Chương 3: CẤU TRÚC XÂY DỰNG VÀ CÁCH NHIỆT KHO LẠNH 3.1. Chọn phương án xây dựng kho Có 2 phương án thiết kế kho lạnh l à kho xây truyền thống và kho lắp ghép. Kho l ắp ghép được lắp ghép từ các panel tiêu chuẩn chế tạo sẵn nên có th ể vận chuyển dễ dàng đến nơi lắp ráp một cách nhanh chóng trong một vài ngày, có th ể tháo lắp và di chuyển mới khi cần thiết. Kho lạnh truyền thống được thiết kế xây dựng từ những vật liệu đã được chọn lựa nhằm đảm bảo được các điều kiện của kho lạnh bảo quản. Kho lạnh xây dựng có nhược điểm là cồng kềnh, tốn công xây dựng nhưng lại ít tốn kém hơn so với kho lắp ghép. Ở đây ta chọn phương án kho xây truyền thống cho kho lạnh đang thiết kế. 3.2. Chọn mặt bằng xây dựng Vì kho đang thiết kế là kho lạnh trung chuyển bảo quản ngắn hạn những sản phẩm tại nơi trung chuyển nên yêu cầu đó là phải gần các điểm nút đường sắt, đường bộ,hải cảng, có thể dễ d àng bốc dỡ hàng hóa. Kho đang thiết kế được xây dựng tại Lai Châu nên ta sẽ chọn địa điểm xây dựng ở gần đường quốc lộ để đáp ứng được những yêu cầu trên. 3.3.Tính toán cách nhi ệt, cách ẩm và kiểm tra đọng sương cho kho lạnh. Việc tính toán cách nhiệt, cách ẩm và kiểm tra đọng sương cho kho bảo quản nhằm mục đích: - Hạn chế dòng nhiệt truyền từ bên ngoài qua kết cấu bao che vào kho l ạnh - Tránh ngưng ẩm trên bề mặt ngoài của vách vào trong kho lạnh 3.3.1. Tính cho tường bao kho lạnh Tường bao gồm các lớp: 1. lớp vữa dày 10mm 2. tường gạch chịu lực 360mm 3. 1 lớp cách ẩm bitium 3mm 4. lớp cách nhiệt bằng xốp polystirol 200mm 5. vữa trát có lưới thép 10mm các thông số : hệ số dẫn nhiệt, dẫn ẩm của các vật liệu xây dựng và cách nhi ệt( tra theo bảng 3-1,3-2 TL1,81,83) L ớp vữa xi măng:δ=0,01m; 1  =0,9W/m.K; μ=90g/mh.Mpa. Lớp gạch chịu lực: δ=0,36m; 2  =0,82 W/m.K; μ=105 g/mh.Mpa. L ớp cách ẩm: δ=0,003m; 3  =0,18 W/m.K; μ=0,86 g/mh.Mpa. L ớp cách nhiệt: δ=?m; 4  =0,047 W/m.K; μ=7,5 g/mh.Mpa. Hình 3-1 •Tính toán chiều dày cách nhiệt: Chiều dày cách nhiệt được xác định từ công thức:                  n i i i cncn k 1 21 111     ; Trong đó: cn  - độ dày yêu cầu của lớp cách nhiệt; cn  -hệ số dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt(bảng 3-1,TL1,81),W/mK k- h ệ số truyền nhiệt (bảng 3-3,3-6,TL1,84);W/m 2 .K 1  -hệ số tỏa nhiệt của môi trường bên ngoài( phía nóng) tới tường cách nhiệt,W/m 2 K;(bảng 3-7,TL1,86) 2  -hệ số tỏa nhiệt của vách buồng lạnh vào buồng lạnh; (bảng 3-7,TL1,86) i  -bề dày của lớp vật liệu xây dựng thứ i ,m; i  -hệ số dẫn nhiệt của lớp vật liệu xây dựng thứ i(bảng 3-1,TL1,81),W/m 2 K. Tra b ảng ta được:k=0,23 W/m 2 .K; 1  =23,3 W/m 2 K; 2  =9 W/m 2 K; Thay s ố: cn  =0,047 m174,0 9 1 18,0 003,0 82,0 36,0 9.0 01,0 .3 3,23 1 23,0 1               Chiều dày cách nhiệt thực phải chọn lớn hơn hoặc bằng chiều dày đã xác định được, ở đây ta chọn chiều dày tổng cn  =180mm. H ệ số truyền nhiệt thực của vách: Km W k i i i t 2 4 1 21 22,0 047,0 18,0 643,0 1 11 1                   •Kiểm tra đọng sương: Điều kiện để vách không bị đọng sương là : st kk  21 1 1 95,0 tt tt k s s     Nhiệt độ tháng nóng nhất ở Lai Châu là 37,7 0 C, độ ẩm φ=80%, tra đồ thị h-x hình 1- 1,TL1,9 ta được s t =35,7 0 C.nhiệt độ buồng lạnh là 2 t = -12 0 C; 1  =23,3 W/m 2 K; Suy ra   89,0 127,37 7,357,37 .3,23.95,0     s k W/m 2 K 22,0 ts kk W/m 2 K. Vách ngoài kho lạnh không bị đọng sương. •kiểm tra đọng ẩm: Điều kiện để ẩm không đọng lại làm ướt sũng cơ cáu cách nhiệt l à áp suất riêng phần hơi nước thực tế luôn luôn phải nhỏ hơn phân áp suất bão hòa hơi nước ở mọi điểm trong cơ cấu cách nhiệt: maxhx pp  Mật độ dòng nhiệt qua cơ cấu cách nhiệt: q= k.Δt= 0,22.(37,7 -( -12) ) =10,93 W/m 2 xác định nhiệt độ các lớp vách: q = 1  ( 11 tt f  )  1 t = 23,37 3,23 93,10 7,37 1 1   q t f 0 C C q tt 0 1 1 12 1,37 9,0 01,0.93,10 23,37    C q tt 0 2 2 23 3,32 82,0 36,0.93,10 1,37    C q tt 0 3 3 34 18,32 9,0 01,0.93,10 3,32    C q tt 0 4 4 45 99,31 99,31 003,0.93,10 18,32    C q tt 0 5 5 56 87,9 047,0 18,0.93,10 99,31    C q tt 0 6 6 67 55,10 9,0 01,0.93,10 87,9      C q ttttq ff 0 2 72272 12 9,0 01,0.93,10 55,10    Các thông số áp suất bão hòa " x p tra theo bảng “tính chất vật lý của không khí ẩm”(bảng 7.10 TL2,118). Bảng 3-1:Áp suất hơi Vách 1 2 3 4 5 6 7 Nhiệt độ, 0 C Áp su ất maxh p ,pa 37,23 6361,5 37,1 6317,75 32,3 4822,45 32,18 4788,03 31,99 4753,6 -9,87 262,428 -10,55 259,5 Phân áp suất của hơi nước: Dòng hơi thẩm thấu của kết cấu bao che: H pp hh 21    21 , hh pp - là phân áp suất hơi của không khí bên ngoài và trong phòng; 1h p = " x p   Ct 0 7,37 . 2,5229%80.5,6536 13   Pa=5229,2.10 -6 Mpa   38,184%85.915,216.12 2 0 2 "   Ctpp x h Pa=184,38.10 -6 Mpa H- là tr ở kháng thẩm hơi của kết cấu bao che. Khi chiều dày cách ẩm là δ=0,003m   i i H   (m 2 hMPa/g)= 0339,0 5,7 2,0 86,0 003,0 105 36,0 90 01,0 .3  (m 2 hMPa/g)   149,0 0339,0 1039,1842,5229 6      g/m 2 h Phân áp su ất thực của hơi nước trên các bề mặt: Papp hx 53,5212 90 10.01,0.149,0 2,5229 . 6 1 1 12    ; Papp xx 2,4698 105 10.36,0.149,0 53,5212 6 2 2 23    ; Papp xx 5,4681 90 10.01,0.149,0 2,4698 6 3 3 34    ; Papp xx 2,4158 86,0 10.003,0.149,0 5,4681 6 4 4 45    ; Papp xx 2,158 5,7 10.2,0.149,0 2,4158 6 5 5 56    ; Papp xx 5,141 90 10.01,0.149,0 2,158 6 6 6 67    ; Ta th ấy tất cả các phân áp suất thực đều nhỏ hơn áp suất bão hòa  vách kho l ạnh không bị đọng ẩm. 3.3.2.Tính cho mái kho lạnh Mái kho lạnh được xây gồm các lớp: 1. Lớp phủ đồng thời là lớp cách ẩm bằng vật liệu xây dựng và bitum 15mm,λ= 0,3 W/mK; 2. Lớp bê tông cốt thép dày 40mm, λ= 1,5 W/mK; 3. Lớp cách nhiệt ?mm, gồm đất sét, sỏi xốp, λ=0,2 W/mK; 4. T ấm cách nhiệt bằng xốp polystirol dày 50mm, λ=0,047 W/mK; •Xác định chiều dày cách nhiệt: Hình 3-2                  n i i i cncn k 1 21 111     Chọn k= 0,23W/m 2 K; KmW 2 1 /3,23  ; KmW 2 2 /9  m cn 61,0 9 1 047,0 05,0 5,1 04,0 3,0 015,0 3,23 1 23,0 1                Chọn mm cn 610   tổng chiều dày cách nhiệt của mái là 610+50=660mm; H ệ số truyền nhiệt thực: KmWk t 2 /23,0 2,0 61,0 29,1 1     ts kk  . Mái không bị đọng sương. •Kiểm tra đọng ẩm: Mật độ dòng nhiệt qua cơ cấu cách nhiệt :   2 /43,11)12(7,3723,0 mWtkq t  Xác định nhiệt độ tại các lớp vách của mái:   C q ttttq ff 0 1 11111 2,37 3,23 43,11 7,37    C q tt 0 1 1 12 6,36 3,0 015,0.43,11 2,37    C q tt 0 2 2 23 3,36 5,1 04,0.43,11 6,36    C q tt 0 3 3 34 44,1 2,0 61,0.43,11 3,36    C q tt 0 4 4 45 72,10 047,0 05,0.43,11 44,1      C q ttttq ff 0 2 52252 12 9 43,11 72,10    Tra bảng 7.10,TL2,118 ta có các thông số về áp suất bão hòa " x p . B ảng 3-2: Áp suất hơi vách 1 2 3 4 5 Nhiệt độ, 0 C 37,2 36,6 36,3 1,44 -10,72 Áp suất maxh p ,Pa 6361,5 6449 6023,5 650,87 232,2 Phân áp suất thực của hơi nước: Dòng ẩm thẩm thấu qua kết cấu bao che: H pp hh 21    1h p , 2h p - phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt; 1h p =5229,2 Pa; 2h p =184,38Pa. H- tr ở kháng thấm hơi của kết cấu bao che Khi chiều dày cách ẩm là 0,015m. )/(028,0 5,7 05,0 244 62,0 30 04,0 86,0 015,0 2 ghMPamH i i       )/(18,0 028,0 10.38,1842,5229 2 6 hmg     Phân áp suất thực của hơi nước trên các bề mặt: Papp hx 67,2089 86,0 10.015,0.18,0 2,5229 6 1 1 12    Papp xx 67,1849 30 10.04,0.18,0 67,2089 6 2 2 23     Papp xx 67,650 244 10.61,0.18,0 67,1849 6 3 3 34    Papp xx 67,199 5,7 10.05,0.18,0 67,650 6 4 4 45    Phân áp suất thực tính được nhỏ hơn phân áp suất bão hòa  mái kho lạnh không bị thấm ẩm. 3.2.3.Tính cho nền và tường ngăn kho lạnh Nền được thiết kế xây dựng gồm các lớp: 1.Lớp bê tông nhẵn δ =40mm,λ =1,4W/mK 2.Lớp bê tông tăng cường δ =100mm; λ =1,4 W/mK 3.L ớp cách nhiệt sỏi và đất sét xốp δ =? λ = 0,2 W/mK 4.L ớp bê tông có sưởi điện δ =100mm Hình 3-3 •Tính chiều dày cách nhiệt cho nền: Tra bảng 3-6 được k= 0,29 W/m 2 K;tra bảng 3-7có 9,0 2   W/m 2 K m k cncn 647,0 4,1 1,0 4,1 04,0 9 1 29,0 1 2,0 11 2 2 1 1 1                                    Chọn cn  =0,65m = 650mm •Tính chiều dày cách nhiệt cho tường ngăn: Tường ngă n của kho lạnh gồm các lớp: 1.Lớp bê tông bọt λ =0,15W/mK Chiều dày cách nhiệt tường ngăn: Tra bảng 3-5 có k= 0,58 W/m 2 K,tra bảng 3-7 có KmW 2 21 /9  cn  m k cn 225,0 9 1 9 1 58,0 1 15,0 111 21                                Chọn cn  = 0,25m. Hệ số truyền nhiệt thực: KmWk t 2 /53,0 5,0 25,0 22,0 1    . tt 0 1 1 12 1 ,37 9,0 01,0. 93, 10 23, 37    C q tt 0 2 2 23 3 ,32 82,0 36 ,0. 93, 10 1 ,37    C q tt 0 3 3 34 18 ,32 9,0 01,0. 93, 10 3, 32   . 2 ,37 3, 23 43, 11 7 ,37    C q tt 0 1 1 12 6 ,36 3, 0 015,0. 43, 11 2 ,37    C q tt 0 2 2 23 3 ,36 5,1 04,0. 43, 11 6 ,36    C q tt 0 3 3 34