Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

ФГОУ СПО «Мелеузовский механико-технологический техникум»

Специальность 1711

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Расчет холодильника при овощехранилище вместимостью 2000 т

Студент: Е.Г. Караськин

Руководитель проекта: М.Р. Мицукова

Консультант по экономической части: Т.В. Ишбаева

Нормоконтроль: В.В. Прокудин

Мелеуз 2005

ВВЕДЕНИЕ

Искусственное охлаждение используется человеком для своих нужд с древних времен.

Без холодильной техники невозможно прокормить растущее население планеты, поэтому важно развитие и совершенствование, расширение функциональных возможностей. На предприятиях торговли и общего питания для бесперебойного снабжения населения продуктами необходимо хранить запасы пищевых продуктов, в том числе и скоропортящихся, требующего влажного режима хранения лучший способ хранения пищевых продуктов холодом подавляется жизнедеятельность микроорганизмов, замедляется биохимические процессы. Поэтому сохраняется первоначальное качество пищевых продуктов, их естественный вид, вкус, питательная ценность.

В процессе производства и увеличения объемов реализации пищевых продуктов немаловажная роль принадлежит холодильной технике, которая позволяет создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов в широком ассортименте.

- Увеличивать продолжительность хранения замороженных продуктов.

- Продавать пищевая продукты сезонного производства равномерно в течение года.

- Снижать товарные потери при хранении и транспортировке продовольственных товаров.

- Внедрять прогрессивные метода оказания услуг населению предприятиями торговли и общественного питания, обеспечивая высокий уровень обслуживания.

- Удовлетворять потребности населения в доброкачественных продуктах питания.

Первая в мире холодильная машина была сконструирована англичанином Дж. Перкинсом в 1819 году, качестве хладагента конечно был применен этиловый эфир. В 1871 году француз Ш. Гелье создал холодильную машину, работающую на метиловым эфире, и в 1872 году англичанин Бойль, изобрел холодильную машину, в которой в качестве рабочего тела был использован аммиак.

Широкое практическое применение холодильных машин началась в 80-е годы 19 столетия.

Холодильные машины применяют в пищевой, мясомолочной промышленности и в сельском хозяйстве. Для холодильной обработки и хранение пищевых продуктов (овощей и фруктов) в химической, нефтехимической промышленности и во многих других случаях.

В настоящее время преимущественно используют холодильные машины компрессорного типа. При наличии дешевых источников теплоты применяют теплоизолирующие машины.

Холодильные машины работают на хладагентах хлорфторуглеродах (R11. R12. R13. R115. R502 и другие), это создает проблему их замены переходными однокампанентными хладагентами (R22. R123. R124. R140b. R142b) и их смесями с низким потенциалом разрушения озонового слоя, применение которых в соответствии с международным соглашением (монреальский протокол 1987 года) возможно до 2030 года, а так же озонобезопасными однокомпанентными хладагентами (R23. R22. R120. R139a. R148a) и их смесями или природными веществами (R717. R744. R290. R600. R600a).

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Территория, на которой родился Санкт Петербург, издревна была дальней окраиной Новгородской Руси, а затем московского государства.

Известно, что в 18 веке эти места называли Ижорской землей. По одному из притоков нивы, небольшой извилистой реки Ижоря, протекающей ныне среди южных питерских пригородов.

Санкт – Петербург центр ленинградской области, город федерального значения, субъекта РФ город – Герой. Важнейший после Москвы экономически научный и культурный центр, крупный транспортный узел России, морской и речной порт. В административном отношении С-П разделен на 13 регионов, расположен на северо – западной европейской части России, большая часть города в пределах при Невской низменности, на реке Нева и прилегающем ее устью побережья Невской губы финского залива, Балтийского моря, а так же на многочисленных островах разветвленной Невской дельты.

Ныне в черте города 45 рек,40 искусственных каналов протяженностью 300 км. Климат С-П. морской с чертами континентального, частая смена воздушных масс много атмосферных фронтов. Зима умерено мягкая морозная средняя температура самых холодных месяцев января и февраля -7 -8 С.

Весна поздняя, лето теплое со сменой солнечных и дождливых дней. Средняя температура июля 17,8 0С. Осень затяжная, туманная.

В 1762г. учреждена комиссия о каменном строении Санкт-Петербурга и Москвы.

2 ВЫБОР РАСЧЁТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Расчетный режим холодильных установок характеризуется температурой кипения t0, конденсации всасывания (паров на входе в компрессор) tвс и переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем tрв. Значения этих параметров выбирают от назначения холодильной установки и расчетно-наружных условий.

2.1 Расчетные параметры наружного воздуха

От параметров наружного воздуха (в основном от температуры), зависит количество поступления теплопритоков в камеры, температуры конденсации холодильного агента, температура воды охлаждаемой в градирне или поступающей из естественных водоемов и холодопроизводительность установки.

Холодильные установки рассчитывают как правило на самый жаркий период года, поэтому в качестве расчетной летней температуры наружного воздуха для города Санкт-Петербурга принимается tр.л=270С, в качестве среднегодовой температуры наружного воздуха принимается tср=4,30С, в качестве расчетной летней относительной влажности наружного воздуха принимаются φ= 39%, а расчетной зимней влажности принимается φ=82% (приложение 1, таблица 2.1 – значение некоторых параметров (приложение1 (1)) – Лашутина, Судов, стр.40), географическая широта 600.

2.2 Расчетная температура воды для охлаждения конденсаторов

При оборотном водоснабжении начальную температуру воды для охлаждения конденсаторов принимают на 2-30С выше температуры воздуха по смоченному термометру, поэтому находится температура воды по i-d диаграмме.

i, i = const φ=59%

кДж/кг

tл=270С А

φ=100%

tм=210С В

α, г/кг

Рис. 1. I-d диаграмма влажного воздуха

Находится точка А с параметрами φ=59% и φ=100%. Из точки А двигаясь по линии параметральной i = const до пересечения линии параметральной i = const до пересечения с линией φ=100%. Температура насыщенного воздуха в точке. В пересечения будет искомой температурой tм=210С.

Температура воды входящей в конденсатор находится по формуле:

tв1 = tмт (2-π), 0С, (2.1)

где tмт – температура воздуха по мокрому термометру, 0С

tв1 =21+3=240С

Температура воды, выходящей из конденсатора находятся по формуле:

tв1 = tв1 + (4-50С), 0С (2.2)

tв1= 24+5=290С

Температура конденсации находится по формуле:

tкд = (tв1+tв2) / 2+ (4-60С (2.3)

tкд = (24+29) / 2+5,5 = 320С

Температура переохлаждения находится по формуле:

tп = tв1+3, 0С (2.4)

tп= 24+3=270С

2.3 Расчетные параметры внутреннего воздуха и продолжительность холодильной обработки

Расчетные значения температуры и влажности воздуха в охлаждаемых помещениях (в камерах холодильника) выбираются в зависимости от их назначения, вида продукта. Технологических особенностей хранения (замораживание, охлаждение, хранение и так далее).

Расчетные параметры воздуха камер хранения при овощной базе (овощехранилище), приведенные в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Камеры и другие охлаждаемые помещения	Параметры воздуха	t0С продуктов	Продолжительность холодильной обработки и хранения (ч.)
	t,0С	φ,%	начальн. t0С	конечн. t0С
Хранения картофеля Хранение лука (чеснока) Хранение моркови Хранение свеклы	+2…+4 +1…-3 +2…+6 +1…-1	85-95 70-80 85-95 85-95	20 20 20 20	3 0 3 0	24 24 24 24

Расчетную температуру грунта под полом, принимается при электрообогреве грунта равной 20С.

3 РАСЧЁТ ПЛОЩАДЕЙ, ОБЪЁМНО-ПЛАНИРОВОЧНОЕ РЕШЕНИЕ ХОЛОДИЛЬНИКА

Расчет площадей

База овощей (овощехранилище) – это самостоятельное предприятие, что позволяет более широка и полно использовать холодильные емкости в течении года.

В составе этой базы для овощей, с общей вместимостью 2000 т. имеются такие производственные помещения:

- камеры хранения овощей;

- помещения товарной обработки (переработка, фасовка, упаковка);

-экспедиция для приемки и отпуска продукции.

Так как холодильник имеет вместимость 2000 т., то он имеет 100% вместимость.

Тогда хранение картофеля приходится 25% вместимости овощехранилища, на хранение лука – 25%, моркови - 25% , свеклы – 25%.

Сетку колонн выбирается 6х12 м, т.к. этот выбор целесообразен для данного холодильника.

3.2 Расчет площади камер хранения картофеля

Определяется общая вместимость грузового объема камер хранения картофеля:

Вхр.к. = Вхол. *25% (3.1)

Вхр.к. = 2000 * 0.25 = 500 т.

Рассчитывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ (3.2)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (картофель положен в деревянных контейнерах qύ 0,5 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,5 = 1000 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.3)

где hгр – грузовая высота или высота штабеля, м ( hстр. = 6м , то hгр = 5 м

Fгр= 1000 / 5 = 200, м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3 (3.4)

где βF – коэффициент используется строительной площади камер (βF = 0,75, на стр.25 (3))

Fстр = 200 / 0,75 = 266 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f (3.5)

где f – строительная площадь одного прямоугольника, определяется выбранной сеткой колон, м2 (f= 6х12 = 72 м2 )

n= 266 /72 = 4

Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда

Fстр = 72 * 4 = 288 , м2

Определяется условная действительная вместимость камер

Вg = В* ng / n ,т (3.6)

где ng – принятое число строительных прямоугольников

Вg = 500*4/3,7 = 540 т

Так как в одной камере при овощехранилище должно быть примерно 250 т вместимости груза более не рекомендуется, для хранения картофеля выходит 2 камеры.

3.3 Расчет площади камер хранение лука (чеснока)

Определяется общая вместимость камер хранения лука.

Вхр.к. = Вхол. *25% (3.7)

Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т.

Расчесывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ (3.8)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,38 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,38 = 1315,8 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.9)

Fгр= 1315,8 / 5 = 263, м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3 (3.10)

где (βF = 0,75 , на стр.25 (3))

Fстр = 263/ 0,75 = 350 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f (3.11)

n= 300 /72 = 5

Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда

Fстр = 72 * 5 = 360 , м2

Определяется условная действительная вместимость камер

Вg = В* ng / n ,т (3.12)

где ng – принятое число строительных прямоугольников

Вg = 500*5/4,86 = 514 т

Так как в холодильнике, положено располагать одну камеру примерно 230 т. вместимостью, то для хранения лука (чеснока) выходит 2 камеры:

В №1 Fстр = 216, м2 и Вд=308,4 т.

В №2 Fстр = 144, м2 и Вд=205,6 т.

Расчет площади камер хранения моркови.

Определяется общая вместимость грузового объема камер хранения моркови.

Вхр.к. = Вхол. *25% (3.13)

Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т.

Расчесывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ (3.14)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,36 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,36 = 1390 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.15)

Fгр= 1390 / 5 = 278, м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3 (3.16)

где (βF = 0,75 , на стр.25 (3))

Fстр = 278/ 0,75 = 370 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f (3.17)

n= 370 /72 = 5

Условно принимается площадь равной строительным квадратам, тогда

Fстр = 72 * 5 = 360 , м2

Определяется условная действительная вместимость камер

Вg = В* ng / n ,т (3.18)

где ng – принятое число строительных прямоугольников

Вg = 500*5/5,14 = 486,4 т

Так как в холодильнике, положено располагать одну камеру примерно 230 т.

Вместимостью, то для хранения лука (чеснока) выходит 2 камеры:

В №1 Fстр = 216, м2 и Вд=292 т.

В №2 Fстр = 144, м2 и Вд=194 т.

3.5 Расчет площади камер хранения свеклы.

Вхр.к. = Вхол. *25% (3.19)

Вхр.к = 2000*0,25 = 500 т.

Расчесывается грузовой объем камер

Vгр= Вхр.к. /qύ (3.20)

где Вхр.к. – условная вместимость камер, т.

qύ - норма загрузки, т/м3 (лук положен в деревянных контейнерах qύ =0,46 т/м3 , по табл. 2.3.)

Vгр= 500 / 0,46 = 1087 м3

Определяется грузовая площадь камер.

Fгр= Vгр / hгр, м2 (3.21)

Fгр= 1087 / 5 = 217,4 , м2

Определяется строительная площадь камер:

Fстр = Fгр / βF, м3 (3.22)

где (βF = 0,75 , на стр.25 (3))

Fстр = 217,4 / 0,75 = 290 м2

Определяется число строительных прямоугольников

n = fстр /f (3.23)

n= 290 /72 = 4

Так как вместимость одной камеры должна соответствовать примерно 250 т, то будет две камеры хранения свеклы

В №1 Fстр = 145 , м3 и Вд=250 т.

В №2 Fстр = 145 , м3 и Вд=250 т.

3.6 Расчет площади вспомогательных помещений и общая площадь всего холодильника

Площадь отводимую для вспомогательных помещений (коридор, тамбур, экспедиция загрузки и разгрузки и так далее) принимают равной 20-40 % суммы охлаждаемых помещений холодильника.

Определяется площадь вспомогательных помещений по следующей формуле:

Fвсп= (0,2…0,4)* Σ Fстр , м2 (3.24)

где Σ Fстр – суммарная площадь охлаждаемых помещений, м2

Fвсп= 0,4 * Σ (288+360+360+290) = 520 , м2

Определяем количество строительных прямоугольников.

n= Fвсп / f (3.25)

n= 570 / 72 = 7

Условно принимается площадь вспомогательных помещений по следующему порядку:

а) Из расположения плана холодильника выходит 3 строительных прямоугольника на долю коридора Fкор=216, м2;

б) На долю цеха отварной обработки остается 4 строительных прямоугольника Fцех=288, м2.

Площадь,отводимую экспедицией (для приемки и отпуска продукта) и служебно-бытового помещения в сумме принимают равной 20-30 % от суммы площадей охлаждаемых помещений.

Вычисляется площадь вспомогательных помещений по формуле:

Fвсп=(0,2…0,3) * Σ Fстр (3.26)

Fвсп=0,27 * Σ (288+360+360+290) = 351 , м2

Определяется количество строительных прямоугольников:

n=Fвсп / f (3.27)

n= 351 / 72 = 5

3.6 Объемно планировочное решение холодильника

Рассчитав площадь холодильника, выбирают планировку холодильника.

Условно принимаем площадь вспомогательных помещений равной 5 строительным прямоугольникам, тогда Fвсп= 72*5=360, м2

Из расположения плана холодильника на долю экспедиции будет4 строительных прямоугольника Fэкс=288, м2, тогда на долю служебного помещения остается 1 строительный прямоугольник 6х12, м2 Fсл=72, м2 .

Для лучшей организации и быстрого выполнения грузовых операций, холодильник предусматривает автомобильную платформу, которая располагается вдоль длинны холодильника.

Авто-платформа имеет ширину 7-9 м, а длину ее вдоль длинны холодильника.

Общая площадь всех помещений холодильника всем контуре ограждений овощехранилища, составляет:

Fобщ= Σ Fвсп+Σ Fк.хр, м2 (3.28)

где Σ Fвсп – сумма площадей всех вспомогательных помещений , м

Σ Fк.хр – сумма площадей камер хранения овощехранилища , м2

Fобщ= Σ 9 504+360) + Σ (290+360+360+290) = 2164 , м2

Определяют количество строительных прямоугольников:

n=Fобщ / f (3.29)

n= 2164 / 72 = 30

РАСЧЁТ И ПОДБОР ИЗОЛЯЦИИ

Данные для расчета изоляции приводятся в таблице.

Таблица 4.1

Наименование	№ слоя	Материал слоя	Толщина δ, м	Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м * К)
1	2	3	4	5
Наружная стена	1	Штукатурка по мет. сетке	0,02	0,93
	2	Теплоизоляция ПСБ С	0,085	0,05
	3	Слой битума с рулонным параизоляц. материалом	0,005	0,47
	4	Штукатурка цементно-песчаная	0,02	0,93
	5	Кирпичная кладка	0,38	0,82
	6	Штукатурка цементно-гладкая	0,02	0,93
Стена внутренняя	1	Штукатурка по мет. Сетке	0,02	0,93
	2	Пенопласт поливинил Хлор. ПХВ-2		0,047
	3	Дидроизол обрилум	0,003	0,03
	4	Штукатурка цементно-песчаная	0,02	0,93
	5	Плиты тепло-изоляциооные из ячеистого бетона	0,15	0,15
	6	Штукатурка цементно-гладкая	0,02	0,93
Перегородка	1	Штукатурка по мет. Сетке	2*0,02	0,93
	2	Теплоизоляция полиуритан. Жесткая П9-101		0,041
	3	3. Битум заменой	0,003	0,18
	4	Бетон тяжелый (наруж)	0,15	1,6
Пол с эл/подо-гревом на грунте	1	покрытие чистого пола	0,36	0,83
	2	Бетонная стяжка	0,4	1,6
	3	Теплоизляция гравий керамзитовый		0,19

	4	Пароизоляция (гидроизоляция )	0,004	0,31
	5	Железобетонные плиты (перекр. с электра подогревом)	0,2	2,02
	6	Бетонная подготовка	0,1	1,2
	7	Грунт	--	--
Бесчердачное покрытие	1	Кровельный гидроизоляционный ковер (рубероид)	0,12	0,17
	2	Бетонная стяжка	0,4	1,6
	3	Теплоизоляционный слой, шлак гранулированный		0,19
	4	Железобетонная плита покрытия.	0,2	2,02

Для уменьшения теплопритоков в охлаждаемые камеры через наружные ограждения, ограждения камер покрывают тепловой изоляцией.

Срок службы холодильника его экономические показатели во многом определяются качеством изоляции.

Для тепловой изоляции применяют материалы органического и не органического происхождения, а так же синтетические.

Для защиты от грызунов поверх изоляции под штукатуркой на высоте 0,7 м от пола прокладывают металлическую сетку с ячейками 10х10 мм с загибом сетки под пол.

Оптимальные значения коэффициентов теплопередачи наружных ограждений даны в таблице 8 , а внутренних в таблице 9, стр99 (1) .

Толщину теплоизоляции определяют по формуле:

δщ = λщ [ 1/k – (1(αн + δ1/ λ1 + δ2/ λ2+ δn/ λn+1/ αв)] ,м (4.1)

где δщ – толщина слоя теплоизоляции , м

λщ – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/(м2* К) (табл. 2.8 (3))

k – коэффициент теплопередачи ограждения Вт/(м2* К) (принимают по табл.8 и 9 (1)).

αн и αвп – коэффициенты теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности и от внутренней поверхности ограждения к воздуху камеры, Вт/(м2* К) (по табл.10 (1))

δ1, δ2… δn – толщина слоев строительных материалов, входящих в состав ограждения, м.

λ1 , λ2 …λn – коэффициенты теплопроводности строительных материалов входящих в состав ограждения, Вт /( м3 К) (принимают по таблице 2.8 (3)).

Таблица теплоизоляционного слоя идет в соответствии с ГОСТом: 25мм, 30 мм, 50 мм, 100 мм . Засыпная теплоизоляция идет без ГОСТа в безразмерной величине.

Данные для расчёта толщины изоляционного слоя приводятся в таблице 4.1.

Определяется толщина теплоизоляционного слоя северной и западной наружной стены. Камеры 1 и 2 , так как в этих камерах температура и влажность воздуха одинаковая, то и продукт хранения(картофель) естественно тоже будет один и тот же.

δиз = 0,05 [ 1/0,45 – (1/23,3н + 3*0,02/ 0,93 + 0,005/ 0,47+ 0,38/ 0,82+1/ 9)] = 85 мм

Принимается три теплоизоляционных слоя П-БС толщиной: 2х30 мм и 25 мм.

Так как у камер хранения свеклы (№5, №6) внутренняя перегородка общая то слой теплоизоляции будет располагаться на стороне камер хранения свеклы, так как здесь температура немного ниже, чем в камерах №1 и №2.

Рассчитывается толщина теплоизоляционного слоя восточной перегородки камеры №2. перегородка разделяет эту камеру хранения от коридора.

δиз = 0,041 [1/0.48 – (2*0.02/0.93 + 0.003/0.18+0.15/1.6+1/9)] =75мм

Принимаем 2 теплоизоляционных слоя ПУ-101 толщиной : 50мм и 25 мм.

Определяется толщина изоляционного слоя западной наружной стены камеры №5.

δиз = 0,05 [ 1/0.37 – (1/23.3 + 3*0.02/0.93 + 0.005/0.47 + 0.38/0.82 + 1/9)] = 100 мм.

Принимаем 1 слой теплоизоляцииПС-6С толщиной 100мм.

Определяем толщину слоя теплоизоляции южной внутренней стены камеры №% и №6, так как у этих камер температура и влажность воздуха одинаковые, то продукт хранения (свекла) будет одним и тем же.

δиз =0,047 [ 1/0.39 (3*0.02/0.93 + 0.003/0.03 +0.15/ /0.15+1/9) = 60мм

Принимается 2 слоя теплоизоляции ПХВ-2 толщиной 2*30мм.

Находится толщина теплоизоляционного слоя восточной перегородки камеры №6.

Перегородка разделяет эту камеру хранения от коридора.

δиз = 0,041*[1/0.45-(2*0.02/0.93 + 0.003/0.18 + +0.15/1.6 + 1/9)]= 80мм.

Принимаем 2 слоя теплоизоляции ПУ-101 толщиной 50мм и 30мм.

Определяется толщина теплоизоляционного слоя северной перегородки камеры №5 и №6 , так как в камерах №1 и №2 температура и влажность воздуха одинаковые, значит внутренняя перегородка будет общая.

δиз = 0,041[1/0.58-(2*0.02/0.93+0.003/0.18+0.15/1.6+1/9)]=60мм

Принимаем 2 теплоизоляционного слоя ПУ-101 толщиной 2х30мм.

Определяем толщину теплоизоляционной засыпки пола с эл/подогревом на грунте у камер №1 и №2.

δиз = 0,19[1/0,41-(0,36/0,83+0,4/1,6+,0004/0,31 + 0,2/2,02+ 0,1/1,2+1/9)]= 276мм

Принимается толщину теплоизоляционной засыпки гравия керамзитовая 280мм, так как целое число упрощает засыпки теплоизоляции камер№1 и №2.

δиз = 0,19[1/0.4-(1/23.3+ 0.12/0.17+ 0.4/1.6+ 0.2/2.02+ 1/9)]=250мм

Применяется толщина теплоизоляционной засыпки, шлака гранулированного 250мм.

Определяется Толщина теплоизоляционной засыпки пола с Эл подогревом.

δиз = 0,19[1/0.91-(0.36/0.83+0.4/1.6 +0.004/0.31 + 0.2/2.02+ 0.1/1.2 +1/9)]= 276мм

Принимается толщина теплоизоляционной засыпки гравия керамзитного 280мм так как целое число упрощает засыпку теплоизоляции.

Определяется толщина теплоизоляционной засыпки бес чердачного покрытия у камер №5 и №6.

δиз = 0,19 [1/0.35-(1/23.3+ 0.12/0.17+0.4/1.6+ 0.2/2.02 +1/9)]= 314мм

Принимается толщина теплоизоляционной засыпки шлака гранулированного 320мм, так как целое число упрощает засыпку теплоизоляции.

Для камер №3,№4 и №7,№8 , расчеты аналогичны камерам №1,№2 и №5,№6.

Внутренние ограждения перегородки между камерами №1,№2 и №3,№4 и №5,№6 и №7,№8 состоит из блоков теплоизоляционных материалов, покрытые с обеих сторон цементно-гладкой штукатуркой.

Так как наружная температура воздуха зимой достигает до t= -24 С, а в камерах хранения поддерживается температура примерно от -1 … +3 С, то производится расчет на недопущение конденсации влаги в холодильные камеры, по формуле:

k < 0,95 * αн (tн-tр) / (tн-tв) , Вт/ (м2*К) (4.1)

где αн – коэффициент теплоотдачи с наружной стороны воздуха (αн=23,3);

k = 0.23 ;

tв – температура воздуха с наружи (tв= -24 С);

tр – температура точки росы (tр= -1 С).

k < 0,95 * 23,3 (0-(-1)) / (0-(-24)) = 0,92 Вт/ (м2*К)

0,23< 0,92 – значит конденсации в камерах хранения не будет.

5 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ ХОЛОДИЛЬНИКА

Цель теплового расчета охлаждаемых помещений – это определения правильности выбора холодильного оборудования подбираемого на основании теплового расчета, учитывающий все виды теплопритока, которые могут повлиять на изменение температурного режима в камерах.

Холодопроизводительность оборудования определяют тепловым расчетом, который проводят для каждого охлаждающего помещения отдельно.

Теплоприток в каждую камеру Qобщ ,Вт , определяется как сумма отдельных теплопритоков.

Qобщ= Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 , Вт (5.1)

где Q1 – теплоприток через ограждения конструкции помещения;

Q2 – теплоприток от продуктов при их холодной обработке;

Q3 - теплоприток от наружного воздуха при вентиляции помещений;

Q4 – теплоприток от различных источников при вентиляции помещений;

Q5 – теплоприток при дыхании овощей.

5.1 Расчет теплопритока Q1 через ограждения охлаждающих помещений

Определяется теплоприток Q1 для камер хранения картофеля №1 и №2

Теплоприток Q1 определяется по выражению:

Q1= Q1т + Q1с , Вт (5.2)

где Q1т - теплоприток через ограждения охлаждающих помещение, Вт

Q1с – тепловой приток от солнечной радиации, Вт.

Теплопритоки Q1т и Q1с определяют по формуле:

Q1т = k F (tн-tв) , Вт (5.3)

Q1с = k F▲tс , Вт (5.4)

где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/ (м2 *К)

F – площадь теплопередающей поверхности ограждения, м2

tн – наружная расчетная летняя температура воздуха,0С

tв – расчетная температура в камере, 0С

▲tс – Избыточная разность температур характеризующая действие солнечной радиации в летнее время, 0С.

Для камер №1 и №2 определяется Q1т :

а) наружная стена северная (k=0,42 Вт/(м2* К), Fстены=6*24=144,м2 ; tн=270С; tв=+3 , 0С).

Q1т = 0,42*6*24*(27-3)= 1451,5 Вт

б) внутренняя перегородка восточная. Для этого ограждения tн=120С так как температура в коридоре достигает примерно tк=+12,0С

Q1т = 0,48*6,12 (12-3)=311,04 Вт

в) внутренняя перегородка южная. В камерах №5 и №6 температура воздуха немного ниже ( примерно на 30С ), чем температура воздуха в камерах №1 и №2, поэтому теплопритока через внутреннюю перегородку не будет.

г) наружная стена подвержена солнечной радиации, поэтому по таблице 58 (1) ▲tс= 7,2 , 0С, так как стена побеленная известью.

Q1с= 0,42*6*12*7,2= 217,73 Вт

д) пол с электро-подогревом на грунте.

Q1т = 0,41*12*24 (2-3)= 2764,8 Вт

Теплоприток с пола имеет отрицательный знак (тепло-отвод), поэтому теплоприток не учитывается.

е) потолок (беспорядочное покрытие)

Q1т = 0,4*12*24 (27-3) = 2764,8 Вт

Для темного бес чердачного покрытия ▲tс (избыточную разность температуры) принимают 17,7 , 0С

Q1с = 0,4*12*24*17,7 = 2040 Вт

Общая Q1об = Σ Q1т + Σ Q1с ,Вт

Для остальных камер теплопритока Q1 , камер №1 и №2, заносим в таблицу 5.11

Q1об = Σ (1451,5+311,04+725,7+2764,8)+ Σ (217,73+2040)= =7,511 кВт

Таблица 5.1

Ограждения	tв, 0С	Размеры	F , м2	tн, 0С	▲t 0С	k Вт м2К	▲tс 0С	Q1т Вт	Q1т Вт	Q1т Вт
		l	B	H
НС-С	+3	24	--	6	144	27	24	0.42	--	1451.5	--	1451.5
ВП-В	+3	--	12	6	72	12	9	0,48	--	311,04	--
ВП-Ю	Теплоприток Q1т имеет отрицательный знак, поэтому Q1т не будет.
НС-З	+3	--	12	6	72	27	24	0,42	7.2	725,7	217,7	943,4
Потолок	+3	24	12	--	288	27	24	0,4	17,7	2764,8	2040	4804,8
Пол	Теплоприток имеет отрицательный знак, поэтому его не будет.
Итого												7511

Определяется теплоприток в табличной форме для камер хранения лука и полученные результаты сводится в таблице 5.2

Таблица 5.2

Ограждения	tв, 0С	Размеры	F , м2	tн, 0С	▲t 0С	k Вт м2К	▲tс 0С	Q1т Вт	Q1т Вт	Q1т Вт
		l	B	H
НС-С	0	30	--	6	180	27	27	0.42	--	2041,2	--	2041,2
ВП-В	0	--	12	6	72	27	27	0,42	6,0	816,9	181,4	998
ВП-Ю	0	30	--	6	180	3	3	0,58	--	313,2	--	313,2
НС-З	0	--	12	6	72	12	12	0,45	--	388,8	--	388,8
Потолок	0	30	12	--	360	27	27	0,35	17,7	3402	2230	5632,2
Пол	0	30	12	--	360	2	2	0,41	--	295,2	--	2295,2
Итого												9670

Определяется теплоприток Q1 , для камер хранения свеклы №5 и №6, и полученные результаты сводятся в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Ограждения	tв, 0С	Размеры	F , м2	tн, 0С	▲t 0С	k Вт м2К	▲tс 0С	Q1т Вт	Q1т Вт	Q1т Вт
		l	B	H
НС-С	0	24	--	6	144	3	3	0.58	--	250,56	--	250,56
ВП-В	0	--	12	6	72	12	12	0,45	--	388,8	--	388,8
ВП-Ю	0	24	--	6	144	23	23	0,39	--	1292	--	1292
НС-З	0	--	12	6	72	27	27	0,42	7,2	816,5	217,7	1034
Потолок	0	24	12	--	288	27	27	0,35	17,7	2721,6	1784,2	4505,8
Пол	0	24	12	--	288	2	2	0,41	--	2361,6	--	236,2
Итого												7707,2

Определяется теплоприток Q1 для камер хранения №5 и №6 , и полученные результаты сводятся в таблицу 5.4.

Таблица 5.4

Ограждения	tв, 0С	Размеры	F , м2	tн, 0С	▲t 0С	k Вт м2К	▲tс 0С	Q1т Вт	Q1т Вт	Q1т Вт
		l	B	H
НС-В	+3	--	12	6	72	27	24	0.42	6,0	725,76	181,4	907,2
ВП-Ю	+3	30	--	6	180	23	20	0,41	--	1476	--	1476

ВП-З	+3	--	12	6	72	12	9	0,48	--	311	--	311
Потолок	+3	30	12	--	360	27	24	0,4	17,7	3456	2549	6005

Пол

Теплоприток Q1 имеет отрицательный знак, поэтому его не будет.

Итого

8700

На каждые отдельные камеры хранения определили суммарные теплопритоки через ограждения и полы, поэтому эти теплопритоки относят к нагрузке на камерное оборудование.

Из требуемой литературы сказано, что при расчете овощехранилищ, суммарные теплопритоки с каждой камеры хранения учитывают полностью и на компрессор, и на камерное оборудование

Определение теплопритока Q2 от продуктов при их холодильной обработке

Q2 – определяется в зависимости от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукта, температуры поступления и выпуска, а так же времени холодильной обработки:

Q2 = Мпост (iпост – i вып) 106 / (τ *3600) , (5.5)

где Q2 – теплоприток от продуктов при их тепловой обработке, Вт.

Мпост – суточное поступление продуктов в камеру, т. в сутки;

iпост – удельная энтальпия продукта поступающего в камеру при температуре поступления iпост , кДж/кг

i вып – удельная энтальпия продукта выпускаемого из камеры при температуре выпуска i вып, кДж/кг

τ - продолжительность холодильной обработки продукта, ч.

Удельную энтальпию продукта в зависимости от его вида и температуры определяют по приложению 10 или по таблице 3.2 (3).

Определяется Q2 пр для камер хранения картофеля №1 и №2 :

Находится сначала суточное поступление в камеры, если для овощехранилищ Мсут в камеры хранения принимают равным 10% вместимости камер.

Если вместимость камер хранения картофеля равняется Вхр.к = 500т (из раздела 3 «Расчеты площадей»), то:

Мсут=10% *500=0,1* 500= 50 т/сут

Из приложения 10, i (кДж/кг) поступление и выпуска продукты равняется:

I пост = 347,4 кДж/кг, при t пост =20 С

I вып = 284,0 кДж/кг, при пост t вып = 3 С

Продолжить холодную обработку продукта I = 24ч.

Q2обпр = 50(347,4-284,0)106/24 * 3600= 36690 Вт

б) Определяем теплоприток Q2т от тары по выражению:

Q2т = Мт Ст (tпост-tвып)106 / (τ 3600), (5.6)

где Мт – суточное поступление тары, принимаемое пропорционально суточному поступлению продукта, т/сут;

Ст – удельная теплоемкость материала тары, кДж/кг

tпост-tвып – температура тары поступающая и выпускаемая из камеры, 0С

τ – продолжительность холодильной обработки (принимается по продукту), ч. (табл.2.3.1).

Массу деревянных контейнеров (ящиков) для овощей принимают равной 20%