qпр – удельная нагрузка (на 1 м2) продуктов на площадь пола камеры, кг/м2;
Нкам – высота сборной холодильной камеры, м, Н=2,1;
КF – коэффициент использования площади сборной холодильной камеры. Для расчета принимаем КF=1,6.
Расчет площадей холодильных камер представлен в таблице 5.1
Таблица 5.1 – Расчет площадей холодильных камер
| № | Вид сырья | Gпр, кг/сут | τхр, сут | qпр, кг/м2 | to хр, оС | Fгр, | Iст | Fстр | Vкам, м3 | Марка камеры,см | Марка х/а. | |||||
| 1 | Полуфабрикаты | 345,1 | 1 | 100 | 3,45 | 2 | 7,7 | 16,9 | КХ-17.4-22 236х405х220 | МGM 213111 | ||||||
| 1.1 | Мясные продукты | 99,9 | 1 | 100 | 0 | 1 | 1,8 | 4 | ||||||||
| 1.2 | Овощные | 164,2 | 1 | 100 | 2 | 1,64 | 3 | 6,6 | ||||||||
| 1.3 | Рыбные продукты | 18,5 | 1 | 100 | 0 | 0,2 | 0,3 | 0,74 | ||||||||
| 1.4 | Из птицы | 62,5 | 1 | 100 | 0 | 0,6 | 1,1 | 2,5 | ||||||||
| 2 | Молочно-жировые продукты | 174,2 | 2 | 140 | 2 | 2,5 | 2 | 5,5 | 12,2 | КХ-17.4-22 236х405х2200 | МGM 211111 | |||||
| 2.1 | Молоко | 74,1 | 2 | 140 | 2 | 1,06 | 1,9 | 4,2 | ||||||||
| 2.2 | Сметана, масло сливочное, маргарин | 9,01 | 2 | 140 | 2 | 1,08 | 2 | 4,3 | ||||||||
| 2.3 | Сыры | 7,24 | 2 | 140 | 2 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | ||||||||
| 2.4 | Яйцо | 7,85 | 2 | 140 | 2 | 0,25 | 0,4 | 0,98 | ||||||||
| 3 | Растительные продукты | 162,3 | 2 | 100 | 4 | 3,25 | 2 | 7,2 | 15,9 | КХ-17.4-22 236х405х2200 | МGM 211111 | |||||
| 3.1 | Фрукты, зелень | 45,785 | 2 | 100 | 4 | 0,79 | 1,4 | 3,17 | ||||||||
| 3.2 | Овощи | 101,24 | 5 | 100 | 4 | 0,83 | 1,5 | 3,3 | ||||||||
| 3.3 | Напитки | 49,8 | 2 | 100 | 4 | 1,62 | 3 | 6,5 | ||||||||
Принимаем количество передвижных стеллажей СП-230 (670х600х1500мм) равным 6.
После расчета объема сборной холодильной камеры Vкам из справочных данных выбираем холодильные камеры:
Охлаждаемая камера полуфабрикатов – КХ-17.4-22 высотой 2200 мм, объемом 17,4 м3;
Охлаждаемая молочно-жировая камера – КХ-17.4-22 высотой 2200 мм, объемом 17,4 м3;
Охлаждаемая камера для хранения фруктов, зелени и напитков –
КХ-17.4-22 высотой 2200 мм, объемом 17,4 м3.
Сборные холодильные камеры выпускаются в двух исполнениях:
- полочно-каркасное, оснащенное полочными стеллажами для хранения мелкой продукции и каркасным оборудованием с навесными крюками для хранения мясных туш;
- контейнерное, предназначенное для использования стандартных контейнеров с максимальными размерами 840х620х1700 мм, оснащенное защитным ограждением по периметру, а также въездными пандусами.
По температуре воздуха в холодильной камере их делят на:
- среднетемпературные - с температурой воздуха в охлаждаемом объеме от 0 до +7°С, предназначенные для сохранения качества охлажденных пищевых продуктов.
- низкотемпературные - с температурой воздуха в охлаждаемом объеме от -24 до -18°С, которые предназначены для сохранения качества замороженных пищевых продуктов.
В промышленности производят теплоизоляционные панели различных толщин: до 100 мм для камер средней температуры, больше 100 мм для низко температурных камер. Принимается панели толщиной 75 мм.
В качестве тепловой изоляции применяется пенополиуретан, плотностью не менее 45кг/м3 и коэффициентом теплопроводности теплоизоляционного материала равным λта = 0,035 Вт / м * К.
Таким образом, в данном проекте применяем холодильные камеры контейнерного типа с толщиной тепловой изоляции 80 мм.
5.1.2 Расчет толщины слоя тепловой изоляции ограждения охлаждаемого объема
Минимальная толщина слоя тепловой изоляции в конструкции ограждений охлаждаемого объема холодильного оборудования определяется из условия по недопустимости образования конденсата на наружных поверхностях ограждений и может быть рассчитана по формуле
δ ти = λ ти ( 1/k – ( 1/α н + δ н/ λ н + δвн\λ вн + 1/ α вн)), м (5.2)
где δ ти – толщина слоя тепловой изоляции, м;
λ ти – коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/м·К;
k – коэффициент теплопередачи многослойной теплопередающей стенки конструкции ограждения охлаждаемого объема, Вт/м2·К;
α н – коэффициент теплоотдачи от воздуха, окружающего охлаждаемый объем оборудования, к наружной поверхности ограждения, Вт/м2·К;
α вн – коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждений к воздуху охлаждаемого объема, Вт/м2*К;
δ н – толщина наружного защитного покрытия, входящего в конструкцию ограждения охлаждаемого объема, м;
λ н – коэффициент теплопроводности материала наружного защитного покрытия, Вт/м·К.
δвн – толщина внутреннего защитного покрытия, входящего в конструкцию ограждения охлаждаемого объема, м;
λвн – коэффициент теплопровдности материала внутреннего защитного пкрытия, Вт/м·К.
Для определения минимальной допустимой толщины тепловой изоляции элементов ограждения охлаждаемого объема, при которой не будут конденсироваться пары воды из воздуха на наружной поверхности элементов сграждений и местах их соединений, коэффициент теплопередачи следует рассчитать по формуле
k = fн( t н – ( t тр + 5)) / ( t н – t вн ), Вт/м2·К (5.3)
где t тр – температура точки росы окружающего влажного воздуха, оC.
Температура точки росы определяется по i – d диаграмме для влажного воздуха в зависимости от температуры и относительной влажности окружающего воздуха. Для t нар = 22 0С и относительной влажности нар = 60%, t тр = 14,5 0С.
При установке холодильного оборудования в помещениях с хорошей системой вентиляции или кондиционирования воздуха н можно принимать равным 16 Вт/м2*К. Охлаждаемый объем холодильного оборудования охлаждается очень часто с помощью воздухоохладителей, поэтому коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности ограждения к охлаждающему воздуху можно принимать равным вн = 16 Вт/м2·К.
Внутреннее защитное покрытие охлаждаемого объема изготавливают из стального оцинкованного листа толщиной δст= 0,5 мм. Коэффициент теплопроводности стали λ ст = 50 Вт/м·К. Внутреннее защитное покрытие охлаждаемого объема изготавливают из алюминия толщиной δал = 0,5 мм. Коэффициент теплопроводности алюминия λ ал = 150 Вт/м·К.
В качестве теплоизоляционного материала используется –пенополиуретан, который имеет коэффициент теплопроводности
λ = 0,035 Вт/ м·К.
Коэффициент теплопередачи многослойной теплопередающей стенки конструкции ограждения охлаждаемого объема равен
k =16*(22-(14,5+5))/(22+2)=1,7 Вт/м2·К
Минимальная толщина слоя тепловой изоляции в конструкции ограждений охлаждаемого объема холодильного оборудования равна
δ ти =0,035*(1/1,7-(1/16+0,5/50+0,5/150+1/16))=0,016м=16 мм
Следовательно панель толщиной 80 мм подходит для необходимого охлаждаемого объема.
5.1.3 Калорический расчет сборных холодильных камер
Суммарное количество теплоты QΣ, поступающее в объем сборной холодильной камеры определяется общим уравнением теплопритоков
QΣ=Qогр+Qпрод+Qвент+Qэкспл (5.4)
Где QΣ - суммарное количество теплоты (теплопритоки);
Qогр - теплопритоки через ограждения холодильной камеры;
Qпрод - количество теплоты для доохлаждения продуктов;
Qвент - теплопритоки с приточным вентиляционным воздухом;
Qэкспл – эксплуатационные теплопритоки.
Теплопритоки через ограждения
Количество теплоты, поступающее в холодильную камеру через ограждение, определяется по формуле
Qогр=kрF(tнар-tкам), (5.5)
Где k – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2*К);
F – площадь теплоизоляционного ограждения, м2;
tнар – температура помещения, в котором установлена сборная холодильная камера, °С;
tкам – температура в холодильной камере, °С.
Так как толщина теплоизоляционных ограждений равна 80 мм, принимаем коэффициент теплопередачи К=1,7 Вт/(м2*К).
Температура помещения tнар принимаем равной 22°С.
Площадь теплоизоляционного ограждения для камеры полуфабрикатов:
F=2,36*2,2+4,05*2,2+2,36*4,05=23,66 м2
Для камеры п/ф теплопритоки через ограждения равны:
Qогр=1,7*23,66*(22-0)= 884,9 Вт
Площадь теплоизоляционного ограждения для камеры молочно-жировых продуктов:
F=2,36*2,2+4,05*2,2+2,36*4,05=23,66 м2
Для камеры молочно-жировых продуктов теплопритоки через ограждения равны:
Qогр=1,7*23,66*(22-2)=804,4 Вт
Площадь теплоизоляционного ограждения для камеры фруктов и напитков равна:
F=2,36*2,2+4,05*2,2+2,36*4,05=23,66 м2,
Qогр=1,7*23,66*(22-4)=724 Вт.
Количество теплоты на доохлаждение продуктов.
Поступающие в холодильную камеру продукты имеют более высокую температуру, чем температура в камере. Температура охлажденных продуктов, поступающих на хранение, принимается равной 6°С, а температура замороженных продуктов – не выше -10°С. В процессе хранения в камере происходит доохлаждение продуктов и отведенная от продуктов теплота является дополнительной тепловой нагрузкой для холодильной машины. Количество отведенной от продуктов теплоты Qпродi по каждой товарной группе определяется по формуле: