Tính toán kiểm tra công trình kho lạnh dịch vụ công ty TNHH MTV ajtotal việt nam đồ án tốt nghiệp ngành công nghệ kỹ thuật nhiệt

TỔNG QUAN

Giới thiệu về dự án

Đơn vị chủ đầu tư là công ty AJTotal VIETNAM có công ty mẹ đặt trụ sở tại Seoul, Korea và được thành lập vào tháng 11/2019

Công ty TNHH Cơ điện lạnh Tân Long, có địa chỉ tại 86 Đồng Đen, phường 14, quận Tân Bình, là nhà thầu thi công kho lạnh uy tín, được thành lập vào năm 2005 Với hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực lạnh công nghiệp, Tân Long đã hoàn thành nhiều dự án trọng điểm trên toàn quốc Công ty cung cấp dịch vụ trọn gói, bao gồm tư vấn, thiết kế và thi công lắp đặt các hệ thống lạnh công nghiệp, kho lạnh và kho mát Mục tiêu hàng đầu của Tân Long là mang đến sản phẩm và dịch vụ tốt nhất, ứng dụng công nghệ mới và giảm tiêu hao năng lượng, giúp khách hàng tiết kiệm chi phí sản xuất tối đa.

Với sự gia tăng khách hàng, Tân Long đã xây dựng nhà máy sản xuất thiết bị lạnh tại Long An vào năm 2008, chuyên sản xuất các thiết bị như băng chuyền cấp đông IQF, băng chuyền mạ băng, băng chuyền tái đông và dàn ngưng INOX Công ty cũng cung cấp các giải pháp kỹ thuật, thiết kế và thi công lắp đặt hệ thống lạnh công nghiệp, kho lạnh và kho mát, nhằm nâng cao chất lượng phục vụ cho người tiêu dùng.

Công ty Tân Long đã thuộc vào top 5 công ty điện lạnh công nghiệp tại Việt Nam

Tân Long, chuyên về thiết bị cấp đông và hệ thống máy lạnh công nghiệp, đã đạt được thành tựu quan trọng vào năm 2011 khi sản xuất thành công băng chuyền IQF, REF: Belt phẳng và belt lưới đầu tiên tại Việt Nam Sự kiện này không chỉ đánh dấu bước tiến trong ngành chế biến thủy sản mà còn giúp các công ty nội địa giảm phụ thuộc vào việc nhập khẩu thiết bị lạnh từ Nhật Bản, Mỹ hay châu Âu Nhờ đó, các doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí đầu tư và nâng cao khả năng cạnh tranh trên thị trường quốc tế.

- Dự án được khởi công xây dựng vào tháng 11 năm 2019 tại vị trí Khu Công Nghiệp

Long Hậu, xã Long Hậu, huyện Cần Giuộc, Long An, sở hữu tổng diện tích xây dựng lên đến 25,600 m² Dự án bao gồm kho lạnh tự động vận hành bằng robot với khả năng chứa 25,200 pallet, cùng với kho lạnh truyền thống.

16 thống vận hành do nhân công và thiết bị với sức chứa 5824 pallet, có thêm phòng cấp đông 50m 2 Vậy tổng dung tích kho lạnh là 31024 pallet ~ 32000 tấn

- Đến tháng 6/2021 kho lạnh đã bắt đầu đi vào hoạt động với sản phẩm bảo quản đa dạng mọi loại mặt hàng.

Giới thiệu về môi chất lạnh và chất tải lạnh

Kho lạnh sử dụng sự kết hợp giữa môi chất lạnh NH3 và chất tải lạnh Monoethylene Glycol (MEG), hay còn gọi là Ethylene Glycol Việc sử dụng NH3 làm môi chất lạnh yêu cầu quy trình kiểm tra rò rỉ đường ống phải được thực hiện một cách nghiêm ngặt và chặt chẽ Một số đặc điểm nổi bật của môi chất NH3 bao gồm khả năng làm lạnh hiệu quả và thân thiện với môi trường.

+ Là một chất khí không màu, có mùi rất hắc NH3 sôi ở khí quyển là -33,35

0C có tính chất nhiệt động tốt, phù hợp với máy nén hơi pittong, trục vít,…

Năng suất lạnh riêng khối lượng (q0, kJ/kg) cao giúp giảm lưu lượng môi chất tuần hoàn trong hệ thống, rất thích hợp cho các máy lạnh có công suất lớn và rất lớn Hệ thống này có khả năng đạt nhiệt độ bay hơi xuống tới -60 độ C.

Amôniắc có tính lưu động cao và tổn thất áp suất thấp trên đường ống nhờ vào thiết kế gọn nhẹ với các cửa van nhỏ Tuy nhiên, do tính dẫn điện và khả năng ăn mòn đồng, amôniắc chỉ phù hợp cho máy nén hở Nhiệt độ cuối tầm nén của amôniắc khá cao, gần đạt 130 – 140°C, do đó thường sử dụng máy nén thẳng dòng để tránh tiếp xúc trực tiếp giữa khoang hút và khoang đẩy Để đảm bảo hiệu suất, dầu máy nén thường được làm mát bằng nước hoặc gas lạnh.

Amôniắc không hòa tan trong dầu, gây khó khăn trong việc bôi trơn các chi tiết chuyển động và bề mặt ma sát Do đó, hệ thống cần có bình tách dầu để thu gom dầu và đưa về máy nén Mặc dù bề mặt trong thiết bị thường bị bám dầu, làm tăng trở nhiệt, nhưng nhờ vào tính chất không hòa tan của amôniắc, nhiệt độ bay hơi không bị tăng.

NH3 có nhược điểm là độc hại cho con người, gây kích thích niêm mạc mắt và đường hô hấp Mùi của NH3 rất khó chịu, giúp dễ dàng phát hiện và phòng tránh Để kiểm tra rò rỉ NH3, có thể sử dụng giấy quỳ tím, sẽ chuyển sang màu đỏ khi có sự rò rỉ xảy ra.

NH3, hay amoniac, là một môi chất lạnh có nhiều ưu điểm như giá thành rẻ, dễ tìm kiếm và thuận tiện trong việc vận chuyển cũng như bảo quản Mặc dù có tính độc hại, NH3 vẫn được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực chấp nhận được mức độ nguy hiểm này, đặc biệt khi có các biện pháp an toàn được áp dụng.

Chất tải lạnh MEG, hay Monoethylene Glycol, là một hợp chất hữu cơ phổ biến, được sử dụng chủ yếu như chất chống đông và tiền chất cho các polymer Ở dạng tinh khiết, MEG có màu sắc trong suốt, không mùi và vị ngọt Tuy nhiên, cần lưu ý rằng MEG có độc tính cao, và việc nuốt phải chất này có thể dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, thậm chí tử vong.

MEG (Monoethylene Glycol) được sử dụng rộng rãi như một chất truyền nhiệt đối lưu, đặc biệt trong các ứng dụng như hệ thống làm mát của xe hơi, máy tính và máy điều hòa không khí Chất lỏng này có khả năng hoạt động hiệu quả trong môi trường lạnh, giúp duy trì nhiệt độ dưới mức đóng băng của nước, đảm bảo hiệu suất tối ưu cho các hệ thống làm lạnh.

MEG có nhiệt dung riêng chỉ bằng khoảng một nửa so với nước, điều này giúp tăng khả năng chống đông và nhiệt độ sôi, nhưng cũng làm giảm nhiệt dung riêng của hỗn hợp với nước tinh khiết Khi trộn nước với MEG theo tỉ lệ 1:1 theo khối lượng, hỗn hợp này sẽ có nhiệt dung riêng khoảng 0.75 BTU/lb F, dẫn đến việc tốc độ chảy trong hệ thống cần phải tăng lên so với nước.

Hệ thống lạnh kho được trang bị 6 máy nén trục vít MYCOM từ Hàn Quốc, 5 dàn ngưng và 44 dàn lạnh Guntner từ Đức, cùng với các van Danfoss từ Đan Mạch và một số thiết bị phụ trợ khác.

Những số liệu ban đầu

1.3.1 Thông số kho lạnh ban đầu

Bảng 1.1: Nhiệt độ kho lạnh yêu cầu

Các loại kho Nhiệt độ thiết kế

Dung tích : ~31024 pallet theo tiêu chuẩn ISO 6780 : pallet phẳng đối với nguyên liệu xử lí xuyên lục địa Áp dụng tại châu Á có kích thước 1100 x 1100 (mm) W43,3 x L43,3

Pallet được làm từ vật liệu gỗ hoặc thép cacbon, có khả năng chứa từ 1 đến 5 tấn hàng Tổng dung tích kho lạnh ước tính khoảng 32.000 tấn, tùy thuộc vào loại hàng hóa được đưa vào.

1.3.2 Thông số môi trường bên ngoài Đặt tại : KCN Long Hậu, Cần Giuộc, Long An

Nhiệt độ môi trường : T0 = 37 0 C (ngày 14/05/2020) Độ ẩm môi trường : ɸo = 84% (ngày 14/05/2020

Nhiệt độ đọng sương Ts : 34 0 C

Nhiệt độ nhiệt kế ướt Tư : 34,4 0 C

1.3.3 Số liệu về chế độ bảo quản sản phẩm

Chế độ bảo quản sản phẩm là một yếu tố quan trọng và phức tạp, ảnh hưởng đến chất lượng và thời gian bảo quản Các yếu tố như điều kiện môi trường, tính chất sản phẩm, và phương pháp làm lạnh đều cần được cân nhắc kỹ lưỡng Lựa chọn chính xác về nhiệt độ, độ ẩm, thông gió và tốc độ gió trong buồng bảo quản sẽ giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm một cách hiệu quả.

Theo thiết kế, kho tự động và kho truyền thống có nhiệt độ làm việc -25°C, trong khi kho truyền thống còn có thêm nhiệt độ +5°C Hai dãy nhiệt độ này phù hợp cho việc bảo quản đông và lạnh Ngoài ra, còn có hầm cấp đông với nhiệt độ -40°C để cấp đông sản phẩm trước khi đưa vào kho bảo quản đông.

Nhiệt độ bảo quản sản phẩm đông là yếu tố quan trọng, với quy tắc chung là nhiệt độ càng thấp thì chất lượng sản phẩm càng tốt và thời gian bảo quản càng lâu Tuy nhiên, mỗi loại mặt hàng có yêu cầu nhiệt độ bảo quản khác nhau Việc duy trì nhiệt độ thấp sẽ dẫn đến chi phí lạnh cao, từ đó làm tăng chi phí vận hành và giảm hiệu quả kinh tế Ngoài ra, nhiệt độ bảo quản cũng phụ thuộc vào thời gian lưu trữ của sản phẩm.

Nhiệt độ bảo quản thực phẩm ở châu Âu hiện nay là -30°C, nhưng một số sản phẩm cần nhiệt độ cao hơn khi bảo quản trong thời gian ngắn Theo Viện Nghiên cứu Đông lạnh Quốc tế, nhiệt độ lý tưởng cho cá gầy là -20°C, trong khi cá béo cần được bảo quản ở -30°C Đặc biệt, nếu cá gầy được bảo quản trên 1 năm, nhiệt độ cần phải đạt -30°C để đảm bảo chất lượng.

Kho lạnh dịch vụ cung cấp khả năng bảo quản đa dạng cho nhiều loại sản phẩm như thịt, cá, thủy hải sản, trái cây, và rau củ quả Thời gian bảo quản sẽ thay đổi tùy thuộc vào từng loại sản phẩm, nhưng với nhiệt độ thiết kế linh hoạt, kho có thể đáp ứng nhu cầu bảo quản tương ứng Dưới đây là bảng liệt kê cụ thể thời gian bảo quản cho từng loại sản phẩm.

Bảng 1.2: Chế độ bảo quản từng sản phẩm theo từng loại kho

Thịt đông lạnh các loại Thủy, hải sản đông lạnh -25 85 ÷ 95 Không

Thịt đông lạnh các loại Thủy, hải sản đông lạnh Các loại trái cây Đồ hộp rau củ quả

Cấp đông các sản phẩm chưa đủ nhiệt độ bảo quản

Có nhiều phương pháp làm lạnh buồng và xử lí lạnh sản phẩm:

Làm lạnh buồng trực tiếp là phương pháp sử dụng dàn bay hơi đặt trong buồng lạnh để hấp thụ nhiệt từ môi trường Môi chất lạnh lỏng sẽ sôi và thu nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ thấp trong buồng Dàn bay hơi có thể được thiết kế dưới dạng dàn đối lưu không khí tự nhiên hoặc cưỡng bức thông qua quạt gió.

+ 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 và hiệu nhiệt độ giữa kho lạnh và dàn bay hơi gián tiếp qua không khí

Tổn hao lạnh khi khởi động nhỏ có nghĩa là quá trình làm lạnh trực tiếp sẽ diễn ra nhanh chóng hơn, từ thời điểm bật máy đến khi kho lạnh đạt được nhiệt độ yêu cầu.

Nhiệt độ trong kho lạnh có thể được theo dõi thông qua nhiệt độ sôi của môi chất, và việc xác định nhiệt độ sôi này rất đơn giản nhờ vào nhiệt kế gắn tại đầu hút của máy nén.

Hệ thống lạnh lớn thường yêu cầu một lượng môi chất lớn, dẫn đến khả năng rò rỉ cao và khó khăn trong việc xác định vị trí rò rỉ để xử lý Tổn thất áp suất khi cấp cho các dàn bay hơi xa có thể xảy ra, đặc biệt khi sử dụng môi chất Freon, khiến máy nén dễ bị hút ẩm và gây khó khăn trong việc bảo vệ máy nén.

+ Trữ lạnh của dàn lạnh trực tiếp kém khi máy lạnh ngừng hoạt động thi dàn lạnh cũng hết lạnh nhanh chóng

Làm lạnh buồng gián tiếp sử dụng dàn nước muối lạnh để duy trì nhiệt độ trong buồng Thiết bị bay hơi được đặt bên ngoài buồng lạnh, nơi môi chất lạnh lỏng sôi để làm lạnh nước muối Nước muối lạnh được bơm tuần hoàn đến các dàn lạnh, sau khi trao đổi nhiệt với không khí trong buồng, nước muối nóng lên sẽ trở lại thiết bị bay hơi để làm lạnh xuống trạng thái ban đầu Các dàn nước muối có thể hoạt động bằng cách đối lưu không khí tự nhiên hoặc cưỡng bức.

Hệ thống lạnh đảm bảo an toàn cao với chất tải lạnh không cháy, không nổ và không độc hại cho sức khỏe con người, đồng thời không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm được bảo quản Hệ thống này hoạt động theo vòng tuần hoàn an toàn, ngăn chặn sự tiếp xúc của môi chất độc hại với sản phẩm.

Máy lạnh được thiết kế với cấu tạo đơn giản, hệ thống đường ống dẫn môi chất ngắn và được chế tạo thành tổ hợp hoàn chỉnh, mang lại chất lượng cao và độ tin cậy lớn Điều này giúp việc kiểm tra, lắp đặt và hiệu chỉnh máy lạnh trở nên dễ dàng hơn.

+ Dung dịch chất tải lạnh có khả năng trữ lạnh lớn sau khi máy ngừng hoạt động, nhiệt độ kho có khả năng duy trì được lâu hơn

+ Năng suất lạnh của máy bị giảm do chênh lệch nhiệt độ lớn

+ Hệ thống thiết bị cồng kềnh và phải thêm vòng tuần hoàn cho chất tải lạnh

+ Tốn năng lượng bổ sung cho bơm hoặc cánh khuấy chất tải lạnh

- Xét các điều kiện làm việc và chế độ sản phẩm ta chọn phương pháp làm lạnh là làm lạnh buồng trực tiếp dàn quạt đối lưu cưỡng bức

TÍNH TOÁN – KIỂM TRA THỂ TÍCH VÀ MẶT BẰNG KHO LẠNH

Tổng quan về kho lạnh bảo quản

Kho lạnh bảo quản là nơi lưu trữ hiệu quả các loại thực phẩm, nông sản, rau quả và sản phẩm từ ngành công nghiệp hóa chất, thực phẩm và công nghiệp nhẹ.

Hiện nay, kho lạnh đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, chiếm tỷ lệ lớn trong việc bảo quản hàng hóa Các loại mặt hàng được lưu trữ trong kho lạnh bao gồm nhiều sản phẩm thực phẩm khác nhau.

+ Kho bảo quản thực phẩm chế biến như: thịt, hải sản, đồ hộp,

+ Kho bảo quản nông sản thực phẩm hoa quả

+ Bảo quản các sản phẩm y tế, dược liệu

+ Kho bảo quản và lên men bia,

+ Bảo quản các sản phẩm khác

Việc thiết kế kho lạnh phải đảm bảo một số yêu cầu cơ bản sau:

+ Cần phải tiêu chuẩn hoá các kho lạnh,

+ Cần phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe của sản phẩm xuất khẩu,

+ Cần có khả năng cơ giới hoá cao trong các khâu bốc dỡ sắp xếp hàng

+ Có giá trị kinh tế vốn đầu tư nhỏ

- Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau: a Theo công dụng:

Người ta có thể phân ra các loại kho lạnh như sau:

Kho lạnh sơ bộ được sử dụng để làm lạnh tạm thời hoặc bảo quản thực phẩm tại các nhà máy chế biến trước khi chuyển sang các giai đoạn chế biến tiếp theo.

Kho chế biển là một phần quan trọng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm như nhà máy đồ hộp, sữa, thủy sản và xuất khẩu thịt Những kho lạnh này thường có dung tích lớn và yêu cầu hệ thống làm lạnh có công suất lớn để đáp ứng nhu cầu bảo quản Do tính chất thường xuyên xuất nhập hàng, phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi, đòi hỏi sự linh hoạt trong vận hành.

Kho phân phối và trung chuyển thực phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thực phẩm cho các khu dân cư và thành phố, đồng thời giúp dự trữ lâu dài Những kho lạnh này thường có dung tích lớn, cho phép lưu trữ nhiều mặt hàng khác nhau, góp phần nâng cao chất lượng đời sống sinh hoạt của cộng đồng.

Kho lạnh thương nghiệp là nơi bảo quản tạm thời các mặt hàng thực phẩm của hệ thống thương mại, giúp duy trì chất lượng và độ tươi ngon của sản phẩm Kho này đóng vai trò quan trọng trong việc lưu trữ hàng hóa trước khi chúng được phân phối ra thị trường.

Kho vận tải, bao gồm kho trên tàu thuỷ, tàu hoả và ôtô, có đặc điểm dung tích lớn và hàng hoá được bảo quản tạm thời nhằm mục đích vận chuyển từ địa điểm này đến địa điểm khác.

Kho sinh hoạt: Đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhà hàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ, b Theo nhiệt độ:

Người ta có thể chia ra:

Kho bảo quản lạnh giữ nhiệt độ từ 2°C đến 5°C, trong khi một số loại rau quả nhiệt đới cần nhiệt độ cao hơn, như chuối ở trên 10°C và chanh ở 4°C Các mặt hàng chủ yếu trong kho này bao gồm rau quả và các sản phẩm nông sản.

