Đồ án Thiết kế kho bảo quản lạnh rau quả và trứng với sức chứa 1500 tấn

´ ´ 5 Xoài ´ - - ´ ´ ´ ´ - - - ´ ´ 6 Trứng gà ´ ´ ´ ´ ´ ´ ´ - ´ ´ ´ ´ Biểu đồ cho thấy nguyên liệu được nhập và bảo quản tập trung vào những tháng đầu năm và cuối năm. Các tháng giữa tháng thì đu đủ bắp cải ít được nhập vào. Mặt khác đối với tất cả máy móc, nhà kho sau một thời gian sản xuất đều phải được tu sửa. Vì vậy để đảm bảo cho máy móc duy trì, đồng thời tận dụng được thời gian sản xuất thì nhà máy nghỉ sản xuất vào tháng 8 trong năm. 3.2.Biểu đồ sản xuất Với cách bố trí nhà máy làm việc 2 ca, một năm làm việc 11 tháng riêng tháng 8 có ít nguyên liệu và để tu sửa máy móc nên nhà máy ngừng hoạt động. Các ngày lễ lớn, ngày chủ nhật được nghỉ, mỗi ca làm việc 8 h ( kể cả thời gian bốc dở). Bảng 3.2: Số ca và số ngày làm việc của từng tháng sản xuất trong năm. Tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Số ngày sản xuất 27 22 27 26 27 26 27 - 27 27 26 27 Số ca sản xuất 54 44 54 52 54 52 54 - 54 54 52 54 Bảng 3.3: Bảng kế hoạch nhập (N), xuất (X),bảo quản (BQ) nguyên liệu Tổng BQ 1500 1315 1330 1300 1320 1220 150 500 1220 1440 X 1255 1330 1150 1150 965 1170 1930 50 450 1080 1275 N 1310 1185 1035 1070 1065 1070 610 200 800 1800 1345 Trứng gà BQ 370 320 370 300 300 220 300 350 300 X 130 250 100 270 350 250 320 100 250 400 N 200 200 150 200 250 170 100 250 300 350 xoài BQ 200 100 50 150 300 300 220 280 X 280 100 50 100 100 200 500 90 160 N 200 200 250 200 100 310 220 cà rốt BQ 160 125 120 170 220 250 100 170 X 185 230 210 180 145 200 250 100 110 N 210 195 175 180 195 230 200 180 tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Bắp cải BQ 200 250 250 150 50 100 180 X 180 170 210 100 100 50 220 110 N 200 220 210 320 190 D ứa BQ 180 230 240 280 180 130 280 100 180 180 X 200 150 180 160 200 200 150 100 210 220 N 200 200 190 200 100 150 200 290 220 Đu đủ BQ 350 290 300 250 270 320 580 100 270 330 X 280 430 300 340 250 270 260 250 150 275 N 300 370 310 290 270 320 350 320 335 tháng 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3.3.Chương trình sản xuất: 3.1.1.Lượng nguyên liệu nhập, xuất cực đại trong một ngày đêm: a.Lượng nguyên liệu nhập cực đại trong một ngày đêm: Gnh= (tấn/ngày đêm) Với Gmaxnh= 1800 (tấn): Lượng nguyên liệu nhập cực đại trong tháng Mnh=2: Hệ số xuất không đều 27:Số ngày nhập trong tháng Gnh== 133,33(tấn/ngày đêm) b. Lượng nguyên liệu xuất cực đại khỏi kho trong một ngày đêm Áp dụng công thức: Gx= Gmaxx:lượng nguyên liệu xuất cực đại trong tháng Gmaxx= 1930 (tấn/ ngày đêm) mx: hệ số xuất không đều, mx= 1,5 27: số ngày xuất trong tháng Gx == 107,222 (tấn/ngày đêm) c.Lượng nguyên liệu xuất nhập cực đại trong ngày đêm Gx,n = Gnh+ Gx = 133,33+ 107,22= 240,555 (tấn/ngày đêm) d.Tính sức chứa của phòng bảo quản lạnh Bảng 3.4. Bảng bảo quản rau quả, trứng của tháng Tháng Nhóm 1 Nhóm 2 Nhóm 3 Nhóm 4 Nhóm 5 Nhóm 6 Đu đủ Xoài Dứa Cà rốt Bắp cải Trứng 1 350 200 180 160 200 370 2 290 100 250 125 250 320 3 300 50 240 120 250 370 4 250 150 280 170 150 300 5 270 300 180 220 50 300 6 320 300 130 250 220 7 8 9 150 10 100 100 300 11 270 220 180 100 100 350 12 330 280 180 170 180 300 3.4.TÍNH PHÂN XƯỞNG LẠNH. 3.4.1. Tính xây dựng và bố trí mặt bằng a. Tính thể tích kho lạnh (m3) [ 6, tr 29 ]. Trong đó: E: Dung tích kho lạnh, tấn, E = 1500 Vkl: thể tích kho lạnh, m3. gv: Tải trọng đối với rau quả là gv = 0,35T/m3 ( m3 ). b.Diện tích chất tải của buồng lạnh ( m2 ) [ 6, tr 29 ]. Trong đó: Fct: Diện tích chất tải ( m 2). h: chiều cao chất tải ( m ). Chọn chiều cao của trần nhà là 6 m và chọn chiều cao chất tải là 4 m ( m2 ). c.Tính tải trọng nền gf ³ gv.h [ 6, tr 30 ]. Trong đó: gf: định mức chất tải. H: chiều cao chất tải. Suy ra: gf ³ 3.6´0,35 = 1,26 tấn/m2 ). d.Xác định diện tích cần xây dựng [ 6, tr 30 ]. Trong đó: Fxd: Diện tích cần xây dựng, m2. Fct: Diện tích chất tải, m2. :Hệ số sử dụng diện tích của các buồng chứa kể cả đường đi và diện tích giữa các lô thùng và cột tường. Chọn = 0,8 do F > 400 m2 [ 6, tr 30 ]. ( m2 ). e.Số lượng buồng lạnh cần phải xây dựng [ 6, tr 31 ]. Trong đó: F: diện tích buồng lạnh đã xác định qua các cột kho, m2. Chọn f = 12´24=288( m2 ). Chọn Z = 6 buồng, kích thước mỗi buồng là 12 ( m2 ) f.Tính diện tích buồng lạnh nhanh: ( m2 ). Trong đó: E: lượng chứa tính toán phòng ( tấn ). N: tải trọng trên 1 m2 phòng có tính đến chiều cao sản phẩm xếp vào phòng ( kg/m2 ). b: hệ số sử dụng diện tích đối với sàn lạnh, chọn b = 0,8. Tính E: E = 133.33(tấn /ngày đêm) Tính N: N = gv´h´bE Chọn bE =0,8 theo bảng ( 2-4 ) [ 6, tr 30 ]. Gv = 350 ( kg/m3 ) theo bảng ( 2-4 ) [ 6, tr 28 ]. N = 350 ´ 3.6 ´ 0,8 = 1008. (m2 ) Chọn F =108 (m2 ). g.Tính diện tích buồng máy thiết bị Để công nhân có thể vận hành, theo dõi thiết bị dễ dàng và để xây dựng đơn giản ta bố trí máy nén và thiết bị vào một phòng .chọn diện tích phòng máy là 12=216 m2 h.Tính diện tích phòng xử lý nguyên liệu: Lượng nguyên liệu nhập vào cực đại trong một ngày đêm là 133.33 tấn. Tải trọng trung bình cho một m2 xử lý là: ( 0,35 tấn/m2 ) Do đó diện tích sử dụng là: ( m2 ). Mặt khác trong xử lý nguyên liệu phải tính đến diện tích lối đi ,cột cho công nhân làm việc chiếm 40% diện tích sử dụng. Vậy cần phải xây dựng khu xử lý có diện tích : Fxd = 380.9 +380.9´0,4 =533.33 ( m2 ). Fxd = 24´24 =576 ( m2 ). i. Diện tích hành lang lạnh: Chọn Fhl = 12= 324 ( m2 ) k. Diện tích phòng bao gói : Chọn F = = 108 ( m2 ). Ta có bảng tổng kết xây dựng phân xưởng lạnh sau: Bảng 3.5. Tổng kết diện tích xây dựng phân xưởng lạnh: Phòng Chức năng t,oC j, % Kích thước phòng Fxd (m2 ) 1 Bảo quản đu đủ 10 85 12 ´24 ´ 6 288 2 Bảo quản xoài 8 85 12 ´24 ´ 6 288 3 Bảo quản dứa 8 85 12 ´24 ´ 6 288 4 Bảo quản cà rốt 1 90 12 ´24 ´ 6 288 5 Bảo quản bắp cải 1 90 12 ´24 ´ 6 288 6 Bảo quản trứng gà 1 85 12 ´24 ´ 6 288 7 Phòng lạnh nhanh 1 85 12 ´ 9 ´ 6 108 8 Phòng máy và thiết bị 756 9 Phòng xử lý nguyên liệu 24´ 24 ´ 6 864 10 Phòng bao gói 12 ´ 9 ´ 6 108 11 Hành lang lạnh 12 324 12 Phòng quản lí máy 9 108 MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG LẠNH CHƯƠNG IV TÍNH LẠNH 4.1. Tính cách nhiệt và cách ẩm: 4.1.1. Ý nghĩa: Nếu cách nhiệt cách ẩm tốt sẽ ổn định được chế độ nhiệt và độ ẩm trong phòng bảo quản, đồng thời giảm tổn thất lạnh đến mức có thể. Tuổi thọ các phòng bảo quản lạnh, khả năng giữ nguyên hệ số truyền nhiệt của kết cấu kho phụ thuộc vào kỹ thuật thi công tấm cách nhiệt và tính chất vật liệu cách nhiệt. Nếu lớp cách nhiệt bị ẩm, tính cách nhiệt giảm dẫn đến tổn thất khối lượng sản phẩm do quá trình bay hơi và gây tổn thất lạnh. Trong quá trình thiết kế và thi công kho lạnh, cách nhiệt và cách ẩm không chỉ đòi hỏi phải đảm bảo tốt về chất lượng mà còn đáp ứng được điều kiện kinh tế. Để đáp ứng được tiêu chuẩn cho phép đồng thời phù hợp với tình hình hiện nay của đất nước, chọn vật liệu cách nhiệt là Polystyrol và vật liệu cách ẩm là Bitum và giấy dầu. 4.1.2. Các thông số để tính cách nhiệt và cách ẩm: Kho lạnh có 6 phòng bảo quản và 1 phòng làm lạnh nhanh. Tại mỗi phòng tất cả các kết cấu bao che (tường ngăn, trần, nền) đều có cách nhiệt và cách ẩm. Bề dày lớp cách nhiệt, cách ẩm phụ thuộc vào nhiệt độ bên trong và bên ngoài phòng lạnh. Lớp cách nhiệt còn phụ thuộc vào bề dày và tính chất của vật liệu xây dựng. 4.1.2.1. Nhiệt độ ngoài trời: Nhiệt độ bên ngoài chọn để thiết kế là nhiệt độ trung bình cộng của nhiệt độ tối cao ghi được và nhiệt độ trung bình cực đại tháng nóng nhất, giá trị này được tính sẵn trong bảng 1-1 cột 4 [4, tr 6]. Tra được tn = 37.70C. 4.1.2.2. Độ ẩm tương đối của không khí ngoài trời: Chọn độ ẩm trung bình tháng nóng nhất làm độ ẩm tính toán trong thiết kế đồ án. Tra theo cột 6 bảng 1-1 [4, tr 6]. Tra được j = 73%. 4.1.2.3. Hiệu nhiệt độ giữa các vách: Dòng nhiệt tổn thất qua các tường ngăn, giữa các phòng được làm lạnh hay các phòng khác (hành lang lạnh, buồng đệm) được tính theo nhiệt độ định hướng như sau: - Bằng 70% hiệu nhiệt độ giữa phòng lạnh và bên ngoài, Dt = 0,7Dtn - Bằng 60% nếu buồng đệm, hành lang không có cửa thông với bên ngoài, Dt = 0,6Dtn. - Nền nhà lạnh không thông gió: Dt = 0,4Dtn - Với trần có mái: Dt = 0,8Dtn 4.1.2.4. Tính chiều dày cách nhiệt dcn cho tường, trần, nền và vách ngoài. Áp dụng công thức: (m ) [6, tr 64 ] Với: dcn: chiều dày của lớp cách nhiệt, m lcn: hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt, W/m.oC Kc : hệ số truyền nhiệt, W/m2.oC an: hệ số toả nhiệt từ không khí đến bề mặt ngoài của tường, W/m2.oC atr: hệ số toả nhiệt của vách buồng lạnh vào bên trong buồng lạnh, W/m2.oC : tổng nhiệt trở của các lớp cấu tạo nên đối tượng tính toán thứ i, W/m2.oC. 4.1.2.5. Kiểm tra đọng sương trên bề mặt ngoài lớp cách nhiệt: Gọi ts là nhiệt độ điểm sương không khí bên ngoài. Để hiện tượng ngưng tụ ẩm trên bề mặt tường không xảy ra thì tn> ts [4, tr 66] Với: tbn, tbl: nhiệt độ bên nóng bên lạnh đối với tường, oC 0,95: hệ số dự phòng. an: hệ số cấp nhiệt của không khí bên ngoài lên tường, W/m2.oC Kiểm tra Kt<Ks thì không có hiện tượng đọng sương trên bề mặt phía nóng. Ngược lại, nếu có hiện tượng đọng sương trên bề mặt phía nóng thì giảm hệ số truyền nhiệt K, có nghĩa là tăng chiều dày cách nhiệt. 