Расчет холодильной установки. 2

Содержание.

Введение ……………………………………………………………………………2

1. Исходные данные для проектирования холодильной установки ……………3
2. Объемно- планировочные решения и строительная часть холодильников …7
3. Определение числа и размеров камеры………………………….…………….10
4. Механизация погрузочно – разгрузочных работ ……………………………..14
5. Выбор планировки ………………………………………………………….…..16
6. Строительно-изоляционные  конструкции холодильников …………… …...19
7. Тепловой расчет камер холодильника ……………………………….………..25
8. Расчет склада со льдом ………………………………………… ...…………....30
9. Расчет на подогрев воздуха в период низких температур ……………….…..32
10. Способы охлаждения …………………………………………………………..33
11. Основные пожелания по технике безопасности ……………………………..34

Заключение ………………………………………………………………………..36

Список используемой литературы ………………………………………. ..……37

Введение

Искусственное и естественное охлаждение используется человеком для своих нужд с древних времен.

Без холодильной техники невозможно прокормить растущее население планеты, поэтому важно развитие и совершенствование, расширение функциональных возмож- ностей. На предприятиях торговли и общего питания для бесперебойного снабжения населения продуктами необходимо хранить запасы пищевых продуктов, в том числе и скоропортящихся, требующего влажного режима хранения лучший способ хранения пищевых продуктов холодом подавляется жизнедеятельность микроорганизмов, замед- ляется биохимические процессы. Поэтому сохраняется 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  пищевая 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.

Широкое практическое применение холодильных машин началась в 80-е годы 19 столетия.

Холодильные машины применяют в пищевой, мясомолочной промышленности и в сельском хозяйстве. Для холодильной обработки и хранение пищевых продуктов (овощей и фруктов) в химической, нефтехимической промышленности и во многих других случаях.

1. Исходные данные для проектирования холодильной установки

Место расположения – город Петрозаводск ; 
Тип холодильника – распределительный холодильник с естественным охлаждением           ( температурный режим +2-+6 оС); 
Хранимая продукция – картофель, способ хранения в контейнерах; 
Условная вместимость 2500 тонн;

1. Расчетные параметры наружного воздуха

От параметров наружного воздуха зависит количество теплопритоков в камеры. Уменьшение теплопритоков и связанное с ним снижение потерь продукта от усушки достигается включением в конструкцию ограждения достаточно мощного слоя теплоизоляции.

Для выбора нормативного коэффициента теплопередачи ограждения холодильника необходимо знать, в какой климатической зоне расположен холодильник. Климатическую зону определяют по среднегодовой температуре. Территория РФ делится на три климатических зоны:

• южную со среднегодовой температурой наружного воздуха 9°С и выше;
• среднюю со среднегодовой температурой наружного воздуха от 1 до 8°С;
• северную со среднегодовой температурой наружного воздуха 0°С и ниже.

Среднегодовая температура в Петрозаводске 2,3оС по СНиП 23-01-99 (2003). Следовательно Петрозаводск принадлежит к средне климатической зоне.

Наибольшие теплопритоки наблюдаются в самое жаркое время года, что и определяет выбор летней расчетной температуры наружного воздуха. Эту температуру находят по среднемесячной температуре самого жаркого месяца с учетом влияния максимальных температур, отмечаемых в это время. Расчетные температуры наружного воздуха для города Петрозаводска приведены в таблице 1.

Для расчета пароизоляционного слоя, предназначенного для защиты теплоизоляции от проникновения в нее влаги из наружного воздуха, необходимо знать относительную влажность воздуха самого жаркого летнего месяца. Расчетные значения относительной влажности приведены в таблице  1. Для расчета мощности обогревательных устройств, которые иногда применяют для обогрева в зимнее время камер холодильников с нулевыми температурами, требуется зимняя расчетная температура наружного воздуха, данная температура приведена в таблице 1.

Таблица 1.1

Климатические данные

Роза ветров- июль-август  преобладает ветер Юго-Западного направления

Минимальная из средних скоростей ветра по румбам за июль составляет 3,2 м/с

Таблица 1.2

Суммарная солнечная радиация в МДж/м2

Данные взяты согласно СНиП 23-01-99.

2. Расчетная температура грунта

 Расчетную температуру грунта под полом, имеющим нагревательные устройства, принимаем равной 1°С. Обычно действительная температура грунта в расчетах холодильных камер не встречается.

3. Расчетная разность температур для внутренних ограждений

При проектировании крупных холодильников температуру воздуха в коридорах, тамбурах, вестибюлях не определяют. Теплопритоки через стены и перегородки, отделяющие охлаждаемые помещения от неохлаждаемых тамбуров, вестибюлей и других помещений, находят по расчетной разности температур как части от разности температур для наружных стен. Указанные теплопритоки составляют 70%, если эти помещения сообщаются с наружным воздухом, и 60%, если не сообщаются.

Для предприятий торговли и общественного питания температуру смежных помещений можно принимать для средней климатической зоны 24°С. Для коридоров, вестибюлей, тамбуров —12 °С.

2. Объемно – планировочные решения и строительная часть холодильников

Объемно-планировочные решения холодильников должны соответствовать требованиям СНиП II - 105 - 74 и «Нормам технологического проектирования холодильников». Принятие решения должно определяться прежде всего экономической целесообразностью его. Это значит, что при выборе конкретного решения рассматривают вопросы о применении прогрессивной технологии обработки и хранения продуктов, об использовании индустриальных методов строительства, стандартных строительных конструкций и элементов, о широком использовании средств механизации погрузочно-разгрузочных работ, поточности перемещения грузов, об удобстве обслуживания оборудования.

Одноэтажные холодильники позволяют упростить схему механизации погрузочных работ, увеличить грузовой фронт, обеспечить широту маневра транспортных средств, более полно использовать грузовой объем холодильника. К недостаткам одноэтажных холодильников можно отнести относительное увеличение поверхности наружных ограждений, что в некоторой степени сказывается на величине теплопритоков и соответственно на усушке неупакованных продуктов.

Высота помещений одноэтажных холодильников емкостью 1500 т и более должна быть не менее 6 м. Объем хранимого картофеля составляет 2500 тонн, соответственно выбираю высоту одноэтажного холодильника равной 6 метрам.

Холодильники для хранения фруктов и овощей. Фрукто- и овощехранилища могут быть как самостоятельными предприятиями, так и частью плодоовощных и продовольственных баз, что позволяет более полно использовать холодильные емкости в течение года. Они могут размещаться как в районах заготовки, так и в потребляющих районах.

В составе холодильников для фруктов и овощей предусматривают такие производственные помещения:

• камеры хранения фруктов и овощей;
• помещения товарной обработки (переборка, фасовка и упаковка):
• экспедиции для приемки и отпуска продукции.

1. Нормы загрузки

В одном и том же холодильнике можно хранить различное количество грузов в зависимости от характера груза, упаковки, метода штабелирования, а также от наличия подъемно-транспортных устройств и других факторов. Поэтому для сравнения холодильников по емкости введено понятие «условная емкость». Для определения действительной емкости камер существуют нормы загрузки различными продуктами 1 м3 грузового объема. Чтобы облегчить пересчет условной емкости в действительную для данного продукта и обратно пользуются коэффициентами пересчета. Если известна условная емкость камеры, то для получения фактической условную емкость необходимо разделить на коэффициент пересчета. Если же известна фактическая емкость по определенному грузу, то для получения условной фактическую емкость умножают на соответствующий коэффициент.

Таблица 2.1

При укладке в контейнерах

Планировку холодильника наиболее рационально вести по числу полученных при расчете строительных прямоугольников, образованных сеткой колонн. При планировке может оказаться, что расчетное число прямоугольников не обеспечивает удобного расположения камер, правильного сочетания площадей, отведенных для хранения мороженых и охлажденных грузов. В таком случае при планировке возможно отступление от расчетного числа прямоугольников (рассчитанной площади холодильника) в ту или другую сторону в разумных пределах.

После уточнения планировки определяют действительную условную емкость холодильника.

2. Способы укладки

При проектировании холодильников для хранения фруктов и овощей оборудование и линии комплексной механизации подбирают для каждого технологического процесса раздельно (погрузка, выгрузка, транспортировка, товарная обработка) с учетом емкости холодильника и заданной продолжительности процесса.

В настоящее время на овощных холодильниках применяют способ хранения картофеля без тары и упаковки. Для этой цели используют универсальные контейнеры с жесткими стенками и опорой из стандартного плоского поддона. Контейнеры могут быть неразборными и складными. Конструкции контейнеров позволяют производить их штабелирование в четыре и больше ярусов, что позволяет наиболее целесообразно использовать емкость холодильников с большой высотой камер (до 7 м).

Наружные размеры неразборного контейнера 1200 X 1000 х 720 мм, складного 1240 X 860 X 920 мм. Масса вмещаемого груза нетто для неразборного контейнера 300 кг, для складного 500 кг.

3. Определение числа и размеров камер

При проектировании фрукто- и овощехранилищ необходимо учитывать возможность совместного хранения продуктов различных видов. Емкость отдельных камер не рекомендуется делать больше 250 т. Камеры предварительного охлаждения целесообразно предусматривать только на заготовительных холодильниках для косточковых плодов и ягод. Остальные фрукты можно обрабатывать непосредственно в камерах хранения.

Действительную емкость камер хранения холодильников для фруктов определяют графически на основании схемы размещения грузовых пакетов по площади и по высоте камер.

Площадь камер холодильника определяют по условной емкости холодильника, исходя из нормы загрузки грузового объема.

Планировку холодильника наиболее рационально вести по числу полученных при расчете строительных прямоугольников, образованных сеткой колонн. При планировке может оказаться, что расчетное число прямоугольников не обеспечивает удобного расположения камер, правильного сочетания площадей, отведенных для хранения мороженых и охлажденных грузов. В таком случае при планировке возможно отступление от расчетного числа прямоугольников (рассчитанной площади холодильника) в ту или другую сторону в разумных пределах.

После уточнения планировки определяют действительную условную емкость холодильника, а при необходимости — фактическую емкость каждой камеры для конкретного вида груза.

Порядок расчета следующий.

1. Рассчитывают грузовой объем камер хранения Vгр (в м3)

      (3.1)

где —условная емкость холодильника, т;

      gv =0,5—норма загрузки, т/м3 ( по таблице 2).

Способ загрузки хранимой продукции в холодильную установку – укладка в контейнерах.

2. Определяют грузовую площадь камер Fгр (в м2), т. е. площадь, непосредственно занятую грузом

(3.2)

где hгр—грузовая высота или высота штабеля, м.

Высота штабеля определяется строительной высотой камер холодильника (до выступающих частей покрытий или перекрытий) с учетом отступов от балок, потолочных приборов охлаждения или воздуховодов, а также с учетом способов укладки груза.

Минимальные отступы от безбалочных перекрытий, балок, потолочных батарей 0,2 м, от воздушных каналов — 0,3 м.

Высоту штабеля в одноэтажных холодильниках со строительной высотой 6 м согласно СНиП II-105—74 следует принимать равной 5 м.

3. Определяют строительную площадь камер F cтр (в м2)

                       (3.3)

где βF — коэффициент использования строительной площади камер, учитывающий проходы и проезды в камерах, отступы от стен, колонн, оборудования, расстояния между штабелями, площадь, занимаемую колоннами и оборудованием.

Значения   коэффициента   использования   строительной   площади   приведены ниже в зависимости от площади камер (в м2).

Легко установить, что проектирование большого числа камер небольшой площади приводит к значительному уменьшению емкости холодильника из-за нерационального использования площади.

Т.к. Fгр=1000 м2, то βF = 0,85, тогда:               

    м2

4. Определение числа строительных прямоугольников

                                                                   ,               (3.4)             

где f - строительная площадь  одного  прямоугольника,   определяемая   выбранной  сеткой колонн, м2.

Выбираем сетку колон 6х12 м, т.е. строительная площадь  f = 72 м2.

Следовательно, число строительных прямоугольников:   

Принимаем камеру размером 17 строительных прямоугольников (72 × 144 м).

5. Действительная емкость камеры

            т           (3.5)

    где nД — принятое число строительных прямоугольников

    Уточнение строительной площади. С учетом последних поправок строительная действительная площадь камеры будет:

                                        (3.6)

6. Расчет площади вспомогательных помещений и общая площадь всего холодильника без учета склада со льдом

Площадь, отводимую для вспомогательных помещений (коридор, тамбур, экспедиция загрузки и разгрузки и так далее) принимают равной 20-40 % суммы охлаждаемых помещений холодильника.

Определяется площадь вспомогательных помещений по следующей формуле:

                             (3.7)

Площадь, отводимую экспедицией (для приемки и отпуска продукта) и служебно-бытового помещения в сумме принимают равной 20-30 % от суммы площадей охлаждаемых помещений:

                        (3.8)

        Площадь, отводимая на машинное отделение:

                         (3.9)

Общая площадь холодильника:

                            (3.10)

Число строительных прямоугольников:

Принимаем площадь холодильника 24 строительных прямоугольника (72 × 144 м).

Строительная действительная площадь холодильника будет:

Площадь стен:

Площадь крыши:

1. Механизация погрузочно-разгрузочных работ

Для уменьшения трудоемкости выгрузки тарных грузов из транспортных средств пакетирование необходимо вести одновременно с выгрузкой. На одноэтажных холодиль- никах применяют только горизонтальное перемещение груза.

Для горизонтального перемещения грузов используют электропогрузчики и элек- тротележки с низким подъемом вилок (НРБ). Количество подъемно-транспортных средств и тары для механизации погрузочно-разгрузочных и вспомогательных работ на произ- водственных холодильниках зависит от их размеров. Данные по количеству средств меха- низации приведены в таблице 4.1.

Расчет количества средств механизации уточняют для каждого холодильника.

Кроме указанных в таблице подъемно-транспортных механизмов должно быть предусмотрено оборудование для зарядки аккумуляторов (преобразователи тока, выпря -мители) из расчета, что на зарядке одновременно находится 1/3 всех электропогрузчиков и электротележек.

При проектировании холодильников для хранения фруктов и овощей оборудова-ние и линии комплексной механизации подбирают для каждого технологического процес- са раздельно (погрузка, выгрузка, транспортировка, товарная обработка) с учетом емкости холодильника и заданной продолжительности процесса.

Для повышения маневренности погрузочно-разгрузочных и транспортных средств на холодильнике предусматривают коридоры, вестибюли, а непосредственно в камерах - грузовые проезды и площадки для маневрирования.

Для всех камер холодильников при механизированной укладке грузов ширину грузовых проездов следует принимать 1,6 м. В камерах, непосредственно за грузовой дверью, следует предусматривать площадку размером 4´4 м для маневрирования погруз- чиков, для тележек 2,5´2,5.

На автомобильной и железнодорожной платформах устанавливают стационарные весы грузоподъемностью 2000 кг.

Таблица 4.1

Оборудование для погрузочно-разгрузочных работ

2. Выбор планировки
1. Требования к планировке

Под планировкой понимают размещение всех производственных и вспомогательных помещений холодильника с учетом их назначения, количества и размеров.

Чтобы обеспечить наиболее рациональную планировку, рекомендуется придерживаться следующих правил:

1. Принятая планировка должна соответствовать принятой схеме технологического процесса, т. е. обеспечивать точное и последовательное выполнение всех технологических операций. Желательное направление движения груза – в одну сторону без встречных и пе- ресекающихся потоков. Двери камер должны выходить в коридор. Исключение состав- ляют камеры замораживания и охлаждения, вход в которые может быть через помещения для загрузки, а также камеры хранения продуктов, подвергающихся товарной обработке как при поступлении, так и при выдаче через эти помещения. Не исключается применение бескоридорных планировок, если есть возможность обеспечить последовательное переме- щение груза по технологической цепочке без возврата. Последнее решение обычно возмо- жно на холодильниках мясокомбинатов и рыбообрабатывающих   предприятий.

2. Планировка должна способствовать уменьшению первоначальных затрат на стро- ительство холодильника. Это достигается широким применением типовых строительных элементов и конструкций, использованием местных  строительных материалов, сокраще- нием площади, занимаемой вспомогательными помещениями. Однако при сокращении вспомогательных помещений нельзя забывать об удобствах обслуживания, т. е. произ- водить сокращение в ущерб эксплуатации. В этом плане  правильным  примером  сокра- щения  вспомогательных  помещений  будет применение бескоридорных планировок на некоторых производственных холодильниках, а также на ряде распределительных холо- дильников и фрукто- и овощехранилищ с непосредственным выходом из камер на плат- формы.

3. Планировка должна обеспечивать дешевую и удобную эксплуатацию холодиль- ника. Прежде всего должны быть правильно выбраны размеры холодильника, обеспечи- вающие свободу и широту маневра погрузочно-разгрузочных и транспортных средств.