Tư vấn thiết kế kho lạnh

Hetech với đội ngũ kỹ thuật nhiều năm kinh nghiệm trong nghành lạnh và được đào tạo trong môi trường tư vấn chuyên nghiệp nhiều năm, Hiểu được tầm quan trọng của khâu thiết kế trong kế hoạch triển khai dự án Hetech đã tập trung phát triển bộ phận thiết kế đạt được những khác biệt và hiệu quả cao phục vụ tốt cho công tác thi công và vận hành về sau, dự trù những rủi ro và các điều kiện không thuận lợi trong tương lai.

” Hetech luôn là đơn vị hàng đầu trong lĩnh vực làm giải pháp”

Hetech luôn đặt ra những tiêu chí trong thiết kế dự án như sau:

• Giải pháp tối ưu về hiệu quả năng lượng
• Giải pháp tối ưu về chi phí đầu tư
• Giải pháp tối ưu trông thi công lắp đặt đạt hiệu quả
• Giải pháp tối ưu trong vận hành sử dụng
• Giải pháp tối ưu đáp ứng tính thẩm mỹ và tiện nghi khu vực xung quang như: độ ồn, rung lắc,..

1. Các yếu tố cần lưu ý trong thiết kế kho lạnh:

1.1 Xác định địa điểm, thông số về địa lý và khí hậu xây dựng kho lạnh

Chọn địa điểm xây dựng kho lạnh là công tác không thể thiếu và đóng vai trò quan trọng trong quá trình thiết kế và xây dựng kho. Khi chọn địa điểm thì ta biết được các thông số về khí tượng , địa lý… từ đó để đưa ra các phương án thiết kế và xây dựng kho cho thích hợp để làm cho công trình có giá thành thấp nhất và chất lượng công trình là tốt nhất , cũng như né tránh được thiên tai lũ lụt tại địa phương xây dựng kho.

1.2 Các thông số thiết kế bên trong kho lạnh

– Nhiệt độ bảo quản : nhiệt độ bảo quản thực phẩm phải được lựa chọn trên cơ sở kinh tế và kỹ thuật. Nó phụ thuộc vào từng loại sản phẩm và thời gian bảo quản sản phẩm. Thời gian bảo quản càng lâu thì đòi hỏi nhiệt độ càng thấp.

– Độ ẩm của không khí bên trọng kho lạnh : sản phẩm sản xuất ra đều được đóng gói bằng nhựa PE và giấu cactong . Khi đưa vào kho lạnh để bảo quản nên chọn độ ẩm của không khí trong kho >85%

– Tốc độ của không khí trong kho lạnh: do sản phẩm được đóng gói cách ẩm nên thiết kế không khí trong kho có đối lưu cưỡng bức bằng quạt gió với vận tốc v=3 m/s

1.3 Kiểu kho lạnh xây dựng

Hiện nay , ngành chăn nuôi ở nước ta đang phát triển mạnh , để phục vụ cho quá trình chế biến và bảo quản chăn phục vụ cho công tác xuất khẩu . Vì vậy , những kho lạnh có công suất vừa và nhỏ được xây dựng tương đối nhiều ở Việt Nam hiện nay . Để xây dựng trạm lạnh cũng như kho lạnh thì trên thực tế ở nước ta hiện nay có thể sử dụng 2 phương pháp sau :

– Kho xây :như xây dựng dân dụng , điểm khác là phải có cách nhiệt , cách ẩm

– Kho lắp ghép :xây+lắp ghép

• Phương án truyền thống

Phương án này kho lạnh được xây dựng bằng các vật liệu xây dựng và lớp cách nhiệt , cách âm gắn vào phía trong của kho . Quá trình xây dựng phức tạp , qua nhiều công đoạn

+ Ưu điểm :

– Kho xây thì ta tận dụng được nguyên vật liệu có sẵn ở địa phương

– Có thể sử dụng những công trình kiến trúc có sẵn để chuyển thành kho

– Giá thành xây dựng rẻ

+ Nhược điểm :

– Khi cần di chuyển kho lạnh khó khăn , hầu như bị phá hỏng

– Cần nhiều thời gian và nhân lực thi công

– Chất lượng công trình có độ tin cậy không cao

• Phương án hiện đại

Đó là phương án xây dựng kho bằng cách lắp các tấm panel tiêu chuẩn trên nền , khung và mái của kho .

+ Ưu điểm:

– Các cấu trúc cách nhiệt , cách ẩm là các tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên dễ dàng vận chuyển đến nơi lắp đặt và lắp đặt nhanh chóng

– Khi cần di chuyển kho lạnh dễ dàng, không bị hư hỏng

– Kho chỉ cần khung và mái che nên không cần đến các vật liệu xây dựng do đó việc xây dựng rất đơn giản

+ Nhược điểm:

– Giá thành đắtt hơn kho xây . Trên cơ sở phân tích ưu nhược điểm của hai phương án trên thì phương án hiện đại mặc dù giá thành cao , nhưng chất lượng của kho đảm bảo cho nên giảm được chi phí vận hành và chất lượng sản phẩm được bảo quản tốt hơn , do đó phương án hiện đại được chọn ở đây là xây dựng kho bằng các tấm panel tiêu chuẩn .

Dựa trên phân tích ưu nhược điểm của từng loại mà ta chọn phương án ở đây là phương án lắp ghép kho bằng các tấm panel tiêu chuẩn mặc dù giá thành hơi đắt nhưng kho sẽ có chất lượng tốt hơn từ đó giảm chi phí vận hành và điều quan trọng chất lượng sản phẩm sẽ cao hơn

Mục đích của việc xây dựng kho là dùng để căn cứ để chọn máy nén và để tính toán nhiệt tải.

1.4 Dung tích kho lạnh

Dung tích kho tính ở đây là tổng thể tích không gian trong các buồng bảo quản và được xác định theo công thức:

E=V.g_v   =>  V=

Trong đó:

E: Dung tích kho lạnh (tấn)

V:Thể tích kho lạnh (m³)

g_v: Định mức của chất tải thể tích (tấn/m³). Ở đây ta tính với sản phẩm là thịt gà đông lạnh trong ngăn cactông nên ta chọn được: g_v= 0,38 (t/m³) ( Bảng 2-4 HD thiết kế hệ thống lạnh<Tài liệu tham khảo [I]>).

1.5 Quy hoạch mặt bằng:

• Quy hoạch mặt bằng kho lạnh là bố trí những nơi sản xuất , xử lý lạnh , bảo quản . . . phù hợp với dây chuyền công nghệ sao cho hiệu quả sản xuất kinh doanh cao Để đạt được mục đích đó trong quy hoạch ta cần phải tuân thủ các yêu cầu sau:
• Phải bố trí các buồng lạnh phù hợp với dây chuyền công nghệ. Sản phẩm đi theo dây chuyền không gặp nhau, không đan chéo nhau.
• Các cửa ra vào của buồng chưa phải quay ra hành lang. Cũng có thể không cần hành lang nhưng sản phẩm theo dây chuyền không được đi ngược.
• Quy hoạch cần phải đạt chi phí đầu tư thấp nhất. Cần sử dụng rộng rãi các cấu kiện tiêu chuẩn giảm đến mức thấp nhất các diện tích phụ nhưng phải đảm bảo tiện nghi. Giảm công suất thiết bị đến mức thấp nhất .
• Quy hoạch mặt bằng cần phải đảm bảo sự vận hành tiện lợi và rẻ tiền. Trong đó phải đảm bảo lối đi và đường vận chuyển thuận lợi cho việc bốc xếp thủ công hoặc cơ giới đã thiết kế .
• Trong một vài trường hợp, kho lạnh có sân bốc dỡ nối liền rộng 3÷5m nhưng thông thường các kho lạnh có hành lang nổi ra cả 2 phía chiều rộng 6m .
• Để giảm tổn thất nhiệt qua kết cấu bao che các buồng lạnh được nhóm lại từng khối 1 với một chế độ nhiệt độ.
• Mặt bằng kho lạnh phù hợp với hệ thống lạnh đã chọn Điều này đặc biệt quan trọng đối với kho lạnh 1 tầng vì không phải luôn luôn đảm bảo đưa được môi chất lạnh từ các thiết bị lạnh về do đó phải chuyển sang sơ đồ lớn hơn với việc cấp lòng từ dưới lên
• Mặt bằng kho lạnh phải đảm bảo kỹ thuật, an toàn phòng cháy, chữa cháy. Quy hoạch cũng cần phải tính đến khả năng mở rộng kho lạnh. Phải để lại một mặt mút tưởng để có thể mở rộng kho lạnh .
• Khi chọn mặt bằng xây dựng , ngoài những yêu cầu chung đã nêu ở phân trên thì khi chọn mặt bằng xây dựng cần phải chú ý đến nền móng kho lạnh phải vững chắc do đó phải tiến hành khảo sát về nền móng và mực nước. Do nhiệt thải ở thiết bị ngưng tụ của một kho lạnh là rất lớn nên ngay từ khi thiết kế cần phải tính đến nguồn nước để giải nhiệt. Cũng như nguồn nước, việc cung cấp điện đến công trình, giá điện và xây lắp công trình điện cũng là một vấn đề cần được quan tâm vì nó sẽ ảnh hưởng đến vốn đầu tư ban đầu. Tương tự các kho lạnh đều cần có một sân rộng để cho xe tải đi lại bốc dỡ hàng, đảm bảo được việc bốc dỡ với khối lượng cao nhất, đồng thời đảm bảo được các mặt hàng đông lạnh không bị ảnh hưởng tới thời gian bốc xếp. Bố trí dọc theo chiều dài và chiều rộng kho lạnh các hành lang đệm để các xe vận chuyển hàng vào kho và xuất kho một cách nhanh nhất.