4.1.3. Chọn vật liệu xây dựng, vật liệu cách nhiệt cách ẩm: 4.1.3.1. Đối với tường trong và tường ngoài: Đối với tường phải bền và chắc, đảm bảo cách nhiệt cách ẩm, bền vững với các chấn động khi làm việc cũng như khi có những va đập khác. Bảng 4.1. Vật liệu cách nhiệt, cách ẩm [4, tr 61,63] Vật liệu l1 (W/m.oC ) mi( g/h.mmHg ) di Vữa vôi trát xi măng Gạch chịu lực Giấy dầu + Bitum Polystyrol Lưới thép + xi măng 0,88 0,82 0,174 0,047 0,93 0,012 0,014 0,0001 0,001 0,012 0,01 0,25 0,004 dcn 0,01 1 2 3 4 5 Lớp vữa xi măng Tường chịu lực Lớp cách ẩm Lớp cách nhiệt Lớp vữa xi măng + lưới thép 4.1.3.2. Đối với vách ngăn giữa hai phòng lạnh: Bảng 4.2. Các thông số của vách ngăn [ 4, tr 61-63 ] Vật liệu l1 (W/m.oC ) mi( g/h.mmHg ) di Lưới thép + xi măng Gạch chịu lực Vữa cát xi măng Giấy dầu + Bitum Polystyrol 0,82 0,88 0,93 0,174 0,047 0,014 0,014 0,012 0,0001 0,001 0,25 0,01 0,01 0,004 dcn 1 2 3 4 5 4 3 2 1 1. Lớp vữa xi măng + lớp thép 2. Lớp cách nhiệt 3. Lớp cách ẩm 4. Lớp vữa xi măng 5. Gạch chịu lực 4.1.3.3. Đối với trần: Trần và mái nhà lạnh được thiết kế theo hầm mái cấu tạo như sau: +Hai lớp gạch lá nem +Panel mái +Kết cấu chịu lực mái. Bảng 4.3. Các thông số của trần [4, tr 61-63 ] Vật liệu l1 (W/m.oC ) mi (g/h.mmHg ) di Panen sàn Vữa trát xi măng Giấy dầu + Bitum Polystyrol Lưới thép + xi măng 1,5 0,93 0,174 0,047 0,93 0,004 0,012 0,0001 0,001 0,012 0,2 0,01 0,004 dcn 0,01 1 2 3 6 4 5 1. Lớp cách nhiệt 2. Lớp cách ẩm 3. Lớp vữa xi măng 4. Lớp gạch lá nem 5. Trần 6. Panel sàn 4.1.3.4. Đối với nền: Bảng 4.4. Các thông số của nền [ 4, tr 61-6] Vật liệu l1 (W/m.oC ) mi( g/h.mmHg ) di Bê tông Vữa xi măng Polystyrol Giấy dầu + Bitum Bê tông, cốt thép Đất đá nện chặt 1,3 0,93 0,047 0,174 1,5 0,325 0,004 0,012 0,001 0,0001 0,004 0,014 0,15 0,01 dcn 0,004 0,15 0,2 7 6 5 4 3 2 1 Nền nhẵn Lớp bê tông cứng Lớp bê tông giằn Lớp cách nhiệt Lớp cách ẩm Lớp bê tông đệm Lớp làm kín bằng đá dăm. 4.1.4. Tính cách nhiệt, cách ẩm cho phòng II: Phòng bảo quản lạnh có các thông số như sau: tbq = 8,3-10, jkk = 80-85% Khi tính cho phòng này thì các phòng khác xem như không hoạt động. 4.1.4.1. Tính cách nhiệt, cách ẩm cho tường B1B2: Nhiệt độ không khí ngoài trời là tn = 37,7 oC Tra bảng 13 [6, tr 63] ta có hệ số truyền nhiệt vách ngoài: Kc = 0,54 (W/ m2. oC ) Tra bảng 17 [6, tr 65] ta có: Hệ số cấp nhiệt không khí bên ngoài phòng: an = 23,3 (W/ m2. oC ) Hệ số cấp nhiệt không khí bên trong phòng: atr = 9 (W/ m2. oC ) Chiều dày lớp cách nhiệt; = 0,066 (m) Chọn dcn = 0,1 ( m ) gồm hai tấm polystyrol đã định hình sẵn mỗi tấm dày 0,05 m dán với nhau bằng nhựa Bitum. Xác định hệ số truyền nhiệt theo thực tế: [4, tr 64] = 0,41(W/ m2. oC) Kt = 0,41 < kc = 0,54 nên chọn dcn = 0,1 (m) là hợp lý. * Kiểm tra đọng sương phía ngoài tường B1B2: Theo bảng 1-1 [6, tr 7] nhiệt độ tháng nóng nhất tại Phú Yên là 370C, j = 73%. Tra theo đồ thị 1-1 [6, tr 9] được nhiệt độ điểm sương ts = 320C. Ks = 0,95 x 23,3 x = 4,427 (W/ m2. oC) > Kt = 0,38. Như vậy vách ngoài B1B2 không bị đọng sương. So sánh Ks = 4,427>Kt = 0,38. Như vậy vách ngoài B1B2 không bị đọng sương. 4.1.4.2. Tính cách nhiệt, cách ẩm cho tường B1B4: Cách tính giống như tường B1B2. 4.1.4.3. Tính cách nhiệt, cách ẩm cho tường B2B3: Các thông số để tính toán cho cách nhiệt cách ẩm của tường B2B3: thl = 15, ttr = 130C. Theo tiêu chuẩn ta có các thông số của tường B2B3 như sau: Kc = 0,51 (W/m2.0C) an = 23,3 (W/ m2. oC ) atr = 9 (W/ m2. oC ) Chiều dày lớp cách nhiệt: = 0,075(m) Chọn dcn = 0,1 (m). Vậy lớp cách nhiệt là 1 tấm polystyrol dày 0,1 m. Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế: = 0,394 (W/m2.0C) So sánh Kt = 0,394<Kc = 0,51. Vậy chọn dcn = 0,1 ( m ) là hợp lý. * Kiểm tra đọng sương phía ngoài tường B2B3: Chọn nhiệt độ hành lang bảo quản là thl = 150C, j = 80%. Tra theo đồ thị 1-1 [2, tr 9] được nhiệt độ điểm sương ts = 10,50C. Ks = 0,95 x 23,3 x = 38,74 (W/ m2. oC) > Kt = 0,63. So sánh Ks = 38,74>Kt = 0,63 Như vậy vách ngoài B1B2 không bị đọng sương. 4.1.4.4 Tính cách nhiệt, cách ẩm cho tường B3B4: Trong tính toán ta coi như phòng bên không hoạt động. Độ ẩm và nhiệt độ phòng bên bằng độ ẩm và nhiệt độ của hành lang lạnh. Độ ẩm và nhiệt độ của hành lang lạnh được chọn: thl = 150C, j = 80%. Như cách tính của tường B2B3 và ta có các thông số sau: Kc = 0,54 (W/m2.0C) an = 23,3 (W/ m2. oC ) atr = 9 (W/ m2. oC ) Chiều dày lớp cách nhiệt: = 0,066 (m) Chọn dcn = 0,1(m). Vậy lớp cách nhiệt là 2 tấm polystyrol, mỗi tấm dày 0,05 m. 2 tấm đặt ở 2 phía mà trung tâm là lớp gạch chịu lực. Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế: = 0.38 (W/m2.0C) So sánh Kt = 0,38<Kc = 0,54. Vậy chọn dcn = 0,1 ( m ) là hợp lý. * Kiểm tra đọng sương phía ngoài tường B3B4: tính tương tự như tường B2B3. Ks = 38,74 (W/ m2. oC) > Kt = 0,38. Như vậy vách ngoài B1B2 không bị đọng sương. 4.1.4.5. Tính cách nhiệt,cách ẩm cho trần phòng 2: * Tính và chọn bề dày cách nhiệt: Trần kho lạnh thiết kế theo kiểu hầm mái, các thông số như sau: tng = 0,8 x (37-12) +12 = 32 (0C). Kc = 0,49 (W/m2.0C) an = 23,3 (W/ m2. oC ) atr = 9 (W/ m2. oC ) = 0,084(m). Chọn dcn = 0,1 (m). Vậy lớp cách nhiệt là 2 tấm polystyrol, mỗi tấm dày 0,05 m. Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế: = 0,406 (W/ m2. oC) Kt = 0,406< kc = 0,49 nên chọn dcn = 0,1 (m) là hợp lý. * Kiểm tra đọng sương phía ngoài panel: Các thông số kiểm tra cách nhiệt: tng = 320C, j = 72%. Tra theo đồ thị 1-1 [6, tr 9] được nhiệt độ điểm sương ts = 28,50C; ttr = 120C. Ks = 0,95 x 23,3 x = 3,87 (W/ m2. oC) > Kt = 0,406 (W/ m2. oC). Như vậy bên ngoài trần panel không bị đọng sương. 