tính toán và thiết kế được hệ thống lạnh cho kho bảo quản đông sức chứa 500(tấnngày đêm), tính được nhiệt tải trong kho để chọn được máy nén đủ năng suất lạnh và công suất đảm bảo hệ thống hoạt động

Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH VÀ
BẢO QUẢN LẠNH.
1.1. Ý

nghĩa của việc làm lạnh :

Từ xa xưa, loài người đã biết sử dụng lạnh để phục vụ cho đời sống,
bằng cách cho vật cần làm lạnh tiếp xúc với những vật lạnh hơn như
dùng băng tuyết để bảo quản sản phẩm mà họ săn bắt được…đó là
phương pháp làm lạnh tự nhiên. Nhưng muốn làm lạnh ở nhiệt độ tùy
ý và giữ nhiệt độ đó trong một thời gian tùy ý thì cần dùng hệ thống
làm lạnh nhân tạo. Nước ta có đặc điểm là nằm trải dài theo bờ biển,
khí hậu nhiệt đới nóng ẩm nên các thực phẩm dễ bị ôi thiu. Việc bảo
quản lạnh rau, quả, thủy sản, thịt…để sử dụng và xuất khẩu đã thúc
đẩy sự phát triển ngày càng nhiều của các kho lạnh và làm cho ngành
công nghiệp lạnh ở nước ta có một bước tiến nhảy vọt. Cho đến nay
kỹ thuật lạnh ngày càng phát triển mạnh mẽ và được ứng dụng rộng
rãi trong các ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các
ngành như:
−
−
−
−
−

Trong công nghiệp nặng: làm nguội khuôn đúc…
Trong công nghiệp hoá chất : điều khiển các phản ứng hóa học…

Ngành công nghệ chế biến và bảo quản thực phẩm…
Trong y tế: chế biến và bảo quản các sản phẩm thuốc…
Trong lĩnh vực điều hoà không khí cho sản xuất và đời sống…
Mục đích cấp đông:
Để có thể giữ cho thực phẩm được lâu dài nhằm cung cấp, phân
phối cho nền kinh tế quốc dân,thì phải cấp đông và trữ đông nhằm giữ
cho thực phẩm ở một nhiệt độ thấp (-18 0C ÷ - 40 C). Bởi vì ở nhiệt
độ càng thấp thì các vi sinh vật làm ôi thiu thực phẩm càng bị ức chế,
các quá trình phân giải diễn ra rất chậm.Vì vậy mà có thể giữ cho thực
phẩm không bị hỏng trong thời gian dài.

1.2. Phân
1.2.1.
a)

loại:
Phaân loaïi kho laïnh

Kho lạnh chế biến.

Là một bộ phận của các cơ sở chế biến thực phẩm như thịt, cá, sữa,
rau, quả,…các sản phẩm là thực phẩm lạnh, lạnh đông, đồ hộp,…để
chuyển đến các kho lạnh phân phối, kho lạnh trung chuyển hoặc kho
lạnh thương nghiệp. Đặc điểm là năng suất lạnh của các thiết bị lớn.
Chúng là mắt xích đầu tiên của dây chuyền lạnh.

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

1

Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hình 1.1: kho lạnh chế biến
b)

Kho lạnh phân phối:

Thường dùng cho các thành phố và các trung tâm công nghiệp để bảo
quản các sản phẩm thực phẩm trong một mùa thu hoặch, phân phối
điều hoà cho cả năm.
Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh hoặc kết đông ở xí nghiệp chế
biến nơi khác đưa đến đây để bảo quản. Một phần nhỏ có thể được gia
lạnh và kết đông tại kho lạnh từ 3 đến 6 tháng. Dung tích của kho rất
lớn, tới 10 đến 15 ngàn tấn, đặc biệt 30000 ÷ 35000 tấn.
Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và vạn năng để
bảo quản nhiều loại mặt hàng: thịt, sữa, cá, rau quả…
Nếu kho lạnh có các phân xưởng kem, nước đá, phân xưởng chế biến
đóng gói, gia lạnh và kết đông thì gọi là xí nghiệp liên hiệp lạnh.

