đồ án kho lạnh: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá

Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
LỜI MỞ ĐẦU
   
iệt Nam là một quốc gia có đường bờ biển dài trên 3200 km dọc suốt chiều
dài từ Bắc tới Nam, phía Bắc giáp với vịnh Bắc Bộ, phía Nam giáp với
vịnh Thái Lan, với cả một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn một
triệu km
2
, cộng với hệ thống sông ngòi chằng chịt. Nói chung Việt Nam là một môi
trường rất thuận lợi, cung cấp nguồn thuỷ hải sản rất phong phú.
V
Trong những năm gần đây xây dựng và mở rộng các kho lạnh bảo quản thuỷ hải
sản xuất khẩu thu lại ngoại tệ cho đất nước đang là mối quan tâm hàng đầu của Đảng
và nhà nước ta.
Đồ án của nhóm : "Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá"
Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm chúng em sẽ không tránh khỏi những sai
sót. Kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô.
Em xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2013
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 1
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
LỜI CẢM ƠN
   
au một thời gian nghiên cứu và tham khảo để hoàn thành đồ án, nhóm chúng em
xin chân thành cảm ơn:
S
- Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp. Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện tốt
nhất về cơ sở vật chất kĩ thuật, trang thiết bị để chúng em có thể hoàn thành đồ án
trong thời gian ngắn.
- Thư viện trường đã cung cấp những tư liệu hết sức có giá trị, là tài liệu thanh khảo
tốt và quý báu.

- Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Đào Thanh Khê, người trực tiếp hướng dẫn tận
tình để nhóm chúng em hoàn thành đồ án đúng thời hạn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2013
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 2
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD
   

GVHD: Đào Thanh Khê Trang 3
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá









Chữ ký của giáo viên nhận xét
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 4
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
LỜI NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN
   

Chữ ký của giáo viên nhận xét
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 5
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
MỤC LỤC
   
Chương 1:TỔNG QUAN
1.1. VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA KỸ THUẬT LẠNH
Nguồn lợi thủy sản nước ta vô cùng phong phú và đa dạng như: cá, tôm, mực.
Hiện nay người ta đã xác định trên 800 loài thủy sản trong đó có hơn 400 loài có giá
trị cao.
Nhu cầu về thực phẩm thủy sản đông lạnh luôn có xu hướng tăng nhanh đặc biệt ở
các nước phát triển, mức sống của họ cao nên họ có xu hướng sử dụng các loài thực
phẩm thủy sản để hạn chế nguy cơ gây một số bệnh như: bệnh tim, bệnh béo phì, bệnh
cao huyết áp, bệnh bướu cổ.
Chính vì thế mà thực phẩm lạnh nói chung và thực phẩm đông lạnh nói riêng luôn
là nguồn hấp dẫn người tiêu dùng trong và ngoài nước. Nó không ngừng mang lại
ngoại tệ cho đất nước.
1.2.Ý NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới nóng ẩm, phần lớn các loài thực phẩm từ rau quả,
thịt, cá chứa nhiều chất và cấu trúc rất phức tạp. Các thông số về chất lượng thực phẩm
thay đổi dưới tác dụng của các quá trình lên men trong thực phẩm cũng như các quá
trình phát triển của vi sinh vật và quá trình oxi hóa của không khí làm cho thực phẩm
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 6
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
đó có cấu trúc vi sinh vật bị phá hủy. Do đó làm giảm giá trị của thực phẩm. Mặt khác,
ở thực phẩm nóng có thể xuất hiện nhiều chất có hại cho cơ thể người.
Vậy hạn chế những biến đổi không có lợi cho thực phẩm bằng cách hạ nhiệt độ của
thực phẩm vì ở nhiệt độ thấp thì những biến đổi có hại cho thực phẩm sẽ kìm hãm làm
cho quá trình đó lâu hơn. Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháp
làm lạnh nhân tạo mà ngành kỹ thuật lạnh đã làm được và nó cũng là phương pháp đạt
nhiều hiệu quả cao trong các điều kiện nhiệt độ như ở nước ta.
1.3. TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN
1.3.1. Kho lạnh bảo quản
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,…
Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm và
chiếm một tỷ lệ lớn nhất. Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:
- Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,…
- Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả.
- Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu.
- Kho bảo quản sữa.
- Kho bảo quản và lên men bia.
- Bảo quản các sản phẩm khác.
Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:
- Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh.
- Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu.
- Cần có khả năng cơ giới hoá cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng.