2.Tính toán nhiệt cho kho lạnh

2.1 Nhiệt độ sản phẩm đầu vào kho lạnh

Nhiệt độ của sản phẩm đầu vào rất quan trọng trong thiết kế kho lạnh. Nhiều khách hàng không quen sử dụng kho lạnh nên đôi khi còn nhập hàng còn nóng vào kho lạnh, điều này làm ảnh hưởng rất lớn đến nhiệt độ trong kho lạnh. Vì vậy, để tính toán đúng công suất cụm máy và dàn lạnh thì khách hàng cần cung cấp nhiệt độ của sản phẩm khi nhập vào kho lạnh. Bên cạnh đó, công suất cụm máy nén dàn ngưng được tính bằng KW lạnh chứ không phải bằng HP như một số đơn vị làm kho lạnh tư vấn khách hàng. Công suất HP chỉ là công suất định danh cho máy nén, còn công suất lạnh đầu ra (KW lạnh) là yếu tố quyết định để kho lạnh đạt được nhiệt độ cần thiết.

2.2 Tần suất và số lượng hàng xuất nhập mỗi ngày

Đây là yếu tố khá quan trọng trong thiết kế kho lạnh vì nhiệt trong kho sẽ thất thoát trong thời gian xuất nhập hàng và phải bù nhiệt cho lượng hàng mỗi lần nhập vào kho lạnh. Tần suất này càng cao và lượng hàng luân chuyển (xuất/nhập) hằng ngày càng nhiều thì nhiệt lượng cần bù vào càng lớn, cần phải có đội ngũ có trình độ chuyên môn và nhiều năm kinh nghiệm về kho lạnh để tính toán và chọn thiết bị lạnh phù hợp để tránh thiếu tải hoặc thừa tải gây lãng phí.

H2.1-Tần suất hàng hóa ra vào kho lạnh

2.3 Việc tính toán nhiệt cho kho lạnh Hetech giới thiệu các cách tính như sau:

• Áp dụng tính tay dự vào tài liệu thiết kế hệ thống lạnh của thầy Nguyễn Đức Lơi, Tài liệu Ashea và các tài liệu khác đây là các bộ tài liệu hướng dẫn theo tiêu chuẩn công việc này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của quá trình tính toán nhiệt
• Ngoài ra để nhanh hơn trong việc tính toán chung ta lựa chọn các phần mềm như: Coolpack, Danfoss và các phần mềm khác về code có tính tương đồng nhau.

H3.1-Tính toán tải kho lạnh theo phần mềm Coolpack

Mục đích cuối cùng của việc tính toán nhiệt kho lạnh là để xác định năng suất lạnh của máy lạnh cần lắp.

Dòng nhiệt tổn thất vào kho lạnh được xác định theo biểu thức:

∑Q = ∑Q₁ + ∑Q₂ +∑Q₃ + ∑Q₄ + ∑Q₅ ,     W

Trong đó:

• ∑Q₁: Dòng nhiệt qua kết cấu bao che.
• ∑Q₂: Dòng nhiệt do sản phẩm tỏa ra.
• ∑Q₃: Dòng nhiệt do thông gió buồng lạnh.
• ∑Q₄: Dòng nhiệt do vận hành.
• ∑Q₅: Dòng nhiệt từ sản phẩm tỏa ra khi sản phẩm hô hấp ( thở ), chỉ có ở các kho lạnh bảo quản rau quả đặc biệt hoặc trong các buồng lạnh bảo quản hoa quả của kho lạnh phân phối.

Đặc điểm của các dòng nhiệt là chúng thay đổi liên tục theo thời gian. Q₁ phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ bên ngoài nên nó thay đổi theo giờ trong ngày và theo mùa trong năm….Q₂ phụ thuộc vào thời vụ. Q₃ phụ thuộc vào loại hàng hóa bảo quản: Sản phẩm không hô hấp và sản phẩm sống có hô hấp ( rau, quả, trứng). Q₄ phụ thuộc vào quy trình công nghệ chế biến, bảo quản hàng hóa. Q₅ phụ thuộc vào biến đổi sinh hóa của sản phẩm hô hấp.

2.4 Lựa chọn chu trình,thiết bị hệ thống lạnh

Mục này mời xem tài liệu: “ Tính toán thiết kế hệ thống lạnh– Nguyễn Đức Lợi”