Проектирование холодильной установки (стр. 1 из 4)
1. Технико-экономическое обоснование
Холодильная установка молочного завода расположена в городе Астрахань. В городе Астрахань расчетная летняя температура 34 ºС, среднегодовая температура 9.4 ºС, среднемесячная относительная влажность самого жаркого месяца в 37%.
В холодильнике хранятся масло сливочное 5 т/сут., сметана 25 т/сут., ряженка 30 т/сут.
Здание холодильника одноэтажное, имеет три камеры, в которых производится хранение сливочного масла, сметаны, ряженки. Между камерами расположен сквозной коридор, откуда имеется выход на автомобильную платформу. Имеется экспедиция. Общая высота холодильника составляет 4,8 м. Сетка колон 6*18 метров.
Стены и перегородки холодильника выполнены из кирпича, потолок – железобетонные плиты перекрытия, теплоизоляция – пенополистирол ПСБ-С. Для поддержания необходимого температоро-влажностного режима проектируется непосредственное охлаждение при помощи воздухоохладителей типа ВОП.
В холодильник молочного завода поступает продукт на хранение с температурой 15 ºС и хранится в камерах при температуре 1 ºС в пластиковых ящиках. Формирование штабеля производится электрокарами. Высота штабеля составляет 2 м. Вход в холодильник с южной стороны.
Для охлаждения 60 тонн молока принимаем два охладителя молока марки ООУ-25. Для пастеризации и охлаждения сливок, а также сливок при производстве сметаны, используем одну пастеризационно-охладительную установку марки А1-ОПК-5. Для пастеризации молока при производстве ряженки используем одну установку А1-ОПК-5.
Таблица 1.1. Техническая характеристика технологического оборудования, потребляющего холод.
| Показатели | ООУ-25 | А1-ОЛО-2 | А1-ОПК-5 |
| Производительность, л/ч | 2500 | 3000 | 5000 |
| Начальная температура продукта, ºС | 20 | 30 | 5 – 10 |
| Температура входящего продукта, ºС | 4 ± 2 | 90–60 | 22 – 50 |
| Холодопроизводительность, кВт | 180 | 120 | 90 |
| Хладоноситель | Вода | Вода | Вода |
2. Расчет строительной площади холодильника
2.1 Определение число строительных прямоугольников камер хранения
n=
(2. 1)где ßF– коэффициент использования площади помещения; [прил. 1.1; 1.с. 224]
hгр – грузовая высота (высота штабеля), м; [1.с. 223]
gv – норма загрузки, т/м3; [прил. 1.1; 1.с. 222 табл. 52]
М – масса грузов, т;
Fпр – площадь строительного прямоугольника, м2;
Исходные данные и результаты расчетов приведены в таблице 2. 1
Таблица 2.1. Расчет числа строительных прямоугольников камер хранения
| Продукт | M | Fпр | gv | hгр. | ßF | n | z |
| Масло сливочное | 5 | 108 | 0,63 | 2 | 0,7 | 2 | 0.63 |
| Сметана | 25 | 108 | 0,75 | 2 | 0,65 | 2 | 1.2 |
| Ряженка | 30 | 108 | 0,30 | 2 | 0,7 | 4 | 3.3 |
2.2 Определение числа строительных прямоугольников компрессорного цеха, вспомогательных и служебно-бытовых помещений
n=
(2. 2)где В-процент от строительной площади камер хранения холодильник; для вспомогательных помещений В=0,2÷0,4; для служебных помещений В=0,05÷0,1; для компрессорного цеха В=0,1÷0,15.
Результаты расчетов и исходные данные сводим в таблицу 2. 2
Таблица 2.2. Расчет числа строительных прямоугольников компрессорного цеха, вспомогательных служебно-бытовых помещений
| Помещение | Fстр. | Fпр. | В | n |
| Компрессорный цех | 1080 | 108 | 0,1 | 2 |
| Вспомогательные помещения | 1080 | 108 | 0,2 | 4 |
| Служебно-бытовые помещения | 1080 | 108 | 0,05 | 2 |
Принимаем следующую планировку холодильника
| Сметана | Ряженка | |
| Масло сливочное | ||
| Вспомогательное помещение | Служебное помещение | |
| Компрессорная | ||
| Автоплатформа | ||
Рисунок 1 – План холодильника
3. Тепловой расчет холодильника
При расчете охлаждаемых помещений в общем случае определяют следующие теплопритоки:
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 (3. 1)
где Q1 – теплоприток от окружающей среды через ограждения, кВт;
Q2 – теплоприток от продукции при их холодильной обработке, кВт;
Q3 – теплоприток от наружного воздуха при вентиляции охлаждаемого помещения, кВт;
Q4 – теплоприток от источников, связанных с эксплуатацей охлаждаемых помещений, кВт;
3.1 Теплоприток от окружающей среды
Этот теплоприток в общем случае включает теплопритоки, обусловленные разностью температур окружающего воздуха и помещения, и солнечным тепловым излучением.
Q1 = Q1Т + Q1C(3. 2)
Q1Т =
(3. 3)Q1C=
(3. 4)где Q1T – теплоприток, обусловленный разностью температур окружающего воздуха и помещения, кВт;
Q1C – теплоприток, обусловленный солнечным тепловым излучением, кВт; [прил. 3.3] [1.с. 330, табл. 58]
Fн – площадь поверхности ограждения, м2;
tн – температура воздуха с наружной стороны ограждения, определяемая расчетом в зависимости от типа ограждения, ºC; [прил. 3.1] [1.с. 417]
tпм – температура воздуха в помещении, принимаемая по нормативным документам, ºC; [введение]
Δtc – избыточная разность температур, вызванная солнечным тепловым излучением, ºC;
Кн – коэффициент теплопередачи, кВт/(м2К). [прил. 3.2] [1.с. 311]
Результаты расчетов и сводные данные сводим в таблицу 3.1
Таблица 3. 1 – Теплопритоки через ограждения
| № камеры | Ограждения | tпм, ºC | Размер | F, м2 | tн, ºC | Δt, ºC | Кн, Вт/м2К | Δtc, ºC | Q1T, кВт | Q1C, кВт | Q1, кВт | ||||||||||||
| L | B | H | |||||||||||||||||||||
| 1 | НС – С | 1 | 36 | - | 4,8 | 172,8 | 34 | 33 | 0,30 | 0 | 1770 | - | 17170 | ||||||||||
| НС – В | 1 | 12 | - | 4,8 | 57,6 | 34 | 33 | 0,30 | 11 | 570 | 2112 | 2682 | |||||||||||
| ВС – Ю | 1 | 36 | - | 4,8 | 172,8 | 20 | 19 | 0,59 | 9.1 | 1937 | - | 1937 | |||||||||||
| ВС – З | 1 | 12 | - | 4,8 | 57,6 | 20 | 19 | 0,42 | 13,2 | 459 | - | 459 | |||||||||||
| ПОКРЫТИЕ | 1 | 36 | 12 | - | 432 | 34 | 33 | 0,30 | 9,1 | 4276 | 13104 | 17380 | |||||||||||
| ИТОГО ПО КАМЕРЕ | 24170 | ||||||||||||||||||||||
| 2 | ВС – С | 1 | 36 | - | 4,8 | 172,8 | 34 | 33 | 0,30 | 0 | 1710.7 | - | 1710.7 | ||||||||||
| ВС – В | 1 | 6 | - | 4,8 | 28,8 | 20 | 19 | 0,42 | 11.0 | 229,8 | - | 229,8 | |||||||||||
| ВС – Ю | 1 | 36 | - | 4,8 | 172,8 | 1 | 0 | 0,59 | 9.1 | - | - | - | |||||||||||
| НС – З | 1 | 6 | - | 4,8 | 28,8 | 34 | 33 | 0,30 | 13,2 | 285,1 | 1267,2 | 1552,3 | |||||||||||
| ПОКРЫТИЕ | 1 | 36 | 12 | - | 432 | 34 | 33 | 0,30 | 9,1 | 4276,8 | 13104 | 173808 | |||||||||||
| ИТОГО ПО КАМЕРЕ | 20873,6 | ||||||||||||||||||||||
| 3 | ВС – С | 1 | 36 | - | 4,8 | 172,8 | 1 | 0 | 0,59 | 0 | - | - | - | ||||||||||
| ВС – В | 1 | 6 | - | 4,8 | 28,8 | 20 | 19 | 0,42 | 11 | 229,8 | - | 229,8 | |||||||||||
| ВС – Ю | 1 | 36 | - | 4,8 | 172,8 | 20 | 19 | 0,42 | 9.1 | 1378,9 | - | 1378,9 | |||||||||||
| НС – З | 1 | 6 | - | 4,8 | 28,8 | 34 | 33 | 0,30 | 13.2 | 285,1 | 1267.2 | 1552,3 | |||||||||||
| ПОКРЫТИЕ | 1 | 36 | 12 | - | 432 | 34 | 33 | 0,30 | 9,1 | 4276,8 | 5,2 | 17380,8 | |||||||||||
| ИТОГО ПО КАМЕРЕ | 20541,8 | ||||||||||||||||||||||
3.2 Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке
Q2=
(3. 5)где Q2пр – теплоприток от продуктов, кВт; Q2т – теплоприток от тары, кВт;
Теплоприток от продуктов
Q2пр=
(3.6)где Мпр – масса обрабатываемых продуктов, кг,
i1 и i2 – энтальпии, соответствующие начальной и конечной температурам продукта, кДж/кг; [прил. 3.4] [1.с. 419]
τ – продолжительность тепловой обработки продукта, ч;