3. Планировка должна обеспечивать дешевую и удобную эксплуатацию холодильника.

Основным источником уменьшения эксплуатационных затрат являются:

• уменьшение теплопритоков в охлаждаемые помещения;

• сокращение объема, организация и облегчение производства погрузочно-разгрузочных работ.

Уменьшение теплопритоков может быть достигнуто сокращением площади теплопередающей поверхности здания. Кроме того, для снижения теплопритоков целесообразно объединять все охлаждаемые помещения в единый «холодильный блок». Камеры с одинаковыми температурами рекомендуется размещать блоками. Большое внимание следует уделять уменьшению теплопритоков через дверные проемы при открывании дверей (делать тамбуры, воздушные завесы). Камеры с низкими температурами не рекомендуется размещать с южной стороны здания.

Для удешевления и облегчения грузовых работ первостепенное значение имеет возможность применения различных механизмов. Для этого требуются большие пролеты между колоннами, достаточная ширина коридоров (4-6 м), чтобы обеспечить разъезд встречных механизмов; желательная ширина платформы составляет 8-10 м.

Для создания направленного поточного движения необходимо избегать встречных потоков грузов.

4. Планировка должна учитывать особенности принятой системы охлаждения. В некоторых случаях выбранная система охлаждения влияет на расположение охлаждаемых помещений, заставляет предусматривать достаточную площадь для размещения на ней холодильного оборудования. Например, при воздушном охлаждении часть площади занимают воздухоохладители, а в вестибюле предусматривают место для установки распределительных коллекторов. Воздухоохладители и вентиляторы могут быть размещены в специальных технических коридорах.

5. Планировка должна отвечать требованиям правил техники безопасности и пожаробезопасности.

6. Планировка должна обеспечить возможность расширения предприятия. При разработке планировки должна быть намечена сторона, в которую пойдет будущее расширение с тем, чтобы к этой стороне не примыкали помещения или пристройки, которые могут помещать расширению.

7. Защита грунта от промерзания. При планировке холодильников следует обращать внимание на предохранение от вспучивания находящегося под ним грунта, что зависит от температуры воздуха в камерах нижнего этажа, характера грунта и уровня грунтовых вод. Бороться со вспучиванием грунта можно следующим образом:

а) увеличивать толщину изоляционного слоя так, чтобы нулевая изотерма проходила в изоляционном слое;

б) устраивать шанцевые полы или прокладывать в них керамические трубы под низкотемпературными камерами первого этажа холодильника;

в) укладывать под полом змеевики из труб, в которых циркулирует подогретая вода, масло или другая жидкость;

г) отрывать пол первого этажа от грунта;

д) устранять возможность притока грунтовых вод к зоне промерзания грунта. Для многоэтажных холодильников наиболее рациональное решение – устройство подвального этажа, используемого для хранения охлажденных грузов. Если поддерживать температуру воздуха в камерах 0⁰С и выше, то надобность в устройствах для подогрева грунта отпадает. Устройство подвалов на одноэтажном холодильнике исключило бы одно из основных преимуществ – большую высоту камер и увеличенную нагрузку на 1м² площади пола. Поэтому под низкотемпературными камерами на одноэтажных холодильниках устраивать подвальное помещение нецелесообразно.

Если одноэтажные холодильники строят с большим шагом колонн, то можно обойтись без внутренних колонн, что позволяет вынести фундаменты колонн за зону промерзания грунта и освободить от необходимости применять специальные устройства для его защиты от промерзания.

Распределительные холодильники проектируют одно- и многоэтажными, причем холодильники вместимостью до 5000 т проектируют, как правило, одноэтажными, свыше 5000т – многоэтажными.

Охлаждаемый склад холодильника в плане вытягивают вдоль платформ, которые соединяют с камерами на одноэтажных холодильниках коридорами, на многоэтажных – вестибюлями с лифтами. Допускается выход из камер непосредственно на платформу, при этом внутри камеры устраивают тамбуры, а дверные проемы оборудуют воздушными завесами.

В крупных одноэтажных распределительных холодильниках делают несколько сквозных грузовых коридоров, из которых предусматривают входы во все камеры. Ни одна камера хранения не должна быть проходной, но для облегчения перемещения однородных грузов из камеры в камеру они могут сообщаться между собой. Платформы располагают вдоль длинных сторон холодильника, соединяют сквозными коридорами или соединительной платформой шириной 3-6 м. Ширину камер следует принимать 6-24 м, а отношение ширины камеры к длине не более 1:3.

