МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Кемеровский государственный университет»
Институт инженерных технологий
наименование института (факультета)
«Теплохдадотехника»
наименование выпускающей кафедры
Хохлов Сергей Валериевич
(обучающегося)
Проект холодильной установки рыбоперерабатывающего предприятия 35
т/сутки в г. Владивосток
(Тема ВКР)
Выпускная квалификационная работа
(бакалаврская работа)
по направлению подготовки 16.03.03 Холодильная, криогенная техника
и системы жизнеобеспечения
код и наименование
направленность (профиль) подготовки «Холодильная техника и технологии»
наименование
Научный руководитель:
Д.т.н. проф. Неверов Е. Н.
.
Ученая степень, должность, И.О. Фамилия
Работа защищена с оценкой:
____________________________
протокол ГЭК № _____
от «____» ________ 20___г.
Секретарь ГЭК ______________
подпись
Кемерово 2019
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования
«Кемеровский государственный университет»
Институт инженерных технологий
наименование института (факультета)
кафедра «Теплохладотехника»
наименование выпускающей кафедры
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
(бакалаврской работы)
Обучающемуся группы гр. ПХМ-161 Хохлову Сергею Валериевичу
номер группы, фамилия, имя, отчество полностью
1. Тема: Проект холодильной установки рыбоперерабытывающего
предприятия производительностью 35 т/сутки в г. Владивосток
Специальная часть: Разработка технологии охлаждения рыбы смесью
водного льда и диоксида углерода.
Утверждена распоряжением по университету №
470/09
от
12 марта 19
дата
2. Срок представления работы к защите
июнь 2019
дата
3. Исходные данные к выполнению работы:
35 т/сутки, г. Владивосток
4. Содержание текстового документа:
Введение
Использование холода в пищевой промышленности
наименование раздела
4.1. Технико-экономическое обоснование
температур кипения схемы ХУ)
наименование раздела
краткое содержание
(обоснование выбора
краткое содержание
4.2. Конструкторско-технологический раздел
(составление
планировки, расчет толщины теплоизоляции, определение теплопритоков,
выбор способа охлаждения, расчет и подбор холодильного оборудования)
наименование раздела
краткое содержание
4.3. Специальная часть:
Разработка технологии охлаждения рыбы
смесью водного льда и диоксида углерода
наименование раздела
краткое содержание
5. Перечень графического материала с точным указанием названия и
количества листов:
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
План холодильника – 1 лист
Схема холодильной установки – 1 лист
План компрессорного цеха – 1 лист
Разрез компрессорного цеха – 1 лист
Специальная часть – 1 лист
6. Консультанты по разделам:
Технико-экономическое обоснование
краткое наименование раздела
Е.Н. Неверов .
подпись, дата, инициалы, фамилия
Конструкторско-технологический раздел
краткое наименование раздела
Е.Н. Неверов .
подпись, дата, инициалы, фамилия
Специальная часть
Е.Н. Неверов .
краткое наименование раздела
подпись, дата, инициалы, фамилия
7. Руководитель выпускной квалификационной работы
Е.Н. Неверов .
подпись, дата, инициалы, фамилия
8. Дата выдачи задания
9. Задание принял к исполнению:
12.04.2019
С.В. Хохлов
.
подпись, дата, инициалы, фамилия
Данный проект холодильного рыбоперерабатывающего
предприятия в городе Владивосток с производительностью 35 тонн
в сутки включает в себя проектную схему холодильной установки.
Блок работает в трех точках кипения. Фреоновая схема с
ступенчатым сжатием газа и ступенчатым дросселированием.
В пояснительной записке рассчитаны системы охлаждения,
температурного режима работы, произведена компоновка
холодильного предприятия, вспомогательных помещений и
компрессорного цеха. Вычислены изоляционные слои и утечки
тепла для выбора вспомогательного и основного холодильного
оборудования. Так же были разработаны плана, разрезы
компрессорного цеха и вычерченные на листах А1.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 4
1.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА .................... 5
2 Расчёт планировки холодильника .................................................................... 7
2.1 Расчёт изоляции охлаждаемых помещений ................................................ 13
2.2 Расчёт теплопритоков в охлаждаемых помещениях .................................. 23
2.3 Расчёт и подбор оборудования .................................................................... 30
2.3.1 Подбор камерных приборов охлаждения ................................................. 30
2.3.2 Расчет и подбор компрессоров ................................................................. 32
2.3.3 Расчет и подбор испарительных кoндeнсaтoров ..................................... 42
2.3.4 Расчёт и подбор линейного ресивера ....................................................... 43
2.3.5 Подбор отделителя жидкости ................................................................... 43
2.3.6 Расчет и подбор маслоотделителя ............................................................ 44
2.3.7. Описание схемы холодильной установки ............................................... 45
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ............................................................................... 46
3.1 Способы охлаждения рыбы. ........................................................................ 46
3.2 Стенд для проведения исследования сублимации СО 2 в смеси с водным
льдом ................................................................................................................... 54
3.3 Приборное оснащение стенда ...................................................................... 55
3.4 Методика проведения экспериментальных исследований ........................ 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .................................................................................................. 59
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ .................................................................................. 60
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Разраб.
Хохлов С.В.
Провер.
Неверов
Реценз.
Неверов
Н. Контр.
Неверов
Утверж.
Короткий
Подпись Дата
Лит.
Лист
Листов
Проект холодильной установки
рыбоперерабатывающего
60
3
предприятия
производительностью 35т/сут в г. КемГУ ИИТ гр. ПХМ-161
Владивосток.
ВВЕДЕНИЕ
Большое количество различных разновидностей продуктовых товаров
является скоропортящимися. Под влиянием микроорганизмов, которые
присутствуют в продуктах, а также в следствии биохимических процессов,
происходящих в них, приводит к порче этих продуктов. При температуре
воздуха ниже 0°C развитие и размножение бактерий замедляется, и
биохимические процессы протекают медленнее. По данной причине
необходимо использование холода.
Получаемый холод при помощи машин является искусственным.
Получаемый холод используют практически во всех известных отраслях, для
понижения температур ниже окружающей.
Благодаря развитию искусственного холода происходит одновременное
развитие всей промышленной отросли, так как влияние и использования
искусственного холода велико, разнообразно и весьма значительно. Большое
значение искусственный холод получил в пищевой промышленности, так как
обеспечивает дли тельное хранение скоропортящихся продуктов и
сохранения необходимого их качества, свойств и их товарный вид. Так же
развита и для использования в различных видах транспорта для перевозки
продуктов на дальние расстояние, так же и для перевозки рыбы на судах
рыболовного флота. Использование искусственного холода получило
широкое применения в химической промышленности, в строительстве, в
медицине и т.д.
В данном дипломном проекте мы рассчитаем холодильную камеру и
спроектируем холодильную фреоновую установку на холодильном агенте
R404a для рыбоперерабатывающего предприятия производительностью 35
т/сутки в городе Владивосток.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
4
1.ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА
В даннoм диплoмном проекте разработан проект холодильной
установки рыба перерабатывающего предприятия производительностью 35
т/сутки в г. Владивосток.
Владивосток — город и порт на Дальнем Востоке России. Один из
самых крупнейших морских портов. Основан как вoeнный пост
«Владивосток» в 1860 году, в 1880 году получил стaтус города. С 1888 года
— административный центр Приморской области, с 1938 года —
Приморского края. С 12 октября 2015 года — свободный порт.
Он протянулся на расстояние около 30 км с юга на север и почти 10 км
с запада на восток (без полуострова Песчаного), омывается водами
Амурского и Уссурийского заливов, входящих в акваторию залива Петра
Великого Японского моря.
Климат Владивостока умeрeнный, муссонный. Характеризуется
выраженной контрастной сменой сезонных воздушных масс. Однако,
климатические условия города являются одними из самых благоприятных на
Дальнем Востоке России.
Среднегодовая температура воздуха в городе +4.9 C. Самый теплый
месяц-август с температурой + 23 ° C, самый холодный-январь -12.3 ° C.
Перeработка и дoбыча рыбы во Владивостоке является важной частью
экономики города. Среди крупнейших рыболовецких и рыбо
перерабатывающих предприятий ЗАО Рокас, Рыболовецкий колхоз им.
Ленина, ООО "Бриз" и еще много других. В основном отрасль представлена в
виде небольших компаний, которые работают круглогодично как на ловле
крупной рыбы, так и мелкой, так же и добыча различных видов малюсков,
креветок, вообщем всего, что проживает на дне Тихого океана.
Владивостокский рыбоконсервный завод " производит и реализует широкий
спектр рыбной продукции: свежемороженую рыбу всех видов заправки,
рыбные консервы (в том числе из морских водорослей), лососевую икру и др.
Более долговечное хранение продуктов и сокращение потерь
продукции по причине порчи, на прямую заваисит от уровня технического
обслуживания холодильника, от его оснащенности новейшим современным
оборудованием и применением прогрессивных оборудований, а также
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
5
экономически выгодным. Правильно подобранного оборудования для
каждого вида продуктов, а также от способов хранения пищевых продуктов.
В данном проекте необходимо поддержание трех определенных
температурных режимов:
— при хранении замороженных продуктов: tкам = –20оC;
— при хранении готовой продукции: tкам = –0оC;
— при замораживании продукта: tкам = –30оC;
Для поддержания необходимых температурных режимов в камерах
холодильника
будут
спроектированы
две
фреоновые
централи
непосредственного охлаждения холодильного агента.
В проекте предполагается установка полугерметичных винтовых
компрессоров. У них есть рад преимуществ перед
поршневыми
компрессорами: невозможность гидроудара, отсутствие клапанов, плавная
подача хладагента. Благодаря выше перечисленным достоинством
достигается более долговечная работа подобранных компрессоров.
В данном проекте были подобранны воздухоохладители, которые
будут устанавливаться в камерах хранения замороженной продукции, в
камерах замораживания и в камерах охлаждения.
Так же подразумевается использование испарительных конденсаторов.
Конденсаторы такого типа подбираем благодаря наличию у них
существенных плюсов по сравнению с остальными типами конденсаторов. К
плюсам этих конденсаторов относятся: малый расход свежей воды,
небольшое потребление электроэнергии, малой вместимости по хладагенту,
применение возможно практически во всех климатических зонах за
исключением зон с повышенной влажностью наружного воздуха. Выбранные
конденсаторы будут стоять вне компрессорного цеха, подпитка будет
осуществляться проточной водой из водопровода, предварительно пройдя
несколько степеней очистки.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
6
2 Расчёт планировки холодильника
Вместимость
холодильной
камеры
производительностью рыбоперерабатывающего предприятия.
камеры хранения замороженной рыбы составляет 60 % от
холодильника, а доля камер хранения готовой продукции 40 %
Вместимость холодильника рыбоперерабатывающего
(Ехол, т) рассчитывается по формуле:
определяется
Вместимость
вместимости
предприятия
Ехол = 30∙Gсут
где Gсут – суточная
предприятия, т/сутки.
производительность
(2.1)
рыбоперерабатывающего
Ехол = 30∙35 = 1050 т
Вместимость камер хранения замороженной продукции рыбозавода
(Екам. хр. замор. пр., т) рассчитывается по формуле:
Екам. хр. замор. пр. = 0,6∙Eхол
(2.2)
где Eхол – вместимость холодильника рыбозавода, т.
Екам. хр. замор. пр. = 0,6∙1050 = 682,5 т
Вместимость камер хранения готовой продукции рыбозавода (Екам. хр. гот.
пр., т) рассчитывается по формуле:
Екам. хр. гот. пр. = 0,4∙Eхол
(2.3)
где Eхол – вместимость холодильника рыбозавода, т.
Екам. хр. гот. пр. = 0,4∙1050 = 420 т
Производительность технологических аппаратов замораживания рыбы
(G зам., т/сутки) рассчитывается по формуле:
/
G/зам = 0,01∙Eхол
(2.4)
где Eхол – вместимость холодильника рыбозавода, т.
G/зам = 0,01∙1050 = 10,5 т/сутки
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
7
Грузовой
объём
камер
хранения
замороженной
рыбы
3
рыбоперерабатывающего предприятия (Vгр., м ) рассчитывается по формуле:
Vгр. = Екам. хр. замор. пр. / qv
(2.5)
где Екам. хр. замор. пр. – вместимость камер хранения замороженной продукции, т;
qv – норма загрузки единицы объёма охлаждаемого помещения, т/м 3.
(qv = 0,6 т/м3) [8, табл. 2.2]
Vгр. = 682,5 / 0,6 = 1137,5 м3
Грузовая площадь камер хранения замороженной продукции рыбо
перерабатывающего предприятия (Fгр., м2) рассчитывается по формуле:
Fгр = Vгр / hгр
(2.6)
где Vгр – грузовой объём камер хранения замороженной продукции, м 3;
hгр – грузовая высота, м. (hгр = 5 м)
Fгр = 1137,5 / 5 = 227,5 м2
Строительная площадь камер хранения замороженной продукции
рыбозавода (Fстр., м2) рассчитывается по формуле:
Fстр = Fгр / β
(2.7)
где Fгр – грузовая площадь камер хранения замороженной продукции, м 2;
β – коэффициент использования площади. (β = 0,7)
Fстр. = 227,5 / 0,7 = 284,38 м2
Число
строительных
четырёхугольников
камер
хранения
замороженной продукции рыбозавода (n, шт.) рассчитывается по формуле:
n = Fстр / f
(2.8)
где Fстр – строительная площадь камер хранения замороженной продукции,м 2;
f – строительная площадь одного четырёхугольника, м 2. (f = 6х12 = 72 м2)
n = 284,38 / 72 ≈ 3,95 = 4
Грузовой объём камер хранения готовой продукции рыбозавода
(Vгр, м ) рассчитывается по формуле:
3
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
8
Vгр = Екам. хр. гот. пр. / qv
(2.9)
где Екам. хр. гот. пр. – вместимость камер хранения готовой продукции, т;
qv – норма загрузки единицы объёма охлаждаемого помещения, т/м 3.
(qv = 0,6 т/м3) [8, табл. 2.2]
Vгр = 420 / 0,6 = 700 м3
Грузовая площадь камер хранения готовой продукции рыбозавода
(Fгр., м ) рассчитывается по формуле:
2
Fгр = Vгр / hгр
(2.10)
где Vгр – грузовой объём камер хранения готовой продукции рыбозавода, м 3;
hгр – грузовая высота, м. (hгр = 5 м)
Fгр = 700 / 5 = 140 м2
Строительная площадь камер хранения
рыбозавода (Fстр., м2) рассчитывается по формуле:
готовой
Fстр = Fгр / β
продукции
(2.11)
где Fгр – грузовая площадь камер хранения готовой продукции, м 2;
β – коэффициент использования площади. (β = 0,7)
Fстр = 140 / 0,7 = 200 м2
Число строительных четырёхугольников камер хранения готовой
продукции рыбозавода (n, шт.) рассчитывается по формуле:
n = Fстр / f
(2.12)
где Fстр – строительная площадь камер хранения готовой продукции, м 2;
f – строительная площадь одного четырёхугольника, м 2. (f = 6х12 = 72 м2)
n = 200 / 72 ≈ 2,7 = 3
Строительная площадь камер термообработки рыбозавода (Fстр., м2)
рассчитывается по формуле:
Fстр = G/зам∙τ / (qF∙24)
(2.13)
где G/зам – производительность технологических аппаратов замораживания
рыбы, т;
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
9
τ – время термической обработки, час.
qF– норма загрузки 1 м2 площади камеры, т/м2.(qF = 0,3 т/м2) [8, табл.
2.3]
Fстр = (10,5∙24) / (0,3∙24) = 35 м2
Число строительных четырёхугольников камер термообработки
рыбозавода (n, шт.) рассчитывается по формуле:
n = Fстр / f
(2.14)
где Fстр – строительная площадь камер термообработки рыбозавода, м 2;
f – строительная площадь одного четырёхугольника, м 2. (f = 6х12 = 72 м2)
n = 35 / 72 ≈ 0,49 = 1 + 1 = 2
Количество поступающих
рассчитывается по формуле:
ежедневно
грузов
(Gпост.,
Gпост. = Eхол∙В∙mпост / 365
т/сутки)
(2.15)
где Eхол – вместимость холодильника рыбозавода, т;
В – оборачиваемость грузов; (B = 12 год-1) [8, с. 18]
mпост – коэффициент неравномерности поступления грузов. (mпост = 1,5)
[8, с. 17]
Gпост. = 1050∙12∙1,5 / 365 = 51,78 т/сутки
Количество выпускаемых
рассчитывается по формуле:
ежедневно
грузов
(Gвып.,
Gвып. = Eхол∙В∙mвып / 365
т/сутки)
(2.16)
где Eхол – вместимость холодильника рыбозавода, т;
В – оборачиваемость грузов; (B = 12 год-1) [8, с. 18]
mпост – коэффициент неравномерности выпуска грузов. (mвып = 1,1)
[8,с.17]
Gвып. = 1050∙12∙1,1 / 365 = 37,97 т/сутки
Принимаем, что количество поступающих ежедневно грузов
приходится на причальную платформу, а количество выпускаемых
ежедневно грузов приходится на автомобильную платформу.
Принимаем длину причальной платформы 30 метров.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
10
Принимаем
суточное
поступление
над
нами
продукции
автомобильным транспортом Gавто, т/сутки в количестве 100 % всех
поступающих грузов Gпост.
Cуточное поступление продукции автомобильным транспортом Gавто
рассчитывается по формуле
𝐺авто = 𝑚 ∙ 𝐺пост + 𝐺вып ∙ 𝑛
(2.17)
где m, n – доля поступления и выпуска грузов автомобильным транспортом.
𝐺авто = 0,5 ∙ 51,78 + 0,5 ∙ 37,97 = 44,87
Число автомашин (nавто, шт), которые солнце должны прибыть за
сутки рассчитывается по формуле:
nавто = Gавто / (qавто∙ηавто)
(2.18)
где qавто – грузоподъёмность автомобиля; (qавто = 3 т) [8, с. 51]
ηавто – коэффициент использования грузоподъёмности автомобиля.
(ηавто = 0,7) [8, с. 51]
nавто = 44,87 / (3∙0,7) ≈ 21,37 = 22 шт.
Длина автомобильной платформы (Lавто, м) определяется по формуле:
Lавто = nавто∙bавто∙ψсм∙τавто∙mавто / 8
(2.19)
где nавто – число автомашин, шт.;
bавто – ширина кузова автомобиля с учётом расстояния между ними;
(bавто = 4 м) [8, с. 51]
ψсм – доля общего числа автомобилей, прибывающих в течение первой
смены; (ψсм = 0,7) [8, с. 51]
τавто – время загрузки или выгрузки одного автомобиля; (τавто = 0,5 ч.)
[8, с. 52]
mавто – коэффициент неравномерности поступления автомобилей;
(mавто = 1,3) [8, с. 52]
Lавто = 22∙4∙0,7∙0,5∙1,3 / 8 ≈ 5,005 = 5,1 м
Количество механизмов для производства светит грузовых работ
(тележек, штабелеукладчиков, автопогрузчиков) (nм, шт) определяется по
формуле:
nм = (Gпост + Gвып)∙ψсм∙τц∙1,2 / (qм∙ηисп∙480)
(2.20)
где Gпост – количество поступающих грузов, т/сутки;
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
11
Gвып – количество выпускаемых грузов, т/сутки;
ψсм – доля всего объёма грузовых не жизнь работ, выполняемая в течение
первой смены; (ψсм = 0,5) [8, с. 52]
τц – продолжительность цикла работы механизма; (τц = 10 мин.) [8, с. 52]
qм – грузоподъёмность механизма; (qм = 0,5 т) [8, с. 52]
ηисп – коэффициент использования грузоподъёмности механизма;
(ηисп = 0,7) [8, с. 52]
nм = (51,78 + 37,97)∙0,5∙10∙1,2 / (0,5∙0,7∙480) ≈ 3,21 = 4 шт.
Планировка холодильника представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 планировка холодильника
1, 2 – камеры хранения замороженной рыбы (t=-20֠C);
3 – камера хранения готовой рыбы (охлажденной) (t=0֠C);
4 – камера замораживания рыбы (t=-30֠C);
5 – камера экспедиции (контроль поступающей рыбы, сортировка)
(t=+5֠C);
6 – коридор;
7 – причальная платформа;
8 – компрессорный цех;
9 – автомобильная платформа.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
12
2.1 Расчёт изоляции охлаждаемых помещений
Наличие теплоизоляционных ограждений с наружи и внутри камеры
является важнейшей характерной особенностью, благодаря чему позволяется
поддержание необходимых заданных температурных режимов и влажности
воздуха.
В качестве примера рассмотрим расчёт изоляции камеры № 1.
В таблице 2.1.1 представлена конструкция наружной стеновой панели.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе Владивосток
tрасч. лет. = + 22⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = -20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения
αн = 23 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции наружной
стены Rтр= 4,8 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.4]
Таблица 2.1.1 – Конструкция наружной стеновой панели
Конструкция
ограждения
№
слоя
1
1
2
3
2
4
3
4
Наименование и
материал слоя
Штукатурка
сложным
раствором по
металлической
сетке
Теплоизоляция
Пароизоляция
два слоя
гидроизола на
битумной
мастике
Наружный
слой из
тяжелого
бетона
Толщина
δ, м
Коэффициент
Тепловое
теплопроводности сопротивление
Вт/(м·К)
(м2·К)/Вт
0,02
0,98
0,02
-
Табл.
Табл.
0,004
0,30
0,013
0,140
1,86
0,075
Толщина теплоизоляционного слоя наружной стеновой панели в
камере № 1 (δиз, м) определяется по формуле:
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
13
1 1
1
i
i в
k0 н
из из
(2.1.1)
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri – сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
i
конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
в
(м2·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности а благодать материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К).
1 0,02 0,004 0,140 1
0,186 м
23
0
,
98
0
,
30
1
,
86
9
из 0,041 4,8
Принимаем δиз = 0,200 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
определяется по формуле:
𝑘Д =
1
𝛿
1
1 𝛿из.д
+∑ 𝑖 + +
𝛼н
𝜆𝑖 𝛼в 𝜆из
(2.1.2)
где δиз.д – принятая толщина тем теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей кто конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
14
kД
1
1 0,02 0,004 0,140 1 0,200
23 0,98 0,30
1,86
9 0,041
0,194
В таблице 2.1.2 представлена конструкция внутренней стеновой
панели.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе
Владивосток tрасч. лет. = + 22⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = -20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с за наружной стороны ограждения
αн = 23 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции внутренней
стены Rтр= 4,3 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.6]
Таблица 2.1.2 – Конструкция внутренней стеновой панели
Конструкция
ограждения
№
слоя
1
1
2
2
3
4
3
4
Коэффициент
Тепловое
Толщина
теплопроводности сопротивление
δ, м
Вт/(м·К)
(м2·К)/Вт
Наименование и
материал слоя
Панель из
керамзитобетона
Пароизоляция:
два слоя
гидроизола на
битумной
мастике
Теплоизоляция
Штукатурка
сложным
раствором по
металлической
сетке
0,24
0,47
0,521
0,004
0,30
0,013
-
Табл.
Табл.
0,02
0,98
0,02
Толщина теплоизоляционного слоя внутренней стеновой панели в
камере № 1 (δиз, м) определяется по формуле:
𝛿из = 𝜆из ∙ [
1
𝑘0
−(
1
𝛼н
+∑
𝛿𝑖
𝜆𝑖
+
1
𝛼в
)]
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
(2.1.3)
Лист
15
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление нас теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri
i
– сопротивление в ответе теплопроводности i-того слоя
ограждающей конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
в
(м2·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент ни кто теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности не мог изоляционного слоя
ограждения, Вт/(м·К).
1 0,24 0,004 0,02 1
из 0,041 4,3
0,144 м
8
0
,
47
0
,
30
0
,
98
9
Принимаем δиз = 0,150 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
определяется по формуле:
1
𝑘Д = 1 𝛿𝑖 1 𝛿из.д
(2.1.4)
𝛼н
+∑ +
𝜆𝑖 𝛼 в
+
𝜆из
где δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности понять изоляционного слоя
ограждения, Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
1 0,24 0,004 0,02 1 0,150
8 0,47 0,30
0,98 9 0,041
0,225
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
16
В таблице 2.1.3 представлена конструкция полов охлаждающих
помещений.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе
Владивосток tрасч. лет. = + 22⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = – 20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с мы наружной стороны ограждения
αн = 0 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с маленькие внутренней стороны
ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции полов
Rтр= 5,5 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.8]
Таблица 2.1.3 – Конструкция полов охлаждающих помещений
Конструкция
ограждения
№
слоя
1
2
1
2
3
3
4
5
6
4
7
5
6
7
Наименование и
материал слоя
Толщина
δ, м
Монолитное
бетонное
покрытие
Армобетонная
стяжка
Пароизоляция:
слой пергамина
Плитная
теплоизоляция
Цементнопесчаный
раствор
Уплотнённый
песок
Бетонная
подготовка с
электронагревателями
Коэффициент
Тепловое
теплопроводности сопротивление
Вт/(м·К)
(м2·К)/Вт
0,04
1,86
0,022
0,08
1,86
0,022
0,001
0,15
-
-
Табл.
Табл.
0,025
0,98
0,226
1,35
0,56
2,338
-
-
-
Толщина теплоизоляционного слоя полов в камере № 1 (δиз, м)
определяется по формуле:
𝛿из = 𝜆из ∙ [
1
𝑘0
−(
1
𝛼н
+∑
𝛿𝑖
𝜆𝑖
+
1
𝛼в
)]
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
(2.1.5)
Лист
17
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент дети теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
i
Ri – сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
i
конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с нам внутренней стороны
в
ограждения, (м2·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности изоляционного слоя ограждения,
Вт/(м·К).
0,04 0,08 0,001 0,025 1,35 1
из 0,041 5,5
0,110 м
1
,
86
1
,
86
0
,
15
0
,
98
0
,
56
9
Принимаем δиз = 0,120 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
определяется по формуле:
1
𝑘Д = 1 𝛿𝑖 1 𝛿из.д
(2.1.6)
𝛼н
+∑𝜆 +𝛼 + 𝜆
𝑖
в
из
где δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности хочется изоляционного слоя
ограждения, Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности гулять материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
0,174
0,04 0,08 0,001 0,025 1,35 1 0,120
1,86 1,86
0,15
0,98 0,56 9 0,041
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
18
В таблице 2.1.4 представлена конструкция покрытий охлаждающих
помещений.
Расчётная летняя температура наружного воздуха в городе
Владивосток tрасч. лет. = + 22⁰С. [6]
Температура воздуха в камере № 1 tв = – 20⁰С.
Коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения
αн = 23 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения
αв = 9 Вт/(м2·⁰С). [8, табл. 3.3]
Коэффициент теплопроводности пенополиуретана
λиз = 0,041 Вт/(м·⁰С). [8, прил. А]
Требуемое термическое сопротивление теплоизоляции покрытий
Rтр= 5,1 м2·0С/ Вт. [8, табл. 3.5]
Таблица 2.1.4 – Конструкция покрытий охлаждающих помещений
Конструкция
ограждения
№
слоя
1
1
2
2
3
4
3
5
4
5
Наименование и
материал слоя
Толщина δ, м
Коэффициент
теплопроводности
Вт/(м·К)
Тепловое
сопротивление
2
(м ·К)/Вт
0,3
0,04
1,86
0,022
Табл.
Табл.
0,05
-
2,04
0,017
Кровельный
0,012
рулонный ковёр
Бетонная
0,04
стяжка
Засыпная
теплоизоляция
Плитная
В
теплоизоляция зависимости
ПСБ-С
от tпм
Железобетонная
0,035
плита покрытия
Толщина теплоизоляционного слоя покрытий в камере № 1 (δиз, м)
определяется по формуле:
1
1
𝛿
1
𝛿из = 𝜆из ∙ [ − ( + ∑ 𝑖 + )]
(2.1.7)
𝑘0
𝛼н
𝜆𝑖
𝛼в
где 1/k0 = R0 – сопротивление теплопередаче многослойной ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
k0 – требуемый коэффициент а нам теплопередачи многослойной
ограждающей конструкции, Вт/м2;
1
Rн – сопротивление теплоотдаче с наружной или более теплой
н
стороны, (м2·К)/ Вт;
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
19
i
Ri
i
– сопротивление теплопроводности i-того слоя ограждающей
конструкции, (м2·К)/ Вт;
1
Rв – сопротивление теплоотдаче с внутренней стороны ограждения,
в
(м ·К)/ Вт;
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с говорят наружной и внутренней
стороны ограждения соответственно, Вт/(м 2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К);
δиз – толщина теплоизоляционного слоя ограждения, м;
λиз – коэффициент теплопроводности что изоляционного слоя
ограждения, Вт/(м·К).
2
1 0,012 0,04 0,001 0,035 1
из 0,041 5,1
0,199 м
23
0
,
3
1
,
86
0
,
15
2
,
04
9
Принимаем δиз = 0,200 м
Действительное значение коэффициента (Кд, Вт/м2) теплопередачи
определяется по формуле:
1
𝑘Д = 1 𝛿𝑖 1 𝛿из.д
(2.1.8)
𝛼н
+∑𝜆 +𝛼 + 𝜆
𝑖
в
из
где δиз.д – принятая толщина теплоизоляционного слоя, м;
λиз – коэффициент теплопроводности катет изоляционного слоя
ограждения, Вт/(м·К);
αн, αв – коэффициент теплоотдачи с наружной и внутренней стороны
ограждения соответственно, Вт/(м2·К);
δi – толщина i-того слоя ограждающей конструкции, м;
λi – коэффициент теплопроводности материала i-того слоя
ограждающей конструкции, Вт/(м·К).
kД
1
0,195
1 0,012 0,04 0,001 0,035 1 0,200
23
0,3 1,86
0,15
2,04 9 0,041
Для сохранения ровности потолка толщину покрытия по всему
холодильнику принимаем равной участку большей толщиной
теплоизоляционного слоя который находится в камере № 4 и составляет
δиз.д=0,250 мм
Результаты расчета других камер приведены в таблице № 2.1.5.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
20
Таблица 2.1.5 – Результаты расчетов толщины теплоизоляционного слоя
Rтр,
Rд,
αн,
αв,
δиз.,
δиз.д,
Кд,
2
Ограждение
(м ·К)/ (м2·К)/
Вт/(м2·К) Вт/(м2·К)
м
м
Вт/м2
Вт
Вт
1
2
3
4
5
6
7
8
Камера № 1
Стена
наружная
23
9
0,186 0,200 0,194
4,8
5,140
северная
Стена
наружная
23
9
0,186 0,200 0,194
4,8
5,140
восточна
Стена в
8
9
0,144 0,150 0,225
4,3
4,437
коридор
Перегородка с
9
9
0,038 0,050 0,504
1,7
1,984
камерой № 3
Пол
9
0,110 0,120 0,174
5,5
5,736
Покрытие
23
9
0,199 0,250 0,195
5,1
5,11
Камера № 2
Стена
наружная
23
9
0,186 0,200 0,194
4,8
5,140
северная
Стена
наружная
23
9
0,186 0,200 0,194
4,8
5,140
западная
Стена в
8
9
0,144 0,150 0,225
4,3
4,437
коридор
Перегородка с
9
9
0,038 0,050 0,504
1,7
1,984
камерой № 4
Пол
9
0,110 0,120 0,174
5,5
5,736
Покрытие
23
9
0,199 0,250 0,195
5,1
5,11
Камера № 3
Стена наружная
23
9
0,186 0,200 0,194
4,8
5,140
восточная
Стена наружная
23
9
0,186 0,200 0,194
4,8
5,140
южная
Стена в коридор
8
9
0,144 0,150 0,225
4,3
4,437
Перегородка с
9
9
0,038 0,050 0,504
1,7
1,984
камерой № 1
Пол
9
0,110 0,120 0,174
5,5
5,736
Покрытие
23
9
0,199 0,250 0,195
5,1
5,11
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
21
Продолжение таблицы 2.1.5
1
2
3
4
Камера № 4
Стена
наружная
23
9
0,186
западная
Стена в
8
9
0,144
коридор
Перегородка с
9
9
0,038
камерой № 2
Перегородка с
9
9
0,132
камерой № 5
Пол
9
0,110
Покрытие
23
9
0,199
Камера № 5
Стена
наружная
23
9
0,104
северная
Стена
наружная
23
9
0,104
южная
Перегородка с
9
9
0,132
камерой № 4
Стена в
9
9
0,054
коридор
Пол
9
0,0041
Покрытие
23
9
0,113
5
6
7
8
0,200 0,194
4,8
5,140
0,150 0,225
4,3
4,437
0,050 0,504
1,7
1,984
0,140 0,239
4,0
4,179
0,120 0,174
0,250 0,195
5,5
5,1
5,736
5,11
0,120 0,313
2,8
3,188
0,120 0,313
2,8
3,188
0,140 0,239
4,0
4,179
0,060 0,446
2,105
2,242
0,020 0,313
0,250 0,316
2,8
3,0
3,187
3,158
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
22
2.2 Расчёт теплопритоков в охлаждаемых помещениях
Расчёт тeплoпритоков сoстоит короче в последоватeльном учёте
количeства теплоты, поступaющeй в охлаждаемое помещение от каждoго из
источников теплоты, которые могут оказать влияниe на установление и
поддержание заданного теплового гипатенузы режима в охлаждаемом
объекте.
В качестве примeра рассмoтрим расчёт теплопритоков в камере № 1.
Теплоприток oт окружающeго а я говорю воздуха чeрез ограждeния
охлаждаемых помещений рaccчитывается по формулe:
Q1 = Q1т + Q1с
(2.2.1)
где Q1т – теплoприток, возникaющий под что дeйствием разности температур,
Вт;
Q1с – теплоприток, возникaющий под хватит действием солнечной
радиации, Вт.
Теплoпритoк, возникaющий под влиянием рaзности темпeратур,
определяют по формуле:
𝑄1т = 𝑘 ∙ 𝐹 ∙ (𝑡н − 𝑡пм) =
𝐹∙(𝑡н −𝑡пм )
𝑅
(2.2.2)
где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м 2·К);
F – площадь теплопередающей поверхности ограждения, м 2;
R – термическое сопротивление ограждения, (м2·К)/ Вт.
tн, tпм – температура наружного воздуха и воздуха в охлаждаемом
помещении соответственно, ºС.
