Thiết kế kho đông lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản dung tích 250 tấn

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (346.39 KB, 40 trang )

Lời mở đầu
***&***
Kỹ thuật lạnh đã ra đời hàng trăm năm nay và được sử dụng rất rộng rãi
trong nhiều ngành kỹ thuật rất khác nhau: trong công nghiệp chế biến và bảo
quản thực phẩm, công nghiệp hoá chất, công nghiệp rượu, bia, sinh học, đo
lường tự động, kỹ thuật sấy nhiệt độ thấp, xây dựng, công nghiệp dầu mỏ, chế
tạo vật liệu, dụng cụ, thiết kế chế tạo máy, xử lý hạt giống, y học, thể thao, trong
đời sống vv
Ngày nay ngành kỹ thuật lạnh đã phát triển rất mạnh mẽ và trở thành ngành
kỹ thuật vô cùng quan trọng, không thể thiếu được trong đời sống và kỹ thuật
của tất cả các nước.
Ở nước ta, với nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào và đa dạng, sản lượng
thủy sản đánh bắt và nuôi trồng hàng năm là rất lớn. Vì vậy việc xây dựng kho
bảo quản thủy sản lạnh đông đảm bảo chất lượng cho sản phẩm là một vấn đề
cấp thiết hiện nay.
Được sự phân công của Được sự phân công của khoa Cơ Khí Công Nghệ cùng
với sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Lê Thanh Long, tôi tiến hành thực hiện đề
tài: “Thiết kế kho đông lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản dung tích 250 tấn”
Mặc dù rất cố gắng nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ
án không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự chỉ dẫn của quý thầy cô
và sự đóng góp ý kiến của các bạn.
Chương 1
Tổng quan
1.1. Tổng quan về kho lạnh bảo quản
1
1
Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông
sản, rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm,
công nghiệp nhẹ vv…
Hiện nay kho lạnh được sử dụng trong công nghiệp chế biến thực phẩm rất rộng
rãi và chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:

- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: Thịt, hải sản, đồ hộp
- Bảo quản nông sản thực phẩm, rau quả.
- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu
- Kho bảo quản sữa.
- Kho bảo quản và lên men bia.
- Bảo quản các sản phẩm khác.
1.2. Phân loại
1.2.1. Theo công dụng
1.2.1.1. Kho lạnh sơ bộ
Dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại các nhà máy chế biến
trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác.
1.2.1.2. Kho chế biến
Được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm (nhà máy đồ
hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máy xuất khẩu thịt vv ) Các
kho lạnh loại này thường có dung tích lớn cần phải trang bị hệ thống có công
suất lạnh lớn. Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thường
xuyên.
1.2.1.2. Kho phân phối, kho trung chuyển
Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khu vực dân cư, thành phố và dự trữ
lâu dài. Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ nhiều mặt hàng và có ý
nghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng.
1.2.1.3. Kho thương nghiệp
Kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thống thương nghiệp. Kho
dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệp bán trên thị
trường.
1.2.1.4. Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tầu hoả, xe ôtô )
Đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng bảo quản mang tính tạm thời để vận
chuyển từ nơi này sang nơi khác.
1.2.1.5. Kho sinh hoạt
Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùng

bảo quản một lượng hàng nhỏ.
1.2.2.Theo nhiệt độ
1.2.2.1. Kho bảo quản lạnh
2
2
Nhiệt độ bảo quản thường nằm trong khoảng -2
o
C ÷ 5
o
C. Đối với một số rau
quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (chuối >10
o
C, chanh > 4
o
C). Nói
chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản.
1.2.2.2. Kho bảo quản đông
Kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp đông. Đó là hàng
thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào thời gian,
loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải đạt
-18
o
C để cho các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong
quá trình bảo quản.
1.2.2.3. Kho đa năng
Nhiệt độ bảo quản là -12
o
C
1.2.2.3. Kho gia lạnh
Nhiệt độ 0

o
C, dùng gia lạnh các sản phẩm trước khi chuyển sang khâu chế
biến khác.
1.2.2.4. Kho bảo quản nước đá
Nhiệt độ kho tối thiểu -4
o
C
1.2.3. Theo dung tích chứa
Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó. Do
đặc điểm về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm có khác nhau nên thường
qui dung tích ra tấn thịt (MT-Meet Tons). Ví dụ kho 50MT, Kho 100MT, Kho
150 MT vv là những kho có khả năng chứa 50, 100, 150 vv tấn thịt.
1.2.4. Theo đặc điểm cách nhiệt
1.2.4.1. Kho xây
Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến hành bọc
các lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, giá thành tương đối
cao, không đẹp, khó tháo dỡ và di chuyển. Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh
kho xây không đảm bảo tốt. Vì vậy hiện nay ở nước ta người ta ít sử dụng kho
xây để bảo quản thực phẩm.
1.2.4.2. Kho panel
Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyurethan và được lắp ghép với
nhau bằng các móc khoá camlocking. Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giá
thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàng
thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu vv Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở
nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết
các xí nghiệp công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản hàng
hoá.[3]
3
3
Chương 2

Tính toán cấu trúc kho lạnh
2.1. Quy hoạch mặt bằng kho lạnh
2.1.1 Yêu cầu đối với quy hoạch mặt bằng kho lạnh
Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất, xử lý lạnh, bảo
quản và những nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ. Để đạt được mục
đích đó cần tuân thủ các yêu cầu sau:
- Phải bố trí buồng lạnh phù hợp dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo
dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau. Các cửa ra vào buồng chứa
phải quay ra hành lang. Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo
dây chuyền không đi ngược.
- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư bé nhất. Cần sử dụng rộng rãi các cấu
kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo
tiện nghi. Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất.
- Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và chi phí thấp.
+ Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc
xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.
+ Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40m.
4
4
+ Chiều rộng kho lạnh một tầng phải phù hợp với khoảng vượt lớn nhất 12m,
thường lấy 12, 24, 36, 48, 60, 72m.
+ Trong một vài trường hợp kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3,5m, nhưng
thông thường các kho lạnh có hành lang nối ra cả hai phía, chiều rộng 6m.
+ Kho lạnh thể tích tới 600 tấn không bố trí đường sắt, chỉ có một sân bốc dỡ
ôtô dọc theo chiều dài kho đảm bảo mọi phương thức bốc dỡ.
+ Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các buồng lạnh được nhóm lại
từng khối với một chế độ nhiệt độ.
- Mặt bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn. Điều này đặc biệt
quan trọng đối với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo được
môi chất lạnh từ các thiết bị lạnh về, do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với

