Lời nói đầu
Rau qủa là loại thực phẩm không thể thiếu trong đời sống hàng ngày. Nó cung
cấp nhiều loại vitamin và khống chất. Nó là nguồn thực phẩm “sạch” được nhiều nhà
dinh dưỡng khuyên dùng. Nước ta là một nước nhiệt đới cây trái quanh năm nhưng thời
tiết nóng ẩm làm cho rau quả dể bị hư hỏng sau khi thu hoặch theo thời vụ. Hơn nữa
việc thu hoach theo thời vụ làm cho giá bán của nông dân giảm và thiếu nguyên liệu khi
đã hết mùa thu hoặch để sản xuất và làm thực phẩm. Do đó vấn đề đặt ra là làm sao bảo
quản sản phẩm rau quả được lâu dài. Phương pháp hiệu quả nhất hiện nay là bảo quản
trong phòng lạnh vì theo phương pháp này thì rau quả còn giữ được chất lượng tương
đối tốt sau thời gian dài bảo quản.
Đề tài “ thiết kế hệ thống lạnh bảo quản rau quả năng suất 50 tấn”. Do thời gian
và kiến thức còn hạn chế nên không tránh khỏi nhiều sai sót. Em rất mong nhận được
những đóng ý kiến của các thầy cô cũng như từ các bạn để đề tài được hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cám ơn quý thầy cô, đặc biệt là thầy Trần Văn Ngũ đã tận tình
hướng dẫn để em hồn thành đồ án này.
A TỔNG QUAN
I PHÂN LOẠI KHO LẠNH
1.Kho lạnh chế biến
Là một bộ phận của các cơ sở chế biến thực phẩm như thịt, cá, sữa, rau, quả,…
các sản phẩm là thực phẩm lạnh, lạnh đông, đồ hộp,…để chuyển đến các kho lạnh phân
- 1 -
phối, kho lạnh trung chuyển hoặc kho lạnh thương nghiệp. Đặc điểm là năng suất lạnh
của các thiết bị lớn. Chúng là mắt xích đầu tiên của dây chuyền lạnh.
2.Kho lạnh phân phối.
Thường dùng cho các thành phố và các trung tâm công nghiệp để bảo quản các
sản phẩm thực phẩm trong một mùa thu hoặch, phân phối điều hồ cho cả năm.
Phần lớn các sản phẩm được gia lạnh hoặc kết đông ở xí nghiệp chế biến nơi khác
đưa đến đây để bảo quản. Một phần nhỏ có thể được gia lạnh và kết đông tại kho lạnh
từ 3 đến 6 tháng. Dung tích của kho rất lớn, tới 10 đến 15 ngàn tấn, đặc biệt 30..35000
tấn
Kho lạnh chuyên dùng để bảo quản một loại mặt hàng và vạn năng để bảo quản

1. Buồng bảo quản lạnh 0
0
C.
Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,5..0
o
C với độ ẩm tương đối 90..95%.
Các sản phẩm bảo quản như thịt, cá có thể được xếp trong các bao bì khác nhau đặt lên
giá trong buồng lạnh.
Buồng lạnh được trang bị các dàn lạnh không khí kiểu gắn tường, treo trên trần
đối lưu không khí tự nhiên hoặc dùng dàn quạt.
2.Buồng bảo quản đông -18..-20
o
C
Buồng bảo quản lạnh đông dùng để bảo quản các sản phẩm thịt, ca, rau, quả…đã
được kết đông ở máy kết đông hoặc buồng kết đông. Nhiệt độ buồng
thường la -18
o
C. Khi có yêu cầu đặc biệt nhiệt độ bảo quản được đưa xuống đến
- 2 -
-23
o
C.
Buồng bảo quản đông thường dùng dàn quạt làm lạnh không khí nhưng có thể
dùng các dàn tường hoặc dàn trần không kgí đối lưu tự nhiên.
3.Buồng bảo quản đa năng -12
o
C
Buồng bảo quản đa năng thường được thiết kế ở -12
0
C nhưng khi cần bảo quản

sản phẩm đã được gia lạnh sơ bộ. Sản phẩm ra có nhiệt độ tâm thịt đạt -8
0
C và nhiệt độ
bề mặt tùy theo bề dày tấm thịt có thể đạt -18..-12
0
C. Sản phẩm dần đạt nhiệt độ bảo
quản trong buồng bảo quản đông.
Kết đông một pha có nhiều ưu điểm hơn do đó ngày nay thường người ta thiết kế
buồng kết đông một pha cho kho lạnh để đảm bảo chất lượng thịt, giảm tiêu hao do khô
ngót sản phẩm.
Buồng kết đông một pha có nhiệt độ không khí đạt -35
0
C. Tốc độ chuyển động
không khí 1..2m/s. Có khi đạt 3..5m/s. Thịt đặt trên giá hoặc treo trên xe đẩy và được
kết đông theo mẻ.
Ngồi buồng kết đông, ngày nay người ta sử dụng nhiều loại thiết bị kết đông khác
nhau có tốc độ kết đông nhanh và cực nhanh để đảm bảo chất lượng cao nhất của các
mặt hàng xuất khẩu như tôm và thuỷ sản đông lạnh, thịt nạc, thịt thăn, gia cầm đông
lạnh…
Các thiết bị kết đông đó là: máy kết đông tiếp xúc, máy kết đông băng chuyền,
máy kết đông kiểu tấm, máy kết đông tầng sôi, máy kết đông nhúng chìm trực tiếp
trong freon lỏng sôi…
6.Buồng chất tải và tháo tải 0
0
C.
Buồng chất tải và tháo tải có nhiệt độ không khí khoảng 0
0
C phục vụ cho buồng
kết đông và buồng gia lạnh. Trong buồng chất tải, thịt được treo vào các móc treo của
xe kết đông hoặc được xếp vào các giá của xe để chuẩn bị đưa vào buồng kết đông.

E : dung tích kho lạnh (t)
V : thể tích kho lạnh (m
3
)
G
v
: định mức chất thể tích (t/m
3
). G
v
=0.31 t/m
3
Dung tích thật sự các buồng :
Sản phẩm khoai tây E
sp
và thùng gỗ E
bb
Chọn E
bb
=10% E
sp
E
sp
= 50 T (đầu đề)
⇒ dung tích thật sự của buồng lạnh :
E = E
sp
+ E
bb
= 50 + 5 = 55 (t)

2
22.97
73.0
97.70
m
=
;
- 4 -
⇒Diện tích buồng lạnh quy chuẩn (bội của 36 m
2
)
chọn F
1
=108 m
2
⇒ kích thước 9
m
x12
m
.
CHƯƠNG II. CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ CÁCH NHIỆT KHO LẠNH.
II.1 CẤU TRÚC CƠ BẢN VÀ CÁCH NHIỆT CƠ BẢN.
Trong kho lạnh luôn duy trì ở nhiệt độ thấp và độ ẩm tương đối caoso với môi
trường bên ngồi. Do sự chênh lệch nhiệt độ và độ ẩm đó luôn có một dòng nhiệt và một
dòng ẩm xâm nhập từ môi trường ngồi vào buồng lạnh. Dòng nhiệt gây tổn thất đến
năng suất lạnh. Dòng ẩm có tác động xấu đến vật liệu xây dựng và cách nhiệt. Điều đó
làm giảm tuổi thọ vật liệu và cấu trúc xây dựng, làm hỏng cách nhiệt và làm mất khả
năng cách nhiệt.
Vì vậy cấu trúc xây dựng và cách nhiệt kho lạnh phải đảm bảo được các yêu
cầu sau:

Phía trên cửa có bố trí thiết bị tạo màn khí giảm tổn thất nhiệt. Khi mở cửa, động
cỏ quạt tự động hoạt động, tạo ra một màn khí thổi từ trên xuống dưới ngăn cản đối
lưu không khí nóng bên ngồi với không khí lạnh trong buồng giảm tổn thất nhiệt.
II.2 TÍNH TỐN CÁCH NHIỆT BUỒNG LẠNH.
II.2.1.Vật liệu cách nhiệt.
- 5 -
Cách nhiệt lạnh có nhiệm vụ hạn chế dòng nhiệt tổn thất từ môi trường ngồi có
nhĩet độ cao vào buồng lạnh có nhiệt độ thấp qua kết cấu bao che. Chất lượng của vách
cách nhiệt phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của vật liệu cách nhiệt theo các yêu cầu sau:
- Hệ số dẫn nhiệt nho.û
- Khối lượng riêng nhỏ.
- Độ thấm hơi nước nhỏ.
- Độ bền cơ học và độ dẻo cao.
- Bền ở nhiệt độ thấp và không ăn mòn các vật liệu xây dựng tiếp xúc với nó.
- Không cháy hoặc không dể cháy.
- Không bắt mùi và không có mùi lạ.
- Không gây nấm mốc và phát sinh vi khuẩn, không bị chuột, sâu bọ đục
phá.
- Không độc hại đối với con người.
- Không độc hại đối với sản phẩm bảo quản, làm biến chất và làm giảm
chất lượng sản phẩm.
- Vận chuyển, lắp ráp, sửa chữa, gia công dễ dàng.
- Rẻ tiền và dễ kiếm.
- Không đòi hỏi bảo dưỡng đặc biệt.
II.2.2 Xác định chiều dày cách nhiệt.
II.2.2.1 Tường bao
II.2.2.1.1 Tính chiều dày cách nhiệt.
d
cn
= l

K (bảng 3.3; P 63; [1])
- a
1
: hệ số toả nhiệt của môi trường ngồi tới tường cách nhiệt,

w/m
2
K.

a
1
= 23,3 w/m
2
K.(bảng 3.7; P65; [1]).
- a
2
: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh,
a
2
= 9 w/m
2
K.(bảng 3.7; P 65; [1]).
- 6 -
d
i
:bề dày của lớp cách nhiệt thứ i, m.
l
i
: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, w/m
2

))
9
1
3.0
004.0
82.0
38.0
88.0
02.0
*3
3.23
1
(
4775.0
1
++++−
= 0,066 m.
Chọn chiệu dày cách nhiệt d
cn
=0,075 m.
Hệ số truyền nhiệt thực tế :
K=
∑
+++
21
11
1
αλλα
cn
cn

C.
Nhiệt độ của buồng lạnh t
p
=10
0
C.
Ta có K
s
= 0,95* a
1
(t
1
-t
s
)/(t
1
-t
p
) = 0,95*23,3*(31,6-28)/(31,6-10) = 3,69
K
s
=3,69 > K
1
=0,4358 cho nên vách ngồi không bị đọng sương.
II.2.2.1.3 Kiểm tra đọng ẩm.
Mật độ dòng nhiệt qua kết cấu cách nhiệt :
q= k
∆
t= 0.4358(31.6-10) = 9.41328 w/m
2

∑
=
1
1
1
i
i
d
λ
= 30.982;
+ t
3
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
2
1
1
i
i
d
λ
= 26.62;
+ t

1
1
i
i
d
λ
= 26.28;
+ t
6
= t
n
-
1
α
q
-
∑
=
5
1
1
i
i
d
λ
= 11.259;
+ t
7
= t
n

H
PP
hh 21
−
; Trong đó
P
h1
=P
x”
(t=31.6
0
C)*
ϕ
= 4683*90%=4214.7 pa;
P
h2
=P
x”
(t=10
0
C)*
ϕ
= 1227.7*95%=1166.3 pa;
H: trở kháng thấm hơi qua kết cấu bao che
H=
∑
i
i
d
µ

+ Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt vách
P
x2
=P
h1
-
ω
1
1
µ
d
=4214.7-0.161
6
10
90
02.0
−
=4179;
P
x3
= P
h1-
∑
=
2
1i
i
i
d
µ

ω

=2811.6;
P
x6
= P
h1-
∑
=
5
1i
i
i
d
µ
ω

=1210.6;
P
x7
= P
h1-
∑
=
6
1i
i
i
d
µ

(
1
21
αλα
i
i
d
k
Tra bảng dùng lớp cách nhiệt đất sét,sỏi :
+ λ
cn
= 0,2 w/mK : (bảng 3.1 P 61 [1]);
+ K : hệ số truyền nhiệt ( bảng 3.3 p 63 ,[1])
K = 0,435 w /m
2
K
+ α
1
hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngồi tới trường cách nhiệt
α
1
=23,3 w/m
2
K
+ α
2
hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh
α
2
= 9 w/m

• Tấm cách nhiệt bằng xốp polystrirol δ
4
=50 mm ; λ
4
=0,047 w/mK
• Lớp bê tông cốt thép chịu lực δ
5
=220 mm ; λ
5
=1,5 w/mK
⇒ Chiều dày cách nhiệt của trần:
d
cn
= l
cn
(
∑
++−
))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
= 0,2(
))

i
i
dd
=
9
1
2.0
2.0
5.1
22.0
047.0
05.0
4.1
04.0
3.0
012.0
3.23
1
1
++++++
K=0.411 w/m
2
k
II.2.2.3.nền (hình 3_5.c)
- 9 -
_ Nền nhẵn bằng các tấm bê tông kỹ thuật

δ
1
=

cn
= l
cn
(
∑
++−
))
11
(
1
21
αλα
i
i
d
k
.
Trong đó
k = 0.435 w /m
2
K
α
1
=23.3 w /m
2
K
α
2
= 9 w /m
2

