Искусственный холод в переработке молока

Расчет и подбор площадей камер, объемно-планировочные и строительные решения холодильника. Определение тепловой нагрузки на холодильное оборудование. Расчет и подбор вспомогательного холодильного оборудования (насосов, ресиверов, градирен, трубопроводов).

Рубрика Производство и технологии
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 15.05.2018
Размер файла 252,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Технико-экономическое обоснование

2. Расчет и подбор площадей камер, объемно-планировочные и строительные решения холодильника

3. Выбор расчетного температурного режима

4. Выбор расчетного температурного режима

5. Описание строительных конструкций

6. Расчет и подбор изоляции

7. Определение тепловой нагрузки на холодильное оборудование

8. Выбор системы охлаждения и составление расчетной схемы холодильной установки

9. Расчет и подбор основного холодильного оборудования (компрессоров, испарителей, конденсаторов)

10. Расчет и подбор вспомогательного холодильного оборудования (насосов, ресиверов, градирен, теплообменников, трубопроводов)

11. Расчет количества заправляемого в систему холодильного агента

12. Схема холодильной установки и ее автоматизация. Описание схемы

13. Подбор приборов автоматики

14. Электрическая (функциональная) схема взаимодействия приборов автоматики

15. Механизация погрузочно-разгрузочных работ

16. Противопожарные мероприятия и техника безопасности

16.1 Требования по ТБ при проектировании машинных залов

16.2 Расчет вентиляции машинных залов и подбор вентиляторов

16.3 Расчет и подбор средств индивидуальной защиты

17. Охрана окружающей среды

18. Экономические расчеты

19. Специальный вопрос

Список литературы

Введение

Молочные продукты занимают значительную долю в рационе питания человека. В соответствии с нормами потребления молочных продуктов в год должно составлять 200 кг. на каждого жителя. Степень использования (глубина переработки ) молочного сырья у нас в стране недостаточно высока. Велики потери молочного сырья в процессе его доставки, переработки и хранения. При этом большое влияние на качество продукта оказывает длительность нахождения сырья в переработке. Задержка переработки может привести к потере питательных свойств продукта или его порче. Широкий разброс состава и свойств молочного сырья, жёсткие санитарно-гигиенические нормы требуют разработки специального оборудования, аппаратов и высокой культуры производства.

В себестоимости молочных продуктов свыше 90 % составляет сырьё, поэтому одним из основных направлений повышения эффективности производства является экономия сырья, прежде всего за счёт создания безотходных технологий с соответствующим аппаратным обеспечением.

Данный холодильник молокозавода проектируется для города Рыбница и предназначен для кратковременного хранения охлаждённого молока и молочных продуктов.

Значение искусственного холода особенно велико при переработке молока, производстве и последующем хранении молочных продуктов. Молоко поступает с ферм охлаждённым непосредственно после дойки, что в значительной мере способствует улучшению качества продукции в процессе её дальнейшей переработки, который должен соответствовать заданному температурному режиму. Поэтому возникает необходимость в холодильной установке, выбор которой зависит от ряда факторов: термодинамических свойств холодильного агента, необходимой кратности циркуляции, ценами и тарифами на потребляемую энергию и материалами. Исходя из вышеперечисленных факторов, в данном проекте предполагается применить аммиачную холодильную установку.

Исходя из правил безопасности и технологии производства, к технологическим аппаратам будит подаваться ледяная вода. Преимущество этого выбора в том, что при современных ценах на электроэнергию выгодно применять промежуточный хладоноситель в качестве аккумулятора холода и достичь таким образом значительной экономии денежных средств.

В камерах хранения готовой продукции предполагаю применить воздухоохладители. Для беспрепятственного грузооборота предусматриваю транспортный коридор, наличие автоплатформы и автопогрузчиков для облегчения погрузочно-разгрузочных работ.

1. Технико-экономическое обоснование

Проектируемый холодильник предназначен для обеспечения города Рыбница и окружающих районов молоком и молочными продуктами. Развитие фермерских хозяйств в настоящее время не удовлетворяет потребности в молочных продуктах Дальнейшее развитие сельского хозяйства и организация фермерских хозяйств позволяющая увеличивать объём производства молочной продукции позволяет считать целесообразным расположение холодильника по переработке и хранению молочных продуктов в данном районе. Кроме того, увеличивает долю молочных продуктов отечественного производства на рынке молочных продуктов города Рыбница.

В проектируемом холодильнике предполагается хранить молоко, сметану и творог.

Расчёт ёмкостей камер холодильника производится исходя из численности населения и норм потребления молока и молочных продуктов в расчёте на душу населения в год.

Численность населения города Рыбница 80 тыс. человек.

Норма потребления молока и молочных продуктов в год в проекте принята310 кг. на каждого жителя, 25 кг. сметаны, 250 кг. Молока, 25 кг. творога и 10 кг. масла. Кроме того учитывается возможность удовлетворения потребности населения через рынок в объёме 20 %.

Таблица 1 - Расчёт потребности в продуктах.

Вид

продукта

Численность населения,

тыс. чел.

Норма потребления, кг/год

Общая

потребность,

тонн/год

В том числе

Через рынок

Через холодильник

%

Тонн в год

%

Тонн в год

Молоко

80

250

20000

20

4000

80

16000

Сметана

80

25

2000

20

400

80

1600

Творог

80

25

2000

20

400

80

1600

Масло

80

10

800

20

160

80

640

Для расчёта оборачиваемости камер холодильника необходимо предусмотреть период простоя камер в ремонте и санитарной обработке, а так же учесть средний допустимый срок хранения продукции.

Таблица 2 - Расчёт оборачиваемости камер холодильника.

Вид

продукта

Календарный фонд времени, дней

Срок простоя, дней

Эффективный фонд времени, дней

Срок хранения, дней

Коэффициент оборачиваемости,

К

Молоко

365

15

350

1

350

Сметана

365

30

335

3

111,6

Творог

365

30

335

3

111,6

Масло

365

30

335

60

5,6

Исходя из полученных данных, произвожу расчёт ёмкостей камер холодильника.

Таблица 3 - Расчет емкостей камер холодильника.

Вид

продукта

Поступления через холодильник, кг

Коэффициент оборачиваемости, К

Емкость камеры, тонн

Емкость для тары, тонн

Коэффициент сезонности

Общая емкость

Молоко

16000

350

45,71

4,5

1,2

Сметана

1600

111,6

14,33

1,4

1,2

Творог

1600

111,6

14,33

1,4

1,2

Масло

640

5,6

114,28

11,4

1,2

В г Рыбница предполагается спроектировать холодильник, ёмкостью 700 тонн.

Для расчёта производительности пастеризационно-охладительной установки необходимо знать количество молока для данного количества продукции, производятся расчёты исходя из норм расхода молока на выработку 1 тонны сметаны и 1 тонны творога.

Таблица 4 - Нормы расхода молока на вырабатываемую продукцию.

Вид продукта

Массовая доля жира в молоке, %

Расход молока, кг/т

Сметана 20 %

4,0

5082

Творог 21% ( мягкий, плодово-ягодный )

4,0

7012

Масло 72,5%

4,0

18500

Определяю суточную производительность по сметане, творогу и молоку:

(1)

где m - тонн в год ;

ф - эффективный фонд времени.

Для сметаны

Для творога

Для молока

Для масла

Определяю количество молока, необходимого для производства сметаны и творога в сутки:

К = М ? Z (2)

где Z - расход молока на производство 1 т. продукта.

Для сметаны

К1 = 11,9 ? 5,082 = 60,5 т/сут

Для творога:

К2 = 11,9 ? 7,012 = 83,4 т/сут

Для масла:

К3 =4,7?18,50 = 86,95 т/ сут

Определяю суточное поступление молока:

R = M3 + K1 + K2 + K3 (3)

R = 114,3 + 60,5 + 83,4 + 86,95 = 345,15 тонн.

2. Расчет и подбор площадей камер, объемно-планировочные и строительные решения холодильника

Расчёт площадей камер хранения молока и молочных продуктов произвожу отдельно, в зависимости от норм загрузки. Молочная продукция поставляется и хранится в специфической таре, которая не всегда позволяет получить высокие штабеля. Поэтому на предприятиях молочной промышленности действуют несколько другие нормы загрузки 1 м3 грузового объема, в отличие от других предприятий, а высоту штабеля выбираю в зависимости от способа укладки груза.

Молоко в бумажных пакетах (0,5 л.), стопка 5 корзин 0,435 т/м3, высота штабеля 1,03 метра.

Сметана в бумажных пакетах ( 0,5 л. ), стопка 5 корзин 0,435т/м3, высота штабеля 1,03 метра.

Творог в брикетах по 0,5 кг. в картонных ящиках 0,55 т/м3, высота штабеля 2,1 м.

Масло в картонных коробках, норма загрузки 0,70 т/м3. Высота штабеля 2,5м.

Определяю грузовой объем камер по формуле 2.1 [ 1 ]

, (4)

где Е - условная емкость камер, т

gv- норма загрузки, т/м2.

Для камеры хранения молока

Для камеры хранения и камеры созревания сметаны

Для камеры хранения творога

Для камеры хранения масла

Определяю грузовую площадь по формуле 2.2 [ 1 ]

(5)

где hгр- грузовая высота, м

Для камеры хранения молока:

Для камеры созревания и камеры хранения сметаны:

Для камеры хранения творога:

Для камеры хранения масла:

Определяю строительную площадь по формуле 2.4 [1]

(6)

где - коэффициент использования строительной площади.

Для камеры хранения молока

Для камеры хранения и созревания сметаны

Для камеры хранения творога

Для камеры хранения масла

Определяю число строительных прямоугольников по формуле 2.5 [1]

(7)

где f - строительная площадь одного прямоугольника, м2.

Для камеры хранения молока:

шт

Принимаю n1 = 8 шт.

Для камеры хранения и созревания сметаны

шт

Принимаю n2 = 2 шт

Для камеры хранения творога

шт

Принимаю n3 = 1 шт.

Для камеры хранения масла

шт

Принимаю n4 = 5 шт.

Определяю действительную емкость камер по формуле 2,6 [ 1]

(8)

где nд - принятое число строительных прямоугольников.

Для камеры хранения молока:

тонн

Для камеры хранения и созревания сметаны

тонн

Для камеры хранения творога

тонн

Для камеры хранения масла

тонн

3. Выбор расчетного температурного режима

Для города Полтава принимаю среднегодовую температуру 6,8 С.

Максимальная летняя температура 31 С, 50%

Максимальная зимняя температура - 23 С, 86 %

По диаграмме i-d влажного воздуха определяю температуру по мокрому термометру tм = 23С

Определяю температуру оборотной воды

tвд1 = tм + (3 - 4) (9)

tвд1 = 23 + 3 = 26 °C.

Принимаю разность температур входящей и выходящей воды в конденсаторе

Дtвд = 4 °C.

Определяю температуру выходящей воды

tвд2 = tвд1 + Дtвд (10)

tвд2 = 26 + 4 = 30 °C.

Определяю температуру конденсации

tк = tвд2 + (2 - 4) (11)

tк = 30 + 4 = 34 °C.

Определяю температуру кипения холодильного агента для камер хранения охлажденных грузов

t0 = tв - ( 8 - 10 ) (12)

t0 = 0 - 10 = - 10 °C.

Определяю температуру всасывания

tвс = t0 + (10 - 15) (13)

tвс = -10 + 10 = 0 °C.

Определяю температуру кипения холодильного агента для камер хранения мороженных грузов

t0 = tв - ( 8 - 10 )

t0 = -20-10 = -30 °C.

Определяем температуру всасывания

tвс = t0 + (10 - 15)

tвс =-30+10 = -20 °C.

Температуру в коридоре и в машинном зале принимаю на 5 °C ниже, чем температура наружного воздуха.

4. Описание строительных конструкций

Для проектируемого одноэтажного холодильника используется каркасная конструктивная схема с сеткой колонн 6 х 12. По всему периметру применяется ленточный фундамент. Под колонны закладываются отдельно стоящие фундаменты стаканного типа, выполненные из железобетона. Применяются колонны квадратного сечения размером 400 х 400 мм серии 1.420-4. На колонны устанавливаются балки покрытия размерами 890 х 280 х 11960 мм серии 1.462-1.

Строительным элементом наружных и внутренних стен является полнотелый глиняный кирпич Так же наружные и внутренние стены состоят из слоя штукатурки толщиной 20 мм, теплоизоляции, паро- гидроизоляции из нефтяного битума и защитного слоя штукатурки.

Выбор теплоизоляционного материала ПХВ-1 обусловлен низким коэффициентом теплопроводности, который составляет 0,035 Вт/ (м*К).

На здании холодильника применяю безчердачное покрытие с ??? крышей. На балки устанавливаются плиты покрытия серии 1.465-7 размер 3 х 6 м толщина 0,22м

В качестве основания под кровлю принимаю поверхность выравнивающей стяжкой толщиной 40 мм из бетона. В качестве утеплителя применяется керамзитовый гравий с коэффициентом теплопроводности 0,2 Вт/м2?К.

Для покрытия полов использую бетонные плиты из бетона марки М-400, размером 500 х 500 х 40 мм. По периметру холодильника в камерах с нулевыми температурами применяю отсыпку из керамзитового гравия, а в камерах хранения мороженных грузов применяю полы с электроподогревом.

Толщина бетонной подготовки 100мм. Для повышения надежности и долговечности конструкций слой теплоизоляции защищен слоем гидроизоляции, расположенной ниже бетонной подготовки. Под гидроизоляцией находится бетонная подготовка по утепленному грунту со щебнем. Двери камер применяю прислонного типа, размером 2000 х 2300 мм. Изоляция дверей - плиты пенопласта поливинилхлоридного ПХВ-1 толщиной 100мм.

Для обеспечения беспрепятственного грузооборота, ширину транспортного коридора принимаю 6 м.

Ширина автомобильной платформы 7500 мм. В камерах планирую применять воздухоохладители для интенсификации процесса охлаждения, поэтому высоту колон принимаю 3,6 м.

В камерах хранения мороженных грузов применяю полы с электрообогревом.

5. Расчет и подбор изоляции

Толщину теплоизоляционного слоя (в м) определяем по формуле 2.11 [1] где лиз, лi - коэффициенты теплопроводности изоляционного слоя строительных материалов, составляющих конструкцию ограждения, Вт/(м2К);

k0 - требуемый коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2К);

бн, - коэффициент теплоотдачи с наружной или более теплой стороны ограждения, Вт/(м2К);

бв - коэффициент теплоотдачи с внутренней или более холодной стороны ограждения, Вт/(м2К);

дi - толщина отдельных слоев конструкции ограждения.

Для пола принимаю равным нулю.

В качестве теплоизоляции используются плиты из пенопласта полистирольного ПХВ-1 толщиной 25, 50 и 100 мм. Поэтому после подбора толщины изоляции надо рассчитать действительный коэффициент теплопередачи в Вт/(м2К)по формуле 2.12 [1]

Таблица 5 Определение термического сопротивления ограждения.

Наименование конструкций ограждения

№ слоя

Наименование и
материал слоя

Толщина диз, мм

Коэффициент теплопроводности, лi,Вт/(м·К)

Тепловое сопротивление , м•К/Вт

1

2

3

4

5

6

Наружная стена

1

2

3

4

5

6

Штукатурка цементная

Теплоизоляция ПХВ-1

Парогидроизоляция,

битум нефтяной.

Штукатурка по сетке

сетке.

Кладка кирпичная

Штукатурка цементная

0,02

-

0,04

0,02

0,38

0,02

0,9

0,035

0,18

0,9

0,82

0,9

0,022

-

0,222

0,022

0,46

0,022

У = 0,548

Внутренняя стена

1

2

3

4

5

6

Штукатурка цементная

Теплоизоляция ПХВ-1

Парогидроизоляция, нефтяной битум

Штукатурка по металлической сетке

Кладка кирпичная

Штукатурка цементная

0,02

-

0,04

0,02

0,25

0,02

0,9

0,035

0,18

0,9

0,82

0,9

0,022

-

0,022

0,022

0,3

0,022

У = 0,388

Перегородка

1

2

3

4

5

6

Штукатурка цементная

Теплоизоляция ПХВ-1

Парогидроизоляция, нефтяной битум

Штукатурка по металлической сетке

Кладка кирпичная

Штукатурка цементная

0,02

-

0,04

0,02

0,12

0,02

0,9

0,035

0,18

0,9

0,82

0,9

0,022

-

0,022

0,022

0,146

0,022

У = 0,388

Покрытие

1

2

3

4

5

Кровельный рулонный ковёр, 4 слоя гидроизола на горячей битумной мастике

Армированная бетонная стяжка

Засыпная теплоизоляция, гравий керамзитовый

Плитная теплоизоляция ПХВ-1

Железобетонная плита покрытия

0,012

0,04

-

0,05

0,22

0,3

1,86

0,2

0,035

2,04

0,04

0,02

-

1,428

0,107

У = 1,595

Пол

1

2

3

4

5

6

Чистый пол

Армированная бетонная стяжка

Керамзитобетонная стяжка

Теплоизоляция

Гидроизоляция

Бетонная подготовка

Определяю толщину теплоизоляционного слоя и действительный коэффициент теплопередачи:

Для наружной стены камеры хранения охлажденных грузов

K0 = 0,4 Вт/(мІK)

бн = 23,3 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 125 мм ( один слой 100 мм и один слой 25 мм).

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для наружной стены

K0 = 0,23 Вт/(мІK)

бн = 0,23 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 75 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для внутренней стены (в) камеры хранения охлажденных грузов

K0 = 0,435 Вт/(мІK)

бн = 8 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 75 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для перегородки (г) камер хранения охлажденных грузов

K0 = 0,58 Вт/(мІK)

бн = 9 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 50 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для внутренней стены камеры мороженных грузов и коридора (д)

K0 = 0,28 Вт/(мІK)

бн = 8 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 125 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для внутренней стены камеры хранения мороженных грузов и технологического цеха (е)

K0 = 0,28 Вт/(мІK)

бн = 8 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 125 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для перегородки камер хранения мороженных грузов

K0 = 0,58 Вт/(мІK)

бн = 9 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 50 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для внутренней стены камеры хранения мороженных грузов (з)

K0 = 0,28 Вт/(мІK)

бн = 8 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 1255 мм

Для перегородки камеры хранения охлажденных и мороженных грузов

K0 = 0,28 Вт/(мІK)

бн = 9 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 125 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для покрытия камеры с t = -20С

K0 = 0,22 Вт/(мІK)

бн = 23,3 Вт/(мІK)

бв = 7 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 575 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Для покрытия камер с t = 0С

K0 = 0,29 Вт/(мІK)

бн = 23,3 Вт/(мІK)

бв = 9 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 350 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

Определяю толщину изоляционного слоя пола камеры с t = -20С

K0 = 0,21 Вт/(мІK)

бв = 7 Вт/(мІK)

Толщина изоляции

Принимаю толщину изоляционного слоя диз = 125 мм

Определяю действительное значение коэффициента теплопередачи

6. Определение тепловой нагрузки на холодильное оборудование

6.1 Определение теплопритоков через ограждения

Теплопритоки через ограждения Q1 (в Вт) определяются по формуле 3.1 [1]

Q1 = Kд ? F ? Дt (16)

где Kд - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(мІК);

F - площадь поверхности ограждения, мІ;

Дt - разность температур снаружи и внутри помещения, °C.

Таблица 6 - Расчет теплопритоков через ограждения для камер хранения мороженных грузов (tвн = -20С)

Наименование ограждения

Вт/(мІК)

Размеры камеры

F

мІ

°С

°C

Дt

°C

Qт1

Вт

Дtc

°C

Q1с

Вт

УQ1

Вт

Длина

Ширина

Высота

Стена С

0,23

12

-

4,7

56,4

+14

-20

34

441

-

-

441

Стена Ю

0,23

12

-

4,7

56,4

+18

-20

38

492,9

-

-

492,9

Стена З

0,23

-

12

4,7

56,4

+18

-20

38

492,9

-

-

492,9

Стена В

0,53

-

12

4,7

56,4

-20

-20

0

0

-

-

0

Покрытие

0,21

12

12

-

144

31

-20

51

1542,2

17,7

535,2

2077,4

Пол:

0,19

12

12

-

144

0

-20

20

547,2

-

-

547,2

Зона 1

Зона 2

Зона 3

Зона 4

Итого: УQ = 4051,4 Вт

Таблица 7 - Расчет теплопритоков через ограждения для камер хранения охлажденных грузов (tвн = 0С)

Наименование ограждения

Вт/(мІК)

Размеры камеры

F

мІ

°С

°C

Дt

°C

Qт1

Вт

Дtc

°C

Q1с

Вт

УQ1

Вт

Длина

Ширина

Высота

Стена С

0,35

12,6

-

4,7

59,2

31

0

31

642,3

-

-

642,3

Стена Ю

0,36

12,6

-

4,7

59,2

14

0

14

298,3

-

-

298,3

Стена З

0,53

-

12,6

4,7

59,2

0

0

0

0

-

-

0

Стена В

0,35

-

12,6

4,7

59,2

31

0

31

642,3

-

-

642,3

Покрытие

0,28

12,6

12,6

-

158,7

31

0

31

1377,5

17,7

786,5

786,5

Пол:

Зона 1

0,47

-

-

-

44

31

0

31

641,08

-

-

641,08

Зона 2

0,23

-

-

-

36

31

0

31

256,7

-

-

256,7

Зона 3

0,12

-

-

-

28

31

0

31

104,6

-

-

104,6

Зона 4

0,07

-

-

-

36

31

0

31

78,2

-

-

78,2

Итого: УQ = 3450 Вт

Теплопритоки от мороженных грузов по формуле (3.1)

6.2 Расчет теплопритоков от грузов при холодильной обработке

Производится по формуле

где Мк - суточное поступление продукта в камеру, т/сутки;

Дi - разность удельных энтальпий, соответствующих начальной и конечной температурам продукта, ДЖ/кг;

ф - продолжительность холодильной обработки продукта, ч;

1000 - переводной коэффициент из тонн в килограммы;

3600 - переводной коэффициент из часов в секунды

Мсут = 47 т/сут

tн = +10С

tк = +2С

Мтары = 47 ? 0,2 = 9,4 т/сут

Камера хранения масла

Мсут = 10 т/сут

tн = +10С

tк = -20С

Мтары = 10 ? 0,2 = 2 т/сут

6.3 Эксплуатационные теплопритоки

Теплоприток от освещения q1 (в Вт) определяю по формуле 3.9 [1]

q1 = A ? F2, (17)

где A - количество тепла, выделяемого освещением в единицу времени на 1 мІ площади пола, Вт/мІ;

F2 - площадь камеры, мІ.

q1 = 1,2 ? 144 = 172,8 Вт

Теплоприток от пребывания людей q2 (в Вт) определяю по формуле 3.10 [1]

q2 = 350 ? n, (18)

где 350 - тепловыделения одного человека при тяжелой физической работе, Вт;

n - число людей, работающих в данном помещении.

q2 = 350 ? 2 = 700 Вт

Теплоприток от работающих электродвигателей q3 (в Вт) определяю по формуле 3.11 [1]

q3= 1000 ? Nэ, (19)

где Nэ - мощность электродвигателей, кВт

q3= 1000 ? 2 = 2000 Вт

Теплоприток при открывании дверей q4 (в Вт) определяю по формуле 3.12[1]

q4 = B ? F, (20)

где B - удельный теплоприток при открывании дверей, Вт/мІ;

F - площадь камеры, мІ.

q4 = 12 ? 144

Эксплуатационные теплопритоки рассчитываю как сумму теплопритоков от освещения, от пребывания людей и при открывании дверей и определяю по формуле 3.13 [1]

Q4 = q1+ q2 + q3 + q4 (21)

Q4 =172,8 + 700 + 2000 + 1728 = 4601 Вт

Таблица 8 Сводня таблица теплопритоков.

Помещение

Q1, Вт

Q2, Вт

Q4, Вт

?Q, Вт

камерное оборудование

компрессор

камерное оборудование

компрессор

камерное оборудование

компрессор

камерное оборудование

компрессор

Масло

4051

4051

16,037

16,137

4601

3450

24689

23538

Молоко

3450

3450

18514

18514

4601

3450

26565

25414

Суммарная нагрузка на компрессор для камер с температурой 0С составит

7. Выбор системы охлаждения и составление расчетной схемы холодильной установки

При выборе холодильной установки, руководствуясь такими факторами как: число и вид потребителей холода, температура в объектах, тепловая нагрузка в объектах, расчётная суммарная холодопроизводительность, а так же требованиями техники безопасности и наличьем серийно выпускаемого оборудования, принимаю централизованную, одноступенчатую, безнасосную аммиачную холодильную установку с промежуточным хладоносителем и верхним расположением отделителя жидкости.

Данное решение обосновывается тем, что в централизованных системах охлаждения создают общее машинное отделение для всего оборудования, обслуживающего ряд потребителей холода. Концентрация оборудования в общем машинном зале облегчает его обслуживание и надзор в течение рабочего дня. Это имеет большое значение для аммиачных холодильных установок.

Выбор в пользу аммиачной холодильной установки, сделан руководствуясь термодинамическими свойствами, ценами на потребляемую энергию и материалы. Поскольку требуемая температура кипения составляет минус 10 °C, значит температура конца сжатия не будит превышать 160 °C. Поэтому холодильная установка проектируется одноступенчатая, на одну температуру кипения, что в свою очередь обусловлено небольшим диапазоном температур в камерах ( от 0 до + 2 °C ).

Применение охлаждения с промежуточным хладоносителем обусловлено технологическими требованиями и требованиями техники безопасности.

Поскольку проект предусматривает 5 камер в здании холодильника, то применение безнасосной схемы предполагает большое количество параллельных ветвей, в результате чего усложняется распределение, дозирование хладагента, требуется большое количество регуляторов заполнения (РВ), что не только усложняет и удорожает установку, но и снижает её надёжность. Во избежание этих негативных факторов, в проекте применяю насосно-циркуляционный способ подачи холодильного агента в приборы охлаждения.

В проекте принимаю воздушное охлаждение с умеренной циркуляцией воздуха в камерах хранения готовой продукции, и с интенсивной циркуляцией воздуха в камере охлаждения и созревания сметаны. Необходимость интенсивной циркуляции обосновывается высокой температурой поступления продукта ( +20 °C ) и временем охлаждения продукта (12 часов). Применение воздушного охлаждения обусловлено наличьем герметично упакованного продукта и высокой интенсивности охлаждения данным методом. Испарение влаги ( усушка ) продукта равна нулю.

Учитывая климатические условия и качество воды, проект предусматривает наличье оборотного водоснабжения, что обеспечит охлаждение конденсатора и рубашки компрессоров.

Для охлаждения камер холодильника выбираю централизованную схему холодильной установки с непосредственным охлаждением при которой холодильный агент кипит в приборах охлаждения, расположенных в камерах насосно-циркуляционную схему с нижней подачей аммиака в приборы охлаждения

8. Расчет и подбор основного холодильного оборудования (компрессоров, испарителей, конденсаторов)

Основываясь на температурах рабочего режима холодильной установки строю цикл одноступенчатой холодильной машины диаграмме i-lgP:

Рисунок 2 - Цикл холодильной машины.

Параметры основных точек цикла заношу в таблицу.

Таблица 9 - Параметры состояния R717 в точках цикла.

Номер точки

t,

°C

P,

мПа

V ,

мі/кг

i, кДж/кг

Состояние

1'

-10

0,29

0,45

1695

сухой насыщенный пар

1

0

0,29

0,29

1715

перегретый пар

2

107

1,31

0,13

1902

перегретый пар

2'

34

1,31

0,09

1705

сухой насыщенный пар

3?

34

1,31

0,065

575

насыщенная жидкость

3

29

1,31

0,065

540

жидкость

4

-10

0,29

0,065

540

Х = 0,06

8.1 Расчет и подбор компрессоров для tк = (-10)

Определяю удельную холодопроизводительность 1 кг холодильного агента:

q0 = i - i4 (22)

где q0 - холодопроизводительность; кДж/кг

i1? - i4 - разность энтальпий, в начале кипения и в конце

q0 = 1695 - 540 = 1155 кДж / кг

Определяю массовый расход пара:

где М - массовый расход пара, кг/с;

Q0 - нагрузка на компрессор, кВт;

q0 - холодопроизводительность, кДж/кг

По графику 5.5 определяю коэффициент подачи компрессора в зависимости от степени сжатия л = 0,8.

По этому объему подбираю компрессор одноступенчатыйА 220-7-0 с описываемым объемом 0,167 м3/с.

8.2 Расчет и подбор компрессора для tк = -30С

Таблица 10 - Параметры состояния R717 в точках цикла.

Номер точки

t,

°C

P,

мПа

V ,

мі/кг

i, кДж/кг

Состояние

1'

-30

0,12

0,96

1642

сухой насыщенный пар

1

-20

0,12

0,98

1657

перегретый пар

2

45

0,40

0,394

1712

перегретый пар

3

-2

0,40

0,310

1680

сухой насыщенный пар

4

75

1,35

0,12

1860

перегретый пар

4?

34

1,35

0,096

1706

сухой насыщенный пар

5?

34

1,35

0,0017

583

насыщенная жидкость

5

31

1,35

0,00168

569

переохлажденная жидкость

6

-2

0,40

0,03

569

Х = 0,12

7

1

1,35

0,00157

425

переохлажденная жидкость

8

-30

0,12

0,18

425

Х = 0,1

8

-2

0,40

0,00156

425

насыщенная жидкость

Определяю удельную холодопроизводительность 1 кг холодильного агента:

q0 = i1 - i8 (30)

q0 = 1642 - 425 = 1217 кДж / кг

Определяю массовый расход пара в снд

Расход пара

Определяю объемный расход пара

снд

свд

по графику определяю коэффициент подачи для каждой ступени в зависимости от степени сжатия

Для снд

л = 0,87

Для свд

л = 0,85

8.2.5 Описываемый объем компрессора

Для снд

По этим объемам подбираю

для снд компрессор одноступенчатый А 110-7-2 с описываемым объемом 0,5м3/с.

для свд компрессор одноступенчатый А 40-7-2 с описываемым объемом 0,5м3/с.

8.3 Расчет и подбор конденсатора

Площадь теплопередающей поверхности конденсатора определяем по формуле

(31)

где QK- действительный тепловой поток в конденсаторе;

k -коэффициент теплопередачи конденсатора, кВт/(м2•К), для горизонтальных кожухотрубных конденсаторов k=700ч1000 Вт/(м2•К);

Дtср - средняя разность температур между конденсирующимся холодильным агентом и охлаждающей средой , 0С.

Определяем площадь теплопередающей поверхности

Подбираю два конденсатора КТГ-32. с поверхностью F = 32 мІ

По полученному расходу воды подбираю два насоса марки 4К-90/20а(4К-18а.

8.4 Расчет и подбор камерного оборудования

Камерное оборудование подбираю в соответствии с принятым способом охлаждения

Для камеры хранения молока

Дt = -10С

К = 15,2 Вт/(м2К)

Подбираю два воздухоохладителя марки АВП 080/1-12-90(А) с V = 46,5л

Для камеры хранения масла

Дt = -10С

К = 12 Вт/(м2К)

Подбираю два воздухоохладителя марки АВП 080/2-12-100(А) с V = 80 л

После подбора воздухоохладителей следует проверить, достаточна ли объемная подача Vв (в м2/с) установленных вентиляторов по формуле 5.35 [9]

Для камеры хранения молока

Температура входящего воздуха t1 = 1С i1 = 10000Дж/кг

Температура выходящего воздуха t1 = -1С i2 = 6900Дж/кг

в = 1,29 кг/м3

Для камеры хранения масла

Температура входящего воздуха t1 = 19С

Температура выходящего воздуха t1 = -21

8.5 Расчет испарительной системы

Таблица 11

Номер
камеры

Способ
охлаждения

Объем V, м3

Количество

УVi, м3

Камера №1

АВП 080/1-12-90 (А)

0,0465

2

0,093

Камера №2

АВП 080/1-12-90 (А)

0,0465

2

0,093

Камера №3

АВП 080/1-12-90 (А)

0,0465

2

0,093

Камера №4

АВП 080/1-12-90 (А)

0,0465

2

0,093

Камера №8

АВП 080/1-12-90 (А)

0,0465

2

0,093

Камера №9

АВП 080/1-12-90 (А)

0,0465

2

0,093

УV-10 = 0,558 м3

Камера №5

АВП 080/2-12-100 (А)

0,08

2

0,16

Камера №6

АВП 080/2-12-100 (А)

0,08

2

0,16

Камера №7

АВП 080/2-12-100 (А)

0,08

2

0,16

УV-30 = 0,48 м3

9. Расчет и подбор вспомогательного оборудования (насосов, ресиверов, градирен, теплообменников, трубопрововдов)

Внутренний диаметр трубопровода dвн (в м) определяю по формуле 7.2 [5]

dвн = (35)

где V - количество аммиака, проходящего по трубе мі/с;

щ - расчетное значение скорости движения воды, м/с;

(36)

где М - массовый расход аммиака, кг/с

v - удельный объем аммиака, кг/с

Расчет и подбор трубопроводов на температуру кипения -30С для с.н.д.

Принимаю стальную бесшовную трубу с условным проходом 70 мм = 0,07м

Определяю внутренний диаметр нагнетательного трубопровода

Принимаю стальную бесшовную трубу с условным проходом 40 мм или 0,04м.

Для с.в.д. определяю внутренний диаметр всасывающего трубопровода

Принимаю стальную бесшовную трубу с условным проходом 40 мм или 0,04м.

Принимаю стальную бесшовную трубу с условым проходом 20 мм или 0,02м.

Определяю внутренний диаметр жидкостного трубопровода

Принимаю стальную бесшовную трубу с условным проходом 20 мм или 0,02м.

Расчет аммиачных трубопроводов для t0 = -10C

Определяю внутренний диаметр всасывающего трубопровода

Принимаю стальную бесшовную трубу с условным проходом 70мм или 0,07м

Определяю внутренний диаметр нагнетательного трубопровода

Принимаю стальную бесшовную трубу с угловым проходом 40 мм или 0,04м.

Определяю внутренний диаметр жидкостного трубопровода

Принимаю стальную бесшовную трубу с условным проходом 150 мм или 0,15м.

Расчет и подбор ресиверов

Подбор линейного ресивера

Подбираю один линейный ресивер марки 0,75 РВ

Подбор циркуляционного ресивера

Циркуляционный ресивер подбираю по объемуVц.р. (м3) определяемому по формуле 5.42 [5]

где Vв- объем испарительной системы;

К2 - заполнение труб воздухоохладителей;

К3 - количество аммиака, выбрасываемого из приборов охлаждения;

К4 - вместимость коллекторов и трубопроводов;

К5 - рабочее заполнение ресиверов для обеспечения устойчивой работы насосов;

К6 - допустимое заполнение ресиверов;

К7 - запас вместимости.

Подбираю циркуляционный ресивер по таблице 5.22 [1] марки 0,75 РД.

Подбираю циркуляционный ресивер по таблице 5.22 [1] марки 0,75 РД.

Подбор дренажного ресивера

Дренажный ресивер подбираю по объемуVд.р. (м3) определяемому по формуле 5.43 [5]

Vдр = 1,5 Vвозд = 1,5 • 0,3 = 0,45 м3

где 1,5 - коэффициент запаса

Vвозд - вместимость воздухоохладителей данной камеры (м3)

Vдр = 1,5 • 0,072 = 0,108 м3

Подбираю ресивер дренажный марки 0,75 РД.

Подбор отделителя жидкости

Подбираю отделитель жидкости по диаметру всасывающего трубопровода марки 70ОЖг

Подбор маслособирателя

Подбираем маслособиратель марки 150 СМ

Подбор обратных клапанов.

Подбираю прямоточные невозвратные обратные клапана марки 70 КН, с условным проходом 100 мм. Обратные клапана марки КН предназначены для работы при давлении 1,8 МПа.

Подбор градирни.

Подбор градирни произвожу по требуемой площади поперечного сечения Fп.сеч.( мІ), которую определяют по формуле(5.55) [6] :

По таблице 5.33 подбираю две вентиляторные градирни марки ГПВ-320 с Fп.сеч = 6,50 м2.

Подбор аммиачных насосов.

Аммиачный насос подбирают по объемной подаче

где m- массовый расход аммиака, кг/с

Vж- удельный объем R717, мі/кг

а - кратность циркуляции холодильного агента.

Подбираю два центробежных насоса марки ЦНГ-68, один из которых резервный.

Подбираю два центробежных насоса марки ЦНГ-70 М-1, один из которых резервный.

10. Расчет количества заправляемого в систему холодильного агента

Общая масса аммиака необходимого для заполнения системы определяется по формуле:

M = V * (49)

где - плотность аммиака, кг/м3; = 680 кг/ м3

Расчет количества аммиака, заправляемого в систему, вводится в таблицу, с учетом нормы заполнения холодильного оборудования.

Таблица 12 - Расчет количества заправляемого в систему аммиака.

Оборудование

Количество

Емкость,

м3

% заполнения

Вместимость

по аммиаку, м3

Воздухоохладитель АВП 080/1-12-90(А)(нижняя подача)

12

0,0135

70

0,0246

Линейный ресивер 0,4 РВ

2

0,4

50

0,2

Циркуляционный ресивер 0,75РД

1

0,75

70

0,525

Итого вместимость системы

0,75

Расчет вместимости труб ведется по формуле

(50)

где l- длинна трубы, м.

V = (3,14 * 0,036 / 4 )* 30 = 0,85 м3

Общая масса заправляемого аммиака необходимого для заполнения системы:

mам = 1,6 * 680 = 1088 кг.

11. Схема холодильной установки и ее автоматизация

Описание схемы

Для охлаждения камер холодильника с t = 0С я выбрал аммиачную насосную систему. Компрессор А 220 всасывает пары аммиака из отделителя жидкости, сжимает их до давления конденсации Рк через отделитель масла нагнетает их в конденсаторы. В результате теплообмена с охлаждающей водой пары аммиака конденсируются и в виде жидкости стекают в линейный ресивер. Вода из градирни подается в трубки конденсаторов водяным центробежным насосом. Отеплившаяся в конденсаторе вода поступает в вентиляторную градирню. В противотоке с воздухом, нагнетаемом вентилятором градирни происходит охлаждение воды, которая вновь поступает в конденсатор. Из линейного ресивера жидкий аммиак под давлением Рк подается к регулирующему вентилю, в котором он дросселируется. Его давление с Рк понижается до Р0. С этим давлением аммиак подается в отделитель жидкости и затем стекает в горизонтальный циркуляционный ресивер. Аммиачный насос нагнетает жидкий аммиак с давлением Р0 в распределительный коллектор, где он распределяется к приборам охлаждения камер. В результате теплообмена с воздухом камеры аммиак вскипает. Температура воздуха в камере понижается, а газообразный аммиак с давлением Р0 и температурой t0 через паровой коллектор поступает в отделитель жидкости. Цикл повторяется.

Камеры с t = -20С охлаждаются установкой двухступенчатого сжатия.

Компрессор ступени жидкого давления всасывает пары аммиака из отделителя жидкости (8) при Р0 и сжимает их до промежуточного давления Рпр. Под этим давлением, проходя через отделитель масла (6), пары поступают в промежуточный сосуд под уровень находящимся там жидкого аммиака для охлаждения до состояния насыщения. Компрессор ступени высокого давления (удовлетворительно) всасывает пары аммиака из промежуточного сосуда, сжимает их до давления конденсации Рк и через отделитель масла нагнетает их в конденсаторы (11). сконденсированные до жидкого состояния пары аммиака при давлении Рк стекает в линейный ресивер. Жидкий аммиак подается к промежуточному сосуду. Он разделяется на два потока. Основной поток жидкости из линейного ресивера поступает в змеевик промежуточного сосуда, а другая часть через регулирующий вентиль, где его давление понижается в Рк до Рпр, поступает в промежуточный сосуд. В змеевике промсосуда жидкость переохлаждается аммиаком, кипящим при Рпр. Затем переохлажденная жидкость поступает к регулирующему вентилю, проходя который она изменяет свое давление от Рк до Р0, а затем направляется приборы охлаждения камер с t = -20С. образовавшийся в них пар отсасывается компрессором СНД. Цикл повторяется.

12. Подбор приборов автоматики

Таблица 13

Рабочие среды

Максимальное давление рабочей среды, МПа

Рабочий диапазон рабочей среды, С

зона возврата дифференциал,

Погрешность срабатывания относительно номинального уровня

напряжение питания от сети 50 Гц, В

Потребляемая мощность, Вт

Коммутационная способность, Вт

назначение

?

аммиак

вода, масло

...

Подобные документы

  • Расчет строительных площадей камер хранения и всего холодильника. Выбор строительно-изоляционных конструкции и расчет толщины слоя теплоизоляции. Тепловой расчет охлаждаемых помещений. Расчет и подбор и основного и вспомогательного оборудования.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 29.06.2012

  • Технологический процесс охлаждения продуктов. Определение высоты груза, ёмкости и производительность камер холодильника. Расчет толщины теплоизоляционного слоя. Тепловой расчет охлаждаемых помещений. Подбор основного и вспомогательного оборудования.

    курсовая работа [819,2 K], добавлен 26.11.2014

  • Охлаждение молочных продуктов на предприятиях молочной промышленности. Ориентировочный продуктовый расчет. Необходимость соблюдения температурных режимов хранения и наличия достаточной площади холодильных камер. Подбор холодильного оборудования.

    контрольная работа [380,2 K], добавлен 16.08.2012

  • Определение вместимости холодильной камеры. Теплотехнический расчет изоляции ограждающих конструкций. Определение теплопритоков в камеру и тепловой нагрузки. Тепловой расчет холодильной машины и воздухоохладителя. Подбор холодильного оборудования.

    курсовая работа [938,8 K], добавлен 11.02.2015

  • Определение вместимости холодильника, расчет его площадей. Необходимая толщина теплоизоляции. Конструкции ограждений холодильника. Теплоприток через ограждения. Продолжительность холодильной обработки продукта. Расчет и подбор воздухоохладителей.

    курсовая работа [104,1 K], добавлен 09.04.2012

  • Проект теплоснабжения промышленного здания в г. Мурманск. Определение тепловых потоков; расчет отпуска тепла и расхода сетевой воды. Гидравлический расчёт тепловых сетей, подбор насосов. Тепловой расчет трубопроводов; техническое оборудование котельной.

    курсовая работа [657,7 K], добавлен 06.11.2012

  • Роль холодильных технологий на рынке пищевых продуктов. Характеристика района строительства. Расчёт строительных площадей камер хранения и холодильника. Выбор строительно-изоляционных конструкций и расчет толщины теплоизоляции. Подбор оборудования.

    курсовая работа [247,6 K], добавлен 29.06.2012

  • Техническая характеристика технологического оборудования, потребляющего холод. Расчет числа строительных прямоугольников камер хранения, толщины теплоизоляционного слоя. Тепловой расчет камеры холодильника. Выбор и обоснованные системы охлаждения.

    курсовая работа [118,4 K], добавлен 11.01.2012

  • Общая характеристика и принцип работы холодильной установки молочного завода, ее технико-экономическое обоснование. Методика расчета строительной площади холодильника. Тепловой расчет принятого холодильника. Расчет и подбор камерного оборудования.

    курсовая работа [94,0 K], добавлен 03.06.2010

  • Проект системы хладоснабжения мясокомбината: определение размеров камер, их планировка. Расчет температуры кипения холодильного агента, конденсации и теплопритоков; построение циклов холодильных машин. Подбор компрессоров, вспомогательного оборудования.

    курсовая работа [135,0 K], добавлен 09.10.2011

  • Расчетный режим холодильных установок. Расчет площадей, объемно-планировочное решение холодильника. Тепловой расчет холодильника и выбор системы охлаждения. Оценка и подпор компрессоров и теплообменных аппаратов. Автоматизация холодильной установки.

    дипломная работа [109,9 K], добавлен 09.01.2011

  • Характеристика основного и вспомогательного оборудования. Расчет автоматической линии. Тепловой и гидравлический расчёт оборудования. Подбор и расчет вентиляторов, насосов и штуцеров. Автоматизация и управление параметрами технологического процесса.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 07.04.2014

  • Исследование основных принципов проектирования холодильных камер. Определение площади камеры для хранения овощей, фруктов, молочных продуктов и безалкогольных напитков. Расчет тепловой изоляции, параметров воздушной среды, холодильного оборудования.

    курсовая работа [430,3 K], добавлен 13.02.2013

  • Определение проектной мощности предприятия, объёма и ассортимента продукции. Схема технологических процессов маслозавода с цехом сухого обезжиренного молока. Продуктовый расчёт при производстве молока, кефира, масла, сметаны. Подбор и расчет оборудования.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 23.10.2011

  • Принцип действия холодильника, процесс охлаждения. Классификация бытовых холодильников, основные структурные блоки. Расчет холодильного цикла, испарителя, конденсатора и тепловой нагрузки бытового компрессионного холодильника с электромагнитным клапаном.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 23.03.2012

  • Проектный расчет воздушного холодильника горизонтального типа. Использование низкопотенциальных вторичных энергоресурсов. Определение тепловой нагрузки холодильника, массового и объемного расхода воздуха. Тепловой и экзегетический балансы холодильника.

    курсовая работа [719,0 K], добавлен 21.06.2010

  • Обзор развития холодильной техники. Условия хранения пищевых продуктов. Расчет строительных площадей камер хранения. Разработка планировки камер. Особенности подбора и расчета тепловой изоляции. Описание схемы холодильной установки, подбор оборудования.

    курсовая работа [314,7 K], добавлен 17.04.2012

  • История развития и достижения современной холодильной техники. Определение температуры конденсации хладагента. Расчет и подбор холодильного оборудования (компрессоров, конденсатора, ресиверов). Автоматизация холодильных установок химического комбината.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 04.04.2016

  • Расчет теоретического рабочего цикла паровой холодильной компрессорной машины. Подбор компрессорных холодильных машин, тепловой расчет аммиачного компрессора. Расчет толщины теплоизоляционного слоя, вместимости и площади холодильников, вентиляторов.

    учебное пособие [249,0 K], добавлен 01.01.2010

  • Выбор расчетного температурного режима работы фруктохранилища для яблок. Определение вместимости и площадей камер. Конструкция наружной стены холодильника типовая "сэндвич" панель. Подбор системы воздушного охлаждения с интенсивной циркуляцией воздуха.

    дипломная работа [765,7 K], добавлен 10.09.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.