Thiết kế hệ thống lạnh công ty cổ phần thuỷ sản và thương mại thuận phước đà nẵng

Thiết bị kết đông kiểu tiếp xúc: Bằng cách cho tôm vào từng khuôn và đặt lên các tấm lắc kim loại trong tủ cấpđông, bên trong các tấm lắc là dàn bay hơi trực tiếp của môi chất lạnh.. Tạ

LỜI NÓI ĐẦU

Từ xưa loài người đã biết ứng dụng làm lạnh trong cuộc sống: cho vật cần làmlạnh tiếp xúc với vật lạnh hơn, dùng băng tuyết để ướp các sản phẩm, đó là phươngpháp làm lạnh tự nhiên Nhưng muốn làm lạnh đến một nhiệt độ bất kì và duy trì nhiệt

độ ấy trong một khoảng thời gian tùy ý thì phải dùng máy lạnh nhân tạo

Kĩ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 70 nghành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tíchcực cho các nghành đó, đặc biệt là các nghành công nghiệp thực phẩm, chế biến thịt

cá, rau quả, rượu bia, nước giải khát, đánh bắt và xuất khẩu thuỷ hải sản, sinh học hoáhọc, hoá lỏng và tách khí, sợi dệt may mặc, thuốc lá, chè, in ấn, điện tử, thông tin, tinhọc, y tế, văn hoá, thể thao và du lịch

Lĩnh vực ứng dụng quan trọng nhất của kĩ thuật lạnh là bảo quản thực phẩm theothống kê thì khoảng 80% công suất lạnh được sử dụng trong công nghệ bảo quản thựcphẩm.nước ta là một nước nhiệt đới có thời tiết nóng và ấm nên quá trình ôi thiu thựcphẩm xảy ra càng nhanh Muốn làm ngưng trệ hoặc làm chậm quá trình ôi thiu, thìphương pháp có hiệu quả và kinh tế nhất là bảo quản lạnh

Nước ta có một nguồn tài nguyên biển rất đa dạng và phong phú Khi đất nướcđang trên đà hội nhập nền kinh tế thế giới, thì việc phát triển nghành thuỷ sản là mộtnhu cầu tất yếu Do đó các nhà máy thuỷ sản đang được xây dựng ngày càng nhiều, vàquy mô hoạt động rất lớn Nhằm cung cấp các mặt hàng thuỷ sản đạt chất lượng caocho thị trường trong nước và xuất khẩu

Được sự giúp đỡ tận tình của thầy Phan Quý Trà, cùng toàn thể thầy cô trongkhoa Nhiệt - Điện Lạnh, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Với đề tài: Thiết

kế hệ thống lạnh Công Ty Cổ Phần Thuỷ Sản Và Thương Mại Thuận Phước Đà Nẵng.Trong quá trình hoàn thành, không tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự chỉbảo của thầy cô!

Đà Nẵng, Ngày 20 tháng 01 năm 2008

Sinh viên thưc hiện

Ngọ Vương Tú

CHƯƠNG IĐẶT VẤN ĐỀ VÀ NHIỆM VỤ THIẾT KẾ1.1 Tình hình thị trường thủy sản thế giới và trong nước:

1.1.1 Thị trường thuỷ sản thế giới:

Theo báo cáo của FAO, tổng sản lượng khai thác cá trên toàn thế giới năm 1994

là 108,94 triệu tấn Đó là giới hạn không thể vượt qua mà ngược lại theo chiều hướngngày càng giảm Trong lĩnh vực nuôi trồng thf tôm là nguồn lợi chủ yếu cũng đanggiảm nghiêm trọng ở các nước sản xuất chính như Thái Lan, Ấn Độ, Băngladesh…Sảnlượng sẽ dao động ở mức dưới 1.700.000 tấn trong những năm tới

Nhu cầu về thuỷ sản toàn thế giới ngày càng tăng song mức cung chỉ có giới hạn

Do đó để tận dụng những nguồn lợi hiện có sẽ có thêm một số sản phẩm mới dạng giátrị gia tăng

Ba thị trường Mỹ, Châu Âu và Nhật sẽ nhập nhiều sản phẩm giá trị gia tăng hơnnữa Tuy nhiên yêu cầu về chất lượng sẽ là yếu tố quan trọng nhất đối với cả loạitruyền thống cũng như giá trị gia tăng trong những năm sắp tới Đồng USD ngày càngmạnh theo với sự phục hồi của kinh tế Mỹ Thị trường Mỹ sẽ nhập nhiều thuỷ sản hơn

để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ thuỷ sản nội địa Mỹ đã quy định ngày 17 tháng 12 năm

1997 là thời hạn cuối cùng các nhà sản xuất và xuất khẩu sang Mỹ phải áp dụngHACCP Nếu Việt Nam đạt được quy chế tối huệ quốc (MFN) với Mỹ thì việc xuấtkhẩu thuỷ sản Việt Nam sẽ tăng hơn nữa Nhật là thị trường thuỷ sản lớn nhất thế giớihiện nay và sẽ duy trì số lượng nhập cao, nhưng xu hướng là nhập các mặt hàng giá trịgia tăng cho các hộ lớn Các siêu thị Nhật sẽ tập trung vào việc nhập trực tiếp đểgiảm chi phí qua trung gian Đồng Yên giảm giá, người Nhật có chiều hướng tìm muacác nguồn cung cấp thuỷ sản rẻ hơn

Khai thác thị trường Trung Quốc: Đây là thị trường lớn, rất gần với Việt Nam.Cùng với đà phát triển kinh tế rất nhanh, Trung Quốc là một thị trường có nhu cầu tiêuthụ hải sản rất lớn, đa dạng từ sản phẩm cao cấp nhất - mặt hàng tươi sống đến các loạihải sản ướp đá, chế biến khô, ướp muối nhạt Đối với thị trường Trung Quốc thực tếhiện nay ngành thuỷ sản Việt nam chỉ mới xuất theo đường tiểu ngạch và giao dịch vớicác công ty nhỏ hoặc tư nhân, vì vậy giá xuất chưa cao, không ổn định và gặp nhiều

rủi ro trong thanh toán Cần hình thành các công ty liên doanh với các đối tác TrungQuốc để thu hút vốn đầu tư xây dựng các cơ sở chế biến thuỷ sản.

Các nước châu Á mới phát triển sẽ trở thành những thị trường lớn hơn so với cácnước phương Tây

Đông Nam Á sẽ trở thành khu vực xuất khẩu thủy sản lớn nhất, do đó cạnh tranh

về nguyên liệu cũng như giá xuất các mặt hàng thuỷ sản trong khu vực sẽ trở nêngay gắt

1.1.2 Thị trường trong nước và tình hình các doanh nghiệp chế biến thuỷ sản:

Theo báo cáo của Bộ Thuỷ sản, tổng sản lượng thuỷ sản sẽ tăng 7% hàng nămtrong các năm tới Cá tươi, ướp đá, thuỷ sản tươi sống và đông lạnh sẽ chiếm tỷ trọnglớn nhất cho yêu cầu tiêu dùng nội địa Các sản phẩm chế biến sẵn để nấu hoặc ăn liềncũng sẽ phát triển nhanh sau năm 2000 Do mức thu nhập dân cư đô thị ngày càng tăng

và số lượng du khách tăng cao, giá trị các hàng thuỷ sản tiêu thụ nội địa sẽ tăng theo

và một số thuỷ đặc sản thậm chí còn cao hơn giá xuất khẩu

Thị trường nội địa phát triển sẽ tạo thế cân bằng và giảm độ rủi ro trong kinhdoanh xuất khẩu

