Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Проект холодильника при мясокомбинате вместимостью 800 т в г. Новгороде

Федеральное агентство по образованию

ФГОУ СПО «Мелеузовский механико–технологический техникум»

Специальность 150414

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

ПРОЕКТ ХОЛОДИЛЬНИКА ПРИ МЯСОКОМБИНАТЕ ВМЕСТИМОСТЬЮ 800 т В Г. НОВГОРОДЕ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Студент: И.Н. Кузнецов

Руководитель проекта: М.Р. Мицукова

Консультант

по экономической части: Н.А. Гаврилова

Нормоконтроль: В.В. Прокудин

Мелеуз 2008

ОГЛАВЛЕНИЕ

	Введение
1.	Технико-экономическое обоснование	5
2.	Выбор расчётных параметров	6
3.	Расчёт площади холодильника	10
4.	Расчёт теплоизоляции	15
5.	Тепловой расчёт холодильника	21
6.	Выбор системы охлаждения	28
7.	Расчёт и подбор компрессора	29
8.	Расчёт и подбор теплообменных аппаратов	42
9.	Расчёт и подбор вспомогательного оборудования	46
10.	Автоматизация холодильной установки	52
11.	Подбор приборов автоматики	54
12.	Издержки производства и основные показатели работы предприятия	57
13.	Охрана труда и окружающей среды	62
14.	Индивидуальное задание: Определение утечек аммиака из системы	68
	Заключение	71
	Список использованных источников	72

ВВЕДЕНИЕ

Без холодильной техники невозможно прокормить растущее население планеты, поэтому важно развитие и совершенствование, расширение функциональных возможностей. На предприятиях торговли и общественного питания для бесперебойного снабжения населения продуктами необходимо хранить запасы пищевых продуктов, в том числе и скоропортящихся, требующих создания и поддержания температурно-влажностного режима хранения.

Лучший способ хранения пищевых продуктов – это консервирование холодом. При обработке пищевых продуктов холодом подавляется жизнедеятельность микроорганизмов, замедляются биохимические процессы, поэтому сохраняются первоначальное качество пищевых продуктов, их естественный вид, вкус, питательная ценность.

В процессе производства и увеличения объемов реализации пищевых продуктов немаловажная роль принадлежит холодильной технике, которая позволяет:

создавать запасы скоропортящихся пищевых продуктов в широком ассортименте.
увеличивать продолжительность хранения замороженных продуктов.
продавать пищевые продукты сезонного производства равномерно в течение года.
снижать товарные потери при хранении и транспортировке продовольственных товаров.
внедрять прогрессивные метода оказания услуг населению предприятиями торговли и общественного питания, обеспечивая высокий уровень обслуживания.
удовлетворять потребности населения в доброкачественных продуктах питания.

ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

Проектом предусмотрено строительство холодильника при мясокомбинате вместимостью 800 т в городе Новогороде.

Новгород - один из древнейших русских городов. В русских летописях впервые упоминается под 859, в зарубежных источниках упоминания о нём относятся к ещё более раннему времени (у готского историка Иордана, 6 в., Новиетун - кельтская калька древнерусского Новгород). В те времена город представлял собой просто укреплённое (огороженное) селение. За одним из таких вновь образованных городов закрепилось название Новый город, обычно в мировой топонимии: Новогород-Северский, Нижний Новгород, Новгород-Волынский, а также Нойштадт, Ньютаун, Неаполь и т.д.

В Великую Отечественную войну почти полностью разрушен. В 1950-60 гг. отстроен фактически заново.

С 1998 называется Великий Новгород.

Территория (кв. км): 561,5

Рассчитывается численность населения города с перспективой на 5 лет:

Ч_п = Ч_ф · (1+ Р/100)⁵, (1.1)

где Ч_ф – фактическая численность населения города, чел

Р – процент прироста населения, 1,5 %.

Ч_п = 216,7 · (1 + 1,5% / 100%)⁵ = 234,04 тыс. чел.

Рассчитывается потребность населения в овощах по формуле:

П_н = Ч_п · Н_п/1000, (1.2)

где П_н – потребность населения в овощах, т;

Н_п – норма потребления овощей на 1 человека в год, кг.

П_н = 234040 · 81 / 1000 = 18957,24 т.

Рассчитывается пропускная способность холодильника овощной базы по формуле:

М = Е · (Т – t), (1.3)

где М – пропускная способность холодильника, т;

Е – максимальная вместимость холодильника, т;

Т – количество дней в году, 360 дней;

t – количество дней на профилактический ремонт камер, 48 дней.

М = 800 · (360 – 48) = 249600 т.

В год холодильник овощной базы пропускает 249600 т овощей, потребность населения в овощах составляет 18957,24 т, избыток составит 230642,76 т, таким образом, овощами будет снабжаться не только население города Новгорода, но и жители других населенных пунктов Новгородской области.

В городе Новгороде целесообразно строительство холодильника при мясокомбинате вместимостью 800 т.

2.ВЫБОР РАСЧЁТНЫХ ПАРАМЕТРОВ

Расчётный режим холодильных установок характеризуется температурой кипения t₀, конденсации t_к, всасывания (паров на входе в компрессор) t_вс и переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем t_п. Значения этих параметров выбирают от назначения холодильной установки и расчётных наружных условий.

2.1 Расчётные параметры наружного воздуха

От параметров наружного воздуха (в основном от температуры), зависит количество теплопритоков в камеры, температура конденсации холодильного агента, температура воды охлаждаемой в градирне или поступающей из естественных водоемов, температура грунта, холодопроизводительность и стоимость холодильной установки.

Холодильные установки рассчитывают, как правило, на самый жаркий период года. В качестве расчётной летней температуры наружного воздуха для города Новгород принимается t_р.л = 30 ⁰С, в качестве расчётной зимней температуры наружного воздуха принимается t_р.3 = –25 ⁰С, в качестве среднегодовой температуры наружного воздуха принимается t_ср = 4,5 ⁰С, в качестве расчётной летней относительной влажности наружного воздуха принимаются φ = 54 %, а расчётной зимней влажности принимается φ = 85 % .

2.2 Определение расчётной температуры воды для конденсаторов

При оборотном водоснабжении начальную температуру воды для охлаждения конденсаторов принимают на 2 – 3 ⁰С выше температуры воздуха по смоченному термометру.

Для определения температуры воздуха по смоченному термометру пользуются i - d диаграммой влажного воздуха. По известной расчётной летней температуре и относительной влажности наружного воздуха определяют точку пересечения, которую обозначают буквой А.

Через точку А проводят линию параллельную линии теплосодержания до оси ординат и определяют значение теплосодержания i_А = 68 кДж/кг.

Далее, опускаясь по линии теплосодержания до линии насыщения воздуха водяным паром, т.е. φ = 100 %, определяют точку пересечения, которую обозначают буквой В.

Температура насыщенного воздуха в точке В будет искомой температурой t_м_._т = 22 ⁰С.

φ=54%

i, i = const

кДж/кг

t_р.л = 30⁰С А

φ=100%

t_м.т=22⁰С В

d, г/кг

Рис. 1. i – d диаграмма влажного воздуха.

Температура воды, входящей в конденсатор определяется по формуле:

t_в1 = t_мт + (2…3⁰С), (2.1)

где t_мт – температура воздуха по мокрому термометру, ⁰С.

t_в1= 22 + 2 = 24 ⁰С.

Температура воды, выходящей из конденсатора, определяется по формуле:

t_в2 = t_в1 + (4…5⁰С), (2.2)

t_в₂ = 24+ 5= 29 ⁰С.

Температура конденсации определяется по формуле:

t_к= (t_в1 + t_в2) / 2 + (4…6⁰С). (2.3)

t_к = (24 + 29) / 2 + 4,5 = 31⁰С.

2.3 Определение расчётных параметров внутреннего воздуха, продуктов и продолжительности холодильной обработки

Расчётные значения температуры и влажности воздуха в охлаждаемых помещениях (в камерах) выбираются в зависимости от их назначения, вида продукта, технологических особенностей хранения (замораживание, охлаждение, хранение и так далее).

Расчётные параметры воздуха холодильных камер при мясокомбинате приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Расчётные параметры воздуха

№ п/п

Камеры

Параметры воздуха

Температура продуктов

Продолжительность холодильной обработки и хранения τ, ч

t,⁰С

φ, %

поступ.

t_пост, ⁰С

выпуск. t_вып, ⁰С

№ 1

№ 2

№ 3

№ 4

Охлаждение мяса

Хранение охлаждённого мяса

Замораживание мяса

Хранение замороженного мяса

–3

–1

–30

–20

95 – 98

85 – 95

95 – 98

85 – 95

–8

–1

–18

–20

22 - 28

Расчётная температура грунта под полом при электрообогреве грунта принимается равной 2 ⁰С.

3. РАСЧЁТ ПЛОЩАДИ ХОЛОДИЛЬНИКА

Холодильники мясокомбинатов являются частью производственного предприятия, поэтому размещение холодильника по отношению к другим зданиям и его внутренняя планировка подчиняются общей технологии производства продуктов на данном предприятии.

Обычно холодильник размещают между мясожировым и мясоперерабатывающем корпусами мясокомбината и связывают с ними транспортными коридорами.

В составе холодильника предусматривают камеры охлаждения и замораживания мяса, а также камеры хранения охлаждённого и замороженного мяса.

Исходной величиной при расчёте площади холодильника является его вместимость. Вместимость камеры охлаждения мяса составляет 40 т, камеры хранения охлаждённого мяса – 80 т, камеры замораживания мяса – 20 т, камеры хранения мороженного мяса – 660 т.

Сетка колонн выбирается 6х12 м, т.к. этот выбор целесообразен для данного холодильника.

В камерах охлаждения и замораживания мяса и камерах хранения охлаждённого мяса в тушах, полутушах и четвертинах груз находится в подвешенном состоянии на подвесных путях. Размеры таких камер определяются в зависимости от вместимости помещения и нормы нагрузки на 1 м длины подвесного пути или нормы нагрузки, отнесённой к 1 м² строительной площади данного помещения.

Хранение мороженного мяса осуществляют в штабелях. Площадь таких камер определяется исходя из норм загрузки и коэффициента перерасчёта.

3.1 Расчёт площади камеры охлаждения мяса

Определяется строительная площадь камеры охлаждения:

F_стр = В / g_F, (3.1)

где В – условная вместимость камеры, т ;

g_F – норма нагрузки на 1 м² строительной площади помещения (g_F = 0,2).

F_стр = 40 / 0,2 = 200 м².

Определяется число строительных прямоугольников:

n = f_стр /f, (3.2)

где f – строительная площадь одного прямоугольника, определяется выбранной сеткой колон, м² (f = 6х12 = 72 м² ).

n = 200 / 72 = 2,8.

Принимается 3 строительных прямоугольника. Соответственно площадь, принимаемая равной строительным прямоугольникам, составляет:

F_{пр.
стр}= 72 · 3 = 216 м².

Для удобства размещения камер и правильного сочетания площадей планируется для охлаждения мяса отвести 1 камеру площадью 216 м².

3.2 Расчёт площади камеры хранения охлаждённого мяса

Определяется строительная площадь камеры хранения:

F_стр = 80 / 0,2 = 400 м².

Определяется число строительных прямоугольников:

n = 400 / 72 = 5,6.

Принимается 6 строительных прямоугольника. Соответственно площадь, принимаемая равной строительным прямоугольникам, составляет:

F_{пр.
стр}= 72 · 6 = 432 м².

Для удобства размещения камер и правильного сочетания площадей планируется для охлаждения мяса отвести 1 камеру площадью 432 м².

Расчёт площади камеры замораживания мяса

Определяется строительная площадь камеры хранения:

F_стр = 20 / 0,2 = 100 м².

Определяется число строительных прямоугольников:

n = 100 / 72 = 1,4.

Принимается 2 строительных прямоугольника. Соответственно площадь, принимаемая равной строительным прямоугольникам, составляет:

F_{пр.
стр}= 72 · 2 = 144 м².

Для удобства размещения камер и правильного сочетания площадей планируется для охлаждения мяса отвести 1 камеру площадью 144 м².

Расчёт площади камер хранения замороженного мяса

Рассчитывается грузовой объём камер хранения заморожённого мяса:

V_гр= В /q_υ, (3.3)

где В – условная вместимость камер, т ;

q_υ– норма загрузки единицы объёма, т/м³ (норма загрузки мяса в полутушах и четвертинах q_υ = 0,35 т /м³).

V_гр = 660 / 0,35 = 1886 м³.

Определяется грузовая площадь камер (м²):

F_гр= V_гр / h_гр , (3.4)

где h_гр – грузовая высота или высота штабеля, м. (h_стр = 6 м, то h_гр = 5 м)

F_гр= 1886 / 5 = 377,2 м².

Определяется строительная площадь камер:

F_стр = F_гр / β_F,

где β_F – коэффициент использования строительной площади камер (для камер площадью до 400 м² – β_F = 0,7).

F_стр = 377,2 / 0,7 = 538,85 м².

Определяется число строительных прямоугольников:

n= 538,85 /72 = 7,48.

Принимается 8 строительных прямоугольников. Соответственно площадь, принимаемая равной строительным прямоугольникам, составляет:

F_{пр.
стр}= 72 · 8 = 576 м².

Для удобства размещения камер и правильного сочетания площадей планируется для хранения замороженного мяса отвести 1 камеру площадью 144 м²и 1 камеру площадью 432м².

3.5 Расчёт площади вспомогательных помещений и общей площади холодильника при мясокомбинате

Площадь, отводимую для вспомогательных помещений в сумме принимают равной 20 – 40 % суммы строительных площадей производственных камер.

Определяется площадь вспомогательных помещений по следующей формуле:

F_всп= (0,2…0,4) · Σ F_{пр.
стр}, (3.5)

где Σ F_стр – суммарная площадь производственных камер, м².

F_всп = 0,35 · (216 + 432 + 144 + 576) = 0,35 · 1368 = 478,8 м²_.

Определяется количество строительных квадратов:

n = 478,8 / 72 = 6,65.

Принимается 7 строительных прямоугольников. Соответственно площадь, принимаемая равной строительным прямоугольникам, составляет:

F_{всп
стр}= 72 · 7 = 504 м².

Площадь, отводимую для служебно-бытового помещения принимают равной 5 – 10 % суммы строительных площадей производственных камер.

Вычисляется площадь для служебно-бытового помещения по формуле:

F_{сл.-Быт.}= (0,05…0,10) · Σ F_{пр.
стр}. (3.6)

F_{сл.–быт.} = 0,1 · (216 + 432 + 144 + 576) = 0,1 · 1368 = 136,8 м².

Определяется количество строительных прямоугольников:

n = 136,8 / 72 = 1,9.

F_{сл.–быт.
стр.}= 72 · 2 = 144 м².

Площадь аппаратного отделения принимают равной 5 – 35 % суммы строительных площадей камер хранения.

Вычисляется площадь машинного отделения по формуле:

F_маш-ап = (0,05…0,35) · Σ F_стр. (3.7)

F_маш-ап= 0,1 · (216 + 432 + 144 + 576) = 0,15· 1368 = 205,2 м²_.

Определяется количество строительных прямоугольников:

n = F_ап/ f. (3.8)

n= 205,2 / 72 = 2,85.

F_{маш-ап. стр.}= 72 · 3 = 216 м².

Общая площадь всех помещений холодильника при мясокомбинате (м²) во всём контуре ограждений составляет:

F_общ= Σ F_всп + Σ F_{пр.
стр}, (3.9)

где ΣF_всп – сумма площадей всех вспомогательных помещений служебно-бытовых помещений, а также машинного отделения, м²;

Σ F_{пр.
стр}– сумма площадей производственных камер, м².

F_общ = (504 + 144 + 216) + (216 + 432 + 144 + 576) = 864 + 1368 = 2232 м². Определяют общее количество строительных прямоугольников:

n= 2232 / 72 = 31.

3.7 Объёмно планировочное решение холодильника

Рассчитав площадь холодильника, выбирают планировку холодильника.

Платформа	Мясоперерабатывающий корпус
	Коридор
	Камера хранения охлаждённого мяса	Коридор	Камера хранения замороженного мяса

	Камера охлаждения мяса		Камера замораживания мяса	Служебно-бытовые помещения	Машинно- аппаратное отделение
	Мясожировой корпус

Рис. 2 План холодильника.

Для лучшей организации и быстрого выполнения грузовых операций, предусматривается автомобильная платформа, которая располагается вдоль длины свободной стороны холодильника с шириной 6 – 9 м.

РАСЧЁТ ИЗОЛЯЦИИ

Срок службы холодильника, его экономические показатели во многом определяются качеством изоляции.

Долговечность тепловой изоляции определяется возможностью защиты от попадания в неё влаги из наружного воздуха в летнее время. Защита тепловой изоляции от увлажнения осуществляется введением в конструкцию достаточно мощного слоя пароизоляции. Для полов, лежащих на грунтах, и для кровель требуется создание ещё более мощных гидроизоляционных слоёв, препятствующих проникновению в конструкцию капельной влаги (грунтовых вод и атмосферных осадков).

Для тепловой изоляции применяют материалы органического и не органического происхождения, а так же синтетические.

Для защиты от грызунов поверх изоляции под штукатуркой на высоте 0,7 м от пола прокладывают металлическую сетку с ячейками 10х10 мм с загибом сетки под пол.

Расчёт изоляции сводится к определению толщины теплоизоляционного слоя, соответствующей нормативному значению коэффициента теплопередачи ограждения, а также не допускающей конденсации влаги на его поверхности.

Толщину теплоизоляции определяют по формуле:

, (4.1)

где δ_из – толщина слоя теплоизоляции, м;

λ_из – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/(м²·К);

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

α_н и α_в – коэффициенты теплоотдачи от воздуха к наружной поверхности и от внутренней поверхности ограждения к воздуху, Вт/(м²· К);

δ_i – толщина слоев материалов, входящих в состав ограждения, м;

λ_i – коэффициенты теплопроводности строительных материалов входящих в состав ограждения, Вт /( м² ·К).

Толщина теплоизоляционного слоя выбирается в соответствии с ГОСТом: 25 мм, 30 мм, 50 мм, 100 мм. Засыпная теплоизоляция выбирается без ГОСТа.

Данные для расчёта толщины изоляционного слоя приводятся в таблице.

Таблица 4.1

Наименование	№ слоя	Материал слоя	Толщина, δ, м	Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м · К)
1	2	3	4	5
Наружная стена	1	Штукатурка по металлической сетке	0,02	0,93
	2	Теплоизоляция ПСБ – С	Требуется определить	0,05
	3	Слой битума с рулонным пароизоляционным материалом	0,005	0,47
	4	Штукатурка цементно-песчаная	0,02	0,93
	5	Кирпичная кладка	0,38	0,81
	6	Штукатурка цементно-гладкая	0,02	0,93
Стена внутренняя	1	Штукатурка по металлической сетке	0,02	0,93
	2	Теплоизоляция ПСБ – С	Требуется определить	0,05
	3	Слой битума с рулонным пароизоляционным материалом	0,005	0,47
	4	Штукатурка цементно-песчаная	0,02	0,93
	5	Кирпичная кладка	0,25	0,81
	6	Штукатурка цементно-гладкая	0,02	0,93
Внутренняя перегородка между камерами	1	Штукатурка по металлической сетке	0,02	0,93
	2	Теплоизоляция ПСБ – С	Требуется определить	0,05
	3	Слой битума с рулонным пароизоляционным материалом	0,005	0,47
	4	Бетон тяжелый	0,08	1,86
Пол помещения с электроподогревом на грунте	1	Бетон	0,04	1,6
	2	Железобетон	0,08	2,04
	3	Пергамин	0,001	0,15
	4	Гравий керамзитовый	Требуется определить	0,2
	5	Бетонная подготовка с электронагревателями	-	-
	6	Грунтовое основание	-	-
Бесчердачное покрытие	1	5 слоёв гидроизола на битумной основе	0,012	0,3
	2	Бетонная стяжка	0,04	1,6
	3	Пергамин	0,001	0,15
	4	Шлак гранулированный	Требуется определить	0,19
		Железобетонная плита покрытия	0,16	1,5

4.1 Определение толщины теплоизоляционного слоя

для камер № 1

В данных камерах поддерживается одинаковый влажностно-температурный режим. Поэтому определение толщины теплоизоляционного слоя ведётся аналогично.

Западная наружная стена

δ_из = 0,05· [1/0,46 – (1/23,3 + 3·0,02/0,93 + 0,005/0,47+ 0,38/0,81 + 1/8)] = 0,078 м.

Толщина слоя теплоизоляционного материала ПСБ – С принимается равной 85 мм. (2 слоя по 30 мм и 1 слой 25 мм).

Северная внутренняя стена

Данная стена отделяет камеры № 1 и № 2.

δ_из = 0,05· [1/0,59 – (1/8 + 3·0,02/0,93 + 0,005/0,47+ 0,25/0,81 + 1/8)] = 0,052 м.

Толщина слоя теплоизоляционного материала ПСБ – С принимается равной 55 мм. (1 слой 30 мм и 1 слой 25 мм).

Южная и восточная внутренние стены

Данные стены отделяет камеру от мясожирового корпуса и коридора.

δ_из = 0,05· [1/0,53 – (1/8 + 3·0,02/0,93 + 0,005/0,47+ 0,25/0,81 + 1/8)] = 0,062 м.

Толщина слоя теплоизоляционного материала ПСБ – С принимается равной 75 мм. (1 слоё по 50 мм и 1 слой 25 мм).

Теплоизоляция пола

В расчёте толщины теплоизоляционного материала учитывают слои, лежащие выше бетонной подготовки с электронагревателями.

δ_из = 0,2 · [1/0,3 – (1/7+ 0,04/1,6 + 0,08/2,04+ 0,001/0,15)] = 0,6 м.

Толщина слоя керамзитового гравия принимается равной 600 мм.

Определение толщины теплоизоляционного слоя для покрытия холодильника

δ_из= 0,19 · [1/0,3 – (1/23 + 5 ·0,012/0,3 + 0,04/1,6 + 0,001/0,15 + 0,16/1,5 + 1/6)] = 0,52 м.

Толщина слоя гранулированного шлака принимается равной 520 мм.

4.2 Определение толщины теплоизоляционного слоя

для камер № 2

Западная наружная стена

δ_из = 0,05· [1/0,46 – (1/23,3 + 3·0,02/0,93 + 0,005/0,47+ 0,38/0,81 + 1/8)] = 0,078 м.

Толщина слоя теплоизоляционного материала ПСБ – С принимается равной 85 мм. (2 слоя по 30 мм и 1 слой 25 мм).

Северная и восточная внутренние стены

Данные стены отделяют камеру от коридора.

δ_из = 0,05· [1/0,53 – (1/8 + 3·0,02/0,93 + 0,005/0,47+ 0,25/0,81 + 1/8)] = 0,062 м.

Толщина слоя теплоизоляционного материала ПСБ – С принимается равной 75 мм. (1 слоё по 50 мм и 1 слой 25 мм).

Южная внутренняя стена

Данная стена отделяет камеры № 1 и № 2.

δ_из = 0,05· [1/0,59 – (1/8 + 3·0,02/0,93 + 0,005/0,47+ 0,25/0,81 + 1/8)] = 0,052 м.

Толщина слоя теплоизоляционного материала ПСБ – С принимается равной 55 мм. (1 слой 30 мм и 1 слой 25 мм).

Проект холодильника при мясокомбинате вместимостью 800 т в г. Новгороде 📙 Дипломная → 🆔 15300