Холодильная техника

СОДЕРЖАНИЕ

Задание на проектирование................................................................... 3

Введение............................................................................................................. 4

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДЕЙ для камер................... 5

II. Планировка холодильника............................................................... 10

III. Расчёт теплопритоков для камер холодильника .............. 11

IV. расчет и подбор компрессоров и конденсаторов............... 15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ..……………………………………………………………………...21

список использованной ЛИТЕРАТУРы.............................................. 22

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА.......................................................................... 23

Задание на проектирование

Спроектировать систему хладоснабжения для объекта мясной промышленности по следующим данным:

*производительность мясокомбината – 36 тонн/смену;

*структура емкости холодильника:

- вместимость камеры хранение мороженых грузов – сменный запас 40 тонн;

- вместимость камеры хранения охлажденных грузов – 8 сменный запас;

- производительность камер замораживания – 0,7 тонн/сутки.

- Производительность камеры охлаждения мяса – 0,3 тонн/сутки.

Введение

Холодильное оборудование мясной промышленности предназначено для охлаждения, замораживания и хранения скоропортящихся сырья и мясопродуктов.

Холодильники пищевой, в том числе и мясной, промышленности имеют ряд особенностей, отличающих их от других холодильных объектов:

- в холодильниках подвергаются обработке и хранению ценные и довольно быстро портящиеся продукты, требующие для своего хранения температуру ниже температуры окружающей среды, а также определенной относительной влажности;

- необходимо препятствовать проникновению в холодильник теплоты и влаги наружного воздуха, что требует создания специальных ограждений для уменьшения теплового и влажностного потока;

- присутствует большой объем перемещаемых грузов и возникает необходимость быстрой их разгрузки, что требует широкое применение транспортных устройств;

- как к любому объекту пищевой промышленности, к холодильникам предъявляются высокие санитарные требования.

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДЕЙ для камер

1. Определение размеров камер хранения мороженого мяса.

1.1 Количество хранимого мороженного мяса, тонн

Gмороженого = M * 40,

где Gмороженого – количество хранимого мороженого мяса, тонны;

M – производительность мясокомбината, тонн/сутки;

40 – вместимость камер хранения мороженого мяса - сменный запас.

Gмороженого = 36 * 40 = 1440 тонн.

1.2 Вместимость камеры хранение мороженого мяса, м3

Vгр мороженого = Gм / qv,

где Vгр мороженого - вместимость камер хранения мороженого мяса, м3;

qv – норма загрузки, равная 0,35 тонн / м3 .

Vгр мороженого = 1440/0,35 = 4114,3 м3 .

1.3 Грузовая площадь, занятая мороженым мясом,м2.

Fгр. = Vгр. / hгр. ,

где Fгр. – Грузовая площадь, м2;

hгр. = 5,0 метров – грузовая высота, м.

Fгр. = 4114,3 / 5,0 = 823 м2.

1.4 Строительная площадькамер хранения мороженого мяса, м2

Fстр зам = Fгр / βF,

где Fстр зам - строительная площадькамер хранения мороженого мяса, м2 ;

βF = 0,75 – коэффициент использования площади.

Fстр зам = 823 / 0,75 = 1097 м2.

1.5 Определение количества строительных прямоугольников камер хранения мороженого мяса, шт

Один блок принимаем равным 15 * 6 м ( 90 м2 ).

n = Fстр зам / 90,

где n – количество строительных прямоугольников камер хранения мороженого мяса;

90 – площадь одного строительного прямоугольника, м2 .

n = 1097 / 90 = 12 шт.

2. Определение размеров камер хранения охлажденного мяса.

2.1 Вместимость камеры хранение охлажденного мяса

G охл = 8 * 36,

где Gохл - вместимость камеры хранение охлажденного мяса, тонн

8 – камер хранения мороженого мяса - сменный запас;

36 – производительность мясокомбината, тонн/смену.

Gохл = 8 * 36 = 288, тонн.

2.2 Норма загрузки для камер хранения охлажденных грузов

V= G/0.25,

V= 288/0.25=1152 м³;

2.3 Расчет грузовой площади

Fгр.= V/H,

где Н – высота камеры, H=5 м,

Fгр.=1152/5=230,4

2.4 Расчет строительной площади

Fстр= Fгр./0,75

где Fстр. охл - строительная площадькамер хранения охлажденного мяса, м2 ;

0,75 – норма загрузки камеры, отнесенная к 1 м2 строительной площади камеры , тонн/ м2

Fстр. охл = 1152 / 0,7м5 = 307,2 м2 .

2.3 Определение количества строительных прямоугольников камер хранения охлажденного мяса, шт.

n = Fстр охл / 72,

n = 307,2 / 72 = 4 шт.

3. Определение размеров камер замораживания мяса.

3.1 Строительная площадькамер замораживания мяса, м2

F'стр зам = (G зам * τц)/( qF * 24),

где F'стр зам - строительная площадькамер замораживания мяса, м2 ;

G зам = 25,2 – норма производительность камер замораживания , тонн/сутки;

τц = 32 часа – время цикла замораживания

F'стр зам = 25.2 * 32/( 0,25 * 24) = 134,4 м2.

3.2 Определение количества строительных прямоугольников для камер замораживания мяса, шт

n = F'стр зам / 72,

n = 134,4 / 72 = 2 шт.

4. Определение размеров камер охлаждения мяса.

4.1 Производительность камер охлаждения мяса.

G охл = 58 тонн/сутки.

4.2 Строительная площадькамер охлаждения мяса, м2

F'стр охл = (G охл * τц)/( qF * 24),

где F'стр охл - строительная площадькамер охлаждения мяса, м2

F'стр охл = (10,8 * 24)/( 0,25 * 24) = 43,2 м2

4.3 Определение количества строительных прямоугольников для камер охлаждения мяса, шт

n = F'стр охл / 72,

n = 43,2 / 72 = 1 шт

5. Суммарная строительная площадь производственных помещений холодильника, м2

∑ Fстр = Fстр зам + Fстр охл + F'стр зам + F'стр охл

∑ Fстр = 134,4+43,2+307,2+1097 = 1581,8 м2

6. Строительная площадь холодильника, м2

Fхол = ∑ Fстр / ηхол ,

где Fхол – строительная площадь холодильника, м2

ηхол = 0,8 – коэффициент использования площади холодильника

Fхол = 1581,8 / 0,8 = 1977,25 м2

7. Определение количества строительных прямоугольников площади холодильника, шт

n = Fхол / 72,

n = 1977,25 / 72 = 27 шт

II. Планировка холодильника

Под планировкой предприятия понимают размещение всех производственных и вспомогательных помещений как по горизонтали (в плане) так и по вертикали (по этажам).

Для достижения наибольшего эффекта рациональности при планировке придерживаются следующих принципов:

III. Расчёт теплопритоков для камер Холодильника

1. Расчёт теплопритока для камер хранения замороженного мяса, Вт

Q хр зам = qFстр * Fстр зам ,

где Q хр зам – теплоприток для камер хранения замороженного мяса, Вт;

qFстр = 10 ÷ 30 Вт/ м2 – удельный тепловой поток при температуре помещения tпм = -18 ^оС

Q хр зам = 12*90 * 0,1 = 108 кВт.

2. Расчёт теплопритока для камер хранения охлажденного мяса, Вт

Q хр охл = qFстр * Fстр охл, Вт,

где Q хр охл – теплоприток для камер хранения охлажденного мяса, Вт;

qFстр = 80 ÷ 90 Вт/ м2 – удельный тепловой поток при температуре помещения tпм = 0 ÷ (-2) ^оС

Q хр охл = 72 * 0,8 = 57,6 кВт.

