Фрукто хранилище с децентрализованным охлаждением

 

Теплопритоки  через ограждения в камеру № 2 аналогичны теплопритокам в камеру № 1

            Теплопритоки от термообработки

Определение теплопритоков от продукта по формуле 3.6. [1]:

Q2 =Мк*DI*1000/t*3600=(Вт)

где: Мк - суточная поступление продукта в камеру (т/сут)

DI – разность удельных энтальпий, соответствующих начальной и конечной температуре продукта (Дж/кг)

t - продолжительность холодильной обработки продукта (час)

3600 – переводной коэффициент  из часов в секунды

Мк=(6-10)% Ек=0,1*52,6=5,3 (т)

По начальной и конечной температуре  определяется энтальпия продуктов 

Q_{2 ГР}= 5,3*(346-271)*1000*/24*3600=3,97 кВт

Определение теплопритоков от тары по формуле 3.7. [1]:

Q_{2 Т} =Мт*Ст(t₁-t₂)*1000/t*3600=(Вт)

Масса тары принимается (10-20)%   Мк=0,2*5,3=1,06 (т)

Q_{2 Т} =1,06*2500*(25-0)*1000/24*3600=66,2 Вт

Общий теплоприток;  Q_{2 ОБ}= Q_2прод+ Q_{2 т}=3970+66,2=4036,2 Вт                     

 

Определение теплопритоков от вентиляции помещений

Теплопритоки от наружного  воздуха при вентиляции определяются по формуле 3.8. [1]:

Q₃=Мв*(i_НАР- i_ВН)   Вт

где: Мв –расход вентиляционного воздуха  (кг/с)

i_НАР, i_ВН – удельная энтальпия наружного воздуха и в камере (Дж/кг) 

Расход вентиляционного  воздуха определяется по формуле 3.8а. [1]: 

Мв=V*а*r_В/24*3600 (м³/с)

где: V – объем вентилируемого помещения (м³)

 а – кратность воздухообмена  (3-4)

r_В – плотность воздуха в камере (кг/м³)

Мв=(864)*3*1,29/24*3600=0.0516 (м³/с)

Q₃=0,0516*(78-8,5)*1000=3580 Вт

Определение эксплуатационных теплопритоков.

          Определение  теплопритоков от освещения по  формуле 3.9. [1]:

                                     g 1=  AF =1,2 * 144 = 172 Bт ,

           где: А =1,2Вт/м² – количество тепла, выделенного освещением в единицу времени на 1м площади пола.

            F – площадь камеры,м²

Определение теплопритоков от пребывания людей формуле 3.10. [1]:  

                             g 2  = 350 n = 350 * 2 =700  Bт   ,

           где: 350 – тепловыделение одного человека  при тяжёлой физической работе, Вт

           n – число людей, работающих в данном помещении

           Определение  теплопритоков  от работающих  электродвигателей формуле 3.11. [1]:   

                        g 3 = 1000 N  = 1000  *  4  =  4000 Bт ,  

               где : N – мощность электродвигателя

           5.4.4. Определение теплопритоков   при  открывании дверей формуле 3.12. [1]:

g 4 =  BF  = 15  *  144 = 2160 Bт ,

            где: В  – удельный  приток  тепла от открывания  дверей

                   F – площадь камер, м

Определение суммарных  эксплуатационных теплопритоков по формуле 3.13. [1]:

Q4  = g1 + g2 + g3 +g4 = 173 + 700 +4000 + 2160 =7032 Вт

 

Определение теплопритоков  от фруктов (овощей)  при дыхании.

Теплопритоки от фруктов  определяются по формуле:

Q₅=Ек*(0,1q_Н+0,9q_ХР)

где: Ек - емкость камеры (т)

q_{Н ,} q_ХР –тепловыделения плодов при температурах поступления и хранения, определяется по таблице  (Вт/т)

Этот вид теплопритока учитывают только на специализированных холодильниках для хранения фруктов и овощей в тех же камерах распределительных холодильников.