việc cấp lỏng từ dưới lên.
- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy chữa cháy.
- Khi quy hoạch cũng phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh. Phải để
lại một mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh.
2.1.2 Yêu cầu buồng máy và thiết bị
Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục
đích sau:
- Vận hành máy thuận tiện.
- Rút ngắn chiều dài đường ống: Giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp suất
trên đường ống.
- Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất.
- Đảm bảo an toàn phòng cháy chữa cháy, phòng nổ và vệ sinh công nghiệp.
- Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy với thiết bị.
Buồng máy và thiết bị thường được bố trí vào sát tường kho lạnh để đường
nối ống giữa máy thiết bị và dàn lạnh là ngắn nhất, chiếm từ 5 ÷10% tổng diện
tích kho lạnh.
Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh hoặc
tách rời. Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m trở lên, các máy và
thiết bị lớn đến 2,5m. Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ dàng.
Khoảng cách máy và thiết bị ít nhất là 1m, giữa thiết bị và tường là 0,8m nếu đây
không phải là lối đi vận hành chính. Các thiết bị có thể đặt sát tường nếu phía đó
của thiết bị hoàn toàn không cần đến vận hành, bảo dưỡng. Trạm tiết lưu và bảng
điều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thể quan
sát được dễ dàng từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy. Trạm tiết lưu đặt cách máy
ít nhất 1,5m.
5
5
Buồng máy và thiết bị ít nhất phải có 2 cửa bố trí đối diện ở khoảng cách xa
nhất trong buồng máy, ít nhất có 1 cửa thông ra ngoài trời, các cánh cửa mở ra
ngoài. Buồng máy phải có quạt thông gió thổi ra ngoài, mỗi giờ có thể thay đổi

không khí trong buồng 3 ÷ 4 lần.[1]
2.2. Chọn phương án xây dựng kho lạnh
Chọn phương án thiết kế là kho lạnh lắp ghép, mặc dù kho lạnh lắp ghép giá
thành cao hơn khá nhiều so với kho lạnh xây. Nhưng nó có những ưu điểm vượt
trội so với kho lạnh xây như sau:
- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵn
nên có thể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trong một
vài ngày so với kho truyền thống 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 lươn đặt kho
nên công việc xây 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.
2.3. Chọn thông số thiết kế
2.3.1. Chọn nhiệt độ bảo quản
Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông theo lý thuyết nhiệt độ càng thấp thì chất
lượng sản phẩm càng tốt, thời gian bảo quản càng lâu nhưng tùy từng mặt hàng
cụ thể mà chúng có nhiệt độ bảo quản khác nhau. Đối với các mặt hàng trữ đông
ở các nước châu Âu người ta thường chọn nhiệt độ bảo quản khá thấp từ -25
o
C
÷-30
o
C. Ở Việt Nam hiện nay, nhiệt độ bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh
quy định chung là -18
o
C ÷ -25

o
C.
Nguyên liệu chủ yếu được bảo quản trong kho lạnh là cá Tra cá Basa. Tôi
chọn nhiệt độ bảo quản trong kho là: -20 ± 2
o
C.
2.3.2. Độ ẩm không khí trong kho
Độ ẩm không khí lạnh trong kho có ảnh hưởng lớn đến chất lượng và cảm
quan bề mặt của sản phẩm đông sau khi bảo quản. Bởi vì nó liên quan đến hiện
tượng thăng hoa của nước đá trong sản phẩm. Do vậy tùy từng loại sản phẩm cụ
thể mà độ ẩm của không khí trong kho là khác nhau.
6
6
Đối với sản phẩm đông không được bao gói cách ẩm thì độ ẩm không khí
lạnh là phải đạt 95%. Còn đối với sản phẩm đã được bao gói cách ẩm thì độ ẩm
của không khí lạnh khoảng 85 ÷ 90%.
Sản phẩm được bao gói bằng nhựa PE và giấy catong khi đưa vào kho lạnh
nên độ ẩm không khí lạnh trong kho ϕ = 85%
2.3.3. 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.
Các sản phẩm được bao gói cách ẩm nên ta thiết kế không khí đối lưu cưỡng
bức bằng quạt gió với vận tốc v = 3m/s.
2.3.4. Các số liệu về khí tượng tại thành phố Huế
Bảng 2-1 các số liệu khí tượng tại thành phố Huế
Nhiệt độ,
o
C Độ ẩm tương đối, %

TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông
25,2
o
C 37,3
o
C 13,1
o
C
73% 90%
Nhiệt độ tính toán : t = t
h
= 37,3
o
C
Độ ẩm tính toán : ϕ = ϕ
h
= 73%
Nhiệt bầu ướt : t
ư
= 31
o
C
Nhiệt đọng sương: t
s
= 29,5
o
C
2.4. Xác định kích thước kho lạnh
2.4.1. Dung tích kho lạnh
E=V.g

v
Trong đó: E - dung tích kho lạnh , t
V - thể tích kho lạnh , m
3
g
v
-định mức chất tải định mức t/m
3
Kho được thiết kế với mặt hàng cá g
v
= 0.45 t/m
3
[3,32]
Ta có thể tích buồng:
V = E/ g
v
=250/0.45 = 555,56 (m
3
)
2.4.2. Diện tích chất tải của kho lạnh F, m
2
Được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:
h
V
F =
Trong đó: F – Diện tích chất tải hoặc diện tích hàng chiếm trực tiếp, m
2
.
h – Chiều cao chất tải, m.
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộc

vào bao bì đựng hàng, phương tiện bốc dỡ. Chiều cao h có thể tính bằng chiều
7
7
cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần
thiết để chất hàng và dỡ hàng. Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thực tế
h
1
của kho. Chiều cao h
1
được xác định bằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ
đi hai lần chiều dầy cách nhiệt của trần và nền kho lạnh:
h
1
= H - 2δ
+ Chọn chiều cao phủ bì H = 3,6m là chiều dài lớn nhất của tấm panel.
+ Chọn chiều dày cách nhiệt δ = 125 mm.
Suy ra:
h
1
= 3,6 – 2.0,125 = 3,35 (m).
Chiều cao chất tải thực h của kho bằng chiều cao phủ bì trừ đi khoảng hở phía
trần để lưu thông không khí chọn là 0,5m và phía dưới nền lát tấm palêt là:
0,1m.
Suy ra:
h = 3,35 – (0,1 + 0,5) = 2,75 (m).
Diện tích chất tải lạnh :
02,202
75,2
555,56
===

