Проект распределительного холодильника емкостью 2500 т. в г. Уссурийск

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Обоснование выбора технических решений

2. Технологический раздел

2.1 Описание технологический процесс

2.2 Расчет камер холодильника

2.3 Расчет грузового фронта

2.4 Расчет действительной емкости холодильника

3. Расчет холодильной установки

3.1 Климатическая справка

3.2 Расчет изоляции охлаждаемых помещений

3.3 Тепловой расчет охлаждаемых помещений

3.3.1 Расчет теплопритока от окружающей среды через ограждения

3.3.2 Расчет теплопритока от термической обработки продуктов

3.3.3 Расчет теплопритока от наружного воздуха при вентиляции камеры

3.3.4 Расчет эксплуатационных теплопритоков

3.3.5 Расчет теплопритока от дыхания продуктов

3.4 Обоснование циклов холодильных машин

3.5 Расчет и подбор компрессоров

3.5.1 Первый температурный режим

3.5.2 Второй температурный режим

3.5.3 Третий температурный режим

3.6 Расчет и подбор камерных приборов охлаждения

3.7 Расчет и подбор конденсатора

3.8 Расчет и подбор ресиверов

3.8.1 Расчет и подбор циркуляционного ресивера

3.8.2 Расчет и подбор линейного ресивера

3.9 Расчет и подбор регенеративных теплообменников

3.9.1 Расчет и подбор регенеративного газового теплообменника

3.9.2 Расчет и подбор регенеративного жидкостного теплообменника

3.10 Расчет и подбор насосов

3.10.1 Расчет и подбор водяного насоса

3.10.2 Расчет и подбор хладоновых насосов

3.11 Подбор маслосборника

3.12 Расчет и подбор магистральных трубопроводов

3.13. Описание работы холодильной установки

4. Автоматизация холодильной установки

4.1 Система автоматической защиты

4.2 Система автоматического управления и регулирования

4.3 Система автоматической сигнализации и дистанционного контроля параметров

5. Монтаж и ремонт холодильного оборудования

5.1 Расчет фундаментов

5.2 Монтаж оборудования

5.3 Ремонт оборудования

5.3.1 Схема типового технологического процесса ремонта

5.3.2 Ремонт испарительных конденсаторов

6. Охрана труда и окружающей среды

6.1 Обеспечение здоровых и безопасных условий труда

6.2 Обеспечение безопасности при эксплуатации и обслуживании холодильной установки

6.3 Мероприятия по охране окружающей природной среды

7. Экономический расчёт

7.1 Расчёт капитальных затрат

7.2 Расчёт производственной программы компрессорного цеха

7.3 Расчёт себестоимости единицы холода вырабатываемого холодильной установкой

7.4 Годовая производственная программа холодильника

7.5 Себестоимость производственной программы

8. Научно-исследовательский раздел

8.1 Пластинчатые теплообменники «Альфа Лаваль»

Заключение

Список используемых источников



Введение

Развитие пищевой индустрии, направленное на надежное обеспечение страны продовольствием, предусматривает увеличение производства и увеличения качества сельскохозяйственной продукции. При этом роль обеспечении сохранности продукции отводится холодильной технике, которая в последнее время развивается быстрыми темпами.

В настоящее время холодильная техника нашла широкое применение в пищевой и фармацевтической промышленности, в торговле и машиностроении, при кондиционировании воздуха и сооружении ледяных искусственных катков, в строительстве и медицины. И этот перечень далеко не полон. Применение холода улучшает технологию производства и качество многих продуктов, не говоря уже о том, что в настоящее время хранение продуктов, как краткосрочное, так и длительное, без холода практически не мыслится. Широкое применение холодильных установок в торговле улучшает снабжение потребителей высококачественными продуктами питания, способствует снижению издержек обращения и повышает культуру торговли.

На современных мясокомбинатах холодильной обработке подвергается все перерабатываемое мясо и мясопродукты, такие же задачи ставят перед собой холодильные предприятия и других отраслей пищевой промышленности. Поскольку холодильная обработка является, до известного предела, довольно трудоемким процессом то она требует комплексной механизации работ и автоматизации производственных процессов. Выполнение данной задачи, в конечном итоге, позволит перейти к полностью автоматизированным холодильным установкам и комплексно-механизированным холодильникам.

Развитие холодильной промышленности во всем мире неразрывно связано с развитием всех отраслей науки и технике. В последние годы разрабатываются и внедряются новые изоляционные материалы, строительные конструкции, приборы автоматики. Совершенствуются схемы холодильных установок, обеспечивающие стабильные температурные режимы и облегчающие обслуживание холодильных установок и их автоматизацию. Все более широкое применение в холодильной промышленности находят вычислительная техника и автоматические системы управления. Внедрение такой техники позволяет поднять уровень эксплуатации холодильных установок на новую ступень, соответствующую современному развитию техники.



1. Обоснование выбора технических решений

Проектом предусматривается одноступенчатый цикл с одним регенеративным газовым теплообменником и двухступенчатый цикл с двумя регенеративными теплообменниками (газовым и жидкостным). Применение данных циклов обеспечивает сухой ход компрессора, возврат масла, переохлаждение жидкого хладагента перед дросселированием, что в свою очередь ведет к увеличению холодопроизводительности холодильной установки.

Наиболее эффективным является применение компрессорных агрегатов на базе современных винтовых компрессоров. Компрессорные агрегаты последнего поколения имеют современные приборы автоматики и контроля, что делает их безопасными и простыми в обслуживании. Основными достоинствами винтовых компрессоров по сравнению с поршневыми являются высокая надежность и возможность плавного регулирования холодопроизводительности в широких пределах.

Затраты по сравнению с рассольными трубопроводами, долговечность которых значительно меньше. Поэтому преимущество получает система непосредственного охлаждения, так как более экономичная по капитальным и эксплуатационным затратам, а так же как более долговечная, чем система охлаждения рассолом.

Предусмотренная проектом оборотная система водоснабжения от городского источника в связи с отсутствие вблизи природного источника водоснабжения. Вследствие чего проектом предусматривается использование испарительных конденсаторов. Они имеют ряд преимуществ:

- экономичны в потреблении воды;

- не требуют строительства градирни - так как не происходит нагрев воды за счет испарения;

- более экономичны в потребляемой электроэнергии по сравнению с градирней.

Во всех камерах хранения использованы воздухоохладители, уменьшающие время на термическую обработку продуктов, что увеличивает грузооборот холодильника. В результате принятых технико-экономических решений стоимость на вспомогательные материалы составила 1421,68 т. руб., на холод - 1963,5 т. руб., на электроэнергию - 420 т. руб.

Срок окупаемости равен 1,2 года.



2. Технологический раздел

2.1 Описание технологический процесс

Проектируемый распределительный холодильник предназначается для хранения различных видов продукции: мороженой рыбы, мороженого мяса в полутушах и блоках, мороженого мяса птицы, овощей, фруктов, сыров, а также включает в себя комплекс по выпуску мороженых полуфабрикатов с заданной производительностью 14 т/сут.

Принимаем следующую структуру емкости холодильника:

=60% - камеры мороженых грузов;

=30% - камеры охлажденных грузов;

=10% - камеры с универсальным режимом.

Схема распределительного холодильника представлена на рисунке 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Схема технологического процесса распределительного холодильника

1 - прием груза с хладотранспорта;

2 - сортировка;

2а - дефростация мяса;

2б - производство мясных полуфабрикатов;

2в - заморозка мясных полуфабрикатов;

3 - распределение груза по охлаждаемым помещениям;

4 - хранение грузов при различных температурах;

5 - выгрузка, экспедиционные работы;

6 - перегрузка на автомобильный хладотранспорт;

6а - перегрузка на железнодорожный хладотранспорт.

Важнейшей задачей на любом холодильнике является поддержание заданного температурного и влажностного режима в камерах, так как от этих параметров напрямую зависит срок хранения продукта и его качество хранимого.

Температура и влажность камер хранимых продуктов:

Сыр - t=+4 ?С, ц=80…90%;

Фрукты - t=+2…-1?С, ц=80…90%;

Овощи - t=0…-1?С, ц=80…90%;

Мясо - t=-20?С, ц=90…95%;

Рыба - t=-20?С, ц=90…95%.

2.2 Расчет камер холодильника

Расчет емкости камер

Е^-=2500*06=1500 т.

Е⁺=2500*0,3=750 т.

2500*10=250 т.

Расчет грузового объема камер

[м³];

где, Е - емкость камеры хранения, т.,

0,35 т/м³ - норма загрузки единицы объема камеры условным грузом.

1500/0,35=4285,7 м³

750/0,35=2142,9 м³

250/0,35=714,3 м³

Расчет грузовой площади камеры

[м²],

где, h_гр - грузовая высота, м.

Задаемся строительной высотой h_стр=6 м, тогда

h_гр=h_стр-1 [м]

h_гр=6-1=5 м

4285,7/5=857,1 м²

2142,9/5=428,6 м²

714,3/5=142,9 м²

Расчет строительной площади камеры

[м²],

в_стр=0,75 - коэффициент использования площади камеры хранения.

857,1/0,75=1166,8 м²

428,5/0,75=571,5 м²

142,9/0,75=190,5 м²

Расчет суточного выпуска продукции

[т/сут],

где, в - оборачиваемость груза в холодильники (5…6 (1/год) - для распределительного холодильника),

m_вып - коэффициент неравномерности выпуска груза (1,2…1,5).

G_вып=2500*6*1,3/265=73,6 т/сут,

Определяем строительную площадь экспедиции:

[м²],

где, q_F=0,35 [т/м²] - норма загрузки 1 м² строительной площади.

0,5*73,6/0,35=105,1 м²

Расчет площади под комплекс по производству быстрозамороженных мясных полуфабрикатов производительностью 14 т/сут.

Подбираем воздушный спиральный скороморозильный аппарата марки АСМ-300А.

Техническая характеристика воздушного спирального скороморозильного аппарата АСМ-300А:

- производительность - G_ап=300 кг/час,

- температурой воздуха внутри аппарата - -30?С,

- хладагент - R22,

- температура выпуска продукции - -18?С,

- вместимость по хладагенту - 128*10^-3 м³,

- габариты:

длина - 6800 мм,

ширина - 3500 мм,

высота - 2600 мм.

Подбираем требуемое количество скороморозильных аппаратов:

шт.,

где, - заданная производительность морозильного комплекса, т/сут (14 т/сут),

G_ап- производительность аппарата, т/сут

G_ап=300*24/1000=7,2 т/сут

n_ап=14/7,2=1,94 шт., принимаю n_ап=2 шт.

Определяем строительную площадь под морозильные аппараты:

[м²],

где, F_ап - площадь аппарата, м²,

n_ап - число подобранных аппаратов.

F_ап=L*В [м²],

L - длина аппарата, м,

В - ширина аппарата, м .

F_ап=6,8*3,5= 23,8 м²

3*23,8*2=142,8 м²

Суммарная строительная площадь под всеми камерами

м²

?F_стр=1166,8+571,5+190,5+105,1+28=2062 м²

Расчет требуемой строительной площади под холодильник

м²,

где, з_х - коэффициент использования площади холодильника (0,75…0,9).

2062/0,8=2577,5 м²

Расчет количества строительных квадратов под каждое помещение

Задаемся сеткой колон 6х6 м

Определяем площадь строительного квадрата:

f_стр=6*6=36 м²

,

1166,8/36=32,4, принимаю 33

571,5/36=15,9, принимаю 16

190,5/36=5,3, принимаю 6

142,8/36=3,96, принимаю 4

105,1/36=2,9, принимаю 3

Определяем длину холодильника:

м,

В^х - ширина холодильника, м.

Задаюсь В^х=42 м, кратное 6

L^х=2577,5/42=61,4, принимаю кратное 6 L^х=66 м

2.3 Расчет грузового фронта

Расчет длины железнодорожной платформы:

м,

где, G_жел - количество грузов поступающих и выпускаемых через железнодорожную платформу за сутки, т,

l_ваг - полная длина вагона, м,

m_ваг - коэффициент неравномерности подачи вагонов,

Р - число подач вагонов в сутки,

g_ваг - грузоподъемность вагона, т.

=66 м

Расчет длины автомобильной платформы:

м,

где, G_авт - количество грузов поступающих и выпускаемых через автомобильную платформу за сутки, т,

b_авт - ширина кузова автомашины, м (3,5),

ш_пер - доля общего числа автомашин, обрабатываемая за первую смену (0,85),

з_{исп. авт} - коэффициент использования грузоподъемности машины (0,6),

ф_авт - время загрузки и выгрузки одной машины, ч (0,5),

m_авт - коэффициент неравномерности прибытия машин (1,5).

=18,5 м

Расчет числа механизмов необходимых для производства грузовых работ:

шт.,

где, G_пос - масса груза поступаемого на холодильник, т,

G_вып - масса груза выпускаемого из холодильника, т,

ф_ц =6-10 мин. - продолжительность работы механизма,

ш_см =0,5-0,7 - доля всего объема грузовых работ выполняемых в течении первой смены,

g_м=0,5-2 т - грузоподъемность механизма,

з_исп - коэффициент использования грузоподъемности механизма



=3,4 шт.

С учетом запаса принимаю n_гр.мех.=6 шт.

Принимаю электропогрузчики «Дружба» марки ЕВ-677-45, грузоподъемностью 1000 кг и с высотой подъема 4,5м.

2.4 Расчет действительной емкости холодильника.

т.

где, F_стр - строительная емкость камеры, м²,

в_F=0,75 - коэффициент использования строительной площади камеры,

h_гр - фактическая высота штабеля груза, м²,

q_{н ф} - фактическая плотность укладки груза, кг/ м³.

Камера №1: t_пм=+4?С

Продукт - сыр,

Тара - деревянный ящик, h_ящ=0,18 м,

Укладка - пакетированием,

q_{н ф}=0,5 т/ м³,

h_гр=n_п*(n_ящ*h_ящ+0,15),

где, n_п - количество поддонов, шт.,

n_ящ - количество ящиков на одном поддоне, шт.,

h_гр - высота ящика, м.

h_гр=4*(6*0,18+0,15)=4,92 м

F_стр=12*6=72 м²

Е_д=72*0,75*4,92*0,5=133 т.

Камера №2: t_пм=+2…-1?С

Продукт - овощи, фрукты,

Тара - сетка,

Укладка - навалом,

q_{н ф}=0,32 т/ м³,

h_гр=3 м,

F_стр=24*12=288 м²

Е_д=288*0,75*3*0,32=207 т.

Камера №3: t_пм=-20?С

Продукт - мясо (блочное),

Тара - деревянный ящик, h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_{н ф}=0,6 т/ м³,

h_гр=4*(5*0,2+0,15)=4,6 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*4,6*0,6=596 т.

Камера №3: t_пм=0…-1?С

Продукт - овощи,

Тара - сетка,

Укладка - навалом,

q_{н ф}=0,32 т/ м³,

h_гр=3 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*3*0,32=207 т.



Камера №4: t_пм=-20?С

Продукт - мясо (полутуши),

Тара - стоечный поддон, h_под.=1,7 м,

Укладка - пакетирование,

q_{н ф}=0,33 т/ м³,

h_гр=1,7*3=5,1 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*5,1*0,33=363 т.

Камера №4: t_пм=0…-1?С

Продукт - овощи,

Тара - сетка,

Укладка - навалом,

q_{н ф}=0,32 т/ м³,

h_гр=3 м,

F_стр=288 м²

Е_д=288*0,75*3*0,32=207 т.

Камера №6: t_пм=-20?С

Продукт - мясные полуфабрикаты,

Тара - деревянный ящик, , h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_{н ф}=0,6 т/ м³,

h_гр=4*(5*0,2+0,15)=4,6 м,

F_стр=12*6=72 м²

Е_д=72*0,75*4,6*0,6=149 т.



Камера №7: t_пм=-25?С

Продукт - рыба,

Тара - картонный ящик, , h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_{н ф}=0,45 т/ м³,

h_гр=4*(5*0,2+0,15)=4,6 м,

F_стр=18*18=324 м²

Е_д=324*0,75*4,6*0,45=503 т

Камера №8: t_пм=-20?С

Продукт - мясо (блочное), птица, мясные полуфабрикаты,

Тара - деревянный ящик, , h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_{н ф}=0,6 т/ м³,

h_гр=4,6 м,

F_стр=30*12=360 м²

Е_д=360*0,75*4,6*0,6=745 т.

Камера №9: t_пм=-25?С

Продукт - рыба,

Тара - картонный ящик, h_ящ=0,2 м,

Укладка - пакетирование,

q_{н ф}=0,45 т/ м³,

h_гр=4,6 м,

F_стр=360 м²

Е_д=360*0,75*4,6*0,45=559 т.



Таблица 1

Характеристика камер хранения

Номер точки	Название камеры	tпм, єС	Fстр, м2	Ед, т
1	Хранение сыра	+4	72	133
2	Хранение овощей и фруктов	+2…-1	288	207
3	Хранение овощей	0…-1	288	207
	Хранение мяса	-20	288	596
4	Хранение овощей	0…-1	288	207
	Хранение мяса	-20	288	363
5	Помещение под морозильные аппараты АСМ-300А		72
6	Хранение мяса	-20	72	149
7	Хранение рыбы	-25	324	503
8	Хранение мяса	-20	360	745
9	Хранение рыбы	-25	360	559
10	Экспедиция	0	72



3. Расчет холодильной установки

3.1 Климатическая справка

Приморский край имеет сложный характер поверхности. Формы рельефа - горные хребты, вулканические плато, широкие и узкие долины рек и плоские равнины - различны по происхождению и истории развития. Характерная черта облика поверхности края - преобладание горного рельефа. Многочисленные хребты, увалы и отдельно стоящие сопки занимают 80% территории края.

Рельеф оказывает большое влияние на природные условия. Многие черты климата, вод, растительности, почвенного покрова, животного мира и ландшафтов в целом зависят от рельефа.

Приморье располагается на восточной окраине Евразии и на западном побережье Тихого океана. В то же время Приморский край расположен на юге умеренного пояса Северного полушария и значительно вытянут в меридиональном направлении. От географического положения зависит величина и распределение солнечной радиации, и, следовательно, степень нагревания земной поверхности, продолжительность дня и ночи, циркуляции воздушных масс. Южное положение территории определяет продолжительность дня летом - около 16 часов; зимой этот показатель не превышает 8 часов. Такая продолжительность дня определяет значительное поступление солнечной радиации в зимнее время по сравнению с северными районами нашей страны.

Место строительства - город Уссурийск

Среднегодовая температура (t_ср.год.) - +2,9єС

Среднемесячная температура самого жаркого месяца (t_ср.мес.) - +20,7єС

Температура абсолютного максимума (t_аб.max) - +38єС

Среднемесячная относительная влажность воздуха самого жаркого месяца (ц_н) - 66%

Расчетную температуру наружного воздуха определяем по формуле:

t_н= t_ср.мес.+0,25* t_аб.мах ?С,

t_н=20,7+0,25*38=30 ?С.

3.2 Расчет изоляции охлаждаемых помещений

Наличие теплоизоляционных наружных и внутренних ограждений является важнейшей характерной особенностью охлаждаемых помещений холодильных предприятий, отличающей их от аналогичных конструкций других промышленных зданий. При строительстве холодильного предприятия на создание изоляции приходится 30 - 40% стоимости всего сооружения, а на каждую тонну вместимости холодильника расходуется до 0,6 м³ теплоизоляционных материалов, в связи, с чем должно быть уделено серьезное внимание правильному проектированию и выполнению изоляционных конструкций ограждения.

Назначение изоляции: уменьшить теплоприток внутрь помещения и тем самым уменьшить тепловую нагрузку на холодильную машину.

Расчет толщины теплоизоляционного материала

Принимаем принудительную систему охлаждения воздуха в камерах.

Расчет толщины теплоизоляционного материала наружных стен:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 2 - Изоляционная конструкция наружной стены холодильника

1 - Штукатурка, д_шт=0,020 м, л_шт=0,98 Вт/(м²*К)

2 - Кирпич, д_к=0,38 м, л_к=0,81 Вт/(м²*К)

3 - Парогидроизоляция, д_г=0,020 м, л_г=0,98 Вт/ (м²*К)

4 - Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты л_из=0,98 Вт/(м²*К) НС_-25?С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=4,35 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=23,3 Вт/(м²*К); б_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

(м²*К)/Вт,

д_шт, д_г, д_к - толщина штукатурки, парогидроизоляции, кирпичной кладки, м,

л_шт, л_г, л_к - коэффициент теплопроводности штукатурки, парогидроизоляции, кирпичной кладки составляющих конструкцию ограждения, Вт/(м²*К).

R_огр=1/23,3+3*0,02/0,98+0,013/0,3+0,38/0,81+1/9=0,72 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(R_о-R_огр) м

д_из=0,04*(4,35-0,72)=0,145 м

Принимаю д_из=0,15 м.

Принимаю R_д=4,35 (м²*К)/Вт

НС_-1?С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=2,44 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=23,3 Вт/(м²*К); б_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/23,3+3*0,02/0,98+0,013/0,3+0,38/0,81+1/9=0,72 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(2,44-0,72)=0,07 м

Принимаю д_из.ст.=0,1 м

Так как разница толщин д_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

(м²*К)/Вт

R_д=0,72+0,1/0,04=3,22 (м²*К)/Вт

Расчет толщины теплоизоляционного материала внутренних стен:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 3 - Изоляционная конструкция внутренней стены холодильника

1 - Панель из керамзита бетона, д_кб=0,24 м, л_кб=2,0 Вт/(м²*К)

2 - Парогидроизоляция, д_г=0,004 м, л_г=0,3 Вт/(м²*К)

3 - Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты л_из=0,04 Вт/(м²*К)

4 - Штукатурка сложным раствором, д_шт=0,020 м, л_шт=0,98 Вт/(м²*К) ВС_{-20?С/кор.}:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=4,3 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=8 Вт/(м²*К); б_вн=9 Вт/(м²*К)

д_из=0,04*(4,3-0,38)=0,157 м

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/8+0,02/0,98+0,004/0,3+0,24/2+1/9=0,38 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

Принимаю д_из.ст.=0,2 м

Так как разница толщин д_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

R_д=0,38+0,2/0,04=5,38 (м²*К)/Вт

ВС_{-1?С/кор.}:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.:

R_о=2,52 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=8 Вт/(м²*К); б_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/8+0,02/0,98+0,004/0,3+0,24/2+1/9=0,38 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(2,52-0,38)=0,086 м

Принимаю д_из.ст.=0,1 м

Так как разница толщин д_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

R_д=0,38+0,1/0,04=2,88 (м²*К)/Вт

ВС_-20?С/0?С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=3,6 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=9 Вт/(м²*К); б_вн=9 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/9+0,02/0,98+0,004/0,3+0,24/2+1/9=0,47 (м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(3,6-0,47)=0,163 м

Принимаю д_из.ст.=0,2 м

Так как разница толщин д_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

R_д=0,47+0,2/0,04=5,47 (м²*К)/Вт



Расчет толщины теплоизоляционного материала покрытия:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 4 - Изоляционная конструкция покрытия холодильника

1 - 5 слоев гидроизола на битумной мастике, д_г.из.=0,012 м, л_г.из.=0,17 Вт/(м²*К)

2 - Стяжка из бетона по металлической сетке, д_ст.б=0,040 м, л_ст.б=1,86 Вт/(м²*К)

3 - Парогидроизоляция, д_г=0,004 м, л_г=0,3 Вт/(м²*К)

4 - Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты л_из=0,04 Вт/(м²*К)

5 - Железобетонная плита покрытия, д_жб=0,35 м, л_жб=1,86 Вт/(м²*К)

Покрытие_-25?С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о

по t_ср.мес.: R_о=5 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=23,3 Вт/(м²*К); б_вн=7 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/23,3+0,012/0,17+0,04/0,86+0,004/0,3+0,35/1,86+1/7=0,48

(м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(5-0,48)=0,181 м

Принимаю д_из.ст.=0,2 м

Так как разница толщин д_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

R_д=0,48+0,2/0,04=5,48 (м²*К)/Вт

Покрытие_-1?С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=2,9 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентами теплопередач с наружной и внутренней сторон ограждения:

б_н=23,3 Вт/(м²*К); б_вн=7 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/23,3+0,012/0,17+0,04/0,86+0,004/0,3+0,35/1,86+1/7=0,48

(м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(2,9-0,48)=0,097 м



Принимаю д_из.ст.=0,01 м.

Принимаю R_д=2,9 (м²*К)/Вт.

Расчет толщины теплоизоляционного пола:

Принимаем теплоизоляционный материал - пенополиуретановые плиты.

Рисунок 5 - Изоляционная конструкция пола

1 - Монолитное бетонное покрытие, д_б.п.=0,040 м, л_б.п.=1,86 Вт/(м²*К)

2 - Армобетонная стяжка, д_а.ст.=0,080 м, л_а.ст.=1,86 Вт/(м²*К)

3 - Парогидроизоляция, д_г=0,001 м, л_г=0,3 Вт/(м²*К)

4 - Пенополиуретановые теплоизоляционные плиты л_из=0,04 Вт/(м²*К)

5 - Цементно-песчанный раствор, д_цп.р.=0,025 м, л_цп.р.=0,98 Вт/(м²*К)

6 - Уплотнительный песок, д_у.п..=1,35 м, л_у.п.=0,58 Вт/(м²*К)

7 - Бетонная подготовка с электроподогревателями, д_б.п.=0,1 м.

Пол_-25?С:

По таблице выбираем рекомендуемое термическое сопротивление R_о по t_ср.мес.: R_о=6 (м²*К)/Вт.

Задаемся коэффициентом теплопередач с внутренней стороны ограждения: б_вн=6 Вт/(м²*К)

Определяем термическое сопротивление ограждения без учета толщины теплоизоляции:

R_огр=1/6+0,04/1,86+0,08/1,86+0,001/0,3+0,025/,98+1,35/0,58=2,6

(м²*К)/Вт

Определяем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

д_из=0,04*(6-2,6)=0,136 м

Принимаю д_из.ст.=0,15 м

Так как разница толщин д_из, между рассчитанным и принятым стандартным значением превышает 10%, производим перерасчет действительного значения теплового сопротивления всего ограждения с учетом с учетом теплоизоляции:

R_д=2,6+0,15/0,04=6,35 (м²*К)/Вт

Расчет толщины парогидроизоляционого материала

Требуемое сопротивление парогидроизоляционого материала определяем по формуле:

Н_г=1,6(Р_н*Р_вн) [(м²*ч*МПа)/кг],

где Р_н - действительное парциальное давление водяного пара наружного воздуха, Па,

Р_вн - действительное парциальное давление водяного пара воздуха камеры, Па.

Р_н=Е_н*ц_н [Па],

Р_вн=Е_вн*ц_вн [Па],

Е_н, Е_вн - упругость водяного пара наружного воздуха и воздуха в камере, Па,

ц_н,ц_вн - относительная влажность наружного воздуха и воздуха в камере,%.

По таблице 13 определяем значения максимальной упругости водяного пара в зависимости от температуры воздуха.

НС_-25?С:

Е_н=4241 Па; Е_вн=62,8 Па; ц_н=66%; ц_вн=90%

Р_н=4241*0,66=2799,1 Па

Р_вн=62,8*0,9=56,5 Па

Н_г=1,6*(2799,1-56,5)=4388,2 (м²*ч*МПа)/кг

Принимаем парогидроизоляционый материал - рубероид РПГ.

Определяем требуемую толщину парогидроизоляции:

д_г=Н_г*м [м],

м - коэффициент паропроницаемости парогидроизоляционого материала, кг/( м²*ч*МПа).

д_г=4388,2*0,08*10^-12=3,5*10^-12 м

Таблица 2

Результаты расчетов теплоизоляционных конструкций

Наименование ограждения	Термическое сопротивление ((м2*К)/Вт)	Коэффициент теплоотдачи ((Вт/м2)*К)	Толщина теплоизоляционного материала (м)	Суммарная толщина всех слоев ограждения (м)
	Rогр	Rд	бвн	бн	диз	диз.ст.	?диз
Наружная стенка (-25?С)	4,35	4,35	9	23,3	0,145	0,15	0,603
Наружная стенка (-1?С)	2,44	3,22	9	23,3	0,07	0,1	0,553
Внутренняя стенка (-20?С/коридор)	4,3	5,38	9	8	0,157	0,2	0,464
Внутренняя стенка (-1?С/коридор)	2,52	2,88	9	8	0,086	0,1	0,364
Внутренняя стенка (-20?С/0?С)	3,6	5,47	9	9	0,163	0,2	0,464
Покрытие (-25?С)	5	5,48	7	23,3	0,181	0,2	0,606
Покрытие (-1?С)	2,9	2,9	7	23,3	0,097	0,1	0,606
Пол (-25?С)	6	6,35	6	-	0,136	0,15	1,646

3.3 Тепловой расчет охлаждаемых помещений

Q_об=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅ [Вт],

где, Q₁ - теплоприток от окружающей среды через ограждение конструкции камеры, Вт,

Q₂ - теплоприток от продуктов при их холодильной обработке, Вт,

Q₃ - теплоприток от вентиляции, Вт,

Q₄ - теплоприток, связанный с эксплуатации камеры, Вт,

Q₅ - теплоприток, выделяемый при дыхании, Вт.

3.3.1 Расчет теплопритока от окружающей среды через ограждения

Q₁=Q_1т+Q_1с [Вт],

где, Q_1т - теплоприток вследствие разницы температур наружного воздуха и воздуха в камере, Вт,

Q_1с - теплоприток, за счет поглощения наружной поверхностью теплоты солнечной радиации, Вт.

Для камер хранения:

[Вт],

где, ?t=t_н-t_пм ?С - разность температур наружного воздуха и воздуха в камере.

Для морозильных аппаратов:

[Вт],

где, К=0,4 Вт/м²*К - коэффициент теплопередачи,

F - площадь аппарата, м²,

n_ап - количество аппаратов, шт.

[Вт],

где, ?t_изб - избыточная разность температур возникающая под действием солнечной радиации, ?С.

3.3.2 Расчет теплопритока от термической обработки продуктов

Теплоприток от продукта и тары, для камер, определяем по формулам:

[Вт],

[Вт]

где, G_т - суточное поступление тары в камеру, т/сут.,

G_пр - суточное поступление продукта в камеру, т/сут.,

i₁ - энтальпия продукта пи температуре поступления продукта, кДж/кг,

i₂ - конечная энтальпия продукта при температуре в камере, к Дж/кг,

t₁ - температура поступления тары, ?С,

t₂ - конечная температура тары - температура в камере, ?С,

С_р - Удельная теплоемкость тары, кДж/(кг* ?К).



Таблица 3

Теплопритоки от окружающей среды через ограждения Q₁

Характеристика камер	Расчетные условия	Q1т	Q1с	Q1
Номер камеры	Название камеры	Температура камеры, tпм, ?С	Наименование ограждения, её ориентация	Длина ограждения, l, м	Ширина или высота ограждения, h, м	Площадь ограждения, Fогр, м	Термическое сопротивление, Rg, Вт/(м2*?С)	Температура вне камеры, tн, ?С	Разность температур, ?t, ?С	Избыточная разность температур от солнечной радиации, ?tс, ?С	На компрессор, Вт	На оборудование, Вт	На компрессор, Вт	На оборудование, Вт	На компрессор, Вт	На оборудование, Вт
1	Хранение охлажденных грузов	4	НСз	6,68	6,606	44,13	3,22	30	26	13	356,3	356,3	178,2	178,2	534,5	534,5
			НС/вест	12,68	6,606	83,8	2,88	-	18,2	-	529,6	529,6	-	-	529,6	529,6
			ВС/0	6,24	6,606	41,2	2,88	0	-4	-	-57,2	-	-	-	-57,2	-
			Покрыт.	12	6	72	2,9	30	26	17	645,5	645,5	422,1	422,1	1067,6	1067,6
Итого	2074	2132
2	Хранение охлажденных грузов	-1	НСз	12	6,606	79,3	3,22	30	31	13	763	763	320	320	1083	1083
			ВС/кор	12	6,606	79,3	2,88	-	21,7	-	597,5	597,5	-	-	597,5	597,5
			ВС/4	12,24	6,606	80,8	2,88	4	5	-	140,3	140,3	-	-	140,3	140,3
			Покрыт.	24	12	288	2,9	30	31	17	3087,6	3087,6	1688	1688,3	4767	4767
			Пол	24	12	288	2,9	0	1	-	99	99	-	-	99	99
Итого	6687	6687
3	Хранение охлажденных грузов	-1	НСз	12	6,606	79,3	3,22	30	31	13	763	763	320	320	1083	1083
			ВС/кор	12	6,606	79,3	2,88	-	21,7	-	597,5	597,5	-	-	597,5	597,5
			Покрыт.	24	12	288	2,9	30	31	17	3078,6	3078,6	1688,3	1688,3	4767	4767
			Пол	24	12	288	2,9	0	1	-	99,3	99,3	-	-	99,3	99,3
Итого	6547	6547
3	Хранение мороженых грузов	-20	НСз	12	6,606	79,3	4,35	30	50	13	911,5	911,5	-	237	911,5	1148,5
			ВС/+2	24,24	6,606	158,5	5,47	2	22	-	637,5	637,5	-	-	637,5	637,5
			ВС/0	24,24	6,606	158,5	5,47	0	20	-	579,5	579,5	-	-	579,5	579,5
			ВС/кор	12	6,606	79,3	5,38	-	35	-	516	516	-	-	516	516
			Покрыт.	24	12	288	5,48	30	50	17	2627,7	2627,7	895,4	895,4	3521	3521
			Пол	24	12	288	6,35	1	21	-	952	952	-	-	952	952
Итого	7117	7354
4	Хранение охлажденных грузов	-1	НСз	6,606	6,606	4,13	3,22	30	31	13	424,8	424,8	178,2	-	911,5	1148,5
			НСю	24,68	6,606	168	3,22	30	31	11	1569	1569	-	556,8	637,5	637,5
			ВС/кор	12,24	6,606	80,8	3,22	-	21,7	-	544,5	544,5	-	-	579,5	579,5
			Покрыт.	24	12	288	3,22	30	31	17	2772,7	2772,7	2076,8	2076,8	3521	3521
			Пол	24	12	288	3,22	0	1	-	89	89	-	-	952	952
Итого	7655	8034
4	Хранение мороженых грузов	-20	НСз	6,68	6,606	44,13	4,35	30	50	13	507,2	507,2	-	-	507,2	507,2
			НСю	24,68	6,606	163	4,35	30	50	11	1874	1874	412,2	412,2	2285,7	2285,7
			ВС/0	24,24	6,606	160	5,47	0	20	-	579,5	579,5	-	-	579,5	579,5
			ВС/кор	12,24	6,606	80,9	5,38	-	35	-	525,6	525,6	-	-	525,6	525,6
			Покрыт.	24	12	288	5,48	30	50	17	2627,7	2627,7	893,4	893,4	3521	3521
			Пол	24	12	288	6,35	1	21	-	952,4	952,4	-	-	952,4	952,4
Итого	8371	8371
5	М.О.		Нап.	2,6		101,2			tпом=20?С	tап=20?С	2024	-	-	-	2024	-
			Вап.	3,5
			Lап.	6,68
Итого	2024	-
6	Хранение мороженых грузов	-20	ВС/М.О.	6	6,606	40	5,38	-	35	-	260,2	260,2	-	-	260,2	260,2
			ВС/кор	12	6,606	79,3	5,38	20	40	-	589,6	589,6	-	-	589,6	589,6
			Покрыт.	12	6	72	5,48	30	50	17	657	657	223,3	223,3	880,3	880,3
			Пол	12	6	72	6,35	1	21	-	238,0	238,0	-	-	238,0	238,0
Итого	1968	1968
7	Хранение мороженых грузов	-25	НСв	18,68	6,606	123,4	4,35	30	55	-	1560,2	1560,2	-	-	1560,2	1560,2
			НС/вест	18,68	6,606	123,4	5,38	-	38,5	-	883	883	-	-	883	883
			ВС/М.О.	18,24	6,606	120,5	5,38	20	45	-	1008	1008	-	-	1008	1008
			Покрыт.	18	18	324	5,48	30	55	17	3251,8	3251,8	1005	1005	4257	4256,8
			Пол	18	18	324	6,35	1	26	-	1565,8	1565,8	-	-	1565,8	1565,8
Итого	9274	9274
8	Хранение мороженых грузов	-20	НСв	12	6,606	79,3	4,35	30	50	-	911,5	911,5	-	-	911,5	911,5
			ВС/кор	12	6,606	79,3	5,38	-	35	-	515,9	515,9	-	-	515,9	515,9
			Покрыт.	30	12	360	5,48	30	50	17	3284,7	3284,7	1116,8	1116,8	4401,5	4401,5
			Пол	30	12	360	6,35	1	21	-	1190,5	1190,5	-	-	1190,5	1190,5
Итого	7019	7019
9	Хранение мороженых грузов	-25	НСв	12,68	6,606	83,8	4,35	30	55	-	1059,5	1059,5	-	-	1059,5	1059,5
			НСю	30,68	6,606	202,7	4,35	30	55	11	2562,9	2562,9	512,6	512,6	3075,5	3075,5
			ВС/кор	12,24	6,606	80,9	5,38	-	38,5	-	578,2	578,2	-	-	578,2	578,2
			Покрыт.	30	12	360	5,48	30	55	17	3613	3613	1116,8	1116,8	4729,8	4729,8
			Пол	30	12	360	6,35	1	26	-	1474	1474	-	-	1474	1474
Итого	10917	10917
10	Экспедиция	0	НСвест	12	6,606	79,3	2,88	-	21	13	578,2	578,2	-	-	578,2	578,2
			ВС/кор	6,24	6,606	41,2	2,88	-	21	-	300,4	300,4	-	-	300,4	300,4
			ВС/2	6,24	6,606	41,2	2,88	4	4	-	57,2	57,2	-	-	57,2	57,2
			ВС/4	12	6,606	79,3	2,88	2	2	-	55	55	-	-	55	55
			Покрыт.	12	6	72	2,9	30	30	17	744,8	744,8	422	422	1166,8	1166,8
Итого	2158	2158

t₁=t_пм+(5…8) ?С

G_пр=G_гр-G_т [Вт],

где, G_гр - суточное поступление груза в камеру, т/сут.,

G_т - суточное поступление тары в камеру, т/сут..

[Вт],

где, E_д - емкость камеры, т.,

B - коэффициент оборачиваемости камеры (4…6),

m - коэффициент неравномерности поступления груза (1,5…2).

[Вт],

для камер емкостью более 200 т. - 6%,

для камер емкостью более 200 т. - 8%.

G_т=(10…30)%*G_гр [Вт],

для картонной тары - 10%,

для деревянной тары - 20%,

для поддона - 30%.

Теплоприток при замораживании продукта, для морозильного оборудования (непрерывного типа), определяем по формуле:

[Вт],

где G'_пр - сточная производительность аппарата, т/сут.,

i₁ -энтальпия продукта при температуре поступления t₁/?С, кДж/кг,

i₂ -конечная энтальпия продукта при температуре замораживания t₂/ ?С, указанной в технической документации аппарата, кДж/кг,

t₁=+36 ?С - для мяса.

3.3.3 Расчет теплопритока от наружного воздуха при вентиляции камеры

На холодильнике вентилируются только те камеры, в которых хранится продукт с резким запахом (соленая, копченая рыба), а также где продукт выделяет большое количество теплоты дыхания (овощи, фрукты, сыры), где работает большое количество людей.

[Вт],

где V_стр - строительный обьем камеры, м³,

с_в - плотность воздуха камеры при t_пм, кг/м³,

а - кратность циркуляции (1…4),

i₁ - энтальпия наружного воздуха при t_н, ц_н,

i₂ - энтальпия воздуха каперы при t_пм, ц_пм.

кг/ м³,

где н_в - удельный обьем воздуха камеры при t_пм, ц_пм.



Таблица 4

Теплопритоки от термической обработки продуктов Q₂

Номер камеры	Название и температура, ?С	Емкость камеры, т.	Температура груза	Средняя теплоемкость тары, кДж/кг	Суточное поступление, т/сут.	Q2пр, Вт	Q2т,Вт	?Q2, Вт
			tп, ?С	tвып ?С		груза	продукта	тары	км	об	км	об	км	об
						км	об	км	об	км	об
1	Сыр, +4?С	133	12	4	2,5	3,6	10,6	2,5	7,4	0,72	2,12	642,2	1901	166,7	490,7	809	2392
2	Овощи, фрукты, 2?С	207	10	2		5,7	12,4	5,7	12,4			2296	4994			2296	4994
3	Мясо блочное, -20?С	596	-12	-20	2,5	16,3	35,8	13	28,6	3,3	7,2	3340,3	9198,6	763,9	1667	4104	10865
3	Овощи, 0?С	207	8	0		5,7	12,4	5,7	12,4			1999	4349			1999	4349
4	Мясо в полутушах, -20?С	363	-12	-20	0,46	9,9	21,8	7,2	17,4	2	4,4	1850	4470	85,2	187,4	1935	4657
4	Овощи, -1?С	207	7	-1		5,7	12,4	5,7	12,4			1999	4349			1999	4349
5	М.О.		30	-30				G'пр=14 т/сут							56421	56421
6	Мясо в полутушах, -20?С	149	-12	-20	2,5	4,1	11,9	3,3	2,5	0,8	2,4	847,9	642,4	185,2	555,5	1033	1198
7	Рыба, -25?С	503	-17	-25	1,46	13,8	30,2	12,4	27,2	1,38	3,02	1162,5	2550	186,5	408,2	1349	2958
8	Мясо блочное, -20?С	745	-12	-20	2,5	20,4	44,7	16,3	35,8	4,1	8,9	4188,2	9198,6	949,1	2060,2	6086	11259
9	Рыба, -25?С	559	-17	-25	1,46	15,3	33,5	13,8	30,2	1,53	3,35	1293,7	2831,2	206,8	452,9	1501	3284

3.3.4 Расчет эксплуатационных теплопритоков

Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, работы электродвигателей, пребывания в них людей, открывания дверей.

[Вт],

Теплоприток от электрического освещения, Вт:

=1,16^. F_стр

Теплоприток от вентиляторов электродвигателей, Вт:

= ?N_э^. ?_од

где ?N_э - мощность электродвигателя, Вт;

?_од =0,4…1,0 - коэффициент одновременности работы вентиляторов.

Теплоприток от пребывания людей, Вт:

=350^.n ,

где n=2…4 чел - число людей, работающих в помещении.

Теплоприток при открывании дверей, Вт:

=В^. F_стр,

где В - удельный теплоприток через двери, зависящий от размеров и назначения камеры

При учете эксплуатационных теплопритоков на компрессор, с учетом того, что все теплопритоки не возникают одновременно, принимаем 50-75% суммы всех теплопритоков.

Таблица 5

Теплопритоки от наружного воздуха при вентиляции камеры Q₃

Номер камеры	Назначение камеры	Температура в камере, єС	Vстр, м3	i1, кДж/кг	i2, кДж/кг	св, кг/ м3
1	Хранение сыра	+4	144	311	62,8	1,33	1650	1650
2	Хранение овощей, фруктов	+2…-1	1728	311	39,8	1,27	20665	20665
3	Хранение овощей	0…-1	1728	311	35,6	1,29	21316	21316
4	Хранение овощей	0…-1	1728	311	35,6	1,29	21316	21316
10	Экспедиция	0	144	311	35,6	1,29	1776	1776

Таблица 6

Удельный теплоприток через двери

Назначение камеры	В, Вт/м2
	При Fстр до 50 м2	При Fстр от 50 до100 м2	При Fстр свыше 100 м2
хранение охлажденных грузов	29	15	12
хранение мороженых грузов	32	15	12

3.3.5 Расчет теплопритока от дыхания продуктов

Расчет теплопритока от дыхания продуктов производится для камер хранения плодов, овощей, фруктов, сыров.

[Вт],

,

где Е_{д «нетто»}- действительная емкость камеры без учета веса тары, т.,

q_пост - тепловыделение продукта при поступлении, Вт/т,

q_пр - тепловыделение продукта при их хранении, Вт/т.



Таблица 7

Эксплуатационные теплопритоки Q₄

Номер Камеры	Назначение камеры	Температура камеры, 0С	, Вт	, Вт	,Вт	, Вт	?Q4, Вт
							КМ	ОБ
1	Камера хранения сыра	+4	79,2	2000	350	1080	2105	3505
2	Камера хранения овощей, фруктов	+2…-1	316,8	4000	1400	3456	5504	9173
3	Универсальная камера	0…-1/-20	316,8	4000	1400	3456	5504	9173
4	Универсальная камера	0…-1/-20	316,8	4000	1400	3456	5504	9173
5	М.О.	-	648	4000	1400	1728	4666	7776
6	Камера хранения мясных полуфабрикатов	-20	79,2	2000	350	1080	2105	3509
7	Камера хранения рыбы	-25	356,4	4000	1400	3888	5787	9644
8	Камера хранения мяса	-20	396	4000	1400	4320	6070	10116
9	Камера хранения рыбы	-25	396	4000	1400	4320	6070	10116
10	Экспедиция	0	324	3000	700	1080	3062	5104

Таблица 8

Тепловыделение продукта

Продукт	qпост, Вт/т	qпр, Вт/т
овощи	87…214	20…34
фрукты	126…232	12…27
сыр	126…232	12…27

Таблица 9

Теплопритоки от дыхания продуктов Q₅

Номер камеры	Назначение камеры	Температура в камере, єС	Ед «нетто», т.	Q5, Вт
				КМ	ОБ
1	Хранение сыра	+4	93	3432	3432
2	Хранение овощей, фруктов	+2…-1	207	4844	4844
3	Хранение овощей	0…-1	207	5527	5527
4	Хранение овощей	0…-1	207	5527	5527

Таблица 10

Сводная таблица теплопритоков

Номер Камеры	Назначение камеры	Температура в камере, єС	Теплоприток через ограждение, Q1, Вт	Теплоприток от термической обработки продукта, Q2, Вт	Теплоприток от вентиляции камеры, Q3, Вт	Эксплуатационный теплоприток, Q4, Вт	Теплоприток от дыхания продукта, Q5, Вт	Суммарный теплоприток, ?Q, Вт
			КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ	КМ	ОБ
1	Хранение сыра	4	2074	2132	809	2392	1650	1650	2105	3509	3432	3432	10070	13115
2	Хранение овощей, фруктов	2...-1	6687	6687	2296	4994	20665	20665	5504	9173	4844	4844	39996	46363
3	Хранение овощей	0…-1	6547	6547	1909	4349	21316	21316	5040	9173	5527	5527	40339	46912
	Хранение мяса	-20	7117	7354	4104	10865	-	-	5040	9173	-	-	16261	27392
4	Хранение овощей	0…-1	7655	8034	1999	4349	21316	21316	5040	9173	5527	5527	41537	48399
	Хранение мяса	-20	8371	8371	1935	4657	-	-	5040	9173	-	-	15346	22201
5	М.О.	tап=-30	2024	-	56421	56421	-	-	4666	7776	-	-	63111	64197
6	Хранение мясных полуфабрикатов	-20	1968	1968	1033	1198	-	-	2105	3509	-	-	5106	6675
7	Хранение рыбы	-25	9274	9274	1349	2958	-	-	5787	9644	-	-	16410	21876
8	Хранение мяса	-20	7019	7019	6086	11259	-	-	6070	10116	-	-	19175	28394
9	Хранение рыбы	-25	10917	10917	1501	3284	-	-	6070	10116	-	-	18488	24317
10	Экспедиция	0	2158	2158	-	-	1776	1776	3062	5104	-	-	6996	9038

3.4 Обоснование циклов холодильных машин

Выбор расчетных параметров холодильной установки:

Принимаем:

- непосредственную систему охлаждения;

- хладагент - R22;

- испарительный конденсатор.

Определяем температуру кипения:

Для процесса теплообмена между кипящим холодильным агентом и воздухом в камере необходимо обеспечить перепад температур между средами.

Температуру кипения определяем, для непосредственной системы охлаждения, на 8…10єС ниже температуры в камере.

- Первый температурный режим - t_о=-10єС;

- Второй температурный режим - t_о=-33єС;

- Третий температурный режим - t_о=-40єС.

Определяем давление кипения:

По диаграмме lp-i находим давление кипения по температуре кипения.

- Первый температурный режим - Р_о=3,56 кгс/см²;

- Второй температурный режим - Р_о=1,5 кгс/см²;

- Третий температурный режим - Р_о=1,07 кгс/см².

Определяем температуру и давление конденсации:

Для испарительного конденсатора температуру конденсации определяем по формуле:

t_к=t_в1+(8…11) єС;

где, t_в1 - температура входящего воздуха, єС;

t_в1=t_в.м.т.+(2…4) єС;

где, t_в.м.т.- температура воздуха по мокрому термометру (определяем по i-d диаграмме)

t_в.м.т.=24,5єС;

t_в1=24,5+4=28,5єС;

t_к=28,5+11=39,5єС;

Принимаю t_к=40єС.

Давление конденсации:

По диаграмме lp-i находим давление конденсации по температуре конденсации.

Р_к=16,25 кгс/см².

Определяем степень отношения давления:

- Первый температурный режим, t_о=-10єС:

4,6

Так как <7, то принимаем одноступенчатый регенеративный цикл холодильной установки.

- Второй температурный режим, t_о=-33 єС:

10,8

Так как >7, то принимаем двухступенчатый цикл холодильной установки с двумя регенеративными теплообменниками.

- Третий температурный режим: t_о=-40 єС:



15,2

Так как >7, то принимаем двухступенчатый цикл холодильной установки с двумя регенеративными теплообменниками.

Таблица 11

Определение температурной нагрузки на компрессор в зависимости от температурного режима

Номер Камеры	Назначение камеры	Температура в камеры, єС	Способ охлаждения	to, єС	?Q, Вт	?Qto, Вт
						to=-10 єС	to =-33єС	to=-40єС
1	Хранение сыра	4	непосредственный	-6	10070	10070
2	Хранение овощей, фруктов	2...-1	непосредственный	-10	39996	39996
3	Хранение овощей	0…-1	непосредственный	-30	40339	40339
	Хранение мяса	-20	непосредственный	-10	16261		16261
4	Хранение овощей	0…-1	непосредственный	-30	41537	41537
	Хранение мяса	-20	непосредственный	-10	15346		15346
5	М.О.	tап=-30	непосредственный	-40	63111			63111
6	Хранение мясных полуфабрикатов	-20	непосредственный	-30	5106		5106
7	Хранение рыбы	-25	непосредственный	-33	16410		16410
8	Хранение мяса	-20	непосредственный	-33	19175		19175
9	Хранение рыбы	-25	непосредственный	-33	18488		18488
10	Экспедиция	0	непосредственный	-10	6996	6996
Сумма по температурам кипения	138938	90786	63111

Определяем расчетную нагрузку на компрессор:

[Вт],

где в - коэффициент рабочего времени, учитывающий работу компрессора не полные сутки,

с - коэффициент, учитывающий проникновение дополнительных теплопритоков через изоляцию трубопроводов,

с=1,05…1,07 - для непосредственной системы.

,

где ф_р - время работы компрессора (18…20 ч.)

ф_ц - время цикла (24 ч.)

в=20/24=0,83

Первый температурный режим, t_о=-10 єС:

179113 Вт

Второй температурный режим, t_о=-33 єС:

117037 Вт

Третий температурный режим, t_о=-40 єС:

81360 Вт

3.5 Расчет и подбор компрессоров

Компрессоры рассчитываются на каждую температуру кипения. Подбор производится по расчетной объемной производительности.

3.5.1 Первый температурный режим, t_о=-10єС

Одноступенчатый регенеративный цикл холодильной установки.

Строим цикл в lр-i диаграмме и определяем параметры всех точек.

Таблица 12

Параметры точек цикла

Номер точки	t, ·c	Р, кгс/см2	i, кДж/кг	н,	х
1	-10	3,56	402,5	0,065	1
1`	+10	3,56	415	0,071	-
2	+84	16,25	455,4	0,019	-
2м	+70	16,25	443,6	0,016	-
2`	+40	16,25	416	0,015	1
3	+40	16,25	249,2	-	0
4	+31,3	16,25	239,2	-	-
4`	-10	3,56	239,2	0,016	0,23

Рисунок 6. - Одноступенчатый регенеративный цикл холодильной установки

Рисунок 7 - Схема одноступенчатого регенеративного цикла

Температура всасывания:

t_вс=t_о+(10…20)єС

t_вс=-10+20=+10єС

Температура переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем, определяется по энтальпии в этой точке:

[кДж/кг]

i₄=249,2+0,8*(402,5-415)=239,2 кДж/кг

t_п=t₄=31,3 єС

Удельная массовая холодопроизводительность:

[кДж/кг]

q_о=402,5-239,2=163,3 кДж/кг

Удельная объемная холодопроизводительность:

[кДж/м³]

q_н=163,3/0,071=2300 кДж/м³

Масса холодильного агента всасываемого компрессором:

[кг/с]

G_а=179,113/163,3=1,1 кг/с



Действительный объем пара поступающего в компрессор:

[/с]

V_д=1,1*0,071=0,078/с

Теоретический обьем описываемый поршнями компрессора:

; л=f

где, л - коэффициент объемных потерь в компрессоре. л=0,8

V_h=0,0780/0,8=0,0975 /с = 351 /ч

Подбираем два одноступенчатых компрессорных агрегата с горизонтальным маслоотделителем, один из которых резервный, типа КН.

Таблица 13

Характеристика одноступенчатого компрессорного агрегата фирмы «Грассо» типа КН

Vh, м3/ч, при 2940 об/мин	Nэл, кВт	габаритные размеры	Диметр на всасывании, мм	Диметр на нагнетании, мм	Мощностная характеристика
		Н, мм	W, мм	L, мм			Qо, кВт	Рк, кВт
487	45…132	1850	895	2230	125	100	254	106

Так как расчетная объемная производительности превышает подовранную более чем на 15%, делаем перерасчет установочной холодопроизводительности холодильной машины: