Расчет тепловой изоляции холодильной камеры хранения

где Q_2пр- теплопритоки от продуктов, Вт;

Q_2т – теплопритоки от тары, Вт.

Q_2пр  = [ G_пр(i_н-i_к)·10⁶]/24·3600

Q_2пр  = [ 120(398-334,4)·10⁶]/24·3600=88333 Вт=88,3 кВт

где i_н – начальная энтальпия продуктов при t_н =+20ºС,

i_к – конечная энтальпия продуктов при t_к =+4ºС.

Количество  тары принимаем – 15% от G_пр , то есть G_т =0,15·120=18 т/сутки.

Тогда теплопритоки от тары составят:

Q_2т = [С_т ·G_пр(t_н-t_к)·10⁶]/24·3600

Q_2т = [ 1,46·18(20-4)·10⁶]/24·3600=4866,6Вт.

Общие теплопритоки от продуктов и тары

∑ Q₂ = Q_2пр  + Q_2т =88333+4866,6=93199,6 Вт=93,2 кВт.

Теплопритоки  при работе вентиляции Q₃

При хранении данных молочных продуктов при температуре воздуха в камере t_в=+4ºС вентиляция не используется, поэтому Q₃ =0.

Эксплуатационные  теплопритоки Q₄

Q₄ = Q₄^І  + Q₄^ІІ+ Q₄^ІІІ  + Q₄^ІV, Вт.

Теплопритоки  от электрического освещения

Q₄^І  = q₄^І+ F_стр  =1,2·(12·24)=345,6 Вт,

где q₄^І – удельный теплоприток от освещения, при F_стр>200 м², q₄^І=1,2 Вт/м²;

F_стр=288 м².

Теплоприток от работающих электродвигателей

Q₄^ІІ=10^3·η₀·N_э=10³·0,7·3,6=2520 Вт,

где η₀ =0,4…1,0 – коэффициент одновременности работы электродвигателей,

N_э=3,6 кВт – мощность электродвигателей.

Теплопритоки  от работающих людей

Q₄^ІІІ  = q₄^ІІІ·n=350·3=1050 Вт,

где n=3 - число работающих людей;

q₄^ІІІ=350 Вт – средний теплоприток от одного работающего.

Теплопритоки  от открывания дверей камеры

Q₄^ІV  = q₄^ІV· F_стр  =12·(12·24)=3456 Вт,

где q₄^ІV=12 Вт/м² - удельный теплоприток.

Суммарные теплопритоки

  ∑Q₄ = Q₄^І  + Q₄^ІІ+ Q₄^ІІІ  + Q₄^ІV=345,6+2520+1050+3456=7371,6 Вт.

Определение тепловой нагрузки на компрессор и камерное оборудование

1. Тепловая нагрузка на камерное оборудование составляет:

Q_об= ∑Q₁ + ∑Q₂  + ∑Q₄=10502,78+93199,6+7371,6=111073,98 Вт=111,1 кВт.

2. Тепловая нагрузка на компрессор составляет

Q_ок=( Q_об·К)/в=111,1·1,1/0,8=152,8 кВт.

Величина  Q_ок =152,8 кВт – является холодопроизводительностью холодильной установки и служит основой для расчета холодильного цикла и подбора компрессора.

Расчет  и подбор компрессора

Исходные  данные для расчета:

хладагент R 717 – аммиак

Q_ок =152,8 кВт.

Температурный режим работы холодильной установки

- температура  кипения хладагента

 t₀=t_в-(7…10)ºС=4-10=-6°С

- температура  конденсации хладагента

 t_к=t_{охл.воды}+(8…10)ºС=20+10=30°С

- температура  переохлаждения жидкого хладагента

 t_п=t_к-(3…5)ºС=30-5=25°С

- температура всасываемых паров хладагента в компрессор равна

 t_вс=t₀+(3…6)ºС=-6+5=-1°С

Далее по диаграмме (T-S) и (i-lgP) определяем давление конденсации Р _к и давление кипения жидкого хладагента в испарителе Р ₀ и строим цикл в (T-S) и (i-lgP) диаграммах и значения параметров точек цикла заносим в таблицу 1.

Схема холодильной  установки приведена на рисунке

 Р_н,t_н

 2 КМ

 КД

 Р_к,t_к 1  Р₀,t_вс

3 ПО           ОЖ 1'

 

 4

Р_к,t_п           РВ 5         Р₀,t₀

      И

КМ – компрессор;

КД – конденсатор;

ПО – переохладитель;

РВ – регулирующий вентиль;

И – испаритель;

ОЖ – отделитель жидкости.

Цикл  холодильной установки

 Т 2 Р_к    lgP

 2' 3 Р_к,t_к 2'

 3 3' 2 

Р₀

 3'

      Р₀, t₀

      1

 4 1' 4 1'   1

      S I 

Строим цикл и определяем параметры точек цикла. 
 
 
 
 
 

Таблица 1

 

 

Расчет  цикла

1. Удельная массовая холодопроизводительность

q₀=i₁-i₄=1710-530=1180 кДж/кг

2. Работа адиабатического сжатия в компрессоре

l=i₂-i₁=1857-1710=147 кДж/кг

3. Удельная тепловая нагрузка на конденсатор

q_к=i₂-i₃=1857-560=1297 кДж/кг

4. Удельная тепловая нагрузка на переохладитель

q_п=i₃-i_3'=560-530=30 кДж/кг

5. холодильный коэффициент

ε= q₀/l=1180/147=8,02

6. Массовая производительность компрессора

G_х=Q_ок/q₀=152,8/1180=0,13 кг/с

7. Объемная производительность компрессора

V=G_x·V₁=0,13·0,35=0,045 м³/с,

где V₁ – удельный объем пара, всасываемого в компрессор (таблица 1)

8. Объем описываемый поршнем компрессора

V_h=V/λ=0,045/0,85=0,065 м³/с,

где коэффициент подачи λ=f(Р_к/Р₀), при Р_к/Р₀=1,2/0,37=3,24; λ=0,85

9. По величине V_h=0,065 м³/с выбираем компрессор с V_h= ???????м³/с, марки П 110 и Q_ок=?????????кВт.

Энергетический  расчет цикла

1. Адиабатная мощность компрессора

N_s=G_x·(i₂-i₁)=0,13·147=19,11 кВт

2. Индикаторная мощность компрессора

N_i= N_s/η _I =19,11/0,83=23,02 кВт,

где η _I =f(Р_к/Р₀) – индикаторный КПД компрессора, η _I =0,83

3. Мощность на выходном валу компрессора

N_l= N_i/ η _мех =23,02/0,85=27,1 кВт,

где η _мех =0,85 – механический КПД компрессора

4. Мощность трехфазного электродвигателя

N_э= N_l·(1,1…1,2),кВт

N_э= 27,1·1,15=31,2 кВт

По  величине N_э=31,2 кВт выбираем электродвигатель мощностью N_э=40 кВт.

Расчет  и подбор конденсатора

Потребная теплообменная поверхность конденсатора равна

F_k=Q_k/(К·Θ_т )=(G_x ·q_к)/К·Θ_т,

где Q_k=G_x ·q_к=0,13·1297=168,61 кВт

Для аммиачного кожухотрубного конденсатора К=800…1000 Вт/м²·К, принимаем К=900 Вт/м²·К.

Θ_т - средний температурный напор

Θ_т = 5/ln2=7,2°С

Тогда F_к=Q_к/К·Θ_т=168,61·10³/900·7,2=26 м²

Принимаем конденсатор КТГ-??? с теплообменной  поверхностью F_к=????? м²

Определение расхода воды через конденсатор  КТГ-???

Расход  воды через конденсатор

V _в= Q_к /[С_в ·(t _в2 – t_в1)·ρ_в]=168,61/(4,2·5·10³)=0,01м³/с,

где С_в =4,2 кДж/кг·К – теплоемкость воды;

ρ_в=10³ кг/м³ - плотность воды.

Расчет  камерных приборов охлаждения

Площадь теплопередающей поверхности камерных батарей 

F_б=Q_об/(К·Θ)=???·10³/(8·8)=???? м²,

где К=8 Вт/м²·К – коэффициент теплопередачи;

Θ=8°С –  температурный напор между кипящим хладагентом и воздухом в камере. Принимаем  F_б=???? м²

По каталогу выбираем площадь одной батареи  f_б=??? м², тогда число батарей в камере составит

n= F_б/ f_б=???/???=?? шт

Принимаем ?? потолочных и ?? пристенных батарей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Библиографический список