3. Расчёт теплопритока для камер замораживания мяса, Вт

3.1 Теплопоступления в камеры замораживания мяса, Вт;

Q= k*F*Δt

где Q– теплопоступления в камеры замораживания мяса, Вт;

k – коэффициент теплопередач ограждений Вт*м²/ К,

k = 0,22,

Δt – разность температур,

F – площадь ограждений, м²

Q= k*F*(tн-tвн)

tн = 0,6*t с.м.+0,4*t а.м. ,

где t с.м – среднемесячная температура самого жаркого месяца,

t а.м. – температура абсолютного максимума,

tн = 0,6*24,2+0,4*42=31,3 °С

t вн.= -25 °С

Q= 0,22*144*(31,3+25)= 1783,6Вт= 1,786 кВт

3.2 Теплоприток от грузов

Q гр. = M *Δi *1000/ 3600 *τ,

где М- суточное поступление продуктов в камеру,

Δi – разность энтальпий, при температуре 35°С разность удельной энтальпии будет равна 342,5

τ – время заморозки груза, час

Q гр.= 36*342,5*1000/3600*24= 142,7 к Вт

3.3 Теплоприток от освещения (эксплуатационный теплоприток)

q₁= a * F,

где а – удельный показатель, показывает какое количество теплоты выделяется светильников, Вт/ м²

а=4,5 Вт/ м² ( для производственных камер)

F- площадь камер

q₁= 4,5 *144= 648 Вт= 0,648 кВт

3.4 Теплоприток от людей

q₂= 350*m,

где m – количество человек,

350 Вт выделяет человек при работе,

q₂= 350*2 = 700 Вт = 0,7 кВт

3.5 Теплоприток от двигателя

q₃= n*1000,

где 0,7 кВт- для 1 камеры,

n- количество камер,

q₃= 1000*2*0,7= 1400 Вт= 1,4 кВт

3.6 Теплоприток от открывания дверей

q₄= b*F,

где b – табличная величина, Вт/м²

q₄=32*144=4608 Вт=4,608 кВт

3.7 Расчет теплопритока для камеры замораживания груза, Вт

Q зам.= Q₁+Q₂+q₁+q₂+q₃+q₄+Q₃

Q зам.= 1,783+142,7+7,356= 151839 Вт= 151,839 кВт

4. Расчёт теплопритока для камер охлаждения мяса, Вт

Qохл = qFстр * F'стр охл ,

где Qохл – теплоприток для камер охлаждения мяса, Вт;

qFстр = 600-900Вт/ м2 – удельный тепловой поток при температуре помещения tпм = -5 ^оС

Q хр зам = 72* 0,8= 57600 Вт =57,6 кВт.

5. Расчет общего теплопритока от камер

Qоб.= Qхр.зам+Qзам.+Qхр. Охл.+Qохл.

Qоб.=461,4 кВт

Результаты расчета теплопритоков сведены в таблицу 1

iV. расчет и подбор компрессоров и конденсаторов

1. Подбор компрессора

Цикл работы холодильной машины

tконд.= tw₁+ Δt

tw₁= tа.м.+ Δt,

где Δt – температура при охлаждении, равна 6 К,

tа.м.- температура абсолютного максимума,

tw₁= 42+6= 48 °С,

tконд.= 48+6= 54 °С

P₀=95 кПа - начальное давление в камерах при t= -35 °С,

Pконд.= 2700 кПа, давление при конденсации

Pконд/ P₀≥7, следовательно цикл холодильной машины двухступенчатый.

Поэтому следует рассчитать промежуточное давление,

Pпр. = √ P₀* Pконд. = 506,4 кПа

2. Теплоприток от компрессора

Q= Qоб.* a/b,

где теплоприток от камеры замораживания груза,кВт

а=1,15

b=0,8

Q= 218,3 кВт

3. Удельная холодопроизводительность цикла

q₁ = i₁ – i₈

где q₁ – удельная производительность цикла,

i_1,4 – энтальпии точек 1 и 8 соответственно, [кДж/кг]

qo = 1340– 140 = 1200 ,кДж/кг

4. Расчет массы пара, всасываемой в компрессор

Ма₁ =Qo / qo

Qo – холодопроизводительность компрессора

Ма₁ =218,3 / 1200 = 0,18 кг/с

Ма₂= Ма₁* (i₂-i₇)/(i₃-i₄)

Ма₂=0,18*(1569-140)/(1380-360)=0,25

5. Расчет действительного объема пара, всасываемого в компрессор

Vд = Ма₁ * V₁

Vд - действительный объем пара, всасываемого в компрессор, м3/с

V₁- объём точки 1, м3/кг

Vд = 0,18* 1,19 = 0,21 м3/с

Vд₂= Ма_2*V₃=0.25*0.25=0,06 м3/с

6. Объем, описываемый поршнем компрессора

Vп₁= Vд/λ,

где λ – коэффициент подачи компрессора, определяемый из графика λ = f (π)

в нашем случае примем λ = 0,85

Vп₁= 0,21/0,85 = 0,24 м3/с

Vп₂=0,06/0,8=0,07

7. По полученному значению Vп выбираем компрессор , руководствуясь соотношением

0,95Vп ≤ ∑Vс≤1,1Vп

выбираем компрессор марки D55-7-4

8. Характеристики выбранного компрессора

Теоретическая подача, м3 : для нижней ступени 0,125

для верхней ступени 0,042

Мощность двигателя, кВт 55

Габаритные размеры

Длинна , мм 2500

Ширина, мм 1330

Высота, мм 1290

Масса, кг 2800

9. Количество теплоты, отводимое в конденсаторе, кВт

Qк = Mc * qk = 0,076*1310 = 100.1 кВт

10. Выбор компрессора для t = -20 ^оС

Qк = Qo*ρ/b,

где ρ – коэффициент транспортных потерь, ρ = 1,135;

b – коэффициент рабочего времени, b = 0,8;

Qк – нагрузка отводимая от конденсатора

Qк =461,4*1,3 = 599,8 кВт

11. Площадь теплопередающей поверхности, м²

Fконд.= Qк*1000/ k*Ө,

Где k=800 Вт/ м²*К,- для горизонтального кожухотрубного конденсатора

Ө=4,6 К- разность температурного напора

Fконд.= 162,9 м²

12. Выбор компрессора

Исходя из площади теплопередающей поверхности выбираем 2 конденсатора марки 125 КВН и КТГ-32

13. Техническая характеристика КТГ – 32

Площадь поверхности, м3 36

Длинна , мм 4430

Ширина, мм 810

Высота, мм 910

Диаметры патрубков, мм

Входящего пара 50

Выходящей жидкости 20

Вход/Выход воды 65

Масса, кг 1155

Техническая характеристика 150КВН

Площадь поверхности, м3 1506

Длинна , мм -

Ширина, мм 1700

Высота, мм 5000

Диаметры патрубков, мм

Входящего пара 100

Выходящей жидкости 50

Вход/Выход воды -

Масса, кг 4553

14. Расчет и подбор воздухоохладителей

Fв= Q*100/k*Ө,

где Fв- площадь воздухоохладителя, м²

Q- теплоприток в камерах, кВт

k=18 Вт/м²*К

Ө=7К

Для камер замороженных грузов

Fв=151,8*1000/18*7= 1205,2 м²

Для камер охлажденных грузов

Fв=57,6*1000/18*7=457,1 м²

Для камер хранения замороженных грузов

Fв=108*1000/18*7=857,1 м²

Для камер хранения охлажденных грузов

Fв=144*1000/18*7=1142,8 м²

Далее по площадям поверхностей подбираем воздухоохладители .

Заключение

Рассчитана холодильная установка мясоперерабатывающего завода с камерами хранения замороженного и охлажденного грузов, а также камерами охлаждения и заморозки. Определены строительные площади камер холодильника, разработана планировка промышленного здания и функциональная схема оборудования, рассчитаны теплопритоки для камер холодильника и исходя из этих расчетов, подобрано соответствующее холодильное оборудование.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Крайнев А. А., Соколов В. С. Холодильные установки: Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Холодильная техника” для студентов спец. 270300 и 270500. – СПб: СПбГУНиПТ, 1999. – 58 с.

2. Лебедев В. Ф., Чумак И. Г. и др. Холодильная техника. – М.: “Агропромиздат”,1986. – 335 с.

3. Курылев Е. С., Герасимов Н. А. Холодильные установки. – Л.: “Машиностроение”, 1980. – 622 с.