* Tình hình chế biến xuất khẩu của các địa phương:

Chúng ta có trên 200 công ty tham gia chế biến và xuất khẩu mặt hàng thuỷ sảnxuất khẩu

1.1.3 Kết luận về nhu cầu thị trường:

Nhu cầu tiêu thụ các sản phẩm thuỷ sản thế giới có xu hướng ngày càng gia tăng

vì tính an toàn và lợi ích dinh dưỡng của các mặt hàng này Nhu cầu nhập khẩu thuỷsản ngày càng tăng đặc biệt là các sản phẩm xuất từ tôm, mực ống, mực nang

Cùng với nhu cầu tăng về số lượng, chất lượng sản phẩm đòi hỏi ngày càng caođặc biệt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm ngày càng nghiêm ngặt hơn và trở thànhmối quan tâm hàng đầu của các nhà nhập khẩu và được pháp luật các nước nhập khẩuđặc biệt là các nước nhập khẩu chính quy định ngày càng chặt chẽ hơn Ở nhiều nước,đặc biệt là các nước thuộc liên minh châu Âu, Mỹ thì chất lượng thuỷ sản trước hết là

Các thị trường nhập khẩu thuỷ sản quan trọng nhất là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc vàliên minh châu Âu Mỗi thị trường có những nét đặc trưng riêng về cơ cấu tiêu thụ sảnphẩm, giá cả, thời gian cung cấp Vì vậy trên cơ sở điều kiện nguồn lợi, thế mạnh củatừng địa phương và nhà máy cần nghiên cứu đặc điểm các thị trường để đề ra chiếnlược riêng cho mình, phát huy được lợi thế và tận dụng được thị trường

Như vậy về vấn đề thị trường chúng ta ngày càng mở rộng và ổn định Cácchương trình về đánh bắt xa bờ, nuôi trồng thuỷ hải sản tạo ra càng nhiều sản phẩm Vìvậy việc mở rộng tăng số lượng các xí nghiệp chế biến thuỷ hải sản là một tất yếukhách quan Mặt khác, để tận dụng nhân công rẻ của nước ta cần thiết phải tạo ra cácmặt hàng có giá trị gia tăng Các mặt hàng này được các thị trường đánh giá cao và giá

cả ổn định hơn, khả năng chịu các rủi ro giảm

1.2 Giới thiệu về nhà máy:

Nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu ra đời dựa trên nhucầu phát triển tiềm năng thuỷ sản của Thành phố, nhằm đưa Đà Nẵng trở thành mộttrong những thành phố phát triển mạnh về chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnhxuất khẩu

 Địa Điểm: Khu công nghiệp và dịch vụ thuỷ sản Thọ Quang, Thành phố

Đà Nẵng

 Chủ đầu tư : Công ty thủy sản và thương mại Thuận Phước.

 Toàn bộ nhà máy chế biến thuỷ sản và thực phẩm đông lạnh xuất khẩu có

1 hệ thống lạnh trung tâm dùng môi chất NH3, bao gồm:

- 3 dây chuyền IQF, mỗi dây chuyền có năng suất 500 kg/giờ

- 2 tủ đông tiếp xúc, mỗi tủ 1.000 kg/mẻ

- 2 tủ đông gió, mỗi tủ 250 kg/giờ

- 1 hầm đông gió 3.000 kg/3giờ

- 2 máy đá vảy, mỗi máy 30 tấn/ngày

- 3 máy đá vảy, mỗi máy 20 tấn/ngày

- 1 kho lạnh thương mại bao gồm:

+ 1 kho 1.500 tấn

+ 3 kho 250 tấn

+ các hành lang kho

- 2 kho chờ đông, mỗi kho 50 tấn

- 1 kho làm mát sản phẩm 10 tấn

- 1 thiết bị làm lạnh nước cho điều hoà không khí 900 KW

- 1 thiết bị làm lạnh nước chế biến 20 m3/ h

- Hệ thống điều hoà không khí toàn nhà máy

Ưu điểm lớn là công ty đặt tại nơi giáp ranh với bờ biển Thuận Phước, là nơi

mà ngành khai thác thủy sản phát triển mạnh cho nên có những ưu điểm trong thu muathủy sản, bảo đảm cung cấp nhanh và đầy đủ nguồn hàng để sản xuất Vị trí của công

ty cũng khá thuận tiện trong việc vận tải hàng hoá của công ty

Cùng với sự phát triển của ngành thủy sản Việt Nam, công ty thủy sản vàthương mại Thuận Phước đã không ngừng đầu tư phát triển công nghệ Nhiều hệ thốnglạnh hiện đại như dây chuyền IQF, tủ cấp đông gió, cấp đông tiếp xúc, máy đá vảy,kho đã và đang được lắp đặt tại công ty Qua thời gian đi vào vận hành sản xuất đãnâng cao đáng kể chất lượng sản phẩm của công ty

- 1 máy đá vẩy 20 tấn/ngày.

- 1 dây chuyền cấp đông IQF tấm phẳng, mạ băng, tái đông 500 kg/giờ

1.4.1 Tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ:

- Năng suất: 1000 kg/mẻ

- Thời gian cấp đông cho mỗi mẻ: 1,5 giờ

- Nhiệt độ không khí trong tủ: t = - 35oC

- Sản phẩm: Tôm, cá ( qua chế biến )

- Môi chất lạnh: NH3

- Phương pháp cấp dịch: bơm dịch

- Kiểu cấp đông: Kiểu tiếp xúc trực tiếp 2 mặt

- Nhiệt độ sản phẩm vào cấp đông: + 10oC

- Nhiệt độ nước châm: + 5oC

- Nhiệt đọ tâm sản phẩm cuối quá trình cấp đông: - 18oC

- Nhiệt độ không khí trong hầm: t = - 35oC

- Nhiệt độ sản phẩm vào cấp đông: + 10oC

- Nhiệt độ tâm sản phẩm cuối quá trình cấp đông: - 18oC

- Số lượng khay cấp đông trong tủ: 600 cái

- Khối lượng sản phẩm trong mỗi khay: 5 kg sản phẩm dạng rời

- Phương pháp cấp dịch: tiết lưu trực tiếp vào dàn lạnh

1.4.3 Máy đá vảy 20 tấn/ngày:

- Năng suất: 20 tấn/ngày

- Nhiệt độ nước vào: + 25 oC

- Độ dày đá vẩy: 2,5 mm

- Môi chất lạnh: NH3

- Nhiệt độ bay hơi: - 23 oC

- Hiệu suất làm đá: 1 lít nước tạo ra 1 kg đá vẩy khô

1.4.4 Dây chuyền đông lạnh IQF:

Dây chuyền cấp đông dạng rời, kiểu xoắn bao gồm các thiết bị sau: Băng chuyềncấp đông băng tải ra hàng, thiết bị mạ băng rung, băng chuyền làm cứng và băngchuyền tái đông

1.5.1 Đối với kho lạnh bảo quản:

Theo yêu cầu chất lượng cũng như thời gian bảo quản sản phẩm thì trong buồngbảo quản phải giữ cho nhiệt độ tâm sản phẩm từ (-18C  -20C) Do đó yêu cầu nhiệt

độ không khí trong buồng phải đạt -25C

Chọn phương pháp làm lạnh không khí trực tiếp Các dàn lạnh được treo lênpanel trần kho lạnh Không khí trong buồng lạnh chuyển động cưỡng bức vừa phảibằng quạt

1.5.2 Thiết bị kết đông:

Để làm lạnh đông sản phẩm sử dụng phương pháp cấp đông sau:

- Thiết bị kết đông kiểu tiếp xúc(contact freezer): sản phẩm đông dạng block

- Thiết bị kết đông kiểu băng chuyền IQF(individual quickly freezer): sản phẩmđông rời với số lượng lớn.

- Tủ đông gió: sản phẩm đông rời với số lượng nhỏ

1.5.2.1 Thiết bị kết đông kiểu tiếp xúc:

Bằng cách cho tôm vào từng khuôn và đặt lên các tấm lắc kim loại trong tủ cấpđông, bên trong các tấm lắc là dàn bay hơi trực tiếp của môi chất lạnh Khay làmbằng thép không rỉ có kích thước tiêu chuẩn 150 ×200×50, bên trên có nắp đậy, mỗikhay xếp được 2kg tôm Khi xếp khay sản phẩm lên các tấm lắc xong, dầu xả từ xilanh thuỷ lực được xả ra bình chức tổ hợp các tấm lắc đi xuống và ép các khuôn sảnphẩm lại làm cho các khay sản phẩm có thể tiếp xúc cả 2 hai mặt trên và dưới Nhiệt

độ sôi của môi chất lạnh có thể đạt tới -400C Sau khi nhiệt độ sản phẩm đạt yêu cầu là-18 oC thì dầu được bơm vào 2 xi lanh thuỷ lực làm cho các tấm plate nâng lên để dễdàng lấy các khay ra Thời gian cấp đông của thiết bị này là T =1÷2h Các khay sảnphẩm được chuyển đến, đặt trong buồng tách khuôn và tiến hành đóng gói, đóng kiện,nhiệt độ không khí trong buồng này khoảng -100C

Đối với dây chuyền công nghệ mới, yêu cầu thời gian cấp đông phải nhỏ hơn 2h

Để đạt được điều đó đòi hỏi ga lỏng trong các tấm lắc phải cho chuyển động cưỡngbức bằng bơm Vì vậy đối với tủ cấp đông tiếp xúc sử dụng cấp dịch bằng bơm nên

hệ thống đòi hỏi phải có bình chứa hạ áp

1.5.2.2 Thiết bị kết đông kiểu băng chuyền IQF:

Sản phẩm thô sau khi qua vệ sinh, chế biến bóc vỏ, bỏ đầu phân cỡ sẽ được đưavào băng chuyền Tại thiết bị cấp đông nhanh sản phẩm sẽ được hạ nhiệt đến nhiệt độ

âm sâu, sau khi đạt đến nhiệt độ cần thiết, sản phẩm theo băng chuyền đến thiết bị mạbăng phun hơi sương nước lạnh (nhiệt độ từ 2 0C đến 5C) Sau khi sản phẩm được đưavào phòng tái đông, ra khỏi phòng tái đông sản phẩm được bao bọc lớp băng mỏngbảo vệ

Ở đây, ta sử dụng IQF loại xoắn vì IQF loại xoắn có những ưu điểm nổi bậc là:

* Ưu điểm:

- Băng chuyền cấp đông dạng xoắn có các lớp băng tải chồng lên nhau, khôngthể có được ở các kiểu máy xoắn truyền thống khác

- Hệ thống này tạo thành khu vực cấp đông kín bảo đảm cấp đông liên tục, tính

vệ sinh và chất lượng thực phẩm rất cao và công suất đạt được tối đa

- Thiết kế hợp vệ sinh thực phẩm, bởi sản phẩm đi trong thiết bị hầu như là kín

- Tạo ra sản phẩm đông lạnh có giá trị cao do phân bố dòng khí lạnh trao đổinhiệt với sản phẩm theo hướng khá đồng đều

- Đảm bảo công suất cấp đông thực tế đúng công suất thiết kế

- Thích hợp cho công việc cấp đông nhiều loại sản phẩm có kích cỡ khác nhau,đặc biệt phù hợp với các loại sản phẩm thủy sản

- Tỉ lệ hao hụt thấp do tốc độ gió và hệ thống TĐN được tính toán tối ưu

- Diện tích lắp đặt thiết bị nhỏ nên tiết kiệm diện tích mặt bằng đặt thiết bị, chocông suất cấp đông lý tưởng

- Hướng vào ra sản phẩm có thể thay đổi cho phù hợp với diện tích lắp đặt vàmặt bằng công nghệ

- Thuận tiện trong sử dụng, vận hành và bảo trì, bảo dưỡng

* Nhược điểm:

- Do kích cỡ lưới không đồng đều khi di chuyển trong thiết bị: ô lưới gần tâmquay sẽ nhỏ hơn ô lưới xa tâm quay, gây nên khó khăn trong việc tính toán và chọnkích cỡ lưới

- Giá thành cao hơn các thiết bị băng chuyền phẳng

1.5.3 Hầm đông gió với công suất 3000 kg/mẻ:

Hầm đông gió được ghép bởi các tấm panel cách nhiệt, thể tích hầm được thiết kếphù hợp với yêu cầu Sản phẩm cấp đông được đặt tron khay bằng nhôm tấm dày 2mmđược dập định hình, khay được thiết kế phù hợp với loại sản phầm cấp đông và kiểuđóng bao bì, dễ vệ sinh tránh được việc tạo ra các ổ vi sinh trong suốt quá trình sửdụng Sức chứa 5 kg sản phẩm/khay Số lượng 600 cái

Đối với thiết bị cấp đông này sản phẩm được chứa trong khay và ở dạng xếp rờitrao đổi nhiệt trực tiếp với không khí lạnh được làm lạnh bằng dàn quạt đặt bên trong

buồng, không khí chuyển động cưỡng bức mạnh bằng quạt và có nhiệt độ âm sâu hơn

so với nhiệt độ của không khí trong kho trữ đông

1.5.4 Máy đá vảy với công suất 20 T/ngày:

Để sản phẩm đông lạnh giữ được nhiệt độ thấp càng lâu đòi hỏi diện tích đá phảinhỏ để tránh sự xâm nhập của không khí có nhiệt độ cao Máy đá cây có nhượcđiểm là:

- Cần phải trang bị thêm máy xay đá để được đá có kích thước nhỏ như yêu cầu

- Chi phí đầu tư cao: Cẩu đá, bể đá, bể nhúng, kho chứa đá, máy xay đá

- Chi phí điện năng cao: Điện cho cẩu, cho máy xay đá, cho bộ khấy nước

- Thời gian tạo đá lâu và không đảm bảo vệ sinh do bể muối và khi xay đá

Máy đá vảy đã khắc phục được những nhược điểm trên vì sản phẩm nước đá củamáy đá vảy mảnh có độ dày từ 0,5 đến 5 mm

Xí nghiệp chế biến và xuất khẩu thuỷ sản Thuận Phước được trang bị máy đá vảyvới công suất của các loại máy là: 20T/ngày và 30 T/ngày Đây là loại máy đá vảy bềmặt lạnh nằm phía ngoài hình trụ 2 vỏ trụ đứng Môi chất lạnh NH3 sôi phía trong rãnhcủa 2 vỏ hình trụ, bên trên có vòi phun nước đều xuống bề mặt ngoài của hình trụ.Nước gặp lạnh đóng băng lại thành những miếng đá mỏng bám trên vách trụ và đượcdao gạt đá hình răng cưa quay tròn gạt lớp đá tạo thành dạng vảy rơi xuống phía dưới

đi vào kho bảo quản đá Nước chưa kịp đóng băng được bơm tuần hoàn bơm trở lạivòi phun

CHƯƠNG IITHIẾT KẾ MẶT BẰNG, TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC HỆ THỐNG

LẠNH2.1 Tủ cấp đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ:

2.1.1 Đặc tính kĩ thuật:

Hình 2 – 1 Tủ cấp đông tiếp xúc

- Vỏ tủ đông cách nhiệt chế tạo bằng nguyên vật liệu ngoại nhập trên dây chuyềnthiết bị công nghệ mới, đồng bộ của Italya, sản xuất theo công nghệ sạch ( CFC free )bằng máy phun foam áp lực cao

- Vật liệu cách nhiệt là Polyurethane dày 150mm Tỷ trọng đạt tiêu chuẩn 40 

42 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt   0 , 018  0 , 02W/m.K có độ đồng đều và độ bám cao Haimặt của vỏ tủ được bọc bởi thép không rỉ INOX dày 0,6mm

- Khung đỡ ben bằng thép mạ kẽm được lắp ở mặt bên trên của tủ có kết cấu chịulực để đỡ ben và bơm dầu thuỷ lực.

- Ben thuỷ lực nâng hạ các tấm lắc đặt trên tủ Pittông và cầu dẫn ben thuỷ lựclàm bằng thép không rỉ đảm bảo yêu cầu vệ sinh Hệ thống có bệ phân phối dầu chotruyền động bơm thuỷ lực

- Các vật liệu bên trong tủ có khả năng tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm đều là loạivật liệu không rỉ

- Khung cùm plate, ống dẫn hướng và các ống góp hút cấp dịch bằng INOX

- Các thanh đỡ của các tấm plate trên cùng và dưới cùng làm bằng nhựa PA

- Vỏ tủ đông được trang bị 1 bộ cửa kiểu bản lề ở cả 2 bên, một bên 2 cánh vàmột bên 4 cánh, vật liệu cách nhiệt là Polyurethane dày 150mm, 2 mặt cửa bọc bằngthép không rỉ INOX Các chi tiết bản lề, tay khoá cửa bọc bằng thép không rỉ Inox,roăng cửa bằng cao su chịu lạnh định hình đặc chủng với điện trở chống dịch

- Vỏ tủ đông được chế tạo nguyên khối, bọc bằng Inox có kết cấu chống bọtnước vào bên trong tủ Khung sườn tủ bên trong cách nhiệt bằng các thanh thép chịulực định hình và gia cường, xương gổ khung tủ để tránh cầu nhiệt được làm bằng gổsatimex tẩm dầu nhờ đó mà tủ có độ bền và cứng vững rất cao trong suốt quá trình sửdụng

- Tấm trao đổi nhiệt dạng nhôm đúc có độ bền cơ học và chống ăn mòn cao, tiếpxúc 2 mặt Các ống cấp dịch cho các tấm lắc bằng cao su chịu áp lực cao

- Tủ có trang bị nhiệt kế để theo dõi nhiệt độ bên trong tủ trong quá trìnhvận hành

2.1.2 Kích thước số lượng khay và các tấm lắc cấp đông:

Khi cấp đông các mặt hàng thuỷ sản và thịt, thường người ta cấp đông sản phẩmtheo từng khay

- Kích thước khay cấp đông tiêu chuẩn như sau:

- Số lượng sản phẩm chứa trên một tấm lắc:

Một tấm lắc chứa được 36 khay sản phẩm, 1 khay chứa 2 kg sản phẩm

Như vậy, khối lượng sản phẩm trên 1 tấm lắc là: 36 x 2 = 72 kg

- Khối lượng trên một tấm lắc kể cả nước châm: m = 103

% 70

2.1.3 Kích thước tủ cấp đông tiếp xúc:

Kích thước tủ cấp đông được xác định dựa vào kích thước và số lượng cáctấm lắc

a Xác định chiều dài trên tủ:

Trong đó: CN là chiều dày của lớp cách nhiệt

b Xác định chiều rộng bên trong tủ:

Chiều rộng bên trong tủ bằng chiều rộng của các tấm lắc cộng thêm khoảng hở ởhai bên, khoảng hở mỗi bên là 125 mm

Vậy chiều rộng của tủ là: W1 = 1250 + 2 x 125 = 1500 mm

Chiều rộng phủ bì là: W = 1500 + 2 CN

c Xác định chiều cao bên trong tủ:

Khoảng cách cực đại giữa các tấm lắc: hmax = 105 mm

Chiều cao bên trong tủ: H1 = N1 x 105 + h1 + h2

Trong đó:

N1 : Số tấm lắc chứa hàng

h1 : Khoảng hở phía dưới các tấm lắc, h1 = 100 mm

h2 : Khoảng hở phía trên, h2 = 400 450 mm

Vậy ta có: H1 = 10 x 105 + 100 + 450 = 1600 mm

Chiều cao bên ngoài hay chiều cao phủ bì của tủ là: H = H1 + 2 CN = 1600 + 2

CN



Trong đó: CN là chiều dày của lớp cách nhiệt

2.1.4 Cấu trúc xây dựng tủ cấp đông:

- Vỏ tủ cấp đông có cấu tạo gồm các lớp: Lớp cách nhiệt poly-urethane dày 150

mm được chế tạo theo phương pháp rót ngập, có mật độ 4042 kg/m3, có hệ số dẫnnhiệt  = 0,018 0,02 W/m.K, có độ đồng đều và độ bám cao, hai mặt được bọcbằng Inox dày 0,6 mm

Bảng 2.1: Các lớp vỏ tủ cấp đông:

mm

Hệ số dẫn nhiệtW/m.K

2.2 Hầm đông gió 3000kg/mẻ:

2.2.1 Đặc tính kĩ thuật của hầm đông gió:

Hầm cấp đông gió phải được thiết kế có kích thước và công suất đủ sức cấp đông

3000 kg cá hoặc mực trong 3 giờ, nhiệt độ tâm sản phẩm phải đạt -180C

Vỏ hầm đông gió được làm panel, panel hầm cấp đông được chế tạo bằng nguyênvật liệu ngoại nhập trên dây chuyền thiết bị công nghệ mới, đồng bộ của Italy, sản xuấttheo công nghệ sạch ( CFC free ), bằng máy phun foam áp lực cao

Tường và trần được lắp ráp bằng các tấm panel cách nhiệt tiền chế, vật liệu cáchnhiệt là Polyurethane PU, dày 150 mm Tỷ trọng của tất cả các tấm panel đạt tiêuchuẩn 4042 kg/m3, hệ số dẫn nhiệt  = 0,018 0,02 W/m.K, độ đồng đều và độbám cao Bề mặt trong và ngoài của panel được bọc tole chống rỉ color-bond dày 0,5

mm, phía ngoài lớp tole có phủ lớp nhựa PE chống trầy sướt

Các tấm panel có gờ âm – dương và được liên kết với nhau bằng các móc khoácam – block ở cả 4 mặt của panel

Ở các góc tường được lắp tấm panel góc liền khối 90o để loại bỏ khe hở lắp ghép

ở các góc, chống hình thành các ổ vi sinh, đồng thời tăng thêm độ cứng vững của khotrong suốt thời gian sử dụng

Nền hầm cấp đông được cách nhiệt bằng Polyurethane dày 150 mm Hai mặt trên

và dưới được phủ lớp giấy dầu dày 2mm, được dán kín bằng hắc ín nóng chảy Bêndưới và bên trên lớp cách nhiệt được đổ hai lớp bê tông cốt thép dày 100mm để chịuđược tải trọng của sản phầm Bên dưới có bố trí hệ thống thông gió nền nhằm tránhhiện tượng co rút phá hỏng sàn hầm đông

Hầm đông được trang bị 1 bộ cửa trượt tay, cửa hầm đều có trang bị điện trởsưởi, cách nhiệt bằng Polyurethane dày 150mm, khung cửa làm bằng nhựa hỗn hợpchịu lạnh sâu, định hình nhập ngoại để tránh cầu nhiệt và nhẹ nhàng khi mở, có độthẩm mỹ cao Hai mặt trong, ngoài của cửa hầm đông được bọc bằng tole color- bonddày 0,5mm Cửa trang bị chốt mở từ bên trong để chống sự cố nhốt người vô ý Ngoài

ra có trang bị cho cửa một quạt màn chắn gió

Khay cấp đông bằng nhôm tấm dày 2mm được dập định hình, khay được thiết kếphù hợp với loại sản phầm cấp đông và kiểu đóng bao bì, dễ vệ sinh tránh được việc

tạo ra các ổ vi sinh trong suốt quá trình sử dụng Sức chứa 5 kg sản phẩm/khay, sốlượng 600 cái.

2.2.2 Xác định kích thước hầm:

2.2.2.1 Dung tích hầm cấp đông:

Dung tích hầm cấp đông được xác định theo biểu thức: E = V gv , t

Với: E : Dung tích hầm cấp đông, E = 3000 kg = 3 tấn

Chọn : Chiều cao của hầm cấp đông là: h = 2850 mm = 2,85 m

Chiều cao phủ bì của hầm cấp đông là: htt = 2850 + CN mmTrong đó:

CN

 - chiều dày của lớp cách nhiệt, mm

Lúc đó diện tích của hầm cấp đông sẽ là: F = 16

85 , 2

Chiều dài của hầm cấp đông là: l = 4,5 m

Chiều rộng của hầm cấp đông là: R = 3,6 m

Chiều dài thực tế của hầm cấp đông là: ltt = 4,5 + 2 CN

Chiều rộng thực tế của hầm cấp đông là: Rtt = 3,6 + 2 CN

2.2.3 Cấu trúc xây dựng của hầm cấp đông:

Như đã trình bày ở phần đặc tính kỹ thuật của hầm cấp đông gió 3000 kg/mẻ.

Tường và trần hầm cấp đông được lắp ghép từ các tấm panel cách nhiệt, vật liệu cách

chống rỉ Color – bond dày 0,5 mm, phía ngoài lớp tole có phủ lớp nhựa PE chống trầysướt.

Các lớp vật liệu của panel tường, trần được liệt kê trong bảng sau:

Bảng 2.2 Các lớp kết cấu của panel tường, trần:

W/m K

Nền hầm cấp đông được cách nhiệt bằng Polyurethane dày 150 mm Hai mặt trên

và dưới được phủ lớp giấy dầu dày 2mm, được dán kín bằng hắc ín nóng chảy Bêndưới và bên trên lớp cách nhiệt được đổ hai lớp bê tông cốt thép dày 100mm để chịuđược tải trọng của sản phầm Bên dưới có bố trí hệ thống thông gió nền nhằm tránhhiện tượng co rút phá hỏng sàn hầm đông

Bảng 2-3 : Các lớp kết cấu nền kho cấp đông:

mm

Hệ số dẫn nhiệt W/ m.K

Máy đá vảy loại cối đá đặt đứng với trống cố điịnh và dao quay Phần cối tạo đá

có vách đôi được chế tạo bằng thép mạ Crom Dao gạt đá được chế tạo bằng thépkhông rỉ, có dạng xoắn ốc kiểu trục vít tạo sự chắc chắn, khi dao quay tạo lực épnhưng không hề ma sát hay tiếp xúc lên bề mặt ống tạo đá và lực tác động lên dao sẽgiảm đi nhiều so với các loại thông thường, làm tăng độ bền thiết bị Mô tơ dẫn độngtrục trung tâm được gắn trên cối, khi trục trung tâm quay sẽ làm quay dao gạt đá theo

kiểu chuyển động vệ tinh Máy đá vảy được thiết kế với cấu trúc để làm ra đá vảy khôđảm bảo hiệu quả làm lạnh cao nhất của đá vảy.

Bơm nước được gắn trên thiết bị và đưa nước vào khay phun nước bên trên.Nước được phun vào bề mặt ống tạo đá, tạo ra lớp đá trên bề mặt ống và nước còn dư

sẽ rơi xuống khay hứng bên dưới bằng thép không rỉ, rồi được bơm tuần hoàn trở lạikhay phun nước Hệ thống thu hồi nước được hoạt động rất hữu hiệu

Mô tơ dẫn động trục quay của máy đá vảy được trang bị bộ điều tốc để có thểđiều khiển thay đổi tốc độ của mô tơ truyền động trục quay dao gạt đá để có thể làm ra

đá vảy có kích thước dày mỏng theo ý muốn, giảm tải khi khởi động và tránh hỏng daohoặc bộ truyền động khi lớp đá quá dày

Kèm theo thiết bị cối tạo đá vảy là bình giử mức ngập dịch, có trang bị vanphao điện từ khống chế mức dịch, van điều chỉnh cấp dịch tự động

2.3.2 Kết cấu và kích thước của cối đá vảy:

độ bám cao Bề mặt trong kho được bọc Inox dày 0,6 mm và mặt ngoài của panel khođược bọc tole color – bond dày 0,5 mm

Các tấm panel có gờ âm – dương và được liên kết nhau bằng các móc khoá cam –block ở cả 4 mặt của panel

Ở góc tường được lắp tấm panel góc liền khối 900 với kích thước 600 x 600 mm,

để loại bỏ khe hở lắp ghép ở các góc, chống hình thành các ổ vi sinh, đồng thời tăngthêm độ cứng vững của kho trong suốt thời gian sử dụng

Kho được trang bị 1 cửa có kích thước 980 mm W x 1980 mm H, cửa kho cáchnhiệt bằng Polyurethane dày 100 mm, khung cửa làm bằng nhựa hỗn hợp chịu lạnhsâu, định hình nhập ngoại để tránh cầu nhiệt và nhẹ nhàng khi mở, có độ thẩm mỹ cao

Hai mặt trong, ngoài của cửa kho được bọc bằng Inox dày 0,6 mm Cửa có trang bịchốt mở từ bên trong để chống sự cố nhốt người vô ý.

b Chọn cối đá vảy:

Dựa vào năng suất của máy đá vảy là 20 tấn/ngày ta chọn máy đá vảy của hãngMYCOM có các đặc tính kỹ thuật sau:

- Loại máy : K – 200

- Năng suất :20 tấn/ngày

- Công suất lạnh :90000 KCal/h

- Diện tích cối đá : 5,55 m2

- Công suất ngưng tụ : 60 kW

- Công suất mô tơ dao cắt đá: 2,5 kW

F : Diện tích của cối đá, F = 5,55 m2

Dt : Đường kính trong cối đá, m

ht : Chiều cao bên trong cối đá, m

12

3

4

56

7

Cối đá vảy có đường kính bao ngoài là 1600 mm, chiều dày lớp cách nhiệt là 100 m, 2lớp Inox mỗi lớp dày 5 mm, ở giữa là lớp môi chất dày 50mm

Do đó đường kính trong của cối đá sẽ là:

Dt = 1600 – ( 100 x 2 + 10 x 2 + 50 x 2)= 1280 mm = 1,28 m

Từ đó ta có: ht = . 3,145,.551,28

t D

F

2.4 Dây chuyền cấp đông IQF:

2.4.1 Tính kích thước phòng cấp đông của hệ thống IQF (dạng xoắn):

a Thông số ban đầu:

- Công suất: G = 500kg/h

- Môi chất lạnh: NH3

- Thời gian làm lạnh yêu cầu: từ 530phút, chọn T = 15 phút

- Nhiệt độ tâm xử lý lạnh: tt = -18 C

- Nhiệt độ sản phẩm đưa vào: tv = 10 C

Khối lượng chất tải (tôm) tức thời trong tủ: 125

60

15 500 60

Giả sử trên 1m2 băng chuyền được 2kg sản phẩm thì diện tích sản phẩm chiếm chỗ

trên băng chuyền trong tủ: 62 , 5

5 , 62

F

Chọn chiều dài của một tầng băng chuyền: Lbc = 6,5 m

Suy ra số tầng băng chuyền chồng lên nhau: 24

5 , 6

25 , 156

Đường kính của băng chuyền xoắn:  6,5 2,1

Chọn chiều cao giữa các tầng băng chuyền: h = 60 mm

Suy ra chiều cao băng chuyền xoắn: H = n.ht = 60.24 = 1440 mm =1,44 m

Từ kích thước của khối băng chuyền xoắn, chọn kích thước phủ bì của IQF:

Chiều dài: L = 6,8 m; Chiều cao: H = 3,6m; Chiều rộng: B = 3,6m

2.4.2 Cấu tạo băng chuyền IQF:

3 2

1: Băng chuyền 2: Động cơ quay băng chuyền

3: Kết cấu cách nhiệt 4: Quạt dàn lạnh

CHƯƠNG IIITÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM3.1 Tính toán cách nhiệt cách ẩm tủ đông tiếp xúc 1000 kg/mẻ:

3.1.1 Xác định chiều dày cách nhiệt:

Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt k: k =

2 1

1

1 1

cn cn

1

11

1 1

1211

1 22

6 , 0 2 3 , 23

1 19 , 0 1

1 02 , 0

15 , 0 22

6 , 0 2 3 , 23 1

1 1

2 1

1

2 1

1 1

ks : Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để bề mặt ngoài không bị đọng sương

ks = 0,95

2 1

1 1

t t

t1: Nhiệt độ không khí bên ngoài 0C

t2 : Nhiệt độ không khí bên trong tủ đông 0C

tS : Nhiệt độ đọng sương 0C

Tra bảng 1.1/ TL[I] - Tr 7: Nhiệt độ vào mùa hè ở Đà Nẵng là: t1= 380C; Độ ẩm là: 

= 77%

Ta tra đồ thị h-x/ TL[I] - Tr9 Ta được: Nhiệt độ đọng sương tS = 340C

Nhiệt độ nhiệt kế ướt tư = 34,50C

Mặt khác ta có nhiệt độ bên trong tủ cấp đông là: t2 = -350C

Do đó: ks = 0,95 23,3   1 , 2128

35 38

34 38

3.2 Tính toán cách nhiệt cách ẩm cho hầm đông gió:

3.2.1 Tính chiều dày cách nhiệt tường và trần:

Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt:

k =

2 1

1

1 1

1 1

1211

Vật liệu cách nhiệt sử dụng cho tường và trần của hầm đông gió cũng là ghép bởicác tấm panel, Polyurethan Foam, hai mặt được bọc bởi tole Do đó tính toán tương tựnhư phần trên ta có:

CN

 = 0,107 m Chọn chiều dày cách nhiệt là: CN = 150 mm

 kt = 0,13 W/m2.K

* Tính kiểm tra hiện tượng đọng sương:

Điều kiện để vách ngoài không đọng sương sẽ là: kt  ks

ks : Hệ số truyền nhiệt lớn nhất cho phép để bề mặt ngoài không bị đọng sương

ks = 0,95

2 1

1 1

t t

t1: Nhiệt độ không khí bên ngoài 0C

t2 : Nhiệt độ không khí bên trong tủ đông, t2 = - 350C

tS : Nhiệt độ đọng sương 0C

1

 : Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường, 1= 23,3 W/m2.K

Các thông số t1, ts đã được tính toán ở phần (3.1.2), nên ở đây ta chỉ liệt kê

Nhiệt độ đọng sương: tS = 340C

Nhiệt độ không khí bên ngoài: t1 = 380C

Thay số vào ta có: ks = 0,95 23,3   1 , 21

35 38

34 38

Như vậy vách ngoài không bị đọng sương

3.2.2 Tính chiều dày cách nhiệt nền:

Chiều dày lớp cách nhiệt:

4 3

3 2

2 1

1 1

12

21

 : hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt, CN = 0,018  0,02 W/m.K

k : hệ số truyền nhiệt của nền có sưởi, W/m2.K

1 7

, 0

0001 , 0 2 175 , 0

002 , 0 2 28 , 1

1 , 0 2 78 , 0

02 , 0 3 , 23

1 18 , 0

1 02 , 0

CN

 = 0,104 m Chọn chiều dày lớp cách nhiệt nền là CN  0 , 2m 200mm

Hệ số truyền nhiệt thực của nền sẽ là:

ktn =

2 4

4 3

3 2

2 1

1 1

1

2 2 1

1 2 , 0

2 , 0 7 , 0

0001 , 0 2 175 , 0

002 , 0 2 28 , 1

1 , 0 2 78 , 0

02 , 0 3 , 23 1

3.3 Tính toán cách nhiệt, cách ẩm máy đá vảy và kho chứa đá vảy năng suất 20T/ ngày:

3.3.1 Máy đá vảy:

Phía bên trong của 2 lớp vỏ hình trụ đứng của cối đá vảy được phun polyurethane

có độ dày: CN = 0,2m nên hoàn toàn cách nhiệt

Hệ số truyền nhiệt thực qua vách trụ đứng của cối đá được tính theo biểu thức:

2 2 1

2 1

1

2 2 1

1

d d

d Ln d

1 9

, 0

1 14 , 3 2 1 3 , 23 14 , 3 2 1

* Kiểm tra đọng sương:

Để vách ngoài và trần không bị đọng sương thì: kt < ks

Mà:

2 1

1

1 95 , 0

t t

t t

 1:hệ số toả nhiệt về phía không khí

Máy đá vảy đặt trong phòng điều hoà nên: t1= 20 C, ts =14C,  =70%

5 20

14 20 3 , 23 95 ,

3.3.2 Kho chứa đá vảy:

Các kho đá vảy ngày nay thường được làm bằng các tấm panel gồm: hai lớp thépcacbon bên ngoài và ở giữa là lớp cách nhiệt polyuretal

3.3.2.1 Tính chiều dày cách nhiệt của vách:

Vách của kho chứa đá vảy được lắp ghép bằng các tấm panel, do đó chiều dàycách nhiệt của vách được xác định theo biểu thức sau:

11

CN

Trong đó: CN : chiều dày của lớp cách nhiệt

CN : hệ số đẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt

1 : hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài vách cách nhiệt.

2 : hệ số toả nhiệt của vách vào buồng lạnh

k : hệ số truyền nhiệt lấy theo tiêu chuẩn

i : chiều dày của lớp vật liệu thứ i

i : hệ số đẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i

069 , 0 8

1 22

0006 , 0 2 3 , 23

1 28 , 0

1 02 ,

0006 , 0 2 8

1 02 , 0

075 , 0 3 , 23 1

1 1

1

1

2 1

* Kiểm tra đọng sương:

Kho đá vảy đặt trong phòng có điều hoà nhiệt độ:

- Nhiệt độ bên ngoài kho: t1= 20C, = 70%  ts =14C

- Nhiệt độ trong kho: t2= -5C

3 , 5 ) 5 ( 20

14 20 3 , 23 95 , 0

95 , 0

2 1

t t

11

Vì mặt ngoài cùng và trong cùng của thiết bị đều là thép có hệ số dẫn ẩm = 0 m/mmHg nên thiết bị cách ẩm hoàn toàn.

3.3.2.3 Tính chiều dày cách nhiệt nền kho đá vảy:

Chiều dày cách nhiệt nền:

11

CN

Lập luận tương tự : k = 0,28 W/m2.K; 1 = 23,3 W/m2.K; 2 = 7 W/m2.K

Ta có CN = 0,075 m.; kt = 0,24 W/m2.K

* Kiểm tra đọng ẩm vách, trần kho lạnh:

Vì mặt ngoài cùng và trong cùng của thiết bị đều là thép có hệ số dẫn ẩm  = 0m/mmHg nên thiết bị cách ẩm hoàn toàn

3.4 Tính toán cách nhiệt cách ẩm cho buồng cấp đông và buồng tái đông của hệ thống băng chuyền IQF:

3.4.1 Tính toán cho vách và trần:

Buồng cấp đông, buồng tái đông có vỏ được ghép từ các tấm panel, PolyurethanFoam, hai mặt được bọc bởi tole

- Nhiệt độ trong không khí trong buồng cấp đông: t2 = - 35oC

- Nhiệt độ không khí bên ngoài buồng cấp đông: t1 = 20oC (do buồng cấp đôngđược dặt trong không gian điều hoà )

Từ công thức tính hệ số truyền nhiệt: k =

2 1

1

1 1

1 1

1211

Hệ số truyền nhiệt thực khi đó: kt = 0,13 W/m2.K

* Kiểm tra đọng sương: Điều kiện để mặt ngoài không bị đọng sương là nhiệt độ bề

mặt ngoài tw lớn hơn nhiệt độ đọng sương hoặc hệ số truyền nhiệt của vách kt phảinhỏ hơn hệ số truyền nhiệt đọng sương tức kt< ks

Mà:

2 1

1

1 95

,

0

t t

t t

t1:nhiệt độ môi trường bên ngoài t1 = 20C

t2 : nhiệt độ môi trường bên trong t2 = -35C

ts : nhiệt độ đọng sương

1: hệ số toả nhiệt về phía không khí 1= 23,3

Buồng cấp đông đặt trong phòng điều hoà nên:

t1 = 20C,  =70%  ts = 14C

) 35 ( 20

14 20 3 , 23 95 ,

So sánh ks > kt nên đảm bảo không đọng sương trên bề mặt cách nhiệt

* Kiểm tra ngưng tụ ẩm:

Đối với buồng cấp đông vật liệu cách nhiệt có kết cấu tấm panel có hai lớp thépcacbon ở hai phía nên hoàn toàn không có ẩm lọt vào lớp cách nhiệt nên hoàn toànkhông có hiện tượng ngưng tụ ẩm trong lòng kết cấu

3.4.2 Tính toán cách nhiệt, cách ẩm nền:

Nền của buồng cấp đông và buồng tái đông cũng ghép bởi các tấm panel và đượcgia cố them lớp nhôm để làm sàn và máng thoát nước, nhôm đúc có gân dạng chânchim chống trượt dày 3 mm

CHƯƠNG IV TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT

* Mục đích: Tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài vào buồng lạnh.

Đây chính là dòng nhiệt mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại môitrường nóng, để đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữ buồng lạnh và không khíbên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suấtlạnh của máy nén cần lắp đặt

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định theo biểu thức:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , W [TL [I] - Tr 75]

Trong đó:

Q1 : Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che

Q2 : Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý

Q3 : Dòng nhiệt tổn thất do thông gió buồng lạnh

Q4 : Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành

Q5 : Dòng nhiệt khi sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp : Q5 = 0

Đặc điểm của dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian Do vậy năngsuất lạnh của hệ thống được thiết kế theo phụ tải nhiệt lớn nhất Qmax ta ghi nhận ởthời điểm nào đó trong cả năm

4.1 Tính nhiệt cho tủ đông tiếp xúc 1000Kg/mẻ:

4.1.1 Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che:

Q1 = Q11+ Q12 (KW) (TL[I] tr77)

Trong đó: Q11: Dòng nhiệt qua tường, trần, nền do chênh lệch nhiệt độ

Q12: Dòng nhiệt qua tường, trần do bức xạ mặt trời

* Tính Q11: Q11= kt.F.(t1-t2), KW (TL[I] tr77)

Trong đó: kt : Hệ số truyền nhiệt thực tế qua kết cấu bao che đã xác định ở chương3

F : Diện tích bề mặt của kết cấu bao che.

Theo các phần tính toán trước ta có:

kt = 0,13 W/m2.K

t1:Nhiệt độ bên ngoài phòng, t1 = 20C

t2 :Nhiệt độ bên trong phòng, t2 = -35C

Theo tính toàn ở mục [2.1.3] ta có kích thước phủ bì của tủ cấp đông là:

2F2 : Diện tích bề mặt trước và sau của tủ, m2

2F3 : Diện tích hai mặt bên của tủ , m2

Q2sp: Lượng nhiệt cấp cho sản phẩm

Q2bb : Lượng nhiệt cấp cho bao bì

4.1.2.1 Lượng nhiệt cấp cho sản phẩm:

Q2sp = G2sp (isp -isp )/

Với: isp: Entanpi của sản phẩm trước khi gia lạnh

isp : Entanpi của sản phẩm sau khi gia lạnh

Tra bảng (4-2) trang 81 TL[I], ta có: isp = 314,4 KJ/Kg ; isp = 5,0 KJ/Kg

 : thời gian cấp đông,  = 2h

G2sp= 1000 kg : khối lượng sản phẩm

Vậy: Q2sp= 42 , 97

3600 2

) 5 4 , 314 (

1000





KW

4.1.2.2 Lượng nhiệt cấp cho bao bì:

Lượng nhiệt cấp cho bao bì bao gồm các tấm plate và các khay nhôm:

Q2bb= (Mkhay .CAl+M plate CAl)(t-t)/

Với: t : nhiệt độ trước khi làm lạnh của bao bì 15C

t : nhiệt độ sau khi làm lạnh của bao bì -18C

CAl= 0,22kcal = 0,921kj/kg : Nhiệt dung riêng của nhôm

 = 2670 kg/m3: Khối lượng riêng của nhôm

Q2= Q2sp+ Q2bb = 42,97+7,52 = 50,5 [KW]

4.1.3 Tổn thất nhiệt do thông gió:

Tủ đông tiếp xúc không có thông gió nên Q3= 0

4.1.4 Tổn thất do vận hành:

Q4 = Q41+Q42+Q43+Q44 KW (TL1 trang 87)

Trong đó: Q41: Tổn thất do chiếu sáng tủ: Q41= 0

Q42: Dòng nhiệt do người toả ra: Q42= 0

Q43 Dòng nhiệt do các động cơ điện: Q43= 0

4.1.5 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén:

4.1.5.1 Xác định tải nhiệt cho thiết bị:

b = 0,9: Hệ số thời gian làm việc.- [TL1, tr 92]

QMN: Tổng tải nhiệt của máy nén đối với một nhiệt độ bay hơi

Vậy:  

9 , 0

8 , 50 1 , 1

o

4.2 Tính nhiệt cho hầm cấp đông gió 3000 Kg/mẻ:

4.2.1 Tổn thất truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q 1 :

4.2.1.1 Tổn thất qua tường, trần Q 11 :

Q11 = kt Ft.t, WTrong đó: Ft: Diện tích tường, trần, Ft = 2 F1 + 2 F2 + F3, m2

2F1: Diện tích tường trước và tường sau, m2

2F2: Diện tích 2 tường bên

tn: Nhiệt độ không khí bên ngoài tường, tn = 38 0C

tt: Nhiệt độ không khí bên trong buồng, tt = -35 0C

kt : Hệ số truyền của tường, trần, kt = 0,13 W/m2.K

F: diện tích nền, F = 4,8 3,9 = 18,72 m2

ktn: hệ số truyền nhiệt của nền, ktn = 0,127 W/m2.K

tn : nhiệt độ trung bình của nền, tn = 30oC

t2 : nhiệt độ không khí trong kho cấp đông, t2 = - 35oC

Thay số vào ta có:

Q12 = 0,127 18,72 ( 30 – ( -35 )) = 154,533 W Vậy tổn thất do truyền nhiệt qua kết cấu bao che Q1 là:

E : Năng suất kho cấp đông, E = 3000 kg/mẻ

i1 , i2 : Entanpi của sản phẩm ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra, kJ/kg

Nhiệt độ sản phẩm đầu vào do đã được làm lạnh ở kho chờ đông, nên có thể lấynhiệt độ đầu vào t1 = 10 0C

Nhiệt độ trung bình đầu ra của các sản phầm cấp đông phải đạt – 180 C

Bảng 4-1: Đặc tính kỹ thuật của khay cấp đông:

STT

Tổng số lượng khay chứa sản phẩm trong kho là: 30005 = 600 Khay

Mà mỗi khay cân năng 2,7 kg Do vậy: MKh = 600 x 2,7 = 1620 kg

CP : Nhiệt dung riêng của vật liệu khay cấp đông, kJ/kg.K

Vật liệu nhôm: CP = 0,896 kJ/kg.K

t1 , t2: Nhiệt độ trước và sau cấp đông: t1 = 38 0C ; t2 = -35 0C

 : Thời gian cấp đông,  = 3 giờ = 10800 giây

Thay số vào ta có:

Q22 = 1620    

10800

3538

896,

= 9,8112 kW = 9811,2 W

4.2.2.3 Tổn thất do làm lạnh xe chất hàng Q 23 :

Xe chất hàng là xe dùng để đỡ khay cấp đông sản phầm bên trong hầm cấp đông,

xe được làm bằng vật liệu thép không rỉ Inox định hình dày 2 mm cho mỗi ngăn Bánh

xe chế tạo bằng vật liệu chịu được nhiệt độ âm sâu và tải trọng chất hàng, khoảng cáchgiữa các khay được bố trí một cách hợp lý nhằm tăng khả năng lưu thông gió trong tủ.Mỗi xe có khối lượng khoảng 50 kg, sức chứa là 600 kg sản phẩm/ xe Số lượng xetrong hầm là 5 xe

Lúc đó ta có : MX = 5 x 50 = 250, kg

CP : Nhiệt dung riêng của vật liệu xe chất hàng, kJ/kg.K

Vật liệu không rỉ Inox có CP = 0,046 kJ/kg.K

t1 , t2 : Nhiệt độ khay trước và sau cấp đông, t1 = 380C ; t2 = -350C

 : Thời gian cấp đông,  = 3 giờ = 10800 giây

, kWTrong đó:

Mn : Khối lượng nước châm, kg

Khối lượng nước châm chiếm khoảng 5 10 % khối lượng hàng cấp đông,thường người ta châm dày khoảng 5mm

Ta có: Mn = 3000 x 5 % = 150 kg

 : Thời gian cấp đông,  = 3 giờ = 10800 giây

qO: Nhiệt lượng cần làm lạnh 1 kg nước đông đá hoàn toàn, kJ/kg

qo = Cpn t1 + r + Cpđ t2 , kJ/kg

Cpn: Nhiệt dung riêng của nước: Cpn = 4,186 kJ/kg

r : Nhiệt đông đặc, r = 333,6 kJ/kg

Cpđ : Nhiệt dung riêng của đá, Cpđ = 2,09 kJ/kg

t1 : Nhiệt độ nước đầu vào, t1 = 50C

t2 : Nhiệt độ cây đá, t2 = -5  -10 0C

Thay số vào ta có:

qo = 4,186 5 + 333,6 + 2,09  10 = 375,43 kJ/kgThay số vào ta có:

Q24 = 150

10800

43 , 375

= 5,214305 kW = 5214,305 WVậy tổn thất do sản phẩm mang vào Q2 là:

Q2 = Q21 + Q22 + Q23 + Q24 , W

= 77222,222 + 9811,2 + 77,731 + 5214,305

Q31 = B F, WTrong đó:

B: Dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m2

n: số người làm việc trong buồng

Số người làm việc trong kho cấp đông cỡ 13 người

0,35: Nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc, 0,35kW/người

Thay vào ta có: Q33 = 0,35 x 2 = 0,7 kW = 700 W

Q34 = N , kWTrong đó:

N: Công suất động cơ điện, kW

Các buồng đông có từ 2 4 quạt, công suất của quạt từ 12,2 kW

Dàn lạnh buồng cấp đông có 4 quạt, công suất 2 kW

Q: lượng nhiệt do xả băng mang vào, kJ

Lượng nhiệt do xả băng mang vào phụ thuộc vào hình thức xả băng.+ Xả băng bằng nước, ta có: Q = Gn CP tn 1, kJ

Gn: Lưu lượng nước xả băng, kg/s

Lưu lượng nước tối đa cần thiết 400 lít/phút dùng để xả đá dàn lạnh

Như vậy: Gn =

60

400, kg/s

CP : Nhiệt dung riêng của nước, CP = 4,186 kJ/kg.K

tn : Độ chênh nhiệt độ nước vào ra xả băng, tn = 3  5 0C

Suy ra: Q35 = 108008372 = 0,775185 kW = 775,185 W

Như vậy, tổn thất nhiệt do vận hành Q3 sẽ là:

Q3 = Q31 + Q32 + Q33 + Q34 + Q35 , W = 599,04 + 22,464 + 700 + 8000 + 775,185 = 10096,689 W

4.2.4 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và cho máy nén:

Tải nhiệt cho thiết bị:

QTB = Q1 + Q2 + Q3 , W = 827,563 + 92325,458 + 10096,689 = 103249,71 W