- Có giá trị kinh tế: vốn đầu tư nhỏ, có thể sử dụng máy và thiết bị trong nước,…
Với những yêu cầu nhiều khi mâu thuẫn nhau như trên ta phải đưa ra những phương
pháp thiết kế với hoàn cảnh Việt Nam.
1.3.2. Phân loại kho lạnh
Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau:
1.3.2.1.Theo công dụng
Người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 7
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
- 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.
- 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,
…). 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.
- Kho phân phối, trung chuyển: dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khu
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 đối với đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng.
- 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.
- Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ôtô): đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàng
bảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác.
- 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.
1.3.2.2.Theo nhiệt độ
Người ta có thể chia ra:
- Kho bảo quản lạnh: nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2
o

C đến 5
o
C. Đối với
một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10
o
C, đối
với chanh >4
o
C).
Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản.
- Kho bảo quản đông: kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấp
đông. Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật. Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vào
thời gian, loại thực phẩm bảo quản. Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phải
đạt -18
o
C để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trình
bảo quản.
- Kho đa năng: nhiệt độ bảo quản là -12
o
C, buồng bảo quản đa năng thường được
thiết kế ở -12
0
C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0
o
C
hoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18
o
C tuỳ theo yêu
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 8
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá

cầu công nghệ. Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm. Buồng đa
năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàn tường hoặc
dàn trần đối lưu không khí tự nhiên.
- Kho gia lạnh: được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống
nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trong
phương pháp kết đông 2 pha. Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ
buồng có thể hạ xuống -5
o
C và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sản
phẩm được gia lạnh. Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gia
lạnh cho sản phẩm.
- Kho bảo quản nước đá: nhiệt độ tối thiểu -4
o
C.
1.3.2.3.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 khác nhau nên thường quy dung tích ra
tấn thịt.
Ví dụ: kho 50 tấn thịt, kho 100 tấn thịt, 200 tấn thịt, 500 tấn thịt….
1.3.2.4.Theo đặc điểm cách nhiệt
Người ta chia ra:
- Kho xây: là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta bọc lớp
cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không đẹp, 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 thường ít sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm.
- Kho panel: được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp ghép
với nhau. 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… Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt
tiêu chuẩn cao. Vì thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho

panel để bảo quản hàng hoá.
1.4. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN LỢI THỦY SẢN
Thủy sản là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công nghiệp, nông
nghiệp và dược phẩm. Động thực vật thủy sản bao gồm: tôm, cá, nhuyễn thể (mực,
trai, sò,…), rong tảo,… đang cung cấp cho con người một nguồn đạm thực phẩm
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 9
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
khổng lồ và phong phú. Theo thống kê thì thủy sản đang chiếm trên 20% nguồn đạm
thực phẩm của nhân loại nói chung, trên 50% ở các nước phát triển.
Nước ta có bờ biển dài 3260km, một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn
1triệu km
2
, thuộc vùng biển nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu rất đa dạng và có cả bốn
mùa. Trữ lượng cá đáy, cá nổi của vùng biển Việt Nam rất phong phú (theo dự tính sơ
bộ có khoảng 2000 loài, trong đó hơn 40 loài cá có giá trị kinh tế lớn).
Bên cạnh đó, nghề nuôi trồng thủy sản đang được phát triển khá mạnh (sản lượng
của các nước Đông Nam Á chiếm trên 50% tổng sản lượng nuôi trồng của thế giới).
Nước ta có nhiều sông, hồ, kênh, rạch, đầm, phá và diện tích mặt nước thoáng rất lớn
cho nên đang tập trung đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản để nhanh chóng phát triển thành
ngành một cách chủ động, toàn diện giữa các khâu nuôi trồng, khai thác, chế biến.
Do khả năng nguồn lợi to lớn, ngành thủy sản có nhiệm vụ quan trọng là: chế
biến nguồn lợi to lớn đó thành nhiều sản phẩm có giá trị cao cho sản xuất và đời sống
con người.
Đặc điểm nổi bật của nguyên liệu thủy sản là ươn thối rất nhanh, cho nên nhiệm
vụ đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng sản phẩm là phải kịp thời bảo quản, chế biến
mà trước hết là bảo quản lạnh.
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 10
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Chương 2: TÍNH TOÁN KHO LẠNH
2.1. TÍNH THỂ TÍCH KHO LẠNH

Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:
V =
67.266
45.0
120
==
V
g
E
(m
3
)
[T20, TL3]
Trong đó:
E – Dung tích của các buồng lạnh, tấn.
g
v
– Mức độ chất tải, tấn/m
3
. Kho được thiết kế với mặt hàng cá đông lạnh
chứa trong thùng cactong, ta có g
v
= 0,45 tấn/m
3
2.2. DIỆN TÍCH CHẤT TẢI TRONG KHO LẠNH
Chọn h = 3.3 m
Công thức xác định diện tích chất tải buồng lạnh:
F=
81.80
3.3

67.266
==
h
V
(m
2
)
[T21, TL3]
Trong đó:
h – Chiều cao chất tải, m
2.3. TẢI TRỌNG NỀN
Công thức tính tải trọng nền:
g
f
= g
v
x h = 0.45 x 3.3 = 1.485 ( tấn/m
2
) [T21, TL3]
Trong đó:
h – Chiều cao chất tải.
g
v
– Mức độ chất tải, tấn/m
3
2.4. DIỆN TÍCH KHO LẠNH CẦN XÂY DỰNG
Công thức xác định diện tích xây dựng kho lạnh:
F
xd
=

75.107
75.0
81.80
==
F
F
β
( m
2
)
[T21, TL3]
Trong đó:
β
F
– Hệ số sử dụng diện tích xây dựng của kho lạnh, β
F
phụ thuộc vào kích
thước của buồng lạnh.
Đối với buồng diện tích nhỏ hơn 100 m
2
, β
F
= 0,70÷0,75
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 11
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Đối với buồng diện tích 100- 400 m
2
, β
F
= 0,75÷0,80

Đối với buồng diện tích hơn 400 m
2
, β
F
= 0,8÷0,85
• Chọn kích thước kho lạnh
- Cá được đựng trong các thùng cactong, mỗi thùng chứa được 10kg cá.
- Số lượng thùng cactông có trong kho là: 120000/10 = 12000 thùng
- Chia kho làm 12 tụ, số thùng trong mỗi tụ là: 12000/12 = 1000 thùng
- Chất thành nhiều lớp, mỗi lớp gồm: 7 x 10 = 70 thùng
- Chọn thùng cactong có kích thước: 0.36m x 0.28m x 0.22 m
- Số lớp trong một tụ là: 3.3/2.2 = 15 lớp
 Chọn F
xd
= 130 ( m
2
)
 Chọn kho xây dựng có kích thước: 13m x 10m x 5m
Cửa kho là một tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh có đệm kín bằng cao
su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm để hút chặt cửa để đảm bảo độ kín, giảm tổn
thất nhiệt. Chọn cửa một cánh có chiều rộng 1.2m, cao 2.3m. Cửa có bố trí bánh xe
chuyển động trên ray đặt sát tường nên đóng mở nhẹ nhàng, tiết kiệm diện tích. Cửa
có bề dày cách nhiệt là 200mm bằng stiropor, tấm kim loại ở hai phía vừa làm khung
chịu lực vừa có tác dụng chống ẩm. Cửa được viền bằng dây điện trở để tránh đóng
băng gây khó khăn cho việc mở cửa.
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 12
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Chương 3: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM
3.1. TÍNH TOÁN CHO VÁCH KHO LẠNH
3.1.1. Kết cấu tường bao

Xây dựng vách kho lạnh có kết cấu như sau:
Hình 1: Tường bao kho lạnh
Chú thích:
1,3. Vữa 5. Cách ẩm (polyetylen)
2. Gạch 6. Cách nhiệt (Stiropor)
4. Cách ẩm (nhựa đường) 7. Lớp vữa và tấm thép
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 13
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Bảng 1: Kết cấu vách ngoài kho lạnh
Vật liệu Bề dày
δ(m)
Hệ số truyền nhiệt
λ (W/m.K)
Vữa 0.02 0.88
Gạch 0.20 0.82
Vữa 0.02 0.88
Cách ẩm (nhựa đường) 0.002 0.80
Cách ẩm (polyetylen) 0.001
Cách nhiệt (Stiropor) 0.20 0.035
Lớp vữa và tấm thép 0.02 0.88
Cộng 0.463
3.1.2. Xác định bề dày lớp cách nhiệt
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:















+++++++−=
27
7
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
1
11
111
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
λ

δ
λ
δ
λ
δ
α
λδ
K
[T37, TL3]
Trong đó:
α
1
= 23.3 W/m
2
.K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
α
2
= 9 W/m
2
.K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).
δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng 1).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng 1).
K = 0.21 W/m
2
.K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.
m15.0

9
1
88.0
02.0
8.0
002.0
88.0
02.0
82.0
2.0
88.0
02.0
3.23
1
21.0
1
035.0
1
=













++++++−×=⇒
δ
=> chọn δ
1
= 0.2 m
Thế vào công thức tính bề dày cách nhiệt => Hệ số truyền nhiệt: K = 0.162
W/m
2
.K
3.1.3. Kiểm tra đọng sương
Điều kiện để vách ngoài của kho lạnh không bị đọng sương:
[T38, TL3]
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 14
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
)./(95.0
2
21
1
1
KmW
tt
tt
k
s
s
−
−
××=
α

Trong đó:
t
1
: nhiệt độ bên ngoài kho bảo quản lạnh đông (
o
C)
t
s
: nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài (
o
C)
t
2
: nhiệt độ bên trong kho lạnh (
o
C)
α
1
: hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (W/m
2
.K)
0.95 : hệ số an toàn
)./(23.1
)18(27
5.2427
3.2395.0
2
KmWk
s
=

−−
−
××=⇒
=> K < k
s
Vậy: vách ngoài không đọng sương.
3.2. CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO NỀN
3.2.1. Kết cấu cách nhiệt của nền
Kết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ phòng lạnh, tải trọng
của hàng bảo quản, dung tích kho lạnh,…Yêu cầu của nền là phải có độ vững chắc cần
thiết, tuổi thọ cao, không thấm ẩm.
Bảng 2: Kết cấu cách nhiệt của nền
Vật liệu Bề dày δ (m) Hệ số truyền nhiệt λ
(W/m.K)
Bêtông xỉ 0.10 0.5
Bêtông đất 0.02 1.6
Lưới thép
Cách nhiệt (Stiropor) 0.20 0.035
Cách ẩm (polyetylen) 0.001
Cách ẩm (nhựa đường) 0.002 0.80
Bêtông tấm 0.10 1
Bêtông cốt thép 0.15 1.5
Cộng 0.573
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 15
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Hình 2: Kết cấu nền kho lạnh
Chú thích:
1. Bêtông xỉ 5. Cách ẩm (nhựa đường)
2. Bêtông đất 6. Bêtông tấm
3. Cách nhiệt (Stiropor) 7. Bêtông cốt thép

4.Cách ẩm (polyetylen)
3.2.2. Xác định bề dày lớp cách nhiệt
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:














+++++++−=
27
7
6
6
5
5
4
4
2
2
1
1

1
22
111
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
α
λδ
K
[T37, TL3]
Trong đó:
α
1
= 23.3 W/m
2
.K : hệ số cấp nhiệt của không khí
α
2
= 9 W/m
2
.K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).

δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng 2).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng 2).
K = 0.21 W/m
2
.K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 16
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
m147.0
9
1
5.1
15.0
1
1.0
8.0
002.0
6.1
02.0
5.0
1.0
3.23
1
21.0
1
035.0
2

=












++++++−×=⇒
δ
=> chọn δ
2
= 0.2 m
=> Hệ số truyền nhiệt của nền K = 0.1592 W/m
2
.K
Kiểm tra tương tự trên ==> không có đọng sương và đọng ẩm.
3.2. CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO TRẦN
3.3.1. Kết cấu cách nhiệt của trần
Mái kho lạnh không được phép đọng nước và thấm nước.Mái có kết cấu như sau:
Bảng 3: Kết cấu cách nhiệt của trần kho lạnh
Vật liệu Bề dày δ(m) Hệ số truyền nhiệt λ (W/mK)
Bêtông tấm 0.1 1
Cách ẩm (nhựa đường) 0.002 0.80
Cách ẩm (polyetylen) 0.001

Cách nhiệt (Stiropor) 0.2 0.035
Bêtông cốt thép 0.15 1.5
Vữa 0.02 0.88
Cộng 0.473
Hình 3: Kết cấu trần của kho lạnh
Chú thích:
1. Bêtông tấm 4. Cách nhiệt (Stiropor)
2. Cách ẩm (nhựa đường) 5. Bêtông cốt thép
3. Cách ẩm (polyetylen) 6. Vữa
3.3.2. Xác định bề dày lớp cách nhiệt
Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:














++++++−=
26
6
5
5

3
3
2
2
1
1
1
33
111
αλ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
λ
δ
α
λδ
K
[T37, TL3]
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 17
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Trong đó:
α
1
= 23.3 W/m
2

.K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
α
2
= 9 W/m
2 .
K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức).
δ
i
: bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên).
λ
i
: hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên).
K = 0.21 W/m
2
K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.
m151.0
9
1
88.0
02.0
1
1.0
8.0
05.0
5.1
15.0
3.23
1
21.0
1

035.0
3
=












+++++−×=⇒
δ
=> chọn δ
3
= 0.2 m => Hệ số truyền nhiệt của trần K = 0.1625 W/m
2
.K
Kiểm tra tương tự trên ==> Không có đọng sương đọng ẩm trên bề mặt kết cấu.
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 18
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Chương 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT
Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâm nhập
vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất để
thải 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.
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức:
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
(W) [T50, TL3]
Trong đó:
Q
1
: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che.
Q
2
: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra.
Q
3
: dòng nhiệt đi từ ngoài vào do thông gió phòng lạnh.
Q
4
: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành.
Q
5
: dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm thở.

4.1. TÍNH DÒNG NHIỆT TỔN THẤT
4.1.1. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che
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 môi trường kho
lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần.
Q = Q
1v
+ Q
1n
+Q
1t
+ Q
1bx
(W) [T51, TL3]
Trong đó:
Q
1v
, Q
1n
, Q
1t
: dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ.
Q
1bx
: dòng nhiệt tổn thất qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.
Công thức để tính tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần có dạng như sau:
Q = K x F x (t
ng
– t
tr

) [T51, TL3]
Trong đó:
K: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che (W/m
2
.K)
F: diện tích bề mặt của kết cấu bao che (m
2
)
t
ng
: nhiệt độ môi trường bên ngoài (
o
C)
t
tr
: nhiệt độ trong phòng lạnh (
o
C)
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 19
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Q: tổn thất nhiệt qua kết cấu (W)
4.1.1.1. Tổn thất nhiệt qua vách ngoài
Q = K x F x (t
ng
– t
tr
)
= 0.162 x 65 x (27-(-18))
= 473.85 W
[T51, TL3]

4.1.1.2. Tương tự cho tổn thất nhiệt qua vách trước hoặc vách sau, nền, trần
Vách ngoài Vách trước hoặc sau Nền Trần
K 0.162 0.162 0.1592 0.1625
F 65 50 130 130
t
ng
27 27 27 27
t
tr
-18 -18 -18 -18
Q 473.85 364.5 931.32 950.625
Chọn kho lạnh xây theo hướng Bắc – Nam, cửa kho nằm ở hướng Bắc.
=> Buổi sáng kho nhận bức xạ ở hướng Đông và buổi chiều kho nhận bức xạ ở hướng
Tây.
Vách kho được quét vôi trắng nên lấy hiệu nhiệt độ dư như sau:
∆
t
= 7K: vách hướng Đông.
∆
t
= 8K: vách hướng Tây.
∆
t
= 19K: trần làm bằng bêtông.
4.1.1.2. Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời:
Q
1bx
= ∑KF∆
t
= 0.162 x 65 x 8 + 0.1625 x 130 x 19

