Проект холодильной установки распределительного холодильника емкостью 6500 т

   Выпускная квалификационная работа – проект холодильной установки распределительного холодильника емкостью 6500 т в городе Горно-Алтайск республики Алтай. Схема с последовательным сжатием и последовательным дросселированием хладагента.

   В технико-экономическом разделе представлена история города, его климатические условия, численность населения; рассмотрена промышленность, которая развита в данном городе; приведено обоснование выбора схемы ХУ.

   В конструкторско-технологической части разработана планировка распределительного холодильника, компрессорного цеха. Произведены вычисления и выбор планировки распределительного холодильника с использованием сэндвич панелей, вычислены теплопритоки с целью выбора главного и дополнительного холодильного оборудования. Подбор, установок и компоновка оборудования были произведены с учетом требований техники безопасности и СНиП.

   В специальном разделе рассмотрена система утилизации теплоты холодильной установки.













































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



1








































































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



2








































































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



3

ВВЕДЕНИЕ


     В настоящее время холод стал непременным элементом современного быта, область его использования широка. Трудно представить жизнь крупных городов, развитие пищевой промышленности (молочной, мясной, рыбной и т.д.) и торговли без холодильных машин различной мощности. С помощью холода осуществляется кондиционирование воздуха в производственных и бытовых помещениях. Даже развитие спорта потребовало применения холода для создания искусственных катков.

     Холодильная техника в настоящее время представляет собой высокоразвитую отрасль промышленности, способную удовлетворить самые разнообразные требования, возникающие в связи с необходимостью отводить теплоту от различных объектов при температурах ниже температуры окружающей среды.

     Не менее 40% производимой продукции необходимо подвергать холодильной обработке в целях предотвращения ее порчи, а также для хранения, транспортировки и реализации продукции.

     Сегодня становятся всё более актуальны поиски способа максимально снизить количество потребляемой электроэнергии, а непрерывно растущая стоимость энергоресурсов, делает этот поиск способом выживания на рынке. При этом холодильные установки для центрального или выносного холодоснабжения (например, в супермаркетах, на молокозаводах, ледовых дворцах и пр.) выделяют достаточно большое количество тепла, которое в процессе конденсации хладагента чаще всего утилизируется в окружающую среду при помощи воздушных конденсаторов. Именно за счет этого «бросового» тепла появляются возможности для энергосбережения в промышленности и торговле.

     Использование систем рекуперации тепла позволяет использовать эту теплоту для нагрева различных теплоносителей (воздуха, воды т.п.), экономить электричество, снизить электрическую нагрузку.

     Задачей данного проекта является разработка холодильной установки распределительного холодильника емкостью 6500 т в городе Горно-Алтайск республики Алтай.
















Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



4

1. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА


     Горно-Алтайск – город на юге Западной Сибири России, столица и единственный город в республике Алтай.

     Расположен в северо-западной части Алтайских гор, в межгорной котловине в окружении невысоких вершин на высоте 270—305 м над уровнем моря, в месте слияния рек Улалушки и Маймы, которые впадают в реку Катунь примерно в 250 километрах к северу от горы Белухи, высшей точки Алтая и Сибири.

     Горно-Алтайск расположен в межгорной котловине в окружении невысоких гор, что очень сильно влияет на погоду города. Климат города умеренный резко-континентальный, что определяет холодную и продолжительную зиму, непродолжительное и достаточно жаркое лето. А межгорное положение способствует задержке воздушных масс над городом.

     Зима продолжительная, начинается в первой половине ноября и длится до конца марта – первой половины апреля. Самый холодный месяц – январь – характеризуется средней температурой –15.4°С. Минимальная температура воздуха за весь период наблюдений составила -49°С. Весна приходит во второй половине апреля. Средняя температура наиболее теплого месяца (июль) года составляет +16.8°С. При этом от года к году она может изменяться от +11.4°С до +22.3°С, а абсолютный максимум температуры зафиксирован 11 августа 2002 г. и составил +44°С. Осень приходится на сентябрь и октябрь, в ноябре чаще всего уже наблюдаются устойчивые отрицательные температуры воздуха. Количество осадков примерно 57 мм между засушливым месяцем и самым влажным месяцем. В течение года средняя температура колеблется от 34.5 ° C.

     Город Горно-Алтайск очень небольшой, поэтому крупных фабрик и предприятий нет. В данный момент действующим заводом является завод железобетонных изделий.

     В ноябре 2011 года после долгой реконструкции открылся аэропорт Горно-Алтайск, что сделало город доступнее для туристов и отдыхающих. Уже много лет муссируется вопрос о строительстве железнодорожной ветки Бийск — Горно-Алтайск.

   Так как в город завозят пищевое сырьё из других городов, потому что в городе нет пищевой промышленности как таковой, то холодильный склад имеет место быть. Для этого и нужен этот проект холодильного склада. Это будет рациональное вложение средств и сил. В проекте предполагается получить дополнительный эффект за счет установки винтовых компрессоров. Они имеют следующие преимущества по сравнению с поршневыми: отсутствие клапанов, поршневых колец, отсутствие сопрягаемых быстроизнашивающихся деталей, исключается гидроудар. Благодаря этому, увеличивается срок службы компрессора.

Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



5

Кроме того, применение винтовых компрессоров позволяет плавно регулировать производительность (при помощи золотника).

   В проектируемой установке в качестве приборов охлаждения в камерах хранения применим воздухоохладители.

Воздухоохладители будут установлены в камерах хранения охлажденных и замороженных продуктов. Воздухоохладители характерны интенсивной циркуляцией воздуха, что позволяет сократить время термообработки.

     Предполагается, что принятые типы оборудования будут наиболее эффективны, целесообразны и экономически выгодны для проектируемого холодильника в городе Горно-Алтайск.






















































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



6

2. КОНСТРУКТОРСКО–ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Планировка холодильника

     Количество поступающих ежедневно грузов Gпост, т/сут, определяется по формуле(2.1) [1]:
GПОСТ  ?
ЕХОЛ  ? В
? mПОСТ ,



365

(2.1)

где mпост.- коэффициент неравномерности поступления грузов, mпост.=1,5?2,5 [1];
GПОСТ  ?
6500?5
? 2 ? 178


365








     Количество ежедневно выпускаемых грузов Gвып, т/сут, определяется по формуле (2.2) [1]:
Е ХОЛ  ? В
GВЫП  ?	253	??mВЫП?,	(2.2)
где mвып- коэффициент неравномерности выпуска грузов, mвып=1,1?1,5[1];
GВЫП  ?
6500?5
?1,3 ? 166,99


253








     Ёмкость камер хранения замороженных продуктов Ек.хр., т, определяется по формуле (2.3) [1]:

Ек.хр=0,75·Ехол,
(2.3)

Ек.хр=0,75·6500=4875


Площадь камер хранения замороженных продуктов F к.хр., м2,
определяем по

формуле (2.4) [3]:




FК . ХР  ?
ЕК . ХР.




qV  ? ? ? hГР ,
(2.4)





где qv – норма нагрузки на 1м3, т/м3 ;
h гр. – грузовая высота камеры ,  м ;
? – коэффициент использования строительной площади камеры.

F
?
4875


? 3482м2















К . ХР

0,35? 0,8
?5








Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:
n ? FК . ХР

fСТР  ,
(2.5)
где fстр – строительная площадь одного прямоугольника при принятой сетки колонн, м2 .

n ? 348272 ? 48,36

Принимаем 49 строительных прямоугольника.
Ёмкость универсальных камер Ек.хр., т, определяется  по формуле (2.6):

Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



7

Ек.хр=0,25·Ехол,
(2.6)

Ек.хр=0,25·6500=1625

Площадь универсальных камер Fк.ун., м2 определяем по формуле (2.4) [31]:

F
?
1625


? 1326,5м2















K .УН

0,35? 0,7
?5









Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

n ?
1326,5
? 18,42



72










Принимаем 19 строительных прямоугольников.
Ёмкость камер термообработки Ек.то., т, определяется  по формуле (2.7):

Ек.то=0,006·Ехол,
(2.7)
Ек.то=0,006·6500=39
Площадь камер термообработки Fк.то., м2 определяем по формуле (2.8) [3]:
F?
Е ??
(2.8)
К .TO.	qF  ? 24

Где Е – емкость камер термообработки, т;

? – продолжительность цикла холодильной обработки (оборачиваемость камеры), включая время на холодильную обработку, загрузку и выгрузку грузов, оттаивание камерных приборов и т.п., ч; ?=24ч;

qF – норма загрузки на 1 м2 строительной площади камеры, т/м2; qF=0,2 т/м2.
F	? 39??24 ? 195м2
К .TO.	0,2  24

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

n ? 19572 ? 2,7

Принимаем 3 строительных прямоугольника.
   Общая площадь основных камер хранения Fо.к.хр., м2,равна сумме площадей камер хранения замороженных продуктов F к.хр., м2 [3]:

Fо.к.хр= F к.хр.,

Fо.к.хр=4875м2

Площадь вспомогательных помещений Fвсп.,м2  определяем по формуле (2.9)
[3]:

Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



8

FВСП  ? 0,35? FО.К.ХР ,
(2.9)
F
? 0,35? 4875?1706,25м2

ВСП


Требуемая площадь машинного отделения Fмо., м2, определяем по формуле
(2.10) [3]:


FМО  ? 0,08? FО.К.ХР. ,
(2.10)
F
? 0,08? 4875? 390м2

МО



Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [31]:

n ? 39072 ? 5,4

Принимаем 6 строительных прямоугольника.
Требуемая площадь служебных помещений	Fсл., м2, определяем по формуле
(2.11) [3]:

FСЛ.  ? 0,15? FО.К.ХР. ,
(2.11)
FСЛ  ? 0,15? 4875? 731,25м2

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) [3]:

? 731,25 ?
n	10,1
72
Принимаем 11 строительных прямоугольников

   Доставка грузов на холодильник осуществляется автомобильным – 30%, и железнодорожным транспортом – 70%[3].
Длину автомобильной платформы La, м, рассчитаем по формуле (2.12) [1]:

LАВТ  ?
nАВТ  ?bАВТ  ??СМ  ?? АВТ  ? mАВТ



8
(2.12)






где naвт – число автомашин, которые должны прибывать за сутки; baвт - ширина кузова автомашины, м, baвт = 4м;

?.см. – доля от общего числа машин, прибывающих в течении первой смены, ?.см= 0,8;

mавт - коэффициент неравномерности прибытия автомобилей по отношению к их среднечасовому количеству, mавт = 1,5;
?авт - время загрузки или разгрузки одного автомобиля, ? = 0,6 ч.
Число автомашин nавт, шт, которые должны прибывать за сутки рассчитаем по
формуле (2.13) [1]:

Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ



9


Изм.	Лист


№ докум.


Подпись


Дата

nАВТ
?
GАВТ





g АВТ  ??АВТ  ,
(2.13)






где Gaвт – количество поступающего или выпускаемого груза посредством автомобилей, т/сут;
gaвт – грузоподъемность автомобиля, gaвт = 3т ;
?авт – коэффициент использования грузоподъемности автомобиля,
?авт = 0,6.
     Количество грузов поступающих и вывозимых автотранспортом, рассчитываем по формуле (2.14)[3] :

GАВТ  ? (GПОСТ  ? GВЫП ) ?30%
(2.14)






GАВТ  ? (178?166) ? 0,3 ? 103,25т / сут


nАВТ  ?
103,25
? 57,36








3 ? 0,6



Принимаем naвт = 58 автомобилей в сутки.

LАВТ
?
58? 4 ? 0,8
? 0,6 ?1,5
? 20,8м



8












Принимаем длину автомобильной платформы Laвт = 120 м.

Длину железнодорожной платформы Lжд , м, рассчитаем по формуле (2.15) [1]:

LЖД  ?
nВАГ  ?lВАГ  ? mВАГ




П
,
(2.15)







где nваг – число вагонов, которые должны прибывать за сутки;
lваг – длинна  вагона, м, lваг = 22 м;
mваг - коэффициент  неравномерности  подачи  вагонов, m = 1,5;
П - число подач вагонов в сутки, П = 3.

   Число вагонов nваг, шт., которые должны прибывать за сутки рассчитаем по формуле (2.16) [1]:
nВАГ
?
GЖД





g ВАГ  ??ИСП  ,
(2.16)






где Gжд - максимальное количество груза в сутки, перевозимого из холодильника, т/сут;


Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



10

? ИСП -коэффициент использования грузоподъемности вагона, ?ИСП =0,75, gваг - грузоподъемность вагона, gваг = 30 тонн.

   Максимальное количество груза в сутки, поступающего в холодильник по железной дороге Gжд, т, рассчитаем по формуле (2.17) [1]:

GЖД  ? (GПОСТ
? GВЫП ) ? 70%
,
(2.17)








GЖД  ? (178?166) ? 0,7 ? 240,8т / сут


nВАГ
?
240,8
? 8,026










40? 0,75




принимаем nваг = 9 вагонов в сутки.

? 9 ? 22?1,5 ?
LЖД	3	99м

     Принимаем длину железнодорожной платформы такой, чтобы железнодорожная платформа могла вместить за один раз секцию, состоящую из пяти вагонов, то есть Lжд = 120 м.
Планировка холодильника приведена на рисунке 2.1.





































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



11

Рисунок 2.1 Планировка распределительного холодильника.







































































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



12

Таблица 2.1 Экспликация помещений холодильника






Поз.
Наименование
Кол.





I
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

II
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

III
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

IV
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

V
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

VI
Универсальная камера tB  ???25/ 0 0С
1

VII
Универсальная камера tB  ???25/ 0 0С
1

VIII
Универсальная камера tB  ???25/ 0 0С
1

IX
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

X
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

XI
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

XII
Универсальная камера tB  ???25/ 0 0С
1

XIII
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

XIV
Камера замораживания tB  ???30 0С
1

XV
Камера замораживания tB  ???30 0С
1

XVI
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

XVII
Хранение замороженной продукции tB  ???25 0С
1

XVIII
Загрузочно-разгрузочная камера tB  ???20 0С
1

XIX
Транспортный коридор
2

XX
Железнодорожная платформа
1

XXI
Автомобильная платформа
1

XXII
Служебное помещение
1

XXIII
Компрессорный цех
1























Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



13

2.2 Расчет толщины теплоизоляционного слоя ограждений

Принимаем, что здание холодильника - каркасного типа из унифицированных

сборных железобетонных элементов; колонны сечением 400х400 мм, стропильные балки односкатные длиной 12 м и высотой 890 мм. Высота камер до низа балки 6 м. Покрытие бесчердачного типа. Кровельные плиты длиной 6 м и толщиной полки 220 мм. Полы с электрообогревом грунта [2].

   Принимаем, что все наружные стены здания выполнены из вертикальных железобетонных панелей с утеплителем из пенопласта полистирольного ПСБ-С.

   Для расчета толщины теплоизоляционного слоя ограждений необходимо знать температуру воздуха внутри камер, а для наружных стен - еще и среднегодовую температуру наружного воздуха. Среднегодовую температуру наружного воздуха принимаем для г. Горно-Алтайск равной 3,2°С, [3].

Толщину теплоизоляционного слоя ограждения рассчитываем для всех камер.

2.2.1 Наружные стены

Таблица 2.1 Состав внутренней стеновой панели












1

2

3

4










Коэффицие



Наименование

Толщина
нт


№



теплопрово



и материал слоя

?, м







дности   ?,

















Вт/(м•К)



Штукатурка






1
сложным  раствором
0,020
0,98



по
метали-
ческой





сетке







Теплоизоляция  из

Требует



2
пенопласта


ся
0,05



полистирольного

определ

0,108









ПСБ-С


ить




Пароизоляция
(2




3
слоя
гидроизола
на
0,004
0,30



битумной мастике)





4
Наружный
слой
из
0,140
1,86



тяжелого бетона















   В качестве расчетной конструкции наружных стен принимаем конструкцию стен в камерах хранения замороженных грузов tв = -25°С. Требуемый

коэффициент теплопередачи покрытия k0тр =0,23 Вт/(м2·К) [3],



Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



14

   Необходимую толщину теплоизоляционного слоя ?изтр , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:

тр
?
1

?
1

n  ?i

1
??



?


?





??


?из
???из?


?
?



?
?

?



??
(2.18)




тр



?
н


?


?





? k
0

?




i ?1
i



в ??



?













?


где ?из - коэффициент теплопроводности изоляционного слоя конструкции, Вт/(м2•К);
k0тр - требуемый коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К);

? н - коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ограждения, Вт/(м2·К); ?i - толщина i-го слоя конструкции ограждения, м;

?i - коэффициент теплопроводности i-го слоя конструкции ограждения, Вт/(м2·К);

? в - коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны ограждения, Вт/(м2·К).

тр
?
1

? 1

1
??

?из
? 0,05?


???


? 0,108?

?? ? 0,203



0,23

23

8



?

?



??

    Принимаем толщину изоляционного слоя 225 мм (два слоя по 100мм и 25мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой определяем действительное значение коэффициента теплопередачи k0д Вт/(м2·К) по формуле (2.19) [3]:

k д
?










1











(2.19)






























?
1


?



1

?

?




0






n

















?




?



i





?



из.д.







?
?н
?


?i
?
?в
?
?

?из







?


i ?1





?






k д  ?








1












? 0,188































? 1





1 ?












0




? 0,108 ?

?
0,225





























?








?












































? 23


7 ?


0,05















2.2.2 Покрытие охлаждаемых камер.


Таблица 2.2 Состав покрытия охлаждаемых помещений






Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



15







Коэффицие
?
?i





Наименование и
Толщин
нт


,



№

а
теплопров

?i





материал слоя










?, м
одности ?,
м2
? К










Вт






Вт/(м·К)







5 слоев гидроизола








1
на
битумной
0,012
0,3







мастике










Стяжка
из  бетона








2
по  металлической
0,040
1,86







сетке









3
Пароизоляция
0,001
0,15
0,079




(слой  пергамина)

















Теплоизоляция  из
Требуется







4
пенопласта

0,05







полистирольного
определит








ПСБ-С

ь







5
Железобетонная
0,035
2,04







плита покрытия


















    В качестве расчетной конструкции принимаем конструкцию покрытия в камерах замораживания tв = -30°С. Требуемый коэффициент теплопередачи

покрытия k0тр =0,18 Вт/(м2·К), [3]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем ?в =7 Вт/(м2·К), ?н =23 Вт/(м2·К), [3].

    Необходимую толщину теплоизоляционного слоя ?изтр , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:


?
1

? 1



1
?
?


? тр ?
?

?

?

?


???






?


0,079


?

0,247

из
0,05?









?



? 0,18

? 23


7
?
?




    Принимаем толщину изоляционного слоя 250 мм (два слоя по 100мм и 50мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой определяем действительное значение коэффициента теплопередачи k0д Вт/(м2·К) по формуле (2.19) [3]

k 0д  ?


1





? 0,19













?



?







1
? 0,079 ?
1

?
0,250


?



?

















?
23

7
?

0,05







Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



16

2.2.3 Полы охлаждаемых камер.

    Теплоизоляцию полов всех камер принимаем одинаковой. Состав пола показан в таблице 2.3. В качестве расчетной конструкции принимаем конструкцию пола в камерах хранения мороженых продуктов tв = -25°С.

Таблица 2.3 Состав пола охлаждаемых помещений















Коэффици

?i


















ент
?

,





№
Наименование и
Толщин
теплопров

?i



















материал слоя




а ?, м

одности
м2 ?К

















?,

Вт





































Вт/(м·К)









Монолитное бе-













1
тонное





0,040

1,86









покрытие

из












тяжелого бетона













2
Армобетонн




0,080

1,86









ая стяжка




































Пароизоляци
















3
я
(1
слой




0,001

0,15









пергамина)
















4
Плитная теп-



Требуется
0,05
2,43





ло изоляция



определить






















Цементно-
















5
пес-
чаный




0,025

0,98









раствор

















6
Уплотненны




1,5

0,58









й песок




































Бетонная

















7
подготовка


с

—

—









электро-




































нагревателями












Требуемую толщину изоляционного слоя  ?изтр , м, рассчитаем по формуле

(2.18) [3]:






















тр

?
1


?
1

??










?из
? 0,05?



???

? 2,43?? ? 0,110











0,21

7












?

?


??












Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



17

    Принимаем толщину изоляционного слоя 125 мм (один слой 100мм и один 25мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой то определяем действительное значение коэффициента теплопередачи

k0д , Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3]:

k0д  ?


1




? 0,18 Вт/(м2·К)


?
?
1 ?
?
0,125











?2,43


?












0,05





?

7 ?







2.2.4 Внутренние стены.

    Принимаем, что стены между охлаждаемыми помещениями и грузовым коридором выполнены из керамзитобетонных панелей 240 мм с теплоизоляцией из плит пенопласта полистирольного марки ПСБ-С. Состав внутренней стены показан в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Состав внутренней стеновой панели






Коэффи-



№



циент



С
Наименование
и
Толщина
теплопро-



ло
материал слоя

?, м
водности



я



?,







Вт/(м·К)



1
Панель  из  керамзито-
0,240
0,47




бетона (? = 1100кг/м3)






Пароизоляция
(2





2
слоя  гидроизола
на
0,004
0,30




битумной мастике)






Теплоизоляция  из  пе-
Требуется

0,543


3
нопласта  полистироль
определить
0,05




ного ПСБ-С







Штукатурка  сложным





4
раствором  по  метали-
0,020
0,98




ческой сетке






   Требуемый коэффициент теплопередачи внутренних стен k0тр =0,28 Вт/(м2 ·К), [3]
    Требуемую толщину изоляционного слоя ?изтр , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:





Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



18

тр
?
1

? 1

1
??

?из
? 0,05?


???


? 2,43 ?

?? ? 0,139



0,28

8

8



?

?



??

    Принимаем толщину изоляционного слоя 150 мм (один слой 100мм и один 50мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой то определяем действительное значение коэффициента теплопередачи

k0д , Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3] :

k0д  ?



1




? 0,18 Вт/(м2
·К)


? 1
? 2,43 ?
1
?
?
0,150














?




?











8


0,05





? 8


?









2.2.5 Внутренние перегородки.

    Принимаем, что все внутренние перегородки между камерами выполнены железобетонными толщиной 80 мм с теплоизоляционными плитами из пенопласта полистирольного марки ПСБ - С. Состав стены показан в таблице 2.5. Толщину теплоизоляционного слоя принимаем в зависимости от температур в камерах разделяемых перегородкой.

Таблица 2.5 Состав внутренней перегородки












Коэффи-







№






циент









Наименование

Толщин
теплопро-







слоя














и материал слоя

а ?, м
водности



























?,














Вт/(м·К)









Наружный
слой









1

из
тяжелого
0,080
1,86









бетона














Пароизоляция
(2









2

слоя
гидроизола
0,004
0,30









на
битумной











мастике)













Теплоизоляция  из


0,076






3

пенопласта полис-
Требуется
0,05









тирольного
ПСБ-
определить























С














Штукатурка слож-









4

ным раствором по
0,020
0,98









металлической

























сетке





















Лист











АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.   Лист
№ докум.
Подпись
Дата




19














     Для перегородок между камерами с одинаковой температурой, например между камерами хранения замороженных грузов, k0тр =0,58 Вт/(м2 ·К) [3].

    Требуемую толщину изоляционного слоя ?изтр , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3] :


тр
?
1

?
1

0,08

0,004

0,02

1
??


?
из
? 0,05?


???


?


?


?


?


??
? 0,071


























?
0,58
??8

1,86


0,3


0,98

8
?




?












??



Принимаем толщину теплоизоляционного слоя 75 мм.
Действительный коэффициент теплопередачи K0тр  ? К0д  ? 0,58 Вт/(м2 ·К).

   Для перегородок между морозильными камерами tВ ???300 С и камерами хранения замороженных грузов tВ ???250 С , k0тр =0,5 Вт/(м2 К) [3].

Требуемую толщину изоляционного слоя ?изтр , м, рассчитаем по формуле (2.1)

[3] :


тр
?
1

?
1

0,08

0,004

0,02


1 ??


?
из
? 0,05?


???


?


?


?


?


??
? 0,084


























?
0,5
??8

1,86


0,3


0,98



?




?











11??


   Принимаем толщину изоляционного слоя 100 мм (один слой 100мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой то определяем действительное значение коэффициента теплопередачи
k0д , Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3]:

k0д  ?








1









? 0,43























?
1
?
0,08
?
0,004
?
0,02
?

1 ?
?
0,100



















?













?



























?
9

1,86


0,3


0,98

11?

0,05




   Для перегородки между камерой хранения замороженных грузов tВ ???250 С и экспедицией tB ? 00 С , k0тр =0,29 Вт/(м2 ·К) [3].

    Требуемую толщину изоляционного слоя ?изтр , м, рассчитаем по формуле (2.18) [3]:


тр
?
1

?
1

0,08

0,004

0,02

1
??


?
из
? 0,05?


???

?


?


?


?


??
? 0,157

























?
0,29
??9

1,86


0,3


0,98

8
?




?












??



   Принимаем толщину изоляционного слоя 150 мм (один слой 100мм и один 50 мм). Поскольку принятая толщина теплоизоляции отличается от требуемой и разность температур в смежных камерах больше 100 С, необходимо провести проверку на выпадение конденсата на поверхности перегородки в камере с более высокой температурой.




Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



20

    Чтобы не происходило влаговыпадения, температура поверхности перегородки в этой камере ? В должна быть выше температуры точки росы tТ .Р. внутреннего воздуха.
По  диаграмме  i-d  влажность  воздуха	устанавливаем,  что  при	tB  ? 00 С	и

? B  ? 90 % tT .P.  ???1,50 C [3].

Температуру поверхности определяем по формуле (2.20) [3]:
? В  ? tB  ?
tB  ? tH
,
(2.20)







R  ??
B



0




? В ? 0 ? 01? 25? ???0,720 С 0,26 9

Так как температура внутренней поверхности перегородки ? В  ???0,720 С  выше

температуры  точки  росы

tT .P.  ???1,50 C ,выпадение  конденсата  не
произойдет.

Следовательно,   толщина

теплоизоляционного

слоя
принята
правильно.

Определяем действительное значение коэффициента теплопередачи


k0д , Вт/(м2 ·К), по формуле (2.19) [3]:














k0д  ?









1










? 0,29



























?
1
?
0,08
?
0,004
?
0,02
?
1
?
?
0,150























?














?









9

1,86


0,3


0,98

8


0,05






?











?








    Результаты расчетов толщины теплоизоляции и коэффициентов теплопередачи ограждаемых конструкций определяем по формулам (2.18), (2.19) и сводим в таблицу 2.6.
































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



21

 Таблица 2.6 Результаты расчетов толщины теплоизоляции и коэффициентов теплопередачи ограждаемых конструкций






Толщина
Коэффициент






теплоизоля-
теплопередачи

Ограждения

? н,
? в,
ционного
,



tв,°С
Вт/(м2К)
Вт/(
слоя, мм

2





2


Вт/(м К)





м К)










?изтр

?изд
?од





















1

2
3
4
6

7
9










Наружная








стена камер








хранения
-25
23
7
203

225
0,188

замороженн

















ых грузов

















Покрытия








камер









заморажива
-30
23
7
247

250
0,2

ния


















Полы камер








хранения








замороженн
-25
23
7
110

125
0,18

ой









продукции

















Внутренние








стены









камер

-25
8
8
139

150
0,18

хранения

















замороженн








ых грузов

















Перегородк








а
между
-25/-25
8
8
71

75
0,229

камерами

















Перегородк








а
между
-30/-25
8
11
84

100
0,43

камерами

















Перегородк
-25/0







а
между

9
8
157

150
0,43

камерами






























Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



22

2.3. Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения холодильника.

2.3.1 Теплоприток от окружающего воздуха через ограждения охлаждаемых помещений


    Расчетная температура наружного воздуха tн.р., 0С, рассчитывается по формуле [1]:


tн. р. ? а ?tср.мес. ?b ?tаб max ,
(2.21)

где	tср. мес. – среднемесячная температура в городе Горно-Алтайске, принимаем согласно СНиП II 23-01-99 [4];

tаб. max– температура абсолютного максимума, т.е. наивысшая температура воздуха, наблюдавшаяся в данном районе;

а и б – коэффициенты.

tн. р.  ? 0,4 ? 20,3 ? 0,6 ? 44 ? 34,52 ? 350 С

    В качестве примера возьмем расчет теплопритоков от окружающего воздуха через ограждения для камеры №1.

    Теплоприток через стену наружную северную Q1Т, кВт, рассчитывается по формуле[1]:


Q1T  ? K Д ? F ?(tн ?tпм ) ,
(2.22)


где	Kд – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2·К);

F – площадь теплопередающей поверхности ограждения, м2; tн – температура за пределами охлаждаемого помещения; tпм – температура в охлаждающем помещении.

Q1T  ? 0,188?144? (35 ? (?25)) ?1,62 .

    Теплоприток через стену наружную восточную Q1Т, кВт, рассчитывается по формуле (2.22):

Q1T  ? 0,188? 72? (35 ? (?25)) ? 0,81.

    Теплоприток через перегородку с камерой №2 Q1Т, кВт, рассчитывается по формуле (2.22):


Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



23

Q1T  ? 0,229?144?(?25?(?25)) ? 0

Теплоприток через пол  Q1Т, кВт, рассчитывается по формуле (2.22):

Q1T  ? 0,18?288?(1?(?25)) ?1,347

Теплоприток через покрытиеQ1Т, кВт, рассчитывается по формуле (2.22):

Q1T  ? 0,2?288?(35?(?25)) ? 3,456

    Теплоприток от действия солнечной радиации , Q1с, кВт, рассчитывается по формуле [1]:

Q1c  ? kд F?tc ,	(2.23)

где	kд – действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2? К); F – площадь поверхности ограждения, облучаемого солнцем, м2;

?tс – избыточная разность температур, характеризующая действие солнечной радиации в летнее время, 0С.

Q1c  ? 0,2?288?7,2 ? 0,414.

    Теплоприток через стену наружную восточную Q1С, кВт, рассчитывается по формуле (2.23):

Q1c  ? 0,188?72?9,8 ? 0,132

Общую сумму теплопритоков Q1Т,Q1С, кВт, рассчитывается по формуле [1]:
Q1ка№1 ? Q1T  ? Q1C
(2.24)
Q1ка№1 ?1,62? 0,81? 0 ?1,347?3,456? 0,414? 0,132? 7,78 .

    Результаты расчетов теплопритоков от окружающего воздуха через ограждения охлаждаемых помещений заносим в таблицу 2.7.

Таблица 2.7 -Результаты расчетов теплопритоков от окружающей среды

КАМЕРА 1 (-25оС)


Кд,
F,м2
tн,оC
t,оС
Q1Т,кВ
tс,оC
Q1С,кВ
Q1об,кВ


Вт/(м2К)













т

т
т











Стена









наружная
0,188
72
35
60
0,81
9,8
0,132


восточная



















Стена







7,78

наружная
0,188
144
35
60
1,62
-
-












северная



















Перегородка с
0,229
144
-25
0
0
-
-


камерой №2































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



24

Продолжение таблицы 2.7

Покрытие

0,2


288

35

60

3,456
7,2
0,414




















Пол

0,18


288

1

26

1,347
-
-
























КАМЕРА 2 (-25оС)





























Кд,
F,м2

tн,оC

t,оС
Q1Т,кВ

tс,оC
Q1С,кВ

Q1об,кВ


Вт/(м2К)






















т


т

т




















Стена


















наружная
0,188
72

35

60
0,81

9,8
0,132



восточная





































Перегородка с
0,229
144

-25

0

0


-
-



камерой №1


































Перегородка с
0,229
144

-25

0

0


-
-

6,16

камерой №3





















































Перегородка с
0,229
72

-25

0

0


-
-



камерой №7
















































Покрытие
0,2
288

35

60
3,456

7,2
0,414

















Пол
0,18
288

1

26
1,347

-
-

























КАМЕРА
3 (-25оС)





























Кд,
F,м2

tн,оC

t,оС
Q1Т,кВ

tс,оC
Q1С,кВ

Q1об,кВ


Вт/(м2К)






















т


т

т




















Стена


















наружная
0,188
72

35

60
0,81

9,8
0,132



восточная





































Перегородка с
0,229
144

-25

0

0


-
-



камерой №4





















































Перегородка с
0,229
144

-25

0

0


-
-

6,16

камерой №2





















































Перегородка с
0,229
72

-25

0

0


-
-



камерой №8
















































Покрытие
0,2
288

35

60
3,456

7,2
0,414

















Пол
0,18
288

1

26
1,347

-
-

























КАМЕРА
4 (-25оС)





























Кд,
F,м2

tн,оC

t,оС
Q1Т,кВ

tс,оC
Q1С,кВ

Q1об,кВ


Вт/(м2К)






















т


т

т




















Стена


















наружная
0,188
72

35

60
0,81

9,8
0,132

6,16

восточная








































Лист

АКЗ.00.00.000.ПЗ

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата



25

Продолжение таблицы 2.7


Перегородка с

0,229



144

-25

0

0
-
-



камерой №3






























































Перегородка с

0,229



144

-25

0

0
-
-



камерой №5






























































Перегородка с

0,229



72

-25

0

0
-
-



камерой №9






























































Покрытие

0,2



288

35

60

3,456
7,2
0,414


























Пол

0,18



288

1

26

1,347
-
-


































КАМЕРА 5 (-25оС)






































Кд,

F,м2

tн,оC

t,оС
Q1Т,кВ

tс,оC
Q1С,кВ

Q1об,кВ






Вт/(м2К)




























т


т

т



























Стена























наружная

0,188

72

35

60
0,81

9,8
0,132





восточная














































Стена























наружная

0,188

144

35

60
1,62

5,9
0,16





южная









































7,94



Перегородка с

0,229

144

-25

0

0


-
-





камерой №4
























.......................