Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Tại các quốc gia có khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm như Việt Nam, điều kiện tự nhiên tạo điều kiện cho các loại thực vật, hoa màu và cây ăn trái phát triển đa dạng với nhiều chủng loại như xoài, táo, hoa, dưa hấu, xu hào, cải bắp. Tuy nhiên, các mặt hàng nông sản này có tính chất mùa vụ cao. Khi năng suất lao động và sản lượng thu hoạch tăng cao trong khi nhu cầu tiêu dùng nội địa tại thời điểm chính vụ có giới hạn, tình trạng dư thừa sản phẩm cục bộ thường xuyên xảy ra. Để giải quyết bài toán tiêu thụ, giảm tổn thất sau thu hoạch và nâng cao giá trị thương phẩm phục vụ tiêu dùng nội địa lẫn xuất khẩu, việc sơ chế và bảo quản lạnh nhân tạo là giải pháp kỹ thuật then chốt.

Tại thời điểm nghiên cứu (năm 2004), số lượng và quy mô kho lạnh bảo quản nông sản tại Việt Nam còn rất hạn chế, chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế của các vùng chuyên canh nông sản. Xuất phát từ thực trạng đó, tác giả Hoàng Văn Hưng (ngành Kỹ thuật Nhiệt, khóa K49, Trường Cao đẳng Công nghiệp Hà Nội) dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Nguyễn Ngọc Quý đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài: "Thiết kế kho lạnh bảo quản rau quả với dung tích 500 tấn" đặt tại địa bàn thành phố Đà Lạt.

Mục tiêu tổng quát của đồ án là thiết kế hoàn chỉnh hệ thống kho lạnh phân phối có dung tích 500 tấn, duy trì chế độ nhiệt độ $0^\circ\text{C}$ nhằm kìm hãm các biến đổi sinh hóa có hại, hạn chế vi sinh vật phát triển, giảm thiểu hiện tượng thối rữa, héo úa và khô ngót, đồng thời giữ nguyên màu sắc, mùi vị và phẩm chất của rau quả tươi.

Nhiệm vụ nghiên cứu được phân định thành 8 nội dung cụ thể:

  1. Xác định các thông số khí tượng và nêu ý nghĩa của kỹ thuật lạnh ứng dụng trong kho bảo quản rau quả.
  2. Lựa chọn phương án thiết kế và quy hoạch mặt bằng kho lạnh.
  3. Tính toán cách nhiệt, cách ẩm và xác định phụ tải nhiệt của máy nén.
  4. Tính toán và lựa chọn máy nén lạnh.
  5. Tính toán và lựa chọn dàn bay hơi.
  6. Tính toán và lựa chọn bình ngưng.
  7. Tính toán và lựa chọn các thiết bị phụ trong hệ thống lạnh.
  8. Thiết lập sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh, sơ đồ mạch điện điều khiển và thuyết minh nguyên lý vận hành.

Đối tượng nghiên cứu là kho lạnh bảo quản phân phối rau quả tươi quy mô 500 tấn cùng hệ thống lạnh nhiệt độ $0^\circ\text{C}$. Phạm vi không gian đặt tại Đà Lạt (thông số khí tượng tính toán ngoài trời được đối chiếu quy chuẩn theo trạm Pleiku). Phạm vi thời gian và cứ liệu tính toán hoàn thành vào tháng 10 năm 2004.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án ứng dụng hệ thống lý thuyết truyền nhiệt - truyền chất và nhiệt động lực học kỹ thuật chuyên ngành nhiệt lạnh, bao gồm:

