Холодильники для хранения фруктов

Содержание



Аннотация…………………………………………………………………………5

Введение…………………………………………………………………………...6

1.Технология хранения продукта………………………………………………...8

1.2. Холодильники для хранения фруктов……………………………….….…10

1.3.Рассольная система охлаждения……………………………………….…...12

1.4.Вихревая труба……………………………………...……………….………14

2.Выбор расчетных параметров воздуха………………………………….……16

3.Расчетная часть………………………………………………………………...17

3.1. Расчет площадей камер объекта, планировочные и строительные решения холодильника…………………………………………………………………….17

3.2. Выбор планировки холодильника……………...…………………………..17

3.3. Строительно-изоляционные конструкции холодильников………..……..18

3.4. Расчет теплоизоляций………………………………………………………22

3.5. Определения теплопритоков в помещениях………………………………27

3.6 Выбор хладагента и системы охлаждения…………………………...…….31

3.7. Расчет и подбор основного оборудования……………………………...…32

4. Расчет вихревой трубы…………………………………………………..……43

5.Расчет теплообменника газ-рассол……………………………………...……45

6. Гидравлический расчет системы охлаждения…………………………...….51

7.Экономический расчет………………………………………………..…….…54

Заключение………………………………………………………………….……63

Список литературы………………………………………………………………64

Приложения……………………………………………………………………...65



Аннотация



В настоящее время холодильное оборудование является весьма актуальным. За последние годы для российского потребителя холодильного оборудования стали доступны новейшие разработки зарубежных фирм. Результатом этого стало насыщение российского рынка торговым холодильным оборудованием, обновление ассортимента и повышение качества холодильного оборудования отечественного производства. Холодильное оборудование широко применяется в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, торговле, на транспорте и в других отраслях. В бакалаврской работе рассмотрен холодильник для хранения яблок. 

Предлагается вариант установки вихревой трубы в холодильную систему. Применение данной установки обеспечивает получение холодного потока с использованием газа от ГРП. Обосновывается технико-экономическая эффективность данного способа получения холода.

Abstract.

Currently, refrigerating equipment is very important. Over the last years for the Russian market of refrigeration equipment became available the latest developments of foreign firms. The result was the saturation of the Russian market of refrigeration equipment, updating of assortment and improvement of quality refrigeration equipment of domestic production. Refrigeration equipment is widely used in the food industry, agriculture, trade, transport and other industries. In the bachelor paper, the fridge to store apples.

The option of the replacement of the vapor compression refrigerator parts in vortex tube. The use of this device provides for receiving a cold flow using gas from hydraulic fracturing. Substantiates the technical and economic efficiency of this method of producing cold.

Введение



Холодильное оборудование представляет собой устройства, в которых создается и используется холод в целях сохранения качества мяса, рыбы, масла, молока, овощей, фруктов и других скоропортящихся продуктов. За последние годы для российского потребителя холодильного оборудования стали доступны новейшие разработки зарубежных фирм. Результатом этого стало насыщение российского рынка торговым холодильным оборудованием, обновление ассортимента и повышение качества холодильного оборудования отечественного производства. Холодильное оборудование широко применяется в пищевой промышленности, сельском хозяйстве, торговле, на транспорте и в других отраслях. Предприятиям, торгующим продуктами питания, приходится хранить значительные запасы товаров, многие из которых относятся к скоропортящимся. Лучший способ их хранения - использование холода.

Москва — столица Российской Федерации, город федерального значения, административный центр Центрального федерального округа и центр Московской области, в состав которой не входит. Крупнейший по численности населения город России и её субъект — 12 380 664 чел. (2017), самый населённый из городов, полностью расположенных в Европе, входит в первую десятку городов мира по численности населения. Центр Московской городской агломерации.

Площадь территории города составляет 2561,5 км?. Климат Москвы — умеренно-континентальный, с чётко выраженной сезонностью. Среднемесячная температура воздуха в течение всего года является положительной. Самый холодный месяц - февраль (средняя температура -6,7 ?С), самый тёплый - июль (средняя температура +19,2 ?С). 

В связи с тем, что численность населения в Москве растет, я предлагаю построить холодильник, в  котором будут храниться охлажденные яблоки. 

