Расчет системы хладоснабжения для объекта молочной промышленности. Г. Санкт-Петербург

ё

Министерство образования  Российской Федерации

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение профессионального образования

Петрозаводский Государственный  университет

 

Кафедра Энергообеспечения предприятий и энергосбережения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовой проект

 

 

«Расчет системы хладоснабжения для объекта молочной промышленности. Г. Санкт-Петербург»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент гр. 21310

Курганский А.В.

 

Принял: Заваркина Е.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Петрозаводск 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Введение......................................................................................................................3

Цель  работы…………............................................................................................4

1.Выбор расчетных  параметров……………………………………………………5

2.Исходные данные  для проектирования ХУ………………………………...…..6

2.1.Расчетные параметры  наружного воздуха………………………………………6

2.2.Расчетная температура  грунта……………………………………………............6

2.3.Расчетная разность  температур для внутренних ограждений………………....6

3.Объемно-планировочные  решения и строительная часть  холодильников...7

4.Определение  числа и размеров камер…………………………………………...8

4.1.Расчет грузового объема  камеры хранения молока...……………………..........8

4.2.Определение грузовой  площади камер…………………………………………..8

4.3.Определение строительной  площади камер хранения………………………….8

4.4.Определение площади  производственных помещений………………………...9

4.5.Определение площади  машинного отделения и служ. помещений…………....9

4.6.Определение строительных  прямоугольников…………………….…………….9

5.Выбор планировки…………………………………………………………………10

6.Строительно-изоляционные  конструкции холодильника….……………..….12

6.1.Фундаменты и колонны………………………….………………………….……12

6.2.Стены и перегородки…………………………………………….…………….….12

6.3.Покрытия холодильников..……………………………………….………............12

6.4.Полы………………………………………………………………….………….…13

6.5.Двери, воздушные завесы…………………………………………………...…….13

6.6.Определение толщины изоляционного слоя……………………….…….............13

6.7Конструкция наружных стен……………………………………………………....14

7.Тепловой расчет камер холодильника…………………………………………...17

7.1.Теплопритоки через ограждения…………………………………….…………...17

7.2.Теплопритоки от хранения грузов…………………………………………..……17

7.3.Эксплуатационные теплопритоки…………………………………….……….....18

7.4.Определение нагрузки на камерное оборудование и компрессор…….………..18

8.Описание схемы ХУ……………………………………..………………………….19

8.1.Способы охлаждения………………………………………………………...........19

8.2.Система охлаждения и схема ХУ…………………………………………...........19

8.3.Выбор хладагента………………………………………………………….………19

9.Использование защитных устройств…………………………………………….21

9.1.Предохранительные клапаны…………………………………………………….21

9.2.Плавкие пробки……………………………………………………………………21

9.3.Реле давления………………………………………………………………………21

10.Основные положения по технике безопасности……………………………….22

10.1.Основные опасные и вредные производственные факторы…………………..22

10.2.Производственная санитария, гигиена труда и вопросы ГО………………….22

10.3.Противопожарная профилактика и средства тушения пожара…………...…..22

Заключение………………………………………………………………...……….23

Литература……………………………………………………………………...….24

 

Введение.

 

Холодильные машины и установки предназначены для искусственного снижения и поддержания пониженной температуры ниже температуры окружающей среды от 10 °С и до −150 °С в заданном охлаждаемом объекте. Машины и установки для создания более низких температур называются криогенными. Отвод и перенос тепла осуществляется за счет потребляемой при этом энергии. Холодильная установка выполняется по проекту в зависимости от проектного задания, определяющего охлаждаемый объект, потребный интервал температур охлаждения, источники энергии и виды охлаждающей среды (вода или воздух).

