9. Теплотехнический расчёт охлаждаемых помещений

Q = Q₁+ Q₂+ Q₃+ Q₄+ Q₅, Вт [2] с. 28 (15)

Q₁ – Теплопритоки через ограждения

Q₂ – Теплопритоки от грузов

Q₃ – Теплопритоки от наружного воздуха при вентиляции

Q₄ – Эксплуатационные теплопритоки

Q₅ – Теплопритоки то фруктов и овощей при их «дыхании»

Для холодильника с децентрализованной системой охлаждения

Q_1КМ = Q_1ОБ по всем видам теплопритоков. [2] с. 29

9.1. Определение расчётной тепловой нагрузки для подбора камерного оборудования

9.1.1. Теплопритоки через ограждающие конструкции

Q₁ =Q_1т +Q_1е, Вт [2] с. 29. (16)

Q_1т =К_о^д ∙F(t_н-t_в) , Вт [2] с. 29. (17)

Q_1с= К_о^д ∙F∙_∆tc , Вт [2] с. 29. (18)

Q_1т =К_о^д ∙F∙_∆tp , Вт [2] с. 29. (19)

Длина стенки: для не угловых между осями внутренних стен.

Для угловых: от наружной поверхности наружных стен до оси внутренних.

Для камеры 2 и 3

Толщина стен НС и ВС идентичны 0,08 м.

Для камеры 1 толщина НС 0,1 м, а ВС 0,08 м.

Толщина кровли идентична для всех камер 0,1 м.

Принимаю общую высоту стен для расчётов: 3,5 + 0,89 + 0,1 = 4,49

принимаю 4,5 м.

Камера 1

Н С – 1 на севере

F= 5,64 ∙ 4,5 = 25,3 м²

Q_1т = 0,38∙25,3∙28=269 Вт.

Н С – 2 на Западе

∆t_с = 11,7^оС, [1] с. 61.

F= 9,14 ∙ 4,5 = 41 м²

Q_1т = 0,38∙41∙28=436Вт.

Q_1с = 0,38∙41∙11,7=182Вт

Q = 618 Вт

В С – 1.

F= 3,08 ∙ 4,5 = 14 м²

Q_1т = 0,435∙14∙18= 110 Вт

В С/Т - 1

F =2,58 ∙ 4,5 = 11,61м²

Q_1т = 0,435∙11,61∙19,6 =100Вт.

∆t_c = 0,7∙(28-0)= 19,6^оС

Кровля

F =49,5м²

Q_1т = 0,37∙49,5∙28=513Вт.

∆t_p =17,7^оС, [1] с. 61.

Q_1е=0,37∙49,5∙17,7=324

Q = 837 Вт

Пол

Q_п = К_усп∙F(t_н – t_в)∙ m [2] с. 30.

m = 1 [2] с. 30.

К_усп = 1зона – 0,47 Вт/м^{2 о}С

2 зона- 0,23 Вт/м^{2 о}С

3 зона – 0,12 Вт/м^{2 о}С

4 зона – 0,07 Вт/м^{2 о}С

F1 зона = 29 м²

F2 зона = 17м²

F3 зона = 7,5м²

Q_п = 0,47∙29∙28=382Вт

Q_п = 0,23∙17∙28=110Вт

Q_п = 0,12∙7,5∙28=25Вт

Камера 2

Н С – 1 на севере

F= 3,58 ∙ 4,5 = 16 м²

Q_1т = 0,42∙16∙26=174 Вт

В С/Т - 1

F= 3,58 ∙ 4,5 = 16 м²

Q_1т = 0,43∙16∙18,2 =125 Вт.

Кровля

F =31,5м²

Q_1т = 0,35∙31,5∙26=286Вт.

∆t_p =17,7^оС, [1] с. 61.

Q_1е=0,35∙31,5∙17,7=195

Q = 481 Вт

Пол

F1 зона = 21 м²

F2 зона = 10,5м²

Q_п = 0,47∙21∙26 = 257Вт

Q_п = 0,23∙10,5∙26 = 63Вт

Камера 3

Н С – 1 на севере

F= 3,14 ∙ 4,5 = 14,1 м²

Q_1т = 0,42∙14,1∙26=154 Вт

Н С – 2 на востоке

∆t_с = 9,8^оС, [1] с. 61.

F= 8,12 ∙ 4,5 = 36,6 м²

Q_1т = 0,42∙36,6∙26 = 400Вт.

Q_1с = 0,42∙36,6∙9,8 = 151Вт

Q = 551 Вт

В С/Т - 1

F= 3,08 ∙ 4,5 = 14 м²

Q_1т = 0,43∙14∙18,2 =110 Вт

Кровля

F =24м²

Q_1т = 0,35∙24∙26=218Вт.

∆t_p =17,7^оС, [1] с. 61.

Q_1е=0,35∙24∙17,7=150

Q = 368 Вт

Пол

F1 зона = 18 м²

F2 зона = 6м²

Q_п = 0,47∙18∙26=220Вт

Q_п = 0,23∙6∙26=36Вт

Результаты расчетов занесу в таблицу 6

Наименование ограждения		Кд0 вт/м2К	размеры ограждения, м				tH 0C		tB 0C		tH-tB 0C		Q1T BT			∆t 0C		Q1c BT		Q1 BT
			l	b	h	F							обор	км						обор	км
Камера1
НС -1	С	0,38	5,64	-	4,5	25,3		28		0		28		269	269		-		-		269	269
НС - 2	З	0,38	9,14	-	4,5	41		28		0		28		436	436		11,7		182		618	618
ВС -1	-	0,435	3,08	-	4,5	14		18		0		18		110	110		-		-		110	110
ВС/Т	-	0,435	2,58	-	4,5	19,6		-		0		-		100	100		19,6		-		100	100
Кровля	-	0,37	9	5,5	-	49,5		28		0		28		513	513		17,7		324		837	837
Пол
1 зона	-	0,47	-	-	-	29		28		0		28		-	-		-		-		382	382
2 зона	-	0,23	-	-	-	17		28		0		28		-	-		-		-		110	110
3 зона	-	0,12	-	-	-	7,5		28		0		28		-	-		-		-		25	25
Итого:																					2451	2451
Камера 2
НС -1	С	0,42	3,58	-	4,5	16		28		2		26		174	174		-		-		174	174
ВС/Т-1	-	0,43	3,58	-	4,5	16		28		2		-		125	125		18,2		-		125	125
Кровля	-	0,35	9	3,5	-	31,5		28		2		26		286	286		17,7		195		481	481
Пол
1 зона	-	0,47	-	-	-	21		28		2		26		-	-		-		-		257	257
2 зона	-	0,23	-	-	-	10,5		28		2		26		-	-		-		-		63	63
Итого:																					1100	1100
Камера 3
НС -1	С	0,42	3,14	-	4,5	14,1		28		2		26		154	154		-		-		154	154
НС -2	В	0,42	8,12	-	4,5	36.6		28		2		26		400	400		151		151		551	551
ВС/Т-1	-	0,43	3,08	-	4,5	14		28		2		-		110	110		18,2		-		110	110
Кровля	-	0,35	8	3	-	24		28		2		26		218	218		17,7		150		368	368
Пол
1 зона	-	0,47	-	-	-	18		28		2		26		-	-		-		-		220	257
2 зона	-	0,23	-	-	-	6		28		2		26		-	-		-		-		36	36
Итого:																					1239	1239

Теплопритоки через ограждения Таблица 6

9.1.2. Теплопритоки от грузов при холодильной обработке

Q₂=Q_2пр+ Q_2т, Вт. [2] с.30 (20)

Где Q_2пр – теплопритоки от продуктов, Вт;

Q_2т - теплопритоки от тары, Вт.

Теплопритоки от продуктов.

Теплопритоки от продуктов в камерах хранения рассчитываются по формуле:

, Вт. [2] с.30 (21)

Где - суточное поступление продуктов в камеру, т/сут;

для камер емкостью до 200 т = 0,08 Е_кам

для камер емкостью выше 200 т = 0,06 Е_кам

– Разность энтальпий при начальной и конечной температуре обработки кДж/кг.

Теплопритоки от тары в камерах хранения:

, Вт [2] с.31 (22)

Где Мт – маса тары, принятая в процентах от массы грузов, т/сут.

Ст – теплоемкость тары, кДж/кг

– начальная и конечная температура тары (груза),

Камера 1.

М_пр = 0,08 ∙ 48 = 3,8 тонн

i_n =346,5 КДж/кг

i_k =271,7 КДж/кг [1] с. 64

Q_2п = 3,8 ∙ 74,8 ∙ 11,6 = 3297 Вт

Камера 2.

М_пр = 0,08 ∙ 33 = 2,6 тонн

i_n =346,5 КДж/кг

i_k =274 КДж/кг [1] с. 64

Q_2п = 2,6 ∙ 72,5 ∙ 11,6 = 2187 Вт

Камера 3.

М_пр = 0,08 ∙ 19 = 1,5 тонн

i_n =346,5 КДж/кг

i_k =274 КДж/кг [1] с. 64

Q_2п = 1,5 ∙ 72,5 ∙ 11,6 = 1262 Вт

Теплопритоки от тары:

Мт – метал, дерево – 20%,

Камера 1

Мт = 760 кг, С_т = 2500 Дж/кг – дерево,

Q_2т=0,76∙2,5∙(20-0) ∙ 11,6 = 441 Вт.

Камера 2.

Мт = 520 кг

Q_2т=0,52∙2,5∙(20-2) ∙ 11,6 = 271 Вт.

Камера 3.

Мт = 300 кг

Q_2т=0,3 ∙2,5∙(20-2) ∙ 11,6 = 157 Вт.

Данные по расчету теплопритоков от продукта и тары заношу в таблицу 7

Теплоприток от продуктов таблица 7

№ камеры	наименование продуктов	tв оС	tпост оС	Е т	Z сут	Мп		Мт		Ст КДж/ кг	∆i KДж/ кг	Q2п Вт	Q2т Вт	Q2 Вт
						%	т/ cут	%	кг/ cут
1	Яблоки и груши	0	20	48	5	8	3,8	20	760	2,5	74,8	3297	441	3738
2	Картофель	2	20	33	5	8	2,6	20	520	2,5	72,5	2187	271	2458
3	Капуста, морковь, свекла	2	20	19	5	8	1,5	20	300	2,5	72,5	1262	157	1419

9.1.3. Теплопритоки при вентиляции камер

Вентиляцию применяю во всех камерах

Q₃= V ∙ a ∙ ρ ∙ (i_n – i_в) ∙ , Вт. [2] c. 32. (23)

Камера 1.

а = 4 [2] c. 32 V= 173 м³ ρ = 1,3 кг/м³

i_n = 62000 Дж/кг.⁰С

i_в = 3000 Дж/кг.⁰С

Q₃ = 173∙4∙1,3∙59 ∙ 0,011 = 584 Вт

Камера 2.

а = 4 [2] c. 32 V= 110,2 м³ ρ = 1,3 кг/м³

i_n = 62000 Дж/кг.⁰С

i_в = 5000 Дж/кг.⁰С

Q₃ = 110,2∙4∙1,3∙57∙0,011 = 360 Вт

Камера 3.

а = 4 [2] c. 32 V= 84 м³ ρ = 1,3 кг/м³

i_n = 62000 Дж/кг.⁰С

i_в = 5000 Дж/кг.⁰С

Q₃ = 84 ∙ 4∙1,3∙57∙0,011 = 274 Вт

Расчёты заношу в таблицу 8

Теплопритоки от вентиляции Таблица 8

№ камеры	Fстр м2	hстр м2	Vстр м3	tв оС	ϕв %	iв кДж/кг	tн оС	ϕн %	iн кДж/кг	ρ кг/м3	Q3 Вт
1	49,5	3,5	173	0	90	3	28	56	62	1,3	584
2	31,5	3,5	110,2	2	90	5	28	56	62	1,3	360
3	24	3,5	84	2	90	5	28	56	62	1,3	274

9.1.4. Эксплуатационные теплопритоки

Величину Q₄, Вт определяют как сумму теплопритоков

Q₄=q₁+q₂+q₃+q₄, Вт. [2] с.32 (24)

где q₁ – теплоприток от электрического освещения, Вт;

q₂ – теплоприток от двигателей, Вт;

q₃ – теплоприток от людей, работающих в помещении, Вт;

q₄ – теплоприток от смежных помещений через открытые двери, Вт.

Теплоприток от электрического освещения.

q₁=A*F, Вт [2] с.32 (25)

где F - площадь камеры, м²;

А - удельная теплота от освещения, отнесенная к 1 м² площади пола камеры, Вт/м².

Теплоприток от людей, работающих в помещении.

Тепловыделения одного человека с учётом влаговыделения при средней интенсивности работы составляет около 350 Вт. Если в помещении работает человек, то общее тепловыделение определяется по формуле:

,Вт [2] с.32 (26)

где 350 – тепловыделение одним рабочим, Вт/ чел.;

n – число одновременно рабочих в камере, чел.

Для камер площадью < 200 м2 число работающих , для больших камер площадью > 200 м2 число работающих .

Теплоприток от работающих электродвигателей.

q₃=1000*N_{эл ,} Вт [2] с.32 (27)

где N_эл – мощность электродвигателя

Теплопритоки при открывании дверей.

q₄₌B*F, Вт. [2] с.32 (28)

где B – удельный теплоприток при открывании дверей, Вт/м²;

Fстр – площадь камеры, м².

Расчет эксплуатационных теплопритоков.

Расчет эксплуатационных теплопритоков от освещения :

А = 1,2 Вт/м² [1] c. 66 (29)

Камера 1 q₁ = 1,2 ∙ 49,5 = 59 Вт.

Камера 2 q₁ = 31,5 ∙ 1,2 = 38 Вт.

Камера 3 q₁ =24 ∙ 1,2 = 29 Вт.

Расчет эксплуатационных теплопритоков от людей :

Камера q₂ = 350∙3 = 1050 Вт.

Камера 2 и 3. q₂ = 350∙2 = 700 Вт.

Расчет эксплуатационных теплопритоков от двигателей :

Камера 1.

q₃ = 1000 ∙ 2 = 2000 Вт

Камера 2,3.

q3=1000 ∙ 1 = 1000Вт

Расчет эксплуатационных теплопритоков от дверей:

Камера 1

q₄=12 ∙ 49,5 = 594 Вт

Камера 2

q₄=12 ∙ 31,5 = 378 Вт

Камера 3

q₄=12 ∙ 24 = 288 Вт

Расчеты теплопритоков эксплуатационных свожу в таблицу 9

Эксплуатационные теплопритоки Таблица 9

№ камеры	q1 Вт/м2	q2 Вт/м2	q3 Вт/м2	q4 Вт/м2	Q4 Вт
1	59	1050	2000	594	3703
2	38	700	1000	378	2116
3	29	700	1000	288	2017

9.1.5 Теплопритоки от «дыхания» фруктов и овощей

Q₅ = Е_к ∙ (0,1 ∙ q₁ + 0,9 ∙ q₂), Вт. [2] c.33 (30)

Камера 1

q_дых = Яблоки ; q₁ = 121 Вт/т q₂ = 19

q_дых = Груши ; q₁ = 278 Вт/т q₂ = 20 [2] c.75

Q₅ = 24 ∙ (0,1∙121 + 0,9 ∙ 19) = 701 Вт.

Q₅ = 24 ∙ (0,1∙278 + 0,9 ∙ 20) = 1099 Вт.

Q₅ = 1800 Вт

Камера 2

q_дых = Картофель ; q₁ = 44 Вт/т q₂ = 20 [2] c.75

Q₅ = 33 ∙ (0,1∙44 + 0,9 ∙ 20) = 739 Вт.

Камера 3

q_дых = Капуста ; q₁ = 195 Вт/т q₂ = 33

q_дых = Морковь ; q₁ = 135 Вт/т q₂ = 28

q_дых = Свекла ; q₁ = 135 Вт/т q₂ = 28 [2] c.75

Q₅ = 6,33 ∙ (0,1∙195 + 0,9 ∙ 33) = 311 Вт.

Q₅ = 12,66 ∙ (0,1∙135+ 0,9 ∙ 28) = 490Вт.

Q₅ = 801 Вт

Результаты расчётов теплопритоков заношу в таблицу 10

Сводная таблица теплопритоков Таблица 10

№ камеры	Q1 Вт	Q2 Вт	Q3 Вт	Q4 Вт	Q5 Вт	Qобщ. Вт
1	2451	3738	584	3703	1800	12276
2	1100	2458	360	2116	739	6773
3	129	1419	274	2017	801	5750