TỔNG QUAN
Tổng quan về kho lạnh
1.1.1 Khái niệm về kho lạnh bảo quản
Kho lạnh là các công trình kiến trúc đặc biệt được thiết kế để bảo quản sản phẩm và hàng hóa ở nhiệt độ thấp trong điều kiện không khí tối ưu Không khí trong kho lạnh có tính chất khác biệt so với không khí bên ngoài, do đó yêu cầu về kết cấu xây dựng, cách nhiệt và cách ẩm phải được thực hiện một cách nghiêm ngặt Những yêu cầu này nhằm bảo vệ hàng hóa khỏi hư hỏng và đảm bảo an toàn cho kết cấu công trình, làm cho kho lạnh trở nên khác biệt so với các loại công trình xây dựng khác.
Kho lạnh đầu tiên ở Mỹ được xây dựng vào năm 1890 Sau hơn 100 năm phát triển, kho lạnh hiện nay có nhiều chủng loại khác nhau, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản, lưu trữ và phân phối thực phẩm hiệu quả trên toàn cầu, đồng thời hỗ trợ sự phát triển của nhiều ngành kinh tế.
Dung tích và công dụng của kho lạnh và kho đông có sự khác biệt rõ rệt Yếu tố dung tích và mục đích sử dụng ảnh hưởng lớn đến hình dáng và thể tích của không gian kho.
1.1.2.1 Theo kết cấu kho lạnh người ta phân ra:
Kho lạnh truyền thống được xây dựng từ các vật liệu như bê tông cốt thép, vôi vữa và các vật liệu cách nhiệt, cách ẩm phù hợp, đảm bảo hiệu quả trong việc bảo quản hàng hóa.
Kho lạnh lắp ghép là loại kho được tạo thành từ các panel chế tạo sẵn, mang lại nhiều ưu điểm như tính đơn giản, nhẹ gọn và thi công nhanh chóng Loại kho này có thể dễ dàng di chuyển từ vị trí này sang vị trí khác Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của kho lạnh lắp ghép là giá thành cao và không thể xây dựng nhiều tầng.
1.1.2.2 Theo công dụng của kho lạnh người ta phân ra:
Kho lạnh chế biến là bộ phận quan trọng trong cơ sở chế biến thực phẩm, bao gồm thịt, cá, sữa, rau và hoa quả Tại đây, các sản phẩm được chế biến và bảo quản tạm thời trước khi chuyển đến các kho lạnh phân phối, trung chuyển, thương mại hoặc xuất khẩu Đây là mắt xích đầu tiên trong dây chuyền kho lạnh, với dung tích không lớn nhưng đóng vai trò thiết yếu trong việc duy trì chất lượng thực phẩm.
Kho lạnh phân phối là giải pháp hiệu quả để bảo quản sản phẩm trong mùa thu hoạch, giúp phân phối và điều hòa hàng hóa suốt cả năm Thiết bị này rất cần thiết cho các thành phố và trung tâm công nghiệp lớn, đảm bảo chất lượng sản phẩm và tối ưu hóa quy trình lưu trữ.
Kho lạnh trung chuyển là một cơ sở thường được đặt tại các hải cảng và các điểm nút giao thông như đường sắt, nhằm mục đích bảo quản hàng hóa trong thời gian ngắn tại những nơi trung chuyển Loại kho này có thể được kết hợp với kho lạnh phân phối hoặc kho lạnh thương mại để tối ưu hóa quy trình bảo quản và vận chuyển hàng hóa.
Kho lạnh thương nghiệp là thiết bị quan trọng để bảo quản ngắn hạn thực phẩm trước khi đưa ra thị trường, chủ yếu nhận hàng từ kho lạnh phân phối Kho lạnh này được phân chia thành hai loại theo dung tích: cỡ lớn từ 10 đến 150 tấn phục vụ cho các trung tâm công nghiệp và thị xã, và cỡ nhỏ dưới 10 tấn dành cho cửa hàng, quầy hàng, và khách sạn Thời gian bảo quản thực phẩm trong kho lạnh thương nghiệp thường khoảng 20 ngày.
+ Kho lạnh vận tải: thực tế là các ôtô, tàu hỏa và tàu thủy lạnh dùng để dùng để chuyên chở, vận tải các sản phẩm bảo quản lạnh.
Kho lạnh sinh hoạt là các loại tủ lạnh và tủ đông được sử dụng trong gia đình, đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản thực phẩm Chúng được xem là mắt xích cuối cùng trong dây chuyền lạnh, giúp giữ thực phẩm tươi ngon trong suốt một tuần lễ.
1.1.2.3 Theo nhiệt độ người ta chia ra:
+ Kho bảo quản lạnh: nhiệt độ bảo quản thường trong khoảng -2 0 C đến 5 0 C Đối với một số rau quả nhiệt đới cần bảo quản nhiệt độ cao hơn.
Kho bảo quản đông là nơi lưu trữ các sản phẩm thực phẩm đã qua cấp đông, với nhiệt độ bảo quản tối thiểu đạt -18 độ C Nhiệt độ này rất quan trọng để ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật, từ đó bảo vệ chất lượng và độ an toàn của thực phẩm trong suốt quá trình bảo quản Thời gian và loại thực phẩm cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ bảo quản cần thiết.
+ Kho đa năng: nhiệt độ bảo quản là – 12 0 C.
+ Kho gia lạnh: nhiệt độ 0 0 C, dùng để gia lạnh các loại sản phẩm trước khi chuyển sang khâu chế biến khác.
+ Kho bảo quản nước đá: nhiệt độ kho tối thiểu -4 0 C.
Kích thước kho lạnh chủ yếu được xác định bởi dung tích chứa hàng, và đặc điểm khả năng chất tải của từng loại thực phẩm cũng khác nhau Do đó, dung tích thường được quy đổi ra tấn thịt (MT - Meat Tons) để dễ dàng quản lý và sử dụng.
1.1.2.5 Theo đặc điểm cách nhiệt người ta chia ra:
Kho xây là loại kho có kết cấu kiến trúc bọc lớp cách nhiệt, nhưng chiếm diện tích lớn, khó lắp đặt và di chuyển, đồng thời có giá thành tương đối cao Ngoài ra, kho xây dựng còn gặp vấn đề về thẩm mỹ và vệ sinh, dẫn đến việc ít được sử dụng để bảo quản thực phẩm tại Việt Nam.
Kho panel được cấu tạo từ các tấm panel tiền chế polyurethan, lắp ghép với nhau bằng móc khóa cam locking, mang lại hình thức đẹp và gọn gàng Với chi phí hợp lý và dễ dàng trong việc lắp đặt cũng như tháo dỡ, kho panel đã trở thành lựa chọn phổ biến cho các xí nghiệp công nghiệp thực phẩm Hiện nay, Việt Nam đã sản xuất các tấm panel cách nhiệt đạt tiêu chuẩn cao, đáp ứng nhu cầu bảo quản hàng hóa hiệu quả.
