THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN HẠT GIỐNG TẠI HUYỆN QUỐC OAI - HÀ TÂY

Độ ẩm trong kho lạnh bảo quản hạt giống là một yếu tố quan trọng liên quan đến chất lượng hạt giống, khi hạ nhiệt độ độ ẩm trong kho giảm cân bổ sung không khí để cung cấp O; cho sản ph

KHOA LUAN TOT NGHIEP

“THIẾT KẾ KHO LẠNH BẢO QUẢN HẠT GIỐNG TẠI

HUYỆN QUỐC OAI - HÀ TÂY”

NGHÀNH: CNPTNT

MÃSỔ!TÙ@⁄ c—c———

-M[LIb&rpzp+ Giáo viên hướng dẫn: TS Dương Văn Tài Sinh viên thực hiện: Phùng Văn Phương

Khoá h ọc : 2002-2006

Bat lub

os We

LỜI NÓI ĐẦU

Sau 4 năm học tập tại trường Đại học Lam nghiệp, để đánh giá kết quả

học tập và vận dụng một cách tổng hợp những kiến thức đã học, cũng như

chuẩn bị một nên tảng cơ sở vững chắc trước khi ra trường Mỗi Sinh viên cần hoàn thành một đề tài nghiên cứu khoa học

Được sự đồng ý của bộ môn Khai thác và Sơ chế nông lâm sản, Khoa Công

nghiệp PTNT, trường Đại học Lâm nghiệp, tôi thực hiện đẻ tài tốt nghiệp:

Nghiên cứu thiết kế kho lạnh bảo quản hạt giống tại huyện Quốc

Oai, tỉnh Hà Tay" Nhân dịp này cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thay cô giáo trong nhà trường, các thây cô giáo trong bộ môn, bạn bè đồng nghiệp, các cấp lãnh đạo phòng NNPTNT huyện Quốc Oai - Hà Tây Đặc biệt trân

trọng cảm ơn thầy giáo Tiến sỹ Dương Văn Tài đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ

tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã rất nỗ lực cố gắng song không tránh khỏi những sai sót, rất mong được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của các thây cô giáo và bạn bè để bản luận văn thêm hoàn thiện

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà tây, ngày 15 tháng 5 năm 2006

Sinh viên thực hiện

Phùng Văn Phương

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU

2.Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

4.Nội dung của để tài c SE TH teen 2 Chương 1: CƠ SỞ ĐỂ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH

1.2.Công nghệ bảo quản lạnh

1.3.Những thông số để tính toán kho lạnh -7-ccccccccccvcccrve 6

Chương 2: TÍNH TOÁN THỂ TÍCH MẶT BẰNG VÀ CÁCH NHIỆT

KHO LẠNH

2.1.Tính toán thể tích, kích thước kho lạnh

2.2.Thiết kế mặt bằng kho lạnh 2:52 5 222 222x2cvszxxrrtrr 13

2.5:Tíih toán-»€ để sản phẩm: ¡‹csscxcccscccec nnna bia geseekeee 23

Chương 3: TÍNH TOÁN NHIỆT KHO LẠNH

3.1.Dòng nhiệt qua kết cấu bao che Q),

3.2.Dòng nhiệt do sản phẩm “hô hấp” Q¿ co cv 20 3.3.Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh Q¿ .- ¿c2 30 5.4:Dbng nhiệt do VấT hÃHH se: nuiá 0g nha pha B2 10g hassgesseatrl 31

4.4.Tính nhiệt thải ngưng tụ QQ, 3+2 2+ 46

Chương 5: TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH XÂY DỰNG KHO LẠNH VÀ

GIÁ THÀNH BẢO QUẢN

5.2.Chi phi mua máy móc thiết bị kho lạnh - - 56

5.4.Tính toán giá thành bảo quản lạnh

5.5.Sơ bộ tính toán hiệu quả kinh tế - 5c 5+ccv£ttexvsrvirrrrrrrre 59

5.6.Téng hợp các thông số kinh tế-kỹ thuật của kho lạnh 61

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp, thiết của đề tài

Viet Nam là nước nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa ẩm, quanh năm có

bốn mùa hoa trái Là một nước nông nghiệp với khoảng 80% dân số sống bằng nghề nông, có điều kiện tự nhiên khá thuận lợi cùng với việc không ngừng áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, hàng năm chúng ta đã sản xuất ra một khối

lượng lương thực lớn đáp ứng được nhu câu trong nước và xuất khẩu

Ngày nay, khoa học kỹ thuật phát triển không ngừng tạo ra nhiều cải biến tiến bộ trong xã hội, thúc đẩy xã hội ngày càng phát triển đi lên Đặc biệt

trong công nghệ sinh học, chúng ta đã tạo ra nhiều loại giống mới có nang suất, chất lượng và có giá trị kinh tế cao Cùng với việc tạo ra nhiều loại giống,

mới, việc bảo quần giống cũng có ý nghĩa rất quan trọng, quyết định đến chất lượng giống và năng suất cây trồng

Trong sản xuất nông nghiệp, năng suất và chất lượng cây trồng chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như điêu kiện tự nhiên, môi trường và xã hội trong

đó nguôn giống đóng vai trò đặc biệt quan trọng Bằng các biện pháp khoa

học kỹ thuật ta có thể cải tạo được tự nhiên, khấc phục được điều kiện môi trường và xã hội Vì vậy việc bảo quản và phân phối giống đúng thời vụ, đảm bảo chất lượng có ý nghĩa quyết định đến năng suất và chất lượng cây trông

Theo như thống kê trên Thế giới mỗi năm trung bình thiệt hại về lương

thực chiếm 15+20% , ước tính tới hàng trăm tỷ đô la Ở nước ta thiệt hại về lương thực, tổn thất sau thu hoạch mỗi năm: hạt 10%, rau quả 20%, hàng năm thiệt hại đến hàng triệu tấn lương thực, huỷ bỏ một lượng giống khá lớn

Đứng trước thực tại đó, việc nghiên cứu, tìm ra các biên pháp bảo quản giống và nông sản nhằm giảm thiểu những thiệt hại trên có ý nghĩa rất to lớn

Kỹ thuật lạnh đã thâm nhập vào hơn 70 ngành kinh tế quan trọng và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó, đặc biệt là các ngành công nghiệp thực phẩm,

chế biến thuỷ hải sản, rau quả, rượu bia, sinh học, hoá chat, thong tin

Trong quá trình bảo quản nông sản, đặc biệt là hạt giống có nhiều phương

pháp bảo quản, trong đó phương pháp bảo quản lạnh có nhiều ưu việt: đảm bảo chất lượng hạt giống tốt; chủ động được mùa vụ, thời điểm gieo trồng;

chất lượng giống không phụ thuộc vào điều kiện môi trường, khí hậu; thời

gian bảo lâu đài; năng suất và quy mô bảo quản có thể rất lớn, nhỏ tuỳ vào điều kiện thực tế f

Ti nhing yéu cau trén, được sự đồng ý của khoa CNPTNT, Bộ môn Khai thác và Sơ chế nông lâm sản, Thầy giáo hướng dẫn Tiến sỹ Dương Văn Tài, tôi tiến hành thực hiện đề tài:“Thiết kế kho lạnh bảo quản hạt giống tại huyện Quốc Oai, tỉnh Hà Tây"

2 Mục tiêu nghiên cứu của để tài

Thiết kế hoàn chỉnh một kho lạnh với năng suất và chất lượng phù hợp, đáp ứng được nhu câu của sự phát triển trong nông nghiệp, yêu cầu của thị

trường, cơ sở sản xuất, các HTX nông nghiệp trong toàn Huyện - Vốn đầu tư, chi phí xây dựng thấp;

- Gia thanh bao quan thấp, năng suất chất lượng cao;

- Thiết bị dễ vận hành, dễ lắp đặt, dễ kiếm, giá thấp 3 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết kết hợp với tham khảo

các tài liệu

4 Nội dung của đề tài

Chương I: Cơ sở để tính toán thiết kế kho lạnh Chương 2: 'Tính toán thể tích, mặt bằng và cách nhiệt kho lạnh Chương 3: Tính toán nhiệt kho lạnh

Chương 4: Tính toán thiết bị cho kho lạnh Chương 5 : Tính toán giá thành xây dựng kho lạnh và giá thành bảo quản

Chương 1

CƠ SỞ ĐỂ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHO LẠNH

1.1.Nguyên lý của quá trình làm lạnh

1.1.1.Khái niệm về quá trình làm lạnh

Lầm lạnh là một quá trình hạ nhiệt từ nhiệt độ môi trường (20°+24°C) đến nhiệt độ cho trước, nếu nhiệt độ cuối cùng tạ nằm trong khoảng nhiệt đóng,

băng ((„) vã nhiệt độ thường t„<ty<20°C thì gọi là quá trìng làm lạnh thường

Nếu tynằm trong khoảng -100°C< tụ< tụ gọi là làm lạnh đông

Hiện nay quá trình làm lạnh đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong

sơ chế và bảo quản sản phẩm 1,1.2.Sơ đô nguyên lý của quá trình làm lạnh

1 Máy nền khí 2 Dàn ngưng

3 Bình chứa 4 Phin sấy loc

5 Mat ga

6 Van điện từ 7 Van tiết lưu 8 Dàn lạnh

Hình 1-1: Sơ đồ nguyên lý làm lạnh Sơ đồ hệ thống lạnh là sự thể hiện đơn giản một hệ thống thiết bị và đường ống cho phép ta có sự hình dung tương đối cụ thể vé máy móc thiết bị, dụng cụ và mối liên hệ giữa chúng cụ thể là các đường ống

6 rất nhiêu hệ thống lạnh từ cỡ nhỏ, cỡ trung đến cỡ lớn Trong hệ thống lạnh nhỏ chỉ có một máy nén, một chế độ làm lạnh Đối với hệ thống lạnh cỡ trung và

cỡ lớn gồm nhiều máy nén và thiết bị, nhiêu chế độ làm lạnh khác nhau, sơ đồ

nối các thiết bị phức tạp hơn Song nguyên lý hoạt động đều như nhau Sơ đô

nguyên lý cho ta một cái nhìn tổng quát vẻ thiết bị và đường ống Hệ thống lạnh bao gồm: máy nén khí có thể là kiểu kín hay hở Thiết bị ngưng tụ có thể là loại làm mát bằng không khí cưỡng bức (dàn quạt nóng),

làm mát bằng nước (bình ngưng) ít khi làm mát bằng các dàn tưới Thiết bị bay hơi thường là các loại đàn làm lạnh không khí kiểu đối lưu tự nhiên hoặc cưỡng bức Thiết bị tiết lưu thường là van tiết lưu cân bằng Quá trình làm lạnh

có thể thực hiện trực tiếp bằng môi chất lạnh (freôn, hoặc khí R,¿, Rạz ), có thể làm lạnh gián tiếp nhờ chất tải lạnh lỏng (nước muối lạnh )

Hệ thống gồm: máy nén khí, dàn lạnh, dàn ngưng, một van tiết lưu, van

điện từ, phin sấy lọc, bình chứa và các dụng cụ thiết bị phụ khác Hệ thống này hoạt động làm lạnh nhờ khí ga là frêôn, R.;, Ry Va bằng

các môi chất khác như nước muối, amoniắc cần thêm một số thiết bị phụ khác Nhiệt độ buồng lạnh được điều khiển bằng hệ thống automát, Rơle nhiệt (thermostat), van điện từ lắp trước van tiết lưu ngăn không cho môi chất lạnh lỏng dồn về dàn bay hơi khi máy ngừng hoạt động Chất làm lạnh chủ yếu là

khí ga, thường dùng các loại frêôn, R„;, R„; làm lạnh trực tiếp

1,1.3.Nguyện lý làm việc của quá trình làm lạnh

Quá trình làm lạnh hoạt động dựa trên nguyên lý chuyển động vòng tuần

hoàn kín của hơi môi chất (freôn, R„z, Rz;, ÑH; ) Đặc điểm của hơi môi chất; tại dàn lạnh 8 hơi môi chất sôi ở áp suất

thấp, bay hơi kèm theo phan ứng thu nhiệt làm cho môi trường xung, quanh dan lạnh 8 trở nên lạnh đến -°C; tại dàn ngưng 3 hơi môi chất ngưng tụ lại

thành chất lỏng kèm theo phản ứng toả nhiệt

Máy nén khí 1 bơm khí ga ở bình 2 đẩy vào dàn lạnh 8 Tại đây khí ga

sôi lên bay hơi đồng thời thu nhiệt của môi trường làm cho môi trường xung,

quanh dàn lạnh 8 lạnh xuống -°C: Nếu nhúng đàn lạnh vào nước muối bão hoà ta được dung dịch nước muối lạnh -°C Nếu thổi không khí qua dàn lạnh được

khong khí lạnh Sau khi qua dàn lạnh 8 khí ga qua các van 7, 6, 5, 4 về đàn

ngưng 3 Tại đây có sự giảm áp suất khí ga sẽ ngưng tụ lại thành chất lỏng đồng thời kèm theo phản ứng toả nhiệt Sau đó về bình 3 được máy nén khí

bơm lên và tiếp tục vòng tuân hoàn tiếp theo

1.2.Công nghệ bảo quản lạnh 1.2.1.Sơ đồ công nghệ bảo quản lạnh

Để hạn chế sự hư hỏng của hạt giống có nhiều biện pháp bảo quản như

phương pháp sunfit hoá, vùi trong cát song bảo quản lạnh là phương pháp

được áp dụng rộng rãi Sơ đồ công nghệ bảo quản được thể hiện như sau:

trong quá trình bảo quản ta cần chú ý đến những đặc điểm sinh trưởng của mỗi loại để đảm bảo chất lượng là tốt nhất

Các loại hạt sau khi thu hoạch về, phân loại, làm sạch để loại bổ tạp chất, những hạt hư hỏng, kém chất lượng Sau khi làm khô cho vào các bao túi

xếp vào giá trong kho bảo quản

Bản chất của công nghệ: quá trình bảo quản giống ở 4°C thực chất chính

là quá trình làm cho hạt giống ngủ, ở trạng thái tiềm sinh để giữ chất dinh

dưỡng Ở 4°C đây là điều kiện bất lợi cho vi sinh vật hoạt động nhưng vẫn đảm bảo cho tế bào sống và tồn tại được, hạt giống vẫn cần O; để hô hấp và thải CO;

San phẩm sau khi thu hoạch, xếp vào trong kho, hạ nhiệt độ từ từ trong

kho, mỗi ngày hạ xuống từ 2+4°C tới khi nhiệt độ trong kho đạt 4°C thì ngừng lại và giữ ở 4°C để bảo quản, W,,285%, thdi gian bdo quản 4+12 tháng tuỳ vào loại giống

Trước khi đưa sản phẩm giống ra sử dụng ta cân từ từ nâng nhiệt độ lên 2+4°C mỗi ngày đến khí nhiệt độ bằng nhiệt độ bên ngoài để sản phẩm thích nghỉ với điều kiện môi trường bên ngoài

Quá trình hạ nhiệt độ từ từ, giữ nhiệt độ ở 4°C và nâng nhiệt độ lên từ từ

được điều khiển nhờ hệ thống điều khiển tự động của thiết bị lạnh

Độ ẩm trong kho lạnh bảo quản hạt giống là một yếu tố quan trọng liên

quan đến chất lượng hạt giống, khi hạ nhiệt độ độ ẩm trong kho giảm cân bổ

sung không khí để cung cấp O; cho sản phẩm “hô hấp”

1.3.Nhimg thong số để tính toán kho lạnh 1.3.1.Những số liệu về l‹hí tượng của địa phương

Quốc Oai là một huyện bán sơn địa nằm ở phía tây tỉnh Hà Tây có diện tích đất tự nhiên khoảng 12.954,4 ha, trong đó diện tích đất nông nghiệp là

8.097,5 ha chiếm 62,5 % Dân số khoảng 151.080 người (năm 2005), dân cư

sống chủ yếu bằng nghề nông Trong đó chủ yếu là trồng cây lúa nước

Những thông số về khí tượng như: nhiệt độ, không khí, độ ẩm tương đối

của không khí, gió và hướng gió, lượng mưa là những thông số quan trọng để tính toán, thiết kế xây dựng kho lạnh và hệ thống lạnh Đó là những yếu tố ảnh

hưởng trực tiếp đến tổn thất nhiệt của kho lạnh qua vách bao che Dòng nhiệt tổn

thất này là giá trị cơ bản để tính toán, thiết kế năng suất lạnh của hệ thống lạnh

Độ ẩm không khí là thông số để tính toán chiều dày lớp cách ẩm cho

vách cách nhiệt tránh cho vách cách nhiệt không bị đọng ẩm khuếch tán từ

không khí bên ngoài vào ngoài ra còn sử dụng để tính kiểm tra đọng sương

vách ngoài

Gió và tốc độ gió có ảnh hưởng đến dòng nhiệt tổn thất do sự tăng cường trao đổi nhiệt đối lưu bên ngoài giữa không khí và vách

Bức xạ mặt kết hợp với hướng gió chủ yếu sử dụng để chọn hướng xây

đựng kho lạnh cho phù hợp, giảm tổn thất nhiệt qua cơ cấu bao che

Dé tinh toán thiết kế kho lạnh, lẽ ra phải sử dụng nhiệt độ cao nhất đã quan sát được ở địa phương xây dựng kho lạnh, như vậy độ an toàn là tuyệt

đối nhưng công suất máy lớn, vốn đầu tư cao Để giảm vốn đầu tư ban đầu ta

cân chọn nhiệt độ bên ngoài để tính toán, thiết kế là trung bình cộng của nhiệt độ tối cao ghi nhận được và nhiệt độ trung bình cực đại tháng nóng nhất Để

đảm bảo an toàn cho kho lạnh ta cần tăng nhiệt độ tính toán đó lên 10% Các số liệu về nhiệt độ, độ ẩm, trong tính toán lấy theo Phụ lục 1 1.3.2.Những số liệu về sản phẩm

Các loại hạt giống : thóc, ngô, đậu đỗ, lạc là các loại nông sản dạng

hạt giàu chất dinh dưỡng như: tỉnh bột, protêin, chất béo Các chất dinh

dưỡng nằm chủ yếu ở phần nội nhũ Nội nhũ là nơi tập trung toàn bộ chất dinh

dưỡng của hại, là nơi dự trữ nguyên liệu cho sự “hô hấp” của hạt trong quá

Hạt là loại sản phẩm sống có “hô hấp” vì vậy trong quá trình bảo quản

không được đưa nhiệt độ xuống thấp hơn nhiệt độ quy định Nhiệt độ lạnh quá

có thể làm biến đổi thành phân các chất trong hạt ảnh hưởng đến quá trình nảy

mầm của hat cũng như chất lượng giống và năng suất cây trồng, nhiệt độ quá lạnh có thể gây hư hỏng và làm chết hạt giống Vì vậy cân có chế độ bảo quản

hạt giống phù hợp để đảm bảo chất lượng cho hạt giống Chế độ bảo quản sản phẩm là vấn đề khá phức tạp và đã được nghiên cứu rất nhiều nó luôn thay đổi theo điều kiện, tính chất sản phẩm, phương pháp làm lạnh và chế độ bảo quản Việc chọn đúng chế độ bảo quản như: nhiệt độ, độ ẩm, thông gió hay không, tốc độ gió trong buồng, số lân thay đổi không khí sẽ làm tăng đáng kể thời gian bảo quản cũng như chất lượng sản phẩm

Căn cứ vào tình hình sử dụng đất nông nghiệp của địa phương và nhu

cầu sử dụng giống trong sản xuất nông nghiệp của Huyện hàng năm; căn cứ vào những số liệu thu thập được tại Phòng NNPTNT huyện Quốc Oai Qua

phân tích và xử lý số liệu tôi có bảng tổng hợp kết quả tính toán như sau:

Bảng 1.1: Tổng hợp nhu câu sử dụng giống của toàn Huyện

giống (Ha) (Kg/sào) (Kg)

Bảng 1.2: Chế độ bảo quản hạt giống

Để bảo quản hạt giống ở trạng thái lạnh thì cần phải xử lý lạnh sản phẩm Có hai chế độ xử lý sản phẩm: xử lý lạnh và xử lý lạnh đông

Xử lý lạnh đông là làm kết đông (làm lạnh đông ) sản phẩm Sản phẩm

hoàn toàn hoá cứng do hầu hết nước và địch trong sản phẩm đã đóng thành băng Nhiệt độ tâm sản phẩm đạt -8°C, nhiệt độ bể mặt dat -18+-12°C gay hư hỏng có thể dẫn đến chết sản phẩm Đối với các loại hạt giống là những sản phẩm sống có “hô hấp” ta không thể áp dụng chế độ xử lý lạnh đông được Vì

vậy ta áp dụng chế độ xử lý lạnh Xử lý lạnh là làm lạnh sản phẩm xuống đến

nhiệt độ bảo quản lạnh yêu cầu Nhiệt độ bảo quản này nằm trên điểm đóng bang của sản phẩm Trong quá trình bảo quản cần chú ý, tạo điều kiện cho sản phẩm thích nghi dan dan với môi trường bảo quản lạnh, tránh làm thay đổi đột ngột trước và sau khi bảo quản lạnh Bằng cách khi nhập kho ha dan dan nhiệt độ đến nhiệt độ yêu cầu và khi xuất kho tăng dần dân nhiệt độ đến nhiệt độ

hạt giống như sau:

¡Ngoài | Thời | 7ngày ị Thời gian bảo quản | 7ngày ;

3+5

ngày

Đồ thị này biểu diễn rõ quy trình công nghệ bảo quản giống, khi tiến

hành bảo quản cân tuân thủ đứng quy trình trên như vậy mới đảm bảo được

đúng năng suất cũng như chất lượng bảo quản lạnh của hạt giống

, Chuong 2 TÍNH TOÁN THỂ TÍNH, MAT BANG VA CÁCH NHIỆT

KHO LẠNH 2.1.Tính toán thể tích, kích thước kho lạnh

Thể tích và kích thước kho lạnh được tính toán thông qua dung tích kho

lạnh Dung tích kho lạnh là lượng sản phẩm được bảo quản đông thời lớn nhất trong kho, đơn vị là tấn sản phẩm

Dung tính và tiêu chuẩn chất tải của kho lạnh được thiết kế theo yêu cầu của từng trường hợp cụ thể Dung tích kho lạnh là đại lượng cơ bản cần thiết để xác định số lượng và kích thước các buồng lanh Tiêu chuẩn chất tải là đại lượng để có thể chuyển đổi giữa dung tích và thể tích kho lạnh: phụ thuộc vào loại sản phẩm, phương pháp bảo quản và phương pháp bao gói

Căn vào các số liệu thu thập được tại Phòng nông nghiệp và PTNT huyện Quốc Oai cũng như tình hình nhu câù sử dụng nguồn giống tại các địa phương

trong toàn Huyện, qua phân tích xử lý số liệu tôi quyết định thiết kế kho lạnh với dung tích 90 Tấn Đây là lượng giống đủ để đáp ứng được như câu sản xuất nông nghiệp trong toàn Huyện

2.1.1.Thể tích chất tải của buông lạnh

V=# (mì)

Trong đó: G- dung tích buồng lạnh: 90 ( tấn)

g tiêu chuẩn chất tải Theo định mức chất tải, g, = 0,6 ( tựm) '`V- rhể tích chất tải của buồng lạnh, (m”)

2.1.2.Diện tích chất tải của buồng lạnh > i

i

Trong đó: _ h- chiều cao chất tải (m) Chiêu cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho, chiều cao này phụ thuộc vào bạo bì đựng hàng, phương tiện bốc xếp Chiêu cao chất tải được tính từ chiêu cao xây dựng kho trừ đi phần lắp đặt dần lạnh treo trần và khoảng

không gian cẩn thiết để chất và dỡ hàng Do đặc điểm và nhu cầu của địa

phương, phương pháp bốc xếp thủ công vừa rẻ, vừa an toàn lại tận dụng được lao động địa phương Vì vậy tôi chọn chiều cao vừa phải, tôi thiết kế kho lạnh một tầng với chiều cao chất tải h= 3 m

Vậy có: - E= we 50 (m?

2.1.3.Kiểm tra phụ tải cho phép trên 1 mỶ diện tích sàn

Trong đó: g„- định mức chất tải, T/m”

h - chiều cao chất tải, m

[gp] - phu tai cho phép trên 1m? diện tích sàn, T/m’ V6i kho

E - điện tích chất tải, m2 B¿ - hệ số sử dụng diện tích các buồng chứa, phụ thuộc vào kích thước buồng lạnh Tra bảng phụ lục ta c6: B,= 0,7

Trong đó: n- số buồng lạnh

†- điện tích buồng lạnh quy chuẩn Theo quy chuẩn: bước hàng cột quy chuẩn cách nhau 6m và kích thước buông quy chuẩn: 6x12 =72 m?

Số lượng buồng quy chuẩn:

Mặt bằng kho lạnh là sự bố trí nơi sản xuất, xử lý lạnh, vị trí các buồng lạnh, buồng máy, thiết bị phụ trợ phù hợp với đây chuyên công nghệ Để đạt

được các mục đích đó cân tuân thủ các yêu cầu sau:

- Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyển công nghệ, sản phẩm đi theo đây chuyển không gặp nhau, không đan chéo nhau

- Quy hoạch sao cho chỉ phí đầu tư bé nhất Sử dụng các cấu kiện tiêu chuẩn để giảm đến mức thấp nhất diện tích phụ nhưng vẫn đảm bảo tiện nghi

Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất - Quy loạch mặt bằng cân phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền

+ Kho lạnh xây dựng ở nơi nền cao ráo, chắc chắn, không quá thấp thuận

tiện cho việc vận chuyển và bốc xếp

- Mat bằng kho lạnh phải phù hợp với hệ thống lạnh đã chon

~ Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn cho cháy nổ

13

?

- Khi quy hoạch cần phải tính toán đến khả năng mở rộng kho lạnh, để lại một mặt mút tường để có thể mở rộng kho lạnh

2.2.2.Sơ đồ mặt bằng kho lạnh Từ những yêu cầu trên, với mục đích xây dựng kho lạnh bảo quản hạt giống đảm bảo nguồn giống cho sản xuất nông nghiệp trong Huyện Với diện

tích kho lạnh đã tính toán là 72 m? day chỉ là điện tích chất tải ( chứa sản phẩm ) Ta cần tính toán thêm phần diện tích để đặt máy móc, thiết bị như sơ

2.3.Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cơ bản kho lạnh Để xây dựng được một kho lạnh cần một lượng vốn đâu tư tương đối lớn

Khác với xây dựng một ngôi nhà công nghiệp Trong kho lạnh luôn luôn duy trì một nhiệt độ tương đối thấp, độ ẩm tương đối cao so với môi trường bên ngoài Do sự chênh lệch nhiệt độ luôn có một đòng nhiệt và một dòng ẩm

xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào kho lạnh Dòng nhiệt tổn thất ảnh hưởng đến tiệc chọn năng suất máy lạnh Dòng ẩm có tác động xấu đến vật liệu xây dựng và cách nhiệt, làm giảm tuổi thọ của vật liệu và cấu trúc xây

dựng, làm hỏng và làm mất khả năng cách nhiệt Đặc điểm của kho lạnh là

14

khó sửa chữa, khó thay thế trong quá trình sử dụng Do vậy khi thiết kế phải

dam bảo khả năng làm việc liên tục trong một thời gian dài Chất lượng kho lạnh chủ yếu là chất lượng cách nhiệt, ảnh hưởng rất lớn đến năng suất và hiệu

quả sử dụng hệ thống lạnh

Vi vậy cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh phải đáp ứng được các

yêu cầu sau: - Đảm bảo độ bén vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho 25 năm với kho

lạnh nhỏ, 50 năm với kho lạnh trung bình và 100 năm với kho lạnh lớn và rất lớn

- Chiu được tải trọng của bản thân và của hàng hoá bảo quản trong kho - Phải đảm bảo cách ẩm tốt, phải chống được ẩm thâm nhập từ bên ngoài vào và bề mặt tường bên ngoài không được đọng sương

- Phải đảm bảo cách nhiệt tốt giảm chỉ phí đầu tư cho máy lạnh và vận hành ~ Phải đảm bảo an toàn, phòng chống chấy nổ tốt

~ Phải thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp hàng

- Phải có hiệu quả kinh tế Do các yêu cầu trên, các kho lạnh trung bình và lớn thường được xây dung bằng các cấu kiện bê tông cốt thép để chịu tải, đặc biệt là nền, cột, dâm,

xà, đôi khi cả tường Để tận dụng các vật liệu rẻ tiền tường bao và tường ngăn thường được xây bằng gach dé hay gach silicat

Những năm gân đây người ta có xu hướng xây dung các kho lạnh cỡ trung và

cỡ lớn bằng”các cấu kiện nhẹ, thực chất là các kho lạnh lắp ghép Tuy nhiên các

loại buồng lạnh và kho lạnh lắp ghép giá thành cao so với điều kiện hiện nay ở Việt nam Nếu tận dụng được những nguyên liệu sẵn có, giá thành xây dựng kho rẻ hơn nhiều so với loại lắp ghép Bởi vậy ở đây tôi tiến hành xây dựng kho

lạnh từ những vật liệu sắn có ở địa phương cũng như các vùng lân cận

2.3.1.Móng kho Móng kho phải chịu được tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng và hàng hoá

bảo quản nên móng phải kiên cố, vững chắc và bền lâu Móng có thể làm kiéu rim móng hoặc kiểu từng ô không liên tục Móng bằng bê tông cốt thép

#

15

sâu dưới đất 0,8m cao hơn mặt đất 0,3m Cột chọn thích hợp với bể mặt lỗ lắp đặt cột trên móng Trong kho lạnh một tâng sử dụng cột có tiết diện vuông 400x400

2.3.2.Tường bao và tường ngăn

Có nhiều phương án xây dựng tường bao và tường ngăn kho lạnh Có thể xây tường bằng gạch chịu lực có 2 lớp vữa trát 2 phía, cách nhiệt ở phía trong,

phòng lạnh Trước khi cách nhiệt phải phủ lên tường một lớp bitum day

2,5+3mm để cách ẩm sau đó đán cách nhiệt lên.Tường ngăn có thể xây bằng gạch thường có cách nhiệt hoặc bê tông bọt cách nhiệt

Qua quá trình nghiên cứu, tham khảo một số kho lạnh ở Việt nam và một số điều kiện vật liệu xây dựng ở địa phương Tôi chọn phương ấn xây dựng tường bao và tường ngăn có kết cấu thể hiện trên hình sau:

Hình 2-2: Mặt cắt ngang tường bao kho lạnh

Lớp tường gạch dày 20cm, được trát 2 bên bởi lớp vữa ximăng dày 2cm

Dùng nilông để cách ẩm, ép xốp cách nhiệt vào tường, sử dụng các tấm cách

nhiệt Sirope Dùng khung sắt để giữ xốp và chịu lực, ép xốp tạo thành mặt

phẳng với sắt để vít (ôn Căng tiếp một lớp nilông cách ẩm phủ kín xốp Trong cùng ép tôn sóng sơn hai mnặt, được cố định bằng các vít

2.3.3.Mái kho lạnh 'Yêu cầu của mái kho lạnh là không được đọng nước, không thấm nước, có

thể là mái đốc 2% hoặc mái bằng Ở đây tôi chọn phương án mái dốc là phù hợp

16

Kết cấu như hình vẽ sau: ` 2

2-Khung sat chiu luc

3-Lớp cót

4-Nylông cách ẩm 5-Khung sắt 50x50x1,5

6-Xốp cách nhiệt 7-Tôn dap sóng

6

Hình 2-3: Kết cấu mái kho lạnh Mái được làm dốc về hai phía có mái che, phía dưới có khung thép chịu lực, sau đó làm lớp trần cách nhiệt bằng xốp Stirope, phía trên dán lớp cót ép,

tiếp theo dán lớp nilông cách ẩm Khung sắt giữ xốp, sắt hộp chịu lực dài 4m

cách nhau 1m, sắt vuông 50x50x1,5 Trong cùng ép tôn sóng sơn hai mặt,

được vít bằng vít, tôn day 4mm khổ 2000x1000 tạo mặt phẳng bảo vệ xốp,

các ô tạo khung vít tôn IxIm

2.3.4.Nên kho lạnh Kết cấu nên kho lạnh phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nhiệt độ phòng lạnh, tải trọng kho hàng bảo quản, dung tích kho lạnh Yêu cầu của nên là phải có độ vững chắc cân thiết, tuổi thọ cao, vệ sinh sạch sẽ, không thấm ẩm

“Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm ở Việt nam, nên các kho lạnh cần được bảo vệ khỏi bị ẩm ướt, phải đảm bảo tốt khả năng cách ẩm Kết cấu như hình vẽ sau:

1- Lớp sàn gỗ dày 2cm

2- Lớp cót 3-Xốp cách nhiệt có xương gạch)

5- Bétong dé dam

6- Đất nền

Hình 2-4: Cấu trúc nền kho lạnh

17

Phía dưới cùng là lớp đất nên lèn chặt, tiếp theo đổ một lớp bêtông đá

dam 20cm dé lam kín nền kho Trải lớp nilông để cách ẩm cho nền, dán lớp

xốp cách nhiệt và trải tiếp một lớp cót Trên cùng là lớp sàn gỗ dày 2cm Sử dụng gạch xây trụ đỡ lớp sàn, bêtông vữa ximăng Mác75

2.3.5.Cửa kho lạnh Cửa kho lạnh là một tấm cách nhiệt, có khoá cửa và bản lẻ, xung quanh

cửa có đệm kín bằng cao su hình nhiều ngăn, có bố trí nam châm mạnh để

hút chặt cửa đảm bảo độ kín giảm tổn thất nhiệt Cửa một cánh, lắp đặt khung cửa và cánh cửa kích thước: 1050x2050x150

Toàn Bộ cửa được bọc tôn dày 0,5mm Bản lẻ cửa làm bằng sắt mạ kẽm kích thước: 250x80x5 Khung cửa làm bằng gỗ phía ngoài bọc tôn, bên trong, là các tấm cách nhiệt bằng xốp, gông khoá cửa làm bằng sắt tròn mạ kẽm kích thước 228 Kết cấu như hình vẽ sau:

1 Khung cửa 2 Bản lề cửa 3 Gông khoá cửa

4 Xốp cách nhiệt la Ton boc

Hin 2-5: Cita kho Ipoh

2.4.Tính toán cách nhiệt kho lạnh

,

Chất lượng kho lạnh phụ thuộc nhiều vào chất lượng cách nhiệt, ảnh hưởng

18

rất lớn đến hiệu quả sử dụng kho lạnh Nếu cách nhiệt tốt chỉ phí vận hành

giảm đáng kể, tuổi thọ máy móc thiết bị tăng lên, chất lượng sản phẩm bảo

quản được bảo đảm tốt hơn 2.4.1.Chọnsật liệu cách nhiệt :

Cách nhiệt lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ bên ngoài môi

trường có nhiệt độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che

Chất lượng cách nhiệt của vách phụ thuộc vào tính chất của vật liệu cách nhiệt, theo các yêu cầu sau:

+ Hệ số dẫn nhiệt nhỏ; + Khối lượng riêng nhỏ; + Bén ở nhiệt độ thấp, không ăn mòn kim loại; + Không độc hại với người và sản phẩm bảo quản; + VẠŸ liệu rẻ tiền, đễ kiếm, vận chuyển dễ dàng

“Trên thực tế không có vật liệu cách nhiệt nào đáp ứng đây đủ các yêu

câu trên Mỗi vật liệu cách nhiệt đều có những ưu, nhược điểm cụ thể, do vậy khi chọn vật liệu cách nhiệt cân phải lợi dụng triệt để các ưu điểm và hạn chế đến mức thấp nhất các nhược điểm của nó

'Yêu cầu quan trọng đối với vật liệu cách nhiệt là hệ số dẫn nhiệt phải

nhỏ Có thể sử dụng vật liệu cách nhiệt là các chất vô cơ tự nhiên được gia công trước khi sử dụng như các sợi khoáng, thuỷ tỉnh bọt, sợi amiăng

u cách nhiệt làm từ các chất hữu cơ tự nhiên như bấc lie, trấu, sơ

dừa ngày càng ít dùng Ngược lại các vật liệu cách nhiệt từ các chất hữu cơ

nhân tạo ngày càng sử dụng nhiều hơn Chúng có tính chất cách nhiệt tốt, sản xuất với quy mô công nghệ ồn định về chất lượng, kích thước, gia công dé dang lắp ghép và kinh tế hon Toi chon vật liệu cách nhiệt là các tấm xốp Stirope là

vật liệu cách nhiệt đang được sử dụng rộng rãi hiện nay với tính chất:

Khối lượng riêng d =25+40 kg/m’;

Hệ số dẫn nhiệt À = 0.047 W/m.K.

2.4.2.Xác định chiêu dày cách nhiệt

Chiều dày cách nhiệt được xác định theo hai yêu cầu cơ bản sau: - Vách ngoài của kết cấu bao che không được cho phép đọng sương nghĩa là

độ dày cách nhiệt phải đủ lớn để nhiệt độ bề mặt vách ngoài lớn hơn nhiệt độ

đọng sương

kcal/h) là rẻ nhất, vì giá thành vật liệu cách nhiệt khá cao chiếm tới 25+40%

tổng giá thành xây dựng

Chiều dày lớp cách nhiệt được xác định theo công thức :

a= rali-(2 i sid] (m)

Trong đó: k- hệ số truyền nhiệt của kết cấu bao che, (W/m?.K)

œ¡- hệ số toả nhiệt giữa không khí bên ngoài và vách ngoài tường,

cách nhiệt, (W/m?.K)

œ¿*“ hệ số toa nhiệt giữa không khí trong buồng lạnh và vách trong,

tường cách nhiệt, (W/m?.K)

„„õ, - chiều dày lớp cách nhiệt và chiều dày lớp xây dựng thứ i, (m)

^„„^, - hệ số dẫn nhiệt của lớp cách nhiệt và của lớp xây đựng thứ ¡, (W/m.K)

+ Xác định chiều dày cách nhiệt cho tường kho Cấu trúc tường kho như hình 2.2

~ Hệ số truyền nhiệt k của kết cấu phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh Tra Phụ lục 4 với nhiệt độ buồng lạnh 4C ta có : k= 0,35 W/m?.K

- Hệ Số toả nhiệt tra Phụ lục 5 ta có: œ=23,3; œ„=8 - Chiều day lớp cách nhiệt và vật liệu xây dựng cùng với hệ số dẫn nhiệt của

chúng tra theo Phụ lục 3 như sau:

20

TT | Lópvậtliệu Chiêu dày Hệ số dẫn nhiệt

Lớp cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt A= 0,047 W/m.K Ta cần xác định chiều

dày của lớp;cách nhiệt Vậy chiều dày cách nhiệt theo yêu cầu lớp cách nhiệt của tường là:

Chiều dày cách nhiệt chọn phải > chiều dày đã tính toán được, ở đây chọn ỗ¡= 0,15m, ta sử dụng các tấm cách nhiệt Polystirol kích thước 1x0,5x0,15

'Ta xác định lại hệ số truyền nhiệt k:

1 k= Ge 0,02 0004 0004, 015 ——_—~ = 0,293 (W/m?.K)

233 088 082 028 2 PT 17 3) + Xác định chiều dày cách nhiệt cho trần kho

Tra Phụ luc 3 ta có chiều dày và hệ số dẫn nhiệt của các lớp vật liệu như sau:

TT Lớp vật liệu Chiêu dày | Hệ số dẫn nhiệt

Tra Phụ lục 4 ta có: hệ số truyền nhiệt của mái k= 0,33 W/m?.K Với kết cấu mái che lấy tăng lên 10%:

k=0,36 (W/m?.K)

+ œ=23,3(W/m?.K) 0;=6 (W/m”.K) Vậy chiều dày cách nhiệt của mái kho theo yêu cầu là:

Chọn chiêu dày cách nhiệt của mái kho là: 0,15m Vậy chiều dày cách nhiệt thực tế lớn hơn chiều dày cách nhiệt yêu cầu nên hệ số truyền nhiệt k sẽ nhỏ hơn so với hệ số truyền nhiệt yêu cầu và được xác

định lại theo công thức:

2

Chọn chiều dày cách nhiệt là: 0,15m Khi đó chiều dày cách nhiệt thực tế lớn

hơn chiều dày cách nhiệt yêu cầu, do đó kụ< kạ, và được xác định theo công thức:

23

+ Chương 3

TÍNH TOÁN NHIỆT KHO LẠNH

'Tính nhiệt kho lạnh là tính toán các đồng nhiệt từ môi trường bên ngoài di vào kho lạnh Đây chính là đòng 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 Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng

Q¿ - Dòng nhiệt đi qua tường, bao che xung quanh trần và nên kho Q;- Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình làm lạnh sản phẩm

Q;- Dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh

Q,- Dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm “hô hấp” Đặc điểm của các đòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian Q,

phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài, Q, thay đổi theo thời gian trong

ngày, mùa trong năm Q; phụ thuộc vào thời vụ Q; phụ thuộc vào sản phẩm

Q/ phụ thuộc vào quy trình công nghệ bảo quản và Q; phụ thuộc vào biến đổi

sinh thái của sản phẩm, “hô hấp” 3.1 Dòng nhiệt qua kết cấu bao che (Q,)

Dòng nhiệt qua kết cấu bao che được định nghĩa là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, trần, nên và do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường

24

bên ngoài và môi trường bên trong kho lạnh cộng với dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần

Trong đó:

Q,,- Dòng nhiệt qua tường bao, trân và nền do chênh lệch nhiệt độ Q¿;- Dòng nhiệt qua tường bao và trân do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời Q,¡- Được xác định từ biểu thức

Qik.F(ta¿) (W) Trong đó: K, - Hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che xác định theo chiều dày cách nhiệt thực

E - Diện tích bê mặt của kết cấu bao che, m?

” tụ- Nhiệt độ tường bên ngoài, C

t- Nhiệt độ trong buồng lạnh, °C

Để tính diện tích bê mặt tường bao ngoài ta sử dụng

- Kích thước chiều dày tường ngoài + Đối với buồng ở cạnh kho lạnh lấy chiều đài từ giữa các trục tâm + Đối với buồng ở góc kho lạnh lấy chiều dài từ mép tường ngoài đến trục

tâm tường ngăn

- Chiểu cao tường + Chiêu cao tường là khoảng cách từ mặt nên đến mặt trên của trần + Diện tích của trân và nên được xác định từ chiều dài và chiêu rộng Chiều dài và chiều rộng lấy từ tâm của các tường ngăn hoặc từ các bể mặt trong của tường ngoài đến tâm của tường ngăn

Nhiệt độ Ichông khí bên trong buồng lạnh lấy theo nhiệt độ bảo quản lạnh

hạt giống Nhiệt độ bên ngoài là nhiệt độ trung bình cộng của nhiệt độ trung bình

cực đại tháng nóng nhất và nhiệt độ cực đại ghỉ nhận được trong vòng 100 năm

gần đây (theo Phụ lục 1)

£

25

Dòng nhiệt qua nên được tính như dòng nhiệt qua vách ngoài

¥ - Bề mặt tường ngoài của mái kho lạnh chịu ảnh hưởng trực tiếp của bức xạ

mặt trời thì dòng nhiệt do bức xạ mặt trời được tính như sau:

Q„=k.F.Atj (W)

Trong đó: k,- Hệ số truyền nhiệt thực tế của vách ngoài, w/m”.K

E - Diện tích nhận bức xạ trực tiếp của mặt trời, m? At) - Hiệu nhiệt độ dư, đặc trưng cho ảnh hưởng bức xạ mặt

trời vào mùa hè, °C

Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời phụ thuộc vào vị trí của kho lạnh, hướng

kho lạnh và:các tường ngoài cũng như diện tích của nó

Hiện nay vẫn chưa có những nghiên cứu về đòng nhiệt do bức xạ mặt trời đối với buồng lạnh ở Việt Nam Trong tính toán lấy một số giá trị định

hướng sau: +Đối với trần: Màu xám (bê tông, Ximăng hoặc lớp phủ lấy At,;=19C, màu sáng lấy Atiz= 169C )

+Đối với các tường: Hiệu nhiệt độ dư phụ thuộc vào hướng và tính chất bề

mặt của tường

Với buồng lạnh chỉ cần tính dòng nhiệt do bức xạ mặt trời qua mái và qua

một bức tường nào đó có tổn thất bức xạ lớn nhất (có hiệu nhiệt độ dư hoặc là

điện tích lớn nhất), bỏ qua các bé mat còn lại

Đối với kho lạnh thiết kế, chỉ bảo quản một loại sản phẩm, chỉ có một

buông lạnh đo đó việc tính dòng nhiệt qua kết cấu bao che đơn giản hơn

Trong khi tính toán dòng nhiệt qua kết cấu bao che, áp dụng các công,

thức đã giới thiện phía trên

Dòng nhiệt bức xạ mặt trời đối với trần: lấy At¡; = 19 K

ky - Hệ số truyền nhiệt của trần, w/m?.K

Q;=19k„F (w)

26

Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời đối với tường bao ta áp dụng tính cho một bức tường hồi có diện tích lớn nhất khi đó hiệu nhiệt độ dư lấy là At,; = 10 K

QOla= 10k,F (w) kạ— Hệ số truyền nhiệt của tường bao Kết quả tính toán dòng nhiệt qua kết cấu bao che được tổng hợp theo bảng sau:

3.2 Dòng nhiệt do sản phẩm toa ra (Q;) Khi tính dòng nhiệt do sản phẩm toả ra ta cần phải xét đến: hạt giống được bảo quả trong bao bì do đó phải tính cả nhiệt do bao bì toả ra khi làm lạnh sản phẩm

Q=Qit Q (kw) Trong d6: Q,, - Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra, kw

Q¿; - Dòng nhiệt do bao bì toả ra, kw

1000 24.3600

Trong d6: M - Luong hang nhap vao buéng bao quản lạnh, tấn/ngày đêm

h,, h, - Entanpi cia sin phẩm trước và sau khi làm Janh, KJ/kg

h,, h, — Tra theo Phu lục 6

1000/( 3600.24)- Hệ số chuyển đổi đơn vị từ tấn/ngày đêm ra kg/s - Dòng nhiệt toả ra từ bao bì:

Qz= M,.C((t- b) 543600 Trong đó: M,- Khối lượng bao bì đưa vào cùng sản phẩm, tấn/ngày đêm

z €~ Nhiệt dung riêng của bao bì, KJ/kg.K 1000/(24.3600)= Hệ số chuyển đổi từ tấn/ngày đêm sang kg/s tụ, ty — Nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh bao bì, °C

Khối lượng bao bì chiếm tới 10+30% khối lượng hang Nhiệt dung riêng của bao bì lấy như sau:

Bao bì gõ: 2,5 K1J/kg.K Bao bì cát tông: 1,46 KJ/kg.K Bao bì kìm loại: 0,45 KJ/kg.K

Ta có: Sản phẩm nhập vào buông lạnh bằng 8% dung tích buồng với dung ? ;

tích buồng nhỏ hơn 200 tấn 'Vì hạt giống có thời vụ, nên với kho lạnh bảo quản hạt giống M = 10+ 15%

2

dung tích kho: M = 90 tấn 10% = 9 (tấn/ngày đêm)

Nhiệt độ hạt giống nhập vào buồng phụ thuộc vào thời gian thu hoạch Đối với hạt giống có thể lấy nhiệt độ nhập vào buồng t, = 20C Tra phụ lục 6 ta có

Entanpi tương ứng với nhiệt độ này (theo phụ lục 6) là:

tị=20%C= h,=346,5 KI/kg t4°C = h,= 286,7 KJ/kg

1000.1000 24.3600

chủ yếu do không khí nóng ở bên ngoài đưa vào buông lạnh thay thế cho

không khí lạnh trong buồng để bảo đảm sự “hô hấp” của sản phẩm bảo quản Dòng nhiệt Q; được xác định theo biểu thức:

Q;=M,(hịh;) (W)

Trong đó: M,- Lưu lượng không khí của quạt thông gió, m/s

hạ, hạ- Entanpi của không khí ở ngoài và trong buồng, KJ/kg; được xác định theo Phụ biểu 2: Dé thi h- x theo t va tương ứng

Lưu lượng quạt thông gió Mụ có thể xác định theo biểu thức:

30

1

Trong đó: V- Thể tích buồng bảo quản cần thông g6 (m*)

a - Bội số tuần hoàn hay số lần thay đổi không khí trong một ngày đêm (lần/24h)

#

M;= V.a.p,

p„ Khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ và độ ẩm

tương đối của không khí trong buồng bảo quản

hạ=6.321 KI/Kg

Khối lượng riêng của không khí trong buồng bảo quản p„= 1,12 kg/m?

(Tra đồ thị h- x hoặc tra bảng không khí ẩm)

Bội số tuân hoàn của không khí: a= 4

Thể tích thông gió của buông: V = 12 6,38 4,38 = 288 mổ Theo biểu thức trên ta có lưu lượng gió cần thiết là:

288.4.1,12 3600

Dòng nhiệt tổn thất do không khí nóng đưa vào buồng

Q;=0,015.091-6321)=12 (w) 3.4 Các dòng nhiệt do vận hành Q,

Các dòng nhiệt do vận hành Q„ gồm các đòng nhiệt do điện chiếu sáng, do người làm việc, do đóng mở buồng lạnh và đo các động cơ diện

+ Dong nhiệt do chiếu sáng buồng Qạ¡ Qạ¡- tính theo biểu thức:

Q,=A.F (w) Trong đó: E- diện tích buồng, mổ

A- lượng nhiệt toả ra trên Im° điện tích buồng, ( w/m?) ( đối với buồng bảo quản A = 1,2 w/m?)

31

Qy =A F= 1,2 72 =86,4 (w) + Dòng nhiệt do người làm việc trong đó toả ra:

Q„;=230.n (w)

“Trong đó: 230- lượng nhiệt toả ra khi một người làm việc ở cường độ bình thường

n- số người làm việc trong buồng Số người làm việc trong buồng phụ thuộc vào công nghệ gia công, chế biến, vận chuyển, bốp xếp Nếu không có số liệu cụ thể có thể lấy theo định hướng về điện tích buồng như sau:

Diện tích buồng < 200nỶ lấy n= 2+3 người Diện tích buồng > 200m? lấy n= 3+4 người

Ở đây lấy n=2 người

+ Dòng nhiệt do động cơ điện toả ra khi làm việc Ở đây với kho lạnh bảo quản hạt giống tôi bố trí các động cơ ở ngoài buồng lạnh

Dovậy: Qu=0 (9)

+ Dòng nhiệt khi mở cửa Q,, - Để tính toán dong nhiệt khi mở cửa, sử dụng biểu thức:

Qu=BF (w) Trong đó: B- dòng nhiệt riêng khi mở cửa, w/mẢ

E- Diện tích buồng, m? Dòng nhiệt riêng khi mé cita phu thuộc vào diện tích buồng và chiều cao buồng, có thể lấy B= 20 _w/m?

Diện tích buồng kho lạnh đã tính toán được F = 72 m?

Ta có: Q„= 72.20 = 1440 (w) Vậy dòng nhiệt do vận hanh Q,

Q= Quit Qu+Q/2+Q,= 1986 (w)

32

3.5 Dòng nhiệt do sản phẩm “hô hấp” Q;

Dòng nhiệt do sản phẩm “hô hấp” được xác định theo biểu thức :

“Trong đó: E- Dung tích kho lạnh, tấn

quvà quạ- dòng nhiệt toả ra khi sản phẩm có nhiệt độ nhập vào

kho lạnh và sau đó là nhiệt độ bảo quản trong kho lanh, w/t Tra theo bảng 4.5 Phụ lục

Vậy Qe 90.( 0,1.60 + 0,9.15) =1755 (w)

Như vậy, tổng nhiệt tổn thất vào kho lạnh là: LQ = 3.247+ 8.662+ 12+ 1.986+ 1.755= 15.662 (w)

3,6 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén

Tải nhiệt cho thiết bị đùng để tính toán điện tích bể mặt trao đổi nhiệt cần thiết cho thiết bị bay hơi Để đảm bảo được nhiệt độ trong buồng ở những điều

kiện bất lợi nhất, người ta cân phải tính toán tải nhiệt cho thiết bị là tổng các

tải nhiệt thành phân có giá trị cao nhất Tải nhiệt của máy nén cũng được tính toán từ tất cả các tải nhiệt thành phần tuỳ theo từng loại kho lạnh có thể chỉ lấy một phẩn tổng của tải nhiệt đó Đối với kho lạnh bảo quản hạt giống thì tải nhiệt chủ yếu rơi vào thời

gian thu hoạch, còn thời gian bảo quản có thé coi Q; = 0 Dòng nhiệt Q; và Q; đặc trưng cho quá trình bảo quản lạnh cho sản phẩm “ hô hấp” được tính đây đủ cho tải nhiệt của máy nén

Nhiệt tải của máy nén từ đồng nhiệt do vận hành được tính bằng 50% giá trị

lớn nhất Dòng nhiệt qua kết cấu bao che được tính toàn bộ cho máy nén - Ta có nhiệt tải của thiết bị:

Qu= EQ= 15.662 (w)

33

~ Nhiệt tải cho máy nén:

Q„„=100%.Q,+100%.Q,+ 50%.Q,+ 1005%.Q, = 6.007 (w)

- Năng xuất lạnh của máy nén: Khi tính năng xuất lạnh của máy nén cần phải tính đến thời gian làm việc của thiết bị và các tổn thất trong các thiết bị, đường ống của hệ thống lạnh và

nhiệt độ sôi của môi chất hoặc giữa nhiệt độ buồng lạnh và môi chất Năng xuất lạnh của máy nén được xá định theo biểu thức:

= —

Trong đó:

K- Hệ số lạnh tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống lạnh

b- Hệ số thời gian làm việc

Q„x- Tổng nhiệt tải của máy nén đối với một nhiệt độ bay hoi, Kw Hệ số K tính đến tổn thất lạnh của hệ thống làm lạnh trực tiếp phụ thuộc

vào nhiệt độ bay hơi của môi chất lạnh trong đàn lạnh không khí Đối với hệ thống làm lạnh gián tiếp K = 1+1,2 Chon K = 1,05 Hệ số thời gian làm việc

của các thiết bị lạnh cỡ nhỏ lấy b< 0,7 chọn b = 0,6

Vậy năng suất của máy nén là:

Q= 105001 = 10.512 (w)

34

Chương 4

TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHO KHO LẠNH

4.1 Chọn phương pháp làm lạnh Có nhiều phương pháp làm lạnh buồng, có thể bằng phương pháp trực tiếp

(nhờ môi chất lạnh) hoặc gián tiếp ( nhờ chất tải lạnh)

Phương pháp làm lạnh trực tiếp: là làm lạnh buồng bằng dàn bay hơi đặt trong buồng lạnh Môi chất lỏng sôi thu nhiệt của môi trường buồng lạnh Dàn bay hơi có thể là các loại dàn đối lưu không khí tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng

quạt gió

Phương pháp làm lạnh gián tiếp: Thiết bị bay hơi đặt ngoài buồng lạnh, môi chất lỏng sôi để làm lạnh nước muối Nước muối lạnh được bơm tuân

hoàn đến các đàn lạnh Sau khí trao đổi nhiệt với không khí trong buồng lạnh,

nước muối nóng lên sẽ được đưa trở lại thiết bị bay hơi để làm lạnh xuống đến trạng thái ban đầu

Nói chung, mỗi phương pháp làm lạnh buồng đều có yêu câu thiết bị riêng, biệt và cũng ứng dụng hiệu quả cho từng trường hợp cụ thể riêng biệt Mỗi phương

pháp làm lạnh đều có ưu và nhược điểm, ta phải chọn phương pháp làm lạnh thích hợp, phát huy được ưu điểm và hạn chế nhược điểm đến mức thấp nhất

Ta tiến hành nghiên cứu hai phương pháp làm lạnh buồng, sơ đồ làm lạnh buông trực tiếp thể hiện trên hình vẽ như sau:

1-Máy nén 2-Bình ngưng

Hoạt động của phương pháp này như sau: Trong hệ thống làm lạnh trực tiếp, môi chất lạnh lỏng ở thiết bị ngưng tụ 2, đi qua van tiết lưu 3, để vào đàn

lạnh 4 Dàn lạnh 4 trong buồng cách nhiệt Môi chất lạnh lỏng sôi trong dàn, thu nhiệt của không khí sau đó được máy nén hút về và bơm lên với áp suất cao rồi được đẩy trở lại thiết bị ngưng tụ

Phương pháp làm lạnh gián tiếp thể hiện trên hình 4.2:

Hình 4-2: Sơ đồ đơn giản làm lạnh gián tiếp

Sơ đồ gồm hai vòng tuần hoàn riêng biệt:

-_ Vòng tuần hoàn môi chất lạnh ( máy lạnh) để làm lạnh nước muối Nước muối là chất tải lạnh

~ Vòng tuần hoàn nước muối để tải nhiệt buồng lạnh đến bình bay hơi hoặc có thể nói vòng tuân hoàn nước muối để cấp lạnh từ bình bay hơi đến buồng lạnh

Dung dịch nước muối được làm lạnh trong bình bay hơi sau đó được đưa

vào đàn lạnh, ở tronz buông nước muối nóng lên do thu nhiệt của buông lạnh

Sau khi nóng lên nước rnuối lại trở về bình bay hơi để được hạ nhiệt độ xuống

nhiệt độ yêù cầu Bơm dùng để lưu thông cưỡng bức nước muối từ bình bay hơi qua đàn, đảm bảo vòng tuần hoàn kín của nước muối

Như vậy: Qua hai sơ đồ làm lạnh đơn giản như trên tôi thấy ưu nhược

điểm của từng loại như sau: + Đối với phương pháp làm lạnh gián tiếp:

36