Проектирование холодильных установок в разных регионах России

                                                                                                   (19)

        

       Далее определяем общую площадь дверных проемов, для этого умножаем количество деверей в морозильной камере на их площадь.

        

       Итак,

       Теперь  подсчитываем разность теплопритоков внутри и снаружи помещения Q_1Т = 0,21·156,4(17 – (–20)) ·10^-3 = 32,844·37·0,0011,22 кВт.

       Рассчитаем разность теплопритоков полов по формуле (20).

       Q_1Т = 0,23F(t_н – t_в)m ·10^-3                                                                             (20)                                                                                          

       где m – коэффициент термического сопротивления пола, для пола без подогрева, лежащего на грунте, m = 1.

       Таким образом, Q_1Т = 0,23·32,4(17 – (–20))1 ·10^-3 = 7,452·37·1·0,001

0,28 кВт.

       4.1.2 Расчет теплопритока от солнечной  радиации 

       Теперь  рассчитаем теплоприток от солнечной радиации через наружные стены и покрытия холодильников по формуле (21).

       Q_1С = К₀·F·∆t_с·10^-3      (21)

       где   К₀ – коэффициент теплопередачи ограждения;

       F – площадь поверхности ограждения, облучаемой солнцем (в данном случае – площадь стен);

       ∆t_с – разность температур от действия солнечной радиации в летнее время ( зависит от тона окраски кровли поверхности холодильников).

       Для светлых тонов окраски ∆t_с =14,9 ^оС, для темных тонов окраски ∆t_с =17,7 ^оС. Для наружных стен: ∆t_с - для бетонных стен 9,8 ^оС, ∆t_с - для стен, облицованным  глазированными плитами 3,9 ^оС

       Выбираем  ∆t_с - для стен со светлыми тонами окраски, т.е. ∆t_с =14,9 ^оС.

       Таким образом, Q_1С = 0,21·156,4·14,9·10^-3 0,49 кВт;

       Теперь  можно подсчитать теплопритоки через стены и полы Q₁ =

= 1,22 + 0,49 = 1,71 кВт.

       4.2 Расчет теплопритоков от грузов при холодильной обработке

       Необходимо  рассчитать теплопритоки от продуктов  и тары при холодильной обработке по формуле (22).

      Q₂ = Q_2пр + Q_2т                                                                                                (22)

      4.2.1 Расчет теплопритоков от продуктов при холодильной обработке

      Рассчитаем  теплопритоки от продуктов при холодильной обработке в камерах охлаждения и замораживания периодического действия по формуле (23).

                                                                                       (23)

       где М_ПР – суточное потребление продуктов в холодильник;

       ∆i – разность удельных энтальпий продукта до и после обработки;

       τ_обр – продолжительность холодильной обработки.

         М_ПР равна 8% от 200 т объема  холодильника, 6% меньше 200 т объема. В нашем случае М_ПР равна 8% от 550 т объема холодильника. М_ПР = 0,08·550 = = 44 т.

       Разность удельных энтальпий продукта до и после обработки определяется по формуле (24).

                                                                                                            (24)

       где i_вх – удельная энтальпия продукта до обработки;

       i_вых – удельная энтальпия продукта после обработки.

      Проектируемый холодильник предназначен для заморозки  и хранения свинины. Температура  свинины до обработки равна 4 ^оС, после обработки она равна – 8 ^оС.  [1, Таблица 6] Соответственно удельная энтальпия продукта до обработки  равна 224 кДж/кг, после обработки – 34,8 кДж/кг. [1, Таблица 4] Таким образом, .

      Далее рассчитываем продолжительность холодильной обработки, которая зависит от характера движения воздуха в камере и способа упаковки продуктов. = 20 часов/сутки. [1, Таблица 6]

      Таким образом, Q_2пр= 1,3·44·189,2· 150,3кВт.

      4.2.2 Расчет теплопритока от тары при холодильной обработке

      Рассчитаем  теплоприток от тары по формуле (25).

                                                                                     (25)

       где M_т – суточное поступление тары;

       С_т – теплоемкость тары;

       t₁ – начальная температура продукта;

       t₂ – конечная температура продукта.

       M_т составляет 10¸20% массы груза (продукта), поступающего в холодильник в сутки, то есть 10¸20% от М_ПР. Для проектируемого устройства возьмем M_т = 10% от М_ПР. Следовательно, M_т = 0,1·44 = 4,4 т.

       Теплоемкость  тары составляет 2,3 кДж/кгК для деревянной и картонной тары, 0,5 кДж/кгК для  металлической тары и 0,8 кДж/кгК для  стеклянной. Продукт расфасован в картонную тару, следовательно С_т = 2,3 кДж/кгК

       Подставляем полученные данные в формулу и  получаем теплоприток от тары Q_2т = 4,4·2,3·(4 - (- 8))· = 4,4·2,3·12·0,01157407 = 1,41 кВт.

       Теперь  рассчитываем теплоприток от грузов при холодильной обработке Q₂ = Q_2пр+ Q_2т = 150,3 + 1,41 = 151,71кВт. 

       4.3 Расчет теплопритока при вентиляции  помещения

       Теплоприток при вентиляции помещения рассчитывается по формуле (26).

                                                                                                    (26)

       где М_В3 - массовый расход вентиляционного воздуха в сутки;

         – удельная энтальпия наружного воздуха;

        - удельная энтальпия  внутреннего воздуха. 

       Массовый  расход вентиляционного воздуха  в сутки находится по формуле (27).

       М_В3 =   [кг/сек]                                                                                 (27)                       

       где  V_к – объем вентилируемого помещения;

       α – кратность воздухообмена;

       ρ_в - плотность воздуха в камере.

       Объем вентилируемого помещения находим  по формуле (28).

       V_к = h·F_пол.                                                                                                                                                              (28)

       V_к = 4,8·32,4 = 155,52 м³

       Кратность воздухообмена варьируется от 3 до 4. Берем α = 4.

       Плотность воздуха в камере при t = – 30 °С равна 1,38 кг/м³. [1, График 8]

       Таким образом, М_В3 = 0,01 кг/сек.

       Далее найдем удельные энтальпии наружного  воздуха и воздуха в камере и . Для t_нар = 17 ^о С = 56 кДж/кг, для t_вн = – 20 ^о С  = – 20 кДж/кг.

       Итак, Q₃ = 0,01·(56 – (–20)) = 0,76 кВт.

       4.4 Расчет эксплуатационных теплопритоков

       Эксплуатационные  теплопритоки находятся по формуле (29).

       q_э.тп. = q₁ + q₂ + q₃ + q₄  [кВт]                                                                       (29)                                                                                                 

       где  q₁ – теплоприток от освещения;

       q₂ – теплоприток от пребывания людей;

       q₃ – теплоприток от работающих двигателей;

       q₄ – теплоприток при открытии дверей.

       4.4.1 Расчет теплопритока от освещения

       Теплоприток от освещения вычисляется по формуле (30).

                                                                                              (30)

       где А – теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на 1м² площади пола;

       F – площадь морозильной камеры.

       Для камер холодильной обработки, связанные с погрузкой и разгрузкой  А = 4,7 Вт/м²

       Таким образом, q₁ = 4,7·156,4·10^-3 = 0,74 кВт.

       4.4.2 Расчет теплопритока от пребывания людей

       Теплоприток от пребывания людей определяется по формуле (31).

       q₂= 0,35·n [кВт]                                                                                           (31)

       где 0,35 кВт – тепловыделения одного человека;

       n – число людей, работающих в холодильнике.

       Число людей, работающих в холодильнике варьируется  от 4 до 6, принимаем n = 4.

       Соответственно, q₂ = 0,35·4 = 1,4 кВт.

       4.4.3 Расчет теплопритока от работающих  электродвигателей

       Теплоприток от работающих электродвигателей вычисляется  по формуле (32).

       q ₃ = N_э·η [кВт]                                                                                             (32)

       где N_э – суммарная мощность электродвигателей;

       η – КПД электродвигателей.

       Мощность  электродвигателей камеры хранения  равна 2 ¸ 4 кВт, камеры охлаждения и универсальные камеры – 3 ¸ 8, камеры замораживания – 8 ¸16. Выбираем N_э = 10 кВт.

       КПД электродвигателей равен 0,8 ¸0,9. Берем η = 0,8.

       Таким образом, q₃ = 10·0,8 = 8кВт.

       4.4.4 Расчет теплопритока при открытии  дверей

       Теплоприток при открытии дверей определяется по формуле (33).

       q₄ = k·F·10^-3 [кВт]                                                                                       (33)