Расчет хладоснабжения(Михеев)
.docРАСЧЕТ ХЛАДОСНАБЖЕНИЯ
Искусственный холод в молочной промышленности используется как в технологическом процессе, так и для хранения готовой продукции.
Для расчета параметров холодильных установок необходимо определить температурные режимы обработки продуктов и их свойства (табл.1).
Таблица 1.
Наименование продукции |
Температура, С |
Относительная влажность, % |
Норма загрузки, кг |
Время обработки, ч |
Удельная теплоемкость (с), кДж/кгК |
Плотность (), кг/м3 |
|
|
|
|
|
|
|
Определение расчетных параметров холодильных камер.
Основными расчетными параметрами являются:
-
температура и относительная влажность воздуха в холодильных камерах;
-
температура воздуха в смежных неохлаждаемых помещениях;
-
температура и влажность наружного воздуха в самый жаркий период;
-
температура грунта;
-
среднегодовая температура географических пунктов.
Расчет изоляции холодильных камер
Эффективность работы и срок службы холодильной камеры во многом определяется правильно спроектированной и хорошо выполненной изоляцией.
Исходными данными для расчета являются:
-
климатическая зона расположения предприятия;
-
строительная конструкция здания;
-
конструкция стен.
Строительно-изоляционная конструкция стен показана на рис. 1.
Толщину изоляционного слоя определяют по формуле:
,
где - коэффициент теплопередачи ограждения;
- коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной стене, Вт/м2К;
- коэффициент теплопередачи от внутренней стены к воздуху, Вт/м2К;
- коэффициент теплопроводности строительных материалов, Вт/мК;
- толщина слоев конструкции ограждения, м.
Р ис.1 Конструкция стены.
1,5 – отделочный слой; 2 – кирпич (бетон); 3 – гидроизоляция; 4 - теплоизоляция.
После расчета толщины изоляционного слоя может оказаться, что расчетная величина не соответствует стандартной толщине изоляционных плит. В этом случае следует принять толщину изоляционного слоя кратной стандартной толщине плит и определить действительное значение коэффициента теплопередачи ограждения, которое использовать в дальнейших расчетах.
Расчет теплопритоков в холодильную камеру.
Для расчета теплопритоков в холодильные камеры необходимо:
-
план охлаждаемых помещений, их размеры;
-
температура и влажность воздуха в камере хранения, наружного воздуха, смежных помещений, грунта;
-
температура и количество поступающих грузов.
Теплопритоки в камеру хранения поступают из следующих источников:
-
от наружного воздуха через ограждающие поверхности ;
-
от продукта и тары во время при их охлаждении ;
-
от наружного воздуха при вентиляции ;
-
эксплуатационные теплопритоки от оборудования .
Теплопритоки через ограждающие поверхности:
,
где - теплоприток через ограждающие поверхности от наружного воздуха;
- теплоприток через неизолированные полы;
- теплоприток от солнечной радиации.
где - поверхность ограждения;
- расчетная температура наружного воздуха, С;
- внутренняя температура воздуха в камере, С;
где - температура грунта (принимают на 10С ниже температуры окружающей среды самой жаркой пятидневки).
,
где - избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации, С ( может быть равен 17С).
Теплопритоки от продукта и тары во время их охлаждения
Теплопритоки от продуктов, поступающих в холодильную камеру:
,
где - масса продукта, поступившего в камеру в течении суток, кг;
, - энтальпии продукта, соответствующие температурам и , кДж/кг;
- удельная теплоемкость продукта, кДж/(кгК);
и - температура продукта до и после обработки
Теплоприток при расчетах берут при максимальной нагрузке на холодильную установку для расчета компрессора. При определении тепловой нагрузки на камерное оборудование теплоприток принимают с учетом коэффициента 1,3-1,5 в зависимости от назначения камеры и вида продуктов. Теплопритоки от тары рассчитываются аналогичным образом.
Теплопритоки от вентиляции.
Теплопритоки от вентиляции определяют по формуле:
где - объем камеры, м3;
- кратность воздухообмена (=3);
- плотность воздуха;
и - энтальпия соответственно наружного и внутреннего воздуха, кДж/кг.
Энтальпия воздуха определяют по I-d диаграмме влажного воздуха.
Потребность в вентиляции камер хранения готовой продукции определяется условиями хранения. В ряде случаев .
Эксплуатационные теплопритоки
Эксплуатационные теплопритоки возникают вследствие освещения камер хранения лампами, работы электродвигателей, пребывания в них людей, открывания дверей и определяются по формуле:
,
где - теплопритоки от системы освещения;
- теплопритоки от электродвигателей;
- теплопритоки от пребывания людей;
- теплопритоки при открывании дверей.
Теплопритоки от освещения:
,
где - удельный теплоприток от системы освещения, Вт/м2 (Вт/м2 для складских помещений, Вт/м2 для технологических цехов);
- строительная площадь камеры, м2.
При расположении электродвигателей в охлаждаемом помещении:
,
при расположении электродвигателей вне охлаждаемого помещения
где - коэффициент одновременности работы электродвигателей;
- мощность электродвигателей, кВт;
- коэффициент полезного действия электродвигателей.
Теплопритоки от пребывания людей:
,
где 350 - тепловыделения одного человека;
- численность обслуживающего персонала.
,
где - удельный теплоприток, возникающий при открывании дверей.
При определении тепловой нагрузки на компрессор принимают с коэффициентом 0,5-0,75.
Строится суточный график нагрузок холода:
С учетом вышеизложенного определяют суммарную тепловую нагрузку на компрессор и камерное оборудование.
Расчетную рабочую холодопроизводительность компрессорной установки определяют по формуле
где - максимальный часовой расход холода, Вт;
- продолжительность работы холодильной машины в сутки, ч;
- коэффициент, учитывающий потери холода в машине ()
Подбор компрессора осуществляется исходя из холодопроизводительности и типа применяемого хладагента.
Расчет охладительных батарей
Поверхность батарей F (м2) определяют по суммарным теплопритокам , полученным для камерного оборудования:
,
где - коэффициент теплопередачи оребренных батарей, Вт/(м2К);
- разность температур между холодильным агентом и воздухом в камере, С.
Коэффициент теплопередачи для пристенных батарей принимается : при непосредственном охлаждении 4,4-4,9; при рассольном охлаждении 4,6-4,0.
Расчет теплоснабжения
Цель теплотехнических расчетов – определить расход пара на технологические нужды, горячее водоснабжение, отопление и вентиляцию. В ходе проведения тепловых расчетов строится график расхода пара по часам и суткам и подбирается паровой котел по максимальному расходу теплоты.
Расход пара D (кг/ч) на теплотехнические нужды для каждого аппарата определяют по формуле:
,
где - производительность аппарата, кг/ч;
- теплоемкость продукта, кДж/(кгК);
, - конечная и начальная температуры обрабатываемого продукта, С;
, - энтальпия водяного пара и конденсата соответственно;
- коэффициент использования тепла.
Расход пара на горячее водоснабжение определяют по количеству горячей воды, необходимой на мойку технологического оборудования, лабораторные и санитарно-гигиенические нужды. зная необходимое количество горячей воды рассчитывают расход пара на подогрев.
Расход горячей воды на мойку технологического оборудования определяют по нормам, на лабораторные нужды 1-2 % от потребности воды на мойку технологического оборудования; на санитарно-гигиенические нужды 20-30 % от общей потребности горячей воды на мойку оборудования и лабораторные нужды.
Расход пара на отопление определяют:
где - расход тепла на отопление, Вт;
- коэффициент использования тепла ().
При необходимости подбирают аккумуляторы тепла для системы горячего водоснабжения с целью снизить тепловую нагрузку на котельную установку.
Расход пара на вентиляцию (подогрев воздуха) определяют по формуле:
,
где - расход тепла на вентиляцию, Вт
- коэффициент использования тепла ()
На основании графика часового расхода пара определяют максимальный часовой расход. Паровые котлы выбирают по паропроизводительности с учетом максимального часового расхода пара.