Тепловой расчет охлаждаемых камер и подбор холодильного оборудования

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа.

 

 

 

 

 

 

Тема: «Тепловой расчет охлаждаемых камер и подбор холодильного оборудования»

Дисциплина: «Холодильная техника и технология»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: Блинова Т.Л. 631-ВП

 

Цель работы: рассчитать толщину теплоизоляции ограждений охлаждаемой камеры для хранения продовольственных товаров, величину теплопритоков и подобрать соответствующее холодильное оборудование.

Содержание работы и порядок ее выполнения

1. Определить емкость и площадь охлаждаемой камеры.

 

2. Составить предварительный эскиз плана камеры, с указанием размеров наружных и внутренних стен и их ориентации (север, юг, запад, восток).
3. Принять высоту охлаждаемых помещений.
4. Определить расчетную температуру и относительную влажность воздуха внутри камеры, в тамбуре и в смежных неохлаждаемых помещениях, а также температуру и влажность наружного воздуха.
5. Выбрать строительно-изоляционные конструкции ограждений камеры, рассчитать и принять для каждой,   из них толщину изоляции и уточнить соответствующим расчетом коэффициент теплопередачи ограждения.

6. Произвести калорический расчет камеры.

7. Выбрать холодильную машину.

8. Рассчитать   теплопроводящую поверхность и число испарительных батарей, размещаемых в холодильной камере.

9. Расположить расчетное количество испарительных батарей по геометрии холодильной камеры.

Варианты и исходные данные для расчёта.

Начальная буква фамилии  студента (номер  варианта)	Город	Параметры наружного воздуха расчетные летние		Поступление товара в камеру, кг/сутки	Ориентация наружной стены
				Рыбы и  рыбных  продуктов
		Температура tнар, °С	Относительная влажность φнар, %
1	2	3	4	5	6
Б	Архангельск	27	63	610	В

 

 

 

 

 

 

 

 

     1. Определить емкость и площадь холодильной камеры.

 

                     E=G∙τхр,                          (1)

Е - емкость камеры, кг;

G - суточное поступление товара, кг/сутки;

τхр - допускаемый срок хранения товара, сутки.

E=610*4=2440

.\

                        Fгр = E /gf,                    (2)

Fгр - грузовая площадь камеры, м2;

gf - нагрузка на один квадратный метр грузовой площади камеры, кг/м2.

Fгр =2440/200=12,2

 

Fстр = Fгр ∙ βf,               (3)

Fстр строительная площадь

βf - коэффициент увеличения площади камеры на проходы, проезды,

Fстр = 12,2*2,2=26,84

 

2. Эскиз плана холодильной камеры.

                                                                                                                                  Ю

                                  

                                                                                                                  

                                                                                                                    В                           З

 

 

                                                                                                                                  С

 

Ориентация стен камеры [м]:

"АБ"=3,7

"БВ"=7,25

"АД"=7,25

"ВГ"=2

"ГД"=1,7

 

 

3. Высота холодильных камер h=3,2 м.

 

4. Расчетная температуря наружного воздуха: tнар=27 °С

Относительную влажность воздуха: φнар =63%

Температура камеры: tкам =-2 °С

Относительная влажность воздуха в камере: φкам =95%

Температура воздуха в смежных неохлаждаемых помещениях:

 

tсмеж = tнар – 5 [°С]                (5)   

 

tсмеж =27-5=22 °С

Температура в тамбуре холодильной камеры:

 

tтам = tнар – 10 [°С]                   (6)

 

tтам =27-10=17 °С

Температура грунта под полом камеры

 

tгрунт = tнв – 10 [°С]                 (7)

 

tгрунт =27-10=17 °С

5. Выбор строительно-изоляционных конструкций ограждений холодильной камеры:

Конструкция наружной стены.

1-штукатурка; 2-кирпичная  кладка;

3-паро-гидроизоляция 4-тепловая изоляция

 Конструкция внутренних  стен и перегородок в тамбур

1. - штукатурка; 2 - кирпичная кладка 3 - паро-гидроизоляция; 4 - тепловая изоляция

Конструкция покрытия.       

           1 — рулонная кровля, 2 — бетонная стяжка.

 

   Конструкция неизолированного пола, расположенного на грунте, с теплоизоляционной подсыпкой вдоль стен холодильника.

1 — чистый пол, 2 — армированная бетонная стяжка, 3 — керамзитобетонная стяжка, 4 — теплоизоляция (керамзитовый гравий), 5 — гидроизоляция, 6 — бетонная подготовка, 7 — уплотнённый грунт со щебнем.

 

 

 

 Расчет толщины теплоизоляции каждого вида ограждения и коэффициента теплопередачи для них.

Расчет толщины теплоизоляции

 

                    (8)

 

δиз - толщина теплоизоляции, м;

λиз — теплопроводность теплоизоляционного материала, Вт/(м • К);

К — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2 • К);

m — коэффициент конструктивного качества теплоизоляционной конструкции ограждения,

m = 1,05 для теплоизоляции ПСБ-С,

δогр — толщина отдельных слоев строительной конструкции ограждения, м;

λогр — теплопроводность отдельных слоев строительной конструкции ограждения, Вт/(м • К) ;

α1, α2 — коэффициенты теплоотдачи по обе стороны стенки ограждения с внешней и внутренней соответственно, Вт/(м2 • К).

 

,                                 (9)

 

δ1,2,...,n - толщины определенных слоев строительных материалов конструкции данного вида ограждения, м

λ1,2,...,n  - коэффициенты теплопроводности этих строительных материалов ограждения, Вт/м °С.

 

Наружная стена:

δиз  =  0,04 * {(1/0,50)*1,05- [1/23,2  +0.02/0.88+0.64/0.85+0.008/0.2 +1/8]}

δиз  =  0,04 * {2*1,05- [0.043  +0.023+0.753+0.04+0.125]}

δиз  =  0,04 * {2.1 – 0.984}

δиз  =  0,04 * 1.116=0.045

 

Внутренние стены:

δиз  =  0,04 * {(1/0,56)*1,05- [1/23,2  +0.02/0.88+0.64/0.85+0.008/0.2 +1/8]}

δиз  =  0,04 * {(1.79)*1,05- [0.043  +0.023+0.753+0.04+0.125]}

δиз  =  0,04 * {1.88 – 0.984}

δиз  =  0,04 * 0.896=0.0358

 

Принимаем толщину изоляции δиз  = 0,05 [м]

 

После округления δиз определяем, чему станет равным действительный коэффициент данного ограждения Кд, так как δиз увеличилась

      ,                  (10)

δиз  - толщина принятого слоя теплоизоляции после округления, м.

 

Кд=1/[1/23.2+0.02/0.88+0.64/0.85+0.008/0.2+0.05/0.04]

Кд =1/0.043+0.023+0.753+0.04+1.25

Кд =1/2.109

Кд =0.47

 

В связи с возможными дефектами монтажа теплоизоляции и ухудшения ее качества под действием влаги при длительной эксплуатации камеры необходимо коэффициент Кд увеличить на 10%, то есть

 

Кр=1,1∙Кд ,               (11)

 

Кр - расчетный коэффициент  теплопередачи данного ограждения, Вт/(м2 °С).

 

Кр=1.1*0,47=0.517 [Вт/(м2°С)]

 

 

При расчетах по укрупнённым показателям допускается принимать значения рекомендованных коэффициентов теплопередачи для полов камер, расположенных на первом этаже, равным, Кусл =0,47 Вт/ (м2∙оС)

 

6. Калорический расчет заключается в определения величины количества тепла, поступающего в камеру. Суммарный теплоприток в камеру определяется из уравнения

 

Qкам=Q1+Q2+Q3+Q4 ,                       (12)

 

Q1 - теплоприток в камеру через ограждения, Вт;

Q2 - теплопритоки, поступающие с товарами и тарой, Вт;

Q3 - теплоприток, поступающий о воздухом в камеру при ее вентилировании, Вт

Q4 - эксплуатационные теплопритоки (освещение камеры, открывание дверей, пребывание людей и т.д.), Вт.

 

6.1. Определение  Q1 производится по формуле

 

Q1=Q1'+Q1'' ,                               (13)

 

Q1' - теплопритоки за счет теплопроводности ограждения и конвекции, Вт

Q1'' - теплопритоки за счет солнечной радиации, Вт.

Величину Q1' определяем по формуле

 

Q1'=F∙Kp∙ (t1-tкам) ,                     (14)

 

F - поверхность, через которую происходит теплоприток, м2

Кр - расчетный коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/ м2 °С;

t1 - температура снаружи данного ограждения, °С;

tкам. - температура воздуха в камере, оС.

 

Для наружной стены АБ:

Q1'= 3.7*3.2*0,517*(27-(-2))

Q1'=11.84*0.517*29

Q1'=177.52 [Вт]

 

Для внутренних стен БВ; АД:

Q1'= 7.25*3.2*0,517*(27-(-2))

Q1'=23.2*0.517*29

Q1'=347.84 [Вт]

 

ВГ:

Q1'= 2*3.2*0,517*(27-(-2))

Q1'=6.4*0.517*29

Q1'=95.96 [Вт]

 

ГД:

Q1'= 1.7*3.2*0,517*(27-(-2))

Q1'=5.44*0.517*29

Q1'=81.56 [Вт]

 

Для потолочного бесчердачного покрытия:

Q1'=3.7*7.25*0.517*(27-(-2))

Q1'=26.84*0.517*29

Q1'=402.41[Вт]

 

Для пола:

Q1'=3.7*7.25*0.47*29

Q1'= 365.83[Вт]

 

Заметим, что Q1'' следует определять только для наружной стены и потолочного бесчердачного покрытия. Не рассчитывается Q1'' только для наружной стены, обращенной на север.

Q1" определяется по формуле

 

Q1''=kp∙Fc∙Δtc ,                             (15)

 

Кр - расчетный коэффициент теплопередачи данного ограждения, Вт/(м2°С);                                                          

Fc  - поверхность ограждения, облучаемая солнцем, м2

Δtc - разность температур, обусловленная солнечной радиацией в летний период, °С.

 

Для наружной стены :

Q1''=0.517*11.84*8.5

Q1''=52.03[Вт]

 

Для потолочного бесчердачного покрытия:

Q1''=0.517*26.84*8.5

Q1''= 117.95[Вт]

 

Для пола:

Q1''=3.7*7.25*0.47*8.5

Q1''= 107.23[Вт]

 

 

Для наружной стены АБ :

Q1=177.52+52.03=229.55[Вт]

 

Для внутренних стен БВ; АД:

Q1=347.84 [Вт]

 

ВГ:

Q1=95.96 [Вт]

 

ГД:

Q1=81.56 [Вт]

 

Для потолочного бесчердачного покрытия:

Q1=402.41+117.95=520.36 [Вт]

 

Для пола:

Q1= 365.83+107.23=473.06 [Вт]

 

 

 

 

 

 

 

Результаты расчёта теплопритоков через ограждения.

Наименование ограждения	Площадь ограждения, м2	Кр , Вт/(м2°С)	t1 , оС	tкам , оС	Q1', Вт	Q1'', Вт	Q1 , Вт
Наружная стена "АБ"	11.84	0.517	27	-2	117.52	52.3	229.55
Внутренняя стена "БВ"	23.2	0.517	27	-2	347.84	–	347.84
Внутренняя стена "ВГ"	6.4	0.517	27	-2	95.96	–	95.96
Внутренняя стена "АД"	23.2	0.517	27	-2	347.84	–	347.84
Перегородка в тамбур "ГД"	5.44	0.517	27	-2	81.56	–	81.56
Перекрытие	26.84	0.517	27	-2	402.41	117.95	520.36
Пол	26.84	0.517	27	-2	365.83	–	473.06
					Итого		2096,17