Исходные данные к расчету
Таблица 1 – Вариант задания №_______
1. Наименование продукта | |
2. Масса хранимого продукта G, т | |
3. Температура продукта начальная tпр (1), 0С | Лето - +18C, Осень- +9С, Зима - +5С |
4. Температура продукта конечная tпр (2), 0С | |
5. Время охлаждение продукта | |
6. Высота штабеля продукта hгр, м | |
7. Высота камеры hкам, м | |
8. Месторасположение холодильника (город) | |
9. Тип используемого испарителя | |
10. Охлаждение конденсатора | |
11. Холодильный агент |
Параметры окружающей среды (принимаются по таблице СНИП – Строительная климатология)
Месторасположение холодильника (город) | Температура воздуха, С | Относительная влажность, % |
Лето | ||
Весна/Осень | ||
Зима |
Теплотехнический расчет холодильной камеры
Размеры холодильной камеры определяются ее строительной площадью Fстр, м2, рассчитываемой по формуле
где Е – масса хранимого продукта, т;
– норма загрузки продуктом, т/м3;
hгр – высота штабеля продукта, м;
– коэффициент использования строительной площади
камеры под штабель.
Значения Е, hгр принимаются по заданию. = 0,4;
= 0,75.
= 57/0,75∙4,9∙0,4 = 35,85 м2
Размеры камеры в плане определяются по формуле
где lк – длина камеры, м;
bк – ширина камеры, м.
Ширина камеры bк принимается кратной 6м, т.е. может быть 6, 12, 18 метров. Длина камеры lк рассчитывается и округляется до ближайших больших целых значений, после чего уточняется значение строительной площади F*стр.
Принимаем ширину камеры равной bк = 6м, тогда длина камеры будет равна
lк = Fстр/ bк = 35,85/6 = 5,975 м
Принимаем lк =6 м.
Уточняем значение строительной площади Fстр:
Fстр= lк ∙ bк=6∙6=36 м
После определения размеров камеры приступаем к теплотехническому расчету, цель которого определить максимальную тепловую нагрузку на испарители холодильной машины.
Холодильное оборудование должно быть выбрано так, чтобы отвод тепла был обеспечен при самых неблагоприятных условиях: летние температуры окружающего воздуха и полная загрузка камеры продуктом.
Количество тепла, проникающего в холодильную камеру извне и возникающее в камере Qкам, Вт, складывается из следующих составляющих
Qкам = Q1 + Q2 + Q3 + Q4
где Q1 - теплоприток через ограждающие строительные конструкции камеры, Вт;
Q2 - теплоприток от поступающих продуктов и тары, Вт;
Q3 - теплоприток от наружного воздуха при вентиляции камеры, Вт;
Q4 - теплоприток от эксплуатации камеры, Вт;
Ограждающими строительными конструкциями камеры являются стены, покрытие и пол. Соответственно теплоприток Q1, Вт, является суммой следующих слагаемых
Q1 = Q1т + Q1c + Q1п
где Q1т – теплоприток, поступающий от окружающего воздуха через стены и кровлю, Вт;
Q1с – теплоприток, поступающий из-за облучения кровли солнцем, Вт;
Q1п – теплоприток, поступающий от грунта через пол, Вт.
Тепло, поступающее от окружающего воздуха через стены и кровлю Q1т, Вт, рассчитывается по формуле
Q
где - нормативный коэффициент теплопередачи ограждений
камеры, Вт/(м2 0С);
- площадь поверхности стен и кровли, м2;
- температура воздуха снаружи ограждения, 0С;
- температура воздуха в камере, 0С.
=
; kн = 0,32 Вт/м2 0С
Тепловой поток от облучения кровли солнцем , Вт, определяют по формуле
Q
где FП – площадь кровли, облучаемая солнцем, м2;
- избыточная разность температур, обусловленная солнечной
радиацией 0С.
Fп = Fстр; = 10 0С.
Количество теплопритоков, поступающих в камеру через полы от грунта Q1П, Вт, определяем по формуле
Q
где – условный коэффициент теплопередачи пола, Вт/(м2 0С);
температура грунта, 0С.
kусл = 0,29 Вт/(м2 0С). tгр = 3 0С.
Теплоприток от поступающих в камеру продуктов и тары Q2, Вт, определяется по формуле
Q2 = Q2пр + Q2т
где Q2пр – теплота от продукта, Вт;
Q2т – теплота от тары, Вт.
Количество теплопритоков, поступающих от продуктов Q2п, Вт, рассчитывают по формуле
Q
где Gпр – масса продукта, т;
спр – удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг 0С);
- время охлаждения продукта, час.
Количество поступающей с тарой теплоты Q2т, Вт, находят по формуле
Q
где Gт – масса тары, поступающей с продуктом, т;
ст – удельная теплоемкость тары, Дж/(кг 0С).
Gт = 0,2Gпр; ст = 2500 Дж/кг.
Теплоприток от наружного воздуха при вентиляции камеры , Вт, рассчитывается по формуле
где Vкам – объем камеры, м3;
плотность воздуха в камере, кг/м3;
– кратность воздухообмена в сутки;
удельная энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;
удельная энтальпия воздуха камеры, кДж/кг.
кг/м3;
.
Эксплуатационные теплопритоки возникают вследствие пребывания в холодильных камерах людей, работы электродвигателей, открывания дверей. Значение , Вт, принимают как долю в зависимости от теплопритоков через ограждения
Q4 = 0,2Q1.
Это количество теплоты должны отводить испарители холодильной машины, чтобы обеспечить требуемую температуру воздуха в холодильной камере.
Таблица 2 – Параметры наружного воздуха.
Время года | Максимальная температура воздуха, tн, оС. | Максимальная относительная влажность, φ, %. | Удельная энтальпия наружного воздуха,iн, кДж/кг (Определяется по J-d- диаграмме) |
лето | |||
зима | 2,5 | ||
осень/ весна |
Таблица 3 – Теплопритоки холодильной камеры.
Время года | Теплопритоки, Вт. | |||||||
Q1т | Q1с | Q1п | Q2пр | Q2т | Q3 | Q4 | ∑Qкам | |
лето | ||||||||
зима | ||||||||
осень/ весна |