Hướng dẫn thiết kế và lựa chọn cửa kho lạnh

Ngày nay, với việc phát triển mạnh mẽ năng suất và quy mô của kho lạnh, cũng như chi phí năng lượng tăng cao, một điều rất cần thiết trong việc thiết kế kho lạnh là phải đảm bảo việc chọn cửa đúng đắn và chính xác. Các nguyên cứu đã chỉ ra rằng việc lựa chọn cửa không đúng sẽ làm cho chi phí năng lượng tăng, chi phí bảo dưỡng tăng, giảm hiệu quả, tốn công và giảm tuổi thọ của cửa. Việc vận hành kho lạnh hiệu quả hay không phụ thuộc vào kiểm soát những yếu tố này. Hướng dẫn này tập trung vào việc lựa chọn cửa sao cho đúng để giảm thiểu sự lãng phí năng lượng cũng như tăng hiệu quả vận hành của vật tư, thiết bị kho lạnh. 
Năng lượng tiêu hao trong vận hành kho lạnh bắt nguồn từ các nguồn nhiệt xâm nhập vào bên trong kho. Nguồn nhiệt này được truyền đi theo 3 cách khác nhau: đối lưu, truyền nhiệt và xâm nhập. Nếu như chúng ta không có kế hoạch để kiểm soát các nguồn nhiệt này, có thể chi phí vận hành sẽ tăng lên rất cao, đến vài chục nghìn US$ mỗi năm bị lãng phí vô ích, bên cạnh đó năng suất lao động cũng bị ảnh hưởng nặng nề. Vì thế, bài hướng dẫn này sẽ xem xét những yếu tố gây nên những chi phí vô ích để phòng tránh, cũng như việc lựa chọn cửa thích hợp cho kho lạnh nhằm đáp ứng nhu cầu vận hành hiệu quả nhất.
1. Chi phí vận hành:
Đối lưu
Đối với kho lạnh, sản phẩm trong kho được vận chuyển xuất nhập hàng...trăm...cho đến hàng nghìn lần mỗi ngày. Và cứ mỗi lần mở cửa, ngay tại ngưỡng cửa có hai dòng khí được hình thành. Một là, dòng không khí lạnh và khô bên trong kho sẽ tràn trên bề mặt nền ra khoang xuất nhập hàng, và hai là, dòng không khí nóng và ẩm bên ngoài sẽ vào kho ở khoảng không phía trên của cửa đang mở. Hiệu ứng này được xem là hiện tượng đối lưu nhiệt, nghĩa là nguồn nhiệt sẽ được truyền theo các phân tử khí đi từ nơi này sang nơi khác.
Chi phí vận hành để lấy đi lượng nhiệt do đối lưu chiếm 85% tổng chi phí vận hành tiêu tốn liên quan đến việc mở cửa kho.
Dòng không khí nóng vào kho sẽ kết hợp với không khí đã được làm lạnh bên trong kho ngay tại khu vực ngưỡng cửa tạo nên việc đóng băng trên vách, trần hay cả ngay trên cửa kho. Ngược lại, dòng không khí lạnh tràn qua cửa tỏa theo bề mặt nền, kết hợp với không khí nóng, ẩm  bên ngoài hình thành nên sương mù và thậm chí là đóng băng trên bề mặt nền trước cửa kho.
Tốc độ quá trình đóng băng phụ thuộc vào tần suất và thời gian mở cửa. Cứ mỗi lần mở cửa, lượng ẩm trong không khí sẽ xâm nhập vào kho và lớp băng/đá đóng ngày càng dày, và nó sẽ trở thành lớp cách nhiệt trên vách và dàn lạnh.
Kết quả là, hệ thống lạnh hoạt động giảm hiệu suất do việc đóng băng. Hệ thống lạnh phải hoạt động lâu hơn và tiêu tốn nhiều năng lượng hơn để hạ nhiệt độ dòng khí nóng đối lưu vào kho.
Khi băng đóng quá nhiều, quy trình làm lạnh phải gián đoạn, và hệ thống lạnh được đưa về chế độ xả băng bằng cách cung cấp nhiệt hay rã băng bằng tay. Chế độ hoạt động này cũng tiêu tốn năng lượng để gia nhiệt làm tan băng. Nhưng rất may là, không khí không được đối lưu trong khi xả băng nên ảnh hưởng quá trình này không lớn mặc dù cửa vẫn mở. Khi cửa đóng mở rất nhanh để cho các phương tiện vận chuyển ra vào, do sự chênh lệch nhiệt độ cùng với các điều kiện hoạt động khác sẽ phá vỡ dòng không khí đối lưu, làm cho dòng khí lạnh và nóng chỉ kết hợp được với nhau ở khu vực nhỏ ngay cửa. Dòng không khí sẽ hình thành và giữ nguyên ở dạng hòa trộn tạo thành lớp cách trong vòng 10 đến 15 giây khi cửa đang mở.
