Расчет холодильной камеры, замороженное мясо в блоках

Расчет холодильной камеры, замороженное мясо в блоках

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ МОЛДОВЫ

КАФЕДРА ХОЛОДИЛЬОЙ ТЕХНИКИ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

ПО КУРСУ «ХОЛОДИЛЬНАЯ ТЕХНИКА»

ТЕМА ПРОЕКТ: РАСЧЕТ ХОЛОДИЛЬНОЙ КАМЕРЫ, ЗАМОРОЖЕННОЕ МЯСО В БЛОКАХ

ВЫПОЛНИЛА: СТ-КА ГР. ТКР-112 ДЬЯЧЕНКО М.

ПРОВЕРИЛ: ДОКТОР КОНФ.НАУК КАРТОФЯНУ В.

Кишинев 2015

Содержание

Введение

.Расчет вместимости холодильной камеры

. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций

.1 Определяем толщину теплоизоляции наружных стен

.2 Определяем толщину теплоизоляции между камерами

.3 Определяем толщину теплоизоляции между камерой и коридором

.4 Определяем толщину теплоизоляции пола

.5 Определяем толщину теплоизоляции для кровли

. Расчет теплопритоков в камеру и определение тепловой нагрузки

.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции

.2 Теплопритоки от грузов при холодильной обработки

.3 Теплопритоки от тары

.4 Теплопритоки при вентиляции помещений

.5 Эксплуатационные теплопритоки

. Расчет нагрузки на компрессор

.1 Расчет холодопроизводительность компрессора

.2 Расчет нагрузки на воздухоохладитель

. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя

.1 Выбор рабочего режима

.2 Расчет узловых точек

6. Тепловой расчет холодильной машины

7. Расчет воздухоохладителя

. Подбор холодильного оборудования

. Литература

Введение

Проектируемая холодильная камера находится в составе одноэтажного холодильника (рис. 1), расположенного в климатической зоне с расчетной наружной температурой tнар.32 С. Она предназначена для хранения замороженного мяса в блоках при температуре tк= -18С , имеет размеры: длину L=12, ширину В=12 и высоту Н=5,4 и граничит с открытой автомобильной платформой, грузовым коридором, сообщающимся с наружным воздухом, смежной камерой, имеющей температуру tсм = -9 С и машинным отделением, где размещена холодильная установка. Продукт поступает на хранение с температурой tпр= -15 С. Суточное поступление составляет долю ас=13 , от общей расчетной вместимости камеры Gк.

Строительные конструкции камеры (стены, пол, кровля) включают заданные строительные материалы. В зависимости от вида хранимого груза пол может иметь или не иметь обогревательные устройства.

Камеры оборудуются автономной холодильной установкой, работающей на заданном холодильном агенте. Система охлаждения холодильной камеры - воздушная, с подвесными воздухоохладителями.

1. Расчет вместимости холодильной камеры

Вместимость камеры хранения в тоннах груза определяется по формуле:

холодильный камера расчет

Gк = Fстр∙gv∙hгр∙b,

где Fстр - строительная площадь камеры, м2; Fстр = В∙L; gv - норма загрузки на 1 м3 грузового объема камеры, т/м3 (Приложение 1); hгр - грузовая высота штабеля, м, ориентировочно в камерах с подвесными воздухоохладителями можно принять: hгр = Н - (1…1,2 м.);  - коэффициент использования строительной площади камеры, зависит от площади камеры:

Площадь камеры, м2 Величина b

до 100 0,7…0,75

от 100 до 400 0,75…0,8

свыше 400 0,8…0,85

Полученное значение вместимости камеры хранения округляют до целого числа.

Fстр = В∙L= 12∙12=144 м2

gv= 600 кг/ м2 . Из приложения 1.

hгр = Н - (1…1,2 м.)= 5,4-1,2=4,2 м

Gк = Fстр∙gv∙hгр∙b =144∙600∙42∙0,8∙10 3 =290 т

2. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций

В задачу расчета входит выбор типа изоляции и ее толщины для всех ограждений камеры. Формула для расчета имеет вид:

.

Значения коэффициентов теплопередачи kн для стен, полов и кровли (перекрытия) принимаются по данным, приведенным в Приложениях 2 - 4. Для перегородок, отделяющих камеры хранения охлажденных и мороженных грузов величина k принимается равной 0,28 Вт/(м2К), а между камерами с одинаковой температурой - 0,58 Вт/(м2К). Значения коэффициентов теплоотдачи для проектируемых камер принимаются равными: αнар = 23 Вт/(м2К) и αвн= 9 Вт/(м2К).

Значения сопротивлений теплопроводности строительных конструкций δ/λ определяются на основании исходных данных, принимаемой конструкции (Приложение 5) и характеристик строительно-изоляционных материалов (Приложения 6 и 7). Там же можно взять значение коэффициента теплопроводности для выбранного типа изоляции λиз.

Полученная расчетным путем толщина изоляции для всех ограждений округляется до стандартного значения, обычно кратного 25 мм. Если принятая величина δиз.д отличается от расчетной δиз более, чем на 10%, определяется действительное значение коэффициента теплопередачи kд по формуле:

2.1 Определяем толщину теплоизоляции наружных стен

δиз=0,041

Принимаем толщину изоляции δиз = 160 мм

Kд=

.2 Определяем толщину теплоизоляции между камерами

δиз=0,041

Принимаем толщину изоляции δиз = 160 мм

Kд=

2.3 Определяем толщину теплоизоляции между камерой и коридором

δиз=0,041

Принимаем толщину изоляции δиз = 160 мм

Kд=

.4 Определяем толщину теплоизоляции пола

δиз=0,041

Принимаем толщину изоляции δиз = 70мм

Kд=

2.5 Определяем толщину теплоизоляции для кровли

δиз=0,041

Принимаем толщину изоляции δиз = 160мм

Kд=

3. Расчет теплопритоков в камеру и определение тепловой нагрузки на камерное холодильное оборудование, и холодильную машину

Суммарная тепловая нагрузка на камерное оборудование

SQ = Q1 + Q2 + Q3 + Q4= Qоб

Q1- теплопритоки через ограждающие конструкции, Вт

Q2-теплопритоки от грузов при холодильной обработке , Вт

Q3 -теплопритоки при вентиляции помещений , Вт

Q4-теплопритоки эксплуатационные , Вт

определяется для условий работы камеры в самых неблагоприятных условиях.

.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции

Теплопритоки через стены, перегородки и кровлю рассчитывают по формуле:

Значения kд , tк, tнар и F принимаются по данным расчета и размерам теплопередающей поверхности, но при расчете теплопритоков через внутренние ограждения вводится поправочный коэффициент температурной разности 0,7 для смежных помещений, сообщающихся с наружным воздухом, и 0,6 - если они не сообщаются.

Теплопритоки через пол, имеющий обогревательные устройства:

,

где tг = 1 оС при электрообогреве, и tг = 3 оС при обогреве горячим воздухом.

Если полы не имеют обогрева, то расчет теплопритоков выполняется по условным зонам, в соответствии с методикой, приведенной в литературе [1].

Теплоприток от солнечной радиации через наружные стены и кровлю камеры определяют по формуле:

.

Величина Δtс определяется в зависимости от окраски наружной поверхности ограждений. Для светлоокрашенной кровли Δtс =14,9 оС, для темноокрашенной Δtс =17,7 оС, для наружной стены (в примере, ориентированной на запад) значение Δtс зависит от материала стены и цвета ее тона:

бетонная - 11,7 оС;

кирпичная - 13,2 оС;

покрытая светлой штукатуркой или побеленная известью - 7,2 оС;

Теплоприток от наружной стены

Q1T=

Теплоприток между камерами и коридором.

Q1T=

Теплоприток стена между камерами .T=

Теплоприток через пол .T=

Теплоприток через кровлю. Q1T=

Теплоприток от солнечной радиации через наружные стены и кровлю камеры:

Наружные стены

Q1с=

Солнечная радиация

Q1с=

Кровля камеры

Q1с=

.2 Теплопритоки от грузов при холодильной обработке

Теплопритоки при охлаждении и домораживании продуктов рассчитывают по формуле:

Q2пр

где Gпр - суточное поступление продуктов, Gпр = Gкас; Δi - разность энтальпий, соответствующих температуре поступающего и находящегося на хранении продукта, кДж/кг, принимается по данным Приложения 8.

