Конструкция и планировка холодильной установки

α_нар/α_внутр – коэффициент теплоотдачи наружного и внутреннего ограждения выбираем из таблицы 1.

α_нар=23 Вт/м²к =>

=>

 

Табл. 1 – Расчетные значения коэффициентов теплоотдачи

Из таблицы 2 выбираем коэффициент  теплопередачи наружных стен и покрытий: К₀=0,21 Вт/м²к, а из приложения В отношение

 

Табл. 2 – Расчетные значения коэффициентов теплопередачи наружных стен и покрытий

 

 

Из приложения Г выбираем в качестве теплоизоляционного материал для камер холодильника плиты  из пенопласта, так как они широко применяются в строительстве. Подбор ведется с учетом того, что стандартная  толщина плит должна быть выше или  больше расчетной. Таким образом, это 2 ПСБ-С по 100 мм и 1 ПСБ-С по 50 мм.

 

3    Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения

3.1 Расчет теплопритоков через ограждающие конструкции помещения

 

= Q₁+Q₂+Q₃+Q₄₊Q₅…+Q_n

 

Сначала рассчитывается разность теплопритоков  внутри и снаружи помещения  по формуле:

 

 

 

 

t_н/t_в – наружная и внутренняя температуры

F – площадь поверхностного охлаждения

m = 1 (коэффициент термического сопротивления пола)

 

Далее производим подсчет  теплопритока от солнечной радиации через наружные стены и покрытия морозильной камеры по формуле:

 

 

, где

 

 

 

 

 

Таким образом,

3.2 Расчет теплопритоков от продуктов или материалов холодильной обработки

 

Тепло отводится от продуктов при охлаждении, замораживании и домораживании. Количество отводимого в единицу времени тепла  Q₂ можно определить для любого вида холодильной обработки по формуле:

 

М_к – суточное поступление продукта в камеру (т/сут) = 8% от объема холодильника, т.е. 8% от 550 тонн = 0,08×550=44 (т/сут)

∆i – разность удельных энтальпий, соответствующих начальной и конечной температурам продукта (кДж/кг) = 224-34,8=189,2 кДж/кг

 

1000 – переводной коэффициент  из тонн в килограммы

τ – продолжительность  холодильной обработки продукта (ч/сут) = 5 часов

3600 – переводной коэффициент  из часов в секунды

 

Большинство продуктов поступает  и хранится в таре, а потому необходимо учесть тепло, вносимое в камеры с  тарой. Теплоприток от тары Q₂т можно определить по формуле:

 

М_т – суточное поступление тары (т/сут) = 10% от 44 тонн = 4,4 (т/сут)

с_т – удельная теплоемкость тары (кДж/кгК) для деревянной и картонной тары составляет 2,3 кДж/кгК

В соответствии с приложением Е, t₁=4, t₂=-8

 

 

 

3.3 Расчет теплопритоков с наружным воздухом при вентиляции помещения

 

Теплоприток от наружного  воздуха при вентиляции следует  учитывать только для специализированных холодильников и камер для  хранения фруктов.

= 0,013×(48+19) = 0,87 (кВт)

М_в – расход вентиляционного воздуха =

V – объем вентилируемого помещения

α – кратность воздухообмена = 4

ρ_в – плотность воздуха в камере согласно приложению Ж=1,31 (кг/м³)

 

 

3.4 Расчет теплопритоков от различных источников эксплуатации камер

 

Эти теплопритоки возникают  вследствие освещения камер, пребывания людей, работы электродвигателей, открывания дверей. Теплопритоки определяют по каждой статье отдельно.

1) q₁ – теплоприток от освещения = А×F×10^-3=4,7×54,44×0,001=0,26 (кВт)

А –  теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на

1 м² площади пола = 4,7 (Вт/м²)

F –  площадь камеры = 54,44 м²

2) q₂ – теплоприток от пребывания людей = 0,35×n = 0,35×4 = 1,4 (кВт)

0,35 – тепловыделение 1 человека

n – число работающих в холодильнике = 4

3) q₃ – теплоприток от работающих электродвигателей = N_э×ƞ = 8×0,8=6,4 (кВт)

N_э – суммарная мощность электродвигателей = 8 (кВт)

ƞ – КПД электродвигателей = 0,8

 

4) q₄ – теплоприток при открытии дверей =K×F×10^-3=12×54,44×0,001=0,65 (кВт)

К для камеры заморозки = 12 (Вт/м²)

F – площадь камеры = 54,44 (м²)

 

 

3.5 Определение нагрузки для подбора одноступенчатого      

     компрессора

 

Нагрузку на камерное оборудование определяют как сумму всех теплопритоков  в данную камеру. Все виды теплопритоков  учитывают полностью, так как  оборудование должно обеспечить отвод  тепла при самых неблагоприятных  условиях.

Q_км =Σ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ = 0,15+601,2-1,32+0,87+8,71=610,69 (кВт)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 Выбор расчетного режима

4.1 Расчет температуры кипения хладоновых установок

Температуру кипения принимают  на 14-16°С ниже температуры воздух в камере: t₀ = t_в-14°С=-20-14=-34°С

 

4.2 Расчет температуры конденсации

 

Температура конденсации  зависит от температуры и количества подаваемого воздуха. Для хладоновых холодильных машин температуру конденсации выбирают на 10-12°С выше температуры наружного воздуха.

t_к = t_н +10 = 16,9+10 = 26,9°С

 

 

4.3 Удельная массовая холодопроизводительность хладагента

 

q₀ = i₁ – i₄ = 543 – 416 = 127 (кДж/кг)

i₁ – удельная энтальпия пара хладагента согласно приложению К = 543 (кДж/кг)

i₄ – удельная энтальпия хладагента в фазе кипения = 416 (кДж/кг)

 

4.4 Массовый расход циркулирующего хладагента, требуемый для отвода теплопритоков

 

 

Q_км – сумма всех теплопритоков = 363,07 (кВт)

 

4.4 Требуемая теоретическая производительность компрессора

 

 

V₁ – удельный объем всасываемого пара для 6°С = 0,047 (м³/кг)

λ – коэффициент подачи компрессора 

Согласно приложению Л:  ρ_вс для -34°С = 0,084(Мпа); ρ_н для 27°С = 0,668 (Мпа)    , таким образом, λ = 0,6

20% от V_т=20% от 0,052 = 0,052×1,2 = 0,0624 (м³/с)

Таким образом, для морозильной  камеры проектируемой холодильной  установки согласно приложению М  подходят одноступенчатые агрегаты с поршневыми компрессорами А40-7-2 и А80-7-2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Холодильная обработка продуктов  является одним из наиболее распространенных и эффективных способов хранения, замораживания и транспортировки  продуктов. Это связано с тем, что около половины всей продукции, которой народное хозяйство обеспечивает население, является скоропортящейся. И именно искусственный холод  является самым надежным способом ее сохранения на достаточно долгое время.

В курсовом проекте были произведены расчеты, необходимые для проектирования холодильной установки для хранения и заморозки свинины в городе Иркутск, а также составлена планировка самого холодильника.

В результате расчетов были получены следующие данные:

1) Холодильник включает  в себя камеру хранения, морозильную  и универсальную камеры, вспомогательные  помещения, площадь которых составляет  74 м², 44 м²,11 м² соответственно.

2) В качестве теплоизоляционного материала для камер холодильника были выбраны плиты из пенопласта, широко применяющиеся в строительстве. Подбор велся с учетом, что стандартная толщина плит должна быть выше или больше расчетной. Таким образом, это 2 ПСБ-С по 100 мм и 1 ПСБ-С по 50 мм.

3) Сумма всех теплопритоков  составила 610,69 кВт.

4) Требуемая теоретическая  производительность компрессора  составляет 0,0624 м³/с.

5) В качестве компрессора  для проектируемой холодильной  установки выбраны бустерные  агрегаты АН 260-7-6 и АН 130-7-6.

 

 

 

 

 

Список  использованных источников

1. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха / Г.З. Свердлов, Б.К. Явнель / М.: Пищевая промышленность / 264 с.
2. Холодильные машины и аппараты. Учебник для вузов / А.В. Бараненко, Н.Н. Бухарин, В.И. Пекарев, И.А. Сакун, Л.С. Тимофеевский. Под общ. ред. Л.С. Тимофеевского. – СПб.: Политехника, 992 с.
3. Сакун И.А. Холодильные машины. Учебник для вузов / Н.Н. Кошкин, И.А. Сакун, Е.М. Бамбушек и др. Под общ. ред. Сакуна И.А. – Л.: Машиностроение, 510 с.
4. www.coolreferat.com/Проектирование_холодильных_установок_в_разных_регионах_России [электронный ресурс]