19

Тема 3 конструкции холодильников

3.1 Конструкции зданий и несущие элементы

Холодильники по характеру конструктивных решений относятся к промышленным зданиям. Они могут быть одно- и многоэтажными.

Выбор этажности здания (одноэтажного, многоэтажного, высотного) зависит от схемы технологического процесса, климатических условий, особенностей грунта и рельефа местности, назначения холодильника, его вместимости, цены земли, а в итоге определяется экономической целесообразностью.

В настоящее время предпочтение отдается одноэтажным холодильникам, поскольку они позволяют достичь высокие экономические показатели за счет лучшего использования охлаждаемого объема и высокой годовой оборачиваемости грузов на холодильнике. Кроме того, у них есть ряд преимуществ перед многоэтажными:

– они более просты по конструкции и их здания легче;

– их можно строить на слабом грунте;

– у них прочный пол, лежащий на грунте;

– есть возможность механизировать грузовые и транспортные работы и т. д.

Увеличение высоты одноэтажного холодильника улучшает использование охлаждаемого объема. Поэтому существуют так называемые высотные холодильники, представляющие собой единую камеру высотой 20 м и более. Они имеют этажерочную (стеллажную) несущую конструкцию, на стеллажах которой складируются поддоны.

Типовые конструкции зданий холодильников являются каркасными. Каркас может состоять из железобетонных и (или) металлических несущих нагрузку элементов. В большинстве случаев каркас состоит из металлических (стальных) конструкций (колонн, балок, ферм) с антикоррозионным покрытием. Металлический каркас может быть внутренним, т. е. располагаться внутри теплоизоляционных ограждений (рис. 3.1, а) или наружным, т. е. располагаться снаружи ограждений, (рис. 3.1, б).

Фундаменты воспринимают нагрузку от конструкций здания, груза, оборудования и передают ее на грунт. Они могут быть ленточные, отдельно стоящие и сплошные плитные.

Наименьшая глубина заложения фундамента 0,5 м от поверхности участка застройки, а на пучинистых грунтах (глинистых, суглинистых, мелкопесчаных и пылеватых) глубина заложения должна быть ниже глубины промерзания грунта в данной местности.

3.2 Изоляционные конструкции холодильников

Изоляционная (теплоизоляционная) конструкция – это ограждение охлаждаемых объектов.

Ограждения холодильников, выполняемые по старой технологии из традиционных материалов (бетона, кирпича, естественного камня), являются многослойными. Они состоят из двух основных слоев: наружного, являющегося несущим и защитным, и внутреннего, выполненного из теплоизоляционного материала.

Современные здания холодильников с металлическим каркасом имеют ограждающие конструкции из панелей типа «сэндвич». Ограждения из таких панелей, изготовленных на заводе, в 15–30 раз легче стены из традиционных материалов по старой технологии.

Важным элементом изоляционной конструкции является изоляция.

3.3 Назначение изоляции охлаждаемых помещений

Особенность ограждающих конструкций холодильников – наличие в их составе теплоизоляционного материала. Т.к. в охлаждаемых помещениях температура воздуха t_ПM ниже температуры наружного воздуха t_H. Разность температур t = t_H - t_ПM обусловливает появление теплового потока плотностью

q = k_H(t_H - t_ПM) = (t_H - t_ПМ)/R_H, (3.1)

где R_H – термическое сопротивление наружного ограждения, м²К/Вт. Кроме того, более теплый наружный воздух имеет большую концентрацию водяного пара (или парциальное давление), чем воздух в помещении. Наличие разности парциальных давлений вызывает поток водяного пара, который диффундирует через ограждение в охлаждаемое помещение плотностью

 = (р_Н - р_ПМ)/Н_Н, (3.2)

где  – плотность потока влаги, кг/(м²с); Н_Н – сопротивление ограждения паропроницанию, м²сПа/кг.

Поступление в охлаждаемое помещение теплоты и влаги приводит к нежелательному увеличению тепловой нагрузки на охлаждающие помещение устройства и испарению влаги с поверхности неупакованных продуктов. Минимизировать данные явления можно с помощью изоляции – слоя материала, входящего в состав конструкции ограждения охлаждаемых помещений, который имеет значительное сопротивление прохождению теплоты и влаги.