Строительные конструкции холодильника

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Конструкторско-технологический раздел

1.1 Определение строительных конструкций холодильника

Выбираем состав холодильника. В состав холодильника должны быть включены следующие основные камеры: камеры хранения замороженных грузов в количестве 50-70%, камеры хранения охлажденных грузов в количестве 50-30%, а также морозильные камеры суточной производительностью до 1% от вместимости камер хранения мороженой рыбы. Площадь вспомогательных помещений принимают равной 0,35•Fк.хр,а площадь машинного отделения - (0,1?0,15)•Fхол.

Принимаем одноэтажную планировку холодильника. Преимущества одноэтажного холодильника - высокий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ, позволяющих значительно уменьшить стоимость проведения грузовых работ.

Размер сетки колонн 612 м, ширина транспортного коридора составляет 6м. Наружные стены здания из тяжёлого бетона. Принимаем, что автомобильная и железнодорожная платформы будут размещаться вдоль длинных сторон прямоугольника. Следовательно, транспортные коридоры должны идти в направлении, перпендикулярном платформам, и находиться примерно в средней части охлаждаемого склада. Принимаем также, что машинное отделение будет располагаться справой стороны охлаждаемого склада. холодильник теплоприток холодопроизводительность компрессор

Размещаем в контуре охлаждаемого склада вначале камеры хранения охлажденных продуктов, хранения копченой продукции и пресервы. В левой части холодильника предусматриваем помещение для размещения ледогенератора, а также льдохранилище для хранения льда, и рядом помещение, где происходит присыпка рыбы чешуйчатым льдом и ее хранение. В контуре рыбоперерабатывающего предприятия предусматриваем три транспортных коридора. В правой части холодильника располагаем камеры хранения мороженой продукции. Так же предусматриваем помещения, где будут располагаться камера накопительная, камера в которой будет располагаться плиточный скороморозильный аппарат для заморозки пищевых продуктов: рыбы, рыбопродуктов, мясного фарша и т.п. в блоках и камера упаковочная.

Вместимость холодильника рыбоперерабатывающего предприятия Ехол. т, принимается исходя из 20 - 30 - суточного хранения мороженой рыбы в камерах и рассчитывается по формуле 2.1 [1, 24]

Ехол. = 30•Gсут , (2.1)

где Gсут - суточная производительность рыбоперерабатывающего предприятия, т/сут.

Ехол. = 30•180= 5400

Емкость камер хранения мороженых грузов Ек.хр.мор.гр, т, рассчитывается по формуле 2.2 [1.24]

Ек.хр.мор.гр = (0,5?0,7)•Ехол ,(2.2)

Ек.хр.мор.гр = 0,7•5400 = 3780

Емкость камер хранения охлажденных грузов Ек.хр.охл.гр, т, рассчитывается по формуле 2.3 [1.24]

Ек.хр.охл.гр = (0,5?0,3)•Е ,(2.3)

Ек.хр.охл.гр = 0,3•5400 = 1620

Строительная площадь камер хранения мороженых грузов Fк.хр.мор.гр, м?, рассчитывается по формуле 2.4 [3.38]

Fк.хр.мор.гр = Ек.хр/(qх•hгр•в) ,(2.4)

где Ек.хр - вместимость камер хранения мороженых продуктов, т;

qх - норма загрузки на 1 м? грузового объема камеры, т/м?, qх = 0,4 для камер хранения мороженой рыбы блоками в картонных ящиках уложенной на поддонах см. табл.1.14 [2,60] ;

hгр - грузовая высота штабеля, м;

в - коэффициент использования строительной площади камеры.

Принимаем в = 0,75 для камер площадь которых принимается в диапазоне от 100 до 400м² [3,39].

F к.хр.мор.гр. = 3780/(0,4•5•0,75) = 2520

при этом количество строительных прямоугольников находим по формуле 2.5 [1.36]

, (2.5)

где Fстр_.- строительная площадь камер различного назначения, м²;

fстр. - строительная площадь одного прямоугольника при принятой сетке колонн, м².

n=2520/72=35

Принимаем 35 строительных прямоугольников.

Строительная площадь камер хранения охлажденных грузов Fк.хр.мор.гр, м?, рассчитывается по формуле 2.6 [3.38]

F к.хр.охл.гр = Ек.хр/ (qх•hгр•в),(2.6)

где Ек.хр - вместимость камер хранения охлажденных продуктов, т;

qх - норма загрузки на 1 м? грузового объема камеры, т/м?, qх = 0,5 для камер хранения консерв рыбных в картонных ящиках [2,60] ;

h гр. - грузовая высота штабеля, м;

в - Коэффициент использования строительной площади камеры.

Принимаем в = 0,75 для камер площадь которых принимается в диапазоне от 100 до 400м² [3,39].

Fк.хр.охл.гр = 1620/(0,5•5•0,75) = 864

при этом количество строительных прямоугольников находим по формуле 2.5

n=864 / 72 = 12

Принимаем 12 строительных прямоугольников.

Общая строительная площадь камер хранения холодильника Fк.хр, м?, рассчитывается по формуле 2.7 [3,38]

Fк.хр = Fк.хр.мор.гр + Fк.хр.охл.гр,(2.7)

Fк.хр = 2520 + 864 = 3384

Строительная площадь вспомогательных помещений холодильника Fвсп, м?, рассчитывается по формуле 2.8 [3,39]

Fвсп = 0,35•Fк.хр,(2.8)

Fвсп = 0,35•3384 = 1184,4

Строительная площадь охлаждаемого склада холодильника Fхол, м?, рассчитывается по формуле 2.9 [3,38]

Fхол = Fк.хр.мор.гр + Fк.хр.охл.гр + Fвсп,(2.9)

Fхол = 2520 + 864 + 1184,4 = 4568,4

Строительная площадь машинного отделения Fмаш, м?, рассчитывается по формуле 2.10 [1,37]

Fмаш = (0,1?0,15)•Fхол,(2.10)

Fмаш = 0,1•4568,4= 456,84

при этом количество строительных прямоугольников находим по формуле 2.4

n=456, 84/ 72 = 6, 34

Принимаем 4 строительных прямоугольника.

Предусматриваем накопительную камеру и камеру упаковочную по площади, равную камере расположения скороморозильного аппарата.

Количество грузов поступающих на предприятие Gпос, т/сут, рассчитывается по формуле 2.11 [1,23]

Gпос = (Eхол•B/365) mпос. (2.11)

где В - оборачиваемость холодильника. Принимаем для производственных холодильников в пределах В = 10?20 год^-1;

mпос. - коэффициент неравномерности поступления грузов,

учитывающий возможные отклонения количества грузов, поступающих в отдельные дни, от среднемесячной величины суточного поступления, mпос. = 1,5?2,5.

Gпос = (5400•10/365)•1,5= 221,91

Количество грузов выпускаемых с предприятие Gвып, т/сут, рассчитывается по формуле 2.12 [1,23]

где В - оборачиваемость холодильника. Принимаем для производственных холодильников в пределах В = 10?20 год^-1;

mвып - коэффициент неравномерности поступления грузов, учитывающий возможные отклонения количества грузов, поступающих в отдельные дни, от среднемесячной величины суточного поступления, mвып = 1,1?1,5.

Gвып = (Eхол•B/253)•mвып,(2.12)

Gвып = (5400•10/253)•1,1 = 234,78

Суточное поступление продукции ж/д транспортом Gж/д, т/сут рассчитывается по формуле 2.13 [2,37]

Gж/д=(1-n)•Gпос+(1-m)•Gвып , (2.13)

где m = 0,3 т.е. выпуск продуктов автомобильным транспортом, т.е. 30%;

n =1- поступления продукции автомобильным транспортом ,т.е. 100%.

Gж/д=(1-1)• 221,91+(1-0,3)• 234,78=164,3

Длина железнодорожной платформы Lж/д, м, рассчитывается по формуле 2.14 [2,37]

Lж/д = nв•lв•mв/П,(2.14)

где nв - количество вагонов в сутки, подаваемых к платформе холодильника;

lв - длина вагона, м;

mв - коэффициент учитывающий неравномерность подачи вагонов к платформе, mв = 1?1,5;

П - число подач вагонов в сутки, П = 1?4.

Число железнодорожных вагонов прибывающих за сутки nв, рассчитывается по формуле 2.15 [2,37]

nв = Gж/д/(gв•зисп),(2.15)

где Gж/д - суточное поступление продукции ж/д транспортом, т/сут;

gв - грузоподъемность вагона, т, 39 - 40 т;

зисп - коэффициент использования грузоподъемности вагона, зисп = 0,75.

nв = 164,34/40•0,75 = 5,47,

Lж/д = 5,47•20•1,5/2 = 82,17

Принимаю длину железнодорожной платформы 82м.

Длина автомобильной платформы Lавт, м, рассчитывается по формуле 2.16 [2,37]

Lавт = nавт•bавт•шавт•фавт•mавт/8,(2.16)

где nавт - число подаваемых автомашин в сутки;

bавт - ширина кузова автомашины, включая промежуток между машинами, при постановке их у платформы, м, bавт = 3-4 м ;

шсм - доля от общего числа машин, характеризующая количество машин, прибывающих в течение первой смены, шсм = 0,6?1;

фавт - время загрузки или выгрузки одной автомашины, ч, фавт = 0,5?0,75;

mавт - коэффициент неравномерности прибытия автомобилей по отношению к среднечасовому их количеству, mавт = 1?1,5.

Число автомашин прибывающих за сутки nавт, рассчитывается по формуле 2.17 [2,37]

nавт = Gавт/gавт•завт,(2.17)

где Gавт - суточное поступление продукции автомобильным

транспортом, т/сут;

gавт - грузоподъемность автомашины, т, gавт = 3 т;

завт - коэффициент использования грузоподъемности автомашины,

завт = 0,5?0,7 .

Суточное поступление продукции авто транспортом Gавт, т/сут рассчитывается по формуле 2.18 [2,37]

Gавт.= Gпос + m•Gвып , (2.18)

Gавт.= 221,91+0,3•234,78=292,34,

nавт = 292,34/3•0,7 = 139,209,

Lа = 139,209•4•0,7•0,75•1,5/8 = 54,81

Количество механизмов для производства грузовых работ nгр.мех, рассчитывается по формуле 2.19 [2,38]

nгр.мех = (Gпос + Gвып)•фц•шпер•1,2/(gмех•змех•480),(2.19)

где Gпос - количество поступающих грузов, т/сут;

Gвып - количество выпускаемых грузов, т/сут;

фц - продолжительность цикла работы механизма, мин, фц = 6?10 мин;

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

1,2 - коэффициент увеличения числа механизмов;

gмех - грузоподъемность механизма, т, gмех = 0,5?2 т ;

змех - коэффициент использования грузоподъемности механизма,

змех = 0,7?0,8.

nгр.мех = (221,91+234,78)•10•0.5•1,2/(2•0,7•480) = 8,1

Строим розу ветров, по которой располагаем холодильник. При расположении холодильника стремятся к тому, чтобы помещения хорошо проветривались, а также исключить попадание капелек воды, уносимых из градирни и испарительного конденсатора на стены холодильника.

Таблица 2.1 Направление ветров

Время года	Количество дней в течении которых преобладали ветры румбов
	Север	Восток	Юг	Запад
Зима	69	1	1	2
Лето	8	3	14	2
Итого	77	4	15	4

Из таблицы 2.1 определяем, что автомобильная платформа будет выходить на юг, соответственно железнодорожная на север. Данное расположение холодильника наиболее оптимально, так как здание будет проветриваться, а уносимые капли воды из градирни и испарительного конденсатора будут попадать в меньшей степени на ограждающие конструкции предприятия.

Рис. 2.1 Планировка холодильника

1- камера накопительная (t_в=-4 С);2- камера скоромозильного аппарата;3 - камера упаковочная (t_в=-4 С);4 - камера хранения рыбы во льду (tв=0 °С); 5-льдохранилище(tв=-4 °С); 6- льдогенераторная (tв=12 С); 7 - камера хранения охлажденной продукции (tв=0 С); 8 - камера хранения копченой рыбы (tв=0 С); 9 - камера хранения пресерв (tв=-2 С);

10-19 - камеры хранения мороженой рыбы (tв=-25 °С); 20-22 - транспортный коридор; 23 - технологический цех; 24 - камера дефростации; 25 - автомобильная платформа; 26 - железнодорожная платформа;27 - компрессорный цех; 28 - трансформаторная подстанция;29 - аккумуляторная; 30- подсобное помещение;31- комната обогрева рабочих;32- сушилка;33- механическая мастерская 34- гардероб;35-комната главного механика.

1.2 Определение толщины теплоизоляционного слоя

Выбираем строительные конструкции здания. Принимаем, что здание холодильника - каркасного типа из унифицированных сборных железобетонных элементов; колоны сечением 400?400 мм, прямоугольные железобетонные балки длиной 12 м и высотой 890 мм.

Высота камер до низа балки 6 м. покрытие бесчердачного типа. Кровельные плиты - железобетонные ребристые панели марки ПГ, длиной 6 м и толщиной 300 мм. Полы - с электрообогревом грунта.

Принимаем, что все наружные, внутренние стены и перегородки здания выполнены из вертикальных железобетонных плит с утеплителем из ПСБ-С. Расчетные температуры воздуха в камерах принимаем по таблице 2.4 в зависимости от назначения камеры. Среднегодовую температуру наружного воздуха принимаем для города Владивосток равной 4,0 °С.

Требуемая толщина теплоизоляции охлаждаемых помещений холодильника диз.тр, м, рассчитывается по формуле 2.20 [1,57]

диз.тр = лиз•[1/k₀ - (1/бн + ?дi/лi + 1/бв] ),(2.20)

где лиз - коэффициент теплопроводности изоляционного слоя конструкции, Вт/(м•К);

1/k₀,т.е. R - требуемое сопротивление теплопередаче, м?·?С/Вт [1,54] ;

бн - коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения, Вт/(м?•К), см.табл. 3.2.[1,55];

дi - толщина строительных слоев конструкции, м;

лi - коэффициент теплопроводности строительных слоев конструкции, Вт/(м•К);

бв - коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения, Вт/(м?•К), см.табл. 3.2.[1,55].

Если принятая толщина теплоизоляции отличается от расчетной более чем на 10% то следует определить действительное значение коэффициента теплопередачи Действительный коэффициент теплопередачи kд, Вт/(м?•К), рассчитывается по формуле 2.21 [1,58]

kд = 1/ ((1/бн + ?дi/лi + бв) + диз.д/лиз), (2.21)

Толщину теплоизоляционного слоя ограждения рассчитываем для камеры хранения мороженой рыбы. Температура воздуха в камере № 10 tв = -25С. Состав наружных, внутренних стен, покрытий и полов приведены в таблице 2.2. Расчет толщины теплоизоляционного слоя для остальных камер сводим в таблицу 2.3.

Пример расчёта камеры №10.

а) Наружная стена северная , камеры хранения мороженой рыбы. Температура воздуха в камере tв = -25С, охлаждение осуществляется воздухоохладителями, применяем умеренную циркуляцию воздуха. Требуемое сопротивление теплопередаче принимаем по таблице 3.3 [1,55], R =4,7 м?·?С/Вт. Коэффициент теплоотдачи принимаем по таблице 3.2 [1,55], бн =23 Вт/(м²·?С), бв =9 Вт/(м²·?С).

Толщина теплоизоляционного слоя наружной стены камеры хранения мороженой рыбы диз.тр, м, рассчитывается по формуле 2.20

диз.тр = 0,05•[4,7-(1/23+0,02/0,98+0,004/0,3+0,14/1,86+1/9] ) = 0,221

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 250 мм.

Действительный коэффициент теплопередачи kд, Вт/(м?•К), рассчитывается по формуле 2.21

kд =1/(1/23+ (0,02/0,98+0,004/0,3+0,140/1,86+1/9)+0,250/0,05) = 0,19

б) Внутренняя стена западная в коридор. Требуемое сопротивление теплопередаче принимаем по таблице 3.6 [1,57], R =4,5 м?·?С/Вт. Коэффициент теплоотдачи принимаем по таблице 3.2 [1,55], бн =8 Вт/(м²·?С), бв =9 Вт/(м²·?С).

Толщина теплоизоляционного слоя стены камеры хранения мороженой рыбы в коридор диз.тр, м, рассчитывается по формуле 2.20

диз.тр = 0,05•[4,5-(1/8+ 0,24/0,47+ 0,004/0,3+0,02/0,98+1/9] ) = 0,186

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 200 мм.

Действительный коэффициент теплопередачи kд, Вт/(м?•К), рассчитывается по формуле 2.21

kд =1/(1/8+(0,24/0,47+ 0,004/0,3+0,02/0,98+1/9)+ 0,2/0,05) = 0,209

в) Внутренняя перегородка между стеной южной, камеры хранения мороженой рыбы №10 и камерой хранения мороженой рыбы №11. Требуемое сопротивление теплопередаче принимаем по таблице 3.5 [1,56], R =1,85 м?·?С/Вт. Коэффициент теплоотдачи принимаем по таблице 3.2 [1,55], бн =9 Вт/(м²·?С), бв =9 Вт/(м²·?С).

Толщина теплоизоляционного слоя перегородки камеры хранения мороженой рыбы диз.тр, м, рассчитывается по формуле 2.20

диз.тр = 0,05•[1,85-(1/9+0,24/0,47+0,004/0,3+0,02/0,98+1/9] ) = 0,054

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 75 мм.

Действительный коэффициент теплопередачи kд, Вт/(м?•К), рассчитывается по формуле 2.21

kд =1/(1/9+(0,24/0,47+ 0,004/0,3+0,02/0,98+1/9)+ 0,75/0,05) = 0,441

Перегородка между стеной восточной, камеры хранения мороженой рыбы №10 и камерой хранения мороженой рыбы №15 рассчитывается аналогичным образом.

г) Покрытие камеры хранения мороженой рыбы №10.

Теплоизоляцию покрытия принимаем одинаковой для всех охлаждаемых помещений. Требуемое сопротивление теплопередаче принимаем по таблице 3.4 [1,56], R =5 м?·?С/Вт. Коэффициент теплоотдачи принимаем по таблице 3.2 [1,55], бн =23 Вт/(м²·?С), бв =7 Вт/(м²·?С).

Толщина теплоизоляционного слоя покрытия камеры хранения мороженой рыбы диз.тр, м, рассчитывается по формуле 2.20

диз.тр = 0,05•[5 -(1/23+0,012/0,3+0,04/1,86+0,001/0,15+0,035/2,04+1/7] ) =0,236

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 250 мм.

Действительный коэффициент теплопередачи kд, Вт/(м?•К), рассчитывается по формуле 2.21

kд=1/(1/23+(0,012/0,3+0,04/1,86+0,001/0,15+0,035/2,04+1/7)+0,25/0,05)=0,189

д) Расчет толщины теплоизоляции пола камеры хранения мороженой рыбы №10.Требуемое сопротивление теплопередаче принимаем по таблице 3.7 [1,57], R =6 м?·?С/Вт. Коэффициент теплоотдачи принимаем по таблице 3.2 [1,55], бв =7 Вт/(м²·?С).

Толщина теплоизоляционного слоя пола камеры хранения мороженой рыбы диз.тр, м, рассчитывается по формуле 2.20

диз.тр = 0,05•[6 -(0,04/1,86+0,08/1,86+0,001/0,15+0,025/0,98+1,325/0,56+1/7] ) =0,167

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 175 мм.

Действительный коэффициент теплопередачи kд, Вт/(м?•К), рассчитывается по формуле 2.21

kд=1/(0,04/1,86+0,08/1,86+0,001/0,15+0,025/0,98+1,325/0,56+1/7)+0,175/0,05)=0,142

Таблица 2.2 Стены и покрытия помещений

Наименование и конструкция ограждения	№ слоя	Наименование и материал слоя	Толщина дi, м	Коэф. теплопро-водности лi,Вт/м•К	Тепловое сопротив-ление Ri =дi/лi, м?•К/Вт
1	2	3	4	5	6
Наружная стена холодильника	1 2 3 4	Штукатурка сложным раствором по металлической сетке Теплоизоляция Пенополистирол Пароизоляция два слоя гидроизола на битумной мастике Наружный слой из тяжелого бетона	0,020 Требу-ется опреде-лить 0,004 0,140	0,98 0,05 0,30 1,86	0,02 Табл.3.3 [1,55] 0,013 0,075
Внутренняя стена холодильника,перегородка между камерами	1 2 3 4	Панель из керамзитобетона Пароизоляция два слоя гидроизола на битумной мастике Теплоизоляция Пенополистирол Слой из тяжелого бетона	0, 24 0,004 Требуе-тся опреде-лить 0,02	0,47 0,30 0,05 0,98	0,51 0,013 Табл.3.5 [1,56] 0,02
Покрытие охлаждаемых помещений	1 2 3 4 5	Кровельный рулонный ковер Стяжка из бетона по металлической сетке Пароизоляция (1слой пергамина) Теплоизоляция Пенополистирол Железобетонная плита покрытия	0,012 0,040 0,001 Требует-ся опреде-лить 0,035	0,3 1,86 0,15 0,05 2,04	0,040 0,022 - Табл.3.4 [1,56] 0,017
Полы охлаждаемых помещений	1 2 3 4 5 6 7	Монолитное бетонное покрытие из тяжелого бетона Армобетонная стяжка Пароизоляция(1слой пергамина) Теплоизоляция Пенополистирол Цементно-песчаный раствор Уплотненный песок Бетонная подготовка с электронагревателями	0,04 0,080 0,001 Требует-ся опреде-лить 0,025 1,35 --	1,86 1,86 0,15 0,05 0,98 0,56 --	0,022 0,043 Не учи-тываем Табл.3.7 [1,57] 0,026 2,338 --

В некоторых смежных камерах разность температур более 10°С, поэтому здесь необходимо произвести проверку на выпадение конденсата на поверхности перегородки с более высокой температурой. Расчет произведем для смежных камер льдогенераторной и камерой хранения охлажденной продукции, так как между ними наибольшая разность температур 12°С. Чтобы не происходило влаговыпадения, температура поверхности перегородки в этой камере фв должна быть выше температуры точки росы внутреннего воздуха tт.р. по диаграмме i-d влажность воздуха устанавливаем, что при tв =12°C и ц = 85% tт.р = 10,9 °С.

Температура поверхности фв, °С, рассчитывается по формуле 2.22 [3,49]

фв = tв - (tв - tн)/Rобв, (2.22)

фв = 12 - (12- 0)/2,8•9 = 11,52

Так как температура внутренней поверхности перегородки фв = 11,52°С выше температуры точки росы t = 10,9°С, выпадение конденсата не произойдет. Следовательно, толщина теплоизоляционного слоя принята правильно.

1.3 Определение теплопритоков в охлаждаемые помещения

1.3.1 Теплоприток через ограждающие конструкции

При расчете площади поверхности стен и перегородок длину наружных стен не угловых помещений определяют как расстояние между осями внутренних стен; угловых помещений - как расстояние от наружной поверхности наружных стен до оси внутренних. Длину внутренних стен определяют как расстояние между внутренней поверхностью наружных стен и осью внутренних, а высоту стен - как расстояние от уровня чистого пола данного этажа до верха засыпки покрытия. Площадь потолка и пола определяют как произведение длины камеры на ширину, которые измеряются между осями внутренних стен или от внутренней поверхности наружных стен до оси внутренних.

При расчете теплопритоков через внутренние ограждения, выходящие в неохлаждаемое помещение, температурный напор принимаем как часть расчетной разности температур для наружных стен: 0,7(tн - tв), если помещения сообщаются с наружным воздухом, и 0,6(tн - tв), если не сообщается.

Избыточную разность температур для наружных стен принимают, в зависимости от зоны расположения холодильника (географической широты 44°), характера поверхности и ориентации ее по сторонам горизонта.

Так как кровля плоская при светлой окраски, избыточную разность температур принимают 14,9°С.

Теплоприток через ограждающие конструкции рассчитываем для камеры хранения мороженой рыбы № 10 с температурой воздуха tв = -25°С. Расчеты теплопритока через ограждающие конструкции для остальных камер сводим в таблицу 2.4.

Теплоприток через северную наружную стену Q_1т, кВт, рассчитывается по формуле 2.23 [1,71]

Q_1т = kд•F•(tн - tв)•10^-3,(2.23)

где kд - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м?•К);

F - расчетная площадь поверхности ограждения, м;

tн - расчетная температура воздуха с наружной стороны ограждения, °С;

tн - расчетная температура воздуха с внутренней стороны ограждения, °С, [3, 208].

Площадь ограждающей конструкции F_снс, м² , определяем по формуле 2.24 [1,71]

Fснс=a·H, (2.24)

где Н - высота ограждающей конструкции;

а - длинна ограждающей конструкции.

Высоту ограждающей конструкции Н, м, определяем по формуле 2.25 [1,71]

Н=6+0,89+0,3+hпокр_., (2.25)

где hпокр_. - высота покрытия ограждающей конструкции, м.

Н = 6+0,89+0,3+(0,012+0,04+0,001+0,3+0,035)=7,578,

Fснс = (24+0,464+0,4+0,364/2)·7,578=189,79,

Q_1т = 0,19•189,79•(23 + 25) •10-³ = 1,73

Теплоприток через западную стену, выходящую в коридор Q1т, кВт, рассчитывается по формуле 2.23.

Площадь ограждающей конструкции Fсз_, м² , определяем по формуле 2.24.

Высоту ограждающей конструкции Н, м, определяем по формуле 2.25

Fсз = (12+0,414+0,4+0,364/2)·7,578=98,48,

Q_1т = 0,209•98,48•0,7• (23 + 25) •10-³ = 0,698

Теплоприток через перекрытие Q_1т, кВт, рассчитывается по формуле 2.23

Площадь пола и потолка Fп_, м² , определяем по формуле 2.26 [1,71]

Fп =a · b, (2.26)

где a - длина камеры;

b - ширина камеры.

a=12+0,364/2+0,4=12,582,

b=24+0,364/2+0,4=24,582,

Fп =12,582 · 24,582=309,29,

Q_1т = 0,189•309,29•( 23 + 25)•10^-3 =2,806

Теплоприток через пол, расположенный на грунте и имеющий обогревательные устройства Q_1т, кВт, рассчитывается по формуле 2.27 [1,74]

Q_1т = kд•F•(tг - tв)•10^-3,(2.27)

где kд - коэффициент теплопередачи конструкции пола, Вт/(м?•К);

tг - средняя температура поверхности устройства для обогрева грунта (при электрообогреве tг = 1°С).

Q_1т = 0,142 •309,29•(1 + 25)•10^-3 =1,141

Теплоприток от солнечной радиации через покрытие Q_1с, кВт, рассчитывается по формуле 2.28 [1,75]

Q_1с = kд•F•?tс•10^-3,(2.28)

где kд - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м?•К);

F - площадь поверхности ограждения, облучаемой солнцем, м?;

?tс - избыточная разность температур, характеризующая действие

солнечной радиации в летнее время, °С.

Q_1с = 0,189 •309,29•14,9•10^-3 = 0,87

Суммарный теплоприток через ограждения Q₁, кВт, рассчитывается по формуле 2.29 [1,70]

Q₁ = Q_1т + Q_1с,(2.29)

Q₁ =6,375 +0,87 =7,245

Камера №1 накопительная (tв=-4 С)
Ограждение	kд, Вт/м?•К	F,м2	tн,°C	tпм,°C	?tc,°C	Q1t,кВт	Q1c,кВт	Q1об,кВт
Стена наружная (северная)	0,442	98,13	23	-4	-	1,171	-	1,171
Стена в камеру №4 (южная)	0,265	96,61	0	-4	-	0,102	-	0,102
Стена в коридор (западная)	0,304	97,53	23	-4	-	0,560	-	0,560
Стена в камеру №2 (восточная)	0,075	96,53	-	-4	-	-	-	-
Пол	0,142	158,46	1	-4	-	0,113	-	0,113
Потолок	0,189	158,46	23	-4	14,9	0,809	0,446	1,255
Итого								3,201
Камера №3 упаковочная (tв=-4 С)
Ограждение	kд, Вт/м?•К	F,м2	tн,°C	tпм,°C	?tc,°C	Q1t,кВт	Q1c,кВт	Q1об,кВт
Стена наружная (северная)	0,442	52,53	23	-4	-	0,627	-	0,627
Стена в камеру №6 (южная)	0,265	51,15	12	-4	-	0,217	-	0,217
Стена в камеру №2 (западная)	0,075	96,53	-	-4	-	-	-	-
Стена в коридор (восточная)	0,304	97,52	23	-4	-	0,560	-	0,560
Пол	0,142	82,70	1	-4	-	0,059	-	0,059
Потолок	0,189	82,70	23	-4	14,9	0,422	0,233	0,655
Итого								2,118

Таблица 1.4 Теплоприток через ограждающие конструкции

1.3.2 Теплоприток от грузов при холодильной обработке

При холодильной обработке продуктов каждый килограмм продукта выделяет теплоту, кроме того теплоту выделяет тара, в которую упакован продукт. Принимаем, что продукты поступают в камеру равномерно в течении суток, а продукт за 24 ч успевает охладиться до температуры в камере. Суточное поступление продуктов в камеры хранения составляет 10% вместимости камер. Суточное поступление тары принимаем пропорционально суточному поступлению продукта, т.е. 10%.

В камерах хранения мороженых и охлажденных грузов продукт хранится в картонных ящиках, в камере хранения пресервы в пластиковой таре, уложенной в картонные ящики, в камере хранения копченной продукции в картонных ящиках.

Расчет производим для камеры №10 хранения мороженной рыбы и камеры №8 хранения охлажденной продукции. Расчеты для остальных камер сводим в таблицу 2.5.

Теплоприток при охлаждении и домораживании продуктов в камере хранения мороженых грузов Q2пр, кВт, рассчитывается по формуле 2.30 [1,78]

Q_2пр = Mсут•(i2 - i1)•1000/24•3600,(2.30)

где Мсут - суточное поступление продуктов в камеру хранения, т/сут;

i1 - удельная энтальпия продукта, соответствующая начальной температуре продукта, кДж/кг;

i2 - удельная энтальпия продукта, соответствующая конечной температуре продукта, кДж•кг.

Суточное поступление грузов в камеру хранения мороженой рыбы Мсут, т/сут, рассчитывается по формуле 2.31 [1,78]

Мсут = 0,1• Ек.хр.мор.гр, (2.31)

где Ек.хр.мор.гр -вместимость камер хранения, т/сут.

Вместимость одного строительного прямоугольника камер хранения Е¹ к.хр.мор.гр, т/сут, рассчитывается по формуле (2.32)[1.78]

Е¹к.хр.мор.гр = Ек.хр.мор.гр/n(2.32)

где n -количество строительных прямоугольников.

Е¹к.хр.мор.гр = 3780/35=108,

Мсут = 0,1•432=43,2

Суточное поступление тары в камеру хранения мороженой рыбы Мт, т/сут, рассчитывается по формуле 2.33 [1,81]

Мт = 0,1• Мсут,(2.33)

Мт = 0,1•43,2= 4,32,

Q_2пр = 43,2•(5 - 0)•1000/24•3600 =2,5

Теплоприток от тары Q_2т, кВт, рассчитывается по формуле 2.34 [1,81]

Q_2т = Mт•cт•(t2 - t1)•1000/24•3600,(2.34)

где Мn - суточное поступление тары в камеру хранения, т/сут;

с - удельная теплоемкость тары, кДж/(кг•К);

t1 - начальная температура тары, °С;

t2 - конечная температура тары, °С.

Так как хранение продуктов происходит в картонной таре, то масса картонной тары принимается 10% от массы продукта и удельную теплоёмкость для картонной тары С_т = 1,67 кДж/(кг К).

Q_2т =4,32•1,67•(-18 + 25)•1000/24•3600 = 0,584

Суммарный теплоприток от продукта и тары Q_2об, кВт, рассчитывается по формуле 2.35 [1,81]

Q_2об = Q_2пр + Q_2т,(2.35)

Q_2об = 2,5+ 0,584 = 3,084

Теплоприток от продуктов в камере хранения охлажденной рыбы Q_2пр, кВт, рассчитывается по формуле 2.30

Q_2пр = Mсут•(i2 - i1)•1000/24•3600

Суточное поступление грузов в камеру хранения охлажденной рыбы Мсут, т/сут, рассчитывается по формуле 2.31

Мсут = 0,1• Ек.хр.мор.гр,

где Ек.хр.охл.гр -вместимость камер хранения, т/сут.

Вместимость одного строительного прямоугольника камер хранения Е¹ к.хр.охл.гр, т/сут, рассчитывается по формуле 2.32

Е¹к.хр.охл.гр = 1620/12=135,

Мсут = 0,1•540=54

Суточное поступление тары в камеру хранения охлажденной рыбы Мт, т/сут, рассчитывается по формуле 2.33

Мт = 0,1•54= 5,4,

Q_2пр = 54•(317 - 249)•1000/24•3600 =42,5

Теплоприток от тары Q_2т, кВт, рассчитывается по формуле 2.34

Q_2т = 5,4•1,67•(20-0)•1000/24•3600 = 2,087

Суммарный теплоприток от продукта и тары Q_2об, кВт, рассчитывается по формуле 2.32

Q_2об = 42,5+ 2,087= 44,58

Таблица 1.6 Теплоприток от продуктов

Камера	Мсут.пр.	tн	tпм	iн,	iк,	Q2 пр.	Мсут.т.	Ст,	Т,	Q2,т.	Q2,об.
	т/сут	?С	?С	кДж/кг	кДж/кг	кВт	т/сут	кДж/(кг К)	час	кВт	кВт
7	54	20	0	317	249	42,5	5,4	1,67	24	2,087	44,58
8	54	12	0	290	249	25,62	5,4	1,67	24	1,252	26,87
9	54	12	-2	290	106	115	5,4	0,5	24	0,437	115,43
10-14	43,2	-18	-25	5	0	2,5	4,32	1,67	24	0,584	3,084
15-19	32,4	-18	-25	5	0	1,875	3,24	1,67	24	0,438	2,313

1.3.3 Теплоприток Q₃ от наружного воздуха при вентиляции помещений

Технологические нормы требуют вентиляции охлаждаемых помещений для устранения запахов, удаления продуктов дыхания. Определяется по формуле 2.36 [1,82]

Q₃=V•a•p_пм•( i_н- i_пм) /24•3600, (2.36)

где V - строительный объем вентилируемого помещения, м³;

а = 3?4 - кратность обмена воздуха в сутки.

pпм - плотность воздуха при температуре и относительной влажности воздуха в охлаждаемом помещении, кг/м³;

i_н, i_пм - энтальпии наружного воздуха и воздуха в камере, кДж/кг.

Рассчитаем теплоприток Q_{3 ,} кВт, для камеры хранения охлажденных грузов по формуле 2.36

Q₃=1728•4•1,293•(58-8,3)/24•3600=5,14

Для всех остальных камер теплоприток Q₃ нахожу таким же образом.

Результаты расчётов свожу в таблицу 2.7

Таблица 1.7 Теплоприток от наружного воздуха при вентиляции помещений

№ кам.	V, м3	а	Pпм, кг/м3	iн, кДж/кг	iпм, кДж/кг	Q3, кВт
4	864	4	1,293	58	8,3	2,57
7	1728	4	1,293	58	8,3	5,14
8	1728	4	1,293	58	8	4,6
9	1728	4	1,329	58	4,2	4,648

1.3.3 Эксплуатационный теплоприток

Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, пребывания в них людей, работы электродвигателей и открывания дверей. Расчет производим для камеры №1 хранения мороженой рыбы. Расчеты для остальных камер сводим в таблицу 2.8.

1.3 Эксплуатационный теплоприток Q_{4 ,} кВт. Он состоит из нескольких теплопритоков и рассчитывается по формуле 2.38 [1,84]

Q₄ = Q¹₄ + Q²₄ + Q³₄ + Q⁴₄ (2.38)

1.3.1 Теплоприток от электрического освещения Q¹₄, кВт

Электрическая энергия, подводимая к светильникам, полностью превращается в теплоту. Поэтому, если мощность светильников N_св, Вт, находящихся в охлаждаемом помещении, известна, то секундный теплоприток от освещения рассчитывается по формуле 2.39 [1,82]

Q¹₄ = N_св з _одн. 10^-3, (2.39)

где з _одн - коэффициент одновременности включения осветительных приборов.

При проектировании охлаждаемых помещений можно пользоваться нормами мощности светильников, отнесенной к 1м² пола помещения. Для складских и производственных помещений в соответствии с рекомендациями принята мощность светильников q¹₄ = 5?8 Вт/ м², при коэффициенте одновременности включения светильников для складских помещений (камер хранения) з _одн = 0,5? 0,7, а для производственных помещений (камер холодильной обработки) при з _одн = 1.

Тогда, теплоприток для всего помещения рассчитывается по формуле 2.40

Q¹₄ = q¹₄ з _одн.F_п 10^-3, (2.40)

где F_п - площадь пола камеры ,м².

1.3.2 Теплоприток от двигателей Q²₄, кВт

Так как электродвигатели находятся в охлаждаемом помещении, то Q²₄ рассчитывается по формуле 2.41 [1,83]

Q²₄ = з _одн?( N_дв.) (2.41)

где з_одн - коэффициент одновременности работы оборудования (в зависимости от числа имеющихся двигателей и особенностей технологического процесса), з _одн= 0,4 ? 1,0.

В предварительных расчетах мощность устанавливаемых электродвигателей (кВт) можно ориентировочно принимать по следующим данным:

Камеры:

Хранения2 - 4

Охлаждения и универсальные 3 - 8

Замораживания8 - 16

1.3.3 Теплоприток от людей, работающих в помещении Q³₄, кВт, рассчитывается по формуле 2.42 [1,83]

Q³₄ =0,35 n (2.42)

Для камер площадью F_пм < 200 м² число работающих n = 2?3, для больших камер F_пм > 200 м² число работающих n = 3?4.

1.3.4 Теплоприток из смежных помещений через открытые двери Q⁴₄, кВт, рассчитывается по формуле 2.43 [1,83]

Q⁴₄ = в q_дп F_дп. (1- з ), (2.43)

где q_дп - плотность теплового потока, среднего за время грузовых операций, отнесенного к площади дверного проема при отсутствии средств тепловой защиты, кВт/ м²

F_дп - площадь дверного проема, м²_.

в - коэффициент, учитывающий длительность и частоту проведения грузовых операций, в = 0,15 для камер хранения производственных холодильников, в = 0,3 для камер хранения распределительных холодильников, в = 1,0 для камер холодильной обработки;

з =0,8 для теплового шлюза (тамбура с самозакрывающимися дверьми в сочетании с воздушной завесой ).

Значение плотности теплового потока q_дп для охлаждаемых помещений ,не имеющих непосредственного выхода улицу, определяется по графику см.[1,85].При одновременном открывании двух дверей значение Q⁴₄ должно быть увеличено в 1,5 раза.

Пример расчета эксплуатационного теплопритока Q_4, рассматриваю для камеры хранения мороженой рыбы.

Q¹₄ = 60,7288 = 1,209,

Q²₄ = 30,5 = 1,5,

Q³₄ = 0,353 = 1,05,

Q⁴₄ = 0,158,16(1 - 0,8 ) = 1,458,

Q₄ = 1,209+ 1,5 + 1,05 + 1,458= 5,217 кВт.

Таким же образом рассчитываю остальные камеры холодильника. Результаты расчета свожу в таблицу 2.8.

Таблица 1.8 Теплоприток эксплуатационный

№ кам	зодн	q	Fкам,	Q14,	зодн	Nдв,	Q24,	n,	Q34	з	в	qдп,	Fдп,	Q44,	Q4,
		Вт/м2	м2	кВт		кВт	кВт	чел	кВт			кВт/м2	м2	кВт	кВт
1,3	0,7	6	144	0,604	0,5	2	1	2	0,7	0,8	0,15	4	6	0,72	3,024
4	0,7	6	144	0,302	0,5	2	1	2	0,7	0,8	0,15	3,1	6	0,558	2,862
5	0,7	6	72	0,302	0,5	2	1	2	0,7	0,8	0,15	4	6	0,72	2,722
7,8	0,7	6	288	1,209	0,5	3	1,5	3	1,05	0,8	0,15	3,1	6	0,558	4,317
9	0,7	6	288	1,209	0,5	3	1,5	3	1,05	0,8	0,15	3,9	6	0,702	4,461
10-14	0,7	6	288	1,209	0,5	3	1,5	3	1,05	0,8	0,15	8,1	6	1,458	5,217
15-19	0,7	6	216	0,907	0,5	3	1,5	3	1,05	0,8	0,15	8,1	6	1,458	4,915

Результаты всего теплового расчёта сводим в таблицу 2.9. По этой таблице определяем тепловую нагрузку на камерное оборудование и компрессора.

Таблица 2.9 Сводная таблица теплопритоков

№ кам	Площадь камеры, м2	Температура ?С	Нагрузка на камерное оборудование, кВт
		t кам	t 0	Q1	Q2	Q3	Q4	Qобщ
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	144	-4	-10	3,201	?	?	3,024	6,225
3	144	-4	-10	2,118	?	?	3,024	5,142
4	144	0	-10	1,409	?	2,57	2,862	6,841
5	72	-4	-10	1,299	?	?	2,722	4,021
7	288	0	-10	3,987	44,58	5,14	4,317	58,024
8	288	0	-10	3,204	26,87	4,6	4,317	38,991
9	288	-2	-10	5,743	115,43	4,648	4,461	130,29
итого	?	?	?	20,961	186,888	16,958	24,727	249,534
1	2	3	4	5	6	7	8	9
10	288	-25	-35	7,241	3,084	?	5,217	15,542
11	288	-25	-35	5,393	3,084	?	5,217	13,694
12	288	-25	-35	5,393	3,084	?	5,217	13,694
13	288	-25	-35	5,393	3,084	?	5,217	13,694
14	288	-25	-35	7,066	3,084	?	5,217	15,367
15	216	-25	-35	5,431	2,313	?	4,915	12,659
16	216	-25	-35	3,97	2,313	?	4,915	11,198
17	216	-25	-35	3,97	2,313	?	4,915	11,198
18	216	-25	-35	3,97	2,313	?	4,915	11,198
19	216	-25	-35	5,182	2,313	?	4,915	12,41
итого	?	?	?	53,009	26,985	?	50,66	130,654

1.4 Расчет нагрузки на компрессоры

Суммарная нагрузка на компрессоры, работающие при температуре кипения t_o=-35 С, ?Q_-35, кВт, рассчитывается по формуле 2.44 [1,88]

?Q_-35 = ?Q₁ + ?Q₂ + 0,75?Q₄,(2.44)

?Q_-35 = 53,009+ 26,985+ 0,75•50,66= 117,98

Суммарная нагрузка на компрессоры, работающие при температуре кипения t_o=-10С, ?Q_-10, кВт, рассчитывается по формуле 2.45[1,88]

?Q_-10 = 0,6?Q₁ + ?Q₂ + ?Q₃+ 0,5?Q₄,(2.45)

?Q_-10 = 0,6•20,961+ 186,888+ 16,958+0,5•24,727= 228,78

Требуемая холодопроизводительность компрессоров, работающих при температуре кипения t_o=-35 С, Q_{от (-35)}, кВт, рассчитывается по формуле 2.46 [1,88]

Q_{от (-35)} = k•?Qкм,(2.46)

где k - коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах холодильной установки;

Q_{от (-35)} = 1,1•117,98= 129,77

Требуемая холодопроизводительность компрессоров, работающих при температуре кипения t_o=-10 С, Q_{от (-10),} кВт, рассчитывается по формуле 2.46

Размещено на Allbest.ru