2.7.4. Проектирование скв для предприятий мясной и молочной промышленности.
Предприятия мясной промышленности. Кондиционирование на предприятиях мясной промышленности используется в цехах созревания и посола мяса, камерах размораживания мясных полутуш и мясопродуктов, изготовления фарша, отделениях копчения, сушки и остывания колбасных изделий; цехах производства технических фабрикатов и медицинских препаратов.
При кондиционировании воздуха в помещениях мясоперерабатывающих и колбасных цехов необходимо учитывать следующие особенности:
сравнительно низкая температура воздуха, для достижения которой требуется низкая температура охлаждающей поверхности;
сравнительно малые значения тепловлажностного отношения (ε = 5000 ÷ 7000 кДж/кг), что обусловливает необходимость применения в летнее время II подогрева.
Для осуществления процесса размораживания мяса (при tв = 20°С и φв = 90%) в камеры необходимо подавать воздух больших температуры и влажности, чем в кондиционируемом помещении. Установка работает при полной рециркуляции внутреннего воздуха. Из теплообменных аппаратов необходимы только воздухонагреватель и оросительная камера (для адиабатического увлажнения воздуха). При увлажнении воздуха паром нужен только воздухонагреватель.
При сушке полукопченых колбас в камеру подают воздух более сухой и холодный, чем в камере. При этом колбасы охлаждаются с 40 до 12°С. Для осушения и охлаждения воздуха используют камеру орошения или блок тепломассообмена. Установка также работает на полной рециркуляции внутреннего воздуха. В качестве хладоносителя применяют воду возможно низкой температуры (2 —3°С). При воздушном охлаждении вареных и варено-копченых колбас также необходимо осуществлять процесс охлаждения и осушения внутреннего воздуха, но тепловлажностное отношение (угловой коэффициент) для этих камер выше, чем в камерах сушки полукопченых колбас. Поэтому достаточно использовать только воздухоохладитель без второго подогрева.
Предприятия молочной промышленности. На этих предприятиях воздух кондиционируется в цехах переработки молока и созревания молочных продуктов, а также в камерах созревания и хранения сыров.
В камерах созревания сыров имеют место большие влаговыделения [(0,004 ÷ 0,006) 10-6 кг/(кг·с)]. В результате биохимических процессов выделяется теплота в количестве 0,12 — 0,14 Вт/кг.
Кондиционер должен обеспечить кратность циркуляции 8 — 12 объемов в час в зависимости от вида сыра и загруженности камеры.
В летнее время воздух в камере необходимо охлаждать и осушать, а в зимнее — нагревать и увлажнять. Поэтому для кондиционирования воздуха в камерах созревания сыров применяют технологические кондиционеры, оснащенные устройствами для осуществления этих процессов.
Пример. Спроектировать установку кондиционирования воздуха для камер сушки колбас. Исходные данные, производительность 0,417 кг/с (1500 кг/ч), температура поступающего продукта 40°С, количество работающих 20 человек. Планировка цеха приведена на рис. 2.7.6. Сетка колонн 6 6 м, площадь камер 320 м2, высота 3,5 м. Коэффициент теплопередачи ограждения наружных стен 0,7 Вт/м · К), внутренних перегородок 0,9 Вт/(м К), перекрытий 0,6 Вт/(м К). Температура вышележащих помещений 20°С, нижележащих 12°С.
Рис 2.7.6. Планировка цеха сушки колбас:
1 - сырьевой цех (12ºС); 2 – моечная; 3 – сушильная камера; 4 – машинное отделение.
Расчет проводим только для летнего режима. Расчетные параметры наружного воздуха tн = 28°С, φ = 40% (для Москвы).
Расчетные параметры внутреннего воздуха принимаем по табл. 3: tв = 12°С, φв = 75%. Определяем тепло- и влагопритоки в кондиционируемые помещения. Теплопритоки через ограждения:
перекрытия — 0,6 • 320(20 - 12) = 1536 Вт;
пол — 0 Вт (так как Δt = 0);
перегородки — 0,9 • 84(20 - 12) = 604 Вт;
наружные стены — 0.7 • 95(28 - 12) = 1060 Вт;
от солнечной радиации через наружную стену — Qрад = 0,7 • 95 • 5 = 333 Вт.
И т о г о Q1 = 3530 Вт = 3,5 кВт.
Теплопритоки от технологических материалов (остывающих колбас):
Q2 = (1500/3600)•2,51 (40 - 12) = 29,3 кВт.
Теплоприток с наружным воздухом Q3 = Qинф = 0, так как кондиционер работает с полной рециркуляцией внутреннего воздуха. Инфильтрацией можно пренебречь. Теплоприток от оборудования Q4 = 0, так как тепловыделяющего оборудования в помещениях нет. Теплоприток от освещения очень мал, и им можно пренебречь.
Теплопритоки от людей Qл = 198 • 20 = 3960 Вт = 3,96 кВт.
Эксплуатационные теплопритоки Q4 = Qоб + Qосв + Qл = 0 + 0 + 3,96 = 3,96 кВт.
Общее количество явной теплоты, поступающей в помещения,
∑Qя = 3,53 + 29,3 + 3,96 = 36,8 кВт.
Влагопритоки от материалов (колбас) W2 = Wм = ωм Fпол = 40 • 10-6 320 • = 12800•10-6 кг/с.
Влагоприток с наружным воздухом W3 = Wинф = 0.
Влагопритоки от людей W4 = Wл = 37 • 10-6 • 20 = 740 • 10-6 кг/с.
Общее поступление влаги в помещения ∑W = 740 • 10-6 + 12800 • 10-6 = 13540• 10-6= 0,0135 кг/с.
Тепловлажностное отношение:
ε = ∑Qп / ∑W =( ∑Qя + ∑W iω) / ∑W = (36,8 + 0,0135 • 2500 )/ 0,0135 = 5230 кДж/кг.
Изображаем процесс обработки воздуха в I, d-диаграмме. Для этого наносим на диаграмму точку В, соответствующую параметрам внутреннего воздуха tв = 12°С, φв = 0,75. Через точку В проводим линию с наклоном ε = 5230 кДж/кг. Задаваясь разностью температур в помещении и приточного воздуха ∆tр = 2°С и пренебрегая подогревом воздуха в вентиляторе, находим температуру приточного воздуха: tп = tв — 2 = 12 — 2 = 10°С. На пересечении изотермы t = 10°С с линией процесса в помещении лежит точка П, соответствующая параметрам приточного воздуха. Двигаясь из точки П вертикально вниз до пересечения с φ = 0,95, находим точку К1. Параметры воздуха в основных точках процесса обработки воздуха можно свести в таблицу.
Внизу представлена система кондиционирования воздуха при сушке колбас:
Количество подаваемого воздуха определяем по формуле (2.6.1.)
L = 36,8 / (1,29 • 1 • 2) = 14,3м3/с.
Тепловую нагрузку на оросительную камеру рассчитываем по формуле:
Qо = 14,3 • 1,29 (29,0 – 21,5) = 138 кВт.
Температуру стекающей воды tω2 находим в точке, лежащей на пересечении линии BK1 с кривой φ = 1,0: tω2 = 5,5°C.
Начальную температуру воды можно ориентировочно определить, приняв разность температур поступающей и уходящей воды ∆tω = 2 ÷ 4°С.
tω1 = tω2 – 3 = 5,5 - 3 = 2,5°С.
Тепловую нагрузку на калориферы второго подогрева находим по формуле
= 14,3 • 1,29 • 1 (24,5 - 21,5) = 55,3 кВт.