1.1.3 Các phương pháp xây dựng kho lạnh
Phương pháp kho lạnh được thiết kế với vật liệu xây dựng chất lượng cao và lớp cách nhiệt, cách ẩm bên trong kho Quá trình xây dựng kho lạnh này bao gồm nhiều công đoạn phức tạp để đảm bảo hiệu quả trong việc bảo quản sản phẩm.
+ Tận dụng được nguyên liệu sẵn có tại địa phương.
+ Có thể sự dụng công trình kiến trúc sẵn có để chuyển thành kho.
+ Chi phí xây dựng thấp.
+ Khó khăn khi cần di chuyển kho lạnh, hầu như bị phá hỏng.
+ Cần nhiều thời gian và nhân công.
+ Chất lượng công trình có độ tin cậy không cao.
1.1.3.2 Phương pháp hiện đại Đó là phương án xây dựng các kho bằng cách lắp các tấm panel tiêu chuẩn trên nền, khung và mái của kho.
Tổng quan về nguyên liệu (sản phẩm cơm bơ)
1.2.1 Nguồn gốc, phân bố và phân loại Đa số các giống bơ đều xuất xứ từ các vùng nhiệt đới Trung Mỹ như Mexico,
Guatemala và quần đảo Antilles Trong những xứ này, người ta thường phát hiện những cây bơ mọc hoang dại.
Bơ có nhiều giống thuộc họ Lauraceae, trong đó ba chủng chính có giá trị thương mại là chủng Mexico, chủng Guatemala và chủng Antilles (hay West Indian).
Chủng Guatemala và West indian (Antilles) được xếp vào loài Persea americana Mill.
Chủng Mexico được xếp vào loài Persea drymyfolia. Đặc tính của 3 chủng loại bơ quan trọng:
Chủng bơ Mexico có lá xanh lục, kích thước thay đổi và mặt dưới lá nhạt hơn mặt trên, đặc biệt có mùi hôi anique khi vò Quả bơ thường có hình dạng giống quả lê hoặc đu đủ, chất lượng rất tốt với hàm lượng chất béo cao từ 15-30%, được gọi là bơ sáp trên thị trường Vỏ trái mỏng, trơn tru, và khi chín có màu xanh, vàng xanh, đỏ tím hoặc đỏ sẫm tùy theo giống Hạt bơ lớn, vỏ mỏng và trơn láng, nằm lỏng trong lòng quả khi chín nhưng không phát ra tiếng khi lắc Thời gian từ khi ra hoa đến khi trái chín thường kéo dài từ 8-9 tháng, đây là chủng bơ có chất lượng cao nhất và khả năng chịu rét tốt nhất.
Chủng Guatemala có đặc điểm lá màu xanh sẫm hơn so với chủng Mexico và Antilles, không có mùi hôi khi vò lá Đọt non có màu đỏ tối và thời gian từ khi ra hoa đến khi trái chín thường kéo dài từ 9-12 tháng Trái có cuống dài, vỏ dày và có sớ gỗ, với bề mặt da thường sần sùi như da cá sấu Hạt nhỏ, nằm sát trong lòng quả, trong khi thịt quả dày có hàm lượng dầu béo từ 10-15% Bề ngoài của hạt láng hoặc trơn láng, và chủng này có khả năng chống chịu rét khá tốt.
Chủng Antilles, hay còn gọi là bơ West Indian, có đặc điểm lá to và màu sắc đồng đều ở cả hai mặt Khi vò nát, lá không có mùi vị đặc trưng Thời gian từ khi ra hoa đến khi trái chín thường kéo dài từ 6-9 tháng, với trái lớn và cuống ngắn Vỏ trái dày, có độ dày từ 0,8-1,5 mm, màu xanh khi chưa chín và chuyển sang xanh hơi vàng khi chín Thịt quả chứa hàm lượng dầu từ 3-10%, hạt lớn nằm lỏng trong lòng quả và phát ra tiếng kêu khi lắc Bề mặt hạt sần sùi, vỏ bao quanh không dính liền với hạt Chủng Antilles có khả năng chịu nóng và mặn tốt, nhưng chịu rét yếu.
Chủng bơ Màu lá Cở trái Vỏ trái Dầu trong cơm
Chụi rét Ưu điểm chung Mexico Mùi hôi
0.8mm Cao To Lỏng không sát thịt
Tốt Chịu rét chất lượng tốt Guatemala Không hôi Nhỏ lớn đều có
Trung bình Nhỏ Dính chặt vào cơm
Khá tốt Chịu rét khá tốt
Thấp To Lỏng, khi chín lắc kêu
Yếu Chịu nóng chịu mặn
- Hiện nay trên thị trường đẵ xuất hiện1 giống bơ có tên Booth mới , nguồn gốc từ
Mỹ đang tiến hành nghiên cứu và khảo nghiệm giống bơ Booth, được thực hiện bởi Cty TNHH Tư vấn đầu tư phát triển nông lâm nghiệp EaKmát (Viện KHKTNLN Tây Nguyên) Giống bơ này nổi bật với hàm lượng chất béo cao lên tới 15%, vượt trội so với 5% của giống bơ nước và dưới 10% của giống bơ địa phương, đồng thời mang lại hương vị thơm ngon hấp dẫn.
Trái bơ Booth có vỏ dày và thời gian bảo quản lên đến 10 ngày, phù hợp cho xuất khẩu Thời vụ thu hoạch của bơ Booth diễn ra vào tháng 10 đến tháng 11, muộn hơn 2 tháng so với các giống bơ địa phương.
Căn cứ vào các đặc điểm trên, có thể nghi nhận các vùng phân bố của các chủng bơ ở Việt Nam cụ thể Đà Lạt-Lâm Đồng như sau:
Vùng Đà Lạt chủ yếu có các giống cây thuộc chủng Mexico, nổi bật với khả năng chịu rét tốt Bên cạnh đó, cũng phát hiện một số giống thuộc chủng Guatemala, tuy nhiên, tỷ lệ của chủng này rất ít.
- Vùng Đức Trọng, Đơn Dương, Bảo Lộc: trong các huyện này, chủng Antilles chiếm tỷ lệ cao nhất so với các chủng khác.
- Vùng Di Linh: được xem là vùng phân bố chủng Guatemala.
Tỉnh Đăk Lăk nổi bật với vùng chuyên canh bơ Tây Nguyên, nơi có khoảng 80.000 người trồng bơ trên diện tích gần 2.700ha Sản lượng bơ hàng năm của tỉnh đạt hơn 40.000 tấn, cung cấp cho thị trường một nguồn sản phẩm dồi dào và chất lượng.
Thành phần hoá học chính của phần nạc có các số liệu sau:
Bảng 1.1: Bảng thành phần hoá học chính của phần nạc trái bơ:
Nước(% theo trọng lượng mẫu tươi) 77 ÷ 81
Protêin thô(N*6.25)(%theo chất khô) 6 4 ÷ 7
Lipid thô (% theo chẩt khô) 42.6÷52.7
Tinh bột(% theo chất khô) 12.5÷13.8 Đường Saccharose(% theo chất khô) 19.1 ÷ 21.5 Đường khử(tính theo glucose)
Dựa vào các số liệu, thành phần hóa học chủ yếu trong chất khô của phần ăn là Lipid và Glucid, cho thấy trái bơ là nguồn thực phẩm giàu năng lượng.
- Môt số đãc điểm của nhóm Lipid trong phần nạc trái bơ:
Lipid là thành phần hóa học chính trong phần nạc của trái bơ, với các đặc điểm tương tự giữa bơ vỏ xanh và bơ vỏ tím Chỉ số hóa lý và thành phần acid béo của chúng gần giống với dầu cọ nhóm olein.
Bảng 1.2 trình bày một số chỉ tiêu hóa lý và thành phần các acid béo có trong chất béo của phần ăn được của trái bơ xanh, bơ tím và dầu cọ olein.
Chỉ số hoá lý và thành phần acid béo Bơ xanh Bơ tím Dầu cọ nhóm olein
1.Lipid không xà phòng hoá(%/dầu) 1.67 1.78 -
2.Chi số Iode(g iode/100g dầu) 77.4 77.4 58
4.Thành phần acid béo(% tổng acid béo)
Chất béo của trái bơ chứa các acid béo không no (các acid Palmitioleic,
Olein,linoleic ) nhiều hơn một ít so với dầu cọ nhóm olein, do đó có chỉ số iode lớn hơn tương ứng.
Giá trị sinh học của chất béo thực phẩm được xác định qua hàm lượng acid Linoleic (C18:2) và Linolenic (C18:3) Trong đó, hàm lượng acid béo Linolenic trong chất béo của trái bơ chỉ khoảng 10%, thấp hơn nhiều so với 20% trong dầu đậu phộng.
- Các thành phần thuôc nhóm Glucid:
Trong 150g thịt trái bơ, các thành phần thuộc nhóm glucid được tìm thấy như sau:
Bảng 1.3: Các thành phần thuộc nhóm glucid trong 150 g thịt trái bơ:
- Thành phần protein và các amino Acid:
Trong 150g thịt trái bơ, các thành phần thuộc nhóm protein và amino acid được tìm thấy như sau:
Bảng 1.4: Protein và các amino Acid
Protein 3.0 g 6% tryptophan 37.5 mg threonine 109 mg
Methionine 57.0 mg cystine 40.5 mg phenylalanine 348 mg tyrosine 73.5 mg
- Các Vitamin và nguyên tố khoáng:
Trong 150g thịt trái bơ, các thành phần thuộc nhóm Vitamin và khoáng chất được tìm thấy như sau:
STT Các Vitamin %DV STT Các Vitamin %DV
2 Retinol 0.0 meg 13 Thiamin(sinh tổ B) 0.1 mg 7%
3 Retinol Activity 10.5 meg 14 Riboflavin(B2) 0.2 mg 11%
4 Alpha Carotene 36.0 meg 15 Niacin(B3) 2.6 mg 13%
5 Beta Carotene 93.0 meg 16 Vitamin B6 0.4 mg 19%
7 Lycopene 0.0 meg 18 Food Folate 122 meg
Zeaxanthin 406 meg 19 Folic Acid 0.0 meg
9 Vitamin C 15.0 mg 25% 20 Dietary Folate 122 meg 25%
Bảng 1.6: Các ngụyên tố khoáng.
Các nguyên tố khoáng %DV
Nội dung và yêu cầu thiết kế
- Sản phẩm bảo quản: cơm bơ.
- Nhiệt độ kho lạnh bản quản: -18 o C
- Địa điểm xây dựng: kho lạnh đặt tại Hồ Chí Minh.
Môi chất lạnh sử dụng trong kho lạnh bảo quản là R22
Môi chất lạnh R22 có công thức hóa học CHClF2 là một chất khí không màu, có mùi thơm rất nhẹ.
Khi sử dụng nước để làm mát ở nhiệt độ ngưng tụ 30 °C, áp suất ngưng tụ đạt 1,19 MPa Ngược lại, khi làm mát bằng không khí ở nhiệt độ ngưng tụ 42 °C, áp suất ngưng tụ sẽ tăng lên 1,6 MPa.
Nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển là -40,8 0 C nên áp suất bay hơi thường lớn hơn áp suất hí quyển.
R22 có áp suất trung bình tương đương với ammoniac, nhưng nổi bật với tỷ số nén thấp hơn, cho phép máy nén 2 cấp đạt nhiệt độ -60 đến -70 độ C Hơn nữa, nhiệt độ hóa rắn của R22 cũng thấp hơn, mang lại hiệu suất tốt hơn trong nhiều ứng dụng.
Năng suất lạnh riêng khối lượng lớn hơn của R12.
Năng suất lạnh riêng thể tích của R22 cao hơn R12 khoảng 1,6 lần, cho phép nạp R22 vào máy nén R12 để cải thiện năng suất lạnh, với điều kiện máy nén và công suất động cơ đủ bền Máy nén sử dụng R22 cũng có thiết kế gọn nhẹ hơn.
R12 có khả năng trao đổi nhiệt lớn hơn khoảng 1,3 lần so với các chất khác Trong các thiết bị trao đổi nhiệt sử dụng nước, cánh tản nhiệt thường được bố trí hướng về phía môi chất R22, giúp tối ưu hóa hiệu suất Đồng thời, các thiết bị trao đổi nhiệt này cũng có thiết kế gọn gàng hơn.
Khả năng lưu động của môi chất lớn hơn trong các đường ống nhỏ hơn.
R22 hòa tan hạn chế dầu, gây khó khăn cho việc bôi trơn máy nén Ở khoảng nhiệt độ -40 o C đến -20 o C, dầu có nguy cơ bám lại trong dàn bay hơi, dẫn đến tình trạng máy nén thiếu dầu Do đó, người ta thường tránh cho máy lạnh hoạt động ở chế độ này.
R22 không hòa tan nước nhưng mức độ hòa tan lớn gấp 5 lần của R12 nên nguy cơ tắc ẩm củng giảm đi.
R22 cũng có tính rửa sạch bẩn, cát trên thành máy nén và thiết bị ngưng ở mức độ ít hơn R12.
R22 không dẫn điện ở thể hơi nhưng có khả năng dẫn điện ở thể lỏng, vì vậy cần tránh để R22 rò rỉ vào động cơ máy rửa kín Các tính chất điện của R22 kém hơn so với R12, đặc biệt khi có độ ẩm và bụi bẩn, làm giảm nhanh chóng hiệu suất điện Ngay cả một lượng ẩm nhỏ cũng có thể tạo ra vùng đọng sương, dẫn đến chập điện hoặc phóng điện ở các tiếp điểm Do đó, sự cố về động cơ điện và các vấn đề điện khác ở máy nén kín sử dụng R22 xảy ra thường xuyên hơn so với R12.
R22 là một loại khí lạnh bền vững trong các điều kiện nhiệt độ và áp suất làm việc Khi có mặt chất xúc tác bằng thép, R22 có thể phân hủy ở nhiệt độ 550 độ C, tạo ra các hợp chất độc hại như clo và phosgen, tương tự như R12.
R22 không tác dụng với kim loại và phi kim loại chế tạo máy nhưng hòa tan và làm trương phồng một số chất hữu cơ như R12.
R22 không cháy và không nổ, tuy độ an toàn cháy nổ thấp hơn của R12.
R22 không độc đối với cơ thể sống, khi hàm lượng cao trong không khí chỉ gây ngạt thở vì thiếu oxi.
R22 không làm biến chất thực phẩm bảo quản.
R22 đắt nhưng dễ kiếm, dễ vận chuyển, dễ bảo quản.
R22 là một loại khí được sử dụng phổ biến trong các hệ thống máy lạnh có công suất từ trung bình đến lớn, phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, đặc biệt là trong lĩnh vực điều tiết không khí.
Mặc dù R22 có mức độ phá hủy tầng ozon thấp, nhưng nó lại góp phần gây hiệu ứng nhà kính, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ trái đất Hiện tại, do chưa tìm ra chất thay thế hiệu quả, R22 vẫn sẽ được sử dụng tại Việt Nam cho đến năm 2045.
TÍNH TOÁN KHO LẠNH
2.1 Xác định số lượng và kích thước các buồng lạnh
Kho lạnh có dung tích nguyên liệu yêu cầu ENL= 500 tấn
Công suất : 5 tấn/ ngày đêm Định mức chất tải thể tích của sản phẩm cơm bơ đóng trong bao PE : gv= 0,9892 tấn/m 3
Chọn chiều cao kho lạnh H= 4800 mm;
Chiều cao chất tải h= 3500 mm
Diện tích phòng lạnh quy chuẩn f= 72 m 2 mạng lưới cột 6 x 12 m
Thể tích kho lạnh được xác định bởi biểu thức: V= gv E
+ gv - tiêu chuẩn chất tải theo thể tích, t/m 3 ;
2.1.2 Diện tích chất tải trong kho lạnh
Diện tích chất tải hữu ích của buồng lạnh F, m 2 được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao chất tải h, m.
2.1.3 Diện tích cần xây dựng
Diện tích lạnh cần thiết được xác định bởi biểu thức:
+ F1 - diện tích tổng thể cần thiết kế, m 2 ;
+ β F - hệ số sử dụng diện tích của các phòng lạnh;
+ Với diện tích phòng 72m 2 lấy β F = 0,7
Diện tích phòng lạnh, m 2 β F Đến 20
Tải trọng của nền xác định theo tiêu chuẩn chất tải và chiều cao tải: gF = gv ×h Trong đó:
+ gF - định mức chất tải theo diện tích;
+ gv – tiêu chuẩn chất tải, tấn/m 3 ;
+ h - chiều cao chất tải, h = 3,5 m. vậy gF= 0,9892 × 3,5 = 3,4622 (t/m 2 )
+ Z - số buồng lạnh ( lấy giá trị số nguyên);
+ F1 - diện tích tổng thể cần thiết kế, m 2 ;
+ f - diện tích phòng lạnh quy chuẩn, m 2 ;
Bảng 2.1 Hệ số sử dụng theo diện tích phòng lạnh
Trong đó Ett dung tích thực tế của buồng
Chọn kích thước kho lạnh:
TÍNH TOÁN CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM
3 1 Tính toán cho vách kho lạnh
Hệ số truyền nhiệt ở -20°C được xác định là k = 0,21 α1^1,3 (W/m²K), trong đó α1 là hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài với tường có chắn gió Hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng, sử dụng phương pháp đối lưu cưỡng bức, được ký hiệu là α2 và có giá trị là 9 (W/m²K).
Các lớp tường bao Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
Lớp vữa có lưới thép 0,01 0,86
3.1.1 Xác định chiều dày cách nhiệt:
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho bởi biểu thức: k = ❑ 1 Trong đó:
+ α1 = 23.3 W/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
+ α2 = 8 W/m 2 K : hệ số tỏa nhiệt của vách.
+ δi - bề dày của vật liệu làm tường (bảng 3.1).
+ λi - hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm vách (bảng 3.1).
Ta có bề dày cách nhiệt của vách là: δ cn =λ cn [ K 1 − ( α 1 1 + Σ δ λ i i + α 1 2 ) ]
= 0,195 (m) = 195 (mm) Để đảm bảo tốt cho cách nhiệt chọn chiều dày cách nhiệt là δ cn =¿ 230 (mm).
Ta có hệ số truyền nhiệt thực:
8Bảng 3.1 Thông số các lớp của vách
STT Các lớp tường bao Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
4 Lớp vữa có lưới thép 0,01 0,86
3.1.2 Kiểm tra đọng sương Để vách không đọng sương thì hệ số truyền nhiệt phải thỏa mãn điều kiện sau:
Kt < Ks Để an toàn thì Kt < 0,95 x Ks.
Với Ks = t 1−ts t1−t2 α1 Trong đó :
+ t1 - nhiệt độ không khí ngoài môi trường t1 = 40 0 C
+ t2 - nhiệt độ không khí trong kho lạnh t2 = -18 0 C
+ ts - nhiệt độ điểm đọng sương của không khí ngoài môi trường, 0 C.
Từ đồ thị Molier h-x tra t1 = 40 0 C; φ=¿ 74 => tS = 31,875
Kết luận: với cấu trúc bề dày lớp cách nhiệt của lớp cách nhiệt là 0,23 m là đảm bảo nhất.
3 2 Cách nhiệt, cách ẩm cho nền
Nền lửng được kết cấu:
STT Các lớp nền Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
5 Lớp vữa có lưới thép 0,02 0,88
6 Lớp cách nhiệt polyurethane cứng 0,041
Bảng 3.2 Thông số vật liệu cách nhiệt cho vách.
