoài ra

cửa kho còn có bộ phận chùm để khi bố dỡ sẽ được chum vào để hạn chế tổn thất nhiệt khi bốc

dỡ hang

Hình 2.6 Cửa kho lạnh

Hình 2.7 Cửa kho xuất nhập hang.

2.2 Cấu tạo và các chi tiết lắp ghép panel.

2.2.1 Vật liệu làm panel.

Vật liệu bề mặt 2 bên panel là vật liệu hoàn toàn cách ẩm, có thể là nhựa, nhôm lá hoặc thép lá cần có tuổi thọ ngang với tuổi thọ của kho lạnh Những vật liệu hay được sử dụng là:

- Tôn mạ màu ( colorbond steel sheet )dày 0,5 mm

` - Tôn phủ lớp PVC ( PVC coated steel sheet ) dày 0,6mm

- Tôn inox ( stainless steel sheet ) dày 0,5 mm

Các tấm panel có dạng phẳng nhưng cũng có thể cán song để tang cường độ cứng

Vật liệu cách nhiệt là polyurethan phun Khối lượng riêng 38 ÷ 42 kg/m3, cường độ chịunén 0,2 đến 0,29 MPa, tỷ lệ điền đầy bọt trong panel là 95%, chất tạo bọt là R141B

Đặc điểm của panel:

Do đặc tính định hình cao nên việc sử dụng để lắp đặt nhà xưởng công nghiệp bằngpanel, tiết kiệm được chi phí xây dựng, rút ngắn thời gian thi công

+Panel có khả năng tạo kết cấu nhẹ

+Lắp đặt không yêu cầu vị trí tay nghề cao

+Có khả năng đáp ứng mở rộng công trình hiện có

+Cách nhiệt, cách ẩm tốt.

+Không gây độc hại, thân thiện với môi trường

Hình 2.8 Panel cách nhiệt dung trong kho lạnh

2.2.2 Độ dày và hệ số truyền nhiệt của panel.

Theo tài liệu[ CITATION Ngu \l 1033 ] ta có bảng 2

Bảng 2.2 độ dày panel, hệ số k và lĩnh vực ứng dụng vào các kho lạnh

Lĩnh vực úng dụng của kho.

1 50 0.43 Điều hòa không khí ở các khu vực công

nghiệp, nhiệt độ trong phòng 20 oC

Vách ngăn kho lạnh -18

6 175 0.13 Kho lạnh (phân phối) đến -35 oC

7 200 0.11 Kho lạnh đông sâu đến -60 oC

2.3 Lựa chọn và kiểm tra các thông số panel được chọn.

2.3.1 Lựa chọn panel cách nhiệt cho tường và trần.

Dưa vào nhiệt độ từng bồng kho lạnh, giữa hai buồng kho liền kề nhau sẽ chọn nhiệt độbuồng thấp hơn Chọn độ dày panel của tường và trần sao hho phù hợp vừa đảm bảo tính cáchnhiệt và vừa đảm bảo bài toán kinh tế lâu dài

Các thông số về nhiệt độ của các buồng trong kho lạnh

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethane là:

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethane là:

Độ dày của lớp vật liệu cách nhiệt polyurethane là:

Trong đó: δcn – độ dày yêu cầu của lớp panel cách nhiệt, m;

λcn – hệ số dẫn nhiệt của panel cách nhiệt, W/mK;

k – hệ số truyền nhiệt;

α1 – hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới lớp cách nhiệt, W/m2K;

α2 – hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K;

δi – Chiều dày lớp vật liệu thứ i, m ( ở đây là lớp tôn mạ màu );

λi – Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK

Theo bảng 3.7 tài liệu [ CITATION Ngu \l 1033 ] ta có:

-Hệ số tỏa nhiệt của môi trường ra bên ngoài tới cách nhiệt α1 = 23,3 W/m2K.-Hệ số tỏa nhiệt từ vách buồng vào buồng lạnh:

α2 = 9 W/m2K đối với buồng bảo quản;

α2 = 10,5 W/m2K đối với buồng kết đông, gia lạnh

- Hệ số dẫn nhiệt của các lớp panel:

+ Polyurethane : 0.02 W/mK

+ Tôn lá : 45.36 W/mK

Thay vào công thức (2.1), ta có hệ số truyền nhiệt cho từng buồng là:

Bảng 2.3 Hệ số truyền nhiệt của panel theo từng buồng

Buồng

Hệ số truyền nhiệt

Buồng kếtđông

Buồng bảoquản đông

Buồng bảoquản lạnh

Với tỉnh Tiền Giang, theo số liệu của tài liệu [ CITATION Ngu \l 1033 ] ta có bảng 2.3:

