46335

Расчёт холодильных камер для хранения молочного продукта

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Искусственное охлаждение можно осуществлять двумя способами: с помощью другого вещества, имеющего более низкую температуру передавая тепло при изменении его агрегатного состояния с помощью специальных охлаждающих устройств холодильных машин и установок.

Русский

2013-11-21

99.4 KB

18 чел.

Содержание

Введение

  1.   Результаты технологических расчётов

1.1.Расчёт площадей холодильных камер

  1.   Выбор и расчёты толщины теплоизоляционной конкуренции с определением действительного коэффициента теплоотдачи заграждения

2.1.Наружные и внутренние ограждающие конструкции камер

2.2.Изоляционные конструкции

  1.  2.3.Расчёт толщины теплоизоляционной конструкции определяем           действительного коэффициента теплопередачи ограждения
  2.   Определение максимальных теплопритоков расчётным методом
  3.  3.1.Теплопритоки через ограждающие конструкции камер
  4.  3.2.Теплопритоки от продуктов и грузов
  5.  3.3.Теплопритоки с наружным воздухом при вентиляции помещения
  6.  3.4.Эксплуатационные теплопритоки
  7.   Подбор оборудования

4.1. Выбор системы охлаждения

4.2. Выбор расчетного рабочего режима

4.3. Подбор холодильных машин и агрегатов

  1.  Расчет энерго затрат
  2.  Расчет численности рабочих
  3.  Составление мероприятий по экономии холода

Заключение

Список использованной литературы

ВВЕДЕНИЕ

Впервые понятие теплоты и холода были даны М. В. Ломоносовым. Он писал: «природа тепла и холода одинакова, а сами понятия относительны». Этот постулат лежит в основе современного определения понятия холод, как теплоты, отводимой от тела, температура которого ниже окружающей среды. Сам процесс отвода теплоты называют охлаждением.

Холодильная техника занимается изучением вопросов связанных охлаждением самых различных тел и поддержанием температуры в пространстве или веществе ниже температуры окружающей среды.

Если температура тела выше температуры окружающей среды, такое тело называют горячим, тёплым или нагретым, а самопроизвольное понижение температуры до температуры окружающей среды называют естественным охлаждением.

Понижение температуры тела ниже температуры окружающей среды возможно путём искусственного охлаждения, а само тело называют холодным.

Искусственное охлаждение можно осуществлять двумя способами: с помощью другого вещества, имеющего более низкую температуру передавая тепло при изменении его агрегатного состояния с помощью специальных охлаждающих устройств холодильных машин и установок.

Различают две области холодильной техники по их температурному уровню где область умеренного холода охватывает диапазон от температуры окружающей среды до 120С- область глубокого холода от 120С до абсолютного нуля. -273.15С .

Холодильная машина это генератор холода в результате работы которого происходит отвод теплоты от охлаждаемой среды. В зависимости от вида энергии, используемой в ХМ, различные типы ХМ. Наиболее распространёнными ХМ являются: парокомпрессионные ХМ, термоэлектрические ХМ, теплоиспользующие ХМ. В парокомпрессионных и воздушных используют механическую энергию для привода компрессора

1.Результаты технологических расчётов.

Наименование камеры, коридора, тамбура и ассортимент

Суточное поступление груза

Расчётная температура,° С

Относительная влажность воздуха, %

Расчётная площадь камеры коридора

Продукт

Тара

Хранение груза

В камере

Камера №1

Замороженная птица

2400

6

90

-18

-18

85%

99.6

Камера №2

Молочные продукты, жиры, гастрономия

900

6

60

0

0

85%

57

Камера №3

Полуфабрикаты

650

15

50

-6

-6

85%

126

Камера №4

Фрукты,

овощи

850

8

70

+4

+4

80-82%

29.44

1.1.Расчёт площадей холодильных камер и планировка холодильника.

где k- коэффициент увеличения площадей на приходы, отступы от стен и пристенных батарей,

P- Сменность предприятия

t-  время;

q –норма укладки

F- площадь

                                           

                                           

                                           

2.Выбор и расчет толщены теплоизоляционной конструкции с определением действительного коэффициента теплоотдачи ограждения.

2.1 Наружные и внутренние ограждающие конструкции камер.

А) Наружные стены   Б) Кровля

В) Пол   Г) Внутренние стены

2.2 Изоляционные конструкции.

Изоляционные конструкции бывают органические и минеральные. Для тепловой изоляции ограждений охлаждаемых камер, необходимо выбирать теплоизоляционные материалы, коэффициент теплопроводности которых должен быть 0,03; 0.05 Вт/м

Основные свойства теплоизоляционных материалов.

Первое основное свойство теплоизоляционного материала- низкая теплопроводность. Это свойство характеризует величина коэффициента теплопроводности. Величина зависит от плотности материала, его пористости которая определяется величиной объёмной массы.

Теплопроводность изоляционного материала увеличивается на 20- 40С ростом его температуры на 100С. Это свойство теплоизоляционных материалов важно для низкотемпературных  установок, когда теплопроводность будет падать, с понижением температуры.

Второе важное свойство, это малая гигроскопичность – способность поглощать водяной пар- и малое водопоглащение- способность поглощать капельно- жидкую воду.

Теплоизоляционные материалы должны быть температуростойкими и морозостойкими. Они не должны становятся хрупкими при низких температурах и должны сохранять прочность и эластичность каркаса. При увлажнении материала и замерзании воды в порах не должны образовываться трещины и происходить разрушение материала

2.3 Расчёт толщины теплоизоляционной конструкции и определение действительного коэффициента теплопередачи ограждений.

Для тепловой изоляции ограждений охлаждающих камер необходимо выбрать теплоизоляционные материалы с малым коэффициентом теплопроводности. Расчёт толщины изоляционной конструкции с определением действительного коэффициента теплопередачи

kn- нормальный коэффициент теплопередачи, Вт/м2 ◦С

m1- коэффициент конструктивного качестве пенобетонной конструкции

m1=1,05

m2- коэффициент ухудшения качества в процессе эксплуатации

m2=1,15

σ1- толщина, м

λ – коэффициент теплопроводности,Вт/м2 ◦С

1.Наружные стены

Наружные стены охлаждаемых камер выполняют многослойными, три из которых являются основными.

Наружный слой – несущий и защитно- декоративный, предназначенный, для восприятия нагрузки собственной массы всех слоёв стены и ветровой нагрузки, защиты тепловой изоляции от механических повреждений и погодных факторов.

Средний слой стены- тепловая изоляция.

Третий- внутренний слой располагает со стороны охлаждаемых камер, предназначается для защиты изоляции от разрушения при транспортировочных и погрузочно- разгрузочных работах.

Наружные стены выполняют преимущественно железобетонных панелей, кирпича или облегчённых панелей

Камера замораживания:

Камера охлаждения:

2. Кровля

Гидроизоляция кровли состоит из 4…5 слоёв рулонных кровельных материалов – рубероида толщиной 12 мм подкладочного и покровного. Наклейку производят на горячей битумной мастике.

Основанием под рулонный кровельный ковер является слой цементно – песчаного раствора толщиной 20….50 мм, армированный металлической сеткой.

Камера замораживания:

Камера охлаждения:

3. Пол

Полы холодильников должны обладать достаточной механической прочностью при низких температурах по отношению к воздействию погрузчиков и напольных транспортных средств, быть жидкими, иметь малое пылеотделение и хорошо очищать от грязи.

Наиболее распространены следующие покрытия пола: бетонные, мозаичные монолитные, из бетонных армированных мозаичных, шлакоситалловых и металлических плит, а также асфальтобетонные толщиной 40 мм

Камера замораживания:

Камера охлаждения:

4.Внутренние стены

Внутренние стены помещений отделяют охлаждаемые камеры внутренних коридоров, вестибюлей или других соседних помещений. Выполняют из тех же материалов, что и наружные.

Камера замораживания:                                                    

Камера охлаждения:

3.Определение максимальных теплопритоков расчётным методом.

Максимальные теплопритоки определяют с целью дальнейшего выбора холодильной машины и определения удельных затрат холода, на единицу продукции.

Суммарный теплоприток, определяют по формуле:

Q=Q1+ Q2+ Q3+ Q4+Q5

ГдеQ1– теплоприток возникающий в результате разности температур с обеих сторон ограждения и под действием солнечной радиации, Вт.

Q2- теплоприток от грузов и продукции, Вт.

Q3- Теплоприток с наружным воздухом при вентиляции помещений, Вт.

Q4- теплоприток от продуктов растительного происхождения при их происхождении при дыхании

Теплоприток через наружные стены и покрытия холодильника определяют по формуле

Q1=Q+Q

гдеQ,Q – теплопритоки в охлаждаемое помещения, возникающие соответственно в результате разности температур с обеих ограждения и в результате действия на ограждение солнечной радиации, Вт.

Теплоприток, возникающий под влиянием разности температур определяют по формуле:

Q= kg*F(tн-tк)

Где: kg- действительный коэффициент теплопередачи каждого изолированного ограждения, Вт/м2К

F- площадь поверхности ограждения,м2

tн- расчётная температура расчётного воздуха

Q=kg*F∆tс

3.1 Теплопритоки через ограждающие конструкции камер.

№ камер

F2

kд,Вт/м

tн,◦С

tк ◦С

tс◦С

Q,Вт

Q,Вт

Q1,Вт

№1

Стена С

45,3

0,24

29

-18

-

510,9

-

510,9

Стена Ю

45,3

0,24

29

-18

11

510,9

119,6

630,5

Кровля

151

0,23

29

-18

17,7

1632,3

614,7

2247

Пол

151

0,2

2

-10

-

362,4

-

362,4

Стена внутренняя 1- 6

21,6

0,41

26

-18

-

389,7

-

389,7

Стена внутренняя 1- 5

21,6

0,41

20

-18

-

336,5

-

336,5

Итого

3742,7

734,3

4476,5

№2

Стена С

47,2

0,46

29

0

-

629,6

-

629,6

Кровля

79

0,43

29

0

17,7

985,1

601,3

1586,4

Пол

79

0,39

10

0

-

308,1

-

308,1

Стена внутренняя 2-5

21,6

0,49

20

0

-

211,7

-

211,7

Итого

2134,5

601,3

2735,8

№3

Стена С

59,4

0,46

29

-2

-

847,04

-

847,04

Кровля

99

0,43

29

-2

17,7

1319,7

753,5

2073,2

Пол

99

0,39

10

-2

-

463,3

-

463,3

Стена внутренняя 3- 5

21,6

0,49

20

-2

-

232,8

-

232,8

Итого

2862,8

753,5

3616,3

№4

Стена С

20,2

0,46

29

4

-

232,3

-

232,3

Стена З

21,6

0,46

29

4

13,2

248,4

131

379,4

Кровля

34

0,43

29

4

17,7

365,5

258,8

624,3

Пол

34

0,39

10

4

-

79,6

-

79,6

Стена внутренняя 4- 5

21,6

0,49

20

4

-

169,3

-

169,3

Итого

1095,1

389,8

1484,9

№1

Q= 0,24*45,3*47=510,9

Q= 0,24*45,3*47=510,9

Q= 0,23*151*47 = 1632,3

Q= 0,2*151*12=362,4

Q= 0,41*21,6*44=389,7

Q= 0,41*21,6*38=336,5

Q = 0,24*45,3*11=119,6

Q= 0,23*151*17,7=614,7

Q1= 510,9+119,6=630,5

Q1=1632,3+614,7=2247

№3

Q= 0,46*59,4*31=847,04

Q= 0,43*99*31=1319,7

Q= 0,39*99*12=463,3

Q = 0,49*21,6*22=232,8

Q=0,43*99*17,7=753,5

Q1= 1319,7+753,5=2073,2

№2

Q= 0,46*47,2*29=629,6

Q= 0,43*79*29=985,1

Q= 0,39*79*10=308,1

Q = 0,49*21,6*20=211,7

Q= 0,43*79*17,7=601,3

Q1=985,1+601,3=1586,4

№4

Q= 0,46*20,2*25=232,3

Q= 0,46*21,6*25=248,4

Q= 0,43*34*25=365,5

Q =0,39*34*6=79,6

Q= 0,49*21,6*16=169,3

Q= 0,46*21,6*13,2=131

Q =0,43*34*17,7=258,8

Q1=248,4+131=379,4

Q1=365,5+258,8=624,3

3.2 Теплоприток от продуктов и грузов.

Максимальные теплопритоки определяют с целью дальнейшего выбора холодильной машины и определения удельных затрат холода на еденицу продукции

Теплопритоки от продуктов и грузов определяют по формуле

(Gпр*Cпр+Gт*Cт)*(tп-tк)

 Q2=—————————————

                                              24*3600

Gт – удельная теплоёмкость тары, Дж/(кг ◦С)

Gпр- суточное поступление продукта, кг/сут

Cпр- удельная теплоёмкость продукта,Дж/(кг ◦С)

Gт- суточное поступление тары,кг/сут

tп- температура груза при поступлении,◦С

tк- температура хранения груза

1 Камера:

2 Камера:

3 Камера:

4 Камера:

3.3 Теплоприток с наружным воздухом при вентиляции.

В зависимости от назначения вентиляции, теплоприток, поступающий в помещении вместе с наружным воздухом, определяют по формуле:

Где: G- масса воздуха камеры. Кг

A*b – кратность вентиляции

iп- энтальпия наружного воздуха, Дж/кг

iк- энтальпия воздуха в камере, Дж/кг

Теплоприток Q3 учитывают в нагрузку на компрессор и на оборудование в полном объёме.

1 Камера:

2 Камера:

3 Камера:

4 Камера:

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  
  13.  
  14.  
  15.  
  16.  
  17.  
  18.  
  19.  
  20.  
  21.  3.4 Эксплуатационные теплопритоки.

Эксплуатационные теплопритоки Q4 определяют как сумму отдельных составляющих;

Q4=q1+q2+q3+q4

Где q1- теплоприток от электрического освещения, Вт

q1= A*Fстр

Fстр- строительная площадь охлаждаемого помещения, м2,

q2- теплоприток от пребывания людей, Вт

q2= (300-350)*п

где 300- тепловыделение одного человека при средней интенсивности работы, Вт.

п– число работающих в помещении людей;

q3- теплоприток при открывании дверей, Вт

q3 =В *Fстр

где В- удельный теплоприток через двери, Вт/м2

камера

Теплоприток, Вт

 

q1

q2

q3

q4

Q4

№1

3*F1

300

1057

-

1810

№2

3*F2

300

734,7

-

1271,7

№3

3*F3

300

920,7

-

1517,7

№4

3*F4

300

591,6

500

1493,6

q1=A*F1=3*151=453

q1=A*F2=3*79=237

q1=A*F3=3*99=297

q1=A*F4=3*34=102

q2=300

q3=7*151=1057

q3=9,3*79=734,7

q3=9,3*99=920,7

q3=17,4*34=591,6

q4=1000*η*N (N=0,5)

Итоговая таблица теплопритоков, определённых расчётным методом

Наименование камеры

Теплопритоки, Вт

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

∑Q

Камера№1

4476,5

541

545,3

1810

-

7372,8

Камера №2

2735,8

278,2

301,4

1271,7

-

4587,1

Камера №3

3616,3

302,1

483,3

1517,7

-

5919,4

Камера №4

1484,9

349

114,7

1493,6

147,6

3589,8

Q5= Gпр*q5/24 =700*11*0,46=147,6

4. Подбор оборудования.

4.1 Выбор системы охлаждения.

Систему охлаждения выбирают на основании технико- экономического анализа и сопоставления различных систем по размерам капитальных и эксплуатационных затрат при условии выполнения предъявляемых к ним требований. Основными из этих требований являются:

- безопасность для обслуживающего персонала и ресурсоспособность оборудования, что достигается в первую очередь надёжной2 защитой компрессора от влажного хода и гидравлических ударов;

-своевременность установления и надёжность поддержания заданного режима в охлаждаемых объектах

- возможность различных переключений, обеспечивающих взаимозаменяемость оборудования

- удовлетворительные экономические показатели

- возможность различных переключений, обеспечивающих взаимозаменяемость оборудования в случае выхода его из строя или необходимости ремонта, а также удаления или отсоса холодильного агента;

- наличие средств автоматики, обеспечивающих контроль,  регулирование и защиту различных узлов холодильной установки.

Указанным требованиям в большей мере отвечают системы непосредственного охлаждения.

Однако системы непосредственного охлаждения имеют и серьезные недостатки. Среди них наиболее важный – опасность выхода холодильного агента в охлаждаемое помещение принарушение при нарушении герметичности системы. Результатом этого могут быть поражение людей, порча дорогостоящей продукции.

4.2 Выбор расчетного рабочего режима.

Рабочий режим холодильной установки характеризуется температурами: кипения t0, всасывания tвс, конденсации tк и переохлаждения tп

При непосредственном охлаждении температуру кипения принимают на 8- 10С ниже температуры воздуха в камере.

Температуру конденсации в конденсаторах, охлаждаемых водой, принимают на 3…5С  выше температуры воды, отходящей от конденсатора

Нагрев воды в установках с прямоточным водоснабжением принимают на 2- 6С  ниже воды отходящей от конденсатора.

Температуру поступающей воды принимают на 6…8С ниже температуры наружного воздуха, при оборотном водоснабжении на 3…4 выше температуры по мокрому термометру Для конденсаторов воздушного охлаждения среднюю разность температур между конденсирующимися хладоном и воздухом принимал 8…10С в аммиачных установках 6…9С

Для малых установок, работающих на хладонах R-12 и R-22  принимают температуру конденсации на 8- 10С выше температуры воздуха.

Температуру переохлаждения можно условно принять 5С ниже температуры конденсации.

Температуру всасывания для холодильных машин, работающих на фреоне, принимают на 38С выше температуры кипения.

В рассольных системах температуру кипения хладона принимают на 5…6С ниже температуры рассола, которую в свою очередь принимают на 8…10С ниже температуры воздуха в камере.

4.3 Подбор холодильных машин и агрегатов.

Рабочую хладопроизводительность компрессора установленных на одну камеру или несколько с одинаковыми t

k- коэффициент учитывающий потери

в – коэффициент рабочего времени

1 Камера:

2 Камера:

3 Камера:

4 Камера:

Марка компрессора

Число цилиндров

Ход поршня в мм.

Диаметр цилиндра в мм.

Скорость вращения  коленчатого вала в об/мин.

Объем описываемый поршнями в м3

Холодопроизводительность

Потребляемая мощность при стандартном режиме в квт

Мощность электродвигателя в квт

Габаритные размеры

Масса в кг

При стандартном режиме

При режиме кондиционирования

Длина  L

Ширина B

Высота Н

В квт

М кол/ч

В квт

М кол/ч

(2ФВ-10)

2

80

100

960

72,5

17,0

15,0

36,0

31,5

6,2

10

635

600

570

200

(4ФУ-6,5)

4

50

67,5

850

36,4

9,0

7,7

21,0

18,0

2,95

-

470

530

420

77

(4ФУ-6,5)

4

50

67,5

850

36,4

9,0

7,7

21,0

18,0

2,95

-

470

530

420

77

(2ФВ-10)

2

80

100

960

72,5

17,0

15,0

36,0

31,5

6,2

10

635

600

570

200

5. Расчёт энергозатрат.

Фактическое время работы силового электропотребляемого оборудования холодильной установки ξср ,ч/год определяется для включения в раздел «Электротехнические расчёты», необходимо для расчёта годового потребления электроэнергии на производство холода и определяется по формуле:

τф=n*24*Вср

Где: п- длительность эксплуатации охлаждаемых камер, сут/год

24- количество часов в сутки, ч/сут;

  1.  Вср.ч- средне- годовой коэффициент рабочего времени холодильной машины

τф = 8*30*24*0,8 =4608 ч/год

τф *NккВт/год –энергозатраты

1 Камера:

4608*6,2 = 28,5 кВт

2 Камера:

4608*2,95 = 15,6 кВт

3 Камера:

4608*2,95 = 15,6 кВт

4 Камера:

4608*6,2 = 28,5кВт

6. Расчёт численности рабочих на холодильных установках.

  1.  Для загрузки выгрузки и санитарной обработки камер требуется один рабочий.
  2.  Численность машинистов холодильных установок определяют с используемых нормативов

0,35 на один компрессор

    0,35*4*0,8=1,12

3. Норматив численности слесарей- ремонт холодильных установок                                                            составляет 0,138 на 4 компрессора

   0,138*4*0,8=0,5

7. Составление мероприятий по экономии холода.

Основные направления выявления и использования резервов экономии холода при эксплуатации стационарных холодильных камер следующие:

- применение наиболее оптимальных температурных режимов термообработки и хранение продуктов;

- интенсификация процессов термообработки и холодильного хранения продуктов;

- сокращение потерь в трубопроводах и камерном оборудовании;

-использование внутренних энергоресурсов.

Организационными мероприятиями по экономии холода  являются:

Установка и своевременная замена модернизированных средств автоматизации и контрольно- измерительных приборов, организация учёта расхода холода, внедрение технически обоснованных норм расхода холода, распространение передового опыта экономии холода и применение эффективных поощрительных систем за экономию холода.

Заключение.

Для создания заданного температурного и влажностного благоприятного для хранения молочного продукта мы подбирали марки холодильных машин, рассматривали их техническую характеристику. Основной задачей при проектировании производственного холодильника является выбор и организация наиболее совершенного и экономичного технологического процесса, позволяющего производить охлаждение, замораживание и хранение молочных продуктов с минимальными потерями.

Список литературы.

  1.  Качетов Н.Д. Холодильная техника. М.: Машиностроение, 1966.- 407с.
  2.  Свердлов Г. З., Янвень Е. К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха.- М.: Пищевая промышленность, 1986.- 265 с.
  3.  Холодильная техника/ Под редакции  З.Ф. Лебедева,- М. Агропромиздат, 1986- 334 с.
  4.  Эксплуатация холодильников: Справочник. – М.: пищевая промышленность 1977.- 207 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76202. Оптимизация системы полноценного кормления высокопродуктивных молочных коров 79.78 KB
  Рубцовое пищеварение - из всех сельскохозяйственных животных желудок у жвачных самый сложный. Он многокамерный и состоит из четырех отделов: рубца, сетки, книжки и сычуга. Первые три отдела служат преджелудками и лишь последний — сычуг — выполняет роль истинного желудка.
76203. Косвенный иск: понятие и общая характеристика 134.5 KB
  Нарушение интересов общества может выражаться в причинении обществу убытков в результате сделок заключенных единоличным исполнительным органом самостоятельно или по указанию контролирующего участника.
76204. Биологические ритмы и работоспособность 79.44 KB
  Целью являлось рассмотрение динамики работоспособности человека. Биологические ритмы или биоритмы -– это более или менее регулярные изменения характера и интенсивности биологических процессов.
76205. Стандартизація 33.72 KB
  Різко зростають вимоги до сировини матеріалів комплектуючих виробів і готової продукції. У виконанні народногосподарських завдань підвищенні ефективності суспільного виробництва і поліпшенні якості продукції стандартизація відіграє суттєву роль адже вона акумулює найновіші досягнення науки...
76206. Период оттепели 83.09 KB
  СССР был воплощением новой общественно-экономической формации. Сталина и политический кризис в СССР Кризис сталинского правительства начался ещё до того как скончался И. Противники объединившиеся против СССР в мощную коалицию были многочисленны и сильны.
76207. Комп’ютерні віруси 45.37 KB
  Актуальність даного реферату полягє в тому що в ньому описано основні ознаки зараження шкідливим програмним забезпеченнм, способи боротьби з вже встановленими вірусами і що найважливіше наведені класифікації вірусів за різними ознаками.
76208. Блез Паскаль 31.15 KB
  Детство Паскаль родился в городе Клер мон Ферран французская провинция Овернь в семье председателя налогового управления Этьена Паскаля и Антуанетты Бегон дочери сенешаля Оверни. По совету своего друга Ле Пайера Этьен Паскаль отказался от своего первоначального плана...
76209. National holidays 66 KB
  Kazakhstan is a large multinational country which is rich with its both old traditions and new ones acquired for the period of Independence. The Republic of Kazakhstan observes international holidays such as New Year, 8 March but it also has holidays specific only for this country such as Unity Day, Capital Day etc.
76210. Біографія Піфагора 21.58 KB
  Повернувшись із подорожі щасливий батько будує церкву Аполлону та оточує молодого Піфагора піклуваннями які могли б сприяти виповненню пророцтва Аполлона. У свого першого вчителя Гермодамаса Піфагор отримує знання основ музики та живопису.