= 485.615 (W)
[T52, TL3]
 Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che là:
Q
1
= Q
1v
+ Q
1n
+ Q
1t
+Q
1bx
= 473.85+ 2 x 364.5+ 931.32+ 950.625+485.615
= 3570.41W
[T51, TL3]
4.1.2. Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra
Q
2
= Q
2a
+ Q
2b
(W) [T52, TL3]
Trong đó:
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 20
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Q
2a
: dòng nhiệt sản phẩm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông.

Q
2b
: dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì của sản phẩm.
4.1.2.1. Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra
( )
360024
1000
212
×
−= hhMQ
a
[T52, TL3]
Trong đó:
M: năng suất của buồng bảo quản lạnh đông (t/24h)
h
1
, h
2
: entanpi của sản phẩm trước và sau khi bảo quản lạnh đông (KJ/kg)
1000/(24 x 3600) : hệ số chuyển đổi từ (t/24h) ra (Kg/s)
Q
2a
: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra (kW)
Chọn nhiệt độ hàng nhập thẳng vào kho bảo quản lạnh đông là -8
0
C
=> h
1
= 43.5 kJ/kg [T53, TL3]
Nhiệt độ sau khi bảo quản là -18

o
C => h
2
= 5 kJ/kg
Khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản lạnh đông trong một ngày đêm:
( )
ht
BmE
M 24/
365
ψ
=
[T54, TL3]
Trong đó:
M: khối lượng hàng nhập vào bảo quản lạnh đông (t/24h)
E: dung tích phòng bảo quản lạnh đông (t)
ψ: tỉ lệ nhập có nhiệt độ không cao hơn -80C đưa trực tiếp vào kho bảo quản lạnh
đông. ψ = 0.65 – 0.85
B: hệ số quay vòng hàng. B = 5 ÷ 6 lần/năm
m: hệ số nhập hàng không đồng đều. m = 2.5
)24/(2.3
365
5.2665.0120
htM =
×××
=⇒
 Dòng nhiệt sản phẩm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông:
( ) ( )
kWQ
a

43.1
360024
1000
55.432.3
2
=
×
×−×=⇒
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 21
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
4.1.2.2. Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra
( )
360024
1000
212
×
−= ttCMQ
bbb
[T55, TL3]
Trong đó:
M
b
: khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm (t/24h)
C
b
: nhiệt dung riêng của bao bì (kj/kg.K)
t
1
: nhiệt độ bao bì trước bảo quản lạnh đông (
o

C)
t
2
: nhiệt độ bao bì sau bảo quản lạnh đông (
o
C)
Q
2b
: dòng nhiệt do bao bì tỏa ra (kW)
1000/(24 x 3600) : hệ số chuyển đổi từ (t/24h) ra (kg/s)
Ta có:
Khối lượng bao bì cactông: M
b
= 30%M = 30% x 3.2 = 0.96 (t/24h)
Nhiệt dung riêng bao bì: C
b
= 1.46 kJ/kg.K
Nhiệt độ bao bì trước bảo quản: t
1
= -8
o
C
Nhiệt độ bao bì sau bảo quản : t
2
= -18
o
C
( )
[ ]
( )

kWQ
b
1622.0
360024
1000
18846.196.0
2
=
×
×−−−××=
 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra:
Q
2
= Q
2a
+ Q
2b
= 1.43+0.1622 = 1.5922 kW = 1592.2W
4.1.3. Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh
Do kho lạnh dùng để bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -18
0
C nên không có thông gió.
=> Q
3
= 0 W [T56, TL3]
4.1.4. Dòng nhiệt do vận hành kho
Các dòng nhiệt do vận hành kho bao gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q
41
, do
người làm việc trong buồng Q

42
, do các động cơ điện Q
43
, do mở cửa kho lạnh Q
44
.
Theo công thức, ta có:
Q
4
= Q
41
+ Q
42
+ Q
43
+Q
44
(W) [T57, TL3]
Trong đó:
Q
41
: dòng nhiệt do chiếu sáng.
Q
42
: dòng nhiệt do người tỏa ra.
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 22
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Q
43
: dòng nhiệt do các động cơ điện.

Q
44
: dòng nhiệt tổn thất khi mở cửa.
4.1.4.1. Dòng nhiệt do chiếu sáng được tính theo công thức
Q
41
= A x F (W) [T57, TL3]
Trong đó:
F: diện tích kho lạnh (m
2
) với F = 13x10 = 130 m
2
A: công suất chiếu sáng riêng (W/m
2
)
Đối với kho bảo quản: A = 1.2 W/m
2
=> Q
41
= 1.2 x 130 = 156 W
4.1.4.2. Dòng nhiệt do người tỏa ra được xác định theo biểu thức
Q
42
= 350 x n (W) [T57, TL3]
Chọn n =3 (kho nhỏ hơn 200m
2
)
=> Q
42
= 350 x 3 = 1050 W

4.1.4.3. Dòng nhiệt do các động cơ điện tỏa ra
Q
43
= 1000 x N x φ (W) [T57, TL3]
Trong đó:
N: tổng công suất động cơ điện.
φ: hệ số hoạt động đồng thời.
Chọn:
N = 4 kW do kho bảo quản lạnh đông nhỏ.
φ = 1: các động cơ hoạt động đồng thời.
=> Q
43
= 1000 x 4 x 1 = 4000 W
4.1.4.4. Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức
Q
44
= B x F (W)
Trong đó:
F: diện tích kho lạnh (m
2
)
B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa (W/m
2
)
Kho bảo quản lạnh đông chọn B = 8 W/m
2
=> Q
44
= 8 x 130 = 1040 W.
 Dòng nhiệt do vận hành kho là:

GVHD: Đào Thanh Khê Trang 23
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Q
4
= 156 + 1050+ 4000+ 1040 = 6246W [T57, TL3]
4.1.5. Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp Q
5
Do sản phẩm là thủy sản và được bảo quản lạnh đông nên không có hô hấp
è Q
5
= 0 W [T58, TL3]
 Dòng nhiệt tổn thất cho toàn bộ kho:
Q = Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
= 3570.41+ 1592.2 + 0+ 6246 + 0
= 11868.61W
4.2. XÁC ĐỊNH TẢI NHIỆT CHO THIẾT BỊ VÀ MÁY NÉN
4.2.1. Phụ tải nhiệt
4.2.1.1. Phụ tải nhiệt của thiết bị
Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính tóan bề mặt trao đổi nhiệt cần thiết
của thiết bị bay hơi. Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ 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 trình vận hành. Vì thế tải nhiệt của thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả các
tổn thất nhiệt của kho lạnh, ta có:
Q
0
TB
= Q
1
+ Q
2
+ Q
4
= 3570.41 +1592.2 + 6246 = 11868.61 W [T60, TL3]
4.2.1.2. 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.
Theo công thức, phụ tải nhiệt máy nén được xác định theo công thức:
Q
MN
= 85%Q
1
+ 100%Q
2
+ 75%Q
4
= 85% x 3570.41 + 100% x 1592.2 + 75%x 6246
= 9.66 kW
[T60, TL3]
4.2.2. Năng suất lạnh của máy nén

b
Qk
Q
∑
×
=
0
[T60, TL3]
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 24
Đồ án: Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá
Trong đó:
k: hệ số lạnh kể đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh
b: hệ số thời gian làm việc của máy nén, thường lấy bằng b=0.9
∑Q: tổng nhiệt tải của máy nén
Do t0 = - 20
o
C nên chọn k = 1.06
chọn b = 0.9 đối với các thiết bị lạnh nhỏ.
kWQ 38.11
9.0
66.906.1
0
=
×
=⇒
GVHD: Đào Thanh Khê Trang 25