Bảng 2.4Thông số bên ngoài kho lạnh

Mùa Nhiệt độ ngoài trời

Vì panel đặt sau vách bê tông nên ta lấy nhiệt độ ngoài vách panel là

tn = 0,7 tnt

Từ tnt và φn ta tra đồ thị I-d của không khí ta được nhiệt độ điểm sương

Hệ số truyền nhiệt đọng sương hay hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để tường ngoài không

bị đọng sương được biểu diễn như sau:

ts (oC)đọngsương

tt(oC)trongbuồng

α(W/m2.K)

Kmax(W/m2.K)

Bảng 2.6 Kết quả tính toán hệ số truyền nhiệt cực đại cho mùa đông

tn (oC)ngoàipanel

ts (oC)đọngsương

tt (oC)trongbuồng

α(W/m2.K)

Kmax(W/m2.K)

Kết luận: Từ kết quả trên ta thấy hệ số truyền nhiệt của panel tường, trần và nền của các

buồng đều bé hơn hệ số truyền nhiệt điểm sương nên không xảy ra hiện tượng đọng sương trêncác tấm vách

k < k s

Vì vậy các tấm panel lựa chọn ở trên phù hợp

2.4 Kết cấu nền kho.

Kết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố thí dụ:

- Nhiệt độ trong buồng lạnh

- Tải trọng của kho hàng bảo quản

- Dung tích kho lạnh

Yêu cầu nền phải tuổi thọ trung bình cao sạch sẽ, vệ sinh dễ dàng, cần bố trí thoát nước

để phun nước rửa khi cần thiết

Kho lạnh đang thiết kế là kho lạnh lớn có chiều cao chất tải là 4.5 mét và chọn chiều caopanel là 5.4 mét nên các hoạt động bốc dỡ dung xe cơ giới nên nền kho phải thiết kế cấu trúc bêtông vững chắc

Do nhiệt độ phòng bảo quản đông và kết đồng có nhiệt độ dưới 0 oC nên để tránh hiệntượng đóng băng nền dẫn đến phá vỡ cấu trúc nền ta phải thiết kế nền kho có kết câu con lươnthông gió và có cách nhiệt, cách ẩm

Để thuận tiện cho thi công xây dựng ta lưạ chọn cấu trúc nền của các phòng là như nhau

Hình 2.9 Nền kho sử dụng con lươn thông gió

Chọn kết cấu nền theo bảng sau:

Bảng 2.7Các lớp cấu tạo nền kho từ trình tự trên xuống

δ (m)

Hệ số dẫn nhiệt

λ (W/m.K)Nền nhẵn bằng các tấm bê tông lát 0,04 1,4

Chiều dày lớp cách nhiệt được tính bởi công thức sau:

kn – là hệ số truyền nhiệt của nền, W/m2K Lấy kn = 0,2 W/m2K

CN, i – chiều dày của lớp cách nhiệt và lớp vật liệu thứ i, m

λCN, λi – hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt và lớp vật liệu thứ i, W/mK

α n=23,3W/m2K – hệ số tỏa nhiệt từ môi trường bên ngoài tới bề mặt ngoài của lớp cáchnhiệt

α tr=10,5W/m2K – hệ số tỏa nhiệt từ bề mặt trong lớp cách nhiệt đến không khí trongphòng (ta lấy hệ số theo buồng bảo quản đông)

Từ (PT2.3) ta tính được chiều dày cách nhiệt của nền như sau :

δ cn=0,02.[ 1

0,2−(23,31 +

0,041,4 +

0,11,2+

0,0010,16 +

0,0010,16 +

0,21,5+

110,5) ]=0.087

Ta chọn chiều dày thực thế của lớp cách nền từ nhiệt đó ứng với hệ số truyền nhiệt thực củanền δ cn=0,1m

Hệ số truyền nhiệt thực tế của nền:

kn = 0,19 W/m2KChiều dày của nền kho lạnh là: 0,46m; Với chiều cao của gầm xe tải vận chuyển hangđông lạnh vào khoảng 1,2m thì ta sẽ đặt hệ thống con lươn thông gió bên dưới nền kho vớichiều cao các con lươn bằng:

δ con l n ươ=1,2−0,46=0,74 m

CHƯƠNG 3 TÍNH NHIỆT KHO LẠNH 3.1 Tổng quan về tính nhiệt

Tính nhi t kho l nh là tính toán các dòng nhi t t môi tr ng bên ngoài i vào kho l nh.ệ ạ ệ ừ ườ đ ạ

