Chọn công suất kho cấp đông sai là lỗi tốn kém nhất trong cả vòng đời kho. Thiếu công suất thì hàng không đạt tâm -18°C đúng hạn; thừa công suất thì máy chạy ngắt liên tục, hao điện và nhanh hỏng. Bài này giúp bạn hiểu tải nhiệt gồm những gì, cách ước lượng từng thành phần, và cách đối chiếu với năng suất lạnh của máy nén để chọn cho đúng.
Tải nhiệt của kho cấp đông gồm những gì
Khác với kho mát chỉ giữ nhiệt, kho cấp đông phải kéo nhiệt độ tâm sản phẩm xuống rất sâu trong thời gian giới hạn. Vì vậy tải nhiệt luôn cao và biến động theo mẻ hàng. Có năm nhóm tải chính cần cộng lại.
Tải truyền qua vỏ kho
Nhiệt lọt qua tường, trần, sàn phụ thuộc độ dày và chất lượng panel cách nhiệt. Panel PU dày 150-200mm là mức phổ biến cho kho âm sâu. Chênh lệch nhiệt độ trong-ngoài tới 40-50°C nên chỉ cần panel ẩm, hở mối ghép là tải tăng vọt.
Tải sản phẩm – phần lớn nhất
Đây là nhiệt phải rút ra để hạ nhiệt sản phẩm từ nhiệt độ nhập về tâm cấp đông. Nó gồm ba đoạn: hạ nhiệt trước đóng băng, nhiệt ẩn kết tinh nước (đoạn ngốn nhiều năng lượng nhất), và hạ tiếp sau đóng băng. Sản phẩm càng nhiều nước, khối lượng mẻ càng lớn thì tải này càng cao.
Tải vận hành
Gồm nhiệt từ quạt dàn lạnh, đèn, người ra vào, xả tuyết, và khí nóng tràn vào mỗi lần mở cửa. Ở kho cấp đông, nhiệt quạt và xả tuyết không hề nhỏ vì thiết bị chạy gần như liên tục.
Cách ước lượng công suất theo bước
Nguyên tắc: cộng toàn bộ nhiệt cần rút trong một mẻ, chia cho số giờ cấp đông mục tiêu, rồi cộng thêm biên an toàn. Con số đó là năng suất lạnh tối thiểu máy phải cung cấp tại nhiệt độ bay hơi thiết kế (thường âm 30 đến âm 40°C).
| Bước | Nội dung |
| 1 | Xác định khối lượng mẻ lớn nhất và thời gian cấp đông yêu cầu |
| 2 | Tra nhiệt dung, nhiệt ẩn, nhiệt độ đóng băng của loại thực phẩm |
| 3 | Tính tải sản phẩm cho ba đoạn hạ nhiệt |
| 4 | Cộng tải vỏ kho và tải vận hành |
| 5 | Chia cho thời gian cấp đông, cộng biên 10-20% |
| 6 | Chọn máy nén có năng suất lạnh đạt tại nhiệt độ bay hơi thiết kế |
Điểm quan trọng nhất: năng suất máy nén ghi trên catalogue thay đổi rất mạnh theo nhiệt độ bay hơi. Một máy dán nhãn công suất cao ở âm 10°C có thể chỉ còn một nửa khi chạy ở âm 35°C. Luôn đọc bảng năng suất đúng điểm làm việc, đừng tin con số đầu bảng.
Ví dụ thực tế
Một cơ sở chế biến cá muốn cấp đông 1 tấn cá mỗi mẻ, từ 5°C về tâm âm 18°C trong 12 giờ. Khi tính tay, họ thấy tải sản phẩm chiếm khoảng ba phần tư tổng tải, phần đóng băng nước chiếm gần nửa riêng nó. Ban đầu nhà cung cấp báo một máy nén dựa trên thể tích kho, thiếu hẳn phần tải sản phẩm nên máy không kéo kịp, cá đông chậm và mềm bề mặt. Sau khi tính lại theo mẻ và thời gian, họ nâng lên máy lớn hơn và bổ sung quạt dàn phù hợp, hàng đạt tâm đúng hạn.
Lỗi thường gặp và cách khắc phục
- Chọn công suất theo thể tích kho thay vì theo mẻ hàng: luôn tính tải sản phẩm thực tế, đây là phần lớn nhất.
- Đọc năng suất máy nén sai điểm nhiệt độ bay hơi: tra đúng bảng tại nhiệt độ thiết kế âm sâu.
- Bỏ quên nhiệt ẩn đóng băng: đây là đoạn ngốn năng lượng nhất, thiếu nó là thiếu nhiều.
- Không tính nhiệt quạt và xả tuyết: ở kho cấp đông chúng đáng kể, phải cộng vào.
- Lấy biên an toàn quá lớn cho chắc: dẫn tới máy chạy ngắt liên tục, hao điện, giảm tuổi thọ. Biên 10-20% là hợp lý.
Các bước hành động
- Ghi rõ khối lượng mẻ lớn nhất, nhiệt độ nhập và thời gian cấp đông mong muốn.
- Tra thông số nhiệt của đúng loại thực phẩm bạn xử lý.
- Tính riêng từng thành phần tải rồi cộng lại, đừng gộp cảm tính.
- Yêu cầu nhà cung cấp cung cấp bảng năng suất tại nhiệt độ bay hơi thiết kế.
- Đối chiếu công suất máy với tải tính được, chốt biên an toàn vừa phải.
Kết lại: chọn công suất là bài toán cân bằng giữa đủ nhanh và đủ tiết kiệm. Bước tiếp theo nên làm ngay là lập một bảng tính tải theo mẻ hàng thực tế của bạn, rồi mang con số đó đi làm việc với nhà cung cấp thay vì để họ ước lượng thay bạn.
Câu hỏi thường gặp
Có thể chọn công suất chỉ dựa trên mét khối kho không?
Không nên. Cách đó chỉ đúng thô cho kho bảo quản. Với kho cấp đông, tải sản phẩm mỗi mẻ mới quyết định, nên bỏ qua nó sẽ chọn thiếu công suất.
Vì sao máy công suất lớn mà vẫn đông chậm?
Thường do năng suất thực tại nhiệt độ bay hơi âm sâu thấp hơn nhiều so với con số quảng cáo, hoặc dàn lạnh và luồng gió không đủ để truyền nhiệt ra khỏi sản phẩm.
Biên an toàn nên lấy bao nhiêu?
Khoảng 10-20% tùy mức dao động tải và tần suất mở cửa. Lấy quá cao gây chạy ngắt liên tục và hao điện.
Cấp đông chậm hơn dự kiến có ảnh hưởng chất lượng không?
Có. Qua vùng kết tinh chậm tạo tinh thể đá lớn làm rách tế bào, khi rã đông mất nước và mềm. Đủ công suất để qua vùng này nhanh là yếu tố chất lượng cốt lõi.
Tham khảo
ASHRAE Handbook – Refrigeration là tài liệu chuẩn ngành về tính tải nhiệt và cấp đông thực phẩm, có thể tra cứu để lấy phương pháp và thông số nhiệt vật lý.
