Расчет холодильной камеры

Курс по холод.dwg

курсовик по холодильникам.doc

Составление планировки холодильника
Расчет продолжительности замораживания пищевых продуктов
Определение толщины теплоизоляционного слоя
Определение тепловых нагрузок на холодильную камеру
Расчет и подбор компрессоров и теплообменных аппаратов
Тепловой расчет двухступенчатой холодильной установки
Расчет и подбор холодильного оборудования
Расчет и подбор воздухоохладителей для камеры замораживания
Определение потребляемой электроэнергии на выработку единицы холода
СОСТАВЛЕНИЕ ПЛАНИРОВКИ ХОЛОДИЛЬНИКА
Определяем грузовой объем помещения:
Определяем грузовую площадь:
Определяем строительную площадь помещения:
Принимаем камеру размеры которой 6×6×3 м. Общей площадью 36 м2
РАСЧЕТ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЗАМОРАЖИВАНИЯ
Количество масла в коробке размером 40×25×20 см при ее заполнении примем равным 20кг. Определяем среднюю конечную температуру tc.к:
где tц – температура в центре продукта °С. Принимается равной криоскопической температуре tкр.
tc – температура окружающей среды °С (tc = tк – (3÷5));
где α – коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта к внешней среде в процессе замораживания Вт (м·К);
b – кратчайшее расстояние от поверхности продукта до центра м;
λм – коэффициент теплопроводности замороженного продукта при средней температуре процесса замораживания Вт(м·К);
Количество вымороженной влаги при конечной температуре продукта tк можно приближенно найти из уравнения:
Теплопроводность замороженного продукта:
λм = λ0+·Δλ=16+015·105=175
где λ0 - теплопроводность продукта Вт(м·К);
Δλ - полное приращение теплопроводности Вт(м·К) [Δλ = 105 Вт(м·К)].
Среднюю температуру процесса замораживания в интервале от криоскопической tкp до средней конечной tc.к вычисляют по формуле:
Количество вымороженной влаги при средней температуре процесса замораживания можно рассчитать по формуле:
Количество вымороженной влаги при средней конечной температуре процесса замораживания можно вычислить по формуле:
Теплоемкость продукта до начала льдообразования:
С0 = Cв·W + Сс· (1 – W)=
где Св и Сс - теплоемкость соответственно воды и сухих веществ Дж(кг·К)
[Св = 4187 Сс = 1465 Дж(кг·К)];
W - относительное содержание воды в продукте в долях единицы
Средняя теплоемкость замороженного продукта:
См = Сс· (1 – W) + C·W· (1 – 1) + Сл·W·1;
где Сл - теплоемкость льда Дж(кг·К) [Сл = 2200 Дж(кг·К)];
C – теплоемкость продукта Дж(кг·К)
Удельная теплота замораживания:
q = C0· (tн – tкр) + W·2·qл + Cм· (tкp – tc.к)
где qл - удельная теплота льдообразования Дж(кг·К) [qл=335 000 Дж(кг·К)];
Продолжительность замораживания вычисляют по формуле Планка:
где qл – теплота фазового перехода Джкг [qл=335 000 Дж(кг К)];
W – относительное содержание воды в продукте доли единицы;
- доля замершей воды;
ρ – плотность продукта кгм3 (таблица 4);
Δt - разность температур между криоскопической температурой и замораживающей средой °С:
tкp – криоскопическая температура продукта °С;
tc – температура окружающей среды °С;
α - коэффициент теплоотдачи от поверхности продукта и охлаждающей среды Втм2·К;
λм – коэффициент теплопроводности замороженного слоя Вт(м·К);
А и В - коэффициенты зависящие от формы замораживаемого тела
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ
Необходимую толщину теплоизоляционного слоя определяем по формуле:
)Наружная стена морозильной камеры:
)Наружная стеновая панель:
)Покрытие охлаждаемых помещений:
)Полы охлаждаемых помещений:
)Внутренняя стеновая панель:
Т.к. 4 отличается от расчетной более чем на 10%:
Определяем температуру внутренней поверхности ограждающей конструкции:
где – общее сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей конструкции м2·КВт
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОВЫХ НАГРУЗОК НА ХОЛОДИЛЬНУЮ КАМЕРУ
)Расчет теплопритока в камеру в результате теплопередачи через ее стенки:
)Находим тепловую нагрузку от обменной вентиляции:
где – приток наружного воздуха в камеру кгс;
– разность энтальпий наружного воздуха и воздуха находящегося в камере кДжкг;
где – энтальпия наружного воздуха кДжкг;
– энтальпия воздуха в холодильной камере кДжкг.
Приток наружного воздуха в камеру определяем по формуле:
где Vпр – приток наружного воздуха в холодильную камеру м3сут;
400 – число секунд в 24 часах (сутки) с;
ρкам – плотность воздуха в холодильной камере кгм3:
где ρ0 – плотность воздуха при температуре 0 °С кгм3 (ρ0 = 1293 кгм3);
tкам – температура в холодильной камере °С.
Суточный приток наружного воздуха в холодильную камеру определяем по формуле:
где Vкам – объем холодильной камеры м3;
– ежесуточная степень обновления воздуха в холодильной камере 1сут.
)Определяем тепловую нагрузку вследствие открывания дверей:
где q – суммарная суточная тепловая нагрузка на холодильную камеру кВт;
– коэффициент учитывающий время когда в течение суток дверь остается открытой;
– коэффициент учитывающий характер воздушного потока в дверном проеме;
Е=07 – степень эффективности защитного устройства (завесы) дверного проема.
Суммарную суточную тепловую нагрузку на холодильную камеру определяем по формуле:
где А – площадь дверного проема м2.
Для прямоугольной двери А = Н·L= м2
где Н L –соответственно высота и ширина дверного проема м;
ρвн – плотность воздуха в холодильной камере кгм3;
ρнар – плотность наружного воздуха кгм3:
tнар – температура наружного воздуха °С;
Fт – коэффициент учитывающий разность плотностей воздуха снаружи и внутри камеры:
Коэффициент определяем по формуле:
где n – ежесуточное число проходов через дверной проем шт.;
– время открываниязакрывания двери при каждом проходе с. (Для обычных дверей = 25 с; для высокоскоростных дверей = 10÷15 с).
– время в течение суток когда дверь остается открытой с:
где – средняя продолжительность времени в течение которого дверь остается открытой для загрузки (выгрузки) товара минт ;
– суточный грузооборот товара тсут.
Полную вместимость холодильной камеры (хранилища) определяем по формуле:
где F – поверхность пола холодильной камеры м2;
hшт – максимальная высота штабелирования продуктов м;
– плотность укладки продуктов находящихся в камере кгм3;
– коэффициент размещения товара на полу камеры с учетом проходов расстояний между ящиками поддонами и т.п.
)Тепловая нагрузка при термообработке продуктов
Тепловую нагрузку обусловленную понижением температуры заложенных в камеру продуктов до температуры хранения определяем по формуле:
где mпр – суточный грузооборот продуктов кгсут;
с1 – средняя удельная теплоемкость кДжкг;
t1 – начальная температура закладываемых продуктов °С;
t2 – температура верхней точки замерзания закладываемых продуктов °С;
400 – число секунд в сутках ссут.
)Тепловая нагрузка от освещения
Тепловая нагрузка от освещения определяется по формуле:
где п – число светильников шт.;
Р – мощность каждого светильника Вт;
– ежедневное время работы светильников чсут;
– число часов в сутках.
)Тепловая нагрузка обусловленная присутствием персонала
Тепловая нагрузка обусловленная присутствием персонала определяется по формуле:
где п – число сотрудников работающих в холодильной камере чел.;
– длительность ежедневного пребывания одного сотрудника в холодильной камере чсут;
qперс – количество тепла выделяемое в единицу времени одним человеком при средней активности Вт
)Тепловая нагрузка от подъемно-транспортных средств
Тепловая нагрузка от подъемно-транспортных средств определяется по формуле:
где п – число подъемно-транспортных средств шт.;
Р – мощность электроприводов подъемно-транспортного средства кВт;
– суточная продолжительность работы подъемно-транспортного средства в холодильной камере ч.
