1. Технико-экономическое обоснование
Холодильная установка молочного завода расположена в городе Астрахань. В городе Астрахань расчетная летняя температура 34 ºС, среднегодовая температура 9.4ºС, 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 1ºС 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]
h гр – 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
,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--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
-
4,8
172,8
1
0,59
-
-
-
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;
Теплоприток от тары.
Q2т=/> (3.7) продолжение
--PAGE_BREAK--
где Мт – масса тары, кг; [прил. 3.5]
t1 и t2 – температура тары начальная и конечная, ºC;
ст – удельная теплоемкость тары, кДж/кгК, равная: для деревянной и картонной тары cт=2,3; для металлической cт=0,5; для стеклянной cт=0,8;
τ – продолжительность тепловой обработки продукта, ч.
Результаты расчетов и исходные данные сводим в таблицу 3. 2
3.3 Теплоприток от вентиляции помещений наружным воздухом
Теплоприток Q3 учитывают только в том случае, если вентиляция требуется по технологической документации.
Q3=/> (3. 8)
где Vпм – объем воздуха в помещении, м3;
ρпм – плотность воздуха в охлаждаемом помещении, кг/м3;
апм – кратность воздухообмена в помещении; [прил. 3.6] [1.с. 333]
iн и iпм – энтальпии воздуха, соответствующие наружной температуре и температуре воздуха в охлаждаемом помещении, кДж/кг.
Результаты вычислений и исходные данные сводим в таблицу 3. 3
Таблица 3. 3 – Теплопритоки от вентиляции
№ камеры
Размеры, мм
a,/сут
рв, кг/м3
Iн, кДж
Δiв,
кДж/кг
Vn, м3
Q3, Вт
L
B
H
1
36
12
4,8
5
1,29
71
13
2073
8918
2
36
6
4,8
5
1,29
71
13
1036
4457
3
36
6
4,8
5
1,29
71
13
1036
4457
3.4 Эксплуатационные теплопритоки
Сумма эксплуатационных теплопритоков определяется по зависимости:
Q4=Q4.1+Q4.2+Q4.3+Q4.4 (3.9)
где Q4.1 – теплоприток от освещения, кВт;
Q4.2 – теплоприток от работающих электродвигателей, кВт; продолжение
--PAGE_BREAK--
Q4.3 – теплоприток от работающих людей, кВт;
Q4.4 – теплоприток из смежных помещений через открытые двери, кВт.
Теплоприток от освещения.
Q4.1=/> (3.10)
где А – относительная мощность светильников, кВт/м2;
Fпм – площадь помещения, м2;
Теплоприток от работающих электродвигателей.
Q4.2=/> или Q4.2=/> (3.11)
где Nэл – мощность электродвигателей, одновременно работающих в помещении, кВт; [прил. 3.10] [1.с. 334]
q4.2 – относительная мощность электродвигателей, работающих в помещении, кВт/м2.
Теплоприток от работающих людей.
Q4.3=/> (3.12)
где n – число людей одновременно работающих в помещении; обычно 2–3 человека при Fпм200 м2. [прил. 3.10] [1.с. 333]
Теплоприток из смежных помещений через открытые двери.
Q4.4=/> (3.13)
где B – удельный теплоприток при открывании дверей, кВт;
F – площадь камеры, м2.
Результаты расчета и исходные данные сводим в таблицу 3. 4
Таблица 3. 4 – Эксплуатационные теплопритоки.
№ камеры
А, кВт/м2
F, м2
n, чел.
NЭ, кВт
В, кВт/м2
Q4.1, Вт
Q4.2, Вт
Q4.3, Вт
Q4.4, Вт
Q4, Вт
КМ
Об.
1
2,3
2.3
2
6
12
498.8
700
4800
2592
5153.2
8588.8
2
432
2.3
2
6
12
993.6
700
4800
7006.5
7006.5
11677.6
3
432
2.3
2
6
12
993.6
700
4800
7006.5 продолжение
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--
Условная плотность теплового потока, кВт/м2
Мощность вентилятора, кВт
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
Основание в плане
Общая высота
ГПВ-320
372,16
6,5
17,8
57,3
6,4
2212×3540
2485
2006
9.2 Расчет подбор насосов для воды
Подбор насосов производится по объемному расходу охлаждающей воды на конденсатор, который определяется по формуле:
Vв=/> (9.2)
где Qk – тепловой поток в конденсаторе, Вт;
сw – теплоемкость воды, кДж/(кг*К); [1.с. 139]
ρw – плотность воды, кг/м3;
tw1 – температура воды, поступающей на конденсатор, ºC;
tw2 – температура воды, выходящей из конденсатора, ºC.
Vв=/>, м3/с
Подбираем насосы марки 4к-90/20 в количестве двух штук.
Таблица 9. 2 Техническая характеристика насоса
Марка
Подача, V*102, м3/с
Напор, кПа
Мощность электродвигателя, кВт
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
D
L
H
4к-90/20
2,8
220
7
498
292
300
44,8
Список используемых источников
1. Лашутина Н.Г., Суедов В.П., Полужкин В.П.: «Холодильно-компрессорные машины и установки», Колос. 1994 г. 423 с.
2. Янвель Б.К. «Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок» – М.: ВО «Агропромиздат». 1989 г. 218 с.
3. «Холодильные машины. Справочник»: – М.: «Легкая и пищевая промышленность». 1982 г. 222 с.