.3 Теплоприток от тары

,

Q2т

где Gтсут - суточное поступление тары, Gтсут = Gтас; ст - удельная теплоемкость тары, кДж/(кгК); Δtт - разность температур поступающего и хранящегося продукта, оС, принимается по данным Приложения 9.

.4 Теплопритоки при вентиляции помещений

Этот вид теплопритока учитывается только для камер хранения растительных продуктов в свежем виде и определяется по формуле:

,

где: Vк - строительный объем камеры, м3;

n - кратность воздухообмена в сутки, принимается равной 3…4 об/сут;

rв - плотность воздуха в холодильной камере;составляет при 0 oC - 1,293 кг/м3; при -10 oC - 1,342 кг/м3; при -20 oC - 1,396 кг/м3 и при -30 oC - 1,453 кг/м3.

iнар,iк - удельные энтальпии наружного воздуха и воздуха в камере, кДж/кг;

принимаются по данным Приложения 11 с учетом расчетных значений относительной влажности воздуха - наружного, для условий Молдовы 70…80 % и в камерах хранения продуктов - 85…95 %.

Q3 = 0 , так как этот вид теплопритока учитывается для камер хранения растительных продуктов .

.5 Эксплуатационные теплопритоки

Теплоприток от освещения камеры, Вт:

,

где: F - площадь камеры, м2; А - удельная теплота источников освещения, Вт/м2; принимается А = 2,3 Вт/м2

=2,3·71=163 Вт

Теплоприток от пребывания людей ,

Принимается количество людей n в камерах площадью до 200 м2 - от 2 до 3 человек, и в камерах площадью свыше 200 м2 - 3 - 4 человека.

,Вт

Теплоприток от работающих электродвигателей

При расположении электродвигателей в камере хранения принимают Nэл.дв = 2 - 4 кВт.

Теплоприток при открывании дверей

где К - удельный теплоприток, Вт/м2, принимается по данным Приложения 12

Теплопритоки от растительных продуктов при дыхании

Определяются по формуле:

де qпост, qхр - удельное количество теплоты, выделяемой растительными продуктами при дыхании во время поступления и хранения, соответственно, Вт/т; определяется по данным Приложения 10.

=0

4. Расчет нагрузки на компрессор

.1 Расчетная холодопроизводительность компрессора определяется по формуле:

,

где: Qкм- суммарная холодопроизводительность при заданной температуре кипения, W;- коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах и аппаратах холодильной установки; принимается в интервале от 1,05 до 1,11 в зависимости от температуры кипения холодильного агента;- коэффициент рабочего времени, b=0,6…0,8.

При подсчете суммарного теплопритока Qкм эксплуатационные теплопритоки Q4 принимаются в размере 0,5…0,75 от их расчетной величины, остальные теплопритоки принимаются полностью.

SQкм = Q1 + Q2 + (0,5…0,75) *Q4

SQкм= 4969,6+2032,29+2229=9231,07

.2 Расчет нагрузки на воздухоохладитель

На камерное холодильное оборудование все составляющие тепловой нагрузки принимаются в полном объеме:

Qв/о = SQ = Q1 + Q2 +Q4 .

Qв/о=4969,6+2032,29+3715=10417 ВТ

5. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя

Для подбора холодильной установки необходимо использовать сводные данные калорического расчета, заданные температурные условия работы холодильной камеры и тип используемого холодильного агента.

Расчет регенеративного цикла проводится в соответствии с типовой схемой одноступенчатой паровой холодильной машины, представленной в диаграмме i - lnP (рис. 2) для заданного холодильного агента.

Рис. 2 Схема регенеративного цикла одноступенчатой холодильной машины

.1 Выбор рабочего режима

Температура кипения холодильного агента

tо =tк - (5…10) oC

tо = -18-10= -28oC

Температура конденсации

tконд =tнар + (8…12) oC

tконд= 32+8=40oC

Температура перегрева паров агента после испарителя

t1 =tо + (15…30) oC

t1 = -28+15= -13oC

Температура переохлаждения жидкого агента перед РВ

t4 =tк - (12…15) oC

t4 = 40-15=25oC

Эта температура определяется из теплового баланса теплообменника.

.2 Определение узловых точек на диаграмме i - lgP

После выбора рабочего режима на диаграмме i - lgP для заданного холодильного агента строится холодильный цикл и определяются его узловые точки. Характеристики этих точек заносятся в сводную таблицу (табл. 1).

Таблица 1

Параметры узловых точек цикла

6. Тепловой расчет холодильной машины

В процессе расчета определяются следующие параметры:

1)   Удельная массовая холодопроизводительность, Дж/кг:

qo = i6 - i5

qo =380-235=145

2)   Удельная объемная холодопроизводительность, Дж/м3

qv = (i6 - i5)/v1

qv =150/ 0,25=580

3)   Адиабатная работа компрессора, Дж/кг

lад = i2 - i1’ад =450-390=60

4)   Величинахолодильногокоэффициента

ε = qo/ lад

ε =145/60=2,41

5)   Удельное количество теплоты, отводимой в конденсаторе, Дж/кг

qк = i2 - i3

qк =450-258=192

6)   Масса циркулирующего холодильного агента, кг/с

G = Qo/qo=12116/145=83,55

7)   Действительный объем пара, поступившего в компрессор, м3/с

VД =G∙ v1

VД =83,55∙0,25=20,88

7. Расчет воздухоохладителей

В процессе расчета определяют площадь теплопередающей поверхности Fв/о и расход охлаждающего воздуха Vв/о.

Fв/о = Qв/о / (k∙Dt),

Величину коэффициента теплопередачи k принимают равной 13 - 17 Вт/(м2К), значение температурного напора t в интервале 4 - 6 oC при хранении яиц и свежих овощей и фруктов, и в интервале 7 - 10 oC при хранении других продуктов.

Vв/о = Qв/о / (rвз ∙Di).

Значения плотности воздуха, выходящего из воздухоохладителя rвз , составляют при 0 oC - 1,293 кг/м3; при -10 oC - 1,342 кг/м3; при -20 oC - 1,396 кг/м3 и при -30 oC - 1,453 кг/м3. Разность энтальпий воздуха на входе и выходе из воздухоохладителя Di в интервале относительной влажности 80…100 % составляет 2,5 - 3,5 кДж/кг.

Fв/о = 10417/ (15*4)=173м 2

Vв/о = 10417/ (1,396*2,5)=2985.

8. Подбор холодильного оборудования

По результатам расчетов характеристик холодильной машины - объемной производительности компрессора Vh, холодопроизводительности Qo=9193 ВТ при заданных режимных параметрах, или в стандартном режиме Qoстс помощью каталогов фирм производителей или специальных компьютерных программ этих фирм производится подбор холодильной машины (агрегата), а по величине Qв/о=8916,29и Vв/о=2555 производится подбор воздухоохладителя (или группы их) для холодильной камеры хранения пищевых продуктов.

Компрессор-LH124|44DC-10.2Y

Воздухоохладитель 051С24

Источники информации

1.   Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных устано-вок и систем кондиционирования воздуха. - М.: ВО Агропромиздат, 1989.

2.      СНиП 2.11.02-87. Холодильники.- М.: Стройиздат, 2000.

.        Проектирование холодильных сооружений: Справочник. - М.: Пищевая промышленность, 1978.

.        Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. - С.-Петербург, Политехника, 2004.

.        Чумак И.Г., Никульшина Д.Г. Холодильные установки. Проектирование. - Киев: Вища школа, 1988.

6.  www. holodilshchik.ru

7.      www.bitzer.su <#"793336.files/image044.gif">

Приложение 2

Нормативные коэффициенты теплопередачи наружных стен и покрытий

Приложение 3

Нормативные коэффициенты теплопередачи внутренних стен, отделяющих камеры от неохлаждаемых помещений

Приложение 6

Теплотехническая характеристика тепло- и пароизоляционных материалов

Приложение 7

Теплотехническая характеристика строительных материалов

Приложение 8

Удельная энтальпия некоторых пищевых продуктов, кДж/кг

Приложение 9

Теплотехническая характеристика тары

Приложение 10

Теплота, выделяемая некоторыми фруктами и овощами при дыхании, Вт/т

Приложение 11

Энтальпия воздуха в зависимости от температуры и относительной влажности

Приложение 12

Удельный приток тепла через двери холодильной камеры, Вт/м2