)Коэффициент безопасности
Тепловая нагрузка обусловленная понижением температуры заложенных в камеру продуктов до температуры хранения определяется по формуле:
Тепловая нагрузка вследствие открывания дверей определяется по формуле:
)Промежуточная холодопроизводительность
где 24 – количество часов в сутках;
р – ежедневная продолжительность работы холодильной установки чассут
)Тепловая нагрузка от двигателей вентиляторов и электронагревателей оттайки воздухоохладителей
Тепловая нагрузка от работы двигателей вентиляторов и электронагревателей оттайки воздухоохладителей Qвоздух определяется по формуле:
где n1 – число электродвигателей вентиляторов;
P1 – мощность рассматриваемого вентилятора Вт;
вен – ежедневная продолжительность работы вентиляторов; чассутки (как правило вен= р);
р – ежедневная продолжительность работы холодильной установки чассутки;
– коэффициент учитывающий долю тепла электронагревателей оттайки идущую на увеличение тепловой нагрузки на камеру
n2 – число электронагревательных элементов;
P2 – тепловая мощность каждого электронагревательного элемента данного типа Вт;
отт – ежедневная длительность оттаивания чассутки;
)Предварительная потребная холодопроизводительность холодильной установки:
)Уточняем расчет потребной холодопроизводительности:
РАСЧЕТ И ПОДБОР КОМПРЕССОРОВ И ТЕПЛООБМЕННЫХ
Выбор расчетного режима.
Определяем температуру кипения хладагента:
Определяем температуру конденсации:
Определяем температуру всасываемых паров хладагента:
ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ
Определяем массовый расход хладагента СНД:
Определяем массовый расход хладагента СВД:
Определяем требуемую объемную производительность компрессоров СНД:
Определяем требуемую объемную производительность компрессоров СВД:
По требуемой теоретической производительности принимаем сальниковый четырехцилиндровый V-образный фреоновый компрессор ФУ-8.
РАСЧЕТ И ПОДБОР ХОЛОДИЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Определение коэффициента теплопередачи испарителя батареи:
где Q – суммарная нагрузка на камерное оборудование Вт;
k – коэффициент теплопередачи прибора охлаждения Втм2·°С;
Δt – разность температур между воздухом в камере и кипящим хладагентом при непосредственном охлаждении °С.
РАСЧЕТ И ПОДБОР ВОЗДУХООХЛАДИТЕЛЕЙ ДЛЯ КАМЕРЫ
Воздухоохладители подвесного типа
Площадь теплопередающей поверхности
Холодопроизводителность при = 10 °С кВт
Частот а вращения с-1
Объемный расход воздуха м3с
Мощность электронагревателей кВт
Вместимость по аммиаку дм3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТРЕБЛЯЕМОЙ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА
ВЫРАБОТКУ ЕДИНИЦЫ ХОЛОДА
Определяем холодильный коэффициент:
Определяем количество потребляемой электроэнергии:
где м - механический кпд компрессора = 01 – 085
к - кпд передачи между электронагревателем и компрессором
N = Nэл· 24 ·в кВт·час (81)
где в - коэффициент рабочего времени
Q - сумма всех теплопритоков
Qo - принятая холодопроизводительность холодильной установки кВт Затраты электроэнергии на выработку единицы холода
Я. Постольски 3. Груда. Замораживание пищевых продуктов. - М.;
Пищевая промышленность. - 1978 г.
Свердлов С.Г. Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование
холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. - М: Пищевая
промышленность. -1978 г.
Э. Амшали Л. Эрдели Т. Шарой. Быстрое замораживание пищевых
продуктов. -М.: Пищевая промышленность. - 1981 г.
Е. В. Мальгина Ю.В. Мальгин В.П. Суедов. Холодильные машины и
установки. - М.:Пищевая промышленность. -1980 г.
В. С. Ужаиский. Автоматизация холодильных машин и установок. М:
Пищевая промышленность. - 1982 г.