Để tránh hay giảm thiểu khả năng hình thành dòng đối lưu không khí, hình thành lớp cách yêu cầu phải rút ngắn thời gian mở cửa. Các cửa tự động giúp hạn chế sự xâm nhập nhiệt vào kho nhờ nó giảm thời gian mở cửa, nhưng các cửa đóng mở nhanh mới là giải pháp tốt nhất cho yêu cầu này.
Truyền nhiệt
Cùng với chi phí vận hành liên quan đến sự đối lưu không khí qua khung cửa mở, sự truyền nhiệt qua cửa cũng là một chi phí đáng kể, Quá trình truyền nhiệt xảy ra khi nhiệt được truyền xuyên qua vật thể có độ chênh nhiệt độ, chẳng hạn như việc truyền nhiệt qua cửa khi cửa ở vị trí đóng. Cửa có kết cấu cánh bằng tấm cách nhiệt là lựa chọn truyền thống để giảm sự truyền nhiệt qua cánh cửa vào kho trữ hay tủ đông do sự chênh lệch nhiệt độ rất cao. Với những ứng dụng này, hệ số cách nhiệt là một giá trị rất quan trọng. Nếu được chế tạo từ những vật liệu cách nhiệt tốt, cửa không những giảm chi phí vận hành mà còn giảm lượng băng, đá bám vào cửa hay nền, ảnh hưởng đến độ trơn trượt của nền, tăng tính an toàn. Sự truyền nhiệt cũng có ảnh hưởng đến chi phí do việc sử dụng các quạt thổi hơi nóng hay đèn chiếu sáng.
Xâm nhập
Không khí bên ngoài có thể đi vào kho lạnh qua các khe hở của vách, vết nứt, các đệm kín bị rách hay bị mất và làm ảnh hưởng đến chi phí. Vấn đề này rất dễ xảy ra khi các đệm cao su của cửa không còn tốt hay cân chỉnh không chuẩn. Bên cạnh việc ảnh hưởng đến chi phí vận hành, sự xâm nhập của không khí bên ngoài còn ảnh hưởng đến an toàn làm việc ở khu vực cửa, do đá, băng làm trơn trượt hay sương mù làm giảm tầm nhìn. Các phương tiện vận chuyển phải được lái chậm trong khu vực này, ảnh hưởng đến tiến độ công việc. Ngoài ra, công việc loại bỏ lớp đá, băng ở khu vực này cũng làm tăng chi phí bảo dưỡng.
Xả băng
Một chi phí vận hành khác ít khi được tính đến đó là chi phí cho việc loại bỏ lớp băng, đá bám trên vách và dàn lạnh. Một điều hiển nhiên, năng lượng nhiệt để làm tan lớp băng, đá bám có giá trị từ 50% đến 100% năng lượng để tạo lớp băng, đá đó.
2. ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHI PHÍ VẬN HÀNH CỦA VIỆC ĐÓNG MỞ CỬA
Chúng ta hãy xem xét việc đóng cửa đã ảnh hưởng đến chi phí vận hành như thế nào với kích thước cửa trung bình 2.4m x 4.3m và nhiệt độ trong kho lạnh là -12^oC và nhiệt độ tại khoang xuất hàng (dock) là 2^oC. Trung bình khoảng 40 lần các phương tiện vận chuyển vào ra qua cửa trong vòng 1 giờ, trong khoảng thời gian làm việc là 8 giờ/ca và ngày làm 2 ca. Giá tiền điện khoảng $0.075/kWh (bao gồm cả tiền điện của máy móc, thiết bị và văn phòng)
CỬA LUÔN MỞ
Chúng ta xét ở điều kiện đầu tiên là cửa luôn mở để các phương tiện vận chuyển luôn chuyển động liên tục. Trong trường hợp này, dựa theo tính toán của Hiệp hội Kỹ sư Lạnh Hoa Kỳ (ASHRAE), thì năng lượng tiêu tốn sẽ tăng thêm 35 Tấn lạnh/giờ.
Với cửa luôn mở trong ví dụ này, chi phí cho riêng tiền điện sẽ là US$9.23 mỗi giờ, US$73.84 mỗi ca và US$38,408 mỗi năm (260 ngày). Theo như biểu đồ trong Chart 1, nếu nhà máy hoạt động ba ca, thì chi phí sẽ tăng vọt lên rất cao hơn US$57,000/năm. Tất nhiên là chi phí tiền điện cho việc mở cửa thay đổi rất lớn tùy vào điều kiện cụ thể của từng kho lạnh.
CỬA ĐÓNG MỞ CHẬM
Cửa được đóng mở mỗi lần có phương tiện ra vào sẽ làm giảm chi phí tiền điện, chi phí này sẽ rất khác nhau với các điều kiện hoạt động khác nhau của cửa. Phần lớn các cửa cách nhiệt cánh đơn đều hoạt động ở tốc độ 300mm/giây. Với thời gian mở cửa là 34 giây, chi phí tiền điện sẽ là US$3.49 mỗi giờ, US$27.90 mỗi ca và US$14,510 mỗi năm (hai ca/ngày). Tốc độ này được xem là rất chậm cho những kho lạnh chứa nhiều hàng và bận rộn. Chỉ riêng thời gian chờ cho cửa mở để xe nâng ra vào an toàn cũng đã làm mất khoảng 5 phút cho một giờ hoạt động. Với những cửa có tốc độ vận hành chậm, thường người vận hành có khuyng hướng để cửa luôn mở.
Thêm nữa, với những cửa đóng mở chậm, rất đễ xảy ra tình huống va chạm với xe nâng, và dẫn đến tốn thời gian để chỉnh hay sửa chữa. Những điều này, làm chi phí tăng cao hơn dự kiến rất nhiều.
CỬA TỰ ĐỘNG TỐC ĐỘ NHANH
Cửa tự đông tốc độ nhanh được vận hành ở tốc dộ 2.3m/giây, giảm thời gian mở cửa gần 21 giây so với cửa đóng mở chậm. Chi phí một năm của cửa tốc độ nhanh là US$5,548  giảm US$8,962 so với cửa đóng mở chậm và giảm US$32,860 so với cửa luôn ở vị trí mở.
Với cửa tốc độ nhanh, cửa chỉ mở khi có xe nâng di chuyển qua lại và sau đó đóng lại ngay. Hãy xem bảng Chart 2 so sánh chi phí hàng năm trên cơ sở vận hành cửa hàng ngày với các tốc độ khác nhau.
3. TẠI SAO CÁC CỬA LẠI ĐỂ Ở VỊ TRÍ MỞ
Một điều rất ngạc nhiên, phần lớn chi phí tăng từ việc đối lưu không khí là do cửa để ở vị trí mở trong thời gian dài. Mặc dù để cửa mở ảnh hưởng rất nhiều đến chi phí, nhưng có rất nhiều lý do đẫn đến cửa không được đóng, bao gồm:
• Giờ cao điểm — Các xe ra vào nhận hàng liên tục, tiến độ công việc cấp bách.
• Kích hoạt lỗi — Các cảm biến bị lỗi kích hoạt ảnh hưởng đến thời gian mở cửa nên được tắt.
• Thiếu tự động hóa — Các cửa được vận hành bằng tay như nút ấn hay dây giật thường được để mở do không thuận tiện thao tác.
• Chỉnh sửa cửa — Cửa không còn ở tình trạng sử dụng tốt, bị hư do va chạm với xe nâng. Cửa được tháo đi sửa nên khoang cửa bị để trống.
• Thiếu giám sát — Khi không có mặt quản lý, thường công nhân điều khiển xe nâng ít đóng cửa. Nhiều lần, sự va chạm xảy ra trong thời điểm thiếu sự giám sát.
Trong kho lạnh, nhiều quy định và hướng dẫn để nhắc nhở công nhân nên đóng cửa, nhưng thường chỉ sau một thời gian thì cửa lại để mở.
Giải pháp tốt nhất cho tình trạng này là sử dụng đúng loại cửa và các cảm biến nên được cài đặt thời gian phù hợp với quy trình hoạt động. Nói chung, với cao điểm hoạt động cỡ 30 lần xe nâng qua lại cửa trong vòng một giờ thì nên sử dụng cửa đóng mở nhanh với tốc dộ 1,2m/giây, với các cảm biến chuyển động, cảm biến từ trường và cảm biến thời gian trễ. Mục đích của việc tự động hóa là để người công  nhân điều khiển xe nâng tập trung hoàn toàn vào việc lái xe.
Cửa đóng mở nhanh sẽ làm giảm thời gian chờ cho cửa mở hẳn. Mặc dù khoảng thời gian này đã được giảm rất nhiều đến chỉ còn tính bằng giây, nhưng nếu xét trong vòng một năm thì lượng thời gian này có thể là hàng tuần, nó hoàn toàn vô ích.
Hơn nữa, trong hầu hết tình huống kể trên, chúng ta thấy rằng người tài xế xe nâng luôn rất vội vàng. Đây là nguyên nhân đã gây nên nhiều sự va chạm xảy ra. Cửa được vận hành với tốc dộ nhanh sẽ giảm thiểu va chạm làm hư cửa.
