ВСТУП

Виконання курсового проекту спрямоване на систематизацію і закріплення теоретичних знань студентів за розділом 4 “Холодильна техніка” дисципліни "Обладнання підприємств громадського харчування. Це виконання повинно підвищити навики самостійного користування науковою і методичною літературою, рішенням технологічних питань, пов’язаних з холодильним зберіганням харчових продуктів на базі досягнень науково-технічного прогресу, передового досвіду в підприємствах харчування. Також в процесі виконання виявляється ступінь засвоєння студентом теоретичних питань із спеціальних дисциплін.

Тематика курсового проекту і його виконання

Тематика курсового проекту присвячена проектуванню блоку охолоджуваних камер і визначається кафедрою технологічного обладнання харчових виробництв і торгівлі. Кожного року тематика проектів оновлюється, але студентам надається право самостійного вибору теми.

Тематика курсового проекту затверджується кафедрою кожен рік. Завдання на курсове проектування складається з: теми курсового проекту, вихідних даних на проектування, змісту розрахунково-пояснювальної записки, прізвища керівника проекту, переліку графічного матеріалу та терміну виконання студентами курсового проекту.

Завдання на курсовий проект затверджується завідувачем кафедри і має бути наведено в розрахунково-пояснювальній записці.

Основною задачею організації виконання курсового проекту є необхідність надання студенту методичної допомоги.

З цією метою керівником проекту проводяться консультації, в тому числі і за письмовими запитами, за методикою виконання і правилами оформлення курсового проекту.

Кожен студент повинен мати методичні рекомендації з виконання курсового проекту, в яких наведені необхідні додатки і посилання на літературу.

Зміст курсового проекту

Курсовий проект складається з розрахунково-пояснювальної записки і графічної частини.

Розрахунково-пояснювальна записка (РПЗ) складається з:

• титульного листа;

• завдання на курсове проектування;

• змісту;

• вступу;

• необхідних розрахунків за розділами;

• опису схеми холодопостачання;

• висновків;

• переліку використаної літератури.

Зразок титульного листа наведений в додатку А.

У змісті РПЗ вказується назва розділів і підрозділів, наводиться їх посторінкова нумерація.

Вступ повинен відображувати актуальність курсового проекту для студента, необхідність застосування холоду для зберігання продуктів, а також коротку характеристику виконання курсового проекту.

Необхідні розрахунки за підрозділами виконуються за методикою і в послідовності відповідно з методичними рекомендаціями. Не рекомендується наводити загальні відомості з навчально-методичної літератури.

Розрахунково-пояснювальну записку необхідно складати стиснено технічною мовою. Не допускаються вирази типу “Я вирішив, прийняв і т.п.”.

Графічна частина виконується на двох листах формату А 1. На першому листі виконується схема холодопостачання блоку камер в аксонометрії, у відповідному масштабі. На схемі викреслюються випарники (повітроохолоджувачі), холодильний агрегат в машинному відділенні, трубопроводи, прилади автоматики (додаток Ф). До креслення додається специфікація (додаток У).

На другому листі виконується креслення будівельної конструкції огороджень (в масштабі: зовнішньої, внутрішньої стін, стелі, підлоги). До креслення додається специфікація.

Захист курсового проекту

Курсовий проект студентом подається для перевірки і рецензування керівнику згідно з графіком виконання і допускається до захисту після виправлення зауважень.

Оцінювання самостійності і якості виконання курсового проекту проводиться на підставі прилюдного захисту перед комісією у складі не менше двох викладачів кафедри, у тому числі керівника курсового проекту.

Якість виконання курсового проекту та результати його захисту оцінюються колегіально за чотирибальною шкалою (“відмінно”, “добре”, “задовільно”, “незадовільно”), при чому оцінюється якість виконання розрахунково-пояснювальної записки, графічної частини, доповіді і відповіді на уточнюючі питання.

І. Методичні рекомендації щодо виконання розрахункової частини курсового проекту

Зміст розрахункової частини проекту

Виконання проекту повинне проходити в наступній послідовності:

1.1. Визначення кількості холодильних камер, їх призначення і найменування.

1.2. Визначення ємності камер, Е, кг.

1.3. Розрахунок площі камер, F, м².

1.4. Складання ескізного планування блоку охолоджуваних камер.

1.5. Визначення розрахункових параметрів.

1.6. Розрахунок товщини ізоляційного матеріалу та розрахункового коефіцієнту теплопередачі

1.7. Калоричний розрахунок.

1.8. Вибір холодильної машини.

1.9. Розподіл випарників (повітроохолоджувачів по камерах).

1.10. Перевірочний розрахунок.

Рекомендації наведені за вказаною послідовністю.

1.1. Визначення кількості холодильних камер, їх призначення і найменування.

На підставі приведеного у завданні асортименту продуктів, можливості їхнього групування за окремими видами для спільного зберігання встановлюється кількість холодильних камер, їх призначення і найменування. У підприємствах харчування найчастіше можуть проектуватися наступні камери:

- м'ясні,

- м’ясо-рибні;

- молочно-жирові;

- фруктів, зелені і напоїв;

- гастрономічних продуктів;

- солінь, квашення;

- заморожених кулінарних виробів;

- солоної риби;

- харчових відходів;

Групуючи продукти за видами для спільного зберігання, встановлюють кількість холодильних камер, їх призначення і найменування. Для визначення температури зберігання харчових продуктів необхідно керуватися рекомендаціями додатку Б або літератури [1, с.509-510].

1.2. Визначення ємності камер

Необхідно пам'ятати, що ємність камери - це та маса продукту, що може знаходитися на збереженні в даній камері. Визначають ємність камери за формулою

E = G_доб · τ_зб, кг.

Розрахунок ємності виконується за кожним продуктом, наприклад: молочно-жирова камера: Е₁.

E₁’ = G_доб · τ_зб =…………кг.

E₁” = G_доб · τ_зб =…………кг.

E₁”’ = G_доб · τ_зб =…………кг.

де: E₁’, E₁”, E₁”’ – ємність (маса) кожного продукту, який знаходиться у даній камері;

G_доб – добове надходження конкретного продукту, кг/добу.

τ_зб – термін зберігання конкретного продукту, діб (див. завдання).

Аналогічні розрахунки проводять по кожній камері.

1.3. Розрахунок площі кожної камери можна проводити за наступною формулою:

де Е_к – ємність камери, кг;

q – норма укладання продукту на 1 м² площі підлоги (додаток Б, або література 1, с. 509-510); кг/м²;

β – коефіцієнт збільшення площі камер на проходи, відступи від стін і випарників.

Для малих камер, площею до 10 м², β = 2,2;

для середніх, площею до 20 м², β = 1,8;

для камер площею більше 20 м² β = 1,7…1,6.

Для оцінки площі камер (мала середня, велика) розрахунки зручно вести наступним чином, наприклад:

молочно-жирова камера: F₁

, м²;

, м²;

, м².

За ΣF₁^і дається оцінка величини камери, а потім F₁^і помножується на відповідний коефіцієнт β і одержують остаточну розрахункову площу F₁.

У тому випадку, коли в довідковій літературі відсутня норма укладання продукту на 1 м² площі підлоги, приймають норму укладання аналогічного продукту, що мається в довідковій літературі. Аналогічно можна приймати рішення і по тарі.

Такі обчислення виконуються для всіх камер.

1.4. Складання ескізного планування блоку охолоджуваних камер

До планування блоку охолоджуваних камер висувається ряд вимог [1, с. 292-296].

Оскільки в даній роботі не проектується все підприємство харчування, а тільки блок охолоджуваних камер, ці вимоги можна сформулювати наступним чином:

- вхід у камери повинний здійснюватися з одного загального тамбура;

- вхід у машинне відділення - з вулиці чи коридору;

- вхід у камеру харчових відходів повинний здійснюватися через окремий тамбур, при цьому необхідно враховувати шляхи руху продуктів і харчових відходів. Вони не повинні перехрещуватися;

- камера харчових відходів може проектуватися окреморозташованим приміщенням (поблизу мийного відділення). У цьому випадку її охолодження здійснюється окремим холодильним агрегатом;

- ширина тамбура не повинна бути меншою за 1,6 м;

- співвідношення сторін у камерах повинне бути не більшим за 1:2;

- забороняється розташування камер над, під та поруч з гарячими і вологими приміщеннями;

- площа машинного відділення приймається за сумарною площею камер на підставі рекомендацій додатку В або літератури [1, с. 296].

- на плануванні необхідно проставити всі розміри в мм;

- бажане розташування камер по низхідній температурі повітря в камерах з урахуванням розташування машинного відділення;

- камери повинні розташовуватися з урахуванням зручності доставки продуктів після їхнього розвантаження і розподілу по цехах.

Типові планування представлені в додатку Д або літературі [1, с. 294-295].

1.5. До необхідних розрахункових параметрів відноситься:

- літня розрахункова і середньорічна температура зовнішнього повітря в районі проектування підприємства харчування (додаток Е або література [1, с. 544-546]);

- температура повітря і відносна вологість повітря в камерах (додаток Б або література [1, с. 509-5І0]);

- температура повітря в суміжних неохолоджуваних приміщеннях, у тому числі в машинному відділенні. Приймається на 5^оC нижчою за літню розрахункову при розташуванні камер на поверхах і на I0°С нижчою, якщо камери розташовані у підвалі, тобто:

t_см.п= t_л.розр – 5^оС (на поверхах);

t_см.п= t_л.розр – 10^оС (у підвалі).

- температура повітря в тамбурі приймається на 10°С нижчою за літню розрахункову, якщо камери розташовані на поверхах і на 15°С нижчою, якщо камери розташовані в підвалі, тобто:

t_тамб= t_л.розр – 10^оС (на поверхах);

t_тамб= t_л.розр – 15^оС (у підвалі);

- компонувальна площа. Вона може відрізнятися від розрахункової на 2-3 м² у більшу сторону;

• розташування камер (підвал, 1-й поверх);

• висота камер приймається у межах 2,5…3,5 м.

Усі розрахункові дані можна звести в таблицю.

1.6. Розрахунок теплової ізоляції необхідно починати з вибору ізоляційного матеріалу та будівельно-ізоляційних конструкцій стін, стелі, підлоги. При виборі ізоляційного матеріалу для стін і стелі перевага віддається сучасним матеріалам з гарними теплоізоляційними властивостями, наприклад, пінополістирол ПС-БС ГОСТ 15888-70, пінопласт ПХВ-1 та ін.

Ці матеріали виготовляються промисловістю у вигляді плит товщиною 25, 30, 50 і 100 мм, довжиною до 2000 мм і шириною до 1000 мм. Для підлоги в якості ізоляційного матеріалу рекомендується приймати гравій керамзитовий. Дані про теплоізоляційні та гідроізоляційні матеріали наведені в додатку Ж або в літературі [1, с. 253-267; 2, с. 43-58].

Будівельно-ізоляційну конструкцію зовнішніх, внутрішніх стін, стелі, підлоги для холодильних камер слід приймати самостійно, користуючись конструкцією приміщень, які є у місті проживання. При цьому слід пам’ятати, що конструкція повинна мати і теплоізоляцію, і гідроізоляцію.

В якості прикладу в додатку К наведені будівельно-ізоляційні конструкції зовнішньої, внутрішньої стін, стелі, підлоги. В тому випадку, коли стінка має цегляну кладку, стандартні розміри однієї цегли такі: 25012560 мм. Умовні позначення підібраних можна знайти в додатку К або літературі [1, с. 261-262; 2, с. 43-51].

Товщина ізоляційного шару для огороджень камер визначається за формулою:

де _із - розрахункова товщина ізоляційного шару, м;

_із, _і - коефіцієнти теплопровідності обраного ізоляційного матеріалу і матеріалу шарів будівельної конструкції, Вт/(м∙К), значення яких можна знайти в додатку Ж або в літературі [1, с. 257; 2, с. 50-51];

k_н - нормативний коефіцієнт теплопередачі огороджень, Вт/(м²∙К), значення яких наведено в додатку Л або в літературі [1, с. 269-270; 2, с. 42-53].

Для підлоги можна прийняти k_н = 0,35…0,38 Вт/(м²∙К).

_зовн - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішнього повітря до стінки, Вт/(м²∙К). При розміщенні камер на поверхах для зовнішньої стінки можна приймати _зовн = 22…24 Вт/(м²∙К). При розміщенні камер в підвалі для зовнішньої стінки _зовн = .

Для внутрішніх стін _зовн = 7…9 Вт/(м²∙К). Для підбору значень _зовн можна також використовувати додаток М або літературу [1, с. 271; 2, с. 54].

_в - коефіцієнт тепловіддачі від внутрішньої поверхні стінки камери до повітря камери. Цей коефіцієнт залежить від вибору холодильної машини. Якщо планується вибрати нову машину з повітроохолоджувачами ВО-2, то _в = 15…18 Вт/(м²∙К). Для машин, які укомплектовані випарниками типу ИРСН, _в = 8…9 Вт/(м²К).

_і - товщина шарів матеріалів, які складають будівельну конструкцію стінки, стелі, підлоги.

Отримана за розрахунком товщина ізоляції (для зовнішніх і внутрішніх стін, стелі) округляються до стандартної товщини плит в більшу сторону (див. приклад). Після цього необхідно розрахувати дійсний коефіцієнт теплопередачі через це огородження по виразу:

де: _із.пр. - округлена (прийнята) товщина ізоляції, м;

_із. - коефіцієнт теплопровідності ізоляційного матеріалу, Вт/(м²∙К).

Для підлоги засипають керамзитовий гравій рівно стільки, скільки в метрах за розрахунком.

Дійсний коефіцієнт теплопередачі k_д слід збільшити на 10…20%, так як укладання плит може призвести до виникнення нещільностей, покришень. Таким чином одержують розрахунковий коефіцієнт теплопередачі

k_р = (1,1…1,2) k_д, Вт/(м²∙К).

Приклад. Розрахунок _із, k_д, k_р для зовнішньої стінки. (Приклад наведено для будівельної конструкції зовнішньої стінки, яка відображена в додатку К, першого поверху).

Приймаємо дві плити ПС-БС товщиною 30 мм кожна, тобто _із.пр. = = 0,060 м

Розрахунок k_д

Розрахунок k_р.

k_р = 1,1 ∙ 0,387 = 0,426 Вт/(м²∙К).

Таким чином, розрахунковий коефіцієнт теплопередачі через зовнішню стінку складає k_р = 0,426 Вт/(м²∙К). Він буде потрібен при калоричному розрахунку.

З урахуванням прийнятої будівельної конструкції аналогічно розраховують k_р для внутрішніх стін, стели, підлоги.

1.7.а. Калоричний розрахунок

Калоричний розрахунок передбачає визначення теплоприпливів в охолоджувані камери при виконанні курсового проекту з дисципліни "Обладнання підприємств громадського харчування". Крім того, він є основою при виборі холодильної машини з холодопродуктивністю, яка перевищує всі теплоприпливи в камери.

Вихідними параметрами для калоричного розрахунку є:

• план холодильника;

• розрахунковий коефіцієнт теплопередачі крізь огородження (крізь зовнішню стінку, внутрішні, стелю, підлогу);

• температурно - вологісний режим в камерах та за огородженням камер (див. підрозділ 1.5 “Визначення розрахункових параметрів”);

• температура, добове надходження та термін зберігання продуктів (див. завдання на курсове проектування).

Сумарні теплоприпливи в камеру визначається за формулою

Q_кам = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄, Вт;

де Q₁ - теплоприпливи в камеру крізь огородження, Вт;

Q₂ - теплоприпливи в камеру від продуктів і тари при їх термічної обробці (при охолодженні), Вт;

Q₃ - теплоприпливи в камеру від зовнішнього повітря при вентиляції камер, Вт;

Q₄ - експуатаційні теплоприпливи (при відкриванні дверей камер, включенні освітлення, перебуванні людей і т.п.), Вт.

1.7.а.1. Визначення теплоприпливів крізь огородження

Теплоприпливи в камеру крізь огородження визначаються за формулою:

Q₁= k_р · F_огор. ∙ (t_{за огор} - t_п.к.), Вт;

де k_р - розрахунковий коефіцієнт теплопередачі крізь огородження (див. підрозділ 1.6. “Розрахунок товщини ізоляційного матеріалу та розрахункового коефіцієнту теплопередачі”), Вт/(м² ∙К).

F_огор - площа огородження, м² (визначається за прийнятою висотою камер і розмірами на компоновці).

t_{за огор} - температура за розрахунковим огородженням, ^оС (див. підрозділ 1.5. “Визначення розрахункових параметрів");

t_п.к. - температура повітря в камері, ^оС (див. підрозділ 1.5. “Визначення розрахункових параметрів").

Розрахунки Q₁ по кожній камері можна звести у таблицю 1.

Результати розрахунку теплоприпливів крізь огородження

Найменування огородження	Площа огородження Fі, м2	kр, Вт/(м2∙К)	tзаогор, оС	tп.к, оС	∆t, оС	Q1, Вт
1	2	3	4	5	6	7
Камера (наприклад) молочно-жирова
-----	-----	-----	-----	----	----	-----
-----	-----	-----	-----	-----	----	----
-----	-----	-----	----	-----	----	----

∑Q₁= ----

Камера (наприклад) гастрономічних продуктів

-----	-----	-----	-----	----	----	-----
-----	-----	-----	-----	-----	----	----
-----	-----	-----	----	-----	----	----

∑Q₁= ----

і так далі.

Примітка: в графі “Найменування огородження” необхідно навести перелік усіх огороджень, які граничать із зовнішнім середовищем, камерами, тамбуром, коридорами, а також стеля, підлога для кожної камери.

1.7.а.2. Визначення теплоприпливів від продуктів і тари при їх охолодженні

Ці теплоприпливи визначаються за формулою:

, Вт;

де: G_пр - розрахункова маса кожного продукту в камері, кг. В розрахунку Q₂ ця маса приймається в залежності від терміна зберігання, який вказано в завданні на проектування. При терміні зберігання () 1…2 доби в розрахунок приймається 100% ємності Е продукту. При терміні зберігання 3...4 доби в розрахунок G_пр приймається 60…50% ємності продукту в камері. Якщо термін зберігання складає 5…6 і більше діб, то в розрахунок приймається 40…30% ємності продукту в камері.

с_пр - питома теплоємність конкретного продукту, Дж/(кг∙^оС), яку можна знайти в додатку Н або в літературі [1,с. 548]. Якщо дані за с_пр в літературі відсутні, приймається с_пр аналога, який є в літературі. Якщо продукт складний (наприклад, борщ Український), то с_пр розраховується за складовими борщу, їх відсотковим вмістом в продукті і теплоємності цих складових. В цьому випадку розрахунок с_пр ведеться за формулою:

с_пр = 0,01 ∙ (с₁ ∙ Х₁ + с₂ ∙ Х₂ + … + с_п ∙ Х_п), Дж/(кг∙^оС);

де с_і - питома теплоємність кожної складової, Дж/(кг∙^оС);

Х_і - відсотковий вміст складової в долях одиниці.

G_т - розрахункова маса тари, кг.

Тара підбирається проектантом самостійно. Маса тари залежить від матеріалу, з якого вона виготовлена. Так якщо тара картонна, то її маса дорівнює 10% від маси продукту (його ємності в камері). Якщо тара металева, або дерев’яна, то її маса дорівнює 20% від маси продукту (його ємності в камері). Якщо тара із скла, то її маса приймається як 100% від маси продукту. В розрахунок G_т приймається в залежності від терміну зберігання аналогічно продукту (див. приклад в таблиці 2).

с_т - питома теплоємність тари, Дж/(кг∙^оС). Її рекомендується приймати:

для дерев’яної - 2500 Дж/(кг∙^оС);

для картонної - 1460 Дж/(кг∙^оС);

для скляної - 835 Дж/(кг∙^оС);

для металевої - 460 Дж/(кг∙^оС);

t_пост - температура, з якою продукт і тара потрапляє в камеру на зберігання (див. завдання на проектування), ^оС;

t_к - кінцева температура, до якої охолоджується продукт і тара. Її можна приймати на 1^оС вище, ніж температура повітря в камері, ^оС;

_ох - термін охолодження продукту і тари, год.

Якщо планується приймати нові машини для охолодження камер, то _ох рекомендується приймати приблизно 20 год., а якщо машини з випарниками типу ИРСН, то _ох приймається 24год.

Усі розрахунки за Q₂ рекомендуються звести в таблицю (див. таблицю 2). В цій таблиці наведено приклад розрахунку Q₂ для субпродуктів при терміні охолодження _ох = 20 год.

Крім того, Q₂ можна розрахувати за формулою:

, Вт;

де і_пост – ентальпія продукту, який потрапляє на охолодження, Дж/кг;

і_кін – ентальпія охолодженого в камері продукту, Дж/кг.

Дані за ентальпією в кДж/кг можна знайти в додатку П або в літературі [2, с. 63-64].

При таких розрахунках теплоприпливи від тари визначаються окремо.

Таблиця 2

Визначення теплоприпливів від продуктів і тари при їх охолодженні

№ з/п	Продукти (тара)	Gдоб кг/доб	зб, діб	Епр, кг	Gпр, кг	Gт, кг	спр, Дж/кг∙оС	ст, Дж/кг∙оС	tпост., оС	tк, оС	∆t, оС	G∙С∙∆t	Q2, Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
М’ясо-рибна камера
1	Субпро-дукти	375	4	1500	900		3120	-	12	1	11	30888000	429
	(тара металева)	-	-	-	-	180	-	460	12	1	11	910800	12,65
2	М’ясо яловичина	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-	-//-
	(без тари)	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

і т.д. по камері Q₂ =

Камера молочно-жирова

№ з/п	Продукти (тара)	Gдоб кг/доб	зб, діб	Епр, кг	Gпр, кг	Gт, кг	спр, Дж/кг∙оС	ст, Дж/кг∙оС	tпост., оС	tк, оС	∆t, оС	G∙С∙∆t	Q2, Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14

і т.д. по камері Q₂ =

1.7.а.3. Визначення теплоприпливів від зовнішнього повітря за рахунок вентиляції

На підприємствах харчування і торгівлі вентиляція передбачається для камер, які мають продукти з специфічним запахом: солоної риби, овочів і фруктів, харчових відходів та ін.

Теплоприпливи за рахунок вентиляції визначаються за виразом:

, Вт;

де V - об’єм вентильованої камери, м³;

а - кратність повітрообміну (показує, скільки разів за добу необхідно змінити повітря в камері), діб^-1. Для всіх камер а приймається рівною 4 діб^-1, для камер харчових відходів а = 10 діб^-1;

ρ_п - щільність повітря при температурі в камері, кг/м³. Значення ρ_п визначається за формулою:

, кг/м³;

де 1,293 – щільність повітря при нормальних умовах, кг/м³;

t_п.к. - температура повітря в камері, ^оС;

і_з.п., і_в.п. - ентальпія зовнішнього повітря і повітря всередині камери, Дж/кг;

Ентальпії і_з.п., і_в.п. визначаються по і-d діаграмі для вологого повітря (див. додаток Р). Необхідними вихідними даними є температура повітря t_л.розр. і відносна вологість повітря в районі проекту (див. розрахункові параметри підрозділу 1.5, або літературу 1, с.544-547), а також температура і відносна вологість повітря в камері (див. розрахункові параметри підрозділу 1.5, або літературу 1, с. 509-510).

Наприклад, камера фруктів вентилюється зовнішнім повітрям з температурою t_з.п. = 30,5^оС і відносною вологістю φ = 47%.

Температура повітря в камері і відносна вологість складає t_в.п = 6^оС, φ = 80%.

Ентальпія зовнішнього повітря і повітря камери знаходиться по і-d діаграмі в наступній послідовності:

- на d-і діаграмі проводиться ізотерма t_з.п. = 30,5^оС і лінія відносної вологості зовнішнього повітря φ = 47% (див. додаток Р);

• ці лінії дають точку перехрестя а;

• рухаючись від цієї точки за ізоентальпою, визначають значення ентальпії і_з.п. = 63 кДж/кг;

• значення ентальпії переводиться в Дж/кг, таким чином і_з.п. = 63000Дж/кг.

Аналогічно за температурою і відносною вологістю повітря в вентильованій камері визначають і_в.п.

Якщо в камері вентиляція не передбачена, то Q₃ = 0.

1.7.а.4. Визначення експлуатаційних теплоприпливів в камери

Експлуатаційні теплоприпливи Q₄ при проектуванні блоку охолоджуваних камер в підприємствах харчування і торгівлі не розраховують, а приймають в залежності від площі камери і від сумарних теплоприпливів у камеру крізь огородження ΣQ₁.

Значення Q₄ можна приймати в розмірі 40% від ΣQ₁, якщо площа камери не перевищує 10 м².

Якщо площа камери складає від 10 до 20 м², то Q₄ приймається в розмірі 30% від ΣQ₁.

Якщо площа камери більше 20 м², то Q₄ приймається в розмірі 20% від ΣQ₁.

На цьому калоричний розрахунок завершується.

1.7.б. Калоричний розрахунок за збільшеними показниками

Цей розрахунок можна проводити для порівняння показників докладного калоричного розрахунку (через огородження, від продуктів і тари, за рахунок вентиляції, експлуатаційних теплоприпливів), або, за рекомендацією керівника, можна проводити як основний при виконанні розділу дипломного проекту.

При калоричному розрахунку за збільшеними показниками враховують наступне:

- теплоприпливи (за рахунок усіх перерахованих вище факторів) у камеру через один квадратний метр площі підлоги складають 90…100 Вт/м^2­­ для камер, що мають температуру повітря від 0˚С і вище, причому 90 Вт/м² для камер, розташованих у підвалі і 100 Вт/м² – для камер на поверхах;

- для камер, що мають температуру повітря – -І…-4˚С, теплоприпливи через один м² площі підлоги складають 110…120 Вт/м², причому 110 Вт/м² – для камер, розташованих у підвалі, і 120 Вт/м² - для камер, розташованих на поверхах;

- для камер, що мають температуру повітря нижче –4˚C питомі теплоприпливи через один м² площі підлоги складають 130…140 Вт/м², причому 130 Вт/м² - для камер, розташованих у підвалі і 140 Вт/м² – для камер, розташованих на поверхах.

Таким чином, знаючи планувальну площу камери і задану в ній температуру повітря, визначення теплоприпливів у камеру зводяться до обчислення:

Q_кам = F_кам· q, Вт;

де q – питомі теплоприпливи через 1м² площі підлоги, Вт/м².

Потім визначаються сумарні теплоприпливи в усі камери ΣQ_кам, Вт.

Результати калоричного розрахунку доцільно звести в таблицю 3.

Таблиця 3

Підсумок калоричного розрахунку

Найменування камер	Площа камери F, м2	Температура і вологість повітря в камері		Теплоприпливи в камеру, Вт				Всього по камері, Qкам., Вт
		tп.к.,оС	φп.к, %	Q1	Q2	Q3	Q4
1	2	3	4	5	6	7	8	9

ΣQ_кам.= ……..

1.8. Вибір холодильної машини

Для охолодження кількох камер з приблизно однаковими температурами випускались наступні моделі холодильних машин, наведені в літературі [1, с. 225-241]: ИФ-56М; ХМФВ-4М; ХМФВ-6; ХМ 1-9; ХМВ 1-9; ВС-2,8~ 3 - з герметичним агрегатом. Ці машини називають однотемпературними, так як вони не мають пристроїв регулювання температури повітря в камері, або це регулювання досягається за допомогою автоматичного регулятора температури (ТР) і кількох соленоїдних вентилів, які то подають рідкий холодильний агент до випарників в камері, то не подають - в залежності від встановленої температури на ТР.

В теперішній час ці машини заміняються новими типу МВВ4-1-2; МКВ4-1-2; 1МВВ6-1-2; 1МКВ6-1-2; 1МВВ9-1-2; 1МКВ9-1-2. За холодопродуктивністю ці машини аналогічні застарілим, але мають систему автоматичного відтаювання снігової шуби на повітроохолоджувачах ВО-2 і підтримки необхідної температури повітря в камерах. Умовне позначення таких машин наступне:

• наявність цифри 1, або іншої другої перед літерами свідчить про те, що ця машина комплектується повітроохолоджувачами типу ВО-2 (в подальшому ВО-2). Якщо цифра відсутня - машина комплектується випарниками типу ИРСН;

• перша літера М вказує на те, що це машина холодильна;

• друга літера В, або К, вказує на те, що машина комплектується конденсатором з повітряним охолодженням – В, або з водяним охолодженням – К;

• третя літера В вказує на те, що ця машина призначена для охолодження повітря в камері. В камері можна зберігати різні продукти, а охолоджувати рідину шляхом занурення ВО-2, або ИРСН в рідину неможливо;

• цифра після літер: 4, 6, 9 вказує на холодопродуктивність машини в кВт при стандартних умовах (при температурі кипіння холодильного агенту t₀ = -15^оС і температурі конденсації t_к = 30^оС);

• після холодопродуктивності цифра 1 вказує на те, що в машину заправлений холодильний агент R12. Якщо стоїть цифра 2, то машина заправлена фреоном 22 (R 22);

• остання цифра 2 означає, що машина середньо-температурна. Цією машиною можна досягати температури повітря в камерах в межах –4… 6^оС. Якщо стоїть цифра 4, то ця машина – низькотемпературна і цією машиною можна досягати температури повітря в камері до –18^оС.

Більш докладні дані про більш нові види машин наведені в додатку С або в літературі [3, с.11-18].

Для вибору холодильної машини необхідно визначити її потрібну холодопродуктивність

, Вт;

де: Ψ – коефіцієнт втрати холоду самою машиною, приймається рівним Ψ = 1,07;

b - коефіцієнт робочого часу машини, показує яку частину часу машина повинна працювати, а яку – простоювати. Для холодильних машин, що використовуються в підприємствах харчуванні і торгівлі b = 0,75.

Правильний вибір холодильної машини вимагає визначення температури кипіння холодильного агента у випарниках, розміщених у камерах. Цю температуру визначають наступним чином

t₀ = t_п.к – (14…16 ^оС);

де t_п.к – температура повітря у камері, ^оС. При визначені t₀ обирається камера, в якій температура повітря мінімальна.

Крім того, потрібно задатися температурою конденсації холодильного агента у конденсаторі

t_к = t_см.п + (10…12 ^оС);

де t_см.п – температура повітря у машинному відділені, приймається як температура у суміжному неохолоджуваному приміщені (див. підрозділ 1.5).

Користаючись графічними залежностями холодопродуктивності машин від температури кипіння і температури конденсації (додаток Т, або література [1, с. 238-240]) вибирають таку машину, щоб вона мала холодопродуктивність при заданих t₀ і t_к не нижче Q_{о брутто}. Цю холодопродуктивність записують як Q_{0 роб}, кВт. Потім виписують тип машини і коротку її технічну характеристику (додаток С, або література [1, с. 232-237] якщо для охолодження обрані машини типу ХМВ).

Потім необхідно перевірити правильність вибору машини за виразом:

;

де Q_{0 роб} – холодопродуктивність обраної машини при заданих t₀ і t_к, кВт.

Якщо b знаходиться у межах 0,4...0,75, то машина вибрана вірно.

У тому випадку, коли Q_{0 брутто} має значення понад 9,0 кВт і одну машину для охолодження всіх камер із усіх рекомендованих неможливо вибрати, розбивають камери на групи і для кожної групи вибирають машину за вищенаведеною методикою. Наприклад, проектується 3 камери: м'ясна, молочно - жирова, фруктів, зелені і напоїв. Після всіх розрахунків виявляється, що Q_{0 брутто} понад 9,0 кВт. Приймають рішення: м'ясну камеру (найбільшу за площею) охолоджувати однією машиною, а молочно-жирову, фруктів, зелені і напоїв – іншою машиною. Для кожної групи визначають ΣQ_кам, t₀, t_к Q_{0брутто} і підбирають за графіками машини.

У варіантах завдань є заморожені кулінарні вироби. Варто пам'ятати, що рекомендована температура повітря у камері для їхнього зберігання складає –18^оС. Для підтримки такої температури необхідно вибирати низькотемпературну холодильну машину, що працює на фреоні 22 (R22). Для таких камер розраховують Q_{0 брутто} і вибирають 1...2 низькотемпературних холодильних агрегатів типу АК4,5-2-4.

За діючими вимогами в підприємствах харчування проектується відокремлена камера харчових відходів, розташована поблизу мийної кухонного посуду і виходу з підприємства. Для таких камер необхідно передбачати тамбур і площу під машинне відділення. Усі розрахунки і вибір холодильної машини проводять тільки для цієї камери за методикою, наведеною вище.

У виборі необхідно орієнтуватися на холодильні машини, укомплектовані конденсатором з повітряним охолодженням, тому що з цілодобовим водопостачанням на підприємствах харчування можуть виникати складності.

1.9. Розподіл випарників (повітроохолоджувачів ВО-2) по камерах

Після вибору холодильної машини і виписування короткої технічної характеристики стає відомо, чим комплектується ця машина: ребристо-трубними випарниками типу ИРСН чи повітроохолоджувачами ВО-2. Надалі необхідно розподілити ці випарники (повітроохолоджувачі) по камерах.

Для розподілу визначають необхідну поверхню випарників (повітроохолоджувачів, надалі П.О.) у кожну камеру за формулою:

, м²;

де F_в – необхідна поверхня випарників (П.О.) у камеру, м²;

Q_кам­ – теплоприпливи у камеру, визначені калоричним розрахунком, Вт;

k_в - коефіцієнт теплопередачі випарника (П.О.), Вт/(м²∙^оС). Для ребристотрубних випарників типу ИРСН k_в = 2…4 Вт/(м²∙^оС), для повітроохолоджувачів k_в = 12…14 Вт/(м²∙^оС);

Δt – середня різниця температур між температурою повітря у камері та температурою кипіння холодильного агента, ^оС. Для ребристотрубних випарників типу ИРСН Δt = 14…16^оС, для повітроохолоджувачів Δt = 9…11^оС.

Після розрахунку F_в визначають кількість випарників (П.О.) у камеру за формулою:

, шт.;

де F_в – розрахункова поверхня випарників (П.О.) у камеру, м²;

F_к­ – поверхня одного випарника (П.О.), що входить у комплект вибраної холодильної машини, м².

Отримане дробове значення n округляють до цілого в більшу сторону і вважають за n прийняте. Аналогічні розрахунки проводять за всіма камерами.

1.10. Перевірочний розрахунок

Основною метою перевірочного розрахунку є перевірка температури повітря в камерах.

Спочатку визначається середня температура кипіння холодильного агента за час її роботи і час стоянки відповідно до установлених випарників (П.О.) у камерах.

Якщо машина охолоджує одну камеру, то:

, ^оС.

Якщо машина охолоджує декілька камер, то:

, ^оС;

де F_в1, F_в2, … – поверхня прийнятих (встановлених) випарників (П.О.) в кожній камері, м². Якщо, наприклад, при розрахунку за п.1.9. у першу камеру прийняте n = 4 і в комплект машини входять випарники ИРСН - 12,5, то у формулу t_0ц необхідно підставити F_в1 = 50 м²;

t_п.к.1, t_п.к.2,… - задана температура повітря в охолоджуваних камерах, ^оС (див. п. 1.5);

k_в – коефіцієнт теплопередачі випарників (П.О.), Вт/(м²∙^оС) (приймається аналогічним п. 1.9);

ΣQ_кам – сумарні теплоприпливи в групу охолоджуваних камер, що розраховуються, Вт.

Після розрахунку t_0ц здійснюється перевірка температури повітря в кожній камері

, ^оС;

де t_0ц – середня температура кипіння холодильного агенту за цикл роботи, ˚С;

Q_кам – розраховані теплоприпливи в камеру, Вт;

k_в – коефіцієнт теплопередачі випарників (П.О.), Вт/(м²∙^оС);

F_в – загальна поверхня прийнятих (встановлених) у камері випарників (П.О.), м².

Задана температура повітря в камері і отримана в результаті перевірочного розрахунку не повинні відрізнятися на 1…2^оС у більшу сторону. В іншому випадку в таку камеру необхідно додати один чи кілька випарників (П.О.) і виконати перевірочний розрахунок.

При виконанні курсового проекту з прийнятих рішень необхідно надавати посилання на джерела інформації.