Bảng 3.3 Thông số các lớp của nền
3.2.1 Xác định bề dày lớp cách nhiệt
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho bởi biểu thức: k = ❑ 1 Trong đó:
+ α1 = 23.3 W/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
+ α2 = 7 W/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của nền
+ δi - bề dày của vật liệu làm nền (bảng 3.3).
+ λi - hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm nền (bảng 3.3).
+ Hệ số truyền nhiệt ở - 20 0 C là: k = 0,21
Ta có bề dày cách nhiệt của nền là: δ cn =λ cn [ K 1 − ( α 1 1 +Σ δ λ i i + α 1 2 ) ]
= 0,173 (m)= 173 (mm) Để đảm bảo tốt cho cách nhiệt chọn chiều dày cách nhiệt là δ cn =¿ 230 mm.
Ta có hệ số truyền nhiệt thực:
STT Các lớp nền Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
4 2 lớp bê tông cốt thép 0,3 1,5
5 Lớp vữa có lưới thép 0,02 0,88
6 Lớp cách nhiệt polyurethane cứng 0,23 0,041
Giống như trên, kiểm tra độ đọng sương, độ ẩm thì không bị đọng sương, đọng ẩm trên bề mặt kết cấu của nền.
3 3 Cách nhiệt, cách ẩm cho trần
Trần bằng bê tông cách nhiệt phía dưới có kết cấu
STT Các lớp trần Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
2 Lớp bê tông cốt thép 0,15 1,5
4 Lớp cách nhiệt bằng stiropo
5 Lớp vữa trát lưới thép 0,02 0,88
Ta có hệ số truyền nhiệt k cho bởi biểu thức: k = ❑ 1 Trong đó:
+ α1 = 23.3 W/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài (tường có chắn gió).
+ α2 = 7 W/m 2 K : hệ số cấp nhiệt của trần.
+ δi - bề dày của vật liệu làm trần (bảng 3.5).
+ λi - hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm trần (bảng 3.5).
+ Hệ số truyền nhiệt ở - 20 0 C là: k = 0,21
Ta có bề dày cách nhiệt của trần là: δ cn =λ cn [ K 1 − ( α 1 1 +Σ δ λ i i + α 1 2 ) ]
Bảng 3.4 Thông số vật liệu cách nhiệt cho nền
Bảng 3.5 Thông số các lớp của trần Để đảm bảo tốt cho cách nhiệt chọn chiều dày cách nhiệt là δ cn =¿ 230 mm.
Ta có hệ số truyền nhiệt thực:
STT Các lớp trần Chiều dày (m) Hệ số dẫn nhiệt λ (W/mK)
2 Lớp bê tông cốt thép 0,15 1,5
4 Lớp cách nhiệt bằng stiropo
5 Lớp vữa trát lưới thép 0,02 0,88
Giống như trên, kiểm tra độ đọng sương, độ ẩm thì không bị đọng sương, đọng ẩm trên bề mặt kết cấu của trần.
TÍNH TOÁN CÂN BẰNG NHIỆT
Tính toán nhiệt tải kho lạnh là quy trình xác định các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào kho lạnh Đây là dòng nhiệt tổn thất mà hệ thống làm lạnh cần phải xử lý để duy trì công suất và đảm bảo sự chênh lệch nhiệt độ ổn định giữa không gian lạnh và không khí xung quanh.
Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt
Bảng 3.6 Thông số vật liệu cách nhiệt cho trần
Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định bằng biểu thức:
Q1 - dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh.
Q2 - dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra.
Q3 - dòng nhiệt đi từ ngoài vào trong do thông gió phòng lạnh.
Q4 - dòng nhiệt từ các nguồn khác khi vận hành.
Q5 - dòng nhiệt tỏa ra khi sản phẩm hô hấp.
4.1 Tính toán dòng nhiệt tổn thất
4.1.1 Dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh
Tổn thất qua bao che của buồng lạnh:
Q1 = Qv + Qn +Qt + Qbx (W) Trong đó:
+ Q1 - dòng nhiệt qua kết cấu bao che.
+ Qv, Qn, Qt - dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ.
+ Qbx - dòng nhiệt tổn thất qua tường và trần do ảnh hưởng của bức xạ mặt trời.
Công thức tính toán tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần:
+ Q - dòng nhiệt tổn thất qua vách, nền và trần do chênh lệch nhiệt độ, W.
+ K - hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che, W/m 2 k.
+ F - diện tích bề mặt kết cấu bao che, m 2
+ t1 - nhiệt độ môi trường bên ngoài, 0 C.
4.1.1.1 Tổn thất nhiệt qua vách, nền và trần
Dòng nhiệt tổn thất qua vách:
Qvn = Kt1 ×2 × Fvn × ( t1 – t2 ) Trong đó: Kt1 = 0,18 (W/m 2 k)
+ Tổn thất nhiệt vách trước vách sau:
+ Tổng nhiệt của các vách:
Tổn thất nhiệt qua nền:
Qn = Kt2 ×Fn × ( t1 – t2 ) Trong đó:
Tổn thất nhiệt qua trần:
4.1.1.2 Dòng nhiệt do bức xạ mặt trời
+ Qbx - dòng nhiệt tổn thất qua tường và trần do bức xạ mặt trời.
+ Fbx - diện tích nhận bức xạ trực tiếp.
+ ∆ t 12 - hiệu nhiệt độ dư, đặc trưng ảnh hưởng bức xạ mặt trời.
Vậy tổng dòng nhiệt qua kết cấu bao che là:
4.1.2 Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra
Do sản phẩm cơm bơ được kết đông ở -45 0 C nên nhiệt lượng tỏa ra của sản phẩm và bao bì khi đưa vào kho bảo quản đông -18 0 C là không có.
4.1.3 Dòng nhiệt đi từ ngoài vào trong do thông gió phòng lạnh
Do kho bảo quan đông nên trong thiết kế không lắp đặt hệ thống thông gió.
4.1.4 Dòng nhiệt từ các nguồn khác khi vận hành
Dòng nhiệt từ các nguồn khác khi vận hành được tính bởi:
+ Q4 - tổng dòng nhiệt khi vận hành kho lạnh, W.
+ Q41 - dòng nhiệt do chiếu sáng, W.
+ Q42 - dòng nhiệt do người tỏa ra, W.
+ Q43 - dòng nhiệt do các động cơ điện, W.
+ Q44 - dòng nhiệt tổn thất khi mở cửa, W.
4.1.4.1 Dòng nhiệt do chiếu sáng
Dòng nhiệt do chiếu sáng xác định bởi:
+ A - công suất chiếu sáng riêng, với kho bảo quản A = 1,2 (W/m 2 ).
4.1.4.2 Dòng nhiệt do người tỏa ra
Dòng nhiệt do người tỏa ra xác định bởi:
+ 350 - nhiệt lượng lượng do một người thải ra khi làm việc nặng, W/người. + n - số người làm việc trong phòng, chọn n = 3 người.
4.1.4.3 Dòng nhiệt do các động cơ điện
Dòng nhiệt do các động cơ điện tỏa ra xác định bởi:
+ N - tổng công suất điện, phòng kết đông N = 8 kW;
+ φ hệ số hoạt động đồng thời, các động cơ hoạt động đồng thời φ=1.
4.1.4.4 Dòng nhiệt tổn thất khi mở cửa
Dòng nhiệt khi mở của được tính toán bởi biểu thức:
+ B - dòng nhiệt riêng khi mở của, B = 10 W/m 2 ;
Vậy tổng dòng nhiệt do vận hành kho là:
4.1.5 Dòng nhiệt do sản phẩm hô hấp
Do sản phẩm là cơm bơ nên sản phẩm không hô hấp, dòng nhiệt do hô hấp bằng không Q5 = 0 (W).
Như vậy dòng nhiệt tổn thất cho toàn bộ kho là:
4.2 Xác định tải nhiệt cho thiết bị và máy nén
Phụ tải nhiệt cho thiết bị và máy nén được xác định theo biểu thức dưới và lấy giá trị max tính được.
Theo tiêu chuẩn "Quy chuẩn thiết kế kho lạnh" của Nga, tổng công suất lạnh tối đa Q1max được tính bằng Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 (W) Tuy nhiên, phụ tải nhiệt cho máy nén chỉ nên lấy 80% Q1max đối với kho lạnh có nhiệt độ -20°C và 60% Q1max cho kho lạnh ở nhiệt độ 0°C Đối với việc bảo quản rau quả, có thể xem Q2 = 0.
Dòng nhiệt Q4 tính cho phụ tải máy nén là 100% với kho lạnh nhỏ, 90% đối với kho lớn và 80% với kho rất lớn.
Phụ tải nhiệt của thiết bị:
Năng xuất lạnh của máy nén:
+ K - hệ số lạnh tính đến tổn thất đường ống và thiệt bị của hệ thống lạnh. Lấy k = 1,058 ( dùng phương pháp nội suy trong tài liệu hdtk NĐL )
+ b - hệ số thời gian làm việc, chọn b= 0,9
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY NÉN
Chế độ làm việc của một hệ thống lạnh được đặc trưng bằng 4 nhiệt độ sau:
Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t0.
Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh tk.
Nhiệt độ quá lạnh của lỏng trước van tiết lưu tql.
Nhiệt độ hơi hút về máy nén ( nhiệt độ quá nhiệt ) tqn.
5.1.1 Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh t 0
Phụ thuộc vào nhiệt độ buồng lạnh.
Nhiệt độ sôi của môi chất lạnh được dùng để tính toán thiết kế có thể lấy như sau: t0 = tb - ∆ t0
Trong đó: tb - là nhiệt độ kho lạnh tb = -18 0 C
t0 - là hiệu nhiệt độ yêu cầu Ngày nay hiệu nhiệt độ tối ưu được coi là
5.1.2 Nhiệt độ ngưng tụ của môi chất lạnh
Nhiệt độ ngưng tụ của hơi môi chất lạnh phụ thuộc vào môi trường làm mát của thiết bị ngưng tụ.
Thiết bị ngưng tụ trong hệ thống lạnh sử dụng nước làm tác nhân làm mát, lấy từ nguồn nước ngầm Nước này được xử lý và tuần hoàn trong một hệ thống khép kín qua tháp giải nhiệt.
Nhiệt độ ngưng tụ được xác định theo biểu thức: tk = tw2 + tk, 0 C Trong đó:
+ tw2 - là nhiệt độ nước ra khỏi bình ngưng, 0 C;
+ tk - là hiệu nhiệt độ ngưng tụ yêu cầu, 0 C
Nhiệt độ nước đầu vào, đầu ra chênh lệch nhau (2 6) 0C phụ thuộc vào kiểu thiết bị ngưng tụ. tw2 = tw1 + (2 6) 0 C.
Với tw1 là nhiệt độ nước vào bình ngưng.
Thiết bị ngưng tụ trong cụm máy là thiết bị ngưng tụ ống chùm vỏ bọc nằm ngang nên chọn tw = 5k
Nhiệt độ nước vào bình ngưng phụ thuộc vào điều kiện môi trường. tw1 = tư + ( 3 5) 0 C.
Với tư: là nhiệt độ bầu ướt, tư5 0 C
Vậy ta có: tw1 = 38 o C. tw2 8+ 5 = 43 o C. tk = 43 +5= 48 o C.
5.2 Xây dựng chu trình: Chọn chu trình máy nén hơi 1 cấp
5.3 Tính toán chu trình lạnh
Với t0 = -28 0 C, tk = 48 0 C tra đồ thị lgp-h của R22 ta có các thông số:
Thông số Nhiệt độ oC Áp suất bar
Năng suất lạnh riêng khối lượng:
Năng suất lạnh của 1 kg môi chất lạnh lỏng được xác định tại áp suất và nhiệt độ cao, sau khi trải qua quá trình van tiết lưu và bay hơi hoàn toàn trong thiết bị bay hơi, chuyển hóa thành hơi bão hòa khô ở nhiệt độ và áp suất tương ứng.
Trong đó : h1- là Entapi của hơi (bão hoà ) sau khi ra khỏi dàn lạnh. h4 - là Entapi của môi chất sau khi qua van tiết lưu.
Năng xuất khối lượng thực tế của máy nén ( lưu lượng môi chất nén qua máy nén): mtt = Q 0 q 0
Năng suất thể tích thực tế của máy nén:
Hệ số cấp của máy nén:
Công nén riêng: l = h2 – h1 = 460 – 400 = 60 (kJ/kg)
Thể tính hút lý thuyết của máy nén:
Ta có: Ns = mtt × (h2 – h1) (kW)
Là công nén thực do quá trình nén lệch khỏi quá trình nén đoạn nhiệt lý thuyết.
i : Là hiệu suất chỉ thị
Trong đó: b - là hệ số thực nghiệm b = 0.001;
w - là hệ số tổn thất không thấy được w = T k
Công suất ma sát trong máy nén được tạo ra bởi sự ma sát giữa các chi tiết chuyển động Mức độ công suất này phụ thuộc vào kích thước và chế độ hoạt động của máy.
Ta có: Nms =Vtt × Pms (kW)
Pms với máy nén freôn ngược dòng thì
Công nén là loại công được tính toán dựa trên tổn thất ma sát của các bộ phận trong máy nén như pittông, xi lanh, tay biên, trục khuỷu và ắc pittông Đây là giá trị công thực tế được đo trên trục khuỷu của máy nén.