Kho bảo quản đông là nơi lưu trữ các sản phẩm thực phẩm đã được cấp đông, chủ yếu là hàng hóa có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quản cần được điều chỉnh theo loại thực phẩm và thời gian lưu trữ, nhưng tối thiểu phải đạt -18°C để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, bảo đảm chất lượng thực phẩm trong suốt quá trình bảo quản.

Kho đa năng được thiết kế với nhiệt độ bảo quản chính là -12°C, nhưng có thể điều chỉnh linh hoạt lên nhiệt độ bảo quản PC hoặc xuống -18°C tùy theo yêu cầu công nghệ Thiết bị này cho phép gia lạnh sản phẩm khi cần thiết và thường được trang bị cản quạt, bên cạnh đó cũng có thể lắp đặt dàn tường hoặc dàn trần để đảm bảo lưu thông không khí tự nhiên.

Kho gia lạnh là thiết bị dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuống mức bảo quản lạnh, hoặc để gia lạnh sơ bộ cho sản phẩm đông lạnh trong phương pháp kết đông 2 pha Nhiệt độ trong kho có thể hạ xuống -5°C và có thể nâng lên một vài độ so với nhiệt độ đóng băng của sản phẩm Để tăng tốc độ gia lạnh, kho gia lạnh thường được trang bị dàn quạt hỗ trợ.

Kho bảo quản nước đá: Nhiệt độ tối thiểu -4°C c Theo dung tích chứa:

Kích thước kho lạnh chủ yếu được xác định bởi dung tích chứa hàng, thường được tính bằng tấn thịt (MT – Meat Tons) Ví dụ, kho lạnh 50 MT, 100 MT, 200 MT, và 500 MT có khả năng chứa lần lượt 50, 100, 200 và 500 tấn thịt Ngoài ra, đặc điểm cách nhiệt cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét khi thiết kế kho lạnh.

Kho xây là loại kho có kết cấu kiến trúc và được bọc lớp cách nhiệt bên trong Tuy nhiên, kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành cao, không có tính thẩm mỹ, khó tháo dỡ và di chuyển Hơn nữa, về mặt vệ sinh, kho xây cũng không đảm bảo tốt Do đó, hiện nay ở Việt Nam, việc sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm rất hạn chế.

Kho panel được cấu tạo từ các tấm panel tiền chế polyuretan, kết nối bằng móc khoá cam locking và mộng âm dương, mang lại hình thức đẹp, gọn nhẹ và giá thành hợp lý Sản phẩm này rất tiện lợi cho việc lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu Hiện nay, nhiều doanh nghiệp tại Việt Nam đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao, khiến kho panel trở thành sự lựa chọn phổ biến cho các xí nghiệp trong ngành công nghiệp thực phẩm để bảo quản hàng hóa hiệu quả.

Công trình kho lạnh dịch vụ quy mô lớn này yêu cầu xây dựng kho tự động cao gần 40m, dẫn đến chi phí cao Tại đây, bên cạnh kho truyền thống và hầm cấp đông, còn có kho tự động được xây dựng bằng các tấm panel Nhà thầu tổng công ty TNHH Wonpong C&S VINA đảm nhận việc lắp đặt và thực hiện phun cách nhiệt cho kho.

Nguyên tắc xếp hàng trong kho lạnh

Nhiệt độ kho là yếu tố quan trọng trong việc bảo quản hàng hóa, cần đảm bảo đạt mức quy định để không khí lạnh tiếp xúc trực tiếp với từng sản phẩm Nguyên tắc thông gió cần được thực hiện để đảm bảo không khí từ dàn lạnh phân bổ đều và liên tục đến tất cả hàng hóa trong kho, từ đó nâng cao hiệu quả bảo quản.

2.2.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước

Mỗi sản phẩm trong kho đều có một tuổi thọ nhất định, tức là khoảng thời gian tối đa cho phép lưu trữ Sau thời gian này, sản phẩm sẽ bắt đầu biến đổi và có nguy cơ hư hỏng Vì vậy, cần ưu tiên xuất những kiện hàng nhập trước để tránh tình trạng hàng tồn động và quá tuổi thọ.

Trong quá trình bảo quản đông lạnh, hiện tượng bốc hơi nước từ bề mặt sản phẩm gây hao tổn trọng lượng theo thời gian Để giảm thiểu tình trạng này, cần giảm diện tích kiện hàng, tránh để hàng hóa rải rác và ngổn ngang, tạo ra một khối ổn định Nguyên tắc gom hàng giúp giảm diện tích bề mặt sản phẩm, làm chậm quá trình bốc hơi Kho lạnh cần duy trì lượng hàng hóa hợp lý, không nên bảo quản quá ít để tránh tăng hao tổn trọng lượng và chi phí vận hành.

Trong kho, việc xếp chồng các kiện hàng cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo an toàn, vì nếu không, chúng có thể dễ dàng bị đổ Tùy thuộc vào vị trí trong kho, có nhiều phương pháp xếp hàng khác nhau nhằm tạo thành những khối kiện hàng vững chắc.

Với khối lượng hàng hóa lớn, kho lạnh tự động sử dụng máy móc để vận chuyển hàng hóa thay vì nhân công như kho lạnh nhỏ Hàng hóa sẽ được đưa lên bằng ròng rọc và sau đó được hai thiết bị xếp lên kệ, trong khi kho truyền thống vẫn sử dụng phương pháp bốc dỡ hàng bằng tay.

Công ty HYUNDAI MOVEX, có trụ sở tại Hàn Quốc, chuyên sản xuất và lắp đặt các thiết bị nâng hàng với tải trọng từ 1-5 tấn, phục vụ cho công việc nhập và bóc hàng.

Phân bố dung tích

Cả kho tự động và kho truyền thống đều được thiết kế với nhiệt độ -25°C, với buồng bảo quản đông có dung tích trên 5000 tấn Theo bảng 2.1 [TL1, tr.26], tỉ lệ dung tích sử dụng đạt 60% tổng dung tích của kho, cho phép chất hàng tối đa lên đến 60% dung tích kho.

Tiêu chuẩn chất tải

Đánh giá kho lạnh chủ yếu dựa vào dung tích, tức là khối lượng hàng hóa (tấn) có thể bảo quản cùng lúc Tuy nhiên, việc dự đoán thể tích (m³) kho lạnh không đơn giản, vì khối lượng hàng hóa trong 1m³ phụ thuộc vào loại hàng, phương pháp bảo quản và bao bì Ví dụ, 1m³ kho lạnh có thể chứa 0,8 tấn mỡ trong hộp carton, nhưng chỉ 0,28 tấn thịt cừu đổ đống Để tính toán chuyển đổi giữa dung tích và thể tích, người ta sử dụng dung tích quy ước 0,35 tấn cho 1m³, tương ứng với khả năng bảo quản nửa con bò Hệ số tính toán thể tích là 1 cho 0,35 tấn hàng, 0,44 cho mỡ và 1,25 cho thịt cừu Đối với các tủ lạnh gia đình và buồng lạnh lắp ghép, thể tích (m³) thường được sử dụng để ký hiệu, chẳng hạn như buồng lạnh Tyler 12 khối.

Tiêu chuẩn chất tải và hệ số tính toán thể tích cho một số sản phẩm được trình bày trong bảng 2-4 Để tính toán thể tích hầm cấp đông, tiêu chuẩn chất tải được áp dụng là 0,25 t/m cho mỗi mét chiều dài giá treo Nếu sử dụng xe đẩy có giá treo, tiêu chuẩn chất tải sẽ được tính theo diện tích m², với khả năng sắp xếp từ 0,6 đến 0,7 t/m², tương đương 0,17 t/m³.

Số lượng và kích thước các buồng lạnh

Dung tích kho lạnh là yếu tố quan trọng để xác định số lượng và kích thước các buồng lạnh, được tính bằng tấn hàng Nó phản ánh lượng hàng tối đa có thể bảo quản đồng thời trong kho Số lượng và kích thước các buồng lạnh còn phụ thuộc vào loại hàng hóa được lưu trữ và đặc điểm của kho lạnh, như kho lạnh phân phối, trung chuyển, chế biến hoặc thương nghiệp.

E1 – dung tích kho tự động, tấn

V1 – thể tích kho tự động, m 3

E2 – dung tích kho truyền thống, tấn

V2 – thể tích kho truyền thống, m 3 gv – định mức chất tải thể tích (tấn/m 3 )

Với gv = 0.35 tấn/m 3 là định mức chất tải hay còn gọi là dung tích quy ước

F1 – diện tích chất tải kho tự động, m 2

F2 – diện tích chất tải kho truyền thống, m2 h1 – chiều cao chất tải kho tự động , m h2 – chiều cao chất tải kho truyền thống , m h1 = 36m ( sử dụng phương án hoàn toàn bằng robot )

28 h2 = 5m ( sử dụng phương án bốc dỡ hàng bằng máy kết hợp sức người )

2.5.3 Tải trọng của nền và trần

𝑔 𝑓1 = 𝑔 𝑣 ℎ 1 , 𝑔 𝑓2 = 𝑔 𝑣 ℎ 2 g f – định mức chất tải theo diện tích, tấn/m 2

2.5.4 Diện tích lạnh cần xây dựng

Ft1 – diện tích lạnh cần xây dựng kho tự động, m 2

Ft2 – diện tích lạnh cần xây dựng kho truyền thống, m 2

𝛽 𝑓 – hệ số sử dụng diện tích buồng chứa

Chọn 𝛽 𝑓 = 0,85 tra theo bảng 2.5 [TL1, tr.34] với diện tích buồng lạnh hơn 400m 2

𝑓 f – diện tích buồng lạnh quy chuẩn, thường lấy bội số của 36m 2

Để đáp ứng nhu cầu của kho tự động quy mô lớn, việc áp dụng công nghệ tiên tiến trong bốc dỡ, đóng gói và bảo quản hàng hóa là rất cần thiết Do đó, chúng tôi sẽ thiết kế một buồng lạnh lớn với diện tích tiêu chuẩn là 36 x 66, tương đương 2376 m², đặt phía trên kho truyền thống.

Kho truyền thống với quy mô nhỏ được chia thành nhiều buồng khác nhau để đáp ứng nhu cầu cho thuê các loại sản phẩm đa dạng Theo thiết kế, kho được phân chia thành 5 buồng lạnh bảo quản, mỗi buồng có diện tích chuẩn là 36 x 22 m, tương đương 792 m².

*Vậy diện tích kho lạnh theo tính toán cần xây dựng

*Dung tích kho lạnh theo tính toán

2.5.6 Thông số hầm cấp đông

Với diện tích thiết kế theo yêu cầu là 50m 2 thì ta áp dụng công thức:

Ft – diện tích lạnh xây dựng , m 2

𝛽 𝑓 – hệ số sử dụng diện tích buồng chứa

Chọn 𝛽 𝑓 = 0,75 tra theo bảng 2.5 [TL1, tr.34] với diện tích buồng lạnh từ 20 – 100 m 2

V – thể tích hầm cấp đông, m 3 h – chiều cao chất tải hầm cấp đông , m

Để sử dụng hiệu quả phương pháp bốc dỡ hàng bằng máy, cần có không gian đủ lớn cho việc này Chiều cao chất tải tối ưu tại hầm đông nên được thiết lập là 5m.

Dựa vào bảng 6-2 [TL1, tr.172] từ thể tích hầm cấp đông ta có thể ước tính được năng suất hầm cấp đông và hệ số chất tải

Năng suất cấp đông (kg/mẻ) Thể tích (m 3 ) Hệ số chất tải

Từ đó ta tính được tải trọng của nền và trần bằng công thức :

Với thông số hầm cấp đông và sự đa dạng của sản phẩm cấp đông, chúng ta có thể sắp xếp hầm cấp đông sử dụng xe đẩy để đặt sản phẩm một cách hiệu quả.

Hình 2.1: Buồng kết đông kết hợp dùng xe xếp sản phẩm

1 Dàn lạnh xả băng bằng nước kết hợp điện trở; 2 Quạt gió; 3 Tấm ngăn

4 Xe xếp sản phẩm; 5 Tấm hướng dẫn gió; 6 Tường bao cách nhiệt

Xe xếp sản phẩm có khả năng di chuyển tự do trên mặt sàn hoặc trên các đường ray Dàn bay hơi được bố trí dọc theo xe sản phẩm, và để đảm bảo tuần hoàn không khí hiệu quả, có thể lắp đặt dàn lạnh phía trên, ngăn cách khoang trên và dưới bằng một tấm ngăn hướng gió Tấm dẫn hướng 5 giúp giảm tổn thất áp suất do dòng chảy rối, và có thể thêm các cánh dẫn hướng gió khác để phân phối đồng đều gió lạnh, đảm bảo sản phẩm được cấp đông một cách đồng nhất.

Số lượng và công suất quạt được thiết kế để đạt tốc độ gió khoảng 5 m/s ở giai đoạn đầu và 3 m/s ở 1/3 chiều dài còn lại của hầm cấp đông, mang lại hiệu quả tối ưu Ở giai đoạn đầu, sản phẩm được cấp đông tức thời, giúp giảm thiểu hao hụt, trong khi ở giai đoạn sau, sản phẩm có thời gian cấp đông dần vào tâm Nghiên cứu cho thấy, cách này giúp đạt hiệu quả cao nhất trong việc tiết kiệm năng lượng.

Mặt bằng kho lạnh

Số liệu tính phía trên dựa trên dung tích kho lạnh ước lượng trên mỗi pallet chất vào là

Một tấn hàng có thể được chứa trên một pallet, tuy nhiên thực tế cho thấy mỗi pallet có khả năng chứa nhiều hàng hóa hơn Điều này cho phép diện tích xây dựng các kho lạnh có thể lớn hơn so với các số liệu tính toán ban đầu.

Hình 2.2: Mặt bằng kho lạnh tầng trệt

Hình 2.3: Mặt bằng kho lạnh tầng 1

Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh truyền thống

Do sự chênh lệch nhiệt độ, kho lạnh luôn phải đối mặt với dòng nhiệt và dòng ẩm từ môi trường bên ngoài Dòng nhiệt tổn thất ảnh hưởng đến năng suất của máy lạnh, trong khi dòng ẩm có thể gây hại cho vật liệu xây dựng và cách nhiệt, làm giảm tuổi thọ và khả năng cách nhiệt của cấu trúc Do đó, cấu trúc xây dựng và cách nhiệt của kho lạnh cần đảm bảo độ bền vững lâu dài, với tuổi thọ dự kiến là 25 năm cho kho lạnh nhỏ, 50 năm cho kho lạnh trung bình và 100 năm cho kho lạnh lớn và rất lớn.

Cấu trúc phải có khả năng chịu tải trọng của chính nó cùng với hàng hóa được bảo quản, cho dù là xếp trên nền hay treo trên giá ở tường hoặc trần Ngoài ra, cần đảm bảo chống ẩm thâm nhập từ bên ngoài và bề mặt tường bên ngoài không được để xảy ra hiện tượng đọng sương.

Phải đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chi phí đầu tư cho máy lạnh và vận hành

Phải chống được cháy nổ và đảm bảo an toàn

Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp hàng bằng cơ giới

Các kho lạnh trung bình và lớn thường được xây dựng bằng bê tông cốt thép để đảm bảo khả năng chịu tải, bao gồm nền, cột, dầm và đôi khi cả tường Để tiết kiệm chi phí, tường bao và tường ngăn thường sử dụng gạch đỏ hoặc gạch silicat.

Cấu trúc nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố quan trọng như nhiệt độ, tải trọng hàng hóa và dung tích kho Để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc bảo quản hàng hóa, kho lạnh cần có cấu trúc vững chắc, với móng chịu tải trọng toàn bộ kết cấu xây dựng Hơn nữa, việc thiết kế móng kho cũng phải tuân theo đặc điểm địa chấn của khu vực xây dựng.

Móng là phần chịu toàn bộ tải trọng của kết cấu xây dựng và hàng hoá, do đó cần phải đảm bảo tính kiên cố, vững chắc và bền bỉ Có nhiều kiểu móng như móng dầm, móng từng ô không liên tục, móng cọc và móng bè, thường được áp dụng cho các toà nhà công nghiệp Khi sử dụng cấu kiện bê tông đúc sẵn, cần phải chừa lỗ để lắp đặt cột chịu lực trong quá trình đổ móng bê tông cốt thép.

Hình 2.4: Một số cấu trúc nền kho lạnh theo TL[1]

1 Nền nhẵn; 2 Lớp bê tông tăng cường; 3 Lớp cách nhiệt có dầm gỗ; 4 Lớp cách ẩm

5 Lớp bê tông cốt thép chịu lực; 6 Lớp bê tông gạch vỡ; 7 Lớp đất nền;

2.7.3 Tường bao và tường ngăn

Để cách nhiệt hiệu quả cho phòng lạnh, trước tiên cần phủ lên tường một lớp bitum dày 2,3 mm nhằm chống ẩm Nếu lớp bitum chưa đạt yêu cầu, cần bổ sung biện pháp cách ẩm bằng các vật liệu như giấy dầu, màng PVC hoặc giấy nhôm để đảm bảo hiệu quả cách nhiệt tốt nhất.

Hiện nay, có nhiều phương pháp xây dựng tường bao và tường ngăn khác nhau Việc lựa chọn bề dày lớp bê tông, cũng như các biện pháp cách nhiệt và chống ẩm, cần dựa vào nhiệt độ, diện tích và dung tích của kho.

Sau đây là ví dụ về tường bao và tường ngăn theo TL[1]:

Mặt cắt cấu trúc của tường bao và tường ngăn trong kho lạnh truyền thống bao gồm các thành phần chính như sau: lớp vữa trát dày 10 mm và tường gạch chịu lực với độ dày 220 mm hoặc 360 mm.

3 lớp bitum 3 mm; 4 2 lớp cách nhiệt bố trí so le; 5 lớp vữa trát có lưới thép 10 mm b Tường ngăn: 2 Tường gạch 100 mm; 4 2 lớp cách nhiệt bố trí mạch so le có độ dày bằng 0,75 cách nhiệt tường bao, còn lại giống tường bao, lưu ý tường gạch nằm phía có nhiệt độ cao,

2.7.4 Mái, cửa và màn khí

Mái kho lạnh cần đảm bảo không bị đọng nước và không thấm nước, vì vậy việc sử dụng bitum và giấy dầu làm vật liệu chống thấm là rất quan trọng Đồng thời, cần lưu ý rằng dòng nhiệt từ bức xạ mặt trời cũng cần được kiểm soát để duy trì hiệu quả của mái kho.

Hệ thống kho tự động lắp ghép bằng các tấm panel tiêu chuẩn trên kho truyền thống mang lại hiệu quả cao trong việc cách nhiệt Chúng ta có thể xây dựng theo cấu trúc tường bao để tối ưu hóa khả năng cách nhiệt cho kho.

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại cửa phục vụ cho các mục đích khác nhau, trong đó cửa lùa với chiều cao tối thiểu 3m được sử dụng để dễ dàng vận chuyển hàng hóa bằng máy móc Để giảm tổn thất nhiệt, cửa được trang bị thiết bị tạo màn khí ở phía trên, giúp ngăn cản sự đối lưu giữa không khí nóng bên ngoài và không khí lạnh trong phòng khi cửa mở Đối với các phòng lạnh có nhiệt độ dưới 0°C, cửa còn được lắp đặt điện trở sưởi để ngăn chặn hiện tượng đóng băng.

2.7.5 Tính toán cách nhiệt, cách ẩm và kiểm tra động sương kho truyền thống

Việc tính toán cách nhiệt cách ẩm cho kho lạnh nhằm mục đích:

- Hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ ngoài môi trường có nhiệt độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che

- Tránh ngưng tụ ẩm trên bề mặt ngoài của các vách trong kho lạnh a Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm

Theo yêu cầu thiết kế, công trình sẽ sử dụng vật liệu cách nhiệt và cách ẩm là Polyurethane Foam, một loại nhựa tổng hợp được hình thành từ hai thành phần hóa học chính là Polyol.

Isocyanate là sản phẩm sau khi được khuấy trộn và phản ứng hóa học, mang lại tính đàn hồi và độ dẻo dai cao Sản phẩm này không có mối nối, hiệu quả vượt trội trong việc chống thấm, chống nóng và cách nhiệt.

Mặc dù chi phí đầu tư ban đầu cho phun polyurethane foam có thể cao hơn so với các vật liệu cách nhiệt khác, nhưng nó sẽ nhanh chóng hoàn vốn nhờ khả năng giảm chi phí điện, năng lượng và công suất của hệ thống điều hòa không khí, thông gió cũng như hệ thống sưởi ấm Hơn nữa, chi phí và chu kỳ bảo dưỡng polyurethane foam rất thấp và dễ dàng.

Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh tự động

2.8.1 Cấu tạo kho tự động

Kho lạnh tự động hóa bằng robot, với chiều cao 40m so với mái kho truyền thống, đánh dấu một bước ngoặt công nghệ quan trọng trong lĩnh vực kho bảo quản.

Kho lạnh lắp ghép sử dụng các tấm panel có kích thước L6m x W1m, do đó số lượng panel cần thiết rất lớn Vì giá thành mỗi tấm panel cao, việc thi công lắp đặt yêu cầu sự tỉ mỉ và đội ngũ nhân công có kinh nghiệm.

Sàn kho tự động được xây dựng bằng bê-tông để phù hợp với kho truyền thống, trong khi các vách bên cạnh phòng đệm cũng được làm bằng bê-tông với chiều cao tương đương Để đảm bảo cách nhiệt hiệu quả, các vách này được phun PU foam với độ dày thiết kế là 150mm.

Sau đây là ưu điểm và thông số kỹ thuật của các tấm panel :

+ Hiệu quả cách nhiệt cao, gấp đôi so với xốp trắng thông thường

+ Kích thước ổn định khi nhiệt độ thay đổi

+ Khả năng chống thấm nước và hơi nước cao

+ Panel cách nhiệt có thể chống cháy và tự chống cháy khi có sự cố

Lớp cách nhiệt P.U bao gồm:

– Polyurethane foam có độ bền cao

– Cường độ chịu nén:0.20 – 0.29 MPa

– Tôn kẽm hoặc nhôm kẽm mạ màu, thép không rỉ hoặc tùy chỉnh theo yêu cầu của khách hàng

– Độ dày bề mặt: 0,45 – 0,50 – 0,60 – 0,70 (mm)

– Mặt phẳng hoặc bề mặt lượn sóng (theo yêu cầu)

– Chiều dài tối đa: 12.000 mm

– Chiều rộng tiêu chuẩn: 1.130 – 1.150 – 1.170 (mm)

– Chiều dày tiêu chuẩn: 50 – 75 – 100 – 125 – 150 – 175 – 200 (mm)

– Khóa không có khóa cam-lock

– Khóa có khóa cam-lock

Các tấm panel có độ dày 200mm được bọc bên ngoài bằng hai lớp tôn mạ màu, mỗi lớp có độ dày 0,5mm Chi tiết lắp ghép các panel sử dụng kết hợp khóa camlock và mộng âm dương.

Theo bảng 4.5 [TL2, tr.159] ta có:

Bảng 2.2: Thông số vật liệu kho tự động

Vật liệu Hệ số dẫn nhiệt vật liệu ʎ, W/m.K Chiều dầy, mm

2.8.2 Tính toán kiểm tra đọng sương kho tự động

Dựa vào công thức ta tính được hệ số truyền nhiệt của panel:

Vì vậy vách ngoài panel không bị đọng sương

2.8.3 Tính toán kiểm tra đọng sương hầm cấp đông

Dựa vào bảng 3.7 [TL1, tr.86] ta xác định được hệ số tỏa nhiệt: α 1 = 23,3 𝑊/𝑚 2 𝐾 α 2 = 10,5 𝑊/𝑚 2 𝐾 đối với buồng lưu thông không khí cưỡng bức mạnh

Hầm cấp đông có kết cấu tương tự như kho truyền thống, nhưng do yêu cầu về nhiệt độ thấp, mái của hầm được thiết kế dày 200mm thay vì 100mm như kho thông thường.

Bảng 2.3: Thông số vật liệu hầm cấp đông

Kết cấu Hệ số truyền nhiệt thực K, W/m 2 K

Như ta đã tính K s1 và K s2 ở trên thì có thể kết luận các vách và mái của hầm cấp đông không bị đọng sương

TÍNH TOÁN – KIỂM TRA CHU TRÌNH LẠNH, CHỌN MÁY NÉN VÀ ĐƯỜNG ỐNG CỦA HỆ THỐNG

Nguyên lí hoạt động

3.1.1 Đối với hơi môi chất NH 3

Hơi hạ áp được đầu hút máy nén hút về từ các dàn bay hơi tương ứng

Máy nén hạ áp chuyển đổi hơi thành hơi quá nhiệt và dẫn vào bình tách dầu gắn liền với máy nén Tại đây, khí không ngưng sẽ được xả ra ngoài vào bể nước trên tầng mái.

Có tổng cộng 6 máy nén chạy tương ứng với 2 chu trình 2 cấp và 2 chu trình 1 cấp như sau:

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý của chu trình 1 cấp và 2 cấp của hệ thống

 1 máy nén chạy cho hệ nước muối với nhiệt độ bay hơi là -12 o C sử dụng chu trình 1 cấp có quá lạnh, quá nhiệt

 1 máy nén chạy cho kho lạnh với nhiệt độ bay hơi là -2 o C sử dụng chu trình 1 cấp có quá lạnh, quá nhiệt

 3 máy nén chạy cho kho lạnh với nhiệt độ bay hơi là -32 o C sử dụng chu trình 2 cấp làm mát trung gian bằng bộ economizer

 1 máy nén chạy cho hầm đông gió với nhiệt độ bay hơi là -47 o C sử dụng chu trình 2 cấp làm mát trung gian bằng bộ economizer

Hơi quá nhiệt được nén và dẫn đến 5 thiết bị ngưng tụ kết hợp giữa gió và nước Sau khi ngưng tụ, môi chất lạnh sẽ được chuyển đến bình chứa lỏng và sau đó đến bình chứa cao áp.

100% Lỏng cao áp từ bình chứa cao áp được chia thành 3 hướng:

Ngã 1 sẽ được điều chỉnh nhiệt độ xuống -12 o C để đưa vào bình tràn dịch, nhằm thực hiện quá trình bay hơi và trao đổi nhiệt với nước muối thông qua bộ trao đổi nhiệt dạng tấm PHE Sau khi quá trình bay hơi hoàn tất, hơi môi chất sẽ được hút về đầu hút của máy nén.

Ngã 2 được tiết lưu ở -2°C vào bình chứa hạ áp và bơm dịch đến các dàn lạnh trong kho truyền thống, nơi cần nhiệt độ bảo quản 5°C để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt bay hơi Sau khi bay hơi, môi chất trở về bình chứa hạ áp để tách lỏng và hơi, sau đó được hút về đầu hút của máy nén, lặp lại quá trình tuần hoàn.

Ngã 3 được sử dụng để dẫn lưu vào bình làm mát trung gian (economizer) nhằm làm mát hơi môi chất cho 4 máy nén hoạt động ở 2 cấp Sau khi quá trình làm mát diễn ra, lỏng cao áp sẽ được phân chia thành 2 hướng.

Lỏng từ 3 máy nén chạy cho kho lạnh với nhiệt độ bay hơi -32 o C được tiết lưu vào bình chưa hạ áp và được bơm dịch bơm đi đến các dàn lạnh tại kho truyền thống và 8 dàn lạnh đặt tại kho tự động để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt bay hơi với nhiệt độ yêu cầu ở kho là -25 o C Đây cũng được coi là 8 dàn lạnh có công suất lớn nhất của công trình kho lạnh này Quá trình tuần hoàn diễn ra khi môi chất sau khi bay hơi quay về bình chứa hạ áp tương ứng để tách lỏng và hơi môi chất sẽ được hút về đầu hút của máy nén Ngoài ra, trong trường hợp thiếu lỏng hoặc máy nén chạy cho hầm cấp đông gặp sự cố, 1 máy nén sẽ cấp dịch cho bình chứa hạ áp ở nhiệt độ -47 o C.

Lỏng từ máy nén được tiết lưu vào bình chứa hạ áp ở nhiệt độ -47 °C và bơm đến dàn bay hơi trong hầm đông gió để thực hiện quá trình trao đổi nhiệt bay hơi Sau khi bay hơi, môi chất trở về bình chứa hạ áp để tách lỏng và hơi, sau đó được hút về đầu hút máy nén để lặp lại quá trình tuần hoàn Nếu chu trình thiếu lỏng, lỏng từ máy nén cũng sẽ cung cấp dịch cho bình chứa hạ áp ở nhiệt độ -32 °C.

1 trong 3 máy nén chạy kho lạnh -25 o C gặp sự cố

Một lượng lỏng cao áp từ bình chứa lỏng được dẫn đến bình làm mát dầu, nơi dầu được tách ra khỏi môi chất và trở về bình gom dầu Môi chất tiếp tục quay lại bình chứa lỏng; nếu còn ở trạng thái lỏng, nó sẽ rơi xuống đáy bình để tiếp tục nhiệm vụ, trong khi hơi môi chất sẽ được chuyển đến dàn ngưng để thực hiện quá trình ngưng tụ.

3.1.2 Đối với dầu trong hệ thống:

Tại mỗi bình gom dầu đều sẽ được trích hơi từ đầu đẩy và đầu hút máy nén để tạo áp suất hút

Bình gom dầu High side 1200L: Gom dầu từ 6 bình tách dầu của máy nén, bình chứa cao áp, bình tràn dịch và bộ trao đổi nhiệt dạng tấm PHE

Bình gom dầu Low side 1000L: Gom dầu từ bình chứa hạ áp -47 o C và 2 bơm dịch tương ứng

Bình gom dầu Low side 1200L: Gom dầu từ 2 bình chứa và 4 bơm dịch tương ứng còn lại

3.1.3 Đối với đường ống dẫn khí không ngưng:

Mỗi thiết bị như bình tách dầu, bình chứa cao áp, bình chứa hạ áp, bình gom dầu, bình tràn dịch, thiết bị ngưng tụ và bộ trao đổi nhiệt dạng tấm PHE đều được trang bị đường ống dẫn đến bồn nước xả khí không ngưng.

Nước nằm trong bể nước xả khí không ngưng cũng được bơm vào dàn ngưng với nhiệm vụ trao đổi nhiệt giúp môi chất ngưng tụ hiệu quả hơn

3.1.4 Đối với hệ thống xả băng:

Hệ thống xả băng tận dụng nước ngưng từ các dàn bay hơi và nguồn cấp nước bổ sung, được chia thành hai bể nước, mỗi bể có hai bơm hoạt động luân phiên Các đường ống được kết nối hợp lý với bể nước tùy thuộc vào vị trí của các dàn bay hơi.

Bể 1 phục vụ cho 3 kho lạnh truyền thống, 1 hầm cấp đông, và 4 FCU sử dụng nước muối, cùng với 4 dàn bay hơi trong kho lạnh tự động Hệ thống cũng bao gồm các đường ống dẫn nước ngưng được kết nối đến bể chứa nước tương ứng.

Bể 2 được sử dụng để vận hành các dàn bay hơi còn lại, bao gồm 2 kho lạnh truyền thống, 15 FCU sử dụng nước muối và 4 dàn bay hơi thuộc kho lạnh tự động Đồng thời, các đường ống dẫn nước ngưng cũng được kết nối về bể chứa nước tương ứng.

Tính toán chu trình lạnh

3.2.1 Tính kiểm tra chu trình và chọn máy nén tại hầm cấp đông -47 0 C

Nhiệt độ sôi môi chất: - 47 0 C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4,tr 303-311]

Ta có: pk = 13,503 bar, p0 = 0,4865 bar Áp suất trung gian: ptg = √𝑃 𝑘 𝑃 0 = 2,563 𝑏𝑎𝑟

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4,tr 303-311], suy ra: ttg = -13 0 C

Hình 3.2: Đồ thị lgp-h và T-s của chu trình hầm cấp đông Điểm 1’: t1’ = t0 = -47 0 C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4, tr303-311], suy ra: p1’ = 0,4865 bar v1’ = 2,229 m 3 /kg h1’ = 1396,1 kJ/kG

Nhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ trước khi vào máy nén, và nó luôn phải cao hơn nhiệt độ sôi của môi chất để tránh việc máy nén hút phải lỏng Đối với môi chất amoniac, chênh lệch nhiệt độ ∆t h được xác định trong khoảng 5 đến 15K, trong đó chúng ta chọn ∆th là 5°C Từ đó, ta tính được t1 = th = t0 + ∆th = -47 + 5 = -42°C và p1 = p1’ = 0,4865 bar.

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái hơi quá nhiệt [TL4, tr312-326], suy ra: v1 = 2,2825 m 3 /kg h1 = 1406,844 kJ/kG s1 = 6,4238 kJ/kG 0 C Điểm 2: p2 = ptg = 2,563 bar s2 = s1 = 6,4238 kJ/kG 0 C

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: t2= 67,4 0C v2 = 0,64 m 3 /kg h2 = 1632,75 kJ/kG Điểm 5: t5 = tk = 35 0 C p5 = pk = 13,503 bar

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra: v5 = 0,001702 m 3 /kg

47 s5 = 1,5539 kJ/kG 0 C h5 = 362,33 kJ/kG Điểm 6: p6 = ptg = 2,563 bar h6 = h5 = 362,33 bar

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: t6 = -13 0 C s6 = 1,6305 kJ/kG 0 C v6 = 0,081 m 3 /kg Điểm 7: p7 = p6 = 2,563 bar t7 = t6 = -13 0 C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra: s7 = 0,7793 kJ/kG 0 C v7 = 0,00152 m 3 /kg h7 = 140,89 kJ/kG Điểm 8: p8 = p0 = 0,4867 bar t8 = t0 = -47 0 C h7 = h8 = 140,89 kJ/kG

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: s8 = 0,156 kJ/kG 0 C v8 = 0,00143 m 3 /kg

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra: v9 = 0,469 m 3 /kg s9 = 5,795 kJ/kG 0 C h9 = 1445,7 kJ/kG Điểm 3: m1 : lưu lượng môi chất qua máy nén

1396,1−140,89= 0,1065 𝑘𝑔/𝑠 m2 : lưu lượng môi chất hòa trộn làm mát từ Ecomomizer

Phương trình cân bằng năng lượng tại bình economizer m3.h6 = m2.h9 + m1.h7

Phương trình điểm nút tại điểm hòa trộn: m1.h2 + m2.h9 = m3.h3

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: t3 = 53,41 0 C

Tại điểm 4, áp suất p4 đạt 13,503 bar và nhiệt độ t4 là 90°C Các nhà sản xuất máy nén thường quy định giới hạn nhiệt độ đầu đẩy không vượt quá 90°C nhằm ngăn chặn hiện tượng quá nhiệt, kéo dài tuổi thọ thiết bị và bảo vệ cấu trúc của dầu khỏi hư hại ở nhiệt độ cao.

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái hơi quá nhiệt, suy ra: v4 = 0,135 m 3 /kg h4 = 1650,14 kJ/kG s4 = 5,733 kJ/kG 0 C

Bảng 3.1: Thông số các điểm nút của chu trình -47 0 C p, bar t, 0 C h, kJ/kG s, kJ/kG 0 C v, m3/kg

Qk = m3 (h4 – h5) = 0,12823 (1650,14 – 362,33) = 165,13 kW b) Thể tích hút thực tế của máy nén:

Dựa trên catalogue “Bộ máy nén trục vít C series” của hãng MYCOM, máy nén trục vít model 2016LSC được chọn với thể tích hút V* = 1210 m³/h Hệ số cấp của máy nén cũng cần được xác định để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Ta có, tỷ số nén: П = 𝑃 𝑘

Với giá trị П = 27,76, đồ thị hệ số cấp của máy nén trục vít cho thấy mối quan hệ với tỷ số nén, dẫn đến λ = 0,72 Thể tích hút lý thuyết của máy nén cũng được xác định từ thông số này.

1210 = 0,9917 Chọn 1 máy nén g) Công nén:

= 30,35 kW h) Hệ số làm lạnh của hệ thống:

* Hiệu suất chỉ thị: Ƞi = 𝑇0

0,6868 = 44,2 (kW) j) Công nén hiệu dụng:

* Công nén ma sát: Nms = Vtt × pms [TL1, tr.218]

Trong đó: pms : áp suất ma sát riêng Đối với máy nén NH3 thẳng dòng: pms = 0,049÷0,069 MPa (chọn pms = 0,069)

* Công nén hiệu dụng: Ne = Ni + Nms = 44,2 + 16,56 = 60,76 (kW) k) Công suất điện:

Trong đó: Ƞtđ : hiệu suất truyền động Ƞtđ ≈ 0,95 Ƞel : hiệu suất động cơ Ƞel = 0,8 ÷ 0,95 (chọn Ƞel = 0,8) [TL1, tr.218]

60,76 0,95 0,8= 80 𝑘𝑊 l) Công suất động cơ lắp đặt

Với (1,1 ÷ 2,1) là hệ số an toàn của động cơ Ta chọn 1,6

Nđc = 1,6 x Nel = 1,6 x 80 = 128 kW Để đề phòng máy chạy trong điều kiện khắc nghiệt hơn ta chọn công suất động cơ là Nđc =

200 kW [TL1, tr.219] m) Đường ống từ đầu đẩy máy nén đến đường ống góp

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 40A m) Đường ống từ bình chứa hạ áp về đầu hút máy nén

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 150A

3.2.2 Tính kiểm tra chu trình và chọn máy nén cho cụm sử dụng chất tải lạnh -12 0 C

Nhiệt độ sôi môi chất: - 12 0 C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4,tr.303-311] ta có: pk = 13,503 bar, p0 = 2,6785 bar

Hình 3.3: Đồ thị lgp-h và T-s của chu trình chất tải lạnh Điểm 1’: t1’ = t0 = -12 o C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4, tr303-311], suy ra: p1’ = 2,6785 bar v1’ = 0,14541 m 3 /kg h1’ = 1446,9 kJ/kG s1’ = 5,7805 kJ/kG 0 C Điểm 1:

Nhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ trước khi vào máy nén và luôn phải lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất để tránh việc máy nén hút phải lỏng Đối với môi chất amoniac, chênh lệch nhiệt độ ∆th được chọn trong khoảng 5 đến 15K, với giá trị cụ thể là ∆th = 5 oC Tính toán cho thấy t1 = th = t0 + ∆th = -12 + 5 = -7 oC và áp suất p1 = p1’ = 2,6785 bar.

Theo bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái hơi quá nhiệt, các giá trị quan trọng được xác định như sau: thể tích riêng v1 là 0,461 m³/kg, enthalpy h1 là 1459,28 kJ/kg và entropy s1 là 5,827 kJ/kg Để đảm bảo hiệu suất và độ bền cho máy nén, áp suất p2 được duy trì ở mức 13,503 bar và nhiệt độ t2 không vượt quá 90°C Giới hạn nhiệt độ này được các nhà sản xuất máy nén quy định nhằm ngăn chặn sự quá nhiệt, kéo dài tuổi thọ thiết bị và bảo vệ cấu trúc của dầu khỏi hư hại ở nhiệt độ cao.

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái hơi quá nhiệt, suy ra: v2 = 0,1224 m 3 /kg v2 = 1646,07 kJ/kG s2 = 5,68 kJ/kG o C Điểm 3’: t3’ = tk = 35 o C p3’ = pk = 13,503 bar

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra: v3’ = 0,001702 m 3 /kg s3’ = 1,5539 kJ/kG o C h3’ = 362,33 kJ/kG Điểm 3: p3 = p3’ = 13,503 bar t3 = tk – 5 o C = 35 – 5 = 30 o C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra:

55 v3 = 0,00168 m 3 /kg s3 = 1,477 kJ/kG o C h3 = 339,037 kJ/kG Điểm 4: p4 = p0 = 2,6785 bar t4 = t0 = -12 o C h3 = h4 = 339,037 kJ/kG

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: s4 = 0,7966 kJ/kG o C v4 = 0,007 m 3 /kg

Bảng 3.2: Thông số các điểm nút của chu trình -12 0 C p bar t 0 C h, kJ/kG s, kJ/kG 0 C v m 3 /kg

4 2,6785 -12 339,037 0,7966 0,007 m : lưu lượng môi chất qua máy nén

Qk = m x (h2 – h3’) = 0,535 x (1646,07 – 362,33) = 687 kW b) Thể tích hút thực tế của máy nén:

Dựa trên catalogue của “Bộ máy nén trục vít SCV series” từ hãng MYCOM, máy nén trục vít model MKN200VMD được lựa chọn với khả năng hút đạt 1020 m³/h Hệ số cấp của máy nén này cũng rất đáng chú ý.

Ta có, tỷ số nén: П = 𝑃 𝑘

Với П = 5,04 tra đồ thị Hệ số cấp của máy nén trục vít phụ thuộc vào tỷ số nén

[TL3, tr.122], ta được: λ = 0,87 e) Thể tích hút lý thuyết của máy nén:

1020 = 0,99 Chọn 1 máy nén g) Công nén:

= 99,93 kW h) Hệ số làm lạnh của hệ thống:

* Hiệu suất chỉ thị: Ƞi = 𝑇0

0,8354 = 119,62 (kW) j) Công nén hiệu dụng:

* Công nén ma sát: Nms = Vtt × pms [TL1, tr.218]

Trong đó: pms : áp suất ma sát riêng Đối với máy nén NH3 thẳng dòng: pms = 0,049÷0,069 MPa (chọn pms = 0,069)

* Công nén hiệu dụng: Ne = Ni + Nms = 119,62 + 16,974 = 136,594 (kW) k) Công suất điện:

Trong đó: Ƞtđ : hiệu suất truyền động Ƞtđ ≈ 0,95 Ƞel : hiệu suất động cơ Ƞel = 0,8 ÷ 0,95 (chọn Ƞel = 0,95) [TL1, tr.218]

136,594 0,95 0,95 = 151,35 𝑘𝑊 l) Công suất động cơ lắp đặt

Với (1,1 ÷ 2,1) là hệ số an toàn của động cơ Ta chọn 1,4

Công suất động cơ được tính toán theo công thức Nđc = 1,4 x Nel, với Nel = 151,35 kW, dẫn đến Nđc = 211,89 kW Để đảm bảo máy hoạt động hiệu quả trong điều kiện khắc nghiệt, công suất động cơ được chọn là 220 kW Ngoài ra, cần chú ý đến đường ống từ đầu đẩy máy nén đến thiết bị ngưng tụ.

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 80A n) Đường ống từ bình chứa hạ áp về đầu hút máy nén

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 150A

3.2.3 Tính kiểm tra chu trình và chọn máy nén cho kho lạnh chạy nhiệt độ 5 o C

Năng suất lạnh Qo = 873,3 kW

Nhiệt độ ngưng tụ: 35 o C ∆Tqn = 5 o C

Nhiệt độ sôi môi chất: -2 o C ∆Tql = 5 o C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4,tr 303-311] ta có: pk = 13,504 bar, p0 = 3,982 bar

Hình 3.4: Đồ thị lgp-h và T-s của chu trình kho lạnh 5 0 C Điểm 1’: t1’ = t0 = -2 o C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa [TL4, tr303-311], suy ra: p1’ = 3,982 bar v1’ = 0,3104 m 3 /kg h1’ = 1458,51 kJ/kG s1’ = 5,6422 kJ/kG 0 C Điểm 1:

Nhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ trước khi vào máy nén và cần phải lớn hơn nhiệt độ sôi của môi chất để tránh việc máy nén hút phải lỏng Đối với môi chất amoniac, chênh lệch nhiệt độ ∆th được chọn trong khoảng 5 đến 15K, với ∆th = 5°C Từ đó, ta có t1 = th = t0 + ∆th = -2 + 5 = 3°C.

Theo bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái hơi quá nhiệt, ta có các giá trị: v1 = 0,31791 m³/kg, h1 = 1471,57 kJ/kg, s1 = 5,68944 kJ/kg Đối với điểm 2, áp suất p2 = pk = 13,503 bar và nhiệt độ t2 = 90°C Các nhà sản xuất máy nén thường quy định giới hạn nhiệt độ đầu đẩy tối đa là 90°C để ngăn chặn quá nhiệt, kéo dài tuổi thọ và bảo vệ cấu trúc của dầu khỏi hư hỏng ở nhiệt độ cao.

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái hơi quá nhiệt, suy ra: v2 = 0,135 m 3 /kg v2 = 1650,14 kJ/kG s2 = 5,733 kJ/kG o C Điểm 3’: t3’ = tk = 35 o C p3’ = pk = 13,503 bar

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra: v3’ = 0,001702 m 3 /kg s3’ = 1,5539 kJ/kG o C h3’ = 362,33 kJ/kG Điểm 3: p3 = p3’ = 13,503 bar t3 = tk – 5 o C = 35 – 5 = 30 o C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 trạng thái bão hòa, suy ra: v3 = 0,00168 m 3 /kg s3 = 1,47865 kJ/kG o C h3 = 339,037 kJ/kG Điểm 4: p4 = p0 = 3,982 bar t4 = t0 = -2 o C h3 = h4 = 339,037 kJ/kG

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: s4 = 0,96664 kJ/kG o C v4 = 0,00156 m 3 /kg m: lưu lượng môi chất qua máy nén

Bảng 3.3: Thông số các điểm nút của chu trình -2 0 C Điểm nút t ( o C) p (bar) h (kJ/kG) v (m 3 /kg) s (kJ/kg o C)

Qk = m (h2 – h3’) = 0,78 (1646,07 – 362,33) = 1001,3 kW b) Thể tích hút thực tế của máy nén:

Dựa trên catalogue “Bộ máy nén trục vít SCV series” của hãng MYCOM, máy nén trục vít model MKN200VMD được chọn với thể tích hút V* = 1020 m³/h Hệ số cấp của máy nén cũng được xác định để đảm bảo hiệu suất hoạt động tối ưu.

Ta có, tỷ số nén: П = 𝑃 𝑘

Với П = 3.4 tra đồ thị Hệ số cấp của máy nén trục vít phụ thuộc vào tỷ số nén

[TL3, tr.122], ta được: λ = 0,88 e) Thể tích hút lý thuyết của máy nén:

1020 = 0,99 Chọn 1 máy nén g) Công nén:

= 139,2846 (kW) h) Hệ số làm lạnh của hệ thống:

* Hiệu suất chỉ thị: Ƞi = 𝑇0

0,878 = 158,6385 (kW) j) Công nén hiệu dụng:

* Công nén ma sát: Nms = Vtt pms [TL1, tr.218]

Trong đó: pms : áp suất ma sát riêng Đối với máy nén NH3 thẳng dòng: pms = 0,049 ÷ 0,069 MPa (chọn pms = 0,069)

* Công nén hiệu dụng: Ne = Ni + Nms = 158,6385 + 17,112 = 175,7505 (kW) k) Công suất điện:

Trong đó: Ƞtđ : hiệu suất truyền động Ƞtđ ≈ 0,95 Ƞel : hiệu suất động cơ Ƞel = 0,8 ÷ 0,95 (chọn Ƞel = 0,95) [TL1, tr.218]

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, công suất động cơ lắp đặt cần phải lớn hơn công suất điện tính toán từ 1,1 đến 2,1 lần Do đó, nên chọn hệ số an toàn là 1,1.

Vậy ta chọn 1 động cơ với công suất lắp đặt là Nđc = 220 kW m) Đướng ống từ đầu đẩy máy nén đến thiết bị ngưng tụ

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 100A n) Đường ống từ bình chứa hạ áp về đầu hút máy nén

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 150A

3.2.4 Tính kiểm tra chu trình và chọn máy nén cho kho lạnh chạy nhiệt độ -25 0 C

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa [TL4, tr.303-311] ta có:

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa [TL4, tr.303-311], suy ra: ttg = -3 (°C)

Hình 3.5: Đồ thị lgp-h và T-s của chu trình kho lạnh -25 0 C Điểm 1’: t1’ = t0 = -32 (°C)

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa [TL4, tr.303-311], suy ra: p1’ = 1,0828 (bar) v1’ = 1,055 (m3/kg) h1’ = 1419,6 (kJ/kg) s1’ = 6,0961 (kJ/kg.K) Điểm 1:

Nhiệt độ hơi hút th là nhiệt độ của hơi trước khi vào máy nén, và nó luôn cần phải cao hơn nhiệt độ sôi của môi chất Điều này đảm bảo rằng máy nén không hút phải chất lỏng, giúp duy trì hiệu suất hoạt động của hệ thống.

Với môi chất NH3 thì ∆th = 5 – 15 °C Chọn ∆th = 5 [TL1, tr.208] t1 = th = t0 + ∆th = t1’ + 5 = -32 + 5 = -27 (°C) p1 = p1’ = 1,0828 (bar)

Tra bảng tính chất nhiệt động của hơi quá nhiệt NH3 [TL4, tr.312-326], suy ra: v1 = 1,0808 (m3/kg) h1 = 1430,94 (kJ/kg) s1 = 6,1428 (kJ/kg.K) Điểm 2: p2 = ptg = 3,824 (bar) s2 = 6,1428 (kJ/kg.K)

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: t2 = 56,69 (°C) v2 = 0,40963 (m3/kg) h2 = 1602,64 (kJ/kg) Điểm 4:

Nhiệt độ cuối tầm nén của máy nén trục vít được duy trì ở mức thấp nhờ vào việc dầu được phun tràn trong khoang nén, giúp hấp thụ nhiệt sinh ra trong quá trình nén Do đó, nhiệt độ cho phép cho máy nén này là 90 °C, với áp suất đạt 13,503 bar.

Tra bảng tính chất nhiệt động của hơi quá nhiệt NH3 [TL4, tr.312-326], suy ra: v4 = 0,12239 (m3/kg) h4 = 1646,07 (kJ/kg)

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: p5 = 13,503 (bar) v5 = 0,0017 (m3/kg) h5 = 362,33 (kJ/kg) s5 = 1,5539 (kJ/kg.K) Điểm 6:

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: t6 = -3 (°C) v6 = 0,046 (m3/kg) s6 = 1,6 (kJ/kg.K) Điểm 9: p9 = p6 = 3,824 (bar) t9 = t6 = -3 (°C)

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa [TL4, tr303-311], nội suy ta có: v9 = 322,548 (dm3/kg) h9 = 1457,43 (kJ/kg) s9 = 5,6563 (kJ/kg.K)

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: v7 = 0,00156 (dm3/kg) h7 = 188,3 (kJ/kg) s7 = 0,95 (kJ/kg.K) Điểm 8: t8 = t0 = -32 (°C) p8 = p0 = 1,0828 (bar) v8 = 0,09(m3/kg) h8 = h7 = 188,3 (kJ/kg) s8 = 1,04 (kJ/kg.K) Điểm 9: p9 = p6 = 3,824 (bar) t9 = t6 = -3 (°C)

Tra bảng tính chất nhiệt động của NH3 ở trạng thái bão hòa [TL4, tr303-311], nội suy ta có: v9 = 0,3218 (m3/kg) h9 = 1457,43 (kJ/kg) s9 = 5,6563 (kJ/kg.K) a) Năng suất lạnh riêng: q0 = h1’ – h8 = 1419,6 – 188,3 = 1231,3 (kJ/kg)

69 b) Lưu lượng môi chất qua máy nén: m1 = 𝑄 0

► Phương trình cân bằng nhiệt và chất tại Economizer: m3 h6 = m2 h9 + m1 h7

Trong đó: m2: lưu lượng môi chất hòa trộn làm mát từ Economizer m3 = m1 + m2

► Phương trình cân bằng Enthalpy tại điểm hòa trộn (điểm 3): m1 h2 + m2 h9 = m3 h3

=> h3 = 1582,74 (kJ/kg) Điểm 3: h3 = 1582,74 (kJ/kg) p3 = ptg = 3,824 (bar)

Tra đồ thị lgp-h môi chất NH3, suy ra: t3 = 48,21 (°C) v3 = 0,39784 (m3/kg) s3 = 6,081 (kJ/kg.K)

Bảng 3.4: Thông số các điểm nút của chu trình -32 0 C Điểm nút t

9 -3 3,824 0,3218 1457,43 5,6563 c) Thể tích hút thực tế của máy nén:

Dựa trên catalogue “ C SERIES SCREW COMPRESSOR” của hãng MYCOM, ta chọn được máy nén trục vít có model 2016LSC với thể tích hút V* = 1210 (m 3 /h) d) Hệ số cấp của máy nén 𝝀 :

Ta có, tỷ số nén: π = 𝑃 𝑘

Với π = 12,47 tra đồ thị Hệ số cấp của máy nén trục vít phụ thuộc vào tỷ số nén [TL3, tr.108], ta được: λ = 0,81

71 e) Thể tích hút lý thuyết của máy nén:

1210 = 3 Chọn 3 máy nén g) Công nén:

= 185,7182 (kW) h) Hệ số làm lạnh của hệ thống: ε = Q 0

* Hiệu suất chỉ thị: Ƞi = 𝑇 0

0,75 = 247,62 kW j) Công nén hiệu dụng:

𝑝 𝑚𝑠 : áp suất ma sát riêng Đối với máy nén NH3 thẳng dòng: 𝑝 𝑚𝑠 = 0,049÷0,069 MPa (chọn

𝑁 𝑒𝑙 = 𝑁 𝑒 Ƞ 𝑡đ Ƞ 𝑒𝑙 Trong đó: Ƞtđ : hiệu suất truyền động, Ƞtđ ≈ 0,95 Ƞel : hiệu suất động cơ, Ƞel = 0,8 ÷ 0,95 (chọn Ƞel = 0,8) [TL1, tr.218]

Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, công suất động cơ lắp đặt cần phải lớn hơn công suất điện tính toán từ 1,1 đến 2,1 lần Theo đó, lựa chọn công suất lắp đặt tối ưu là 1,5 lần công suất tính toán, tương ứng với 399,99 kW.

Vậy ta chọn 3 động cơ, với công suất lắp đặt của mỗi động cơ là 200 kW m) Đường ống từ đầu đẩy máy nén đến ống góp:

Lưu lượng khối lượng của môi chất qua đầu đẩy của 1 máy nén:

Từ công thức 𝑑 𝑖 = √ ρ π ω 4 𝑚 , với ω = 15 m/s chọn từ bảng , ta có:

Kích thước đường ống từ đầu đẩy máy nén:

Chọn ống 65 A n) Đường ống từ bình chứa hạ áp về đầu hút máy nén

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 150A

3.2.5 Tính kiểm tra các đường ống góp chung của toàn bộ hệ thống a) Ống góp từ thiết bị ngưng tụ về bình chứa cao áp

Ta có tổng lưu lượng qua thiết bị ngưng tụ là:

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 0,5 (m/s)

𝜋 0,5 = 0,1002𝑚 = 100,2 𝑚𝑚Với vmax là ta lấy thể tích riêng lớn nhất của tất cả chu trình tại điểm 5

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 150A b) Ống góp từ đầu đẩy máy nén đến thiết bị ngưng tụ

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 15 ÷ 25 Chọn giá trị ω = 15 (m/s)

Với vmax là ta lấy thể tích riêng lớn nhất của tất cả chu trình tại điểm 4

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 200A c) Đường ống từ BCCA đến economizer

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 0,5 (m/s)

Với v7max là ta lấy thể tích riêng lớn nhất của 2 chu trình 2 cấp tại điểm 7

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 100A d) Đường ống từ BCCA đến surgedrum và BCHA -2 0 C

Lưu lượng còn lại sau khi qua economizer là:

Lưu lượng chạy qua mỗi bình chứa là : m = M’/2 = 1,316/2 = 0,658 kg/s Đường ống từ BCCA đến surgedrum là:

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 1 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 40A Đường ống từ BCCA đến BCHA -2 0 C là:

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 1 (m/s)

𝜋 1 = 0,037 𝑚 = 37 𝑚𝑚 Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 40A e) Đường ống từ economizer đến BCHA -47 0 C

Ta có lưu lượng tại đường là m1 (-47 0 C) + m1’(-32 0 C)

Tổng lưu lượng qua đường ống là m = 0,1065 + 0,126 = 0,2325 kg/s

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 0,5 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 32A e) Đường ống từ economizer đến BCHA -32 0 C

Ta có lưu lượng tại đường là m1 (-32 0 C) + m1’(-47 0 C)

Tổng lưu lượng qua đường ống là m = 0,756 + 0,05325 = 0,81 kg/s

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 0,5 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 65A e) Đường ống từ surgedrum đến bộ trao đổi nhiệt dạng tấm

Ta có lưu lượng tại ống là m = 0,658 kg/s

Tra bảng 10.1 “Tốc độ dòng chảy thích hợp ω” [TL1, tr.345] ω = 0,5 ÷ 2 Chọn giá trị ω = 0,5 (m/s)

Dựa vào bảng 10.2 [TL1,tr.346] ta chọn ống 125A f) Đường ống từ BCHA(-47 0 C) đến dàn lạnh

TÍNH TOÁN – KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ PHỤ

TÍNH TOÁN – KIỂM TRA BƠM NƯỚC MUỐI, BƠM NƯỚC XẢ BĂNG VÀ BƠM DỊCH TUẦN HOÀN

TÍNH TOÁN – KIỂM TRA CÁC VAN TRONG HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM DANFOSS