Материал: Расчет и выбор холодильного оборудования
.3: участок теплоизоляции между стеной камеры 2 и тамбуром
Коэффициенты
теплоотдачи: 
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения, 
или 50мм;
.4: участок теплоизоляции потолка камеры №2
Коэффициенты
теплоотдачи: 
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или100мм;
.1: участок взаимодействия неохлаждаемого помещения с поверхностью стены камеры №3
Коэффициенты
теплоотдачи: 
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 50 мм;
.2: участок перегородки между камерами 3-4
Коэффициенты
теплоотдачи: 
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 2 слоя по 25мм;
.3: участок теплоизоляции между стеной камеры 3 и тамбуром
Коэффициенты
теплоотдачи: 
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 50мм;
.4: участок теплоизоляции потолка камеры №3
Коэффициенты
теплоотдачи: 
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 50мм;
.1: участок взаимодействия неохлаждаемого помещения с поверхностью стены камеры №4
Коэффициенты
теплоотдачи:
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 50 мм;
.2: участок теплоизоляции между стеной камеры 4 и тамбуром
Коэффициенты
теплоотдачи:
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 50мм;
.3: участок теплоизоляции потолка камеры №4
Коэффициенты
теплоотдачи:
Нормативный
коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,
или 50мм;
холодильник изоляционные теплоприток камера
4. Тепловой расчет камер
.1 Цель расчета
Целью теплового расчета является определение суммы теплопритоков в камеры холодильника. Результаты этого расчета служат исходными данными для подбора холодильной машины. Настоящий расчет носит условный характер, так как теплопритоки зависят от многих факторов (время года, загрузка камеры продуктами, правила эксплуатации и т.д.) и не могут быть рассчитаны абсолютно точно. Поэтому их определяют для максимально тяжелых условий работы холодильника (летний период, полная загрузка камер).
Тепловая нагрузка на холодильную машину SQ, Вт складывается из теплопритоков
через ограждения камер Q1, Вт, тепловыделений при охлаждении
или замораживании продуктов Q2, Вт, тепла, вносимого в камеру при ее
вентиляции Q3, Вт, и эксплуатационных теплопритоков Q4 ,
Вт.
, (4.1.)
.2 Теплопритоки через ограждения
Теплопритоки через ограждения возникают в результате разности температур
воздуха по обе стороны стен Q'1,
Вт, а также, из-за солнечной радиации Q"1, Вт. Первую часть этих теплопритоков определяют по
формуле:
, (4.2.)
где k- расчетный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2 град);
F ¾ расчетная поверхность ограждения, м2 ;
tН ¾ температура воздуха вне камеры, °С;
tкам ¾ температура воздуха в камере, °С.
Поверхность ограждения принимают равной произведению линейных размеров, которые определяют по следующим правилам:
длина стены при расположении ее среди других помещения равно межосевому расстоянию между стенами;
высота стены равна расстоянию от чистого пола камеры до чистого пола верхнего этажа.
При расчете теплопритоков через неизолированный пол, последний разбивают на зоны шириной 2м, начиная от внешней поверхности наружных стен. Разбивка на зоны производится для блока холодильных камер в целом.
Рассчитаем теплопритоки через ограждения по формуле 4.2. Результаты
расчета занесем в таблицу 2.
Таблица 4.1-Теплопритоки через ограждения
Тип ограждения
Размеры ограждения, м
F, м2
k, Вт/ (м2град
t н, 0С
t кам, 0С
Δt, 0С
Q i, Вт
a
b
h
Камера № 1
Внутренняя стена
-
3,5
2,8
9,8
0,428
20
+6
14
58,72
Внутренняя стена
6,0
-
2,8
16,8
0,428
20
14
100,67
Перегородка
2,7
-
2,8
7,56
0,49
+6
0
0,00
Стена тамбура
3,3
-
2,8
9,24
0,49
15
9
40,75
Пол
6,0
7,0
-
42
0,34
15
9
64,26
Потолок
6,0
7,0
-
42
0,34
20
14
99,96
Камера №2
Внутренняя стена
-
1,6
2,8
4,48
0,49
20
+2
14
30,73
Перегородка
2,7
-
2,8
7,56
0,52
+2
-4
-15,72
Перегородка
2,7
-
2,8
7,56
0,49
-3
0
0,00
Стена тамбура
-
1,6
2,8
4,48
0,49
15
9
19,76
Пол
2,7
4,4
-
12
0,34
15
9
13,22
Потолок
2,7
4,4
-
12
0,34
20
14
20,56
Камера №3
Внутренняя стена -
2,8
8,96
0,49
20
-3
18
79,03
Внутренняя стена
-
6,9
2,8
16,8
0,49
20
18
148,18
Перегородка
-
5,4
2,8
8,96
0,52
0
-2
-9,32
Перегородка
2,7
-
2,8
10,64
0,52
+2
4
22,13
Стена тамбура
1,5
-
2,8
6,16
0,59
15
13
47,25
Пол
2,7
5,9
-
16
0,59
15
13
142,89
Потолок
2,7
5,9
-
16
0,59
20
18
197,85
Камера № 4
Внутренняя стена
3,3
-
2,8
9,24
0,49
20
0
20
90,55
Внутренняя стена
-
5,4
2,8
15,12
0,49
20
20
148,18
Перегородка
-
5,4
2,8
15,12
0,52
-3
2
15,72
Стена тамбура
3,3
-
2,8
9,24
0,49
15
15
67,91
Пол
3,3
4,4
-
12
0,59
15
15
157,71
Потолок
3,3
4,4
-
12
0,59
20
20
210,28
При наличии камер, имеющих кровлю и стены, облучаемые солнцем, учитывают
тепло солнечной радиации.
При расчете учитывают поверхность кровли и поверхность стены максимально
облучаемую солнцем.
Так как по заданию рассчитываемый блок холодильных камер расположен на
первом этаже, а здание примем многоэтажное, то теплопритоки при солнечной
радиации не учитываем.
Теплопритоки от продуктов при охлаждении находят по формуле
где Gnp ¾ суточное поступление продукта,
кг/сут;пр ¾ теплоемкость продукта при 0°С, Дж/(кг-град);
Gт ¾ суточное поступление тары, кг/сут;т ¾ теплоемкость тары, Дж/(кг-град);
tnр
¾ температура поступления продукта в
камеру, °С
tкам ¾ температура отпуска продукта из камеры, °С.
Суточное поступление продуктов принимают в зависимости от сроков их хранения
по формуле
где Е ¾
вместимость камеры, кг;
y ¾ коэффициент возобновления запасов,
1/сут.
Значения y
принимают по таблице 4.2.
Таблица 4.2-Коэффициент возобновления запаса продуктов
Срок хранения продукта,
сутки.
1...2
3...4
5...10
y, 1/сут
1
0,6
0,4
Суточное поступление тары принимают равным части суточного поступления
продуктов. Оно составляет для:
металлической и деревянной тары ¾ 20%;
картонной, полимерной ¾ 10%;
стеклянной ¾ 100%.
Удельную теплоемкость тары при расчете принимают в среднем:
металлическая ¾ 460 Дж/(кг-град);
деревянная ¾ 2500 Дж/(кг-град);
картонная, полимерная ¾ 1460 Дж/(кг-град);
стеклянная ¾ 835 Дж/(кг-град).
При замораживании продуктов теплопритоки от них определяются по формуле:
где
Iн и iк - энтальпии продуктов до и после замораживания,
кДж/(кг.
Таким образом, используя формулы (4.4), (4.5), рассчитаем теплопритоки от
продуктов.
Для камеры №4
· Q2 при хранении вино-водочных изделий и
пива
Gnp ¾ 200 ∙0,4 = 80 кг; пр ¾ 4100 Дж/(кг град) -из расчета по
вину;пр ¾ 3940 Дж/(кг град) -из расчета по пиву;
Для камеры №3:
· Q2 при хранении мясной продукции
Gnp ¾ 300∙1=300 кг; пр ¾ 2930 Дж/(кг град) -из расчета по
говядине жирной;пр ¾ 3190 Дж/(кг град) -из расчета по телятине жирной;пр
¾ 3020 Дж/(кг град) -из расчета по
свинине жирной;пр ¾ 2930 Дж/(кг град) -из расчета по баранине жирной;
Gт ¾ 300∙10%=30 кг (полимерная тара);т ¾ 1460 Дж/(кг град);
tnр
¾ +70С
tкам ¾ 00С
Для камеры №2:
· Хранение молочной продукции, жиров и гастрономии
Cпр ¾ 1840 Дж/( (кг град)- сыры жирные;пр ¾ 2520 Дж/( (кг град)- сыры
обезжиренныепр ¾ 3860 Дж/(кг град)- молоко цельное;пр ¾ 3440 Дж/(кг град)- сметана, сливки;пр
¾ 3760 Дж /(кг град)- кефир;пр
¾ 2680 Дж /(кг град)- масло сливочное;пр
¾ 2000 Дж /(кг град)- колбасы;пр
¾ 2010 Дж /(кг град)- масло
растительное;пр ¾ 3100 Дж /(кг град)- консервы;
Gт ¾ 800∙10%=80 кг (полимерная тара);т ¾ 1460 Дж/(кг град);
tnр
¾ +70С
tкам ¾ +20С
Для
камеры №1:
· Q2 при хранении фруктов, ягод, некоторых
овощей и напитков
Gnp ¾ 1100 ∙1=1100 кг; пр ¾ 3650 Дж/(кг град)- ягоды;пр
¾ 3600 Дж/(кг град)- овощи;пр
¾ 3550 Дж/(кг град)- фрукты;пр
¾ 4190 Дж/(кг град)- напитки;
Gт ¾ 720∙20%=220 кг (деревянная тара);т ¾ 2500 Дж/(кг град);
tnр
¾ +200С
tкам ¾ +40С
Результаты расчетов теплопритоков от продуктов сведены в таблице 4.3.
Камера
Q2, Вт
№1
942,65
№2
148,1
№3
46,98
№4
7,78
.5 Тепловыделения при охлаждении и осушении вентиляционного воздуха
Этот вид тепловой нагрузки на холодильную машину учитывают только для
камер, в которых действующими СНиП предусмотрена вентиляция камер. Как правило,
такие камеры проектируются на предприятиях мясомолочной промышленности, в
которых охлаждаемые производственные помещения и камеры вентилируются. В случае
выполняемого задания такие условия не предусмотрены, поэтому этой тепловой
нагрузкой можно пренебречь.
.6 Эксплуатационные теплопритоки
Эксплуатационные теплопритоки складываются из теплопритоков при
открывании дверей, от освещения и работающих в камере механизмов (погрузчиков,
транспортеров, вентиляторов), а также работающих в камере людей. При
проектировании холодильников предприятий общественного питания определение
отдельных составляющих не производят, а суммарно принимают их в следующих
размерах:
для камер площадью до 10 м2 ¾ 0,4 Q 1;
для камер площадью до 10...20 м2 ¾ 0,3 Q 1;
для камер площадью более 20 м2 ¾ 0,2 Q 1
Таким образом, используя результаты, полученные в пункте 4.3. получим,
что:2 для камер
-№1
№2
№3
№4
.7
Сводная таблица теплопритоков в холодильник
Таблица 4.4-Теплопритоки в холодильник
Наименование камеры
Площадь камеры, м
Параметры воздуха
Q 1 Вт
Q 2 Вт
Q 3 Вт
ΣQ
I Вт
Температура, 0С
Относительная влажность, %
№1
21
6
90
364,36
942,65
72,87
1379,88
№2
18,633
2
85
628,01
148,1
188,4
964,51
№3
17,82
0
80
690,35
46,98
207,1
944,43
№4
4,3
6
90
68,55
7,78
27,42
103,75
Для охлаждения холодильных камер предприятий общественного питания
используют систему непосредственного охлаждения или систему охлаждения с
промежуточным теплоносителем (рассольную).
Система непосредственного охлаждения наиболее прогрессивна и ей следует
отдать предпочтение.
Система охлаждения с промежуточным теплоносителем может быть
рекомендована при суммарной площади камер более 150 м2, а также при
расположении камер на нескольких этажах и значительном удалении камер друг от
друга или от машинного отделения.
Для охлаждения камер выбирают комплектно поставляемые промышленностью
холодильные машины, так как при этом отпадает необходимость выбора отдельных
элементов машин и согласования их работы.
Выпускаемые комплекты холодильных машин рассчитаны на охлаждение двух,
трех и четырех камер и снабжены средствами автоматического регулирования
температурного режима. Следует помнить, что эти машины можно использовать для
охлаждения меньшего числа камер. Например, машиной, предназначенной для охлаждения
трех камер, можно охлаждать одну или две камеры, если расчетом будет
подтверждена такая возможность.
Минимальная холодопроизводительность машины для группы камер Qmin Вт, равна
где SQкам¾ сумма теплопритоков в камеры,
входящие в группу, Вт;mах ¾ максимальное значение коэффициента рабочего времени;
φ ¾ коэффициент потерь холода.
Сумму теплопритоков в камеры определяют по формуле
гдe ΣQкам i ¾ суммарные теплопритоки в каждую камеру, включенную в
группу.
Максимальное значение коэффициента рабочего времени принимают равным
0,75, а коэффициент потерь холода 0,90 ... 0,95.
По значению Q0 min выбирают холодильную машину, учитывая
количество камер, включенных в группу.
Таким образом, по данным проведенного калориметрического расчета
определим вид холодильного оборудования. Учитывая необходимость рационального
использования холода, производственных площадей, сокращения расхода
электроэнергии, примем во внимание возможность объединения по группам камеры с
близкими температурными режимами, т.е. с небольшими отклонениями температуры
охлаждаемых объектов. При использовании в работе двух холодильных машин
стационарные камеры можно распределить следующим образом: камеры №1и №4, с
наиболее высокой температурой будут охлаждаться второй, а камеры №3 и №2 с
небольшой разницей в температурных режимах, одной холодильной машиной. Тогда:
Отсюда, наиболее подходящим оборудованием для обеспечения
холодопроизводительности при максимальных нагрузках является холодильная машина
типа МвВ 4-1-2, имеющая следующие характеристики:
- Потребляемая мощность, кВт-1,8;
- Количество, кг : Хладагент R 134 a -10;
- Масло -2,7;
- Габариты, мм - 934´577´544;
- Масса, кг-275;
- Марка компрессора-ФВ6;
- Охлаждение конденсатора - Воздушное;
- Тип и количество испарителей, шт.- ИРСН-18, 2 шт.;
- Площадь поверхности охлаждения, м2 - 20;
- Тип и количество ТРВ, шт.- ТРВ-2М,2 шт. ;
- Датчик реле температуры- ТР-1-02Х;
- Диаметр трубопровода:
- Жидкостный-10´1,0;
- Паровой-16´1,5;
- Оттаивательный-10´1,0.
Данный тип холодильных машин относятся к оборудованию со средней
мощностью холодопроизводительности, с воздушным охлаждением конденсаторов,
сборной конструкции. Одним их основных элементов является компрессор марки
ФВ-6, который является герметичным непрямоточным компрессором с вертикальным
расположением цилиндров.
Целью данного курсового проекта являлось знакомство с основными
принципами проектирования холодильных камер, а также с методикой инженерных
расчетов, необходимых при подборе холодильных машин. При выполнении курсового
проекта были выполнены основные задачи проекта, которыми являлись:
·
разработка
строительного чертежа блока стационарных холодильных камер и машинного
отделения с размещением необходимого оборудования и коммуникаций;
·
подбор
холодильного оборудования путем проведения необходимых расчетов.
Таким образом, при выполнении этих задач были закреплены практические
навыки решения инженерных вопросов в области холодильного проектирования,
использования научных положений, законов теплового баланса, а также методик
расчетов, связанных с проектированием.
1. Брилинг Н.С. и др. Справочник по строительному черчению. ¾ М.: Стройиздат, 1987. ¾ 448 с.
2. СниП II-Л 8-71. Предприятия общественного питания. Нормы проектирования. ¾ М.: Стройиздат, 1972. ¾ 32 с.
. Чумак И.Г., Никульшина Д.Г. Холодильные установки:
проектирование -К.: Высшая школа, 1988.-280 с.
4.3 Теплопритоки при солнечной радиации
4.4 Теплопритоки от продуктов
, (4.4.)
, (4.5.)
,
Вт
Вт
Вт
Вт
Таблица 4.3- Тепловыделения при охлаждении продуктов
Вт;
Вт;
Вт
Вт
5. Расчет и выбор холодильного оборудования
.1 Выбор системы охлаждения
5.2 Выбор холодильных машин
,
, (5.2.)
КВт;
КВт
Заключение
Библиографический список