Искусственный холод

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технико-экономическое обоснование проекта

2. Конструкторско-технологическая часть

2.1 Планировка холодильника

2.2 Расчет толщины теплоизоляционного слоя

2.2.1 Наружные стены

2.2.2 Покрытие охлаждаемых камер

2.2.3 Полы охлаждаемых камер

2.2.4 Внутренние стены

2.2.5 Внутренние перегородки

2.3 Определение теплопритоков

2.3.1 Расчет теплопритоков через ограждающие конструкции

2.3.2 Теплоприток от грузов при холодильной обработке

2.3.3 Теплоприток при эксплуатации камер

2.4 Расчёт и подбор оборудования холодильной установки

2.4.1 Определение режимов работы холодильной установки

2.4.2 Подбор компрессоров

2.4.3 Подбор конденсатора

2.4.4 Подбор камерных приборов охлаждения

2.5 Расчет и подбор ресиверов

2.5.1 Расчет и подбор циркуляционного ресивера

2.5.2 Расчёт и подбор линейного ресивера

2.5.3 Расчёт и подбор дренажного ресивера

2.6 Расчёт и подбор маслоотделителя и маслосборника

2.7 Расчёт и подбор аммиачных насосов

2.8 Расчёт и подбор водяных насосов

2.9 Подбор градирни

2.10 Расчёт трубопроводов

2.11 Описание схемы холодильной установки

3. Анализ режимов термической обработки и хранения масложировой продукции

Заключение

Литература

Приложения

холодильник теплоизоляционный аммиачный масложировой

Введение

Искусственный холод является неотъемлемой частью технической базы распределительного холодильника. От состояния холодильного хозяйства во многом зависит развитие технического прогресса.

В целях повышения эффективности холодильного хозяйства, необходимо лучше использовать его основное производство (внедрение новой технологически прогрессивного холодильного оборудования, автоматизация холодильной установки, замена и модернизация устаревшего холодильного оборудования).

Холодильная техника в настоящее время представляет собой высокоразвитую отрасль промышленности, способную удовлетворить самые разнообразные требования, возникающие в связи с необходимостью отводить теплоту от различных объектов при температурах ниже температуры окружающей среды.

Задачей данного проекта является разработка холодильной установки распределительного холодильника емкостью 6500 т в городе Барнаул.

При этом уделить внимание к снижению удельных капитальных затрат на строительство и монтаж холодильного оборудования

1. Технико-экономическое обоснование проекта

В данном дипломном проекте разработан проект распределительного холодильника ёмкостью 6500 т. расположенном в городе Барнаул Алтайского края.

Город расположен на юге Западной Сибири в месте впадения реки Барнаулки в Обь. Город краевого значения и центр Барнаульской агломерации. Градообразующими отраслями промышленности являются: нефтехимическая отрасль, черная и цветная металлургия, пищевая промышленность.

Значение искусственного холода особенно важно при производстве мясных продуктов, так как мясная промышленность - одна из основных отраслей пищевой промышленности России. По удельному весу валовой продукции она занимает второе место после хлебопекарной. Сохранение качества мясных продуктов и сокращение потерь зависит от технического уровня холодильного предприятия, его оснащенности современным оборудованием и применением прогрессивных методов термической обработки и хранения пищевых продуктов.

Средняя зимняя температура воздуха tВ= -13 оC, средняя летняя температура воздуха tВ = +15оC.

В процессе холодильной обработки необходимо поддерживать определенные температурные режимы:

-- при замораживании: t кам= -30 оC;

-- при хранении замороженных продуктов: tкам = -20оC;

-- универсальные камеры tкам = 0/-20оC.

Предполагается, что необходимые температурные режимы в камерах холодильника будут поддерживаться с помощью аммиачной компаундной насосно-циркуляционной системы непосредственного охлаждения с параллельным сжатием и последовательным дросселированием холодильного агента. Применение насоса и компаундного циркуляционного ресивера усиливает циркуляцию жидкого холодильного агента, что повышает эффект саморегулирования подачи, увеличивает значение коэффициента теплопередачи, равномерное распределение хладагента по приборам охлаждения. Предполагаемая система охлаждения данного проекта позволит снизить эксплуатационные и энергетические затраты. В проекте предполагается получить дополнительный эффект за счет установки винтовых маслозаполненных компрессоров. В проектируемой установке применим воздухоохладители. Воздухоохладители установлены в камерах хранения замороженных продуктов, универсальных камерах, так как эти камеры могут работать в двух режимах, как камеры хранения охлаждённых продуктов, так и как камеры хранения замороженных продуктов, так же на данном предприятии предусмотрены камеры замораживания продуктов. Воздухоохладители характерны интенсивной циркуляцией воздуха. В систему воздухоотделения предполагается включить аппарат с периодическим процессом удаления воздуха АВ-4. Особенностью автоматизации выпуска воздуха в этом воздухоотделителе является отсутствие электрических приборов.

2. Конструкторско-технологическая часть

2.1 Планировка холодильника

Распределительный холодильник состоит из следующих основных частей: главного корпуса, включающего охлаждаемый склад с теплоизолированными наружными ограждениями, блок служебных помещений и машинное отделение, примыкающие к одной из торцевых стен охлаждаемого склада, а также транспортные платформы, примыкающие к охлаждаемому складу с фронтальных сторон; административно - бытового корпуса.

Принимаем одноэтажную планировку холодильника. Преимущества одноэтажного холодильника - высокий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ, позволяющих значительно уменьшить стоимость проведения грузовых работ. Использование сборных унифицированных железобетонных конструкций позволяет сократить время строительства.

Наружные стены из железобетонных плит, с торца здания располагается машинное отделение, служебные и бытовые помещения, с северной стороны здания находится железнодорожная платформа, а с южной авто-платформа. Размер сетки колонн 6 12 м [2], ширина транспортного коридора составляет 6 м.

Основную площадь холодильника занимают камеры хранения замороженных продуктов - 75%, универсальные камеры - 25% и камеры замораживания - 0,6%, от общей ёмкости холодильника[4].

Площадь вспомогательных помещений принимают равной Fохл (0,2ч0,4), а площадь машинного отделения - (0,05ч0,35) Fохл [4].

Поступление и выпуск грузов находятся по величине оборачиваемости В, которая определяется количеством оборотов сменяемых грузов в течении года. Для распределительных холодильников оборачиваемость В=4ч6 год [1].

Количество поступающих ежедневно грузов Gпост, т/сут, определяется по формуле(2.1) [1]:

, (2.1)

где mпост.- коэффициент неравномерности поступления грузов, mпост.=1,5ч2,5 [1];

Количество ежедневно выпускаемых грузов Gвып, т/сут, определяется по формуле (2.2) [1]:

, (2.2)

где mвып- коэффициент неравномерности выпуска грузов, mвып=1,1ч1,5[1];

Ёмкость камер хранения замороженных продуктов Ек.хр., т, определяется по формуле (2.3) [1]:

Ек.хр=0,75·Ехол, (2.3)

Ек.хр=0,75·6500=4875

Площадь камер хранения замороженных продуктов F к.хр., м2, определяем по формуле (2.4) [3]:

, (2.4)

где qv - норма нагрузки на 1м3, т/м3 ;

h гр. - грузовая высота камеры , м ;

- коэффициент использования строительной площади камеры.

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

, (2.5)

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

Принимаем 48 строительных прямоугольника.

Ёмкость универсальных камер Ек.хр., т, определяется по формуле (2.6):

Ек.хр=0,25·Ехол, (2.6)

Ек.хр=0,25·6500=1625

Площадь универсальных камер Fк.ун., м2 определяем по формуле (2.4) [31]:

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

Принимаем 20 строительных прямоугольников.

Ёмкость камер термообработки Ек.то., т, определяется по формуле (2.7):

Ек.то=0,006·Ехол, (2.7)

Ек.то=0,006·6500=39

Площадь камер термообработки Fк.то., м2 определяем по формуле (2.8) [3]:

(2.8)

где М - суточная производительность камер замораживания, т/сут;

ф - продолжительность цикла холодильной обработки (оборачиваемость камеры), включая время на холодильную обработку, загрузку и выгрузку грузов, оттаивание камерных приборов и т.п., ч; ф=24ч;

qF - норма загрузки на 1 м2 строительной площади камеры, т/м2; qF=0,2 т/м2.

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

Принимаем 3 строительных прямоугольника.

Общая площадь основных камер хранения Fо.к.хр., м2,равна сумме площадей камер хранения замороженных продуктов F к.хр., м2 [3]:

Fо.к.хр= F к.хр.,

Fо.к.хр=3472м2

Площадь вспомогательных помещений Fвсп.,м2 определяем по формуле (2.9) [3]:

, (2.9)

Требуемая площадь машинного отделения Fмо., м2, определяем по формуле (2.10) [3]:

, (2.10)

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

Принимаем 4 строительных прямоугольника.

Требуемая площадь служебных помещений Fсл., м2, определяем по формуле (2.11) [3]:

, (2.11)

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [3]:

Доставка грузов на холодильник осуществляется автомобильным - 30%, и железнодорожным транспортом - 70%[3].

Длину автомобильной платформы La, м, рассчитаем по формуле (2.12) [1]:

(2.12)

где naвт - число автомашин, которые должны прибывать за сутки;

baвт - ширина кузова автомашины, м, baвт = 4м;

ш.см. - доля от общего числа машин, прибывающих в течении первой смены, ш.см= 0,8;

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

фавт - время загрузки или разгрузки одного автомобиля, ф = 0,6 ч.

Число автомашин nавт, шт, которые должны прибывать за сутки рассчитаем по формуле (2.13) [1]:

, (2.13)

где Gaвт - количество поступающего или выпускаемого груза посредством автомобилей, т/сут;

gaвт - грузоподъемность автомобиля, gaвт = 3т ;

завт - коэффициент использования грузоподъемности автомобиля,

завт = 0,6.

Количество грузов поступающих и вывозимых автотранспортом, рассчитываем по формуле (2.14)[3] :

(2.14)

Принимаем naвт = 57 автомобилей в сутки.

Принимаем длину автомобильной платформы Laвт = 120 м.

Длину железнодорожной платформы Lжд , м, рассчитаем по формуле (2.15) [1]:

, (2.15)

где nваг - число вагонов, которые должны прибывать за сутки;

lваг - длина вагона, м, lваг = 22 м;

mваг - коэффициент неравномерности подачи вагонов, m = 1,5;

П - число подач вагонов в сутки, П = 3.

Число вагонов nваг, шт., которые должны прибывать за сутки рассчитаем по формуле (2.16) [1]:

, (2.16)

где Gжд - максимальное количество груза в сутки, перевозимого из

холодильника, т/сут;

-коэффициент использования грузоподъемности вагона, =0,75,

gваг - грузоподъемность вагона,

gваг = 30 тонн.

Максимальное количество груза в сутки, поступающего в холодильник по железной дороге Gжд, т, рассчитаем по формуле (2.17) [1]:



, (2.17)

принимаем nваг = 9 вагонов в сутки.

Принимаем длину железнодорожной платформы такой, чтобы железнодорожная платформа могла вместить за один раз секцию, состоящую из пяти вагонов, то есть Lжд = 120 м.

Планировка холодильника приведена на рисунке 2.1.



Рисунок 2.1 Планировка распределительного холодильника.

Таблица 1.1 - Экспликация помещений холодильника

Поз.	Наименование	Кол.	Примеч.
I	Универсальная камера хранения 0С	1	F=382,5
II	Универсальная камера хранения 0С	1	F=382,5
III	Универсальная камера хранения 0С	1	F=382,5
IV	Универсальная камера хранения 0С	1	F=382,5
V	Экспедиция	1	F=376,6
VI	Камера хранения птицы 0С	1	F=304,7
VII	Камера хранения птицы 0С	1	F=290,4
VIII	Камера хранения птицы 0С	1	F=290,4
IX	Камера хранения субпродуктов 0С	1	F=290,4
X	Камера хранения субпродуктов 0С	1	F=300,1
XI	Камера хранения говядины 0С	1	F=304,7
XII	Камера хранения говядины 0С	1	F=290,4
XIII	Камера хранения говядины 0С	1	F=290,4
XIV	Камера хранения говядины 0С	1	F=290,4
XV	Камера хранения мороженого 0С	1	F=300,1
XVI	Камера хранения дефектных грузов 0С	1	F=151,5
XVII	Камера хранения фасованного масла 0С	1	F=151,5
XVIII	Камера хранения свинины в блоках 0С	1	F=290,4
XIX	Камера замораживания мяса 0С	1	F=111,4
XX	Камера замораживания мяса 0С	1	F=111,4
XXI	Камера хранения свинины в блоках 0С	1	F=290,4
XXII	Камера хранения свинины в блоках 0С	1	F=300,1
XXIII	Загрузочно-разгрузочная камера 0С	1	F=71,04
XXIV	Транспортный коридор	3
XXV	Железнодорожная платформа	1
XXVI	Автомобильная платформа	1
XXVII	Служебные помещения	1
XXVIII	Компрессорный цех	1

2.2 Расчет толщины теплоизоляционного слоя ограждений

Принимаем, что здание холодильника - каркасного типа из унифицированных сборных железобетонных элементов; колонны сечением 400х400 мм, стропильные балки односкатные длиной 12 м и высотой 890 мм. Высота камер до низа балки 6 м. Покрытие бесчердачного типа. Кровельные плиты длиной 6 м и толщиной полки 220 мм. Полы с электрообогревом грунта [2].

Принимаем, что все наружные стены здания выполнены из вертикальных железобетонных панелей с утеплителем из пенопласта полистирольного ПСБ-С.

Для расчета толщины теплоизоляционного слоя ограждений необходимо знать температуру воздуха внутри камер, а для наружных стен - еще и среднегодовую температуру наружного воздуха. Среднегодовую темпера-туру наружного воздуха принимаем для г. Барнаул равной 1,5°С, [3].

Толщину теплоизоляционного слоя ограждения рассчитываем для всех камер.

Чем больше значение коэффициента теплопередачи ограждения, тем больше теплоты будет проникать в охлаждаемый объем холодильника. Это приводит к необходимости в более мощной а, следовательно, и более дорогой холодильной установке. Уменьшить теплоприток можно путем уменьшения значения , что достигается применением более эффективной теплоизоляции или увеличением ее толщины.

2.2.1 Наружные стены

Таблица 2.1 - Состав внутренней стеновой панели

	№	Наименование и материал слоя	Толщина д, м	Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м*К)
	1	Штукатурка сложным раствором по метали- ческой сетке	0,020	0,98	0,108
	2	Теплоизоляция из пенопласта полистирольного ПСБ-С	Требуется определить	0,05
	3	Пароизоляция (2 слоя гидроизола на битумной мастике)	0,004	0,30
	4	Наружный слой из тяжелого бетона	0,140	1,86

В качестве расчетной конструкции наружных стен принимаем конструкцию стен в камерах хранения замороженных грузов = -25°С. Требуемый коэффициент теплопередачи покрытия =0,23 Вт/(м2·К) [3],

Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:

(2.18)

где - коэффициент теплопроводности изоляционного слоя конструкции, Вт/(м2*К);

- требуемый коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);

- коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения, Вт/(м2·К);

- толщина i-го слоя конструкции ограждения, м;

- коэффициент теплопроводности i-го слоя конструкции ограждения, Вт/(м2·К);

- коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения, Вт/(м2·К).

Принимаем толщину изоляционного слоя 225 мм (два слоя по 100мм и 25мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой определяем действительное значение коэффициента теплопередачи Вт/(м2·К) по формуле (2.19) [3]:

(2.19)

2.2.2 Покрытие охлаждаемых камер

Таблица 2.2 - Состав покрытия охлаждаемых помещений

	№	Наименование и материал слоя	Толщина д, м	Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м·К)
	1	5 слоев гидроизола на битумной мастике	0,012	0,3	0,079
	2	Стяжка из бетона по металлической сетке	0,040	1,86
	3	Пароизоляция (слой пергамина)	0,001	0,15
	4	Теплоизоляция из пенопласта полистирольного ПСБ-С	Требуется определить	0,05
	5	Железобетонная плита покрытия	0,035	2,04



В качестве расчетной конструкции принимаем конструкцию покрытия в камерах хранения замороженных грузов = -25°С и универсальных камерах, занимающих почти всю площадь холодильника. Требуемый коэффициент теплопередачи покрытия =0,22 Вт/(м2·К), [3]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем =7 Вт/(м2·К), =23 Вт/(м2·К), [3].

Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:

Принимаем толщину изоляционного слоя 225 мм (два слоя по 100мм и 25мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой определяем действительное значение коэффициента теплопередачи Вт/(м2·К) по формуле (2.19) [3]

2.2.3 Полы охлаждаемых камер

Теплоизоляцию полов всех камер принимаем одинаковой. Состав пола показан в таблице 2.3. В качестве расчетной конструкции принимаем конструкцию пола в камерах хранения мороженых продуктов = -25°С.



Таблица 2.3 - Состав пола охлаждаемых помещений

	№	Наименование и материал слоя	Толщина д, м	Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м·К)
	1	Монолитное бе- тонное покрытие из тяжелого бетона	0,040	1,86	2,43
	2	Армобетонная стяжка	0,080	1,86
	3	Пароизоляция (1 слой пергамина)	0,001	0,15
	4	Плитная тепло изоляция	Требуется определить	0,05
	5	Цементно-песчаный раствор	0,025	0,98
	6	Уплотненный песок	1,5	0,58
	7	Бетонная подготовка с электро-нагревателями	--	--

Требуемую толщину изоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:

Принимаем толщину изоляционного слоя 125 мм (один слой 100мм и один 25мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой то определяем действительное значение коэффициента теплопередачи , Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3]:

Вт/(м2·К)



2.2.4 Внутренние стены

Принимаем, что стены между охлаждаемыми помещениями и грузовым коридором выполнены из керамзитобетонных панелей 240 мм с теплоизоляцией из плит пенопласта полистирольного марки ПСБ-С. Состав внутренней стены показан в таблице 2.4.

Таблица 2.4 - Состав внутренней стеновой панели

	№ слоя	Наименование и материал слоя	Толщина д, м	Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м·К)
	1	Панель из керамзито-бетона (с = 1100кг/м3)	0,240	0,47	0,543
	2	Пароизоляция (2 слоя гидроизола на битумной мастике)	0,004	0,30
	3	Теплоизоляция из пенопласта полистирольного ПСБ-С	Требуется определить	0,05
	4	Штукатурка сложным раствором по метали- ческой сетке	0,020	0,98

Требуемый коэффициент теплопередачи внутренних стен

=0,28 Вт/(м2 ·К), [3]

Требуемую толщину изоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:

Принимаем толщину изоляционного слоя 150 мм (один слой 100мм и один 50мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой то определяем действительное значение коэффициента теплопередачи

, Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3] :

Вт/(м2 ·К)

2.2.5 Внутренние перегородки

Принимаем, что все внутренние перегородки между камерами выполнены железобетонными толщиной 80 мм с теплоизоляционными плитами из пенопласта полистирольного марки ПСБ - С. Состав стены показан в таблице 2.5. Толщину теплоизоляционного слоя принимаем в зависимости от температур в камерах разделяемых перегородкой.

Таблица 2.5 - Состав внутренней перегородки

	№ слоя	Наименование и материал слоя	Толщина д, м	Коэффициент теплопроводности л, Вт/(м·К)
	1	Наружный слой из тяжелого бетона	0,080	1,86	0,076
	2	Пароизоляция (2 слоя гидроизола на битумной мастике)	0,004	0,30
	3	Теплоизоляция из пенопласта полистирольного ПСБ-С	Требуется определить	0,05
	4	Штукатурка сложным раствором по металлической сетке	0,020	0,98

Для перегородок между камерами с одинаковой температурой, например между камерами хранения замороженных грузов, =0,58 Вт/(м2·К) [3].

Требуемую толщину изоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3] :

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 75 мм.

Действительный коэффициент теплопередачи Вт/(м2·К).

Для перегородок между морозильными камерами и камерами хранения замороженных грузов , =0,5 Вт/(м2 К) [3].

Требуемую толщину изоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3] :

Принимаем толщину изоляционного слоя 100 мм (один слой 100мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой то определяем действительное значение коэффициента теплопередачи

, Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3]:

Для перегородки между камерой хранения замороженных грузов и экспедицией С , =0,29 Вт/(м2 ·К) [3].

Требуемую толщину изоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:

Принимаем толщину изоляционного слоя 150 мм (один слой 100мм и один 50 мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой и разность температур в смежных камерах больше 100 С, необходимо провести проверку на выпадение конденсата на поверхности перегородки в камере с более высокой температурой.

Чтобы не происходило влаговыпадения, температура поверхности перегородки в этой камере должна быть выше температуры точки росы внутреннего воздуха.

По диаграмме i-d влажность воздуха устанавливаем, что при С и % [3].

Температуру поверхности определяем по формуле (2.20) [3]:

, (2.20)

Так как температура внутренней поверхности перегородки выше температуры точки росы ,выпадение конденсата не произойдет. Следовательно, толщина теплоизоляционного слоя принята правильно. Определяем действительное значение коэффициента теплопередачи , Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3]:

Результаты расчетов толщины теплоизоляции и коэффициентов теплопередачи ограждаемых конструкций определяем по формулам 2.18, 2.19 и сводим в таблицу 2.6.



Таблица 2.6 - Результаты расчетов толщины теплоизоляции и коэффициентов теплопередачи ограждаемых конструкций

№ камеры	T камеры, оС	, Вт/м К	Ктр, Вт/м2.К	, Вт/м2.К	Вт/м2.К	Кд, Вт/м2.К	, м2.К/Вт	,мм
1,2,3,4,5,6, 7,8	0	0,05	0,4	23	9	0,36	0,108	125
12	-30	0,05	0,19	23	11	0,19	0,108	250
9,10,11,13	-20	0,05	0,21	23	9	0,21	0,108	225
1,2,3,4,5,6,7,8	0	0,05	0,47	9	9	0,44	0,543	75
9,10,11,12	-20	0,05	0,28	9	9	0,26	0,543	150
1,2,3,4,5,6,7,8	0/0	0,05	0,58	9	9	0,5	0,175	75
13,11,12	-30/-20	0,05	0,5	11	9	0,441	0,076	100
9,10,11,12	-20/-20	0,05	0,58	9	9	0,51	0,148	75
9,10,11,13	-20	0,05	0,21	-	7	0,18	2,429	150
1,2,3,4,5,6,7,8	0	0,05	Изоляция пола высокоэффективным материалом не требуется.
13	-30	0,05	0,21	-	9	0,18	2,429	150
9,10,11,12	-20	0,05	0,2	23	7	0,19	0,079	250
13	-30	0,05	0,17	23	11	0,16	0,079	300
1,2,3,4,5,6,7,8	0	0,05	0,29	23	9	0,267	0,079	175

где 1,2,3,4,5,6,7,8 - камера хранения охлажденной продукции;

9,10,11 - камера хранения мороженой продукции;

12 - камера подготовки к заморозке;

13 - камера заморозки продукции.

2.3 Определение теплопритоков

2.3.1 Расчет теплопритоков через ограждающие конструкции

Теплопритоки через ограждающие конструкции определяют по формуле (2.21) [3]:

(2.21)



где - теплоприток через ограждающие конструкции, кВт;

- теплоприток от солнечной радиации, кВт.

При определении теплопритоков через внутренние ограждения может оказаться, что часть теплопритоков имеет отрицательный знак, то есть теплота из рассчитываемой камеры уходит в соседнюю камеру с более низкой температурой. Такие теплопритоки не учитывают.

Теплоприток через стены, перегородки, перекрытия или покрытия , кВт рассчитаем по формуле (2.21) [3]:

(2.21)

где - расчетная площадь поверхностей ограждения, м2;

- расчетная разность температур между температурой воздуха с наружной стороны ограждения и температурой воздуха внутри охлаждаемого помещения (температурный напор), °С рассчитывается по формуле (2.22) [3]:

(2.22)

При расчете теплопритоков через внутренние ограждения, выход в неохлаждаемые помещения (коридоры, вестибюли, тамбуры) температурный напор принимают как часть расчетной разности температур для наружных стен [3]:

если эти помещения сообщаются с наружным воздухом

(2.23)

если не сообщаются с наружным воздухом 

(2.24)

Теплоприток через пол, расположенный на грунте и имеющий обогревающие устройства (кВт), рассчитываем по формуле (2.25) [3] :

(2.25)

где - действительный коэффициент теплопередачи конструкции пола, ;

- средняя температура поверхности устройства для обогрева грунта (при электрообогреве грунта принимают )

Теплоприток от солнечной радиации через наружные стены и покрытия холодильников (в кВт) рассчитываем по формуле (2.26) [3]:

(2.26)

где - площадь поверхности ограждения, облучаемой солнцем, м2;

- избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время (принимаем по таблице 9.1 [3]) ,.

Количество теплоты от солнечной радиации зависит от зоны расположения холодильника (географической широты), характера поверхности и ориентации ее по сторонам горизонта.

Для плоской кровли избыточная разность температур зависит только от тона окраски и не зависит от ориентации и широты. Для плоских кровель без окраски (темных) избыточную разность температур принимают равной 17,7°С, с раскраской светлых тонов 14,9°С [31].

Размеры ограждений в плане и площадь камер принимаем по осям колонн, высоту стен на 1,2 м выше отметки низа строительной балки (то есть 7,2 м). Площадь дверного проема в камерах принимаем равной 6 м2. Значения коэффициентов теплопередачи ограждающих конструкций рассчитаны ранее (см. таблицу 2.6). Для определения теплопритоков от солнечной радиации через стены, принимаем ориентацию здания холодильника железнодорожной платформой на север. Принимаем также, что кровля темная (то есть ).

Расчет теплопритоков выполняем для летнего периода, для города Барнаул расчетная летняя температура tл = +33оС [3].

Для камеры №1 (универсальная): для наружной стены: Q1t=0,7•0,19•252•54•10-3=2.58кВт; стена смежная с коридором: Q1t=0,7•0,19•77•37,8•10-3=0,55 кВт; стена смежная с подсобным помещением: Q1t=0,7•0,19•84•37,8•10-3=0,60 кВт; покрытие: Q1t=0,7•0,20•432•54•10-3=4,66 кВт пол: Q1t=0,20•432•21•10-3=1,81 кВт

Результаты расчетов теплопритоков через ограждающие конструкции заносим в таблицу 2.7.

2.3.2 Теплопритоки от грузов при холодильной обработке

В теплое время года в камерах №1 и №2 хранятся яйца в картонных коробках, в камерах №3 и №4 ? творог в картонных коробках. В холодное время года в этих камерах хранится говядина и птица. В камерах № 6,7,8 хранится птица в деревянных ящиках, в камерах № 9,10 ? субпродукты мясные в деревянных ящиках, в камерах № 11,12,13,14 ? говядина в контейнерах, в камере № 15 ? мороженое в картонных коробках, в камере № 16 хранятся дефектные грузы, в камере № 17 ? сливочное масло в картонных коробках, в камерах №№ 18,21,22 хранится свинина в блоках. Камеры №19,20 ? камеры замораживания говядины в металлических поддонах.

При холодильной обработке продуктов (охлаждении, замораживании и домораживании) каждый килограмм продукта выделяет теплоту в количестве . Кроме того, если происходит холодильная обработка продуктов в таре, то необходимо добавить теплоту, выделяющуюся при ее охлаждении.

Теплоприток ,кВт, при охлаждении и домораживании продуктов в камерах хранения, рассчитываем по формуле (2.27) [3]:

(2.27)

где -суточное поступление продуктов, т/сут;

- разность удельных энтальпий продуктов, соответствующих начальной и конечной температурам продукта (в кДж/кг).

Суточное поступление продуктов ,т/сут, рассчитываем по формуле (2.28) [3]:

(2.28)

где - доля суточного поступления продуктов в камеры

- площадь камеры , м2 ;

- грузовая высота камеры, м;

- коэффициент использования строительной площади камеры;

- норма нагрузки на 1 м3 грузового объема камеры грузового объема камеры, т/м3.

При этом предполагают, что продукты поступают в камеру равномерно в течение суток, и за 24 ч успевает охладиться до температуры в камере.

Теплоприток от продуктов ,кВт, при холодильной обработке в камерах охлаждения и замораживания периодического действия определяют по формуле (2.29) [3]:

, (2.29)

где 1,3 - коэффициент, учитывающий неравномерность тепловой нагрузки;

- продолжительность холодильной обработки, ч/сут.

Теплоприток от тары ,кВт, действия определяют по формуле (2.30) [3]:

(2.30)

где - суточное поступление тары, принимаемое пропорционально су- точному поступлению продукта, т/сут;

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

- начальная и конечная температуры тары соответственно (принимаются равными начальной и конечной температурам продукта), °С.

Удельную теплоемкость тары (в кДж/(кг·К)) принимают в зависимости от ее материала: для деревянной и картонной тары , металлической кДж/(кг·К), а стеклянной кДж/(кг·К) [3].

Суммарный теплоприток от грузов и тары при холодильной обработке, рассчитаем по формуле (2.31):

(2.31) 

Для камеры №1:

Q2пр=40,02•20,6•103/24/3600=9,54 кВт

Q2т=4,0•2,3•5•103/24/3600=0,53 кВт

Результаты расчетов теплопритоков от грузов заносим в таблицу 2.8.

2.3.3 Теплопритоки при эксплуатации камер

Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, пребывания в них людей, работы электродвигателей и открывания дверей. Теплопритоки определяют от каждого источника тепловыделений отдельно.

Теплоприток от освещения ,кВт, рассчитывают по формуле (2.32) [3]:

(2.32)

где - теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на 1 м2 площади пола, ;

- площадь камеры, м2.

С учетом коэффициента одновременности включения можно принимать для складских помещений (камер хранения) ,для камер холодильной обработки, экспедиций, загрузочно-разгрузочной [3].

Теплоприток от пребывания людей ,кВт, рассчитывают по формуле (2.33) [3] :

(2.33)

где 0,35 - тепловыделение одного человека при тяжелой физической работе, кВт;

- число людей, работающих в данном помещении.

Число людей, работающих в помещении, принимают в зависимости от площади камеры: при площади камеры до 200 м2 - 2 ч 3 человека; при площади камеры больше 200 м 3 ч 4 человека [3].

Теплоприток от работающих электродвигателей ,кВт, при расположении электродвигателей в охлаждаемом помещении определяют по формуле(2.34) [3]:

(2.34)

где - суммарная мощность электродвигателей, кВт.

В предварительных расчетах мощность устанавливаемых электродвигателей можно ориентировочно принимать по данным приведенным ниже

камеры хранения 2 - 4

камеры охлаждения и универсальные 3 - 8

камеры замораживания 8 - 16

Чем больше, камера, тем больше мощность у электродвигателей.

Теплоприток при открывании дверей ,кВт, определяют по формуле (2.35):

(2.35)

где - удельный приток теплоты от открывания дверей, [3].

- площадь камеры, м2.

Эксплуатационные теплопритоки определяются, как сумма теплопритоков ,кВт, отдельных видов определяют по формуле (2.36) [3]:

(2.36)

Результаты расчетов теплопритоков при эксплуатации заносим в таблицу 2.9.

Получаемые значения Q1об, Q2об, Q4об, заносим в сводную таблицу 2.10 теплопритоков и суммируем по температурам кипения.

Для камеры №1:

q1=7•0.6•432•10-3=1,81 кВт q2=0,35•4=1,4 кВт q4=8•432•10-3=3,456 кВт Q4=1,81+1,4+4+3,456=10,67 кВт

Таблица 2.7 - Результаты расчетов теплопритоков через конструкции

Ограждение	Кд, Вт/(м2·К)	F, м2	tн, 0С	И, 0С	Q1Т, кВт	?tс, 0С	Q1с, кВт	Qоб
Камера №1 универсальная ( 0С)
Наружная стена северная	0,19	168,42	29			?	?
Наружная стена восточная	0,19	68,7	29			5,1	0,06
Внутренняя стена в коридор	0,18	68,7	?			?	?
Покрытие	0,2	382,5	29			17,7	1,35
Пол	0,18	382,5	1			?	?
Итого при 0С Q1 = 5,23 0C Q1 =10,2 Камеры №2,3 универсальная ( 0С)
Наружная стена восточная	0,19	66	29			5,1	0,06
Внутренняя стена в коридор	0,18	66	?			?	?
Покрытие	0,2	362,4	29			17,7	1,28
Пол	0,18	362,4	1			?	?
Итого при 0С Q1 = 4,69 0C Q1 =8,07 Камеры №4 универсальная ( 0С)
Наружная стена восточная	0,19	66	29			5,1	0,06
Внутренняя стена в коридор	0,18	66	?			?	?
Покрытие	0,2	362,4	29			17,7	1,28
Пол	0,18	362,4	1			?	?
Стена смежная с экспедицией	0,29	166,1	0	25	1,2	?	?
Итого при 0С Q1 = 4,105 0C Q1 =9,27
Камера №5 экспедиция (0С)
Наружная стена восточная	0,19	67,65	29	29	0,37	5,1	0,065	0,435
Наружная стена южная	0,19	168,42	29	29	0,92	?	?	0,92
Внутренняя стена в коридор	0,18	67,65	?	20,3	0,24	?	?	0,24
Покрытие	0,2	376,6	29	29	2,18	17,7	1,33	3,51
Пол	0,47 0,23 0,12 0,07	40,3 16,9 7,9 10,84	29	29	0,28	?	?	0,28
Итого Q1 = 5,385 Камеры №6,11 хранения замороженных грузов (0С)
Наружная стена северная	0,19	134,2	29	54	1,37	?	?	1,37
Внутренняя стена в коридор	0,18	68,7	?	37,8	0,46	?	?	0,46
Покрытие	0,2	304,75	29	54	3,3	17,7	1,08	4,38
Пол	0,18	304,75	1	26	1,43	?	?	1,43
Итого Q1 = 7,64 Камеры №7-9,12-14,18,21 хранения замороженных грузов (0С)
Внутренняя стена в коридор	0,18	66	?	37,8	0,45	?	?	0,45
Покрытие	0,2	290,4	29	54	3,13	17,7	1,02	4,15
Пол	0,18	290,4	1	26	1,36	?	?	1,36
Наружная стена северная	0,19	134,2	29	54	1,37	?	?	1,37
Итого Q1 = 5,96 Камеры №10,15,22 хранения замороженных грузов (0С)
Внутренняя стена в коридор	0,18	67,65		37,8	0,46	?	?	0,46
Покрытие	0,2	300,12	29	54	3,24	17,7	1,06	4,3
Пол	0,18	300,12	1	26	1,4	?	?	1,4
Итого Q1 = 7,53
Камеры №16,17 хранения замороженных грузов (0С)
Наружная стена северная	0,19	66,72	29	54	0,68	?	?	0,22
Внутренняя стена в коридор	0,18	68,7	?	37,8	0,46	?	?	0,07
Покрытие	0,2	151,5	29	54	1,63	17,7	0,4	1,71
Пол	0,18	151,5	1	26	0,7	?	?	0,62
Итого Q1 = 4 Камеры №19,20 морозильные 0С
Стена смежная с камерой хранения замороженных грузов	0,43	100,54	-25	5	0,22	?	?	0,22
Стена смежная с загрузочно-разгрузочной камерой	0,43	33,44	-25	5	0,07	17,7	0,4	0,07
Покрытие	0,2	111,4	29	59	1,31	?	?	1,71
Пол	0,18	111,4	1	31	0,62	?	?	0,62
Итого Q1 = 2,62 Камера №23 загрузочно-разгрузочная (0С)
Внутренняя стена в коридор	0,18	66	?	37,8	0,45	?	?	0,45
Покрытие	0,2	71,04	29	54	0,76	17,7	0,25	1,01
Пол	0,18	71,04	1	26	0,33	?	?	0,33
Итого Q1 = 1,79



Таблица 2.8 - Результаты расчетов теплопритоков от грузов

№ Камеры	Fк,м2	tв, 0С	Vгр, м2	gv, т/м3 gF,т/м2	Bк, т	Суточное поступление грузов
						брутто	нетто	тара
1	382,5		1683
2	362,4		1594,5
3	362,4		1594,5
4	362,4		1594,5
6	304,7	? 25	1340,9	0,38	510	30,57	3	27,57
7	290,4	? 25	1277,7	0,38	485,5	29,13	2,9	26,23
8	290,4	? 25	1277,7	0,38	485,5	29,13	2,9	26,23
9	290,4	? 25	1277,7	0,3	383	22,99	2,3	20,69
10	300,1	? 25	1320,5	0,3	396	23,76	2,3	21,46
11	304,7	? 25	1340,9	0,3	402	24,13	2,4	21,73
12	290,4	? 25	1277,7	0,3	383	23	2,3	21,7
13	290,4	? 25	1277,7	0,3	383	23	2,3	21,7
14	290,4	? 25	1277,7	0,3	383	23	2,3	21,7
15	300,1	? 25	1320,5	0,8	1056	63,38	6,3	57,08
16	151,5	? 25	666,6	0,3	200	16	1,6	14,4
17	151,5	? 25	666,6	0,8	533	42,66	4,2	38,46
18	290,4	? 25	1277,7	0,45	575	34,5	?	?
19	111,4	? 30	490	0,3	33,42	21	2,1	18,9
20	111,4	? 30	490	0,3	33,42	21	2,1	18,9
21	290,4	? 25	1277,7	0,45	575	34,5	?	?
22	300,1	? 25	1320,5	0,45	594	35,7	?	?
1
2
3
4
6	-15	-25	13	0	4,14	0,43	4,57
7	-15	-25	13	0	3,94	0,42	4,36
8	-15	-25	13	0	3,94	0,42	4,36
9	-8	-25	43,1	0	10,32	0,8	11,22
10	-8	-25	43,1	0	10,7	0,8	11,5
11	-8	-25	39,4	0	9,9	0,16	10,06
12	-8	-25	39,4	0	9,44	0,16	9,6
13	-8	-25	39,4	0	9,44	0,16	9,6
14	-8	-25	39,4	0	9,44	0,16	9,6
15	-18	-25	7,1	0	4,7	0,85	5,55
16	-8	-25	39,4	0	6,5	0,11	6,61
17	-8	-25	29,3	0	11,35	0,8	12,15
18	-8	-25	34,8	0	13,9	?	13,9
19	4	-8	24,6	39,4	70,5	0,14	70,64
20	4	-8	24,6	39,4	70,5	0,14	70,64
21	-8	-25	29,3	0	11,35	0,8	12,15
22	-8	-25	34,8	0	14,36	?	14,36

Таблица 2.9 - Результаты расчетов теплопритоков при эксплуатации.

№ камеры	Fк, м2	A, Вт/м2	q1, кВт	n, чел.	q2, кВт	q3, кВт	K, Вт/м2	q4, кВт	Q4об, кВт
1	382,5	2,3	0,88	4	1,4
2	362,4	2,3	0,83	4	1,4
3	362,4	2,3	0,83	4	1,4
4	362,4	2,3	0,83	4	1,4
5	376,6	4,7	1,77	4	1,4	3	20	7,5	13,67
6	304,7	2,3	0,7	4	1,4	3	8	2,43	7,53
7	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
8	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
9	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
10	300,1	2,3	0,7	4	1,4	3	8	2,4	7,5
11	304,7	2,3	0,7	4	1,4	3	8	2,43	7,53
12	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
13	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
14	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
15	300,1	2,3	0,7	4	1,4	3	8	2,4	7,5
16	151,5	2,3	0,34	3	1,05	3	12	1,82	6,66
17	151,5	2,3	0,34	3	1,05	3	12	1,82	6,66
18	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
19	111,4	4,7	0,52	2	0,7	10	15	1,67	12,89
20	111,4	4,7	0,52	2	0,7	10	15	1,67	12,89
21	290,4	2,3	0,67	4	1,4	3	8	2,3	7,37
22	300,1	2,3	0,7	4	1,4	3	8	2,4	7,5
23	71,04	4,7	0,33	2	0,7	3	38	2,7	6,73

Таблица 2.10 - Суммарные значения Q1об, Q2об, Q4об

№ Камеры	Назначение	Площадь камеры Fк, м2	Температура, 0С	Нагрузка на камерное оборудование
			tв	t0	Q1об	Q2об	Q4об	?Qоб
1	универсальная	382,5	0/ -25	-10/ -35
2	универсальная	362,4	0/ -25	-10/ -35
3	универсальная	362,4	0/ -25	-10/ -35
4	универсальная	362,4	0/ -25	-10/ -35
5	экспедиция	376,6	0	-10	5,38	?	13,67	19,05	0,050
Итого при t0 = -10 0C 24,09 51,57 40,23 t0 = -35 0C 35,61 61,78 54,61
6	Камера хранения замороженной птицы в ящиках	304,7	-25	-35	7,64	4,57	7,53	19,74	0,064
7	Камера хранения замороженной птицы в ящиках	290,4	-25	-35	5,96	4,36	7,37	17,69	0,061
8	Камера хранения замороженной птицы в ящиках	290,4	-25	-35	5,96	4,36	7,37	17,69	0,061
9	Камера хранения субпродуктов в ящиках	290,4	-25	-35	5,96	11,22	7,37	24,55	0,084
10	Камера хранения субпродуктов в ящиках	300,1	-25	-35	7,53	11,5	7,5	26,53	0,088
11	Камера хранения говядины в контейнерах	304,7	-25	-35	7,64	10,06	7,53	25,23	0,083
12	Камера хранения говядины в контейнерах	290,4	-25	-35	5,96	9,6	7,37	22,93	0,079
13	Камера хранения говядины в контейнерах	290,4	-25	-35	5,96	9,6	7,37	22,93	0,079
14	Камера хранения говядины в контейнерах	290,4	-25	-35	5,96	9,6	7,37	22,93	0,079
15	Камера хранения сливочного мороженого	300,1	-25	-35	7,53	5,5	7,5	20,53	0,068
16	Камера хранения дефектных грузов	151,1	-25	-35	4	6,61	6,66	17,27	0,114
17	Камера хранения фасованного масла	151,1	-25	-35	4	12,15	6,66	22,81	0,15
18	Камера хранения свинины в блоках	290,4	-25	-35	5,96	13,9	7,37	27,23	0,094
21	Камера хранения свинины в блоках	290,4	-25	-35	5,96	12,15	7,37	25,48	0,088
22	Камера хранения свинины в блоках	300,1	-25	-35	7,53	14,36	7,5	29,39	0,098
23	Загрузочно-разгрузочная камера	71,04	-25	-35	1,79	?	6,73	8,52	0,12
Итого при t0 = -35 0C 95,34 139,54 116,57
19	морозильная	111,4	-30	-40	2,62	70,64	12,89	86,15	0,77
20	морозильная	111,4	-30	-40	2,62	70,64	12,89	86,15	0,77
Итого при t0 = -40 0C 5,64 141,28 25,78

2.4 Расчёт и подбор оборудования холодильной установки

2.4.1 Определение режимов работы холодильной установки

Расчетный режим холодильной установки характеризуется: температурой кипения t0, конденсации tк, всасывания tвс и температурой переохлаждения жидкого хладагента tп перед регулирующим вентилем.

Температура кипения в установках с непосредственным охлаждением принимается на 10 оС ниже чем температура воздуха в камерах, следовательно: t01 = -10 оС , t02 = -35 оС , t03 = -40 оС .

QO3(-40)=172,3 кВт t03=-40 С,

QO2(-35)=521,14 кВт t02=-35 С,

QO1(-10)=122,07 кВт t01=-10 С.

Принимаем компаундную схему с последовательным дросселированием и последовательным сжатием. Оборотное водоснабжение и вертикальные кожухотрубные конденсаторы.

Так как в установке используется вертикальный кожухотрубный конденсатор, то температуру конденсации принимаем в зависимости от температуры наружного воздуха по температуре мокрого термометра. Температура конденсации для установок с водяным охлаждением конденсатора принимают на () градуса выше температуры воды уходящей от конденсатора.

Температуру перегрева воды tw1, 0С, входящей в конденсатор после градирни определяется по формуле (2.40) [4]:

, (2.40)

где tw1 -температура воды, выходящей из градирни;

tґ -температура воздуха по смоченному термометру, определяют по I-d диаграмме влажного воздуха, для г.Барнаул tґ = 23,5 0С;

?tw - подохлаждение воды в градирне, принимаем ?tw = ;

з - коэффициент эффективности градирни, принимаем з= 0,8.

Температуру воды на выходе из конденсатора tw2 , , определяем по формуле (2.41) [4]:

tw2=tw1 + ?tw (2.41)

tw2 = 24,75 + 5 = 29,75

Температуру конденсации tk, , определяем по формуле (2.42) [11]:

tk=tw2+(2ч4), (2.42)

tk = 29,75 + 4 = 33,75

Летняя температура воздуха +29 при влажности 57%, по мокрому термометру [3].

2.4.2 Подбор компрессоров

Цикл холодильной установки с последовательным сжатием и последовательным дросселированием хладагента, представлен на рисунке 2.2

Рисунок 2.2 Цикл холодильной установки.

Значения параметров в узловых точках цикла сведены в таблицу 2.11

Таблица 2.11 - Значения параметров в узловых точках цикла

№ точки	t , oC	Р ,МПа	i , кДж/кг	v ,м3/кг
1	-30	0,074	1650	1,5
1?	-40	0,074	1625	1,5
2	-25	0,098	1680	1,3
3	-25	0,098	1660	1,22
3?	-35	0,098	1630	1,19
4	45	0,29	1805	0,54
5	0	0,29	1695	0,44
5?	-10	0,29	1670	0,43
6	104	1,3	1906	0,13
6?	34	1,3	590	-
7	-10	0,29	590	-
5?	-10	0,29	375	-
8	-35	0,098	375	-
3?	-35	0,098	265	-
9	-40	0,074	265	-
1?	-40	0,074	240	-

Массовый расход циркулирующего хладагента М, кг/с, который надо отводить от циркуляционных ресиверов, определяем по формулам (2.43), (2.44), (2.45)[4]:

, (2.43)

М-40=172,3/(1625-265)=0,129

, (2.44)

М-35=(521,14+0,13(1680-265))/(1630-375)=0,56кг/с

, (2.45)

М-10=(122,07+0,56(1805-375))/(1670-590)=0,85кг/с

Для определения требуемой объемной производительности компрессоров находим [3] коэффициент подачи компрессоров

Рo1 / Ро3 = 0,098 / 0,074 = 1,32 отсюда = 0,87

Рo1 / Ро2 = 0,29 / 0,098 = 2,96 отсюда = 0,81

Рк / Рo1 = 1,3 / 0,29 = 4,48 отсюда Размещено на http://www.allbest.ru/

= 0,75

Требуемую объемную производительность компрессоров Vт , м3/с , определяем по формуле (2.46) [4]:

Vт =М ·v/, (2.46)

Vт(-40)=0,13·1,55 / 0,87=0,23 м3/с,

Vт(-35) =0,56·1,22 / 0,81=0,7 м3/с,

Vт(-10)=0,85·0,44 / 0,75=0,485 м3/с

По таблице 8.6 [4] подбираем необходимое количество компрессоров.

Принимаем на t0= -40 оС винтовой компрессорный агрегат марки

26 А 410-7-7 с Vкм = 0,245 м3/с. Один в резерв.

Принимаем на t0 = -35 оС винтовой компрессорный агрегат марки

21 АН 600-7-7 с Vкм = 0,98 м3/с. Один в резерв.

Принимаем на t0 = -10 оС винтовой компрессорный агрегат марки

21 А 800-7-3 с Vкм = 0,503 м3/с. Один в резерв.

Таблица 2.12 - Технические характеристики винтовых компрессорных агрегатов

Модель	Описываемый объем,	Холодопроизводительность , кВт и потребляемая мощность , кВт	Габаритные Размеры (LЧBЧH),м	Масса, кг
26 А410-7-7	1725	410	160	2,8Ч1,1Ч2,1	2580
21 АН 600-7-7	2120	620,5	200	4,2Ч1,4Ч3,3	6000
21 А800-7-3	2580	830	400	4,2Ч1,2Ч3,0	6000



Действительный массовый расход Мкм , кг/с , определяем по формуле (2.47) [3]:

Мкм =·Vкм /v , (2.47)

Мкм(-40) = 0,87·0,245 / 1,55 = 0,137 кг/с,

Мкм(-35) = 0,81·0,98 / 1,22 = 0,65 кг/с,

Мкм(-10) = 0,75·0,503 / 0,44 = 0,85 кг/с

Суммарную теоретическую мощность Nт , кВт , определяем по формуле (2.48) [3]:

Nт = Мкм·Lт , (2.48)

где Lт - работа цикла , кДж/кг.

Nт(-40) = 0,137·(1680-1650) = 4,11 кВт,

Nт(-35) = 0,65·(1805-1660) = 94,25 кВт,

Nт(-10) = 0,85·(1906-1695) = 179,35 кВт

Индикаторную мощность компрессоров Ni , кВт , определяем по формуле (2.49) [3]:

Ni = Nт / , (2.49)

где - индикаторный КПД.

Ni(-40) = 4,11 / 0,85 = 4,83 кВт,

Ni(-35) = 94,25 / 0,85 = 110,88 кВт,

Ni(-10) = 179,35 / 0,85 = 211 кВт

Электрическую мощность, потребляемая из сети, Nэ , кВт , определяем по формуле (2.50) [3]



Nэ = Ni / , (2.50)

где - механический КПД.

Nэ(-40) =4,83 / 0,855 = 5,65 кВт,

Nэ(-35) =110,88 / 0,855 = 129,68 кВт,

Nэ(-10) =211 / 0,855 = 246,78 кВт

Действительную тепловую нагрузку на конденсатор УQК, кВт, определяем по формуле (2.51) [3]

QК = Мкм(-10) · ( i6 - i6? ), (2.51)

QК = 0,85 · (1906-590) = 1118,6 кВт

2.4.3 Подбор конденсатора

Подбор конденсаторов ведём по площади теплопередающей поверхности. Для определения этой площади зададимся коэффициентом теплопередачи K = 0,8 кВт/(м2К) и рассчитаем среднею логарифмическую разность температур И, 0С по формуле (2.52) [4]:

, (2.52)

Требуемую площадь теплообмена F , м2 , определяем по формуле (2.53) [4]:

(2.53)

где QК - тепловая нагрузка на конденсатор.

м2

По таблице 8.9 [4] подбираем два вертикальных конденсатора марки AKS_125 общей площадью F = 125 м2.

Технические характеристики вертикальных кожухотрубных конденсаторов марки AKS_125 приведены в таблице 2.13

Таблица 2.13 Технические характеристики горизонтальных конденсаторов марки AKS_125

Конденсатор	Площадь поверхности, м	Габаритные размеры, мм
		Диаметр	Ширина	Высота
AKS_125	125	1000	1295	5600

2.4.4 Подбор камерных приборов охлаждения

Для камер, в которые продукт поступает упакованным, принимаем воздухоохладители, а для камер, в которые поступают не упакованные продукты, подбираем пристенные и потолочные батареи.

Для воздухоохладителей площадь теплопередающих поверхностей F, м2, определяем по формуле (2.54) [4]:

(2.54)

где - нагрузка на камерное оборудование, кВт;

- коэффициент теплопередачи воздухоохладителей ;

- средний температурный напор между циркулирующим воздухом и кипящим хладагентом, , принимается 7 - 10.

Для воздухоохладителей = 8.

Пристенные и потолочные батареи рассчитываются по формулам (2.55) и (2.56) соответственно:

Qб.ст=k·Fб·И , кВт (2.55)

Fб.пот.=Qб.пот./(k·И), м2 (2.56)

Расчет начинаем с пристенных батарей, тепловая нагрузка на которые составляет до 30% суммарного теплопоступления в камеру. Принимаем, что батарея размещается в верхней части наружных стен камеры, с учетом необходимых отступов от строительных конструкций.

Камера № 1 (универсальная)

= 40,07 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем 5 воздухоохладителей марки INRA404A60 c площадью теплообменника F = 92,1 м2 и объёмом труб

Камеры №№ 2,3 (универсальные)

= 36,91 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем 5 воздухоохладителей марки INBA404C10 c площадью теплообменника F = 83 м2 и объёмом труб

Камера № 4 (универсальная)

= 38,11 кВт , = 11,4 Вт/(м2·к)

м2

Выбираем 5 воздухоохладителей марки INRA403B60 c площадью теплообменника F = 86 м2 и объёмом труб V= 14дм3 =0,014м3.

Камера № 5 (экспедиция) ?Qоб = 12,885 кВт.

Принимаем, что охлаждение осуществляется с помощью пристенных батарей, составленных из стандартных четырехтрубных оребренных секций при шаге ребер 20 мм.

При длине южной наружной стены 29 м и восточной - 12 м можно разместить: на южной стене 6 секций (две СК - 2,75м, три СС - 6м и одну СС - 4,5м) общей длиной 27,9м, а на восточной стене - три секции (две СК - 2,75м и одну СС - 6м) общей длиной 11,4м. Общая площадь теплообмена труб составляет 302 м2.

Теплота, отводимая батареями определяется по формуле (2.55):

Qб.ст.= 4,7·10·302=14,2 кВт

Камера № 6 (хранение замороженной птицы в деревянных ящиках)

= 19,74 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем 4 воздухоохладителя марки INBA402C70 c площадью теплообменника F = 83 м2 и объёмом труб

Камеры №№ 7,8 (хранение замороженной птицы в деревянных ящиках)

= 17,69 кВт , = 11,4 Вт/(м2·к)

м2

Выбираем 4 воздухоохладителя марки INBA403В10 c площадью теплообменника F = 51,6 м2 и объёмом труб V= 14дм3 =0,014м3.

Камера № 9(хранение замороженных субпродуктов в деревянных ящиках)

= 24,55 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем 4 воздухоохладителя марки INBA404В10 c площадью теплообменника F = 69,1 м2 и объёмом труб V= 18дм3 =0,018м3.

Камера № 10 (хранение замороженных субпродуктов в деревянных ящиках)

= 26,53 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем 4 воздухоохладителя марки INBA404А70 c площадью теплообменника F = 77,3 м2 и объёмом труб V= 15дм3 =0,015м3.

Камера № 11 (хранение говядины в контейнерах) ?Qоб = 25,23 кВт.

Принимаем, что охлаждение осуществляется с помощью пристенных батарей, составленных из стандартных шестирехтрубных оребренных секций при шаге ребер 20 мм.

При длине северной наружной стены ~24 м и восточной - 12 м можно разместить: на северной стене 5 секций (две СК - 2,75м, две СС - 6м и одну СС - 4,5м) общей длиной 20,5м, а на восточной стене - три секции (две СК - 2,75м и одну СС - 6м) общей длиной 11,4м. Общая площадь теплообмена труб составляет 384,3 м2.

Теплота, отводимая батареями определяется по формуле (2.55):

Qб.ст.= 3,4·10·384,3=13,1 кВт;

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2

Принимаем 4 батареи четырехтрубные, общей длиной 10м, шагом оребрения 20мм, состоящих из двух секций СК - 2,75м и одной СС - 4,5м, общей площадью 303,6м2.

Камеры №№ 12,13,14 (хранение говядины в контейнерах) ?Qоб = 22,93 кВт.

Пристенные батареи как в камере №11.

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2

Принимаем 4 батареи четырехтрубные, общей длиной 10м, шагом оребрения 30мм, состоящих из двух секций СК - 2,75м и одной СС - 4,5м, общей площадью 210м2.

Камера № 15 (камера хранения сливочного мороженого)

= 20,53 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем 4 воздухоохладителя марки INBA403А70 c площадью теплообменника F = 57,7 м2 и объёмом труб V= 11дм3 =0,011м3

Камера № 16 (камера хранения дефектных грузов) ?Qоб = 17,27 кВт

Принимаем, что охлаждение осуществляется с помощью пристенных батарей, составленных из стандартных шеститрубных оребренных секций при шаге ребер 20 мм.

При длине северной наружной стены 11,4 м и западной - 12 м можно разместить: на северной стене 3 секции (две СК - 2,75м и одну СС - 4,5м) общей длиной 10м, и на западной стене - три секции (две СК - 2,75м и одну СС - 4,5м) общей длиной 10м. Общая площадь теплообмена труб составляет 263 м2.

Теплота, отводимая батареями определяется по формуле (2.55):

Qб.ст.= 3,4·10·263=8,9кВт

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2

Принимаем 2 батареи шеститрубные, общей длиной 8,5м, шагом оребрения 20мм, состоящих из двух секций СК - 2,7м и одной СС - 3м, общей площадью 192м2.

Камера № 17 (хранение фасованного масла) ?Qоб = 22,81 кВт

Принимаем, что охлаждение осуществляется с помощью пристенных батарей смонтированных в два ряда, составленных из стандартных шеститрубных оребренных секций при шаге ребер 20 мм.

При длине северной наружной стены 10,8 м и восточной - 12 м можно разместить: на северной стене три секций (две СК - 2,75м и одну СС - 4,5м) общей длиной 10м, и на восточной стене - три секции (две СК - 2,7м и одну СС - 4,5м) общей длиной 10м. Общая площадь теплообмена труб составляет 490,6 м2.

Теплота, отводимая батареями определяется по формуле (2.55):

Qб.ст.= 3,4·10·490,6=16,68 кВт

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2

Принимаем 2 батареи четырехрубные, общей длиной 10м, шагом оребрения 20мм, состоящих из двух секций СК - 2,75м и одной СС - 6м, общей площадью 152м2.

Камера № 18 (камера хранения свинины в блоках) ?Qоб = 27,23 кВт.

Принимаем, что охлаждение осуществляется с помощью пристенных батарей, составленных из стандартных шеститрубных оребренных секций при шаге ребер 20 мм.

При длине южной стены 24 м и западной - 12 м можно разместить: на южной стене 5 секций (две СК - 2,75м, две СС - 6м и одну СС - 4,5м) общей длиной 22м, а на западной стене - три секции (две СК - 2,7м и одну СС - 4,5м) общей длиной 10м. Общая площадь теплообмена труб составляет 366 м2.

Теплота, отводимая батареями определяется по формуле (2.55):

Qб.ст.= 3,4·10·3366,4=12,46кВт

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2

Принимаем 4 батареи шеститрубные, общей длиной 10м, шагом оребрения 30мм, состоящих из двух секций СК - 2,75м и одной СС - 4,5м, общей площадью 315м2.

Камеры №№ 19,20(морозильные)

= 86,15 кВт , = 11,4 Вт/(м2·К)

м2

Выбираем три воздухоохладителя марки INGA504В40 c площадью теплообменника F = 352,6 м2 и объёмом труб V= 39дм3 =0,039м3

Камера № 21 (камера хранения свинины в блоках) ?Qоб = 25,48 кВт

Пристенные батареи как в камере №18.

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2;

Принимаем 4 батареи четырехтрубные, общей длиной 8,5м, шагом оребрения 20мм, состоящих из двух секций СК - 2,75м и одной СС - 4,5м, общей площадью 303,6м2.

Камера № 22 (камера хранения свинины в блоках) ?Qоб = 29,39 кВт

Пристенные батареи как в камере №11.

Остальные теплопритоки отводятся потолочными батареями, общая площадь которых определяется по формуле (2.56):

м2

Принимаем 4 батареи шеститрубные, общей длиной 11,5м, шагом оребрения 20мм, состоящих из двух секций СК - 2,75м и одной СС - 6м, общей площадью 351м2.

Камера № 23 (загрузочно-разгрузочная) ?Qоб = 8,52 кВт

Принимаем, что охлаждение осуществляется с помощью пристенных батарей, составленных из стандартных шеститрубных оребренных секций при шаге ребер 20 мм.

При длине южной наружной стены 6 м можно разместить на ней две секции СК - 2,75м, общей длиной 5м. Общая площадь теплообмена труб составляет 62 м2.

Теплота, отводимая батареями определяется по формуле (2.55):

Qб.ст.= 3,4·10·62=2108кВт

Таблица 2.14 - Технические характеристики подобранных воздухоохладителей

Типоразмер	,м	Расход воздуха,	Мощность эл.дв. вентилятора, кВт	Длина струи, м	Габариты, мм	Масса, кг.
					L	H	B
INRA404A60	92,1	15250	1,04	20	2910	670	630	152
INBA404C10	83	14800	1,04	20	2910	670	630	160
INRA403B60	86	10870	0,78	19	2310	670	630	148
INBA402C70	57,3	7050	0,52	19	1710	670	630	103

2.5 Расчет и подбор ресиверов

2.5.1 Расчет и подбор циркуляционного ресивера