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

2


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hình 1.2: kho lạnh phân phối
c)

Kho lạnh trung chuyển.

Thường được đặt ở các hải cảng, những điểm nút đường 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.

Hình 1.3 : kho lạnh trung chuyển

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

3


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK
d)

GVHD: Lê Trần Cảnh

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 hai 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 vòng 20 ngày. Kiểu này bao gồm cả các loại tủ lạnh,
tủ kính lạnh thương nghiệp.

Hình 1.4 : kho lạnh thương nghiệp
e)

Kho lạnh vận tải.

Thực tế là các ô tô lạnh, tàu hoả, tàu thủy hoặc máy bay lạnh dùng để
vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh. Các khoang lạnh có thể chiếm
toàn bộ hoặc một phần khoang hàng của phương tiện vận tải.

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

4


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hình 1.5 : kho lạnh vận tải
f)

Kho lạnh sinh hoạt.

Thực chất là các loại tủ lạnh, tủ đông các cỡ 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
một vài mét khối.

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

5


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hình 1.6 : kho lạnh sinh hoạt

1.2.2.

Phân loại buồng lạnh

Kho lạnh chuyên dùng chỉ có một buồng với một chế độ nhiệt duy
nhất. Nhưng một kho lạnh thường gồm nhiều buồng lạnh với những
chế độ nhiệt khác nhau để bảo quản các loại sản phẩm khác nhau.
Ngay trong tủ lạnh gia đình cũng chia làm 3 ngăn với 3 chế độ bảo
quản: lạnh đông trong ngăn đá, bảo quản lạnh ở phần giữa và bảo
quản mát cho rau quả ở ngăn dưới cùng. Dưới đây là đặc tính và phân
loại của các buồng lạnh đó.
a)

Buồng bảo quản lạnh 00C.

Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,5 ÷ 0oC với độ ẩm tương

đối 90 ÷ 95%. Các sản phẩm bảo quản như thịt, cá có thể được xếp
trong các bao bì khác nhau đặt lên giá trong buồng lạnh.
Buồng lạnh được trang bị các dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo
trên trần đối lưu không khí tự nhiên hoặc dùng dàn quạt.
b)

Buồng bảo quản đông -18 ÷ -20oC

Buồng bảo quản lạnh đông dùng để bảo quản các sản phẩm thịt, cá,
rau, quả…đã được kết đông ở máy kết đông hoặc buồng kết
đông.Nhiệtđộ buồng thường là -18oC. Khi có yêu cầu đặc biệt nhiệt
độ bảo quản được đưa xuống đến -23oC.
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

6


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Buồng bảo quản đông thường dùng dàn quạt làm lạnh không khí
nhưng có thể dùng các dàn tường hoặc dàn trần không khí đối lưu tự
nhiên.
c)

Buồng bảo quản đa năng -12oC

Buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12 0C nhưng khi cần
bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0 0C hoặc khi cần bảo

quản đông đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18 oC tuỳ theo
yêu cầu công nghệ.
Khi cần có thể dùng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm.
Buồng đa năng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể
được trang bị dàn tường hoặc dàn trần đối lưu không khí tự nhiên.
d)

Buồng gia lạnh 0oC.

Buồng gia lạnh dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường
đến nhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản
phẩm lạnh đông trong phương pháp kết đông hai pha.
Tuỳ theo qui trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độ buồng có thể hạ xuống
-50C và năng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sản phẩm
được gia lạnh.
Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gia lạnh
cho sản phẩm.
e)

Buồng kết đông -350C

Buồng kết đông dùng để kết đông sản phẩm. Kết đông một pha, nhiệt
độ sản phẩm vào là 370C. Kết đông hai pha, nhiệt độ sản phẩm vào
buồng kết đông là 40C vì sản phẩm đã được gia lạnh sơ bộ. Sản phẩm
ra có nhiệt độ tâm thịt đạt -8 0C và nhiệt độ bề mặt tùy theo bề dày tấm
thịt có thể đạt -18 ÷ -120C. Sản phẩm dần đạt nhiệt độ bảo quản trong
buồng bảo quản đông.
Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn do đó ngày nay thường
người ta thiết kế buồng kết đông một pha cho kho lạnh để đảm bảo
chất lượng thịt, giảm tiêu hao do khô ngót sản phẩm.

Buồng kết đông một pha có nhiệt độ không khí đạt -350C. Tốc độ
chuyển động không khí 1 ÷ 2m/s. Có khi đạt 3 ÷ 5m/s. Thịt đặt trên
giá hoặc treo trên xe đẩy và được kết đông theo mẻ.
Ngoài buồng kết đông, ngày nay người ta sử dụng nhiều loại thiết bị
kết đông khác nhau có tốc độ kết đông nhanh và cực nhanh để đảm
bảo chất lượng cao nhất của các mặt hàng xuất khẩu như tôm và thuỷ
sản đông lạnh, thịt nạc, thịt thăn, gia cầm đông lạnh…
Các thiết bị kết đông đó là: máy kết đông tiếp xúc, máy kết đông băng
chuyền, máy kết đông kiểu tấm, máy kết đông tầng sôi, máy kết đông
nhúng chìm trực tiếp trong freon lỏng sôi…
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

7


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK
f)

GVHD: Lê Trần Cảnh

Buồng chất tải và tháo tải 00C.

Buồng chất tải và tháo tải có nhiệt độ không khí khoảng 0 0C phục vụ
cho buồng kết đông và buồng gia lạnh. Trong buồng chất tải, thịt
được treo vào các móc treo của xe kết đông hoặc được xếp vào các
giá của xe để chuẩn bị đưa vào buồng kết đông. Buồng tháo tải được
dùng để tháo các sản phẩm đã kết đông chuyển qua các buồng bảo
quản đông.
Nhiệt độ không khí buồng chất tải có thể điều chỉnh xuống được -5 0C
để gia lạnh sản phẩm khi cần thiết.

g)

Buồng bảo quản đá -40C.

Buồng bảo quản nước đá có nhiệt độ không khí -4 0C đi kèm bể đá
khối. Dung tích buồng tuỳ theo yêu cầu trữ đá, thường có thể trữ được
từ 2 đến 5 lần năng suất ngày đêm của bể đá.
Buồng bảo quản nước đá thường được trang bị dàn lạnh treo trần, đối
lưu không khí tự nhiên.
h)

Buồng chế biến lạnh +150C.

Buồng chế biến lạnh trong các xí nghiệp chế biến thực phẩm có công
nhân làm việc ngày liên tục bên trong. Nhiệt độ tuỳ theo yêu cầu công
nghệ chế biến nhưng thường là từ 10 ÷ 180C.

1.3

Thiết kế cấu trúc kho lạnh:
1.3.1 Thiết kế cấu trúc nền:

Cấu trúc nền kho phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Nhiệt độ trong kho,
tải trọng của kho hàng bảo quản, dung tích kho lạnh.
Do đặc thù của kho lạnh là bảo quản hàng hóa do đó phải có cấu trúc
vững chắc, móng phải chịu tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng,
móng kho được xây dựng tùy thuộc vào kết cấu địa chấn của nơi xây
dựng.
Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ
kho được đặt trên nền nhà xưởng. Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi

phối đến độ rắn chắc của nền, khả năng chịu lún của nền. Nếu tải
trọng của hàng bảo quản càng lớn thì cấu trúc nền kho lạnh phải thiết
kế có độ chịu nén cao. Các tấm panel nền được đặt trên các con lươn
thông gió. Cấu trúc nền kho lạnh được thiết kế như hình vẽ.

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

8


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hình 2.1: cấu trúc nền móng kho lạnh.

Hình 2.2: con lương thông gió.

1.3.2 Cấu trúc vách và trần kho lạnh
Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn đã được chế tạo
sẵn như đã giới thiệu ở phần trên.
Các thông số của panel cách nhiệt:
−

Chiều dài:
h = 3600 mm , ùng để lắp panel vách.
h = 6000 mm, dùng để lắp panel trần và nền.

−
−

−

Chiều rộng r = 1200 mm
Tỷ trọng 30÷40 kg/m3
Độ chịu nén 0,2÷0,29 Mpa

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

9


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK
−
−

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hệ số dẫn nhiệt = 0,018 ÷ 0,023 W/mK
Phương pháp lắp ghép: Ghép bằng khóa camlocking và ghép bằng
mộng âm dương. Sẽ được trình bày ở phần lắp đặt kho lạnh.
1.3.3 Cấu trúc mái kho lạnh:
Mái kho lạnh có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến
đổi của thời tiết như: nắng, mưa, đặc biệt là giảm bức xạ nhiệt của
mặt trời vào kho lạnh.
Mái kho đảm bảo che mưa che nắng tốt cho kho và hệ thống
máy lạnh. Mái không được đọng nước, không được thấm nước. Mái
dốc về hai phía với độ dốc ít nhất là 2%.
Kho đang thiết kế có mái bằng tôn màu xanh lá cây, hệ thống
khung đỡ bằng sắt và các xà nâng được đặt theo chiều ngang của kho,
các trụ chống là các trụ sắt cao 4m có diện tích 200x100mm.

Hình 2.3:cấu trúc mái kho lạnh

1.3.4 Cấu trúc cửa và màn chắn khí
Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề, cửa lắc và cửa lùa. Cấu
trúc cửa là các tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm
kín bằng cao su hình nhiều ngăn.Khóa cửa mở được cả hai phía trong
và ngoài. Xung quanh cửa được bố trí dây điện trở sưởi cửa để đề
phòng băng dính chặt cửa lại. Các cửa có kích thước như sau:
−
−

Kích thước cửa lớn: 1980 x 980 mm.
Kích thước cửa nhỏ: 680 x 680mm.

Mỗi cửa được gắn lên một tấm panel gọi là tấm cửa.

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

10


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Hình 2.4: cửa kho lạnh.
Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn
chế dòng nhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng. Nhựa để chế
tạo màn chắn khí phải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền

cao. Màn được ghép từ các dải nhựa có chiều rộng 200 mm, dày 2
mm, chồng mí lên nhau là 50 mm.

Hình 2.5: màn nhựa che cửa

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

11


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC VÀ
CÁCH NHIỆT KHO LẠNH.
2.1. Tính toán kích thước kho
2.1.1.
Thể tích kho lạnh (m3):

lạnh

Ta có :
Trong đó:
E: dung tích kho lạnh (500 tấn)
gv: định mức chất tải thể tích (0.45 t/m3) - tra bảng (2-3) của [1]
V: thể tích kho lạnh (m3)
Diện tích kho chất tải F (m2) :

2.1.2.

Ta có :
Trong đó:
V: thể tích kho lạnh (m3)
h: chiều cao chất tải (m) – chọn h=3 (m)
chiều cao h là chiều cao lô hàng chất trong kho
2.1.3.

Tải trong của nền và của trần:

Trong đó: gf là diện tích chất tải theo diện tích (t/m2)
2.1.4.

Diện tích lạnh cần xây dựng:

Trong đó:
F1- diện tích cần xây dựng

m2

- hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, tính cả đường đi và các
diện tích giữa các lô hàng, giữa lô hàng và cột, tường, các diện tích
lắp đặt thiết bị.
βF

βF phụ thuộc vào diện tích phòng.
Hệ số sử dụng là β F=0.75 ( Bảng 2.4, [TL1]).
Từ diện tích xây dựng,ta chọn kich thước kho lạnh:
Chiều dài :L=32 m
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

12


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Chiều rộng: W=16 m
Vậy diện tích xây dựng thực của kho:
Fxd=32*16=512 m2
2.2

−
−
−
−
−
−

−
−
−
−
−
−

−

−

−

Các phương pháp xây dựng kho lạnh:
Hiện nay, ngành thuỷ sản ở nước ta đang phát triển mạnh, để phục vụ
cho quá trình chế biến và bảo quản thuỷ sản phục vụ cho công tác
xuất khẩu. Vì vậy, những kho lạnh có công suất vừa và nhỏ được xây
dựng tương đối nhiều ở Việt Nam hiện nay.
Để xây dựng trạm lạnh cũng như kho lạnh thì trên thực tế ở nước ta
hiện nay có thể sử dụng 2 phương pháp sau:
Kho xây:(như xây dựng dân dụng, điểm khác là phải có cách nhiệt,
cách ẩm).
Kho lắp ghép:(xây + lắp ghép).
Tuỳ theo điều kiện:
Địa chất công trình nơi xây dựng.
Vốn xây dựng.
Thời gian thi công.
Nguyên vật liệu xây dựng tại địa phương.
2.2.1 Phương án truyền thống:
Phương án này kho lạnh được xây dựng bằng các vật liệu xây dựng
và lớp cách nhiệt, cách ẩm gắn vào phía trong của kho. Quá trình xây
dựng phức tạp, qua nhiều công đoạn.
Ưu điểm:
Kho xây thì ta tận dụng được nguyên vật liệu có sẵn ở địa phương.
Có thể sử dụng những công trình kiến trúc có sẵn để chuyển thành
kho
Giá thành xây dựng rẻ.
Nhược điểm:
Khi cần di chuyển kho lạnh khó khăn, hầu như bị phá hỏng.
Cần nhiều thời gian và nhân lực thi công.
Chất lượng công trình có độ tin cậy không cao.

2.2.2 Phương án hiện đại: đó là phương án xây dựng kho bằng cách
lắp các tấm panel tiêu chuẩn trên nền, khung và mái của kho.
Ưu điểm:
Các chi tiết cấu trúc cách nhiệt, cách ẩm là các tấm tiêu chuẩn chế
tạo sẵn, nên dễ dàng vận chuyển đến nơi lắp dặt và lắp ráp nhanh
chóng.
Khi cần di chuyển kho lạnh dễ dàng, không bị hư hỏng.
Kho chỉ cần khung và mái che, nên không cần đến các vật liệu xây
dựng, do đó việc xây dựng rất đơn giản.
Nhược điểm:

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

13


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK
−

GVHD: Lê Trần Cảnh

Giá thành đắt hơn kho xây.
 Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của hai phương án trên thì
phương án hiện đại mặc dù giá thành cao, nhưng chất lượng của
kho đảm bảo cho nên giảm được chi phí vận hành và chất lượng
sản phẩm được bảo quản tốt hơn, do đó phương án hiện đại được
chọn ở đây là xây dựng kho bằng các tấm panel tiêu chuẩn.

2.3 TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO
LẠNH

2.3.1

Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm:
Mục đích của việc cấp nhiệt:

−
−
−

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.
Tránh ngưng ẩm trên bề mặt ngoài của vách vào trong kho lạnh.
Việc cách ẩm là lớp tôn bọc ngoài tấm panel cách nhiệt. Lớp tôn này
có sẵn khi ta mua tấm panel cách nhiệt.
Yêu cầu đối với vật liệu cách nhiêt:

−

Khả năng dẫn nhiệt kém (

−

khối lượng riêng nhỏ

−
−

Khả năng hấp thụ hơi nước kém
.
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.

−
−
−
−

−
−

nhỏ) .

nhỏ.

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.
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

14


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK
2.3.2

GVHD: Lê Trần Cảnh

Tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho kho lạnh:

Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức:
Trong đó:
δcn : độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt (m)
α1: Là hệ số toả nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách cách nhiệt,
W/m2K.
α1= 23,3 (bảng 3-7 của [1])
α2: Là hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh và buồng lạnh, W/m2K;
α2 = 9 (bảng 3-7 của [1])
δ : Là chiều dày của lớp vật liệu, m;
λ: Là hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu, W/mK;
λcn : Là hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK;
K: Là hệ số truyền nhiệt của vách, W/m2K. (do nhiệt độ kho t=-250C)
nên chọn:
K = 0,21 (bảng 3-6 của [1]).
Do trần kho có mái che và nền kho lạnh có con lươn thông gió nên ta
lấy hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của
vách kho. Vì vậy ta xác định chiều dày cách nhiệt chung cho cả
tường, trần và nền.
Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là các tấm panel tiêu chuẩn

(panel có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm).

Hình 3.1: cấu tạo panel.
Bảng: Các thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn.
Vật liệu CN,

Chiều dày

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

Hệ số dẫn nhiệt,
15


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

CA

δ (m)

λ (W/mK)

Polyurethane

δcn

0,025

Tôn lá

0,0006

45,36

Sơn bảo vệ

0,0005

0,291

Chiều dày panel phải chọn:
δpanel = 0,1151 + 2.0,0006 + 2.0,0005 = 0,1173 (m) = 117,3 (mm).
Chọn chiều dày panel tiêu chuẩn: δpanel= 125 (mm)
Chiều dày cách nhiệt thực:
δpolyurethane=0,125-(2.0,0006+2.0,0005)=0,1228 (m)
Hệ số truyền nhiệt thực: ct3-1



Kiểm tra động sương trên bề mặt ngoài vách:

Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là kt ≤ ks
Tại TP. HCM nhiệt độ nóng nhất vào mùa hè :
t1 = 37,3oC ;

; bảng 1-1

Nhiệt độ buồng lạnh : -25oC

Tra đồ thị i-d của không khí ẩm ta có: ts = 340C.
Kt- hệ số truyền nhiệt thực, Kt = 0,198 W/m2K.
Ks- hệ số truyền nhiệt đọng sương, được tính theo công thức:
Trong đó:
α1- hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho, W/m2K.
t1 - nhiệt độ không khí bên ngoài kho, 0C.
t2 - nhiệt độ không khí bên trong kho, 0C.
ts - nhiệt độ điểm đọng sương, 0C.
Nhận xét: Kt< Ks. Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương.
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

16


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

GVHD: Lê Trần Cảnh

17


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

CHƯƠNG 3: TÍNH PHỤ TẢI NHIỆT CHO HỆ
THỐNG.
Tính toán nhiệt kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường đi

vào kho lạnh. Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh 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.
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh Q được xác định bằng biểu
thức:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
Trong đó:
Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh.
Q2: dòng do sản phẩm toả ra trong quá trình sử lý lạnh.
Q3: dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh.
Q4: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.
Q5: dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp (chỉ có ở các
kho lạnh bảo quản rau quả).
3.1

Dòng nhiệt tổn thất do kết cấu bao che : Q1
Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua
tường bao, trần và nền do sự chênh lệch giữa môi trường bên ngoài và
bên trong kho lạnh cộng với các dòng tổn thất do bức xạ mặt trời.
Q1=Q11+Q12 (W)
Trong đó:
Q11: dòng nhiệt tường, trần, nền do chênh lệch nhiệt độ.
Q12: dòng nhiệt qua tường bao và trần do ảnh hưởng bức xạ mặt trời.
Kho lạnh được thiết kế vách và trần kho đều có tường bao và mái che
nên bỏ qua dòng nhiệt qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ
mặt trời, Q12 = 0.
Ta có:
Q11=kt.F.(t1-t2)
Q11=Qv+Qtr+Qn
Trong đó:

t1: nhiệt độ môi trường bên ngoài (oC) (t1= 37,3oC)
t2: nhiệt độ buồng lạnh (oC) (t2= -25oC)

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

18


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

F: diện tích kết cấu bao che (m2)
kt: hệ số truyền nhiệt thực qua kết cấu bao che.
Các kích thước tính toán được:
Chiều dài kho lạnh:

L = 32 m

Chiều rộng kho lạnh: W = 16 m
Chiều cao kho lạnh: H = 3+1 = 4 m.
Bảng: Bảng tổng hợp dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che
Kết cấu Kt ( W/m2K)
Bao che

F (m2)

Qi (W)

(0C)

Vách
phía
đông

0,198

64

62.3

789,5

Vách
phía tây

0,198

64

62.3

789,5

Vách
phía
nam

0,198

128

62.3

1579

Vách
phía bắc

0,198

128

62.3

1579

Trần

0,198

512

62.3

6315,7

Nền

0,198

512

62.3

6315,7

Tổng Q11

17368,
4

Vậy dòng nhiệt xâm nhập qua kết cấu bao che :
Q1 = Q11+ Q12=17368,4+0=17368,4 (W)
3.2

Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra: Q2
Q2=Q21+Q22 (W)
Trong đó:
Q21: dòng nhiệt do sản phẩm toả ra (W).
Q22 : dòng nhiệt toả ra từ bao bì (W).
3.2.1

Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra Q21:

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

19

Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Trong đó:
: hệ số trữ đông từ tấn/ngày sang Kg/s
M: khối lượng nhập vào kho lạnh,kho (t/ngày đêm)
M = E = 500 (t/ngày đêm)
h1,h2 : là entapy của sản phẩm trước và sau khi vào kho lạnh từ môi
trường (kJ/kg).
h1: (bảng 4-2) ta chọn nhiệt độ trước khi vào kho của sản phẩm:
t1 = -120C.


h1 = 21,4 (kJ/kg) =21400 (J/kg)

xxx

h2 (bảng 4-2 của [1] .Nhiệt độ sản phẩm sau khi xuất khỏi buồng lạnh
là -25oC


h2=0 kJ/kg

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

20


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

3.2.2

GVHD: Lê Trần Cảnh

Dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì Q22:

Trong đó:
Mb: Khối lượng bao bì của sản phẩm chiếm từ 10% - 30% khối
lượng hàng nên:
Mb= 10%.M = 0,1.500 =50 (t/ngày đêm).
Cb: nhiệt dung riêng của bao bì : Cb= 1,46 (kJ/kgK) (bìa cactong)
t1 :Nhiệt độ trước khi làm lạnh bao bì: t1 = 26oC

xxx

t2: Nhiệt độ sau khi làm lạnh bao bì: t2= -25oC

Dòng nhiệt do sản phẩm và bao bì tỏa ra:
Q2 = Q21+Q22 = 123840+ 43090 =166930 (W)
Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh:

3.3

Q3 = 0 ( chỉ có ở các buồng lạnh rau quả)
Dòng nhiệt vận hành: Q4

3.4

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44
Trong đó:

Q41: dòng nhiệt do chiếu sáng
Q42: dòng nhiệt do người toả ra
Q43: dòng nhiệt do các động cơ điện toả ra
Q44: dòng nhiệt khi mở cửa
3.4.1 Dòng nhiệt do chiếu sáng: Q41
Q41= A.F (W)
Trong đó:
A: nhiệt lượng toả ra khi chiếu sáng 1m2 diện tích buồng lạnh
A = 1,2 (w/m2) (buồng bảo quản)
F: Diện tích buồng . F = 512 (m2)
Q41= 1,2 . 512 = 614,4 (W)
3.4.2

Dòng nhiệt do người toả ra:Q42

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

21


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Q42= 350 . n = 350 . 4 = 1400 (W)
Trong đó:
n: số người làm việc n = 4
350: nhiệt lượng do 1 người toả ra khi làm công việc nặng nhọc.
3.4.3

Dòng nhiệt do các động cơ điện toả ra: Q43
Q43= 1000.N= 1000*8=8000 (W)

Trong đó:
N: Công suất do động cơ điện toả ra, do đây là buồng kết đông (chọn
từ 8÷16 kW)
chọn N = 8 (kW)
1000: hệ số chuyển đổi từ kW sang W.
3.4.4

Dòng nhiệt tổn thất khi mở cửa: Q44
Q44= B.F=8 . 512 = 4096 (W)

Trong đó:
B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa , chọn B = 8 (bảng 4-4 của [1]) xxx
F: diện tích buồng F = 512 ( m2)
Q4= 614,4 +1400+8000+4096 =14110,4 (W)
3.5 Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp:Q5
Q5 = 0 (chỉ xuất hiện ở các kho lạnh bảo quản rau quả)

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

22


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Bảng 3-4 Tổng hợp các kết quả tính toán nhiệt tải kho lạnh.

Q1, W

Q2 , W

Q4 , W

Q, W

17368,4

166930

14110,4

198408

Xác định tất cả các tổn thất lạnh của kho lạnh, gồm có các tổn thất
sau:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5


Q=Q1+Q2+Q4

Trong đó:
Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh.
Q2: dòng do sản phẩm toả ra trong quá trình sử lí lạnh.
Q3: dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh.
Q4: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.
Q5: dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp (chỉ có ở các
kho lạnh bảo quản rau quả).

Kết luận: Phụ tải nhiệt máy nén:
Nhiệt toả ra của thiết bị:
Q=Q1+Q2+Q4=198(kW)
Nhiệt toả ra của MN:
Qmn=85% Q1+ 100% Q2+75% Q4

xxxx

=0,85.17368,4+1.166930+0,75.14110,4=192275 (W)
Năng suất lạnh của MN:

Trong đó:
k: hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống
lạnh. Chọn k=1,07
ΣQmn: tổng nhiệt thải của máy nén đối với 1 nhiệt độ bay hơi
b : hệ số thời gian làm việc ngày đêm,chọn b=0,9.
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

23


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

Phụ tải nhiệt của máy nén:
Nhiệt tỏa ra của
T.bị, Q

Nhiệt tỏa ra

của MN, Qmn

Năng suất lạnh
của MN, Qo

198,408 (kW)

192,275 (kW)

228,593 (kW)

SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

24


Đồ án chuyên ngành KTL – ĐHKK

GVHD: Lê Trần Cảnh

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN CHU TRÌNH LẠNH
VÀ TÍNH TOÁN CHỌN MÁY NÉN.
4.1

Chọn phương pháp làm lạnh

Trong thực tế có nhiều phương pháp làm lạnh cho kho. Nhưng có hai
phương pháp thông dụng nhất là: làm lạnh trực tiếp và làm lạnh gián
tiếp.
Mỗi phương pháp đều có những ưu nhược điểm khác nhau phù

hợp với yêu cầu thiết bị, công nghệ của từng trường hợp cụ thể.Đối
với mỗi trường hợp đó người ta sẽ chọn phương pháp làm lạnh sao
cho phát huy tối đa ưu điểm và hạn chế đến mức thấp nhất các nhược
điểm.
4.1.1

Làm lạnh trực tiếp.

Là phương pháp làm lạnh kho bằng dan bay hơi đặt trong kho lạnh,
môi chất lạnh lỏng sôi thu nhiệt của môi trường cần làm lạnh. Làm
lạnh trực tiếp có thể là dàn lạnh đối lưu tự nhiên hoặc đối lưu cưỡng
bức.

−
−
−
−

−


−

−

Ưu điểm:
Thiết bị đơn giản không cần thêm một vòng tuần hoàn phụ.
Tuổi thọ cao kinh tế vì không phải tiếp xúc với nước muối là
một chất ăn mòn kim loại rất nhanh chóng.
Đứng về mặt nhiệt động thì ít tổn thất năng lượng vì hiệu nhiệt

độ giữa kho lạnh và dàn bay hơi gián tiếp qua không khí.
Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ nghĩa là khi làm lạnh trực tiếp
thời gian từ khi mở máy đến lúc kho lạnh đạt nhiệt độ yêu cầu
sẽ nhanh hơn.
Nhiệt độ kho lạnh có thể giám sát theo nhiệt độ sôi của môi
chất, nhiệt độ sôi có thể xác định dễ dàng qua nhiệt kế của đầu
hút máy nén.
Nhược điểm
Đối với hệ thống lạnh lớn thì lượng môi chất nạp vào máy lớn,
khả năng rò rỉ của môi chất lớn, khó có khả năng dò tìm được
chỗ rò rỉ để xử lý. Tổn thất áp suấp cho việc cấp cho những dàn
bay hơi ở xa có hồi dầu về nếu dùng môi chất Freon, máy nén
dễ hút ẩm, việc bảo vệ máy nén khó khăn.
Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém khi máy lạnh ngừng hoạt
động thì dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng.
4.1.2 Làm lạnh gián tiếp

Là phương pháp làm lạnh bằng các giàn chất tải lạnh như nước muối,
glycol,… thiết bị bay hơi đặt ở ngoài kho lạnh. Ở trong buồng chất tải
SVTH: Cao Minh Trường, Bùi Anh Tú

25