11
1
αλλα
cn
cn
i
i
dd
=
9
1
2.0
4.0
3.0
1.0
4.1
1.0
4.1
04.0
*2
3.23
1
1
+++++
K= 0.3823 w/m
2
k
CHƯƠNG III. TÍNH NHIỆT KHO LẠNH
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh ϕ được xác định bằng biểu thức :
Q = Q

dòng nhiệt qua kết cấu bao che
- 10 -
Q
1
=Q
11
+ Q
12

Q
11
: dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ.
Q
12
: dòng nhiệt qua tường bao , trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.
III.1.1 xác định Q
11
: do chênh lệch nhiệt độ
Q
11
= K* F* ∆T
Bao che K (w/m
2
k) F (m
2
)
∆T (k)
Q
1
(w)

(k)
Q
12
(w)
Tường ngồi TN 0.4358 60 10 286.5
Tường ngồi TB 0.4358 45 6 128.9
Tường ngồi TN 0.4358 60 _ _
- 11 -
Tường ngồi TB 0.4358 45 _ _
Nền _ 0.3823 108 _ _
Trần _ 0.411 108 19 892.6
⇒ Q
12
= ∑Q
12i
= 1308 (w)
* Q
1
= Q
11
+ Q
12

= 4195.5 +1308
=5503.5(w).
III.2.tính Q
2
dòng nhiệt do sản phẩm tạo ra :
Q
2

*(h
1
– h
2
) * 1000/(24 * 3600)*10
3
(w)
M
kt
chọn bằng 10% khối lượng sản phẩm bảo quản.
M
kt
= 10% * E
kt
=10% =50 =5 tấn
⇒ Q
4
= 5* (390.624 – 308.8) * 1000*1000/(24 *3600)
= 4735.2 (w)
_dòng nhiệt do bao bì (gỗ ) tỏa ra
M
g
=10% *E
g
= 0.5
Q
22
=M
b
* G

lưu lượng không khí trong phòng trao đổi với môi trường bên ngồi
M
k
=V*A*s/(24 * 3600) =9*12*5*4*1.29 /(24 * 3600) =0.03225 (kg/s)
t
2
=31.6
o
C
ϕ
2
=83% ⇒ h
2
= 92 kJ/kg
t
1
= 10
o
C
ϕ
1
= 90% ⇒ h
1
=29 kJ/kg
III.4.tính Q
4
:Dòng nhiệt do vận hành.
Q
4
= Q

42
= 350 * n (w)
n : số người làm việc trong buồng chọn n =2 người
⇒ Q
42
= 350 * 2 =700 (w)
- 12 -
_Q
43
dòng nhiệt do các động cơ điện
Do lắp đặt các động cơ điện ở phía ngồi buồng
⇒ Q
43
= 0
_Q
44
: dòng nhiệt khi mở cửa Q
44

Q
44
= B * F B : dòng nhiệt riêng khi mở cửa w/m
2
F : diện tích buồng m
2
F =108 m
2
-

B=15 w/m

E : dung tích kho lạnh E = 55(t)
q
n
,q
bq
dùng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm có nhiệt độ nhập vô kho lạnh và sau đó là
nhiệt độ bảo quản trong kho lạnh w
q
n
, q
bq
: tra ở bảng 4-5 p 89, [1];
t
n
=31.6
o
C
q
n
======== 62.56 w/t
t
bq
= 10
o
C
q
bq
======== 30 w/t
⇒ Q
5

2
, là chất khí không màu, có mùi thơm rất nhẹ, sôi
ở áp suất khí quyển ở -40.8
0
C.
IV.1.2.1 Tính chất vật lý
- Ở điều kiện làm mát bằng nước tuần hồn mùa hè Việt Nam, nhiệt độ ngưng tụ
42
0
C, áp suất ngưng tụ 16.1 bar, là tác nhân có áp suất tương đối cao.
- Nhiệt độ cuối tầm nén trung bình nhưng cần làm mát tốt đầu máy nén.
- Aùp suất bay hơi thường lớn hơn áp suất khí quyển.
- Năng suất thể tích riêng lớn gần bằng của NH
3
nên máy tương đối đơn giản.
- Độ nhớt lớn, tính lưu động kém NH
3
nên các đường ống, cửa van đều phải lớn
hơn.
- Hồ tan hạn chế dầu nên gây khá nhiều khó khăn cho việc bôi trơn. Ở khoảng
nhiệt độ từ -20
0
C đền -40
0
C tác nhân không hồ tan dầu. Dầu có nguy cơ bám lại trên
bề mặt dàn bay hơi làm cho máy nén thiếu dầu nên người ta tránh không cho máy lạnh
R22 làm việc ở khoảng nhiệt độ này.
- Không hồ tan nước nhưng mức độ hồ tan vẫn lớn hơn gấp 5 lần R12 nên máy
lạnh R22 ít bị nguy cơ tắc ẩm hơn.
- Không dẫn điện nên có thể sử dụng cho máy nén kín và nửa kín tuy độ an tồn