Цель дипломной работы - разработать проект холодильной установки для хранения яблок (600т) в городе Москве. Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

рассмотреть технологию хранения продукта;

рассчитать площадь строительных камер;

рассчитать теплопритоки и теплоизоляцию;

произвести расчёты и подборы основного и вспомогательного оборудования;

рассчитать геометрические размеры вихревой трубы и теплообменника

рассчитать рассольную систему охлаждения

выполнить экономические расчёты и высчитать рентабельность.

































1. Технология хранения продукта (яблоки)



Способ хранения фруктов в регулируемой газовой среде основан на замедлении интенсивности дыхания фруктов путем уменьшения количества кислорода в воздухе камер до 3-5% и замещения его азотом и углекислым газом. При этом становится возможным увеличение относительной влажности воздуха до 98%, что способствует уменьшению усушки фруктов. Температурный режим в камерах с регулируемой газовой средой поддерживается при помощи обычных воздухоохладителей. В целях повышения относительной влажности воздуха следует уменьшать разницу температур охлаждающих поверхностей и воздуха камер.

	Требуемые концентрации кислорода и углекислого газа в воздухе камер создаются и поддерживаются разными способами. Обычно после загрузки камеры фруктами ее плотно закрывают, при дыхании плодов происходит поглощение кислорода и увеличение концентрации CO2, которую затем регулируют путем промывания воздуха в абсорберах (скрубберах); в качестве абсорбентов используют диэтаноламин, поташ, кальцинированную соду или воду.

	Можно ускорить процесс установления нужного состава атмосферы камер путем введения в нее некоторых газов, например азота, что позволит немедленно после загрузки плодов в камеры производить их охлаждение.

	Перспективными для применения при хранении фруктов являются установки для получения регулируемых газовых сред путем сжигания природного или сжиженного газа. Промышленная установка регулируемых газовых сред УРГС-30, разработанная ВНИИпромгазом, состоит из блока генератора и блока очистки.

	Газовая среда в ней получается путем сжигания газа в бестопочной камере сгорания на катализаторе. Затем он охлаждается воздухом и водой и через систему четырехходовых кранов поступает в один из фильтров блока очистки. Очищенный от СО газ перемешивается с газовой средой камеры. В конструкции предусмотрена раздельная и совместная работа блока генератора и блока очистки. Это позволяет применять УРГС-30 для длительного хранения фруктов и других продуктов, создавая различные составы газовых сред.

	Регулировать газовую среду в камерах можно при помощи газообменников-диффузоров, применяемых на фруктовых холодильниках Франции. Основным рабочим органом газообменника-диффузора являются фильтры из силиконово-каучуковой пленки, обладающей различной проницаемостью для газов: более повышенной для углекислого газа, меньшей для кислорода и очень слабой для азота.

	Требуемый состав воздуха в камерах можно поддерживать лишь при тщательной герметизации их ограждений, дверей и мест ввода труб и электропроводов. Герметизация достигается при помощи различных облицовок, обычно внутренних поверхностей ограждений. С этой елью используют алюминиевую фольгу толщиной 0.5-1 мм, фольгоизол, цинкованную или нержавеющую сталь с пропайкой или проваркой швов, битуминизированную ткань, бумагу или стеклоткань с покрытием лаком, приготовленным на основе полиэфирных и эпоксидных смол и др. Пол герметизируют слоем битума толщиной 3-5 мм по бетонной подготовке с последующей укладкой асфальтированного покрытия. 

	В камерах с регулируемой газовой средой воздухообмен не должен превышать 0.05-0.07 объема в сутки при оборудовании газогенераторами и 0.02-0.03 — при использовании скрубберов или газообменников-диффузоров.

	Герметичность камеры считается удовлетворительной, если при испытании время падения избыточного давления с 25 до 10 мм вод ст. составляет не менее 10 мин. Для камер, оборудуемых газообменниками-диффузорами, время падения избыточного давления с 15 до 7.5 мм вод ст. должно быть не менее 15 мин.

	При выборе средств герметизации камер следует учитывать разрежение, создающееся в них при охлаждении, в результате чего возникают нагрузки на герметизирующую облицовку. Следует возможно тщательнее выполнять парозащитный слой, чтобы избежать увлажнения тепловой изоляции, подсушка которой в условиях герметизации исключается. Учитывая это, представляется более целесообразным создавать газовый барьер с наружной стороны тепловой изоляции, что и находит применение в зарубежных странах; в этих случаях используют крупноразмерные металлические листы толщиной 1-1.2 мм.

	При проектировании камер с регулируемой газовой средой следует стремиться к уменьшению удельного объема их, он не должен превышать 4-5 м3/т [1].

В проектируемом мною холодильнике хранятся яблоки, охлажденные при  t = 20C.

1.2. Холодильники для хранения фруктов



Из серии типовых проектов фруктохранилищ с искусственным охлаждением, разработанных Гипрохолодом для строительства в районах заготовок фруктов и в потребительских центрах, наибольший интерес представляет проект холодильников емкостью 600т.

	Для холодильников такой емкости подвоз грузов запроектирован автотранспортом и по железной ветке или только автотранспортом. Предусмотрена доставка на холодильники фруктов и винограда с сортировочно-упаковочных пунктов в стандартных ящиках; после предварительного охлаждения фрукты в этих ящиках на плоских поддонах укладываются при помощи электропогрузчиков в штабеля для длительного хранения.

	Принята рассольная система охлаждения с применением воздухоохладителей, а для смешанного охлаждения — также оребренных пристенных батарей; каждая камера имеет индивидуальный воздухоохладитель оттаивание охлаждающих приборов — горячим рассолом, а воздухоохладителей — дополнительно орошением водой. Вентиляция холодильных камер осуществляется за счет подсоса наружного воздуха через воздухоохладители.

	Планировки холодильников выполнены из расчета ширины камер 6 и 9 м, причем последняя, несмотря на некоторое усложнение строительных конструкций, предпочтительнее. Принятые в проектах размеры камер и их количество для холодильников такого типа являются оптимальными, учитывая специфику условий хранения фруктов и винограда.	

	В таблице даны характеристики фруктовых холодильников по упомянутым проектам.

	При определении количества и емкости камер фруктовых холодильников следует исходить из необходимости раздельного хранения фруктов по видам или сортам (в соответствии с их биологическими особенностями) — цитрусовые, семячковые (яблоки, груши), виноград, сливы, сухофрукты и др.

	Охлаждающие приборы холодильных камер для фруктов должны быть рассчитаны для работы на два режима: режим термической обработки и режим хранения. Для распределительных холодильников ежесуточное поступление фруктов принимается в 6-8% от емкости камер, для заготовительных холодильников и станций предварительного охлаждения — в соответствии с заданием на проектирование. Возможность регулирования холодопроизводительности охлаждающих приборов камер обеспечивается оборудованием их двумя или несколькими воздухоохладителями.

	В камерах хранения фруктов необходимо поддерживать оптимальную влажность воздуха с колебаниями в пределах 2%, для чего предусматривается искусственное его увлажнение при помощи распылителей воды; заданная оптимальная влажность воздуха должна поддерживаться автоматически [1].



1.3. рассольная система охлаждения



Применение рассольной системы охлаждения для крупных распределительных холодильников ограничивается относительной недолговечностью работы охлаждающих приборов — вследствие коррозирующего действия рассола трубы батарей выходят из строя в течение 7-15 лет.

	Рассольное охлаждение в настоящее время часто принимается для холодильников малой емкости. Это объясняется главным образом стремлением использовать фреоновые холодильные установки, полностью автоматизированные и укомплектованные испарительно-конденсаторными агрегатами. в некоторых случаях применение рассольного охлаждения позволяет использовать в качестве охлаждающих приборов стеклянные трубы.

	Рассольное охлаждение принято в типовых проектах фруктохранилищ емкостью до 700 т, разработанных Гипрохолодом и предназначенных для строительства в заготовительных районах, с целью упрощения их эксплуатации.

	При проектировании рассольной системы охлаждения, как правило, следует принимать трехтрубную закрытую систему, обеспечивающую равномерное распределение рассола по охлаждающим приборам. Допускается применение двухтрубной закрытой и открытой систем в небольших холодильных установках.

	Принципиальная схема рассольного охлаждения представлена на рис 2. В качестве рассола принимается водный раствор хлористого кальция или хлористого натрия. Концентрация рассола должна быть такой, чтобы температура его замерзания была на 8-10 С ниже температуры кипения агента в испарителе. В целях удлинения сроков службы рассольных систем рекомендуется использовать в качестве холодильного агента водные растворы этиленгликоля, имеющего пониженные температуры замерзания в зависимости от концентрации.

	Коэффициент теплоотдачи раствора, содержащего 30% об этиленгликоля, при течении внутри трубы составляет по отношению к воде 0.72 , при содержании 70%об этиленгликоля — 0.34.

	Этиленгликоль имеет слабую коррозионную способность и мало ядовит. При -40 С плотность его 1170 кг/м3, теплоемкость 0.658 ккал/(кг С).

	Для приготовления рассолов следует предусматривать установку специальных баков, оборудованных фильтрующими устройствами.

	Чтобы обеспечить постоянное заполнение системы рассолом, а также для компенсации объемных изменений его и отвода воздуха, устанавливают в верхней точке рассольной системы расширительный сосуд. Ответвление к расширительному сосуду делается у места поворота вниз магистрали возвратного рассола. Для выпуска воздуха из рассольных батарей и воздухоохладителей предусматривают установку воздушных краников диаметром 6 мм в верхних точках этих приборов. При двух рабочких температурах рассола каждую систему должен обслуживать отдельный расширительный сосуд, а в машинном отделении при этом устанавливают не менее двух испарителей и трех насосов, из которых один резервный.

	Оттаивают рассольные батареи при помощи горячего рассола, для приготовления которого следует предусматривать установку бойлера с двумя рассольными баками: один бак предназначается для горячего рассола, второй служит для слива холодного рассола, спускаемого из батарей при оттайке.

	На случай слива рассола при ремонте на батареях и всех распределительных коллекторах предусматривают установку сливных вентилей диаметром 24 мм или заглушек [3].





1.4. вихревая труба



Одним из видов струйных трансформаторов тепла являются вихревые трубы, эффект работы которых был обнаружен опытным путем Ж. Ранком в 1934 г., а затем изучен Хильшем.

	Вихревая труба представляет собой простейший аппарат без движущихся частей. Сжатый газ при давлении рс и температуре Тс, обычно равной или близкой Тос, вводится внутрь цилиндрической трубы  через сопла  тангенциально, т.е. по касательной к внутренней поверхности трубы. Поступивший в трубу поток газа, совершающий вращательное движение по отношению к ее оси, перемещается по периферии трубы от соплового сечения  к так называемому горячему торцу трубы.

	Через кольцевую щель в выходном торце трубы часть периферийного потока газа выводится из нее при температуре торможения Тг>Тс. Остальной газовый поток проходит по центральной части трубы противотоком к периферийному потоку газа и выводится из нее через диафрагму  и холодный торец трубы  с температурой торможения Тх<Тс. Давление обоих потоков газа на выходе их трубы ниже давления рс, т.е. рх<рс и рг<рс.

	Создаваемый вихревой трубой эффект разделения потока газа с температурой торможения Тс на два потока — один с температурой торможения Тг>Тс и другой с температурой торможения Тх<Тс можно объяснить следующей упрощенной схемой процесса.

	В трубе движутся противотоком два вращающихся в одном направлении потока газа с разными законами распределения угловых скоростей и разной термодинамической температурой. Под термодинамической понимается действительная температура движущегося потока, т.е. температура, которую показал бы термометр, движущийся вместе с потоком.

	Периферийный поток газа перемешается от соплового сечения  к горячему концу, а центральный поток — в противоположном направлении, т.е. от горячего конца к сопловому сечению. Из-за торможения периферийного потока газа на пути от соплового сечения до сечения термодинамическая температура этого потока непрерывно растет, а его тангенциальная скорость снижается.

	Центральный поток газа, движущийся противотоком к периферийному, формируется из частиц газа, переходящих из периферийного потока. Термодинамическая температура и угловая скорость центрального потока имеют наиболее высокие значения вблизи горячего конца трубы и наиболее низкие вблизи диафрагмы.

	В процессе непосредственного взаимодействия центрального и периферийного потоков газа происходит выравнивание их термодинамических температур и угловых скоростей. При этом тепло и кинетическая энергия передаются от центрального потока периферийному. В результате температуре торможения периферийного потока возрастает, а центрального снижается [3].



