Холодильная установку может состоять из одной или нескольких холодильных машин, укомплектованных вспомогательным оборудованием: системой энерго- и водоснабжения, контрольно-измерительными приборами, приборами регулирования и управления, а также системой теплообмена с охлаждаемым объектом. Холодильная установка может быть установлена в помещении, на открытом воздухе, на транспорте и в различных устройствах, в которых необходимо поддерживать заданную пониженную температуру и удалять излишнюю влажность воздуха.

Система теплообмена с  охлаждаемым объектом может быть с непосредственным охлаждением холодильным агентом или по замкнутой системе, или по разомкнутой, как при охлаждении сухим льдом или воздухом в воздушной холодильной машине. Замкнутая система может также быть с промежуточным хладоносителем, который переносит холод от холодильной установки к охлаждаемому объекту.

Началом развития холодильного машиностроения в широких размерах можно считать создание Карлом Линде  в 1874 г. первой аммиачной парокомпрессорной холодильной машины. С тех пор появилось много разновидностей холодильных машин, которые можно сгруппировать по принципу работы следующим образом: парокомпрессорные, упрощенно называемые компрессорные, обычно с электроприводом; теплоиспользующие: абсорбционные и пароинжекторные; воздушно-расширительные, которые при температуре ниже −90 °С экономичнее компрессорных, и термоэлектрические, которые встраиваются в приборы. 
Цель работы

 Рассчитать систему хладоснабжения для объекта молочной промышленности по следующим данным:

• Место расположения – г. Санкт-Петербург;
• Тип холодильника – производственный холодильник молокозавода;
• Хранимая продукция – молоко;
• Производительность –15 тонн/смена;

 

При проектировании холодильника следует рассмотреть следующие  вопросы:

• Выбор расчетных параметров;
• Краткое описание строительных конструкций;
• Определение площадей камер и выбор планировки;
• Расчет толщины теплоизоляционного слоя;
• Тепловой расчет камер холодильника;
• Выбор и обоснование системы охлаждения;
• Расчет и  подбор  основного и  вспомогательного оборудования;
• Выбор средств автоматизации и основные характеристики принятых автоматических приборов;
• Описание схемы холодильной установки; 
  

1. Выбор расчетных параметров

 

Правильный выбор режима холодильной обработки продуктов (температура, влажность и скорость движения воздуха, начальная и конечная температура продукта, продолжительность  холодильной обработки) имеет важное значение для сохранения высокого качества и уменьшения потерь продуктов. Снижение температур и значительное увеличение скорости движения воздуха в камерах холодильной обработки позволяют в 2-3 раза ускорить процесс охлаждения и замораживания и при этом снизить усушку продуктов на 25-35%.

Температуры хранения охлажденных  грузов существенно зависят от вида продукта.

В камерах охлаждения молока, сливок, кисломолочных продуктов, а  также сырково-творожной продукции температура воздуха около 0°С.

 

Во вспомогательных помещениях холодильников принимают следующие  температуры: в экспедициях распределительных  холодильников -10°С, производственных холодильников -12°С.

Окончательный температурный  и влажностный режимы в камерах  устанавливают по технологическим  инструкциям. Это особенно важно  при определении температуры  выпускаемого продукта, так как она  не всегда соответствует температуре воздуха в камере.

 

2. Исходные данные для проектирования холодильной установки

 

2.1 Расчетные параметры наружного воздуха

От параметров наружного  воздуха зависит количество теплопритоков  в камеры. Уменьшение теплопритоков  и связанное с ним снижение потерь продукта от усушки достигается  включением в конструкцию ограждения достаточно мощного слоя теплоизоляции.

Для выбора нормативного коэффициента теплопередачи ограждения холодильника необходимо знать, в какой климатической зоне расположен холодильник. Город Санкт-Петербург относится к зоне умеренного климата.

Наибольшие теплопритоки наблюдаются в самое жаркое время  года, что и определяет выбор летней расчетной температуры наружного  воздуха. Эту температуру находят  по среднемесячной температуре самого жаркого месяца с учетом влияния  максимальных температур, отмечаемых в это время. Расчетные температуры наружного воздуха приведены в таблице 3.1.

Для расчета пароизоляционного  слоя, предназначенного для защиты теплоизоляции от проникновения  в нее влаги из наружного воздуха, необходимо знать относительную  влажность воздуха самого жаркого  летнего месяца.

Для расчета мощности обогревательных  устройств, которые иногда применяют  для обогрева в зимнее время камер  холодильников с нулевыми температурами, требуется зимняя расчетная температура  наружного воздуха.

 

Таблица 3.1 – Исходные данные

Город	Температура, ºС			Относительная влажность, %
	Среднегодовая	Летняя	Зимняя	Летняя	Зимняя
Санкт-Петербург	5,8	18,8	-8,5	72	84

 

2.2 Расчетная температура грунта

Расчетную температуру грунта под полом, имеющим нагревательные устройства, принимаем равной 3°С. Обычно действительная температура грунта в расчетах холодильных камер не встречается.

 

            

2.3 Расчетная разность температур для внутренних ограждений

При проектировании крупных  холодильников температуру воздуха  в коридорах, тамбурах, вестибюлях не определяют. Теплопритоки через стены  и перегородки, отделяющие охлаждаемые  помещения от неохлаждаемых тамбуров, вестибюлей и других помещений, находят  по расчетной разности температур как  части от разности температур для  наружных стен. Указанные теплопритоки составляют около 70%, если эти помещения  сообщаются с наружным воздухом, и  примерно 60%, если не сообщаются. 

3. Объемно-планировочные решения и строительная часть холодильников

 

Объемно-планировочные решения  холодильников должны соответствовать  требованиям СНиП II - 105 - 74 и «Нормам  технологического проектирования холодильников». Принятие решения должно определяться прежде всего экономической целесообразностью. Это значит, что при выборе конкретного решения рассматривают вопросы о применении прогрессивной технологии обработки и хранения продуктов, об использовании индустриальных методов строительства, стандартных строительных конструкций и элементов, о широком использовании средств механизации погрузочно-разгрузочных работ, поточности перемещения грузов, об удобстве обслуживания оборудования.

Холодильники могут быть многоэтажными, двухэтажными и одноэтажными. Предпочтительнее выполнение проектов одноэтажных холодильников различной  емкости и различного назначения. Одноэтажные холодильники позволяют  упростить схему механизации  погрузочных работ, увеличить грузовой фронт, обеспечить широту маневра транспортных средств, более полно использовать грузовой объем холодильника. Высота помещений одноэтажных холодильников емкостью от 125 т до 1500т – 4.8 м.

Структура холодильной емкости  холодильника должна быть уточнена в  каждом конкретном случае. В холодильниках  емкостью до 400 т морозильные камеры, как правило, не предусматривают. В  распределительных холодильниках  следует проектировать камеры хранения охлажденного молока для обеспечения  населения обслуживаемого района из расчета пятисуточного запаса.

Для длительного хранения продукции предприятий молочной промышленности строят как специализированные, так и распределительные холодильники. При городских молочных заводах  предусматривают камеры для охлаждения и краткосрочного хранения выпускаемой  продукции. Основная нагрузка на холодильную  установку складывается из нагрузки на технологические аппараты, которая  определяется по технологическому заданию  для каждого конкретного предприятия.

 

4. Определение числа и размеров камер

 

Порядок расчета следующий:

По условию: 15т/смена – производительность; площадь камер охлаждения равна площади камер хранения охлажденных продуктов; камеры хранения охлажденной сметаны должны вмещать 5-дневный запас.

 

4.1 Расчет грузового объема камеры хранения охлажденного молока V_гр1(м³)

                          (4.1)

где Е₁ – условная емкость камеры хранения охлажденной сметаны, т;

Е₁ =75*0,47=35,25 т.( 0,47-коэффициент пересчета)

 g_v=0,7норма загрузки, т/м³

                                                         (4.2)