Đồ án thiết kế hệ thống lạnh, thiết kế kho lạnh bảo quản đông

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ
HỆ THỐNG LẠNH
Yêu cầu: thiết kế kho lạnh bảo quản đông
● Kho lạnh bảo quản đông.
● Nhiệt độ:-250 C.
● Dung tích 1500 tấn.
● Mơi chất R404a.
● Xả tuyết bằng điện trở.

1


MỤC LỤC
NỘI DUNG

TRANG

Mục lục

2

Lời nói đầu

5

Chương I: Tổng quan về kỹ thuật lạnh

6

I.1 Lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh

6

I.2 Yêu cầu thiết kế mặt bằng kho lạnh

7

Chương II: Thiết kế kho lạnh bảo quản đông

10

II.1 Khảo sát sơ đồ mặt bằng lắp ghép kho lạnh

10

II.1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh

10

II.1.2 Các thơng số về khí hậu

10

II.2.1 Chế độ bảo quản sản phẩm trong kho

10

II.2.2 Xác định số lượng và kích thước buồng lạnh

11

II.2.3 Quy hoạch mặt bằng kho lạnh

14

Chương III: Tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh

16

I. Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh

16

1. Mục đích của việc cách nhiệt

16

2. Mục đích của việc cách ẩm

16

II. Cấu trúc của cách nhiệt cách ẩm

17

III. Phương pháp xây dựng kho bảo quản

18

IV. Chọn mặt bằng xây dựng

19

1. Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị

19

2. Bố trí mặt bằng kho lạnh

19

3. Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh

21

3.1 Kết cấu nền móng kho lạnh

22

3.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh

23

3.3 Cấu trúc mái kho lạnh

24

3.4 Cấu trúc cửa và màng chắn khí

24

3.5 Cấu trúc cách nhiệt đường ống

25

4. Tính tốn cách nhiệt và cách ẩm cho kho

25
2


4.1 Tính tốn chiều dày cách nhiệt

25

4.2 Kiểm tra đọng sương

27

4.3 Cấu trúc cách ẩm của kho

27

ChươngIV: Tính phụ tải máy nén

29

I. Mục đích tính tốn nhiệt kho lạnh

29

1. Xác định các dòng nhiệt tổn thất xâm nhập vào kho lạnh

29

2. Xác định các dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra

32

3. Xác định dịng nhiệt do vận hành

33

II. Tính phụ tải nhiệt thiết bị

35

III. Tính phụ tải nhiệt máy nén

36

IV. Chọn môi chất cho hệ thống lạnh

36

A. Chọn các thông số làm việc

37

1. t0s, tk, tqn, tql

37

2. Chu trình lạnh

39

3. Biểu diễn chu trình trên đồ thị ( lg – i )

40

B Tính tốn chu trình lạnh

42

1. Năng suất lạnh riêng

42

2. Lưu lượng môi chất qua máy nén

42

3. Năng suất thể tích thực tế của máy nén

42

4. Hệ số cấp của máy nén

42

5. Thể tích lí thuyết

42

6. Công nén đoạn nhiệt

42

7. Công nén chỉ thị

43

8. Công suất ma sát

43

9. Cơng suất hữu ích

43

10. Cơng suất điện

44

11. Cơng suất động cơ lắp đặt

44

12. Phụ tải nhiệt dàn ngưng

44

C. Chọn máy và các thiết bị

44

ChươngV: Lắp đặt hệ thống lạnh

63
3


V.1 Lắp đặt các thiết bị

64

V.2 Thử bền và thử kín hệ thống lạnh

66

V.3 Nạp gas cho hệ thống

68

Chương VI: Trang bị tự động hóa và vận hành hệ thống lạnh

70

VI.1 Lắp đặt hệ thống điện

70

VI.2 Lắp đặt hệ thống bảo vệ an toàn

72

VI.3 Lắp đặt phần vận hành

74

Chương VII: Tính tốn sơ bộ giá thành xây dựng hệ thống lạnh

78

Tài liệu tham khảo

84

4


Lời nói đầu
Từ lâu con người đã biết tận dụng lạnh của thiên nhiên như băng tuyết để ướp lạnh bảo
quản thực phẩm. Từ thế kỉ 19 phương pháp làm lạnh nhân tạo đã ra đời và phát triển đến đỉnh cao
của khoa học kỹ thuật hiện đại.
Ngày nay kỹ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học như :cơng nghệ thực
phẩm,cơng nghệ cơ khí chế tạo máy, luyện kim, y học và ngay cả kỹ thuật điện tử...Lạnh đã được
phổ biến và đã gần gũi với đời sống con người. Các sản phẩm thực phẩm như :thịt, cá, rau, quả...
nhờ có bảo quản mà có thể vận chuyển đến nơi xa xôi hoặc bảo quản trong thời gian dài mà khơng
bị hư thối .Điều này nói lên được tầm quan trọng của kỹ thuật lạnh trong đời sống con người.

Nước ta có bờ biển dài nên tiềm năng về thuỷ sản rất lớn, các xí nghiệp đơng lạnh có mặt trên mọi
miền của đất nước . Nhưng để sản phẩm thuỷ sản đông lạnh của Việt Nam có chỗ đứng vững vàng
trên thị trường nội địa và thế giới thì địi hỏi phải nâng cao chất lượng cơng nghệ làm lạnh nên
nhiều xí nghiệp đang dần dần thay đổi công nghệ làm lạnh nhằm đáp ứng nhu cầu đó.
Vì vậy việc thiết kế hệ thống lạnh khi đang còn ngồi nghế nhà trường đã giúp chúng em
cũng cố các kiến thức đã học, cũng như có thêm kinh nghiệm để trang bị hành trang vững vàng
khi ra trường.
Do thời gian và kiến thức có hạn, sự mới mẻ của thiết bị và chưa có kinh nghiệm thực tế
nên trong q trình tính tốn thiết kế chắc chắn cịn nhiều thiếu sót . Rất mong những ý kiến đóng
góp,chỉ dạy của thầy.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN ĐẠI TIẾN đã chỉ dạy và hướng dẫn để đồ án này
hoàn thành.
Nha Trang, tháng 6 năm 2010.
Sv. Nguyễn Thành Ghin

5


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT LẠNH
Kỹ thuật lạnh là kỹ thuật tạo ra môi trường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ
bình thường của môi trường. Giới hạn giữa nhiệt độ lạnh và nhiệt độ bình thường
còn có nhiều quan điểm khác nhau. Nhưng nhìn chung thì giới hạn của môi trường
lạnh là môi trường có nhiệt độ nhỏ hơn 20oC
Trong môi trường lạnh được chia làm hai vùng nhiệt độ. Đó là khoảng nhiệt
độ dương thấp, khoảng này có nhiệt độ từ 0 ÷ 20 oC còn khoảng nhiệt độ còn lại
còn gọi là nhiệt độ lạnh đông của sản phẩm. Bởi vì khoảng nhiệt độ này là
khoảng nhiệt độ đóng băng của nước, tuỳ theo từng loại sản phẩm mà nhiệt độ
đóng băng khác nhau.
I Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh.
Từ trước công nguyên con người tuy chưa biết làm lạnh, nhưng đã biết đến

tác dụng của lạnh và ứng dụng chúng phục vụ trong cuộc sống. Họ đã biết dùng
mạch nước ngầm có nhiệt độ thấp chảy qua để chứa thực phẩm, giữ cho thực phẩm
được lâu hơn.
Người Ai cập cổ đại đã biết dùng quạt quạt cho nước bay hơi ở các hộp xốp
để làm mát không khí cách đây 2500 năm.
Người Ấn Độ và người Trung Quốc cách đây 2000 năm đã biết trộn muối
với nước hoặc với nước đá để tạo nhiệt độ thấp hơn.
Kỹ thuật lạnh hiện đại bắt đầu phát triển khi giáo sư Black tìm ra ẩn nhiệt
hoá hơi và nhiệt ẩn nóng chảy vào năm 1761 – 1764. Con người đã biết làm lạnh
bằng cách cho bay hơi chất lỏng ở áp suất thấp.
Sau đó là sự hoá lỏng được khí SO2 vào năm 1780 do Clouet và Monge tiến
hành. Sang thế kỷ thứ XIX thì Faraday đã hoá lỏng được hàng loạt các chất khí nhö
: H2S ; CO2 ; C2H2 ; NH3 ; O2 ; N2 ; HCL.
Năm 1834 Jacob Perkins (Anh) đã phát minh ra máy lạnh nén hơi đầu tiên với
đầy đủ các thiết bị hiện đại gồm có máy nén, dàn ngưng, dàn bay hơi và van tiết
lưu.
Sau đó có hàng loạt như phát minh của kỹ sư Carres (pháp) về máy lạnh hấp
thụ chu kỳ và liên tục với các cặp môi chất khác nhau.
+ Máy lạnh hấp thụ khuyếch tán hoàn toàn không có chi tiết chuyển động
được Gerppt (Đức) đăng ký bằng phát minh năm 1899 và được Platen cùng Munter
(Th Điển) hoàn thiện năm 1922. Máy lạnh Ejector hơi nước đầu tiên do Leiblane chế
6


tạo năm 1910. Nó có cấu tạo rất đơn giản, năng lượng tiêu tốn là nhiệt năng do
đó nó có thể tận dụng các nguồn phế thải.
Một sự kiện quan trọng của lịch sử phát triển kỹ thuật lạnh là việc sản
xuất và ứng dụng Freon ở Mỹ vào năm 1930. Freon là các khí Hidrocarbon được thay
thế một phần hay toàn bộ các nguyên tử Hydro bằng các nguyên tử gốc halogen
như ; Cl ; F ; Br.

Freon là những chất lạnh có nhiều tính chất quý báu như không cháy, không
nổ, không độc hại, phù hợp với chu trình làm việc của máy lạnh nén hơi. Nó đã
góp phần tích cực vào việc thúc đẩy kỹ thuật lạnh phát triển. Nhất là kỹ thuật
điều hoà không khí.
Ngày nay kỹ thuật lạnh hiện đại đã phát triển rất mạnh, cùng với sự phát
triển của khoa học, kỹ thuật lạnh đã có những bước tiến vượt bậc.
+ Phạm vi nhiệt độ của kỹ thuật lạnh ngày càng được mở rộng. Người ta đang tiến
dần nhiệt độ không tuyệt đối.
+ Công suất lạnh của máy cũng được mở rộng, từ máy lạnh vài mW sử dụng trong
phòng thí nghiệm đến các tổ hợp có công suất hàng triệu W ở các trung tâm điều
tiết không khí.
+ Hệ thống lạnh ngày nay thay vì việc lắp ráp các chi tiết, thiết bị lại với nhau thì
các tổ hợp ngày càng được hoàn thiện, do đó quá trình lắp ráp, sử dụng thuận
tiện và chế độ làm việc hiệu quả hơn.
+ Hiệu suất máy tăng lên đáng kể, chi phí vật tư và chi phí cho một đơn vị lạnh giảm
xuống. Tuổi thọ và độ tin cậy được tăng lên. Mức độ tự động hoá của các hệ
thống lạnh và các máy lạnh được tăng lên rõ rệt. Những thiết bị tự động hoàn
toàn bằng điện tử và vi điện tử thay thế cho caực thieỏt bũ thao taực baống tay.
II.Yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh:
1.Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho bảo quản:
Quy hoạch mặt bằng là bố trí các nơi sản xuất cho phù hợp với dây chuyền công nghệ,
để đạt được mục tiêu đó thì cần phải phù hp các yêu cầu sau:
- Phải bố trí mặt bằng kho bảo quản phù hợp với dây chuyền công nghệ, sản phẩm đi
theo dây truyền không gặp nhau, không chồng chéo lên nhau, đan xen lẫn nhau.
- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi, dẻ tiền, chi phí đầu tưthấp
- Phải đảm bảo kỹ thuật an toàn, chống ch¸y nỉ.
7


- Mặt bằng khi quy hoạch phải tính đến khả năng mở rộng phân xưởng hoặc xí

nghiệp.
Quy hoạch mặt bằng kho bảo quản cần phải đảm bảo việc vận hành xí nghiệp rẻ tiền
và thuận lợi. Cơ sở chính để giảm chi phí vận hành là giảm dòng nhiệt xâm nhập kho bảo
quản, giảm thể tích và giảm nhẹ các công việc chồng chéo nhau, để giảm dòng nhiệt qua
vách thì cần giảm diện tích xung quanh. Không những làm tăng tổn thất nhiệt qua vách, còn
làm tăng các chi phí và nguyên vật liệu khác.
- Biện pháp để giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho bảo quản chúng ta tìm cách ngăn
chặn, khi chúng ta mở cửa kho bảo quản đối với những kho tiếp xúc bên ngoài.
Pkkk < Pfkk
Giảm dòng nhiệt xâm nhập khi mở cửa kho bảo quản thực hiện những cách sau:
+ Dùng màng che chắn việc đi lại, khó khăn trong khi làm việc .
+ Xây dựng hành lang đêm, nhất đối với hệ thống kho bảo quản lớn.
+ Làm màng gió để chắn giú bờn ngoi xõm nhp vo trong phũng lnh (đặt quạt ở
cửa) công tắc điện điều khiển quạt gắn liền với cánh cửa, khi cửa mở thì quạt chạy,
ngược lại khi đóng cửa thì quạt dừng.
Quy hoạch phải tính đến đặc điểm của hệ thống lạnh. Hệ thống lạnh kho bảo quản
đông nhiệt độ không khí kho rất thấp nhiệt độ 250C. Nền kho phải tiếp xúc với mặt đất
sau một thời gian dài làm cho nhiệt độ của nền kho hạ thấp dần xuống khi nhiệt độ của nền
đất giảm thì xảy ra hiện tượng nước trong đất đóng băng.
Nền kho về mặt lý thuyết khi đạt 00C nước trong nền đất đóng băng chuyển pha từ lỏng
sang rắn. Do đó kho sẽ lồi lên dễ phá vỡ cấu trúc xây dựng của kho. Vì vậy để tránh hiện tượng
này ta làm nhưsau :
+ Không nên bố trí những kho bảo quản có nhiệt độ thấp sát mặt đất có, điều kiện nên
bố trí trên cao .
+ Nền kho xây các ống thông gió đường kính 200 ữ 300 mm, được xây dựng cách nhau 1 ữ
1,5 m tạo điều kiện cho không khí tuần hoàn qua hệ thống ống này làm cho nền đất nhiệt
độ không thay đổi
+ ở nước ta thường xảy ra lũ lụt cho nên các kho bảo quản thường được xây lắp cao hơn mặt
đất, khi đó khoảng trống dưới nền kho chính là khoảng th«ng giã.
8

+ Sưởi ấm sàn kho, nền kho bằng cách lắp đặt các dây điện trở, đường kính dây điện
trở là 8 ữ 12 mm đặt vào đây điện trở một điện áp U nằm trong 24 ữ 26 V, nhiệt độ điều
khiển tự động không nhỏ hơn 1 ữ 20C( lắp rơle nhiệt độ ) làm việc theo nguyên tắc sự thay
đổi nhiệt độ, sự thay đổi vể sự giảm nở hoặc thay đổi nhiệt độ, sự thay đổi dịch chuyển
các đòn bẩy.

CHệễNG 2
THIET KE KHO LAẽNH BAO QUAN ẹONG
9


II.1 KHẢO SÁT SƠ ĐỒ MẶT BẰNG LĂÙP ĐẶT KHO LẠNH:
1.1 Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh.
Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh là công tác không thể thiếu và đóng vai
trò quan trọng trong quá trình thiết kế và xây đựng kho. Khi chọn địa điểm thì ta biết
được các thông số về khí tượng thủy văn, địa lý… từ đó đề ra các phương án thiết
kế và xây dựng kho cho thích hợp để làm cho công trình có giá thành là thấp nhất
và chất lượng công trình là tốt nhất, cũng như né tránh được thiên tai lũ lụt tại địa
phương xây dựng kho.
1.2 Các thông số về khí hậu.
Các thông số này đã được thống kê trong nhiều năm, khi tính toán để đảm
bảo độ an toàn cao thì ta thường lấy các giá trị cao nhất (chế độ khắc nghiệt nhất)
từ đó sẽ đảm bảo kho vận hành là an toàn trong mọi điều kiện có thể xảy ra mà
ta đã ước tính.
Bảng 2.1 Thông số về khí hậu ở NHA TRANG
Nhiệt độ, 0C

Độ ẩm tương đối, %

TB cả năm

Mùa hè

Mùa đông

Mùa hè

Mùa đông

26,5

36,6

17,7

79

78

2.1 Chế độ bảo quản sản phẩm trong kho:
Chế độ bảo quản sản phẩm trong kho cũng chính là điều kiện môi trường
trong kho mà ta phải tạo ra để duy trì sản phẩm ở trạng thái và chất lượng theo yêu
cầu công nghệ.
a. Chọn nhiệt độ bảo quản.
Nhiệt độ bảo quản thực thẩm 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 của chúng.
Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp. Các mặt
hàng trữ đông cần bảo quản ở nhiệt độ ít nhất bằng nhiệt độ của sản phẩm sau

cấp đông tránh không để rã đông và tái kết tinh lại làm giảm chất lượng sản
phẩm.
Ta chọn bảo quản đơng cá béo ở nhiệt độ bảo quản là – 25 ± 20C.
10


b. Độ ẩm của không khí trong kho lạnh.
Độ ẩm của không khí trong kho có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản
phẩm khi sử dụng. Bởi vì độ ẩm của không khí trong kho có liên quan mật thiết đến
hiện tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm. Do vậy tùy từng lại sản phẩm
cụ thể mà ta chọn độ ẩm của không khí cho thích hợp.
Sản phẩm do nhà máy chế biến ra đều được bao gói bằng giấy Catong khi đưa
vào kho lạnh. Cho nên chọn độ ẩm của không khí trong kho > 80%.
c. Tốc độ không khí trong kho lạnh.
Không khí chuyển động trong kho có tác dụng lấy đi lượng nhiệt của sản
phẩm bảo quản, nhiệt truyền vào do mở cửa, do cầu nhiệt, do người lao động, do
máy móc thiết bị hoạt động trong kho. Ngoài ra còn đảm bảo sự đồng đều nhiệt
độ, độ ẩm và hạn chế nấm mốc hoạt động.
Ta thiết kế không khí đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió với vận tốc v = 3 m/s.
2.2. Xác định số lượng và kích thc cỏc bung lnh:
Dung tích kho lạnh là đại lượng cơ bản cần thiết để xác định số lượng buồng lạnh. Dung tích
kho lạnh là lượng hàng được bảo quản đồng thời lớn nhất trong kho. Số lượng và kích thước buồng lạnh
phụ thuộc vào loại hàng được bảo quản trong kho, đặc điểm kho l¹nh.
1. Dung tÝch kho l¹nh: E = 1500 tấn
Dung tích kho lạnh được xác định theo biểu thức:
E=V.gv sỏch hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh_ Nguyễn Đức Lợi(TL1)
Trong đó:
E là dung tích kho lạnh ( tn)
V- là thể tích kho lạnh m3;
gv- định mức chất tải thể tÝch t/m3;

Tra b¶ng 2.4 hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh (TL1) trang 32:
gv= 0.45 t/m3 (bảo quản đông sản phẩm cá đơng lạnh)
V=E/gv= 1500/0.45= 3333,33 m3
2. DiƯn tÝch chÊt tải:
Diện tích chất tải được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:
Trong đó:
F- là diện tÝch chÊt t¶i, m2;
11


h- là chiều cao chất tải, m;
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho. Chiều cao này phụ thuộc vào
phương pháp bốc dỡ, bao bì đựng hàng nó có thể được xác định bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi
phần lắp đặt dàn lạnh và không gian cần thiết để nâng hàng và dỡ hàng với kho lạnh một
tầng chọn: ta chn chiu cao ca phũng lnh 6m khi đó chiều cao chất tải là: 5 m
F= V/h = 3333,33 /5 = 666,67 m2
3. T¶i träng của trần và nền :
Được tính toán theo định mức chất tải và chiều cao chất tải của nền và giá treo hoặc móc
treo của trần.
gf=gv.h

(TL1)

Trong đó:
gf- là định mức chÊt t¶i theo diƯn tÝch , t/m2
gf=gv.h = 0,45.5 = 2,25 t/m2
4. Diện tích lạnh cần xây dựng:
Fl=F/F

(TL1)

Trong đó:
Fl- diện tích lạnh cần xây dựng, m2;
F- hệ số sử dụng diện tích các buồng , được tính cho cả đường đi và các diện tích
giữa các lô hàng.
Theo bảng 2.5 trang 34 (TL1) chän βF = 0,80
VËy:
Fl=666,67/0,80 = 833,34 m2
5. Xác định số buồng lạnh cần xây dựng:
Ta có:

Z=Fl/f (TL1)

Trong ®ã : f- diƯn tÝch l¹nh quy chn là bội số của f= 36 m2. Ta chọn diện tích phịng l f=
108 m2
Vậy:
Z= Fl/f=833,34/108= 7,72
Chọn 8 buồng mỗi buồng có diƯn tÝch lµ: 108 m2
12


8. 108 = 864 m2
6. Dung tÝch thùc tÕ cña kho sẽ là:
Et=E.Zt/Z=1500 ì 8/7,72= 1554,4 (tn) (TL1)
7. Xác định buồng kết đông phụ:
Trong quá trình vận truyển hàng vào kho bảo quản sản phẩm b nóng lên trên ( -8 0C) nó
chiến khoảng từ (15ữ35) tổng khối lượng hàng nhập vào trong kho. Sẽ được chuyển vào trong
buồng kết đông phụ để hạ nhiết độ tiếp đến nhiệt độ bảo quản (-180C).
Vậy ta có :
Mkđ = Mkđ x (1-) x B x m/365

(TL3)

Víi :
1-ϕ : Tû lƯ hµng cã nhiệt độ cao hơn 80C được đưa vào phòng kết đông trước khi đưa vào
phòng bảo quản.
Ekđ : Dung tích buồng kết đông.
B : Hệ số vòng quay B = 5 ữ6

(TL3)

m : Hệ số nhập hàng không kể đến m=2,5 (TL3)
suy ra:
Ek® = Mk® x 365/(1-ϕ) x B x m

(TL3)

Ta có :
Mkđ = (15 ữ35)Mđ
Mà ta có :

Mđ = 10 kg/s

(theo phần 4 )

Vậy :

Mkđ = 15x 10/100 = 1,5 (t)

Suy ra :

Ek® = 1,5 x 365 /(1-0,65) x 6 x 2,5 = 104 (t)

8. Xác định dung tích buồng lạnh:
Ta có :
Ekđ = V x gv
Với :
Vậy :

gv = 0,45 (t/m3)

(TL1)
(TL1)

V=E/gv= 1554,4/0.45= 3454,2 m3

9. Xác định diện tích hầm bảo vệ đá cây:
13


Trong kho lạnh các sản phẩm động lạnh luôn được ướp đá để kìm hÃm sự phát triển của vi sinh
vật, mặt khác khi vận chuyển hàng từ kho lạnh phân phối đến nơi tiêu dùng thì đá lúc này
phục vụ cho các xe lạnh, và nó cũng trữ lạnh khi xảy ra sự cố: 200 cây do đó ta xây dựng kho
bảo quản nước đá trong một ngày là:
Kích th­íc cđa kho lµ:
F = G/ς x βF xH
Víi :
G : Sức chứa của kho
: Tiêu chuẩn xếp đá cđa kho b¶o qu¶n

ς =0,8 ( t/m)

βF : HƯ sè chứa đầy , F =0,5
H : chiều cao hữu ích , chän H = 1,5
VËy :
F = 10/0,8 x 0,5 x 1,5 = 25 (m2)
Vậy chọn kích thước hầm bảo quản là: S = 5 x 5 (m)
H = 2,4 (m) chiều cao kho bảo quản.
2.3.Quy Hoạch Mặt Bằng Kho Lạnh:
Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi làm việc , sản xuất, xử lý lạnh, bảo
quản và những nơi phụ trợ với dây chuyền công nghệ. Để đạt được mục đích đó cần phải tuân
thủ những yêu cầu sau:
Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo dây
chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau. Các cửa ra vào cửa buồng chứa phải đều quay
ra hành lang. Cũng có thể không dùng hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không được
gặp nhau.
Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tưnhỏ nhất, Cần sử dụng rộng rÃi các điều kiện tiêu
chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích lạnh phụ trợ nhưng vẫn đảm bảo tiện nghi. Giảm
công suất thiết bị đến mức thấp nhất.
Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiên lợi và dẻ tiền.
Quy hoạch phải đảm bảo lối đi lại thuận tiệncho việc bốc xếp thủ công hay cơ gíới đÃ
thiết kế.
Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40 m.
14


Chiều rộng kho lạnh một tầng phù hợp với khoảng vượt lớn nhất là :12 m.
Chiều dài của kho lạnh có đường sắt nên chọn để chứa được năm toa tàu bốc xếp cùng
một lúc.
Kho lạnh có thể tích đến 600t không cần bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốc dỡ ô

tô dọc theo chiều dài kho lạnh.
Để đảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các kho lạnh cùng nhiệt độ được nhóm lại
một khối.
Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đà chọn. iều này rất quan trọng với kho
lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải
chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lỏng từ dưới lên.
Mặt bằng kho lạnh phải đản bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy.
Khi thiết kế kho lạnh cần phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh.

15


Chương III
Tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh.
I.Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh.
1.Mục đích của việc cách nhiệt phòng lạnh:
Nhiệt độ tk, trong khi đó nhiệt độ môi trường (tf > tk). lạnh trong xí nghiệp đông lạnh.
Cấu trúc cách nhiệt chiếm 25 ->40 % chi phí xây dựng xí nghiêp. Do đó phải đặc biệt chú
ý đến việc chọn cấu trúc cách nhiệt. Thiết kế và khi thi công nếu cấu tạo của vách cách
nhiệt là điểm cấu trúc xây dựng cách nhiệt xấu thì nó không đảm bảo chế độ nhiệt và ẩm
theo yêu cầu làm tăng sự khô ngót sản phẩm, hư hỏng sản phẩm và tăng chi phí sản xuất lạnh
(tăng chi phí vận hành).
Do vậy việc cách nhiệt cho kho lạnh được xem xét và coi trọng vấn đề này. Đặc biệt
đối với hệ thống kho lạnh xây dựng trong phòng lạnh luôn luôn phải duy trì nhiệt độ thấp.
Do đó sự chênh lệch nhiệt độ như trên luôn luôn xuất hiện dòng nhiệt xâm nhập từ
ngoài môi trường vào.
Đối với kho lạnh của chúng ta, mục đích xây dựng giảm dòng nhiệt xâm nhập từ ngoài
môi trường vào trong kho, chỉ còn bằng cách tăng Rw lên.
RW : nhiệt trở của vách (tức là cản trở dòng nhiệt ) muốn tăng dòng nhiệt trở của vách có
nhiều cách nhưng tốt nhất là xây tường dày lên một cách phù hợp nhất lắp vật liệu cách nhiệt.

* ý nghĩa :
Việc cách nhiệt cho vách kho lạnh nó sẽ làm giảm bớt hiệu số nhiệt độ của bề mặt phía
trong kho và nhiệt ®é kh«ng khÝ trong kho.
Δt = tW2 – tk
Khi hiƯu nhiệt độ lớn sẽ làm tăng sự tuần hoàn của không khí gần vách, sự tuần hoàn
không khí tăng lên làm tăng sự khô ngót của sản phẩm vào mùa hè, ngược lại làm sản phẩm quá
lạnh vào mùa đông .
Để tránh hiện tượng này khi xắp xếp sản phẩm vào trong kho lạnh không được xếp sản
phẩm vào sát vách kho. Từ những lý do trên việc cách nhiệt cho kho lạnh rất là tất yếu.
2. Mục đích của viƯc c¸ch Èm :

16


Nhiệt độ môi trường xung quanh bao giờ lớn hơn nhiệt độ của không khí trong phòng lạnh
cho lên độ ẩm (d=g/kg k3) của không khí xung quanh lớn hơn phong lạnh, kết quả phát sinh độ
chênh lệch độ chứa ẩm.
d = dng - dn
hay là áp suất riêng phần cđa h¬i n­íc nã sinh ra :
Δp = pfh - pkh
Đây là nguyên nhân tạo ra môi trường ẩm trong vách kho lạnh. Sự chênh lệch về áp suất
hơi nước trong và ngoài tạo nên dòng hơi nước tạo nên dòng hơi nước khyếch tán qua vách kho vào
trong phòng lạnh nó được đánh giá qua thông số gọi là mật độ dòng ẩm .

=
Trong đó:
Ph1 : áp suất hơi nước bên ngoài
Ph2 : áp suất hơi nước bên trong
H : Trë lùc dÉn Èm m2sp/kg.
ViƯc chÊm døt hoµn toàn dòng nhiệt ẩm đi qua vách khi mà luôn luôn tồn tại t và p

là điều không thể thực hiện được. Vì khi đó vách kho có trở lực nhiệt và ẩm vô cùng lớn nhưng
nếu tăng một cách hợp lý nhiệt trở và ẩm trở và ẩm trở thì có thể giảm được dòng nhiệt và ẩm.
để giải quyết vấn đề này ta phải thực hiện việc cách nhiệt và cách ẩm của kho
lạnh .
Nếu để cho ẩm xâm nhập vào qua vách qua vách kho lạnh gây ra một số tác hai:
Nó làm ẩm vật liệu cách nhiệt làm giảm khả năng cách nhiệt của vật liệu.
Nó làm cho các vật liệu tham gia vào cấu trúc vào kho lạnh làm ướt nhanh , mục nát.
ẩm đi vào mang theo nhiệt vào làm tăng nhiệt tải của thiết bị lạnh lên (tăng nhiệt tải
của buồng) đồng thời nó làm tăng khả năng mất khối lượng của sản phẩm (do chuyển pha từ lỏng
sang hơi ) . Để khắc phục những tác hại nêu trên người ta phải c¸ch Èm cho kho.
II.cÊu tróc cđa c¸ch nhiƯt – c¸ch Èm :
1.CÊu tróc c¸ch nhiƯt:
17


Cấu trúc cách nhiệt đảm bảo sự liên tục không tạo ra các cầu nhiệt hiện tượng đột nhiệt.
Đối với kho xây khi lắp cách nhiệt cho công trình không nên để hở các mạch ghép giữa các tấm
cách nhiệt .
-Vị trí lắp đặt :
+ Đối với tường cách nhiệt đặt phía trong hay phía ngoài đều được cả nhưng để bảo vệ
lớp cách nhiệt, cấu trúc tốt thì lắp bên trong tường có lợi hơn.
+ Đối với nền lắp dưới mặt nền.
+ Đối với trần thì lắp lớp cách nhiệt phía trên hay phía dưới đều được tuỳ thuộc vào diện
tích.
Theo để tài thiết kế của em, em chọn cấu trúc cách nhiệt là polystyrol (styrofor) để
cách nhiệt cho kho (trần ,tường, nền).
2.Cấu trúc cách ẩm:
Về nguyên tắc cấu trúc cách ẩm lắp về phía có độ ẩm cao (về phía nóng).
Khi lắp cấu trúc cách ẩm cho kho em chọn là nhựa đường và giấy dầu dùng để cách ẩm
cho tường, nền còn trần dùng tôn để lợp đồng thời cũng để cách ẩm.

III. Phương pháp xây dựng kho b¶o qu¶n
Trong thùc tÕ s¶n xt hiƯn nay cã 2 phương pháp xây dựng kho thường sử dụng là kho
xây và kho lắp ghép.
Kho lắp ghép : có ưu điểm là kích thước lắp ghép tiêu chuẩn, thao tác lắp ghép dễ
dàng, cách ẩm hoàn toàn , thời gian thi công ngắn, hiệu quả cao.tuy nhiên nó có nhược điểm là
giá thành cao, chi phí đầu tưlớn , không tận dụng được nguồn nhiên liệu sẵn có tại địa phương.
Kho xây : có ưu điểm là có khả năng tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa
phương, các nguyên vật liệu sẵn có của xí nghiệp, giá thành rẻ, chi phí đầu tưthấp. Tuy nhiên
nó có nhược điểm là thời gian thi công kéo dài cấu trúc xây dùng phøc t¹p.
Ta chọn phương án thiết kế: kho lạnh lắp ghép
Yêu cầu đối với kho lạnh lắp ghép:
Cũng giống như các thiết bị lạnh thương nghiệp và các kho lạnh khác, kho lạnh lắp
ghép thường có các yêu cầu sau:
Kho lạnh được lắp đặt ở vị trí thuận tiện làm việc hiệu quả, đưa hàng vào và lấy ra
nhanh chóng.
18


Nên bố trí đáy ngang mặt bằng sàn để có thể sử dụng xe đẩy bốc xếp hoặc phương tiện
cơ giới bốc xếp hàng. Nếu sử dụng xe giới cần đảm bảo tải trọng nền.
Cần dự trù diện tích thao tác, bốc xếp trong kho mà không để mất diện tích bảo quản.
Cần vệ sinh tẩy rửa dể dàng, các tấm bên trong khơng được han rỉ. Phải có chổ thốt
nước mà khơng ảnh hưởng đến cách nhiệt
Vách khơng được đọng sương
Kho phải duy trì được phạm vi nhiệt độ u cầu, bên cạnh đó cịn phải tính đến độ ẩm
và tốc độ gió yêu cầu
Đặc biệt chú ý chống ẩm và cách nhiệt qua khe hở của các tấm panel, vì khi bị ẩm vật
liệu giảm hoặc mất khả năng cách nhiệt, máy lạnh phải làm việc liên tục và tiêu tốn điện năng
tăng. Ẩm rất dể thấm qua khe hở giữa các tấm panel khi silcon làm kín khe không liên tục hoặc bị
hư hại rách thủng...

Cần đảm bảo các quy tắc an tồn phịng cháy, chữa cháy và bảo hộ lao động.
IV Chọn mặt bằng xây dựng.
Ngoài những yêu cầu chung đã nêu ở phần trên thì khi chọn mặt bằng xây
dựng cần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc do đó phải tiến
hành khảo sát về nền móng và mực nước.
Việc gia cố nền móng nhiều khi dẫn đến việc tăng đáng kể vốn đầu tư xây
dựng. Nếu mực nước quá lớn, các nền móng và công trình phải có biện pháp
chống thấm ẩm.
Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ của một kho lạnh là rất lớn nên ngay từ khi
thiết kế cần phải tính đến nguồn nước để giải nhiệt.
Cũng như nguồn nước, việc cung cấp điện đến công trình, giá điện và xây
lắp công trình điện cũng là một vấn đề cần được quan tâm vì nó sẽ ảnh hưởng
đến vốn đầu tư ban đầu.
1. Yêu cầu đối với buồng máy và thiết bị.
Mục đích của việc bố trí máy móc và thiết bị trong buồng máy.
Vận hành máy thuận tiện.
Rút ngắn chiều dài các đường ống.
Sử dụng buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất.
Đảm bảo an toàn phòng máy, chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp.
Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sữa chữa, thay thế máy, thiết bị.
19


Buồng máy thường được bố trí sát vách kho lạnh để đường ống nối giữa
máy, thiết bị, dàn lạnh là ngắn nhất.
Buồng máy có thể nằm chung trong khối nhà của kho lạnh hoặc tách rời
2. Bố trí mặt bằng kho lạnh.
Toàn thể kho lạnh đang thiết kế được lắp đặt trong nhà xưởng có khung đỡ
mái che. Nền nhà xưởng cao so với mặt sân khoảng hơn 1m.
Mặt trước của kho được quay về hướng Đông Nam tiếp giáp với đường ô tô

nên việc bốc xếp hàng rất thuận tiện. Phía đông giáp với khâu thành phẩm nên
việc nhập hàng vào kho là gần nhất.
Kho lạnh chỉ có một buồng lớn, có một cửa lớn và hai cửa nhỏ để nhập
và xuất hàng.
Phòng máy đặt ở phía sau kho lạnh, việc đặt phòng máy như vậy sẽ thuận
tiện cho quá trình vận hành cũng như bảo trì, sữa chữa và thay thế…
Tránh hiện tượng tổn thất nhiệt do mở cửa khi nhập và xuất hàng, để đảm
bảo chất lượng của sản phẩm trước những biến đổi của thời tiết do đó kho được
bố trí xây dựng hành lang lạnh song song với sân bốc xếp hàng hoá. Hành lang lạnh
được ngăn với bên ngoài bằng tường bao, hành lang có chiều rộng 4m đảm bảo cho
xe rùa vận chuyển hàng hoá thuận tiện và hành lang có chiều khoảng 1,4m so với
mặt sân, như vậy sẽ đảm bảo cho xe rùa vận chuyển hàng hoá vào tận trong xe
không cần bốc dỡ.
Tường bao có cửa lớn để cho xe lùi tận vào trong hành lang lạnh, xung quanh
cửa lớn có bao hơi ép chặt vào xe khi xuất hàng để đảm bảo không tổn thất nhiệt
ra bên ngoài môi trường.

20


B-B. Mặt cắt ngang kho lạnh.

Xe vào bốc hàng.

