Себестоимость единицы холода на проектируемом холодильнике при молочном заводе

3.4.3 Коэффициент теплопередачи перегородки между охлаждаемыми камерами

kд = ;

kд = 0,5 Вт/(м2*К)

 

3.5 Перегородка между камерами и неохлаждаемыми помещениями

Перегородки отделяют камеры от неохлаждаемых и неотапливаемых помещений (коридоров, вестибюлей и тамбуров). Перегородка разделяет камеры холодильника и имеет такую же структуру, что и внутренняя стена.

 

3.5.1 Конструкция перегородки  между камерами и неохлаждаемыми помещениями:

1 – Три слоя штукатурки, 20 мм (песок, известь, цемент);

2 – Кирпичная кладка, 120 мм;

3 – Гидроизоляция, 5 мм (битум  нефтяной);

4 – Теплоизоляция ПСБ-С (пенополистирол).

3.5.2 Толщина теплоизоляционного  слоя перегородки между камерами и неохлаждаемыми помещениями

= 0,05 * ;

= 0,05 м

Так как плиты ПСБ-С выпускают толщиной 25; 30; 50 и 100 мм, то принимаем толщину теплоизоляционного слоя из плиты: = 50 мм ([1] с.289, 306)

3.4.3 Коэффициент теплопередачи  между камерами и неохлаждаемыми помещениями

kд = ;

kд = 0,42 Вт/(м2*К)

 

3.6 Покрытие холодильника         

                          

Рисунок 3 - Покрытие холодильника ([1] с. 297)

 

3.6.1 Конструкция  покрытия холодильника:

1 – Рулонный  кровельный ковер, 15 мм (рубероид  на битумной мастике);

2 – Бетонная стяжка, 40 мм;

3 – Засыпная теплоизоляция (керамзитовый гравий);

4 – Плитная теплоизоляция ПСБ-С, 50 мм (пенополистирол);

5 – Железобетонная плита, 200 мм;

3.6.2 Толщина теплоизоляционного слоя покрытия холодильника

= 0,05 * ;

= 0,05 м

Принимаем толщину засыпного слоя теплоизоляции равной 50 мм

3.6.3 Коэффициент теплопередачи покрытия холодильника

kд = ;

kд = 0,41 Вт/(м2*К)

 

 

 

 

3.7 Покрытие пола холодильника

                                                  

                     Рисунок 4 - Покрытие пола холодильника ([4] с. 176)

3.7.1 Конструкция покрытия пола холодильника:

1 –  Чистый пол, 40 мм (плитка);

2 –  Армированная бетонная подготовка, 50 мм;

3 –  Керамзитобетонная стяжка 40 мм;

4 –  Тепловая изоляция (керамзитовый гравий);

5 – Гидроизоляция, 5 мм (битум нефтяной);

6 – Бетонная подготовка, 20 мм;

7 – Уплотнительный грунт, 200 мм;

3.7.2 Толщина теплоизоляционного слоя покрытия пола холодильника

;   (3.3)

= 0,2 * ;

= 0,23 м

Толщина засыпного слоя теплоизоляционного материала (керамзитовый гравий) составляет 230 мм

 

 

 

 

 

4 Тепловой расчет  камер холодильника

Цель теплового расчета охлаждаемых помещений определение теплопритоков возникающие в них, которые могут привести к изменению температурного режима. В результате расчета всех теплопритоков в камеру определяется производительность камерного оборудования, находиться необходимая площадь поверхности теплообмена, которая обеспечивает отвод всей поступающей теплоты для поддержания необходимой температуры в камерах. Расчет теплопритоков во всех камерах позволяет определить тепловую нагрузку на компрессоры и другое оборудование холодильной установки.

 

4.1 Теплопритоки через ограждения ([1] с. 343)

Q1 = Q1т + Q1с ;   (4.1)

где Q1т – теплопритоки через ограждения камеры из-за разности температур у ограждения, Вт ([1] с. 344);

Q1с – теплопритоки от действия солнечной радиации, Вт ([1] с. 344)

Q1т = k * F * (tн - tв);   (4.2)

где k – нормативный коэффициент теплопередачи ограждения (действительный), Вт/(м2*К) ([1] с. 303);

F – площадь ограждения, м2;

tн – температура воздуха с наружной стороны ограждения, °С;

tв – температура воздуха в камере, °С

Q1с = k * F * ∆tc ;   (4.3)

где k – нормативный коэффициент теплопередачи ограждения (действительный), Вт/(м2*К) ([1] с. 303);

F – площадь ограждения, м2;

∆tc – дополнительная разность температур, возникающая из-за действия солнечной радиации, °С ([1] с.346 таблица 67)

 

 

4.2 Теплопритоки через пол

Q1n = (∑kусл * F) * (tн - tв);   (4.4)

где k – условный коэффициент теплопередачи соответствующей зоны, Вт/(м2*К);

F – площадь зоны пола, м2;

tн – расчетная температура наружного воздуха, °С;

tв – температура воздуха в камере (°С.) определяют теплоприток через ограждения

Все расчеты приведены в виде таблицы 2

 

4.3 Теплопритоки от продуктов

Общие теплопритоки от упакованных продуктов при их тепловой обработке составляет ([1] с. 348)

Q2 = Q2пр + Q2т ;   (4.5)

4.3.1 Теплопритоки от продуктов при их холодильной обработке

Теплопритоки от продуктов при холодильной обработке определяется в зависимости от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукта, температуры поступления и выпуска, а также времени холодильной обработки ([1] с. 346)

Q2пр = ;   (4.6)

где Мпост - суточное поступление продуктов в камеру, (т/сутки). При расчете

теплопритоков суточное поступление продукта для камер хранения принимают равным 6 % вместимости камеры (≥200 т) или 8 % вместимости камеры (<200 т) ([1] с. 347);

iпост – удельная энтальпия продукта, поступающего в камеру при температуре

поступления, кДж/кг;

iвып – удельная энтальпия продукта, выпускаемого из камеры при температуре

выпуска, кДж/кг;

τ – продолжительность холодильной обработки продукции,  для камер хранения принимают 24 ч ([1] с. 347)

4.3.2 Теплопритоки от тары ([1] с. 348)

Q2т = ;  (4.7)

где Мт – суточное поступление тары, принимаемое пропорционально суточному поступлению продукта, т/сут;

ст – удельная теплоемкость картонных коробок. Удельную теплоемкость тары принимают в зависимости от ее материала: картон – ст = 2,3 кДж/(кг*К) ([1] с. 348);

tпост , tвып – температура тары (принимается по продукту), поступающей и выпускаемой из камеры, °С;

τ – продолжительность холодильной обработки (принимается по продукту), ч

Все расчеты приведены в виде таблицы 3

 

4.4 Теплопритоки при вентиляции охлаждаемых производственных помещений

Учитывают только для камер хранения некоторых охлажденных продуктов (яйцо, сыр, фрукты, овощи т.п.) и для производственных помещений, где постоянно работают люди (экспедиции, упаковочные отделения, помещения с морозильными аппаратами и т.д.).

 

4.4.1 Теплопритоки для камер хранения продуктов ([1] с. 349)

;   (4.8)

где Vк – объем вентилируемой камеры, м3;

α  – кратность воздухообмена в сутки, 1/сут (α = 3,5…5 1/сут для камеры хранения; α = 10…12 1/сут для камер предварительного охлаждения овощей) ([1] с. 349);

ρв – плотность воздуха в камере, кг/м3 (ρв = 1кг/м3) ([1] с. 349);

iн и iв – удельные энтальпии наружного воздуха и воздуха в камере, кДж/кг, определяются по температуре и влажности воздуха по диаграмме d-i для влажного воздуха.

4.4.1.1 Теплопритоки при вентиляции камеры хранения картофеля

Q3 кар. ;

Q3 кар. = 5933,3 Вт

4.4.1.2 Теплопритоки при вентиляции камеры хранения капусты кочанной

Q3 кап. ;

Q3 кап. = 5120,4 Вт

4.4.1.3 Теплопритоки при вентиляции камеры хранения моркови

Q3 мор. ;

Q3 мор. = 3662,5 Вт

4.4.1.4 Теплопритоки при вентиляции камеры хранения свеклы

Q3 св. ;

Q3 св. = 1680,1 Вт

4.4.1.5 Теплопритоки при вентиляции камеры хранения лука репчатого

Q3 л.р. ;

Q3 л.р. =  2431,3 Вт

4.4.1.6 Теплопритоки при  вентиляции камеры хранения чеснока

Q3 чес. ;

Q3 чес. =  1181,2 Вт

4.4.2 Теплопритоки для охлаждаемых производственных помещений ([1] с. 349)

Q3 = ;   (4.9)

где 20 – норма подачи воздуха в час на одного рабочего человека, м3/час;

n – число работающих людей, чел;

ρв – плотность воздуха, кг/м3, (ρв = 1кг/м3) ([1] с. 349);

iн - энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;

iв - энтальпия внутреннего воздуха, кДж/кг

 

4.4.2.1 Теплопритоки при вентиляции вспомогательных помещений

;

Q3всп =3555,5 Вт

4.4.2.2 Теплопритоки при вентиляции служебных помещений

;

Q3служ = 200 Вт

4.4.2.3 Теплопритоки при вентиляции компрессорного цеха

;

Q3ком.ц = 500 Вт

 

4.5 Эксплуатационные теплопритоки

Возникают вследствие освещения камер, нахождения в них людей, работы электрооборудования и открывания дверей. Теплоприток определяют для каждой камеры отдельно.

Q4 = q1 + q2 + q3 + q4;   (4.10)

Теплопритоки Q4 уменьшается на 25…50 %, если число камер одного температурного режима более трех ([1] с. 351)

 

4.5.1 Теплопритоки от освещения ([1] с. 349)

q1 = А * F;   (4.11)

где А – удельный теплоприток от освещения в единицу времени, отнесенный к одному метру площади поля, Вт/м2; (А = 2,3 Вт/м2 для камер хранения; А = 4,5 Вт/м2 для камер тепловой обработки, экспедиций, загрузочно-разгрузочных, производственных помещений и т.п.) ([1] с. 349);

F – площадь камер, м2

4.5.2 Теплопритоки от пребывания людей ([1] с. 349)

q2 = 350 * n;   (4.12)

где n – число людей, работающих в помещении, человек;

350 Вт – тепловыделение одного работающего человека, Вт на 1 человека

4.5.3 Теплопритоки от работы электрооборудования ([1] с. 350)

q3 = ∑Nэл * η * 103;   (4.13)

где η - КПД электродвигателей, η = 0,75...0,8 ([2] с. 334);

∑Nэл – суммарная мощность электродвигателей оборудования, находящегося в помещении ориентировочно для камер хранения принимают: площадью до 200 м2, Nэл = 2,0…3,0 кВт; площадью более 200 м2 , Nэл = 4,0…6,0 кВт) ([2] с. 334)

4.5.4 Теплопритоки при открывании дверей в охлаждаемые помещения ([1] с. 350)

q4 = В * F;   (4.14)

где В – удельный теплоприток от соседних помещений через открытые двери, отнесенные к 1 м2 площади камеры, Вт/м2 ([1] с. 350 таблица 69)

Все расчеты приведены в виде таблицы 4

 

4.6 Теплоприток, выделяемый овощами при “дыхании” ([1] с. 351)

Q5 = B*(0,1qпост + 0,9 qхр)   (4.15)

где B – вместимость камеры, т;

qпост , qхр – тепловыделение плодов при температурах поступления и хранения, Вт/т ([1] с. 351 таблица 70)

 

4.6.1Теплоприток, выделяемый  картофелем при “дыхании”

Q5 кар. = 1200*(0,1*26 + 0,9 * 22);