2. Выбор расчетных параметров воздуха



От параметров наружного воздуха зависят количество теплопритоков в камере, температура конденсации хладагента, холодопроизводительность, стоимость холодильной установки. Тепловая нагрузка на холодильную установку является наибольшей в самые жаркие летние дни, либо во время наибольшей эксплуатационной нагрузкой (при сезонной заготовке продукта).

Расчетные значения температуры и влажности воздуха в холодильных камерах выбирают в зависимости от их назначения, вида продуктов, технологических особенностей хранения и замораживания.

Расчетные параметры наружного воздуха и относительная влажность приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Расчетные параметры и относительная влажность наружного воздуха

Город

Географическая широта

Глубина промерзания

Температура °C

Относительная влажность %







средняя

летняя

зимняя

летняя

зимняя

Москва

55

-

7

19

-6

75

85



Температура хранения продукта и относительная влажность приведена 

в таблице 2.

Таблица 2 - Температура хранения продукта и относительная влажность

Продукт

Температура в камере, 

Относительная влажность, %

Температура поступающего продукта, 

Охлажденные яблоки

2

90

4

3. расчетная часть

3.1 Расчет площадей камер объекта, планировочные и строительные решения холодильника

Вместимость холодильника - исходная величина для определения вместимости холодильных камер и других помещений холодильника. Вместимость холодильника определяется производительностью предприятий, которые обслуживают холодильники. Согласно заданию, в проектируемом холодильнике фруктохранилищ яблоки составляют – 600 т.

3.2 Выбор планировки холодильника

Фруктовый холодильник состоит из следующих основных частей: главного корпуса, включающего охлаждаемый склад с теплоизолированными наружными ограждениями, транспортными платформами, примыкающими к охлаждаемому складу с западной и восточной сторон. Принимаем одноэтажную планировку холодильника. Преимущества одноэтажного холодильника - высокий уровень механизации погрузочно-разгрузочных работ, позволяющих значительно уменьшить стоимость проведения грузовых работ. Использование сборных унифицированных железобетонных конструкций позволяет сократить время строительства. Размер сетки колонн 6 х 12м, ширина транспортного коридора составляет 6 м. Пользуясь нормой загрузки единицы объема, можно определить грузовой объем Vгр, м3 помещений, необходимый для размещения груза в количестве, соответствующем действительной расчетной вместимости Е, т помещений

									(1)

где qv — норма загрузки единицы объема, т/м3

	Eпом — емкость охлаждаемого помещения, т

Принимаем qv=qvусл=0,34 т/м3, (то есть количеству фруктов приходящемуся на 1 м3)

							(2)

	Грузовая площадь камеры хранения охлажденной продукции Fгр рассчитывается по формуле:

 							(3)

Где hгр — грузовая высота камеры, м

Строительная площадь Fстр определяется по формуле:

						(4)

Где ? — коэффициент использования площади ( принимаем равным 0,8)

	Число строительных прямоугольников n определяем по формуле:

								(5)

Принимаем 6 строительных прямоугольников.

3.3.Строительно – изоляционные конструкции холодильников

Строительные конструкции холодильника должны быть прочными, устойчивыми к воздействию нагрузок, долговечными, огнестойкими, морозостойкими, экономичными.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет железобетон. Включение в конструкции ограждений холодильника тепловой изоляции и пароизоляционного слоя, которые должны быть непрерывными, определяет необходимость построения зданий из двух частей: несущего каркаса и самонесущих стен.

Фундамент и колоны

Фундаменты воспринимают всю нагрузку от строительных конструкций, груза и оборудования и передают ее на грунт. Поэтому он и должны быть прочными, долговечными, устойчивыми на опрокидывание и скольжение в плоскости подошвы. При строительстве холодильников применяют ленточные, отдельно стоящие и сплошные плотные фундаменты.

Ленточный фундамент представляет собой прямоугольник, располагающийся непрерывно под всем периметром стен. Нагрузка от стен может передаваться на ленточные фундаменты и на фундаментные балки, опирающиеся на фундаменты колонн. Под колонны закладываются отдельно стоящие ступенчатые или пирамидальные фундаменты из железобетона. В фундаментах предусматриваются гнезда – стаканы для установки сборных колонн. Под средние колонны принимаются фундаменты квадратного сечения, а под пристенные - прямоугольного.

На одноэтажных холодильниках применяются колонны квадратного сечения 400?400 мм. Длину колонны подбирают в соответствии с расположением верха стакана фундамента на 250—300 мм ниже бетонной подготовки под изолированные полы, в которую укладывают стержни для электрообогрева.

Стены и перегородки

Наружные стены здания холодильника выполняются из стеновых железобетонных панелей серии 1.423-4 имеющих высоту 6,0 м, ширину 3,0 м, толщину 120 мм. Для устойчивости стены крепятся к колоннам с помощью анкеров в средней части колонны и вверху.

Внутренние стены холодильника, отделяющие охлаждаемые помещения от коридоров, тамбуров, вестибюлей, выполняются из тех же материалов, что и наружные.

Покрытия холодильников

Для холодильников характерны бесчердачные покрытия, которые должны быть прочными, долговечными и экономичными, а кровли - водонепроницаемыми и атмосферостойкими.

В одноэтажных холодильниках покрытия балочные. На колонны укладываются балки, по которым настилают плиты покрытия.

Кровли защищаются от механических повреждений и снижения влияния солнечной радиации слоем битумной мастики толщиной 5 мм, в который втапливают окатанный гравий светлых тонов с зерном размером 5-15 мм. После остывания поверхность кровли окрашивается атмосфероустойчивой краской светлого тона.



Рис.1    Конструкция   наружной стены и покрытия    холодильника:

а — наружная стена: 1 — штукатурка цементная; 2 —кладка кирпичная; 3 — пароизоляция; 4 — теплоизоляция; 5 — отделочный слой; б — покрытие: 1 — кровельный рулонный ковер (он же пароизоляция); 2 — бетонная стяжка; 3 — засыпная теплоизоляция; 4 — плиточная теплоизоляция; 5 — железобетонная плита покрытия.

Полы



Пол состоит из основания и покрытия (чистый пол). Основаниями могут служить несущие конструкции перекрытий и подготовки, укладываемые поверх более слабых материалов, например изоляции. Полы должны иметь необходимую прочность, обеспечивающую длительную работоспособность при механических воздействиях, жесткость, должны быть безопасными для передвижения людей и транспортных средств, бесшумными, гигиеничными.

В качестве покрытия полов охлаждаемых помещений холодильников применяются бетонные или мозаичные плиты. Такие полы в наибольшей степени удовлетворяют предъявляемым требованиям.

Основание под мозаичный пол делают из бетона марки не ниже М-200, раствор для укладки плит Л1-200 - М-300, сами плиты из бетона марки М-300 - М-400. Размер плит 500?500?40 мм. Плиты армированы. На участках интенсивного движения транспортных средств допускается применение металлических плит (на платформах, в коридорах, вестибюлях).

Конструкция пола камер с низкими температурами имеет слой тепловой изоляции. Для защиты от проникновения грунтовых вод имеется слой гидроизоляции по бетонной стяжке.

Важной частью конструкции пола, лежащего на грунте, является обогревающее устройство, необходимое для исключения вспучивания грунта при замерзании грунтовых вод.

Двери. Воздушные завесы.

Для беспрепятственной загрузки и выгрузки камер, свободного перемещения транспортных средств, в стенах должны быть устроены проемы соответствующих размеров, закрываемые дверьми. Двери должны легко открываться и закрываться, обеспечивать плотное прилегание к коробке по всему периметру для уменьшения потерь холода.

 Прислонные двери с ручным для камер хранения грузов в штабелях с проемом 2000 ? 2300 мм, для камер, служебная дверь размером 1000 ? 2000 мм.

Откатные двери с механизированным управлением имеют проемы: 2000 ? 3100 мм.

Двери имеют изоляцию толщиной 150 мм из пенопласта. Защитой дверей от механических повреждений служит металлическая обшивка, которая одновременно является пароизоляцией. Коэффициент теплопередачи изоляционной двери 0,41   Вт/(м2.К). Для низкотемпературных камер предусматривается обогрев поверхностей контакта изоляционных дверей с дверными коробками по всему периметру. Для дверей с механическим приводом обогрев обязателен.

Для уменьшения притоков тепла в камеры у дверных проемов, выходящих непосредственно на платформы, предусматривается устройство воздушных завес, тамбуров или штор [3].







3.4 Расчет теплоизоляций



Изоляция неотъемлемая часть холодильной камеры, она значительно уменьшает количество теплоты поступающей в охлаждаемое помещение. Она позволяет поддерживать требуемые параметры воздушной среды, предотвращать усушку и порчу продуктов, а также к уменьшению расхода энергии на производство холода. 

          

          Данные по теплоизоляции наружной стены приведены в таблице 3



Таблица 3 - Толщина изоляционного слоя наружной стены  

Слои

№ Слоя

Наименование Материала

Толщина слоя ?,м

Коэффициент

?,Вт/мК

R= ?/ ?

м?К/Вт



1

Штукатурка сложный раствор по металлической сетке

0,020

0,98

0,02



2

Пенополиуретан ППУ-3

Требуется определить

0,05

Требуется определить



3

Пароизоляция – 2 слоя гидроизола на битумной мастике

0,004

0,30

0,13



4

Штукатурка цемента песочная

0,02

0,93

0,021



5

Кладка кирпичная на цементном растворе

0,38

0,81

0,469



6

Штукатурка сложным раствором

0,02

0,93

0,021



?R=0,544





Толщину теплоизоляции наружной стены находим по формуле (6):



?из = ?из [1 / К - (1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в)],                                                 (6)



где

К =0,23 - коэффициент теплопередачи изоляционной конструкции, 

(Вт / (м2К)),

1/?н = 0,043 - коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной поверхности ограждения, (Вт / (м2К)),

1/?в = 0,125 - коэффициент теплопередачи от внутренних поверхности 

ограждения к воздуху камеры, (Вт / (м2К)),

?i - толщина отдельных слоев ограждения, м, 

? - коэффициент теплопроводности изоляционного и строительного материалов, Вт/(мК).



?из = 0,05[1/0,23 - (0,043+0,544+0,125)] = 0,18 м



Принимаем толщину изоляционного слоя ?из.д = 200мм



Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (7):



Kдo = 1 / ((1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в) + ?из.д  / ?из)                                            (7)



Kдo = 1 / ((0,043 +0,544+ 0,125) +0,20/0,05) = 0,21 Вт/(м2К)











Данные по теплоизоляции внутренней стены приведены в таблице 4



Таблица 4 - Покрытие охлаждаемого помещения

Наименование и конструкция ограждения

№ Слоя

Наименование и материал слоя

Толщина ?i,м

Коэффициент теплопроводности

, Вт/(м2К)

Тепловое сопротивление

R= ?/ ?

м?К/Вт




1

Панель из керамзитобетона

0,240

0,47

0,51




2

Тепло-, пароизоляция Thermo Slabl-0,37

Требуется определить

0,05

Требуется определить




3

Пароизоляция – 2 слоя гидроизола на битумной мастике

0,064

0,36

0,023




4

Штукатурка сложным раствором

0,02

0,98

0,020



?R=0,544



Толщину теплоизоляции внутренней стены находим по формуле (6):



?из = ?из [1 / К - (1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в)]                                                  (6)

 

?из = 0,05[1/0,23 - (0,043 +0,544 + 0,125)] = 0,18 м



Принимаем толщину изоляционного слоя ?из.д = 200мм



Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (7):



Kдo = 1 / ((1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в) + ?из.д  / ?из)                                            (7)



Kдo = 1 / ((0,043 +0,544+ 0,125) +0,2/0,05) = 0,21 Вт / (м2К)

	Данные по теплоизоляции пола приведены в таблице 5



Таблица 5 - Толщина изоляционного слоя пола  

Слои

№ Слоя

Наименование Материала

Толщина слоя ?,м

Коэффициент

?,Вт/мК

R= ?/ ?

м?К/Вт





1

Минераловая плитка 

0,05

1,86

0,022



2

Бетонная подготовка

0,08

1,86

0,043



3

Пенополиуретан

ППУ-3

Требуется

определить

0,05

Требуется

определить



4

Песок

0,001

0,15

––



5

Бетонная подготовка

0,025

0,025

0,026



6

Рубероид

1,35

0,58

2,338



7

Бетонная стяжка

––

––

––



?R=2,429



Толщину теплоизоляции пола находим по формуле (6):



?из = ?из [1 / К - (1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в)]                                                  (6)



?изм = 0,05[1/0,18 - (2,429 + 0,111)] = 0,15 м



Принимаем толщину изоляционного слоя ?из.д = 150 мм



Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (7):



Кдo = 1 / ((?? / ? +1 / ?в) + ?из.д  / ?из)                                                         (7)



          Кдo = 1 / ((2,429 + 0,111)+0,15/0,05) = 0,18 Вт / (м2К)

	

	Данные по теплоизоляции потолка приведены в таблице 6

Таблица 6 - Толщина изоляционного слоя потолка 

Слои

№ Слоя

Наименование Материала

Толщина слоя ?,м

Коэффициент

?,Вт/мК

R= ?/ ?

м?К/Вт



1

5 слоев гидроизола на битумной мастике

0,012

0,3

0,04



2

Стяжка из бетона по металлической сетке

0,040

1,85

0,022



3

Пароизоляция (слой пергамина)

0,001

0,15

0,007



4

Пенополиуретан ППУ-3

Требуется

определить

0,05

Требуется

определить



5

Железобетонная

плита покрытия

0,035

2,04

0,017



?R=0,08

Толщину теплоизоляции потолка находим по формуле (6):



?из = ?из [1 / К - (1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в)]                                                 (6)



?из = 0,05 [1 / 0,22 - (0,043 + 0,08 + 0,111)] = 0,21 м



Принимаем толщину изоляционного слоя ?из.д = 225 мм



Действительное значение коэффициент теплопередачи находим по формуле (7):



Kgo = 1 / ((1 / ?н + ?? / ? +1 / ?в) + ?из.д  / ?из)                                            (7)



Kgo = 1 / ((0,043 +0,08 + 0,111) + 0,225/0,05) = 0,21 Вт/(м2К)





3.5 Определения теплопритоков в помещениях



Расчёт теплопритоков для камеры хранения охлажденных яблок.

 

          Теплоприток через ограждения камеры из-за разности температуры у ограждения определяется по формуле (8):



Q1T = K  F  (tн - tв) 						                        (8)



Расчет теплопритока через потолок холодильника:



          Q1T = 0,2172(28 - 2) = 468,72 Вт



  Расчет теплопритока через пол холодильника:



Q1T = 0,1872(28 - 2) = 401,76 Вт



          Расчет теплопритока через внутренние стены холодильника:



Q1T = 0,2157,6(-18 - 2) = - 241,92 Вт	

Q1T = 0,2128,8(-18 - 2) = - 120,96 Вт

Q1T = 0,2157,6(23 - 2) = 254,01 Вт

Q1T = 0,2128,8(23 - 2) = 127 Вт

Суммарный теплоприток:



? Q1T = 906,61 Вт



Теплоприток через ограждения камеры из-за действия солнечной радиации (Вт) вычисляется по формуле (9):



Q1C = K  F((tН -tв)+t) 	                                                                            (9)



Через потолок холодильника:

Q1C = 0,27248,7 = 701,28 Вт



Теплоприток через наружные ограждения определяется по формуле (10):



Q1 = Q1T + Q1C							                        (10)

Q1 = 906,61 + 701,28 = 1607,89 Вт



Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке зависит

от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукта, температуры продукта при поступлении в камеру и выпуске из нее, а так же от продолжительности холодильной обработки и определяется по формуле (11):



Q2пр = Mс  (iпост - iвып)  106 / (?  3600)	                                              (11)



Q2пр  = 10,8  (245,5 - 238,8) 106/ 243600 = 0,008 Вт

Теплоприток от тары определяется по формуле (12):

Q2т = Mт  Cт  (tпост – tвып)  106 / (?  3600)                                                (12)



Q2т = 1,08  2,3  (4-2)  106/ (24  3600) = 57,5 Вт





Общий теплоприток от упакованных продуктов при их холодильной обработке находим по формуле (13):



Q2 = Q2т + Q2пр                                                                                                 (13)



Q2 = 0,008 + 57,5 = 57,508 Вт



	Теплоприток при вентиляции охлаждаемого помещения определяется по формуле (14):



Q3 = Vк  ?  Pв (iн - iв)  103 / (24  3600)		                                   (14)
.......................