4. LỰA CHỌN CỬA PHÙ HỢP VÀ CHÍNH XÁC
Trong một kho lạnh, được sử dụng rất nhiều loại cửa khác nhau, phụ thuộc vào nhiệt độ, chức năng và công dụng. (Xem Figure 3).
a. CỬA KHOANG XUẤT HÀNG Thông thường, cửa được áp dụng cho khoang xuất hàng được thể hiện bên dưới. Cửa nâng thẳng đứng thường được dùng tại vị trí này của kho lạnh vì nó đòi hỏi diện tích ít và nằm sát vào tường. Có ba loại cửa để lựa chọn: 
Cửa nâng từng phần thẳng đứng (Xem Figure 4a) — Loại cửa này được dùng rất nhiều và rất lý tưởng cho những kho lạnh có trần cao hoặc bị hạn chế về mặt bằng. Cửa này có giá khác biệt nhau tùy thuộc vào chất lượng của các chi tiết cơ khí, vật liệu và độ dày chất cách nhiệt, chi tiết rãnh dẫn hướng, đệm cao su, lò xo cuốn và chất liệu vách của tấm cách nhiệt. Hiện nay cửa này có thể nâng cấp lên thành loại cửa cho phép xe nâng va chạm, húc vào để mở. Vì các cửa này được vận hành bằng tay và hoạt động ở tốc độ chậm, nên nó chỉ được lắp ở những nơi có nhu cầu vận hành thấp. Chất liệu và độ dày cách nhiệt phải phù hợp để đảm bảo nhiệt độ. Nên sử dụng loại cửa có thiết kế rãnh dẫn hướng mà tách tấm cách nhiệt ra khỏi đệm cao su. Cửa dùng đối trọng, không sử dụng lò xo cuốn sẽ giảm chi phí bảo dưỡng về sau.
Cửa trượt đứng cánh đơn (See Figure 4b) — Với những kho lạnh đòi hỏi cao về cách nhiệt và kín thì cửa trượt đứng là giải pháp rất tốt. Các cửa này có cấu trúc là một tấm cách nhiệt duy nhất rất kín, tránh hơi lạnh thoát ra ngoài so với cửa nâng từng phần. Cửa này có tuổi thọ đệm cao su làm kín rất cao. Cửa này rất bền, phần lớn sử dụng đối trọng, chứ ít dùng lò xo cuốn, ít đòi hỏi cân chỉnh hay sửa chữa thay thế, giảm thiểu bảo trì, bảo dưỡng. Loại tốc dộ cao cũng có thể được sử dụng ở những khu vực bên trong. Những cửa này đòi hỏi kho lạnh phải có trần cao, nhưng lại tiết kiệm được diện tích mặt bằng. Vách tấm cách nhiệt có thể làm từ nhiều chất liệu và màu khác nhau.
Cửa nâng vòm cung (See Figure 4c) — Với những ứng dụng yêu cầu cao về cách nhiệt nhưng bị hạn chế về chiều cao trần, cửa nâng vòm cung là một giải pháp thỏa đáng. Cửa này là loại kết hợp thiết kế giữa cửa nâng từng phần và cửa trượt đứng cánh đơn. Nó tối ưu hóa hai tấm cách nhiệt trượt lên trên hai thanh dẫn hướng độc lập. Loại này có thể sử dụng với kho có chiều cao trần thấp hơn 25% so với cửa trượt đứng cánh đơn. đây cũng là loại sử dụng đối trọng. Với cấu tạo như thế, nên cửa này có giá thành cao. b. CỬA NHẬP HÀNG, CỬA NGĂN PHÍA NGOÀI GIỮA KHO VÀ MÔI TRƯỜNG BÊN NGOÀI
Những cửa được lắp phía ngoài cho xe nâng đi trực tiếp trong kho ra hẳn môi trường bên ngoài hay để cho xe tải xuống hàng, nhưng không thể lắp những cửa cho khoang xuất hàng được miêu tả phía trên. Hầu hết các kho lạnh đều có khu vực thông trực tiếp với môi trường, như khu vực sửa chữa xe nâng, nạp ắc quy cho xe. Tại khu vực này có rất nhiều loại cửa có thể ứng dụng và lắp đặt, phải xem xét đến nhiệt độ và tần suất đóng mở cửa yêu cầu. Chúng ta cũng có thể xem xét đến khả năng lắp cửa đóng mở nhanh tại khu vực này nếu như yêu cầu tần suất đóng mở cao.  Cửa cuốn đóng mở nhanh bao gồm tấm nhựa tổng hợp được cuốn lên xuống dọc theo rãnh dẫn hướng vào trục quay được gắn phía trên cửa. Cửa này hoạt động rất nhanh, tốc độ cửa thường được điều chỉnh trong khoảng 1m - 2.5m một giây. Loại cửa này được thiết kế nhiều kiểu khác nhau:
Cửa cuốn tốc độ cao (Xem Figures 5a) — Cửa cuốn bằng vải tổng hợp đã trở nên phổ biến bởi vì nó hoạt động ở tốc dộ cao, có thể chịu được va chạm, dễ dàng chỉnh lại sau khi bị xô lệch khi có va chạm. Có thể dùng trong phòng hay ngoài trời, nhưng chú ý khi dùng phía ngoài nên chọn loại vật liệu cửa bền chắc, chịu ảnh hưởng thời tiết. Trước đây loại cửa này có cấu trúc là tấm vải tổng hợp không có khả năng cách nhiệt, nhưng giờ nhiều loại được cấu tạo bởi lớp cách nhiệt mỏng. Thông thường, cửa được làm từ các tấm PVC được gia cường, nên cần xem xét đến lắp đặt phía trong hay phía ngoài để có lựa chọn chính xác. Do cửa hoạt động ở tốc độ cao, nên cần lắp các thiết bị an toàn như mắt thần và cảm biến cuốn ngược được lắp ở mép dưới của cửa để tránh gây chấn thương cho người hay hư hỏng thiết bị. Thêm nữa, cửa này không có khả năng cách nhiệt cao, nên chỉ được lắp ở những khu vực có tần suất đóng mở cao nhưng không bị ảnh hưởng đến nhiệt độ kho lạnh do đối lưu không khí giữa bên trong và bên ngoài kho.
Cửa cuốn cách nhiệt tốc dộ cao  — Cửa cuốn cách nhiệt tốc dộ cao là cửa được lắp ở các khu vực phía ngoài có cấu tạo gồm nhiều thanh  nhỏ gài lại với nhau. Các thanh gài có cấu trúc với vật liệu nhôm bên ngoài, bên trong là nhựa và được phun foam cách nhiệt vào bên trong. Do cửa có cấu trúc như thế nên khả năng cách nhiệt cao. Nhưng do có cấu trúc nhôm bên ngoài có thể gây chấn thương nếu có tai nạn, nên cơ cấu an toàn phải được lắp đầy đủ và có độ tin cậy cao.
c. PHÒNG TRỮ ĐÔNG VÀ CẤP ĐÔNG
Các phòng trữ đông và cấp đông của các kho lạnh hiện nay rất bận rộn với nhu cầu xuất nhập hàng rất cao. Việc lựa chọn cửa phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại phương tiện vận chuyển hàng được sử dụng, mức chênh nhiệt độ, tần suất sử dụng, số ca sản xuất trong ngày và cả điều kiện môi trường bên ngoài. Có nhiều loại cửa khác nhau có thể được sử dụng tại khu vực này và các hướng dẫn cơ bản cho việc lựa chọn cửa được thể hiện bên dưới Cửa trượt cách nhiệt — Cửa trượt cánh đơn là loại cửa tiêu chuẩn cho những kho lạnh có quy mô nhỏ đến trung bình với giá cả rất hợp lý. Các cửa này có thể áp dụng tự động hóa, nâng cao tốc độ hoạt động và cho phép xe nâng qua lại mà không phải dừng chờ. Cánh cách nhiệt của cửa này khi hoạt động được di chuyển sát vào vách nên tránh được những mối nguy hiểm tiềm ẩn do va chạm với xe vận chuyển hàng. Cửa có độ cách nhiệt rất cao và cả phần đệm cao su giúp tránh nhiệt xâm nhập do đối lưu, hay truyền nhiệt. Loại cửa này cũng có thể vận hành ở tốc độ cao đến 1.2m/giây. Chi phí chế tạo cửa này rất hợp lý do kết hợp được ưu điểm như tốc độ, cách nhiệt tốt, thiết kế đơn giản và chi phí bảo dưỡng thấp.
Cửa trượt đôi — Cửa trượt đôi thường có giá cao hơn cửa trượt đơn 1025%. Nhưng sự đầu tư này sẽ nâng cao hiệu suất xuất nhập hàng 100%, tránh lãng phí năng lượng và giảm khả năng va chạm với xe nâng do bất cẩn. Cửa này có thể hoạt động ở tốc độ rất cao đến 2,4m/giây, và nó là một trong những cửa có tốc độ nhanh nhất. Bên cạnh đó, cửa này còn là giải pháp cho những kho mà bị hạn chế về khoảng cách ở hai phía của cửa. Màn nhựa — Giải pháp tiết kiệm nhất để tránh các dòng khí đối lưu gây thất thoát nhiệt là lắp màn nhựa. Với màn nhựa lắp ở cửa kho, công nhân có thể để cửa mở trong thời gian có hạn trong lúc xuất nhập hàng. Khi lắp màn nhựa, phải đảm bảo các miếng nhựa ở trong tình trạng tốt và 100% chồng lấp lên nhau. Chú ý, chỉ với khoảng hở nhỏ cỡ 1cm giữa màn nhựa và nền cũng có thể tạo nên khoảng trống diện tích 0.05 m² và tốn chi phí khoảng US$700 hàng năm.
Và tất nhiên, khoảng hở này càng lớn, thì năng lượng bị thất thoát càng nhiều.
Cửa văn phòng — Cửa này chủ yếu là cửa bản lề cho người di chuyển qua lại hay thoát hiểm. Có cấu trúc phần da bao bọc bên ngoài bằng composite hay kim loại, chủ yếu là đóng mở bằng tay. Có thể gắn thêm cơ cấu cùi chỏ để tự đóng. Loại cửa này cũng được khuyến khích phun cách nhiệt hay dùng đệm cao su để hạn chế thất thoát nhiệt. Cửa tốc dộ cao
Cửa xếp 2 chiều — Với những tiêu chuẩn như tốc độ cao, tuổi thọ cao, cửa xếp đôi sẽ đáp ứng được với tốc độ mở lên đến 2.4m/giây. Loại cửa này rất phổ biến trong quá khứ do hoạt động ở tốc dộ cao, có thể va chạm và nhìn xuyên thấu được. Cửa này yêu cầu phải có khoảng không nhỏ ở phía trước và sau cửa khi cửa mở. Nó thường có cấu trúc gồm sáu tấm PVC trong suốt có chiều rộng khoảng 1/2", các tấm này được liên kết với nhau bằng dây hay thanh nối. Với những cửa dùng trong cấp đông được lắp thêm quạt hơi nóng hay đèn hồng ngoại để tránh việc đóng băng trên cửa. Loại cửa này hiện đã ít được sử dụng do chi phí bù lại lượng nhiệt thất thoát quá cao. Cửa cuốn nhanh — Cửa cuốn nhanh ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực kho lạnh với nhiều loại khác nhau. Nó có rất nhiều lợi điểm trong quá trình sử dụng như hoạt động ở tốc độ cao, có thể va chạm được và không chiếm dụng mặt bằng. Do có thể vận hành ở tốc độ lên đến 2.5m/giây nên hạn chế rất nhiều lượng nhiệt thất thoát. Cửa này có cả loại không cách nhiệt và cả loại cách nhiệt. Với cấu trúc bằng vải tổng hợp nên thời gian dừng để sửa chữa hay thay thế rất thấp. Dù sao đi nữa, thì loại cửa này khả năng cách nhiệt không lớn nên chỉ sử dụng cho những nơi có độ chênh lệch nhiệt độ thấp. Ngoài ra, cũng nên chú ý đến việc cung cấp các nguồn nhiệt để tránh sự đóng băng trên cửa. Và tất nhiên nguồn nhiệt này cũng phải được tính toán khi thiết kế kho lạnh.
Cửa trượt chịu va đập — Do nhận ra những điều bất lợi vì thiếu khả năng cách nhiệt hay ngăn kín của các cửa được chế tạo từ vải tổng hợp, nên một loại cửa mới cho kho lạnh đã được thiết kế và chế tạo. Loại cửa này có khả năng cách nhiệt cao và ngăn kín kho lạnh hiệu quả, nhưng lại được vận hành ở tốc độ cao như cửa có cấu trúc bằng vải tổng hợp. Một vấn đề rất nan giải cho các cửa có cấu trúc cánh là những tấm cách nhiệt dày là nó hoạt động với tốc độ rất chậm và không chịu được va đập, nếu có va chạm xảy ra thì cửa sẽ bị hư hỏng nặng nề, khó khắc phục. Cửa chịu va đập thì cho phép cánh cửa mềm dẽo có thể bị bẻ cong hay bị xô lệch trong trường hợp bị va chạm với xe nâng. Với sự kết hợp những ưu điểm như tốc độ vận hành cao, có khả năng cách nhiệt đã làm cho nó trở thành một lựa chọn thích hợp và phổ biến. Màn chắn gió — Những kho lạnh với năng lực xuất nhập hàng từ trung bình đến cao nhưng yêu cầu hạn chế thời gian dừng để sửa chữa thay thế, thì màn chắn gió là lựa chọn thích hợp. Sản phẩm này tạo ra màn chắn gió có vận tốc lớn phủ kín toàn bộ diện tích trống của cửa. Màn chắn gió có cả loại không gia nhiệt và loại gia nhiệt. Loại gia nhiệt là nhằm lấy ẩm để tránh sương mù, băng đá bám ngay tại ngưỡng cửa. Cửa kết hợp (Màn chắn gió và cửa ngăn) — Mặc dù hầu hết các kho lạnh đều có kinh nghiệm trong việc sử dụng cửa có độ bền, độ tin cậy cao, nhưng phần lớn cũng phải đối mặt với thời gian ngưng hoạt động cho công tác sửa chữa, cho dù công tác này có thể thực hiện trong giờ nghỉ như giờ giao ca, giờ nghỉ giữa ca, ngày cuối tuần... Mục đích của việc lắp đặt cửa kết hợp này là để kho lạnh vẫn tiếp tục thực hiện công năng của mình một cách hiệu quả, nhất là trong những thời gian cao điểm mà không buộc phải chấp nhận khả năng cách nhiệt bị giảm sút và ảnh hưởng đến chất lượng hàng hóa. Màn chắn gió được dùng để duy trì khả năng cách nhiệt trong khi hoạt động, lúc cửa mở để các phương tiện vận chuyển qua lại, còn cửa ngăn có nhiệm vụ đóng kín hoàn toàn trong thời gian ngưng hoạt động. Cửa ngăn này có thể là cửa cuốn tốc độ nhanh hay cửa trượt cách nhiệt tùy thuộc vào khoảng thời gian nghỉ. Để tiết kiệm năng lượng, nên gắn thêm công tắc tự động khi cửa đóng thì quạt của màn chắn gió bật sang vị trí dừng.
d.  KÍCH HOẠT CỬA TỰ ĐỘNG
Việc chọn phương pháp kích hoạt cửa tự động cũng quan trọng như việc chọn cửa. Để cửa hoạt động ở một tốc dộ xác định, chúng ta phải chọn cảm biến để kích hoạt hoạt động của cửa trong một khoảng thời gian được giới hạn.
Kích hoạt bằng tay Kích hoạt bằng tay cho phép người công nhân điều khiển hoạt động của cửa. Kích hoạt bằng tay bao gồm:
Nút nhấn phù hợp với tốc độ di chuyển của con người, nó không nên áp dụng cho những kho lạnh có công suất lớn, đòi hỏi sự vận hành của xe nâng. Công tắc dây giật phù hợp với tốc độ di chuyển của các phương tiện được điều khiển bằng điện. Người điều khiển phương tiện có thể kích hoạt cửa hoạt động mà không rời khỏi phương tiện. Thường thì mỗi cửa có hai công tắc dây bên trong và bên ngoài. Với những cửa phòng trữ đông có nhiệt độ thấp nên gắn thêm điện trở gia nhiệt cho dây để tránh việc đóng đá làm mất hiệu lực của công tắc. Cảm biến sóng điện từ cho phép người điều khiển phương tiện kích hoạt đóng mở cửa bất kỳ ở vị trí nào trong kho. Cảm biến sóng điện từ được dùng khi khoang xuất nhập hàng hay kho lạnh bị hạn chế không gian để sử dụng dây giật hay các loại cảm biến khác. Loại cảm biến này được sử dụng cho những kho có lượng xe nâng và cửa ít. Mỗi thiết bị nhận sóng trên mỗi cửa được cài đặt ở một tần số sóng khác nhau. Sóng điện từ có thể được sử dụng đến tám tần số khác nhau cho những kho lạnh lớn với nhiều cửa. Chú ý phải có hệ thống đánh số rõ ràng, để người vận hành biết chắc là họ đang điều khiển cửa ở vị trí nào. Mở cho người ra vào theo một chiều, ứng dụng ở những nơi không có phương tiện vận chuyển. Với nút nhấn, hoặc tay nắm gắn trên cánh để thao tác mở cửa với khoảng không vừa đủ cho người ra vào và sau đó tự động đóng lại với thời gian được cài đặt.
Kích hoạt tự động
Có rất nhiều loại cảm biến để kích hoạt cửa tự động được áp dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau. Phần lớn các kích hoạt này hoạt động là nhờ các cảm biến nhận ra sự có mặt và tiếp cận cửa của các phương tiện vận chuyển: Mắt thần hoạt động bằng cách gửi một tia sáng đi ngang qua cửa, khi có phương tiện đi ngang tia sáng này sẽ bị ngắt. Cảm biến này có hai loại, một loại vừa truyền đi và nhận lại tín hiệu từ một bên cửa nhờ phản chiếu, còn loại kia tín hiệu phát đi và nhận từ hai phía đối diện của cửa. Loại thiết bị mà vừa phát/nhận tín hiệu đòi hỏi ít dây nối và tránh tình trạng sương mù làm sai lệch tín hiệu so với loại phát và nhận ở hai phía cửa.
Về nguyên tắc, mắt thần được dùng như một cảm biến an toàn tránh tình trạng cửa đóng lại khi có phương tiện đang đi ngang cửa. Nhưng một điều bất lợi khi sử dụng cảm biến này là nó bị ảnh hưởng rất nhiều do sương mù trong kho lạnh. Nhưng nếu kho lạnh giải quyết tốt tình trạng này thì nó rất đáng tin cậy. Một điều đáng chú ý nữa là khi sử dụng cảm biến này nên thường xuyên kiểm tra để đảm bảo bề mặt cảm biến được trong suốt và không có vật cản che khuất. Cảm biến chuyển động là thiết bị kết hợp phát và nhận vi sóng/hồng ngoại. Cũng giống như cảm biến mắt thần, sự chuyển động làm ngắt tín hiệu, và làm kích hoạt hoạt động của cửa. Sự khác nhau nằm ở chổ cảm biến chuyển động có thể hoạt động trong không gian rộng hơn.
Cảm biến chuyển động có thể nhận biết chuyển động tiến đến gần hay rời xa cửa, nhưng cũng có loại chỉ nhận biết chuyển động tiến đến gần mà thôi. Khi các cảm biến này được lắp vào hai phía của cửa, cửa sẽ mở khi có phương tiện tiến đến gần và tự động đóng lại sau khoảng thời gian. Những phương tiện tiến đến cửa ở phía ngược lại không được phát hiện và cửa vẫn tiếp tục đóng. Phạm vi hoạt động của cảm biến này có thể được điều chỉnh để phù hợp và có thể phát hiện được phương tiện trong một khoảng cách yêu cầu. Nhưng nên nhớ rằng khoảng cách càng rộng thì khả năng cửa hoạt động ngoài ý muốn càng nhiều do những phương tiện di chuyển theo chiều dọc của cửa. Hiện nay đã có thêm nhiều loại cảm biến để hạn chế kích hoạt cửa với những di chuyển dọc cửa hay di chuyển của con người.
Cảm biến hiện diện hoạt động tương tự như cảm biến chuyển động để phát hiện phương tiện khi tín hiệu phát bị ngắt. Chỉ khác nhau ở chổ, cảm biến chuyển động phát hiện sự chuyển động, cảm biến hiện diện phát hiện sự hiện diện mà không cần chuyển động. Cửa vẫn giữ nguyên vị trí mở nếu như cảm biến phát hiện có sự hiện diện của phương tiện trong phạm vi hoạt động của nó. Bởi thế, cảm biến hiện diện thường được dùng trong trường hợp phương tiện vận chuyển hay dừng lại ở phía trước cửa mà không vượt qua ngưỡng cửa. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của cảm biến này nhỏ hơn của cảm biến chuyển động. Cảm biến từ trường gồm năng lượng từ trường của khoanh dây được chôn dưới nền, kim loại của phương tiện vận chuyển sẽ làm thay đổi giá trị từ trường của khoanh dây, và kích hoạt cho cửa hoạt động. Cảm biến từ trường hiện ngày càng được sử dụng rộng rãi vì rất nhạy nhưng lại không có tác dụng với con người. Diện tích khu vực nền để chôn khoanh dây cảm ứn phải có diện tích ít nhất là 4m². Để tránh việc cửa hoạt động ngoài ý muốn với những chuyển động dọc cửa, thì phải xem xét kỹ càng vị trí đặt khoanh dây. Rơ le thời gian trễ là một loại kích hoạt tự động khá, nó khác với các cảm biến để phát hiện sự hiện diện. Nó được dùng để đóng cửa lại sau một khoảng thời gian đã được cài đặt, rơ le thời gian trễ làm việc với các kích hoạt trung gian bằng tay hay tự động.
Rơ le thời gian trễ nên dùng với mắt thần. Bởi nếu không, một khi phương tiện đã kích hoạt hoạt động cửa, lúc đó rơ le thời gian được tác động và bắt đầu đếm ngược thời gian để đóng, nhưng vì lý do nào đó, phương tiện dừng lại ở cửa, kết quả là cửa đóng lại sẽ gây nên va chạm và có thể làm hư hỏng phương tiện. Rơ le thời gian cũng có thể đóng cửa lại trước khi phương tiện tiếp cận cửa. Với thêm mắt thần thì cửa vẫn giữ ở vị trí mở cho đến khi phương tiện rời đi hẳn.
Vị trí lắp cảm biến
Với những đề cập ở trên, vị trí lắp các cảm biến rất quan trọng ảnh hưởng đến hoạt động của cửa. Lắp dây giật hay các cảm biến khác phải có khoảng cách với cửa hợp lý để xe nâng có đủ thời gian di chuyển liên tục qua cửa mà không phải dừng lại, cũng như tránh các va chạm xảy ra giữa phương tiện và cửa.
Thông thường, quyết định vị trí lắp cảm biến cho cửa được giao phó cho thợ điện tại công trình, nhưng thực ra thợ điện họ không nắm được chức năng hoạt động của cảm biến hay quy trình vận hành của cửa. Cuối cùng là đa số cảm biến được lắp tại vị trí dễ dàng cho công tác lắp đặt hay sửa chữa, nếu vị trí lắp quá gần cửa, nó sẽ triệt tiêu chức năng tự động hoặc vận hành với tốc độ cao của cửa. Với những trường hợp này, không hề ngạc nhiên nếu thường xuyên xảy ra va chạm vì cửa không thể mở đủ nhanh trong khi phương tiện vận chuyển tiếp tục tiến đến.
Để lắp các cảm biến ở vị trí chính xác, các nhà Quản lý kho lạnh, người nắm vững các quy luật di chuyển của các phương tiện trong kho lạnh, nên nhờ tư vấn của các nhà sản xuất và cung cấp cửa, hoặc những chuyên gia về cửa kho lạnh để có những quyết định và xác định vị trí đúng đắn. Khoảng cách thích hợp để lắp cảm biến được tính toán dựa vào tốc độ của các phương tiện vận hành trong kho và tốc độ hoạt động của cửa. Hãy tham khảo hình vẽ bên dưới để xem xét khoảng cách giữa cảm biến và cửa dựa vào tốc độ của xe nâng.