Bộ thiết bị cảm biến E-Sensor Storage TH có 2 ngõ vào kết nối với cảm biến nhiệt độ công nghiệp, độ bền và tuổi thọ cao ứng dụng trong môi trường nhiệt độ thấp. Ngồi ra người dùng có thể lựa chọn thêm nguồn cấp điện dự phòng UPS để thiết bị có thể hoạt động khi cúp điện và cảnh báo nguồn điện bị mất tức thời qua tin nhắn SMS. E-Sensor Storage TH cũng có 1 ngõ ra tiếp điểm để mắc với còi báo động, phục vụ các ứng dụng cần cảnh báo ngay tại chỗ khi có sự cố.
1.4 Kết luận về đề tài
Với đề tài được giao, em quyết định chọn được kho xây dựng là kho bảo quản lạnh lắp ghép bằng các tấm panel với nhiệt độ bảo quản thành phẩm chè là 5°C, độ ẩm 65%. Các thiết bị chính được sử dụng trong hệ thống lạnh là máy nén Bitzer piston bán kín, thiết bị ngưng tụ giải nhiệt gió và bộ điều khiển nhiệt độ của hãng Danfoss.
CHƯƠNG 2 : THIẾT KẾ MẶT BẰNG VÀ CẤU TRÚC KHO LẠNH2.1 Quy hoạch mặt bằng kho lạnh 2.1 Quy hoạch mặt bằng kho lạnh
2.1.1Mặt bằng kho lạnh
Kích thước phủ bì : D x R x C = 32 x 16 x 9,5
Hình 2.16: Mặt bằng kho bảo quản thành phẩm 2.1.2Yêu cầu buồng máy và thiết bị
Bố trí máy và thiết bị hợp lý trong buồng máy là rất quan trọng nhằm mục đích sau:
- Vận hành máy thuận tiện.
- Rút ngắn chiều dài đường ống, giảm chi phí đầu tư và giảm tổn thất áp suất trên đường ống.
- Sử dụng thể tích buồng máy hiệu quả nhất, buồng máy gọn nhất. Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy với thiết bị.
- Đảm bảo an tồn phịng cháy chữa cháy, phịng nổ và vệ sinh cơng nghiệp. -Phịng máy và các thiết bị phải có hệ thống thơng gió, đảm bảo cho máy và các thiết bị hoạt động một cách hiệu quả nhất.
- Buồng máy và thiết bị có thể nằm chung trong một khối nhà của kho lạnh hoặc tách rời. Chiều rộng chính của lối đi trong buồng máy là 1,5m trở lên,
các máy và thiết bị lớn đến 2,5m. Khoảng cách này để đi lại, tháo lắp sửa chữa máy dễ dàng.
Van tiết lưu và bảng điều khiển với các dụng cụ đo kiểm và báo hiệu phải bố trí sao cho có thể quan sát được dễ dàng từ bất kỳ vị trí nào trong buồng máy.
2.2 Chọn phương án xây dựng kho lạnh
Có 2 phương án thiết kế kho lạnh: Kho xây và kho lắp ghép.
Em lựa chọn phương án thiết kế là kho lạnh lắp ghép bằng các tấm panel.
Vì nó có những ưu điểm vượt trội như sau:
- Tất cả các chi tiết của kho lạnh lắp ghép là các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên có thể vận chuyển và tháo lắp dễ dàng.
- Không cần đến vật liệu xây dưng như kho xây trừ nền có các con lươn đặt kho nên cơng việc xây dựng đơn giản hơn nhiều.
- Ẩm bọc ngoài của panel đa dạng từ chất dẻo đến nhôm tấm hoặc thếp khơng gỉ.
Hình 2.17: Mơ hình kho lạnh lắp ghép
Bảng 2.3: Thông số kỹ thuật của panel EPS Chỉ tiêu Tỉ trọng Chiều rộng Chiều dài Độ dày Hệ số dẫn nhiệt Lực kéo nén Lực chịu uốn Hệ số hấp thụ Khả năng chịu nhiệt
2.3 Nguyên tắc xếp dỡ hàng trong kho2.3.1 Ngun tắc thơng gió. 2.3.1 Ngun tắc thơng gió.
Yếu tố quan trong trong kho bảo quản là nhiệt độ kho. Nhiệt độ này phải đúng mức quy định và không khí lạnh phải tiếp xúc trực tiếp từng sản phẩm, từng kiện hàng trong kho phải đảm bảo tác dụng bảo quản tốt nhất. Do đó, ngun tắc thơng gió là tạo điều kiện để khơng khí từ dàn lạnh tiếp xúc trực tiếp đến tất cả các hàng hóa trong kho một các điều hịa liên tục. Kho của tôi dùng để bảo quản xúc xích lên khơng cần thiết phải thơng gió.
2.3.2 Nguyên tắc hàng vào trước ra trước.
Mỗi sản phẩm vào kho đều có tuổi thọ của nó, nghĩa là khoảng thời gian tối đa mà sản phẩm được phép lưu kho, nếu quá thời gian ấy sản phẩm bắt đầu chuyển qua trạng thái biến đổi cho đến hư hỏng. Do đó các kiện hàng nhập trước phải được ưu tiên xuất trước tránh trường hợp tồn tại và đọng hàng cũ trong kho, quá tuổi thọ.
Sử dụng xe nâng điện để đưa hàng:
Hình 2.19: Xe nâng điện dùng trong kho lạnh
Xe nâng điện dùng trong kho lạnh là xe nâng điện được trang bị các tính năng phịng chống lại các tác hại trong mơi trường lạnh dưới 0°C.
- Một số tính năng cơ bản:
+ cabin giữ ấm chống thoát nhiệt cho lái xe
+ dầu ấm chống lại sự đông cứng dầu và động cơ
+ các xylanh giảm thốt nhiệt ra bên ngồi, chống đơng cứng
+ chức năng sưởi ấm đặt dưới ghế ngồi
2.3.3 Nguyên tắc gom hàng.
Trong quá trình bảo quản đơng lạnh ln có sự bốc hơi nước ít hay nhiều từ bề mặt sản phẩm, dần dần theo thời gian làm tổn hao lượng sản phẩm. Có thể giảm bớt hiện tượng này bằng cách giảm diện tích kiện hàng hoặc bọc sản phẩm bằng nilông. Nguyên tắc gom hàng là làm cho diện tích bề mặt sản phẩm giảm, khả năng bốc hơi chậm lại và tạo thành khối ổn định, vững chắc. Kho lạnh phải đảm bảo thường xuyên đầy hàng vừa phải, không nên bảo quản quá it hàng vì sẽ tăng sự hao tổn trọng lượng và tăng chi phí vận hành.
2.3.4 Nguyên tắc an toàn.
Trong kho những kiện hàng được xếp chồng lên để chiếm chiều cao của kho,do đó rất nguy hiểm nếu xếp các kiện hàng khơng an tồn dễ bị ngã đổ. Có những kiểu xếp hàng khác nhau tùy thuộc vị trí trong kho để xây thành những khối kiện hàng vững chắc.
2.4 Kỹ thuật xếp kho. 2.4.1 Sử dụng kệ để hàng.
Sản phẩm bảo quản là chè được đóng gói và đựng trong các thùng cattơng. Vì vậy muốn bảo quản tốt sản phẩm chúng ta phải xếp chúng lên các kệ để hàng có kích thước phù hợp đảm bảo cho khơng khí trong kho lưu thơng và tiếp xúc trực tiếp với sản phẩm. Tránh hiện tượng sản phẩm bị hư hỏng vì vậy việc chọn và thiết kế kệ để hàng là cực kì quan trọng. Do thùng cattong đựng gói chè có kích thước tiêu chuẩn 400x280x160 (mm). Theo kích thước kho và kích thước thùng cattơng ta có thể bố trí các kệ như sau:
+ Chọn chiều rộng của kệ là: 2000 m.
+ Chọn mỗi kệ dài là : 2000 mm.
Hình 2.20: Mặt bằng kệ để hàng 2.4.2Tuần hồn khơng khí trong kho.
Không nên xếp sản phẩm sát tường hoặc trực tiếp trên sàn kho. Bởi vì như thế nhiệt vào kho đi qua lớp cách nhiệt sẽ đi qua sản phẩm trước rồi mới được chuyển tới dàn lạnh. Để ngăn chặn sự truyền nhiệt này ta cần chừa những khoảng cách giữa sản phẩm với sàn, tường, trần, và dàn lạnh một khoảng cách để cho khơng khí lưu thơng dễ dàng.
- Cách sàn : 100-150 mm.
- Cách tường: 200-800 mm.
- Cách trần : 500 mm
- Cách dàn lạnh: 300 mm.
2.4.3 Chừa lối đi.
Trong kho ta cần chừa lối đi cho người và phương tiện bốc dỡ. Bề rộng của lối đi phụ thuộc vào máy móc , thiết bị chuyên chớ và chất xếp sản phẩm trong kho. Kho đang thiết kế có chiều dài và cửa bố trí theo chiều dài nên kho gồm 1 lối đi ở giữa dọc theo chiều dài của kho, lối đi rộng 1 (m).
2.5 Thiết kế cấu trúc kho lạnh.
Cấu trúc xây dựng và cách nhiệt cho kho lạnh đòi hỏi phải hết sức nghiêm ngặt và phải đáp ứng được một số yêu cầu sau:
- Đảm bảo độ bền vững lâu dài theo tuổi thọ dự kiến của kho.
- Chịu được tải trọng chất hàng và của cấu trúc xây dựng.
- Đảm bảo cách nhiệt tốt.
- Đảm bảo cách ẩm và bề mặt tường không được đọng sương.
- An toàn chống cháy nổ.
- Thuận tiện cho việc bốc dỡ và sắp xếp hàng bằng cơ giới.
- Phải kinh tế.
+ Kho lạnh tiêu chuẩn được ghép từ các tấm tiêu chuẩn sau:
- Nền bê tông
- Các tấm trần.
- Các tấm góc.
- Các tấm sườn.
2.5.1Thiết kế cấu trúc nền.
Do kho lạnh xây dựng theo phương án lắp ghép nên toàn bộ kho được đặt trên nền nhà xưởng, nền được đầm bằng một lớp đất đá để đảm bảo không bị lún khi có vật nặng đè lên, phía trên được đổ một lớp bêtơng chịu lực.
Nền kho lạnh được thiết kế cao khoảng 0,95m so với mặt sàn. Như vậy rất thuận tiện cho việc bốc xếp hàng hóa lên xe và ln giữ cho kho được kho ráo tránh úng ngập trong mùa mưa.
Hình 2.21: Kết cấu kho lạnh
- Đất nền tự nhiên đầm chặt K95
- Đất cấp 3, hoặc cát đen tôn nền, dày 300 đầm chặt K98
- Base dày 250 đầm chặt K98
- Lớp PVC chống thấm, dày 5 mm
- Lớp cách nhiệt EPS, dày 125 mm
- Bê tông dày 200 mm, mác 300, thép D6a200 1 lớp
- Sơn Epoxy hệ tự san phẳng, dày 5 mm
+ Yêu cầu của nền phải có độ rắn chắc, tuổi thọ cao, vệ sinh dễ dàng, dễ thoát nước.
Tải trọng của hàng bảo quản sẽ chi phối đến độ rắn của nền, khả năng chịu lún của nền. Nếu tải trọng bảo quản càng lớn thì cấu trúc nền kho lạnh phải thiết kế có độ chịu nén cao.
- Lớp cách nhiệt, cách ẩm là các tấm panel tiêu chuẩn.
- Các con lươn được đúc bằng bê tông hoặc xây bằng gạch để tạo sự thơng thống hạn chế rỉ sét cho panel và tránh hiên tượng cơi nền.
- Lớp bê tông chịu lực.
2.5.2Cấu trúc vách và trần kho lạnh.
Cấu trúc tường và trần là các tấm panel tiêu chuẩn.
Các thông số của panel cách nhiệt:
+ Vật liệu bề mặt.
- Tôn mạ màu (colorbond) dầy 0,41 - 0,8 mm.
- Tôn phủ PVC dầy 0,41 - 0,8 mm.
+ Lớp cách nhiệt polystyrol (EPS).
- Tỷ trọng: 0,96 – 1,04 g/cm3.
+ Chiều rộng tối đa: 1200 mm.
+ Chiều rộng tiêu chuẩn: 300, 600, 900, 1000 và 1200 mm.
+ Chiều dầy tiêu chuẩn: 50, 75, 100, 125, 150, 175, và 200 mm.
+ Chiều dài tối đa: 12000 mm
+ Chiều dài tiêu chuẩn: 1800, 2400, 3000, 3600, 4800, 6000, và 12000 mm. Vậy theo kich thước kho lạnh cần thiết kế ta lựa chọn kích thước panel như sau:
- Chiều dài: l = 4000 mm dùng để lắp panel trần, nền và vách.
- Chiều rộng : r = 1000 mm
- Hệ số dẫn nhiệt: λ = 0,047 W/mK.
Phương pháp lắp : Ghép bằng khóa camlocking và ghép bằng mộng âm dương.
2.5.3Cấu trúc mái che của kho lạnh.
Mái che của kho lạnh dang thiết kế có nhiệm vụ bảo vệ cho kho trước những biến đổi của thời tiết nắng mưa, bảo vệ sự làm việc của công nhân, che chắn cho hệ thống máy lạnh, nên mái kho phải đạt được những yêu cầu sau.
Mái che của kho phải đảm bảo che mưa che nắng tốt cho cấu trúc kho và hệ thống lạnh. Mái kho không được đọng nước, khơng được thấm nước, độ dốc của mái kho ít nhất là 2%. Vì vậy trong phương án thiết kế này chọn mái kho bằng tôn màu xanh lá cây, nâng đỡ bằng bộ phận khung sắt.
Cấu trúc mái che gồm:
+ Trần tôn Panel EPS
+ Hệ vi kèo thép tiền chế.
+ Xà gồ Z200
+ Mái tơn Klip – Lock 2 sóng chống nóng, dày 0,4 mm, màu trắng sữa
Hình 2.22: Cấu trúc mái kho lạnh 2.5.4Cấu trúc cửa và màn chắn khí.
Hiện nay có các loại cửa như sau: cửa bản lề,cửa lắc và cửa lùa. Cấu trúc cửa là các tấm cách nhiệt có bản lề tự động, xung quanh có đệm kín bằng cao su. Khóa cửa mở được cả hai phía trong và ngồi, xung quanh cửa được bố trí dây điện trở sưởi cửa đề phịng băng dính chặt cửa lại.
Hình 2.23: Cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng của kho lạnh
Bên trong cửa được bố trí màn chắn khí làm bằng nhựa dẻo để hạn chế dịng nhiệt tổn thất do mở cửa khi xuất nhập hàng. Nhựa để chế tạo màn chắn khí phải đảm bảo khả năng chịu lạnh tốt và có độ bền cao. Màn được ghép từ dải nhựa có chiều rộng 200 mm, dầy 2mm, chồng mí lên nhau 50 mm.
Do kích thước kho lớn nên em sử dụng hai cửa lớn cho kho lạnh vừa nhập hàng vửa xuất hàng.
M àn n hự a, dà y 2 m m , r ộn g 2 00 m m
Hình 2.24: Màn nhựa che cửa ra vào và cửa xuất nhập hàng kho lạnh
CHƯƠNG 3 : TÍNH CHIỀU DÀY CÁCH NHIỆT VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG
3.1 Xác định chiều dày lớp cách nhiệt.
Chiều dầy lớp cách nhiệt được xác định theo hai yêu cầu cơ bản sau đây:
- Vách ngồi kết cấu bao che khơng được đọng sương nghĩa là chiều dầy của nó phải đủ lớn để nhiệt độ vách ngoài lớn hơn nhiệt độ đọng sương ts.
- Chọn chiều dầy lớp cách nhiệt sao cho giá thành đơn vị lạnh thấp nhất. Chiều dầy cách nhiệt được tính theo cơng thức sau:
Trong đó:
_độ dầy yêu cầu của lớp cách nhiệt, m.
_hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK. k_hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2K.
α1_ hệ số tỏa nhiệt của mơi trường bên ngồi tới vách, W/m2K. α2_ hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K. δi_ bề dầy lớp vật liệu thứ i,m,
λi_ hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i,m.
Do trần kho có mái che của nhà xưởng và nền kho lạnh có con lươn thơng gió nên ta lấy hệ số truyền nhiệt của nền và trần kho bằng hệ số truyền nhiệt của vách kho. Vì vậy, ta xác định chiều dầy cách nhiệt chung cho cả tường, trần và nền. Ở đây, ta chọn vật liệu cách nhiệt cho kho là tấm panel tiêu chuẩn (vì panel có tác dụng cách nhiệt và cách ẩm).
Bảng 3.4: Thông số các lớp vật liệu của tấm panel tiêu chuẩn - Với tb = 5°C thì k = 0,37 W/m2k ( tra bảng 3.1 [1] ). Hình 3.25: Hệ số truyền nhiệt k - α1 = 23,3 W/m2K; α2 = 9 W/m2K ( tra bảng 3.6 [1] ). Hình 3.26: Hệ số toả nhiệt α1, α2 Thay số vào ta có: = 0,12 m = 120 mm. Chiều dầy panel phải chọn:
Ta chọn chiều dầy panel tiêu chuẩn: δ panelTC = 125 mm Khi đó chiều dầy cách nhiệt thực của panel là:
Δ Cnthuc = 0,125 – ( 2.0,0006 + 2.0,0005 ) = 0,1228 m. Hệ số truyền nhiệt thực của vách khi đó là:
= 0,36 (W/m2K).
3.2 Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài vách cách nhiệt.
Điều kiện để vách ngồi khơng bị đọng sương là kth ≤ ks.
- kth: hệ số truyền nhiệt thực, kth = 0,36 W/m2K.
- ks : hệ số truyền nhiệt đọng sương, được tính theo cơng thức:
Trong đó:
- α1: hệ số tỏa nhiệt của mơi trường bên ngồi bề mặt tường kho, W/m2K.
- t1: nhiệt độ khơng khí bên ngồi kho, 0C.
- t2: nhiệt độ khơng khí bên trong kho, 0C.
- ts: nhiệt độ điểm đọng sương, 0C.
Các thơng số khí tượng ở Phú Thọ t1 = 37,50C, độ ẩm 83%. Tra đồ thị i-d của
khơng khí ẩm ta có: ts = 35,90C. → W/m2K.
Nhận xét: ks > kth. Vì vậy vách ngồi kho lạnh khơng bị đọng sương.
3.3 Kiểm tra cách ẩm trên bề mặt ngoài vách cách nhiệt.
Điều kiện để ẩm không đọng lại làm ướt sũng cơ cấu cách nhiệt là áp suất riêng phần hơi nước thực tế luôn luôn phải nhỏ hơn phân áp suất bão hòa hơi