Проектирование холодильной камеры для хранения мяса птицы, свинины, субпродуктов и рыбы в городе Хабаровске

  Рисунок 5.1 – Строительно-изоляционная конструкция внутренней стены мясорыбной камеры: 1 – штукатурка, δ = 20 мм, λ = 0,9 Вт/м×град; 2 – кирпичная кладка, δ = 120 мм, λ = 0,7 Вт/м×град; 3 – пароизоляция (битум), δ = 4 мм, λ = 0,18 Вт/м град; 4 – теплоизоляция (пенополистирол), λ = 0,04 Вт/м град; 5 – отделочный слой (плитка), δ =5 мм, λ = 2,2 Вт/м×град.

 

 

Расчет толщины изоляции ведется по формуле (5.1):

Принимается стандартная толщина изоляции – 0,1 м (100мм)

Действительный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.2):

Расчетный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.3):

                

Расчет толщины изоляции перегородки между мясорыбной камерой и тамбуром

Строительно-изоляционная конструкция стены представлена на рис. 5.2.

Рисунок 5.2 Строительно-изоляционная конструкция перегородки между мясорыбной камерой и тамбуром: 1 – отделочный слой (плитка), δ = 5 мм, λ = 2,2 Вт/м×град; 2 – штукатурка, δ = 20 мм, λ = 0,9 Вт/м×град; 3 – пароизоляция (битум),  δ = 4 мм, λ = 0,18 Вт/м×град; 4 – блоки (пенобетон), λ = 0,12 Вт/м×град.

Расчет толщины изоляции ведется по формуле (5.1):

Принимается стандартная толщина блока – 0,25 м.

Действительный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.2):

Расчетный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.3):

Расчет толщины изоляции перекрытия между мясорыбной камерой и вышерасположенным помещением

 Строительно-изоляционная конструкция перекрытия представлена на рис. 5.3.

Рисунок 5.3 Строительно-изоляционная конструкция перегородки между мясорыбной камерой и вышерасположенным помещением: 1 –Чистый пол, δ = 5 мм, λ = 2,2 Вт/м×град; 2 – Штукатурка, δ = 20 мм, λ = 0,9 Вт/м×град; 3 – теплоизоляция (пенополистирол) λ = 0,04 Вт/м×град; 4 – пароизоляция, δ = 4 мм, λ = 0,18 Вт/м×град; 5 - ж/б плита покрытия, δ = 270 мм, λ = 1,45 Вт/м×град; 6 – цементно-песчаная стяжка, δ = 40 мм, λ = 1,1 Вт/м×град

Расчет толщины изоляции ведется по формуле (5.1):

Принимается стандартная толщина блока – 0,1 м. Действительный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.2):

Расчетный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.3):

    

Расчет толщины изоляции перекрытия пола

Строительно-изоляционная конструкция пола представлена на рис. 5.4.

Рисунок 5.4 Строительно-изоляционная конструкция пола: 1 –метлахская плитка, δ = 5 мм, λ = 2,2 Вт/м×град; 2 – цементная стяжка, δ = 40 мм, λ = 1,1 Вт/м×град; 3 – армированный бетон δ = 270 мм, λ = 1,45 Вт/м×град; 4 – керамзитобетонная стяжка δ =40мм, λ = 0,16 Вт/м×град; 5 керамзитовый гравий–, δ =40 мм, λ = 0,16 Вт/м×град; 6 цементный защитный слой, , δ = 20 мм, λ = 0,9 Вт/м×град;7- гидроизоляция (битум) δ = 4 мм, λ = 0,18 Вт/м×град; 8-утрамбованный грунт со  щебнем.

Расчет толщины изоляции ведется по формуле (5.1). и для зоны на глубине до 3,5 м.она составляет

м

     Действительный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.2):

            

Расчетный коэффициент теплопередачи рассчитывается по формуле (5.3):

       

                                   

6. Калорический расчет

Калорический расчет учитывает теплопритоки, влияющие на изменение температурного режима в охлаждаемых камерах. Расчет производится для каждой камеры отдельно, что позволяет подобрать камерное оборудование.

В калорическом расчёте учитываются следующие теплопритоки в каждую из охлаждаемых камер:

1. Q1 - теплопритоки через ограждения камеры. Это приток тепла от наружной (по отношению к данной камере) среды путём теплопередачи вследствие разности температур наружной среды и воздуха внутри камеры Q¢1 и приток тепла в результате солнечной радиации Q¢¢1.

2. Q2 - теплоприток от грузов (от продуктов и тары) при их термической обработке. Для фруктовых холодильников вместо Q2 находят Q5 – теплоприток в результате дыхания фруктов.

3. Q3 - теплоприток от наружного воздуха при вентиляции камеры.

4 Q4 - эксплуатационные теплопритоки (при открывании дверей охлаждаемых камер, включении освещения, пребывании людей и т.п.).

Перечисленные теплопритоки изменяются в зависимости от времени года, сезонности поступления продуктов и по другим причинам. Поэтому допускаем, что максимумы всех рассчитанных теплопритоков совпадают по времени. В связи с этим холодильное оборудование должно быть выбрано так, чтобы обеспечивался отвод тепла из камер при самых неблагоприятных условиях, т.е. при максимуме теплопритоков, равном сумме:

             Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4, Вт.                                      (7.1)

Теплопритоки через ограждения (Q1, Вт) рассчитываются по формуле (7.2)

             Q = Q¢1 + Q¢¢1,                                                  (7.2)

где  Q'1 - теплопритоки путём теплопередачи вследствие наличия разности

температур сред, находящихся по ту и другую сторону ограждения, Вт;

Q¢¢1 - теплопритоки за счёт поглощения теплоты солнечной радиации, Вт.

Приток тепла через ограждение путём теплопередачи вследствие наличия разности температур (Q¢1, Вт) определяется по формуле (7.3)

                  Q¢1 = Кр∙ F∙ (tср - tв),                            (7.3)

где  Кр - расчётный коэффициент теплопередачи ограждения, подсчитанный раньше при расчёте толщины теплоизоляции (раздела 6), Вт/(м2 град);

F - теплопередающая поверхность ограждения, м2;

tcp - температура среды, граничащей с внешней поверхностью ограждения, °С;

tв - температура воздуха внутри камеры, °С.

Результаты расчета теплопритоков представлены в таблице 7.1.

При подсчете теплопритока Q¢1об учитываются все теплопритоки в данную камеру кроме теплооттоков (отрицательные значения теплопритоков), чтобы камерное оборудование могло обеспечить необходимый температурный режим и в том случае, когда соседние низкотемпературные камеры отключены. Величина  Q¢1км камеры подсчитывается как алгебраическая сумма всех положительных значений теплопритоков через ограждение данной камеры и отрицательных только тех, которые обусловлены низкотемпературными камерами, подключенными к этому же компрессоры, т.е. не принимается во внимание отток тепла в камеры, подключенные к другому компрессору.

Таблица 7.1 - Теплопритоки через ограждения путем теплопередачи

Ограждения	Кр, Вт/м×град	F, м2	tср - tв ,°C	Q’1
Мясорыбная камера
Стена наружная граничащая с коридором	0,36	10	22-0		79,2
Стена наружная граничащая с смежными помещениями	0,36	15	22-0		118,8
Стена наружная	0,36	10	22-0		79,2
Стена, граничащая с тамбуром	0,45	15	17-0		114,75
Перекрытие пола	1,24	24	3,5-0		104,16
Потолочное перекрытие	0,352	24	22-0		185,856
ИТОГО Q1’об					681,97
ИТОГО Q1’км

Теплоприток от грузов Q2 (продуктов и тары) определяются по формуле (7.4)

    (7.4)

где  Gпр, Gт – суточное поступление в охлаждаемую камеру продукта и тары

соответственно, кг/сут;

Спр, Ст – удельная теплоемкость продукта и тары соответственно, Дж/(кг∙град);

tпр1, tпр2 – соответственно температура, с которой продукт поступает в камеру, и конечная температура продукта после термической обработки, °С;

tохл – время охлаждения продукта до tпр2, ч.

Суточное поступление в охлаждаемую камеру продуктов Gпр принимается в зависимости от продолжительности их хранения. Если продолжительность их хранения составляет 1 - 2 дня, то Gпр принимается равным 100 %, при 3-4 -дневном хранении – 50…60 %, при более длительном хранении – 50…40 % от максимального количества данного продукта в камере Q, которое определяется как произведение суточного запаса (расхода) продукта Gпр на срок его хранения t.

Суточное поступление тары принимается в размере 20% стальной, 15% для пластмассовой, 10% для картонной, 5% для полиэтиленовых пленок, 100% для стеклянной тары от суточного поступления продукта Gпр.

При доставке охлажденных продуктов изотермическим транспортом tпр1 = 6…8ºС для средней и северной климатической зон. Если продукт поступает в неохлажденном состоянии, то температура tпр1, берется на 5…7ºС ниже расчетной температуры наружного воздуха tн. Конечная температура продукта после термообработки tпр2 принимается на 1…2 °С выше температуры воздуха в камере. Время охлаждения продукта tохл принимается равным 24 ч. Расчет теплопритоков от груза представлен в таблице 7.2

Таблица 7.2 Расчет теплопритоков от груза

Наименование продукта и тары	Gсут, кг/сут	τ, сут	Емах, кг	Gпр, кг/сут	Спр, Дж/кг∙град	Gт, кг/сут	Ст, Дж/кг∙град	tпр1, ˚С	tпр2, ˚С	Q2, Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Камера мясных и рыбных полуфабрикатов и овощей
Мясо птицы/металлическая емкость	315	3	960	315	2930	32	460	6	-3	99,2
Мясо свинины/металлическая емкость	120	3	345	120	2600	11,5	460	6	-3	31,7
Субпродукты/металлическая емкость	60	3	165	60	2930	5,5	460	6	-3	17,05
Рыба тощая/металлическая емкость	80	3	285	80	3520	9,5	460	6	-3	35,3
Рыба жирная/металлическая емкость	40	3	195	40	2930	6,5	460	6	-3	20,15
Итого										203,4

Эксплуатационные теплопритоки Расчет холода Q4 в ряде случаев, в том числе в калорических расчетах холодильников предприятий торговли и общественного питания, не рассчитывают, а принимают для камер площадью пола более 20 м2 равным 20% Q1.

Итоги калорического расчета представлены в таблице 7.3

Таблица 7.3 - Итоги калорического расчета блока холодильных камер

 

 

Наименование камеры	Площадь камеры, м2	Параметры воздуха		Q1	Q2	Q3	Q4	Итого
		Температура, воздуха, 0С	Относительная влажность, %
Камера мясо-рыбная	24	-3	90	681,97	203,4	-	136,39	1021,76

                             7. Расчет и выбор холодильной машины

Потребная холодопроизводительность холодильной машины с учетом потерь холода и коэффициента рабочего времени определяется по формуле (8.1):

                                (8.1)

         где  ΣQкм – суммарный теплоприток в группу камер, представляющий собой полезную нагрузку компрессора, Вт;

ψ – коэффициент, учитывающий потери холода в установке (для систем с непосредственным охлаждением камер принимается равным 1,07);

в – коэффициент рабочего времени компрессора (0,75).

Потребная холодопроизводительность компрессора:

• Камера мясо-рыбная

Выбирается холодильная машина с воздушным охлаждением конденсатора. Для выбора холодильной машины определяется температуры кипения и конденсации холодильного агента и температура окружающего воздуха.

Температура кипения холодильного агента для фреоновых холодильных машин принимается на 14…16 ˚С ниже температуры воздуха в камере. Температура конденсации для конденсаторов с воздушным охлаждением принимается на 10…12 ˚С выше температуры воздуха в машинном отделение.

 

Камера мясо-рыбная:

• Температура кипения хладагента
• Температура конденсации хладагента