CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về nghiên cứu. ❖ Ý nghĩa khoa học: Đề tài góp phần vào nghiên cứu về việc thiết kế cho công trình, đáp ứng cho nhu cầu sử dụng đối với con người, xã hội. Nội dung nghiên cứu gồm phân tích , tính toán, thiết kế hệ thống lạnh cấp đông, kết hợp với bài toán tìm ra những giải pháp tối ưu hóa và tiết giảm điện năng, cũng như áp dụng một số kỹ thuật mới để thiết kế. Nhờ vậy, hệ thống sẽ vận hành ổn định lâu dài và đáp ứng tốt nhu cầu sử dụng của người tiêu dùng.
❖ Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài khẳng định vai trò to lớn của ngành công nghiệp nóng lạnh đối với cuộc sống con người dù trong bất cứ ngành công nghiệp nào. Trong bối cảnh như vậy, giải pháp ứng dụng năng lượng mặt trời trong ngành điều hòa có thể xem là một biện pháp thiết thực và hữu hiệu nhằm giảm thải CO2 vào khí quyển.2 Tình hình nguyên cứu.1 Tình hình nguyên cứu ở ngoài nước. Số liệu liên quan đến bất động sản kho lạnh hậu covid 19 có mức tăng gần 30%, vượt qua các ngành khác trên thị trường. Sự gia tăng này một phần là do nhu cầu của người tiêu dùng đối với thực phẩm tươi sống và đông lạnh tăng cao, dẫn đến sự tăng trưởng không ngừng của bất động sản kho lạnh.
Năm 2022, quỹ đầu tư bất động sản kho lạnh dự kiến sẽ đạt mức đáng kinh ngạt 5 tỷ USD do nhu cầu ngày càng tăng trong khi nguồn cung không đủ, khiến đây trở thành cơ hội đầu tư hấp dẫn [1].2 Tình hình nguyên cứu ở trong nước. Sự phát triển của ngành kho lạnh Việt Nam là một sự phát triển tương đối gần đây, trải qua hơn hai thập kỷ. Các dự báo chỉ ra rằng đến năm 2025, quốc gia này sẽ đạt được doanh thu khoảng 295 triệu USD. Các doanh nghiệp trong nước cũng đã nhanh chóng phát hiện ra thị trường sinh lợi này và đang tiến sâu hơn vào thị trường.
Trong sự cạnh tranh ở miền Nam vốn đã khá gay gắt thì miền Bắc và miền Trung đang chứng kiến sự mở rộng mạnh mẽ hơn và nhu cầu ngày càng cao đối với các dịch vụ này. Như vậy, xu hướng này thể hiện một cơ hội hấp dẫn cho cả hoạt động trong và ngoài nước để tận dụng [1].3 Lý do chọn đề tài. Rau quả nói chung và Chanh nói riêng là loại thực phẩm giàu chất vitamin và khoáng chất rất cần thiết cho cơ thể con người, cho nên không thể thiếu trong 1 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS. Nguyễn Hiếu Nghĩa đời sống hàng ngày.
Việt Nam là một quốc gia nhiệt đới với đầy đủ giống rau quả quanh năm. Chính khí hậu nóng độ ẩm cũng là tác nhân khiến sản phẩm rau quả càng dễ dàng thối hư nếu triển khai trồng theo mùa vụ, ngoài ra việc thu hoạch theo mùa vụ cũng có nguy hại thiếu hụt nguyên vật liệu cho dây chuyền sản xuất rau quả vào các dịp trái mùa. Do đó phương án đưa ra là làm sao bảo quản thực phẩm rau củ được tươi lâu. Phương pháp hữu ích nhất ngày nay là bảo quản rau củ trong kho lạnh.
Theo cách này, rau quả qua thời hạn dài bảo quản vẫn có thể lưu giữ lại hương vị khá ngon.4 Mục tiêu và nhiệm vụ. - Nghiên cứu kho lạnh bảo quản nho với năng suất 500kg - Nghiên cứu nguyên lí hoạt động của hệ thống - Tính toán thiết kế và chọn thiết bị cho hệ thống 2 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS. Nguyễn Hiếu Nghĩa CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Mô tả hệ thống.1: Kho lạnh thực phẩm Kho lạnh bảo quản là kho sử dụng để bảo quản các loại thực phẩm, nông sản, rau củ quả, các sản phẩm của công nghiệp hóa chất, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ,. Có thể kiểm soát độ ẩm, nhiệt độ để bảo quản sản phẩm được chất lượng tốt nhất.
Với đặc thù về khí hậu nhiệt đới gió mùa, số giờ nắng cao và nhiệt dộ trung bình cũng khá cao nên việc để thực phẩm ở bên ngoài rất dễ hư. Vì vậy chúng ta phải có biện pháp để bảo quản thực phẩm lâu hơn. Kho lạnh chính là biện pháp tốt nhất để thực hiện việc này, nó có thể giải quyết về cả nhiệt độ và độ ẩm. Nhờ đó thực phẩm có đủ điều kiện để đảm bảo tươi ngon nhất định.2 Tổng quan kho lạnh.
Kho lạnh là một kho lưu trữ được lắp đặt sử dụng để làm lạnh, làm mát hay làm đông nhằm cho phép điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm để bảo quản được lâu dài và luôn duy trì hiệu quả cao nhất. Được dùng nhằm bảo quản các mặt hàng nông sản, trái cây, rau củ hoa quả, một số nguyên liệu của công nghiệp hóa chất trong nông nghiệp, trong y dược ứng dụng vào những cơ sở chế biến, xưởng sản xuất, kho lạnh cũng như gia đình tiêu dùng.2 Mục đích và ý nghĩa của kho lạnh trong cuộc sống. Môi trường của con người đang tồn tại có vô cùng nhiều yếu tố tồn tại lẫn điều tiết chung quanh nó, con người đã vô cùng sáng suốt khi biết khai thác một cách tối ưu nguồn năng lượng do môi trường mang tới và kể cả không khí lạnh dùng 3 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS. Nguyễn Hiếu Nghĩa để dự trữ thức ăn cũng không ngoại lệ.
Và giờ đây khi kỹ thuật cùng hiểu biết của con người ngày càng tiên tiến cùng phát triển hơn nữa thì kỹ thuật lạnh đã được úng dụng và giữ tầm ảnh hưởng đến những ngành kinh tế, kinh tế như: - Trong y tế: bảo quản thuốc, máu,. - Trong công nghiệp nặng: hạ nhiệt, đúc khuôn,. Việt Nam là một nước phát triển mạnh về nông nghiệp xuất khẩu thực phẩm cho nên muốn có giao thương mua bán chắc chắn không thể nào thiếu vắng một thiết bị bảo quản thực phẩm. Đó là lý do kỹ thuật đông lạnh đóng góp hầu hết trong phương thức bapr quản thực phẩm để giữ cho thực phẩm có thể tơi ngon hơn hạn chế hiện tương hư thối.3 Sơ đồ nguyên lí kho lạnh Cấu tạo bao gồm các bộ phận: 1/ Máy nén; 2/ Bình chứa; 3/ Bình ngưng; 4/ Hình 2.1: Cấu tạo và sơ đồ của kho lạnh Bình tách dầu; 5/ Bình tách lỏng; 6/ Dàn lạnh; 7/ Tháp giải nhiệt; 8/ Bơm; 9 Bình trung gian; 10/ Bộ lọc; 11/ Bể nước; 12/ Bơm xả băng.4 Công thức tính toán - Tính thể tích kho lạnh: 𝑒 V= ; m3 𝑔𝑣 Trong đó: V là thể tích kho e là dung tích buồng lạnh gv là mức độ chất thải.45 tấn/m3 - Tính diện tích chất tải trong buồng lạnh: 𝑉 F= ; m2 ℎ 4 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS.
Nguyễn Hiếu Nghĩa h là chiều cao chất tải lạnh (m) - Dung tích kho lạnh: E = Esp + Ebb - Diện tích cần xây dựng: 𝐹 Fxd = ; m2 𝐵𝐹 BF - hệ số sử dụng diện tích của kho lạnh βF = 0,70 ÷ 0,75 Với điều kiện buồng diện tích nhỏ hơn 100 m2 βF = 0,75 ÷ 0,80 Với buồng diện tích 100 - 400 m2 βF = 0,8 ÷ 0,85 Với buồng diện tích hơn 400 m2 - Bề dày của lớp cách nhiệt: 1 1 𝛿 1 ẟ1 = λ1 [ – ( +∑ 𝑖+ )] 𝐾 𝛼1 𝜆𝑖 𝑎2 Trong đó: λi : hệ số truyền nhiệt của vật liệu làm tường K = 0.K : hệ số truyền nhiệt quy chuẩn.K : hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài α2 = 9 W/m2.K : hệ số cấp nhiệt của không khí trong phòng δi : bề dày của vật liệu làm tường - Tính đọng sương: 𝑡 −𝑡𝑠 ks = 0.K) 𝑡1 −𝑡2 Trong đó: • t1: nhiệt độ bên ngoài kho bảo quản lạnh đông , ℃ • ts: nhiệt độ đọng sương của không khí bên ngoài , ℃ • t2: nhiệt độ bên trong kho lạnh , ℃ • α1: hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài W/m2.95 : hệ số an toàn - Tính cân bằng nhiệt: Nhiệt độ bị tổn thất khi vào kho lạnh Q = Q 1 + Q2 + Q3 + Q4 ; W Trong đó: Q1 là dòng nhiệt thất thoát qua vách Q2 là nhiệt do sản phẩm tỏa ra. Q3 là nhiệt do vận hành kho. Q4 là dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh - Tính tổn thất qua vách: 𝑀 𝑋 ( ℎ1 − ℎ2 ) 𝑋 1000 𝑋 1000 Q21 = 24 𝑋 3600 M là năng suất của kho ( t = 24h ) Q21 là dòng nhiệt tỏa ra - Nhiệt độ trái cây: 5 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS. Nguyễn Hiếu Nghĩa Q22 = E x ( 0.9 x qhp ) E là dung tích kho qn, qhp là dòng nhiệt tỏa ra khi cho trái cây vào kho - Nhiệt độ tỏa ra từ bao bì: 𝑀𝑏 𝑋 𝐶𝑏 (𝑡1−𝑡2) 𝑋 1000 𝑋 1000 Q23 = 24 𝑋 3600 Trong đó: Mb là khối lượng bao bì đưa vào ( t = 24h ) Cb là nhiệt dung riêng của bao bì ( kJ/KgK ) t1, t2 là nhiệt độ trước và sau khi đưa vào kho - Nhiệt độ của đèn chiếu sáng: Q31 = A x F ; (W) A: định mức chiếu sáng trên một m2 phòng, A = 1.2 W/m2F: Diện tích phòng lạnh , m2 F: Diện tích phòng lạnh , m2 - Nhiệt độ do người tỏa ra: Q32= 350 x n ; (W) 350 là nhiệt lượng do người tỏa ra khi làm việc nặng n là số người làm việc trong phòng, chọn n=1 - Nhiệt tỏa ra của động cơ điện: Q33= 1000 x N ; (W) - Nhiệt độ bị hao hụt khi mở cửa kho lạnh: Q34 = B x F ; (W) Trong đó: B: dòng nhiệt do tổn thất kho lạnh mở cửa cho 1 m2 phòng lạnh,B= 15 - Dòng nhiệt để vận hành: Q3 = Q31 + Q32 + Q33 + Q43 ; (W) - Tổn tổn thất nhiệt độ của toàn kho lạnh: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 ; (W) - Tải nhiệt cho thiết bị và máy nén: QMN = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 ; (W) - Năng suất lạnh của máy nén: 𝑘 𝑋 ∑𝑄 Q0 = 𝑏 6 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS.
Nguyễn Hiếu Nghĩa Trong đó: ∑Q là tổng nhiệt tải của máy nén b là hệ số thời gian làm việc, chọn b = 0.9 k là hệ số tính đến tổn thất trên đường ống và thiết bị của hệ thống, chọn k=1.12 7 Khoa công nghệ Nhiệt - Lạnh TS. Nguyễn Hiếu Nghĩa CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ HỆ THỐNG KHO LẠNH, CÁCH NHIỆT 3.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống: Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lí hệ thống Chú thích: 1. Bình chứa cao áp 4. Kính xem gas 6.
Van điện từ 7.