Kho lạnh ngày càng phổ biến và áp dụng rộng trong chuỗi cung ứng thực phẩm. Kho lạnh được cấu tạo từ nhiều thiết bị chính và một số thiết bị phụ trợ. Panel cách nhiệt là phần chính định hình hình dáng và thể tích của kho lạnh. Không những thế panel cách nhiệt còn có chức năng chính là ngăn cách nhiệt thất thoát, đảm bảo không khí ẩm không bị lọt vào bên trong kho lạnh làm hỏng thực phẩm đang bảo quản.
Mục lục bài viết
Định nghĩa panel cách nhiệt kho lạnh
Panel cách nhiệt kho lạnh là vật liệu tạo nên vách, trần và sàn trong kho lạnh. Panel cách nhiệt có 3 lớp: lớp giữa là chất cách nhiệt (PU, PE) và 2 lớp ngoài là kim loại định hình. (tôn, thép, inox..) Chúng được thiết kế đặc biệt để ngăn chặn sự truyền nhiệt, giúp duy trì nhiệt độ ổn định bên trong kho, bảo quản hàng hóa hiệu quả và tiết kiệm năng lượng.
Cấu tạo panel cách nhiệt
Panel cách nhiệt kho lạnh được tạo thành từ 3 lớp:
Lớp bề mặt (2 lớp ngoài và trong)
Lớp bề mặt được tạo thành bởi các chất kim loại không bị han gỉ như: tôn mạ kẽm, thép không gỉ, inox hoặc hợp kim nhôm, được sơn phủ bảo vệ để tăng độ bền, chống ăn mòn và tạo tính thẩm mỹ. Là lớp định hình cho các chất liệu cách nhiệt bên trong.
Thông thường giá kho lạnh cũng phụ thuộc một phần vào chất liệu của lớp bề mặt. Ví dụ chất liệu bề mặt bằng thép, inox sẽ cao hơn tôn.
Lớp lõi cách nhiệt
Đây là lớp quan trọng nhất, quyết định khả năng cách nhiệt của panel. Các vật liệu phổ biến cho lớp lõi bao gồm:
Vật liệu Polyurethane (PU)
| Tính chất | Chỉ số |
| Khối lượng riêng | 30 – 80 kg/m³ |
| Hệ số dẫn nhiệt | 0.020 – 0.030 W/mK |
| Độ hút nước | < 1% (theo thể tích) |
| Nhiệt độ làm việc | -30°C đến +100°C |
| Độ bền kéo | Lên đến 70 MPa |
| Độ bền nén | > 150 kPa |
| Độ giãn dài | Lên đến 600% |
| Độ cứng | 10 Shore A đến 75 Shore D |
| Thành phần | Polyol và diisocyanate |
| Khả năng chống hóa chất | Chống lại nhiều loại hóa chất, dầu mỡ, dung môi |
| Chỉ số oxy giới hạn (LOI) | 22 – 28% |
| Nhiệt độ bắt lửa | > 350°C |
| Khói | Ít khói và khí độc hại khi cháy |
| Màu sắc | Đa dạng |
| Tuổi thọ | Cao |
PU được hình thành từ phản ứng giữa polyol và diisocyanate, tạo ra chuỗi polymer chứa liên kết urethane (-NH-COO-). Tính chất của PU có thể được điều chỉnh linh hoạt bằng cách thay đổi loại polyol, diisocyanate và các chất phụ gia.
PU có độ bền kéo, độ cứng và độ đàn hồi cao. Ví dụ, độ bền kéo của PU có thể đạt tới 70 MPa, cao hơn nhiều so với các loại nhựa nhiệt dẻo thông thường.
PU có hệ số dẫn nhiệt thấp, khoảng 0.020 – 0.030 W/mK, giúp ngăn chặn sự truyền nhiệt hiệu quả. Chỉ số này thấp hơn đáng kể so với các vật liệu cách nhiệt khác như EPS (0.033 – 0.046 W/mK) hay len đá (0.035 – 0.045 W/mK).
PU đạt tiêu chuẩn chống cháy UL 94 V-0, nghĩa là ngọn lửa sẽ tự tắt trong vòng 10 giây sau khi loại bỏ nguồn nhiệt.
PU có khả năng kháng nhiều loại hóa chất, dung môi và dầu mỡ.
PU có tuổi thọ cao, ít bị lão hóa và phân hủy dưới tác động của môi trường. Vì vậy được sử dụng rất nhiều trong panel kho lạnh. Mật độ 30 – 60 kg/m3 (cho panel cách nhiệt). Là lựa chọn cao cấp cho các kho lạnh có yêu cầu khắt khe về chất lượng bảo quản.
Vật liệu Polystyrene (EPS)
| Đặc tính EPS | Chỉ số EPS |
| Khối lượng riêng | 10 – 30 kg/m³ |
| Hệ số dẫn nhiệt | 0.033 – 0.046 W/mK |
| Độ bền nén | 100 – 300 kPa |
| Hấp thụ nước | < 5% (theo thể tích) |
| Độ bền kéo uốn | 150 – 400 kPa |
| Module đàn hồi | 10 – 30 MPa |
| Thành phần | 98% không khí, 2% polystyrene |
| Khả năng chống hóa chất | Bị hòa tan bởi acetone, benzene |
| pH | Trung tính |
| Chỉ số oxy giới hạn (LOI) | Khoảng 18% |
| Nhiệt độ bắt lửa | > 360°C |
| Khói | EPS tạo ra khói đen dày đặc khi cháy |
| Kích thước hạt | 0.5 – 2 mm (trước khi nở) |
| Tỷ lệ nở | 15 – 50 lần (tùy thuộc vào loại EPS) |
| Màu sắc | Thường là màu trắng, nhưng có thể được tạo màu |
EPS có cấu trúc tế bào kín, với 98% là không khí và chỉ 2% là polystyrene.Vì vậy nên rất nhẹ. EPS có khả năng chống ẩm tốt, không bị thấm nước. Tuy nhiên, nếu ngâm trong nước lâu ngày vẫn có khả năng bị thấm 1 lượng nhỏ nước. Giá thành rẻ hơn PU, nhưng khả năng cách nhiệt kém hơn, dễ bị ẩm mốc, tuổi thọ ngắn hơn.
PIR (Polyisocyanurate)
| Tính chất | Chỉ số |
| Khối lượng riêng | 30 – 50 kg/m³ |
| Hệ số dẫn nhiệt | 0.020 – 0.023 W/mK |
| Độ hút nước | < 2% (theo thể tích) |
| Nhiệt độ làm việc | -50°C đến +120°C |
| Độ bền kéo | > 200 kPa |
| Độ bền nén | > 150 kPa |
| Độ bền uốn | > 300 kPa |
| Độ cứng | 40 – 90 Shore D |
| Module đàn hồi | > 80 MPa |
| Thành phần | Polyol, diisocyanate và chất tạo khí |
| Khả năng chống hóa chất | Chống lại nhiều loại hóa chất, dầu mỡ, dung môi |
| Chỉ số oxy giới hạn (LOI) | > 30% |
| Nhiệt độ bắt lửa | > 400°C |
| Khói | Ít khói |
| Lan truyền ngọn lửa | Chậm |
| Màu sắc | Đa dạng |
| Tuổi thọ | Rất cao (trên 50 năm) |
Polyisocyanurate (PIR) là một loại vật liệu cách nhiệt hiệu suất cao, được phát triển dựa trên polyurethane (PU) nhưng có những cải tiến vượt trội về khả năng cách nhiệt, chống cháy và độ bền.
PIR có cấu trúc hóa học tương tự PU, nhưng với tỷ lệ isocyanurate cao hơn.
Các tiêu chí đánh giá chất lượng panel cách nhiệt trong kho lạnh
Khi lựa chọn panel cách nhiệt kho lạnh, dựa vào các tiêu chí như vật liệu panel (PU tối ưu hơn PE), độ dày, mật độ, tiêu chuẩn chống cháy, chống nước, hệ số dẫn nhiệt, hệ số chịu tác động cơ học, nhiệt độ bắt lửa và tuổi thọ của panel.
Không có các chỉ số cố định cho một kho lạnh, tuy nhiên các Chuyên Gia Kho Lạnh có thể tính toán dựa trên công suất và điều kiện môi trường để tối ưu các tiêu chí, nhằm đem lại giá trị kinh tế cao nhất.
Ví dụ về độ dày panel. Theo phòng nghiên cứu điện lạnh TCold thực hiện nghiên cứu trong điều kiện kho lạnh 50 khối và mức nhiệt độ bên ngoài môi trường từ 20 – 40 độ C. Rút ra bảng tiêu chuẩn độ dày của panel cách nhiệt:
| Chất liệu | Giả địnhđộ dẫn nhiệt | Nhiệt độ môi trường (°C) | Nhiệt độ lưu trữ | |||||
| -10℃ | -17℃ | -20℃ | -25℃ | -30℃ | -50℃ | |||
| Polystyrene | k = 0.242 | 20 | 12.7cm | 15cm | 17.7cm | 20cm | 22.8cm | 28cm |
| 30 | 17.7cm | 20cm | 23cm | 23cm | 23cm | 33cm | ||
| 40 | 23cm | 22cm | 23cm | 25cm | 25cm | 35.5cm | ||
| Polyurethane | k = 0.16 | 20 | 10cm | 10cm | 12cm | 12cm | 15cm | 17cm |
| 30 | 12cm | 12cm | 15cm | 15cm | 15cm | 20cm | ||
| 40 | 15cm | 15cm | 15cm | 17cm | 17cm | 23cm | ||
Trên đây là các thông tin về panel cách nhiệt sử dụng trong thiết kế kho lạnh. Bạn cần tư vấn của các Chuyên Gia Kho Lạnh để có thể đánh giá được chất lượng của panel trong điều kiện phù hợp. Nếu bạn cần hỗ trợ có thể liên hệ với các chuyên gia của TCold để được tư vấn tốt nhất.
