2.7.3 Выбор холодильных камер

При решении комплекса вопросов, составляющих часть дипломного проекта, предполагается, в частности, размещение на имеющихся площадях предприятия стационарной одиночной или блока холодильных камер.

Более простой и менее затратный способ решения задачи состоит в установке на предприятии готовой сборной холодильной камеры или группы камер. Выбор пути решения задачи определяется наличием свободных строительных площадей, пригодных для установки сборных камер. При отсутствии таковых прибегают к проектированию стационарной холодильной камеры или блока камер.

Расчет и подбор холодильного агрегата и систем охлаждения воздуха одиночной стационарной холодильной камеры или блока холодильных камер базируется на традиционной методике. Методика включает расчет сырья или готовой продукции, расчет строительной площади холодильной камеры, расчет толщины теплоизоляции ограждений, тепла, вносимого в холодильную камеру.

Холодильную машину рекомендуется выбирать в виде моноблока или сплит-ситемы [1] (приложение 2).

При выборе холодильного оборудования, и прежде всего сборных холодильных камер для предприятий общественного питания и торговли, вместе с холодильной камерой заказчику в комплекте поставляется холодильная машина, обеспечивающая технологически заданный режим хранения продуктов.

Для решения более широкого спектра технологических задач кроме холодильного хранения, например для охлаждения или замораживания продуктов в холодильной камере, она может быть модифицирована и к ней на основе теплового расчета подбирается индивидуальное холодильное оборудование.

Расчет и на его основе подбор одиночной сборной холодильной камеры сводится к оценке холодо-производительности холодильного агрегата или холодильной машины, которая выбирается на основе расчета составляющих теплового баланса. Холодильную машину выбирают в виде моноблока или сплит-системы

Количество сборных холодильных камер для торговых предприятий определяется количеством товарных групп, не допускающих совместного хранения, и размером товарных за­пасов камеры для каждой товарной группы, требующей отдельного хра­нения в течение суток:

(2.13)

где F_гр— грузовая площадь холодильной камеры, м²;

Н_кам = 2 — высота камеры, м;

φ = 1,5—коэффициент использования площади камеры;

N_дн - число дней хранения продуктов, сут. (приложение, табл. 5.1);

Т_i — дневной темп реализации по данной товарной группе, кг/сут.;

q_i — норма нагрузки продукта на пол, кг/м² (приложение, таблица 5.1).

Если ряд товаров допускает совместное хранение, то общий объем для этих камер равен:

(2.14)

где i - количество товарных групп от одной (i = 1) до n (i = n).

После расчета V_iкам выбирается ближайшая, большая по объему, сборная холодильная камера.

Расчет сборных холодильных камер для предприятий общественного питания.

Определение площади сборной холодильной камеры:

, м2

(2.15)

где G – суточный запас продуктов данного вида, кг;

τ – срок годности продукта , сутки;

q – удельная нагрузка на м² грузовой площади, кг/м²;

β – коэффициент увеличения площади помещения на проходы.

Коэффициент β принимают равным:

2,2 – для площади менее 10 м²;

1,8 – для площади менее 20 м²;

1,6 – для площади более 20 м²;

Внутренний объем холодильной камеры равен:

(2.16)

где H_кам – высота сборной камеры (берется согласно каталога по подбору холодильного оборудования за вычетом толщины панелей),м

Например, 2200 мм – высота камеры по каталогу; 80 мм – толщина панели для среднетемпературных камер;

H_кам. = 2200 – 80×2 = 2040 мм = 2,04м

Пример: определить внутренний объем сборной холодильной камеры для молочных продуктов: масло сливочное – 25 кг; сметана – 20 кг; масло топленое – 20 кг; маргарин – 30 кг; сыр – 18 кг.

Продукт	G, кг	τ, сут.	q, кг/м2	β	F гр
масло сливочное	25	3	160	2,2	1,03
масло топленое	20	10	180	2,2	2,04
сметана	20	2	120	2,2	0,73
маргарин	30	5	160	2,2	2,06
сыр	18	5	220	2,2	0,89
∑					7,11

H_кам. = 2040 мм

V_кам. = 7.11×2,04 = 14,5 м³

Далее по каталогу выбирают модель холодильной камеры и ее габаритные размеры.

Структура теплового расчета сборных холодильных камер

Общее количество тепла, поступающего в холодильную камеру ΣQ_о, определяется выражением:

(2.17)

где Q₁— количество тепла, проникающего через наружное ограждение, Вт;

Q₂— количество тепла, вносимого в камеру с продуктом, Вт;

Q₃ — количество тепла, проникающего в камеру при открывании дверей, Вт;

Q_дых— теплопритоки, образующиеся при «дыхании» продуктов ра­стительного происхождения, Вт;

Q_зам — тепло домораживания или замораживания продуктов, Вт;

Q₄— эксплуатационные теплопритоки, Вт.

Теплоприток через наружное ограждение:

(2.18)

где k — коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² • К);

F— площадь поверхности ограждения, м²;

t_вн, t_вк — температуры воздуха снаружи холодильной камеры и внутри нее, °С.

Средняя температура воздуха снаружи холодильной камеры соот­ветствует 18-22 °С. При выполнении расчета температура снаружи холодильной камеры, равная 22 °С, предпочтительнее, поскольку в конечном итоге позволяет оценить запас холодопроизводительности комплектного холодильного агрегата или холодильной машины.

Температура воздуха в холодильной камере определяется технологическими требованиями к хранению продукта или группы продуктов.

Средняя величина коэффициента теплопередачи принимается равной 0,4 Вт/(м²-К).

Площадь поверхности сборной холодильной камеры F, м², оценивается по наружным габаритным размерам камеры.

^{Таблица 2.3 - Кратность воздухообмена в камере}

Внутренний объем камеры, м3	Температура воздуха в камере
	ниже 0 °С	выше 0°С
2,5	62	70
3,0	47	63
4,0	40	55
6,0	35	47
7,5	28	38
10	24	32
15	19	26
20	16,5	22
25	14,5	19,5

Количество тепла, вносимое в камеру с продуктом:

(2.19)

где М — суточное поступление продуктов в камеру, кг/сут.;

с — удельная теплоемкость продукта поступающего на хранение, кДж/(кг•К);

t_пн, t_пк — температура поступающего продукта и продукта при тем­пературе воздуха камеры, °С.

Температуру поступающих неохлажденных продуктов принимают на 5-7 °С ниже температуры наружного воздуха. Для Санкт-Петер­бурга температуру наружного воздуха принимают равной 27 °С. Тем­пературу поступающих на хранение охлажденных продуктов прини­мают 6-8 °С, замороженных — не выше -10 °С.

Количество тепла, проникающего в камеру при открывании дверей:

(2.20)

где V— объем камеры, м³;

р — плотность воздуха при температуре воздуха, окружающего хо­лодильную камеру, кг/м³ (приложение, табл. 18.2);

n — суточная кратность воздухообмена, 1 /сут.;

i_вн, i_вк ^— теплосодержание воздуха вне и внутри камеры, кДж/кг.

Теплосодержание воздуха оценивают при помощи i—d-диаграммы влажного воздуха (приложение 1).

Кратность воздухообмена в камере в зависимости от ее внутреннего

Теплопритоки при «дыхании» фруктов и овощей:

(2.21)

где М — масса плодов или овощей, находящихся в камере в течение суток, кг;

q — удельное тепловыделение плодами и овощами при «дыхании», кДж/(кг • сут.) [1] (приложение, таблица 2).

Теплопритоки на домораживание или замораживание продукта в холодильной камере:

(2.22)

где q₃ — удельная теплота замораживания, кДж/(кг • сут.).

Таблица 2.4 - Тепловыделения от людей

Температура воздуха камеры, °С	10	5	0	-5	-10	-15	-20	-25
Тепловыделения, кВт	0,21	0,24	0,27	0,3	0,33	0,36	0,39	0,42

Величины удельной теплоты «дыхания» и замораживания отдельных плодов и овощей отражены в приложении, табл. 18.1.

Эксплуатационные теплопритоки Q₄ включают

(Q₄ = (Q _люд+ Q _осв + Q _вен):

тепло от пребывания в камере людей Q_люд при загрузке и выгруз­ке продуктов:

(2.23)

где n — число людей, работающих в холодильной камере;

q — тепловыделения от одного человека, кВт;

τ₁ — продолжительность пребывания людей в камере, ч.

Тепловыделения от одного человека, находящегося в камере, в зависимости от температуры в ней приведены в табл. 18.13;

• тепловыделения от освещения Q_осв определяются исходя из мощ­ности лампы и продолжительности ее работы в течение суток (τ₂от 0,4 до 5 ч):

(2.24)

где N — мощность электрической лампочки (Вт) при продолжи­тельности ее работы τ₂ (ч);

• тепловыделения от работы электродвигателя вентилятора:

(2.25)

где N_вен - мощность электродвигателя вентилятора, Вт. Длитель­ность работы вентилятора в сутки принимают равной τ _веи⁼ 16 ч.

Методика оценки количества тепла, поступающего в объем холодильного шкафа или закрытого прилавка, аналогична. В расчет не включают теплопритоки от пребывания людей.

Холодопроизводительностъ холодильной машины:

(2.26)

где где b — коэффициент рабочего времени холодильной машины (b = 0,75);

φ — коэффициент, учитывающий потери тепла в трубопроводах (φ = 0,9).

По величине Q_о.хм осуществляется выбор холодильной машины.