Q1тСНС 0,194 82,2 (22 - (-20)) 0,702кВт
Q1тСНВ 0,194 82,2 (22 - (-20)) 0,702кВт
Q1тСВК 0,225 82,2 (18 - (-20)) 0,703кВт
Q1т пер 0,504 82,2 (0 - (-20)) 0,828кВт
Q1т пол 0,174 144 (3 - (-20)) 0,576кВт
Q1т покрытие 0,195 144 (22 - (-20)) 1,236кВт
Теплоприток от солнeчной радиaции черeз наружныe стe ны и
покрытия холодильников Q1с определяют по формуле:
Q1с = kд · F · Δtc
(2.2.3)
где kд – действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м 2·К);
F – площадь поверхности ограждения, облучаемого солнцем, м 2;
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
23
Δtc – избыточная разность температур, характеризующая действие
солнечной радиации в летнее время, 0С. [8, табл. 4.1]
Q1с СНВ = 0,194·82,2·11,0 = 0,175 кВт
Q1с ПОКРЫТИЕ= 0,195·82,2·17,0 =0,497 кВт
Q1 = 5,419 кВт
Таблица 2.2.1 теплопритоки через ограждения
Q1т ,кВт
Камера
Q1c ,кВт
∑Q, кВт
Камера №1
Стена наружная
0,702
северная
Стена наружная
0,702
восточная
Стена внутренняя
5,419
0,703
коридор
Перегородка
0,282
Пол
0,576
Покрытие
1,236
0,497
Камера №2
Стена наружная
0,702
северная
Стена наружная
0,702
0,175
заподная
Стена внутренняя
4,591
0,703
коридор
Перегородка
Пол
0,576
Покрытие
1,236
0,497
Камера №3
Стена наружная
0,216
южная
Стена наружная
0,441
восточная
Стена внутренняя
2,67
0,499
коридор
Перегородка
Пол
0,042
Покрытие
0,756
0,716
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
24
Продолжение таблицы 4.1
Камера №4
Стена наружная
западная
Стена внутренняя
коридор
Перегородка с
камерой №2
Перегородка с
камерой №5
Пол
Покрытие
0,975
0,323
0,888
0,414
7,219
1,243
0,827
1,713
0,836
Камера №5
Стена наружная
южная
стена наружная
западная
Стена внутренняя
коридор
Перегородка
Пол
Покрытие
0,414
0,207
0,088
2,511
1,036
0,240
0,025
0,365
0,136
Теплоприток от прoдуктов при их
рассчитывается по формуле:
Q2 = Q2п + Q2т
холoдильной
обрaбoткe
(2.2.4)
где Q2п – теплоприток от продуктов при их холодильной обработке, кВт;
Q2т – теплоприток от тары, кВт.
Теплоприток от продуктов Q2п, кВт, при холодильной обработке в
камерах хранения определяется по формуле:
𝑄2п =
𝑀сут ∙с𝑛 ∙(ℎн −ℎк )∙103
24∙3600
(2.2.5)
где Мсут – суточное поступление продуктов в камеру хранения, т/сут;
hн, hк – удельные энтальпии продукта, соответствующие начальной и
конечной температурам продукта, принятым по данным таблиц, кДж/кг.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
25
[8, табл. 4.2-4.5]
Q 2п
682.5 0.1 (5 0) 103
3.95кВт
24 3600
Теплоприток от тары Q2т, кВт, рассчитывается по формуле:
𝑄2т =
𝑀т ∙ст∙(𝑡1 −𝑡2 )∙103
(2.2.6)
24∙3600
где Mт – суточное поступление тары, принимаемое пропорционально
суточному поступлению продукта, т/сут;
ст – удельная теплоемкость тары, кДж/(кг·К);
t1, t2 – начальная и конечная температуры тары (принимаются равными
начальной и конечной температурам продукта), °С.
Q 2т
68.25 1,67(-18 (-20)) 103
2.64кВт
24 3600
Q2 = 6.59 кВт
Таблица 2.2.2 теплопритоков от продукта и тары
№
камеры
Температура
продукта
Удельная
Энтальпия
Q2пр,кВт
Q2Т,кВт
Q2об,кВт
0
3,95
2,64
6,59
5
0
3,95
2,64
6,59
4
308
280
2,21
0,92
3,13
-18
435
280
1,87
0,30
1,93
tн,оС
tк, оС
iн,кДж/кг
iк,кДж/кг
1
-18
-20
5
2
-18
-20
3
12
4
5
Эксплуатационные я теплопритоки Q4 связаны с обслуживанием
охлаждаемых помещений. К ним устал относятся теплопритоки: от
освещения камер QI4, от пребывания людей, QII4, от работы
электродвигателей QIII4, от открывания дверей в камеру QIV4.
Теплоприток этой от электрического от освещения QI4, Вт,
определяется по формуле:
𝑄4𝐼 = 𝑞4` ∙ 𝐹𝑛
(2.2.7)
где q/4 – относительная мощность осветительных приборов, Вт/м 2; [8, с. 113]
Fп – площадь пола охлаждаемого помещения, м 2.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
26
QI4 2,3 144 0,331 кВт
Теплоприток от работающих электродвигателей QII4, Вт, можно
определить по формуле:
𝑄4𝐼𝐼 = 𝑞4ˈˈ ∙ 𝐹𝑛
(2.2.8)
где q//4 – относительная мощность электродвигателей, Вт/м 2; [8, с. 114]
Fп – площадь пола охлаждаемого помещения, м 2.
Q II4 15 144 2,16 кВт
Тепловыделения одного человека с учетом влаг выделения при
средней интенсивности работы обузы составляет около 350 Вт. Общее
тепловыделение QIII4, определяется по формуле:
𝑄4𝐼𝐼𝐼 = 350 ∙ 𝑛
(2.2.9)
где n – количество людей, шт.
QIII
4 350 3 1,05кВт
Теплоприток при открывании дверей в охлаждаемые помещения QIV4,
Вт, определяется по формуле:
𝑄4𝐼𝑉 = 𝛽 ∙ 𝑞дп ∙ 𝐹дп ∙ (1 − ƞ)
(2.2.10)
где qдп – плотность теплового потока, среднего за время проведения грузовых
операций, отнесенного к площади парапарам дверного проема при
отсутствии средств тепловой защиты, кВт/м2;
Fдп – площадь дверного проема, м2;
β – коэффициент, учитывающий длительность и частоту проведения
грузовых операций;
η – коэффициент эффективности средств тепловой защиты;
3
QIV
4 0,15 10,5 6 (1 0,6) 10 3,78кВт
В нагрузку на камерное оборудование следует включать
эксплуатационные теплопритоки мы полностью, поскольку в любом
отдельном помещении вполне вероятно маленькие одновременное появление
теплопритоков от дети всех этих источников, т.е.:
IV
Q 4 об Q I4 Q II4 Q III
4 Q 4 7,321кВт
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
27
Таблица 2.2.3 Эксплуатационный теплопритоки
№ камеры Q I4 , кВт
𝑄4𝐼𝐼 , кВт
𝑄4𝐼𝐼𝐼 , кВт
1
0,331
2,16
1,05
2
0,331
2,16
1,05
3
0,497
3,24
1,05
4
0,331
2,16
1,05
5
0,165
1,08
1,05
∑Q4 кВт
7,321
7,321
8,565
7,321
5,349
Q IV
4 , кВт
3,78
3,78
3,78
3,78
3,054
Результаты расчётов теплопритоков для других камер приведены в
таблице 2.2.4
Таблица 2.2.4 – Расчёты теплопритоков в охлаждаемых помещениях
№ кам
tпм, С
1
– 20
2
– 20
3
0
4
– 30
5
+5
ΣQ, кВт
Q1, кВт
5,419
4,519
2,67
7,219
2,511
22,338
Q2, кВт
6,59
6,59
3,13
1,93
0
18,21
Q4, кВт
7,321
7,321
8,565
7,321
5,349
28,556
ΣQ, кВт
19,33
18,43
14,365
16,44
7,86
Тепловая нагрузка на компрессор камеры заморозки продукции (Qкм,
кВт) рассчитывается по формуле:
𝑄км = ∑ 𝑄1 + ∑ 𝑄2 + ∑ 𝑄4
(2.2.11)
Qкм(t=-40) =22,338+18,21+28,556 = 69,104 кВт
Тепловая нагрузка на компрессор камеры хранения замороженной
продукции (Qкм, кВт) рассчитывается по формуле:
𝑄км = 0.8 ∑ 𝑄1 + ∑ 𝑄2 + 0.7 ∑ 𝑄4
(2.2.12)
Qкм(t=-30) =0,8·22,338+18,21+0,7·28,556 = 70,604 кВт
Тепловая нагрузка на компрессор камеры
продукции (Qкм, кВт) рассчитывается по формуле:
хранения
𝑄км = 0.6 ∑ 𝑄1 + ∑ 𝑄2 + 0.5 ∑ 𝑄4
готовой
(2.2.13)
Qкм(t=-10) =0,6·22,338+18,21+0,5·28,556 = 55,426 кВт
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
28
Расчетную (требуемую) холодопроизводительность нам для подбора
компрессора Q0уст , кВт, определяется по формуле:
𝑄0уст = 𝑘 ∙ 𝑄км
(2.2.14)
где k – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах
холодильной установки. [8, с.127]
Q0уст(t=-40)= 1,1·69,104 = 76,014 кВт
Q0уст(t=-30)= 1,07·70,604 = 75,55 кВт
Q0уст(t=-10)= 1,05·55,426 = 58,197 кВт
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
29
2.3 Расчёт и подбор оборудования
2.3.1 Подбор камерных приборов охлаждения
Если продукт поступает в камеру упакованный то используются
воздухоохладители, а в случае поступления не упакованной продукции
используются пристенные и потолочные батареи.
Для воздухоохладителей хочется площадь теплопередающих
поверхностей F, м2, определяем по формуле [2.3.1]:
𝐹=
𝑄
𝑘∙𝜃
(2.3.1.1)
где Q – нагрузка на оборудование, кВт;
k - коэффициент теплопередачи воздухоохладителей ;
θ - средний температурный напор между циркулирующим воздухом и
кипящим хладагентом, ֠C, принимается 7 - 10 ֠C.
Для воздухоохладителей θ = 8 ֠C.
Принимаем, что рыба гулять поступаем к нам упакованная, тогда
начинам расчет воздухоохладителей.
Камера № 1 (камера для хранения заиороженной продукции)
Q= 19.33 кВт , k = 11,4
F=144м2
Подбираем 2 воздухоохладителя соответствующей марки INBA402C70
3
3
c площадью теплообменника F = 83 м2 и объёмом труб V 22дм 0,022 м
Камера № 2, (камера для хранения замороженной продукции)
Q= 18.43 кВт , k = 11,4 Вт/(м2·К)
F=144м2
Выбираем 2 воздухоохладителя соответствующей марки INBA402C70
3
3
c площадью теплообменника F = 86 м2 и объёмом труб V 22дм 0,022 м
Камера № 3 (камера для хранения готовой продукции )
Q= 14.365 кВт , k = 11,4 Вт/(м2·к)
F=216м2
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
30
Подбираем два воздухоохладителей соответствующей марки
INRA403B60 c площадью теплообменника F = 86 м2 и объёмом труб V=
14дм3 =0,014м3.
Камера № 4 (камера для замораживания продукции) ∑Qоб = 16,44 кВт.,
k = 11,4 Вт/(м2·К)
F=144 м2
Подбираем два воздухоохладителя соответствующей марки
INGA504В40 c площадью теплообменника F = 86 м2 и объёмом труб V=
22дм3 =0,022м3
Камера № 5 (камера экспедиции) ∑Qоб = 7,86 кВт., k = 11,4 Вт/(м2·К)
F=72 м2
Подбираем один воздухоохладителя соответствующей марти и типа
INBA403B10 c площадью теплообменника F = 51,6 м2 и объёмом труб V=
14дм3 =0,014м3
Таблица 2.3.1.1-Типы воздухоохладителей и их технические характеристики
Типоразмер
FВО ,м
2
м3 / с
Мощность
эл.дв.
вентилятора, кВт
Длина
струи,
м
Расход
воздуха,
Габариты,
Масса, кг.
мм
L
H
B
INRA403B60
83
10870
0,78
19
2310
670
630
148
INBA403В10
51,6
11520
0,78
15
2310
670
630
127
INGA504В40
86
14800
1,04
20
2910
670
630
160
INBA402C70
86
14800
1,04
20
2910
670
630
160
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
31
2.3.2 Расчет и подбор компрессоров
Принимаем на температуру кипения t0 = - 30С 2-х ступенчатый цикл с
полным промежуточным охлаждением, цикл в P-h координатах представлен
на рисунке 2.3.2.1
Параметры узловых точек действительного цикла найдём по диаграмме
фреона (R-404А) и сведем в таблицу 2.3.2.1
Промежуточное давление Pпр, МПа, определяем по формуле (2.3.2.1)
[8]:
Рпр Pо Pк ,
(2.3.2.1)
Рпр 0,211,5 0,61.
Рис.2.3.2.1 – Цикл двухступенчатой холодильной машины
Таблица 2.3.2.1 – Параметры узловых точек двухступенчатого цикла
точки
t, ºC
P, мПа h, кДж/кг
v, м3/кг
1’’
-30
0,21
350
1
-20
0,21
360
0,095
2
11
0,0,61
380
0,038
3’’
0
0,61
370
0,032
3
10
0,61
375
0,0,35
4
43
1,5
400
0,015
5
30
1,5
245
6
0
0,61
245
7
20
1,5
230
8
0
0,61
230
9
-30
0,21
230
-
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
32
Удeльная холoдопроизводитeльность, кДж/кг, определяем по фoрмулe
[8]:
q0 = (h1 - h4),
(2.3.2.2)
q0 = 350 – 230 = 120.
Удeльную рaбoту сжaтия в компрeccoре низкой ступeни lт1, кДж/кг,
рaccчитывается по формулe (2.3.2.3) [8]:
lт1 = (h2– h1),
(2.3.2.3)
lт1 = 380-350 = 30.
Удeльную рaботу сжатия в компрeccoре высокой ступени lт2, кДж/кг,
определяем по формуле (2.3.2.4) [8]:
lт2 = (h4 – h3),
(2.3.2.4)
lт2 = 400-375 = 25
Удельную тепловую нагрузка на конденсатор qк, кДж/кг, определяем
по формуле [8]:
qк = (h4– h5),
(2.3.2.5)
qк = 400-245 = 155
Массовый расход хладагента в компрессоре низкой ступени Gт1, кг/с,
определяем по формуле (2.3.2.6) [8]:
Gт1 = Q0/ q0 ,
(2.3.2.6)
Gт1 = 290.32/ 120 = 2.42
Массовый расход хладагента, в компрессоре высокой ступени Gт2, кг/с
определяем по формуле (2.3.2.7) [8]:
Gт2 = Gт1(h2 – h7)/(h3’’ – h6),
(2.3.2.7)
Gкм2 = 2.42 (380 – 230) / (370 – 245) = 2.904.
Для определения объемной производительности найдём коэффициент
подачи компрессора .
Рк / Рпр = 1,5 /0,61 = 2.46
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
33
2 = 0,87. [5]
Рпр / Р0 = 0.61 /0,21 = 2.905
1 = 0,87. [5]
Требуемую производительность компрессоров Vт1, Vт2, м3/с
определяем по формулам (2.3.2.8) и (2.3.2.9) [8]:
Vт1 = (Gт1 v1 )/ 1,
(2.3.2.8)
Vт2 = (Gт2 v3 )/ 2,
(2.3.2.9)
Vт1 = (2.42 0,095) / 0,87 = 0,26.
Vт2 = (2.904 0,035) / 0,87 = 0.12.
Для поддержания установленной температуры кипения t0 = - 30С
принимаем для первой стуепни (ступень низкого давления) один винтовой
компрессор SAB 193S с объемной действительной производительностью Vд1
= 0,332 м3/с, а для второй ступени (ступень высокого даления), так же
принимаем 1 винтовой компрессор SAB 120Е с объемной действительной
производительностью Vд2 = 0,214 м3/с. [8]
Модели подобранных компрессоров и их технические характеристики
приведены ниже в таблице 2.3.2.2
Таблица 2.3.2.2 – Технические характеристики винтового компрессора на
Объёмная
ХолодопроизвопроизводиГабаритные Размеры Масса,
дительность
Модель
тельность,
(L×B×H), мм
кг
Q0 , кВт
3
м /ч
SAB 193S
SAB 120E
1195
771
245
320
3191×1349×2027
2200×1300×1500
2450
1273
Дeйствитeльный мaccoвый расход хладагента Gд1, Gд2, кг/с
опрeдeляeтся по формулам (2.3.2.10) и (2.3.2.11) [8]:
Gд1 = (Vт1 1)/ v1,
(2.3.2.10)
Gд2 = (Vт2 ∙ 2 )/ v3,
(2.3.2.11)
Gд1 = (0,26 0,87) /0,095 = 2.38.
Gд2 = (0,12 0,87) /0,035 = 2.98.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
34
Теоретическую мощность компрессоров Nт1, Nт2, кВт, определяем по
формулам (2.3.2.12) и (2.3.2.13) [8]:
Nт1 = Gд2 lт1,
(2.3.2.12)
Nт2 = Gд1 lт2,
(2.3.2.13)
Nт1 = 2.38 30 = 71.4
Nт2= 2.98 25 = 74.5
Индикаторную мощность компрессоров Ni1, Ni2, кВт, определяем по
формулам (2.3.2.14) и (2.3.2.15) [8]:
Ni1 = Nт1 / i,
(2.3.2.14)
Ni2 = Nт2/ i,
(2.3.2.15)
где i = 0,75 – индикаторный КПД.
Ni1 = 71.4 /0,75 = 96.49
Ni2 = 74.5 /0,75 = 99.33
Эффективную мощность на валу компрессора низкой и высокой
ступенях Nе1, Nе2, кВт, определяем по формулам (2.3.2.16) и (2.3.2.17) [8]:
Nе1 = Ni1 / мех,
(2.3.2.16)
Nе2 = Ni2 / мех,
(2.3.2.17)
где мех = 0,92 – механический КПД.
Nе1 = 96.49 /0,92 = 104.88
Nе2 = 99.33 /0,92 = 107.97
Тепловую нагрузку на конденсатор Qк, кВт, определяем по формуле
(2.3.2.18) [8]:
Qк = Gд2 qк,
(2.3.2.18)
Qк = 2.98 155 = 461.9
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
35
Действительную холодопроизводительность Qод, кВт, определяем по
формуле (2.3.2.19) [8]:
Qод = Gд1 ∙ qo,
(2.3.2.19)
Qод = 2.38 ∙ 120 = 285.6
Требуемый диаметр промежуточного сосуда D п.с , м , определяем по
формуле (2.3.2.20) [8]:
Dп.с.
4 Vкм .в.с. в с
,
(2.3.2.20)
где Vкм.в.с. – теоретическая объемная производительность компрессора
высокой ступени, м3/с;
λ – коэффициент подачи компрессора высокой ступени;
[w] – допустимая скорость движения пара в отделителе жидкости,
[w] =
0,5 м/с;
Dп.с
4 0,12 0,87
0,52.
3,14 0,5
Выбираем промежуточный сосуд 60 ПСз.
Марка и данные промежуточного сосуда приведены в таблице 2.3.2.3.
Таблица 2.3.2.3 – Технические характеристики промежуточного сосуда
Площадь
Вместимость,
Высота, Ширина,
Марка
D×S, мм поверхности
3
м
мм
мм
змеевика, м2
60 ПСз
1,68
600×8
4,3
2800
1200
Требуемый диаметр отделителя пара от жидкости Dо.ж. , м , определяем
по формуле (2.3.2.21) [8]:
Dо.ж.
4 Vд в с
,
(5.2.21)
где Vд – теоретическая объемная производительность компрессора (для
агрегата двухступенчатого сжатия Vд берется для компрессора низкой
ступени), м3/с;
λ – коэффициент подачи компрессора (для агрегата двухступенчатого сжатия
λ берется для компрессора низкой ступени);
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
36
[w] – допустимая скорость движения пара в отделителе жидкости,
0,5 м/с;
π – число Пифагора, π = 3,14.
Dо.ж.
[w] =
4 0,332 0,87
0,86
3,14 0,5
Выбираем более подходящий отделитель пара от жидкости марки 150 ОЖ.
Сводим данные отделителя пар от жидкости, а так же технические
характеристики ниже в таблице 2.3.2.4.
Таблица 2.3.2.4 – Технические характеристики отделителя жидкости
Вместимость,
Размеры, мм
Масса,
Марка
3
м
диаметр × высота
кг
150 ОЖ
1,14
800×3605
520
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
37
По технико-экономическим причинам объединим две температуры
кипение в один цикл. Примем на температуры кипения t0 = - 40С t0 = - 10С
двухступенчатый цикл шатал с полным промежуточным боем охлаждением и
переохлаждением в змеевике промежуточного сосуда, цикл в P-h
координатах представлен на рисунке 2.3.2.2
Параметры узловых точек цикла найдём по всем известной диаграмме
фреона (R-404А) и сведем в таблицу 2.3.2.5.
Рис. 2.3.2.2 – Цикл двухступенчатой холодильной машины
Таблица 2.3.2.5 – Параметры узловых точек двухступенчатого цикла
t, ºC
P, мПа h, кДж/кг
v, м3/кг
1’’
-40
0,15
340
0,14
1
-30
0,15
350
0,15
2
10
0,47
380
0,050
3’’
-10
0,47
360
0,042
3
0
0,47
370
0,045
4
43
1,5
400
0,015
5
30
1,5
240
6
11
0,47
240
7
20
1,5
230
8
11
0,47
230
9
-40
0,15
230
Промежуточное давление Pпр, МПа, определяем по формуле (2.3.2.1).
Рпр 0,15 1,5 0,47.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
38
Удeльную мaccoвую xoлодопроизводительность, кДж/кг определяем по
фoрмуле (2.3.2.2).
q0 = 340 – 230 = 110.
Удельную работу сжaтия в компрeccoре низкой ступени lт1, кДж/кг,
определяем по формуле (2.3.2.3).
lт1 = 380-350 = 30.
Удельную работу сжатия в компрeccoре высокой ступени lт2, кДж/кг,
определяем по формуле (2.3.2.4).
lт2 = 400-370 = 30.
Удельную тепловую нагрузка на конденсатор qк, кДж/кг, определяем
по формуле (2.3.2.5).
qк = 400-240 = 160.
Массовый расход хладагента в компрессоре низкой ступени Gт1, кг/с,
определяем по формуле (2.3.2.6).
Gт1 = 312.8/ 110 = 2.84.
Массовый расход хладагента, в компрессоре высокой ступени Gт2, кг/с
определяем по формуле (2.3.2.7).
Gт2 = 2.84 (380-230) / (360-240) = 3.55.
Для определения объемной производительности найдём коэффициент
подачи компрессора .
Рк / Рпр = 1,5 /0,47 = 3.19
2 = 0,85. [5]
Рпр / Р0 = 0,47 /0,15 = 3.13
1 = 0,851. [5]
Требуемую производительность компрессоров
Vт1, Vт2, м3/с
определяем по формулам (2.3.2.8) и (2.3.2.9).
Vт1= (2.84 0.15) / 0,85 = 0.501.
Vт2 = (3.55 0.045) / 0,851 = .0.188
Для работы установки на температуру кипения t0 = - 40С и t0 = - 10С
принимаем для ступени низкого давления один винтовой компрессор SAB
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
39
193S с объемной действительной производительностью Vд1 = 0,51 м3/с, а для
ступени высокого давления принимаем один винтовой компрессор SAB 120L
с объемной действительной производительностью Vд2 = 0,215 м3/с. [8]
Действительный массовый расход хладагента Gд1, Gд2, кг/с определяем
по формулам (2.3.2.10) и (2.3.2.11).
Gд1 = (0.501 0,85) /0.15 = .2.84
Gд2 = (0.188 0,851) /0,045 = 3.56.
Марки и технические характеристики подобранных нами винтовых
компрессоров сведены ниже в таблице 2.3.2.6.
Таблица 2.3.2.6 Технические характеристики винтового компрессора
Объёмная Холодопроизводит
Габаритные
производи
ельность
Модель
Размеры
тельность,
Q0 , кВт
(L×B×H), мм
м3 / ч
SAB 193S
SAB 120L
1836
774
240
320
3191×1349×2027
2200×1300×1500
Масса,
кг
2450
1273
Теоретическую мощность компрессоров Nт1, Nт2, кВт, определяем по
формулам (2.3.2.12) и (2.3.2.13).
Nт1 = 3.56 30= 106.8
Nт2= 2.84 30 = 85.2.
Индикаторную мощность компрессоров Ni1, Ni2, кВт, определяем по
формулам (2.3.2.14) и (2.3.2.15).
Ni1= 106.8 /0,85 = 125.65
Ni2 = 85.2 /0,85 = 100.24.
Эффективную мощность на валу компрессора низкой и высокой
ступенях Nе1, Nе2, кВт, определяем по формулам (2.3.2.16) и (2.3.2.17).
Nе1 = 125.65 /0,9 = 139.61.
Nе2 = 100.24/0,9 = 111.38
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
40
Тепловую нагрузку на конденсатор Qк, кВт, определяем по формуле
(2.3.2.18).
Qк = 3.56 160 = 569.6.
Действительная холодопроизводительность Qод, кВт, определяем по
формуле (2.3.2.19).
Qод = 2.84 ∙ 110 = 312.4.
Требуемый диаметр промежуточного сосуда, Dп.с., м, определяем по
формуле (2.3.2.20).
Dп.с
4 0,188 0,851
0.64.
3,14 0,5
Принимаем промежуточный сосуд 40 ПСз.
Технические характеристики промежуточного сосуда сведены в
таблицу 2.3.2.7.
Требуемый диаметр отделителя жидкости, Dо.ж., м определяем по
формуле (2.3.2.21).
Dп.с
4 0,51 0,85
1.05.
3,14 0,5
Принимаем промежуточный сосуд 150 Ож.
Таблица 2.3.2.7 – Технические характеристики промежуточного сосуда
Площадь
Вместимость,
Высота, Ширина,
Марка
D×S, мм поверхности
3
м
мм
мм
змеевика, м2
40 ПСз
0,22
460×10
1,75
2390
1010
Технические характеристики отделителя жидкости сведены в таблицу
2.3.2.8
Таблица 2.3.2.8 – Технические характеристики отделителя жидкости
Вместимость,
Размеры, мм
Масса,
Марка
м3
диаметр × высота
кг
150 ОЖ
1,14
800×3605
520
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
41
2.3.3 Расчет и подбор испарительных кoндeнсaтoров
Для того что бы подобрать необходимые для нашей установки
конденсаторы необходимо произвести расчет их площадь теплопередающей
поверхности. По полученным расчетным значениям площади поверхности,
необходимо сравнить и подобрать стандартные аппараты, так что бы
сумарная площадь была приблизительно равна расчетной площади
теплопередающей поверхности.
Действительную тепловую нагрузку на конденсатор Qкд, кВт,
определяем по формуле [1]:
(2.3.3.1)
Qкд Gд (h3 h4 )
Qкд ( 30) 2,84 (400 245) 440,2
Qкд ( 40) 3,55 (400 245) 550,25
Выбор
конденсаторов осуществляем по расчетной площади
теплопередающей поверхности. Для того что бы рассчитать небходимую
площадь нужно задать коэффициентом теплопередачи qf= 0,4 кВт/м2.
Требуемую площадь теплообмена F, м2 , определяем по формуле [1]:
Fк
Q к
qf
(2.3.3.2)
где ∑Qк – суммарная тепловая нагрузка на конденсатор, кВт;
qf – плотность теплового потока в конденсаторе, кВт/м2, определяется
по таблице характеристики процесса теплообмена конденсаторов [1];
F( 30)
F( 40)
440,2
220,1
2
550,25
275,13
2
Принимаем испарительный конденсатор на температуру кипения t0 = 33С марка – ЭКА450 с Fкд=229 м2. Принимаем конденсатор на температуру
кипения t0 = -44С марка – ЭКА700 с Fкд=310 м2.
Таблица 2.3.3.1 – Технические характеристики испарительных
конденсаторов
Объем по фреону, Габаритные Размеры Диаметр,
Марка
Fк, м2
м3
(L×B×H), мм
мм
ЭКА450
229
0,93
4000×1700×2700
920
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
42
ЭКА700
310
1,25
4000×1700×2700
920
2.3.4 Расчёт и подбор линейного ресивера
Линейный ресивер предназначен для сбора в нем жидкого хладогента
из всей системы на время поломок, репонта или же обслуживания данной
холодильной установки. Так же следует следить за уровнем жидкости в
ресивере, он должен составлять 50% от всего объема. Превешение уровня
выше 80% может привести ко взрыву ресивера по причине отсутствия
паровой зоны, а понижения уровня ниже 20% приведет к прорыву паров
высокого давления в испарительную систему через гидрозатвор.
Объем линейного ресивера Vл.р., м3, для схем с нижней подачей в
приборы охлаждения, определяем по формуле (2.3.4.1) [9]:
Vл.р. = (Vо.п.) 0,45∙1,1∙1,3∙1,25∙1,
(2.3.4.1)
где Vо.п. – вместимость труб охлаждающих приборов, м 3
Vл.р. = (0,212+(2,055+0,3)+0,276)∙0,8 = 2,27.
Принимаем один горизонтальный линейный ресивер 2,5РВ общей
вместимостью Vл.р. = 2,630 м3. [9]
Технические характеристики линейного ресивера сведены в таблицу
2.3.4.1.
Таблица 2.3.4.1– Технические характеристики линейного ресивера
Внутренний
Размеры, мм
Масса,
Марка
объем, м3
диаметр×длина
кг
2,5РВ
2,630
820×5681
1298
2.3.5 Подбор отделителя жидкости
Отделители жидкости чаше всего используются в насосноциркуляциoнных схемах с гoризoнтальными циркуляциoнными рecивeрами.
Для данной схемы выбираем отделитель жидкости по диаметру
всасывающего патрубка для компрессора HSN 7461-70 диаметр
всасывающего патрубка равен 76 мм, для компрессора HSK 5343-30 диаметр
всасывающего патрубка равен 54 мм.
Для t01=-40 и t01=-10 принимаем два отделителя жидкости от
производителя BeCoolмарки BC-AS-47-79S.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
43
Для t02=-30 принимаем два отделителя жидкости от производителя
BeCool марки BC-AS-25-54SN
2.3.6 Расчет и подбор маслоотделителя
Установка маслоотделителя производится на стороне нагнетания прерд
конденсатором
(частое
применение
получили
маслоотделители
инерционного типа) и на жидкостной линии в приборы охлаждения
(гидроциклоны). Инерционные маслоотделители подбирают по диаметру
сосуда, Dмо, м, определяемого по формуле[1]:
D
4 (Gд vи )
,м
(2.3.6.1)
где Gд – действительный массовый расход хладагента в компрессорах (для
двухступенчатых и компаундных холодильных установок в
компрессорах высокой ступени), кг/с;
υн – удельный объем пара, нагнетаемого в маслоотделитель, м3/кг;
[ω] – допустимая скорость движения пара в маслоотделителе, [ω]=1 μ/ρ.
D( 40)
4 (0.949 0.01)
0.11
3.14 1
D( 30)
4 (0.733 0.01)
0.097
3.14 1
По значению найденного диаметра выбираем маслоотделитель, диаметр
которого не меньше расчетного. Принимаем один маслоотделитель на
температуру кипения t0=-40 и t01=-10 марки BC-OS-54 и один
маслоотделитель на температуру кипения t0 = - 30, марки BC-OS-42.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
44
2.3.7. Описание схемы холодильной установки
В данной установке применяется двухступенчатая фреоновая (R404a)
схема. В этой установке используются три точки кипения: t01 = -10⁰C, t02 = 30⁰C, t03 = -40⁰C. Два автономных центральных блока были рассчитаны на
температуру кипения t02 = -30⁰C и температуры кипения t01 = -10⁰C, t03 = 40⁰C, операции которых аналогичны.
В схеме, работающем при температуре кипения t02 = -30 ⁰C,
используются два винтовых компрессора, линейный ресивер, два отделителя
жидкости, один маслоотделитель, два маслоохладителя, испарительный
конденсатор.
В устройства, работающего в двух точках кипения Т01 = -10 ° С, т03 = 40⁰C, два компрессорных агрегата, были использованы линейный ресивер,
два отделителя жидкости, два маслоотделителя, экономайзер, два
маслоохладителя, испарительный конденсатор.
Сжатая в отдающую тепло окружающую среду жидкость R404a в
компрессорах 4J-22.2 Y, образовавшийся фреоновый пар поступает через
маслоотделители Ош-409 в испарительный конденсаторы ЭКА600. В
конденсаторах фреоновый пар конденсируется и сливается в ресивер. Из
линейного приемника F2202N фреон поступает в регулирующую станцию,
откуда параллельно дросселируется в каждый воздухоохладитель,
соответствующий температуре кипения. В охлаждающих устройствах
жидкий фреон кипит, отбирая тепло от продуктов, а парожидкостная смесь
возвращается в отделитель жидкости БК-АС-10,4-42С. После отделителя
жидкости фреоновый пар всасывается в компрессор и цикл повторяентся.
Удаление масла из системы
Удаление масла из системы осуществляется с помощью нефтеловушек.
Собранное масло возвращается в картер компрессора, а пар в конденсатор.
Удаление снеговой шубы
Размораживание воздухоохладителей с помощью электронагревателей
производится в следующей последовательности. В линейном ресивере
уменьшают
давление.
Воздухоохладители
переходят
в
режим
размораживания - отключаются от испарительной системы, выключаются
электродвигатели вентиляторов, включаются электронагреватели. После
оттаивания воздухоохладители переключаются в режим охлаждения,
выполняя операции в обратном порядке.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
45
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Способы охлаждения рыбы.
Основные методы охлаждения рыбы:
1.
Воздушный
2.
Погружной
3.
Охлаждение льдом
4.
Комбинированный
5.
Диоксидом углерода (СО2)
Воздушное охлаждение
При температуре воздуха -3, -2° С, специальные камеры, прохладные
рыбные продукты, (рыбная мука, копченая рыба). Этот способ
малоэффективен, так как охлаждение происходит медленно, рыба
обезвоживается, теряет вес, тускнеет и соответственно теряет товарный вид.
Охлаждение осуществляется в обычных холодильных камерах, оснащенных
устройством распределения охлажденного воздуха по объему. Камеры
можно также использовать с такими же системами распределения воздуха.
Относительно новым способом охлаждения является охлаждение рыбы во
влажном воздухе. Выходя из турбодетандера, объем хладагента расширяется,
а температура и давление снижаются, воздух переходит в состояние
пересыщенной влаги и поступает в камеру. (Скорость пересыщения и
температура регулируется) вакуумные охладители рыбы используются для
охлаждения рыбы, характеризующейся интенсивным испарением влаги при
пониженном давлении и низкой температуре.
Приготовление рыбы в жидкой среде.
Способ охлаждения рыбы и других гидробионтов в жидкой среде
широко используется на судах. Охлаждение чаще всего происходит путем
погружения продукта в жидкую среду и реже через полоскание. Морская
вода используется в качестве охлаждающей жидкости с температурой,
близкой к точке замерзания(точка замерзания морской воды варьируется от 1,5 до -3 ° C в зависимости от солености). Иногда в качестве охлаждающей
жидкости используют рассол (2 ... 4% раствора натрия хлорида в пресной
воде). При контакте с водной средой методы охлаждения погружаются через
оросительное охлаждение. Погружение и циркуляция жидкой среды.
Оборачиваемость не превышает 0,2 м / с. Если скорость больше, образуется
пена из водорастворимых веществ рыбы, эффективность снижается.2.3
Охлаждение рыбы льдом.
Производители льда производят лед в виде трубок, чашек, жидкого
льда (двоичного) и кубиков. Рыбу кладут в емкость и заливают льдом.
Недостатки: 1) низкий уровень охлаждения (без двоичного льда) 2) высокая
энергоемкость. 3) деформация поверхностных слоев продукта.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
46
Комбинированные способы охлаждения рыбы.
Нанесите морскую воду со льдом или смесью льда и соли. Рыба быстро
охлаждается до -10 ° C, затем рыбу заливают льдом и хранят при 0 ° C
Рыбу заливают льдом и с принудительной циркуляцией воздуха
отправляют в камеру температура воздуха -4 ° C
Охлаждения рыба с помощью CO2
Используется автоматическая каверновая линия для прямого
одноразового контакта с CO2. Он подается через дроссельные сопла в виде
смеси снежного и газообразного CO2. Направленный поток в камере создает
улучшенную циркуляцию воздуха, что способствует быстрому охлаждению
и равномерному распределению температуры в камере. Выхлопные газы
высвобождаются в атмосферу или отправляются на восстановление.
Оборудование для охлаждения рыбы водой или ледяной водой.
Схема рыбу пробки радиатора представлен на рис. 3.1.1.
Рис 3.1.1 - Схема трубчатого рыбоохладителя.
1. трубчатый рыбоохладитель; 2. труба с завихрителем; 3.
водоохладитель; 4. водяной насос; 5. циркуляционный насос; 6. испаритель.
Рыба отправляется в трубчатый охладитель рыбы, состоящий из трубы
диаметром 362 мм и толщиной 2,5 мм с гидравлическим вихрем. Рыбу
интенсивно смешивают с холодной водой при температуре -2 ° С и
охлаждают до температуры +1, +2 ° С за 5-6 минут.
Преимущества:
быстрое
охлаждение;
можно
выполнить
производственную линию
Недостатки: высокое энергопотребление для привода насоса.
Охлаждающая рыба с поливом.
Схема кулера для Охлаждения рыбы путем орошения показана на рис.
3.1.2.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
47
Рис 3.1.2 - Схема холодильной машины для охлаждения орошением.
1. Тара с рыбой; 2. Трубопровод с форсунками; 3. Батарея для
охлаждения воды; 4. Циркуляционный насос; 5. Испаритель; 6. Приемный
колодец; 7. Циркуляционный насос; 8. Холодильная машина для охлаждения
воды.
Слой рыбы толщиной 700 мм поливают холодной водой при
температуре -2° C. Вода в трюме охлаждается батареями. Циркуляционные
насосы берут очищенную воду и служат для полива.
Преимущества: наличие охлаждающей морской воды; улучшенное
использование объема грузового отсека; стабильная температура во время
полета;
Недостатки: длительность процесса охлаждения; повышенное
энергопотребление; коррозия.
Существенными недостатками данного способа являются засолка рыбы
при хранении более 6 дней, также возможны изменения потолков.
Соответственно, презентация рыбы теряется, происходит процесс набухания
рыбы, происходит процесс извлечения соединений N2 при длительном
контакте с водой. Для применения этого метода рыбу помещают в
алюминиевые контейнеры. Это позволяет избежать пайки и сушки, но влияет
на передачу тепла, продлевает время охлаждения и увеличивает тепловую
отдачу от контейнера. Преимуществом этого метода является скорость и
равномерность охлаждения.
Способы замораживания рыбы.
Методы замораживания рыбы зависят от источника холода, а также от
типа охлаждающей среды и типа теплообмена между продуктом и самим
хладагентом.
В зависимости от источника холода методы замораживания делятся на
естественный холод и искусственный холод.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
48
Замораживание натуральной холодной рыбы, а также морепродуктов,
используемых зимой при подледной рыбе.
В зависимости от охлаждающей среды различают замораживание
воздуха, контакт (с металлическими поверхностями), жидкость, ледяную
соль и кипящий хладагент.
В зависимости от вида теплообмена между продуктами и замерзания
хладагента процедуры обычно заморозки в воздухе (как в качестве
промежуточного теплоносителя), разделенные, например, или связаться
бесконтактная; в жидкости в качестве промежуточного теплоносителя
(контактный или безконтактный чревато); также в кипящей хладагента
(контактный или безконтактный чревато). Во время замораживания контакта
сам продукт находится в непосредственном контакте с самой охлаждающей
средой, а в случае замораживания контакта между продуктом и
охлаждающей средой существует какая-то перегородка (например,
контейнер).
Основными критериями оценки методов охлаждения рыбы (особенно
для замораживания) являются качество продукта, техническое совершенство
метода и его эффективность. Существующие методы замораживания рыбы,
помимо преимуществ, которые возникают соответственно, имеют
определенные, а иногда и очень существенные недостатки.
Методы заморозки рыбы в воздухе.
Замораживание рыбы с естественным холодом экономически выгодно
при применении непосредственно в местах, где рыба ловится. Однако
применять этот метод замораживания в больших масштабах не выгодно.
Кроме того, практически нет механизации процесса, и все операции по
погрузке и укладке рыбы на ледяную платформу и очистке после
замораживания должны выполняться вручную. Поскольку рыба
замораживается по отдельности, требуется гораздо больший объем
транспортных устройств, и, соответственно, складские помещения сами
необходимы для размещения товарной продукции, а не во время
замораживания рыбы.
Замораживание с искусственным холодом может применяться в
районах с любым климатом и в любое время года. В то же время
производство искусственного холода требует значительных затрат энергии.
Таким образом, в некоторых рыболовных судах до 40-50% электроэнергии,
вырабатываемой собственными электростанциями, тратится исключительно
на холод. При этом на кораблях замораживание естественным холодом не
используется.
Интенсивное замораживание рыбы в холодном воздухе дает вам
качественный продукт. В то же время, однако, не только потребление холода
высока, что само по себе является существенным минусом метода, но и
значительные экологические потери. На поверхности охладителей воздуха
быстро растут морозы и лед, а для их удаления необходимо прервать работу
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
49
и вручную или автоматически удалить получившееся снежное покрытие, что
заметно снижает производительность труда.
Замораживание в плиточных аппаратах
Конечно, это экономически выгоднее воздуха, но при нормальных
температурах замерзания (от -30 до -40 ° С) рыба сильно замерзает на
охлаждающих пластинах, что влияет на качество полученного продукта.
Чтобы предотвратить это, он предварительно упакован пластиковой пленкой
или специальной бумагой, что приводит к дополнительной потере тепла, а
также к потере упаковочного материала и рабочей силы.
В холодных рассолах рыба довольно быстро замерзает. Потребление
энергии в этом методе замораживания на 20-30% меньше, чем в методе
воздуха. Однако этот метод имеет существенный недостаток. При контакте с
рассолом рыбная соль замерзает при последующем хранении и быстро теряет
качество, цвет и презентацию.
Замораживание в кипящих хладагентах
Это происходит очень быстро. Качество такой продукции высокое, но в
настоящее время этот способ заморозки большинства видов рыб и рыбной
продукции экономически невыгоден. Устройство для замораживания
упакованных продуктов с их погружением в ванну жидкого азота состоит из
конвейера, ванны, заполненной жидким азотом, трубопроводов, загрузочного
стола и разгрузочного стола, изолированного контура из нержавеющей стали
и изолированного с теплоизоляцией. Продукт после разливочной машины
подается к загрузочному столу, который отправляет его непосредственно на
конвейер. На этом конвейере продукт сливается в ванну, заполненную
жидким азотом, и процесс замораживания происходит в течение короткого
времени. Затем продукт отправляется от грузового конвейера к
разгрузочному столу, из которого он уже отправляется на упаковочную
линию. Когда жидкость кипит в ванне, азот в газообразном состоянии
удаляется из грузового отсека устройства через выхлопные трубы. В ванной
комнате есть регулировка уровня, которая позволяет вам контролировать
уровень азота и автоматически поддерживать его. азот поступает в ванну из
специального резервуара с жидким азотом. Преимущества устройства
являются его компактность, интенсивность и низкое энергопотребление.
Процессы упаковки, замораживания и упаковки замороженного продукта
устройства автоматизированы и механизированы.
К недостаткам устройства можно отнести значительное потребление
азота, повреждение и ухудшение представления продукта, увеличение утечек
тепла в грузовой отсек через окно загрузки продукта в устройство и выгрузку
замороженного продукта из устройства.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
50
Рис 3.1.3 - Имерсионный аппарат для замораживания рыбы жидким
азотом.
1-Пульт управления; 2-грузовой конвеер; 3-ванна с жидким азотом; 4изолированный контур; 5-упаковочная линия; 6-разрузочный стол; 7, 8вытяжные трубопроводы;
9-приемный коллектор; 10-расфосовочный
автомат; 11-загрузочный стол.
Приборы для замораживания рыбы жидкими охлаждающими
средствами.
Конструкция устройства для замораживания рыбы с хладагентами
проста, они эффективны, а также потребляют мало металла, они не требуют
существенного потребления энергии. По причине отсутствие в данной
установке летучей среды, то дополнительное уплотнения грузового отсека не
требуется. Благодаря этому намного упрощается выгрузка и загрузка
устройства продуктом.
Устройство для замораживания продуктов с хладагентами, в основном
для замораживания рыбы, перца, баклажанов, а также для различных мелких
продуктов.
Рис 3.1.4
хладоносителями.
-
Барабанная
установка
для
заморозки
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
рыбы
Лист
51
1-разгрузочный танспортёр; 2- средний барабан; 3-наружный барабан;
4-загрузочная воронка; 5-внутренний барабан; 6- ванна с хладоносителем.
Когда продукт заморожен, он нагревает охлаждающую жидкость.
Нагретый хладоностель удаляется из ванны через установленную дренажную
трубу. Движение хлодонесителя в устройстве и трубопроводах производится
насосом.
Охлаждающий продукты поступают через воронку в грузовое
пространство установки и затем удаляется из воронки поворачивая
перфорированные лезвия. Из продукт проходя через вибрационные сито и
спринклеры, удаляется охлаждающея жидкость из замороженного продукта.
Время пребывания продукта в устройстве зависит от скорости вращения
перфорированных лопастей, которая изменяется с 0,005 до 0,05. Продукт
продвигаясь по вращающиеся перфорированные пластины перемещается в
ванну охлаждающей жидкости. После погружения продукта в хладоновый
хладоген, происходит замораживание. После чего продукт подается в
вибрационный сито чтобы удалить пленку охлаждающей жидкости. После
необходимо промыть продукт водой, это происходит через распылитель.
Промытый и замороженный продукт по конвеерной ленте отправляется в
загрузочную ленту для дальнейшей упаковке.
Данная установка очень простая как в использовании так и в
обслуживании. Использование раствора хлорида натрия в качестве
теплоносителя не позволяет снизить температуру теплоносителя ниже -20 °
С, что является причиной длительного периода замораживания мелких
продуктов в устройстве.
Для замораживания мелких продуктов используют машины
баробанного типа. Устройство состоит из изолированной ванны, трех
барабанов
со
спиральными
перфорированными
направляющими,
электродвигателя,
регулятора
скорости,
загрузочной
воронки
и
распределительного транспортера.
Прибор ванны изолирован при помощи пено полиуретана. В ванной
комнате установлена три барабана, которые медленно вращают
электродвигатель через регулятор скорости. На внутренней стороне барабана
расположены спиральные перфорированные направляющие, которые
организуют направленное движение мелких деталей, если они заморожены в
устройстве. Поступающий продукт одновременно с теплоносителем
поступает в устройство через загрузочную воронку. После того как
щхлаждающая жидкость нагрелась она удаляется из ванны через сопло. В
испарителе холодильного агрегата происходит охлождение жидкости
(хлорид натрия). Благодаря насоса происходит движение теплоностителя
орбитальном кольце" аппарат - испаритель-аппарат ". Благодаря стоящему
перед испарителем фильтру происходит удаление грязи из охлаждающей
жидкости. После прохождения через филтр охлаждающая жидкость
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
52
поступает в испаритель. По конвеерной ленте продукт удаляется из
изолированной ванны.
Продукт проходя в месте с охлаждающей жидкостью через бункер,
одновременно врощаясь вокруг своей оси попадает во внутренний барабон к
конвееру. После прохождения внутреннего барабана продукт попадает в
средний. В среднем баробане продукт так же продолжает свое движение
вдоль своей оси, при этом двигаясь в противоположном направлении.
Замороженный продукт из внутреннего барабана выливается в клетке, где
происходит отделение продукта от охлаждающей жидкости путем стекания.
По истечению пределенного времени продукт поступает на упаковку.
У данной установке как и увсех устройств имеется рад преимуществ и
рад недостатков. К преимуществам можно отнести; простота сборки данного
устройства, его надежность в эксплуатации, а так же простота в
обслуживании. К недостаткам отнесем; дорогостоящий материал
(нержавеющая сталь) и обогощения теплоносителя.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
53
3.2 Стенд для проведения исследования сублимации СО2 в смеси с
водным льдом
Для изучения процесса сублимации СО 2 в смеси с водным льдом был
изготовлен стенд. В процессе эксперимента осуществлялся контроль
изменения температуры и времени сублимации.
Для проведения исследований были созданы технические средства:
основной стенд – для исследования процесса сублимации и схемы установок
контрольно-измерительных приборов. А так же разработаны методики
проведения экспериментов.
Внешний вид разработанной установки представлен на рисунке 3.2.1.
Рисунок 3.2.1- Схема экспериментальной установки:
Представленная установка состоит из устройств, приспособлений и
контрольно-измерительных приборов, с помощью которых возможно
осуществление контроля необходимых параметров в процессе сублимации
льдоводяной смеси с СО2. Контролю подлежали следующие параметры:
изменение температуры;
массу смеси;
изменение времени;
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
54
3.3 Приборное оснащение стенда
Экспериментальный
стенд
представлен
набором
устройств,
приспособлений и контрольно-измерительных приборов, позволяющих
измерять и контролировать все необходимые параметры:
- время продолжительности эксперимента;
- массу смеси.
При проведении измерений во внимание были приняты практические
рекомендации, а так же методы и технические средства.
В процессе охлаждения контроль температуры исследуемого продукта
осуществляли по показаниям электрического контроллера температуры ТРМ138. Контроллер имеет определенный диапазон измерения температур от +30
до - 80°С. Для измерения температуры в заданном диапозоне целесообразнее
использовать чувствительный элемент на основе хромель – алюминий с
диаметром спая 0,3·10-3 м.
Погрешности измерений при проведении эксперимента оценивались
величинами относительных ошибок, выраженных в процентах. К основным
погрешностям относятся:
1. Погрешность при измерении температуры:
ε =± 3% t
2.Погрешность при измерении линейных размеров штанген
глубиномером с точность 0,1мм, при величине наименьшего измерения
равного 10 мм:
ε =± % l 2100 5/1,0
3.Погрешность при измерении массы
ε=± 15г m 84
3.4 Методика проведения экспериментальных исследований
Данный эксперимент проводится с целью увилечения срока таяния
водного льда, так как этот способ получил большое применение для
замораживания рыбы, но обладает рябом недостатков.
Метод эксперимента заключается в проверки отношения сублимации
льдоводяной смеси с СО2 в различных пропорциях, по времени. В тару с
габаритными размерами 0,12х0,09х0,09 помещается водный лед и
взвешивается на весах. После чего устанавливается в центре тары термопара
и засекается время. После истечению часа термопара извлекается, сливается
талая вода, а оставшийся водный лед взвешивается. Сравниваем
первоначальную массу льда с полученной по истечению часа. Фиксируем
значение.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
55
После чего повторяем эксперимент, но уже с добавлением СО2 в
соотношении 90% к 10% (лед 1 кг. + снегообразный диоксид углерода 0,1 кг).
Снова устанавливаем термопару и засекаем время. По истечению часа
сливаем образовавшуюся жидкость и производим замеры и сравнения.
Повторяем эксперимент с различной концентрацией СО2 :
лед 1 кг. + снегообразный диоксид углерода 0,2 кг. (20% от массы
льда),
лед 1 кг. + снегообразный диоксид углерода 0,3 кг. (30% от массы
льда).
Во время всего эксперимента контролируем температуру сублимации
данной смеси
В качестве основного экспериментального материала послужили
термограммы процессов сублимации.
Пользуясь термограммами процесса определяем температуры
различных смесей и длительность сублимации.
На рисунке 3.4.1 представлен график изменения температуры
охлаждающей среды водного льда и СО2.
Анализируя полученный изотермы можно сделать вывод, что с
повышением концентрации снегообразного диоксида углерода снижается
температура полностью всей охлаждающей ледяной смеси на весь период
охлаждения, что в конечном итоге и приводит к сокращению времени
холодильной обработки.
Рисунок 3.4.1 - график изменения температуры охлаждающей среды
водного льда и СО2.
На рисунке 3.4.3 представлен расход водного льда при различных
концентрациях диоксида углерода. Из графика видно, что увеличение
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
56
концентрации снегообразного диоксида углерода снижает расход водного
льда, но при этом влечет за собой увеличение расхода диоксида углерода.
При практической реализации данной технологии необходимо на это
обращать внимание.
Рисунок 3.4.4 - Расход водного льда при различных концентрациях
диоксида углерода
На рисунке 3.4.5 изображен график изменения продолжительности
таяния водного льда при различных концентрациях диоксида углерода. Из
графика видно, что с увеличением концентрации диоксида углерода время
таяния водного льда сокращается, это явление более отчетливо проявляется
при увеличении концентрации более 30%.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
57
Рисунок 3.4.5- график изменения продолжительности таяния водного
льда при различных концентрациях диоксида углерода.
Анализируя рисунки 3.4.4 и 3.4.5 можно сделать вывод, как и
следовало ожидать, с повышением концентрации диоксида углерода
продолжительность сублимации значительно увеличивается, что приводит к
уменьшению таяния водного льда. Что позволит уменьшить расход льда и
соответственно электроэнергии на привод двигателя компрессора и
вентилятора конденсатора холодильной установки льдогенератора.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Благодаря проделанной работы было выполнена планировка
холодильника рыбоперерабатывающего предприятия.
Разработана хладоновая схема на три температуры кипения t01 = -10 °C,
t02 = -30 °C, t03 = -40 °C.
Система использует современное оборудование, которое позволяет
автоматизировать охлаждающее устройство и создавать благоприятные
условия труда для персонала.
В камерах хранения замороженных и готовых продуктов, а так же в
камере замораживания расположены воздухоохладители, которые позволяют
обеспечить равномерное распределение и поддержание заданной
температуры воздуха, и повышение безопасности при эксплуатации
холодильного агрегата.
В специальной части было проведено исследование по применению
смеси водного льда с диоксидом углерода для замораживания рыбы.
Проект холодильной установки производственного холодильника
производительностью 35 тонн в сутки в городе Владивосток выполнен в
соответствии с современными требованиями по проектированию
производственных холодильников. Данный разработанный холодильник
направлен для обеспечения рыбной продукцией не только города
Владивосток но и пригородных городов.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
59
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Бородавкина Н. Ю., Тулупова Ю. О. Состояние и особенности
развития рынка рыбоконсервной продукции России и Калининградской
области // Молодой ученый. – 2015. – №10.2. – С. 26-28.
2.
Буянов, О.Н. Холодильное технологическое оборудование:
учебное пособие / О.Н. Буянов, Н.Н. Воробьева, А.В. Усов; Кемеровский
технологический институт пищевой промышленности. – перераб. и доп. –
Кемерово, 2008. – 201 с.
3.
Быков, А.В. Холодильные машины: справочник / А.В. Быков; –
М.: Легкая и пищевая пром-ть, 1982. – 225 с.
4.
Быков, В.П. Изменения мяса рыбы при холодильной обработке /
В.П. Быков; – М.: Агропромиздат, 1987. – 221 с.
5.
ГОСТ 814-96 Рыба охлажденная. Технические условия . – Введ.
1997-06-30. – М.: Изд-во стандартов, 1997. – 16 с.
6.
ГОСТ Р 51493-99 Рыба разделанная и неразделанная мороженая.
Технические условия. – Введ. 2001-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2001. –
126 с.
7.
ГОСТ 32366-2013 Рыба мороженая. Технические условия. – Введ.
2015-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2015. – 22 с.
8.
ГОСТ Р 55516-2013 Технологии пищевых продуктов
холодильные. Термины и определения.– Введ. 2014-04-01.– М.: Изд-во
стандартов, 2014. – 40 с.
9.
Комарова,
Н.А.
Холодильные
установки.
Основы
проектирования: учебное пособие / Н.А. Комарова; Кемеровский
технологический институт пищевой промышленности. – 2-е изд., перераб. и
доп. – Кемерово, 2012. – 368 с.
10. Курылев, Е.С. Холодильные установки: учебник для студентов
вузов, обучающихся по специальности «Холодильные и компрессорные
машины и установки» / Е.С. Курылев, Н.А. Герасимов; – 3-е изд., перераб. и
доп. – Л.: Машиностроение, Ленинградское отд-ние, 1980. – 622 с., ил.
11. Родин Е. М. Справочник по холодильной обработке рыбы. – М.:
Пищевая пром-сть, 1977. – 200 с.
12. Румянцев Ю.Д., Молтусинов Д.Н. Методика расчета
компаундных холодильных установок // Холодильная техника. 2008. № 6. С.
8-10.
13. СанПиН 2.3.4.050-96. Производство и реализация рыбной
продукции. – М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1996. – 155 с.
14. Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т.1 /
Под ред. А.Н. Белогурова, М.С. Васильевой. М.: Колос, 1992. – 256 с.
15. СП 131.13330. 2012 Строительная климатология. – Введ. 2013-0101.– М.: Изд-во стандартов, 2013. – 113 с.
ВКР ПХМ-161 00.021.00 ПЗ
Изм Лист
.
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
60
Отзывы:
Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв