Luận văn

Đề tài: Thiết kế kho lạnh
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD



1
Dung Tích Kho Lạnh :
Ta Có E= V. g
v
(2-1/33 tài liệu 1)
Với : E : dung tích kho lạnh ( tấn )
ở đây kho chúng ta bảo quản gia cầm có công suất 3000 tấn, khối lượng của bao bì
chiếm từ ( 10-30% ) khối lượng thịt gia cầm ,ta chọn thùng Carton để đóng hộp
thịt gia cầm bảo quản chiếm 10% khối lượng thịt vậy dung tích kho lạnh tính luôn
cả bao bì là : E = E + 10%E = 3000 + 3000.10% = 3300 (tấn)
V : thể tích kho chứa chất tải ( m
3
)
G
v
: tiêu chuẩn chất tải theo định mức ( t/m
3
) phương pháp bảo quản của chúng ta
là thịt gia cầm đóng thùng carton đặt trên giá nên g
v
= 0,38 (2-4/32 [1])
Vậy : V =
g
v
E
=
38,0
3300
= 8685 (m

của kho lạnh hiện nay
đang sử dụng thường
được thiết kế theo các
kích thước tiêu chuẩn
sau: 3000mm,
3600mm, 4800mm,
6000mm. Tuy nhiên
khi cần thay đổi vẫn
có thể điều chỉ
nh theo
yêu cầu thực tế. Ta
chọn H = 4,8 m
Lớp CĐNL06 Trang 2
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Để đảm bảo gió trong kho lưu thông tốt ,gió lạnh có thể đến được các kiện hàng ta
phải để ra khoảng hở lưu thông gió lạnh Khoảng hở đó tuỳ thuộc vào chiều dài
kho, kho càng dài thì cần phải để khoảng hở lớn để gió lưu chuyển. Khoảng hở tối
thiểu phải đạt từ 500 ÷800mm. Đối với kho chúng ta chọn h = 3m là có thể đảm
bảo tốt điều kiện lưu thông gió lạnh .
F =
3
8685
= 2895 (m
2
)

3
Diện Tích Cần Xây Dựng :
Diện tích kho lạnh thực tế cần tính đến đường đi, khoảng hở giữa các lô hàng, diện
tích lắp đặt dàn lạnh vv… Vì thế diện tích cần xây dựng phải lớn hơn diện tích

Z =
f
F
t
(2-5/34 [1])
f : diện tích buồng lạnh qui chuẩn (m
2
) khoảng cách giữa các hàng cột là 6m vì
vậy ta chọn f là bội số của 36 m
2
.Chọn f = 180 m
2

Với diện tích mỗi buồng là ( 30x6 ) m
2

Vậy Z =
180
3619
= 20,1 (buồng)
Z
t
: số buồng lạnh xây dựng thật
5
Tải Trọng Mà Trần Và Nền Phải chịu :
G
v
. h = 0,38 . 3 = 1,14 (t/m
2
)

ra vào

Các nhà máy chế biến thực phẩm, trong đó khâu chế biến, điều hoà, cấp đông, bảo
quản lạnh và xuất hàng liên quan mật thiết với nhau. Vì thế khi thiết kế và qui
hoạch mặt bằng nhà máy cần nắm rỏ qui trình công nghệ và yêu cầu về mọi mặt
của các khâu trong dây chuyền đó.
Qui hoạch mặt bằng nhà máy chế biến thực phẩm là b
ố trí những nơi sản xuất, xử
lý lạnh, bảo quản và những nơi phụ trợ phù hợp với dây chuyền công nghệ. Để đạt

Nhiệt độ khu vực bảo quản không có yêu cầu gì đặc biệt. Do đó cũng như khu cấp
đông khu bảo quản cũng không cần điều hoà không khí. Việc điều hoà là hoàn
toàn không cần thiết.
Tuy không yêu cầu điều hoà không khí nhưng khu vực bảo quản cũng đòi hỏi đảm
bảo vệ sinh cần thiết, tránh gây nhiểm vinh sinh vật vào thực phẩm bảo quản.
Cụm máy lạnh của các kho lạnh có thể bố trí ngay cạnh tường các kho lạnh, nhằm
giảm thiểu đường ống. Hiện nay người ta có xu bố trí cụm máy ở gian máy, hạn
chế tối đa người vận hành có thể vào ra khu bảo quản và cấp đông cũng như ảnh
hưởng của dầu mỡ lây lan khu vực này.
Việc sắp xếp hàng trong kho phải tuân thủ các điều kiện:
- Thuận lợi cho việc thông gió trong kho để tất các khối hàng đều được làm lạnh
tốt.
- Đi lại kiểm tra, xem xét thuận lợi.
- Đảm bảo nguyên tắc hàng nhập trước xuất trước, nhập sau xuất sau.
- Hàng bố trí theo từng khối, tránh nằm rời rạc khả năng bốc hơi nước lớn làm
giảm chất lượng thực phẩm.
Khi sắp xếp hàng trong kho phải chú ý để chừa các khoảng hở hợp lý giữa các lô
hàng và giữa lô hàng với tường, trần, nền kho để cho không khí lưu chuyển và giữ
lạnh sản phẩm. Đối với tường việc xếp cách tường kho một khoảng còn có tác
dụng không cho hàng nghiêng tựa lên tường, vì như vậy có thể làm bung các tấm
panel cách nhiệt nếu quá nặng. Khoảng cách tối thiểu về các phía cụ thể nêu trên
bảng

Lớp CĐNL06 Trang 5
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Bảng: Khoảng cách cực tiểu khi xếp hàng trong kho lạnh

Sàn Tường Trần
1 ÷ 1,5 dm 2 ÷ 8 dm 50 dm

Chương II
Lớp CĐNL06 Trang 6
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Tính Toán Cách Nhiệt Cách Ẩm Và Kiểm Tra Đọng Sương

I.
cấu trúc xây dựng:
Kho được lắp ráp bằng panel, sau đây là một số ưu nhược điểm của kho lạnh
panel:
- Kho xây: Là kho mà kết cấu là kiến trúc xây dựng và bên trong người ta tiến
hành bọc các lớp cách nhiệt. Kho xây chiếm diện tích lớn, lắp đặt khó, 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. Vì vậy hiện nay ở nước ta người ta ít sử dụng
kho xây để bảo quản thực phẩm.
- Kho panel: Được lắp ghép từ các tấm panel tiền chế polyurethan và được lắp
ghép với nhau bằng các móc khoá camlocking. Kho panel có hình thức đẹp, gọn
và giá thành tương đối rẻ, rất tiện lợi khi lắp đặt, tháo dỡ và bảo quản các mặt
hàng thực phẩm, nông sản, thuốc men, dược liệu vv Hiện nay nhiều doanh
nghiệp ở nước ta đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao. Vì thế
hầu hết các xí nghiệp công nghiệp thực phẩm đều sử dụng kho panel để bảo quản
hàng hoá.
Đặc điểm các tấm panel cách nhiệt như sau:

300mm. Chiều dài của các tấm panel tiêu chuẩn
là 1800, 2400, 3000, 3600, 4500, 4800 và

ạng âm dương để thuận lợi cho việc lắp ghép.
6000mm.
Cấu tạo gồm có 03 lớp chính: Hai bên là các lớp tôn dày 0,5÷0,6mm, ở giữa là lớp
polyurethan cách nhiệt dày từ 50÷200mm tuỳ thuộc phạm vi nhiệt độ làm việc.
Hai chiều cạnh có d
Các tấm panel được liên kết với nhau bằng các móc khoá gọi là camlocking đã
được gắn sẵn trong panel, vì thế lắp ghép rất nhanh, khít và chắc chắn.

Tấm trần
Khoá
camlock
mộng âm
dương
Tấm vách
Lắp panel

dài nên người ta có bố trí
trên tường kho 01 cửa
nhỏ, kích thước
680x680mm để ra vào
hàng. Không nên ra, vào
hàng ở cửa lớn vì như thế
tổn thất nhiệt rất lớn.

cửa 680x680mm để
ra
v
à
o
hàn
g

Cửa kho lạnh có trang bị bộ chốt tự mở chống nhốt người, còi báo động, bộ điện
trở sấy chống đóng băng.
Do khả năng chịu tải trọng của panel không lớn, nên các dàn lạnh được treo trên
bộ giá đỡ và được treo giằng lên xà nhà nhờ hệ thống tăng đơ, dây cáp .

Lớp CĐNL06 Trang 9
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD II
Tính chọn và kiểm tra :
Kho lạnh được xây dựng ở Nha Trang , ta có các thông số nhiệt độ và độ ẩm tính
toán : bảng (1-1/7 [1])
Nhiệt độ trung bình mùa hè : t

s
khi có đọng sương là :
K
s
= 0,95
α
1
21
1
⋅
−
−
t
t
tt
s
= 0,95.
3,23
)20(6,36
336,36
⋅
−−
−
= 1,4 (w/m
2
k)
Với α
1
= 23,3 w/m
2

spđ
tt
tt
⋅
−
−
2
=0,95.
8
)20(18
1118
⋅
−−
−
= 1,4 (w/m
2
k)
Ta có K = 0,3 < K
s
= 1,4 (w/m
2
k)
Vậy vách ngăn với buồng đệm đảm bảo không đọng sương .
3
Cách nhiệt nền :
Lớp CĐNL06 Trang 10
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Tải trọng tác động lên nền là 1,14 t/m
2
,để đảm bảo tải trọng của hàng hóa ,của

thước kho quá lớn cần có khung treo đỡ panel, nếu không panel sẽ bị võng ở giữa
và có thể gãy gập, khung treo đỡ được làm từ sắt hay vật liệu có độ bền .
Phía trên trần bằng panel ta có lắp thêm mái che .Mái che được chống thấm bằng
bitum và giấy dầu được phủ lên trên lớp sỏi trắng để giảm bức xạ .
Kho lạnh của chúng ta có mái che nên ta chọn hệ số truyền nhiệt cho phép cao hơn
10 % so với kho sử dụng mái bằng .
K = 10% K
mb
+ K
mb

K
mb
= 0,2w/m
2
k hệ số truyền nhiệt của kho sử dụng mái bằng (bảng 3-3/84 [1])
K = 10% . 0,2 + 0,2 = 0,22 w/m
2
k
Ta chọn loại panel có δ
= 100 mm , có K = 0,22 w/m
2
k ( bảng 3-9/100 [1] )
Kiểm tra đọng sương :
Lớp CĐNL06 Trang 11
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
K
s
= 0,95
α

phòng lạnh để giảm chi phí đầu tư
Ta có hệ số truyền nhiệt tiêu chuẩn giữa các phòng có cùng nhiệt độ là
K = 0,58 w/m
2
k trên cơ sỏ đó ta xác định chiều dày cách nhiệt

⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
++−=
∑
=
n
i
i
i
CNCN
k

2
k)
Không cần kiểm tra điều kiện đọng sương vì nhiệt độ của các phòng là như nhau.
6
Tính cách nhiệt giữa dãy phòng đệm và không khí bên ngoài
Ta cũng sử dụng panel cách nhiệt ,chọn loại có δ
= 50 mm có K = 0,43 (w/m
2
k)

Về phần kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt ta không cần kiểm tra
Vì vật liệu bề mặt là I-Nox ngăn ẩm tuyệt đối
Không khí trong kho lạnh có nhiệt độ thấp, khi tuần hoàn qua dàn lạnh một
luợng nước đáng kể đã kết ngưng lại, vì vậy phân áp suất hơi nước không khí
trong buồng nhỏ hơn so với bên ngoài. Kết quả hơi ẩm có xu hướng thẩm thấu vào
phòng qua kết cấu bao che. Palet gỗ
Đối với kho
panel bên ngoài
và bên trong kho
có các lớp tôn
nên không có
khả năng lọt ẩm.
Tuy nhiên cần tránh các vật nhọn làm thủng vỏ panel dẫn đến làm ẩm ướt lớp cách
nhiệt. Vì thế trong các kho lạnh người ta thường làm hệ thống palet bằng gỗ để đỡ

Q
1
- Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che của kho lạnh.
Q
2
- Dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh.
Q
3
- Dòng nhiệt do không khí bên ngoài mang vào khi thông gió buồng lạnh.
Q
4
- Dòng nhiệt từ các nguồn khác nhau khi vận hành kho lạnh.
Q
5
- Dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp (thở) chỉ có ở các kho
lạnh bảo quản rau quả.
I Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che
Dòng nhiệt truyền qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường
bao che, trần và nền do sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường bên ngoài và bên
trong cộng với các dòng nhiệt tổn thất do bức xạ mặt trời qua tường bao và trần
Q
1
= Q
11
+ Q
12
Q
11
- dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ;
Q

t
2
- nhiệt độ trong buồng lạnh,
0
C.
Tường bao : Q
11
tb
Lớp CĐNL06 Trang 13
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Kho lạnh có 2 dãy , mỗi dãy 10 phòng và kích thướt mỗi phòng là (30x6) m
Tường bao có 3 mặt tiếp xúc với không khí môi trường ,mặt còn lại tiếp xúc với
dãy phòng đệm
Diện tích tường bao tiếp xúc với dãy phòng đệm là :
Tường cao : H = 4,8 m
Dài : 30 m (1 phòng )
Diện tích 2 dãy là : F
1
= 30 x 4,8 x 20 = 2880
2
Diện tích tiếp xúc với không khí có nhiệt độ môi trường là :
Cao : H = 4,8 m
Dài : 300 m ( 1 dãy )
Rộng : 6m
Vậy diện tích 2 dãy là : F
2
= 20 x (30 x 4,8 + 2 x 6 x 4,8) = 4032 m
2

Q

: nhiệt độ phòng đệm (chọn 18 · C )
Q
11
tb
= 0,3 . 2880 (18 + 20 ) + 0,18 . 4032 (36,6 + 20 ) = 73910 (w)
Trần : Q

11
tr
= K
tr
.F
tr
. (t
1
– t
2
)
Với K
tr
= 0,22(w/m
2
k )
F
tr
= 2 x 6 x 30 x 10 = 3600 m
2

Q


Q
12
= K. F.Δt
12
(2-6/108)
Giá trị Q
12
lấy ứng với giá trị lớn nhất ứng với một mặt nào đó của kho lạnh
Nha Trang ở vĩ độ 12 độ bắc
Giá trị Δt
12
ở 2 hướng bắc và nam là 0
Như vậy ta chọn mặt hướng tây có Δt
12
= 8 · C để tính
Q
12
= 2 . 6. 4,8 . 0,18 .8 = 83 (w)
Vậy Q
1
= 163564 ,4 + 83 = 163647,4 (w)
II Dòng nhiệt do bao bì và sản phẩm tỏa ra :
1 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra :
Q
21
= M. (h
1
– h
2
)

Chọn nhiệt độ trước khi vào bảo quản đông là -10 ·C là nhiệt độ mà sau khi kết
đông mà sản phẩm đạt được
Nhiệt độ sau khi bảo quản là : -20 ·C
Với gia cầm ta chọn h
1
= 30,2 (kJ/kg) (bảng 4-2/110 [1] )
h
2
= 0 (kJ/kg)
Q
21
mn
= 105 . ( 30,2 – 0 )
3600.24
1000
= 36,7 (kw)
Khi tính phụ tải nhiệt cho thiết bị :
Chọn M = 8% E
Lớp CĐNL06 Trang 15
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
M =
100
3000.6
= 240 ( tấn )

Q
21
tb
= 240 . (30,2 – 0)
3600.24

, t
2
nhiệt độ trước và sau khi làm lạnh của bao bì
ở đây để đảm bảo ta chọn t
1
= 36,6 ·C , t
2
=-20 ·C
Máy nén :
Q
22
mn
= 10,5 . 1,46 .56,6 .
3600.24
1000
= 10,05 (kw)
Thiết bị :
Q
tb
22
= 18 .1,46 .56,6 .
3600.24
1000
= 17,22 (kw)
Vậy Q
2
mn
= Q
21
mn

: A = 1,2 w/m
2
Q
41
= 1,2 . 3600 = 4320 (w)
2
Dòng nhiệt do người tỏa ra :
Q
42
= 350 .n (w) (4-18/115 [1] )
350 : nhiệt lượng do người làm việc nặng tỏa ra
n : số người làm việc trong kho
diện tích mỗi buồng là 180 m
2
nên ta chọn n = 2 vậy kho có tổng cộng 40 người
làm việc .
Q
42
= 350 . 40 = 14000 (w)
3
Dòng nhiệt do các động cơ điện :
Q
43
= N (kw) (4-19a/116 [1] )
N : công suất động cơ điện
Lớp CĐNL06 Trang 16
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Đối với buồng bảo quản lạnh : N = 1 ÷ 4 (kw)
Ta chọn N = 2 kw cho mỗi buồng 180m
2

+ Q
43
+

Q
44
= 101,52 (kw)
V Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp :
Sản phẩm bảo quản là thịt gia cẩm nên không hô hấp
Q
5
= 0
Bảng tổng kết tính toán :

Q
1
(w) Q
2
(w)

Q
4
(w) Số
buồng
lạnh
Nhiệt
độ
buồng
Máy nén Thiết bị
Máy

ΣQ
tb
= Q
1
tb
+

Q
2
tb
+

Q
4
tb
= 366287,4
Phụ tải nhiệt cho dàn lạnh bằng với phụ tải nhiệt của thiết bị :
ΣQ
tb
= Q
0
dl
= 366287,4 (w)
Phụ tải nhiệt cho máy nén :
Q
0
mn
=
b
k

Chương IV
Lớp CĐNL06 Trang 18
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Tính Chu Trình Và Chọn Máy Nén
Sơ lược về chu trình :
Môi chất sử dụng trong chu trình là NH
3

