Проект холодильной камеры для хранения яблок (стр. 2 из 5)

Многие знания об оптимальных размерах хранилища, сроках закладки, темпах охлаждения и достижения атмосферного режима, скорости разгрузки хранилища, сортах, болезнях и т.п. накоплены фирмой «Plattenhardt + Wirth» за время многолетней работы в области хранения фруктов и овощей.

Связь между температурой хранения и продолжительностью хранения

Великолепные результаты дает хранение CA прежде всего для яблок, груш, белокочанной капусты, винограда.

1 Выбор расчетных параметров

Исходные данные. В камере охлаждения фруктов с температурой t_пм= 0 °С и влажностью воздуха (80-90)% находятся яблоки, упакованные в деревянные ящики. Начальная температура яблок t_н=25 °С, конечная t_к = 6°С

Требуется: определить продолжительность охлаждения, вместимость камеры, тепловую нагрузку на камерное оборудование, подобрать воздухоохладители. Для качественного и интенсивного охлаждения фруктов, уложенных в ящики, штабель формируем таким образом, чтобы обеспечить через него инфильтрацию холодного воздуха. При таком складировании норма загрузки отнесенная к 1 м² строительной площади камеры, составляет g_r= 400 кг/м² .

2 Краткое описание строительной конструкции. Требования к планировке

Под планировкой понимают размещение всех производственных и вспомогательных

помещений холодильника с учетом их назначения, количества и размеров.

Чтобы обеспечить наиболее рациональную планировку, рекомендуется придерживаться следующих правил.

1. Принятая планировка должна соответствовать принятой схеме технологического процесса, т. е. обеспечивать точное и последовательное выполнение всех технологических операций. Желательное направление движения груза — в одну сторону без встречных н пересекающихся потоков. Двери камер должны выходить в коридор. Исключение составляют камеры замораживания и охлаждения, вход в которые может быть через помещения для загрузки, а также камеры хранения продуктов, подвергающихся товарной обработке как при поступлении, так и при выдаче через эти помещения. Не исключается применение бескоридорных планировок, если есть возможность обеспечить последовательное перемещение груза по технологической цепочке без возврата. Последнее решение обычно возможно на холодильниках мясокомбинатов и рыбообрабатывающих предприятий.

2. Планировка должна способствовать уменьшению первоначальных затрат на строительство холодильника. Это достигается широким применением типовых строительных элементов и конструкций, использованием местных строительных материалов, сокращением площади, занимаемой вспомогательными помещениями. Однако при сокращени вспомогательных помещений нельзя забывать об удобствах обслуживания, т. е. производить сокращение в ущерб эксплуатации. В этом плане правильным примером сокращения вспомогательных помещений будет применение бескоридорных планировок на некоторых производственных холодильниках, а также на ряде распределительных холодильников и фрукто - и овощехранилищ с непосредственным выходом из камер на платформы.

3. Планировка должна обеспечивать дешевую и удобную эксплуатацию холодильника.

Прежде всего должны быть правильно выбраны размеры холодильника, обеспечивающие свободу и широту маневра погрузочно-разгрузочных и транспортных средств.

Ширину здания многоэтажного холодильника, как правило, принимают не более 40 м (что связано не с эксплуатацией, а с возможностью монтажа, обеспечением его удобств, но приводит к созданию платформ большой длины).

Ширина одноэтажных холодильников при центральном расположении коридора определяется модулем, равным 12 м, соответствующим длине наиболее распространенного пролета.

Ширину одноэтажных холодильников принимают равной

12, 24, 36, 48, 60 и 72 м.

Длину здания холодильника выбирают так, чтобы длина железнодорожной платформы позволяла принимать пятивагонную рефрижераторную секцию.

Ширина железнодорожных платформ 6—7,5 м, автомобильных — в тех же пределах.

В некоторых случаях на холодильниках предусматривают соединительную платформу шириной 3,5 м, но чаще проектируют холодильники со сквозными грузовыми коридорами, имеющими выход на обе платформы. Ширина коридоров обычно 6 м.

и Железнодорожную платформу на холодильниках емкостью до 600 т не предусматривают. Такие холодильники вообще могут иметь только одну автомобильную платформу. Железнодорожные платформы делают с уступом шириной 560 мм по всей длине для обеспечения возможности разгрузки вагонов любых типов.

Для уменьшения теплопритоков в камеры их группируют в блоки с примерно одинаковым температурным режимом.

4. Планировка должна соответствовать принятой системе охлаждения. Это особенно важно учесть при проектировании одноэтажных холодильников, так как не всегда удается обеспечить слив хладагента из приборов охлаждения, что приводит к необходимости перехода на более емкие схемы с нижней подачей холодильного агента. При составлении планировки должны быть предусмотрены места для монтажа оборудования, камерных распределительных коллекторов _н

5. Планировка должна соответствовать требованиям правил техники безопасности и пожарной безопасности.

6. Планировка должна предусматривать возможность расширения холодильника. Для этого оставляют свободной одну торцевую стену.

Следует иметь в виду, что составление планировки является наиболее трудным ответственным процессом проектирования, от которого в дальнейшем зависит экономическая эффективность действующего предприятия.

3 Определение площадей камеры и выбор плана

Таблица 1 - Размеры камеры

Ширина, м	Длина, м	Толщина стен, м
6,0	18,0	0,8

Строительная площадь камеры F, м

F =LB, (1)

где L- длина камеры, м;

В – ширина камеры, м.

F= 18,0x6,0= 108,0 м²

Вместимость камеры М, т

М=Fg _, (2)

где F – площадь камеры, м²;

g_f -норма загрузки на 1м² ;

g_f =400 кг/м².

M= 108x400 = 43 200 кг=43,2 т

Продолжительность охлаждения яблок, уложенных в деревянную тару, можно найти из зависимости Т , ч;

Т = (l/m)ln((t_н - t_нм)/(t_к- t_пм)), (3)

где m - темп охлаждения для яблок, упакованных в ящики, с;

w_н - скорости инфильтрации воздуха, w_н = 0,8-1,0 м/с;

t_н – начальная температура яблок,°С;

t_к – температура кипения, °С.

Т= (1/0,000018) In (25 - 0)/(6 - 0)) = 79 200 с = 22 ч

Теплоприток через ограждающие конструкции камеры рассчитываем с учетом теплопритока от солнечной радиации только через стенки холодильных камер Q₁, кВт;

Q₁= ∑(k_iF_iΔt_i)+ kFΔt_c (4)

где k - коэффициент теплопередачи ограждения, принимаем для наружной стены 0,40 Вт/(м²-К);

для внутренней с коридором 0,52 Вт/(м² К), для покрытия 0,37 Вт/(м²-К);

Δt_c - дополнительная разность температур от солнечной радиации, Δt_c = 18 °С.

Q₁= 0,40x6x4,8 (31 -0) + 0,52x6x4,8 (12-0) +0,37x6x18 (31 -0) +0,37x6x18x18 =2,5 кВт

4 Расчет толщины теплоизоляционного слоя

Толщина слоя теплоизоляции δ_{из ,} м;

(5)

где λ_из - коэффициент теплопроводности изоляционного материала, Вт/(м х град.)

к_н – нормативный коэффициент теплопередачи конструкции ограждения,

Вт/(м² х град.)

δ_i – толщина отдельных слоев строительных и пароизоляционных материалов, м;

λ_i – коэффициент теплопроводности соответствующих материалов, Вт /(м²х град.)

a_{1 –} коэффициент теплоотдачи от воздуха к стенкес теплой с теплой стороны,

Вт/(м² х град.)

а₂ – коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху камеры, Вт/(м² х град.)

После определения толщины слоя изоляции δ_из по формуле полученный результат округляют до значения стандартных толщин принятого теплоизоляционного материала δ˙_из .

Для принятой окончательно толщины слоя теплоизоляции δ˙_из производят уточнение величины коэффициента теплопередачи, который будет использован в расчетах и является действительным.

δ_из = 0.030 х [1/5 – (1/8 + ∑ 7/4 + 2/8)]=38.84

Таблица 2- Сравнительная характеристика различных строительных материалов с точки зрения теплопроводности

Напыление полиуретаном - передовая и прогрессивная технология теплоизоляции при строительстве новых и при ремонте и реконструкции старых построек. Тепло- и гидроизоляция имеет огромное значение с точки зрения экономии энергии и охраны окружающей среды. Пена для напыления представляет собой жесткий полиуретановый пеноматериал с высоким содержанием закрытых ячеек - около 95%.

Таблица 3 - Физико-механические характеристики полиуретана

Показатель	Значение
Кажущаяся плотность, кг/м3	60,0
Содержание закрытых пор, %	95,0
Разрушающее напряжение при сжатии, не менее, кПа	200
Теплопроводность, не более, Вт/мК	0,03
Водопоглащение, не более, об.	2%
Теплостойкость, не менее, °С	100

Физико-механические свойства пенополиуретана зависят от его плотности. Пенополиуретан с высокой плотностью, а следовательно, и с высокими прочностными показателями используют:

Для изоляции крыш и несущих строительных конструкций. Для изоляции трубопроводов, в случаях, когда требуется стойкость к воздействию высоких температур и долговечность. Для теплоизоляции стен, потолков, внутренних поверхностей используют пенополиуретан с плотностью 40 - 45 кг/м³, физико-механические характеристики такого пенополиуретана немного ниже, однако его теплоизолирующие свойства практически не ухудшаются. При изготовлении сэндвич-панелей пенополиуретановый слой обычно имеет плотность около 40 кг/м³. Прочность панели определяется свойствами всех материалов, использованных в панели. Наибольшее распространение имеют панели, изготавливаемые с применением легких металлов и металлопластов, такие панели при малом весе имеют достаточную прочность и высокие теплоизолирующие свойства.