Холодоснабжение

Искусственный холод на предприятии используется в технологическом оборудовании для охлаждения сырья, готовой продукции, полуфабрикатов, вторичных молочных ресурсов и для охлаждения камер хранения готовой продукции.

8.1 Расчет изоляции холодильной камеры

Эффективная работа холодильной установки и срок службы холодильной камеры определяется правильно спроектированной и хорошо выполненной изоляцией.

Толщину изоляционного слоя d (в метрах) определяют по формуле:

,где

k — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м²К);

a_н — коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной стене, Вт/(м²К);

a_в — коэффициент теплопередачи от внутренней стены к воздуху камеры, Вт/(м²К);

d_i — толщина слоев материалов изоляционного слоя, м;

l_из,l_i — коэффициенты теплопроводности изоляционных и строительных материалов, Вт/(мК).

Для определения толщины изоляции необходимо знать температуру воздуха в камере хранения готовой продукции, которая составляет:

1. при хранении плавленых сыров — 0^оС

1. Наружная стена камеры хранения.

Состав стены:

штукатурка цементная d=0,02 м l=0,88 Вт/(мК)

кладка кирпичная d=0,38 м l=0,82 Вт/(мК)

пароизоляция (гидрозол) d=0,004 м l=0,3 Вт/(мК)

теплоизоляция из пенопласта ПВХ l=0,035 Вт/(мК)

По расчетной среднегодовой температуре наружного воздуха 3^оС определяем коэффициент теплопередачи k = 0,52

2. Внутренние стены камеры хранения

штукатурка цементная d=0,02 м l=0,88 Вт/(мК)

кладка кирпичная d=0,125 м l=0,82 Вт/(мК)

теплоизоляция из теплопласта ПВХ l=0,035 Вт/(мК)

3. Потолочные перекрытия

гидрозол d_1сл=0,012 м l=0,3 Вт/(мК), d_сл=5х0,012=0,06м

бетонная стяжка d=0,04 м l=1,86Вт/(мК)

пароизоляция (пергамин) l=0,15Вт/(мК) d=0,01 м

изоляция (пенопласт полиуретановый жесткий ПУ-101)l_из=0,041 Вт/(мК)

железобетонная плита d=0,035 м l=2,04 Вт/(мК)

В камерах хранения с температурой 0 °С и выше полы при одноэтажном строительстве не изолируют.

8.2 Калорический расчет и подбор холодильной установки

Калорический расчет необходим для правильного выбора оборудования камер и компрессорного отделения.

Теплопритоки от каждой поверхности ограждения определяют по формуле:

, где

F – поверхность ограждения, м²

t_н— расчетная температура наружного воздуха, ^оС

t_в — внутренняя температура воздуха в камере, ^оС

, где

t_см — среднемесячная температура самого жаркого месяца, ^оС

t_а — температура абсолютного максимума, ^оС

t_см=16,4^оС

t_а=33,5 ^оС

^оС

∆t_с, где

Q_1С — теплоприток от солнечной радиации

t_С — избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время, ^оС (может быть принято равным 17 ^оС).

Так как холодильная камера примыкает только к одной из стен наружного ограждения, то расчетом теплопритоков от солнечной радиации через стену можно пренебречь.

Расчет теплопритоков в камеру хранения плавленых сыров:t_в=0 ^оС

· северная стена (наружная):

t_н = 24,8 ^оС

k = 0,52 Вт/(м²К)

F=4х6х6=144 м²

Q₁= = 0,52∙144∙(24,8-0)= 1857 Вт

· восточная стена (внутренняя)

t_н = 12 ^оС

F=12х6=72 м²

Q₁= = 0,58∙72∙(12-0)= 501,12 Вт

· западная стена (внутренняя)

t_н = 18 ^оС

F=12х6=72 м²

Q₁= = 0,58∙72∙(18-0)= 751,7 Вт

· Южная стена (внутренняя)

t_н = 18 ^оС

В коридор:

F=4х6х6=144 м²

0^оС

Q₁= = 0,58∙144∙(18-0)= 1503,4 Вт

· Потолок

F=288 м²

24,8 ^оС

0^оС

∆t_с= 17^оС

Q_1С= kF∆t_с= 0,46∙288∙17= 2252,2 Вт

= 0,46∙288∙(24,8-0)= 3285,5 Вт

Q₁=Q_1С +Q_1Т = 2252,2+3285,5= 5537,7 Вт

· Пол

F=288 м²

0^оС

Теплоприток через неизолированный пол:

Q_1П = 0,3∙k∙F∙ (t_гр-t_в), где

t_гр – температура грунта, ^оС

Q_1П =0,3∙0,46∙288∙(2-0)= 80 Вт

∑Q₁ = 1857+501,12+751,7+1503,4+5537,7+80 = 10230,92 Вт

Ø Определение теплопритока от наружного воздуха, подаваемого системой вентиляции в экспедицию

∙V∙a∙ρ∙(i_н-i_в), где

V– объем камеры, м³;

a – кратность обмена воздуха в сутки (a=3);

ρ – плотность воздуха в холодильной камере, кг/м³ (ρ = 1,22);

i_н, i_в– энтальпия наружного и внутреннего воздуха, кДж/кг.

∙1728∙3∙1,22∙(42-4) = 2781,6 Вт

Ø Определение эксплуатационных теплопритоков

Эксплуатационные теплопритоки возникают вследствие освещения камер хранения лампами накаливания, пребывания в них людей и открывания дверей.

Q₄ = Q₁∙0,3=10230,92∙0,3 = 3069,28 Вт

Ø Определение теплопритоков от продуктов и тары

Плавленые сыры поступают в камеру при температуре +10°С, где они охлаждаются и хранятся при температуре +4°С.

, где

G_П — количество продукта, поступающего в камеру, кг в сутки;

С_П, С_Т — теплоемкость продукта и тары, кДж/(кг К);

G_Т — масса тары, кг;

t₁ — температура поступающего продукта, ^оС;

t_в — внутренняя температура воздуха в камере, ^оС;

Суммарные теплопритоки в камеры хранения готового продукта:

Q₁=1857+501,12+751,7+1503,4+5537,7+80=10230,92 Вт

Q₂=1051,1+1016,5+1016,5+1016,5+332,04+332,04+332,04=4080,2 Вт

Q₃=2781,6 Вт

Q₄=3069,28 Вт

Вт

8.3 Определение расхода холода на технологическую обработку продукта

Расчет ведется по формуле:

G – количество охлаждаемого продукта, т/час;

t₁ – конечная температура продукта, °С;

t₂ – начальная температура продукта, °С;

с – теплоемкость продукта.

Для более точного расчета холодопотребления на основании графика работы машин и аппаратов определяем максимальный расход холода за час работы холодопотребляющего оборудования SQ_общ =1492,38 кВт.

По максимальному часовому холодопотреблению подбираем холодильные установки. Расчетную суточную холодопроизводительность установок определяем по формуле:

Ζ – продолжительность работы холодильной установки в сутки, ч;

Φ – коэффициент, учитывающий потери холода в машине, φ=0,9.

На основании произведенных расчетов подбираем холодильную установку марки 2А350-7-0(холодопроизводительность Q₀= 920 кВт) в количестве 2 штук.

8.4 Расчет воздухоохладителей и охладительных батарей

Воздухоохладители подбирают из расчета суммарных часовых теплопритоков в камеру:

n = ∑Q_ч/g,

где ∑Q_ч – суммарные часовые теплопритоки в камеру, Вт;

g – часовая холодопроизводительность воздухоохладителей, Вт

n = 20162/5700 = 4 шт.

Подбираем воздухоохладители фирмы “AlfaLaval” марки BL74, Q₀= 5,7 кВт.

Поверхность батарей F (м²) для холодильных камер определяют по суммарным теплопритокам ∑Q в холодильную камеру:

F = ∑Q/(k₁∙∆t),

где k₁– коэффициент теплопередачи оребренных батарей, Вт/(м²К);

∆t – разность температур между холодильным агентом и воздухом в камере, °С.

F = 20162/(4,9∙9) = 458 м²

[5], [30], [35]

Дата добавления: 2015-10-16