Chọn nhiệt độ sôi của môi chất trong dàn lạnh thấp hơn nhiệt độ buồng lạnh 10 ·C
vậy ta chọn t
0
= -30 ·C
Nhiệt độ ngưng tụ :
Ta chọn phương pháp giải nhiệt là nước , sử dụng bình ngưng ống vỏ nằm ngang
cho hệ thống.
Nước giải nhiệt bình ngưng được tuần hoàn qua tháp giải nhiệt .
t
k

k
= 33,5 + 3,5 + 5 +5 = 47 ·C
Nhiệt độ quá nhiệt :
Để đảm bảo hơi hút về máy nén không bị lẫn lỏng ta quá nhiệt hơi hút về Đối với
NH
3
chọn độ quá nhiệt từ 5÷15 ·K ở đây ta chọn t
qn
= -20 ·C
Ta chọn chu trình làm lạnh trực tiếp
t
0
= -30 ·C p
0
= 1,194 (bar)

t
k
= 47 ·C p
k
= 18,794 (bar)

tỉ số nén :
p
p
k
0
=Π
= 18,794/1,194 = 15,7323 > 9
Vậy ta sử dụng chu trình 2 cấp bình trung gian ống xoắn làm mát trung gian hoàn


– h
9
= 1722,1 – 532,1 = 1190 (kJ/kg)
Lưu lượng qua máy nén hạ áp : m
ha
=
q
Q
mn
0
0
=
1190
4774,337
= 0,2836 (kg/s)
Lưu lượng qua máy nén cao áp :
Cân bằng năng lượng ở bình trung gian : m
2’
.h
2’
+ m
7
.h
7
+ m
6
.h
5
= m
3


Với m
3
= m
ca
m
6
= m
2’
= m
ha
m
7
= m
ca
– m
ha

⇔
m
ca
=
()
hh
hhhhm
ha
73
657'2
.
−

/s)
Hệ số cấp :
λ
ha
=
T
T
p
pp
p
pp
c
p
pp
tg
h
htg
0
0
0
0
1
0
00

⎥
⎥
⎥
⎦
⎤

ha
=
5,275
243
.
198,1
1,075,4
198,1
1,075,4
.05,0
198,1
1,0198,1
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
+
−
−
= 0,8

=
841,0
097,0
= 0,1153 (m
3
/s)
Công nén riêng :
l
ha
= h
2
– h
1
= 1946,5 – 1750 = 196,5 (kJ/kg)
l
ca
= h
4
– h
3
= 1966,5 – 1762,8 = 203,7 (kJ/kg)
công nén đoạn nhiệt :
N
s
ha
= m
ha
.l
ha
= 0,2836 . 196,5 = 55,73 (kw)

=
t
T
T
NN
b
tg
ha
s
i
ha
s
0
0
.+
=
η

Với máy nén pittôngmôi chất NH
3
ta chọn b = 0,001
⇔
N
i
ha
=
)30.(001,0
5,275
243
73,55

N
e
= N
i
+ N
ms

N
ms
= V
lt
.P
m
(với P
m
= 0,5)
Cấp hạ áp :
N
e
ha
= 65,41 + 0,3545 . 0,5 = 65,59 (kw)
Cấp cao áp :
Lớp CĐNL06 Trang 22
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
N
e
ca
= 86,53 + 0,1153 . 0,5 = 86,588 (kw)

Công suất trên trục:

MN
LT

Với Z
MN
số máy nén cần tìm
V
LT
MN
thể tích hút lý thuyết của máy nén chọn .
Ta có thể chọn nhiều máy nén 1 cấp ghép thành bộ tuy nhiên phương án tối ưu là
chọn luôn máy nén hai cấp

V
= 0,3545 . 3600 = 1276,2 (m
ha
LT
3
/h)
V
ca
LT
= 0,11534 . 3600 =415,224 (m
3
/h)
Dựa vào bảng (7-3/223 [1] ) ta chọn loại máy có ký hiệu N62B nhiệt độ ngưng tụ
là 40 ·C,chọn cho hệ thống chúng ta 3 máy .
thể tích hút mỗi xi lanh là : V
lt
=79,6375 (m


ca
LT
Lưu lượng thể tích giữa cấp cao áp và cấp hạ áp của máy nén là :
V
V
caMN
LT
haMN
Lt
= 18/6 = 3
Lưu lượng thể tích giữa cấp hạ áp và cao áp của chu trình :
V
V
ca
LT
ha
Lt
= 1276,2/415,224 = 3,08
Lớp CĐNL06 Trang 23
Trường CĐKT Cao Thắng GVHD
Hai tỉ số không lệch nhau nhiều lắm nên chu trình thực k lệch khỏi chu trình lý
thuyết nhiều lắm
Năng suất lạnh uớc tính của máy nén :
q
0
= m
1.
q
0Lớp CĐNL06 Trang 24