Tổn thất qua tường, trần

Q₁₁ = k.F_t.delta t, W (4-11)

F_t – Diện tích tường và trần, m² ;

delta t = t_KK^N – t_KK^T ;

t_KK^N – Nhiệt độ không khí bên ngoài tường, ^oC

t_KK^T – Nhiệt độ không khí bên trong kho cấp đông t_KK^T =-35 ^oC

k – Hệ số truyền nhiệt của tường, trần, W/m².K

α₁ – Hệ số toả nhiệt bên ngoài tường, có thể lấy α₁= 23,3 W/m².K;

α₂ – Hệ số toả nhiệt bên trong, lấy α₂ = 10,5 W/m².K tương ứng với trường hợp không khí đối lưu cưỡng bức mạnh trong kho.

Tổn thất qua nền

Nền kho cấp đông có thông gió nên có thể tính tổn thất nhiệt theo công thức sau đây

Q₁₂ = k.F.(t_N – t_KK^T), W (4-13)

F – Diện tích nền, m² ;

t_N – Nhiệt độ trung bình của nền, ^oC;

t_KK^T – Nhiệt độ không khí trong kho cấp đông, t_KK^T = -35^oC;

Hệ số truyền nhiệt k được tính tương tự giống tường.

Nhiệt do làm lạnh sản phẩm Q21

Tổn thất nhiệt do sản phẩm mang vào được tính theo công thức sau:

M – Khối lượng thực phẩm cấp đông cho một mẻ, kg;

i₁, i₂ – Entanpi của sản phẩm ở nhiệt độ đầu vào và đầu ra, J/kg;

Nhiệt độ sản phẩm đầu vào lấy theo nhiệt độ môi trường. Một số mặt hàng cấp đông trước khi cấp đông đã được làm lạnh ở kho chờ đông, nên có thể lấy nhiệt độ đầu vào t₁ = 10đến 12^oC.

Nhiệt độ trung bình đầu ra của các sản phẩm cấp đông phải đạt -18^oC

t – Thời gian cấp đông của một mẻ. Thời gian cấp đông của các kho cấp đông tuỳ thuộc và dạng sản phẩm: dạng rời là 3 giờ; dạng block là 7đến 9 giờ.

Nhiệt do làm lạnh khay cấp đông Q22

Tổn thất nhiệt do khay cấp đông mang vào được xác định:

M_kh – Tổng khối lượng khay cấp đông, kg;

C_p – Nhiệt dung riêng của vật liệu khay cấp đông, J/kg.K;

+ Vật liệu nhôm: C_p = 921 J/kg.K;

+ Tôn tráng kẽm: C_p = 460 J/kg.K

t₁, t₂ – Nhiệt độ khay trước và sau cấp đông, ^oC;

t – Thời gian cấp đông, giây.

Đối với kho cấp đông, thực phẩm thường được đặt trên các khay cấp đông loại 5kg.

Các đặc tính kỹ thuật của khay 5 kg được dẫn ra trên bảng 4-7.

Nhiệt do làm lạnh xe cấp đông Q23

Xe cấp đông được chế tạo từ vật liệu inox dùng đỡ các khay cấp đông. Trên hình 4-4 là xe cấp đông loại chứa 125 kg hàng danh định, gồm có 3 ngăn và 9 giá đỡ. Khối lượng của xe là khoảng 40 kg.

C_pX – Nhiệt dung riêng của vật liệu xe cấp đông, J/kg.K. Xe cấp đông làm bằng inox.

M_x – Tổng khối lượng xe chất hàng, kg

M_x = n . m_x

n – Số lượng xe sử dụng;

m_x – Khối lượng mỗi xe cấp đông, kg;

t₁, t₂ – Nhiệt độ xe trước lúc vào cấp đông và sau khi cấp đông xong, ^oC.

Nhiệt do làm lạnh nước châm Q24

Chỉ có sản phẩm dạng block mới cần châm nước. Đối với sản phẩm dạng rời quá trình mạ băng thực hiện sau cấp đông ở bên ngoài, sau đó có thể đưa vào khâu tái đông.

M_n – Tổng khối lượng nước châm, kg;

Khối lượng nước châm chiếm khoảng 5% khối lượng hàng cấp đông, thường người ta châm dày khoảng 0,5đến 1,0mm;

t – Thời gian cấp đông, Giây;

q_o – Nhiệt lượng cần làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn, J/kg.

Nhiệt làm lạnh 1 kg nước từ nhiệt độ ban đầu đến khi đông đá hoàn toàn q_o được xác định theo công thức:

q_o = C_pn.t₁ + r + C_pđ.t₂, J/kg (4-18)

C_pn – Nhiệt dung riêng của nước : C_pn = 4186 J/kg.K;

r – Nhiệt đông đặc : r = 333600 J/kg;

C_pđ – Nhiệt dung riêng của đá : C_pđ = 2090 J/kg.K;

t₁ – Nhiệt độ nước đầu vào, lấy từ nước lạnh chế biến t = 5đến 7^oC;

t₂ – Nhiệt độ đá sau cấp đông bằng nhiệt độ trung bình của sản phẩm, tạm lấy : t₂ = -15đến -18^oC.

Thay vào ta có:

q_o = 4186.t₁ + 333600 + 2090.t₂, J/kg (4-19)

Nhiệt do mở cửa Q31

Trong quá trình vận hành các kho cấp đông, người vận hành trong nhiều trường hợp cần phải mở cửa vào kiểm tra hàng, các thiết bị và châm nước, nên không khí thâm nhập vào phòng gây ra tổn thất nhiệt. Lượng nhiệt do mở cửa rất khó xác định. Có thể xác định lượng nhiệt mở cửa giống như kho lạnh như sau:

Q₃₁ = B.F, W (4-21)

B – dòng nhiệt riêng khi mở cửa, W/m²;

F – diện tích buồng, m².

Dòng nhiệt riêng khi mở cửa phụ thuộc vào diện tích buồng của kho cấp đông được đưa ra ở bảng dưới đây:

Tổn thất nhiệt do xả băng

Giống như kho lạnh, ở kho cấp đông nhiệt xả băng đại bộ phận làm tan băng ở dàn lạnh và được xả ra ngoài kho, một phần truyền cho không khí trong phòng, kết quả sau khi xả băng, nhiệt độ trong phòng tăng lên đáng kể . Vì vậy cần tính đến tổn thất do xả băng mang vào.

Tổn thất nhiệt do xả băng mang vào được tính theo biểu thức sau:

Trong đó:

t – Thời gian cấp đông, giây;

Q₃₂ – Tổn thất nhiệt do xả băng mang vào, W;

Q- Tổng nhiệt lượng do xả băng truyền cho không khí có thể tính theo tỷ lệ phần trăm lượng nhiệt xả băng hoặc dựa vào mức độ tăng nhiệt độ trong sau khi xả băng:

Q = p_KK.V.C_P.delta t, J (4-23)

p_KK – Khối lượng riêng của không khí, p_KK ≈ 1,2 kg/m³;

V- Dung tích kho cấp đông, m³ ;

C_p – Nhiệt dung riêng của không khí, J/kg.K ;

delta t – Độ tăng nhiệt độ không khí trong kho sau xả băng, ^oC

Dòng nhiệt do chiếu sáng buồng Q33

Dòng nhiệt do chiếu sáng có thể tính theo công thức sau:

Q₃₃ = N (4-24)

N – Công suất đèn chiếu sáng, W.

Nếu không có số liệu của đèn chiếu sáng kho cấp đông có thể căn cứ vào mật độ chiếu sáng cần thiết cho kho để xác định công suất đèn.

Dòng nhiệt do người toả ra Q34

Đối với kho cấp đông, trong quá trình cấp đông rất ít khi có người vận hành ở bên trong kho, tổn thất này có thể bỏ qua. Khi cấp đông các sản phẩm block, người ta có thể tạm dừng để châm nước cho hàng, quá trình này tạo nên một tổn thất nhiệt nhất định.

Dòng nhiệt do người toả ra được xác định theo biểu thức:

Q₃₄ = 350.n, W (4-25)

n – số người làm việc trong buồng.

350 – nhiệt lượng do một người thải ra khi làm công việc nặng nhọc: q=350 W/người.

Số người làm việc trong kho cấp đông cỡ 1đến 2 người

Dòng nhiệt do các động cơ quạt Q35

Dòng nhiệt do các động cơ quạt dàn lạnh có thể xác định theo biểu thức:

Q₃₅ = 1000.N ; W (4-26)

N – công suất động cơ điện, kW.

Các buồng cấp đông có từ 2-4 quạt, công suất của quạt từ 1đến 2,2 kW

Khi bố trí động cơ ngoài kho cấp đông tính theo biểu thức:

Q₃₅ = 1000.N.n , W (4-27)

n- hiệu suất động cơ