Đề tài Thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả với dung tích 500 tấn
ĐỀ TÀI
"Thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả
với dung tích 500 tấn"
Giáo viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
: Nguyễn Ngọc Quý
: Hoàng Văn Hưng
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................3
CHƯƠNG I......................................................................................................5
CHƯƠNG II ....................................................................................................7
CHƯƠNG III.................................................................................................15
CHƯƠNG IV .................................................................................................55
CHƯƠNG V...................................................................................................61
CHƯƠNG VI .................................................................................................62
CHƯƠNG 7....................................................................................................64
LỜI KẾT ........................................................................................................74
1
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
2
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
LỜI NÓI ĐẦU
Trong những năm qua kỹ thuật lạnh đã có những thay đổi quan trọng
trên thế giới và ở cả Việt Nam ta. Nó thực sự đã đi sâu vào hết các ngành kinh
tế đang phát triển nhanh và hỗ trợ tích cực cho các ngành đó. Đặc biệt là
ngành công nghệ thực phẩm, biến bảo quản thịt cá, rau quả...
Ngày nay trình độ khoa học kỹ thuật phát triển rất nhanh. Những thành
tựu về khoa học kỹ thuật đã được ứng dụng rộng rãi vào trong các ngành công
nghiệp cũng như nông nghiệp. Do đó năng suất lao động ngày càng tăng, sản
phẩm làm ra ngày càng nhiều mà nhu cầu tiêu dùng còn hạn chế dẫn đến sản
phẩm dư thừa. Để tiêu thụ hết những sản phẩm dư thừa đó thì người ta phải
chế biến và bảo quản nó bằng cách làm lạnh đông để xuất khẩu. Nhưng nước
ta hiện nay còn rất ít những kho lạnh bảo quản, không đáp ứng đủ nhu cầu.
Trước tình hình đó với những kiến thức đã học và cùng với sự hướng
dẫn tận tình của thầy giáo Nguyễn Ngọc Quý và toàn thể các thầy cô trong bộ
môn: "Kỹ thuật Nhiệt" (trường Cao đẳng công nghiệp Hà Nội) em xin làm đồ
án tốt nghiệp với để tài "Thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả với dung tích
500 tấn" được đặt tại Đà Lạt.
Đề tài của em được chia ra làm các phần như sau:
Chương I: Nêu ý nghĩa của kỹ thuật lạnh ứng dụng trong kho bảo quản
rau quả:
Chương II: Lựa chọn phương án thiết kế và bố trí mặt bằng kho lạnh
Chương III: Tính nhiệt
Chương IV: Tính chọn máy nén
Chương V: Tính chọn dàn bay hơi
Chương VI: Tính chọn bình ngưng
Chương VI: Tính chọn thiết bị phụ
Chương VIII: Thiết lập sơ đồ mạch điện và sơ đồ hệ thống và thuyết
minh mạch.
3
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Nguyễn Ngọc Quý và các thầy
giáo trong bộ môn Kỹ thuật Nhiệt đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án này trong
thời gian sớm nhất.
Tuy nhiên bằng những kiến thức đã học và kinh nghiệm thực tế cùng
với thời gian còn hạn hẹp, đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót.
Em kính mong các thầy cô và các bạn đọc đóng góp ý kiến để em hoàn thành
đồ án tốt nhất !
Hà Nội, ngày 5 tháng 10 năm 2004
Học sinh
Hoàng Văn Hưng
4
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
CHƯƠNG I
CÁC THÔNG SỐ VỀ KHÍ TƯỢNG VÀ Ý NGHĨA KỸ THUẬT
LẠNH ỨNG DỤNG TRONG KHO BẢO QUẢN RAU QUẢ
I. VAI TRÒ NHIỆM VỤ VÀ Ý NGHĨA KỸ THUẬT LẠNH TRONG RAU QUẢ
1. Vai trò và nhiệm vụ
Việt Nam ta là một nước nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều, hình thành một
năm 4 mùa rõ rệt. Do vậy mà rất thích hợp cho thực vật phát triển mạnh mẽ.
Điều này đã tạo nên nguồn lợi rau quả ở nước ta trở nên vô cùng phong phú
và đa dạng như: xoài, táo, hoa, dưa hấu, xu hào, cải bắp...
Hiện nay người ta đưa rất nhiều giống rau quả vào trồng với giá trị cao
không những cho tiêu dùng trong nưóc mà còn xuất khẩu ra nước ngoài. Đặc
điểm của những loại rau quả nói trên mang tính chất mùa vụ. Do vậy muốn để
bảo quản rau quả tươi đượclâu đó là nhiệm vụ của ngành kỹ thuật lạnh.
2. Ý nghĩa kỹ thuật lạnh trong công nghiệp bảo quản thực phẩm ra
quả.
- Xuất phát từ những vai trò và nhiệm vụ hơn nữa Việt Nam ta nằm ở
vùng nhiệt đới gió mùa nóng ẩm, phần lớn các loại thực phẩm từ rau, quả,
thịt, cá.... chứa nhiều chất và cấu trúc phức tạp. Rau quả tươi thường bị thay
đổi về chất lượng, có thể bị thối, héo úa, hư hỏng... Làm giảm giá thành của
sản phẩm dưới tác dụng của môi trường xung quanh như nóng, ẩm, gió và vi
sinh vật hoạt động.
