Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MU_k_kontr_rab_TZh

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
1.34 Mб
Скачать

Продолжение таблицы 3

 

Выбирается по предпоследней цифре

 

 

 

 

Выбирается по последней цифре шифра

 

 

 

 

 

 

шифра

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характе-

Характеристика охлаждаемого груза

 

 

 

 

 

Дополни-

 

ристика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тип

тельная

 

камеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тепловая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цифра

Темпера-

Вид

Вид

Началь-

Конечная

Время

 

Цифра

Номер

охлажда-

 

нагрузка

 

тура

продукта

тары

ная тем-

темпера-

холо-

 

шифра

камеры

ющих

шифра

 

на ком-

 

воздуха

 

 

пература

тура

дильной

 

 

 

приборов

 

 

 

 

 

 

прессор

 

 

 

 

 

 

 

tпм,

о

С

 

 

продукта

продукта

обра-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Qкм

доп

, кВт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tнач,

о

С

tкон,

о

С

ботки τ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

8

батареи

 

140

6

5

 

 

плавленый

картонные

15

 

8

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сыр

ящики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

7

батареи

 

100

7

2

 

 

творог 9%

полимер-

16

 

8

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

жирности

ные ящики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

2

батареи

 

125

8

0

 

 

молоко

фляги

10

 

4

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обезжирен-

алюминие-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ное

вые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

6

батареи

 

160

9

-5

 

масло «Лю-

картонные

15

 

-2

 

 

22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бительское»

ящики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

батареи

 

90

0

0

 

 

творог

фляги

16

 

4

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Диетичес-

алюминие-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кий»

вые

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – 10 – холодильные камеры; 11 – машинное отделение; 12 – технологический цех; 13 – коридор; 14 – автомобильная платформа

Рисунок 1 – План холодильника

2 Содержание контрольной работы и порядок еѐ выполнения

Содержание контрольной работы и порядок ее выполнения должны быть следующими:

1. Определить емкость расчетной холодильной камеры.

2.Произвести расчет теплопритоков в камеру

3.Определить тепловые нагрузки на компрессор и на камерное оборудование.

4.Определить расчетный режим работы холодильной установки.

5.Рассчитать и подобрать компрессор.

6.Рассчитать и подобрать конденсатор.

7.Рассчитать и подобрать камерное оборудование.

3 Методические указания

3.1 Определение ѐмкости камеры

Под емкостью камеры понимают максимально возможное количество одновременно хранящихся в ней грузов.

По известным строительным размерам камеры, виду поступающего в камеру продукта, виду упаковки и способу его укладки можно определить емкость расчетной холодильной камеры Ек, т:

12

 

 

Eк = Fстр · qv · hrp · βf ,

(1)

где Fстр

строительная площадь камеры, м2;

 

qv

норма загрузки единицы грузового объема камеры грузом, т/м3;

hrp

грузовая высота штабеля, м;

 

βf

коэффициент использования строительной площади камеры.

Численные значения величин qV, hrp для различных грузов приведены в

приложении А.

 

 

Коэффициент использования строительной площади камеры βf

принимают в

зависимости от площади камеры:

 

для камер площадью до 100

м2............................0,7 ÷ 0,75

от 100

до 400 м2............... 0,75 ÷ 0,8

свыше 400 м2.…………..0,8 ÷ 0,85

Т.к. значение величины qv в приложении А представлено для упакованного груза (брутто), то значение ѐмкости камеры, рассчитанное по формуле (1), получено с учѐтом массы упаковочного материала.

3.2 Тепловой расчѐт камеры

Тепловой расчет заключается в определении суммы всех теплопритоков, поступающих в холодильную камеру, что необходимо для определения потребной мощности (холодопроизводительности) холодильной установки.

В холодильную камеру в единицу времени проникает следующее количество теплоты Q, Вт:

 

 

Q = Q1+ Q2 + Q3 + Q4 + Q5 ,

( 2 )

где Q1

теплоприток , поступающий через ограждающие конструкции

 

 

 

камеры вследствие наличия разности температур, Вт;

 

Q2

теплоприток от груза при его холодильной обработке, Вт;

 

Q3

теплоприток, поступающий с наружным воздухом при вентиляции

 

 

камеры, Вт;

 

Q4

теплоприток от различных источников при эксплуатации камеры, Вт;

Q5

теплоприток от плодов и овощей при их «дыхании», Вт.

 

Следует считать, что максимальные значения теплопритоков совпадают по времени и приходятся на летний период года.

3.2.1 Теплоприток через ограждающие конструкции

Через ограждения в камеру проникает тепловой поток Q1, Вт, обусловленный наличием разности температур воздуха с обеих сторон ограждений Qи действием солнечной радиации на наружные поверхности ограждений (кровлю и наружные стены, не закрытые от действия солнечной радиации) Q:

Q = Q+ Q.

(3)

13

Теплоприток Q, Вт, возникающий в результате наличия разности температур воздуха снаружи и внутри охлаждаемой камеры, определяют по формуле

 

 

Q1T Кд F t ,

 

( 4 )

где Кд

действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2 К);

F

площадь поверхности ограждения, через которую определяют

 

 

теплоприток, м2;

 

 

 

t

расчетная разность температур, °С.

 

 

Т.к.

при

проектировании

холодильников

оптимальная

толщина

теплоизоляционного слоя ограждений определяется, исходя из нормативного значения коэффициента теплопередачи Кн , то при расчете теплопритоков можно принять Кд = Кн (приложения Б, В, Г).

Площадь поверхности ограждений определяется как произведение длины на ширину (для пола и покрытия) или длины на высоту (для стен). По упрощенной методике расчета толщину многослойной строительно-изоляционной конструкции стен камеры при определении размеров не учитывают. Длину и ширину стен находят как расстояние между осями соответствующих колонн. Высоту ограждения находят как расстояние от уровня чистого пола до верхней отметки слоя теплоизоляции покрытия.

Типовая строительно-изоляционная конструкция покрытия расчетной камеры приведена в приложении Д. Расчетную толщину теплоизоляции δиз , м, покрытия камеры определяют по формуле

 

 

 

n

 

 

 

 

 

δиз = λиз · [1/ Кн – (1/ αн + ( δi / λi ) + 1 / αвн)] ,

 

( 5 )

 

 

 

i 1

 

 

 

где λиз

– коэффициент теплопроводности

теплоизоляционного материала,

 

 

Вт/(м К), (приложение Ж);

 

 

 

Кн

нормативный

коэффициент

теплопередачи покрытия,

Вт/(м2 К),

 

 

(приложения Б);

 

 

 

αн – коэффициент теплоотдачи у наружной поверхности покрытия, Вт/(м2 К),

 

 

(приложение Е);

 

 

 

αвн –коэффициент теплоотдачи у

внутренней

поверхности

покрытия,

 

 

Вт/(м2 К), (приложение Е);

 

 

 

δi

толщина i-гo слоя конструкции покрытия, м;

 

 

λi

–коэффициент

теплопроводности i-гo слоя

конструкции

ограждения,

 

 

Вт/(м К), (приложение Ж);

 

 

 

i

номер слоя;

 

 

 

 

n

количество слоев в конструкции за исключением слоя теплоизоляции.

Строительные материалы, вид теплоизоляционного материала и характер верхнего слоя кровли расчетной камеры выбираются из таблицы 1 в соответствии с вариантом.

14

В случае применения плиточных теплоизоляционных материалов действительную толщину тепловой изоляции набирают обычно из двух и более слоев стандартных плит или блоков теплоизоляционного материала, выпускаемых промышленностью (приложение Е). Если расчетная толщина теплоизоляции δиз. р не равна сумме толщин стандартных плит, выпускаемых из этого материала, то действительную толщину теплоизоляционного слоя δиз. д получают округлением δиз. р в большую сторону до ближайшей величины, кратной стандартной толщине плит. Если принятая толщина теплоизоляции отличается от расчетной более чем на 10%, то следует определить действительное значение коэффициента теплопередачи Кд, Вт/(м2 К) по формуле

n

 

Кд = 1/ [1/ αн + ( δi / λi ) + 1/ αвн+ δиз..д / λиз]

(6)

i 1

где δ из.д.– действительная толщина теплоизоляционного слоя, м;

При определении высоты к строительной высоте (hстр= 6 м) кроме толщин слоев конструкции покрытия до верхней отметки слоя теплоизоляции (приложение Д) следует добавить высоту балки перекрытия hб = 0,89 м. Таким образом,

hогр = hстр + hб + hпл + δиз.д. ,

(7)

где hпл – толщина железобетонной плиты покрытия, м;

δиз.д. – действительная толщина теплоизоляционного слоя покрытия, м.

За расчѐтную разность температур принимается:

 

- для наружных стен и покрытия камеры

 

 

t tН tПМ ,

(8)

- для внутренних стен и перегородок, отделяющих камеру от смежных

помещений и с фиксированной температурой

 

 

t tCM tПМ ,

(9)

- для внутренних стен, отделяющих камеру от неохлаждаемых и

неотапливаемых помещений, имеющих выход наружу

 

 

t 0,7( tН tПМ ) ,

(10)

- для пола с электрообогревом

 

 

t tСЛ tПМ .

(11)

В формулах (8), (9), (10), (11):

 

tн

расчѐтная летняя температура наружного воздуха, °С (приложение И);

tпм

температура воздуха внутри охлаждаемой камеры, °С. Задана в

 

условии (таблицы 2, 3);

 

tсм

температура воздуха в смежном с расчетной

камерой помещении,

 

°С;(см.исходные данные);

 

tсл

средняя температура слоя с электронагревательным устройством, °С.

 

Принимается равной +1 °С.

 

Теплопритоком через пол в камеры с tпм = 0 °С и выше можно пренебречь.

15

Теплоприток от солнечной радиации Q, Вт:

 

 

Q= Кд · F ·Δtс ,

(12)

где

Кд , F – величины, аналогичные величинам, входящим в формулу (4);

 

 

tс – избыточная разность температур, вызванная действием солнечной

радиации,

°С. Определяется по приложению К с учѐтом географической широты

(приложение И), ориентации ограждения по сторонам света (рисунок 1) и характера верхнего слоя ограждения (таблица1).

Исходные данные и результаты расчѐта теплопритока Q1

сводятся в таблицу 4.

Таблица 4 – Сводная таблица расчѐта теплопритока через ограждения камеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ограж-

Кд ,

,(tсм, tсл),

,

,

,

 

F ,

Q,

Q,

 

Q1 ,

 

дение

Вт/(м2·К)

°С

°С

°С

°С

 

м2

Вт

Вт

 

Вт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2.2 Теплоприток от груза при его холодильной обработке

Теплоприток Q2 , Вт, от груза при его холодильной обработке складывается из двух теплопритоков:

 

Q2 = Q2пр + Q,

(13)

где Q2пр

– теплоприток от продукта, Вт;

 

Q

– теплоприток от тары, Вт.

 

Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке в камерах охлаждения и замораживания для односменного режима работы определяется по формуле

 

 

 

 

 

 

G

пр

( h

h

) 103

 

 

 

 

 

Q2пр

 

нач

 

кон

 

 

,

(14)

 

 

 

 

 

 

обр

3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Gпр

суточное поступление продуктов, т/сут.;

 

 

hнач ,hкон – удельные энтальпии продукта, соответствующие начальной и

 

 

 

конечной температурам продукта, кДж/кг (приложение Л);

 

 

обр

продолжительность холодильной обработки, ч/сут.

 

Теплоприток от тары для камер холодильной обработки

 

 

 

 

Q2т

 

Gт ст ( tнач tкон ) 103

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

(15)

 

 

 

 

 

 

24 3,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

Gт

суточное поступление тары, т/сут;

 

 

 

 

 

16

ст – теплоемкость тары, кДж/(кг К). Определяется по приложению М; tнач, tкон – начальная и конечная температуры тары, °С. Соответствуют

начальной и конечной температурам продукта согласно исходным данным.

Суточное поступление тары приближенно принимается пропорционально суточному поступлению продукта и составляет для картонной и бумажной тары 10%, пластмассовой – 15%, деревянной и стальной 20%, стеклянной 100% от суточного поступления продукта. При расчете Q2пр и Qследует обратить внимание на то, что при определении емкости камеры учитывалась норма загрузки 1 м3 грузового объема камеры упакованными продуктами (брутто). Камеры холодильной обработки являются камерами периодического действия и загружаются на всю емкость, поэтому суточное поступление груза Gгр , т/сут., в камеру холодильной обработки равно емкости камеры, рассчитанной по формуле 1, т.е. Gгр = Gпр + Gт. = Ек.

3.2.3 Теплоприток с наружным воздухом при вентиляции камеры

Необходимость вентиляции охлаждаемых камер определяется технологическими требованиями к состоянию воздушной среды (в камерах хранения «дышащих» грузов) или санитарными требованиями, для создания нормальных условий для людей, длительно работающих в этих помещениях.

Камеры, для которых по заданию предлагается рассчитать теплопритоки, обычно не вентилируются, поэтому этот вид теплопритока в камеру отсутствует (Q3 = 0).

3.2.4 Эксплуатационные теплопритоки

Эксплуатационные теплопритоки в охлаждаемую камеру Q4 , Вт, определяют как сумму теплопритоков:

 

 

Q4 Q14 Q42 Q43 Q44 ,

( 16)

где

Q14 – теплоприток от освещения, Вт;

 

 

Q24

теплоприток от работающих электродвигателей, Вт;

 

 

Q34

теплоприток от пребывания людей, Вт;

 

 

Q44

теплоприток при открывании дверей, Вт.

 

Значение теплопритока Q41 определяют по формуле

 

 

 

Q41 = q41 · Fстр,

(17)

где q41 – теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на 1 м2 площади пола, Вт/м2;

Fстр – строительная площадь камеры, м2.

С учетом коэффициента одновременности включения осветительных приборов для камер холодильной обработки можно принять q41 = 4,7 Вт/м2.

17

При выполнении контрольной работы для камер, оборудованных батарейными приборами охлаждения теплоприток от работающих электродвигателей условно можно принять Q42 = 0. Для камер, оборудованных воздухоохладителями,

Q42 = Nэл · 103,

(18)

где Nэл – номинальная суммарная мощность электродвигателей, кВт. Для камер холодильной обработки можно ориентировочно принять

Nэл = 3÷8 кВт.

Теплоприток от пребывания людей

 

 

 

 

 

 

Q43 = q43 · n1 · τ1 / 24 ,

 

 

 

 

 

 

 

(19)

где q43

– тепловыделение с учетом влаговыделения одного человека при

 

 

 

 

 

физической работе средней интенсивности, Вт. Определяется по

 

 

 

 

 

приложению Н в зависимости от температуры воздуха в камере.

 

n1

число одновременно

работающих в охлаждаемом помещении

 

 

 

 

 

людей. Принимают в зависимости от площади камеры: до 200 м2

 

 

 

 

 

– 2÷3 чел., свыше 200 м2 – 3÷4 чел;

 

 

 

 

 

 

 

τ1

 

продолжительность пребывания людей в камере, ч. Принимается

 

 

 

 

 

τ1=2ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теплоприток при открывании дверей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q44 = q44 · Fстр ,

 

 

 

 

 

 

 

(20)

где

q44

 

– удельный теплоприток при открывании дверей, Вт/м2.

 

 

 

 

 

 

Определяется по приложению П;

 

 

 

 

 

 

 

 

Fстр – строительная площадь камеры, м2.

 

 

 

 

 

 

Исходные данные и результаты расчетов теплопритока Q4 сводятся в

таблицу 10.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

5

 

Исходные

данные и

 

результаты расчета эксплуатационных

 

 

 

 

 

теплопритоков в расчетную камеру

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Удельные

 

 

 

 

 

 

Назна-

 

 

Fстр ,

Nэл ,

n1,

теплопритоки,

Q41,

Q42,

Q43,

Q44,

 

Q4,

 

 

 

 

Вт/м

2

 

 

чение

 

 

 

м2

кВт

чел

 

 

 

 

 

Вт

Вт

Вт

Вт

 

Вт

камеры

 

 

 

q41

 

q43

 

 

q44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

3.2.5 Теплопритоки от плодов и овощей при их «дыхании»

Теплоприток Q5, Вт, в случае холодильной обработки продуктов, заданных в исходных данных, отсутствует (Q5 =0).

3.2.6 Итоговые данные теплового расчета камеры

Расчет теплопритоков выполняют для определения величин тепловых нагрузок на компрессор и камерное оборудование.

Расчетная тепловая нагрузка на камерное оборудование Qоб, Вт, определяет площадь теплопередающей поверхности охлаждающих приборов расчетной камеры (батарей либо воздухоохладителей) и находится как сумма всех теплопритоков в данную камеру, т.к. камерное оборудование должно обеспечить отвод теплоты при самых неблагоприятных условиях.

Qоб = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5

(21)

Причѐм для камер холодильной обработки периодического (циклического) действия следует учесть, что при расчете теплопритока Q2 было получено среднее значение теплопритока за весь период холодильной обработки груза. В начальный период цикла теплоприток Q2 будет больше, чем расчетный (средний за период). Поэтому во избежание повышения температуры воздуха в камере, расчетный теплоприток Q2 при определении Qоб рекомендуется увеличивать на 30 ÷ 50%. Учитывая вышесказанное,

Qоб = Q1 + 1,4 Q2 + Q3 + Q4 + Q5.

(22)

При определении тепловой нагрузки на компрессор Qкм, Вт, которая является исходной для расчета и подбора компрессора и конденсатора, следует учесть, что в исходных данных задана дополнительная тепловая нагрузка на рассчитываемый компрессор Qдоп. Т.е. необходимо подобрать компрессор, мощность которого будет достаточной для компенсации всех теплопритоков, проникающих в расчетную камеру и для отвода тепловой нагрузки Qдоп.

Учитывая вышесказанное, а также совпадение во времени максимумов теплопритоков Q1 и Q2 и несовпадение во времени эксплуатационных теплопритоков различных потребителей, нагрузка на компрессор равна:

Qкм = Q1 + Q2 + Q3 + 0,75·Q4 + Q5 + Qдоп..

(23)

Итоговые данные расчета теплопритоков в расчетную камеру сводятся в таблицу 6.

19

Таблица 6 – Итоговые данные расчѐта теплопритоков

Номер

Темпера-

Q1 , Вт

Q2 , Вт

Q4 , Вт

Итого Q , Вт

расчет-

тура

на

на

на

на

на

на

на

на

ной

воздуха в

ком-

обо-

ком-

обо-

ком-

обо-

ком-

обо-

камеры

камере

прес-

рудо-

прес-

рудо-

прес-

рудо-

прес-

рудо-

 

tпм, °С

сор

вание

сор

вание

сор

вание

сор

вание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание - Теплопритоки Q3 и Q5 в таблицу не внесены, т.к. для расчѐтных камер они отсутствуют.

3.3 Расчет и подбор основного холодильного оборудования

3.3.1 Выбор расчетного режима работы холодильной установки

Заданный температурно-влажностный режим в расчетной камере обеспечивается с помощью холодильной установки, работающей на аммиаке.

Режим работы холодильной установки характеризуется температурой кипения и температурой конденсации хладагента и определяется соответственно температурой охлаждаемого объекта и температурой среды, охлаждающей конденсатор.

При выборе режима работы холодильной установки используют оптимальные перепады температур между средами, определенные опытом эксплуатации, экспериментальными исследованиями и соответствующие минимуму приведенных затрат.

Температура кипения аммиака t0,°C, при непосредственном охлаждении камеры, определяется по зависимости:

- при батарейном охлаждении

 

t0 = tпм - (7÷10),

(24)

- при охлаждении с помощью воздухоохладителей

 

t0 = tпм - (6÷8) ,

(25)

где tпм – температура воздуха в охлаждаемой камере, °С.

 

Температура конденсации зависит от вида охлаждающей конденсатор среды. На предприятиях пищевой промышленности обычно применяют конденсаторы водяного охлаждения, используя оборотное водоснабжение, либо испарительные конденсаторы.

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]