  • Lý thuyết truyền nhiệt qua kết cấu bao che nhiều lớp: Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế ($K_t$), nhiệt trở của vách ($R$), tính toán chiều dày tối ưu của lớp vật liệu cách nhiệt ($\delta_{CN}$) nhằm hạn chế dòng nhiệt xâm nhập từ môi trường bên ngoài vào buồng lạnh.
  • Lý thuyết truyền ẩm và khuếch tán hơi nước: Đánh giá dòng hơi ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che dựa trên sự chênh lệch phân áp suất hơi nước giữa môi trường ngoài và không khí trong buồng lạnh ($P_f - P_k$). Kiểm tra điều kiện chống đọng sương trên bề mặt ngoài vách ($K_s > K_t$) và điều kiện chống đọng ẩm bên trong cấu trúc cách nhiệt ($P_x < P_{h\max}$).
  • Mô hình cân bằng nhiệt xác định phụ tải lạnh: Tính toán tổng tổn thất nhiệt $Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5$ để làm căn cứ chọn công suất máy nén và thiết bị trao đổi nhiệt.
  • Mô hình không khí ẩm trên đồ thị $h-x$: Tra cứu và xác định entanpy, độ chứa hơi và khối lượng riêng của không khí ở các trạng thái nhiệt độ, độ ẩm khác nhau.

Phương pháp nghiên cứu được triển khai bằng phương pháp tính toán giải tích kỹ thuật theo các tiêu chuẩn ngành nhiệt lạnh Việt Nam (dẫn chiếu qua các tài liệu chuyên khảo TL1 và TL7). Tác giả kết hợp phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa hai mô hình xây dựng phổ biến (kho xây gạch truyền thống và kho panel lắp ghép) để lựa chọn phương án tối ưu phù hợp với điều kiện vật liệu địa phương.

Nguồn dữ liệu tính toán bao gồm:

  • Số liệu khí tượng vùng Tây Nguyên (nhiệt độ tính toán mùa hè $t_{ng} = 32,2^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $\varphi = 83%$).
  • Bảng thông số vật lý của vật liệu xây dựng và cách nhiệt (hệ số dẫn nhiệt $\lambda$, hệ số khuếch tán ẩm $\mu$).
  • Bảng thông số nhiệt vật lý của rau quả và bao bì (entanpy rau quả $h_1 = 302\text{ kJ/kg}$ ở $8^\circ\text{C}$, $h_2 = 271,7\text{ kJ/kg}$ ở $0^\circ\text{C}$; nhiệt dung riêng bao bì carton $C_{bb} = 1,46\text{ kJ/kg}\cdot\text{K}$; nhiệt hô hấp của mận $q_n = 65\text{ W/t}$ ở $5^\circ\text{C}$, $q_{bq} = 21\text{ W/t}$ ở $0^\circ\text{C}$).

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Các thông số về khí tượng và ý nghĩa kỹ thuật lạnh ứng dụng trong kho bảo quản rau quả

Chương I làm rõ vai trò sinh học của việc hạ nhiệt độ và duy trì độ ẩm cao trong bảo quản nông sản. Tác giả phân tích đặc điểm cấu trúc phức tạp của rau, quả, thịt, cá và chỉ rõ các tác nhân gây suy giảm chất lượng như nhiệt độ môi trường, độ ẩm, gió và hoạt động của vi sinh vật. Kỹ thuật làm lạnh nhân tạo ở nhiệt độ $0^\circ\text{C}$ được chứng minh là phương pháp tối ưu để kìm hãm các biến đổi sinh hóa bất lợi mà vẫn bảo toàn giá trị cảm quan (mùi vị, màu sắc).

Chương II: Bố trí mặt bằng và dung tích kho lạnh

Chương II tập trung quy hoạch mặt bằng công nghệ và tính toán quy mô công trình:

  • Nguyên tắc quy hoạch: Dây chuyền hàng hóa một chiều, không chồng chéo, cửa buồng mở ra hành lang đệm; hợp nhất các phòng lạnh thành một khối (Block lạnh) để giảm diện tích bề mặt bao che nhằm triệt tiêu tổn thất nhiệt.
  • Giải pháp chống đọng băng nền đất: Đối với kho duy trì $0^\circ\text{C}$, nước trong nền đất có nguy cơ chuyển pha lỏng sang rắn gây nứt vỡ kết cấu móng. Tác giả đề xuất xây dựng kho cao hơn mặt đất để tận dụng khoảng trống thông gió tự nhiên, hoặc bố trí các ống thông gió đường kính $200 - 300\text{ mm}$ đặt cách nhau $1,5\text{ m}$.
  • Yêu cầu phòng máy: Kết cấu móng và tường độc lập với kho lạnh; khoảng cách giữa các tổ hợp máy $> 1\text{ m}$, cách tường $\ge 0,8\text{ m}$; bố trí 2 cửa thoát hiểm riêng biệt; trang bị hệ thống thông gió đảm bảo bội số trao đổi khí $3\text{ lần/ngày}$ và thông gió sự cố $7\text{ lần/ngày}$.
  • Quy mô và phân chia buồng: Dung tích kho 500 tấn, bảo quản nông sản đã sơ chế và gia lạnh từ nơi khác chuyển đến. Chiều cao chất tải chọn $h = 5\text{ m}$ (chiều cao lọt lòng buồng $H = 6\text{ m}$), tải trọng nền đạt $1,75\text{ t/m}^2$. Hệ số sử dụng diện tích $\beta = 0,75$. Diện tích lạnh cần xây dựng tính được $F_t = 380,95\text{ m}^2$. Với buồng chuẩn $f = 72\text{ m}^2$, số buồng tính toán là 5,26 buồng, quy tròn thành 6 buồng chuẩn và hợp khối thành 3 buồng lớn (buồng 1 và 2 bảo quản hoa quả, buồng 3 bảo quản rau).

Chương III: Tính cách nhiệt, cách ẩm kho lạnh và tính phụ tải máy nén

Chương III thực hiện toàn bộ các phép tính toán truyền nhiệt, truyền ẩm và cân bằng nhiệt:

  • Phương án xây dựng: Chọn phương án kho xây gạch trát vữa để tận dụng vật liệu sẵn có tại địa phương, giảm chi phí đầu tư. Vật liệu cách nhiệt chính là Polystirol (cho tường và trần), bê tông bọt (cho nền), vật liệu cách ẩm là Bitum và giấy dầu.
  • Kích thước phủ bì buồng lạnh: Kích thước lọt lòng mỗi buồng là $12 \times 12 \times 6\text{ m}$. Kích thước tính toán nhiệt bao gồm kết cấu xây dựng và cách nhiệt là $D = 12,385\text{ m}$, $R = 12,385\text{ m}$, $H = 6,42\text{ m}$.
  • Tính toán kiểm tra kết cấu: Chiều dày lớp cách nhiệt Polystirol tính cho tường bao là $0,15\text{ m}$ ($K_t = 0,274\text{ W/m}^2\text{K}$); trần kho là $0,15\text{ m}$ ($K_t = 0,2794\text{ W/m}^2\text{K}$); nền kho cách nhiệt bằng bê tông bọt dày $0,3\text{ m}$ ($K_t = 0,3844\text{ W/m}^2\text{K}$); tường ngăn cách nhiệt Polystirol dày $0,25\text{ m}$ ($K_t = 0,53\text{ W/m}^2\text{K}$). Tất cả các kết cấu đều thỏa mãn điều kiện không đọng sương ($K_s > K_t$) và không đọng ẩm ($P_x < P_{h\max}$).
  • Xác định 5 thành phần dòng nhiệt tổn thất ($Q_1 \rightarrow Q_5$):
    • $Q_1$ (Truyền nhiệt qua kết cấu và bức xạ): Tường Tây giáp phòng máy $Q_1^{v.T} = 716,88\text{ W}$; tường Nam ngoài trời $Q_1^{v.N} = 716,88\text{ W}$; tường Bắc giáp mái hiên ($28^\circ\text{C}$) $Q_1^{v.B} = 610\text{ W}$; bức xạ mặt trời qua mái $Q_1^{bxt} = 831,4\text{ W}$.
    • $Q_2$ (Tỏa nhiệt từ sản phẩm và bao bì): Sản phẩm nhập ở $8^\circ\text{C}$ tỏa $Q_{21} = 15,5708\text{ kW}$, bao bì carton (chiếm 10% khối lượng hàng) tỏa $Q_{22} = 0,6008\text{ kW} \rightarrow Q_2 = 16,188\text{ kW}$.
    • $Q_3$ (Tổn thất do thông gió buồng lạnh): Với thể tích buồng $984,75\text{ m}^3$, bội số tuần hoàn $a = 4\text{ lần/24h}$, lưu lượng gió $0,0588\text{ kg/s}$, nhiệt tổn thất $Q_3 = 4,998\text{ kW}$ cho mỗi buồng (tổng 3 buồng là $14,994\text{ kW}$).
    • $Q_4$ (Nhiệt do vận hành): Chiếu sáng $Q_{41} = 518,4\text{ W}$, người tỏa nhiệt $Q_{42} = 3150\text{ W}$, động cơ quạt $Q_{43} = 3000\text{ W}$, mở cửa kho $Q_{44} = 5184\text{ W} \rightarrow$ Tổng $Q_4 = 11,8524\text{ kW}$ cho toàn kho ($3,9507\text{ kW/buồng}$).
    • $Q_5$ (Nhiệt hô hấp của nông sản): Tính toán theo dung tích bảo quản hoa quả $E = 333,33\text{ tấn}$ với suất tỏa nhiệt khi vào kho $q_n = 65\text{ W/t}$ và chế độ bảo quản $q_{bq} = 21\text{ W/t}$.

Các chương tiếp theo trong đề cương đồ án

  • Chương IV: Tính chọn máy nén: Tính toán chu trình nhiệt động, xác định năng suất lạnh yêu cầu và chọn chủng loại máy nén phù hợp.
  • Chương V: Tính chọn dàn bay hơi: Xác định diện tích bề mặt trao đổi nhiệt của dàn lạnh đối lưu cưỡng bức trong các buồng.
  • Chương VI: Tính chọn bình ngưng: Tính toán phụ tải nhiệt thải ra môi trường và diện tích giải nhiệt của thiết bị ngưng tụ.
  • Chương VII: Tính chọn thiết bị phụ: Tính chọn bình chứa cao áp, bình tách dầu, bình tách lỏng, van tiết lưu và các thiết bị đường ống.
  • Chương VIII: Thiết lập sơ đồ mạch điện và sơ đồ hệ thống và thuyết minh mạch: Bản vẽ nguyên lý hệ thống lạnh và sơ đồ cấp điện, bảo vệ tự động hóa.

Thiết kế và triển khai

Bố trí mặt bằng kiến trúc và quy hoạch công nghệ

Công trình được bố trí trên mặt bằng hình chữ nhật với hành lang giao thông trung tâm rộng $6\text{ m}$, có cửa lớn kéo trượt phục vụ xe cơ giới bốc xếp hàng hóa. Các phòng chức năng phụ trợ bao gồm: phòng máy ($12 \times 6\text{ m}$), trạm biến áp ($12 \times 3\text{ m}$), khu sinh hoạt và phòng hành chính ($12 \times 3\text{ m}$), mái hiên bốc dỡ hàng ($3\text{ m}$) kết nối trực tiếp với đường giao thông nội bộ dành cho ô tô tải.

Mặt bằng được thiết kế để ngỏ khả năng mở rộng quy mô kho lạnh lên gấp đôi mà không làm gián đoạn dây chuyền công nghệ hiện hữu. Cửa kho lạnh có kích thước rộng $4\text{ m}$, cao $2,5\text{ m}$, sử dụng bánh xe trượt trên thanh ray sát tường, viền cửa có gioăng cao su gắn nam châm từ tính để đảm bảo độ kín khít.

Cấu tạo các lớp kết cấu bao che cách nhiệt - cách ẩm

Kết cấu Lớp vật liệu (từ ngoài vào trong) Bề dày $\delta$ (m) Hệ số dẫn nhiệt $\lambda$ (W/mK) Hệ số tán ẩm $\mu$ ($10^6$ g/m·h·MPa)
Tường bao 1. Vữa trát xi măng
2. Gạch đỏ chịu lực
3. Vữa trát xi măng
4. Lớp cách ẩm Bitum
5. Cách nhiệt Polystirol (2 lớp: $0,1\text{m} + 0,05\text{m}$)
6. Vữa trát xi măng lưới thép		 0,010
0,200
0,010
0,005
0,150
0,010		 0,92
0,82
0,92
0,18
0,047
0,92		 90
150
90
0,86
7,5
90
Trần kho 1. Vữa trát xi măng
2. Bê tông giằng
3. Lớp cách ẩm Bitum
4. Cách nhiệt Polystirol (2 lớp: $0,1\text{m} + 0,05\text{m}$)
5. Bê tông cốt thép chịu lực
6. Vữa trát xi măng		 0,010
0,040
0,010
0,150
0,200
0,010		 0,92
1,40
0,18
0,047
1,50
0,92		 90
30
0,86
7,5
30
90
Nền kho 1. Lớp đá rắn đầm chặt
2. Lớp bê tông đệm
3. Lớp cách ẩm Bitum
4. Cách nhiệt bê tông bọt
5. Lớp bê tông giằng
6. Lớp bê tông cứng chịu lực
7. Nền láng xi măng nhẵn		 0,400
0,100
0,005
0,300
0,030
0,020
0,010		 1,40
1,60
0,18
0,15
1,60
1,40
0,92		 30
30
1,30
244
30
30
90

Thông số kiểm tra nhiệt - ẩm kết cấu

Hạng mục kiểm tra Tường bao Trần kho Nền kho
Hệ số truyền nhiệt chuẩn $K_{yc}$ ($\text{W/m}^2\text{K}$) 0,2900 0,2900 0,4100
Hệ số truyền nhiệt thực tế $K_t$ ($\text{W/m}^2\text{K}$) 0,2740 0,2794 0,3844
Hệ số đọng sương bề mặt $K_s$ ($\text{W/m}^2\text{K}$) 3,5700 3,5745 3,1600
Đánh giá đọng sương ($K_s > K_t$) Không đọng sương Không đọng sương Không đọng sương
Mật độ dòng nhiệt $q$ ($\text{W/m}^2$) 8,8228 8,9967 10,7632
Đánh giá đọng ẩm nội kết cấu ($P_x < P_{h\max}$) Không đọng ẩm Không đọng ẩm Không đọng ẩm

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán kỹ thuật chính

  1. Quy mô hình học: Xác lập diện tích lạnh thực tế xây dựng $F_{tt} = 432\text{ m}^2$, chia thành 3 buồng bảo quản lớn với kích thước phủ bì mỗi buồng là $12,385 \times 12,385 \times 6,42\text{ m}$ (thể tích $984,75\text{ m}^3$/buồng).
  2. Thông số truyền nhiệt: Lựa chọn thành công cấu trúc cách nhiệt Polystirol dày $0,15\text{ m}$ cho tường và trần, bê tông bọt dày $0,3\text{ m}$ cho nền, giúp hạ hệ số truyền nhiệt thực tế ($K_t$) xuống dưới mức tiêu chuẩn cho phép ($0,274\text{ W/m}^2\text{K}$ đối với tường và $0,2794\text{ W/m}^2\text{K}$ đối với trần).
  3. Định lượng phụ tải nhiệt: Xác định chính xác các thành phần phụ tải làm việc của hệ thống lạnh:
    • Tổn thất nhiệt qua vách tường hướng Tây: $716,88\text{ W}$; hướng Nam: $716,88\text{ W}$; hướng Bắc: $610\text{ W}$; bức xạ mặt trời qua trần: $831,4\text{ W}$.
    • Tổn thất nhiệt do làm lạnh sản phẩm và bao bì nhập kho hàng ngày: $16,188\text{ kW}$.
    • Tổn thất nhiệt do hệ thống quạt thông gió tươi duy trì hô hấp: $4,998\text{ kW/buồng}$ (tổng $14,994\text{ kW}$).
    • Tổn thất nhiệt do vận hành (người, đèn, động cơ, mở cửa): $3,9507\text{ kW/buồng}$ (tổng $11,8524\text{ kW}$).

Giải pháp kỹ thuật tác giả đề xuất

  • Hợp nhất 6 buồng lạnh quy chuẩn thành 3 buồng lạnh thể tích lớn nhằm giảm tỷ lệ diện tích bề mặt bao che trên một đơn vị thể tích, giúp giảm chi phí vật liệu và triệt tiêu dòng nhiệt xâm nhập.
  • Thiết kế hệ thống quạt chắn gió tự động tại các cửa kho (tự động bật khi mở cửa và ngắt khi đóng cửa) kết hợp hành lang đệm để chống thất thoát nhiệt khi bốc xếp hàng.
  • Áp dụng kết cấu sàn thông gió nâng cao chống hiện tượng đông đá nền đất mà không cần lắp đặt thanh điện trở sưởi nền tốn kém năng lượng.
  • Lựa chọn giải pháp kho xây gạch trát vữa kết hợp cách nhiệt dán trong nhằm tối ưu hóa chi phí đầu tư dựa trên nguồn vật liệu xây dựng sẵn có ở địa phương.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế được ghi nhận từ văn bản:
    • Do hạn chế về chuỗi trạm quan trắc khí tượng chuyên biệt tại thời điểm thiết kế, tác giả phải sử dụng số liệu khí tượng trung bình tháng nóng nhất của trạm Pleiku ($t_{ng} = 32,2^\circ\text{C}$, $\varphi = 83%$) để quy đổi đại diện cho khu vực Đà Lạt.
    • Các số liệu tính toán phụ tải nhiệt hô hấp ($Q_5$) mới được tính toán thực nghiệm chi tiết cho đối tượng đại diện là quả mận trên 2 buồng bảo quản hoa quả ($E = 333,33\text{ tấn}$), chưa bao quát hết dải thông số hô hấp của tất cả các chủng loại rau hoa chuyên biệt khác.
    • Tác giả tự nhận thức đồ án hoàn thành trong điều kiện thời gian và kinh nghiệm thực tế còn hạn hẹp nên không tránh khỏi một số thiếu sót cần tiếp tục hoàn thiện.
  • Hướng mở rộng:
    • Khai thác phương án mở rộng quy mô kho lạnh lên gấp đôi ($1000\text{ tấn}$) theo trục hành lang trung tâm đã được trù liệu trong sơ đồ quy hoạch mặt bằng.
    • Tích hợp các hệ thống tự động hóa điều khiển nồng độ khí ($O_2, CO_2$) trong công nghệ bảo quản khí quyển kiểm soát (CA) để kéo dài hơn nữa thời gian bảo quản rau quả tươi.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho:

  • Sinh viên, học sinh chuyên ngành Kỹ thuật Nhiệt - Điện lạnh: Tham khảo quy trình mẫu về tính toán nhiệt kho lạnh, từ bước xác định kích thước buồng, tính toán chiều dày cách nhiệt đến các phép kiểm tra đọng sương, đọng ẩm theo tiêu chuẩn Việt Nam.
  • Kỹ sư thiết kế công trình lạnh bảo quản nông sản: Kế thừa phương pháp tính toán phụ tải nhiệt chuyên biệt cho sản phẩm có quá trình hô hấp sinh học ($Q_3, Q_5$), cùng các giải pháp kết cấu móng và thông gió chống đóng băng nền đất.
  • Các nội dung đáng tham khảo nhất: Bảng tra cứu thông số vật lý các lớp kết cấu tường, trần, nền; phương pháp lập luận cân đối giữa kho xây và kho lắp ghép; giải thuật xác định phân áp suất hơi nước thực tế $P_x$ so với áp suất bão hòa $P_{h\max}$ trong từng lớp vật liệu.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhiệt độ và độ ẩm thiết kế bên trong các buồng bảo quản rau quả là bao nhiêu? Theo thiết kế tại Chương II và Chương III, kho lạnh duy trì nhiệt độ bảo quản trong buồng là $t_2 = 0^\circ\text{C}$ (dải nhiệt độ buồng bảo quản lạnh từ $-1,5^\circ\text{C}$ đến $0^\circ\text{C}$) và độ ẩm tương đối của không khí đạt từ $85%$ đến $95%$.

2. Vì sao tác giả lựa chọn phương án kho xây gạch thay vì kho lắp ghép panel? Tác giả phân tích kho xây có ưu điểm tận dụng được nguồn vật liệu sẵn có tại địa phương và các xí nghiệp, giá thành rẻ, chi phí đầu tư ban đầu thấp, phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam tại thời điểm năm 2004 dù thời gian thi công kéo dài hơn kho lắp ghép.

3. Tác giả đề xuất giải pháp kỹ thuật nào để ngăn ngừa sự cố đóng băng phá hủy nền kho? Để tránh hiện tượng nước trong đất đóng băng khi nền đạt $0^\circ\text{C}$ làm trương nở phá hủy móng, tác giả đề xuất xây dựng sàn kho cao hơn mặt đất để tạo khoảng trống thông gió chống ẩm và chống lũ, hoặc đặt các ống thông gió đường kính $200 - 300\text{ mm}$ cách nhau $1,5\text{ m}$ dưới nền. Đồng thời, do duy trì ở $0^\circ\text{C}$ nên nền không cần bố trí điện trở sưởi.

4. Chiều dày lớp cách nhiệt Polystirol cho kết cấu tường bao và trần kho được chọn là bao nhiêu? Qua tính toán giải tích, chiều dày yêu cầu của lớp Polystirol cho tường bao là $0,13\text{ m}$ và trần kho là $0,1439\text{ m}$. Tác giả đã quy chuẩn lựa chọn chiều dày thực tế cho cả tường bao và trần là $\delta_{CN} = 0,15\text{ m}$ (ghép từ 1 lớp dày $0,1\text{ m}$ và 1 lớp dày $0,05\text{ m}$).

5. Giá trị tổn thất nhiệt do thông gió buồng lạnh ($Q_3$) và vận hành ($Q_4$) của mỗi buồng là bao nhiêu? Tổn thất nhiệt do thông gió tươi phục vụ rau quả hô hấp của mỗi buồng là $Q_3 = 4,998\text{ kW}$ (bội số tuần hoàn $a = 4\text{ lần/ngày}$). Tổn thất nhiệt do vận hành (chiếu sáng, người làm việc, quạt gió, mở cửa) phân bổ cho mỗi buồng là $Q_4 = 3,9507\text{ kW}$ (tổng toàn kho là $11,8524\text{ kW}$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Hoàng Văn Hưng đã giải quyết bài toán kỹ thuật thiết kế kho lạnh phân phối nông sản dung tích 500 tấn tại Đà Lạt. Bằng việc ứng dụng phương pháp tính toán nhiệt - ẩm theo tiêu chuẩn ngành Kỹ thuật Nhiệt, tác giả đã xác lập được cấu trúc bao che tối ưu với vật liệu cách nhiệt Polystirol và bê tông bọt, đảm bảo triệt để các điều kiện không đọng sương và không đọng ẩm. Các kết quả định lượng về phụ tải nhiệt và giải pháp quy hoạch mặt bằng hợp khối là cơ sở dữ liệu để triển khai lựa chọn máy nén và các thiết bị trao đổi nhiệt cho hệ thống lạnh bảo quản rau quả tươi.