Thiết kế và lắp đặt kho bảo quản đông sức chứa 400 tấn

Trang 1

LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin chân thành cảm ơn các thầy ngành Nhiệt Lạnh đã truyền
đạt những kiến thức, kinh nghiệm quí báu cho em nói riêng và các bạn trong lớp
nói chung, đã trang bị cho em những kiến thức trước khi bước vào đời . Nó sẽ là
nền tảng vững chắc cho những bước phát triển của em trong sự nghiệp cũng
như trong cuộc sống , em xin ghi nhớ công ơn này.
Nhân đây em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của em đến Ban Giám
Đốc Công Ty, các cô chú, anh, chị ở tất cả Phòng Ban của Công Ty TNHH Tư
Vấn Kỹ Thuật Công Nghệ Tân Tiến, đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi, tận
tình chỉ dẫn trong suốt quá trình thực tập tại Công Ty , không chỉ về mặt kiến
thức chuyên môn mà cả về kiến thức xã hội rất bổ ích cho nghề nghiệp tương lai
sau này. Và đặc biệt thầy Khổng Trung Thắng đã tận tình hướng dẫn em hoàn
thành cuốn đồ án tốt nghiệp này.


Trang 2

MỤC LỤC
MỤC LỤC.......................................................................................................1
LỜI CÁM ƠN....................................................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU..................................................................................................5
CHƯƠNG 1 : LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT..............................6
1.1. Sự cần thiết ra đời nhà máy chế biến thuỷ sản xuất khẩu tại Cần Thơ........6
1.2. Các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật .....................................................7
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN MẶT BẰNG KHO LẠNH.................................9
2.1. KHẢO SÁT SƠ ĐỒ MẶT BẰNG LẮP ĐẶT KHO LẠNH.............9
2.1.1. Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh.................................................9
2.1.2. Các thông số khí hậu ....................................................................9
2.1.3. Các điều kiện bảo quản trong kho.................................................9

2.2. TÍNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH....................................................10
2.2.1. Dung tích kho lạnh........................................................................10
2.2.2. Diện tích chứa sản phẩm kho........................................................11
2.2.3. Tải trọng của nền và trần...............................................................11
2.2.4. Diện tích cần xây dựng..................................................................11
2.3. TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM.......................................................12
2.3.1. Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm..........................................................12
2.3.2. cấu trúc kho lạnh............................................................................13
2.3.3. Tính toán cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh..................................14
2.4. CẤU TRÚC KHO LẠNH...................................................................17
2.4.1. Cấu trúc nền kho lạnh....................................................................18
2.4.2. Cấu trúc vách và trần kho..............................................................18
2.4.3. Cấu trúc mái kho............................................................................18
2.4.4. Cửa kho..........................................................................................19
CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI VÀ CHỌN HỆ THỐNG...............20
3.1. TÍNH NHIỆT TẢI...............................................................................20


Trang 3

3.1.1. Mục đích........................................................................................20
3.1.2. Tính nhiệt tải..................................................................................20
3.1.3. Xác định tải nhiệt và năng suất lạnh cho máy nén........................26
3.2. CHỌN CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ TÍNH CHỌN THIẾT BỊ....27
3.2.1. Chọn các chế độ làm việc..............................................................27
3.2.2. Tính chu trình máy lạnh................................................................31
3.2.3. Tính chọn thiết bị...........................................................................35
1. Chọn cụm máy nén dàn ngưng.................................................35
2. Chọn dàn lạnh...........................................................................36
3. Tính chọn các thiết bị phụ.........................................................36

4. Tính chọn đường ống dẫn môi chất trong hệ thống.................43
3.3. BỐ TRI MÁY VÀ THIẾT BỊ.............................................................45
CHƯƠNG 4: THI CÔNG LẮP ĐẶT..............................................................47
4.1. GIA CỐ VÀ XÂY DỰNG NỀN MÓNG...........................................47
4.1.1. Đúc khung kho bằng bê tông cốt thép...........................................47
4.1.2. Dựng khung đỡ mái và lợp mái........................................................47
4.2. LẮP ĐẶT KHO LẠNH,.....................................................................47
4.2.1. Công tác chuẩn bị..........................................................................47
4.2.2. Thi công lắp đặt.............................................................................47
4.3. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG LẠNH...........................................................54
4.3.1. Lắp đặt cụm dàn ngưng, máy nén.................................................54
4.3.2. Lắp đặt cụm dàn lạnh.....................................................................55
4.3.3. Lắp đặt đường ống hút của máy nén, và đường ống từ bình chưa cao áp
đến dàn lạnh, bình tách lỏng và van tiết lưu.................................56
4.4. ĐUỔI BỤI VÀ THỬ XÌ, HÚT CHÂN KHÔNG VÀ NẠP GAS HỆ
THỐNG............................................................................................................59
4.4.1. Quy trình đuổi bụi hệ thống.........................................................59
4.4.2. Thử xì hệ thống.............................................................................60
4.4.3. Hút chân không hệ thống..............................................................60
4.4.4. Nạp gas cho hệ thống...................................................................61


