Расчет фруктохранилище для яблок вместимостью 3000 т. в г. Волгоград

Q_1c=k*F*(t_н-t_в) (4.2)

где к - нормативный коэффициент  теплопередачи ограждения (действительный), Вт(м²*К) ([1] с. 345);

F- площадь ограждения, м²;

t_н - температура воздуха с наружной стороны ограждения ,°С;

t _в- температура воздуха в камере, ⁰C;

Q_1с- теплоприток от действия солнечной радиации, Вт ([1] с. 344)

Q_1c=k*F*?t_c(4.3)

где к - нормативный коэффициент  теплопередачи ограждения (действительный), Вт(м²*К) ([1] с. 345);

F- площадь ограждения, м²;

?t _с- дополнительная разность температур, возникающая из-за действия солнечной радиации, ⁰C ([1] с. таблица 67)

Теплопритоки через пол

Q_1n=(?k_уст.*F)*(t_н-t_в)(4.4.)

 

Где к - условный коэффициент теплопередачи  соответствующей зоны, (Вт/м²*К);

F- площадь зоны пола, м²;

t _н- расчетная температура наружного воздуха, ?С;

t _в- температура воздуха в камере (⁰C) определяют теплоприток через ограждения;

Все расчеты приведены в виде таблицы 2.

Теплопритоки от продуктов

Общий теплоприток от упакованных  продуктов при их тепловой обработке  составляет ([1] с. 348)

Q₂=Q_2пр+Q_2T(4.5)

Теплоприток от продуктов при их холодильной обработке.

Теплопритоки от продуктов при  холодильной обработки определяется в зависимости от суточного поступления продуктов в камеру, вида продукта, температуры поступления и выпуска, а также времени холодильной обработки ([1] с. 346).

(кВт)(4.6)

где M _пост - суточное поступление продуктов в камеру, (т/сутки).

При расчете теплопритоков суточное поступление продукта для камер хранения принимают равным 6 % вместимости камеры (>200 т) или 8 % вместимости камеры (<200 т) ([1] с. 347).

i _пост - удельная энтальпия продукта, поступающего в камеру при температуре поступления, кДж/кг.

i _вып - удельная энтальпия продукта, выпускаемого из камеры при температуре выпуска, кДж/кг.

ф - продолжительность холодильной  обработки продукции, час.

Все расчеты приведены в виде таблицы 3.

Теплопритоки при вентиляции охлаждаемых  производственных помещений

Учитывают только для камер хранения некоторых охлажденных продуктов  и для производственных помещений, где постоянно работают люди (экспедиции, упаковочные отделения, помещения  с морозильными аппаратами и т.д.).

Для камер хранения продуктов ([1] с. 349)

(4.8)

гдеV_к-объем вентилируемой камеры, м³;

кратность воздухообмена в сутки, 1/сут(a= 3,5...5 1/сут для камеры хранения; = 10...12 1/ сут для камер предварительного охлаждения фруктов) ([1] с. 349);

_в-плотность воздуха в камере, кг/м (_в= 1кг/м³) ([1] с. 349);

i_в и i_н - удельные энтальпии наружного воздуха и воздуха в камере, кДж/кг, определяются по температуре и влажности воздуха по диаграмме d-i

Теплопритоки при вентиляции камеры хранения яблок

Q₃=16975 Вт

Для охлаждаемых производственных помещений ([1] с. 349)

 

(4.9)

где 20- норма подачи воздуха в час  на одного рабочего человека, м /час;

n- число работающих людей, чел;

_в- плотность воздуха, кг/м³, (_в- 1кг/м³) ([1] с. 349);

i_н -энтальпия наружного воздуха, кДж/кг;

i_в - энтальпия внутреннего воздуха, кДж/кг

Теплопритоки  при вентиляции вспомогательных  помещений

Q₃=67 Вт

Теплопритоки  при вентиляции служебных помещений

Q₃=67 Вт

Теплопритокипри вентиляции компрессорного цеха

Q₃= 112 Вт

 

Эксплуатационные теплопритоки

Возникают вследствие освещения камер, нахождения в них людей, работы электрооборудования и открывания дверей. Теплоприток определяют для каждой камеры отдельно.

Теплоприток от освещения

q₁=A*F(4.7)

где A- удельный теплоприток от освещения  в единицу времени, отнесенный к  одному метру площади поля, Вт/м²; (A=2,3 Вт/м² для камер хранения; A=4,5 Вт/м² для камер тепловой обработки, экспедиций, загрузочно - разгрузочных, производственных помещений и т.п.) ([1] с. 349);

F- площадь камер, м²

Теплоприток от пребывания людей ([1] с. 349)

q₂=350n(4.8)

где n - число людей, работающих в  помещении;

350 - тепловыделение одного человека

Теплоприток от работы электродвигателя ([1] с. 350)

q₃=?N_эл.*?*10³(4.9)

где ?N _эл. - суммарная площадь электродвигателей оборудования, находящегося в помещениях

з - КПД электродвигателя

теплоприток при открывании дверей в охлаждаемые помещения

q₄=B*F(4.10)

 

где B - удельный теплоприток от соседних помещений через открытые двери, отнесенные к 1 м² площади камеры, Вт/м² ([1] с. 350 таблица 69).

Все расчеты приведены в виде таблицы 4.

Теплоприток , выделяемый фруктами и  овощами при "дыхании"

Q₅= B(0,1q_пост+0,9q_хр),(4,11)

где B - вместимость камеры, т; q_пост, q_хр - тепловыделение плодов при температурах поступления и хранения, Вт/т ([1] с. 351 таблица 70).

Теплоприток, выделяемый фруктами и овощами при "дыхании" в камере хранения яблок

Q₅= 2880(0,1*73+0,9*10)

Q₅= 46944 Вт

Таблица 2 - Расчет теплопритоков через  наружные ограждения

Ограждение	tв С	Размеры	F,m2	tн , ?С	?tн=tн-tв, ?С	к Вт(м2*К)	?tc , ?С	Q1T,Вт	Q1c,Вт	Q1, Вт
		L	B	H
Камера хранения яблок 1
НС-С	0	-	24	6	144	35	35	0,3	-	1512	-	1512
НС-З		12	-	6	72	35	35	0,29	4,7	731	98	829
ВС-Ю		-	24	6	144	0	-	0,59	-	-	-	-
ВС-В		12	-	6	72	20	20	0,42	-	605	-	605
Пол		12	24	-	288	2	2	0,47	-	271	-	271
Пот		12	24	-	288	35	35	0,3	14,9	3024	1287	4311
Итого	7528
Камера хранения яблок 2-5
НС-З	0	-	24	6	144	35	35	0,29	4,7	1462	196	1658
ВС-В		48	-	6	288	20	20	0,42	-	2419	-	2419
ВС-С		-	24	6	144	0	0	0,59	-	-	-	-
ВС-Ю		48	-	6	288	0	0	0,59	-	-	-	-
Пол		48	24	-	1152	2	2	0,47	-	1083	-	1083
Пот		48	24	-	1152	35	35	0,3	14,9	12096	5149	17245
Итого	22405
Камера хранения яблок 6
НС-Ю	0	-	24	6	144	35	35	0,29	3,9	1462	163	1624
НС-З		12	-	6	72	35	35	0,29	4,7	731	98	829
ВС-С		-	24	6	144	0	0	0,59	-	-	-	-
ВС-В		12	-	6	72	20	20	0,42	-	605	-	605
Пол		12	24	-	288	2	2	0,47	-	271	-	271
Пот		12	24	-	288	35	35	0,3	14,9	3024	1287	4311
Итого	7640
Камера хранения яблок 7
НС-С	0	-	24	6	144	35	35	0,3	-	1512	-	1512
ВС-В		12	-	6	72	20	20	0,42	-	605	-	605
ВС-Ю		-	24	6	144	0	0	0,59	-	-	-	-
ВС-3		12	-	6	72	20	20	0,42	-	605	-	605
Пол		12	24	-	288	2	2	0,47	-	271	-	271
Пот		12	24	-	288	35	35	0,3	14,9	3024	1287	4311
Итого	7304
Камера хранения яблок 8-9
ВС-С	0	-	24	6	144	0	0	0,59	-	-	-	-
ВС-В		24	-	6	144	20	20	0,42	-	1209,6	-	1209,6
ВС-Ю		-	24	6	144	0	0	0,59	-	-	-	-
ВС-3		24	-	6	144	20	20	0,42	-	1209,6	-	1209,6
Пол		24	24	-	576	2	2	0,47	-	541,44	-	541,44
Пот		24	24	-	576	35	35	0,3	14,9	6048	156,45	6204,45
Итого	9165,09
Камера хранения яблок 10
ВС-С	0	-	24	6	144	0	0	0,59	-	-	-	-
ВС-В		12	-	6	72	20	20	0,42	-	604,8	-	604,8
ВС-Ю		-	24	6	144	20	20	0,42	-	1209,6	-	1209,6
ВС-3		12	-	6	72	20	20	0,42	-	604,8	-	604,8
Пол		12	24	-	288	2	2	0,47	-	270,72	-	270,72
Пот		12	24	-	288	35	35	0,3	14,9	3024	1287,36	4311,36
Итого	7001,28

Таблица 3 - Расчет теплопритоков от продуктов при их холодильной  обработке

Камера хранения	tв ,С	Мпост т/сут	Удельная энтальпия продукта, i кДж/кг	?i, кДж/кг	Q2пр, Вт	Q2т, Вт	Q2, Вт
			пост	вып
Яблок	0	206	347,4	279,5	67,9	161891	19742	181633

 

Таблица 4-Расчет эксплуатационных теплопритоков

tв,,°С	F,м2	А, Вт/м	n, человек	?Nэл., кВт.	В, Вт/м2	q1 , Вт	q2 Вт	q3 Вт	q4 Вт	Q4 ,Вт
										на компрессор	на камерное оборудование
Камера хранения яблок 1-10
2	2880	2.3	30	4	4	6624	10500	3600	11520	16122	32244

Таблица 5-Расчет суммарных теплопритоков в камерах

t,°С	Q1,Вт	Q2,Вт	Q3,Вт	Q4,Вт	Q5,Вт	УQ, Вт
Камера хранения яблок
-10	61044	181633	17221	16122	46944	322964

Для определения тепловой нагрузки на компрессор и камерное оборудование необходимо распределить его по температурам кипения, находя при этом температуры рассола и кипения хладагента ([4] c.l80).

Холодопроизводительность компрессоров на каждую температуру кипения ([1] с. 352)

(4.11)

где Q_0км - холодопроизводительность компрессора на каждую температуру кипения, Вт; p - коэффициент неучтенных потерь ([1] с. 352);

?Q км - суммарная типовая нагрузка  на компрессор при данной температуре  кипения; b - коэффициент рабочего  времени компрессора, b = 0,92 ([1] с. 352)

Холодопроизводительность компрессоров при to= -10 ⁰C

t₀= -10

Q₀=368600 Вт

Q₀=368,6 кВт

 

5. Выбор системы охлаждения

Для получения правильного температурного и влажностного режима необходимо правильно  выбрать систему охлаждения.

B данном случае будем использовать  систему воздушного охлаждения  с интенсивной циркуляцией воздуха.

Система воздушного охлаждения предполагает использование воздухоохладители (рис.1).

Рисунок 1

1 -камера

2- воздухоохладитель

3-штабель продуктов

Наиболее распространены сухие  воздухоохладители непосредственного  охлаждения. Аммиачные батареи непосредственного охлаждения изготовляют из стальных бесшовных труб, собранных в виде змеевиковых или коллекторных секций. Для работы в условиях большой влажности со значительным осаждением инея и образованием льда на теплопередающей поверхности батареи делают из гладких труб, в остальных случаях из оребрённых

 

6. Расчет и подбор основного  и вспомогательного холодильного  оборудования

температурный холодильник охлаждение воздушный

Цикл аммиачной одноступенчатой  холодильной машины в диаграмме  "lg p-i"

Диаграмма "lg p-i" аммиачного цикла

Тепловой расчет компрессора на температуру кипения t₀=-10°C

Таблица 6-Параметры, необходимые для  теплового расчета

Давление, кПа	Удельная энтальпия, кДж/кг	Удельный объем, м3/кг
P0	Pк	i1	i1'	i2	i4	v1'
290	1200	1430	1470	1690	330	0.47

Удельная массовая холодопроизводительность хладагента ([l]c. 129)

q₀=i₁-i₄(6.1)

q₀=1430-330

q₀=1100 кДж/кг

 

Действительная масса всасываемого пара ([1] с. 129)

(6.2)

m _д = 0,3 кг/с

Действительная объемная подача ([1] с. 129)

V_д=m_д*v₁(6.3)

V_д=0,3*0,47

V_д=0,141 м³/с

гдеv_1' - удельный объём (м /кг)

Индикаторный коэффициент подачи ([1] с. 130)

(6.4)

л_i=0,82

где ?Р_вс - депрессия при всасывании ([1] с. 122);

?Р_н - депрессия при нагнетании ([1] с. 122)

Коэффициент невидимых потерь для прямоточныхкомпрессоров

(6.5)

л_w=0,8

 

гдеT₀ - абсолютная температура кипения ([1] с. 123);

Т_к- абсолютная температура конденсации ([1] с. 123)

Коэффициент подачи компрессора ([1] с. 130)

л= л_i*л_w(6.6)

л=0,82*0,8

л=0,66

Теоретическая объемная подача ([1] с. 130)

(6.7)

V_т=0,21 м³/с

Удельная объемная холодопроизводительность в рабочих условиях

(6.8)

q_v=2341 кДж/м³

Удельная объемная холодопроизводительность в нормальных условиях

(6.9)

q_vн=2214 кДж/м³

 

Коэффициент подачи компрессора в  номинальных условиях

(6.10)

Номинальная холодопроизводительность ([1] с. 130)

(6.11)

Q_0н =304 кВт

Адиабатная мощность компрессора ([1] с. 131)

(6.12)

N_a=78 кВт

Индикаторный КПД ([1] с. 131)

(6.13)

з_i=0,78

где b - эмпирический коэффициент ([1] c.l27)

Индикаторная мощность ([1] с. 131)

 

(6.14)

N_i = 100 кВт

Мощность трения ([l]c. 131)

N_тр=V_т*P_тр(6.15)

N_тр=0,21*50

N_тр= 10,5 кВт

Где P_тр - удельное давление трения ([1] с. 127)

Эффективная мощность ([1] с. 131)

N_e=N_i+N_тр(6.16)

N_e=100+10,5

N_e=110,5 кВт

Мощность на валу двигателя ([1] с 131)

N_дв=(6.17)

N_дв=

N_дв=123 кВт

где з₁ -КПД передачи (0,96...0,99) ([1] с. 131);

Эффективная удельная холодопроизводительность ([1] с. 13

 

(6.18)

Тепловой поток в конденсатор ([1] с. 159)

Q_k1=m_д*(i₂-i₃)(6.19)

Q_k1=0,3*(1690-330)

Q_k1=408 кВт

Выбираем 1 винтовых компрессора и 1 резервный компрессор фирмы Bitzer марки CSH 9591-300(Y)

Технические характеристики
Объёмная производительность (2900 об/мин  при 50Гц)	910 m3/h
Объёмная производительность (3500 об/мин  при 60Гц)	1098 m3/h
Электропитание мотора (другое по запросу)	400V D(+-10%)/3/50Hz
Макс. рабочий ток	450 A
Соотношение в обмотках	n/a
Пусковой ток (ротор заблокирован)	805 A Y / 2520 A D
Вес	1400 кг
Макс. давления (LP/HP)	19 / 28 бар
Присоединение линии всасывания	DN 125
Присоединение линии нагнетания	DN 100
Тип масла R717	BSE170
Заправка маслом	28,0 dm3
Подогреватель масла в картере	300 W (есть)
Маслоотделитель	есть
Встроенный масляный фильтр	есть
Датчик уровня масла в маслоотделителе	есть
Защита от перегрева газами нагнетания	есть
Разгрузка при пуске	есть
Регулирование производительности - 4-х шаговое	100-75-50-25% (есть)
Регулирование производительности - плавное	100-25% (есть)
Запорный вентиль на нагнетании	есть
Запорный вентиль на всасывании	есть
Встроенный обратный клапан	есть
Адаптер/ запорный вентиль для экономайзера	есть
Адаптер для жидкостного впрыска	есть
Электронное защитное устройство	SE-E1 (есть)
Мостики для прямого пуска	есть
Класс защиты	IP54
Антивибрационные проставки	есть