ây chính là dòng nhi t t n th t mà máy l nh ph i có công su t l nh l y l ng nhi t ó

∑Q1 – Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh;

∑Q2 – Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra trong quá trình xử lý lạnh;

∑Q3 – Dòng nhiệt do không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh;

∑Q4 – Dòng nhiệt từ các nguồn khác khi vận hành kho lạnh;

∑Q5 – Dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp ( chỉ có kho lạnh bảoquản rau quả mới có)

3.2 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1

Dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thất quatường bao, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên kho lạnhcộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao trần theo công thức:

Q1=Q11+Q12 PT 3.12

Q11 – Dòng nhiệt tổn thất 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;

3.2.1 Tổn thất do chênh lệch nhiệt độ trong và ngoài buồng lạnh

Q11=k1F(t1−t2) (W) PT 3.13Trong đó: k t 1 – hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu, W/mK

F – diện tích bề mặt của kết cấu bao che, m2

t1 – nhiệt độ của môi trường bên ngoài, oC

t2 – nhiệt độ của không khí bên trong buồng lạnh, oC

Ta lấy các thông số nhiệt độ như sau:

1 Nhiệt độ ngoài trời kho lạnh ta sẽ lấy nhiệt độ cao nhất của những ngày mùa hè theo tiểuchuẩn điều hòa không khí cấp I: t n=36.8oC

2 Nhiệt độ của hành lang và vách panel với tường kho lạnh ta lấy là 70% nhiệt độ ngoàitrời:

t hl=0.7 tn= 0.7x36.8=25.8

3 Trong nhiều trường hợp một buồng hoạt động mà buồng bên cạnh do không có sảnphẩm để bảo quản nên tạm không làm việc, ta lấy nhiệt độ ở buồng không làm việc bằng58% nhiệt độ bên ngoài để tính toán nhiệt truyền qua vách sao cho luôn đảm bảo côngsuất lạnh yêu cầu cho sản phẩm:

t KLV=0,58 tn=0.58 x 36.8=21.3oC

4 Hiệu nhiệt độ giữa mặt dưới của nền nhiệt độ trong buồng bằng 40% hiệu nhiệt độ giữabuồng lạnh với nhiệt độ bên ngoài :

∆ t n n ề =0.4(t n−t b)

- Nhiệt độ nền buồng bảo quản lạnh là ∆ t n n ề= 13.92 oC

- Nhiệt độ nền buồng bảo quản đông là ∆ t n n ề =21.92 oC

- Nhiệt độ nền kết đông là ∆ t n n ề=26.72 oC

Bảng 3.8 Nhiệt tổn thất do chênh lệch nhiệt độ

F (m2)

k

tổng Q11

Trong đó: k t 2 – hệ số truyền nhiệt thực của vách ngoài, W/mK

F – diện tích nhận bức xạ trực tiếp từ mặt trời, m2

∆ t12 – hiệu nhiệt độ dư, đặc trung ảnh hưởng của bức xạ mặt trời vào mùa hè, oC

Trong đề tài này, ta đặt kho lạnh ở bên trong một nhà xưởng đã có mái che, vì vậy váchpanel không tiếp xúc trục tiếp với ánh sang mặt trời nên dòng nhiệt do bức xạ mặt trời lấy bằngkhông Q12 = 0

Dòng nhiệt tổng truyền qua bao che là:

h1, h2 – Enthalpy của sản phẩm trước và sau khi xử lý lạnh; kJ/kg

M – Công suất hầm kết đông hoặc lượng hàng nhập vào buồng bảo quản

lạnh/đông; t/ngày đêm

τ – thời gian cấp đông, tái đông và làm lạnh ; h

o Với buồng bảo quản lạnh:

- M khối lượng nhập và xuất một ngày đêm của kho lạnh lấy là 6% Lương hang nhậpvào một kho lạnh là:

o Với buồng bảo quản đông:

- M khối lượng nhập và xuất một ngày đêm của kho lạnh lấy là 6% Lương hang nhậpvào một kho lạnh là:

- M khối lượng kết đông liên tục một ngày đêm là 22.67 tấn/ngày

- Nhiệt độ hầm kết đông là -30 oC do nhiệt độ rất thấp nên enthalpy của thịt bò bảo quản

là h2 =0 kj/kg

- Thịt bò vào hầm kết đông là thịt vừa được giết mổ vệ sinh sạch sẽ bằng nước nên lấynhiệt độ đầu vào sẽ thấp hơn 5 oC nhiệt độ môi trường t1=t n−5=31.8℃ tài liệu[ CITATION Ngu \l 1033 ] ta có enthalpy của sản phẩm h1 =334.76kj/kg

Bảng 3.9 Dòng nhiệt tỏa ra từ sản phẩm

Buồng

M (tấn/ngày)

t1 (độ C)

h1 (kj/kg)

t2 (độ C)

h2 (kj/kg) Q2 (kW)

Dựa vào các số liệu trên ta tính toán chi tiết trên bản excel

Ta có tổng lượng nhiệt do sản phẩm tỏa ra của kho lạnh là

Q2=107.4 (kW)

3.4 Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q3

Dòng nhiệt Q3 xác định qua biểu thức:

Q3=M (h1−h2)kW PT 3.6

Trong đó:

- M lưu lượng không khí

- h1 và h2 là entanpy của không khí ngoài và trong buồng

Dòng nhi t t n th t do thông gió bu ng lanh ch y u do không khí nóng t bên ệ ổ ấ ồ ủ ế ừ ngoài đượ đư c a vào bu ng l nh thay th cho l ng không khí l nh trong bu ng m ồ ạ ế ượ ạ ồ để đả

b o s ả ự hô h p c a các s n ph m b o qu n ấ ủ ả ẩ ả ả

Thông th ng, dòng nhi t t ng th t do thông gió bu ng l nh ch tính toán cho các ườ ệ ổ ấ ồ ạ ỉ

bu ng l nh c bi t b o qu n rau qu và s n ph m hô h p ồ ạ đặ ệ ả ả ả ả ẩ ấ Đố ớ i v i kho l nh b o qu n ạ ả ả

th t bò thì Q ị 3 coi nh b ng 0 ư ằ

3.5 Các dòng nhiệt do vận hành

Các dòng nhiệt vận hành Q4 gồm: Nhiệt tỏa ra do đèn chiếu sang Q41, do người làm việc

Q42, do các động cơ điện làm việc Q43, dòng nhiệt từ ngoài vào do mở cửa Q44

+ Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng:

Q41=A F ;W PT 3.7

F – diện tích của nền buồng lạnh, m2

A – nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sang 1m2 diện tích buồng

A = 1,2 W/m2 đối với buồng bảo quản

+ Dòng nhiệt do người làm việc:

Q42=350 n ;W PT 3.8

350 – nhiệt lượng do một người làm việc nặng tỏa ra; W/người

n – số người làm việc trong buồngDựa vào tài liệu [ CITATION Ngu \l 1033 ] ta lựa chọn số người làm việc trong buồngbảo quản lạnh và đông là 4 người còn những người làm việc trong buồng kết đông là 3 người.+ Dòng nhiệt do các động cơ điện (bao gồm động cơ quạt dàn lạnh và động cơ xe nâng điện):

N – Công suất động cơ, kW

1000 – Hệ số chuyển đổi từ kW sang WTham khảo tài liệu [ CITATION Ngu \l 1033 ] ta có:

N = 3 kW – buồng bảo quản lạnh

N = 6 kW – buồng bảo quản đông

N = 12 kW – hầm kết đông

+ Dòng nhiệt khi mở cửa:

Q44=B F ;W PT 3.10

F – Diện tích buồng, m2

B – Dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2

Tham khỏa tài liệu [ CITATION Ngu \l 1033 ]ta lấy:

B = 12 – buồng bảo quản lạnh

B = 8 – buồng bảo quản đông

B = 15 – hầm kết đông

Bảng 3.10 Dòng nhiệt do vận hành

Buồn

g

F (m2)

A (W/m2)

Q14 (W)

n (người)

Q42 (W)

N (kw)

Q43 (W)

B (W/m2)

Q44 (W)

Q4 (W)

Ta có tổng lượng nhiệt vận hành của kho lạnh là Q4= 68.29 kW

3.6 Dòng nhiệt do hoa quả hô hấp Q5

Do kho lạnh là kho bảo quản thịt bò nên Q5=0 kW

3.7 Xác định tải nhiệt cho thiết bị, máy nén

T vi c tính to n trên, ta có b ng t ng k t t ng dòng nhi t t n th t i v i t ng bu ng c aừ ệ ả ả ổ ế ổ ệ ổ ấ đố ớ ừ ồ ủkho l nh và t ng l ng nhi t dành cho thi t b s d ng cho kho l nh nh thi t b bay h i, thi tạ ổ ượ ệ ế ị ử ụ ạ ư ế ị ơ ế

b ng ng t ……c ng nh cho máy nén ị ư ụ ũ ư được bi u di n b ng d i.ể ễ ở ả ướ

Bảng 3.11 Xác định tải cho thiết bị và máy nén