Для холодильников небольшой вместимости сквозных коридоров обычно не делают, а платформу располагают с одной стороны холодильника.

Камеры с одинаковыми или близкими температурами располагают по вертикальным отсекам, причем размещение камер хранения охлажденных грузов над низкотемпературными не допускается.

Объемно-планировочное решение производственных холодильников предприятий мясной, молочной и других отраслей пищевой промышленности разрабатывают в увязке с компоновкой технологических цехов. Эти предприятия проектируют преимущественно одноэтажными.

Холодильники мясокомбинатов в одноэтажном варианте располагают между мясожировым и мясоперерабатывающим корпусами. Температурный режим холодильника проектируют следующим: для камер охлаждения мяса: -2…-3⁰С, для камер замораживания мяса -30…-35⁰С, для камер хранения охлажденного мяса -1⁰С при скорости движения воздуха не более 0,2 м/с; для камер хранения мороженого мяса -20⁰С при естественной циркуляции воздуха. В составе холодильника предусматривают камеру хранения охлажденных грузов в контейнерах. Вместимость этой камеры принимают такой же, как вместимость камеры хранения мяса на подвесных путях.

Для нормальной работы холодильник должен иметь не менее двух камер замораживания. Для более быстрой загрузки и разгрузки перед камерами замораживания должен располагаться накопитель для охлажденного мяса, а после них – буферная камера для мороженого мяса.

Одноэтажный холодильник по продольной оси основным коридором делится на две части: по одну сторону располагаются камеры с отрицательными температурами, по другую – с положительными.

Мясные грузы в холодильнике размещают на подвесных путях (туши, полутуши, четвертины); в подвешенном виде на рамах (туши мелкого рогатого скота, субпродукты); на стеллажах (субпродукты); в штабелях (мороженые туши, полутуши, блоки, жир).

Компрессорный цех примыкает к холодильнику со стороны камер охлаждения и замораживания мяса.

Холодильники предприятий молочной промышленности. Молочный завод и холодильник блокируют в общем здании производственного корпуса, в котором размещают или к которому пристраивают машинное отделение. В состав молочного завода может входить цех мороженого, холодильные камеры которого расположены в общем контуре холодильника. Их размещают рядом с машинным отделением.

Холодильник маслосырбазы предназначен для созревания и краткосрочного хранения сыра, а также для хранения масла и отправки его в центры потребления.

Холодильники рыбной промышленности строят в рыбных портах и при рыбоперерабатывающих предприятиях. На холодильниках рыбных портов обычно не замораживают рыбу, а в основном только хранят мороженую для обеспечения круглогодичной загрузки сырьем рыбоперерабатывающих заводов. Поэтому при их проектировании камеры замораживания не предусматривают. Объемно-планировочные решения холодильников рыбных портов подчиняют компоновке рыбоперерабатывающих заводов, которые из-за ограниченности территории портов обычно проектируют в многоэтажных зданиях. Вестибюль первого этажа является экспедицией – приемной этих помещений.

Фруктовые холодильники проектируют с учетом следующих условий. Наряду с обычными холодильными камерами предусматривают камеры для хранения продукции в регулируемой газовой среде (РГС) – до 25% общей вместимости. В камерах обеспечивается охлаждение плодов и овощей до температуры хранения за 24 часа при массе поступления их в сутки до 10% вместимости холодильника. В процессе хранения поддерживают температуру -1…+4⁰С, повышенную относительную влажность 85-95%. Применяют две системы хладоснабжения камер: на холодильниках вместимостью 2000т и более – централизованная с аммиачной холодильной установкой и кипением хладагента в навесных приборах охлаждения; на холодильниках до 2000т – децентрализованная с автономными холодильными машинами, состоящими из фреоновых агрегатов и воздухоохладителей непосредственного охлаждения. Каркас холодильника изготовляют из легких металлических конструкций. К наружному каркасу крепят навес – кровлю над камерами хранения, к внутреннему – теплоизоляционные панели типа «сэндвич».

Холодильники предприятий торговли и общественного питания относятся к мелким. Они размещаются в существующих зданиях (универсамах, ресторанах и т.п.) и служат для краткосрочного хранения пищевых продуктов (от одного до шести дней). При планировке таких холодильников необходимо соблюдать следующие требования:

1. Размеры камер должны быть не менее 4м² при ширине не менее 2,1 м; отношение длины камеры к ширине не более 1:2,5 м; высота камеры не менее 2,4 м.

2. Для уменьшения теплопритоков камеры размещают блоком с входом через тамбур шириной не менее 1,4 м; камеры не должны быть проходными, их нельзя размещать рядом с помещениями, имеющими большую влажность или температуру, прокладывать через них водяные, газовые, паровые и канализационные трубы.

3. В камерах площадью менее 20 м² не должно быть колонн. С учетом правил безопасности для охлаждения камер применяют только фреоновые холодильные установки.

Схема технологического процессаи грузооборот холодильного предприятия

Проектирование предприятия предполагает размещение всех производственных и вспомогательных помещений как по горизонтали (в плане), так и по вертикали (по этажам). Чтобы выполнить это размещение, называемое планировкой, необходимо знать назначение отдельных помещений, их количество и размеры. Основными исходными документами, позволяющими решить эту задачу, являются схема технологического процесса и грузооборот проектируемого предприятия.

С хема технологического процесса характеризует качественную сторону будущего предприятия: она определяет наличие и последовательность технологических операций, которые должны быть произведены над исходными продуктами, чтобы в конечном итоге были получены изделия заданного вида и необходимого качества. Для холодильных предприятий весьма важным является указание температуры и влажности воздуха, при которых происходит обработка продуктов на каждой из стадий технологического процесса. В качестве примера на рис.1 приведена схема технологического процесса на холодильнике мясокомбината. Как и на других холодильных предприятиях, здесь имеются операции, которые могут совершаться при положительных нефиксированных температурах (например, сортировка, взвешивание мяса и мясопродуктов), операции, которые должны осуществляться при более или менее стабильных температурах и определенной скорости движения воздуха (например, охлаждение, замораживание), и операции, требующие поддержания не только стабильной отрицательной температуры, но и определенной влажности, скорости движения воздуха (например, хранение охлажденного и замороженного мяса).

I — сортировка; 2 — взвешивание; 3 — охлаждение; 4 — замораживание; 5 — хранение охлажденного мяса; 6 — хранение мороженого мяса; 7 — взвешивание; 8 — выпуск продукции

Несомненно, что операции, требующие неодинаковых условий воздушной среды, должны выполняться в различных помещениях (аппаратах). Для операций, проводимых в примерно одинаковых условиях среды, не обязательно предусматривать отдельные помещения; этот вопрос решается в зависимости от объема работ, вида оборудования, технологических возможностей осуществления разнородных процессов в одном помещении. Технологический процесс в большинстве случаев не зависит от производительности предприятия, т. е. от количественного фактора.

Размеры проектируемого предприятия и его помещений определяются его производительностью (мощностью), которая при равномерном по времени выпуске продукции может быть указана в задании на проектирование; при неравномерном по времени выпуске продукции, иногда связанном, например, с сезонностью, предприятие проектируется на максимально возможную производительность. Однако характер изменения самой производительности имеет особенности, которые приходится учитывать при проектировании. Например, для некоторых типов холодильников исходным документом, определяющим количественную сторону проектируемого предприятия, является таблица грузооборота. В этой таблице для каждого месяца года указываются месячное поступление в холодильник и выпуск из него каждого из продуктов, которые должны в нем обрабатываться и храниться. Обычно неравномерное поступление отдельных продуктов отражает сезонность их производства; для распределительных холодильников сравнительно равномерный выпуск продуктов связан с необходимостью постоянного снабжения населения пищевыми продуктами. Разница между поступлением и выпуском грузов определяет количество продуктов, оставшихся на хранение в хо­лодильнике. Для первых месяцев года должны быть учтены накопление продуктов во время сезона заготовки или производства данного продукта, а также остаток за предыдущий год в количестве, обеспечивающем потребности более или менее равномерного выпуска в течение всего года.

К оличество хранящихся грузов (в тоннах условного груза) в каждом месяце показано на рис. 2, а. Максимальная ордината графика, соответствующая месяцу наибольшего количества одновременно хранящихся грузов (на рисунке — октябрь), определяет расчетную условную вместимость холодильника G_хол Продукты, хранящиеся в холодильнике, требуют различных температур хранения, в связи с чем общая вместимость холодильника должна складываться из вместимости помещений с разными температурами. В рассматриваемом примере можно считать, что в холодильнике должны быть помещения для мороженых продуктов, требующих для своего хранения отрицательных температур (обозначено знаком «-»), и помещения для охлажденных продуктов, требующих для своего хранения нулевых и положительных температур (обозначено знаком «+»). Примерные данные показаны на рис. 2, б.

Рис. 2.2. Изменение вместимости холодильника для различных грузов по месяцам: а — общей вместимости G; б — вместимости помещений с положительной G₊ и отрицательной G_- температурами

Своеобразие этого графика заключается в том, что вместимость помещений с отрицательными температурами отсчитывается по оси ординат, как обычно, снизу вверх, в то время как вместимость помещений с положительными температурами отсчитывается сверху вниз от оси абсцисс, расположенной от основания первого графика на расстоянии, равном общей вместимости холодильника. При таком способе выполнения графика обе кривые должны соприкасаться по крайней мере в одной точке А, соответствующей месяцу наибольшей необходимой (расчетной) вместимости холодильника.

Незаштрихованное поле между обеими кривыми характеризует вместимость помещений, не занятых грузом. Как показано на рисунке, максимальные вместимости для грузов, хранящихся при положительных и отрицательных температурах, не совпадают по времени. В этом случае максимальные вместимости этих двух групп помещений нецелесообразно принимать в качестве расчетных, так как это вызовет увеличение общей вместимости холодильника и повлечет за собой ухудшение использования его площади. На рис. 2, б такой выбор вызвал бы подъем всего графика вместимости помещений с положительными температурами до тех пор, пока вершины графиков А и Б не окажутся на горизонтали 1-1. Это привело бы к значительному увеличению незаштрихованного поля графика. Более целесообразным является устройство универсальных помещений, в которых можно поддерживать, в зависимости от потребности, отрицательную или положительную температуру. Если через вершину Б провести горизонтальную линию 2-2, то вся вместимость холодильника окажется разделенной на три зоны: от нижней оси абсцисс до линии 2-2 (до максимума вместимости помещений с положительными температурами) — расчетная вместимость для помещений с отрицательными температурами — G_отр ; от оси абсцисс верхнего графика до линии 1-1 (до максимума вместимости помещений с отрицательными температурами) — расчетная вместимость для помещений с положительными температурами — G_пол ; между линиями 1-1 и 2-2 (между максимумами вместимости помещений с отрицательными и положительными температурами) — расче­ная вместимость для помещений с универсальным температур­ным режимом — G_ун. Тогда G _хол = G_отр + G _пол + G _ун.

Количество поступающих грузов, взятое из таблицы грузооборота, является исходной величиной для определения размеров помещений (производительности устройств) для охлаждения и замораживания этих грузов. Расчетная производительность помещений (устройств) для обработки продуктов определяется по максимальному поступлению грузов. Для этого в итоговых данных поступления всех грузов за различные месяцы находится наибольшее значение G_{max .мec .пос} Тогда максимальное суточное поступление

где т_пос — коэффициент неравномерности поступления грузов, учитывающий возможные отклонения количества грузов, поступающих в отдельные дни, от среднемесячного суточного поступления, m_noc = l,5-2,5.

Аналогично может быть найдено максимальное количество грузов, выпускаемых ежесуточно с предприятия:

где т_вып — коэффициент неравномерности выпуска; обычно выпуск грузов происходит с меньшей неравномерностью, вследствие чего m_вып = 1,1-1.5.

В ряде случаев в распоряжении проектировщика может не быть таблицы грузооборота проектируемого предприятия. Однако при этом структура вместимости предприятия G_хол может быть задана или определена на основе типовых проектов. Пример типовой структуры вместимости распределительных холодильников дан в табл. 1.

Поступление и выпуск грузов в этом случае могут быть найдены по величине оборачиваемости В, которая определяется количеством оборотов сменяемых грузов в течение года. Для распределительных холодильников оборачиваемость В = 4 -5- 6 год^-1, для производственных она значительно больше и имеет величину В = 10 - 20 год^-1. Однако для последних исходной величиной обычно бывает сменная (или суточная) производительность, на основе которой определяется структура и вместимость холодильника. Например, вместимость холодильника мясокомбината принимают не менее 40-сменной производительности комбината, т. е. вместимость холодильника типового мясокомбината производительностью 100 т мяса в смену G_xan = 4000 т, а G_хол молочного завода принимают равной 10-15-сменной производительности завода по переработке молока. Одноэтажные высотные холодильники, как показала практика их эксплуатации, могут быть рентабельными только при оборачиваемости, большей чем 20 год^-1.

Таблица 2.1. Типовая структура вместимости распределительных холодильников

Вместимость	Процентное отношение вместимости камер хранения к Gxaa			Процентное отношение суточной производительности камер замораживания
	Для замороженных продуктов	Для охлажденных продуктов	С универсальным режимом
250-1000 1500-5000 10 000	50-65 75 75	10	50-35 25 15	До 0,5 До 0,3

Если оборачиваемость известна, количество ежедневно поступающих грузов

)

количество ежедневно выпускаемых грузов