Содержание
1. Исходные данные для проектирования холодильной установки…………3
2. Определение строительной площади холодильных камер………………..6
3. Расчет толщины тепловой изоляции ограждающих конструкций холодильника……………………………………………………………………9
4. Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения……………………….13
4.1. Теплоприток через ограждения охлаждаемых помещений…………….13
4.2 Теплоприток от продуктов и грузов при их холодильной обработке….17
4.3 Эксплуатационные теплопритоки………………………………….……..18
5 Определение тепловой нагрузки на компрессор и камерное
оборудование……………………………………………………………………20
Список использованных источников………………………………………22
1. Исходные данные для проектирования холодильной установки
Требуется произвести тепловой расчет технологических камер холодильника, расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования машинного отделения, а также камерного оборудования.
Рассчитываются камеры одноэтажного холодильника, строительная
высота которого hстр = 6 м.
Применяется централизованная система холодоснабжения от компрессорного цеха, в качестве холодильного агента используется аммиак
(R717).
Планировка холодильника и его ориентация по сторонам
света следующая:
1- холодильные камеры;
2- тамбуры;
3- помещения для холодильных агрегатов.
Рисунок 1. Планировка холодильника
Конструкция ограждений следующая:
Таблица 1
Конструкция ограждений
№
слоя Конструкция ограждения Толщина
слоя δ, м Коэффициент теплопроводности
слоя , Вт/(м*0С)
Вариант пола
1 Чистый пол из бетонных мозаич¬ных плиток 0,04 1,4
2 Цементная прослойка 0,08 0,58
3 Армированная бетонная стяжка 0,08 1,69
4 Теплоизоляция
5 Гидроизоляция 0,01 0,17
6 Железобетонная плита 0,22 1,69
7 Воздушная прослойка 0,2 1,3
8 Бетонная подготовка 0,05 1,51
9 Земляная сухая подсыпка 0,2 1,16
Покрытие
1 Гидроизоляция 0,01 0,17
2 Армированная бетонная стяжка 0,04 1,69
3 Засыпная теплоизоляция 0,2 0,12
4 Основная теплоизоляция
5 Железобетонная плита 0,22 1,69
Вариант наружной стены
1 Стальной или алюминиевый про-филированный лист 0,002 58 или 221
2 Воздушная прослойка 0,1 1,3
3 Теплоизоляция*
4 Пароизоляция 0,005 0,17
5 Деревянная обшивка 0,02 0,1
Перегородка между камерами
1 Штукатурка или деревянная об¬шивка 0,02 0,58 или 0,1
2 Теплоизоляция
3 Штукатурка или деревянная об¬шивка 0,02 0,58 или 0,1
Перегородка между камерой и коридором
1 Штукатурка 0,02 0,58
2 Кирпичная кладка 0,12 0,56
3 Пароизоляция 0,005 0,17
4 Теплоизоляция
5 Деревянная обшивка 0,02 0,1
1.Толщина тепловой изоляции определяется по расчету (см. раздел 4).
2. Коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала принимается по справочной литературе [3, 4, 5, 6].
Исходные данные о месте расположения холодильника и производительности холодильника:
Таблица 2
Исходные данные
Емкость камер, т.: Город Вариант наружной стены Вариант пола Вариант планировки холодильника Продукт Коэффициент теплопроводности материала тепловой изоляции, Вт/(м2 *С)
хранения замораживания
Коряков 175 7 Воронеж №2 №2 №1 Говядина в четвертинах 0,045
2. Определение строительной площади холодильных камер
1. Грузовой объём камер рассчитывают по количеству продуктов, подлежащих единовременному хранению:
(1)
где Е – условная ёмкость холодильника, т;
g – норма загрузки, т/м3, принимается по таблице, исходя из задания.
Говядина в четвертинах: g = 0,4
Емкость камер хранения 175 т., или:
Vгр.х = 175/0,4 = 437,5 м3
Емкость камер замораживания 7 т., или:
Vгр.з = 7/0,4 = 17,5 м3
2. Определим грузовую площадь камер (площадь, непосредственно
занятую грузом), м2,
(2)
где hгр – грузовая высота или высота штабеля, м.
Высота штабеля определяется строительной высотой камер (до выступающих частей покрытий или перекрытий) с учётом отступов от балок,
потолочных приборов охлаждения или воздуховодов, а также с учётом
способов укладки грузов. Минимальные отступы от:
без балочных перекрытий, балок, потолочных батарей – 0,2 м;
воздушных каналов – 0,3 м.
Высоту штабеля в одноэтажных холодильниках со строительной высотой 6 м согласно следует принимать 5 м.
Следовательно, площадь камер хранения:
Fгр.х = 437,5/5 = 87,5 м2
Площадь камер замораживания:
Fгр.з = 17,5/5 = 3,5 м2
3. Определим строительную площадь камер, м2,
(3)
где F – коэффициент использования строительной площади камер, учитывающий: проходы и проезды в камерах; отступы от стен, колон, оборудования; расстояния между штабелями; площадь, занимаемую колоннами и оборудованием.
Согласно методическим указаниям [1] F = 0,7.
Следовательно, строительная площадь камер хранения:
Fстр.х = 87,5/0,7 = 125 м2
Строительная площадь камер замораживания:
Fстр.з = 3,5/0,7 = 5 м2
Общая строительная площадь камер составит:
Fстр = 125+5 = 130 м2
4. Определим общую площадь холодильника, м2,
(4)
где хол – коэффициент, учитывающий наличие вспомогательных
площадей – тамбуров, вестибюлей, коридоров. Можно принять хол = 1,1…1,15.
Fхол = 1,15*130 = 149,5 м2
Принимаем Fхол = 150 м2
5. Составим планировку холодильника с учётом необходимой площади на вспомогательные помещения и коридоры. По условиям планировки может оказаться целесообразным изменение площади камер. В этом случае определяют действительную условную емкость холодильника, исходя из которой ведутся дальнейшие расчёты, м2,
(5)
где Fстр – принятая строительная площадь камер, м2.
ЕД = 182*(150/149,5) = 182,6 т.
То есть холодильник может принять на хранение и замораживание 182,6 т. говядины.
3. Расчет толщины тепловой изоляции ограждающих конструкций холодильника
Исходя из задания, параметры наружного воздуха для г. Воронеж:
Таблица 3
Параметры наружного воздуха
Город Географическая широта, °с. ш. Температура, °С Расчетная относи¬тельная влажность (летняя), %
летняя среднего¬довая
Воронеж 52 28,9 5,4 87
Требуемые значения коэффициентов теплопередачи наружных стен и бес чердачных покрытий холодильников:
Для замораживания при температуре -300С:
k = 0,20 Вт/(м20С) для наружных стен
k = 0,19 Вт/(м2*0С) для бес чердачных покрытий.
Для хранения при температуре -200С:
k = 0,23 Вт/(м2*0С) для наружных стен
k = 0,22 Вт/(м2*0С) для бес чердачных покрытий.
Толщину теплоизоляционного слоя ограждающей конструкции, м,
определяют по формуле:
(6)
где из, – коэффициенты теплопроводности теплоизоляционного и строительных материалов, составляющих конструкцию ограждения, Вт/(м 0С);
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи ограждающей конструкции, Вт/(м20С). Принимают в соответствии с указаниями,
приведёнными выше;
н – коэффициент теплоотдачи с наружной или более тёплой стороны ограждающей конструкции, Вт/(м2*0С);
в – коэффициент теплоотдачи с внутренней или более холодной
стороны ограждения, Вт/(м2*0С);
– толщина отдельных слоёв конструкции ограждения, м.
Вычислим сумму для различных конструкций ограждения.
Для пола:
∑▒пол = (0,04/1,4+0,08/0,58+0,08/1,69+0,01/0,17+0,22/1,69+0,2/1,3+0,05/1,51+0,2/1,16) = 0,76
∑▒〖покр.〗 = (0,01/0,17+0,04/1,69+0,2/0,12+0,22/1,69) = 1,88
∑▒〖нар.ст.〗 = (0,002/58+0,1/13+0,005/0,17+0,02/0,1) = 0,24
∑▒〖меж.кам.〗 = (0,02/0,1+0,02/0,1) = 0,4
∑▒〖кам.-кор.〗 = (0,02/0,58+0,12/0,56+0,005/0,17+0,02/0,1) = 0,48
Согласно заданию коэффициент теплопроводности материала тепловой изоляции λ = 0,045 Вт/(м2 *С).
Рассчитаем толщину тепловой изоляции ограждающих конструкций.
Для пола:
пол = 0,045*(1/0,18-(0+0,76+1/6,5)) = 0,21 м
Для потолка:
пот = 0,045*(1/0,19-(1/23,3+1,88+1/6,5)) = 0,14 м
Для наружных стен:
нар. ст. = 0,045*(1/0,23-(1/23,3+0,24+1/8)) = 0,18 м
Для меж камерных перегородок:
меж. кам. = 0,045*(1/0,59-(1/8+0,4+1/10,5)) = 0,05 м
Для перегородок камера – коридор:
кам.-кор. = 0,045*(1/0,23-(1/8+0,48+1/9)) = 0,16 м
Исходя из полученных результатов, выберем теплоизоляционные материалы и занесем данные в таблицу:
Таблица 4
Расчёт теплоизоляционного слоя ограждающих конструкций холодильника
Наименование
ограждения Эскиз кон¬струкции ограждения k0,
Вт/(м2*°С) из, м из.д, м kд,
Вт/(м2*0С)
Пол
0,18 0,21 0,25 0,15
Потолок
0,19 0,14 0,15 0,19
Наружные стены
0,23 0,18 0,20 0,21
Меж камерные перегородки
0,59 0,05 0,15 0,25
Перегородки камера – коридор
0,23 0,16 0,20 0,19
Действительное значение коэффициента теплопередачи, Вт/(м2*0С),
определяют по формуле:
(7)
где из.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м.
kд. пол = 1/(0,91+0,25/0,045) = 0,15
kд. пот. = 1/(2,07+0,15/0,045) = 0,19
kд. н. ст. = 1/(0,41+0,2/0,045) = 0,21
kд. м. кам. = 1/(0,62+0,15/0,045) = 0,25
kд. кам.-кор. = 1/(0,72+0,2/0,045) = 0,19
4. Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения
4.1. Теплоприток через ограждения охлаждаемых помещений
Теплоприток через наружные стены и покрытия холодильников, Вт,
определяют по формуле:
(8)
где Q1т – теплоприток, вызванный наличием разности температур
снаружи ограждения и внутри охлаждаемого помещения, Вт;
Q1с – теплоприток, в результате действия на ограждение солнечной
радиации, Вт.
Теплоприток, возникающий под влиянием разности температур, Вт,
рассчитывают по формуле:
(9)
где kд – действительный коэффициент теплопередачи ограждения, определённый при расчёте толщины теплоизоляционного слоя,
Вт/(м2*0С);
F – площадь поверхности ограждения, м2;
tн – расчётная температура наружного воздуха, 0С;
tв – температура воздуха внутри охлаждаемого помещения, 0С.
Теплоприток от солнечной радиации, Вт, определяют по уравнению:
(10)
Определим площади поверхностей и теплопритоки через них для каждой камеры (рис.1).
По расчету в главе 2 общая площадь 3-х камер составляет 130 м2 и площадь тамбура 20 м2, высота холодильника 6м, объем камер 182,6/0,4 = 456,5 м3.
Рисунок 2. Схема холодильника
1,2,3 – камеры одинакового размера 130/3 = 43,3 м2;
4 – холодильная установка;
5 – тамбур.
Камера 1.
Согласно СНиП принимаем размеры холодильных камер 6х7,2 м.
Пол:
Q1т = 0,15*43,3*(1+20) = 136,4 Вт
Q1с = 0
Потолок:
Q1т = 0,19*43,3*(28,9+20) = 402,3 Вт
Q1с = 0 (для чердачных помещений, все 3 камеры)
Внешняя стена а:
Площадь: 6*6 = 36 м2
Q1т = 0,21*36*(28,9+20) = 369,7 Вт
Q1с = 0,21*36*7,2 = 54,4 Вт
Внешняя стена б:
Площадь: 6*7,2 = 43,2 м2
Q1т = 0,21*43,2*(28,9+20) = 443,6 Вт
Q1с = 0,21*43,2*0 = 0 (для всех 3-х камер)
Меж камерная перегородка г:
Q1т = 0,25*36*(-20+20) = 0 (для 2-х перегородок)
Q1с = 0
Перегородка камера – тамбур д:
Q1т = 0,19*43,2*(10+20) = 246,2 Вт
Q1с = 0
Общий теплоприток в камеру 1 составит:
Q1 = 136,4+402,3+369,7+54,4+443,6+246,2 = 1652,6 Вт
Камера 3.
Перегородка камера – компрессорная:
Q3т = 0,19*36*(10+20) = 205,2 Вт
Q3с = 0
Вычислим теплоприток каждой поверхности и занесем в таблицу:
Пол:
136,4*3 = 409,2 Вт
Потолок:
402,3*3 = 1206,9 Вт
Внешняя стена а:
369,7+54,4 = 424,1 Вт
Внешняя стена в:
443,6*3 = 1330,8 Вт
Перегородка камера – тамбур:
246,2*3 = 738,6 Вт
Общий теплоприток в холодильник:
Qх = 205,2+409,2+1206,9+424,1+1330,8+738,6 = 4314,8 Вт
|
