7. Калорический расчет

Калорический расчет учитывает теплопритоки, влияющие на изменение температурного режима в охлаждаемых камерах. Расчет производится для каждой камеры отдельно, что позволяет подобрать камерное оборудование.

В калорическом расчёте учитываются следующие теплопритоки в каждую из охлаждаемых камер:

1. Q₁ - теплопритоки через ограждения камеры. Это приток тепла от наружной (по отношению к данной камере) среды путём теплопередачи вследствие разности температур наружной среды и воздуха внутри камеры Q₁ и приток тепла в результате солнечной радиации Q₁.

2. Q₂ - теплоприток от грузов (от продуктов и тары) при их термической обработке. Для фруктовых холодильников вместо Q₂ находят Q₅ – теплоприток в результате дыхания фруктов.

3. Q₃ - теплоприток от наружного воздуха при вентиляции камеры.

4 Q₄ - эксплуатационные теплопритоки (при открывании дверей охлаждаемых камер, включении освещения, пребывании людей и т.п.).

Перечисленные теплопритоки изменяются в зависимости от времени года, сезонности поступления продуктов и по другим причинам. Поэтому допускаем, что максимумы всех рассчитанных теплопритоков совпадают по времени. В связи с этим холодильное оборудование должно быть выбрано так, чтобы обеспечивался отвод тепла из камер при самых неблагоприятных условиях, т.е. при максимуме теплопритоков, равном сумме:

Q = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄, Вт. (7.1)

Теплопритоки через ограждения (Q₁, Вт) рассчитываются по формуле (7.2)

Q = Q₁ + Q₁, (7.2)

где Q'₁ - теплопритоки путём теплопередачи вследствие наличия разности

температур сред, находящихся по ту и другую сторону ограждения, Вт;

Q₁ - теплопритоки за счёт поглощения теплоты солнечной радиации, Вт.

Приток тепла через ограждение путём теплопередачи вследствие наличия разности температур (Q₁, Вт) определяется по формуле (7.3)

Q₁ = К_р∙ F∙ (t_ср - t_в), (7.3)

где Кр - расчётный коэффициент теплопередачи ограждения, подсчитанный раньше при расчёте толщины теплоизоляции (раздела 6), Вт/(м² град);

F - теплопередающая поверхность ограждения, м²;

t_cp - температура среды, граничащей с внешней поверхностью ограждения, °С;

t_в - температура воздуха внутри камеры, °С.

Результаты расчета теплопритоков представлены в таблице 7.1.

При подсчете теплопритока Q_1об учитываются все теплопритоки в данную камеру кроме теплооттоков (отрицательные значения теплопритоков), чтобы камерное оборудование могло обеспечить необходимый температурный режим и в том случае, когда соседние низкотемпературные камеры отключены. Величина Q_1км камеры подсчитывается как алгебраическая сумма всех положительных значений теплопритоков через ограждение данной камеры и отрицательных только тех, которые обусловлены низкотемпературными камерами, подключенными к этому же компрессоры, т.е. не принимается во внимание отток тепла в камеры, подключенные к другому компрессору.

Таблица 7.1 - Теплопритоки через ограждения путем теплопередачи

Ограждения	Кр, Вт/мград	F, м2	tср - tв ,°C	Q’1
Камера молочно-жировая
Стена граничащая с коридором	0,36	12,5	20-0		90
Стена граничащая со смежными помещениями	0,36	12,5	20-0		90
Стена наружная	0,36	7,5	20-0		54
Стена, граничащая с тамбуром	0,45	7,5	15-0		50,625
Перекрытие пола	0,64	15	3,5-0		33,6
Потолочное перекрытие	0,352	15	20-0		105,6
ИТОГО Q1’об					423,825
ИТОГО Q1’км

Теплоприток от грузов Q₂ (продуктов и тары) определяются по формуле (7.4)

(7.4)

где G_пр, G_т – суточное поступление в охлаждаемую камеру продукта и тары

соответственно, кг/сут;

С_пр, С_т – удельная теплоемкость продукта и тары соответственно, Дж/(кг∙град);

t_пр1, t_пр2 – соответственно температура, с которой продукт поступает в камеру, и конечная температура продукта после термической обработки, °С;

_охл – время охлаждения продукта до t_пр2, ч.

Суточное поступление в охлаждаемую камеру продуктов G_пр принимается в зависимости от продолжительности их хранения. Если продолжительность их хранения составляет 1 - 2 дня, то G_пр принимается равным 100 %, при 3-4 -дневном хранении – 50…60 %, при более длительном хранении – 50…40 % от максимального количества данного продукта в камере Q, которое определяется как произведение суточного запаса (расхода) продукта G_пр на срок его хранения .

Суточное поступление тары принимается в размере 20% стальной, 15% для пластмассовой, 10% для картонной, 5% для полиэтиленовых пленок, 100% для стеклянной тары от суточного поступления продукта G_пр.

Начальная температура продукта, поступающего в камеру, t_пр1 зависит от предприятия, отпускающего продукты, вида транспорта, расстояния перевозки, температуры наружного воздуха.

При доставке охлажденных продуктов изотермическим транспортом t_пр1 = 6…8ºС для средней и северной климатической зон. Если продукт поступает в неохлажденном состоянии, то температура t_пр1, берется на 5…7ºС ниже расчетной температуры наружного воздуха t_н. Конечная температура продукта после термообработки t_пр2 принимается на 1…2 °С выше температуры воздуха в камере. Время охлаждения продукта _охл принимается равным 24 ч. Расчет теплопритоков от груза представлен в таблице 7.2

Таблица 7.2 Расчет теплопритоков от груза

Наименование продукта и тары	Gсут, кг/сут	τ, сут	Емах, кг	Gпр, кг/сут	Спр, Дж/кг∙град	Gт, кг/сут	Ст, Дж/кг∙град	tпр1, ˚С	tпр2, ˚С	Q2, Вт
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
Камера фруктов зелени и напитков
Масло сливочное /картонная тара	80	2	160	80	2680	8	1460	15	2	34,02
Сыр /картонная тара	45	2	90	45	1840	4,5	1460	15	2	9,3
Простокваша /картонная тара	40	2	80	40	3760	4	1460	15	2	25,51
Творог /картонная тара	75	2	150	75	3190	7,5	1460	15	2	37,65
Сметана /картонная тара	60	2	120	60	3020	6	1460	15	2	28,58
Итого										135,06

Эксплуатационные теплопритоки Расчет холода Q₄ в ряде случаев, в том числе в калорических расчетах холодильников предприятий торговли и общественного питания, не рассчитывают, а принимают для камер площадью пола менее 20- м² равным 30% Q₁.

Итоги калорического расчета представлены в таблице 7.3

Таблица 7.3 - Итоги калорического расчета блока холодильных камер

Наименование камеры	Площадь камеры, м2	Параметры воздуха		Q1	Q2	Q3	Q4	Итого
		Температура, воздуха, 0С	Относительная влажность, %
Камера молочно-жировая	15	+2	85	423.825	135.06	-	127,148	686,033