3.3 Порівняння основних показників розробленої конструкції з аналогами

4. Розрахунки, що підтверджують працездатність та надійність випарника

4.1 Розрахунок теплопритоків в камері холодильної машини (хм)

Метою розрахунку є визначення холодопродуктивності в холодильній камері, яка використовується для охолодження морозива.

Розрахункова схема холодильної камери наведена на рисунку 4.1.

Рисунок 4.1 – Схема теплопритоків в холодильній камері

Початкові дані для розрахунку:

Початкова температура морозива

Кінцева температура морозива

Зовнішня температура поза камерою

Внутрішня температура в камері

Розміри морозильної камери :

ширина a, м 1,6

довжина b, м 3,6

висота c, м 2,2

Розрахунок проводимо за методикою, наведеною в літературі [Янвель].

4.1.1. Розрахунок теплопритоків

Розрахункова площа камери:

Дійсний коефіцієнт теплопередачі через огорожу:

де – коєфіціенти тепловіддачі від внутрішньої поверхні стіни, при швидкості руху повітря 3,35 м/сек;

–коєфіціенти тепловіддачі від поверхні стін, у випадку нерухомого повітря [2.табл.2.1];

–коефіцієнт теплопровідності для сталі 12Х18Н10Т за температури [10];

–коефіцієнт теплопровідності для сталі 12Х18Н10Т за температури [10];

м, – товщини стінки холодильної камери для сталі 12Х18Н10Т;

0,025 – коефіцієнт теплопровідності для полиуретану[2];

–товщина полиуретана.

Теплопритоки через стіни, перегородки, перекриття чи покриття

кВт.

Умовні коєфіціенти теплопередачі підлоги (без теплоізоляції):

де та – умовні коєфіціенти теплопередачі підлоги (без теплоізоляції) від підлоги для I та II зони [2].

Площа ділянки підлоги:

Відносне зростання термічного опору підлоги при наявності ізоляції:

Якщо підлога не має обігрівальних пристроїв, то теплопритоки можна визначити по формулі:

кВт.

Площі огороджень ми приймаємо, як стінки холодильної установки , через які проходить сонячна радіація. З північної сторони огорожі сонячної радіація не проходить, так як сонячної активності з північної сторони нема:

Теплопритоки від сонячної радіації з південної сторони:

.

Теплопритоки від сонячної радіації з західної сторони:

.

Теплопритоки від сонячної радіації з східної сторони:

.

Сумарний теплоприток від сонячної радіації:

де – надлишкова різниця температур для бетонної стінки та для 3-х сторін горизонту для 50° широти для півночі, заходу та сходу відповідно для м. Київ [1.табл.9.1];

–коєфіціент теплопередачі для бетонна [1].

Загальний тепло приток. Теплопритоки через огороджувальні конструкції визначається як сума теплопритоків (через стіни, перегородки, перекриття, підлогу) викликаних наявністю різниці температур зовні огорожі і всередині охолоджуваного приміщення, а також теплопритоків в результаті впливу сонячної радіації, через покриття та зовнішні стіни, та підлога яка не має обігрівальних пристроїв :

4.1.2 Теплопритоки від вантажу при холодильній обробці

Добове надходження продуктів:

.

Кількість тепла, що виділяється при охолоджуванні продуктів в камері визначають за формулою:

де – різниця питомих ентальпій продуктів відповідних початковій і кінцевій температурі продуктів [1. додаток 11].

Маса тари:

.

Теплоприток від тари:

=,

де – питома теплоємність металевої тари [1].

Загальні теплопритоки від вантажу:

4.1.3 Теплопритоки при вентиляцій приміщень

Не враховується, бо його потрібно враховувати для спеціалізованих холодильників та камер для зберігання фруктів, а наш продукт морозиво, тому Q₃=0 кВт.

4.1.4 Експлуатаційні теплопритоки

Теплопритоки від освітлення:

де – теплота, що віддається джерелом освітлення в одиницю часу на 1 кв.м. площі підлоги. З врахуванням коефіцієнту одночасності вмикання освітлення, приймаємо [1.стр.60].

Теплопритоки від перебування людей q₂ в (Вт):

де n=2, – кількість людей, що працюють в даному приміщенні.

Теплопритоки при відчинені дверей:

де K=78 Вт/м² – питомий потік теплоти від відкривання дверей, для камер завантажувально-розвантажувальних [1.табл. 9.2].

.

4.1.5 Теплопритоки від овочем та фруктів при «диханні»

Не враховується, так як наша продукція морозиво, тому Q₅=0.

4.1.6 Загальна холодопродуктивність

Навантаження на камерне устаткування визначається як сума всіх теплопритоків камери, так як камера повинна забезпечити відведення тепла при найбільш не сприятливих умовах [1]:

Приймаємо =16 кВт.

На цій стадії розрахунку необхідно визначити проміжну холодопродуктивність випарника в першому наближенні, яка дозволяє компенсувати проміжну теплову наrрузку (суму всіх визначених раніше

теплових наrрузок). Далі отримане значення проміжної холодопродуктивності буде використано нами для розрахунку планованої холодопродуктивності.

Проміжна теплова наrрузка визначається як:

де щоденна тривалість роботи холодильної установки. Згідно рекомендація щодо тривалості роботи холодильної установки приймаємо

[2,табл.. 2.12].

Попередня теплове навантаження від роботи повітроохолоджувачів , яка складає 10 % від :

Планова холодопродуктивність:

Остаточно теплопритоки в холодильну камеру приймаємо