h
V
F
(m
2
)
2.4.3. Tải trọng của nền và của trần
Tải trọng nền được xác định theo công thức:
g
f
= g
v
.h = 0,45.2,75= 1.24 (tấn/m
2
).
Với tải trọng nền này thì panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén bởi vì độ chịu
nén của panel tiêu chuẩn là 0,2÷0,29 Mpa.
2.4.4. Xác định diện tích kho lạnh cần xây dựng
Diện tích kho lạnh thực tế cần xây dựng phải tính đến đường đi, khoảng hở
giữa các lô hàng, diện tích lắp đặt dàn lạnh, khoảng cách giữa các lô hàng đến
tường bao. Vì vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính toán trên và
được xác định theo công thức:
F
xd
=
F
F
β
Trong đó: F
xd

– diện tích kho lạnh cần xây dựng, m
2
.
β
F
- hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và các
diện tích giữa các lô hàng, giữa lô hàng và cột, tường, các diện tích
lắp đặt thiết bị như dàn bay hơi, quạt, β
F
phụ thuộc vào diện tích
buồng và lấy theo bảng 2-5. Ta chọn β
F
= 0,8.[1,34]
F
xd
=
53,252
8,0
02,202
==
F
F
β
m
2
≈ 253 (m
2
)
Số lượng buồng lạnh cần xây dựng
xd

F
Z
f
=
8
8
Trong đó: Z: số lượng buồng lạnh;
f : diện tích buồng lạnh quy chuẩn xác định theo hàng cột của kho,
m
2
Diện tích buồng lạnh quy chuẩn tính theo hàng cột quy chuẩn cách nhau 6m
nên f cơ sở là 36 m
2
. Các diện tích quy chuẩn khác nhau là bội số của 36 m
2
.
Trong khi tính toán, diện tích lạnh có thể lớn hơn diện tích ban đầu 10÷15%, khi
chọn Z là một số nguyên.
Kho lạnh được chọn có:
f = 6 x 12 =72 (m
2
)
Số buồng lạnh là:
5,3
72
53,252
==
Z
(buồng)
Ta chọn Z = 4 (buồng)

Từ đây chọn kích thước thực của kho lạnh là:
Chiều rộng:12m.
Chiều dài: 24 m.
Chiều cao:3,6 m.
Diện tích thực của kho là:12 x 24 =288 m
2
Dung tích thực tế của kho là:
E
t
= E .
Z
Z
t
Trong đó: E - dung tích kho lạnh, tấn;
Z
t
- số buồng lạnh thực được xây dựng.
Z - số phòng tính toán xây dựng.
Suy ra: E
t
= E .
Z
Z
t
= 250 x
5,3
4
= 285,7 (tấn).
2.5. Cấu trúc kho lạnh
2.5.1. Cấu trúc nền

Cấu trúc nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Nhiệt độ trong kho, tải
trọng của kho hàng bảo quản, dung tích kho lạnh.
Do đặc thù của kho lạnh là bảo quản hàng hóa do đó phải có cấu trúc vững chắc,
móng phải chịu tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng, móng kho được xây
dựng tùy thuộc vào kết cấu địa chấn của nơi xây dựng.
Hình 2-1: Sơ đồ nền kho lạnh.
1400
Con lơn
Nền đất đá
9
9
Bêtông sàn
Panel nền
1270
1070
1000
Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt trên
nền nhà xưởng. Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn chắc của
nền, khả năng chịu lún của nền. Nếu tải trọng của hàng bảo quản càng lớn thì
cấu trúc nền kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao. Các tấm panel nền được
đặt trên các con lươn thông gió. Cấu trúc nền kho lạnh được thiết kế như hình
vẽ.
2.5.2. Cấu trúc vách và trần kho lạnh
Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn đã được chế tạo sẵn
Các thông số của panel cách nhiệt:
+ Chiều dài:
- h = 3600 mm dùng để lắp panel vách
-h = 6000 mm dùng để lắp panel trần và nền
+ Chiều rộng r = 1200 mm
+ Tỷ trọng 30÷40 kg/m3

+ Độ chịu nén 0,2÷0,29 Mpa
+ Hệ số dẫn nhiệt = 0,018 ÷ 0,023 W/mK
+ Phương pháp lắp ghép: Ghép bằng khóa camlocking và ghép bằng mộng âm
dương.
2.5.3. Cấu trúc mái kho lạnh
Mái kho lạnh có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của thời tiết
như: nắng, mưa, đặc biệt là giảm bức xạ nhiệt của mặt trời vào kho lạnh.
Mái kho đảm bảo che mưa che nắng tốt cho kho và hệ thống máy lạnh. Mái
không được đọng nước, không được thấm nước. Mái dốc về hai phía với độ dốc
ít nhất là 2%.
Mái kho lợp bằng tôn, nâng đỡ bằng bộ khung sắt và các xà dọc bắt trên hệ
thống cột.
Hình 2-2: Mái kho
2.5.4. Cửa kho
10
10
Cửa kho lạnh lắp ghép trên cơ bản là giống cửa của tủ lạnh. Cửa là một
tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh được đệm kín bằng cao su
hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm mạnh để hút chặt cửa đảm bảo độ kín và
giảm tổn thất nhiệt.
Kho lạnh được thiết kế gồm 2 cửa trong đó có một cửa chính có kích thước
1000x1800(mm) và một cửa sổ có kích thước 600x600(mm). Hai cửa này để tạo
thuận lợi cho việc xuất, nhập hàng vào và ra khỏi kho.
1
2
3
1
4
1 - Tấm panel
2 - Khóa cửa