Ta có: Ne = Ni + Nms (kW)
Công suất điện Nel là giá trị công suất được ghi trên bảng đấu điện, bao gồm các yếu tố như tổn thất truyền động, khớp, đai và hiệu suất chính của động cơ điện.
Ta có: td el e el
+ td - là hiệu suất truyền động đai ,ở đây ta dùng máy nén bán kín nên td
= 0.95 + el - là hiệu suất động cơ el = 0.8 0.95.
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống lạnh, công suất của động cơ lắp đặt cần phải lớn hơn công suất của động cơ điện.
Ta có: Nđ/c = (1.1 2.1 ) × Nel (kW)
Chọn hệ số an toàn là 1.5
Hệ số lạnh của chu trình:
+ Hệ số lạnh lý thuyết: ε = q0/l = 140/60 = 2,33+ Hệ số lạnh hữu ích: ε e = Q0/Ne = 19,9839/12,8443 = 1,556 + Hệ số lạnh thực: ε t = Q0/Nel = 19,9839/15,9= 1,257
Phụ tải nhiệt dàn ngưng:
Vậy chọn máy nén Mycom 1 cấp, môi chất R22.
TÍNH TOÁN CHỌN THIẾT BỊ
Thiết bị ngưng tụ
Thiết bị ngưng tụ là một loại thiết bị trao đổi nhiệt, có chức năng thải nhiệt ngưng tụ của môi chất lạnh ra môi trường làm mát như nước hoặc không khí.
Thiết bị ngưng tụ được lắp đặt giữa máy nén và van tiết lưu trong hệ thống lạnh, có vai trò quan trọng trong quá trình chuyển đổi Hơi gas có áp suất và nhiệt độ cao từ máy nén sẽ đi qua thiết bị ngưng tụ, nơi nó sẽ được ngưng tụ hoàn toàn thành dạng lỏng.
Theo các dữ kiện tính toán được ở phần trên ta có:
- Phụ tải nhiệt thiết bị ngưng tụ Qk = 31,47 (kW).
- Nhiệt độ ngưng tụ: tkH 0 C.
- Nhiệt độ nước vào làm mát: tw1 = 38 o C
- Nhiệt độ nước ra khỏi thiết bị ngưng tụ: tw2 = 43 o C.
Từ công thức Qk = k × F × ttb (W)
ttb-Là hiệu nhiệt độ trung bình logarit.
Nên: ttb = t max−t min ln(t max/t min) = ln 10 ( 10 − 5 / 5 ) = 7,1 (K)
Với thiết bị ngưng tụ ống chùm vỏ bọc nằm ngang ta có k - Là hệ số truyền nhiệt, k = 700 W/m 2 k
Mật độ dòng nhiệt (phụ tải nhiệt): qF= k × ttb = 700 × 7.1= 4970 (W/m 2 )
Có thể tính được diện tích trao đổi nhiệt cần thiết.
Chọn bình ngưng tụ ống chùm nằm ngang (bảng 8.4,I):
Diện tích bề mặt ngoài: 10 m 2 Đường kính ống vỏ: 325 mm
Tính chọn thiết bị bay hơi
Thiết bị bay hơi là một loại thiết bị trao đổi nhiệt, có chức năng tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ giữa môi chất lạnh lỏng sôi ở nhiệt độ thấp và môi trường cần làm lạnh, như không khí, nước hoặc nước muối.
Thiết bị bay hơi được lắp đặt giữa van tiết lưu và cửa hút vào máy nén, nơi mà môi chất lạnh sẽ chuyển hóa hoàn toàn thành hơi.
Để thiết kế và kiểm tra diện tích trao đổi nhiệt cho thiết bị bay hơi, cần tính toán dựa trên các thông số như tải nhiệt Q0, nhiệt độ và lưu lượng chất tải lạnh vào và ra, cũng như nhiệt độ bay hơi.
Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt:
+ Q0 - tải nhiệt lạnh của thiết bị bay hơi,
+ k- hệ số truyền nhiệt với môi chất R22, chọn giá trị k= 4(W/m 2 K) với dàn ống có cánh treo trần hai hàng.
Hình 6.1 Thiết bị bay hơi dạng quạt
+ t - hiệu nhiệt độ trung bình logarit giữa môi chất và chất tải lạnh Lấy t 10k.
Với F = 492,55 m 2 chọn loại tổ dàn hỗn hợp gồm 2 dàn CK 5 bước ống và CC
Ta có tổng diện tích của 1 tổ góp là
Số tổ dàn bay hơi cần chọn là n= F/FiI9,59/96,2=5.19Vậy chọn 6 dàn hỗn hợp gồm 12 dàn CK5 và 6 dàn CC 3000 loại 5 bước ống.
Tính toán chọn thiết bị phụ
Bình chứa cao áp được lắp đặt ngay sau thiết bị ngưng tụ, có chức năng chứa lỏng môi chất ở áp suất và nhiệt độ cao, giúp giải phóng bề mặt trao đổi nhiệt của thiết bị ngưng tụ Nó duy trì việc cấp lỏng liên tục cho van tiết lưu và được đặt dưới bình ngưng, được cân bằng áp suất thông qua các đường ống cân bằng hơi và lỏng.
Nó có tác dụng chứa toàn bộ lượng gas trong hệ thống khi cần sửa chữa bảo dưỡng.
Bình chứa cao áp nằm ngang môi chất R22 là một hình trụ nằm ngang, được thiết kế đảm bảo áp suất làm việc là 1.8 MPa.
Hình 6.2 Bình chứa cao áp
3 Đường vào cảu lỏng cao áp từ thiết bị ngưng tụ.
4 Đường cân bằng với thiết bị ngưng tụ.
5 Đường ra của lỏng cao áp ở phía trên hoặc dưới bình.
6 Ông thủy sáng chỉ mức lỏng trong bình chứa.
Theo quy định an toàn, bình chứa cao áp phải có khả năng chứa 30% thể tích toàn bộ hệ thống dàn bay hơi trong hệ thống lạnh có bơm cấp môi chất lỏng từ trên và 60% thể tích dàn trong hệ thống lạnh cấp lỏng từ dưới lên Trong quá trình vận hành, mức lỏng trong bình chứa cao áp chỉ được phép chiếm 50% thể tích của bình.
Chọn hệ thống cấp lỏng từ dưới lên trên được biểu thức
+ Vca - thể tích bình chứa cao áp
+ Vd - thể tích hệ thống bay hơi
Để bảo vệ máy nén khỏi hiện tượng ngập lỏng gây hư hỏng, cần lắp đặt bình tách lỏng trên đường hơi hút vào máy nén Bình tách lỏng có chức năng tách các giọt hơi ẩm còn sót lại trong dòng hơi trước khi chúng vào máy nén, giúp duy trì hiệu suất hoạt động và độ bền của thiết bị.
Các bình tách lỏng làm việc theo nguyên tắc tương tự như bình tách dầu, bao gồm:
Khi giảm đột ngột tốc độ dòng hơi từ cao xuống thấp, các giọt lỏng sẽ mất động năng và rơi xuống đáy bình.
Thay đổi hướng chuyển động của dòng môi chất một cách đột ngột là điều cần thiết Dòng môi chất được đưa vào bình không theo phương thẳng, mà thường được dẫn hướng theo một góc nhất định.
Sử dụng các tấm chắn để ngăn chặn giọt lỏng là một phương pháp hiệu quả Khi dòng môi chất di chuyển và va chạm với các vách chắn, các giọt lỏng sẽ mất đi động năng và rơi xuống.
Kết hợp tách lỏng hồi nhiệt, hơi môi chất khi trao đổi nhiệt sẽ bốc hơi hoàn toàn
Hình 6.3 Hồi nhiệt – tách lỏng
Chọn bình tách lỏng kết hợp ống xoắn hồi nhiệt 125-OҖ r :
Giải nhiệt toàn bộ loại nhiệt do môi chất lạnh ngưng tụ nhả ra Lượng nhiệt này thải ra môi trường nhờ chất tải nhiệt trung gian là nước.
7- Đường nước lạnh cấp để làm mát bình ngưng.
11- Đường cấp nước và van phao.
12,13 – Đường nước nóng từ bình ngưng ra đưa vào dàn phun để làm mát xuống nhờ không khí đi ngược từ dưới lên.
Nước nóng từ bình ngưng và nước làm mát máy nén được dẫn vào dàn phun nước để giải nhiệt nhờ không khí đi từ dưới lên, tạo ra chuyển động cưỡng bức nhờ động cơ quạt gió Sau khi rơi xuống bể, nước sẽ theo đường 7 vào thiết bị ngưng tụ để làm mát máy nén Van phao đóng vai trò khởi động động cơ bơm nước cấp cho tháp khi mực nước thấp hơn mức cho phép.
Tính chọn tháp giải nhiệt
4,18 = 27103.35 (kCal/h) Theo tiêu chuẩn CTI: 1 ton nhiệt = 3900 kCal/h
Suy ra Qk = 27103.35 3900 =6,95 (ton nhiệt)
Tính lưu lượng cần thiết
Lượng nước tuần hoàn được xác định theo biểu thức:
+ Qk : Nhiệt thải ra khỏi bình ngưng;
+ C : Nhiệt dung riêng của nước : C = 4,186 kj/kg;
+ ρ: Khối lượng riêng của nước = 1000 kg/ m 3
= 1,504.10 -3 (m 3 /s) = 5,413 (m 3 /h)Chon tháp giải nhiệt FRK8:
+ Đường kính ống nối nước vào: 40mm
+ Đường kính ống nối nước ra: 40mm
+ Đường kính ống van phao: 15mm
+ Lưu lượng quạt gió: 70 m 3 /ph
+ Đường kính quạt gió: 530mm
+ Khối lượng khi vận hành (có nước): 130kg
+ Độ ồn của quạt: 46dB
6.3.4 Tính chọn đường ông Freon
Việc chọn đường kính ống là một bài toán tối ưu tương tự như thiết kế thiết bị trao đổi nhiệt hay lựa chọn chiều dày cách nhiệt cho buồng lạnh Đường kính ống lớn giúp giảm tổn thất áp suất nhưng lại làm tăng chi phí Do tính phức tạp của các yếu tố ảnh hưởng, người thiết kế thường dựa vào kinh nghiệm để chọn đường kính ống Bằng cách sử dụng các số liệu ban đầu như tốc độ cho phép của môi chất, lưu lượng và khối lượng riêng, ta có thể tính toán hoặc tham khảo bảng, đồ thị để xác định giá trị thích hợp cho đường kính ống.
+ Hình 10-1[298,I] biểu diễn sự phụ thuộc của đường kính trong của ống vào năng suất lạnh Qo theo hãng DANFOSS Đan Mạch
+ Với Qo = 19,984kW, dựa vào đồ thị ta chọn được các đường kính ống:
+ Đường kính ống hút hơi: 42mm
+ Đường kính ống đẩy hơi: 25mm
+ Đường kính ống dẫn lỏng: 18 mm
Van một chiều được lắp đặt trên đường ống dẫn của máy nén và thiết bị ngưng tụ, nhằm ngăn chặn dòng môi chất từ thiết bị ngưng tụ chảy ngược trở lại máy nén khi máy dừng hoạt động.
Van an toàn được lắp đặt trên các thiết bị cao áp và chứa nhiều chất lỏng, nhằm mục đích bảo vệ khi áp suất vượt quá mức quy định Khi đó, van sẽ xả áp suất thừa về thiết bị áp suất thấp hoặc trực tiếp ra không khí.
Van tiết lưu nhiệt cân bằng trong bố trí trước dàn bay hơi để điều chỉnh lượng lỏng cung cấp cho dàn.
Van khoá được lắp ở thiết bị (đầu vào và ra).
Hình 6.5 Các loại van chặn
Hình 6.6: Van tiết lưu của hãng DANFOSS
Bơm nước đóng vai trò quan trọng trong việc tuần hoàn nước giải nhiệt, cung cấp cho dàn ngưng để thực hiện quá trình ngưng tụ Sau khi nhận nhiệt từ môi chất lạnh, nước sẽ quay trở lại tháp giải nhiệt để được làm mát.
Bảo quản lạnh trong sản xuất và chế biến thực phẩm là yếu tố quan trọng giúp kéo dài thời gian bảo quản, điều hòa và dự trữ nguyên liệu, đồng thời mở rộng thời vụ sản xuất cho doanh nghiệp Vì vậy, việc xây dựng kho lạnh trở thành nhu cầu thiết yếu và cần thiết.
Để đạt hiệu quả kinh tế cao trong việc xây dựng kho lạnh, việc xác định chính xác nhiệt tải là rất quan trọng trong quá trình thiết kế Nhiệt tải chính là cơ sở để lựa chọn các thiết bị phù hợp Nếu kết quả tính toán nhiệt tải thấp hơn thực tế, sẽ dẫn đến sự không hiệu quả về kinh tế.
Do kiến thức thực tế còn hạn chế, việc tính toán và thiết kế thường gặp phải những thiếu sót Em rất mong nhận được sự chỉ bảo từ quý thầy cô để cải thiện và hoàn thiện đồ án của mình.