21


Xe bốc xếp hàng lùi tận vào trong hành lang lạnh
3. CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ CÁCH NHIỆT KHO LẠNH
Kho lạnh luôn khác với các công trình xây dựng khác ở chỗ môi trường bên

trong kho lạnh luôn luôn duy trì ở nhiệt độ tương đối thấp, độ ẩm tương đối cao so
với môi trường bên ngoài. Do sự chênh lệch nhiệt độ lớn nên luôn có một dòng
nhiệt và một dòng ẩm xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào kho lạnh, dòng
nhiệt tổn thất ảnh hưởng đến việc chọn năng suất lạnh và chi phí cho một đơn vị
lạnh. Dòng ẩm có tác đôïng xấu đến vật liệu cách nhiệt làm giảm tuổi thọ của
vật liệu cách nhiệt và mất khả năng cách nhiệt.
Từ những yếu tố phân tích trên, ta thấy vai trò của cấu trúc cách nhiệt đối
với kho lạnh là rất lớn. Để cho kho lạnh có chất lượng tốt đảm bảo được yêu cầu
chế độ bảo quản sản phẩm như nhiệt độ, độ ẩm, chi phí vận hành kho giảm và
tuổi thọ của kho dài, thì cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cách ẩm phải đáp ứng
được yêu cầu sau:
+ Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho ( 25 năm đối
với kho lạnh nhỏ, 50 năm đối với kho lạnh trung bình, 100 năm đối với kho lanh lớn
và rất lớn).
+ Chịu được tải trọng của bản thân và của hàng hoá bảo quản xếp trên
nền hoặc treo trên giá, treo ở tường hoặc trần.
+ Phải chống được ẩm xâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt tường bên
ngoài không bị đọng sường.
+ Phải đảm bảo cách nhiệt tốt, giảm chi phi đầu tư cho máy lạnh và vận
hành.
22


+ Phải chống được cháy nổ và an toàn.
+ Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp sếp hàng hoá bằng cơ giới.
+ Phải kinh tế.
3.1 Kết cấu nền móng kho lạnh.
Do đặc thù của kho lạnh là để bảo quản hàng hoá do đó phải có cấu trúc
vững chắc, móng phải chịu được tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng, móng
kho được xây dựng tuỳ thuộc 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 trên
nền nhà xưởng, nền được đầm một lớp đất đá đảm bảo không bị lún khi có vật
nặng đè lên, phía trên được đổ một lớp bêtông chịu lực.
Nền kho lạnh được thiết kế cao khoảng1,4m so với mặt sân. Như vậy rất thuận
tiện cho việc bốc sếp hàng hoá lên xe, và luôn giữ cho kho được khô ráo tránh
úng gập trong mùa mưa.
Kết cấu nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
- Nhiệt độ kho lạnh.
- Tải trọng bảo quản hàng.
- Dung tích kho lạnh.
Yêu cầu của nền phải có độ rắn chắc, tuổi thọ cao, vệ sinh dễ dàng, dễ thoát
nước.
Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn chắc của nền, khả
năng chịu lún của nền. Nếu tải trọng hàng bảo quản càng lớn thì cấu trúc nền
kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao.
Cấu trúc nền kho lạnh gồm có.
- Lớp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn.
- Các con lươn được đúc bằng bêtông hoặc xây bằng gạch để tạo sự
thông thoáng hạn chế rỉ sét cho panel nền, tránh hiện tượng cơi nền.
- Lớp bê tông chịu lực.
- Lớp đất đá được đầm nén chặt.

23


Nền móng kho lạnh.
3.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh.
- Tường phía trước sân quay hướng Đông Nam được xây bằng gạch, phía sau có
tường bao và mái tôn, xà xuống bao che phía Tây Nam giáp với phòng máy, phía
Đông Bắc giáp với phân xưởng chế biến.

- Kho lạnh lắp ghép có cấu trúc vách, trần và nền là các tấm panel
- Các thông số của panel cách nhiệt:
+ Chiều dài, h = 6000 mm.
(panel vách)
h = 4800 mm.
( panel trần và nền)
+ Chiều rộng, r = 1200 mm.
+ Tỷ trọng, 30 ÷ 40 kg/m3.

+ Độ chịu nén, 0,2 ÷ 0,29 Mpa.
+ Hệ số dẫn nhiệt. λ = 0,018 ÷ 0,02W/mK.
+ Phương pháp lắp ghép, ghép bằng khoá
camlocking hoặc ghép bằng mộng âm dương.
3.3 Cấu trúc mái kho laïnh.
24


Mái kho lạnh đang thiết kế có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi
của thời tiết nắng mưa, bảo vệ sự làm việc của công nhân, che chắn cho hệ thống
máy lạnh, nên mái kho phải đạt được những yêu cầu sau.
Mái kho phải đảm bảo che mưa che nắng tốt cho cấu trúc kho và hệ thống lạnh.
Mái kho không được đọng nước, không được thấm nước, độ dốc của mái kho ít
nhất phải là 2%. Vì vậy trong phương án thiết kế này chọn mái kho bằng tôn màu
xanh lá cây, nâng đỡ bằng bộ phận khung sắt.

3.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí.
- Kho lạnh đang thiết kế chỉ có một buồng lớn nên có 1 cửa rộng lớn và 2 cửa
nhỏ.
- Kích thước cửa lớn: L1500 x H2000 x 150 mm.
- Kích thước cửa nhỏ: (cửa bàn lề). 600 x 600 x 150 mm.

Bên trong mỗi cửa có bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo PVC Stripcutain,
chiều rộng mỗi dải là 200 mm chồng mí lên nhau 50 mm. Cấu trúc cửa là một tấm
cách nhiệt, có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su, có bố trí nam
châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín và giảm thất thoát nhiệt, cửa có
thể mở được từ bên trong để tránh sự cố.

25