4.1.4.6. Tính cách nhiệt, cách ẩm cho nền phòng 2: * Tính và chọn bề dày cách nhiệt: tng = 0,8 x (37-12)+12 = 32 (0C). Kc = 0,52 (W/m2.0C) an = 23,3 (W/ m2. oC ) atr = 9 (W/ m2. oC ) = 0,043 (m). Chọn dcn = 0,05 (m). Vậy lớp cách nhiệt là 1 tấm polystyrol dày 0,05 m. Xác định hệ số truyền nhiệt thực tế: = 0,48 (W/ m2. oC) Kt = 0,48< kc = 0,52 nên chọn dcn = 0,05 (m) là hợp lý. Như vậy bên ngoài trần panel không bị đọng sương. 4.1.5. Tính cách nhiệt, cách ẩm, kiểm tra đọng sương cho các phòng còn lại: Tính tương tự phòng 2. Kết quả ghi ở bảng sau: Bảng 5.5. Tổng kết tính cách nhiệt, cách ẩm cho các phòng: Phòng Đối tượng tính toán Nhiệt độ, 0C Hệ số cấp nhiệt, W/m2.0C Hệ số truyền nhiệt, W/m2.0C Bề dày cách nhiệt, m Kiểm tra đọng sương ttr tn atr an kt kc dt dc 1 Tường ngoài A1A2 10 37,7 9 23 0,38 0,48 0,074 0,1 Không Tường trong A2A3 10 15 9 23 0,37 0,61 0,055 0,1 Không Tường ngăn A3A4 10 15 9 23 0,38 0,61 0,053 0,1 Không Tường ngoài A4A1 10 37,7 9 23 0,38 0,61 0,055 0,1 Không Nền 10 4 9 23 0,5 0,52 0,048 0,05 Không Trần 10 32,16 9 23 0,406 0,435 0,092 0,1 Không 2 Tường ngoài B1B2 13 37,7 9 23 0,41 0,54 0,066 0,1 Không Tường trong B1B4 13 15 9 23 0,633 0,655 0,059 0,1 Không Tường ngăn B3B4 13 15 9 23 0,38 0,54 0,066 0,1 Không Tường ngoài B2B3 13 37,7 9 23 0,394 0,51 0,075 0,1 Không Nền 13 4 9 23 0,507 0,54 0,048 0,05 Không Trần 13 32,76 9 23 0,406 0,49 0,084 0,1 Không 3 Tường ngoài A4A5 10 37,7 9 23 0,38 0,48 0,074 0,1 Không Tường trong A3A4 10 15 9 23 0,37 0,61 0,055 0,1 Không Tường ngăn A3A6 10 15 9 23 0,38 0,61 0,053 0,1 Không Tường ngoài A5A6 10 15 9 23 0,38 0,361 0,055 0,1 Không Nền 10 4 9 23 0,5 0,52 0,048 0,05 Không Trần 10 32,6 9 23 0,406 0,435 0,092 0,1 Không 4 Tường ngoài B3B6 1 37,7 9 23 0,296 0,3 0,098 0,1 Không Tường trong B4B5 1 15 9 23 0,378 0,46 0,078 0,1 Không Tường ngăn B5B6 1 15 9 23 0,078 0,46 0,075 0,1 Không Tường ngoài B3B4 1 15 9 23 0,329 0,46 0,072 0,1 Không Nền 1 4 9 23 0,28 0,1 0,04 0,05 Không Trần 1 30,36 9 23 0,41 0,3 0,07 0,1 Không 5 Tường ngoài B6B7 0 37,7 9 23 0,38 0,52 0,07 0,1 Không Tường trong B5B8 0 15 9 23 0,63 0,64 0,05 0,05 Không Tường ngăn B7 B8 0 15 9 23 0,34 0,46 0,06 0,1 Không Tường ngoài B5B6 0 15 9 23 0,38 0,52 0,07 0,1 Không Nền 0 4 9 23 0,48 0,52 0,04 0,05 Không Trần 0 30,16 9 23 0,41 0,52 0,07 0,1 Không 6 Tường ngoài A5A8 1 37,7 9 23 0,34 0,46 0,06 0,1 Không Tường trong A5A6 1 15 9 23 0,27 0,31 0,13 0,15 Không Tường ngăn A6A7 1 15 9 23 0,34 0,46 0,06 0,1 Không Tường ngoài A7A8 1 15 9 23 0,45 0,46 0,08 0,1 Không Nền 1 4 9 23 0,32 0,41 0,07 0,1 Không Trần 1 29,88 9 23 0,28 0,31 0,14 0,15 Không 4.2. Tính cân bằng nhiệt: Do chênh lệch nhiệt độ giữa buồng lạnh và không khí bên ngoài nên luôn tồn tại các dòng nhiệt từ môi trường bên ngoài vào kho lạnh. Đây là dòng nhiệt tổn thất mà máy nén phải đủ công suất để thải nóng nhằm đảm bảo ổn định nhiệt độ trong phòng lạnh. Tính cân bằng nhiệt có mục đích là để xác định công suất lạnh của máy lạnh cần lắp đặt. Công thức xác định tổng chi phí lạnh: Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 , W [ 4, tr 75]. Trong đó: Q1: dòng nhiệt đi qua kết cấu bao che của buồng lạnh, Q1 phụ thuộc nhiệt độ bên ngoài. Q2: dòng nhiệt do sản phẩm toả ra trong quá trình xử lý lạnh, Q2 phụ thuộc năng suất. Q3: dòng nhiệt từ không khí bên ngoài do thông gió buồng lạnh, Q3 phụ thuộc nguồn nguyên liệu bảo quản. Q4: dòng nhiệt từ nguồn khác khi vận hành kho lạnh, Q4 phụ thuộc quy trình công nghệ chế biến. Q5: dòng nhiệt từ sản phẩm toả ra khi sản phẩm hô hấp. Q5 phụ thuộc vào biến đổi sinh hoá của sản phẩm. 4.2.1. Tính Q1: dòng nhiệt qua kết cấu bao che là tổng các dòng nhiệt tổn thất qua tường bao, nền và trần được tính như sau: 4.2.1.1. Cơ sở tính toán: Q1 = Q1a+Q1b (W) [4, tr 38 ] Trong đó: Q1a: dòng nhiệt qua tường bao, trần và nền do chênh lệch nhiệt độ, W. Q1b: dòng nhiệt qua tường bao và trần do ảnh hưởng bức xạ mặt trời, W. * Với Q1a = Kt x F x Dt1 (w) Kt: hệ số truyền nhiệt thực của kết cấu bao che, xác định theo chiều dày cách nhiệt, W/m2 độ. F: diện tích bề mặt truyền nhiệt của kết cấu bao che, m2. F = l x h , m2. h: chiều cao buồng lạnh tính từ mặt sàng đến phía dưới kết cấu đỡ lực mái h = 6 (m) l: chiều dài của tường, m. Để tính toán diện tích bề mặt tường bao ngoài người ta sử dụng: a. Kích thước chiều dài tường ngoài: - Đối với buồng ở góc kho lạnh: lấy chiều dài từ mép tường ngoài đến trục tâm tường ngăn. - Đối với buồng ở cạnh kho lạnh: lấy chiều dài từ giữa các trục tâm. b. Kích thước chiều dài tường trong (tường ngăn): từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâm tường ngăn. c. Chiều cao: từ mặt nền đến mặt trên của trần. Diện tích của trần và của nền được xác định từ chiều dài và chiều rộng. Chiều dài và chiều rộng lấy từ tâm của các tường ngăn hoặc từ bề mặt trong của tường ngoài đến tâm tường ngăn. Dt1 = t1-t2 . Trong đó: t1: nhiệt độ bên ngoài phòng lạnh, 0C t2: nhiệt độ trong phòng lạnh, 0C * Với Q1b: Q1b = Kt x F x Dt2 Trong đó Kt: hệ số truyền nhiệt thực của vách ngoài, W/m2độ. F: diện tích nhận bức xạ trực tiếp cuả mặt trời vào mùa hè. Trong tính toán lấy theo một số giá trị định hướng như sau: Đối với trần màu xám (bê tông, xi măng, hoặc lớp phủ). Lấy Dt2 = 190C, màu sáng lấy Dt2 = 160C. Đối với tường: hiệu nhiệt độ dư lấy định hướng theo bảng 4-1[4, tr 79]. 4.2.1.2. Tính toán cụ thể đối với phòng 2: (ttr = 130C). a. Tính Q11: - Tường ngoài B1B2: Kt = 0,41 F = 24,561 x 6 = 147,366(m2) Dt1 = 37,7-13 = 24,7 (0C) Q11= 0,41 x 147,366 x 24,7 = 1492,375 (W) - Tường ngoài B1B4: Kt = 0,63 F = 12,187 x 6 = 73,132 (m2) Dt1 = 15-13=2 (0C) Q11 = 0,63 x 73,132 x 2 = 92,57 (W) - Tường ngăn B3B4: Kt = 0,38 F = 24,187 x 6 = 145,122(m2) Dt1 = 15-13 = 2 (0C) Q11 = 0,38 x 145,122 x 2 = 110,292(W) - Tường trong B2B3: Kt = 0,394 F = 12,561 x 6 = 75,366 (m2) Dt1 = 37,7-13 = 24,7 (0C) Q11 = 0,394 x 73,366 x 2 = 733,45 (W) - Đối với nền: Kt = 0,54 F = 12,187x24,187= 294,767 (m2) Dt1 = 22,28-13 = 9,28 (0C) Q11 = m x Kt x F x Dt Đối với nền khi tính toán Q1a có tính đến hệ số m (hệ số đặc trưng cho sự tăng trở nhiệt của nền khi có lớp cách nhiệt), m