1. Технико-экономическое обоснование проекта
В данной дипломной работе разработан проект транскритической угле-кислотной холодильной установки супермаркета в г.Новокузнецк
Новокузнецк —город в Кемеровской области, административный центр Новокузнецкого муниципального района, в который не входит и образует Новокузнецкий городской округ.
Первый по площади в Кузбассе и второй по населению, а также старейший город Кемеровской области.
Новокузнецк — в России тридцать первый по численности населения; важ-ный экономический, транспортный и культурный центр Сибири. Население — 552105 человек.(2018). Площадь города — 424,27 км2. Город является центром Новокузнецкой (Кузбасской) агломерации, население которой насчитывает более 1,3 млн человек, она является 12-ой по величине в России.
Новокузнецк характеризуется континентальным климатом со значительны-ми годовыми и суточными колебаниями температур. Среднегодовая температу-ра воздуха составляет +2,1 °C. В среднем насчитывается 280 солнечных дней в году. Средняя продолжительность безморозного периода — 123 дня. Город расположен в зоне достаточного увлажнения: в среднем выпадает около 600 мм осадков, причем около 450 мм приходится на теплый период. Самый теплый ме-сяц июль— средняя температура +19,8 °C градусов. Самый холодный январь— средняя температура
-17 °C градусов. Температура абсолютного максимума в регионе составляет +40,5 °C градусов.
Новокузнецк является одним из крупнейших угледобывающих центров России.
Промышленный сектор Новокузнецка является одной из ведущих отраслей экономики города. В нем сосредоточено 70% оборота организаций,43% инве-стиций в основной капитал, 37% среднесписочной численности работников ор-ганизаций.
Основой промышленного потенциала города Новокузнецк являются ме-таллургические производство, добыча полезных ископаемых, производство го-товых металлических изделий. На долю этих доминирующих видов деятельно-сти приходится 81% объема отгруженных товаров и услуг. Предприятия энерге-тики города Новокузнецка составляют в объеме производства продукции Кеме-ровской области почти 16%.
За 2017 год оборот купных и средних организаций в действующих ценах составил 410, млрд рублей и вырос по сравнению с 2011 годом на 4%.
Лидирующее положение (2019год) в структуре промышленного произ-водства занимают отрасли:
-металлургическое производство и производство готовых металлических изделий- 61,7%;
-добыча полезных ископаемых —17,6%;
- производство и распределение электроэнергии, газа и воды- 5,4%.
При этом объем отгруженных товаров собственного производства, вы-полненных собственными силами работ и услуг (всеми категориями производи-телей) по виду деятельности «Обрабатывающие производства», составил 204,6 млрд рублей, что в действующих ценах на 6,1% больше, чем в 2017 году.
Новокузнецкий автотранспорт- крупный транспортный узел Сибирского региона.
Маршрутная сеть связывает Новокузнецк с городами Кемеровской, Том-ской, Новосибирской областей, Красноярского и Алтайского краев, республи-ками Алтай, Хакасия, Тыва, а также странами ближнего зарубежья- Казахстана и Кыргызстана.
В регионе развита сеть железных дорог- средняя плотность дорог здесь в 3,5раза выше, чем в среднем по стране, в 6 раз меньше, чем в Сибири.
Общая длина железнодорожных путей Кузбасса 1755 км. В северной ча-сти- международная Транссибирская магистраль, в южной- Южно-Сибирская.
Основные железнодорожные узлы:
-Кемерово;
-Мариинск;
-Тайга;
-Юрга;
-Белово..
Основным и определяющим фактором, влияющим на социально-экономическое развитие города и, в значительной степени, региона является со-стояние и развитие производственного комплекса.
Авиасообщение с городом выполняется аэропортом Спиченково (рейсы в Москву, Новосибирск, Красноярск и другие города). Летом в Сочи, Бангкок, Анталию.
В Новокузнецке имеются четыре автомобильных и один железнодорожный мост через Томь. Центр города окружен объездными дорогами, имеются много-численные кольцевые и многоуровневые развязки. Общая протяженность марш-рутов городского транспорта- 755,7 км. В городе действует не менее 76-ти авто-бусных, 9 трамвайных и 6 троллейбусных маршрутов, электропоезда. Трамваи работают во всех районах города, за исключением Новоильного. Троллейбусы работают в Заводском. Электропоезд в четырех направлениях: на Артышту и Белово, Междуреченск, Ерунаково и Томусинскую.
В городе активно развиваются предприятия розничной торговли и обще-ственного питания. Год за годом увеличивает свое присутствие такие крупные розничные торговые сети как ПАО «Магнит», ООО «Лента», ООО «Мария-Ра», ОАО «Ярче» и т. д.
При проектировании очередной торговой точки практически каждый про-изводитель розничной торговли задумывается об экологической безопасности окружающей среды. Учитывая предпринимаемые государством меры по уже-сточению к требованиям по проектированию холодильных сооружений произ-водители принимают во внимание экологичность холодильного оборудования, работающего для охлаждения помещений и продукции данных магазинов.
Диоксид углерода — один из немногих хладагентов для холодильных си-стем,
актуальный с точки зрения эффективности применения и безопасности для окружающей среды. Применение традиционных хладагентов ограничивается различными нормативами, причем во всем мире наблюдается тенденция к их ужесточению. В связи с этим природные хладагенты находят все большее при-менение.
Предполагается, что необходимые температурные режимы в помещениях супермаркета будут поддерживаться с помощью углекислотной транскритиче-ской бустерной системы.
К данным температурным диапазонам целесообразно использовать полу-герметичные бессальниковые поршневые компрессоры компании «Gea Grasso».
В проектируемой установке предполагается подобрать воздухоохладители компании «Guentner». Воздухоохладители характерны интенсивной циркуляци-ей воздуха. В камерах предполагается установить воздушные завесы. В проек-тируемой установке предполагается применить воздушные газоохладители ком-пании «KarYer», которые будут располагаться рядом с компрессорным цехом данного предприятия.
Охлаждение камер будет производиться воздухоохладителями того же производства. Исходя из вышеизложенного, проектирование системы холодо-снабжения супермаркета использующей в качестве холодильного агента диокси-да углерода в городе Новокузнецк является целесообразным.
2 Конструкторско - Технологическая часть
2.1 Расчет и выбор планировки холодильника
На предприятиях торговли и общественного питания холодильник пред-ставляет собой блок из нескольких холодильных камер, расположенных в груп-пе складских помещений поблизости от торгового зала продовольственных то-варов, который в данном проекте выполнен по типу продовольственных магази-нов самообслуживания. Холодильник предназначен для краткосрочного (2-3 сут) хранения запаса самых разнообразных продуктов. Состав и площадь складских помещений, в том числе охлаждаемых камер, зависят от типа магази-на, ассортимента и интенсивности товаропотоков.
В продовольственных магазинах самообслуживания большое количество продуктов хранится в открытом торговом холодильном оборудовании, уста-новленном в торговом зале. Для хранения остального продовольственного запа-са предусмотрены холодильные камеры.
Состав и строительную площадь помещений супермаркета, необходимые для составления его планировки, принимаем [1], составленной на основании дей-ствующих нормативов.
Вместимость камер определяем по формуле:
, кг, (2.1.1)
где - строительная площадь камер, м?;
- норма загрузки, кг/ м?.
Для камеры №1 – хранение замороженного мяса – =23,8 м?, =100 кг/ м?.
Тогда вместимость камеры, кг, равна:
.
Результаты расчета строительной площади помещений супермаркета и вместимости камер сводим в таблицу 2.1.1.
Таблица 1 - Результаты расчета строительной площади и вместимости камер
Наименование
помещения Тип
продукции Температурный
режим,
,
м? ,
кг/ м? ,
кг
Камера №1
Мясо заморо-женное – 18 ? – 25 23,8 100 2380
Камера №2 Мясо охлажден-ное 0 ? + 2 23,8 125 2975
Продолжение таблицы 1
Камера №3 Мясо птицы за-мороженное – 18 ? – 25 18,7 100 1870
Камера №4 Мясо птицы
замороженное – 18 ? – 25 16,6 100 1660
Камера №5 Мясо птицы охлажденное 0 ? + 2 14,2 170 2414
Камера №6 Рыба охлажден-ная 0 ? + 2 14,2 220 3124
Камера №7 Рыба копченая 0 ? – 4 12,5 220 2750
Камера №8 Овощи и фрукты +2 ? + 6 38,1 100 3810
Камера №9 Кондитерские изделия +2 ? + 4 14,8 100 1480
Камера №10 Сыры 0 ? – 4 13,7 170 2329
Камера №11 Гастрономия 0 ? + 2 23,3 150 3495
Камера №12 Молочная
продукция +2 ? + 4 20,8 170 3536
Камера №13 Полуфабрикаты 0 ? + 10 9,2 100 920
Холодильные агрегаты торгового оборудования, и холодильные агрегаты, обслуживающие камеры, расположены в общем машинном отделении на первом этаже. Принимаем сетку колонн 6 12 м.
Торговый зал и административно – бытовые помещения расположены на одном уровне со складской зоной и машинным отделением. Со стороны фасада предусмотрен вход и выход покупателей через кассовый узел. Высота торгового зала равна 4,2 м.
Складская зона размещена за торговым залом по длинной стороне прямо-угольника и соединена с залом двумя проходами шириной 3,0 м., и одним - 2,0 м.
Вследствие малой механизации ширину коридоров принимаем от 2,0 до
3,0 м [1;3].
2.2 Расчет толщины теплоизоляционного слоя ограждений камер
Принимаем, что панели поставляемых холодильных камер конструктивно выполнены из двух оцинкованных листов толщиной 0,5 – 1 мм, пространство между которыми заполнено пенополиуританом, имеющим коэффициент тепло-проводности 0,02 Вт/(м·К), однослойная панель типа «сэндвич». Толщина пане-лей камер хранения мороженных и охлажденных продуктов равна 0,08 м. Пане-ли камер монтируются в стык без крепежных деталей. Если стык между панеля-ми меньше 8 мм, то он заклеивается силиконовым гелем, если больше – монтаж-ной пеной.
Для расчета толщины теплоизоляционного слоя перегородок необходимо знать температуру воздуха внутри камер, а для наружных стен камер – наруж-ную расчетную летнюю температуру воздуха. Для города Новокузнецк наруж-ная расчетная летняя температура воздуха 29 .
Толщину теплоизоляционного слоя ограждения рассчитываем для всех камер.
Чем больше значение коэффициента теплопередачи ограждения, тем больше теплоты будет проникать в охлаждаемый объем холодильника. Это приводит к необходимости в применении более мощной, а следовательно и бо-лее дорогой холодильной установке. Уменьшить теплоприток можно путем уменьшения значения , что достигается применением более эффективной теп-лоизоляции или увеличением ее толщины.
2.2.1 Расчеты панелей камеры хранения замороженных продуктов
Теплоизоляцию покрытий, полов, и стен всех камер принимаем одинако-вой. В качестве расчетной конструкции принимаем конструкцию панели в каме-ре №1- хранения замороженного мяса с температурой - 20 . Требуемый коэф-фициент теплопередачи панелей =0,28 Вт/(м2·К), [1]. Коэффициент теплоот-дачи для внутренней поверхности принимаем = 9 Вт/(м2·К), для наружной - =8 Вт/(м2·К), [1;3].
Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле (2.2) [1]:
, (2.2.1)
где - коэффициент теплопроводности изоляционного слоя конструкции, Вт/(м2·К);
- требуемый коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);
- коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения, Вт/(м2 ·К);
- толщина i-го слоя конструкции ограждения, м;
- коэффициент теплопроводности i-го слоя конструкции ограждения,
Вт/(м·К);
- коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения, Вт/(м2·К).
= 0,067.
Следовательно, минимальная толщина теплоизоляционного слоя 0,08 м. подхо-дит для применения.
Действительное значение коэффициента теплопередачи , Вт/(м2·К), определяется по формуле [1]:
, (2.2.2)
= 0,236.
2.2.2 Расчеты панелей камер хранения охлажденных продуктов.
Теплоизоляцию покрытий, полов, и стен всех камер принимаем одинако-вой. В качестве расчетной конструкции принимаем конструкцию панели в каме-ре №2- хранения охлажденных грузов с температурой 0 . Требуемый коэффи-циент теплопередачи панелей = 0,465 Вт/(м2·К), [1]. Коэффициент теплоотда-чи для внутренней поверхности принимаем = 9 Вт/(м2·К), для наружной - = 8 Вт/(м2·К), [1].
Расчеты по определению толщины теплоизоляционного слоя ведем анало-гично расчетам по камерам хранения мороженных продуктов:
= 0,38.
Следовательно, минимальная толщина теплоизоляционного слоя 0,08 м. подходит для применения.
Действительное значение коэффициента теплопередачи , Вт/(м2·К), определяется по формуле по формуле [1]:
= 0,236.
Результаты расчета сведены в таблицу 2.2.1.
Таблица 2.2.1 – Результаты расчета толщины теплоизоляции ограждений камер
Ограждение
Коэффици-ент теплоот-дачи, Вт/(м2?К) Толщина теплоизо-ляцио-нного слоя, мм Коэффи-циент тепло-передачи, Вт/(м2?К)
Наружные стены
камеры №1 - 20 9 8 35 67 80 0,28 0,236
Покрытие камеры №1 - 20 9 8 35 67 80 0,28 0,236
Пол камеры №1 - 20 9 - 2,43 63 80 0,28 0,236
Перегородка между камерами №1 и №2 -20/0 9 9 35 63 80 0,295 0,237
Наружные стены
камеры №2 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Покрытие камеры №2 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Пол камеры №2 0 9 - 2,43 36 80 0,465 0,236
Наружные стены
камеры №3 - 20 9 8 35 67 80 0,28 0,236
Покрытие камеры №3 - 20 9 8 35 67 80 0,28 0,236
Пол камеры №3 - 20 9 - 2,43 63 80 0,28 0,236
Перегородка между камерами №3 и №4 - 20/
- 20 9 9 35 30 80 0,295 0,237
Наружные стены
камеры №4 - 20 9 8 35 67 80 0,28 0,236
Покрытие камеры №4 - 20 9 8 35 67 80 0,28 0,236
Пол камеры №4 - 20 9 - 2,43 63 80 0,28 0,236
Наружные стены
камеры №5 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Покрытие камеры №5 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Пол камеры №5 0 9 - 2,43 36 80 0,465 0,236
Продолжение таблицы 2.2.1
Перегородка между камерами №5 и №6 0/0 9 9 35 30 80 0,295 0,237
Наружные стены
камеры №6 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Покрытие камеры №6 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Пол камеры №6 0 9 - 2,43 36 80 0,465 0,236
Наружные стены
камеры №7 - 4 9 8 35 44 80 0,41 0,236
Покрытие камеры №7 - 4 9 8 35 44 80 0,41 0,236
Пол камеры №7 - 4 9 - 2,43 40 80 0,41 0,236
Наружные стены
камеры №8 4 9 8 35 34 80 0,52 0,236
Покрытие камеры №8 4 9 8 35 34 80 0,52 0,236
Пол камеры №8 4 9 - 2,43 30 80 0,52 0,236
Наружные стены
камеры №9 4 9 8 35 34 80 0,52 0,236
Покрытие камеры №9 4 9 8 35 34 80 0,52 0,236
Пол камеры №9 4 9 - 2,43 30 80 0,52 0,236
Перегородка между камерами №9 и №10 4/ - 4 9 9 35 30 80 0,295 0,237
Наружные стены
камеры №10 - 4 9 8 35 44 80 0,41 0,236
Покрытие камеры №10 - 4 9 8 35 44 80 0,41 0,236
Пол камеры №10 - 4 9 - 2,43 40 80 0,41 0,236
Наружные стены
камеры №11 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Покрытие камеры №11 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Пол камеры №11 0 9 - 2,43 36 80 0,465 0,236
Перегородка между камерами №11 и №12 2/2 9 9 35 30 80 0,295 0,237
Наружные стены
камеры №12 4 9 8 35 34 80 0,52 0,236
Покрытие камеры №12 4 9 8 35 34 80 0,52 0,236
Пол камеры №12 4 9 - 2,43 30 80 0,52 0,236
Наружные стены
камеры №13 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Покрытие камеры №13 0 9 8 35 38 80 0,465 0,236
Пол камеры №13 0 9 - 2,43 36 80 0,465 0,236
2.3 Расчет теплопритоков
Для поддержания заданной температуры в охлаждаемом помещении необходимо, чтобы все теплопритоки, отводились камерным оборудованием -воздухоохладителями.
При определении этой нагрузки учитывают следующие теплопритоки:
• через ограждающие конструкции помещения ;
• от продуктов (грузов) при их холодильной обработке ;
• от наружного воздуха при вентиляции помещения ;
• от различных источников при эксплуатации камер ;
• от фруктов и овощей при дыхании .
Каждый из этих видов теплопритоков, как правило, непрерывно изменяет-ся, причем их максимальные значения не совпадают по времени. Поэтому в практике курсового и дипломного проектирования пользуются методикой рас-чета, при которой все теплопритоки считаются постоянными во времени и при-ходящимися на летний период года.
Нагрузку на камерное оборудование , кВт, определяем как сумму всех теплопритоков в данную камеру [1]:
. (2.3.1)
В данном дипломном проекте отсутствуют теплопритоки от наружного воздуха при вентиляции помещения, а значит, в расчет не принимаются.
Расчет теплопритоков через ограждающие конструкции
Теплопритоки через ограждающие конструкции , кВт, определяем по формуле [1]:
, (2.3.2)
где - теплоприток через ограждающие конструкции, кВт;
- теплоприток от солнечной радиации, кВт.
При определении теплопритоков через внутренние ограждения (перего-родки) может оказаться, что часть теплопритоков имеет отрицательный знак, то есть теплота из рассчитываемой камеры уходит в соседнюю камеру с более низ-кой температурой. Такие теплопритоки не учитывают.
Теплоприток через стены, перегородки, перекрытия или покрытия , кВт, рассчитываем по формуле [1]:
, (2.3.3)
где F - расчетная площадь поверхностей ограждения, м2;
? - расчетная разность температур между температурой воздуха с наружной стороны ограждения и температурой воздуха внутри охлаждаемого по-мещения (температурный напор), °С, рассчитывается по формуле:
, (2.3.4)
Так как камеры хранения размещены внутри помещения cупермаркета, расчет теплопритоков ведем как через внутренние ограждения, имеющие выход в неохлаждаемые помещения (коридоры, вестибюли, тамбуры), температурный напор ? для которых принимаем как часть расчетной разности температур для наружных стен, сообщающихся с наружным воздухом:
; (2.3.5)
В качестве примера приведем расчет теплопритоков через ограждаю-щие конструкции для камеры №1.
Теплоприток через западную стену камеры №1:
- действительная площадь стены будет равна:
,
, кВт.
Теплоприток через северную и южную стены камеры №1.
- действительная площадь стен будет равна:
,
, кВт.
Теплоприток через стену – перегородку камеры №1 - №2:
- действительная площадь стены будет равна:
,
, кВт.
Теплоприток через потолок камеры №1:
- действительная площадь потолка будет равна:
,
, кВт.
Расчет теплопритока через пол камеры №1 ведем как для необогрева-емого изолированного пола [1]:
, (2.3.6)
где m – коэффициент, характеризующий относительное возрастание термического сопротивления пола при наличии изоляции:
, (2.3.7)
где - толщины отдельных слоев конструкции пола, м;
- коэффициенты теплопроводности материалов,
составляющих конструкцию пола, Вт/м·К [1].
;
- действительная площадь пола будет равна площади потолка:
, кВт.
Результаты расчетов теплопритоков через ограждающие конструкции за-носим в таблицу 2.3.1
Таблица 2.3.1 - Теплопритоки через ограждающие конструкции
Ограждения
Камера №1 – хранения замороженного мяса
Стена западная 0,236 15,12 29 - 20 0,122
Стена северная 0,236 10,83 29 - 20 0,088
Стена южная 0,236 10,83 29 - 20 0,088
Перегородка 0,237 13,82 0 - 20 0,066
Потолок 0,236 22,13 29 - 20 0,179
Пол 0,243 22,13 29 - 20 0,034
Итого: 0,58
Камера №2 – хранения охлажденного мяса
Стена северная 0,236 10,83 29 0 0,052
Стена южная 0,236 10,83 29 0 0,052
Стена восточная 0,236 15,12 29 0 0,072
Потолок 0,236 22,13 29 0 0,106
Пол 0,243 22,13 29 0 0,020
Итого: 0,3
Камера №3 – хранения замороженного мяса кур
Стена западная 0,236 11,04 29 - 20 0,089
Стена северная 0,236 11,968 29 - 20 0,097
Стена южная 0,236 11,968 29 - 20 0,097
Перегородка 0,237 9,984 - 20 - 20 0
Потолок 0,236 17,86 29 - 20 0,145
Пол 0,243 17,86 29 - 20 0,027
Итого: 0,46
Камера №4 – хранения замороженного мяса
Стена северная 0,236 10,50 29 0 0,085
Стена южная 0,236 10,50 29 0 0,085
Стена восточная
0,236 11,04 29 0 0,089
Потолок 0,236 15,67 29 0 0,127
Пол 0,243 15,67 29 0 0,024
Итого: 0,41
Камера №5 – хранения охлажденного мяса птицы
Стена западная 0,236 12,68 29 0 0,061
Стена северная 0,236 8,024 29 0 0,038
Стена южная 0,236 8,024 29 0 0,038
Потолок 0,236 13,75 29 0 0,066
Пол 0,243 13,75 29 0 0,012
Итого: 0,22
Камера №6 – хранения рыбы
Стена северная 0,236 7,92 29 0 0,038
Стена южная 0,236 7,92 29 0 0,038
Стена восточная 0,236 12,68 29 0 0,061
Потолок 0,236 13,56 29 0 0,065
Пол 0,243 13,56 29 0 0,012
Итого: 0,21
Камера №7 – хранения копченой рыбы
Стена западная 0,236 11,04 29 0 0,071
Стена северная 0,236 7,78 29 0 0,050
Стена южная 0,236 7,78 29 0 0,050
Стена восточная 0,236 11,04 29 0 0,071
Потолок 0,236 11,61 29 0 0,075
Пол 0,243 11,61 29 0 0,014
Итого: 0,33
Камера №8 – хранения овощей и фруктов
Стена западная 0,236 11,04 29 0 0,053
Стена северная 0,236 24,9 29 0 0,119
Стена южная 0,236 24,9 29 0 0,119
Стена восточная 0,236 11,04 29 0 0,053
Потолок 0,236 37,19 29 0 0,178
Пол 0,243 37,19 29 0 0,034
Итого: 0,56
Камера №9 – хранения тортов
Стена западная 0,236 10,42 29 0 0,050
Стена северная 0,236 12,68 29 0 0,061
Стена восточная 0,236 10,42 29 0 0,046
Потолок 0,236 17,85 29 0 0,079
Пол 0,243 17,85 29 0 0,015
Итого: 0,25
Камера №10 – хранения сыров
Стена западная 0,236 9,6 29 0 0,046
Стена южная 0,236 12,68 29 0 0,061
Стена восточная 0,236 9,6 29 0 0,046
Потолок 0,236 16,45 29 0 0,079
Пол 0,243 16,45 29 0 0,015
Итого: 0,25
Камера №11 – хранения гастрономии
Стена западная 0,236 15,12 29 0 0,072
Стена северная 0,236 10,51 29 0 0,050
Стена южная 0,236 10,51 29 0 0,050
Потолок 0,236 21,49 29 0 0,103
Пол 0,243 21,49 29 0 0,019
Итого: 0,3
Камера №12 – хранения молочной продукции
Стена северная 0,236 9,5 29 0 0,046
Стена южная 0,236 9,5 29 0 0,046
Стена восточная 0,236 15,12 29 0 0,072
Потолок 0,236 19,43 29 0 0,093
Пол 0,243 19,43 29 0 0,018
Итого: 0,28
Камера №13 – хранения полуфабрикатов
Стена западная 0,236 7,78 29 0 0,037
Стена восточная 0,236 7,78 29 0 0,037
Стена южная 0,236 7,78 29 0 0,037
Стена северная 0,236 7,78 29 0 0,037
Потолок 0,236 8,18 29 0 0,039
Пол 0,243 8,18 29 0 0,007
Итого: 0,19
Расчет теплопритоков от грузов при холодильной обработке
При холодильной обработке продуктов (охлаждении, замораживании) каждый килограмм продукта выделяет теплоту в количестве . Кроме того, если происходит холодильная обработка продуктов в таре, то необходимо добавить теплоту, выделяющуюся при ее охлаждении.
При этом предполагают, что продукты поступают в камеру равномерно в течении суток, а продукт успевает охладиться до температуры в ней.
Теплоприток от грузов определяется по формуле [1]:
, (2.3.8)
где - теплоприток от продукта при охлаждении и домораживании, кВт;
- теплоприток от тары, кВт.
Теплоприток , кВт, при охлаждении продуктов в камерах хранения, рассчитываем по формуле [1]:
(2.3.9)
где – суточное поступление продуктов, т/сут;
i –разность энтальпий, соответствующих начальной и конечной темпера-турам продуктов, .
В качестве примера приведем расчет теплопритока для камеры №1.
Для предприятия торговли принимаем равным 100% .
При = - 6 , а = - 15 для замороженного мяса [1]:
=51,3 , а =13,0 .
Тогда разность энтальпий равна:
,
.
Следовательно теплоприток , кВт, равен:
=1,055.
При охлаждении продуктов тара, в которой они находятся, также охла-ждается, выделяя теплоту, которую тоже необходимо отвести. Поэтому в Расчет берется теплоприток от тары, значение которого определяем по формуле:
, (2.3.10)
где - суточное поступление тары, принимаемое пропорционально су-точному поступлению продукции, т/сут;
- удельная теплоемкость тары, .
В качестве примера приведем расчет теплопритока для камеры №1.
Принимаем массу тары равной 15% , а удельную теплоемкость для де-ревянной и картонной тары =2,3 .
Тогда теплоприток , кВт, равен:
=0,086.
Результаты расчета теплопритоков от грузов приведены в таблице 2.3.2.
Таблица 2.3.2 - Результаты расчета теплопритоков от грузов
№
кам. Температура
продукта,
Удельная энтальпия,
,
кВт ,
кВт ,
кВт
1 - 6 - 15 51,3 13 1,055 0,086 1,141
2 5 0 246,5 232 0,5 0,6 0,56
3 - 6 - 15 51,3 13 0,83 0,072 0,902
4 - 6 - 15 51,3 13 0,74 0,06 0,8
5 5 0 246,5 232 0,4 0,05 0,45
6 - 6 - 2 55,8 106 - 1,82 - 0,05 - 1,87
7 - 6 - 2 55,8 106 - 1,6 - 0,044 - 1,644
8 20 4 347 287 2,65 0,32 2,97
9 8 2 121 101 0,34 0,035 0,375
10 8 2 42,3 25,2 0,46 0,056 0,516
11 5 0 266,5 249 0,71 0,07 0,78
12 8 2 351 327 0,98 0,085 1,065
13 5 0 253 273 0,17 0,018 0,188
2.3.3 Расчет эксплуатационных теплопритоков
Эти теплопритоки возникают вследствие освещения камер, пребывания в них людей, работы электродвигателёй и открывания дверей. Теплопритоки определяют от каждого источника тепловыделений отдельно.
Теплоприток от освещения , кВт, рассчитывают по формуле [1]:
, (2.3.11)
где - теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на 1 м2 площади пола, ;
- площадь камеры, м2.
С учетом коэффициента одновременности включения можно принимать для складских помещений (камер хранения) .
Теплоприток от пребывания людей , кВт, рассчитывают по формуле [1]:
, (2.3.12)
где 0,35 - тепловыделение одного человека при тяжелой физической рабо-те, кВт;
- число людей, работающих в данном помещении.
Число людей, работающих в помещении, принимают в зависимости от площади камеры. При площади камеры до 200 м2 - 2 ? 3 человека.
Теплоприток от работающих электродвигателей , кВт, при расположе-нии электродвигателей в охлаждаемом помещении определяют по формуле [1]:
, (2.3.13)
где - суммарная мощность электродвигателей, кВт.
В предварительных расчетах мощность устанавливаемых электродвигате-лей
