CHƯƠNG 1. QUY HOẠCH MẶT BẰNG, PHÂN LOẠI VÀ LỰA CHỌN SẢN PHẨM BẢO QUẢN 1.1 Quy hoạch mặt bằng Kho lạnh trong đề tài là kho lạnh phân phối dùng cho các thành phố để bảo quản các sản phẩm nông sản trong một mùa thu hoạch. Kho lạnh sẽ được sử dụng để phân phối, điều hòa các sản phẩm nông sản cho cả năm. Kho được đặt tại tỉnh Thanh Hóa.
Kho lạnh được đặt trong khu vực nhà xưởng: Hình 1. Mặt bằng kho lạnh 5 1.1 Phân loại kho lạnh Kho lạnh phân phối, kho trung chuyển: Dùng điều hoà cung cấp thực phẩm (nông sản) cho các khu vực dân cư, thành phố và dự trữ lâu dài. Kho lạnh phân phối thường có dung tích lớn trữ nhiều mặt hàng và có ý nghĩa rất lớn đến đời sống sinh hoạt của cả một cộng đồng. Buồng bảo quản -5oC – 0ºC: Sử dụng bảo quản nông sản, chủ yếu là bảo quản Bắp cải, Súp lơ.
Buồng bảo quản được làm lạnh trực tiếp: Đối lưu cưỡng bức.2 Các yêu cầu khi thiết kế mặt bằng kho lạnh: - Phải bố trí mặt bằng kho lạnh phù hợp với dây chuyền 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, dẻ tiền. - 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.
- Đảm bảo thuận tiện cho việc bảo dưỡng, sửa chữa, thay thế máy và thiết bị - Chọn mặt bằng xây dựng phải tiến hành khảo sát nền móng kho lạnh xem có vững chắc không, các nên móng phải có biện pháp chống thấm ẩm.2 Thông số kích thước kho lạnh Các thông số địa lý, khí tượng tại Lạng Sơn: Nhiệt độ Lạng Sơn theo bảng 1.1: Nhiệt độ và độ ẩm dùng để tính toán hệ thống lạnh của các địa phương (TCVN 5687: 2010) [1] Địa phương Nhiệt độ (oC) Độ ẩm (%) TB năm Mùa hè Mùa đông Mùa hè Mùa đông Thanh Hóa 23,6 37,5 10,1 82 84 Bảng 1. Thông số nhiệt độ của Thanh Hóa Thông số kích thước phủ bì của kho: Chiều dài Chiều rộng Chiều cao Nhiệt độ kho 8m 6m 4m -5oC – 0ºC Bảng 2. Kích thước phủ bì cua kho 6 1.3 Lựa chọn sản phẩm bảo quản Theo Bảng 1.2 – Chế độ bảo quản rau, hoa, quả tươi [2], với nhiệt độ tb= - 5oC. - Sản phẩm bảo quản: Bắp cải, súp lơ.
Thành phần dinh dưỡng chính: Vitamin C, Vitamin A, Vitamin K, Vitamin B9 (Folate), Kali, … Nhiệt độ (oC) Độ ẩm không khí Chế độ thông gió Thời gian bảo quản (%) -2 ÷ 0 oC 90% Mở 0,5 – 3 tháng Bảng 3.Yêu cầu bảo quản của sản phẩm 1.4 Phương án xây dựng kho lạnh 1.1 Vị trí đặt kho: Kho lạnh được lắp đặt trong nhà xưởng mặt tiền hướng Đông Nam có mái che. Kho được quay mặt về hướng Đông Nam. Vị trí kho Vách Chiều dài Chiều rộng Diện tích Đông Nam 6m 4m 24m2 Đông Bắc 8m 4m 32m2 Tây Bắc 6m 4m 24m2 Tây Nam 8m 4m 32m2 Nền và trần 8m 6m 48m2 Bảng 5. Diện tích các mặt kho lạnh 7 1.2 Cấu trúc mái xưởng: Hình 2.Cấu trúc mái xưởng Mái xưởng phải đảm bảo che mưa nắng tốt cho cấu trúc kho lạnh và hệ thống lạnh.
Mái không được đọng nước, không được thấm nước, độ dốc của mái ít nhất phải là 2%. Vì vậy trong phương án thiết kế này chọn mái bằng tôn mầu xanh lá cây, nâng đỡ bằng bộ phận khung sắt.3 Phương án lắp kho: - Kho lạnh xây dựng theo phương pháp lắp ghép các tấm panel PU tiêu chuẩn. - Chọn tấm panel PU có cấu tạo 3 lớp: + Hai lớp bên ngoài là tôn phủ sơn bảo vệ. + Lớp polyurethan cách nhiệt ở giữa.
- Thông số kích thước của 1 tấm panel: + Chiều dài: 4000 mm. + Chiều rộng: 1200 mm. + Tỷ trọng 38÷45 kg/m3 + Độ chịu nén 0,2÷0,29 Mpa + Hệ số dẫn nhiệt = 0,023÷0,03 W/mK Hình 3. Tấm Panel PU 3 lớp 8 - Phương pháp lắp ghép Panel tường: Ghép bằng khóa Camlock và mộng âm dương.
Khóa cam và mộng âm dương - Phương pháp lắp Panel vách với trần: Hình 5. Kết nối Panel trần-tường - Phương pháp lắp ghép Panel vách và nền: Hình 6. Kết nối panel tường và nền 9 CHƯƠNG 2. TÍNH CÁCH NHIỆT, CÁCH ẨM CHO KHO LẠNH VÀ KIỂM TRA ĐỌNG SƯƠNG Việc tính toán cách nhiệt, cách ẩm cho kho bảo quản đông nhằm mục đích: - Hạn chế dòng nhiệt truyền từ bên ngoài qua kết cấu vao che vào kho lạnh.
- Tránh ngưng ẩm trên bề mặt ngoài của vách vào trong kho lạnh.1 Tính chiều dày cách nhiệt, cách ẩm: - Ở đây ta chọn vật liệu cách nhiệt kho là các tấm panel tiêu chuẩn có tác dụng cách nhiệt, cách ẩm. - Trần kho lạnh có mái che thì hệ số k lấy tăng 10% so với mái bằng. - Tra thông số ta được bảng sau: [2] Nhiệt độ -5-0oC Hệ số truyền nhiệt vách bao ngoài 0,28 W/m. Hệ số k của vách Chiều dày cách nhiệt: - Chiều dày cách nhiệt được tính theo công thức: 1 1 n i 1 CN CN , m 1 k i1 i 2 - Trong đó: + CN - Độ dày yêu cầu lớp cách nhiệt, m.
+ CN - Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/mK. + k - Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che, W/m2K. + 1- Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài tới vách, W/m2K. + 2 - Hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh, W/m2K.
+ i - Bề dày vật liệu lớp thứ i, m. + i - Hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu thứ i, W/mK. 10 Vật liệu Chiều dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/m.K Panel CN 0,025 Tôn lá 0,0005 58 Sơn bảo vệ 0,0005 0,291 Bảng 7. Thông số tính toán panel vách - Nhiệt độ không khí trong kho tb = -5 oC, không khí trong kho đối lưu cưỡng bức vừa phải.
- Hệ số tỏa nhiệt:1 = 23,3 W/m2K; 2 = 9 W/m2K [ Bảng 3.0,0005 1 (vách ngoài) CN 0, 28 23,3 58 0, 291 9 CN = 0,085 m = 85 mm - Chiều dày panel phải chọn: panel = 0,085 + 2.0,0005 = 0,087 m = 87 mm - Ta chọn chiều dày tiêu chuẩn panelTC = 100 mm - Khi đó chiều dày cách nhiệt thực của panel là : CNthuc = 0,1 – 4.0,0005 = 0,098 m - Hệ số truyền nhiệt thực của vách khi đó là : kt 1 = 0,245 W/m2.2 Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài của vách - Điều kiện để vách ngoài không bị đọng sương là ks - Hệ số truyền nhiệt đọng sương, - Trong đó: k - Hệ số truyền nhiệt thực, k t = 0,245 W/m2K 11 k ks 12 t t 37,5 33.23,3 = 1,875 W/m2K s 1 t t 37,5 (5) 1 2 - Trong đó: + 1 - Hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài bề mặt tường kho, W/m2K. + t1- Nhiệt độ không khí bên ngoài kho, oC. + t2- Nhiệt độ kthông khí bên trong kho, oC. + ts- Nhiệt độ điểm đọng sương, oC.
- Các thông số khí tượng ở Thanh Hóa đã nêu t1 =37,5oC, 1 82%. Tra đồ thị i-d của không khí ẩm ta có ts= 33,9oC. Vì vậy vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương 2.3 Nền kho Nền bêtong có sưởi trên nền đất lấy theo nhiệt độ không khí trong buồng lạnh [2] Nhiệt độ -5-0oC Hệ số truyền nhiệt của nền có sưởi 0,41 W/m.Hệ số k của nền Vật liệu Chiều dày, m Hệ số dẫn nhiệt, W/m.K Betong nền nhẵn 0,04 1,4 Panel CN 0,025 Betong cốt thép 0,06 1,5 Bảng 9.Thông số tính toán nền Độ dày tấm panel: 1 1 n i 1 CN CN , m 1 k i1 i 2 Trong đó: - Hệ số truyền nhiệt của nền kho k = 0,41 W/m2K - Hệ số tỏa nhiệt:1 = 23,3 W/m2K; - Hệ số tỏa nhiệt:2 = 9 W/m2K Chiều dày Panel đặt dưới nền: 1 1 0,04 0,06 1 0,025. = 0,056 m = 56 mm 13 CN 0, 41 23,3 1, 4 1,5 9 14 Chọn độ dày panel tiêu chuẩn CN = 60 mm Hệ số truyền nhiệt thực tế: kt 1 = 0,381 W/m2K 1 0,04 0,06 0,06 1 23,3 1, 4 0,025 1,5 9 2.4 Kích thước thực của buồng lạnh - Sau khi tính được chiều dày của panel ta sẽ tính các thông số kích thước thực của kho lạnh: + Chiều dài thực tế: 8 – 2.0,1 = 7,8 m + Chiều rộng thực tế: 6 – 2.0,1 = 5,8 m + Chiều cao thực tế: 4 – 0,1 – (0,06 + 0,04) = 3,8 m + Thể tích thực của kho V= 7,8.3,8 = 171,912 m3 - Diện tích chất tải: F = Chiều dài thực*Chiều rộng thực = 7,8.5,8 = 45,24 m2 - Chiều cao chất tải: h hth hho Với: hth: chiều cao thực là 3,9 m hho: Khoảng hở phía trên để lưu thông không khí chọn là 0,5 m h = 3,8 – 0,5 = 3,3 m - Dung tích kho lạnh : E = V.0,3 = ~51,58 tấn + Trong đó : gv = 0,3 tấn/m3 là định mức chất tải của Bắp cải, súp lơ.2 – Chế độ bảo quản rau, hoa, quả tươi [1].
- Tải trọng của trần và nền : g f gv .3,3 = ~1 tấn/m2 gf = 0,012 Mpa. + Trong đó: gf - Tải trọng của nền, trần, tấn/m2 gv = 0,3 tấn/m3 15 h = 3,3 m + Với tải trọng nền này thì panel sàn đủ điều kiện chịu được lực nén bởi vì độ chịu nén của panel tiều chuẩn là 0,2÷0,29 Mpa. - Diện tích lối đi, các buồng chức năng, diện tích các lô hàng: F phụ Fphụ =F - F.0,72 = 12,67 m2 + Với F : Hệ số sử dụng diện tích của các buồng chức năng, tính cả đường đi, diện tích của các lô hàng. F phụ thuộc vào diện tích buông.4 giáo trình với F = 45,24 m2 ta tra được F = 0.72 - Diện tích lạnh thực: Flạnh thực = F - Fphụ = 45,24 – 12,67 = 32,57 m2 16 CHƯƠNG 3.
TÍNH NHIỆT KHO LẠNH Việc tính toán nhiệt tải kho lạnh là tính toán các dòng nhiệt từ môi trường xâm nhập vào kho lạnh.