được tính theo công thức: m = , m [6, tr 78] m = 0,29 (m) Q11 = 0,29 x 0,54 x 294,767.9,28 = 418,535(W) - Đối với trần: Kt = 0,406 F = 294,767 (m2) Dt1 = 32,76-13 =20,76 (0C) Q11 = 0,406.294,767.20 ,76= 2441,71 (W) Q11= 1492,375+733,45+92,57+110,292+418,535+2427,425=4531,229(W) b. Tính Q12: Do hướng Tây có phòng máy thiết bị, hướng Nam có hành lang che chắn, hướng Bắc bức xạ mặt trời không đáng kể nên ta chỉ tính toán cho tường bao che hướng Đông. Còn trần thiết kế theo kiểu hầm mái thì không cần tính. Q12 = Kt.F.Dtbx Kt = 0,41 F = 12,561.6 =75,366 (m2) Dt = 11 ( oC ) Q11 = 0.41.75,366.11 = 339,9 ( W) 4.2.2. T ính Q2: 4.2.2.1. Cơ sở tính toán: Q2 = Q2a + Q2b , W * Q2a: chi phí lạnh để làm lạnh rau quả, W. Q2a = Mmax x [id-ic] x , W [6, tr 80] Trong đó: Mmax: lượng nhập cực đại vào phòng lạnh trong ngày đêm, tấn. id,ic: entanpi của rau quả trước và sau khi xử lý lạnh, kj/kg T: thời gian làm lạnh, h 1000, 1000, 3600: hệ số chuyển đổi từ tấn sang kg, từ kj sang j, từ giờ sang giây * Q2b: chi phí lạnh để làm lạnh bao bì. Q2b = Mt x G x (td-tc) x , W [4, tr 84] Trong đó: Mt: khối lượng bao bì nhập cực đại trong ngày đêm (tấn) Lấy Mt = 0,1 Mmax. G: nhiệt dung riêng của bao bì, kj/kg0C. Ở đây bao bì là hòm gỗ thưa do đó G = 2,5 (kj/kg0C). td, tc: nhiệt độ đầu và cuối của bao bì trong quá trình làm lạnh. 4.2.2.2. Tính toán cụ thể: Đối với phòng làm lạnh nhanh: * Q2a: Mmax = 133,33 (tấn/ngày đêm) T = 24 h td = 25oCÞid = i= 365,6 (kj/kg) tc = 1oCÞid = i = 274,3 (kj/kg) Q2a = 133,33(365,6-274,3) x = 140891,539 (W) * Q2b: Mt = 0,1 x Mmax = 13,33 (tấn/ngày đêm) td = 25oC tc = 1oC G = 2,5 (kj/kgoC) Q2b = 13,33 x 2,5 x (25-1). = 9259,027 (W) * Đối với kho lạnh rau quả thì tải nhiệt chủ yếu rơi vào thời gian thu hoạch, còn thời gian bảo quản, Q2 = 0 [VI, tr 75]. Q2 = 140891,539+ + 9259,027 = 120150,56 (W) 4.2.3. Tính Q3: cơ sở tính toán: Q3 = Mk(i1-i2) , W Mk: lưu lượng không khí của quạt thông gió, kg/s [6, tr 96] i1, i2: entanpi của không khí ở bên ngoài và trong buồng xác định theo đồ thị I-d Mk = , kg/s [6, tr 96] Trong đó: V: thể tích buồng bảo quản cần thông gió, m3 a: số lần thay đổi không khí trong một ngày đêm, lần/24h : khối lượng riêng của không khí ở nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng, kg/m3 1000, 3600: hệ số chuyển đổi kj sang j, giờ sang giây. Tính toán Q3 cho phòng lạnh nhanh. V = F.h = 108 x 6 = 648 (m3) a = 4 lần/ngày đêm = 1,289 (kg/m3) ở nhiệt độ to = 1oC [5, tr 14] tng = 37,7oC, j = 77% Þ i1 = 120 (kj/kg) tph = 1oC, j = 85% Þ i2 = 10 (kj/kg) [đồ thị I-d] Þ M = = 38,67 (kj/s) Þ Q3 = 38,67 x (120-10) = 4253,7 (W) Đối với các phòng còn lại tính tương tự và ghi kết quả ở bảng 5.7. 4.2.4. Tính Q4 : Q4 = Q41 + Q42 + Q43 + Q44 Trong đó: Q41 : chi phí cho thắp sáng Q42: do hô hấp của người làm việc trong kho Q43: do mở cửa để xuất nhập hàng của kho lạnh Q44: chi phí lạnh cho các động cơ điện 4.2.4.1. Tính Q41 Cơ sở tính toán: Q41 = A x F Trong đó: A: lượng nhiệt toả ra kho do th