Теплопритоки от плодов и овощей в результате их «дыхания»

Этот вид теплопритоков учитывают только в специа­лизированных холодильниках для плодов и овощей и в камерах для плодов и овощей распределительных холо­дильников, Теплоприток Q₅ от плодов и овощей при «дыхании» можно определить по формуле

Q₅ = Е_к (0,lq_п + 0,9q_xp),

где Е_к — емкость камеры, т;

q_п и q_хр — тепловыделение плодов при температурах поступления и хранения, Вт/т (принять по справочнику).

Итог расчета теплопритоков в камеры холодильни­ка сводят в общую таблицу (см. форму) и суммируют по каждой камере в отдельности.

Итоговая величина ∑Q_об по каждой камере являет­ся расчетной нагрузкой для определения площади теплопередающей поверхности и подбора охлаждающих приборов в камерах. Охлаждающие приборы рассчиты­вают по формулам, приведенным в главе 8.

При расчете нагрузки на компрессор ∑Q_км итоги по каждой камере суммируют затем по группам камер с примерно одинаковыми температурами. На холодильни­ках бывает одна, две, три и в отдельных случаях, четы­ре группы камер. Камеры хранения охлажденных про­дуктов, температура в которых —2 ÷ +4° С, объединяют в первую группу камер. Во вторую группу входят каме­ры хранения мороженых грузов с температурой —20° С и в третью — камеры для замораживания продуктов с температурой —30 ÷ —35° С.

Для каждой группы камер выбирают способ охлаж­дения и соответственно температуру кипения холодиль­ного агента. Холодильный агент выбирают в зависимо­сти от типа, размера холодильника и от температурного режима в камерах. Расчет по группам камер рекомен­дуется сводить в таблицу (см. форму).

Итоги по группам камер ∑Q_км являются основанием для определения производительности компрессоров для каждой температуры кипения и производительности другого оборудования машинного отделения.

Если на предприятии центральной холодильной уста­новкой охлаждают не только холодильные камеры, но и аппараты для холодильной обработки (скороморозиль­ные аппараты), льдогенераторы или мелкое торговое оборудование, то при расчете учитывают теплопритоки и от этих объектов.

При производстве 1 кг водного льда в блоках тепло­приток приблизительно составляет 580 кДж/кг. Тепло­приток в холодильные шкафы при температуре в них 5° С примерно равен 240 Вт на 1000 л полезного объема, в прилавки — 200 Вт на 1 м длины, в наприлавочные витрины — 150 Вт на 1 м длины.

Приближенные значения суммарных теплопритоков на 1 м² площади для камер хранения мелких холодиль­ников торговых предприятий составляют 120—150 Вт/ /м², для камер хранения охлажденных продуктов боль­ших холодильников —100 Вт/м², для камер хранения мороженых продуктов —150 Вт/м², для камер замо­раживания — 600 Вт/м², для камер домораживания — 250 Вт/м²,

Расчет и подбор холодильного оборудования

Потребную холодопроизводительность установки оп­ределяют на основании итоговых данных расчета тепло­притоков по группам камер с одинаковыми температурами ∑Q_км Для расчета и подбора холодильного обо­рудования кроме этих результатов необходимо знать температурный режим и продолжительность работы машин в сутки, а также учесть теплопритоки через стен­ки трубопроводов и аппаратов низкого давления, распо­ложенных в неохлаждаемых помещениях.

Температурный режим работы холодильной машины характеризуется температурами кипения, всасывания, конденсации и переохлаждения холодильного агента, которые обусловлены температурами охлаждаемой и теплоотводящей (охлаждающей) сред.

Температуру кипения холодильного агента принима­ют в зависимости от температуры, которую необходимо поддерживать в камере, и принятого способа охлажде­ния камер. При непосредственном охлаждении темпера­тура кипения на 8—10° С ниже температуры воздуха в камере (для мелких хладоновых холодильных машин на 12—15° С ниже температуры камер). При рассольном охлаждении температура кипения на 4—6° С ниже тем­пературы рассола, а температура рассола на 8—10° С ниже температуры камеры.

В камерах для фруктоз и овощей разность между температурами воздуха в камерах и кипения холодиль­ного агента (или температурой хладоносителя) рекомен­дуется принимать 6—8° С при охлаждении и 3—4° С при хранении,

Температура пара, засасываемого компрессором, для аммиачных машин на 5—15° С, а для хладоновых на 15—30° С выше температуры кипения (при наличии теп­лообменника).

Температура конденсации зависит от температуры теплоотводящей среды (воды или воздуха).

Температуру воды естественных источников можно принять на 6—8° С ниже расчетной температуры возду­ха. При наличии градирни температуру воды принима­ют на 2—3° С выше температуры мокрого термометра атмосферного воздуха. Температура воды в конденса­торе повышается на 4—5° С (горизонтальные кожухотрубные), на 5—6° С (вертикальные кожухотрубные) и на 2—3° С (оросительные). Температура конденсации на 2—3° С выше температуры воды, выходящей из конден­сатора.

Температура воздуха, поступающего на охлаждение конденсатора, равна расчетной температуре воздуха. Температура воздуха, проходящего через конденсатор, повышается на 5—6° С, а температура конденсации в нем на 8—10° С выше температуры выходящего воз­духа.

Температура переохлаждения жидкого холодильно­го агента перед регулирующим вентилем при наличии противоточного переохладителя принимают на 2—3° С выше температуры воды, поступающей в переохладитель. Жидкость можно переохладить и в конденсаторе (на­пример, в горизонтальном кожухотрубном). Поэтому при отсутствии переохладителя температуру переохлаж­дения можно принимать на 4—5° С выше температуры входящей воды.

При подборе компрессоров кроме теплопритоков в камеры, установленных расчетом, учитывают дополни­тельные теплопритоки через стенки трубопроводов и ап­паратов низкого давления, расположенных вне охлаж­даемого помещения. Эти теплопритоки составляют при непосредственном охлаждении 5—7%, а при рассоль­ном — 10—12% теплопритоков, установленных расче­том для каждой температуры кипения в отдельности. На небольших установках с разветвленной сетью трубо­проводов (системы охлаждения торгового оборудования или домашних холодильников от центральной холодиль­ной установки) величины дополнительных теплоприто­ков значительно больше и в отдельных случаях достига­ют 50%.

Потребную холодопроизводительность компрессоров в рабочих режимах определяют из условия, что комп­рессор в течение суток имеет кратковременные переры­вы в работе. Эти перерывы необходимы для осмотра и мелкого профилактического ремонта, а также при цик­личной автоматической работе компрессора.

Продолжительность работы компрессора в сутки ус­танавливают 20—22 ч для крупных машин и 16—20 ч для средних и мелких автоматизированных машин. Таким образом, коэффициент рабочего времени

Тогда рабочую холодопроизводительность компрес­сора Q_0paб для каждой отдельной температуры кипения определяют по формуле

где γ — коэффициент, учитывающий дополнительные теплопритоки через стенки трубопроводов и аппаратов, расположенных вне охлаждаемых помещений (для систем непосредствен­ного охлаждения 1,05—1,07, для рассольных установок 1,10—1,12);

∑Q_км — суммарный теплоприток на компрессор по отдельным тем­пературам кипения, Вт.

Величина Q_0paб и принятый режим работы машины являются исходными данными для теплового расчета холодильной машины (см. главу 6).

Компрессор выбирают по одному из трех показате­лей: по объему, описываемому поршнем, V_п м³/с (м³/ч), по стандартной холодопроизводительности Q_0ct или по графической характеристике, отражающей зависимость холодопроизводительности компрессоров от температур кипения и конденсации. Эти данные приводятся в ката­логах и справочниках, а также в учебнике (см. табл. 5, б и 8 и рис. 16, 40 и 50).

Объем, описываемый поршнем компрессора, опреде­ляют исходя из теплового расчета холодильной машины (см. главы 4 и 6). Стандартную холодопроизводитель­ность Q_0ct находят путем пересчета полученной холодо­производительности Q_0paб на стандартный режим (см. главу 4).

По каталогу или табл. 5, 6 и 8 на каждую температу­ру кипения выбирают отдельный компрессор. Однако подобрать компрессор, производительность которого совпадает с расчетной, часто не удается. Поэтому, поль­зуясь градацией выпускаемых компрессоров, следует принимать компрессор, ближайший больший по произ­водительности. Но чаще всего целесообразно принимать на отдельную температуру кипения вместо одного ком­прессора два (и более), но с половинной производитель­ностью каждый. Это, во-первых, дает возможность в пе­риоды уменьшенной загрузки холодильника или б холодный сезон включать оборудование меньшей произ­водительности, а, во-вторых, в случае выхода из строя одного из компрессоров второй хотя бы частично обеспечит охлаждение камер, что исключает необходимость установки запасного компрессора.

Рекомендуется выбирать однотипные компрессоры. Это облегчает эксплуатацию, монтаж и ремонт, так как уменьшается разновидность запасных частей, приспо­соблений и инструмента.

Испарители для охлаждения хладоносителей прини­мают на каждую температуру кипения отдельно. Кон­денсаторы могут быть общими для всех систем холо­дильной установки, так как температура и давление конденсации определяются температурой и расходом общей теплоотводящей среды (воды или воздуха). Ис­парители и конденсаторы подбирают по площади теплопередающей поверхности F, величину которой рассчи­тывают по формулам главы 8.

При подборе вспомогательного оборудования необхо­димо учитывать рекомендации, указанные в главе 9.

При выборе агрегатированных машин необходимость подбора конденсаторов, испарителей и вспомогательно­го оборудования отпадает. В таких случаях проводят только поверочные расчеты. При подборе аммиачных, рассольных и водяных насосов рекомендуется преду­сматривать один запасной насос.

В крупных холодильниках в основном применяют аммиачные поршневые и винтовые компрессоры. В мел­ких торговых холодильниках используют только маши­ны, работающие на хладонах.

На химических предприятиях находят применение турбокомпрессорные и абсорбционные холодильные ма­шины. На объектах, где особые требования предъявля­ются к безопасности холодильного агента (кондициони­рование воздуха и т. п.), используют также пароэжекторные и абсорбционные бромистолитиевые машины.