Агрегаты холодопроизводительности

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Размеры площадей под холодильные агрегаты

Размеры площадей под холодильные агрегаты уточняют исходя из следующих условий безопасности: При установке агрегатов с воздушным охлаждением конденсатора объем помещений должен составлять не менее 20м² на каждые 1000вт холодопроизводительности ; объем помещений под агрегаты с водяным охлаждением конденсатора должен быть не менее 1м³на каждые 0,5кг хладона R 12, содержащегося в машине , или 0,35кг хладона R 22.

Если это условие не выполнимо, то помещение должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляции . Холодильные агрегаты с воздушным охлаждением конденсатора располагают от стены расстоянии не менее 3000м при этом других трех сторон должен быть обеспечен проход ширенной не менее 1 м.

К агрегатам холодопроизводительностью до 7квт с водяным охлаждением конденсатора должен быть обеспечен доступ не менее чем с двух сторон, ширена прохода для обслуживании должна составлять: главного прохода - не менее 1,2м , прохода между выступами - не менее 1,0м .

Холодильные агрегаты холодопроизводительностью 7,0 КВт и более размещают таким образом, чтобы главный проход от электрического щиты до выступающих частей агрегата составлял не менее 1,5м. Проход между выступающими частями агрегата не менее1,0м, между агрегатом и стеной - не менее 0,8м.

Холодильное оборудование не должно подвергаться прямому воздействию солнечных лучей. Расстояние от отопительных приборов, теплового оборудования или других нагревательных устройств до холодильного оборудования должно быть не менее 2 м. Желательно, чтобы наружные стены, с целью уменьшения теплопритоков выходили на северную или северо-западную сторону.

Действительная площадь охлаждаемых камер может отличаться от расчетной до 20% в сторону увеличения

холодильный агрегат охлаждаемый камера

Наименование камеры, коридора, тамбура, ассортимент	Суточное поступление груза, кг	Расчетная температура, ?С	Относительная влажность воздуха в камере	Расчетная площадь камеры, коридора, тамбура, мІ
	продукт	тара	Хранения груза	В камере
Камера №1 Мороженное, творог, сл. масло	900	90	-18?С	-18?С	80-85%	38
Камера №2 Кисломолочные продукты	1700	170	+8?С	+4?С	85%	45
Камера№3 созревание сыров	350	-	+10?С	+10?С	87-95%	25

Определение площади камеры охлаждения или замораживания на основе поступления продукции по результатам технологических расчёто

FK=

- коэффициент увеличения площади на проходы, отступы от стен, и пристенок, батареи. = 1,2….1,4

А- суточное поступление груза (груз +тара)

Р-сменность предприятия

t- время хранения груза

q- норма укладки продукта, в кг. на ед. площади.

1) F = 1.2 *990*1*16/ 500 = 38

2) F = 1.2 *1870*1*5/ 250 = 45

3) F = 1.2 *350*1*30/ 500 = 25

2. Выбор и расчёт толщины теплоизоляционной конструкции с определением действительного коэффициента теплопередачи ограждения

2.1 Наружные и внутренние ограждающие конструкции

Наружные стены охлаждаемых камер выполняют многослойными, три из которых являются основными. Наружный слой - несущий и защитно-декаративный, предназначенный для восприятия нагрузки собственной массы всех слоев стены и ветровой нагрузки, защиты тепловой изоляции от механических повреждений и погодных факторов, а также создания архитектуры фасадов здания. Средний слой стены - тепловая изоляция. Между наружным слоем и тепловой изоляцией осуществляется пароизоляция, предназначенная для защиты тепловой изоляции от увлажнения. Третий - внутренний (защитный) слой располагают со сторогы охлаждаемых камер, предназначается для защиты изоляции от разрушения при транспортировочных и погрузочно-разгрузочный работах и устранения контакта изоляционных материалов с пищевыми продуктами, создания требуемых санитарно-гигиенических условий при хранении продуктов, содержании и уборке помещений камер.

Наружные стены выполнены преимущественно из железобетонных панелей, кирпича или облегченных панелей (рис. 2.1 б,в) Размер панелей: из железобетона и керамзитобетона - длина до 6 м, ширина 1,2-1,8м и толщина 200мм; облегченные (типа «сандвич») - длина до 18м, ширина до 1,5м. Масса облегчённый панелей в приведённых размерах в 25-30 раз меньше, чем железобетонных панелей.

Толщина кирпичной кладки обычно составляет 380мм (полтора кирпича). Стена отстоит от внешней грани наружного ряда колонн каркаса на 250-500мм.

В стенах из облегчённых панелей (типа «сандвич») наружный и внутренний слой (облицовка) выполняют из листового металла- алюминия или стали толщиной 0,8…1,2мм, между облицовками располагают теплоизоляционный слой из пенопластов толщиной 150 мм. Пароизоляция в таких стенах не делается.

Покрытия охлаждаемых камер состоят из трех конструктивных элементов: несущих конструкций (балок, ферм, плит), теплоизоляции и плоской кровли- гидроизоляция и основания под неё (рис. 2.11 г,д) . Уклон плоской кровли предусматривается в пределах 1-2%. Он создается за счёт соответствующего уклона несущих конструкций покрытия или переменной толщины теплоизоляции уменьшающейся от центра к стенам холодильника. Гидроизоляция кровли состоит из 4…5 слоев рулонных кровельных материалов - рубероида толщиной 12мм подкладочного и покрывного. Наклейку производят в горячей битумной мастике. Основанием под рулонный кровельный ковер является слой цементно-песчанного раствора толщиной 20…50мм (стяжка), армированный металлической сеткой.

Повышение отражающей способности кровли по отношению к солнечной радиации для уменьшения теплопритоков в холодильник, а также защита гидроизоляции от механических повреждений и влияния погоды осуществляется укладкой поверх кровельного ковра более светлых материалов - мелкого гравия (5-10мм), цементных или асбоцементных плиток, наклейки фольгоизола (материал из алюминиевой фольги). Толщина теплоизоляционного слоя принимается по расчету.

Нормативные значения коэффициентов теплопередачи наружных стен и покрытий (Кнор.)

Среднегодовая Температура воздуха, 0С	Коэффициенты теплопередачи /в Вт/ (м2 .К) / при внутренней температуре в камере, 0С
	-40…-30	-25…-20	-15…-10	-4	0	4	12
0 и ниже	0,21	0,26	0,33	0,47	0,52	0,58	0,7
	0,2	0,24	0,3	0,4	0,44	0,47	0,52
1-8	0,2	0,23	0,28	0,35	0,4	0,44	0,64
	0,19	0,22	0,27	0,33	0,37	0,42	0,52
9 и выше	0,19	0,21	0,23	0,28	0,3	0,35	0,52
	0,17	0,2	0,23	0,26	0,29	0,33	0,47

Междуэтажные перекрытия, отделяющие охлаждаемые камеры от неохлаждаемых помещений, включают железобетонные плиты, перекрытия, тепловую изоляцию и конструкцию пола (рис. 2.2). Тепловую изоляцию располагают как сверху, так и снизу перекрытия.

Пароизоляция располагают по отношению к тепловой изоляции со стороны помещений с более высокими температурами.

Внутренние стены помещений отделяют охлаждаемые камеры от внутренних коридоров, вестибюлей или других соседний помещений. Выполняют из тех же материалов, что и наружные, только толщина кирпичной кладки может быть уменьшена до 240мм.

Межкамерные перегородки сооружают из пенобетона, пеностекла, керамзитобетона толщиной 400мм, кирпича толщиной 120мм, или железобетона толщиной 120мм, тепловой и пароизоляции, оштукатуренных с обеих сторон (рис. 2.2. в)

Нормативные значения коэффициентов теплопередачи междуэтажных перекрытий, внутренних стен и межкамерных перегородок

Температура воздуха в охлаждаемом помещении, 0С	Коэффициент теплопередачи (в Вт/(м2 .К)) (Кнор.)
	Сообщающегося с наружным воздухом	Не сообщающегося с наружным воздухом
-40	0,24	0,26
-30	0,27	0,29
-20…-18	0,28	0,41
-15…-10	0,32	0,46
-4	0,35	0,52
0	0,31	0,58
4	0,46	0,58
12	0,58	0,58

Стены и перегородки холодильных камер облицовывают на цементном растворе на высоту 1,8…2,0м керамической плиткой.

При разности температур между соседними камерами 4?С и менее перегородки не изолируют.

Поля холодильников (рис. 2.2 б) должны обладать достаточной механической прочностью при низкий температурах по отношению к воздействию погрузчиков и напольных транспортных средств, быть жиростойкими, иметь малое пылеотделение и хорошо очищаться от грязи. Конструкция пола на междуэтажных перекрытиях включает подстилающий слой (толщиной 50…100мм) выполняют из армированного металлической сетки бетона. Под подстилающим слоем устраивают гидроизоляцию из одного слоя рубероида. Наиболее распространены следующие покрытия пола: бетонные мозаичные монолитные (с добавкой в бетон мраморной крошки), из бетонных армированных мозаичных, шлакоситалловых (кристаллическое стекло) и металлических плит, а также асфальтобетонные толщиной 40мм.

Полы первого и подвального этажей устраивают непосредственно по грунту. Конструкция полов, первого этажа, в зданиях без подвалов бывает различной и зависит от того, какое устройство применено для защиты от промерзания грунта в основании холодильника осуществляется путем подвода теплоты к основанию здания, которая обеспечивается тремя способами: теплым воздухом, нагретой жидкостью и электрообогревном.

Воздушную систему обогрева грунта выполняют устройством естественно проветриваемого за счёт ветрового напора подполья, т.е отрыва полов холодильника от грунта на высоту 1-1,8м или устройством под полом воздушных каналов (шанцев), по которым летом вентилятором прогоняется теплый наружный, а зимой - подогретый воздух.

При жидкостном обогреве в железобетонную плиту основания, расположенную под полом, закладывают систему трубопроводов, по которой с помощью насоса циркулирует жидкость (маслосмазочное, этиленкликоль и др.), подогреваемая в теплообменниках паром, электроэнергией или в результате утилизации части теплоты конденсации холодильной установки.

В качестве электронагревателей в системах электрического обогрева грунта используют арматурную проволоку диаметром 6-12мм, уложенную параллельными рядами с шагом 0,5-0,8м в бетонную плиту основания. К электронагревателям через трансформатор проводят ток частотой 50Гц пониженного напряжения до 36 В. При использовании электрического обогрева особое внимание уделяют гидроизоляции всей конструкции пола, которую можно выполнить, например в виде двух слоев гидроизола на горячей битумной мастике. В зоне расположения устройств для обогрева грунта необходимо поддерживать температуру 2?С.

Нормативные коэфф-ты теплопередачи полов (Кнор.)

Температура воздуха в помещении, ?С	Коэфф-т теплопередачи, k , Вт/(мІ.К)
4…-4	0,41
-10	0,29
-20…-30	0,21

Конструкция полов в камерах температурой от -2 до -5?С отличается отсутствием нагревательных устройств и толщиной теплоизоляционного слоя.

В таких камерах по всему периметру наружных стен делают отсыпку из теплоизоляционного материала (шлака или керамзитового гравия и др.) шириной до 500мм и глубиной 300мм (рис. 2.3)

В холодильниках устанавливают специальные изолированные двери, коэффициент теплопередачи которых не менее 0,41 Вт/(мІ.К). Такие двери должны быть достаточно герметичны, чтобы предотвратить инфильтрацию более теплого воздуха в камеры. Это достигается установкой по контуру примыкания дверей к дверной коробке герметизирующих прокладок из упругих материалов (губчатая резина) и оснащением дверей замками натяжного типа. Используют двери прислонные (распашные) и откатные. Прислонные имеют ручное управление, откатные - механизированное. Прислонные двери бывают трех типов: двухстворчатые для камер хранения груза в штабелях ширина 2м, высота 2,3м) и камер, оборудованных подвесными путями (2х3,3м); одностворчатые - для служебных помещений (1х2м). Откатные одностворчатые двери (ширина 2м, высота 2,3 и 3,1м) имеют механизм управления. Теплоизоляция дверей имеет толщину 150мм. Каркас дверей выполняют из дерева. С двух сторон двери оббивают оцинкованным стальным листом. Для предотвращения примерзания дверей к дверной коробке устанавливают электрообогрев. Электронагревательные элементы помещают под герметизирующую прокладку. Для уменьшения притока теплого воздуха в охлаждаемые помещения, при открывании дверей, их оснащают воздушными завесами или брезентовыми шторами.

2.2 Изоляционные конструкции

Для тепловой изоляции ограждения охлаждаемых камер необходимо выбирать теплоизоляционные материалы, коэффициент теплопроводимости основных конструкций которых должен быть л = 0,03…0,05 Вт/(мІ.К), а объемная масса - 30…250 кг/мі. Материалы должны иметь микропористую структуру с объемом пор 90-98%, обладать свойством гидрофобности (плохо увлажнятся при соприкосновении с водой), достаточной прочностью на изгиб (не менее 150кПа) и сжатие (до 40 кПа), быть морозостойкими (не разрушаться и мало изменять свои свойства при многократном замораживании и оттаивании), не поражаться грызунами и микроорганизмами, не иметь запахов и не выделять вредных летучих компонентов, быть трудносгораемыми или самозатухающими (не гореть при удалении огня), иметь относительно низкую стоимость.

Таблица 2.2.1

Основные теплоизоляционные материалы и их характеристики

материал	Объемная масса, кг/мі	Коэфф-т теплопроводимости, Вт/(мІ·К)	Расчетный коэфф-т теплопроводимости, Вт/(мІ.К)	Предел прочности при изгибе, кПа
Пенополистерол	25-50	0,035-0,04	0,040-0,045	130-250
Плиты и блоки из ячеистого бетона	250-400	0,115-0,130	0,145-0,160	600-800

В настоящее время для устройства теплоизоляции холодильников преимущественно применяют материалы, перечисленные в таблице 2.2.2.

Таблица 2.2.2.

Теплоизоляционные материалы преимущественного применения

Теплоизоляционный материал	Область целесообразного использования в конструкциях холодильников
Жесткие минераловатные плиты на битумной связке, размер плит 500х1000х50(60)	Теплоизоляция наружных, внутренних стен и перегородок, покрытия, перекрытий, полов, холодильных трубопроводов и аппаратов
Пенополистерол ПСБ-С, толщина плит (30,40,50,60 и 100мм). Размер плит 1000х2000мм	Теплоизоляция всех ограждающих конструкций холодильников, в особенности покрытий, перекрытий и полов, холодильных трубопроводов и аппаратов
Керамзит. Размер частиц круглой и овальной формы 5-50мм	Теплоизоляция покрытий и полов в комбинированных теплоизоляционных конструкциях наряду с ПСБ-С

Перспективным материалом для теплоизоляции холодильников является пенополиуретан. Его выпускают в виде плит и изделий для теплоизоляции трубопроводов, которые получают в соответствующих формах. При этом формы заполняют жидкими материалами в определенном соотношении, способными самопроизвольно вспениваться, увеличивая свои объемы в 30-35 раз, и затем затвердевать. Применяется и напыление исходных жидких материалов на поверхность изолируемых конструкций, где они самопроизвольно вспениваются и твердеют. Это позволяет получать бесшовную однослойную теплоизоляционную конструкцию любой заданной толщины с минимальным количеством крепежных деталей.

В качестве пароизоляционных материалов применяют кровельные и гидроизоляционные материалы, которые обладают высоким сопротивлением диффузии водяного пара. Наибольшее распространение получили материалы, изготавливаемые на основе применения нефтяного битума: мастики и эмульсии, а также рулонные материалы.

Мастики и эмульсии изготавливают на предприятиях и строительных площадках и напыляют на поверхность специальными установками.

Рулонные материалы (рубероид, изол, фольгоизол) имеют ширину до 1000мм и толщину 1,5-2,2мм. Их наклеивают на горячих битумных мастиках. Основные пароизоляционные материалы и области их применения приведены в таблице 2.2.3

Таблица 2.2.3

Основные пароизоляционные материалы области их применения

Пароизоляционные покрытия материал	Толщина, мм	Сопротивление паропроницаемостью, мІ мПа/кг	Применение
Грунтовка битумная Горячая битумная мастика	1 3	13,3	Внутренние стены и перегородки
Грунтовка битумная Горячая битумная мастика, армированная стеклосеткой в один слой	1 4…5	39,9	Наружные ограждения низкотемпературных камер, стены тех же камер, отделяющих отапливаемых помещений
Холодная эмульсионная битумно-полимерная мастика	2	6,65	Внутренние стены и перегородки
Грунтовка битумная Горячая битумная мастика Рубероид РП-150 (в один слой)	1 2 1,5	21	Наружные горизонтальные ограждения камер с температурой внутри -4…-18?С
Грунтовка битумная Полугорячая битумная мастика Изол (в один слой)	1 2 1,5	33,3	Наружные горизонтальные ограждения низко температурных камер
Цементный раствор на жидком стекле (1:5) Фольга алюминиевая	10 0,15…0,2	паропроницаемо	Противопожарные пояса

Применяемые выше пароизоляционные покрытия можно применять без расчета.

2.3 Расчет толщины теплоизоляционной конструкции

Требуемую толщину теплоизоляционной конструкции ограждений холодильников (в м) определяют на основе формулы

(2.3.1)

Где m ; m - коэффициент конструктивного качества теплоизоляционной конструкции, и коэффициент запаса учитывающий ухудшения теплоизоляционных свойств в процессе эксплуатации

- нормативный коэффициент теплопередачи;

тепловосприятия наружной поверхностью ограждения теплопередачи от внутренней поверхности к воздуху камеры

Наружные стены (камера замораживания)

0,11

Наружные стены камеры охлаждения.

0,06

Кровля (камера охлаждения)

0,075

Кровля (камера замораживания)

0,13

Пол (камера замораживания)

0,19

Пол (камера охлаждения)

0,09

Расчет внутренней стены (камеры замораживания)

0,30

Расчет внутренней стены (камеры охлаждения)

0,21

3. Определение максимальных теплопритоков расчётным методом

Максимальные теплопритоки определяют с целью дальнейшего выбора холодильной машины и определения удельных затрат холода на одну единицу продукции.

Суммарный теплоприток УQ (в Вт) определяют по формуле

УQ= Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄

Где Q₁- теплоприток через ограждения помещения, возникающий в результате разности температур с обеих сторон ограждения и под действием солнечной радиации, Вт; Q₂- теплоприток от грузов при их охлаждении и замораживании, Вт;

Q₃- теплоприток с наружным воздухом при вентиляции помещений, Вт; Q₄- теплоприток, обусловленный эксплуатацией помещений, Вт

3.1 Теплоприток через ограждения охлаждаемых камер

Теплопритоки рассчитывают для всех ограждений помещения камеры: наружных стен, перегородок между камерами, полов, покрытий, перекрытий

Теплоприток через наружные стены и покрытия холодильника определяют по формуле :

Q₁= Q_1т+ Q_1с (3.1.1)

Где Q_1т, Q_1с- теплопритоки в охлаждаемое помещение, возникающие соответственно в результате разности температур с обеих сторон ограждения и в результате действия на ограждение солнечной радиации, Вт.

Теплоприток, возникающий под влиянием разности температур, Q_1т определяют по формуле:

Q_1т= k_q F (t_н ­ t_к), (3.1.2)



Камера №1 Q t = 0,3· 75,4·(26- (-18)=995 Qt = 0,3· 17,4·44 = 230 Qt = 0,2· 38·20=152 Qt = 0,28·38·44=380 Qt = 0,41·17,4·22=157 Qt = 0,41·75,4·38=1174 Камера №3 Qt = 0,53·23,2·(26-10)=197 Qt = 0,53·23,2·(26-10)=197 Qt = 0,38·25·(10-10)=0 Qt = 0,45·25·(26-10)=180 Qt = 0,49·17,4·(20-10)=85 Qt = 0,49·17,4·(26-10)=136	Камера №2 Qt = 0,53·87·(26-4)=1014 Qt = 0,38·45·(10-4)=103 Qt = 0,45·45·(26-4)=446 Qt = 0,49·87·(20-4)=682

Где k_q- действительный коэффициент теплопередачи каждого изолированного ограждения, Вт/(мІ·К); F - площадь поверхности ограждения, мІ; t_н- расчетная температура наружного воздуха, ?C.

За длину наружной стены угловых помещений принимают размер от наружной поверхности наружной стены, составляющей с ней угол до оси перпендикулярной ей внутренней стены; за длину наружной стены неугловых помещений принимают размер между осями перпендикулярных ей внутренних стен.

За длину внутренних стен принимают размер или от внутренней поверхности состыкованных с ними наружных стен до оси перпендикулярных стен, или между осями внутренних стен;

-высоту стен в первом этаже, имеющем пол, расположенный на грунте, и в промежуточных этажах определяют от уровня пола данного этажа; в верхних этажах и в одноэтажных холодильниках - от уровня пола до верха засыпки покрытия ; в первом этаже, расположенном над неохлаждаемым подвалом - от уровня потолка подвала до уровня пола вышерасположенного этажа.

Температура t_k охлаждаемого помещения принимается в соответствии с технологическими требованиями ГОСТ на молоко, молочные продукты.

Поверхность	Избыточная разность температур (в 0С) при ориентации поверхности по сторонам света
	Ю	ЮВ	ЮЗ	В	З	СВ	СЗ	С
	Географическая широта, град.
	40 60	40-60	40-60	40-60	40-60
Стена бетонная	5,9	9,8	8,8	10,0	9,8	11,7	5,1	5,6	0
кирпичная	6,6	11,0	9,9	11,3	11,0	13,2	5,8	6,3	0
побеленная известью или оштукатуренная светлой штукатуркой	3,6	6,0	5,4	6,1	6,0	7,2	3,2	3,5	0
покрытая штукатуркой на тёмном песке	5,1	8,5	7,7	8,8	8,5	10,2	4,5	4,9	0
Плоская кровля	Не зависимо от ориентировки и широты
Покрытая толем, асфальтом					18,5
Покрытая тёмным рубероидом					17,7
Покрытая светлым рубероидом					14,9
С земляной засыпкой на кровле					16,5

Температура t_k охлаждаемого помещения принимается в соответствии с технологическими требованиями ГОСТ на молоко, молочные продукты.

Теплоприток от солнечной радиации определяют по уравнению

Q_1c=K_gF?t_c

Где ?t_c - избыточная разность температур, вызванная действием солнечной радиации, ⁰С

Избыточная разность температур при ориентации поверхности и широте.

Схема определения теплопритоков от солнечной радиации через стены холодильника при централизованной системе холодоснабжения:

а - в холодильнике с камерами с одинаковым температурным режимом;

б - в холодильнике с камерами с различным температурным режимом.

Камера №1 0,3·17,4·13,2=69 0,28·38·17,7=188	Камера №2 0,45·45·17,7=358
Камера№3 0,38·25·11=105 0,45·25·17,7=199 Теплопритоки через ограждающие	конструкции камер
Наименование камеры ограждения	F,м2	Кд Вт/(м.с)	tн, 0С	tc, 0С	?tc, 0C	Q1т Вт	Q1с, Вт	Q1, Вт
Камера№1
Стена наружная на Север	75,4	0,3	26	-18	-	995	-	995
Стена наружная на Запад	17,4	0,3	26	-18	13,2	233	69	232
Пол	38	0,2	2	-18	-	152	-	152
Кровля	38	0,28	26	-18	17,7	380	188	568
Стена внутренняя 1-2	17,4	0,41	4	-18	-	157	-	157
Стена внутренняя 1-4	75,4	0,41	20	-18	-	1174	-	1174
Итого по1-й камере								3278
Камера№2
Стена наружная на Север	87	0,53	26	4	-	1014	-	1014
Пол	45	0,38	10	4	-	103	-	103
Кровля	45	0,45	26	4	17,7	446	358	804
Стена внутр. 2-4	87	0,49	20	4	-	682	-	682
Итого по 2-й камере								2603
Камера №3
Стена наружная на Север	23,2	0,53	26	10	-	197	-	197
Стена наружная на Юг	23,2	0,58	26	10	11	215	169	384
Пол	25	0,38	10	10	-	-	-	-
Кровля	25	0,45	26	10	17,7	180	199	379
Стена внутр. 3-4	17,4	0,49	20	10	-	85	-	85
Стена внутр. 3-5	17,4	0,49	26	10	-	136	-	136
Того по 3-й камере								1181

3.2 Теплоприток от продуктов (грузов) при их холодильной обработке

Теплопритоки от грузов при холодильной обработке определяют по формуле:

Q₂= , Вт

Где С_m - удельная теплоемкость тары, Дж/кг ?C

G_пр - суточное поступление продукта, кг/сут

C_пр - удельная теплоемкость продуктов при температурах, выше температура его замерзания, Дж/кг ?C

G_m -суточное поступление тары, Дж/кг ?C

T₁ - температура груза при поступлении, ?C

T₂ - температура хранения груза, ?C

Q_{2 1} ==659 Вт

Q_2.2 == 482 Вт

Q_2.3 == 20 Вт

3.3 Теплоприток с наружным воздухом при вентиляции помещений

В зависимости от назначения вентиляции теплоприток, поступающий в помещение вместе с наружным воздухом, определяют по формуле:

Q₃ =

Где V- объем камеры, м; а - кратность вентиляции; с_к - плотность воздуха, по температуре камеры, кг/мі; і_н- энтальпия наружного воздуха, Дж/кг; і_к - энтальпия воздуха камеры, Дж/кг;

Значения энтальпии и плотности воздуха

t, 0C	с,	i,	t, 0С	с,	i,	t, 0С	с,	i,
-40	1,495	-40,05	-1	1,278	7,78	10	1,225	29,53
-35	1,464	-34,87	0	1,273	9,56	15	1,202	34,86
-30	1,494	-29,61	1	1,268	11,30	20	1,174	47,90
-25	1,405	-24,19	2	1,264	13,08	25	1,155	64,97
-20	1,377	-18,54	3	1,254	14,92	27	1,146	72,82
-15	1,350	-12,55	4	1,254	16,91	29	1,136	81,48
-10	1,324	-6,04	5	1,249	18,75	31	1,127	90,44
-5	1,298	1,21	6	1,244	20,78	33	1,117	101,61
-2	1,283	6,06	8	1,235	25,01	35	1,107	13,36

Камера №1

Q = = 293

Камера №2

Q = = 364

Камера №3

Q = = 219

Теплопритоки Q учитывают в нагрузку на компрессор и на оборудование в полном объеме

3.4 Эксплуатационные теплопритоки

Эксплуатационные теплопритоки Q определяют как сумму отдельных составляющих:

Q = q₁ + q₂ +q₃ + q₄

Где q - теплоприток от электрического освещения, Вт; q = AF (для производственный помещений A=4,5Вт/мІ; F- строительная площадь охлаждаемого помещения, мІ; q - теплоприток от пребывания людей, Вт; n - число работающих в помещении людей; q - теплоприток при открывании дверей, Вт;

q = BF; q = 300, Вт; q = 4,5·F

Где B - удельный теплоприток через двери, Вт/мІ

q = 18,6·38=707

q =17,4·45=783

q = 17,4·25=435

№ камеры	Теплопритоки, Вт
	q1	q2	q3	q4
1	171	300	707	-
2	203	300	783	-
3	113	300	435	300

Значение удельных потоков тепла

Камера	Величина B (в Вт/мІ) при высоте камер 5,8м и площади, мІ
	До 50	До 150	Свыше 150
Хранение охлажденных продуктов	17,4	9,3	7
замораживание	18,6	9,3	7

q₄ - суммарный теплоприток от работы электродвигателей в камере (в Вт)

q₄ = 1000 з одн. УНдв,

где з одн - коэффициент одновременности работы электродвигателей, (з одн = 0,4…1,0); УНдв - мощность двигателей, кВт

q = 1000·0,3 =300

4. Подбор оборудования

4.1 Выбор системы охлаждения

Систему охлаждения выбирают на основании технико-экономического анализа и сопоставления различных систем по размерам капитальных и эксплуатационных затрат при условии выполнения предъявляемых к ним требований. Основными из этих требований являются:

- Безопасность для обслуживающего персонала и ресурсоспособность оборудования, что достигается в первую очередь надежной защитой компрессора от влажного хода и гидравлических ударов;

- Своевременность установления и надежность поддержания заданного режима в охлаждаемых объектах;

- Удовлетворительные экономические показатели;

- Возможность различных переключений, обеспечивающих взаимозаменяемость оборудования в случае выхода его из строя или необходимости ремонта, а также удаления или отсоса холодильного агента (например аварии).

- Обеспечение правильного распределения холодильного агента по приборам охлаждения ( в соответствии с изменением тепловой нагрузки и нормами заполнения при возможно меньшей вместимости системы по холодильному агенту);

- Поддержание высокой интенсивности теплообмена на всей поверхности охлаждения (обеспечивается удалением снеговой шубы, масла и других загрязнений с поверхности испарителей, устранением влияния давления столба жидкого холодильного агента на температуру кипения, высокой кратностью циркуляции жидкости в испарителях)

Наличие средств автоматики, обеспечивающих контроль, регулирование и защиту различных узлов холодильной установки.

Указанным требованиям в большой мере отвечает система непосредственного охлаждения (безнасосные и насосно-циркуляционные). Однако системы непосредственного охлаждения имеют и серьезные недостатки. Среди них наиболее важный - опасность выхода холодильного агента в охлаждаемое помещение при нарушении герметичности системы. Результатом этого могут быть поражение людей, порча дорогостоящей продукции.

Для охлаждения камер площадью свыше 150 мІ применяют систему охлаждения с промежуточным хладоносителем.

4.2 Выбор расчетного рабочего режима

Рабочий режим холодильной установки характеризуется температурами кипения t₀ , всасывания t_вс , конденсации t_к и переохлаждения t_n .

При непосредственном охлаждении температуру кипения принимают на 8…13єC ниже температуры в камере.

t₀= t_в(8……13)

1камера t₀= -26-28⁰С k=1.07

2камера t₀= -4-6⁰С

3камера t₀= 0+2⁰С

температуру конденсации в конденсаторах, охлаждаемых водой, принимают на 3…5 єC выше температуры воды, отходящей от конденсатора ( t_вg2 )

t_к =t_вg2 +(3……5)

Нагрев воды в установках прямоточным водоснабжением принимают 2…6

t_вg1= t_вg2- (2…6) ⁰С

температуру поступающей воды (t_вg1) принимают на 6…8 ⁰С ниже температуры наружного воздуха, при оборотном водоснабжении- на 3…4 ⁰С выше температуры по мокрому термометру.

Для конденсаторов воздушного охлаждения среднюю разность температур между конденсирующимися хладоном и воздухом принимают 8…10⁰ С , в аммиачных установках 6…9 ⁰С.

Для малых установок, работающих на хладонах R12 и R22

t_к= t_{воздуха} + (8…10) ⁰С

Температуру переохлаждения можно условно принять на 5⁰С ниже температуры конденсации:

t_n = t_k - 5⁰C

температуру всасывания для холодильных машин, работающих на фреоне, принимают на 30 ⁰С выше температуры кипения:

t_вc= t₀+30⁰C

В рассольных системах температуру кипения хладона принимают на 5…6 ⁰С ниже температуры рассола, которую в свою очередь принимают на 8…10⁰С ниже температуры воздуха в камере.

Температурные режимы t₀,t_k,t_n, выбранных к установке холодильных машин, принимают из технической характеристики машин при соответствующей холодопроизводительности.

t₀= 0⁰C и более - (кондиционер)

t₀= 0⁰ - 50⁰С - (среднетемпературный)

t₀=-50⁰С - 70⁰С - (низкотемпературный, аммиачный)

4.3 Подбор холодильных машин и агрегатов

Подбор компрессорно-конденсаторного агрегата или холодильной машины для охлаждения отдельных или групп камер производят одним из трёх методов:

-по описанному объёму компрессора, входящего в состав компрессорно-конденсаторного агрегата (машины);

-по графикам значения холодопроизводительности компрессорно-конденсаторного агрегата (машины);

-по табличным значениям холодопроизводительности компрессорно-конденсаторного агрегата (машины), приводимым в технической характеристике изделия.

Первый метод применяют исключительно редко, когда необходимо вначале рассчитать компрессор по объёму, описываемому поршнями, а затем по техническим характеристикам подбирают агрегат таким образом, чтобы фактическое значение объёма, описываемого поршнями, было на 20-30% больше полученного расчётом.

Второй метод применяют в тех случаях, когда известны графики зависимости холодопроизводительности и потребляемой мощности в функции от температур кипения t₀ и конденсации t_k , либо от температуры хладоносителя на выходе из испарителя и температуры охлаждающей воды в конденсаторе t_вg1.

При подборе компрессорно-конденсаторного агрегата холодильной машины третьим методом необходимо предварительно холодопроизводительность, рассчитанную для рабочих условий с учётом коэффициента рабочего времени машины и дополнительных потерь, привести к условиям, при которых она дана в таблице характеристик. Указанный способ можно использовать для подбора компрессионных агрегатов, для которых холодопроизводительность даётся в зависимости от температур кипения и конденсации t₀ и t_k.

Рабочую холодопроизводительность компрессоров Q_раб., устанавливаемых на одну или группу камер с одинаковыми или близкими (разность не должна превышать 3⁰С) температурами определяют по формуле:

Q_раб.= ,

Где К- коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах холодильной установки;

УQ_к- суммарная нагрузка на компрессоры для данной температуры кипения, принятая по сводной таблице теплопритоков, Вт;

b- коэффициент рабочего времени (для малых холодильных машин не должен превышать 0.7, для крупных-0,9).

Коэффициенты, учитывающие потери в трубопроводах и аппаратах, принимают при непосредственном охлаждении в зависимости от температуры кипения хладона:

t, 0C	-40	-30	-10	При рассольном охлаждении
к	1,1	1,07	1,05	К=1,12

УQ: 1000

9344/1000=9,344

7102/1000=7,102

2961/1000=2,961

_раб1==14 (ФВ12)

Q_раб2==10,7(ФВ12)

Q_раб3==4,23 (ФУ- 6,5)

Марка компрес- сора	Число цилиндров	Ход поршня S в мм	Диаметр цилиндра Dв мм	Скорость вращения коленчатого вала в об/мин.	Объём, описываемый поршнями,Vn,, в м3/ч	Холодопроизводительность	Потребляемая мощность Nе при стандартном режиме в кВт	Мощность электродвигателя, кВт	Габаритные размеры в мм
						При стандартном режиме	При режиме кондициони рования			Длина L	Ширина В	Высота Н	Масса в кг
						В кВт	В Мкал/ч	В кВт	В Мкал/ч
ФУ-6,5				850	36,4	9	7,7	21	18	1,8	2,95
ФВ-12	2	80	100	720	54,4	13,0	11,3	29	25,5	4,8	7	735	600	570	200
ФВ-1,5	2	40	50	650	6,1	1,5	1,3	2,5	2,2	0,62	1	275	255	345	30

5. Расчет энергозатрат

Фактическое время работы силового электропотребляемого оборудования холодильной установки t ф, ч/год определяется

Для включения в раздел «Электротехнические расчеты», необходимо для расчета годового потребления электроэнергии на производство холода и определяется по формуле

(5,1)

= 300*24*0.7 = 5040

Где n - длительность эксплуатации охлаждаемых камер, сут/год, принимается согласно режиму работы предприятий, 24 - количество часов в сутки, ч/сут.;

В ср.г. - средне годовой коэффициент рабочего времени холодильной машины, определяется по формуле

В= (5.2)

где ?Q - суммарный годовой расход по камере (или камерам), которые обслуживает холодильная машина, в т.ч/год;

Q остр - холодопроизводительность холодильной машины, Вт (принимается из технической характеристики принятой к установке холодильной машины);

Годовой расход холода определяется для каждой камеры и всего охлаждающего блока.

Расход холода на компенсацию теплопритоков через ограждающие конструкции Q1 (Вт/год) определяется по формуле

Q=Q*n (5.3)

где Q - расчетный теплоприток через ограждающие конструкции камер, Вт;

n - длительность эксплуатации охлаждаемой камеры,

n - количество суток эксплуатации холодильной камеры сут/год;

- количество часов эксплуатации холодильной камеры, ч/сут.

Расчетный теплоприток. Qр принимают в следующей доле от значения теплопритоков Q1; для охлаждаемых камер с температурой -25 С и ниже - 100%, -18С-80%, 0 С - 60%, 5 С - 50%, 12С - 30%. Промежуточные значения определяют интерполяцией.

Годовой расход холода на термообработку грузов Q2 (Вт ч/год) определяется по формуле

Q=Q*n* (5.4)

где Q2 - теплоприток от термообработки грузов, Вт (принимается из теплового расчета);

n - количество суток, в которые поступают грузы, сут/год (принимается согласно режима работы предприятия);

t - количество часов в сутках ч/сут (время холодильной отработки суточного поступления груза)

Годовой расход холода на компенсацию теплопритоков при вентиляции охлаждаемых камер Q3 (Вт ч/год) определяется по формуле

Q=Q * n* (5.5)

Q - теплоприток от вентиляции охлаждаемых камер, Вт (принимается из теплового расчета, табл.4.2.3);

n - количество суток эксплуатации охлаждаемых камер, (сут/год), принимается согласно режима работы предприятия

t - число часов эксплуатации охлаждаемых камер, час/сут.

Годовой расход холода на компенсацию эксплуатационных теплопритоков Q4 (Вт час/год) определяют по формуле

Q=Q*k*n* (5.6)

Где Q - эксплуатационные теплопритоки Вт (определяется из теплового расчета);

К - коэффициент, учитывающий неравномерность эксплуатационных теплопритоков (принимается 0,65)

Q= 5040*2.95 =14868

Q= 5040*4.8 = 24192

Q= 5040*0.62 = 3125

Затем определяют удельный расход холода на единицу продукции по формулам

q=(5.7) ; q=(5.8) ; q=(5.9) ; q=(5.10) ;

где q - удельный расход холода на компенсацию теплопритоков через ограждающие конструкции камеры, Вт ч/кг;

q - удельный расход холода на охлаждение, замораживание ихранение грузов, Вт ч/кг;

q - удельный расход холода на компенсацию теплопритоков при вентиляции камер, Вт ч/кг

q - удельный расход холода на компенсацию эксплуатационных теплопритоков, Вт ч/кг;

?q - суммарный удельный расход холода по всем статьям,

Gгр - масса продукции, подлежащая тепловой обработке в течении года, кг/год (определяется из произведения)

G = G n, (5.12)

где Gсут - суточное поступление массы продукта в охлаждаемые камеры, кг/сут;

n - количество суток, в течении которых поступает продукт, сут/год.

1.к G= 900*360 = 324000

2.к G= 1700*360 = 612000

q=14868/

Данные расчетов сводят в табл.5.1 и 5.2, 5.3.

Рассчитанный удельный расход холода является удельной нормой расхода холода для проектируемого предприятия. Результаты расчетов подлежат анализу, сопоставлению, предложению мероприятий, снижающих полученные величины, как в целом по охлаждаемым камерам, так и по отдельным статьям.

Табл. 5.1 по

Годовой расход холода по охлаждаемым камерам

№ п/п	Наименование камеры	G	Q	Q	Q	Q	Q
1 2 и т.д.	Итого по охлаждаемому блоку

Удельный расход холода на единицу продукции по охлаждаемым камерам

6. Расчет численности рабочих на холодильных установках

Расчет численности рабочих на холодильных установках произ-водя с использованием нормативов(табл.б.2).

Нормативы численности машинистов (табл.6,1) установлены в расчете на один компрессор при трехсменной работе холодильной установки. При двухсменной работе нормативы умножаются на коэффи-циент- 0,66 , а при односменной - на 0,33. Если по действующим правилам техники безопасности требуется большее количестве маши-нистов _, чем указано в нормативах, их численность определяют в соот-ветствии с правилами техники безопасности. Для двухступенчатых агрегатов, состоящих из двух автономных компрессорных агрегатов, нормативы численности машинистов определяют как сумму нормативов для каждого агрегата,, умноженную на коэффициент 0,75, а для двухступенчатых компрессоров находящихся в одном корпусе, норматив для базового одноступенчатого компрессора умножают на коэффициент 1,3.

Численность машинистов, обслуживающих холодильную установку, определяется как сумма нормативов численности машинистов в зависимости от количества, компрессоров каждой базы.

Количество компрессоров I 2-4 5-9 10 и более каждой базы

Поправочный коэффициент I 0,8 0,7 0,6

Обслуживание холодильной установки одним машинистом в смену допускается только при возможности временного прекращения хладоснабжения по условиям технологического процесса. В противном случае холодильная установка должна обслуживаться не менее чем двумя машинистами.

Нормативы численности слесарей - ремонтников (табл.6.2) ус-ловно установлены на один компрессор, но определены исходя из общей среднегодовой трудоемкости ремонта всей холодильной установки, включая запорную арматуру, приборы автоматики, электрооборудование. Нижний предел нормативов численности указан

для двухцилиндрового компрессора, верхний - для восьмицилиндрового, а при отсутствии в данной группе двухцилиндровых компрессоров нижний предел относится к четырехцилиндровому компрессору. При наличии в холодильной установке двух-, трех-, восьмицилиндровых компрессоров норматив для четырехцилиндровых принимают как среднеарифметическую величину от указанных пределов.

Нормативы численности слесарей- ремонтников холодильных установок.

Холодопроизводи- тельность,кВт,база	Хладагент	Тип компрессора	На 1 компрессор, человек
35-100	аммиак	Сальниковый	0,098-0,24
(111)	хладон	-	0,062-0,138

При получении подобных результатов численность машинистов или слесарей- ремонтников, рассчитывают по нормативам ,округляют до ближайшей большей величины. Общую численность слесарей- ремонтников для конкретной холодильной установки находят по сумме нормативов численности на каждый компрессор. В пределах общей численности рабочих рассчитанной по настоящим нормативам, предприятия может по своему усмотрению перераспределять персонал между отдельными категориями рабочих с учетом правил техники безопасности. Нормативы ориентируют повсеместно на внедрение систем автоматизации холодильных установок во все отраслях промышленности, что позволяет существенно сократить трудозатраты.

Примеры. 1. Определить численность машинистов, обслуживающих аммиачную холодильную установку, укомплектованную приборами автоматики, неэксплуатируемую в автоматическом режиме при трехсменной работе. В состав установки входят 3 компрессора П-110 производительностью 140кВт каждый, 2 компрессора П-220 производительностью 267кВт и 2двухступенчатых компрессора ПД-55.

Норматив численности на 1 компрессор П-110 1,2 человека (см.табл.6.1) следовательно, требуется, чел.:1,2*3=3,6

Для обслуживания 1 компрессора ПД-55 требуется ,человека:1,2*1,3=1,56,ДЛЯ 2 компрессоров 1,56*2=3,12.

Поскольку все 7 компрессоров одной базы, обуславливающих холодильную установку, равна, чел.:(3,6+2,4+3,12)*0,7=6384.

2. Определить для этой же установки численность слесарей- ремонтников.

Норматив численности на 1 компрессор ПД-55 0,147 чел.; для обслуживания 2 компрессоров, чел.:0,147*6=0,294.

Суммарная численность слесарей- ремонтников для обслуживания холодильной установки равна, чел.: 0,441+0,434+0,294=1,169.

Нормальная численность слесарей- ремонтников устанавливается 2 человека.

7. Составление мероприятий по экономии холода.

Основные направления выявления и использования резервов экономии холода при эксплуатации стационарных холодильных камер следующее:

-применение наиболее оптимальных температур режимов термообработки и хранения продуктов;

-интенсификация процессов термообработки и холодильного хранения продуктов;

-сокращение потерь в трубопроводах и камерном оборудовании;

-потребление организационных мероприятий по экономии холода.

Организационных мероприятий по экономии холода являются: установка и своевременная замена модернизированных средств автоматизации и контрольно - измерительных приборов, организация учета расхода холода, распространение трудового опыта экономии холода и применение эффективных поощрительных систем за экономию холода.

Список литературы

1. Кочетов Е.Д. Холодильная техника/Е.Д.Кочетов. - М.: Изд-во «Машиностроение»,1966. - 407с.

Свердлов Г.З. Курсовое и дипломное проектиро-вание холодильных установок и систем кондиционирования воздуха /Г.З. Свердлов, Е.К. Янвель. - М.: Изд-во «Пищёвая промышленность», I978.-265 с.

Лебедева В.Ф. Холодильная техника/ Под редакцией В.Ф.Лебедева.М.: Изд-во « Агро - Промиздат », 1986.- 334с.

Эксплуатация холодильников: Справочник. - М.: Изд-во «Пищевая промышлен-ность», 1977.- 207 с.

Размещено на Allbest.ru