Vậy để hạn chế những thay đổi về mặt cấu trúc sinh học không tốt đối
với rau quả bằng cách hạ nhiệt độ của rau quả và tăng thêm độ ẩm của không
khí môi trường xung quanh. Vì ở nhiệt độ thất và độ ẩm cao thì những biến
đổi có hại cho rau quả sẽ bị kìm hãm làm cho quá trình đó lâu hơn, giữ được
5
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
cho hoa, rau quả tươi lâu hơn, chất lượng vẫn giữ nguyên về mùi vị cũng như
màu sắc.
Muốn làm được điều này thì ngày nay bằng các phương pháp làm lạnh
nhân tạo mà ngành kỹ thuật lãnh đã làm được và đó cũng là phương pháp đạt
hiệu quả cao trong trong những điều kiện nhiệt độ ở nước ta.
6
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
CHƯƠNG II
BỐ TRÍ MẶT BẰNG VÀ DUNG TÍCH KHO LẠNH
I. YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ MẶT BẰNG KHO LẠNH
* Yêu cầu chung đối với mặt bằng kho lạnh bảo quản
Quy hoạch mặt bằng là bố trí nơi sản xuất phù hợp với dây truyền công
nghệ, sản phẩm đi theo dây truyền không gặp nhau, không chồng chéo lên
nhau, đan xen lẫn nhau.
- Đảm bảo sự vận hành tiện lợi, rẻ tiền chi phí đầy tư thấp
- Phải đảm bảo kỹ thuật an toàn, chống cháy nổ
- Mặt bằng khi quy hoạch phải tính đến khả năng mở rộng phân xưởng
hoặc xí nghiệp.
Quy hoạch mặt bằng kho bảo quản cần phải đảm bảo việc vận hành tiện
lợi, dẻ tiền: Cơ sở chính để giảm chi phí vận hành là làm giảm dòng nhiệt
xâm nhập vào kho, giảm thể tích và giảm dòng nhiệt, dòng nhiệt qua vách thì
cần giảm diện tích xung quanh. Vì trong các dạng hình học khối hình chữ
nhật có diện tích lớn nhất. Để giảm cần làm dạng hình lập phương khi đó
đứng về mặt sắp xếp hàng hoá thì không có lợi, do đó để giảm dòng nhiệt qua
vách cần hợp nhất các phòng lạnh thành một khối gọi là Block lạnh bởi vì
việc xây lắp phân tán các kho lạnh ra không những tăng tổn thất nhiệt qua
vách, còn làm tăng phân tán các kho lạnh ra còn làm tăng chi phí nguyên vật
liệu.
- Biện pháp để giảm dòng nhiệt xâm nhập vào kho bảo quản chúng ta
tìm cách ngăn chặn, khi chúng ta mở cửa kho bảo quản đối với những kho
tiếp xúc bên ngoài.
Pkk : Pkk
k
f
7
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Giả, dòng nhiệt xâm nhập khi mở cửa kho bảo quản thực hiện những
cách sau:
+ Dùng màng che chắn việc đi lại khó khăn trong khi làm việc.
+ Xây dựng hành lang đệm, nhấ đối với kho bảo quản lớn.
+ Làm màng gió để chắn (quạt đặt trên cửa) công tắc quạt gắn liền với
cánh cửa, khi cửa mở thì quạt chạy, ngược lại khi đóng quạt dừng.
+ Quy hoạch phải tính đến đặc điểm của hệ thống lạnh
Hệ thống lạnh kho bảo quản lạnh nhiệt để không khí là 00C
Nền kho phải tiếp xúc với mặt đất sau một thời gian dài làm cho nền
kho hạ thất nhiệt độ xuống. Khi nền hạ xuống nhiệt độ 00C thì có hiện tượng
nước trong đất đóng băng.
Nền kho về mặt vật lý khi đạt 00C, nước trong nền đất đóng băng có
hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang rắn. Do đó nó sẽ hồi lên phá vỡ cấu trúc
xây dựng của kho. Vậy để tránh hiện tượng này ta làm như sau:
+ Không bố trí kho bảo quản có nhiệt độ thấp sát mặt đất, khi có điều
kiện nên bố trí trên cao.
+ Nền kho xây các ống thông gió đường kính 200 300mm, được xây
dựng cách nhau 15 .15(m) tạo điều kiện cho không khí tuần hoàn qua hệ
thống này làm cho nền đất có nhiệt độ nền đất không thay đổi.
+ Ở nước ta thường xảy ra lũ lụt cho nên các kho bảo quản thường
được xây lắp cao hơn mặt đất, do vậy khoảng trống dưới nền kho chính là
khoảng thông gió.
II. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI PHÒNG MÁY
- Phòng máy là khu vực hết sức quan trọng của xí nghiệp . Do đó nó
cần đạt các yêu cầu sau:
8
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
- Phòng máy và tổ hợp máy không được làm liền với móng tường và
các kết cấy xây dựng khác.
- Khoảng cách giưac các tổ hợp máy phải được đảm bảo lớn hơn 1(m)
và giữa tổ hợp máy với tường không nhỏ hơn 0,8 (m).
- Phòng máy phải cú 2 cửa riêng biệt cách xa nhau. Trong đó ít nhất
phải có một cửa thông với bên ngoài.
- Phòng máy và các thiết bị phải có hệ thống thông gió, phải đảm bảo
thay đổi không khí 3 lần/ ngày. Hệ thống gió phải đảm bảo lưu lượng không
khí thay đổi 7 lần/ ngày.
- Phòng máy và thiết bị phải được trang bị phương tiện phòng chống
cháy nổ và an toàn điện.
III. PHÂN TLOẠI KHO LẠNH
1. Đặc điểm kho lạnh
Theo đề tài của em thì kho lạnh của em là kho lạnh bảo quản lạnh rau
quả tươi với nhiệt độ 00C.
sản phẩm ở đây đã được sơ chế, bao gói, đóng hộp đã được gia lạnh ở
nơi khác đưa đến bảo quản. Hơn nữa kho lạnh của em là kho lạnh phân phối.
Thường dùng cho các trung tâm thành phố, các khu công nghiệp để
bảo quản các thực phẩm trong mùa thu hoạc phân phối điều hoà cho cả năm.
Phần lớn các sản phẩm đưa đến đây được gia lạnh chế biến ở nơi khác
đưa đến để bảo quản.
Dung tích của kho lạnh rất lớn từ 30t 3500t
2. Phân loại buồng lạnh
+ Buồng bảo quản lạnh
- Buồng bảo quản lạnh thường có nhiệt độ -1,500C
9
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Với độ ẩm tương đối từ 90 95% các sản phẩm bảo quản như thịt cá,
rau quả có thể được đóng trong các bao bì đặt lên giá kho lạnh
- Buồng lạnh được trang bị các dàn lạnh không khí kiểu gắn tường treo
trên trần đối lưu không khí tự nhiên hoặc cưỡng bức bằng quạt.
+ Buồng tiếp nhận:
- Buồng tiếp nhận sản phẩm trược khi đưa đến được kiểm tra, cân đo
đong đếm và phân loại sản phẩm.
- Nếu như trong xí nghiệp lạnh thì buồng tiếp nhận cũng giống như
buồng chất tải và thái tải về đặc điểm.
IV. XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG VÀ KÍCH THƯỚC KHO LẠNH
- Dung tích kho lạnh là đại lượng cơ bản cần thiết để xác định số lượng
buồng lạnh. Dung tích kho lạnh là lượng hàng được bảo quản đồng thời lớn
nhất trong kho. Số lượng và kích thước buồng lạnh phụ thuộc vào các loại
hàng được bảo quản trong kho, đặc điểm kho lạnh.
1. Dung tích kho lạnh
Dung tích kho lạnh được xác định theo biểu thức:
E = V.gV(TL1)
Trong đó:
E: dung tích kho lạnh: t E = 500t (theo đề tài cho)
V: thể tích kho lạnh (m3)
gV: định mức chất tải thể tích t/m3;
gV = 0,35 (t/m2) TT2 - TK - HTL (Nguyễn Xuân Tiên)
500
Vậy: V ꢀ
=14281572 (m3)
0,35
2. Diện tích chất tải
10
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Diện tích chất tải được xác định qua thể tích buồng lạnh và chiều cao
chất tải.
V
h
F ꢀ
F: Diện tích chất tải; m2
h: chiều cao chất tải (m)
Chiều cao chất tải là chiều cao lô hàng chất trong kho. Chiều cao này
phụ thuộc vào phương pháp bốc dỡ, bao bì đựng hàng nó có thể được xác
định bằng chiều cao buồng lạnh trừ đi phần lắp đặt dàn lạnh và không gian
cần thiết để nâng và dỡ hàng. Với kho lạnh một tầng chọn h = 6 (m) khi đó
chiều cao chất tải là 5(m).
Vậy
3. Tải trọng đặt trên nền:
gF = gV.h = 0,35.5 = 1,75 t/m2
phù hợp với tải trọng cho phép
4. Diện tích lạnh dần xây dựng
Ta có Ft =
Trong đó:
Ft: Diện tích lạnh cần xây dựng (m2)
F: Hệ số sử dụng diện tích các buồng, được tính cho cả đường đi và
diện tích giữa các lô hàng.
Theo bảng 2-4 (TL1) chọn F = 0,75
Vậy
5. Xác định số buồng lạnh cần xây dựng
Ta có:
Ft
Z ꢀ
f
11
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Trong đó:
f: diện tích lạnh quy chuẩn đã chọn f = 72(m2)
Vậy
Ft
f
380,9525
72
Z =
ꢀ
= 5,26 buồng
Chọn Z = 6 buồng
6. Vậy diện tích thực tế khi lạnh cần xây dựng là:
Ftt = 6.72 = 432 (m2)
Dung tích thực tế kho lạnh
6
Ett = 500
= 517,43 (t). (TL1)
5,25
Để có hướng mở rộng kho lên gấp đôi tôi chọn mặt bằng xây dựng kho
là: Có một hành lang rộng 6(m) ở giữa hành lang xây dựng một bức tường
mỏng có một cửa lớn được kéo ra để cho xe cơ giới bốc xếo hàng hoá.
Vì kho lạnh của em là kho bảo quản lạnh rau quả do vậy để thuận tiện
chi việc xây dựng và giảm chi phí em sẽ gộp 6 buồng lạnh lại thành 3 buồng
(buồng 1 và buồng 2 dùng để bảo quản lạnh lại thành 3 buồng số 3 dùng để
bảo quản rau:
V: QUY HOẠCH MẶT BẰNG KHO LẠNH
Quy hoạch và những nơi phụ trợ với dây truyền công nghệ. Để đạt
được mục đích đó cần phải tuân thủ yêu cầu sau:
- Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây truyền công nghệ sản
phẩm đi theo dây truyền không gặp nhau, không đan chéo nhau, các cửa ra
vào cửa buồng phải quay ra hành lang.
Cũng cơ thể không dùng hành lang nhưng sản phẩm theo dây truyền
không được gặp nhau.
12
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
- Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư nhỏ nhất. Cần sử dụng rộng rãi
các điều kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích lạnh phụ trợ
nhưng vẫn đảm bảo tiện nghi.
Giảm công suất thiết bị đến múi thấp nhất. Giảm công suất thiết bị thấp
nhất.
- Quy hoach mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và dẻ tiền.
- Quy hoạch phải đảm bảo lối đi lại thuận tiện cho việc bốc xếp thủ
công hay cơ giới thiết kế.
Chiều rộng kho lạnh một tầng không quá 40(m)
Chiều rộng kho lạnh một tầng phù hợp với khoảng vượt lớn nhất là 12
(m)
Chiều dài của kho lạnh có đường sắt nên chọn có thể chứa được 5 toàn
tầu bơi xếp cùng lúc.
Kho lạnh có dung tích đến 600t không cần bố trí đường sắt chỉ cần một
sân bốc dỡ ô tô dọc theo chiều dài kho
Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che, các kho lạnh cùng nhiệt độ
nhóm vào một khối.
- Mặt bằng của kho lạnh phải phù hợp với hệ thống đã chọn. Điều này
rất quan trọng với kho lạnh một tầng vì không phải luôn luôn đưa được môi
chất lạnh từ các thiết bị lạnh do đó phải chuyển sang soư đồ lớn hơn với việc
cấp lỏng từ dưới lên.
- Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuậtm an toàn phòng cháy chữa
cháy. Khi thiết kế phải tính thêm khả năng mở rộng kho lạnh.
13
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
TRẠM BIẾN
12
x
x
x
Khu sinh
hoạt
Phòng máy
bả
I
II
III
Phòng
hành chính
x
x
x
Hành lan
Phòng phụ
Mái hiên Hành lang
Đường ô tô
N
T
Đ
N
Sơ đồ mặt bằng kho lạnh bảo quản lạnh rau quả
14
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
CHƯƠNG III
TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁC ẨM KHO LẠNH VÀ TÍNH PHỤ TẢI
MÁY NÉN
I. CẤU TRÚC CÁCH NHIỆT VÀ CẤU TRÚC XÂY DỰNG KHO LẠNH
1. Mục đích của việc cách nhiệt phòng lạnh
Nhiệt độ tx, trong đó nhiệt độ môi trường (tf > tk) lạnh trong xí nghiệp
đông lạnh. Cấu trúc cách nhiệt chiếm từ 25 > 40% chi phí xây dựng xí nghiệp.
Do đó phải đặc biệt chú trọng đến việc lựa chọn cấu trúc cách nhiệt. Thiết kế
và thi công nếu cấu tạo của vách cách nhiệt là điểm cấu trúc xây dựng cách
nhiẹt không tốt thì nó không đảm bảo chế độ nhiệt và ẩm không đảm bảo theo
yêu cầu làm tăng sự khô ngót của sản phẩm, hư hỏng sản phẩm và tăng chi
phí sản xuất lạnh (tăng chi phí vận hành)
Do vậy việc cách nhiệt cho kho lạnh được xem xét và coi trong vấn đề
nà. Đặc biệt đối với những kho lạnh mà nhiệt độ trong phòng lạnh luôn luôn
phải duy trì ở nhiệt độ thấp. Do đó sự chênh lệch nhiệt độ như trên luôn luôn
xuất hiện một dòng nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào.
Đối với kho lạnh của chúng ta, mục đích xây dựng là làm giảm dòng
nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài kho, chỉ có bằng cách tăng R lên
R: Nhiệt trở vách (cản trở dòng nhiệt) muốn tăng dòng nhiệt trở vách
có nhiều cách nhưng tốt nhất là xây tường dày lên một cách phù hợp nhất lắp
đặt vật liệu cách nhiệt.
* Ý nghĩa
Việc nhiệt kho lạnh nó sẽ giảm bớt hiệu số nhiệt độ của bề mặt phía
trong kho và nhiệt độ của bề mặt phía trong kho và nhiệt độ không khí trong
kho
t = t2 - tk
Khi hiện nhiệt độ lớn sẽ làm tăng sự tuần hoàn của không khí gần vách,
sự tuần hoàn của không khí tăng lên làm tăng sự khô ngót của sản phẩm vào
mùa hè và ngược lại làm tăng sự quá lạnh của sản phẩm vào mùa đông.
15
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Để tránh hiện tượng khi sắo xếp sản phẩm vào trong kho lạnh không
được xếp sản phẩm vào sát vách kho. Từ những lý do trên ta thấy rằng việc
cách nhiệt cho kho là rất cần thiết
2. Mục đích của việc cách ẩm
Nhiệt độ của môi trường không khí xung quanh bao giờ cũng lớn hơn
nhiệt độ của không khí trong phòng lạnh cho nên độ ẩm (d = g/kgk3) của
không khí xung quanh lớn hơn phòng lạnh, kết quả phát sinh độ chênh độ
chứa ẩm.
d = dng - dn
hay là áp suất riêng phần của hơi nước sinh ra:
P = Pfh Pkh
Đây là nguyên nhân tạo ra môi trường ẩm trong vách kho. Sự chênh
lệch về áp suất hơi nước trong và ngoài kho lạnh, tạo nên dòng hơi nước
khuyếch tán qua vách kho vào trong phòng lạnh nó được đánh giá qua thông
số gọi là dòng ẩn
P ꢀ P
h1
h2
=
H
Trong đó:
Ph1: áp suất hơi nước bên ngoài
Ph2: áp suất hơi nước bên trong
H: trở lực dẫn ẩm m2sản phẩm/kg
Việc chấm dứt hoàn toàn dòng nhiệt ẩm đi qua vách khi mà luôn luôn
tồn tại t và P là điều không thể thực hiện được. Vì khi đó vách kho có trở
lực nhiệt trở và ẩm trở thì cơ thể giảm được dòng nhiệt ẩm.
Nếu để cho âm xâm nhập vào qua vách kho lạnh gây ra một số tác hại:
- Nó làm cho các vật liệu tham gia vào cấu trúc xây dựng kho lạnh, làm
cho nhanh ẩm ướt, mục nát
- Nó làm ẩm vật liệu cách nhiệt làm giảm khả năng cách nhiệt của vật
liệu
16
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
- Ẩm đi vào trong mang theo nhiệt làm tăng nhiệt tải của thiết bị lạnh
(tăng nhiệt tải của buồng) đồng thời nó làm tăng khả năng mất khối lượng của
sản phẩm (do chuyển pha lỏng hơi). Để khắc phục tác hại trên người ta cách
ẩm chi kho lạnh.
II. CẤU TRÚC CỦA CÁCH NHIỆT CÁCH ẨM
1. Cấu trúc cách nhiệt:
Cấu trúc cách nhiệt đảm bảo sự liên tục không tạo ra các cầu nhiệt hiện
tượng đột nhiệt. Đối với kho lạnh khi xây lắp cách nhiệt cho công trình không
nên để hở mép giữa các tấm cách nhiệt.
- Vị trí lắp đặt.
+ Đối với tường cách nhiệt đặt phía trong hay phía ngoài đều được.
Nhưng thông thường là lắp bên trong vách kho.
+ Đối với nền lắp dưới mặt nền.
+ Đối với trần thì lắp phía trên hay phía dưới đều được tuỳ thuộc vào
diện tích trần.
Theo đề tài của em thì em chọn cấu trúc cách nhiệt là polystirol cho
tương bao và tường ngăn từ trần, bê tông bọc cho nền kho.
2. Cấu trúc cách ẩm
- Về nguyên tắc thì cách ẩm lắp ở phía có độ ẩm cao. Khi lắp cấu trúc
cách nhiệt tôi dùng bitum và giấy dầu để cách ẩm cho tường, trần và nền.
III. PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG KHO BẢO QUẢN
Trong thực tế hiện nay có 2 phương pháp xây dựng kho thường sử
dụng đó là kho xây và kho lắp ghép.
- Kho xây: có ưu điểm là tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có tại
địa phương, các nguyên vật liệu sẵn có ở các xí nghiệp, giá thành rẻ, chi phí
đầu tư thấp. Tuy nhiên nó có nhược điểm là thời gian thi công kéo dàu cấu
trúc xây dựng phức tạp.
Qua sự cân đối giữa kho lắp ghép và kho xây, đối chiếu với tình hình
thực tế trong nước em chọn phương án xây dựng kho của em là kho xây.
17
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
1. Kết cấu xây dựng kho
Để giảm tổn thất lạnh cũng như đảm bảo tính an toàn và kinh tế cho
kho lạnh hoạt động trong thời gian dài thì kho lạnh được xây dựng thei kết
cấu như sau:
1.1. Móng và cột
Móng phải chịu được tải trọng của toàn bộ kết cấu xây dựng và hàng
hoá bảo quản. Bởi vậy móng phải kiên cố, vững chắc và lâu bền. Móng có thể
được làm theo kiểu sàn móng hoặc theo kiểu từng ô không liên tục. Khi đó
móng người ta phải chừa trước những lỗ để lắo cột chụi lực. Trong kho lạnh
một tầng sử dụng cột có tiết diện vuông (400 x 400)
1.2. Tường ngăn và tường bao
- Có rất nhiều phương án xây dựng tường bao và tường ngăn nhưng
phương pháp cổ điển nhất hiện nay vẫn phù hợp ở Việt Nam
- Tường gạch chịu lực có hai vữa trát 2 phía. Cách nhiệt ở phía trong
phòng lạnh. Trước khi cách nhiệt phủ lên một lớp bitum dày 2,5 3(mm) để
cách ẩm sau đó dán lớp cách nhiệt lên. Cách nhiệt có thể gán 2 lớp tránh cần
nhiệt. Cách nhiệt được cố định vào tường có thể cách nhiệt bằng gạch hoặc bê
tông bọt cách nhiệt.
1.3.Mái
Các kho lạnh có các tấm mái tiêu chuẩn đi kèm theo cột, xà tiêu chuẩn.
Mái của kho không được đọng và thấm nước.
Nếu mái có độ rộng lớn có thể làm mái dốc về một phía thường làm
dốc về 2 phía có độ nghiêng 2%, chống thấm nước bằng bitiem và giấy dầu.
Chống bức xạ bằng cách phủ lên trên một lớp sợi trắng kích thước 5015
(mm).
Đối với kho lạnh của em thiết kế ngoài việc bố trí như trên còn bố trí
thê mái lợp bằng pơlô xi măng hoặc bằng tô.
1.4. Nền
18
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
- Nhiệt độ phòng lạnh
- Tải trọng của kho hàng bảo quản
- Dung tích kho lạnh
Yêu cầu của nền là nền phải vững chắc, tuổi thọ cao và không thấm
nước vệ sinh sạch sẽ.
Theo tiêu chuẩn thì nền có nhiệt độ dương không cần cách nhiệt nếu
nền có nhiệt độ âm thì có nhiều thiết khác nhau.
Với kho lạnh của em là kho bảo quản lạnh rau quả có nhiệt độ 00C. Do
vậy mà nền của em không bố trí điện trở sởi nên.
1.5. Cửa kho lạnh
Cửa các kho lạnh có rất nhiều loại khác nhau, khoá cửa cũng vậy. Cửa
của kho lạnh cũng giống của tủ lạnh, cửa là tấm cách nhiệt, có bản kề tự động,
xung quanh cơ điện kién bằng caosu có bố trí nam châm để hút mạch cửa đảm
bảo độ kín khít và giảm tổn thất nhiệt.
Với kho lạnh của em cho xe nâng hạn bốc dỡ hàng hoá. Chọn cửa rộng
4m, cao 2,5(m) cửa bố trí bánh xe chuyển động trên thanh ray sát tường nên
đóng mở nhẹ nhàng tiết kiệm diện tích.
IV. Tính toán cách nhiệt và cách ẩm kho lạnh
1. Kết cấu tường bao
- Theo kinh nghiệm thực tế thì em chịn vách kho lạnh có kết cấu như
sau:
Bảng 1:
Hệ số khuyếch
Hệ số dẫn nhiệt
(/mk)
Bề dày
STT
Vật liệu
tán ẩm phụ g/mh
(m)
MPa
90
1
2
3
Vữa trát xi măng
Gạch đỏ
0,01
0,2
0,92
0,82
0,92
150
90
Vữa trát xi măng
0,01
19
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
4
5
6
Cách ẩm bitiem
0,005
0,01
0,18
0,047
0,92
0,86
7,5
90
Cách nhiệt palystirol
Vữa trát xi măng lưới thép
1.1. Biểu diễn kết cấu tường bao
1 2
|
3 4
| |
5
|
6
|
|
tf1
(H1)
tf2
Trong đó:
13: Lớp vữa xi măng
2: Lớp gạch ẩm bằng bitium
4: Lớp cách ẩm polytrol
6: Lớp vữa trát xi măng lưới thép
1.2. Xác định chiều dày lớp cách nhiệt tường bao
Chiều dày cách nhiệt của lớp vật liệu cách nhiệt được xác định từ
phương trình truyền nhiệt k:
Ta có:
1
K =
(TL1)
n
Si SCN
1
1
1
CN 2
i1
i
Suy ra
20
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
n
i
1
1
1
SCN =
; m TL1
CN
K
1
2
i1
i
Với: SCN: Chiều dày lớp cách nhiệt polystirol
CN : hệ số dẫn nhiệt của polystirol
K: hệ số truyền nhiệt qua tường bao, ứng với kho nhiệt độ 00C ta có:
K = 0,29/m2K (TL1)
1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài tường: 1 = 23,3 /m2 K(TL1)
2: Hệ số toả nhiệt bên trong tường đối với kho lạnh đối lưu cưỡng bức
2 = 9 /m2 K (TL1)
i: Bề dày của lớp vật liệu thứ i
i: hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i:
Theo kết cấu kể trên, dựa vào bảng 1 ta có chiều dày lớp cách nhiệt.
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
1
1
0,01 0,2 0,005
1
9
CN = 0,047
ꢀ
ꢀ 3
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
0,3
23,3
0,92 0,85 0,18
ꢀ
ꢀ
ꢀ
= 0,13 (m)
Vậy ra chọn chiều cách nhiệt là CN = 0,15 (m) 1 lớp 0,1 x 1 lớp 0,05
(m)
Vậy với CN = 0,15 thì khi đó hệ số truyền nhiệt thực tế là:
1
Kt =
= 274 (/m2K)
1
3.0,01
0,2
0,005 0,15
1
9
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
ꢀ
23,3 0,92 0,082 0,18 0,047
1.3. Kiểm tra đọng sương vách ngoài tường bao.
Theo bảng 1-1(TL1) thì nhiệt thì nhiệt độ trung bình tháng nóng nhất ở
Đà Lạt (lấy theo Pleiku) là tổng đài = 32,20C; độ ẩm 83%. Tra đồ thị h-x
(TL1) ta được ts = 270C. Nhiệt độ buồng lạnh t2 = 00C
Từ công thức
32,2ꢀ 27
ks = 0,95.23,3.
= 3,5745/m2K
32,2
21
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Với KS = 3.5745 /m2K > Kt = 0,274 /m2K. Ta thấy không có hiện
tượng đọng sương vách ngoài tường bao.
1.4. Kiểm tra đọng ẩm trong kết cấu bao che
Điều kiện để ẩm không đọng lại trong cơ cấu cách nhiệt là áp suất riêng
hơi nước thực tế luôn phải nhỏ hơn áp suất bão hoà hơi nước ở mọi điểm
trong cơ cấu cách nhiệt
Px < Phmax
+ Ta xác định Px:
Mật độ dòng qua mọi điểm trong vách là như nhau và bằng mật độ
dòng nhiệt qua tường bao vây ta có:
Mật độ dòng nhiệt qua tường bao là:
q = K.t = 0,274.(32,2 - 0) = 8,8228 (/m2) (TL1)
Mật độ dòng nhiệt qua vách thứ nhất là:
Ta có: q = q1 = 1(t1 - tf) (W/m)
q
8,8225
23,3
Vậy tf1 = t1 -
ꢀ 32,2ꢀ
ꢀ 31,820 C
ꢀ
2
Tương tự ta có:
1
1
0,01
tf2 = tf1 -q
tf3 = tf2 -q
= 31,82 - 8,8228
= 31,73 - 8,8228
= 31,730C
0,92
2
2
0,2
= 29,570C
0,82
ꢀ 3
0,01
tf4 = tf3 - q
ꢀ 29,57ꢀ 8,8228
ꢀ 29,470 C
ꢀ
0,92
3
n
n
0,005
0,18
tf5 = tf4 -q 4 n 29,47n 8,8228.
n 29,230 C
4
ꢀ
0,15
ꢀ 1,070 C
5
tf6 = tf5 - q
ꢀ 29,23ꢀ 8,8228
ꢀ
0,017
5
ꢀ
ꢀ
0,01
ꢀ 0,9750 C
6
tf7 = tf6 = q
ꢀ 1,07ꢀ 8,8228.