3 - Cửa ra vào
4 - Cửa xuất nhập hàng
Hình 2-3: Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh.
Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chế dòng
nhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng. Nhựa để chế tạo màn chắn khí phải
đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao. Màn được ghép từ các dải
nhựa có chiều rộng 200 mm, dày 2 mm, chồng mí lên nhau là 50 mm.
Màn nhựa cửa ra vào
Màn nhựa, dày 2mm, rộng 200mm
2.5.5. Khóa cam ( cam lock)
Hình 2-5 giới thiệu nguyên tắc hoạt động và cấu tạo của khóa cam. Cơ cấu
móc bên trái nằm ở một mép panel, chốt ngang nằm ở một vị trí tương ứng ở
11
Hình 2-4:
Màn nhựa che cửa ra
vào và cửa xuất nhập
hàng kho lạnh.
11
mép panel cần ghép nối. Khi đặt 2 panel cạnh nhau, dùng chìa khóa quay theo
chiều kim đồng hồ 1/4 vòng thì móc đã ăn khớp vào chốt của panel đối diện thì
cơ cấu cam kéo chốt về bên trái siết chặt 2 tấm panel vào với nhau.
Hình 2-5. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của khóa cam
2.5.6. Mộng âm dương
Mộng âm dương thường được sử dụng kết hợp với khóa cam để tăng hiệu
quả cách nhiệt. Nguyên tắc cấu tạo là một cạnh panel bố trí lõm khe còn cạnh
tương ứng của panel ghép có vấu lồi để ăn khớp hoàn toàn với nhau (xem hình
2- 5), qua đó tránh được khe hở ở mối ghép panel với nhau, nền…
Hình 2-6. Mộng âm dương của tấm panel
2.6. Tính toán cách nhiệt, cách ẩm và kiểm tra đọng sương
2.6. 1. Xác định chiều dày cách nhiệt

Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:
[ ]
)
11
(
1
1
21
∑
=
++−=
n
i
i
i
CNCN
K
αλ
δ
α
λδ
Trong đó:
CN
δ
- độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, m.
CN
λ
- hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK.
K - hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m
2

K.
1
α
- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách, W/m
2
K.
2
α
- hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m
2
K.
i
δ
- bề dày lớp vật liệu thứ i, m.
i
λ
- hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK.
12
12
Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn (panel
có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm).
Bảng 2-2 Các thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn.[4,52]
Vật liệu Chiều dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/mK
Polyurethane
CN
δ
0.025
Tôn lá 0,0012 45,36
Sơn bảo vệ 0,0005 0,291
Kho bảo quản đông được thiết kế với chế độ trong kho là -20 ± 2

o
C không
khí đối lưu cưỡng bức vừa phải. Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con
lươn thông gió nên ta lấy hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số
truyền nhiệt của vách kho.
Tra bảng ta được:
K = 0,21 W/m
2
K, [Bảng 3-6,TL1,64].
α
1
=23,3 W/m
2
K; α
2
=9

W/m
2
K, [Bảng 3-7, TL1, 86].
Thay số vào (1):
[ ]
)(1.115)(1151,0)
9
1
291,0
0005,0.2
36,45
0012,0.2
3,23

1
(
21,0
1
025,0 mmm
CN
==+++−=
δ
Để đảm bảo cách nhiệt cho tốt chọn chiều dày tấm panel là:
CN
δ
=125 mm
Ta có hệ số truyền nhiệt thực:
∑
=
+++
=
n
i
cn
cn
i
i
k
1
21
11
1
αλ
δ

λ
δ
α
Thay số vào ta được:
194,0
9
1
025,0
125,0
291,0
0005,0.2
36,45
0012,0.2
3,23
1
1
=
++++
=k
(W/m
2
K)
2.6.2. Tính kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài vách cách nhiệt
Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là k ≤ k
s
Hệ số truyền nhiệt đọng sương được tính theo công thức:
21
1
1
.95,0

tt
tt
k
s
s
−
−
=
α
Trong đó: α
1
- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho,
W/m
2
K.
t
1
- nhiệt độ không khí bên ngoài kho, t
1
= 37,3
o
C
t
2
- nhiệt độ không khí bên trong kho, t
2
= -20
o
C
13

13
t
s
- nhiệt độ điểm đọng sương, t
s
= 29,5
o
C
01,3
)20(3,37
5,293,37
3,23.95,0.95,0
21
1
1
=
−−
−
=
−
−
=
tt
tt
k
s
s
α
(W/m
2

K)
Nhận xét: k
s
> k.
Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương
Chương 3:
Tính nhiệt kho lạnh
Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâp
nhập vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ
công suất để thải nó trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn
định giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài.
Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng
suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt. Nhiệt tải Q của kho lạnh sẽ được tính theo
công thức sau:
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
, W
Trong đó: Q
1
– dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của kho lạnh.
Q
2

– dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra trong quá trình xử lý
lạnh.
Q
3
– dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, ở
đây Q
3
= 0 do kho bảo quản sản phẩm thủy sản không thông gió buồng lạnh.
Q
4
– dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.
Q
5
– dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp, nó chỉ có ở
kho lạnh bảo quản rau quả, Q
5
= 0.
3.1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q
1
:
Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao,
trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong
kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần.
Dòng nhiệt Q
1
được xác định theo công thức:
Q
1
= Q
11

+ Q
12
, W.
Trong đó: Q
11
– dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.
14
14
Q
12
– dòng nhiệt qua tường bao và trần do ảnh hưởng của bức xạ
mặt trời.
Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che nên bỏ
qua dòng nhiệt qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời, Q12 = 0.
Dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ được xác định
theo biểu thức:
Q
11
= k
t
.F(t
1
– t
2
), W
Trong đó: k
t
- hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều
dài cách nhiệt thực.
F - diện tích bề mặt kết cấu bao che.

t
1
– nhiệt độ môi trường bên ngoài kho,
o
C.
t
2
– nhiệt độ không khí trong kho,
o
C.
Chiều dài kho L1 =24m
Chiều rộng kho L2 = 12 + 2.0,125 = 12,25 m
Chiều cao H = 3,6 + 0,125 = 3,725 m
3.1.1. Tính dòng nhiệt truyền qua vách
Q
11
vi
= k
t
.F.(t
1
vi
– t
2
vi
); ( W) (
4,1=i
)
Trong đó : k
t

- là hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo
chiều dầy cách nhiệt thực; (W/m
2
k)
F - là diện tích bề mặt của kết cấu bao che; (m
2
)
t
1
- là nhiệt độ bên ngoài môi trường
t
2
- là nhiệt độ trong kho lạnh
Do kho lạnh được đặt trong xưởng chế biến có tường bao xung quanh và có
mái che nên nhiệt độ không khí xung quanh kho lạnh sẽ lấy bằng nhiệt độ của
khu thành phẩm, t
1
= 26
o
C.
Bảng 3-1 Dòng nhiệt truyền qua vách
Bao che
k
t
( W/m
2
K)
F
(m
2

)
Δt
(
o
C)
Q
11
vi
(W)
Vách phía
đông
0,194 45,6 46 406,9
Vách phía tây 0,194 45,6 46 406,9
Vách phía
nam
0,194 89,4 46 797,8
Vách phía bắc 0,194 89,4 46 797,8
Tổng Q
11
vi
2409,4
3.1.2. Dòng nhiệt truyền qua trần
Tương tự dòng nhiệt qua vách kho ta có :
Bảng 3-2 Dòng nhiệt truyền qua trần
15
15
Bao che
k
t
( W/m

2
K)
F
(m
2
)
Δt
(
o
C)
Q
11
tr
(W)
Trần 0,194 294 50 2851,8
3.1.3. Dòng nhiệt truyền qua nền.
Nền không có sưởi nên dòng nhiệt qua sàn được xác định theo biểu thức:
Q
11
n
= ∑k
q
.F.(t
1
– t
2
)m; (W)
Trong đó: k
q
: hệ số truyền nhiệt quy ước tương ứng với từng vùng nền

F: diện tích tương ứng với từng vùng nền
m: hệ số tính đến sự tăng tương đối trở nhiệt của nền khi có lớp
cách nhiệt.
Để tính toán dòng nhiệt vào qua sàn, người ta chia sàn ra các vùng khác nhau
có chiều rộng 2 m mỗi vùng tính từ bề mặt tường bao vào giữa buồng.
Hình 3-1 Diện tích vùng nền
- Vùng I (vùng rộng 2m dọc theo chu vi tường bao).
k
I
= 0,47 W/m
2
K
F
I
= 4( a +b )- 16 = 4(12+24) -16= 128( m
2
).
- Vùng II (rộng 2 m tiếp theo về phía tâm buồng).
k
II
= 0,23 W/m
2
K
F
II
= 4( a + b ) – 48 = 4(12+ 24) – 48 =96 (m
2
).
- Vùng III (rộng 2m tiếp theo).
k

III
= 0,12 W /m
2
K
F
III
= 4( a + b) – 80 = 4(12+ 24) – 80 =64 (m
2
).
- Vùng IV còn lại ở giữa buồng lạnh.
k
IV
=0,07 W /m
2
K
F
IV
= (a - 12)( b -12)=0
Vậy buồng lạnh chia được 3 vùng.
Hệ số m được tính:
16
a = 24m
b =
16
m =









+++
n
n
λ
δ
λ
δ
λ
δ
25,11
1
2
2
1
1
Thay số liệu ta có:
m =






+++
36,45
0012,0
.2

291,0
0005,0
.2
025,0
125,0
25,11
1
= 0,138
Bảng 3-3 Dòng nhiệt tổn thất qua vùng nền
m K
q
( W/m
2
K)
F
(m
2
)
Δt
(
o
C)
Q
11
n
(W)
1 0,138 0,47 128 46 381,9
2 0,138 0,23 96 46 140,2
3 0,138 0,12 64 46 48,8
∑

288 570,9
Ta có: Q
11
= Q
11
v

+ Q
11
tr
+ Q
11
n
=2409,4 + 2851,8 + 570,9 =5832,1
 Kết quả tính toán tổng dòng nhiệt qua kết cấu bao che
Vậy dòng nhiệt qua vách, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ là:
Q
1
= Q
11
+ Q
12
Với: Q
11
= Q
11
v

+ Q
11

tr
+ Q
11
n
Bảng 3-4 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che
Q
11
v
Q
11
tr
Q
11
n
Q
11
Q
12
Q
1
2409,4 2851,8 570,9 5832,1 0 5832,1
3.2. Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra Q
2
:
Dòng nhiệt do bao bì và sản phẩm tạo ra xác định theo công thức:
Q
2
= Q
21
+ Q

22
, W
Trong đó: Q
21
– dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra,W
Q
22
– dòng nhiệt do bao bì tỏa ra,W
3.2.1. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra Q
21
Được xác định theo công thức:
3600.24
1000
)(
2121
iiMQ
−=
, W
Trong đó: M – công suất buồng gia lạnh hay khối lượng hàng nhập vào kho
bảo quản trong một ngày đêm, tấn/ngày đêm.
17
17
Lấy khối lượng hàng nhập trong một ngày đêm vào buồng bảo quản
lạnh và buồng bảo quản đông bằng 8% dung tích buồng nếu dung tích buồng
nhỏ hơn 200T và bằng 6% nếu dung tích buồng lớn hơn 200T.
Vậy chọn M= 6%.250=15 tấn/ngày đêm
i
1
, i
2

- entanpi sản phẩm ở nhiệt độ vào và ở nhiệt độ bảo quản, J/kg
Cần lưu ý rằng đối với kho bảo quản đông, các sản phẩm khi đưa vào kho
bảo quản đã được cấp đông đến nhiệt độ bảo quản. Tuy nhiên trong quá trình xử
lý đóng gói và vận chuyển nhiệt độ sản phẩm tăng lên ít nhiều, nên đối với sản
phẩm bảo quản đông lấy nhiệt độ vào là -12
o
C.
Nhiệt độ sản phẩm trước khi vào kho bảo quản đông:
t
1
= - 12
o
C suy ra i
1
= 24,4 (kJ/kg)
Nhiệt độ của sản phẩm trong kho bảo quản:
t
2
= -20
o
C suy ra i
2
=0 (kJ/kg)
Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra:
Q 1,4236
3600.24
1000
24400.15
21
==

(W)
3.2.2. Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra Q
22
3600.24
1000
)(.
2122
ttCMQ
bb
−=
Trong đó: M
b
- khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm trong một ngày
đêm, tấn/ngàyđêm. Ta lấy M
b
= 10%.M = 1,5 tấn/ngày đêm.
C
b
- nhiệt dung riêng của bao bì,J/kgK, với bao bì là bìa cactong thì
C
b
= 1460 J/kgK.
t
1
, t
2
- nhiệt độ bao bì trước và sau khi làm lạnh bao bì,
o
C.
Ta lấy nhiệt độ bao bì trước khi đưa vào kho cùng sản phẩm bằng

nhiệt độ của khu thành phẩm, t
1
= 26
o
C.
Suy ra:
97,1165
3600.24
1000
)2026(1460.5,1
3600.24
1000
)(.
2122
=+=−= ttCMQ
bb
(W)
Vậy dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra:
Q
2
= Q
21
+ Q
22
=4236,1+1165,97=5402,07 (W)
3.3. Các dòng nhiệt do vận hành Q
4
Các dòng nhiệt do vận hành Q
4
gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q

41
, do
người làm việc trong các buồng Q
42
, do các động cơ điện Q
43
, do mở cửa Q
44
và
dòng nhiệt do xả băng Q
45
.
Q
4
= Q
41
+ Q
42
+ Q
43
+ Q
44
+ Q
45
3.3.1. Dòng nhiệt do chiếu sáng Q
41
Được xác định theo biểu thức:
Q
41
= A.F

18
18
Trong đó: A - nhiệt lượng tỏa ra khi chiếu sáng 1 m
2
buồng hay nền, với
buồng bảo quản đông A = 1,2 W/m
2
.
F - diện tích của buồng, m
2
.
Suy ra: Q
41
=1,2.288= 345,6 (W)
3.3.2. Dòng nhiệt do người trong buồng làm việc tỏa ra Q
42
Được xác định theo biểu thức:
Q
42
= 350.n
Trong đó: 350 - nhiệt lượng do một người tỏa ra trong khi làm công việc nặng
nhọc 350 W/người.
n - số người làm việc trong buồng. Nó phụ thuộc vào công nghệ gia công, chế
biến, vận chuyển, bốc xếp. Thực tế số lượng người làm việc trong buồng rất khó
xác định và thường không ổn định. Nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy các số
liệu định hướng sau đây theo diện tích buồng.
Nếu buồng nhỏ hơn 200m
2
: n = 2 ÷ 3 người
Nếu buồng lớn hơn 200m

2
: n = 3 ÷ 4 người
Suy ra: Q
42
= 350.n =350.3 =1050 (W)
3.3.3. Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra Q
43
N.1000Q
43
=
Trong đó: N: Công suất động cơ điện.
1000: Hệ số chuyển đổi từ KW ra W.
Tổng công suất của động cơ điện quạt dàn lạnh lắp đặt trong kho lạnh phải
lấy theo thực tế thiết kế. Tuy nhiên đến đây ta chưa chọn được dàn lạnh nên
chưa biết cụ thể tổng công suất động cơ điện của quạt dàn lạnh, vì vậy có thể lấy
theo định hướng như sau: N = 4 (KW)
Vậy dòng nhiệt do động cơ điện toả ra là:
N.1000Q
43
=
= 1000.4=4000 (W)
3.3.4. Dòng nhiệt do mở cửa kho lạnh Q
44
Được xác định theo biểu thức:
Q
44
= B.F
Trong đó: F - diện tích của kho lạnh, m
2
.

B – dòng nhiệt dung riêng khi mở cửa, W/m
2
.
Dòng nhiệt khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng và chiều cao buồng.
Với chiều cao buồng 6m lấy theo bảng sau:
Bảng 3-5 Dòng nhiệt riêng khi mở cửa [1,117]
Tên buồng B, W/m
2
< 50 m
2
50 ÷150 m
2
> 150 m
2
Bảo quản đông 22 12 8
19
19
Với chiều cao buồng h = 3,6 m, diện tích > 150 m
2
. Sử dụng phương pháp
nội suy ta có B = 4,8 W/m
2
.
Suy ra: Q
44
= B.F = 4,8.288= 1382,4 (W)
3.3.5. Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q
45
Sau khi xả băng, nhiệt độ kho lạnh tăng lên đáng kể, điều đó chứng tỏ có một
phần nhiệt lượng dùng xả băng đã trao đổi nhiệt với không khí và các thiết bị

trong phòng. Nhiệt dùng xả băng đại bộ phận làm tan băng trên dàn lạnh và
được đưa ra ngoài cùng với nước đá tan, một phần truyền cho không khí và các
thiết bị trong kho lạnh gây nên tổn thất.
Để xác định dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh ta xác định theo mức độ tăng
nhiệt độ không khí trong phòng sau khi xả băng. Mức độ tăng nhiệt độ của
phòng phụ thuộc vào dung tích của kho lạnh. Thông thường nhiệt độ không khí
sau khi xả băng tăng (4 ÷ 7)
o
C. Dung tích càng lớn thì độ tăng nhiệt độ càng
nhỏ và ngược lại. Dòng nhiệt do xả băng dàn lạnh Q
45
được xác định theo biểu
thức:
3600.24

45
tCV
nQ
pkkkk
∆
=
ρ
Trong đó: n - số lần xả băng trong một ngày đêm, chọn n = 3.
ρ
kk
- khối lượng riêng của không khí, ρ
kk
=1,2kg/m
3
.

V - thể tích của kho lạnh,m
3
.
C
Pkk
- nhiệt dung riêng của không khí,
CPkk
=1009 J/kgK.
Δt - độ tăng nhiệt độ không khí trong kho lạnh sau khi xả băng dàn
lạnh lấy =5
o
C.
Suy ra :
9,38
3600.24
5.1009.56,555.2,1
.3
3600.24

45
==
∆
=
tCV
nQ
pkkkk
ρ
(W)
Vậy dòng nhiệt tổn thất do vận hành:
Q

4
= Q
41
+ Q
42
+ Q
43
+ Q
44
+ Q
45
=345,6 +1050+4000 +1382,4 +38,9= 6816,9 (W)
Bảng 3-6 Tổng hợp các kết quả tính toán nhiệt tải kho lạnh
Q
1
Q
2
Q
4
Q
5832,1 5402,07 1382,4 12616,57
3.4. Xác định phụ tải nhiệt của thiết bị và máy nén
3.4.1. Phụ tải nhiệt của thiết bị
Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính toán bề mặt trao đổi nhiệt
cần thiết của thiết bị bay hơi. Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ
20
20
cũng lớn hơn công suất của máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những
biến động có thể xảy ra trong quá trính vận hành. Vì thế tải nhiệt của thiết bị
được lấy bằng tổng của tất cả các tổn thất nhiệt của kho lạnh.

Q
0
TB
= Q
1
+ Q
2
+ Q
4
=12616,57
3.4.2. Phụ tải nhiệt của máy nén
Do các tổn thất trong các kho lạnh không đồng thời xảy ra nên công suất
nhiệt yêu cầu thực tế sẽ nhỏ hơn tổng của các tổn thất nhiệt. Để tránh cho máy
nén có công suất lạnh quá lớn, tải nhiệt máy nén cũng được tính toán từ các tải
nhiệt thành phần nhưng tùy theo từng loại kho lạnh có thể chỉ lấy một phần tổng
của nhiệt tải đó.
Với kho lạnh bảo quản sản phẩm thủy sản đông lạnh thì:
Q
MN
= 85%Q
1
+ 100%Q
2
+ 75%Q
4
= 11396,2 (W)
Năng suất lạnh của máy nén đối với mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi giống
nhau xác định theo biểu thức:
b
Qk

Q
MN
∑
=
.
0
Trong đó: k - Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ
thống lạnh, nó được xác đinh theo bảng sau:
Bảng 3-7 Hệ số k
t
o
,

o
C -10 -30 -40
k 1,05 1,07 1,1
t
o
= -30
o
C nên k = 1,07
b - Hệ số thời gian làm việc, thường lấy b = 0,9 (máy nén làm việc
22 giờ/ngày do xả băng dàn lạnh và giảm tải cho máy nén).
ΣQ
MN
- Tổng nhiệt tải của máy nén đối với một nhiệt độ bay hơi
Vậy năng suất lạnh của máy nén đối với mỗi nhóm buồng có nhiệt độ sôi
giống nhau:
5,13
9,0

4,11.07,1
.
0
===
∑
b
Qk
Q
MN
kW
21
21
Chương 4:
Tính toán chu trình, tính chọn máy nén và các thiết bị
4.1. Chọn chế độ làm việc của hệ thống lạnh
4.1.1. Chọn phương pháp làm lạnh
Trong thực tế có nhiều phương pháp làm lạnh cho kho, nhưng có hai phương
pháp thông dụng nhất là: làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián tiếp.
Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm khác nhau phù hợp với yêu
cầu thiết bị, công nghệ của từng trường hợp cụ thể. Đối với mỗi trường hợp đó
người ta sẽ chọn phương pháp làm lạnh sao cho phát huy tối đa ưu điểm và hạn
chế đến mức thấp nhất các nhược điểm.
4.1.1.1. Làm lạnh trực tiếp
Là phương pháp làm lạnh kho bằng dàn bay hơi đặt trong kho lạnh, môi chất
lạnh lỏng sôi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh. Làm lạnh trực tiếp có thể là
dàn lạnh đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức.
 Ưu điểm
- Thiết bị đơn giản không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ.
- Tuổi thọ cao, kinh tế vì không phải tiếp xúc với nước muối là một chất ăn
mòn kim loại rất nhanh chóng.

- Đứng về mặt nhiệt động thì ít tổn thất năng lượng vì hiệu nhiệt độ giữa kho
lạnh và dàn bay hơi gián tiếp qua không khí.
- Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ nghĩa là khi làm lạnh trực tiếp thời gian từ
khi mở máy đến lúc kho lạnh đạt nhiệt độ yêu cầu sẽ nhanh hơn.
- Nhiệt độ kho lạnh có thể giám sát theo nhiệt độ sôi của môi chất, nhiệt độ
sôi có thể xác định dễ dàng qua nhiệt kế của đầu hút máy nén.
- Dễ dàng điều chỉnh nhiệt độ bằng cách đóng ngắt máy nén (đối với máy
lạnh nhỏ và trung bình).
 Nhược điểm
- Đối với hệ thống lạnh lớn thì lượng môi chất nạp vào máy lớn, khả năng rò
rỉ của môi chất lớn, khó có khả năng dò tìm được chỗ rò rỉ để xử lý.
22
22
- Đối với dàn lạnh Freon, việc hồi dầu sẽ gặp khó khăn khi dàn lạnh đặt quá
xa và thấp hơn vị trí của máy nén.
- Với quá nhiều dàn lạnh việc bố trí phân phối môi chất lạnh đến cho các dàn
lạnh cũng gặp nhiều khó khăn và máy nén dễ hút ẩm, việc bảo vệ máy nén cũng
gặp khó khăn.
- Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém khi máy lạnh ngừng hoạt động thì dàn
lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.
4.1.1.2. Làm lạnh gián tiếp
Là phương pháp làm lạnh bằng các giàn chất tải lạnh như nước muối, glycol,
… thiết bị bay hơi đặt ở ngoài kho lạnh. Ở trong buồng chất tải lạnh nóng lên do
thu nhiệt của buồng lạnh. Sau đó trở lại dàn bay hơi để hạ nhiệt độ xuống bằng
nhiệt độ yêu cầu và cứ như vậy được tuần hoàn liên tục. Dàn lạnh gián tiếp cũng
có thể là dàn lạnh đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng bức.
 Ưu điểm
- Hệ thống lạnh có độ an toàn cao, chất tải lạnh không cháy, không nổ, không
độc hại với cơ thể sống và không làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bảo
quản. Nó là vòng tuần hoàn an toàn và ngăn chặn sự tiếp xúc của môi chất độc

