Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong ngành công nghiệp chế biến và xuất khẩu thực phẩm, công nghệ bảo quản lạnh đóng vai trò then chốt nhằm duy trì chất lượng thịt sau giết mổ, điều tiết sản lượng dư thừa và mở rộng mạng lưới phân phối. Tại Việt Nam, hệ thống kho lạnh quy mô công nghiệp phục vụ chuỗi phân phối thịt quy mô lớn vẫn còn hạn chế về số lượng và đồng bộ kỹ thuật. Đồ án tập trung vào bài toán thiết kế một trạm lạnh phân phối và cấp đông thịt bò quy mô lớn đặt tại thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án được xác định thông qua 8 yêu cầu kỹ thuật cụ thể:

  1. Tính toán dung tích kho lạnh và quy hoạch, bố trí mặt bằng công trình.
  2. Tính toán kết cấu cách nhiệt, cách ẩm và kiểm tra hiện tượng đọng sương, đọng ẩm cho vỏ kho và nền kho.
  3. Xác định các thành phần tổn thất nhiệt và tính toán phụ tải lạnh của từng buồng.
  4. Lựa chọn chu trình nhiệt động, tính toán và chọn máy nén cho các chế độ nhiệt độ khác nhau.
  5. Tính chọn thiết bị trao đổi nhiệt chính bao gồm thiết bị ngưng tụ và dàn bay hơi.
  6. Tính toán, lựa chọn các thiết bị phụ trợ (tháp giải nhiệt, bình chứa cao áp, bình chứa tuần hoàn, bình tách dầu, bình chứa dầu, bình trung gian).
  7. Xây dựng bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống lạnh (khổ A1).
  8. Xây dựng bản vẽ bố trí mặt bằng thiết bị và hệ thống đường ống kỹ thuật (khổ A1).

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống lạnh công nghiệp sử dụng môi chất amoniac ($\text{NH}_3$ - R717), có bơm tuần hoàn môi chất lỏng, phục vụ làm lạnh, cấp đông và bảo quản lạnh thịt bò dạng $1/4$ con (khối lượng 50 - 60 kg/miếng). Phạm vi không gian đặt tại thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An với số liệu khí tượng mùa hè phục vụ thiết kế theo tiêu chuẩn kỹ thuật (nhiệt độ ngoài trời $38{,}4\ ^\circ\text{C}$, độ ẩm tương đối $50{,}3%$). Phạm vi công suất bao gồm: bảo quản lạnh đông 1450 tấn (nhiệt độ $-20\ ^\circ\text{C}$), bảo quản lạnh 1450 tấn (nhiệt độ $3\ ^\circ\text{C}$) và hầm cấp đông năng suất 18 tấn/mẻ trong 18 giờ (nhiệt độ buồng $-37\ ^\circ\text{C}$).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán thiết kế

Đồ án vận dụng các cơ sở lý thuyết nhiệt động lực học kỹ thuật, truyền nhiệt và kỹ thuật lạnh công nghiệp, chủ yếu dựa trên các tài liệu chuyên ngành:

  • Hướng dẫn thiết kế hệ thống lạnh (Nguyễn Đức Lợi, 2006, 2011, 2018).
  • Máy và thiết bị lạnh (Nguyễn Đức Lợi, 2014).
  • Kỹ thuật lạnh ứng dụng (Nguyễn Đức Lợi, Phạm Văn Tùy, Đinh Văn Thuận, 2003).
  • Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 5687:2010 về thông gió và điều hòa không khí.

Phương pháp tính toán thiết kế bao gồm:

  • Phương pháp truyền nhiệt qua vách nhiều lớp: Tính toán hệ số truyền nhiệt $k$, xác định bề dày cách nhiệt Polyurethane (PU), kiểm tra điều kiện không đọng sương ngoài bề mặt bao che ($k \le k_s$).
  • Phương pháp cân bằng nhiệt: Xác định tổng tải nhiệt $Q = Q_1 + Q_2 + Q_3 + Q_4 + Q_5$ để tìm phụ tải của thiết bị trao đổi nhiệt $Q_{tb}$ và phụ tải máy nén $Q_{MN}$, từ đó tính ra năng suất lạnh yêu cầu $Q_0$.
  • Phương pháp chu trình nhiệt động: Phân tích chu trình nén hơi 1 cấp và 2 cấp trên đồ thị $\lg p - h$, tra cứu thông số nhiệt động của môi chất $\text{NH}_3$ thông qua phần mềm chuyên dụng CoolPack và phần mềm chọn máy nén MYCOM, phần mềm chọn dàn lạnh Güntner.
  • Nguồn dữ liệu: Dữ liệu khí tượng thủy văn thành phố Vinh theo TCVN 5687:2010; các bảng thông số định mức chất tải, hệ số tỏa nhiệt, entanpi của thịt bò và catalog kỹ thuật của các nhà sản xuất máy nén Mycom (Mayekawa), dàn lạnh Güntner.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Kiến trúc công trình và kết cấu cách nhiệt

Kho lạnh áp dụng phương án lắp ghép hiện đại bằng các tấm panel tiêu chuẩn (lớp giữa là mút Polyurethane - PU có $\lambda = 0{,}02\ \text{W/m}\cdot\text{K}$, hai mặt bọc tôn mạ màu dày $0{,}5\ \text{mm}$). Nền kho được thiết kế đặc thù chống hiện tượng đóng băng và phá hủy nền đất bằng hệ thống "con lươn thông gió" bê tông cao $150\ \text{mm}$ có độ dốc $2%$, kết hợp lớp bê tông cốt thép, lớp bitum và 2 lớp giấy dầu cách ẩm ($2{,}5\ \text{mm}$), cùng lớp cách nhiệt PU dày $200\ \text{mm}$.

Chu trình nhiệt động và cấu hình công nghệ

Hệ thống sử dụng môi chất amoniac ($\text{NH}_3$) với các cấu hình chu trình được lựa chọn theo tỷ số nén:

  • Buồng cấp đông ($t_b = -37\ ^\circ\text{C}$, $t_0 = -45\ ^\circ\text{C}$, $t_k = 40\ ^\circ\text{C}$): Tỷ số nén $\pi = 28{,}8 > 9$. Áp dụng chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp, 2 van tiết lưu, làm mát trung gian toàn phần bằng bình trung gian đặt đứng có ống xoắn quá lạnh lỏng cao áp ($p_{tg} = 2{,}9\ \text{bar}, t_{tg} = -8{,}5\ ^\circ\text{C}$).
  • Buồng bảo quản đông ($t_b = -20\ ^\circ\text{C}$, $t_0 = -28\ ^\circ\text{C}$, $t_k = 40\ ^\circ\text{C}$): Tỷ số nén $\pi = 11{,}78 > 9$. Áp dụng chu trình nén hơi 2 cấp, 2 van tiết lưu, làm mát trung gian bằng bình trung gian ống xoắn ($p_{tg} = 4{,}5\ \text{bar}, t_{tg} = 1{,}4\ ^\circ\text{C}$).
  • Buồng bảo quản lạnh ($t_b = 3\ ^\circ\text{C}$, $t_0 = -5\ ^\circ\text{C}$, $t_k = 40\ ^\circ\text{C}$): Tỷ số nén $\pi = 4{,}74 < 9$. Áp dụng chu trình nén hơi 1 cấp có quá lạnh lỏng và quá nhiệt hơi hút.

Cấu hình thiết bị chính và phụ

  • Máy nén: Sử dụng máy nén Mycom chạy luân phiên (1 máy chạy, 1 máy dự phòng cho mỗi phân hệ) nhằm đảm bảo an toàn vận hành liên tục.
  • Thiết bị ngưng tụ: Sử dụng 1 bình ngưng kiểu ống vỏ nằm ngang KTG-90 làm mát bằng nước tuần hoàn qua tháp giải nhiệt chung.
  • Thiết bị bay hơi: Sử dụng dàn quạt đối lưu không khí cưỡng bức treo trong buồng nhằm tăng cường hệ số trao đổi nhiệt và đồng đều trường nhiệt độ.
  • Cấp dịch: Hệ thống sử dụng bơm môi chất lỏng tuần hoàn cấp dịch từ bình chứa tuần hoàn đặt đứng đẩy lên các dàn lạnh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan kho lạnh và quy hoạch mặt bằng

Chương này tổng quan về vai trò kho lạnh phân phối, điều kiện địa lý - khí hậu thành phố Vinh (nhiệt độ trung bình năm $23{,}9\ ^\circ\text{C}$, nhiệt độ tính toán mùa hè $38{,}4\ ^\circ\text{C}$, độ ẩm $50{,}3%$). Tác giả thiết lập quy trình xử lý lạnh: thịt bò $1/4$ con sau chế biến ($20\ ^\circ\text{C}$) được treo trên giá ($1\ \text{m}^2 \times 1{,}5\ \text{m}$, 9 miếng $\approx 400\ \text{kg}$), vận chuyển bằng xe nâng điện xoay chiều G series (tải trọng 1 - 1,5 tấn, nâng 3 - 6 m).

Buồng chức năng Dung tích thiết kế $E$ Dung tích thực tế $E_{tt}$ Diện tích xây dựng thực tế ($F_{xd}$) Số buồng ($Z$) Kích thước mỗi buồng
Bảo quản đông 1450 tấn 1567,57 tấn $1152\ \text{m}^2$ 4 buồng $12 \times 24\ \text{m}$
Bảo quản lạnh 1450 tấn 1567,57 tấn $1152\ \text{m}^2$ 4 buồng $12 \times 24\ \text{m}$
Buồng cấp đông 24 tấn/ngày 40 tấn/ngày $144\ \text{m}^2$ 1 buồng $12 \times 12\ \text{m}$

Quy hoạch mặt bằng tổng thể: chiều cao chất tải $h = 4\ \text{m}$, chiều cao kho $4{,}8\ \text{m}$, chiều rộng hành lang $9\ \text{m}$, diện tích phòng máy $14 \times 24\ \text{m}$.

Chương 2: Tính cách nhiệt, cách ẩm cho kho lạnh

Chương này trình bày việc lựa chọn và kiểm tra kết cấu cách nhiệt:

  • Chọn chiều dày panel tường/trần: buồng lạnh dày $75\ \text{mm}$ ($\delta_{PU} = 74\ \text{mm}$), buồng đông dày $125\ \text{mm}$ ($\delta_{PU} = 124\ \text{mm}$), buồng cấp đông dày $200\ \text{mm}$ ($\delta_{PU} = 199\ \text{mm}$).
  • Kiểm tra điều kiện đọng sương: với nhiệt độ điểm sương ngoài trời mùa hè $t_s = 15{,}68\ ^\circ\text{C}$, hệ số truyền nhiệt thực tế qua các vách panel đều nhỏ hơn hệ số đọng sương giới hạn ($k \le k_s = 0{,}95 \cdot \frac{t_1 - t_s}{t_1 - t_2}$), kết luận vỏ kho không bị đọng sương. Vỏ tôn mạ màu $0{,}5\ \text{mm}$ đảm bảo ngăn ẩm tuyệt đối.
  • Tính cách nhiệt nền: lớp PU cách nhiệt nền dày $\delta_{cn} = 0{,}2\ \text{m}$ ($200\ \text{mm}$), hệ số truyền nhiệt thực tế đạt $k_{tt} = 0{,}196\ \text{W/m}^2\cdot\text{K}$.

Chương 3: Tính nhiệt kho lạnh

Tác giả xác định 5 thành phần dòng nhiệt tổn thất ($Q_1 \div Q_5$). Do bảo quản thịt bò (sản phẩm không hô hấp), dòng nhiệt thông gió và hô hấp $Q_3 = Q_5 = 0$.

  • Dòng nhiệt qua kết cấu bao che $Q_1$: do đặt trong nhà xưởng có mái che nên bỏ qua bức xạ mặt trời ($Q_{12} = 0$).
  • Dòng nhiệt do sản phẩm $Q_2$: tính từ entanpi thịt bò theo công suất nhập hàng ngày đêm.
  • Dòng nhiệt do vận hành $Q_4$: bao gồm nhiệt chiếu sáng ($A = 1{,}2\ \text{W/m}^2$), nhiệt do người làm việc ($350\ \text{W/người}$), nhiệt động cơ quạt/xe nâng ($Q_{43}$), nhiệt mở cửa kho ($Q_{44}$).

Năng suất lạnh yêu cầu của máy nén ($Q_0 = \frac{k \cdot Q_{MN}}{b}$ với hệ số thời gian làm việc $b = 0{,}9$):

  • Phân hệ hầm cấp đông: $Q_0 = 102{,}4\ \text{kW}$ (hoặc $102{,}7\ \text{kW}$).
  • Phân hệ bảo quản đông: $Q_0 = 79{,}4\ \text{kW}$.
  • Phân hệ bảo quản lạnh: $Q_0 = 83{,}7\ \text{kW}$.

Chương 4: Tính toán chu trình và tính chọn máy nén

Chương này phân tích đặc tính lý hóa của môi chất $\text{NH}_3$ (R717), tính toán chu trình nhiệt động và công suất máy nén:

  • Buồng cấp đông: Chu trình 2 cấp, $t_0 = -45\ ^\circ\text{C}$, $t_k = 40\ ^\circ\text{C}$. Lưu lượng qua cấp hạ áp $m_1 = 0{,}085\ \text{kg/s}$, cấp cao áp $m_3 = 0{,}114\ \text{kg/s}$. Công suất tiếp điện máy nén hạ áp $N_{elHA} = 33{,}6\ \text{kW}$, cao áp $N_{elCA} = 43{,}8\ \text{kW}$. Chọn 2 máy nén Mycom model N2016SSC-MBM-*1 chạy luân phiên.
  • Buồng bảo quản đông: Chu trình 2 cấp, $t_0 = -28\ ^\circ\text{C}$, $t_k = 40\ ^\circ\text{C}$. Lưu lượng hạ áp $m_1 = 0{,}066\ \text{kg/s}$, cao áp $m_3 = 0{,}082\ \text{kg/s}$. Công suất tiếp điện hạ áp $N_{elHA} = 20\ \text{kW}$, cao áp $N_{elCA} = 21{,}4\ \text{kW}$. Chọn 2 máy nén Mycom model N6WA / N6WAB chạy luân phiên.
  • Buồng bảo quản lạnh: Chu trình 1 cấp, $t_0 = -5\ ^\circ\text{C}$, $t_k = 40\ ^\circ\text{C}$. Lưu lượng $m_1 = 0{,}07\ \text{kg/s}$. Công suất tiếp điện $N_{el} = 24{,}17\ \text{kW}$. Chọn 2 máy nén piston Mycom model N4WA (4 xylanh) chạy luân phiên.

Chương 5: Tính toán lựa chọn thiết bị ngưng tụ, dàn bay hơi và các thiết bị phụ

  • Thiết bị ngưng tụ: Tổng phụ tải nhiệt ngưng tụ của 3 hệ thống $Q_k = 149{,}34 + 103{,}24 + 90{,}46 = 343{,}04\ \text{kW}$. Chọn 1 bình ngưng ống vỏ nằm ngang KTG-90 (diện tích trao đổi nhiệt $F = 90\ \text{m}^2$, đường kính vỏ $800\ \text{mm}$, chiều dài ống $4640\ \text{mm}$, gồm 386 ống).
  • Tháp giải nhiệt: Dùng chung 1 tháp giải nhiệt cho hệ thống, năng suất giải nhiệt quy đổi $Q = 490\ \text{kW}$ ($421.324{,}2\ \text{kcal/h} \approx 108\ \text{RT}$).
  • Dàn bay hơi (hãng Güntner):
    • Buồng cấp đông: 2 dàn quạt, năng suất mỗi dàn $51{,}2\ \text{kW}$ ($t_0 = -40\ ^\circ\text{C}$).
    • Buồng bảo quản đông: 8 dàn quạt bố trí cho 4 buồng, năng suất mỗi dàn $10\ \text{kW}$ ($t_0 = -28\ ^\circ\text{C}$).
    • Buồng bảo quản lạnh: 8 dàn quạt bố trí cho 4 buồng, năng suất mỗi dàn $11\ \text{kW}$ ($t_0 = -5\ ^\circ\text{C}$).
  • Thiết bị phụ:
    • Bình chứa cao áp nằm ngang: Model 0.75PB (dung tích $V = 0{,}75\ \text{m}^3$, $\varnothing 600 \times 8\ \text{mm}$, dài $3190\ \text{mm}$).
    • Bình chứa tuần hoàn đứng: Dung tích $0{,}5\ \text{m}^3$ cho hệ bảo quản lạnh và đông; dung tích $0{,}25\ \text{m}^3$ cho hệ cấp đông.
    • Bình chứa dầu: Model 150CM ($V = 0{,}008\ \text{m}^3$, $\varnothing 159 \times 4{,}5\ \text{mm}$, áp suất cho phép $1{,}8\ \text{MPa}$).
    • Bình tách dầu: Model 65-MO (cấp đông), 50-MO (bảo quản đông), 30-MO (bảo quản lạnh).
    • Bình trung gian làm mát toàn phần ống xoắn: Cấp đông dùng model 60ПC3 ($V = 1{,}15\ \text{m}^3$, $F_{ox} = 6{,}3\ \text{m}^2$); bảo quản đông dùng model 40ПC3 ($V = 0{,}22\ \text{m}^3$, $F_{ox} = 1{,}22\ \text{m}^2$).

Chương 6: Tính toán lựa chọn đường ống và bơm quạt

Chương này xác định đường kính ống dẫn thép theo vận tốc dòng môi chất tiêu chuẩn (hơi hút $15\ \text{m/s}$, hơi đẩy $15\ \text{m/s}$, lỏng $1\ \text{m/s}$) và quy chuẩn kích thước danh nghĩa ống thép:

  • Buồng bảo quản lạnh: Ống hút $\varnothing 57 \times 3{,}5\ \text{mm}$; ống đẩy $\varnothing 38 \times 2{,}25\ \text{mm}$; ống dẫn lỏng $\varnothing 18 \times 2\ \text{mm}$.
  • Buồng bảo quản đông: Ống đẩy hạ áp $\varnothing 38 \times 2{,}25\ \text{mm}$; ống hút cao áp $\varnothing 57 \times 3{,}5\ \text{mm}$; ống đẩy cao áp $\varnothing 38 \times 2{,}25\ \text{mm}$; ống dẫn lỏng $\varnothing 18 \times 2\ \text{mm}$.
  • Buồng cấp đông: Ống đẩy hạ áp $\varnothing 76 \times 3{,}5\ \text{mm}$; ống hút cao áp $\varnothing 76 \times 3{,}5\ \text{mm}$; ống đẩy cao áp $\varnothing 45 \times 2{,}5\ \text{mm}$; ống dẫn lỏng $\varnothing 22 \times 2\ \text{mm}$.

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán kỹ thuật chính

Đồ án đã hoàn thành trọn vẹn bộ thông số thiết kế cho tổ hợp kho lạnh công nghiệp amoniac tại thành phố Vinh:

Phân hệ / Hạng mục Buồng cấp đông Buồng bảo quản đông Buồng bảo quản lạnh
Nhiệt độ buồng ($t_b$) $-37\ ^\circ\text{C}$ $-20\ ^\circ\text{C}$ $3\ ^\circ\text{C}$
Nhiệt độ sôi môi chất ($t_0$) $-45\ ^\circ\text{C}$ / $-40\ ^\circ\text{C}$ $-28\ ^\circ\text{C}$ $-5\ ^\circ\text{C}$
Năng suất lạnh máy nén ($Q_0$) $102{,}4\ \text{kW}$ $79{,}4\ \text{kW}$ $83{,}7\ \text{kW}$
Loại chu trình nhiệt động 2 cấp nén, bình trung gian ống xoắn 2 cấp nén, bình trung gian ống xoắn 1 cấp nén
Model máy nén lựa chọn (Mycom) $2 \times$ N2016SSC-MBM-*1 $2 \times$ N6WA / N6WAB $2 \times$ N4WA
Thiết bị bay hơi (Güntner) 2 dàn quạt ($51{,}2\ \text{kW}$/dàn) 8 dàn quạt ($10\ \text{kW}$/dàn) 8 dàn quạt ($11\ \text{kW}$/dàn)
Thiết bị ngưng tụ chung Bình ngưng ống vỏ nằm ngang KTG-90 ($F = 90\ \text{m}^2, Q_k = 343{,}04\ \text{kW}$)

Giải pháp và kiến nghị kỹ thuật

  • Vận hành an toàn môi chất $\text{NH}_3$: Sử dụng chu trình 2 cấp làm mát trung gian toàn phần cho các buồng âm sâu nhằm khống chế nhiệt độ cuối tầm nén không vượt quá ngưỡng phân hủy ($110\ ^\circ\text{C}$).
  • Dự phòng sự cố: Bố trí 2 máy nén hoạt động luân phiên cho mỗi hệ thống nhiệt độ, đảm bảo 1 máy gặp sự cố thì máy còn lại vẫn duy trì tải lạnh cần thiết.
  • Tiết kiệm chi phí đầu tư: Gom toàn bộ tải nhiệt ngưng tụ của 3 phân hệ ($343{,}04\ \text{kW}$) về 1 tháp giải nhiệt và bình ngưng KTG-90 chung.

Đóng góp về mặt kỹ thuật

Đồ án thiết lập một tài liệu tính toán hoàn chỉnh, chi tiết từ khâu quy hoạch mặt bằng, kết cấu xây dựng - cách nhiệt, cân bằng nhiệt, chu trình nhiệt động đến khâu lựa chọn danh mục thiết bị thực tế theo catalog công nghiệp cho kho lạnh phân phối thịt quy mô lớn (2900 tấn bảo quản, 18 tấn/mẻ cấp đông).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế:
    • Tính toán phụ tải nhiệt và chu trình được thực hiện ở chế độ tải cực đại mùa hè cố định theo tiêu chuẩn TCVN 5687:2010 ($t = 38{,}4\ ^\circ\text{C}$), chưa phân tích biến thiên phụ tải động theo các mùa trong năm hoặc tính toán tối ưu hóa điện năng tiêu thụ từng giờ.
    • Chưa đi sâu vào thiết kế chi tiết mạch điều khiển tự động hóa PLC/Scada và hệ thống an toàn cảnh báo rò rỉ khí $\text{NH}_3$.
    • Đồ án chưa thực hiện mô phỏng số 3D (CFD) trường vận tốc và nhiệt độ không khí bên trong hầm cấp đông để tối ưu hóa thời gian cấp đông sản phẩm.
  • Hướng mở: Mở rộng nghiên cứu bài toán tích hợp biến tần điều khiển lưu lượng cho máy nén và bơm quạt; thiết kế hệ thống giám sát an toàn amoniac tự động và mô phỏng khí động học buồng cấp đông.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên, học viên chuyên ngành Kỹ thuật Lạnh và Điều hòa không khí, Năng lượng Nhiệt, Công nghệ Thực phẩm và các kỹ sư thiết kế cơ điện lạnh (MEP).
  • Phần giá trị tham khảo cốt lõi:
    • Trình tự và phương pháp tính toán chu trình máy lạnh nén hơi 2 cấp amoniac sử dụng bình trung gian ống xoắn và hệ cấp dịch bơm tuần hoàn.
    • Công thức và bảng tính chi tiết kết cấu chống đóng băng nền kho lạnh bằng con lươn thông gió kết hợp lớp cách nhiệt PU.
    • Bảng tra cứu, lựa chọn đồng bộ các thiết bị phụ trợ chuyên dụng cho môi chất $\text{NH}_3$ (bình tách dầu, bình chứa tuần hoàn, bình chứa cao áp, bình trung gian).

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phân hệ cấp đông và bảo quản đông phải sử dụng chu trình nén 2 cấp thay vì 1 cấp?
Trả lời: Tỷ số nén của buồng cấp đông là $\pi = 28{,}8$ và buồng bảo quản đông là $\pi = 11{,}78$, đều vượt quá giới hạn nén 1 cấp ($\pi > 9$). Việc sử dụng chu trình 2 cấp giúp cải thiện hệ số cấp của máy nén, hạ nhiệt độ cuối tầm nén của môi chất $\text{NH}_3$ tránh bị quá nhiệt phân hủy ở $110 - 120\ ^\circ\text{C}$, đồng thời đạt được nhiệt độ sôi thấp cần thiết ($-45\ ^\circ\text{C}$ và $-28\ ^\circ\text{C}$).

2. Giải pháp kỹ thuật nào được sử dụng để chống hiện tượng đóng băng phá hủy nền kho lạnh?
Trả lời: Dưới nền kho lạnh được thiết kế kết cấu "con lươn thông gió" bằng bê tông cao $150\ \text{mm}$ với độ dốc $2%$ để tránh đọng nước, kết hợp lớp bê tông cốt thép, 2 lớp giấy dầu cách ẩm ($2{,}5\ \text{mm}$) và lớp cách nhiệt Polyurethane dày $200\ \text{mm}$, đảm bảo hệ số truyền nhiệt nền đạt $0{,}196\ \text{W/m}^2\cdot\text{K}$.

3. Vì sao dòng nhiệt $Q_3$ (thông gió) và $Q_5$ (hô hấp) trong tính toán nhiệt kho lạnh được lấy bằng 0?
Trả lời: Dòng nhiệt $Q_3$ và $Q_5$ chỉ phát sinh đối với các kho bảo quản rau, quả, củ tươi sống có quá trình trao đổi chất và hô hấp sinh hóa. Đối với sản phẩm thịt bò $1/4$ con, sản phẩm không có hiện tượng hô hấp nên $Q_3$ và $Q_5$ bằng 0.

4. Tổng phụ tải ngưng tụ của hệ thống là bao nhiêu và thiết bị ngưng tụ được chọn như thế nào?
Trả lời: Tổng phụ tải nhiệt ngưng tụ của cả 3 phân hệ là $Q_k = 343{,}04\ \text{kW}$ ($149{,}34\ \text{kW}$ cấp đông $+ 103{,}24\ \text{kW}$ bảo quản đông $+ 90{,}46\ \text{kW}$ bảo quản lạnh). Hệ thống sử dụng 1 bình ngưng ống vỏ nằm ngang model KTG-90 có diện tích trao đổi nhiệt $90\ \text{m}^2$ kết hợp 1 tháp giải nhiệt chung công suất $490\ \text{kW}$ ($108\ \text{RT}$).

5. Cấu hình vận hành máy nén trong đồ án được thiết kế như thế nào để đảm bảo tính liên tục?
Trả lời: Mỗi phân hệ nhiệt độ được trang bị 2 máy nén Mycom hoạt động chạy luân phiên (hầm cấp đông dùng 2 máy N2016SSC-MBM-*1, buồng bảo quản đông dùng 2 máy N6WA, buồng bảo quản lạnh dùng 2 máy N4WA). Khi một máy gặp sự cố bảo dưỡng, máy còn lại vẫn đảm nhận đủ công suất làm việc.

Kết luận

Đồ án của tác giả Nguyễn Anh Quân đã thiết kế hoàn chỉnh hệ thống lạnh công nghiệp amoniac ($\text{NH}_3$) cho kho phân phối và cấp đông thịt bò quy mô lớn đặt tại thành phố Vinh với tổng dung tích bảo quản thực tế đạt $3135{,}14$ tấn và năng suất cấp đông 40 tấn/ngày. Toàn bộ các khâu tính toán kết cấu cách nhiệt panel PU, nền thông gió chống đóng băng, cân bằng phụ tải nhiệt, phân tích chu trình nhiệt động 1 cấp và 2 cấp đều được thực hiện đầy đủ theo đúng quy chuẩn kỹ thuật. Hệ thống thiết bị chính gồm máy nén Mycom, bình ngưng KTG-90, dàn quạt Güntner cùng các thiết bị phụ trợ áp lực amoniac được lựa chọn đồng bộ, đảm bảo tính khả thi thực tế và an toàn kỹ thuật cao.