Выбор планировки холодильника

1 Техническое задание 
 

Спроектировать  холодильное предприятие.  

Холодильное предприятие ...……………………… Фруктовый холодильник

Вместимость холодильника Е, т ……………………………………….. 4500

Город ………………………………………………………………… Ставрополь 

Рассчитать  в данном семестре изоляцию объектов, теплопритоки в охлаждаемые помещения, определить нагрузку на камерные приборы охлаждения. 
 
 

1.2  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.

Основную  площадь холодильника занимают камеры хранения охлажденных продуктов – 75%, камеры хранения замороженных продуктов составляют 25% от общей ёмкости холодильника.

Пользуясь нормой загрузки единицы объема, можно  определить грузовой обьем Vгр, м³ помещений, необходимый для размещения груза в количестве, соответствующем действительной расчетной вместимости Е, т помещений. 

Vгр=Eпом/qv , м³                                                        (2.1) 

где qv – норма загрузки единицы объема, т/ м³ ;

           Eпом – емкость охлаждаемого помещения, т .

Принимаем qv = qvусл=0,35, т/ м³, (то есть количеству фруктов приходящемуся на 1 м³). 

Vгр=Eпом/ qvусл , м³                                                                               (2.2)       

   

Vгр=3640/0,35=10400

Грузовая  площадь камеры хранения охлаждённой  продукции F_гр,м2  рассчитывается по формуле 

F_гр= Vгр/hгр, м²                                                   (2.3) 

 

     где  h _гр. – грузовая высота камеры ,  м ; 

      F_гр=10400/5=2080, 

Строительная площадь F_стр , м² определяется по формуле 

F_стр= F_гр/ ,, м²                                                (2.4)

        где  -коэффициент использования площади(принимаем =0,8 ) [1, 35] 

F_стр=2080/0,8=2600, 

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле  

    ,                                                     (2.5) 

   где F_стр – строительная  площадь камер , м² ;

        f_стр – строительная площадь одного прямоугольника при принятой      

            сетки колонн, м² .

   

 

    Принимаем 34 строительных прямоугольников.   

    Для камер хранения замороженной продукции  грузовой объем Vгр, м³ помещений определяем по формуле (1.2) 

Vгр=1560/0,35=4457,143,

Грузовая  площадь камеры хранения заморожено продукции F_гр ,

м2  рассчитывается по формуле (1.3)

F_гр=4457,143/5=891,43, 

Строительная площадь F_стр , м² определяется по формуле (2.4) 

F_стр=891,43/0,8=1114,29,

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) 

    Принимаем 9 строительных прямоугольников.   

Строительная площадь камер заморозки F_стр , м² определяется по формуле

   где F_стр – строительная  площадь  камер , м² ;

           =24 часа – пордолжительность цикла холодильной обработки;

           =0,3 т/м² – норма загрузки на 1 м² строительной площади камеры. 
 

F_стр=26∙24 / 0,3∙ 24=86,667,

Число строительных прямоугольников n, определяем по формуле (2.5) 

    Принимаем 1 строительный прямоугольник.   
 

    По  заданной вместимости холодильника определим суточное поступление и выпуск грузов G, т/сут. Данные по максимальному суточному поступлению и выпуску грузов позволяют определить размер грузового фронта холодильника, под которым понимают длину грузовых платформ. 

    Количество  поступающего груза на холодильник  G_пост, т/сут, по формуле  

,                                         (2.6) 

      где  Е – емкость холодильника, т;

          В – коэффициент оборачиваемости предприятия, 1/год,

          В = 4 [1, 23];

          m – коэффициент неравномерности поступления груза,

          m = 1.5 [1, 22]. 

    

 

    Количество  выпускаемого груза из холодильника G_вып, т/сут, по формуле  

       ,                                              (2.7)   

            где  n – коэффициент неравности выпуска грузов, n= 1,1. 

    

, 

    Принимаем поступление и выход груза  в наш холодильник через железнодорожную и автомобильную платформы тогда по формуле

     ,                                          (2.8) 
 

    Доставка  грузов на холодильник осуществляется  автомобильным транспортом в  размере  100% 

Длину автомобильной платформы L_a, м, рассчитаем по формуле  

                                (2.9) 

   где n_aвт – число автомашин, которые должны прибывать за сутки;

       b_aвт - ширина кузова автомашины, м, b_aвт = 4м [1, 38];

       ψ_пер.см. – доля от общего числа машин, прибывающих в течении первой  

       смены, ψ_пер.см= 0,8[1, 38];

       m_авт - коэффициент неравномерности прибытия автомобилей по                   отношению к их среднечасовому количеству, m_авт = 1,3[1, 38]; 

       τ_авт - время загрузки или разгрузки одного автомобиля, τ = 0,7[1, 38] ч. 

    Число автомашин n_авт, шт, которые должны прибывать за сутки рассчитаем по формуле  

,                                              (2.10)

где G_aвт – количество поступающего или выпускаемого груза           посредством автомобилей, т/сут, G_aвт=230,8 т/с;

           g_aвт – грузоподъемность автомобиля, g_aвт = 3т[1, 38] ;

  η_авт – коэффициент использования грузоподъемности автомобиля,

           η_авт = 0,6[1, 38].

    
 

 

    Принимаем n_aвт = 129 автомобилей в сутки. 

, 

    Принимаем длину автомобильной платформы L_aвт = 48 м. 
 

    Планировка  холодильника приведена на листе  формата А1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Расчет изоляции охлаждаемых помещений 

      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.

      Принимаем, что все наружные  стены  здания  выполнены  из  вертикальных железобетонных панелей конструкции Гипрохолода 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 равной 10,8 °С, [1,с.208].

      Толщину теплоизоляционного слоя ограждения рассчитываем для всех камер.

      Чем больше значение коэффициента теплопередачи  ограждения, тем больше теплоты будет проникать в охлаждаемый объем холодильника. Это приводит к необходимости в более мощной а, следовательно, и более дорогой холодильной установке. Уменьшить теплоприток можно путем уменьшения значения , что достигается применением более эффективной теплоизоляции или увеличением ее толщины. 

Исходные данные: 

Среднегодовая температура: t_ср =10,8°С 

 

Принимаем =0,041 Вт/(м∙К); =60 кг/м³;-пенополистирол

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитываем по формуле

                                     (2.1)

      где  - коэффициент теплопроводности изоляционного слоя конструкции, Вт/(м²К);

       - требуемый коэффициент теплопередачи,  Вт/(м²∙К);

       - коэффициент теплоотдачи с  наружной стороны ограждения, Вт/(м²К);

       - толщина i-го слоя конструкции ограждения, м;

       - коэффициент теплопроводности  i-го слоя конструкции ограждения, Вт/(м²К);

       - коэффициент теплоотдачи с  внутренней стороны ограждения, Вт/(м²К). 

 

        Поскольку принятая толщина теплоизоляции всегда отличается от требуемой, действительное значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле

                                       

;                               (2.2)

      где  -принятая толщина теплоизоляционного слоя конструкции ограждения, м

 
 

 

2.1 Наружные стены.

  

Таблица 2.8 - Состав наружной стены 

 
 

2.1.1 Наружная стена камеры хранения охлаждённой продукции.

 

     Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0,3Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем  =9, Вт/(м²∙К), =23,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

      Принимаем толщину изоляционного слоя 150 мм        

Действительное значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

 

 

2.1.2 Наружная стена камеры хранения замороженной продукции.

 

      Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0,21, Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем  =9, Вт/(м²∙К), =23,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

            

      Принимаем толщину изоляционного слоя 200 мм

      Действительное значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

2.1.3 Наружная стена камеры под заморозку.

 

      Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0,19, Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем  =11, Вт/(м²∙К), =23,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

      Принимаем толщину изоляционного слоя 200 мм

      Действительное  значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

 
 

2.1.4 Наружная стена разгрузочной и накопительной камеры.

 

      Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0,3, Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем  =11, Вт/(м²∙К), =23,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

      Принимаем толщину изоляционного слоя 150 мм.

      Действительное  значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

 

 
2.2 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 2.3.

 

Таблица 2.3 –  Состав внутренней стеновой панели

 
 

2.2.1 Внутренние стена  камеры хранения охлаждённой продукции

 

      Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0,52, Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем  =9, Вт/(м²∙К), =9,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

      Принимаем толщину изоляционного слоя 50 мм.

      Действительное  значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

 

2.2.2 Внутренние стена  камеры хранения замороженной продукции

      Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0, 58, Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем =9, Вт/(м²∙К), =8,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

      Принимаем толщину изоляционного слоя 50 мм.

      Действительное  значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

2.2.3 Внутренние стена разгрузочной  камеры

 

      Требуемый коэффициент теплопередачи ограждения =0,46, Вт/(м²∙К), [1, с.48]. Коэффициент теплоотдачи для внутренней поверхности принимаем  =11, Вт/(м²∙К), =9,Вт/(м²∙К), [1, с.47].

      Необходимую толщину теплоизоляционного слоя , м, рассчитаем по формуле 2.1

      Принимаем толщину изоляционного слоя 75 мм

      Действительное  значение коэффициента теплопередачи, k^д_о, определяется по формуле 2.2

            

 

2.3 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