0,92
6
22
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
q
8,8228
9
t2 = tf7 -
ꢀ 0,975ꢀ
ꢀ ꢀ 0,0050 C
ꢀ
1
Ta có t = - 0,005 là sai số nhỏ nhất do chọn K1 = 0,274 /m2K
Theo bảng 7-10 (TL7) "Tính chất vật lý của không khí ẩm" Ta có bảng
áp suất cách.
Vách
Nhiệt độ t0C 31,82
P''x 4615
1
2
3
4
5
6
1,07
623
7
31,73
4583
29,57
4237
29,47
4219
29,23
4114
0,957
615
* Xác định phân áp suất thực của hơi nước
- Dòng hơi thẩm thấu qua kết cấu bao che
Ph1 Ph2
=
H
Với: Ph1: phân áp suất thực của hơi nước bên ngoài
Ph2: Phân áp suất thực của hơi nước bên trong
Ta có: nhiệt độ bên ngoài tổng đài = 32,20C độ ẩm Y = 83%
Ph1 = P''x (t=32,20C). (=83%) = 4867.0,83 = 4039,61 (Pa)
Với nhiệt độ bên trong t0 = 00C độ ẩm = 85%
Ph2 = P''x (t=00). (= 85%) = 603.0.85 = 512, 55 (Pa)
H: Hệ số trở kháng thấm hơi của kết cấu bao che
n
i
H =
(TL1)
i1
i
Vậy với kết cấu của tường bao ta có:
3.0,01 0,2 0,005 0,15
2
H
0,02805 m hMPa
90
105 0,86
7,5
4039,61 512,55
0,02805
6
2
=
.10 0,12574 g / m h.MPa
Vậy phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt các lớp vật lý
i
i
Ta có: Pi = Ph1 -
TL1
23
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
1
1
0,01
90
Vậy Px2 = Ph1 -
4039,6 0,12574
.106 4025,64
Pa
2
2 .106
0,2
Px3 - Px2 -
4025,64 0,12574.
.106 3786,13
Pa
105
3
3
0,01
90
Px4 - Px3 - .106 3786,13 0,12574
106 3772,16
Pa
4
4
0,005
0,86
Px5 = Px4 - .106 3772,16 0,12574
.106 3041,12
5
5
0,15
Px6 = Px5 - .106 304,12 0,12574
.106 526,32
Pa
Pa
7,5
6
0,01
90
Px7 = Px6 - .106 526,32 0,12574
.106 513,17
6
Như vậy không có hiệu tượng đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt vì toàn
bộ phần áp suất thực của hơi nước đều nhỏ hơn phân áp suất hơi nước bão
hoà.
2. Kết cấu xây dựng của trần kho lạnh
Theo kinh nghiệm thực tế thì em chọn trần kho có kết cấu như sau:
Thẻ số dãn
nhiệt
Hệ số khuếch
Chiều dày
(m)
ST
T
Tên vật liệu
tán ẩn phụ
U(g/m2HMPa)
(/m2K)
0,92
1
2
3
4
5
6
Lớp vữa xi măng
Lớp bê tông giằng
0,01
0,04
0,01
90
30
1,4
Lớp cách ẩm bitiem
Lớp cách nhiệt polystirol
Lớp bê tông có thấp
Lớp vữa trát xi măng
0,18
0,86
7,5
30
0,047
1,5
0,2
0,01
0,92
90
2.1. Biểu diễn kết cấu của trần
24
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
1
2
3
4
5
6
Hình vẽ:
1: Lớp vữa trát xi măng
2: Lớp bê tông giằng
3: Lớp cách ẩm
4: Lớp cách nhiệt polystirol
5: Lớp bê tông cốt thép
6: Lớp vữa trát xi măng
2.2. Chiều dày của lớp cách nhiệt:
- Chiều dày của lớp cách nhiệt được xác định từ phương trình truyền
nhiệt k
Ta có
1
k =
/m2K (TL1)
n
i CN
1
1
1
Trong đố:
CN 2
i1
i
CN: chiều dày lớp cách nhiệt bằng polystirol
CN: hệ số dẫn nhiệt của polystirol
k: hệ số truyền nhiệt qua trần kho, ứng với t = 00C ta có:
k = 0,29 /m2K (TL1)
1: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài mái kho
1 = 23,3 /m2K (TL1)
2: Hệ số toả nhiệt bề mặt ngoài mái kho
2 = 9 /m2K (TL1)
25
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
i: bề dầy của lớp vật liệu thứ i
i: Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i;
Theo kết cấu như trên dựa vào bảng 2 ta có chiều dàycủa lớp vật liệu
cách nhiệt như sau:
1
1
2.0,01 0,04 0,01 0,2 1
CN = 0,047
0,29
23,3 0,92
1,4
0,18 1,5 9
= 0,1439 0,15 (m)
Vậy ta chọn chiều dày lớp cách nhiệt là CN = 0,15 (m)
bằng 1 lớp 0,1(m) x 1 lớp 0,05(m)
Với CN = 0,15 (m) thì khi đó hệ số truyền nhiệt thực sẽ là
1
kt
1
2.0,01 0,04 0,01 0,2 0,15
1
23,3 0,92
= 0,2794 (/m2K)
2.3. Kiểm tra đọng sương bề mặt ngoài của trần
Tương tự như phần kiểm tra đọng sương đối với tường đối với trần ta
1,4
0,18 1,5 0,017 9
có:
t1 ts
t1 t2
32,2 27
32,2 0
ks 0,951
0,95 23,3.
3,5745/ m2 k
Với ks = 3,5745 /m2K > kt = 0,2794/m2K
Như vậy cũng không có hiện tượng đọng sương vách ngoài của trần.
2.4. Kiểm tra đọng ẩm trong cơ cấu cách nhiệt
Ta có mật độ dòng nhiệt qua cơ cấu cách nhiệt của trần là:
q = k.t = 0,2794. (32,2 - 0) = 8,9967 /m2 (TL1)
Mật độ dòng điện qua vách thứ nhất:
q
q = 1 (t1 - tf1) tf1 = f1 - (TL1)
1
8,9967
Vậy tf1 = 32,2 -
31,810 C
23,3
26
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Tương tự ta có:
1
1
0,01
0,92
tf2 = tf1 -q
31,81 8,9967
31,710 C
31,450 C
30,070 C
2
0,04
tf3 = tf2 -
q
31,71 8,9967
2
3
1,4
0,01
0,18
tf4 = tf3 -q
tf5 = tf4 -q
31,45 8,9967
30,07 8,9967
3
4
4
0,015
0,047
1,990 C
1,090 C
5
5
0,2
tf6 = tf5 -
q
1,990 C 8,9967
1,5
6
6
0,01
tf7 = tf6 -q
1,09 8,9967
0,990 C
0,92
q
8,9967
t2 = tf7 -
0,99
0,00960 C
2
9
Ta thấy t = -0,00960C là sai số rất nhỏ do kt = 0,2794 /m2K
Từ đồ thị tính toán tra bảng 7.10 "Tính chất vật lý của không khí ẩm"
(TL7) ta được phân áp suất bão hoà theo nhiệt độ sau:
Bảng áp suất hơi nước trần:
Vách
Nhiệt độ t0C 31,81
Phmax
1
2
3
4
5
6
7
31,71
31,45
30,7
1,99
1,09
0,99
4738,16 4710,54 4628,9 4434,34 714,4
667,31 662,28
* Xác định phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt
Dòng hơi ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che
Ph1 Ph2
=
(/m2) (TL1)
H
Trong đó:
Ph1: phân áp suất phía ngoài ứng với t = 32,20C, = 83%
Ta có: Ph1 = P''x (t = 32,2). (= 83%)
27
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
= 4848,64. 0,83 = 4024,37 (Pa)
Ph2: phân áp suất phía trong kho
Ph2 = P''x (t=00C). (= 850C) = 603.6,85 = 512,55 (Pa)
H: Hệ số trở kháng thăm hỏi của kết cấu bao che
n
i
2.0,01 0,04 0,01 0,2 0,15
H
i1 1
90
30
0,86 30
7,5
= 0,04399 (m2h MPa/g)
Ph1 Ph2
4024,37 512,55
0,04399
=
.106 0,07982(g / m2 k)
H
Vậy phân áp suất thực trên các bề mặt vật liệu như sau:
1
1
0,01
Ta có: Px2 = Ph1 -
4024,37 0,07982
.106 = 4015,5 (Pa)
90
2
2
0,04
Px3 = Px2 -
4015,5 0,07982.
106 3909,07
Pa
30
3
3
0,01
Px4 Px3
Px5 Px4
Px6 Px5
Px7 Px6
3909,07 0,07982
106 2306,423
Pa
8,6
4
4
0,15
2306,423 0,07982.
.106 710,43
Pa
7,5
5
5
0,2
710,43 0,07982
106 444,31
Pa
30
6
6
0,01
444,31 0,07982
106 435,38
Pa
00
Như vậy toàn bộ phân áp suất thực của hơi nước trên bề mặt vật liệu
đều nhỏ hơn phân áp suất bão hoà. Vậy không có hiện tượng đọng ấm trong
cơ cấu cách nhiệt.
3. Chiều dày cách nhiệt của nền kho lạnh
3.1. Kết cấu cách nhiệt nền kho lạnh
28
§å ¸n tèt nghiÖp
X©y dùng kho l¹nh
Bảng 3
Hệ số khuếch
Hệ dày vật liệu Hệ số dẫn nhiệt
STT
Tên vật liệu XD
âm phụ U
(m2hMPa)
30
(m)
/m2k
1
2
Lớp đá rắn
0,4
0,1
1,4
1,6
Lớp bê tông đệm
Lớp cách ẩm
30
3
4
0,005
0,18
0,15
1,3
bitiem
Lớp cách nhiệt
bằng bê tông bọt
Lớp bê tông răng
Lớp bê tông cứng
Nền xi măng nhẵn
244
5
6
7
0,03
0,02
0,01
1,6
1,4
30
30
90
0,92
7
6
5
4
3
2
1
3.1. Biểu diễn kết cấu của nền
1. Lớp đá răm
2. Lớp bê tông đệm
3. Lớp các ẩm bitiem
4. Lớp CN bê tông bọt
5. Lớp bê tông rằng
29
Tải về để xem bản đầy đủ
76 trang
06/09/2024
870
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đề tài Thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả với dung tích 500 tấn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- de_tai_thiet_ke_kho_lanh_bao_quan_rau_qua_voi_dung_tich_500.doc
