Chọn máy nén cho kho cấp đông sai là lỗi tốn kém nhất: thiếu công suất thì hàng không xuống -18 độ C, thừa thì máy chạy ngắt liên tục và phí đầu tư. Bài này giúp bạn hiểu tải nhiệt gồm những gì, đâu là thành phần dễ bỏ sót, và cách chọn công suất hợp lý thay vì đoán theo mét khối.
Tải nhiệt kho cấp đông gồm những gì
Công suất lạnh cần thiết phải bù cho tổng nhiệt xâm nhập và nhiệt cần lấy ra khỏi hàng. Chia thành các nhóm:
1. Tải truyền qua vỏ kho
Nhiệt lọt qua tường, trần, nền do chênh lệch nhiệt độ trong ngoài. Phụ thuộc độ dày và chất lượng panel cách nhiệt. Kho cấp đông chênh lệch tới 40-50 độ C so với môi trường nên phần này lớn hơn kho mát nhiều.
2. Tải làm lạnh sản phẩm
Đây thường là thành phần nặng nhất và hay bị tính thiếu. Gồm ba giai đoạn: hạ nhiệt từ nhiệt độ nhập xuống điểm đóng băng, nhiệt ẩn để chuyển nước thành đá, và tiếp tục hạ xuống -18 độ C. Nhiệt ẩn kết đông rất lớn, bỏ qua nó là nguyên nhân số một khiến kho chọn thiếu công suất.
3. Tải nhập hàng theo mẻ
Cùng một kho, nhập rải 500 kg mỗi ngày khác hẳn nhập 3 tấn một lúc. Máy nén phải đủ sức kéo lượng hàng lớn nhất trong khoảng thời gian yêu cầu, không phải trung bình ngày.
4. Tải phụ
Người ra vào, đèn, quạt dàn lạnh, động cơ, mở cửa lọt khí ẩm, và nhiệt từ điện trở xả tuyết. Từng thứ nhỏ nhưng cộng lại đáng kể.
Nguyên tắc chọn công suất máy nén
Sau khi cộng các tải trên và quy về công suất lạnh cần trong số giờ chạy dự kiến của một ngày, ta chọn máy nén theo nhiệt độ bay hơi phù hợp với kho cấp đông (thấp hơn nhiệt độ kho vài độ để dàn lạnh trao đổi nhiệt được). Vài điểm cần nhớ:
- Không chạy máy 24/24. Nên chừa thời gian cho xả tuyết và biên an toàn, thường tính máy làm việc phần lớn thời gian trong ngày chứ không toàn thời gian.
- Chọn theo công suất tại điều kiện vận hành thực tế, không theo công suất danh định ở điều kiện tiêu chuẩn. Cùng một máy, năng suất lạnh giảm mạnh khi nhiệt độ bay hơi càng thấp.
- Cân nhắc chia nhiều máy hoặc máy nhiều cấp nếu tải nhập biến động lớn, để chạy linh hoạt và có dự phòng.
Ví dụ thực tế
Một cơ sở làm chả cá lắp kho 30 mét khối, đơn vị thi công chọn máy nén theo bảng tra ‘mét khối ra mã máy’. Kho giữ hàng tồn tốt, nhưng mỗi khi vào ca sản xuất đẩy một lúc hơn một tấn chả tươi ấm vào, nhiệt độ kho vọt lên và ba tiếng sau lõi vẫn chưa đông. Nguyên nhân: bảng tra chỉ tính tải giữ hàng, bỏ qua nhiệt ẩn kết đông của lượng hàng nhập theo mẻ. Giải pháp trước mắt là chia nhỏ mẻ nhập; giải pháp gốc là bổ sung công suất tính theo đỉnh tải nhập. Bài học: mét khối kho không nói gì về lượng hàng ấm bạn đẩy vào mỗi lần.
Sai lầm thường gặp và cách sửa
- Chọn máy theo mét khối kho. Bỏ qua loại và lượng hàng nhập. Sửa: tính tải theo sản phẩm cụ thể và mẻ nhập lớn nhất.
- Quên nhiệt ẩn kết đông. Phần nặng nhất bị bỏ. Sửa: tính đủ ba giai đoạn hạ nhiệt của sản phẩm.
- Lấy công suất danh định làm công suất thật. Ở nhiệt độ bay hơi thấp, năng suất tụt nhiều. Sửa: tra công suất tại điều kiện vận hành thực tế.
- Chọn dư quá nhiều ‘cho chắc’. Máy chạy ngắt liên tục, hao mòn, độ ẩm khó kiểm soát. Sửa: chọn đúng cộng biên hợp lý, hoặc chia tải nhiều máy.
- Bỏ qua tải xả tuyết và mở cửa. Sửa: cộng các tải phụ vào tổng.
Các bước tính nhanh trước khi quyết định
- Xác định loại sản phẩm, nhiệt độ nhập và nhiệt độ đích -18 độ C.
- Ước lượng mẻ nhập lớn nhất và thời gian yêu cầu đông xong.
- Cộng tải: vỏ kho, làm lạnh sản phẩm (đủ ba giai đoạn), tải nhập theo mẻ, tải phụ.
- Quy về công suất lạnh cần trong số giờ chạy dự kiến.
- Tra công suất máy nén tại nhiệt độ bay hơi thực tế, cộng biên an toàn.
- Xem xét chia nhiều máy nếu tải biến động mạnh.
Kết luận
Chọn máy nén đúng bắt đầu từ hiểu tải nhiệt, mà tải nhiệt lại do sản phẩm và cách nhập hàng quyết định, không phải mét khối kho. Bước tiếp theo: liệt kê rõ loại hàng và mẻ nhập lớn nhất của bạn, rồi yêu cầu đơn vị thiết kế trình bảng tính tải chi tiết trước khi chốt mã máy.
Câu hỏi thường gặp
Có thể chọn máy nén chỉ dựa vào diện tích kho không?
Không nên. Hai kho cùng thể tích nhưng một kho giữ hàng tồn, một kho cấp đông hàng tươi theo mẻ lớn sẽ cần công suất rất khác nhau.
Thành phần tải nào hay bị tính thiếu nhất?
Nhiệt ẩn kết đông của sản phẩm và tải nhập theo mẻ. Đây là hai lý do phổ biến khiến kho không xuống được nhiệt khi vào mùa cao điểm.
Chọn máy dư công suất nhiều có sao không?
Có. Máy chạy ngắt quá ngắn gây hao mòn, tốn điện khởi động và khó kiểm soát độ ẩm. Dư vừa phải thì tốt, dư quá thì phản tác dụng.
Một máy hay nhiều máy tốt hơn?
Khi tải nhập biến động lớn hoặc cần dự phòng, chia nhiều máy giúp chạy linh hoạt và không mất toàn bộ kho khi một máy hỏng. Kho nhỏ, tải ổn định thì một máy là đủ.
Nguồn tham khảo
Phương pháp phân rã tải nhiệt và tra công suất theo điều kiện vận hành là kiến thức chuẩn trong ngành kỹ thuật lạnh, được trình bày trong các sổ tay của ASHRAE và tài liệu của Viện Lạnh Quốc tế (IIR). Bài viết diễn giải theo hướng thực hành và kinh nghiệm thi công.
