Курсовая работа: Холодильное оборудование при производстве пастеризованного молока

Если площадь камеры 24, 62 м2, то ширина составит примерно 4, 91 м, длина 5, 02 м

F = 24, 62 + 2 * 2, 8 * (4, 91 + 5, 02) = 80, 23 м2

Q1Т = 0, 355 * 80, 23 * (18 - 0) = 512, 67 Вт

Теплопритоки через не теплоизолированные полы (8) :

Q1П = 0, 3 * k * F * (tгр - tв) (8)

где tгр - температура грунта (принимают на 10С ниже температуры окружающей среды самой жаркой пятидневки).

Q1П = 0, 3 * 0, 355 * 24, 62 * (8 - 0) = 20, 98 Вт

Находим сумму теплопритоков через ограждения для камеры холодильной обработки: Q1 = 512, 67 + 20, 98 = 533, 65 Вт

Теплопритоки от продуктов и тары при охлаждении их в холодильной камере

Тепло отводится от продуктов и тары при охлаждении, замораживании, подмораживании. Количество отводимого тепла определяется по формуле, Вт (9) :

Q2 = Q2пр + Q2т + Q2бх (9)

где Q2пр, Q2т - теплопритоки от продуктов и тары соответственно; Q2бх - теплопритоки от биохимических реакций.

Теплопритоки от продуктов определяются (10) :

Q2пр = (10)

где Gпр - масса продукта и тары, соответственно, поступившего в камеру, кг;

спр - теплоемкость продукта и тары соответственно, кДж/кгК °С;

t1 - начальная температура продукта, °С;

ф - время холодильной обработки, часов.

Gпр = 32000 кг;

спр = 3, 89 кДж/кгК;

ф = 12 ч;

Q2пр = 32000 * 3, 89 * (8 - 0) / 12 * 3600 = 23, 05 Вт

Аналогичным образом определяются теплопритоки от тары. Теплоемкость тары: металлическая - 0, 5 кДж/кгК°С. Количество тары принимаем 10% от Gпр - 3200кг.

Gт = 3200 * 0, 5 * (8 - 0) / 12 * 3600 = 0, 29 Вт

Q2 = 23, 05 + 0, 29 = 23, 34 Вт

Теплопритоки от наружного воздуха при вентиляции

Теплопритоки от вентиляции определяют по формуле:

Q3 = (11)

где V - объем камеры, м3;

n - кратность воздухообмена в сутки (принимаем n = 3) ;

с - плотность воздуха (1, 2 - 1, 3 кг/м3) ;

- энтальпия, соответственно, наружного и внутреннего воздуха, кДж/кг.

Энтальпию воздуха определяют по i-d диаграмме влажного воздуха.

Потребность в вентиляции камер хранения готовой продукции определяется условиями хранения. Так, при хранении продуктов в непроницаемой упаковке и в замороженном виде расход холода на вентиляцию не учитывают.

Q3 = 0 Вт

Эксплуатационные теплопритоки

Эксплуатационные теплопритоки возникают вследствие освещения камер хранения лампами, работы электродвигателей, пребывания в них людей, открывания дверей и определяются по формуле (12) :

УQ4 = Q4осв + Q4эд + Q4л + Q4дв (12)

где Q4осв - теплопритоки от системы освещения;

Q4эд - теплопритоки от электродвигателей;

Q4л - теплопритоки от пребывания людей;

Q4дв - теплопритоки при открывании дверей.

Теплопритоки от освещения (13) :

Q4осв = qосв * зодн (13)

где qосв - удельный теплоприток от системы освещения, Вт/м2 (q = 5 - 8 Вт/м2 для складских помещений) ;

зодн - коэффициент одновременности включения осветительных приборов или электродвигателей (0, 4-1).

Q4осв = 5 * 0, 4 = 2 Вт

При расположении электродвигателей в охлаждаемом помещении (14) :

Q4эд = зодн * УNэл (14)

где Nэл - мощность электродвигателей, кВт;

Мощность устанавливаемых электродвигателей можно принимать для холодильных камер хранения - 1- 4 кВт

Q4эд = 0, 4 * 4000 = 1600 Вт

Теплопритоки от пребывания людей (15) :

Q4л = 350 * n (15)

где 350 - тепловыделения одного человека;

n - численность обслуживающего персонала, одновременно, работающего в помещении (обычно 2-4).

Q4л = 350 * 2 = 700 Вт

Теплопритоки при открывании дверей (16) :

Q4дв = qдв * Fдв * в * (1 - з) (16)

где qдв - удельный теплоприток, возникающий при открывании дверей, Вт (рисунок 6) ;

Fдв - площадь дверного проема (двери для погрузчиков: одностворчатые шириной от 1, 2 м и высотой от 2, 1 м, двухстворчатые шириной и высотой от 1, 8 м) ;

в - коэффициент продолжительности открытия дверей (в = 0, 15 для камер хранения производственных холодильников; в - 0, 3 для камер хранения распределительных холодильников; в = 1 для камер холодильной обработки) ;

з- коэффициент эффективности снижения теплопритоков при использовании теплозащиты дверного проема (з=0, 6 для воздушной завесы; з=0, 8 для самозакрывающихся дверей; з=0, 95 для совместного применения тамбура с самозакрывающимися дверями и воздушной завесой).

Рисунок 6 - Удельный теплоприток через дверной проем (и - разность температур) :

1 - камеры хранения с естественной циркуляцией воздуха,

2 - прочие охлаждаемые помещения с естественной циркуляцией воздуха;

3 - камеры холодильной обработки с принудительной циркуляцией воздуха;

4 - прочие охлаждаемые помещения с принудительной циркуляцией воздуха

Разность температур между цехом и холодильной камерой составляет 18оС. Тогда qдв = 2, 3 кВт/м2.

Q4дв = 2, 3 * (1, 8 * 1, 8) * 0, 15 (1 - 0, 6) = 0, 44712 кВт = 447, 12 Вт

Q4 = 2 + 1600 + 700 + 447, 12 = 2749, 12 Вт

Q = 533, 65 + 23, 34 + 0 + 2749, 12 = 3306, 11 Вт

Определяем расход холода на термическую обработку продукта (17) :

QТ = 1/3, 6 * Gn * cn * (t1-t2) * 1, 1 (17)

где t1, t2 - температура до и после обработки продукта.

Для подбора холодильной машины в случае централизованного хладоснабжения необходимо просуммировать расход холода на холодильные камеры и на термическую обработку продукта.

На основании технологического графика или графика работы машин и аппаратов строится суточный график расхода холода (рисунок 7) и определяется максимальный расход холода за час работы оборудования, потребляющего холод.

Gпр = 32000 кг;

спр = 3, 89 кДж/кгК;

QТ = 1/3, 6 * 32000 * 3, 89 * (8 - 0) * 1, 1 = 304284, 4 Вт = 304, 28 кВт

Норма расхода холода на холодильные камеры 171, 6 тыс. кДж на 1т пастеризованного молока. На 32000 кг = 171, 6 * 32 = 5491, 2 тыс. кДж.

Рисунок 7 - Суточный расход холода

3.4 Расчет и подбор холодильной установки

Таблица 4

Расчетный коэффициент теплопроводности основных строительных и теплоизоляционных материалов