Thiết kế kho lạnh ủ đông là quá trình tính toán không gian kho, nhiệt độ vận hành, tải nhiệt, công suất máy lạnh, vật liệu cách nhiệt, hệ thống điện và cách bố trí thiết bị để tạo ra môi trường nhiệt độ thấp phù hợp cho quá trình làm lạnh sâu hoặc bảo quản sản phẩm đông lạnh.
Khác với kho mát thông thường, kho lạnh ủ đông hoạt động ở mức nhiệt độ thấp hơn đáng kể. Vì vậy, yêu cầu đối với panel cách nhiệt, cửa kho, máy nén, dàn lạnh, dàn nóng, đường ống và hệ thống điều khiển cũng cần được tính toán phù hợp với mục đích sử dụng.
Một phương án thiết kế kho lạnh ủ đông cần bắt đầu từ nhu cầu thực tế của doanh nghiệp thay vì lựa chọn thiết bị trước rồi mới tính diện tích kho. Sản lượng hàng hóa, nhiệt độ đầu vào, thời gian cần đạt nhiệt độ yêu cầu và tần suất xuất nhập hàng đều có ảnh hưởng trực tiếp đến cấu hình hệ thống.
Kho lạnh ủ đông thường xuất hiện tại các cơ sở chế biến, kho thực phẩm, nhà máy thủy sản, cơ sở giết mổ, kho phân phối và những đơn vị cần bảo quản hàng hóa ở nhiệt độ thấp.
Một số nhóm sản phẩm thường được đưa vào kho gồm:
Tuy nhiên, mỗi loại hàng hóa sẽ có yêu cầu nhiệt độ, thời gian cấp lạnh và phương pháp xếp hàng khác nhau. Đây là lý do thiết kế kho lạnh ủ đông cần được tính toán dựa trên loại sản phẩm cụ thể.
Hai khái niệm này thường được sử dụng gần nhau nhưng mục đích vận hành có thể khác nhau.
Kho ủ đông có thể được sử dụng để đưa nhiệt độ của sản phẩm xuống thấp trong một khoảng thời gian nhất định. Trong khi đó, kho bảo quản đông thường chú trọng duy trì sản phẩm đã được làm đông ở mức nhiệt độ ổn định trong thời gian lưu kho.
Do phải xử lý lượng nhiệt từ sản phẩm mới đưa vào, thiết kế kho lạnh ủ đông cần đặc biệt quan tâm đến:
Nếu các yếu tố này không được xác định ngay từ đầu, hệ thống có thể hoạt động không phù hợp với nhu cầu thực tế.
Không nên áp dụng một mức nhiệt độ duy nhất cho tất cả các loại kho.
Trong quá trình thiết kế kho lạnh ủ đông, nhiệt độ vận hành cần được xác định dựa vào loại thực phẩm, trạng thái sản phẩm, yêu cầu của quy trình sản xuất và thời gian lưu kho.
Một số hệ thống đông lạnh có thể hoạt động ở khoảng dưới -18°C, trong khi những hệ thống cần tốc độ làm lạnh nhanh hơn có thể sử dụng mức nhiệt độ thấp hơn.
Điều quan trọng không chỉ nằm ở nhiệt độ cài đặt mà còn là khả năng duy trì nhiệt độ tương đối ổn định khi:
Vì vậy, nhiệt độ kho ủ đông phải được xem xét đồng thời với công suất máy và phương án vận hành.
Trước khi lựa chọn máy nén hoặc dàn lạnh, đơn vị thiết kế kho lạnh cần thu thập đầy đủ dữ liệu của công trình.
Cần xác định:
Kho quá nhỏ sẽ gây khó khăn khi xếp hàng, trong khi kho quá lớn so với nhu cầu có thể làm tăng tải nhiệt và chi phí đầu tư thiết bị.
Mỗi sản phẩm có đặc tính nhiệt khác nhau.
Ví dụ thịt, cá, thủy sản hoặc thực phẩm đóng gói sẽ có nhiệt độ đầu vào và yêu cầu thời gian làm lạnh khác nhau.
Đây là một trong những dữ liệu quan trọng khi thiết kế kho lạnh ủ đông.
Không chỉ tổng sức chứa kho mà lượng hàng mới đưa vào trong một ngày hoặc một mẻ cũng cần được xác định.
Ví dụ kho chứa 30 tấn hàng nhưng mỗi ngày chỉ nhập thêm 2 tấn sẽ có bài toán tải lạnh khác với kho cũng chứa 30 tấn nhưng nhập mới 10 tấn mỗi ngày.
Sản phẩm vừa qua sơ chế, sản phẩm đã làm mát và sản phẩm đã cấp đông sẽ tạo ra các mức tải nhiệt khác nhau.
Nhiệt độ đầu vào càng cao thì lượng nhiệt hệ thống cần lấy ra càng lớn.
Doanh nghiệp cần xác định sản phẩm phải đạt nhiệt độ yêu cầu trong bao lâu.
Thời gian hạ nhiệt càng ngắn thì bài toán lựa chọn công suất kho lạnh càng cần được tính toán kỹ.
Một hệ thống kho lạnh ủ đông thường được tạo thành từ nhiều bộ phận liên kết với nhau.
Panel tạo nên vách và trần kho, có nhiệm vụ hạn chế truyền nhiệt từ môi trường bên ngoài vào bên trong.
Đối với môi trường nhiệt độ thấp, khả năng cách nhiệt của panel rất quan trọng.
Khi thiết kế kho lạnh ủ đông, độ dày và loại vật liệu panel cần được lựa chọn dựa vào nhiệt độ kho, điều kiện môi trường xung quanh và đặc điểm công trình.
Nền là vị trí cần được xử lý cẩn thận vì chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài kho khá lớn.
Tùy công trình, nền kho có thể cần các lớp:
Đối với kho nhiệt độ thấp, vấn đề truyền nhiệt xuống nền cần được tính đến ngay khi thiết kế.
Cửa kho là vị trí thường xuyên xảy ra trao đổi nhiệt.
Vì vậy cửa cần:
Với kho có tần suất xuất nhập cao, vị trí và kích thước cửa ảnh hưởng trực tiếp đến phương án thiết kế kho lạnh ủ đông.
Máy nén là một trong những thiết bị chính của hệ thống lạnh.
Công suất máy nén không nên lựa chọn đơn giản theo diện tích kho mà phải dựa trên tổng tải nhiệt tính toán.
Dàn lạnh được lắp bên trong kho, giúp trao đổi nhiệt và phân phối luồng không khí lạnh.
Vị trí lắp dàn lạnh phải hạn chế tình trạng hàng hóa chắn luồng gió.
Khoảng cách giữa dàn lạnh, trần kho và khu vực xếp hàng cũng cần được xác định từ giai đoạn thiết kế.
Dàn nóng giúp hệ thống thải nhiệt ra môi trường.
Khu vực đặt dàn nóng cần có điều kiện thông thoáng thích hợp và thuận tiện cho việc kiểm tra thiết bị.
Tủ điều khiển có thể quản lý các chức năng như:
Đây là bộ phận quan trọng trong một hệ thống kho lạnh.
Tải nhiệt là một trong những nội dung quan trọng của thiết kế kho lạnh ủ đông.
Tổng tải nhiệt không chỉ đến từ hàng hóa mà còn có thể phát sinh từ nhiều nguồn.
Nhiệt từ môi trường bên ngoài có xu hướng truyền vào khu vực nhiệt độ thấp.
Khả năng truyền nhiệt phụ thuộc vào:
Khi hàng có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ kho được đưa vào, hệ thống cần lấy lượng nhiệt này ra.
Với kho ủ đông thực phẩm, đây có thể là một phần đáng kể của tổng tải lạnh.
Mỗi lần cửa mở, không khí nóng và ẩm từ bên ngoài có thể đi vào kho.
Kho xuất nhập liên tục sẽ có tải nhiệt khác với kho ít mở cửa.
Đèn chiếu sáng, nhân viên, xe nâng hoặc các thiết bị hoạt động bên trong cũng tạo ra nhiệt.
Các nguồn nhiệt này cần được đưa vào bài toán tính toán thay vì chỉ dựa trên kích thước kho.
Một thiết kế kho lạnh ủ đông phù hợp không chỉ nằm ở thiết bị mà còn liên quan đến cách sử dụng không gian.
Hàng hóa không nên xếp kín toàn bộ diện tích kho.
Cần duy trì khoảng trống phù hợp:
Mục đích là tạo đường lưu thông cho không khí lạnh và thuận tiện khi xuất nhập sản phẩm.
Nếu hàng hóa che kín đường gió, nhiệt độ giữa các vị trí trong kho có thể khác nhau đáng kể.
Dàn lạnh tạo ra luồng không khí lạnh lưu chuyển trong kho.
Trong quá trình thiết kế kho lạnh ủ đông, vị trí dàn lạnh và hướng thổi gió cần được bố trí dựa trên:
Mục tiêu là giúp không khí lạnh có thể tiếp cận tương đối đồng đều tới khu vực lưu trữ.
Đây cũng là lý do không nên tùy ý thay đổi cách xếp hàng sau khi hệ thống đã được thiết kế theo một phương án cụ thể.
Khi kho hoạt động ở nhiệt độ thấp, hơi ẩm trong không khí có thể tạo tuyết hoặc băng trên dàn lạnh.
Nếu lớp băng tích tụ quá nhiều, khả năng trao đổi nhiệt của dàn có thể giảm.
Hệ thống vì vậy cần có phương án xả đá phù hợp.
Trong thiết kế kho lạnh ủ đông, chu kỳ xả đá cần cân đối giữa:
Không nên cài đặt chu kỳ xả đá theo một thông số cố định cho mọi công trình.
Một dự án thi công kho lạnh ủ đông có thể được triển khai theo các bước chính sau.
Xác định:
Kiểm tra diện tích, chiều cao, nguồn điện, khu vực đặt thiết bị và đường vận chuyển hàng hóa.
Tổng hợp tải nhiệt từ kết cấu kho, sản phẩm, người, thiết bị và quá trình mở cửa.
Từ tải nhiệt tính toán, lựa chọn cấu hình máy nén, dàn lạnh, dàn nóng và các thiết bị liên quan.
Xác định panel, nền, cửa, vị trí dàn lạnh và đường đi của hệ thống đường ống.
Tiến hành lắp panel, thiết bị lạnh, hệ thống điện, điều khiển và các bộ phận phụ trợ.
Kiểm tra khả năng hạ nhiệt, hoạt động của thiết bị, hệ thống điều khiển và sự phân bố nhiệt độ trong kho.
Quy trình rõ ràng giúp thiết kế kho lạnh ủ đông bám sát nhu cầu sử dụng thực tế của từng doanh nghiệp.
Không có một mức chi phí chung cho tất cả các công trình.
Giá lắp đặt kho lạnh ủ đông phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
Vì vậy, hai kho có cùng diện tích nhưng yêu cầu nhiệt độ và sản lượng khác nhau vẫn có thể sử dụng cấu hình thiết bị rất khác nhau.
Diện tích là một thông số quan trọng nhưng chưa đủ.
Cần tính thêm hàng hóa, nhiệt độ đầu vào, số lần mở cửa và nhiều nguồn nhiệt khác.
Việc này có thể cản trở dòng không khí và ảnh hưởng đến khả năng phân phối nhiệt.
Cửa lớn thuận tiện vận chuyển nhưng đồng thời có thể làm lượng không khí bên ngoài đi vào nhiều hơn khi mở.
Kích thước cửa cần dựa vào loại hàng và phương tiện vận chuyển thực tế.
Doanh nghiệp dự kiến mở rộng sản lượng nên trao đổi điều này ngay trong giai đoạn thiết kế kho lạnh ủ đông để có phương án bố trí phù hợp.
Cụm máy, dàn nóng và hệ thống đường ống cần được bố trí thuận tiện cho vận hành và kiểm tra về sau.
Doanh nghiệp có thể xem xét xây dựng kho lạnh ủ đông khi thường xuyên xử lý lượng thực phẩm cần làm lạnh hoặc bảo quản đông.
Một số trường hợp thường gặp gồm:
Việc thiết kế riêng giúp kích thước và công suất hệ thống được xây dựng dựa trên quy trình vận hành thực tế.
CÔNG TY KỸ THUẬT KHO LẠNH HY ĐỨC tiếp nhận nhu cầu thiết kế kho lạnh ủ đông cho nhiều mô hình lưu trữ và sản xuất khác nhau.
Khi xây dựng phương án, các thông tin cần được xác định gồm diện tích mặt bằng, loại sản phẩm, khối lượng hàng, nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ cần đạt, tần suất xuất nhập và điều kiện nguồn điện tại công trình.
Từ các dữ liệu đó có thể tính toán cấu hình hệ thống kho lạnh phù hợp hơn với mục đích sử dụng, thay vì áp dụng một cấu hình giống nhau cho mọi kho.
Đối với các dự án kho lạnh công nghiệp, việc khảo sát nhu cầu ngay từ đầu đặc biệt quan trọng bởi công suất thiết bị liên quan trực tiếp đến sản lượng hàng hóa cần xử lý.
Mức nhiệt cần dựa trên loại sản phẩm và mục đích làm lạnh. Không nên áp dụng một mức nhiệt cố định cho tất cả hàng hóa.
Có ảnh hưởng nhưng không phải yếu tố duy nhất. Khối lượng hàng, nhiệt độ đầu vào, số lần mở cửa và thời gian cần làm lạnh cũng ảnh hưởng đến công suất.
Đối với hệ thống hoạt động ở nhiệt độ thấp, kết cấu nền là một hạng mục cần được xem xét trong quá trình thiết kế nhằm hạn chế truyền nhiệt.
Dàn lạnh cần không gian để lưu thông gió. Nếu hàng hóa chắn đường gió, khả năng phân phối không khí lạnh trong kho có thể bị ảnh hưởng.
Có. Kích thước cần dựa vào mặt bằng, lượng hàng và cách bố trí vận chuyển thực tế.
Có. Dù quy mô nhỏ hay lớn, việc xác định tải nhiệt vẫn giúp lựa chọn thiết bị phù hợp hơn.
Khi cửa mở, không khí bên ngoài có thể đi vào kho, làm tăng tải nhiệt và độ ẩm.
Điều này phụ thuộc vào yêu cầu nhiệt độ, phương án lưu trữ và quy trình vận hành của từng nhóm sản phẩm.
Có. Dàn nóng cần môi trường phù hợp để thải nhiệt và có không gian phục vụ việc kiểm tra thiết bị.
Khi sản lượng hàng tăng đáng kể, thay đổi nhiệt độ vận hành hoặc thay đổi quy trình nhập hàng, doanh nghiệp nên xem xét lại khả năng đáp ứng của hệ thống.
Nếu doanh nghiệp đang cần khảo sát hoặc xây dựng phương án thiết kế kho lạnh ủ đông, có thể liên hệ:
CÔNG TY KỸ THUẬT KHO LẠNH HY ĐỨC
Địa chỉ: Số 35/20 Nguyễn Qúy Anh, Phường Tân Sơn Nhì, Thành Phố Hồ Chí Minh
Hotline: 0937.565.585
Email: kholanhhyduc.vn@gmail.com
Website: KHOLANHHYDUC.COM
Một hệ thống kho lạnh cần được xây dựng từ nhu cầu lưu trữ thực tế, sản lượng hàng hóa và điều kiện mặt bằng. Việc tính toán đầy đủ ngay từ giai đoạn thiết kế kho lạnh ủ đông giúp doanh nghiệp có cơ sở lựa chọn kết cấu kho, công suất thiết bị và cách bố trí hệ thống phù hợp với hoạt động sản xuất hoặc bảo quản thực phẩm.