Q₅=200(0,1*121+0,9*19)=5840 Вт

 

 

 

 

Теплопритоки на холодильные камеры

Таблица № 5.2. Сводная таблица теплопритоков.

№	Q1 Вт		Q2 Вт	Q3 Вт	Q4 Вт	Q5 Вт	QОБЩ Вт
	камера	КМ	4036	3580	камера	5840	камера	КМ
1	1838	1838			7032		13355	13355
2	1838	1838	4036	3580	7032	5840	13355	13355
3				3580	7032	5840

                                                                                       Итого:    26710

6. Определение рабочей  нагрузки на холодильное оборудование

Нагрузка на камерное оборудование определяется как сумма всех теплопритоков ΣQ (в Вт). Все виды теплопритоков учитываются полностью, так как оборудование должно обеспечить отвод тепла при самых неблагоприятных условиях.

Холодопроизводительность компрессоров определяем по формуле № 3.15 [1]

,

где - коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах холодильной установки;

- суммарная нагрузка на компрессоры  для данной температуры кипения,  принятая по сводной таблице  теплопритоков;

       - коэффициент рабочего времени.

Определяем холодопроизводительность компрессоров (в кВт)

8. Выбор расчетного рабочего режима холодильной установки

Рисунок 8.1. Диаграмма влажного воздуха

   I

 

 

 

 

 

 

 

                                                                             d

        Рабочий режим холодильной установки определяется следующими характеристиками: температурой и давлением кипения и конденсации, температурой всасывания и переохлаждения. Температура воды зависит от района расположения. Т.к. я предполагаю строительство холодильника в Ростовской области, и для летнего режима с максимальной тепловой нагрузкой принимают параметры воздуха по таблице 3.1.

        Таблица 8.1.- Определение параметров воздуха.

Параметры воздуха	Параметры
Температура наружного  воздуха летняя	+33С
Относительная влажность	41%
Среднегодовая температура	+8,7С

        По диаграмме влажного воздуха  и по температуре влажного  наружного воздуха определяют  температуру мокрого термометра. Для Ростовской области температура мокрого термометра tмт =22С.

        Температура  поступающей воды в конденсатор  зависит от внешних условий  и системы оборотного водоснабжения:

tвд1 = tмт+3 = 22 +3 = 25⁰С

где: t_мт - температура мокрого термометра, ⁰С.

где: t_вд1   - температура поступающей воды в конденсатор, ⁰С

Для испарительных конденсаторов  температура воды остается постоянной

tвд1 = tвд2= Const=+25⁰С

Температура конденсации   tк= tвд+(8-11)⁰С=25⁰С +10⁰С =+35⁰С

Температура кипения холодильного агента :

t0=tв.-(7-10)⁰С=+5⁰С-5⁰С=-5⁰С

  Температура всасывания холодильного агента :

tвс=t0+(5-15)⁰С=-5⁰С+10⁰С=+5⁰С

 Цикл холодильной  машины принят без переохлаждения

Таким образом рабочий режим  холодильной установки выбран следующий:

t0=-5⁰С

tвс=+5⁰С

tк=+43⁰С

8. Построение  цикла и определение параметров хладагента

Рисунок 8.1. Изображение цикла в диаграмме i-Lg P

На рисунке слева изображен  цикл одноступенчатого сжатия в диаграмме i – lgp. Процессы, изображенные в диаграмме:

 

4 -1 - кипение в испарителе при t₀ и p₀;

1 -1 – перегрев пара на всасывании от t₀ до t_вс при постоянном давлении p₀;

1 -2 – адиабатное сжатие  в компрессоре;

2 -3 – процесс отвода  тепла в конденсаторе, который  можно разделить на два процесса: 2 -2 - охлаждение пара до состояния насыщения (сбив перегрева) при постоянном давлении p_к и 2 -3 – конденсация хладагента при t_к и p_к.

3– 4 – дросселирование хладагента  в регулирующем вентиле от p_к до p₀ по линии постоянной энтальпии. ⁰С

 где:  4-1- кипение  в испарителе при t0  и P0.

1. перегрев пара на всасывании от t0 до tвс при постоянном давлении P0.
2. адиабатное сжатие пара в компрессоре
3. процесс отвода тепла от холодильного агента в конденсаторе:

2-2'-  охлаждение пара  до состояния насыщения при  постоянном давлении

2'-3-   конденсация  пара в конденсаторе

4. дросселирование хладагента в регулирующем вентиле

В диаграмме i-lgP и по таблицам для фреона 134А определяются параметры для всех точек цикла холодильной машины, значения параметров записываются в таблицу

 Таблица 8.1.  Значения параметров хладагента

	Р мПа	t 0С	i кДж/кг	V мз/кг	S кДж/(кгК)	X
1'	0,28	-5	555	0,07	8,95	1
1	0,28	+10	564	0,07	9,06	Перегретый пар
2	0,98	+100	598	0,018	8,06	Перегретый пар
2'	0,98	+40	582	0,019	8,42	1
3'	0,98	+40	433	-	-	0
3	0,98	+36	428	-	-	0
4	0,28	-5	428	-	4,75	0,15

 

9. Расчет и  подбор основного холодильного оборудования

9.1 Расчет и подбор компрессорных агрегатов

        Определение  холодопроизводительности  1 кг хладагента.

g0 = i1  -  i4 = 555 – 428 = 127 кДж/кг.

        где:  i1 - сухой насыщенный пар, кДж/(кгК)

i4 -  область влажного пара, кДж/(кгК)

        Расчет массового расхода пара  определяется по формуле:

       где: Q0- рабочая нагрузка на компрессор, кВт

               g0 – холодопроизводительность 1кг хладагента, кДж

       Определение действительного объемного расхода пара по формуле:

Vд = MV1 = 1,157 * 0,07 = 0,08м³/с

      где:  М -массовый расход пара, кг/с

               V1- удельный объем всасывающего пара, м/кг

      Определение  коэффициента подачи компрессора  по степени сжатия:

Степень сжатия:

       где:  Рк  - давление конденсации, мПа

               Р0   - давление кипения, мПа

     По графику  определяется коэффициент подачи  компрессора:

              

Определение объемного расхода пара описываемого поршнем компрессора:

где: Vд - действительный объемный расход пара, м/с

        - коэффициент подачи компрессора

Определение теоретической  мощности компрессора по формуле:

Nm  =  M(i₂ –i₁) = 1,157 * (598 –564) = 38,181 кВт ,

где: М - массовый расход пара кг/с

        i1,i2  - энтальпия холодильного агента в точках 1 и 2, кДж/кг

    Расчет действительной мощности компрессора

где: N_т - теоретическую мощность компрессора, кВт

  = 0,8- индикаторный кпд

    Расчет эффективной  мощности на валу компрессора:

где: Ni - действительная мощность компрессора, кВт

        м  = 0,85- механический кпд

Определение действительного теплового потока в конденсаторе:

Qк = Q0 + Ni  = 147+132 = 279кВт ,

где: Qо- рабочая нагрузка на компрессор, кВт

        Ni  - действительная мощность компрессора, кВт

  Из расчета по  теоретическому расчету пара  принято два компрессорных агрегата  марки ФУБС-9, входящих в состав ХМФ-16.

 Таблица 9.1  - Характеристика поршневого компрессора марки ФУБС-9

Характеристики	Данные
Диаметр цилиндра	160мм
Потребляемая мощность	42,4 кВт
Частота вращения	24,6 с
Теоретическая  объёмная подача	0,0830 м/с
Номинальная  холодопроизводительность	140 кВт
Эффективная мощность	55 кВт
Габаритные размеры
длина	2145мм
ширина	1275мм
высота	1330мм
Масса	2125кг
Диаметр трубопроводов
	80 мм
	65 мм