hại đối với sản phẩm.
- Máy lạnh có cấu tạo đơn giản hơn, đường ống dẫn môi chất hệ thống ngắn
được chế tạo ở dạng tổ hợp hoàn chỉnh nên chất lượng cao, độ tin cậy lớn, dễ
dàng kiểm tra lắp đặt và hiệu chỉnh.
- Dung dịch chất tải lạnh có khả năng trữ lạnh lớn sau khi máy ngừng hoạt
động, nhiệt độ kho có khả năng duy trì được lâu hơn.
 Nhược điểm
- Năng suất lạnh của máy bị giảm do chênh lệch nhiệt độ lớn.
- Hệ thống thiết bị cồng kềnh vì phải thêm vòng tuần hoàn cho chất tải lạnh.
- Tốn năng lượng bổ sung cho bơm hoặc cánh khuấy chất tải lạnh.
Qua sự phân tích ưu nhược điểm của hai phương pháp làm lạnh trên,
phương pháp làm lạnh được chọn cho kho đang thiết kế là phương pháp làm
lạnh trực tiếp. Nó phù hợp với điều kiện của kho lạnh như: hệ thống không cồng
kềnh, dễ điều chỉnh nhiệt độ, tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ, chi phí đầu tư ban
đầu không lớn.
4.1.2. Chọn môi chất lạnh
Môi chất lạnh có tác dụng cung cấp lạnh (thu nhiệt của môi trường xung
quanh) trong quá trình nó biến đổi trạng thái.
Kho lạnh đang thiết kế chọn môi chất lạnh là Freon R22 (CHClF2). Môi chất
lạnh R22 có các tính chất sau:
23
23
4.1.2.1. Tính chất vật lý
- Là chất khí không màu và có mùi thơm rất nhẹ, ở áp suất khí quyển nhiệt
độ sôi -40,8
o
C
- Ở điều kiện làm mát bằng nước vào mùa hè ở Việt Nam ngưng tụ là 42
o
C,

áp suất ngưng tụ là 16,1 bar, là môi chất có áp suất ngưng tụ tương đối cao;
- Nhiệt độ cuối tầm nén thấp nên có thể dùng thiết bị hoàn nhiệt do đó không
cần thiết bị tách lỏng;
- Năng suất lạnh riêng thể tích lớn gần bằng NH3 nên máy tương đối gọn;
- Độ nhớt, tính lưu thông kém hơn NH
3
nên các đường ống, cửa van đều phải
lớn hơn;
- Có thể hòa tan trong nước gấp 8 lần R12 nên máy ít có nguy cơ tắc ẩm;
- Phù hợp sử dụng máy nén kín, nửa kín.
4.1.2.2. Tính chất hóa học
- Bền ở phạm vi nhiệt độ và áp suất làm việc
- Khi có chất xúc tác là thép, bị phân hủy ở nhiệt độ 550
o
C thành phần là
phosgene rất độc;
- Không tác dụng với kim loại, phi kim loại chế tạo máy;
- Làm trương phồng cao su và một số chất dẻo đệm khí.
4.1.2.3. Tính cháy nổ
Không gây cháy nổ
4.1.2.4. Tính sinh lý
- Không độc hại với cơ thể sống;
- Không làm biến chất thực phẩm bảo quản.
4.1.2.5. Tính kinh tế
Đắt nhưng được sản xuất nhiều, vận chuyển và bảo quản dễ dàng.
4.1.3. Chọn các thông số của chế độ làm việc
4.1.3.1. Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh
Nhiệt độ sôi của môi chất phụ thuộc vào nhiệt độ của phòng lạnh. Được tính
theo công thức sau:
t

o
= t
b
- Δt
0
Trong đó : t
b
- nhiệt độ buồng lạnh; t
b
= -20
o
C
Δt
o
- hiệu nhiệt độ yêu cầu; Δt
0
= 10
o
C
Vậy: t
o
= - 20-10 = - 30
o
C
4.1.3.2. Nhiệt độ ngưng tụ
Nhiệt độ ngưng tụ phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường làm mát của thiết
bị ngưng tụ. Thiết bị ngưng tụ của hệ thống lạnh được làm mát bằng nước lấy từ
nguồn nước thành phố tuần hoàn khép kín qua tháp giải nhiệt, được tính theo
công thức:
t

k
= t
w2
+ Δt
k
24
24
Trong đó : Δt
k
- hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu , = 3 ÷ 5 có nghĩa là nhiệt độ
ngưng tụ cao hơn nhiệt độ nước ra từ 3 ÷ 5 ; chọn Δt
k
=5
o
C.
t
w2
- nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng;
Nhiệt độ nước đầu vào và đầu ra chênh nhau 2 ÷ 6
o
C phụ thuộc vào kiểu
bình ngưng:
t
w2
= t
w1
+ (2 ÷ 6)
o
C
Trong đó: t

w2
- nhiệt độ ra khỏi bình ngưng
t
w1
- nhiệt độ nước vào bình ngưng
Đối với bình ngưng ống vỏ nằm ngang chọn Δt
w
= 5
o
C nghĩa là:
t
w2
= t
w1
+ 5
o
C.
t
w1
: Nhiệt độ nước vào bình ngưng, được xác định theo biểu thức:
t
w1
= t
ư
+ (3 ÷ 4
o
C)
Vậy: t
w1
= 31 + (3÷5) = 34 ÷ 36 chọn t

w1
= 34
o
C
t
w2
= t
w1
+5 = 39
o
C
t
k
= 39 + 5 = 44
o
C
4.1.3.3. Nhiệt độ quá nhiệt
Nhiệt độ quá nhiệt là nhiệt độ của môi chất trước khi vào máy nén. Nhiệt độ
hơi hút bao giờ cũng lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất.
Mục đích của việc quá nhiệt hơi hút là để bảo vệ máy nén tránh không hút
phải lỏng. Tùy từng loại môi chất và máy nén mà có nhiệt độ quá nhiệt khác
nhau.
Ta có:
t
qn
= t
0
+ ∆t
qn
Trong đó : ∆t

qn
: là nhiệt độ quá nhiệt hơi hút, với môi chất R
22
thì: ∆t
qn
=20
o
C
t
0
: nhiệt độ sôi của môi chất.
Vậy : t
qn
= (-30) + 20
0
C = -10
o
C
4.1.3.4. Nhiệt độ quá lạnh t
ql
Là nhiệt độ của môi chất lỏng trước khi vào van tiết lưu. Nhiệt độ quá lạnh
càng thấp thì năng suất lạnh càng lớn. Vì vậy, người ta cố gắng hạ nhiệt độ quá
lạnh xuống càng thấp càng tốt.
Đối với thiết bị Freon sự quá lạnh được thực hiện trong bình hồi nhiệt, giữa
môi chất lỏng trước khi vào van tiết lưu và hơi lạnh ở bình bay hơi ra trước khi
về máy nén.
Từ nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ quá nhiệt. Tra đồ thị lgp-I của môi chất R22
ta được:
t
0