Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá

THIẾT KẾ KHO LẠNH 120 TẤN TRỮ ĐÔNG CÁ

LỜI MỞ ĐẦU

˜ ˜ ˜ ˜

iệt Nam là một quốc gia có đường bờ biển dài trên 3200 km dọc suốt chiều dài

từ Bắc tới Nam, phía Bắc giáp với vịnh Bắc Bộ, phía Nam giáp với vịnh TháiLan, với cả một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn một triệu km2, cộng với hệthống sông ngòi chằng chịt Nói chung Việt Nam là một môi trường rất thuận lợi, cungcấp nguồn thuỷ hải sản rất phong phú

V

Trong những năm gần đây xây dựng và mở rộng các kho lạnh bảo quản thuỷ hảisản xuất khẩu thu lại ngoại tệ cho đất nước đang là mối quan tâm hàng đầu của Đảng

và nhà nước ta

Đồ án của nhóm : "Tính toán thiết kế kho lạnh 120 tấn để trữ đông cá"

Trong quá trình thực hiện đồ án, nhóm chúng em sẽ không tránh khỏi những saisót Kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô

Em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2013

- Thư viện trường đã cung cấp những tư liệu hết sức có giá trị, là tài liệu thanh khảotốt và quý báu.

- Đặc biệt gửi lời cảm ơn đến thầy Đào Thanh Khê, người trực tiếp hướng dẫn tận

tình để nhóm chúng em hoàn thành đồ án đúng thời hạn

TP Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 07 năm 2013

LỜI NHẬN XÉT CỦA GVHD

˜ ˜ ˜ ˜

Chữ ký của giáo viên nhận xét

LỜI NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG PHẢN BIỆN

˜ ˜ ˜ ˜

Chữ ký của giáo viên nhận xét

MỤC LỤC

˜ ˜ ˜ ˜

Chương 1:TỔNG QUAN 8

1.1 VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ CỦA KỸ THUẬT LẠNH 8

1.2 Ý NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM 8

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN 8

1.3.1 Kho lạnh bảo quản 8

1.3.2 Phân loại kho lạnh 9

1.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN LỢI THỦY SẢN 11

Chương 2: TÍNH TOÁN KHO LẠNH 13

2.1 TÍNH THỂ TÍCH KHO LẠNH 13

2.2 DIỆN TÍCH CHẤT TẢI TRONG KHO LẠNH 13

2.3 TẢI TRỌNG NỀN 13

2.4 DIỆN TÍCH KHO LẠNH CẦN XÂY DỰNG 13

Chương 3: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM 15

3.1 TÍNH TOÁN CHO VÁCH KHO LẠNH 15

3.1.1 Kết cấu tường bao 15

3.1.2 Xác định bề dày lớp cách nhiệt 16

3.1.3 Kiểm tra đọng sương 16

3.2 CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO NỀN 17

3.2.1 Kết cấu cách nhiệt của nền 17

3.2.2 Xác định bề dày lớp cách nhiệt 18

3.2 CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO TRẦN 18

3.3.1 Kết cấu cách nhiệt của trần 18

3.3.2 Xác định bề dày lớp cách nhiệt 19

Chương 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT 20

4.1 TÍNH DÒNG NHIỆT TỔN THẤT 20

4.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che 20

4.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra 21

4.1.3 Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh 23

4.1.4 Dòng nhiệt do vận hành kho 23

4.1.5 Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp Q5 24

4.2 XÁC ĐỊNH TẢI NHIỆT CHO THIẾT BỊ VÀ MÁY NÉN 25

4.2.1 Phụ tải nhiệt 25

4.2.2 Năng suất lạnh của máy nén 25

Chương 5: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY NÉN 27

5.1 CHỌN CÁC THÔNG SỐ CỦA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC 27

5.2 TÁC NHÂN LẠNH 27

5.2.1 Tính chất hoá lý 27

5.2.2 Tính chất sinh lý 27

5.2.3 Tính kinh tế 27

5.3 LÝ LUẬN CHỌN CHU TRÌNH LẠNH CỦA MÁY NÉN 28

5.4 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 28

5.5 TÍNH CHỌN MÁY NÉN 29

Chương 6:TÍNH THIẾT BỊ NGƯNG TỤ 35

6.1 MỤC ĐÍCH 35

6.2 CÁC THÔNG SỐ 35

6.3 TÍNH TOÁN 35

6.4 CẤU TẠO 36

6.5 NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC 38

Chương 7: THIẾT BỊ BAY HƠI 39

7.1 NGUYÊN LÝ 39

7.2 CÁC THÔNG SỐ 39

7.3 TÍNH TOÁN THIẾT BỊ 39

7.4 CẤU TẠO 40

Chương 8: CÁC THIẾT BỊ KHÁC CỦA HỆ THỐNG 41

8.1 BÌNH CHỨA CAO ÁP 41

8.1.1 Công dụng 41

8.1.2 Cấu tạo 41

8.2 THÁP GIẢI NHIỆT 42

8.2.1 Mục đích 42

8.2.2 Cấu tạo 42

8.2.3 Nguyên lý 43

8.2.4 Tính toán 43

8.3 BÌNH TÁCH DẦU 43

8.3.1 Mục đích 43

8.3.2 Cấu tạo 44

8.3.3 Nguyên lý làm việc 44

8.4 BÌNH CHỨA DẦU 45

8.4.1 Nhiệm vụ 45

8.4.2 Cấu tạo 45

8.4.3 Nguyên lý 46

8.5 BÌNH TRUNG GIAN 46

8.5.1 Mục đích 46

8.5.2 Cấu tạo 52

8.6 BÌNH TÁCH LỎNG 47

8.6.1 Mục đích 47

8.6.2 Cấu tạo 53

8.7 PHIN SẤY LỌC 53

8.8 MẮT GAS 48

8.9 VAN 54

KẾT LUẬN 55

Chương 1:TỔNG QUAN

Nguồn lợi thủy sản nước ta vô cùng phong phú và đa dạng như: cá, tôm, mực.

Hiện nay người ta đã xác định trên 800 loài thủy sản trong đó có hơn 400 loài có giátrị cao

Nhu cầu về thực phẩm thủy sản đông lạnh luôn có xu hướng tăng nhanh đặc biệt ởcác nước phát triển, mức sống của họ cao nên họ có xu hướng sử dụng các loài thựcphẩm thủy sản để hạn chế nguy cơ gây một số bệnh như: bệnh tim, bệnh béo phì, bệnhcao huyết áp, bệnh bướu cổ

Chính vì thế mà thực phẩm lạnh nói chung và thực phẩm đông lạnh nói riêng luôn

là nguồn hấp dẫn người tiêu dùng trong và ngoài nước Nó không ngừng mang lạingoại tệ cho đất nước

1.2.Ý NGHĨA CỦA KỸ THUẬT LẠNH TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

Việt Nam nằm ở vùng nhiệt đới nóng ẩm, phần lớn các loài thực phẩm từ rau quả,thịt, cá chứa nhiều chất và cấu trúc rất phức tạp Các thông số về chất lượng thực phẩmthay đổi dưới tác dụng của các quá trình lên men trong thực phẩm cũng như các quátrình phát triển của vi sinh vật và quá trình oxi hóa của không khí làm cho thực phẩm

đó có cấu trúc vi sinh vật bị phá hủy Do đó làm giảm giá trị của thực phẩm Mặt khác,

ở thực phẩm nóng có thể xuất hiện nhiều chất có hại cho cơ thể người

Vậy hạn chế những biến đổi không có lợi cho thực phẩm bằng cách hạ nhiệt độ củathực phẩm vì ở nhiệt độ thấp thì những biến đổi có hại cho thực phẩm sẽ kìm hãm làmcho quá trình đó lâu hơn Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháplàm lạnh nhân tạo mà ngành kỹ thuật lạnh đã làm được và nó cũng là phương pháp đạtnhiều hiệu quả cao trong các điều kiện nhiệt độ như ở nước ta

1.3 TỔNG QUAN VỀ KHO LẠNH BẢO QUẢN

1.3.1 Kho lạnh bảo quản

Kho lạnh bảo quản là kho được sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản,rau quả, các sản phẩm của công nghiệp hoá chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệpnhẹ,…

Hiện nay kho lạnh được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp chế biến thực phẩm vàchiếm một tỷ lệ lớn nhất Các dạng mặt hàng bảo quản bao gồm:

- 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 sữa

- 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 thể sử dụng máy và thiết bị trong nước,…Với những yêu cầu nhiều khi mâu thuẫn nhau như trên ta phải đưa ra những phươngpháp thiết kế với hoàn cảnh Việt Nam

1.3.2 Phân loại kho lạnh

Có nhiều kiểu kho bảo quản dựa trên những căn cứ phân loại khác nhau:

1.3.2.1 Theo công dụng

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

- Kho lạnh sơ bộ: dùng làm lạnh sơ bộ hay bảo quản tạm thời thực phẩm tại cácnhà máy chế biến trước khi chuyển sang một khâu chế biến khác

- Kho chế biến: được sử dụng trong các nhà máy chế biến và bảo quản thực phẩm(nhà máy đồ hộp, nhà máy sữa, nhà máy chế biến thuỷ sản, nhà máy xuất khẩu thịt,

…) Các kho lạnh loại này thường có dung tích lớn, cần phải trang bị hệ thống có côngsuất lạnh lớn Phụ tải của kho lạnh luôn thay đổi do phải xuất nhập hàng thườngxuyên

- Kho phân phối, trung chuyển: dùng điều hoà cung cấp thực phẩm cho các khudân cư, thành phố và dự trữ lâu dài Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn, trữnhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đối với đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng

- Kho thương nghiệp: kho lạnh bảo quản các mặt hàng thực phẩm của hệ thốngthương nghiệp Kho dùng bảo quản tạm thời các mặt hàng đang được doanh nghiệpbán trên thị trường

- Kho vận tải (trên tàu thuỷ, tàu hoả, ôtô): đặc điểm của kho là dung tích lớn, hàngbảo quản mang tính tạm thời để vận chuyển từ nơi này đến nơi khác.

- Kho sinh hoạt: đây là loại kho rất nhỏ dùng trong các hộ gia đình, khách sạn, nhàhàng dùng bảo quản một lượng hàng nhỏ

1.3.2.2 Theo nhiệt độ

Người ta có thể chia ra:

- Kho bảo quản lạnh: nhiệt độ bảo quản nằm trong khoảng -2oC đến 5oC Đối vớimột số rau quả nhiệt đới cần bảo quản ở nhiệt độ cao hơn (đối với chuối > 10oC, đốivới chanh >4oC)

Nói chung các mặt hàng chủ yếu là rau quả và các mặt hàng nông sản

- Kho bảo quản đông: kho được sử dụng để bảo quản các mặt hàng đã qua cấpđông Đó là hàng thực phẩm có nguồn gốc động vật Nhiệt độ bảo quản tuỳ thuộc vàothời gian, loại thực phẩm bảo quản Tuy nhiên nhiệt độ bảo quản tối thiểu cũng phảiđạt -18oC để các vi sinh vật không thể phát triển làm hư hại thực phẩm trong quá trìnhbảo quản

- Kho đa năng: nhiệt độ bảo quản là -12oC, buồng bảo quản đa năng thường đượcthiết kế ở -120C nhưng khi cần bảo quản lạnh có thể đưa lên nhiệt độ bảo quản 0oChoặc khi cần bảo quản đông có thể đưa xuống nhiệt độ bảo quản -18oC tuỳ theo yêucầu công nghệ Khi cần có thể sử dụng buồng đa năng để gia lạnh sản phẩm Buồng đanăng thường được trang bị dàn quạt nhưng cũng có thể được trang bị dàn tường hoặcdàn trần đối lưu không khí tự nhiên

- Kho gia lạnh: được dùng để làm lạnh sản phẩm từ nhiệt độ môi trường xuốngnhiệt độ bảo quản lạnh hoặc để gia lạnh sơ bộ cho những sản phẩm lạnh đông trongphương pháp kết đông 2 pha Tuỳ theo yêu cầu quy trình công nghệ gia lạnh, nhiệt độbuồng có thể hạ xuống -5oC và nâng lên vài độ trên nhiệt độ đóng băng của các sảnphẩm được gia lạnh Buồng gia lạnh thường được trang bị dàn quạt để tăng tốc độ gialạnh cho sản phẩm

- Kho bảo quản nước đá: nhiệt độ tối thiểu -4oC

1.3.2.3 Theo dung tích chứa

Kích thước kho lạnh phụ thuộc chủ yếu vào dung tích chứa hàng của nó Do đặc điểm

về khả năng chất tải cho mỗi loại thực phẩm khác nhau nên thường quy dung tích ratấn thịt

Ví dụ: kho 50 tấn thịt, kho 100 tấn thịt, 200 tấn thịt, 500 tấn thịt…

1.3.2.4 Theo đặc điểm cách nhiệt

Người ta chia ra:

- Kho xây: là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta bọc lớpcách nhiệt Kho xây chiếm diện tích lớn, giá thành tương đối cao, không đẹp, khó tháo

dỡ, và di chuyển Mặt khác về mặt thẩm mỹ và vệ sinh kho xây không đảm bảo tốt Vìvậy, hiện nay ở nước ta thường ít sử dụng kho xây để bảo quản thực phẩm

- Kho panel: được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyuretan và được lắp ghépvới nhau Kho panel có hình thức đẹp, gọn và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khilắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dượcliệu… Hiện nay nhiều doanh nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạttiêu chuẩn cao Vì thế hầu hết các xí nghiệp, công nghiệp thực phẩm đều sử dụng khopanel để bảo quản hàng hoá

1.4 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN LỢI THỦY SẢN

Thủy sản là nguồn nguyên liệu quan trọng của thực phẩm, công nghiệp, nôngnghiệp và dược phẩm Động thực vật thủy sản bao gồm: tôm, cá, nhuyễn thể (mực,trai, sò,…), rong tảo,… đang cung cấp cho con người một nguồn đạm thực phẩmkhổng lồ và phong phú Theo thống kê thì thủy sản đang chiếm trên 20% nguồn đạmthực phẩm của nhân loại nói chung, trên 50% ở các nước phát triển

Nước ta có bờ biển dài 3260km, một vùng thềm lục địa rộng lớn khoảng hơn1triệu km2, thuộc vùng biển nhiệt đới nên nguồn nguyên liệu rất đa dạng và có cả bốnmùa Trữ lượng cá đáy, cá nổi của vùng biển Việt Nam rất phong phú (theo dự tính sơ

bộ có khoảng 2000 loài, trong đó hơn 40 loài cá có giá trị kinh tế lớn)

Bên cạnh đó, nghề nuôi trồng thủy sản đang được phát triển khá mạnh (sản lượngcủa các nước Đông Nam Á chiếm trên 50% tổng sản lượng nuôi trồng của thế giới).Nước ta có nhiều sông, hồ, kênh, rạch, đầm, phá và diện tích mặt nước thoáng rất lớncho nên đang tập trung đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản để nhanh chóng phát triển thànhngành một cách chủ động, toàn diện giữa các khâu nuôi trồng, khai thác, chế biến

Do khả năng nguồn lợi to lớn, ngành thủy sản có nhiệm vụ quan trọng là: chếbiến nguồn lợi to lớn đó thành nhiều sản phẩm có giá trị cao cho sản xuất và đời sốngcon người.

Đặc điểm nổi bật của nguyên liệu thủy sản là ươn thối rất nhanh, cho nên nhiệm

vụ đặt lên hàng đầu của khâu chất lượng sản phẩm là phải kịp thời bảo quản, chế biến

mà trước hết là bảo quản lạnh

Chương 2: TÍNH TOÁN KHO LẠNH2.1 TÍNH THỂ TÍCH KHO LẠNH

Thể tích kho lạnh được xác định theo công thức:

E – Dung tích của các buồng lạnh, tấn

gv – Mức độ chất tải, tấn/m3 Kho được thiết kế với mặt hàng cá đông lạnh

chứa trong thùng cactong, ta có gv = 0,45 tấn/m3

2.2 DIỆN TÍCH CHẤT TẢI TRONG KHO LẠNH

[T21, TL3]Trong đó:

h – Chiều cao chất tải, m

2.3 TẢI TRỌNG NỀN

Công thức tính tải trọng nền:

gf = gv x h = 0.45 x 3.3 = 1.485 ( tấn/m2) [T21, TL3]Trong đó:

h – Chiều cao chất tải

gv – Mức độ chất tải, tấn/m3

2.4 DIỆN TÍCH KHO LẠNH CẦN XÂY DỰNG

Công thức xác định diện tích xây dựng kho lạnh:

βF – Hệ số sử dụng diện tích xây dựng của kho lạnh, βF phụ thuộc vào kích

thước của buồng lạnh

Đối với buồng diện tích nhỏ hơn 100 m2, βF = 0,70÷0,75

Đối với buồng diện tích 100- 400 m2, βF = 0,75÷0,80

Đối với buồng diện tích hơn 400 m2, βF = 0,8÷0,85

Chọn kích thước kho lạnh

- Cá được đựng trong các thùng cactong, mỗi thùng chứa được 10kg cá.

- Số lượng thùng cactông có trong kho là: 120000/10 = 12000 thùng

- Chia kho làm 12 tụ, số thùng trong mỗi tụ là: 12000/12 = 1000 thùng

- Chất thành nhiều lớp, mỗi lớp gồm: 7 x 10 = 70 thùng

- Chọn thùng cactong có kích thước: 0.36m x 0.28m x 0.22 m

- Số lớp trong một tụ là: 3.3/2.2 = 15 lớp

Chọn Fxd = 130 ( m2)

Chọn kho xây dựng có kích thước: 13m x 10m x 5m

Cửa kho là một tấm cách nhiệt, có bản lề tự động, chung quanh có đệm kín bằng cao

su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm để hút chặt cửa để đảm bảo độ kín, giảm tổnthất nhiệt Chọn cửa một cánh có chiều rộng 1.2m, cao 2.3m Cửa có bố trí bánh xechuyển động trên ray đặt sát tường nên đóng mở nhẹ nhàng, tiết kiệm diện tích Cửa có

bề dày cách nhiệt là 200mm bằng stiropor, tấm kim loại ở hai phía vừa làm khung chịulực vừa có tác dụng chống ẩm Cửa được viền bằng dây điện trở để tránh đóng bănggây khó khăn cho việc mở cửa

Chương 3: TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM3.1 TÍNH TOÁN CHO VÁCH KHO LẠNH

3.1.1 Kết cấu tường bao

Xây dựng vách kho lạnh có kết cấu như sau:

Chú thích:

1,3 Vữa 5 Cách ẩm (polyetylen)

2 Gạch 6 Cách nhiệt (Stiropor)

4 Cách ẩm (nhựa đường) 7 Lớp vữa và tấm thép

Bảng 1: Kết cấu vách ngoài kho lạnh

Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:

Hình 1: Tường bao kho lạnh

[T37, TL3]Trong đó:

α1 = 23.3 W/m2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).α2 = 9 W/m2.K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức)

δi : bề dày của vật liệu làm tường (bảng 1)

λi : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng 1)

K = 0.21 W/m2.K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn

=>

Thế vào công thức tính bề dày cách nhiệt => Hệ số truyền nhiệt: K = 0.162 W/

m2.K

3.1.3 Kiểm tra đọng sương

Điều kiện để vách ngoài của kho lạnh không bị đọng sương:

[T38, TL3]

Trong đó:

t1: nhiệt độ bên ngoài kho bảo quản lạnh đông (m)o C)

ts: nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài (m)o C)

t2: nhiệt độ bên trong kho lạnh (m)o C)

α1: hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (m)W/m2.K)

0.95 : hệ số an toàn

=> K < ks

Vậy: vách ngoài không đọng sương

3.2 CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO NỀN

3.2.1 Kết cấu cách nhiệt của nền

Kết cấu nền kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: nhiệt độ phòng lạnh, tải trọngcủa hàng bảo quản, dung tích kho lạnh,…Yêu cầu của nền là phải có độ vững chắc cầnthiết, tuổi thọ cao, không thấm ẩm

Bảng 2: Kết cấu cách nhiệt của nềnVật liệu Bề dày δ (m)m)) Hệ số truyền nhiệt λ

α1 = 23.3 W/m2 .K : hệ số cấp nhiệt của không khí

α2 = 9 W/m2 .K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức)

δi : bề dày của vật liệu làm tường (bảng 2)

λi : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng 2)

K = 0.21 W/m2 .K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn

=> chọn δ2 = 0.2 m)

=> Hệ số truyền nhiệt của nền K = 0.1592 W/m2 .K

Kiểm tra tương tự trên ==> không có đọng sương và đọng ẩm

3.2 CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM CHO TRẦN

3.3.1 Kết cấu cách nhiệt của trần

Mái kho lạnh không được phép đọng nước và thấm nước.Mái có kết cấu như sau:

Bảng 3: Kết cấu cách nhiệt của trần kho lạnhVật liệu Bề dày δ(m)m)) Hệ số truyền nhiệt λ (m)W/m)K))

1 Bêtông tấm 4 Cách nhiệt (Stiropor)

2 Cách ẩm (nhựa đường) 5 Bêtông cốt thép

3 Cách ẩm (polyetylen) 6 Vữa

3.3.2 Xác định bề dày lớp cách nhiệt

Bề dày lớp cách nhiệt được tính theo công thức:

[T37, TL3]Trong đó:

α1 = 23.3 W/m2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).α2 = 9 W/m2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng (đối lưu cưỡng bức)

δi : bề dày của vật liệu làm tường (bảng trên).

λi : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường (bảng trên)

K = 0.21 W/m2K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn

=> chọn δ3 = 0.2 m) => Hệ số truyền nhiệt của trần K = 0.1625 W/m2.K

Kiểm tra tương tự trên ==> Không có đọng sương đọng ẩm trên bề mặt kết cấu.⇒δ3=0 035×[ 1

Chương 4: TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT

Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâmnhập vào kho lạnh Đây chính là dòng nhiệt tổn thất mà máy lạnh phải có đủ công suất

để thải trở lại môi trường nóng, đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa buồnglạnh và không khí bên ngoài

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng suấtlạnh của máy lạnh cần lắp đặt

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (W) [T50, TL3]Trong đó:

Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che

Q2: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra

Q3: dòng nhiệt đi từ ngoài vào do thông gió phòng lạnh

Q4: dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành

Q5: dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm thở

4.1 TÍNH DÒNG NHIỆT TỔN THẤT

4.1.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao,trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và môi trường kholạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần

Q = Q1v + Q1n +Q1t + Q1bx (W) [T51, TL3]Trong đó:

Q1v, Q1n, Q1t: dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ.Q1bx: dòng nhiệt tổn thất qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời

Công thức để tính tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần có dạng như sau:

Trong đó:

K: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che (W/m2 K)

F: diện tích bề mặt của kết cấu bao che (m2)

tng: nhiệt độ môi trường bên ngoài (oC)

ttr: nhiệt độ trong phòng lạnh (oC)

Q: tổn thất nhiệt qua kết cấu (W)

4.1.1.1 Tổn thất nhiệt qua vách ngoài

Q = K x F x (tng – ttr) = 0.162 x 65 x (27-(-18)) = 473.85 W

[T51, TL3]

4.1.1.2 Tương tự cho tổn thất nhiệt qua vách trước hoặc vách sau, nền, trần

Chọn kho lạnh xây theo hướng Bắc – Nam, cửa kho nằm ở hướng Bắc

=> Buổi sáng kho nhận bức xạ ở hướng Đông và buổi chiều kho nhận bức xạ ở hướngTây

Vách kho được quét vôi trắng nên lấy hiệu nhiệt độ dư như sau:

[T52, TL3]

Dòng nhiệt tổn thất qua kết cấu bao che là:

Q1 = Q1v + Q1n + Q1t +Q1bx = 473.85+ 2 x 364.5+ 931.32+ 950.625+485.615 = 3570.41W

[T51, TL3]

4.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra

Q2 = Q2a + Q2b (W) [T52, TL3]Trong đó:

Q2a: dòng nhiệt sản phẩm tỏa ra khi bảo quản lạnh đông

Q2b: dòng nhiệt tỏa ra từ bao bì của sản phẩm

4.1.2.1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra

[T52, TL3]Trong đó:

M: năng suất của buồng bảo quản lạnh đông (t/24h)

h1, h2: entanpi của sản phẩm trước và sau khi bảo quản lạnh đông (KJ/kg)

1000/(24 x 3600) : hệ số chuyển đổi từ (t/24h) ra (Kg/s)

Q2a: dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra (kW)

Chọn nhiệt độ hàng nhập thẳng vào kho bảo quản lạnh đông là -80C

=> h1 = 43.5 kJ/kg [T53, TL3]Nhiệt độ sau khi bảo quản là -18oC => h2 = 5 kJ/kg

Khối lượng hàng nhập vào kho bảo quản lạnh đông trong một ngày đêm:

[T54, TL3]Trong đó:

M: khối lượng hàng nhập vào bảo quản lạnh đông (t/24h)

E: dung tích phòng bảo quản lạnh đông (t)

ψ: tỉ lệ nhập có nhiệt độ không cao hơn -80C đưa trực tiếp vào kho bảo quản lạnhđông ψ = 0.65 – 0.85

B: hệ số quay vòng hàng B = 5 ÷ 6 lần/năm

m: hệ số nhập hàng không đồng đều m = 2.5

4.1.2.2 Dòng nhiệt do bao bì tỏa ra

[T55, TL3]Trong đó:

Mb: khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm (t/24h)

Cb: nhiệt dung riêng của bao bì (kj/kg.K)

t1: nhiệt độ bao bì trước bảo quản lạnh đông (oC)

t2: nhiệt độ bao bì sau bảo quản lạnh đông (oC)

Q2b: dòng nhiệt do bao bì tỏa ra (kW)

Khối lượng bao bì cactông: Mb = 30%M = 30% x 3.2 = 0.96 (t/24h)

Nhiệt dung riêng bao bì: Cb = 1.46 kJ/kg.K

Nhiệt độ bao bì trước bảo quản: t1 = -8oC

Nhiệt độ bao bì sau bảo quản : t2 = -18oC

 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra:

Q2 = Q2a + Q2b = 1.43+0.1622 = 1.5922 kW = 1592.2W4.1.3 Dòng nhiệt do thông gió kho lạnh

Do kho lạnh dùng để bảo quản lạnh đông có nhiệt độ -180C nên không có thông gió

4.1.4 Dòng nhiệt do vận hành kho

Các dòng nhiệt do vận hành kho bao gồm các dòng nhiệt do đèn chiếu sáng Q41, dongười làm việc trong buồng Q42, do các động cơ điện Q43, do mở cửa kho lạnh Q44.Theo công thức, ta có:

Q4 = Q41 + Q42 + Q43 +Q44 (W) [T57, TL3]Trong đó:

Q41: dòng nhiệt do chiếu sáng

Q42: dòng nhiệt do người tỏa ra

Q43: dòng nhiệt do các động cơ điện

Q44: dòng nhiệt tổn thất khi mở cửa

4.1.4.1 Dòng nhiệt do chiếu sáng được tính theo công thức

Trong đó:

F: diện tích kho lạnh (m2) với F = 13x10 = 130 m2

A: công suất chiếu sáng riêng (W/m2)

Đối với kho bảo quản: A = 1.2 W/m2

=> Q41 = 1.2 x 130 = 156 W4.1.4.2 Dòng nhiệt do người tỏa ra được xác định theo biểu thức

4.1.4.3 Dòng nhiệt do các động cơ điện tỏa ra

N = 4 kW do kho bảo quản lạnh đông nhỏ

φ = 1: các động cơ hoạt động đồng thời

=> Q43 = 1000 x 4 x 1 = 4000 W4.1.4.4 Dòng nhiệt khi mở cửa được tính theo công thức

Q44 = B x F (W)Trong đó:

F: diện tích kho lạnh (m2)

B: dòng nhiệt riêng khi mở cửa (W/m2)

Kho bảo quản lạnh đông chọn B = 8 W/m2

4.2 XÁC ĐỊNH TẢI NHIỆT CHO THIẾT BỊ VÀ MÁY NÉN

4.2.1 Phụ tải nhiệt

4.2.1.1 Phụ tải nhiệt của thiết bị

Phụ tải nhiệt của thiết bị là tải nhiệt dùng để tính tóan bề mặt trao đổi nhiệt cần thiếtcủa thiết bị bay hơi Công suất giải nhiệt yêu cầu của thiết bị bao giờ cũng lớn hơncông suất của máy nén, phải có hệ số dự trữ nhằm tránh những biến động có thể xảy ratrong quá trình vận hành Vì thế tải nhiệt của thiết bị được lấy bằng tổng của tất cả cáctổn thất nhiệt của kho lạnh, ta có: