5.2 Теплоприток от грузов

Количество отводимого в единицу времени тепла (в Вт) можно определить для любого вида холодильной обработки по формуле:

, (7)

где - суточное поступление продукта в камеру, т/сутки; - разность удельных энтальпий, соответствующих начальной и конечной температурам продукта, Дж/кг; - продолжительность холодильной обработки продукта, ч.

Теплоприток от тары определяем по формуле:

(8)

где - суточное поступление тары, т/сутки; - удельная теплоемкость тары, Дж/(кг·К); - температура тары при поступлении груза, ⁰С; - температура тары при выходе груза, ⁰С.

Масса тары составляет 10% от массы груза.

Принимаем время обработки продуктов τ = 6 ч

Данные для расчета и конечные значения теплопритоков представлены в таблице 7 и 8 .

Таблица 7

	V,м3	Коэф. загрузки, т/м3	Е,т	Процент загрузки,%
Камера 1	1555,2	0,75	1166,4	6
Камера 2	1036,8	0,71	736,13	6
Камера 3	1036,8	0,75	777,6	6
Камера 4	1555,2	0,75	1166,4	6
Камера 5	5184	0,75	3888	6

	М,т/ч	i1, кДж/кг	i2, кДж/кг	Δi	Время,ч	T1, °С	T2, °С	Тепл. тары, кВт	Тепл. груза, кВт	Тепл. общий, кВт
Камера 1	69,98	313	300	13	6	4	0	2,96	54,757	57,717
Камера 2	44,16	86	9,4	76,6	6	-5	-18	11,08	202,01	213,09
Камера 3	46,65	40,6	0	40,6	6	-5	-20	6,41	113,26	119,67
Камера 4	69,98	85,9	0	85,9	6	-5	-30	11,68	359,47	371,15
Камера 5	233,28	95	40,6	54,4	6	0	-5	12,34	758,88	771,22

Таблица 8

5.3 Эксплуатационные теплопритоки

5.3.1 Расчет теплопритока (в Вт) производится по формуле:

, (9)

где - количество тепла, выделяемого освещением в единицу времени на 1 м² площади пола, Вт/м²; - площадь камеры, м².

Принимаем для складских помещений Вт/м².

5.3.2 Расчет теплопритока (в Вт) производится по формуле:

, (10)

где - число людей, работающих в данном помещении; 350 – тепловыделение одного человека при тяжелой физической работе, Вт.

Число людей, работающих в помещении принимают в зависимости от площади камеры: при площади камеры до 200 м² – 2 3 человека, при площади камеры больше 200 м² – 3 4 человека.

5.3.3 При расположении электродвигателей в охлаждаемом помещении теплоприток (в Вт) определяют по формуле:

, (11)

где - мощность электродвигателя, кВт.

В наших расчетах мощность электродвигателя будем ориентировочно принимать: для камер хранения охлажденных грузов 1 4; для камер охлаждения 3 8; для камер замораживания 8 16.

5.3.4 Расчет теплопритока (в Вт) производится по формуле:

, (12)

где - удельный приток тепла от открывания дверей, Вт/м².

Удельный приток тепла принимаем по табл. 3.3 /1, стр.66/

Данные для расчета и конечные значения теплопритоков представлены таблице 9.

Таблица 9

	F, м2	A	q1,кВт	n,чел	q2,кВт	Nэ,кВт	B,Вт/м2	q4,кВт	Q4,кВт
Кам.1	324	4,7	1,52	4	1,4	5	10	3,24	10,16
Кам.2	216	2,3	0,49	4	1,4	2	12	2,59	6,082
Кам.3	216	2,3	0,49	4	1,4	2	12	3,59	6,082
Кам.4	324	4,7	1,52	4	1,4	10	12	3,88	14,808
Кам.5	1080	2,3	2,48	4	1,4	3	20	21,6	27,88

В таблице 10 представлены все значения теплопритоков, а так же суммарная нагрузка на камерное оборудование и компрессор.

Таблица 10

Помещение	Q1,Вт			Q2,Вт			Q4,Вт			Q,Вт
	Камерное оборудование	Компрессор	Камерное оборудование		Компрессор Компрессор	Камерное оборудование		Компрессор Компрессор	Камерное оборудование		Компрессор Компрессор
Камера 1	5830,34	4664,27	57717		57717	10160		7112	73707		69493,3
Камера 2	3417,95	2392,56	213090		106545	6082		4257	223176		113194,6
Камера 3	3216,9	2251,83	119670		59835	6082		4257	129488		66343,8
Камера 4	6069,66	5462,69	371150		371150	14808		10365	393438		386977,7
Камера 5	11427,01	7998,9	771220		385610	27880		19516	811339		413124,9

При дальнейшем расчете нагрузка на компрессор составляет:

Через ограждение:

1 – 80%; 2,3 - 70%; 4 - 90%; 5 - 70%

От продукта при термообработке:

1,4 – 100%; 2,3,5 – 50%

От эксплуатационных теплопритоков: 70%

6 Обоснование выбранной системы охлаждения

Для отвода теплоты и влаги из охлаждаемых помещений и тех­нологических аппаратов в них устанавливают теплообменные ап­параты, носящие название охлаждающих приборов. В этих прибо­рах теплота отдается охлаждающей среде. Способы охлаждения в зависимости от вида охлаждающей среды делятся на непосредственное охлаждение и на охлаждение жидким хладоносителем (косвенное охлаждение).

В настоящее время наиболее широкое распространение получили холодильные системы, работающие по принципу непосредственного охлаждения. Это связано с очевидными достоинствами таких систем: простотой схем, меньшими первоначальными финансовыми затратами на приобретение, более низкими удельными затратами энергии на получение холода, меньшими диаметрами трубопроводов и более компактным теплообменным оборудованием. Тем не менее, данным системам присущ и ряд недостатков. Прежде всего:

• основные хладагенты (фреоны и аммиак) недопустимо использовать для охлаждения помещений, в которых предусматривается длительное нахождение и работа людей;

• значительные потери давления в гидростатическом столбе жидкости при подаче углеводородных хладагентов на верхние этажи многоэтажных хладопредприятий, ведущие к существенной потере холодопроизводительности. Особенно заметно действие этого фактора при разнице высот более 10 м и низких температурах кипения;

• проблемы с возвратом масла в случае разветвленной системы охлаждения территориально распределенного хладопредприятия;

• опасность выброса жидкого хладагента из испарителя во всасывающую полость компрессора в условиях эксплуатации, допускающих резкие возрастания тепловой нагрузки;

• значительные потери дорогостоящих углеводородных хладагентов в случае разгерметизации системы охлаждения и большие финансовые затраты на восполнение хладагента, особенно в случае разветвленных систем охлаждения;

Приведенные проблемы позволяют избежать холодильные системы с промежуточным хладоносителем. При охлаждении хладоносителем (хладоноситель - жидкость, используемая для отбора тепла от охлаждаемых предметов и для переноса этого тепла к хладагенту в испарителе) понижение температуры охлаждаемой среды достигается благодаря теплообмену между охлаждаемой средой и холодным хладоносителем, циркулирующим в теплообменных аппаратах. Хладоноситель, в свою очередь, охлаждается в испарителе при кипении холодильного агента.

Преимущества системы охлаждения с промежуточным хладоносителем:

• исключается возможность проникновения холодильного агента, масла непосредственно в охлаждаемую среду (в охлаждаемый продукт);

• простота регулирования температуры охлаждаемой среды (продукта) отдельных потребителей, что достигается путем изменения количества хладоносителя, направляемого в теплообменный аппарат охлаждаемой среды (продукта);

В курсовой работе выбрана промежуточная система охлаждения.

7 Построение цикла холодильной машины и определение параметров хладагента.

Так как была выбрана схема с промежуточным хладоносителем (рассольная схема), то температуру кипения хладагента принимаем на 5 6 ⁰С ниже температуры рассола, которую в свою очередь принимают на 8 10 ⁰С ниже температуры воздуха в камере. Тогда температуру кипения рассчитываем по формуле:

(13)

Для цикла одноступенчатого сжатия:

⁰С

.Для цикла двухступенчатого сжатия:

⁰С.

Нагрев воды на конденсаторах рассчитываем по формуле:

⁰С, (14)

где - температура воды поступающей в конденсатор, ⁰С.

⁰С,

где - температура воды выходящей из конденсатора, ⁰С.

⁰С

Температуру конденсации рассчитываем по формуле:

⁰С, (15)

где - температура воды на выходе из конденсатора, ⁰С.

Тогда температура конденсации:

⁰С.

Для исключения влажного хода компрессора, пар перед компрессором перегревается.

⁰С. (16)

Для цикла одноступенчатого сжатия:

⁰С.

Для цикла двухступенчатого сжатия:

⁰С.

Промежуточное давление для цикла с двухступенчатым сжатием:

Р_пр= √Р_к∙Р₀=√0,5∙12=2,44

Промежуточная температура: Т_пр=-8

Цикл с одноступенчатым сжатием строим для камер 1 и 5.

Цикл с двухступенчатым сжатием строим для камер 2,3,4.

7.1 Построение цикла одноступенчатой холодильной машины

• На T – s диаграмму аммиака наносим изотермы, определяющие режим работы установки: , , и .

• По температурам и находим соответствующие изобары и в области перегретого пара и переохлажденной жидкости.

• В результате построения получили точки, параметры которых представлены в таблице 11.

• T-s диаграмма приведена в приложении А.

Данные для расчета и конечные значения величин цикла с одноступенчатым сжатием представлены в таблице 11.

Таблица 11

Номер точки	Температура, °С	Давление, МПА	I, кдж/кг	ύ, м3/кг	Состояние
1	-20	2,2	1420	0,98	Сухой насыщенный пар
2	120	12	1733	0,131	Перегретый пар
3	28	12	1467,8	0,84	Сухой насыщенный пар
4	28	12	313,4	0,00017	Переохлажденная жидкость
5	-20	2,2	313,4	0,2	Х=0,17
1΄	-10	2,2	1445	0,9908	Перегретый пар

Холодильный цикл с одноступенчатым сжатием строим на T-S диаграмме, полученной с помощью программы CoolPack 2.84 (приложение А).