Trang 4

4.5. MẠCH ĐIỆN ĐỘNG LỰC VÀ ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG.. 62
4.6. VẬN HÀNH HỆ THỐNG LẠNH......................................................65
1. Công tác chuẩn bị....................................................................... 65
2. Vận hành hệ thống......................................................................65
3. Dừng máy..................................................................................66
4.7. BẢO DƯỠNG HỆ THỐNG..............................................................67

KẾT LUẬN......................................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................70


Trang 5

LỜI NÓI ĐẦU

Kỹ thuật lạnh là một ngành tuy còn khá mới mẻ ở nước ta, nhưng trong
những năm gần đây nó đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực
của đời sống con người. Đặc biệt là trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm.
Đối với công nghiệp chế biến thuỷ sản thì yêu cầu sử dụng lạnh là tất yếu, vì vậy việc
thiết kế hệ thống lạnh hoạt động hiệu quả là yêu cầu cấp thiết đối với các nhà máy
chế biến thủy sản.
Được sự phân công nhà trường, khoa chế biến và bộ môn kỹ thuật lạnh tôi đã
thực hiện đồ án tốt nghiệp: “Thiết kế và lắp đặt kho bảo quản đông sức chứa 400
tấn” với các nội dung dung chính như sau:
Chương 1: Luận chứng kinh tế – kỹ thuật.
Chương 2: Tính toán mặt bằng kho lạnh.
Chương 3:Tính toán nhiệt tải và chon hệ thống.
Chương 4: Thi công và lắp đặt kho lạnh.
Chương 5: Kết luận
Trong quá trình thực hiện đồ án tôi đã có cố gắng, nhưng kinh nghiệm và kiến
thức có hạn nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những sai sót nhất định. Kính mong sự
chỉ dẫn của qúy thầy cô.

Sinh viên thực hiện.

Đinh Trung Định

Trang 6

CHƯƠNG 1 : LUẬN CHỨNG KINH TẾ - KỸ THUẬT
1.1. Sự cần thiết ra đời nhà máy chế biến thuỷ sản xuất khẩu tại Cần Thơ
Khi quyết định xây dựng một nhà máy chế biến thuỷ sản người ta phải căn cứ vào
nhiều khả năng, như khả năng đầu vào của nguồn nguyên liệu và đầu ra của sản phẩm,
khả năng về mặt bằng xây dựng của nhà máy, khả năng về giao thông, đường xá, điện
nước, về lực lượng lao động và giải quyết việc làm cho người lao động, và cuối cùng
là khả năng về vốn đầu tư xây dựng nhà máy.
Sự cần thiết để xây dựng nhà máy chế biến thuỷ sản Thiên Mã xuất phát từ nhiều yếu tố:
Thứ nhất là xuất phát từ khả năng cung cấp nguồn nguyên liệu cho quá trình chế
biến, nhà máy chế biến thuỷ sản Thiên Mã xây dựng tại Cần Thơ sẽ được cung cấp
nguồn nguyên liệu từ nội tỉnh và các tỉnh lân cận. Sự ra đời nhà máy chế biến thuỷ sản
người ta quan tâm thứ nhất là nguồn nguyên liệu cung cấp cho quá trình chế biến, có
đủ nguyên liệu thì nhà máy mới hoạt động ổn định lâu dài và có lợi nhuận. Nguồn
nguyên liệu cá tra - cá basa được nuôi rất nhiều ở các tỉnh miền Tây Nam bộ, theo các
số liệu thống kê hàng năm thì sản lượng và diện tích nuôi trồng cá tra và cá basa ở các
tỉnh Tây Nam bộ không ngừng tăng lên hàng năm, vì vậy khả năng nguyên liệu cung
cấp đủ cho quá trình chế biến, không những thế ở đây khí hậu quanh năm ổn định có
thể nuôi cá quanh năm được, nên nguồn nguyên liệu dáp ứng được quanh năm.
Thứ hai là xuất phát từ thị trường tiêu thụ, hay đầu ra của sản phẩm lớn đến nhà
máy, nó quyết định đến việc tồn tại và phát triển của nhà máy. Cùng với sự phát triển
của ngành thuỷ sản nói chung và ngành công nghiệp chế biến thuỷ sản nói riêng thị
trưòng tiêu thụ của các sản phẩm chế biến từ thuỷ sản đang ngày càng được mở rộng
cả trong nước và ngoài thế giới. Các sản phẩm này xâm nhập vào các thị trường khó
tính nhất của thế giới và được chấp nhận và được đánh giá cao, như thị trường EU,
Nhật, Mỹ… Muốn xâm nhập vào các thị trường này thì chất lượng sản phẩm phải có
giá trị và chất lượng cao đảm bảo được yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm . Vấn đề
này liên quan đến công nghệ, và trang thiết bị phục vụ cho quá trình chế biến.

Trang 7

Thứ ba là xuất phát từ khả năng giải quyết việc làm cho lao động, nhà máy chế
biến thuỷ sản cần rất nhiều công nhân phục vụ cho quá trình chế biến. Miền Tây Nam
bộ có nguồn lao động dồi dào nên đáp ứng đủ cho nhà máy chế biến. Trong đó ngoài
lao động cung cấp từ nội tỉnh còn có rất nhiều lao động đến từ các tỉnh lân cận. Như
vậy nhà máy chế thuỷ sản này giải quyết không ít việc làm cho người lao động, vì ở
đây nguồn lao động đang bị dư thừa.
Như vậy với phân tích trên thì sự ra đời của nhà máy chế biến thuỷ sản là cần
thiết và hợp lí. Nó không những thúc đẩy nghề nuôi cá ở địa phương và các tỉnh lân
cận khác, tạo việc làm, tăng thu nhập cho người lao động.
1.2. Các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật.
Sự ra đời của nhà máy chế biến thuỷ sản luôn kèm theo những yêu cầu có tính
bắt buộc, có liên quan đến khả năng hoạt động và phát triển của nhà máy, các yêu cầu
đó như: giao thông, điện, nước, nguồn nhân công… Khi xây dựng nhà máy thì ta phải
xem xét khả năng đáp ứng của chúng đến đâu.
1. Yêu cầu về vị trí xây dựng và đặc điểm thiên nhiên.
Yêu cầu về mặt bằng xây dựng nhà máy chế biến thuỷ sản phải tương đối lớn, thứ
nhất nhà máy chế biến thuỷ sản Thiên Mã nằm ở khu công nghiệp Trà Nóc nên nó cách
xa khu dân cư tránh ảnh hưởng đến khu dân cư như độ ồn và ô nhiễm … Thứ hai là địa
điểm xây dựng phải tương đối thuận lợi về giao thông, cấp điện và cấp thoát nước.
2. Yêu cầu về giao thông, điện , nước, nhân công
Yêu cầu về giao thông, thông thường có hai loại hình chính là giao thông đường
thủy và giao thông đường bộ, tại Cần Thơ giao thông đường thủy chủ yếu là đường
sông, đường bộ thì tương đối thuận lợi. Khu công nghiệp Trà Nóc nằm ở thành phố
Cần Thơ nên ở gần dòng sông Hậu nên rất thuận tiện cho việc luân chuyển giao thông
đường thuỷ, không những thế mà giao thông đường bộ cũng rất thuận lợi. Vì vậy vấn
đề giao thông đường bộ luân chuyển cũng tương đối thuận lợi.

Yêu cầu về điện, nước, đối với nhà máy chế biến thủy sản vấn đề điện và nước là
hai yếu tố quan trọng nhất và không thể thiếu, về khả năng đáp ứng thì hai yếu tố này
đều thuận lợi. Do khu công nghiệp này ở gần trạm cung cấp điện cho toàn thành phố


Trang 8

nên vấn đề điện là rất thuận lợi. Còn vấn đề nước thì dùng nguồn cung cấp nước của
thành phố nên yếu tố này cũng không phải bận tâm.
Yêu cầu về nhân công, về nhân công có hai dạng là nhân công kỹ thuật và lao
động phổ thông, nhân công kỹ thuật được đào tạo ở trường lớp, yêu cầu có chuyên
môn cao được cung cấp từ các trường đại học như Thủy Sản, Nông Lâm. Như đã phân
tích ở trên thì nguồn lao động phổ thông dồi dào, được cung cấp từ trong thành phố và
các tỉnh lân cận. Như vậy yêu cầu về nguồn nhân công đáp ứng được.


Trang 9

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN MẶT BẰNG KHO LẠNH

2.1. KHẢO SÁT SƠ ĐỒ MẶT BẰNG LẮP ĐẶT KHO LẠNH.
2.1.1. Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh.
Chọn địa điểm kho lạnh là công tác không thể thiếu và đóng vai trò quan trọng
trong quá trình thiết kế và xây dựng kho. Khi chọn địa điểm thì ta phải biết được các
thông số về khí tượng thuỷ văn, địa lí… Từ đó đề ra các phương án thiết kế và xây
dựng kho cho thích hợp để làm cho công trình có giá thành thấp nhất và chất lượng
công trình là tốt nhất, cũng tránh được các rủi ro do thiên tai gây ra như thiên tai, lũ
lụt… tại địa phương xây dựng kho.
Nhà máy chế biến thuỷ sản Thiên Mã nằm trong khu công nghiệp Trà Nóc –
Thành phố Cần Thơ nên khi chọn địa điểm xây dựng như vậy đã đảm bảo các yêu

cầu trên .
2.1.2. Các thông số khí hậu
Các thông số khí hậu này được thống kê, khi tính toán đảm bảo độ an toàn thì ta
phải lấy giá trị cao nhất, tức là giá trị khắc nghiệt nhất để đảm bảo độ an toàn cho máy
lạnh và tránh các sự cố đáng tiếc xảy ra. Tra bảng 1-1 sách HDTKHTL ta có.
Bảng 2-1. Thông số khí hậu ở Cần Thơ.
Nhiệt độ, 0C

Độ ẩm tương đối, %

TB cả năm

Mùa hè

Mùa đông

Mùa hè

Mùa đông

26,7

37,3

17,4

78

82

2.1.3. Các điều kiện bảo quản trong kho.
Chế độ bảo quản sản phẩm trong kho cũng chính là điều kiện môi trường trong
kho mà ta phải tạo ra để duy trì sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.

a. Chọn nhiệt độ bảo quản.


Trang 10

Nhiệt độ bảo quản thực phẩm phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo
quản của chúng. Thời gian bảo quản càng lâu đòi hỏi nhiệt độ bảo quản càng thấp.
Ở nhà máy chế biến thuỷ sản Thiên Mã chủ yếu chế biến mặt hàng cá tra – cá
basa đông lạnh nên thời gian bảo quản thường ít hơn 10 tháng nên chọn nhiệt độ bảo
quản là –200C.
b. Độ ẩm của không khí trong kho lạnh.
Độ ẩm của không khí trong kho ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm khi
sử dụng. Bởi vì độ ẩm của không khí trong kho liên quan đến hiện tượng thăng hoa
của nước đá trong sản phẩm. Vì vậy tuỳ từng loại sản phẩm mà ta chọn độ ẩm của
không khí cho thích hợp.
Sản phẩm của nhà máy chế biến ra đều được bao gói bằng nhựa polyetylen và bìa
cáctong nên ta chọn độ ẩm không khí trong kho > 80%.
c. Tốc độ không khí trong kho lạnh.
Không khí chuyển động trong kho có tác dụng lấy đi nhiệt lượng của sản phẩm
bảo quản, nhiệt do mở cửa, do cầu nhiệt, do người lao động trong kho. Ngoài ra còn
phải đảm bảo sự đồng đều nhiệt độ, độ ẩm và hạn chế nấm mốc hoạt động.
Ở nhà máy Thiên mã sản phẩm được bao gói cách ẩm nên ta thiết kế không khí
đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió với vận tốc v = 3m/s.
2.2. TÍNH KÍCH THƯỚC KHO LẠNH.
2.2.1. Dung tích kho lạnh.
Được xác định theo công thức

E = V × gV → V =

E
gV

E : Dung tích kho lạnh (tấn), dung tích kho lạnh cho trước là 400 tấn.
V : Thể tích kho lạnh (m3),
gV :Tiêu chuẩn chất tải (t/m3), đối với hàng thuỷ sản đông lạnh thì gV = 0,45

t/m3
→V =

( )

400
= 888,89 m 3
0,45


Trang 11

2.2.2. Diện tích chứa sản phẩm kho.
Được xác định qua thể tích buồng lạnh và diện tích chất tải
F=

V
h

Trong đó:
F : Diện tích chứa sản phẩm (m2)

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 xếp. Chiều cao h 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 dỡ hàng.
Kho lạnh thiết kế dự định cao 3m và chiều cao chất tải dự kiến là 2,3m
Vậy F =

V 888,89
=
= 386,47 m 2
h
2,3

2.2.3. Tải trọng của nền và trần.
Được tính theo mức chất tải và chiều cao chất tải của nền và giá treo

(

g F = g V . .h = 0,45 × 2,3 = 1,035 t / m 2

)

2.2.4. Diện tích cần xây dựng.
Là mặt bằng cần để xây dựng kho tính luôn các trụ cột và lối đi , khoảng cách
giữa các lô hàng nên diện tích cần xây dựng luôn lớn hơn diện tích chứa sản phẩm và
được xác định theo công thức:
Fxd =

F
βF

Trong đó :
F : Diện tích chất tải.

Fxd : Diện tích cần xây dựng.

β F : Hệ số sử dụng diện tích của kho lạnh hay tỉ số giữa chất tải và diện tích kho

lạnh cần xây dựng. Tra bảng ta có β F = 0,85 .


Trang 12

⇒ Fxd =

386,47
= 454,67(m 2 )
0,85

Chọn tấm panel như sau: Chiều rộng panel là 1,2m.
Chiều dài panel là 5m.
2
Từ ⇒ Fxd = 454,67(m )

Chiều dài kho lạnh: 31,2m .
Chiều rộng kho lanh là: 15m.
Vậy diện tích thực tế cần xây dựng là: Fxd = 31,2 × 15 = 468m 2
2.3. TÍNH CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM.

2.3.1. Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm.
a. Mục đích của việc cách nhiệt.
Ngăn chặn dòng nhiệt xâm nhập từ bên ngoài có nhiệt độ cao hơn xâm nhập vào
kho lạnh. Nhưng khi tính toán ta phải tính toán sao cho vừa có tính kinh tế mà vẫn
hoạt động tốt ( nghĩa là chiều dày cách nhiệt vừa đủ để giảm chi phí ban đầu mà dòng
nhiệt không xâm nhập được vào kho lạnh).
b. Yêu cầu đối với vật liệu cách nhiệt.
− Khả năng dẫn nhiệt kém ( λ nhỏ) .
− khối lượng riêng nhỏ ρ nhỏ.
− Khả năng hấp thụ hơi nước kém µ → 0 .
− Độ bền cơ học và độ bền dẻo cao.
− Bền ở nhiệt độ thấp và không gây ăn mòn hoặc phản ứng với vật liệu tiếp
xúc nó .
− Không dễ cháy.
− Không hấp thụ mùi và không gây ra mùi lạ.
− Không tạo điều kiện cho nấm mốc và VSV phát triển, không độc hại với
sản phẩm bảo quản và con người, hoặc không làm hư hại sản phẩm đó.
− Gia công dễ dàng.
− Rẻ tiền, dễ kiếm.


Trang 13

Trong thực tế không có vật liệu nào đáp ứng đủ các yêu cầu trên. Nên khi chọn
vật liệu ta chọn vật liệu nào có nhiều ưu điểm nhất nhưng cũng ưu tiên vật liệu đáp
ứng yêu cầu kỹ thuật và kinh tế nhất.
Chọn vật liệu cách nhiệt là polyurethan vì nó có ưu điểm lớn và tạo mà không
cần gia nhiệt nên dễ dàng tạo bọt trong các thể tích rỗng bất kì. Chính vì vậy nó
được dùng để làm các tấm panel cách nhiệt nhiều nhất với hiệu quả kinh tế cao và
cách nhiệt tốt.

c. Mục đích của việc cách ẩm.
Mục đích cách ẩm là để hạn chế sự xâm nhập ẩm vào kho lạnh sẽ làm huỷ hoại
vật liệu cách nhiệt. Do vậy sẽ làm tăng chi phí vận hành.
Việc cách ẩm là lớp tôn bọc ngoài tấm panel cách nhiệt. Lớp tôn này có sẵn khi
ta mua tấm panel cách nhiệt.
2.3.2. Cấu trúc kho lạnh.
Kho lạnh bảo quản là nơi lưu trữ sản phẩm sau khi cấp đông nên cần phải duy trì
nhiệt độ thấp, độ ẩm cao. Không khí bên ngoài có nhiệt độ cao, độ ẩm thấp do đó luôn
có sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm giữa bên trong và bên ngoài kho lạnh. Vì vậy các
dòng nhiệt và dòng ẩm luôn luôn có khuynh hướng xâm nhập từ bên ngoài vào môi
trường phòng lạnh.
Vì vậy cấu trúc kho lạnh, vật liệu cách nhiệt và cách ẩm cần đảm bảo các
yêu cầu sau:
− Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của công trình (chịu được tải
trọng của bản thân và của hàng hoá bảo quản trong kho, và phải chống được ẩm
xâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt vách không đọng sương).
− Phải đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chi phí đầu tư cho máy lạnh và vận hành.
− Phải chống cháy nổ và an toàn .
− Thuận tiện cho việc vận chuyển và sắp xếp hàng.
Do các yêu cầu trên nên chọn kho là kho lạnh lắp ghép, kết cấu xây dựng gồm 2 phần:
+ Phần chịu lực: gồm nền móng và các thanh dầm bằng thép( thanh dầm
dùng để đỡ các tấm panel trần cố định).


Trang 14

+ Phần cách nhiệt: là các tấm panel cách nhiệt nó được dùng làm tường bao
trần và nền kho lạnh.
Cấu tạo của các tấm panel như hình 2-1
PU

Lớp sơn bảo vệ
Hình 2-1. Cấu tạo tấm panel
Các tấm panel này được bố trí sẵn các cơ cấu lắp với nhau (cách lắp đặt sẽ được
giới thiệu ở chương 4).
2.3.3. Tính toán cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh.
a. Tính toán cách nhiệt.
Chiều dày cách nhiệt được tính từ biểu thức hệ số truyền nhiệt K cho vách
phẳng nhiều lớp.

k =

1

1

α1
=> δ cn

δi δcn
1
+
+
λcn α2
i =1 λi
n

+∑

n

1  1
δ
1 


= λcn  − 
+∑ i +
k
α
λ
α
2 
 1 i =1 i


Trong đó:
α1: Là hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách cách nhiệt, W/m2K;
α2: Là hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh và buồng lạnh, W/m2K;
δi : Là chiều dày của lớp vật liệu thứ i, m;
λi : Là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK;


Trang 15

δcn: Là chiều dày của lớp vật liệu cách nhiệt, m;
λcn : Là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK;
K: Là hệ số truyền nhiệt của vách, W/m2K.
Bảng 2-2. Thông số của các lớp vật liệu của panel tiêu chuẩn.
Chiều dày

Hệ số dẫn nhiệt
W/mK

Polyurethan

m
δcn

Tôn lá

0,0015

45,36

Sơn bảo vệ

0,0005

0,291

Vật liệu

0,023

Kho bảo quản đông được thiết kế với chế độ trong kho là –20 0 C, không khí được
đối lưu vừa phải.
Do dưới nền được thiết kế thoáng bằng các con lươn nên hệ số toả nhiệt α1 và hệ
số truyền nhiệt K được lấy bằng giá trị so với trần và vách kho lạnh.
Vậy ta có:
- Hệ số truyền nhiệt

K = 0,21 W/m2K;

- Hệ số toả nhiệt

α1 = 23,3 W/m2K;

- Hệ số toả nhiệt

α2 = 9 W/m2K.

Ta có bề dày cách nhiệt của vách, nền, và trần là:
 1
2 × 0,0015 2 × 0,0005 1 
 1
δ cn = 0,023 × 
−
+
+
+  = 0,1059 = 105,9 mm.
45,36
0,291
9 
 0,21  23,3

Để đảm bảo cách nhiệt tốt chọn chiều dày lớp cách nhiệt của tấm panel là:

δcn = 125 mm.
Chiều dày của tấm panel tiêu chuẩn là:
δ panel = δ CN + 2δ t + 2δ s = 125 + 1.2 × 2 + 0.5 × 2 = 128,4mm

Trang 16

Ta có hệ số truyền nhiệt thực là:
Kt =

1
= 0,1788
1
2 × 0,0015 2 × 0,0005 0,125 1
W/m2K.
+
+
+
+
23,3
45,36
0,291
0,023 9

b. Tính kiểm tra đọng sương.
Để vách không đọng sương thì hệ số truyền nhiệt thực phải thoả mãn điều kiện
sau: Kt < Ks. Để an toàn thì: Kt < 0,95 x Ks.
Ks: Là hệ số truyền nhiệt đọng sương nó được xác định theo biểu thức sau:
Ks =

t1 − t s
× α1
t1 − t 2

Trong đó: t1 – là nhiệt độ không khí ngoài môi trường t1 = 37,30C;
t2 – là nhiệt độ không khí trong kho lạnh t2 = -200C ;
ts – là nhiệt độ điểm sương của không khí ngoài môi trường
Từ đồ thị (h-x) và t1 = 37,30C; ϕ = 0,78 → ts = 300C
Vậy ta có: : K s =

37,3 − 30
× 23,3 = 2,968 W/m2K.
37,3 − ( − 20)

Xét Kt < 0,95 x Ks  0,1788 < 2,968 x 0,95= 2,82 thoả mãn
Kết luận.
− Với cấu trúc cách nhiệt của kho lạnh bằng vật liệu cách nhiệt polyurethan có
chiều dày là 125mm thì đảm bảo sự cách nhiệt
− Nền kho và trần kho có chiều dày lớp cách nhiệt bằng chiều dày lớp cách nhiệt của
vách kho. Bởi vì trần kho có mái che và nền kho có các con lươn thông gió. Nên hệ
số truyền nhiệt của nền và trần kho đuợc lấy bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho.
c. Cấu trúc cách ẩm của kho.
Cấu trúc cách ẩm đóng vai trò quan trọng đối với kho lạnh. Nó có nhiệm vụ ngăn
chặn dòng ẩm xâm nhập từ bên ngoài môi trường vào trong kho lạnh qua kết cấu bao
che. Nếu không tiến hành cách ẩm cho kết cấu bao che thì dòng ẩm từ môi trường bên
ngoài sẽ xâm nhập vào cấu trúc cách nhiệt theo sự chênh lệch nhiệt độ làm cho hàm


Trang 17

ẩm trong cấu trúc cách nhiệt tăng lên và hệ số truyền nhiệt của cấu trúc bao che tăng
lên thậm chí không còn khả năng cách nhiệt.
Đối với kho lạnh lắp ghép cấu trúc cách ẩm là lớp tôn bọc cách ẩm, tôn là vật

liệu có hệ số dẫn ẩm nhỏ gần bằng 0 do đó viêc cách ẩm đối với kho lạnh là rất an toàn
2.4. CẤU TRÚC KHO

Hành lang lạnh

1
2
3

4

Hình 2–2: Sơ đồ mặt bằng kho lạnh
1. Panel cách nhiệt.
2. Dàn lạnh.
3. Cửa lớn.
4. Cửa sổ.

1: Tấm panel cách nhiệt.

7

2. Con lươn thông gió.

5

8

3. Lớp bêtong chịu lực.

6

4. Nền đất đá.
5. Cửa nhỏ.
1

6. Cửa lớn.
2

3

4

Hình 2–3: Sơ đồ mặt cắt kho
2.4.1. Cấu trúc nền kho lạnh :

7. Khung đỡ mái che.
8. Dàn lạnh.


Trang 18

− Lớp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn.
− Các con lươn được đúc bằng bê tơng để hạn chế rỉ sét cho panel nền, tránh hiện
tượng cơi nền.
− Lớp bê tơng chịu lực.
− Lớp đất đá.
Panel nền
Con lươn
Bêtông sàn

100
107
0
0 127140
0
0

Nền đất đá

Hình 2–4: Sơ đồ nền kho lạnh.
2.4.2. Cấu trúc vách và trần kho lạnh.
Kho lạnh lắp ghép có cấu trúc vách và trần là các tấm panel tiêu chuẩn với các
thơng số sau:
− Chiều dài của tấm panel là: h = 3m đối với panel vách còn h = 5m đối với
panel nền và trần.
− Chiều rộng là: r = 1,2m
− Độ chịu nén: 30 đến 40 kg/m3.
− Hệ số dẫn nhiệt λ = 0,023 ÷ 0,03 (W/mK).
− Được lắp ghép bằng phương pháp khố cam sẽ trình bày ở chương 4.
2.4.3. Cấu trúc mái 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 cho nên mái kho lạnh phải đạt các u cầu sau:
− Mái kho lạnh phải có nhiệm vụ bảo đảm che mưa nắng tốt cho cấu trúc kho và
hệ thống lạnh.


Trang 19

Mỏi kho khụng c ng sng, khụng c thm nc, dc ca mỏi kho

ớt nht phi l 2%. Vỡ vy trong thit k ny tụi chn mỏi che bng tụn, nõng
bng b phn khung bng st.

1500

Toõn lụùp
maựi

Khung ủụừ maựi
25000

Hỡnh 25: Mỏi kho lnh

2.4.4. Ca kho.
Ca kho lnh lp ghộp cú cu to nh mt tm panel cú bn l t ng, chung
quanh c m kớn bng cao su lm tng kớn v gim tn tht lnh.
Kho lnh m tụi thit k gm 2 ca trong ú cú mt ca chớnh cú kớch thc
1000*1800 v mt ca s cú kớch thc 600*600. Hai ca ny to thun li cho
vic xut, nhp hng vo v ra khi kho.


Trang 20

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN NHIỆT TẢI VÀ CHỌN HỆ THỐNG
3.1. TÍNH NHIỆT TẢI
3.1.1. Mục đích.
Tính nhiệt tải là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài đi vào kho
lạnh. Đây chính là dòng nhiệt mà máy lạnh phải có đủ công suất để thải nó trở lại
môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồng lạnh và
không khí bên ngoài.

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất
lạnh của máy lạnh.
3.1.2. Tính nhiệt tải
Nhiệt tải của kho xác định theo công thức.
Q = Q1 + Q2 + Q3

Trong đó Q1 : Dòng nhiệt qua kết cấu bao che của buồng lạnh.
Q2 : Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh.
Q3 : Dòng nhiệt từ các nguồn khác khi vận hành máy lạnh.

a. Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q1.
Là dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần và nền kho lạnh do sự chênh lệch
nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên trong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất
do bức xạ mặt trời qua tương bao và trần.
Q1 = Q11 + Q12

Trong đó Q11 : Dòng nhiệt qua tường, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.
Q12 : Dòng nhiệt qua tường, trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.

 Dòng nhiệt truyền qua vách, trần và nên do chênh lệch nhiệt độ Q11.
Chiều dày của tấm panel tiêu chuẩn là:


Trang 21

δ panel = δ CN + 2δ t + 2δ s = 125 + 1.2 × 2 + 0.5 × 2 = 128,4mm

Kích thước tính toán của kho lạnh là:
Chiều dài kho lạnh L=31,2 m
Chiều rộng kho lạnh là R=15 – 0,128 = 14,872 m

Chiều cao của kho lạnh là H=3– 0,128 = 2,872 m
Ta có dòng nhiệt truyền qua vách, trần và nền kho lạnh là:
Q11 = Q11v + Q11N + Q11T

Kho lạnh được đặt trong nhà xưởng nên ta thấy vách kho phía Tây Bắc và Đông
Bắc ta coi như là tiếp xúc với không khí ngoài trời. Còn phía Đông Nam giáp kho bảo
quản thứ 2. Phía Tây Nam giáp với hành lang lạnh.
Nên chênh lệch nhiệt độ giữa trong kho và ngoài vách ở phía Tây Nam là:
∆t = t1' + t 2 = 20 − ( − 20) = 40 0 C

Chênh lệch nhiệt độ ở 2 mặt Tây Bắc và Đông Bắc là:
∆t = t1 + t 2 = 37,3 − ( − 20 ) = 57,3 0 C

Chênh lệch nhiệt độ ở phía Đông Nam là:
∆t = t1 + t 2 = 20 − 20 = 0 0 C

Chênh lệch nhiệt độ ở trần kho là:
∆t = t1 + t 2 = 47,3 − ( − 20) = 67,3 0 C

Do trần kho chịu bức xạ mặt trời chiếu vào mái kho lạnh làm bằng tôn nên phần
không khí phía dưới mái tôn bị bức xạ mặt trời nung nóng hơn nhiệt độ bên ngoài trời
khoảng 100C
Vậy dòng nhiệt truyền qua vách, nền, trần là:
Q11V , N .T = kt F∆t

Trong đó:
k t : Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che, xác định theo chiều dày

cách nhiệt thực (xác định ở chương trước kt = 0,1788 W/m2K).

Trang 22

F : Diện tích kết cấu bao che m2

∆t : Hiệu nhiệt độ bên trong và bên ngoài kho lạnh 0C

 Dòng nhiệt qua vách kho lạnh do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.
Do kho lạnh nằm trong phân xưởng nên được hệ thống tường bao che chắn nên
không chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. Do đó Q12 = 0 W
Bảng 3-1: Bảng tính toán nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che Q1

Hướng

K W/m2K

F m2

∆t 0C

Q1 W

Vách phía Tây Bắc

0,1788

89,7

57,3

918,998

Vách phíaTây Nam

0,1788

42,71

40

305,48

Vách phía Đông Nam

0,1788

89,7

0

0

Vách phía Tây Nam

0,1788

42,72

57,3

437,77

Trần kho

0,1788

461,2

67,3

5549,73

Nền kho

0,1788

461,2

57,3

4725,1

Nhiệt do bức xạ mặt trời Q12

0

∑ Q1

11937,082

b. Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra.
Q2 = Q21 + Q22 W

Trong đó:
Q 21 : Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra W
Q22 : Dòng nhiệt do bao bì tảo ra W

 Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra.
Ta có:
Q21 = M × ( i1 − i2 ) ×

Trong đó:

1000
( W)
24 × 3600


Trang 23

i1 , i2 : Entalpi của sản phẩm ở nhiệt độ vào kho và nhiệt độ bảo quản trong

kho Kj/kg.
M: Khối lượng hàng hoá nhập vào kho bảo quản trong 1 ngày đêm. Đối với
kho bảo quản thì M = 6% × E = 6% × 400 = 24 t/ngày đêm.
Chú ý: hàng hoá bảo quản trong kho bảo quản được cấp đông đến nhiệt độ bảo
quản . Tuy nhiên trong thời gian xử lí như đóng gói, vận chuyển, nhiệt độ sản phẩm
tăng lên ít nhiều nên đối với sản phẩm bảo quản đông lấy nhiệt độ vào kho tại tâm
sản phẩm là -170C
Như vậy cá tra thuộc dòng cá béo nên (tra bảng 4-2 sách Hướng dẫn thiết kế hệ

thống lạnh) ta có.
i1 = 8100 j/kg (dùng phương pháp nội suy đối với cá béo ở nhiệt độ -170C)
i1 = 0 vì t2 = -200C

Do đó
Q21 = M × ( i1 − i 2 ) ×

1000
1000
= 24 × ( 8100 − 0) ×
= 2250( W )
24 × 3600
24 × 3600

 Dòng nhiệt do bao bì toả ra.
Dòng nhiệt do bao bì toả ra tính theo công thức:
Q22 = M b × C b × ( t1 − t 2 ) ×

1000
( W)
24 × 3600

Trong đó:
M b : Khối lượng bao bì đưa vào kho cùng sản phẩm
M b = 10% × M = 10% × 24 = 2,4 (t/ngày đêm)
C b : Nhiệt dung riêng của bao bì. Cb = 1460( j / kgK ) (do đây là bao bì cacton)

t1, t2: Nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh của bao bì
Ta chọn t1 = 80C (do ta chọn trong khoảng ( 5 ÷ 80 C )
t2 = -200C

Vậy ta có


Trang 24

Q22 = M b × C b × ( t1 − t 2 ) ×

1000
1000
= 1,8 × 1460 × ( 8 + 20 ) ×
= 1135,56( W )
24 × 3600
24 × 3600

Vậy dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì toả ra là:
Q2 = Q21 + Q22 = 2250 + 1135,56 = 3385,56[ W ]

c. Dòng nhiệt do vận hành Q3:
Được xác định theo công thức:
Q3 = Q31 + Q32 + Q33 + Q34 + Q35 ( W )

Trong đó:
Q31 : Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng (W)
Q32 : Dòng nhiệt do người làm việc toả ra trong kho (W)
Q33 : Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra (W)
Q34 : Dòng nhiệt do mở cửa (W)
Q35 : Dòng nhiệt do xả tuyết (W)



Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng toả ra Q31

Dòng nhiệt do đèn chiếu sáng toả ra xác định theo công thức:
Q31 = A × F( W )

F: Diện tích buồng F = 468m2
A: Nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng trên 1m2 diện tích buồng W/m2
Chọn A = 1,2 W/m2 ( do đây là kho bảo quản đông )
Vậy
Q31 = A × F = 1,2 × 468 = 561,6( W )

 Dòng nhiệt do người toả ra Q32.
Dòng nhiệt do người toả ra xác định theo công thức:
Q32 = 350 × n( W )

Nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm việc nặng nhọc là 350W/người
n: số người làm việc trong buồng. Ta chọn 4 người làm việc trong buồng
Vậy Q32 = 350 × n = 350 × 4 = 1400( W ) .
 Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra.


Trang 25

Q33 = 1000 × N

(W)

N – Công suất động cơ điện.
1000 – Hệ số chuyển đổi từ KW ra W.
Tổng công suất của động cơ điện quạt dàn lạnh lắp đặt trong kho lạnh phải lấy

theo thực tế thiết kế. Tuy nhiên đến đây ta chưa chọn được dàn lạnh nên chưa biết cụ
thể tổng công suất động cơ điện của quạt dàn lạnh, vì vậy có thể lấy theo định hướng
như sau: Đối với kho bảo quản đông lấy N = 6 KW.
Vậy dòng nhiệt tổn thất do động cơ quạt dàn lạnh tỏa ra:
Q33 = 6KW = 6000 W.
Vậy dòng nhiệt do động cơ điện toả ra là:
Q33 = 1000 × N = 1000 × 6 = 6000 W

 Dòng nhiệt do mở cửa Q34.
Dòng nhiệt do mở cửa xác định theo công thức.
Q34 = B × F (W)

Trong đó:
B: Dòng nhiệt khi mở cửa, ta chọn dòng nhiệt khi mở cửa là B = 8( W/m 2 )
F: Diện tích của buồng lạnh. F = 450m2
Vậy Q34 = B × F = 8 × 450 = 3600( W )
 Dòng nhiệt do xả tuyết Q35.
Trong kho lạnh khi xả tuyết ta thực hiện trên mỗi dàn lạnh nên ta chỉ việc tính
toán cho 1 dàn lạnh .
Dòng nhiệt do xả tuyết được xác định theo công thức:
Q35 =

ρ kk × V × C ρ kk × ∆t
24 × 3600

(W)

Trong đó:
ρ kk = 1,2kg / m 3 : Khối lượng riêng của không khí.

V: Dung tích kho lạnh. V = 30 × 15 × 3 = 1350m 3
C ρ kk = 1,009 × 1000 = 1009 j / kgK . Nhiệt dung riêng của không khí.