Q5 кар. = 26880 Вт

4.6.2 Теплоприток, выделяемый капустой кочанной при “дыхании”

Q5 кап. = 600*(0,1*121 + 0,9 * 33);

Q5 кап. = 25080 Вт

4.6.3 Теплоприток, выделяемый  морковью при “дыхании”

Q5 мор. = 450*(0,1*44 + 0,9 * 28);

Q5 мор. = 13320 Вт

4.6.4 Теплоприток, выделяемый  свеклой при “дыхании”

Q5 св. = 300*(0,1*116 + 0,9 * 20);

Q5 св. = 8880 Вт

4.6.5 Теплоприток, выделяемый  луком репчатым при “дыхании”

Q5 л.р. = 300*(0,1*34 + 0,9 * 20);

Q5 л.р. = 6420 Вт

4.6.6 Теплоприток, выделяемый  луком репчатым при “дыхании”

Q5 чес. = 150*(0,1*34 + 0,9 * 20);

Q5 чес. = 3210 Вт

 

  Таблица 2 – Расчет теплопритоков через наружные ограждения

Ограждение	tв, °С	Размеры, м			F, м2	tн, °С	∆tн= tн - tв, °С	k, Вт/ (м2* К)	∆tс, °С	Q1т, Вт	Q1с, Вт	Q1, Вт
		L	B	H
Камера хранения картофеля
НС-С	4	36	-	6	216	28	24	0,43	0	2229,12	0	2229,12
ВС-В		-	18	6	108	12	8	0,42	-	362,88	-	362,88
ВС-Ю		36	-	6	216	12	8	0,42	-	725,76	-	725,76
ВС-З		-	18	6	108	0	0	0,5	-	0	-	0
Пол		36	18	-	648	4	0	0,59	-	0	-	0
Покрытие		36	18	-	648	28	24	0,41	17,7	6376,32	4702,54	11078,86
Итого												14396,62
Камера хранения капусты кочанной
ВС-С	1	18	-	6	108	12	1	0,42	-	498,96	-	498,96
ВС-В		-	30	6	180	24	23	0,42	-	1738,8	-	1738,8
НС-Ю		18	-	6	108	28	27	0,43	11,0	1253,88	510,84	1764,72
ВС-З		-	30	6	180	1	0	0,5	-	0	-	0
Пол		18	30	-	540	4	3	0,59	-	955,8	-	955,8
Покрытие		18	30	-	540	28	27	0,41	17,7	5977,8	3918,78	9896,58
Итого												14854,86

 

  Продолжение таблицы 2

Ограждение	tв, °С	Размеры, м			F, м2	tн, °С	∆tн= tн - tв, °С	k, Вт/ (м2* К)	∆tс, °С	Q1т, Вт	Q1с, Вт	Q1, Вт
		L	B	H
Камера хранения моркови
НС-С	0	24	-	6	144	28	28	0,43	0	1733,76	0	1733,76
ВС-В		-	18	6	108	4	4	0,5	-	216	-	216
ВС-Ю		24	-	6	144	12	12	0,42	-	725,76	-	725,76
НС-З		-	18	6	108	28	28	0,43	13,2	1300,32	613,01	1913,33
Пол		24	18	-	432	4	4	0,59	-	1019,52	-	1019,52
Покрытие		24	18	-	432	28	28	0,41	17,7	4959,36	3135,02	8094,38
Итого												13702,75
Камера хранения свеклы
ВС-С	0	18	-	6	108	12	12	0,42	-	544,32	-	544,32
ВС-В		-	12	6	72	1	1	0,5	-	36	-	36
ВС-Ю		18	-	6	108	1	1	0,5	-	54	-	54
ВС-З		-	12	6	72	12	12	0,42	-	0	-	0
Пол		18	12	-	216	4	4	0,59	-	509,76	-	509,76
Покрытие		18	12	-	216	28	28	0,41	17,7	2479,68	1567,51	4047,19
Итого												5191,27