Расчет тепло-пароизоляции

Для интенсивных морозилок с циклом оборачиваемости за сутки время загрузки и выгрузки составляет не более 2 ч.

Продолжительность τ раб принимают равной продолжительности замораживания в

зависимости от вида продукта, его толщины и формы, начальной и конечной температуры продукта, а также от температуры и скорости движения воздуха. Указанную продолжительность рассчитывают с помощью соответствующих уравнений или принимают согласно технологических норм для данного продукта. При выполнении указанных расчетов нужно помнить, что строительная площадь

занимаемой приборами охлаждения, их отступами от стен и отступами продукта от приборов охлаждения:

Fстр∑ = Fстр + Fприб

При потолочных батареях и подвесных воздухоохладителях

Fприб = 0

При выполнении только настоящего задания, с целью упрощения расчетов Q2пр.к в

Fприб .

5.2.12. Определение теплопритоков от тары и упаковки Q2т.к.

Теплопритоки от тары и упаковки Q2т.к.- относимые в тепловую нагрузку компрессоров, определяют для каждой камеры, результаты расчетов вносят в колонку 16 табл. 13. Для расчетов используют зависимость

Где Q2т.к.- теплоприток от тары в каждой камере, относимый в тепловую нагрузку компрессоров, Вт;

Gт.к.- суточное поступление тары в каждую из камер, принятое по данным колонки 7 табл. 13, т/сутки;

iнач, iкон - температура, тары начальная и конечная, принимают равными температурам продукта, соответственно поступающего в камеру и выпускаемого из камеры в зависимости от типа камер (табл. 15) по колонкам 9 и 10 табл. 13. С помощью зависимости (14) определяют теплопритоки в каждую из камер. При этом отношение

τ ц /τ раб принимают в различных камерах в соответствии с рекомендациями, изложенными в разделе 5.2.11.

5.2.13. Определение теплопритоков от продуктов Q2пр.об.

Теплопритоки от продуктов Q2пр.об относимые на тепловую нагрузку оборудования, определяют для каждой камеры, результаты расчетов вносят в колонку 15 табл. 13. Для расчетов используют зависимость

где Gпр.об. - принимают по данным колонки 6 табл.

iнач, iкон - по колонкам II и 12 табл. 13. Для камер периодического действия

Теплопритоки от тары и упаковки Q2т.об, относимые в тепловую

нагрузку оборудования, определяют для каждой камеры, результаты расчетов вносят в колонку 17 табл. 13. Для расчетов используют зависимость

Gт.об принимают по данным колонки 8 табл. 13, iнач и iкон по табл. 13 колонки 9 и 10.

Q2к = Q2пр.к+ Q2т.к.

т.е. складывают по каждой камере данные колонок 14 и 16 табл. 13 и этот результат записывают в колонку 18 табл. 13.

5.2.16. Определение суммарного теплопритока Q2об. от грузов

Суммарный теплоприток Q2об. от грузов, относимый в тепловую нагрузку оборудования, по каждой камере равен

Q2об. = Q2пр.об.+ Q2т.об.

т.е. складывают по каждой камере данные колонок 15 и 17 табл. 13 и этот результат записывают в колонку 19 табл. 13. Так следует поступать при определении тепловой нагрузки оборудования камер хранения (камеры № I, 2 и 4 - в обеих режимах ее работы). Исключение составляет определение нагрузки на оборудование в морозилке, которая по условию представлял собой устройство периодического действия. В нагрузку на оборудование по камере № 3 -морозилке периодического действия, нужно

отнести теплоприток Q2об.=1,3(Q2пр.об.+Q2т.об.).Такое увеличение тепловой нагрузки на 30 % по сравнению с расчетным значением вызвано следующим обстоятельством. Нагрузка, рассчитанная по уравнениям (15) и (16), представляет собой среднеинтегральное значение за время течения процесса. Однако в начальный период процесса теплоприток в устройствах периодического действия значительно выше, чем в конце процесса замораживания. Это приводит к тому, что оборудование, рассчитанное на среднеинтегральную нагрузку, не справляется с более высокой тепловой нагрузкой в начале процесса, что приводит к увеличению продолжительности процесса и увеличению усушки продукта и т.д. Чтобы улучшить техникоэкономические показатели морозилок периодического действия, целесообразно расчетную тепловую нагрузку на оборудование увеличивать, как это отмечено выше.

5.3. Определение теплопритоков Q4 , поступающих с наружным воздухом при вентиляции помещений

На распределительных холодильника теплоприток от вентиляции камер Q4 не учитывается (за исключением специализированных фруктовых камер), так как камеры

не вентилируются (что обусловлено также условием задачи), то теплопритоки Q4к - на

компрессор и Q4об - на оборудование будут равны нулю. Методика расчета Q4

приведена в литературе [I. С.135-136]; [2. С.220]; [5. С.257].

5.4. Определение эксплуатационных теплопритоков Q4 от разных источников Эксплуатационные теплопритоки Q4 складываются из следующих теплопритоков:

где Q4’ - теплоприток от электрического освещения, Вт; Q4” - теплоприток от электродвигателей, Вт;

Q4‴ - теплоприток от людей, работающих в охлаждаемых помещении, Вт;

- теплоприток от смежных помещений, вызванный открыванием дверей, Вт. Для выполнения расчетов составляют табл. 17, в колонки I, 2 и, 3 которой вносят известные исходные данные.

5.4.1. Определение теплопритока от электрического освещения Q4’ Уравнение для определения теплопритока Q4’ имеет вид

Q4’=q’4∙Fстр(11 )

где q’4 - удельный теплоприток на 1 м²строительной площади, Вт/м²;

Fстр - строительная площадь конкретного помещения, для которого определяется теплоприток, м².

Удельный теплоприток q’4 принимают в следующих размерах:

-для производственных помещений ....... 4,5 Вт/м² ;

-для крупных складских помещений ...... 1,1 Вт/м²;

- для мелких холодильных камер …......... 3,0 Вт/м².

Необходимо, руководствуясь вышеприведенными соображениями, отнести каждое охлаждаемое помещение к одному из типов, и тем самым выбрать значение q’4.

Принятые значения q’4 для каждой, камеры вносят в колонку 7 табл. 17.

Имеющиеся по каждой камере данные колонок 7 и 3 табл. 17 перемножают, использовав выражение (17), и результат записывает в колонку 10 табл. 17.

5.4.2. Определение теплопритоков от электродвигателей Q4”

Источниками этих теплопритоков являются различные механизмы и двигатели, работающие на оборудовании (в воздухоохладителях в системах воздушного охлаждения, на подъемных механизмах - транспортеры, конвейеры и другие, а также погрузчики, электрокары и др.).

Теплоприток от электродвигателей предлагается рассчитать в следующих камерах:

а) в камерах хранения мороженых грузов (камеры № 1, 2 и 4 - в режиме хранения мороженых грузов) предусматривают применение погрузчиков и электрокар

независимо от вида хранимого продукта; Nдв принимают по мощности

электродвигателя погрузчика, Nдв = 3,6 кВт;

б) в универсальной камере № 4 (в режиме хранения охлажденных грузов) для всех продуктов, кроме мяса говяжьего в полутушах, также предусматривают применение

погрузчиков и электрокар. При этом принимают Nдв по мощности электродвигателя

погрузчика, Nдв = 3,6 кВт;

в) в камере № 3 - морозилке по условию задачи для всех вариантов принята воздушная система охлаждения; для учета теплопритоков от двигателей вентиляторов, воздухоохладителей рекомендуется воспользоваться

следующими (ориентировочными) данными (заданием) в зависимости ох варианта схемы холодильника (табл. 18); г) в камерах хранения № 1, 2 и 4 - в обоих режимах хранения только для вариантов,

где по условию задачи во всех камерах хранения приманена воздушная система охлаждения, необходимо учесть теплоприток от электродвигателей вентиляторов воздухоохладителей. Количество электродвигателей и их мощность принимают в соответствии с заданием в зависимости от варианта схемы холодильника (табл. 19).

проектных решений. Так, в универсальных камерах обычно проектирует смешанную систему охлаждения (для режима хранения охлажденных грузов проектируют воздушную систему, для режима хранения мороженых грузов - батарейную).

Определяют суммарную мощность двигателей в каждой из камер, результат расчета записывают в соответствующую строку колонки 4 табл. 17. Теплоприток от двигателей в каждой камере определяют с помощью уравнения

(18)

где Q4” - теплоприток от двигателей, находящихся внутри охлаждаемой камеры, Вт; 10³ -коэффициент перевода из кВт в Вт;

Nдв - мощность электродвигателей,- кВт;

одн - коэффициент одновременности включения двигателей, одн=0,41-1,0 в

зависимости от числа имеющихся электродвигателей (большие значения принимают для меньшего количества электродвигателей) и от особенностей технологического процесса.

Если электродвигатели располагаются вне охлаждаемого помещения, то теплоприток от них (от него) рассчитывают с помощью уравнения

(18а)

где Q4”- теплоприток от электродвигателей, расположенных вне охлаждаемого помещения, Вт;

двкоэффициент полезного действия электродвигателей, обычно принимают дв

=0,85+0,95.

Поэтому перед расчетом Q4” необходимо решить вопрос о месте установки электродвигателей и их расположении в соответствующих камерах, что зафиксировать в колонке 5 табл.17

Результаты расчетов Q4” выполненные по формулам (18) и (18а), по каждой камере записывают в соответствующие строки колонки II табл.17

5.4.3. Определение теплопритока от людей, работающих в охлаждаемых помещениях,

Q4‴

Предварительно необходимо решить вопрос о количестве одновременно работающих людей в каждой из камер. Для ориентировочных расчетов количество людей, одновременно работающих в каждой камере, рекомендуется [3. С.119] принимать:

6 табл.17.

Удельный теплоприток от работающих людей составляет 350 Вт на 1 человека при средней интенсивности его работы. Принятый удельный теплоприток записывают в колонку 8 табл. 17.

Теплоприток в камеру составит Q4‴= 350 • n , Вт (19)

Имеющиеся по каждой камере данные колонок 6 и 8 табл. 17 перемножают,

использовав выражение (19). Рассчитанные величины теплопритоков Q4‴ записывают в колонку 12 табл. 17 в соответствующие строки.

5.4.4. Определение теплопритока из смежных помещений, вызванного открыванием дверей Указанный теплоприток рассчитывают с помощью уравнения

(19а)

где - теплоприток, вызванный открыванием дверей, Вт;

- действительное значение удельного теплопритока, вызванного открыванием дверей, Вт/м2:

Fстр - строительная площадь камеры, м².

Удельный теплоприток необходимо выбрать из табл. 20 в зависимости от типа помещения, размера его строительной площади и высоты камеры.

Таблица 20

Примечание. Удельные теплопритоки указаны для высоты камер 6 м, при другой высоте камер значение теплопритока следует изменить пропорционально высоте (уменьшить или увеличить)

Выбрав удельный теплоприток, находят действительное значение для высоты помещений вашего варианта из уравнения

где - значение, принятое по табл. 20;

h - строительная высота помещений в соответствии с заданием, м.

Полученные с помощью уравнения (20) действительные значения вносят в соответствующие строки колонки 9 табл. 17.

Имеющиеся по каждой камере данные колонок 3 и 9 табл. 17 перемножают, использовав выражение (19а), и полученные величины теплопритоков записывают в соответствующие строки колонки 13 табл. 17.

5.4.5. Определение общего теплопритока Q4к, относимого в нагрузку компрессоров

Общий теплоприток Q4к, относимый в нагрузку компрессора, обычно принимают в размере от 50 до 75 % от суммы найденных теплопритоков:

Это обстоятельство вызвано тем, что на крупных предприятиях с централизованной системой холодоснабжения указанные теплопритоки не могут возникать одновременно от всех источников. При большом количестве камер вероятность одновременного возникновения теплопритока меньше, поэтому, необходимо применять меньшее значение коэффициента из диапазона 0,5-0,75, а при меньшем количестве камер этот коэффициент возрастает. Применительно к схемам холодильника, рассматриваемого в данной работе, по уравнению (21) рекомендуется определить в камерах № 1, 2 , 4 (в режиме хранения мороженых грузов). Поэтому данные колонок 10, 11, 12, 13 табл. 17 по каждой из этих камер складывают, сумму теплопритоков, в соответствии с формулой (21), умножают на коэффициент (0,5-0,75) и результат записывают в колонку

14 табл. 17.

Указанный коэффициент для камер № 3 и 4 (в режиме хранения охлажденных грузов) рекомендуется не учитывать. Это объясняется тем, что в этом случае на заданную температуру кипения приходится только одна камера, и в каждой из них возможно одновременное возникновение всех эксплуатационных тепло притоков. Кроме того, эти камеры работают как при децентрализованной системе охлаждения, так как на каждую из них будет работать свой компрессор и в этом случае разницы в тепловой нагрузке на компрессор и на оборудование не возникает. Поэтому при определении тепловой

нагрузки Q4к в камерах № 3 и 4 (в режиме хранения охлажденных грузов) данные, имеющиеся в колонках 10, 11, 12, 13 табл. 17, в каждой из этих камер могут быть сложены без умножения на коэффициент (0,5-0,75), тем самым как бы предполагается умножение этой суммы на коэффициент, равный единице. Принятие коэффициента равным единице предполагает, что возможность одновременного возникновения всех эксплуатационных теплопритоков равна 100 %.

Результаты расчетов необходимо записать в колонку 14 табл. 17.

5.4.6. Определение общего теплопритока Q4об, отводимого на оборудование Этот теплоприток находят из уравнения:

Для этой цели данные колонок 10, 11, 12, 13 табл. 17 по каждой из камер складывают,

аих результаты записывают в колонку 15 табл. 17.

5.5.Определение суммарных теплопритоков по холодильнику

Предварительно необходимо подготовить табл. 21, в которой заполняют колонки I, 2, 3, решив, какие камеры на какие температуры кипения будут работать. По условию задачи в камерах предусмотрена система непосредственного охлаждения, при которой температуру кипения и хладагента принимают:

-при батарейной системе охлаждения;

-при воздушной системе охлаждения (при

оборудовании камер воздухоохладителями).

После определений температур кипения записывают данные в колонки 1, 2, 3 и 4 табл. 21, группируя камеры по температурам кипения, и обращают внимание, что камеры здесь расположены в другом порядке, чем в предыдущих таблицах.

Нагрузку на камерное оборудование Qоб определяют как сумму всех теплопритоков

∑Q (Вт) в данную камеру, при этом все виды теплопритоков учитывают полностью. Табл. 21 заполняют данными, полученными из других таблиц. Так, при заполнении табл. 21 в соответствующие графы колонки 5 вписывают данные из колонки 17 табл. II, в колонку 7 записывают данные из колонки 19 табл. 17, в колонку 9 должен быть записан во всех камерах ноль, в колонку 11 должны быть записаны данные из колонки 15 табл. 17. Суммарный теплоприток будет равен

Пользуясь этим выражением, имеющиеся по каждой камере данные колонок 5, 7, 9, 11 табл. 21 складывают и сумму вписывают в колонку 13 табл. 21.

Нагрузка на компрессор складывается из всех теплопритоков, однако обычно их учитывают не полностью, как это уже отмечалось ранее. Дополнительно отметим, что

при внесении в колонку 4 табл. 21 величин теплопритоков Q1к из колонки 16 табл. II, эти теплопритоки могут учитываться не полностью, а частично, в зависимости от типа и назначения холодильника. [1. С.132]; [2. С.221]; [3. С120]; [6. С.62].

При этом рекомендуется теплоприток Q4к на распределительных холодильниках

учитывать полностью [2. С.221]; [6. С.62]. Поэтому теплоприток Q4к, в соответствующих камерах, взятый из колонки 16 табл. II должен быть внесен в полном объеме (без уменьшения) в этих же камерах в колонку 4 табл. 21.

Исключение составляют универсальные камеры. При наличии на холодильниках универсальных камер в расчетах принимают, что в летний период их используют для хранения охлажденных продуктов, а осенью - мороженых [3. С.120] Это обстоятельство приводит к тому, что в универсальной камере №4 в режиме ее работы для хранения охлажденных грузов необходимо считать, что максимум теплопритока

Q1к и Q2к приходится на летний период. Поэтому в камере № 4 в этом режиме Q1к и Q2к должны быть учтены полностью (в полном объеме). В частности, в колонке 4 табл.

21 в этой камере должно быть вписана в полном объеме значение Q1к, взятое из колонки 16 табл. II. В той же универсальной камере № 4, но в режиме ее работы для

хранения мороженых грузов, максимум Q1к приходится на летний период» а максимум Q2к на осень. Так как камера в этом режиме рассчитывается для осеннего периода, то Q1к должен быть взят для этого режима не полностью, а частично. То есть

в этом случае теплоприток Q1к, взятый из колонки 16 табл. II для камеры № 4 в режиме хранения мороженых грузов, при внесении в колонку 4 табл. 21 должен быть взят в следующей доле от вычисленного для самого жаркого времени [1. С.132]:

-для помещений с температурой -23 ° С и ниже ..... 100 %

соответственно Q2к, взятые из колонки 18 табл. 13 и Q4к, взятые из колонки 14 табл.

I7; Теплоприток Q3к равен нулю, поэтому в колонке 8 табл. 21 для всех камер записывают ноль.

Суммарный теплоприток, вносимый в колонку I2 табл. 21, получается сложением по каждой камере его составляющих:

т.е. сложением по каждой камере данных колонок 4, 6, 8 и 10 табл. 21. Полученные по каждой камере Qоб в колонке 13 табл. 21 в дальнейшем служат для подбора в каждой камере оборудования. Так как это оборудование (батареи, воздухоохладители и др.) индивидуально для каждой камеры, то эти теплопритоки по группе камер не складывают.

Полученные по каждой камере Qк в колонке 12 табл. 21 могут служить для подбора компрессоров для каждой камеры при децентрализованной системе холодоснабжения. Однако, так как по условию задачи на холодильнике принята система централизованного холодоснабжения, то для расчета мощности компрессоров, работающих на группу камер (как правило, с одной температурой в камерах), необходимо тепловые нагрузки по каждой группе камер сложить и в колонке 12 табл. 21 записать результат в строчке “ итого”. В заключение работы выписывают эти значения Qк по группе камер.

Тепловая нагрузка компрессоров составляет: