Thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả

Nhận xét của giáo viên hớng dẫn
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
.................................................................................................................................
Mục Lục

Lời nói đầu.5
CHƯƠNG I: các thông số về khí tợng và ý nghĩa kỹ
thuật lạnh ứng dụng trong kho bảo quản Dứa 7
I. Vai trò nhiệm vụ và ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong bảo quản dứa
1. Vai trò và nhiệm vụ...


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

2. ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong công nghiệp bảo quản thực phẩm.
CHƯƠNG II: bố trí mặt bằng và dung tích kho lạnh 9
I. Yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh.9
II. Yêu cầu chung đối với phòng máy...........10
III. Phân tloại kho lạnh11.
1. Đặc điểm kho lạnh..
2. Phân loại buồng lạnh.
IV. Xác định số lợng và kích thớc kho lạnh..12
1. Dung tích kho lạnh..
2. Diện tích chất tải
3. Tải trọng đặt trên nền
4. Diện tích lạnh cần xây dựng.
5. Xác định số buồng lạnh cần xây dựng
6. Diện tích thực tế khi lạnh cần xây dựng.
Chơng III:tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh và tính
phụ tải máy nén15
I. Cấu trúc cách nhiệt và cấu trúc xây dựng kho lạnh16
1. Mục đích của việc cách nhiệt phòng lạnh..
2. Mục đích của việc cách ẩm.

II. Cấu trúc của cách nhiệt cách ẩm.17
1. Cấu trúc cách nhiệt.
2. Cấu trúc cách ẩm
III. Phơng pháp xây dựng kho bảo quản .18
1. Kết cấu xây dựng kho..
1.1. Móng và cột
1.2. Tờng ngăn và tờng bao...
1.3. Mái
1.4. Nền
IV. Tính toán cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh.20
1. Kết cấu tờng bao....22
2. Kết cấu xây dựng của trần kho lạnh....24
2.1. Biểu diễn kết cấu của trần.
2.2. Chiều dày của lớp cách nhiệt
2.3. Kiểm tra đọng sơng bề mặt ngoài của trần.
3. Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh..25
3.1. Kết cấu cách nhiệt nền kho lạnh
3.2. Xác định chiều dày của lớp cách nhiệt nền kho
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 2


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

3.3. Kiểm tra đọng sơng trên nền kho lạnh
4. Xác định chiều dày cách nhiệt tờng ngăn..27
4.1. Xác định chiều dày cách nhiệt tờng ngăn..

V. Tính phụ tải của máy nén28
1. Mục đích tính toán nhiệt kho lạnh...
2. Xác định các tổn thất dòng nhiệt vào kho lạnh ..
2.1. Xác định dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che30
2.1.1. Xác định dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che
2.1.2.

Xác

định

Q 1v


2.1.3. Xác định Q 1t .
2.1.4. Xác định dòng nhiệt truyền qua nền Q 1n ..
2.1.5. Xác định dòng nhiệt qua bức xạ mặt trời Q 1bx
2.2. Xác định dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra 34
2.2.1. Xác định dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra Q21.....................
bb
2.2.2. Xác định dòng nhiệt do bao bì toả ra Q 11


2.3. Xác định dòng nhiệt do thông gió luồng lạnh: Q3 35
2.4. Xác dòng nhiệt do vận hành tỏa ra Q4..36
2.4.1. Xác định Q41..
2.4.2. Xác định Q42..
2.4.3. Xác định Q43..
2.4.4. Xác định Q44..
2.5. Dòng nhiệt toả ra khi dứa quả hô hấp Q5.37

2.6. Xác định năng suất lạnh của máy nén.38
2.6.1 Phơng pháp làm lạnh..
2.6.2. Chọn môi chất cho hệ thống lạnh kho bảo quản lạnh.
chơng IV: tính chọn máy nén41
I. Chọn các thông số làm việc..
1. Nhiệt độ sôi của MCL nhiệt độ sôi phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh.
2. Nhiệt độ (t0) ngng tụ.
3. Nhiệt độ quá nhiệt của môi chất..
II. Tính chọn máy nén43.
1. Xác định tỷ số nén...
2. Xây dựng chu trình trên đồ thị Log h...
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 3


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

chơng V:tính chọn thiết bị ngng tụ 48
I. Tính chọn dàn ngng..
1. Chọn kiểu dàn ngng..
2. Xác định nhiệt tải dàn ngng..

Chơng vi:tính chọn dàn bay hơi 49
1. Tính chọn dàn bay hơi.

chơng VII:tính chọn thiết bị phụ 50
I. Các thiết bị HTL bảo quản.

1. Bình chứa cao áp.
2. Bình tách dầu.51
2.1. Nhiệm vụ - cấu tạo.
2.2. Tính chọn bình tách dầu.
3. Bình tách lỏng51
3.1. Nhiệm vụ và cấu tạo..
3.2. Tính chọn bình tách lỏng
4. Xác định tháp giải nhiệt...
5. Quy trình vận hành54.
5.2. Nguyên tắc chung trớc khi khởi động hệ thống lạnh..
5.1. Nhiệm vụ của vận hành hệ thống lạnh..
6. Khởi động máy nén.
7. Dừng máy nén.
Kết luận.57

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 4


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

lời nói đầu
Trong những năm qua kỹ thuật lạnh đã có những thay đổi quan trọng
trên thế giới và ở cả Việt Nam ta. Nó thực sự đã đi sâu vào hết các ngành kinh
tế đang phát triển nhanh và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó. Đặc biệt là
ngành công nghệ thực phẩm, biến bảo quản thịt cá, rau quả...
Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh. Những thành

tựu về khoa học kỹ thuật đã đợc ứng dụng rộng rãi vào trong các ngành công
nghiệp cũng nh nông nghiệp. Do đó năng suất lao động ngày càng tăng, sản
phẩm làm ra ngày càng nhiều mà nhu cầu tiêu dùng còn hạn chế dẫn đến sản
phẩm d thừa. Để tiêu thụ hết những sản phẩm d thừa đó thì ngời ta phải chế
biến và bảo quản nó bằng cách làm lạnh đông để xuất khẩu. Nhng nớc ta hiện
nay còn rất ít những kho lạnh bảo quản, không đáp ứng đủ nhu cầu.
Trớc tình hình đó với những kiến thức đã học và cùng với sự hớng dẫn
tận tình của thầy giáo T.S Nguyễn Xuân Phơng. Em xin làm đồ án môn học
với để tài "Thiết kế kho lạnh bảo quản dứa quả với dung tích 200 tấn" đợc
đặt tại Đà Lạt
Đề tài của em đợc chia ra làm các phần nh sau:
Chơng I: Các thông số về khí tợng và ý nghĩa kỹ thuật lạnh ứng dụng
trong kho bảo quản dứa.
Chơng II: Bố trí mặt bằng và dung tích kho lạnh.
Chơng III: Tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh và tính phụ tải máy nén
Chơng IV: Tính chọn máy nén.
Chơng V: Tính chọn thiết bị ngng tụ.
Chơng VI: Tính chọn dàn bay hơi.
Chơng VII: Tính chọn thiết bị phụ.

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo T.s Nguyễn Xuân Phơng đã giúp
đỡ em hoàn thành đồ án này trong thời gian sớm nhất.

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 5


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

Tuy nhiên bằng những kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế cùng
với thời gian còn hạn hẹp, đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em kính mong các thầy cô và các bạn đọc đóng góp ý kiến để em hoàn thành
đồ án tốt nhất !
Hà Nội, ngày 28 tháng 12 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Trung Tín

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 6


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

chơng I
các thông số về khí tợng và ý nghĩa kỹ thuật
lạnh ứng dụng trong kho bảo quản Dứa
I. Vai trò nhiệm vụ và ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong bảo quản
dứa

1. Vai trò và nhiệm vụ
Việt Nam ta là một nớc nhiệt đới nóng ẩm ma nhiều, hình thành một
năm 4 mùa rõ rệt. Do vậy mà rất thích hợp cho thực vật phát triển mạnh mẽ.
Điều này đã tạo nên nguồn lợi rau quả ở nớc ta nói chung và dứa nói riêng trở
nên vô cùng phong phú và đa dạng nh:dứa, xoài, táo, hoa, da hấu, xu hào, cải

bắp...
Hiện nay ngời ta đa rất nhiều giống dứa vào trồng với giá trị cao không
những cho tiêu dùng trong nóc mà còn xuất khẩu ra nớc ngoài. Đặc điểm của
những loại rau quả nh dứa nói trên mang tính chất mùa vụ. Do vậy muốn để
bảo quản dứa quả tơi đợc lâu đó là nhiệm vụ của ngành kỹ thuật lạnh.
2. ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong công nghiệp bảo quản thực phẩm.
- Xuất phát từ những vai trò và nhiệm vụ hơn nữa Việt Nam ta nằm ở
vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, phần lớn các loại thực phẩm từ rau, quả, thịt,
cá.... chứa nhiều chất và cấu trúc phức tạp. Rau quả thực phẩm tơi thờng bị
thay đổi về chất lợng, có thể bị thối, héo úa, h hỏng... Làm giảm giá thành của
sản phẩm dới tác dụng của môi trờng xung quanh nh nóng, ẩm, gió và vi sinh
vật hoạt động.

Vậy để hạn chế những thay đổi về mặt cấu trúc sinh học không tốt đối
với rau quả bằng cách hạ nhiệt độ của quả và tăng thêm độ ẩm của không khí
môi trờng xung quanh. Vì ở nhiệt độ thấp và độ ẩm cao thì những biến đổi có
hại cho quả sẽ bị kìm hãm làm cho quá trình đó lâu hơn, giữ đợc cho quả tơi
lâu hơn, chất lợng vẫn giữ nguyên về mùi vị cũng nh màu sắc.
Muốn làm đợc điều này thì ngày nay bằng các phơng pháp làm lạnh
nhân tạo mà ngành kỹ thuật lãnh đã làm đợc và đó cũng là phơng pháp đạt
hiệu quả cao trong trong những điều kiện nhiệt độ ở nớc ta.
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 7


§å ¸n m«n häc

NguyÔn Trung TÝn Tp2-K52-Bk

X©y dùng kho l¹nh

Page 8


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

chơng II
bố trí mặt bằng và dung tích kho lạnh
I. yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh

* Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh bảo quản
Quy hoạch mặt bằng là bố trí nơi sản xuất phù hợp với dây truyền công
nghệ, sản phẩm đi theo dây truyền không gặp nhau, không chồng chéo lên
nhau, đan xen lẫn nhau.
- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi, rẻ tiền chi phí đầu t thấp
- Phải đảm bảo kỹ thuật an toàn, chống cháy nổ
- Mặt bằng khi quy hoạch phải tính đến khả năng mở rộng phân xởng
hoặc xí nghiệp.
Quy hoạch mặt bằng kho bảo quản cần phải đảm bảo việc vận hành tiện
lợi, rẻ tiền: Cơ sở chính để giảm chi phí vận hành là làm giảm dòng nhiệt xâm
nhập vào kho, giảm thể tích và giảm dòng nhiệt, dòng nhiệt qua vách thì cần
giảm diện tích xung quanh. Vì trong các dạng hình học khối hình chữ nhật có
diện tích lớn nhất. Để giảm cần làm dạng hình lập phơng khi đó đứng về mặt
sắp xếp hàng hoá thì không có lợi, do đó để giảm dòng nhiệt qua vách cần hợp
nhất các phòng lạnh thành một khối gọi là Block lạnh bởi vì việc xây lắp phân
tán các kho lạnh ra không những tăng tổn thất nhiệt qua vách, còn làm tăng
phân tán các kho lạnh ra còn làm tăng chi phí nguyên vật liệu.

- Biện pháp để giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho bảo quản chúng ta
tìm cách ngăn chặn, khi chúng ta mở cửa kho bảo quản đối với những kho tiếp
xúc bên ngoài.
Giả s, dòng nhiệt xâm nhập khi mở cửa kho bảo quản thực hiện những
cách sau:
+ Dùng màng che chắn việc đi lại khó khăn trong khi làm việc.
+ Xây dựng hành lang đệm, nhất l đối với kho bảo quản lớn.
+ Làm màng gió để chắn (quạt đặt trên cửa) công tắc quạt gắn liền với
cánh cửa, khi cửa mở thì quạt chạy, ngợc lại khi đóng quạt dừng.
+ Quy hoạch phải tính đến đặc điểm của hệ thống lạnh
Hệ thống lạnh kho bảo quản lạnh nhiệt để không khí là 00C
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 9


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

Nền kho phải tiếp xúc với mặt đất sau một thời gian dài làm cho nền
kho hạ thất nhiệt độ xuống. Khi nền hạ xuống nhiệt độ 00C thì có hiện tợng nớc trong đất đóng băng.
Nền kho về mặt vật lý khi đạt 00C, nớc trong nền đất đóng băng có hiện
tợng chuyển pha từ lỏng sang rắn. Do đó nó sẽ hồi lên phá vỡ cấu trúc xây
dựng của kho. Vậy để tránh hiện tợng này ta làm nh sau:
+ Không bố trí kho bảo quản có nhiệt độ thấp sát mặt đất, khi có điều
kiện nên bố trí trên cao.
+ Nền kho xây các ống thông gió đờng kính 200 ữ 300mm, đợc xây
dựng cách nhau 15 .15(m) tạo điều kiện cho không khí tuần hoàn qua hệ
thống này làm cho nền đất có nhiệt độ nền đất không thay đổi.

+ ở nớc ta thờng xảy ra lũ lụt cho nên các kho bảo quản thờng đợc xây
lắp cao hơn mặt đất, do vậy khoảng trống dới nền kho chính là khoảng thông
gió.
II. yêu cầu chung đối với phòng máy

- Phòng máy là khu vực hết sức quan trọng của xí nghiệp . Do đó nó cần
đạt các yêu cầu sau:
- Phòng máy và tổ hợp máy không đợc làm liền với móng tờng và các
kết cấy xây dựng khác.
- Khoảng cách giữa các tổ hợp máy phải đợc đảm bảo lớn hơn 1(m) và
giữa tổ hợp máy với tờng không nhỏ hơn 0,8 (m).
- Phòng máy phải có 2 cửa riêng biệt cách xa nhau. Trong đó ít nhất
phải có một cửa thông với bên ngoài.
- Phòng máy và các thiết bị phải có hệ thống thông gió, phải đảm bảo
thay đổi không khí 3 lần/ ngày. Hệ thống gió phải đảm bảo lu lợng không khí
thay đổi 7 lần/ ngày.
- Phòng máy và thiết bị phải đợc trang bị phơng tiện phòng chống cháy
nổ và an toàn điện.
III. Phân tloại kho lạnh

1. Đặc điểm kho lạnh
Theo đề tài của em thì kho lạnh của em là kho lạnh bảo quản lạnh da
quả tơi với nhiệt độ 00C.Sản phẩm ở đây đã đợc sơ chế, bao gói, đóng hộp đã
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 10


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

đợc gia lạnh ở nơi khác đa đến bảo quản. Hơn nữa kho lạnh của em là kho
lạnh phân phối.
Thờng dùng cho các trung tâm thành phố, các khu công nghiệp để bảo
quản các thực phẩm trong mùa thu hoạc phân phối điều hoà cho cả năm.
Phần lớn các sản phẩm đa đến đây đợc gia lạnh chế biến ở nơi khác đa
đến để bảo quản.
Dung tích của kho lạnh rất lớn từ 30t ữ 3500t
2. Phân loại buồng lạnh
+ Buồng bảo quản lạnh
- Buồng bảo quản lạnh thờng có nhiệt độ -1,5ữ00C
Với độ ẩm tơng đối từ 90 ữ 95% các sản phẩm bảo quản nh thịt cá, rau
quả có thể đợc đóng trong các bao bì đặt lên giá kho lạnh
- Buồng lạnh đợc trang bị các dàn lạnh không khí kiểu gắn tờng treo
trên trần đối lu không khí tự nhiên hoặc cỡng bức bằng quạt.
+ Buồng tiếp nhận:
- Buồng tiếp nhận sản phẩm trớc khi đa đến đợc kiểm tra, cân đo đong
đếm và phân loại sản phẩm.
IV. Xác định số lợng và kích thớc kho lạnh

- Dung tích kho lạnh là đại lợng cơ bản cần thiết để xác định số lợng
buồng lạnh. Dung tích kho lạnh là lợng hàng đợc bảo quản đồng thời lớn nhất
trong kho. Số lợng và kích thớc buồng lạnh phụ thuộc vào các loại hàng đợc
bảo quản trong kho, đặc điểm kho lạnh.
1. Dung tích kho lạnh
Dung tích kho lạnh đợc xác định theo biểu thức:
E = V.gV (t)
Trong đó:
E: dung tích kho lạnh:

E = 200t (theo đề tài cho)

V: thể tích kho lạnh (m3)
gV: định mức chất tải thể tích( t/m3);
gV = 0,31 (t/m2) (Tra bảng 2.6 Kt lạnh tp)
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 11


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

Dung tích thực sự của buồng
Sản phẩm da Esp và thùng gỗ Ebb
Chọn Ebb =10% Esp
Esp = 200 T
(đầu bài)
Dung tích thực sự của buồng là
E = Esp + Ebb = 200 + 20 = 220 (t)
Vậy: V =

220
=709,68 (m3)
0,31

2. Diện tích chất tải
Diện tích chất tải đợc xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao

chất tải.
F=

V
h

F: Diện tích chất tải; m2
h: chiều cao chất tải (m)
Chiu cao chất tải là chiu cao lô cht trong kho, chiu
cao ny ph thuc vo bao bỡ ng hng, phng tin bc d.
Dứa đợc đặt trong bao bì gỗ,kích thớc của hộp là
300*400*500(mm).Ta xếp thành 7 chồng.Vậy chiều cao chất tải
là 3,5(m)
Vậy

F=

( )

V 709,68
=
= 202,76 m 2
h
3,5

3. Tải trọng đặt trên nền:
gF = gV.h = 0,31.3,5 = 1,08 (t/m2)
phù hợp với tải trọng cho phép,bê tông cốt thép gf=200(kg/cm2)
4. Diện tích lạnh cần xây dựng
Ta có Ft =

F
F

Trong đó:
Ft: Diện tích lạnh cần xây dựng (m2)
F: Hệ số sử dụng diện tích các buồng, đợc tính cho cả đờng đi và diện
tích giữa các lô hàng.
Theo bảng chọn F = 0,75. ( Trang bảng 2.7 Kt lạnh tp)
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 12


Đồ án môn học
Vậy

Ft =

Xây dựng kho lạnh

( )

202,76
= 270,34 m 2
0,75

5. Xác định số buồng lạnh cần xây dựng
Ta có:
Z=

Ft
f

Trong đó:
f: diện tích 1 buồng lạnh theo quy chuẩn đã chọn f = 72(m2)
Vậy
Z=

Ft 270,34
=
= 3,75 buồng
f
72

Chọn Z = 4 buồng
6. Vậy diện tích thực tế khi lạnh cần xây dựng là:
Ftt = 4.72 = 288 (m2)
Dung tích thực tế kho lạnh
Ett = 220

4
= 231,57 (t).
3,8

Kích thớc của kho lạnh là 12m.24m.3,5m
Để có hớng mở rộng kho lên gấp đôi tôi chọn mặt bằng xây dựng kho
là: Có một hành lang rộng 6(m) ở giữa hành lang xây dựng một bức tờng
mỏng có một cửa lớn đợc kéo ra để cho xe cơ giới bốc xếo hàng hoá.
V: Quy hoạch mặt bằng kho lạnh

Quy hoạch và những nơi phụ trợ với dây truyền công nghệ. Để đạt đợc
mục đích đó cần phải tuân thủ yêu cầu sau:
- Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây truyền công nghệ sản
phẩm đi theo dây truyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, các cửa ra
vào cửa buồng phải quay ra hành lang.
Cũng có thể không dùng hành lang nhng sản phẩm theo dây truyền
không đợc gặp nhau.
- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu t nhỏ nhất. Cần sử dụng rộng rãi
các điều kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích lạnh phụ trợ
nhng vẫn đảm bảo tiện nghi.
- Giảm công suất thiết bị thấp nhất.
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 13


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

- Quy hoach mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền.
- Quy hoạch phải đảm bảo lối đi lại thuận tiện cho việc bốc xếp thủ
công hay cơ giới thiết kế.
Chiều di kho lạnh một tầng không quá 40(m)
Chiều rộng kho lạnh một tầng phù hợp với khoảng vợt lớn nhất là 12
(m)
Kho lạnh có dung tích đến 600t không cần bố trí đờng sắt chỉ cần một
sân bốc dỡ ô tô dọc theo chiều dài kho
Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các kho lạnh cùng nhiệt độ
nhóm vào một khối.

- Mặt bằng của kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn. Điều này
rất quan trọng với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đa đợc môi chất
lạnh từ các thiết bị lạnh do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp
lỏng từ dới lên.
- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật an toàn phòng cháy, chữa
cháy. Khi thiết kế phải tính thêm khả năng mở rộng kho lạnh.

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 14


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

Chơng III
tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh và tính phụ
tải máy nén
I. Cấu trúc cách nhiệt và cấu trúc xây dựng kho lạnh

1. Mục đích của việc cách nhiệt phòng lạnh
Nhiệt độ tx, trong đó nhiệt độ môi trờng (tf > tk) lạnh trong xí nghiệp
đông lạnh. Cấu trúc cách nhiệt chiếm từ 25 > 40% chi phí xây dựng xí nghiệp.
Do đó phải đặc biệt chú trọng đến việc lựa chọn cấu trúc cách nhiệt. Thiết kế
và thi công nếu cấu tạo của vách cách nhiệt là điểm cấu trúc xây dựng cách
nhiệt không tốt thì nó không đảm bảo chế độ nhiệt và ẩm không đảm bảo theo
yêu cầu làm tăng sự khô ngót của sản phẩm, h hỏng sản phẩm và tăng chi phí
sản xuất lạnh (tăng chi phí vận hành)
Do vậy việc cách nhiệt cho kho lạnh đợc xem xét và coi trọng nhất. Đặc

biệt đối với những kho lạnh mà nhiệt độ trong phòng lạnh luôn luôn phải duy
trì ở nhiệt độ thấp. Do đó sự chênh lệch nhiệt độ nh trên luôn luôn xuất hiện
một dòng nhiệt xâm nhập từ môi trờng bên ngoài vào.
Đối với kho lạnh của chúng ta, mục đích xây dựng là làm giảm dòng
nhiệt xâm nhập từ môi trờng bên ngoài kho, chỉ có bằng cách tăng R lên
R: Nhiệt trở vách (cản trở dòng nhiệt) muốn tăng dòng nhiệt trở vách
có nhiều cách nhng tốt nhất là xây tờng dày lên một cách phù hợp nhất lắp đặt
vật liệu cách nhiệt
* ý nghĩa
Việc cách nhiệt kho lạnh nó sẽ giảm bớt hiệu số nhiệt độ của bề mặt
phía trong thnh kho và nhiệt độ của bề mặt phía ngoài kho và nhiệt độ
không khí trong kho
t = t2 - tk
Khi hiệu nhiệt độ lớn sẽ làm tăng sự tuần hoàn của không khí gần
vách, sự tuần hoàn của không khí tăng lên làm tăng sự khô ngót của sản phẩm
vào mùa hè và ngợc lại làm tăng sự quá lạnh của sản phẩm vào mùa đông.
Để tránh hiện tợng khi sắp xếp sản phẩm vào trong kho lạnh không đợc
xếp sản phẩm vào sát vách kho. Từ những lý do trên ta thấy rằng việc cách
nhiệt cho kho là rất cần thiết
2. Mục đích của việc cách ẩm
Nhiệt độ của môi trờng không khí xung quanh bao giờ cũng lớn hơn
nhiệt độ của không khí trong phòng lạnh cho nên độ ẩm (d = g/kgk 3) của
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 15


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

không khí xung quanh lớn hơn phòng lạnh, kết quả phát sinh độ chênh độ
chứa ẩm.
d = dng - dn
hay là áp suất riêng phần của hơi nớc sinh ra:
h
h
P = Pf Pk

Đây là nguyên nhân tạo ra môi trờng ẩm trong vách kho. Sự chênh lệch
về áp suất hơi nớc trong và ngoài kho lạnh, tạo nên dòng hơi nớc khuyếch tán
qua vách kho vào trong phòng lạnh nó đợc đánh giá qua thông số gọi là dòng
ẩn
=

Ph1 Ph 2
H

Trong đó:
Ph1: áp suất hơi nớc bên ngoài
Ph2: áp suất hơi nớc bên trong
H: trở lực dẫn ẩm m2(sản phẩm)/kg
Việc chấm dứt hoàn toàn dòng nhiệt ẩm đi qua vách khi mà luôn luôn
tồn tại t và P là điều không thể thực hiện đợc. Vì khi đó vách kho có trở lực
nhiệt trở và ẩm trở thì có thể giảm đợc dòng nhiệt ,ẩm.
Nếu để cho âm xâm nhập vào qua vách kho lạnh gây ra một số tác hại:
- Nó làm cho các vật liệu tham gia vào cấu trúc xây dựng kho lạnh, làm
cho nhanh ẩm ớt, mục nát
- Nó làm ẩm vật liệu cách nhiệt làm giảm khả năng cách nhiệt của vật
liệu

- ẩm đi vào trong mang theo nhiệt làm tăng nhiệt tải của thiết bị lạnh
(tăng nhiệt tải của buồng) đồng thời nó làm tăng khả năng mất khối lợng của
sản phẩm (do chuyển pha lỏng hơi). Để khắc phục tác hại trên ngời ta cách ẩm
chi kho lạnh.
II. Cấu trúc của cách nhiệt cách ẩm

1. Cấu trúc cách nhiệt:
Cấu trúc cách nhiệt đảm bảo sự liên tục không tạo ra các cầu nhiệt
không xuất hiện tợng đột nhiệt. Đối với kho lạnh khi xây lắp cách nhiệt cho
công trình không nên để hở mép giữa các tấm cách nhiệt.
- Vị trí lắp đặt.
+ Đối với tờng cách nhiệt đặt phía trong hay phía ngoài đều đợc. Nhng
thông thờng là lắp bên trong vách kho.
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 16


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

+ Đối với nền lắp dới mặt nền.
+ Đối với trần thì lắp phía trên hay phía dới đều đợc tuỳ thuộc vào diện
tích trần.
Theo đề tài của em thì em chọn cấu trúc cách nhiệt là polystirol cho tơng bao và tờng ngăn từ trần, bê tông bọc cho nền kho.
2. Cấu trúc cách ẩm
- Về nguyên tắc thì cách ẩm lắp ở phía có độ ẩm cao. Khi lắp cấu trúc
cách nhiệt tôi dùng bitum và giấy dầu để cách ẩm cho tờng, trần và nền.
III. Phơng pháp xây dựng kho bảo quản

Trong thực tế hiện nay có 2 phơng pháp xây dựng kho thờng sử dụng đó
là kho xây và kho lắp ghép.
- Kho xây: có u điểm là tận dụng đợc nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa
phơng, các nguyên vật liệu sẵn có ở các xí nghiệp, giá thành rẻ, chi phí đầu t
thấp. Tuy nhiên nó có nhợc điểm là thời gian thi công kéo dàu cấu trúc xây
dựng phức tạp.
Qua sự cân đối giữa kho lắp ghép và kho xây, đối chiếu với tình hình
thực tế trong nớc em chọn phơng án xây dựng kho của em là kho xây.
1. Kết cấu xây dựng kho
Để giảm tổn thất lạnh cũng nh đảm bảo tính an toàn và kinh tế cho kho
lạnh hoạt động trong thời gian dài thì kho lạnh đợc xây dựng thiết kế có kết
cấu nh sau:
1.1. Móng và cột
Móng phải chịu đợc tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng và hàng hoá
bảo quản. Bởi vậy móng phải kiên cố, vững chắc và lâu bền. Móng có thể đợc
làm theo kiểu sàn móng hoặc theo kiểu từng ô không liên tục. Khi đó móng
ngời ta phải chừa trớc những lỗ để lắo cột chụi lực. Trong kho lạnh một tầng
sử dụng cột có tiết diện vuông (400 x 400)
1.2. Tờng ngăn và tờng bao
- Có rất nhiều phơng án xây dựng tờng bao và tờng ngăn nhng phơng
pháp cổ điển nhất hiện nay vẫn phù hợp ở Việt Nam
- Tờng gạch chịu lực có hai vữa trát 2 phía. Cách nhiệt ở phía trong
phòng lạnh. Trớc khi cách nhiệt phủ lên một lớp bitum dày 2,5 ữ 3(mm) để
cách ẩm sau đó dán lớp cách nhiệt lên. Cách nhiệt có thể gán 2 lớp tránh tán
nhiệt. Cách nhiệt đợc cố định vào tờng có thể cách nhiệt bằng gạch hoặc bê
tông bọt cách nhiệt.
1.3. Mái
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 17


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

Các kho lạnh có các tấm mái tiêu chuẩn đi kèm theo cột, xà tiêu chuẩn.
Mái của kho không đợc đọng và thấm nớc.
Nếu mái có độ rộng lớn có thể làm mái dốc về một phía thờng làm dốc
về 2 phía có độ nghiêng 2%, chống thấm nớc bằng bitiem và giấy dầu. Chống
bức xạ bằng cách phủ lên trên một lớp sợi trắng kích thớc 50ữ15 (mm).
Đối với kho lạnh của em thiết kế ngoài việc bố trí nh trên còn bố trí thê
mái lợp bằng pơlô xi măng.
1.4. Nền
- Nhiệt độ phòng lạnh
- Tải trọng của kho hàng bảo quản
- Dung tích kho lạnh
Yêu cầu của nền là nền phải vững chắc, tuổi thọ cao và không thấm nớc,dễ dàng vệ sinh sạch sẽ.
Theo tiêu chuẩn thì nền có nhiệt độ dơng không cần cách nhiệt nếu nền
có nhiệt độ âm thì có nhiều thiết kế khác nhau.
Với kho lạnh của em là kho bảo quản lạnh rau quả có nhiệt độ 0 0C. Do
vậy mà nền của em không bố trí điện trở sởi nên.
1.5. Cửa kho lạnh
Cửa các kho lạnh có rất nhiều loại khác nhau, khoá cửa cũng vậy. Cửa
của kho lạnh cũng giống của tủ lạnh, cửa là tấm cách nhiệt, có bản kề tự động,
xung quanh cơ điện kín bằng caosu có bố trí nam châm để hút mạch cửa đảm
bảo độ kín khít và giảm tổn thất nhiệt.
Với kho lạnh của em cho xe nâng hạn bốc dỡ hàng hoá. Chọn cửa rộng
4m, cao 2,5(m) cửa bố trí bánh xe chuyển động trên thanh ray sát tờng nên

đóng mở nhẹ nhàng tiết kiệm diện tích.
IV. Tính toán cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh
1. Kết cấu tờng bao
- Theo kinh nghiệm thực tế thì em chịn vách kho lạnh có kết cấu nh sau:

Bảng 1:
STT

Vật liệu

Bề dày (m)

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Hệ số dẫn

Hệ số
Page 18


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

0,01
0,2
0,01
0,005

(/mk)

0,92
0,82
0,92
0,18
0,047

khuyếch tán
ẩm phụ g/mh
MPa
90
150
90
0,86
7,5

0,01

0,92

90

nhiệt
1
2
3
4
5
6

Vữa trát xi măng

Gạch đỏ
Vữa trát xi măng
Cách ẩm bitiem
Cách nhiệt polystirol
Vữa trát xi măng lới
thép

1.1. Biểu diễn kết cấu tờng bao
1
|

2
|

3 4
| |

5
|

6
|

tf1

(H1)
tf2

Trong đó:
1ữ3: Lớp vữa xi măng

2: Lớp cách ẩm bằng bitium
4: Lớp cách ẩm polytrol
6: Lớp vữa trát xi măng lới thép

1.2. Xác định chiều dày lớp cách nhiệt tờng bao
Chiều dày cách nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt đợc xác định từ phơng
trình truyền nhiệt k:
Ta có:
1
S
S
K= 1
1
+ i + CN +
1 i =1 i CN 2
n

Suy ra

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 19


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

n
1 1

1
( m )
SCN = CN
+ i +
K



i
=
1


1
i
2

Với: SCN: Chiều dày lớp cách nhiệt polystirol

CN : hệ số dẫn nhiệt của polystirol
K: hệ số truyền nhiệt qua tờng bao, ứng với kho nhiệt độ 00C ta có:
K = 0,3/m2K ( Bảng 2.9 trang 82.Kĩ thuật lạnh thực phẩm T.s Nguyễn
Xuân Phơng)
1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tờng:
1 = 23,3 /m2 K
2: Hệ số toả nhiệt bên trong tờng đối với kho lạnh đối lu cỡng bức
2 = 9 /m2 K
i: Bề dày của lớp vật liệu thứ i
i: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i:

Theo kết cấu kể trên, dựa vào bảng 1 ta có chiều dày lớp cách nhiệt.
CN

1

1

0,01

0,2

0,005

1

= 0,047 0,30 23,3 + 3 0,92 + 0,85 + 0,18 + 9



= 0,11 (m)

Vậy ra chọn chiều cách nhiệt là CN = 0,15 (m) 1 lớp 0,1 x 1 lớp 0,05
(m)
Vậy với CN = 0,15 thì khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
1

Kt =

1
3.0,01

0,2
0,005 0,15 1 = 0,172 (/m2K)
+
+
+
+
+
23,3 0,92 0,082 0,18 0,047 9

1.3. Kiểm tra đọng sơng vách ngoài tờng bao.
Theo bảng 1-1 thì nhiệt thì nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất ở Đà
Lạt (lấy theo Pleiku) là tổng đài = 32,20C; độ ẩm 83%. Tra đồ thị h-x . ta đợc ts
= 270C. Nhiệt độ buồng lạnh t2 = 00C
Từ công thức
ks = 0,95.23,3.

32,2 27
= 3,5745/m2K
32,2

Với KS = 3.5745 /m2K > Kt = 0,274 /m2K. Ta thấy không có hiện tợng đọng sơng vách ngoài tờng bao.
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 20


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

2. Kết cấu xây dựng của trần kho lạnh
Theo kinh nghiệm thực tế thì em chọn trần kho có kết cấu nh sau:
Hệ số
Thẻ số dãn
khuếch tán
Chiều dày
ST
nhiệt
Tên vật liệu
ẩn phụ
T
(m)
U(g/m2HM
(/m2K)
Pa)
1
Lớp vữa xi măng
0,01
0,92
90
2
Lớp bê tông giằng
0,04
1,4
30
3
Lớp cách ẩm bitiem
0,01
0,18
0,86

4 Lớp cách nhiệt polystirol
0,047
7,5
5
Lớp bê tông có thấp
0,2
1,5
30
6
Lớp vữa trát xi măng
0,01
0,92
90

2.1. Biểu diễn kết cấu của trần
Hình vẽ:
1: Lớp vữa trát xi măng
2: Lớp bê tông giằng
3: Lớp cách ẩm
4: Lớp cách nhiệt polystirol
5: Lớp bê tông cốt thép
6: Lớp vữa trát xi măng

1
2
3
4
5
6

2.2. Chiều dày của lớp cách nhiệt:
- Chiều dày của lớp cách nhiệt đợc xác định từ phơng trình truyền nhiệt
k
Ta có
1


k= 1
1
+ i + CN +
1 i =1 i CN 2
n

(/m2K )

Trong đố:
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 21


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

CN: chiều dày lớp cách nhiệt bằng polystirol
CN: hệ số dẫn nhiệt của polystirol
k: hệ số truyền nhiệt qua trần kho, ứng với t = 00C ta có:
k = 0,29 /m2K (Bảng 2.9 Kĩ thuật lạnh tp)
1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài mái kho

1 = 23,3 /m2K
2: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài mái kho
2 = 9 /m2K
i: bề dầy của lớp vật liệu thứ i
i: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i;
Theo kết cấu nh trên dựa vào bảng 2 ta có chiều dàycủa lớp vật liệu
cách nhiệt nh sau:
1
2.0,01 0,04 0,01 0,2 1
1

+
+
+
+
+
CN = 0,047
1,4
0,18 1,5 9
0,29 23,3 0,92
= 0,1439 0,15 (m)
Vậy ta chọn chiều dày lớp cách nhiệt là CN = 0,15 (m)
bằng 1 lớp 0,1(m) x 1 lớp 0,05(m)
Với CN = 0,15 (m) thì khi đó hệ số truyền nhiệt thực sẽ là
kt =

1
1
2.0,01 0,04 0,01 0,2 0,15 1
+

+
+
+
+
+
23,3 0,92
1,4
0,18 1,5 0,017 9

= 0,2794 (/m2K)
2.3. Kiểm tra đọng sơng bề mặt ngoài của trần
Tơng tự nh phần kiểm tra đọng sơng đối với tờng đối với trần ta có:
k s = 0,95 1

t1 t s
32,2 27
= 0,95 23,3.
= 3,5745 / m 2 k
t1 t 2
32,2 0

Với ks = 3,5745 /m2K > kt = 0,2794/m2K
Nh vậy cũng không có hiện tợng đọng sơng vách ngoài của trần.
3. Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh
3.1. Kết cấu cách nhiệt nền kho lạnh
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 22

Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

Bảng 3
ST
T
1
2
3
4
5
6
7

Tên vật liệu XD

/m2k
1,4
1,6
0,18

Hệ số khuếch
âm phụ U
(m2hMPa)
30
30
1,3

0,15

244

1,6
1,4
0,92

30
30
90

Hệ dày vật liệu Hệ số dẫn nhiệt

Lớp đá rắn
Lớp bê tông đệm
Lớp cách ẩm bitiem
Lớp cách nhiệt
bằng bê tông bọt
Lớp bê tông răng
Lớp bê tông cứng
Nền xi măng nhẵn

(m)
0,4
0,1
0,005
0,03
0,02
0,01

3.1. Biểu diễn kết cấu của nền
1. Lớp đá răm
7
2. Lớp bê tông đệm
6
3. Lớp các ẩm bitiem
5
4
4. Lớp bê tông bọt
3
5. Lớp bê tông rằng
2
6. Bê tông cứng
1
7. Nền xi măng nhẵn
3.2. Xác định chiều dày của lớp cách nhiệt nền kho
- Chiều dày lớp cách nhiệt đợc xác định từ phơng trình truyền nhiệt K
Ta có:
1


K= 1
1
+ i + CN +
1 i =1 i CN 2
n

CN = CN

n

1 1
i 1

(m)

+
+



K


i
=
1
1
i
2




Trong đó:
CN : chiều dày lớp cách nhiệt bằng bê tông bọt
CN : Hệ số dẫn nhiệt của bê tông bọt
K: Hệ số truyền nhiệt qua nền ứng với t2 = 00C
Ta có: K = 0,41/m2k ( bảng 2.12 Kĩ thuật lạnh tp)
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 23


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

1: Hệ số toả nhiệt từ nền vào trong kho 1 = 23,3 /m2k
i: Hệ số toả nhiệt phía trong kho 2 = 9 /m2k
i: Chiều dày lớp vật liệu thứ i
i: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu thứ i
Theo kết cấu nh trên dựa vào bảng 3 ta có chiều dày lớp cách nhiệt là:
1
0,4 0,1 0,005 0,03 0,02 0,01 1
1
K = 0,15

+
+
+
+
+
+
+
1,6
1,4 0,92 9
0,41 23,3 1,4 1,6 0,18
= 0,268 (m)
Vậy ta chọn chiều dày lớp cách nhiệt là CN = 0,3 (m)
Với CN = 0,3(m) ta có hệ số truyền nhiệt thực tế là:

kt =

1
1
0,4 0,1 0,005 0,02 0,03 0,01 1 0,3
+
+
+
+
+
+
+ +
23,3 1,4 1,6 0,18
1,4
1,6 0,92 9 0,15

= 0,3844 (/m2k)
3.3. Kiểm tra đọng sơng trên nền kho lạnh
Với nhiệt độ trong nền kho ta chọn t1 = 280C với = 83%
Tra trên đồ thị h-x hình 1-1 đợc ts =240C với t2 = 00C
Từ công thức
ks = 0,95.1

t1 ts
(/m2k)
t1 t 2

Ta có: Ks = 0,95.23,3

28 24

= 3,16 (/m2k)
28 0

Với Ks = 3,16 (/m2k) > kt = 0,3844 (/m2k) thì không có hiện tợng
đọng sơng trên nền kho lạnh
4. Xác định chiều dày cách nhiệt tờng ngăn
4.1. Xác định chiều dày cách nhiệt tờng ngăn
Chiều dày cách nhiệt của tờng ngoài.
Biểu diễn kết cấu của tờng ngăn

Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 24


Đồ án môn học

Xây dựng kho lạnh

- Vì 4 buồng có cùng nhiệt độ nên ta có:
k = 0,58 /m2k (TL bảng 2.11 Trang 83 Kĩ thuật lạnh thực phẩm)
1 = 2 = 9 /m2k
Chọn bê tông lọt làm cách nhiệt khi đó hệ số dẫn nhiệt là
= 0,15 /m2k
Vậy chiều dày cách nhiệt của tờng ngăn là:
2
1
= 0,0225 CN = 0,25m
CN = 0,15.
0,58 9

Chọn CN = 0,25 (m) với kt = 0,53 /m2k
V. Tính phụ tải của máy nén

1. Mục đích tính toán nhiệt kho lạnh
Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trờng bên ngoài
đi vào kho lạnh. Đây chính là dòng tổn thất nhiệt mà máy lạnh cần phải đủ
công suất lạnh để thải nó trở lại môi trờng nóng đảm bảo sự chênh nhiệt độ
giữa luồng lạnh với không khí môi trờng xung quanh.
Mục đích cuối cùng của việc tính nhiệt kho lạnh là để xác định năng
suất lạnh của máy lạnh cần đặt. Khi đó dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q đợc xác định bằng biểu thức.
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5;
Trong đó:
Q1: Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che vào buồng lạnh qua dẫn nhiệt và
bức xạ mặt trời.
Q2: Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xảy ra lạnh
Q3: Dòng nhiệt từ bên ngoài do thông gió vào buồng lạnh
Q4: Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau do vận hành kho lạnh
Q5: Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp
Đặc điểm của các dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian.
Q1 phụ thuộc vào nhiệt độ môi trờng xung quanh nó thay đổi từng giờ, từng
ngày và từng tháng trong năm, mùa trong năm. Q2 phụ thuộc vào thời vụ; Q3
phụ thuộc vào hàng bảo quản; Q4 phụ thuộc vào quy trình chế biến bảo quản
hàng và Q5 phụ thuộc vào những biến đổi sinh hoá của từng sản phẩm.
Nguyễn Trung Tín Tp2-K52-Bk

Page 25