Расчет холодильной установки

 

Действительное значение коэффициента теплопередачи рассчитываем по формуле

 Вт/(м2К)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Тепловой расчет камер холодильника

 

1.  Теплопритоки через ограждения

Теплоприток через ограждающие конструкции определяется как сумма тепло- притоков (через стены, перегородки, перекрытия или покрытия, через полы), вызванных наличием разности температур снаружи ограждения и внутри охлаждаемого помещения, а также теплопритоков за счет воздействия солнечной радиации через покрытия и наруж- ные стены.

1) Теплоприток через стены, перегородки, перекрытия или покрытия Q1 рассчитывается по формуле

,                                   (9.1)

где kД – действительный коэффициент теплопередачи ограждения, определенный при расчете толщины изоляционного слоя, ;

F – площадь поверхности ограждения, м2;

tH – температура снаружи ограждения, °С (28 °С)

tB – температура воздуха внутри охлаждаемого помещения, °С.

Для определения площади поверхности стен и перегородок принимают:

•  для неугловых помещений - между осями внутренних стен,

•  для угловых помещений - от наружной поверхности наружных стен до оси внут- ренних, длину внутренних стен - между внутренней поверхностью наружных стен и осью внутренних, высоту стен - от уровня чистого пола до верха засыпки покрытия,

•  площадь потолка и пола определяют как произведение длины камеры на ширину, которые измеряются между осями внутренних стен или от внутренней поверхности на- руж ных стен до оси внутренних.

         Обмер ограждающих конструкций  следует производить в соответствии  с вышепере- численными правилами обмера.

Возьмем склад со льдом объемом Vлед=3500 м3

Тогда площадь склада Fлед= Vлед/ 6 =3500 / 6 =583 м2

Число строительных прямоугольников:

    

Принимаем площадь склада 8 строительных прямоугольников (72 × 144 м).

Строительная действительная площадь склада будет:

                 

Общая площадь холодильника с учетом склада со льдом:

            

Действительная площадь стен:

      

Действительная площадь крыши:

      

Теплопритоки через стены:

        

  Теплопритоки через крышу:

        

Таблица 7.1.1

Теплопритоки через ограждения

Ограждение	k, Вт/(м2*К)	F, м2	Δt, °C	Q1, кВт
Стена холодильника по периметру	0,352	1158	9,8	11,413
Крыша	0,283	2304	17,7	18,257
Итого на холодильник				29,67

2. Поверхность наружных стен и покрытий холодильников облучается солнцем. Теплоприток от солнечной радиации Q1(Вт) рассчитывают по формуле:

,                                                                       (9.3)

где kД - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, определенный при расчете толщины изоляционного слоя, ;

F - площадь поверхности ограждения, облучаемой солнцем, м2;

 — избыточная разность  температур, характеризующая действие  солнечной радиации в летнее  время,°С (9,8 °С – для наружных стен по таблице 3.1[8]; )

Количество тепла солнечной радиации зависит от зоны расположения холодиль- ника (географической широты), характера поверхности и ориентировки ее по странам све- та.

Для плоской кровли избыточная разность температур зависит только от тона окраски и не зависит от ориентировки и широты. Для плоских кровель без окраски (тем- ных) избыточную разность температур принимают 17,7 °С.

Солнечная радиация на стены холодильника:

   

Солнечная радиация на крышу холодильника:

   

Общая солнечная радиация:

  

2. Теплопритоки при вентиляции помещений

Теплоприток от наружного воздуха при вентиляции следует учитывать только для специализированных холодильников и камер для хранения фруктов. Теплоприток Qв (в Вт) рассчитывают по формуле

Qв = mв(iн-iв)                                                         

где mв — расход вентиляционного воздуха, кг/с.

iн— удельная энтальпия наружного воздуха, Дж/кг (при +33оС равна 32,66 Дж/кг)

iв — удельная энтальпия воздуха в камере, Дж/кг (при +5оС равна 4,1 Дж/кг)

Расход вентиляционного воздуха Мв (в кг/с) определяют, исходя из необходимости обеспечения кратности воздухообмена до 3 объемов в сутки:

 

Mв = Vαρв/(24*3600)                                                       

где   V— объем вентилируемого помещения, м*;

a — кратность воздухообмена;

ρв — плотность   воздуха  при  температуре  и  относительной   влажности воздуха в камере, кг/м3.

Камеры хранения фруктов и овощей оборудуют приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей кратность воздухообмена 4 объема в сутки.

  – коэффициент воздухообмена

 

 

3.  Эксплуатационные теплопритоки

Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, пребывания в них лю- дей, работы электродвигателей, открывания дверей.

Теплоприток от освещения, Вт:

,                                          (9.5)

где А — количество тепла, выделяемого освещением в единицу времени на 1 м площади пола, Вт/м; F — площадь камеры, м.

Для всех камер А = 1,2 Вт/м2.

  

               Теплоприток от пребывания людей, Вт:

Число людей, работающих в помещении, принимают в зависимости от площади камеры: при площади камеры до 200 м2 — 2—3 человека, при площади камеры больше 200 м2 — 3—4 человека.

,       (9.6)

где 350 — тепловыделение одного человека, Вт;

n - число людей, работающих в камерах принимаем равным 5

                      

Теплоприток от работающих электродвигателей, Вт:

При расположении электродвигателей в охлаждаемом помещении теплоприток принимается равным:

q3=1000Nэ,                                                                (3.11)

 

где Nэ — мощность электродвигателя, кВт.

В предварительных расчетах мощность устанавливаемых электродвигателей (в   кВт)  можно  ориентировочно   принимать:

Камеры хранения охлажденных грузов    1—4

 

 Теплоприток при открывании дверей, Вт:

  ,       (9.7)

где В - удельный приток тепла от открывания дверей, Вт/м2 (12 по таблице 3.3 [8])

F - площадь камеры, м.

     

Эксплуатационные теплопритоки определяются как сумма теплопритоков отдельных видов:                                         

 

4. Суммарные теплопритоки

Включает в себя теплопритоки через ограждения из-за разности температур, от солнечной радиации, при вентиляции, эксплуатационные теплопритоки.

 

5. Расчет склада со льдом (ледника)

Ледниками называются простейшие холодильные сооружения, предназначенные для хранения пищевых продуктов и охлаждаемые льдом.

Заготовленный и загруженный в зимнее время лед должен помещаться в леднике в таком количестве, чтобы обеспечить поддержание низких температур в течение всего теплого времени года. В леднике предусматривается одно или несколько помещений (камер) для хранения продуктов и помещений для размещения льда – льдохранилище.

Камеры для хранения продуктов и льдохранилище должны быть связаны друг с другом так, чтобы создать хорошую естественную циркуляцию воздуха между ними. Необходимо также обеспечить удобную загрузку льда в льдохранилище и отвод воды, образующейся при таянии льда.

Как камеры для продуктов, так и льдохранилище здесь размещаются на уровне земли, что обеспечивает удобную загрузку продуктов и льда. В стене, отделяющей камеру от льдохранилища, внизу устраиваются окна  для поступления холодного воздуха в камеру, а вверху – окна  для отвода отепленного воздуха из камеры в льдохранилище. Чтобы усилить циркуляцию воздуха, льдохранилище делается несколько большей высоты, чем камеры. Температура в помещении такого ледника достигается + 4 – + 6°С. Отвод воды из льдохранилища осуществляется из сборника воды через гидравлический затвор в дренажном колодце, чтобы воспрепятствовать поступлению теплого воздуха в льдохранилище.

При расчете ледника необходимо определить размеры льдохранилища, достаточные для того, чтобы заложить в него лед в таком количестве, какое обеспечит нужные условия в камерах в течение всего сезона.

 

Расчет объема льда необходимого для сохранения температурного режима +5оС

Среднее количество часов с температурой наружного воздуха выше +5 оС в климатической зоне г. Петрозаводска составляет n=3070 часов.

Полное количество тепла Q, которое поступит ко льду от всех источников теп- лопритока за время года с положительными температурами наружного воздуха (tнар.возд.>+5):

       (8.1)

Количество льда рассчитывается по формуле:

 

                                  ( 8.2)

   где n– коэффициент запаса, равный 1,1 – 1,3.

          r-удельная теплота плавления, кДж/кг (для норм. усл. r=334 кДж/кг )

Объем льдохранилища:

                                            (8.3)                               

где    γл   - объемная плотность крупных кусков льда, равная 800 - 900 кг/м3; βv – коэффициент  заполнения  объема  льдохранилища, равный 0,85—0,95.

Введение коэффициента запаса n предусматривает наличие остатка льда в льдохранилище в конце сезона в размере 10—30% от действительно необходимого количества с тем, чтобы обеспечить достаточную охлаждающую поверхность и тем самым поддержание нормальных температур в камерах в последние дни сезона с положительными температурами.

Полученный объем ледохранилища соответствует ранее принятому объему, поэ- тому объем ледохранилища равен 8 строительным прямоугольникам и имеет площадь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Расчет на подогрев воздуха в период низких температур

Средняя температура в зимний период -29оС

1. Рассчитываю теплопритоки через ограждения

 Теплопритоки через стены:

         

  Теплопритоки через  крышу:

        

   Общие теплопритоки  через ограждения:

         

    Теплопритоки  от солнечной радиации:

Qс= 15,54 кВт

     2)Рассчитываю теплопритоки от вентиляции