thiết kế hệ thống lạnh (kèm bản vẽ )

Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay kĩ thuật lạnh đã đi sâu vào nhiều lĩnh vực. Công nghệ thực phẩm, công nghệ
chế tạo máy , luyện kim và cả điện tử, Y học… nhìn chung kĩ thuật lạnh đã đi sâu vào
cộc sống của con người. Càng ngày càng không thể thiếu được, và nó đang được nâng
cao tầm quan trọng trong các lĩnh vực phục vụ đời sống của con người .
Như chúng ta đã biết Việt Nam 2/3 là đồi núi. Chăn nuôi ở các khu vực đang là một tiềm
năng một thế mạnh lớn! Nhưng để sản phẩm chế biến có chỗ đứng trong thị trường thì
đòi hỏi phải hiện đại hóa công nghệ chế biến cũng như bảo quản. Ngày nay các kho lạnh
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 1
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
chế biến thịt( đặc biệt là thịt bề) được đặt ở rất nhiều nơi trên đất nước Việt Nam. mặt
hàng thịt bògiờ đây đang dần phát triển bền vững thị trường trong nước và hướng phát
triển rộng rãi ra thị trường thế giới.
Trong thời gian vừa qua e đã được tiếp cận và làm quen với bộ môn thiết kế xây dựng
trạm lạnh. Tới nay đã hoàn thành và làm đồ án môn.
Em xin được gửi lời cảm ơn đến thầy giáo NGUYỄN XUÂN BÌNH đã tận tình chỉ bảo e
trong thời gian học cũng như thời gian làm đồ án
ĐỒ ÁN:Thiết kế xây dựng kho lạnh chế biến thịt bò dung tích là 90 tấn đặt tại Vũng
Tàu
 Chương I : Tổng quan về ngành kĩ thuật lạnh
 Chương II : Tính toán mặt bằng thể tích và bố trí mặt bằng kho lạnh
 Chương III : Kiến trúc xây dựng và chiều dầy cách nhiệt
 Chương IV : Tính cân bằng nhiệt hệ thống lạnh
 Chương V : Tính chu trình của hệ thống lạnh,tính chọn máy nén các thiết bị
trao đổi nhiệt và các thiết bị phụ
 Chương VI : Tính tổng chi phí xây dựng kho lạnh
Mặc dù cố gắng rất nhiều nhưng do thời gian và cũng chưa có nhiều kinh nghiệm thực tế
nên đồ án còn rất nhiều thiếu sót. Mong thầy cô giáo chỉ bảo thêm cho e để hoàn thành
tốt hơn trong những đồ án sau và hơn nữa là trau dồi thêm kiến thức để phục vụ cho công
việc đi làm sau khi ra trường!

Một lần nữa e xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo và chúc thầy giáo và gia đình có
sức khỏe và công tác tốt!
Hà Nội ngày 19 tháng 03 năm 2009
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Duy
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 2
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ NGÀNH KĨ THUẬT LẠNH
1.1 TỔNG QUAN VỀ KĨ THUẬT LẠNH
Kỹ thuật lạnh là kỹ thuật tạo ra môi trường có nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bình
thương của môi trường. Giới hạn giữa nhiệt độ lạnh và nhiệt độ bình thương có có nhiều
quan điểm khác nhau. Nhưng nhìn chung thì giới hạn của môi trường lạnh là môi trường
có nhiệt độ nhỏ hơn 20
o
C
Trong môi trường lạnh được chia làm hai vùng nhiệt độ. á là khoảng nhiệt độ
dương thấp, khoảng này có nhiệt độ từ 0 ÷ 20
o
C có khoảng nhiệt độ có lại có gọi là nhiệt
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 3
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
độ lạnh ĐÔNG của sản phẩm. Bở vì khoảng nhiệt độ này là khoảng nhiệt độ áng băng
của nước, tuỳ theo từng loại sản phẩm mà nhiệt độ áng băng khác nhau.
1.1.1 Lịch sử phát triển của kỹ thuật lạnh.
Từ trước công nguyên con người tuy chửa biết làm lạnh, nhưng đã biết đến tác
dụng của lạnh và ứng dụng chúng phục vụ trong cộc 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 sử Black tìm ra ẩn nhiệt hố 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 á là sự hố lỏng được khí SO
2
vào năm 1780 do Clouet và Monge tiến hành.
Sang thế kyỷ thứ XIX thì Faraday đã hố lỏng được hàng loạt các chất khí như : H
2
S ;
CO
2
; C
2
H
2
; NH
3
; O
2
; N
2
; 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 ngửng, dàn bay hơi và van tiết lưu.
Sau á có hàng loạt như phát minh của kỹ sử 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 tồn không có chi tiết chuyển động được
Gerppt (Đức) đăng ký bằng phát minh năm 1899 và được Platen cùng Munter
(ThụyĐiển) hoàn thiện năm 1922. Máy lạnh Ejector hơi nước đầu tiên do Leiblane chế

tạo năm 1910. Nó có cấu tạo rất đơn giản, năng lượng tiêu tốn là nhiệt năng do á nó có
thể tận dụng các nguồn phế thải.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 4
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
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 tồn 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 hồ 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 phịng
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 á 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 tử và chi phí cho một đơn vị lạnh giảm
xuống. Tuổi thọ và độ tin cậy được tăng lên. Mức độ tự động hố của các hệ thống lạnh và
các máy lạnh được tăng lên rõ rệt. Những thiết bị tự động hoàn tồn bằng điện tử và vi
điện tử thay thế cho các thiết bị thao tác bằng tay.
1.1.2 Ứng dụng của kỹ thuật lạnh.
Kỹ thuật lạnh ngày càng áng vai trò quan trọng trong nền kinh tế quốc dân cũng
như trong khoa học kỹ thuật. Kỹ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan
trọng như: công nghệ thực phẩm, chế biến thủy sản, rau quả, rượu bia, và nước giải khát,
sinh học, hố lỏng hố chất và tách khí, điện tử, cơ khí chính ương, y tế, điều hồ không
khí
Kỹ thuật lạnh đã được ứng dụng vào trong rất nhiều lĩnh vực. Một trong những

ứng dụng quan trọng á là trong ngành Công Nghệ Thực Phẩm, theo thống kê thì khoảng
80 % công nghệ lạnh được sử dụng trong công nghệ thực phẩm. Các thực phẩm được bảo
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 5
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
quản như thịt, cá, sữa .là những thực phẩm dễ bị hử hỏng do tác dụng của vi sinh vật và
các enzyme nội tạng có trong thực phẩm, vì vậy mà nó cần phải được bảo quản lạnh.
Vi sinh vật và các enzyme nội tạng là nguyên nhân chính gây nên sự hử hỏng của
thực phẩm. Nhưng dưới tác dụng của nhiệt độ thấp thì chúng bị bất hoạt hoặc bị ức chế
hoạt động, do á sản phẩm của chúng ta ít bị biến đồi về chất lượng cũng như hương vị,
sắc màu, chất dinh dưỡng như thế thời gian giữ sản phẩm lâu hơn tạo điều kiện tốt cho
quá trình chế biến, tiêu thụ sản phẩm.
1.2 PHÂN LOẠI KHO LẠNH.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành chế biến thịt. Kho lạnh đóng vai trò
quan trọng trong khâu bảo quản sản phẩm. Kho lạnh tạo ra môi trường giúp cho sản
phẩm bảo quản giữ được giá trị dinh dưỡng cũng như các giá trị khác như giá trị cảm
quan, hình dạng sản phẩm giúp cho các nhà doanh nghiệp yên tâm về sản phẩm sau khi
đã chế biến xong, tạo cho sản phẩm có sức cạnh tranh trên thị trường.
1.2.1 . Kho lạnh chế biến.
Kho lạnh chế biến ( Xí nghiệp chế biến lạnh) là một bộ phận của các cơ sở chế
biến thực phẩm như thị, cá, sữa, rau, quả các sản phẩm là thực phẩm lạnh, đá hộp để
chuyển đến các kho lạnh phân phối, kho lạnh trung chuyển hoặc kho lạnh thương
nghiệp. đặc biệt là năng suất lạnh của các thiết bị lớn, Chúng là mắt xích đầu tiên của dây
chuyền lạnh.
1.2.2. Kho lạnh phân phối.
Kho lạnh phân phối thương dùng cho các thành phố và các trung tâm công nghiệp,
để bảo quản các sản phẩm thực phẩm trong mùa thu hoạch, phân phối điều hồ cho cả
năm.
Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh hoặc kết ĐÔNG ở xí nghiệp chế biến từ nơi
khác đưa đến đây để bảo quản. Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết ĐÔNG tại kho
lạnh từ 3 ÷ 6 tháng. Dung tích của kho rất lớn 10 ÷ 15 ngàn tấn, đặc biệt là 30 ÷ 35000

tấn.
Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và vạn năng để bảo quản
nhiều loại mặt hàng: thị, cá, sữa, rau, quả
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 6
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
Nếu kho lạnh có các phân xưởng kem, nước đá, phân xưởng chế biến áng gói, gia
lạnh và kết ĐÔNG thì gọi là xí nghiệp liên hiệp lạnh.
1.2.3. Kho lạnh trung chuyển.
Kho lạnh trung chuyển thương đặt ở các hải cảng, những điểm nút đương sắt, bộ
dùng để bảo quản ngắn hạn những sản phẩm tại những nơi trung chuyển. Kho lạnh trung
chuyển có thể kết hợp làm một với kho lạnh phân phối và kho lạnh thương nghiệp.
1.2.4. Kho lạnh thương nghiệp.
Kho lạnh thương nghiệp dùng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm sắp đưa ra thị
trường tiêu thụ. Nguồn hàng chủ yếu của kho lạnh này là từ kho lạnh phân phối. Kho
lạnh thương nghiệp được chia làm 2 loại theo dung tích:
+ Kho lạnh thương nghiệp lớn có dung tích từ 10 đến 150 tấn dùng cho các trung
tâm công nghiệp, thị xã
+ Kho lạnh nhỏ có dung tích đến 10 tấn dùng cho các cửa hàng, quầy hàng thương
nghiệp, khách sạn thời gian bảo quản trong vịng 20 ngày. Kiểu này bao gồm cả các
loại tủ lạnh, tủ kính lạnh thương nghiệp.
1.2.5. Kho lạnh vận tải.
Kho lạnh vận tải thực tế là các loại ô tô lạnh, tầu hỏa, tầu thủy hoặc máy bay lạnh
dùng để vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh. Các khoang lạnh có thể chiếm tồn bộ hoặc
một phần khoang hàng của phương tiện vận tải.
1.2.6. Kho lạnh sinh hoạt.
Kho lạnh sinh hoạt thực chất là các loại tủ lạnh, tủ ĐÔNG các cơừ khác nhau sử
dụng trong gia đình. Chúng được coi là mắt xích cuối cùng của dây chuyền lạnh, dùng để
bảo quản các thực phẩm tiêu dùng trong gia đình hoặc tập thể, để làm đá lập phương, đá
thỏi thực phẩm. Dung tích từ 50 lít đến 1 vài mét khối.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 7

Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
1.3 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH LÀM ĐÔNG VÀ BẢO QUẢN ĐÔNG
1.3.1 Tác động của kết tinh nước đối với thực phẩm.
a. Những tác động có lợi.
Khi nước áng băng làm mất môi trường hoạt động của các vi sinh vật và ức chế
các enzyme của thực phẩm. Nước áng băng có làm biến chất nguyên sinh của vi sinh vật
dẫn đến chúng bề tiêu diệt nhờ á làm giảm biến đổi hố học, kéo dài thời gian bảo quản
của thực phẩm.
Sự kết tinh của nước tạo cho thực phẩm có cấu trúc bền vững chống được những
tác động cô học và các tác động khác của môi trường bảo quản, vận chuyển thực phẩm.
So với các phương pháp bảo quản thực phẩm khác thì bảo quản đông là phương
pháp tốt nhất để giữ gìn những chất ban đâu của thực phẩm trong thời gian dài.
b. Những tác động không có lợi.
Sự kết tinh của nước luơn kèm theo sự giãn nở thể tích và sự khuếch tán của nước.
Sự khuếch tán nước thương làm biến tính các chất tan và tăng hao phí trọng lượng
thực phẩm.
Nước giãn nở có thể làm hư cấu trúc liên kết của các tế bào, mô thực phẩm.
Những tác động không có lợi trên phụ thuộc vào phương pháp làm đông thực
phẩm, vì vậy có thể điều khiển quá trình làm đông này.
Trong một số trường hợp sự giãn nở nước đá, sự khuếch tán nước trong thực phẩm
được lợi dụng để tách nước làm khô thực phẩm, để ép tách lấy dịch tế bào của thực
phẩm.
c. Sự kết tinh của nước.
Trong nước luơn có những chất rắn lơ lửng. Chúng chuyển động tự do theo tác
động của các phân tử nước. Khi nhiệt độ giảm đến một mức nhất định các phân tử chất
rắn sẽ ngừng chuyển động, chúng trở thành chỗ dựa cho các phân tử nước liên kết với
nhau ở xung quanh tạo thành các mâm tinh thể. Sau á các mâm tinh thể liên kết với các
phân tử nước để tăng thể tích.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 8
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình

Sự hình thành mâm tinh thể khó khăn hơn so với sự lớn lên của chúng. Vì vậy
nhiệt độ hình thành mâm tinh thể thấp hơn nhiệt độ để các mâm tinh thể lớn lên. Trong
cấu trúc của thực phẩm, nước chịu tác động của các thành phân khác (các đơn chất tan)
nên nó có nhiệt độ kết tinh thấp hơn nước nguyên chất.
1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh nước trong thực phẩm.
a. Nồng độ các chất tan.
Trong thực phẩm các chất tan như protein, lipit, glucid, muối kết hợp với nước
tạo thành dung dịch keo. Để nước kết tinh, các phân tử phải tách ra khỏi các liên kết của
các chất tan. Vì vậy nồng độ chất tan tăng thì nhiệt độ càng phải giảm để tăng lực liên kết
phân tử của nước để kết tinh.
Khi nhiệt độ kết tinh giảm sẽ làm tăng tốc độ kết tinh. Nhờ á số lượng các mâm
tinh thể tăng lên, cho nên kích thước các tinh thể giảm.
b. Tốc độ làm đông.
ở quá trình làm đông chậm, nước khuếch tán nhiều làm cho các tinh thể nước đá
có kích thước lớn, chúng giãn nở gây hư cấu trúc thực phẩm.
Nếu tăng tốc độ làm đông thì làm giảm sự khuếch tán nước, nước kết tinh ở những
vị trí tồn tại ban đâu sẽ tạo ra những tinh thể nhỏ ít ảnh hưởng đến sản phẩm. Nhưng giá
thành sản phẩm tăng.
c. Chất lượng ban đầu của thực phẩm.
Thực phẩm đem ra làm đông có chất lượng tốt khi ở trạng thái tươi sống tự nhiên.
Quá trình biến đổi làm giảm chất lượng như hư cấu trúc, biến đổi phân giải, phân
hủy đều có tác động làm giảm tính liên kết của nước, giảm tính đàn hồi mềm dẻo của cấu
trúc thực phẩm. Trong những trường hợp này sự kết tinh nước sẽ tăng mức độ khuếch
tán, tăng kích thước của các tinh thể.
Trong giai đoạn co cứng của thịt động vật tuy chất lượng tốt nhưng khả năng giữ
nước giảm, tính đàn hồi giảm nên nước kết tinh sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng thực
phẩm .
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 9
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
1.3.3 Những biến đổi của thực phẩm trong quá trình bảo quản đông.

1.3.3.1 Những biến đổi về vật lý.
a. Sự kết tinh lại của nước.
Đối với các sản phẩm động lạnh trong quá trình bảo quản nếu chúng ta không duy
trì được nhiệt độ bảo quản ổn định sẽ dẫn đến sự kết tinh lại của nước đá. Á là hiện tượng
gây nên những ảnh hưởng xấu cho sản phẩm bảo quản. Kết tinh lại nước đá xảy ra khi có
sự dao động của nhiệt độ trong quá trình bảo quản. Do nồng độ chất tan trong các tinh thể
nước đá khác nhau nên nhiệt độ kết tinh và nhiệt độ nóng chảy của chúng cũng khác
nhau.
Khi nhiệt độ tăng thì các tinh thể nước đá có kích thước nhỏ, có nhiệt độ nóng
chảy thấp sẽ bề tan ra trước tinh thể có kích thước lớn nhiệt độ nóng chảy cao. Khi nhiệt
độ hạ xuống trở lại thì quá trình kết tinh lại xảy ra, nhưng chúng lại kết tinh thể nước đá
lớn do á làm cho kích thước tinh thể nước đá lớn ngày càng to lên. Sự tăng về kích thước
của các tinh thể nước đá sẽ ảnh hưởng xấu đến thực phẩm, cụ thể là các cấu trúc tế bào bị
phá vì, khi sử dụng sản phẩm sẽ mềm hơn hao phí chất dinh dưỡng tăng do sự mất nước
tự do tăng làm cho mùi vị sản phẩm giảm.
Để tránh hiện tượng kết tinh lại của nước đá thì trong quá trình bảo quản nhiệt độ
phải ổn định, mức dao động của nhiệt độ cho phép là ± 1
0
C.
b. Sự thăng hoa của nước đá.
Trong quá trình bảo quản sản phẩm đông do hiện tượng hôi nước trong không khí
ngưng tụ thành tuyết trên giàn lạnh làm cho lượng ẩm trong không khí giảm. Điều á dẫn
đến sự chênh lệch áp suất bay hôi của nước đá ở bề mặt sản phẩm với môi trường xung
quanh. Kết quả là nước đá bề thăng hoa hôi nước đi vào môi trường không khí. Nước đá
trên bề mặt bề thăng hoa, sau á các lớp bên trong của thực phẩm thăng hoa.
Sự thăng hoa nước đá của thực phẩm làm cho thực phẩm có cấu trúc xốp, rỗng.
Oxy không khí dễ xâm nhập và oxy hố sản phẩm. Sự oxy hố xảy ra làm cho sản phẩm
hao hụt về trọng lượng, chất tan, mùi vị bề xấu đi đặc biệt là quá trình oxy hố lipit.
Để tránh hiện tượng thăng hoa nước đá của sản phẩm thì sản phẩm đông khi đem
đi bảo quản phải được bao gói kín và đuổi hết không khí ra ngoài, nếu có không khí bên

SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 10
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
trong sẽ xảy ra hiện tượng hố tuyết trên bề mặt bao gói và quá trình thăng hoa vẫn xảy
ra.
Kết luận.
Kỹ thuật lạnh áng vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế xã hội. Đặc biệt là đối
với nước ta nền kinh tế chủ yếu là sản xuất nơng nghiệp, ngư nghiệp, sản phẩm nơng
nghiệp của chúng ta dồi dào, bên cạnh á trong tiến trình phát triển nền kinh tế xã hội
chúng ta đang tiến dân lên công nghiệp hố hiện đại hố. Sản phẩm xuất đi ngày càng chế
biến tinh chế hơn, các ngành chế biến nơng sản, chế biến thủy sản ngày càng chiếm vị
thế trong nền kinh tế xã hội. Để phát triển được các ngành này thì công nghệ lạnh áng vai
trò to lớn đặc biệt là với ngành chế biến thủy sản xuất khẩu. Do á việc nghiên cứu và ứng
dụng kỹ thuật lạnh vào nước ta là rất cân thiết và đúng hướng để cùng với xã hội đưa nền
kinh tế đi lên.
CHƯƠNG II : TÍNH TOÁN MẶT BẰNG THỂ TÍCH VÀ BỐ TRÍ MẶT BẰNG KHO
LẠNH
Kho lạnh chế biến thịt bò là một khu liên hợp chế biến. Đi từ khâu tiếp nhận sản phẩm
sống đến khâu chế biến- kết đông- bảo quản đông-bảo quản lạnh-khách hàng. Vì thế kho
lạnh chế biến phải thiết kế có đầy đủ các tính năng trên. Hơn nữa thiết kế kho lạnh chế
biến thực phẩm phải được đi theo 1 đương thắng ko được đi chồng chéo lên nhau.
2.1 Những số liệu ban đầu:
 Dung tích: 90 tấn
 Loại kho: Chế biến
 Sản phẩm : Thịt bò
 Địa điểm xây dựng : Vũng Tàu
Nhiệt độ,
0
C Độ ẩm tương đối, %
TB cả năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông
25,8 35,1 18,4 85 82

Ta chọn nhiệt độ bảo quản của thịt bò là 0
0
C và độ ẩm là 85%( Tra bảng 1.4 chế độ bảo
quản sản phẩm động vật-Thiết kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi)
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 11
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
2.2 Kích thước của kho lạnh:
2.2.1 Tính thể tích kho lạnh
Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:
v
g
E
V =
,m
3
.
Trong đó:
E – dung tích kho lạnh, tấn.
g
v
– định mức chất tải, tấn/m
3
. Kho được thiết kế với mặt hàng thịt bò đông
lạnh ¼ con. Tra bảng ta có g
v
= 0,4 tấn/m
3
.[TL-3,279]
Với E = 90 tấn
V==225 (m

3
)
2.2.2 Diện tích chất tải của kho lạnh F, m
2
Được xác địnhqua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải:
2
5,72
1,3
225
m
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 dì. Chiều cao h có thể tính bằng chiều cao buồng
lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh treo trần và khoảng không gian cần thiết để chất hàng và
dì hàng. Chiều cao chất tải phụ thuộc vào chiều cao thực tế h
1
của kho. Chiều cao h
1
được
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 12
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
xác địnhbằng chiều cao phủ bì của kho lạnh trừ đi hai lần chiều dầy cách nhiệt của trần

và nền kho lạnh:
h
1
= H - 2
δ
, m;
+ Chọn chiều cao phủ bì H = 4m là chiều dài lớn nhất của tấm panel.
+ Chọn chiều dày cách nhiệt
δ
= 125 mm.
Suy ra: h
1
= 4 – 2.0,125 = 3,75 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 = 3,75 – (0,15 + 0,5) =3,1 m.
2.2.3 Tải trọng của nền và của trần
Tải trọng nền được xác địnhtheo công thức:
g
f
= g
v
.h = 3,1.0,4 = 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÷0,29Mpa.
2.2.4 Xác địnhdiện tích kho lạnh cần xây dựng
Diện tích kho lạnh thực tế cần xây dựng phải tính đến đương đi, khoảng hở giữa
các lô hàng, diện tích lắp đặt dàn lạnh, khoảng cách giữa các lô hàng đến tương bao. Vì

vậy diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích tính tốn trên và được xác địnhtheo
công thức:
F
xd
=
2
6,96
75,0
5,72
m
F
F
==
β
. Trong đó:
F
xd
– diện tích kho lạnh cần xây dựng, m
2
.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 13
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
F
β
- hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đương đi và các diện tích giữa các lô
hàng, giữa lô hàng và cột, tương các diện tích lắp đặt thiết bị như dàn bay hơi, quạt.
F
β
phụ thuộc vào diện tích buồng và lấy theo bảng 2-5. Ta chọn
F

β
= 0,75.[bảng 2.5 Thiết
kế hệ thống lạnh- Nguyễn Đức Lợi]
Từ F
xd
= 96,6m
2
và sơ đồ mặt bằng công ty, tôi quyết định chọn kích thước kho
lạnh như sau:
+ Chiều dài kho: 17m.
+ Chiều rộng kho: 6m.
• Như vậy diện tích thực của kho cần xây dựng là 17.6 = 102m
2
.
• Diện tích phòng máy F = 3.5 =15m
2
.
2.3 QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH
Kho lạnh truyền thống:
Ưu điểm: Tận dụng được các xưởng, nhà kho cũ để cải tạo thành kho lạnh
Giá thành rẻ, độ bền tương đối
Nhược điểm : xây dựng tính toán phức tạp, không linh động, hơn nữa việc xây dựng đôi
khi khó khăn vì vấn đề thời tiết
Kho lạnh lắp ghép
Ưu điểm: có thể đáp ứng được rất chuẩn nhiệt độ bảo quản trong kho và rất linh hoạt có
thể tháo rỡ mang di chuyển đi các địa điểm khác
Nhược điểm: giá thành rất cao
Vì vậy việc chọn loại kho để xây dựng cũng phải tính toán kĩ lưỡng rồi đưa ra các lựa
chọn cho chủ đầu tư! Tùy thuộc vào loại kho nào và địa điểm đặt ở đâu thì ta tiến hành
chọn loại kho

SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 14
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
Trong đồ án này do kho là kho chế biến và đặt ở địa điểm Vũng tàu lên tôi chọn kho xây
dựng là kho lắp ghép và làm lạnh trực tiếp
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 15
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 16
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
2.3.1 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 phù hợp với dây chuyền công nghệ sao cho hiệu quả sản xuất kinh doanh cao. Để
đạt được mục đích á trong quy hoạch ta cần phải tuân thủ các yêu cầu sau.
- Phải bố trí các bằng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo
dây truyền không gặp nhau, không đan chéo nhau. Các cửa ra vào của bằng chứa
phải quay ra hành lang. Cũng có thể không cần hành lang những sản phẩm theo
dây truyền không được đi ngược.
- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp 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 lội và reû tiền.
- Quy hoạch phải đảm bảo lối đi và đương vận chuyển thuận lội cho việc bốc xếp
thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế.
- Chiều rộng kho lạnh nhiều tầng không quá 40 m.
- Chiều rộng của kho lạnh 1 tầng phải phù ợ với khoảng vượt lớn nhất 12m, thương
lấy 12; 24; 36; 48; 60 hoặc 72 m.
- Chiều dài kho lạnh có đương sắt nên chọn để chứa được 5 toa tầu lạnh bộc xếp
được cùng một lúc.
- Chiều rộng sân bốc dỡđương sắt 6 ÷ 7,5 m, sân bốc dỡô tô cũng vậy.
- Trong một vài trường hợp, kho lạnh có sân bốc dỡnối liền rộng 3,5m nhưng thông
thương các kho lạnh có hành lang nối ra cả 2 phía, chiều rộng 6m.

- Kho lạnh dung tích tới 600 tấn không bố trí đương sắt, chỉ có một sân bốc dỡô tô
dọc theo chiều dài đảm bảo mọi phăng thức bốc dì.
- Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các bằng lạnh được nhóm lại từng khối
1 với một chế độ nhiệt độ.
- mặt bằng kho lạnh phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn. Điều này đặc biệt quan
trọng đối với kho lạnh 1 tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất
lạnh từ các thiết bị lạnh về, do á phải chuyển sang sô đồ lớn hôn với việc cấp lỏng
từ dưới lên.
- mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kyõ thuật, an toàn phòng cháy, chữa cháy.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 17
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
- Quy hoạch cũng cần phải tính đến khả năng mở rộng kho lạnh. Phải để lại một
mặt múp tương để có thể mở rộng kho lạnh.
2.3.2 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 á 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 ngắn nước để giải nhiệt.
Cũng như ngắn 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 sê ảnh hưởng đến vốn đầu tư ban
đầu.
2.3.3 Yêu cầu đối với bằng máy và thiết bị.
Mục đích của việc bố trí máy móc và thiết bị trong bằng máy.
- Vận hành máy thuận tiện.
- Rút ngắn chiều dài các đương ống.
- Sử dụng bằng máy hiệu quả nhất, bằng 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 dăõng, sữa chữa, thay thế máy, thiết bị.
- Bằng máy thương được bố trí sát vách kho lạnh để đương ống nối giữa
máy, thiết bị, dàn lạnh là ngắn nhất.
- Bằng máy có thể nắm chung trong khối nhà của kho lạnh hoặc tách rời
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 18
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
2.3.4 Sự bố trí mặt bằng kho lạnh.
Toàn thể kho lạnh đang thiết kế được lắp đặt trong nhà xưởng có khung đì mái
che. Nền nhà xưởng cao so với mặt sân khoảng hôn 1m.

2.4 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 tăng đối thấp, độ ẩm tăng 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 đôn vò lạnh. Dòng ẩm có tác động xấu đến vật liệu
cách nhiệt làm giảm tuổi thọ của vật liệu cách nhiệt và mất khả năng cách nhiệt.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 19
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình
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 hóa bảo quản xếp trên nền hoặc treo
trên giá, treo ở tương hoặc trần.

+ Phải chống được ẩm xâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt tương bên ngoài không
bị đọng sương.
+ Phải đảm bảo cách nhiệt tốt, giảm chi phi đầu tư cho máy lạnh và vận hành.
+ Phải chống được cháy nổ và an toàn.
+ Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp hàng hóa bằng cơ giới.
+ Phải kinh tế.
2.4.1 Kết cấu nền móng kho lạnh.
Do đặc thù của kho lạnh là để bảo quản hàng hóa 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 tùy thuộc vào kết cấu đòa chấn của nôi xây dựng.
Do kho lạnh xây dựng theo phăng án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt trên nền
nhà xưởng, nền được đầm một lớp đất đá đảm bảo không bò 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 xếp hàng hóa lên xe, và luôn giữ cho kho được khô ráo tránh úng ngập
trong mùa mưa.
Kết cấu nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
- Nhiệt độ kho lạnh.
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 20










Lớp cát đầm chặt

Tấm panel
Lớp gạch thẻ
Đá chẻ
Lớp bê tơng đá 1x2
Lớp bê tơng đá 4x6
Lớp đất tự nhiên
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xn Bình
- Tải trọng bảo quản hàng.
- Dung tích kho lạnh.
u cầu của nền phải có độ rắn chắc, tuổi thọ cao, vệ sinh dễ dàng, dễ thốt 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 lăn được đúc bằng bêtơng hoặc xây bằng gạch để tạo sự
thơng thống hạn chế rỉ sét cho panel nền, tránh hiện tượng cơi nền.
- Lớp bê tơng chịu lực.
- Lớp đất đá được đầm nén chặt.
1 0 0 0
1 0 7 0
1 2 7 0
Panel nền
Bêtông sàn
Nền đất đá
Con lươn
1 4 0 0
Nền móng kho lạnh.
SVTH: Nguyễn Hồng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCơngNghiệpHN 21
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xuân Bình

Hình 2-1. Cấu trúc nền móng của kho lạnh
2.4.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh.
- 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 = 4000 mm. (panel vách)
h = 2800 mm. ( panel trần và nền)
+ Chiều rộng, r = 1200 mm.
+ Tỷ trọng, 30 ÷ 40 kg/m
3
.

+ Độ chịu nén, 0,2 ÷ 0,29 Mpa.
+ Hệ số dẫn nhiệt. λ = 0,018 ÷ 0,02W/mK.
+ Phương pháp lắp ghép, ghép bằng khố
camlocking hoặc ghép bằng 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 khợp hoàn toàn với nhau,qua á tránh được khe hở ở mối ghép panel
với nhau, nền…
SVTH: Nguyễn Hoàng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCôngNghiệpHN 22
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xn Bình
Hình 2 . 9 Mộng âm dương của tấm panel
.
sơn bảo vệ
lớp cách nhiệt
(Polyurethane
foam)
tole mạ màu
0.5
1.2

125
Các chi tiết lắp ghép khác.
Các chi tiết lắp ghép khác được biểu diễn trên hình
SVTH: Nguyễn Hồng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCơngNghiệpHN 23
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xn Bình
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
e) Treo trần trung gian
b) Tường/ trần
g) Tường/ tường
d) Trần/ trần (treo)
f) Tường/ tường
( tấm góc)
c) Trần /tường ngăn /trầna)Tường/ nền
Hình 2.10. Các chi tiết lắp ghép
1. Tán rivê; 2. Thanh nhơm hình L; 3. Thanh nhựa profil hình cung; 4. Miếng mối gép
bằng thép; 5. Khung dầm thép treo mái; 6.Tấm treo; 7. Thanh treo trần có tăng đơ; 8.
Tấm đệm treo; 9. Khóa cam; 10. Nút che lỗ khóa cam.
2.4.3 Cấu trúc mái kho lạnh.
Do là kho lạnh chế biến nên phần kho lạnh bảo quản đơng sẽ được đặt trong một khu nhà
xưởng bởi vì thế mái của nhà xưởng chính là mái của kho lạnh
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 cơng nhân, che chắn cho hệ thống máy lạnh,
nên mái kho phải đạt được những u cầu sau.
Mái kho phải đảm bảo che mưa che nắng tốt cho cấu trúc kho và hệ thống lạnh. Mái
kho khơng được đọng nước, khơng được thấm nước, độ dốc của mái kho ít nhất phải là
SVTH: Nguyễn Hồng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCơngNghiệpHN 24
Thiết kế hệ thống lạnh GVHD:Nguyễn Xn Bình
2%. Vì vậy trong phăng án thiết kế này chọn mái kho bằng tơn màu xanh lá cây, nâng đì
bằng bộ phận khung sắt.
2.4.5 Cấu trúc cách nhiệt đương ống.
Trong hệ thống lạnh các đương ống được cách nhiệt chủ yếu là, các đương ống có
nhiệt độ thấp như đương ống hút về máy nén.
- Ống thép
- Stirofo ốp bằng
2 mảnh (hoặc
bông thuỷ tinh)
- Nilon 2 lớp chống ẩm
- Vỏ tôn bọc bên ngoài
Chương III: TÍNH TỐN CÁCH NHIỆT VÀ CÁCH ẨM CHO KHO
Cách nhiệt bằng lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ ngồi mơi trường
có nhiệt độ cao vào bằng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che. Chất lượng của vách
cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật liệu cách nhiệt. Để đảm bảo tốt hiệu
quả cách nhiệt thì cấu trúc cách nhiệt phải có tính chất cách nhiệt và một số tính chất
khác. Trong tính tốn chiều dầy cách nhiệt phải chính ương và kinh tế.
SVTH: Nguyễn Hồng Duy Lớp:ĐHNL1-K1 ĐHCơngNghiệpHN 25