Проект эксплуатации холодильных шкафов

Содержание
Введение
1. Классификация торгового холодильного оборудования.
2. Расчет холодильного шкафа.
2.1. Назначение теплоизоляции и теплоизоляционные материалы.
2.2 Расчет тепловой нагрузки шкафов поточного охлаждения и замораживания.
2.3 Равновесная температура водуха в шкафах
2.4 Тепловой баланс холодильных шкафов
2.5 Методы расчета усушки пищевых продуктов в камерах хранениях.
2.6 Расчет теплопритоков при вентиляции охлаждаемых помещений.
3. Определение вместимости холодильника
4. Особенности эксплуатации малых холодильных установок.
5. Технологическая система охлаждения и её описание.
Заключение
Литература

•mпр•(θпр – θк)-αкпр•F пр.эф.•mпр•(ξпр-1)•εб•(θпр – θк)}dt
или
спр•mпр•dθпр={-αкпр•Fпр.эф.•mпр•(θпр–θк)•[1+(ξпр-1)•εб]+α•αл•Fпр.эфф.• •mпр•(θ2 – θпр)-αлпр•Fпр. эфф.•mпр•(θпр – θк)}dt (56) (1, стр.233)
Воздух камеры
Уравнение аккумуляции теплоты в объеме камеры холодильного шкафа при нарушеиии стационарности режима
mв•св•dθк=(±Qкпр+ Qкорг + Qвлпр- Qк в.о.+ Q влв.о.) •dt (57) (1, стр.233)
Составляющие уравнения (50) можно записать
Qкпр=±[ αкпр•Fпр.эф.•mпр•(θпр–θк)] (58) (1, стр.233)
Qкпр - берется со знаком минус при tк > θпр и со знаком плюс при tк < θпр
Qвлпр = αкпр•F пр.эф.•mпр•(ξпр-1)•εб•(θпр – θк) (59) (1, стр.233)
Qкорг - тепловой поток от оrраждения к воздуху камеры конвек-тивным путем
Qкорг = αкогр. •F огр.н •(θ2 – θк) (60) (1, стр.233)
Qкв.о. - тепловой поток от воздуха камеры шкафа к теплообменной поверхности охлаждающих приборов сухим путем
Qкв.о. = αн.о.•F в.о. •(θк – θо,s) (61) (1, стр.233)
Q влв.о. - тепловой поток от воздуха камеры холодильного шкафа к теплообменной поверхности охлаждающих приборов влажным путем
Q влв.о.= αв.о.•F в.о. •(θк – θо,s) •(ξв.о.-1)•εб (62) (1, стр.233)
где ξв.о. коэффициент влаговыпадения, определяемый при θв.о.
Тепловой поток от воздуха камеры к потолку при наличии экрана отсутствует:
Qкпот=0 (63) (1, стр.233)
Согласно выражеииям (58) (63) уравиение (56) можно предста-вить в следующем виде: (64) (1, стр.233)
mв•св•dθк={αкогр•Fвногр•(θ2 –θк)+αкпр•Fпр.эф.•mпр•(ξпр-1)•εб•(θпр–θк)-αв.о.• Fв.о.•(θк–θ0,s)-αв.о.•Fв.о.•(θк–θ0,s)•(ξв.о.-1)•εб –αкпр•F пр. эфф.•mпр•(θпр – θк)}dt
Приборы охлаждения
Изменение температуры поверхности охлаждающих приборов при нарушении тепло- и массообмена в холодильном шкафу описывается следующим равенством:
mв.о.•св.о.•θв.о.= (-Qк в.о.-Q влв.о+Qо.)
Здесь Qкв.о.- тепловой поток от воздуха камеры к приборам охлаждеиия за счет конвективноrо теплообмена
Qк в.о.= αв.о.• Fв.о.•(θк–θ0,s)
Q влв.о - тепловой поток от воздуха камеры к приборам охлаж-дения (теплообмен влажным путем)
Q влв.о = αв.о.•Fв.о.•(θк–θ0,s)•(ξв.о.-1)•εб
При расчете процессов тепло- и массообмена в камерах хране-ния находят равновесные температуру и относительную влажность воздуха, а также потери продуктов от усушки.
Количество аккумулируемой влаги в объеме камеры прн нарушении влажностного баланса может быть выражено соотно-шением
dG + dm == (Wnp + Wогp + Wдв + Wp - Wвл ) dt, (65) (1, стр.234)
где G - количество влаги, находящееся в воздухе камеры; т количество влаги, поступающее в воздух в результате испарения ее с поверхности продукта.
Здесь влагоприток от усушки пищевых продуктов (66) (1, стр.234)
Wnp = αкпр•Fпр.эф.•mпр•(θпр–θк)•(ξпр-1)• εб r Как показали исследования, количеством влаги Wогp, проникаю-щим через наружные ограждення, можно пренебречь. Заметную величину в общем балансе составляют влагопритоки, вносимые воздухом, поступающим через дверь Wдв. Величина их может составить 10 - 15% от общих влагопрнтоков. Однако эти процессы воздухообмена настолько сложны, что позволяют только прибли-женно учесть величину тепло- и влагопритоков через дверные проемы. Теплопритоки воздуха, поступающего через данный проем, определяют так же, как и при вентиляции камер, наружным воздухом.
В результате нсследованнй, проведенных в ОТИХП, было установлено, что зона смешения воздуха располагается широкой полосой в центре дверного проема, в связи, с чем действительные зоны входа и выхода воздуха меньше теоретических (по Тамму) на
23 - 24 %. Для учета этого была введена поправка.
При этом действительный объем воздуха (67) (1, стр.234)
Vдв == 0,51•F• √ 2•g•h•(1-ρн/ ρк) (1+ 3√ ρн/ ρк)3 Введя обозначение Z == 3600 х 0,51, выраженне для влагопритока через двери может быть записано в следующем виде (68) (1, стр.234)
Wдв == Z•F• ρi √ 2•g•h•(1-ρн/ ρк) (dн – dк) (1+ 3√ ρн/ ρк)3 Влагоотвод Wвл из воздуха холодильной камеры происходит путем конденсацин водяного пара на поверхности охлаждающих приборов. Для воздухоохладителя (69) (1, стр.234)
Wв.о. = Qобщ. • (1-1/ ξв.о.) rэ - iω или после несложных преобразований
Wв.о.=[ αкв.о.•Fв.о.• (θк–θо,s)•(ξв.о.-1)]/(r - iω) (70) (1, стр.235)
Общее количество влаги, содержащееся в воздухе холодильной камеры,
G =φк • (1 - βυ) • Vстр• ρв • dк”,
где Vстр - строительный объем камеры, м3; (1 - βυ) • Vстр - объем камеры, не занятый грузом, м3 ; βυ - коэффициент использования объема камеры; ρв - плотность cyxoгo воздуха при температуре камеры.
Величина (1 - βυ) • Vстр• ρв • dк”- характеризует максимальную влагоеемкость камеры при данной температуре в камере θк, поэтому изменение количества влаги будет соответствовать изменению относительиой влажности
dG = [(1 - βυ) • Vстр• ρв ]• d(dк” • φк ) (71) (1, стр.235)
Таким образом, выражение (65) согласно уравнениям (65), (67), (68) и (70) можно записать (72) (1, стр.235)
[(1 - βυ) • Vстр• ρв ]• d(dк” • φк ) = αкпр•Fпр.эф.•mпр•(θпр–θк)•(ξпр-1)•
• εб + Z•F• ρн √ 2•g•h•(1-ρн/ ρк) •dн” • φн -Z•F• ρк√ 2•g•h•(1-ρн/ ρк)
• r (1+ 3√ ρн/ ρк)3 (1+ 3√ ρн/ ρк)3 εб r
• dк” • φк + Wp- αв.о.•Fв.о.• (θк–θо,s)•(ξв.о.-1) •
Систему уравнений (50), (56), (64), (72) следует линеаризовать методом малого пара метра в окрестности стационарного режима и решить ее, применяя прямое и обратное преобразование Лапласа, по координате времени.
Решение представляется в виде передаточных функций по различным каналам.
Например, в виде
Δφк
= - x3•x1•k21•x7
l-P1t+ x4•x2•k21•x7
l-P2t+ -k21•x7 Δθк y1 y2 y3 где Δφк, Δθк - относительная влажность и температура воздуха в приращениях; k3, k5, k14, k21,- коэффициенты, учитывающие теплотехнические и конструктивные характеристики объекта.
x1=(1-Tпр•P1); P1,2= А4±√ А42-4•А3•А5 2•А3
x2=(1-Tпр•P2); А3=Tогр• Tпр•(1-k21•k5);
x3=(1-Tогр•P1); А4=(Tогр+ Tпр)•(1-k21•k5);
x4=(1-Tогр•P2); А5=(1-k21•k5)•(1-k3•k14);
x7=(1- k3•k14); y1=-P1• (P2-P1); y2=-P2• (P1-P2); y3=P2•P1
Здесь Tогр, Tпр - постоянные времени для ограждения и продукта.
Представленная математическая модель камеры хранения адек-ватна физическим процессам, протекающим между ограждением, воздухом и продуктом, и может быть использована для анализа условнй тепло- и массопереноса, а также для определения рабочих характеристик камер и их охлаждающих систем.
3. Определение вместимости холодильника
Камеры хранения холодильного шкафа охлажденного мяса, обо-рудованные подвесными путями, учитывают при расчете вместимости холодильника в целом.
Условную вместимость их определяют при условии полной загрузки подвесных путей. Шкафы охлаждения и замораживания, а также другие охлаждаемые помещения, не предназначенные для хранения скоропортящихся грузов (экспедиции, накопительные отделения, льдохранилища, разгрузочные и загрузочные при шкафах замораживания, камеры созревания сыров и пр .), при определении вместимости холодильников не учитываются. Охлаждаемый строительный объем холодильника
Vохл == V кмг + V ког + V ком ; (73) (1, стр.207)
где V кмг, V ког, V ком -охлаждаемый строительный объем соответственно камер хранения мороженых rрузов, камер хранения охлажденных rрузов, камер хранения охлажденноrо мяса, оборудо-ванных подвесным н путями, м3.
Охлаждаемый строительный объем камеры хранения
Vк= Fc •hc, (74) (1, стр.207)
где Fс строительная площадь шкафа, м2; hc строительная высота шкафа, м.
Строительная площадь шкафа Fс равна площади пола и опреде-ляется по формуле Fc=l•b, где l - длина шкафа, м; b - ширина шкафа, м.
В шкафах с горизонтальными потолками строительную высоту
hc принимают равной расстоянию от пола до потолка, в шкафах с переменной высотой потолка средней между минимальной и макси-мальной высотой от пола до потолка.
Так как плотность хранимых грузов различна, вместимость хо-лодильника вычисляют в тоннах условного груза. Условным грузом считают мясо в полутушах при норме загрузки шкафа камеры хранения 0,35 т/м3 и шкафа камеры охлаждения или замораживания 0,25 т на 1 м подвесного пути. Вместимость холодильника, вычисленную в тоннах условного груза, называют условной вместимостью.
Условная вместимость холодильника
Ех == Е кмг + Е ког + Е ком ; (75) (1, стр.207) где Е кмг, Е ког, Е ком соответственно условная вместимость камер хранения мороженых грузов, охлажденных грузов, камер хранения охлажденного мяса, оборудованных подвесными путями, т.
Условная вместимость камер хранения
Е кмг=Е ког=0,35•Vг; (76) (1, стр.208)
где Vг - грузовой объем холодильного шкафа мороженных или охлажденных гpyзов, м3 .
Условная вместимость холодильного шкафа охлажденного мяса, оборудованных подвесными путями,
Е ком = 0,25•L , (77) (1, стр.208)
где L - rрузовая длина подвесных путей без учета распре-делительных путей со стрелками, м.
Грузовой объем холодильного шкафа
Vг = Fг • hг , (78) (1, стр.208)
где Fг - грузовая площадь камеры, м2; hг - rрузовая высота, м.
грузовая площадь камеры хранения
Fг =Fс - ∑f (79) (1, стр.208)
где Fс - строительная площадь камеры, м2 ; ∑f - сумма площадей, занятых внутренними и пристенными колоннами, пристенными батареями, напольными воздухоохладителями, тамбурами (при этом учитывают отступы штабеля от оборудования и стен камеры, ширину грузовоrо проезда и размер площадок для маневрирования поrрузчиков), м2 .
4. Особенности эксплуатации малых холодильных установок.
Для обеспечения нормального режима хранения продуктов в мa-
лом холодильном оборудовании (шкафах, прилавках, витринах, сбор-ных и стационарных камерах) необходимо соблюдать следующие треб-вания: загружать продукты только после достижения заданной температуры в шкафу, прилавке, витрине, камере; скоропортящиеся продукты, поступающие из холодильных камер, заrружать в охлаж- денном состоянии; горячие блюда (компоты, молоко, закуски) уста- навливать в шкафах, прилавках, витринах после предварительноrо их охлаждения до температуры окружающеrо воздуха; не превышать допустимую максимальную норму заrрузки; не покрывать бумаrой, марлей, фанерой полки шкафов, прилавков и камер это препятствует свободному движению воздуха и нормальному охлаждению продуктов; укладывать и подвешивать продукты на некотором pac- стоянии друr от друrа и на расстоянии от стенок 6-10 см; не хранить одновременно разнородные продукты, один из которых обладает резким запахом (например, сельди и сливочное масло, мясо и сыр, рыбу и мясо); открывать двери шкафов, прилавков, камер следует возможно реже и на короткий срок, а затем плотно закрывать их.
Для проверки температуры в шкафу, прилавке, витрине, сбор-ной и стационарной камерах устанавливают термометры.
Слой снеговой шубы на испарителях не должен превышать 4-5 мм. Между ребрами испарителя всеrда должно быть свободное от инея пространство. При толщине инея 4-5 мм производят оттаивание инея с приборов охлаждения. Образующуюся при таянии инея воду отводят в бачок. Недопустимо удалять снеrовую шубу с испарителей ножами, скребками и друrими предмета - это приводит к пов-реждению испарителей, утечке фреона из системы холодильной мА-шины и выходу ее из строя. Если в торговом холодильном оборудова-нии нет продуктов, то холодильные машины выключают. Перед зак-рытием торгового предприятия проверяют, выключены ли нeзагру-женные прилавки, витрины, шкафы.
Неисправности внезапноrо характера в холодильной системе и
электрооборудовании малых холодильных установок, которые возни-кают между плановыми профилактическими осмотрами и текущими ремонтами и не поддаются проrнозированию, возможные причины возникновения неисправностеЙ и способы устранения отказов и де-фектов указаны в специальной литературе.
5. Технологическая система охлаждения и её описание.
Прямоточная система предусматривает подачу хладaгeнтa через регулирующий вентиль непосредственно в батареи и отсос из них паров в компрессор. Жидкий хладагент подается в батареи за счет разности давлений конденсации и испарения.
Для интенсивной теплопередачи батарей необходимо хорошее заполнение их хладагентом. Но это часто приводит к работе компрессора влажным ходом, что неэкономично и опасно. Если из батареи выходят перегретые пары, ее теплопередача ухудшается из-за уменьшения температурного перепада между воздухом и хладагентом и снижения коэффициента теплоотдачи от пара к поверхности трубы. Чтобы обеспечить хорошее заполнение батареи жидким хладагентом и избежать всасывания влажных или чрезмерно перегретых паров компрессором, в этой системе применяют пароосушитель сосуд, в котором капли жидкости отделяются от пара (рис. 3). Жидкость из сосуда подается повторно в приборы охлаж-дения. Основные недостатки этой системы большой расход труб (на соединительные трубопроводы) и арматуры, неполное заполнение батарей хладагентом, трудно-контролируемое распределение хладагента по батареям, особенно в условиях нестационарного режима эксплуатации шкафов. Поэтому такие системы используют лишь на небольших холодильниках и фреоновых установках.
Заключение
В данном проекте рассматривалась классификация торгового холодильного оборудования. Сделал изыскания литературы, в которой нашел следующее:
- назначение теплоизоляции и теплоизоляционнх материалов
- расчет тепловой нагрузки шкафов поточного охлаждения и замораживания
- равновесная температура водуха в шкафах - тепловой баланс холодильного шкафа
- методы расчета усушки пищевых продуктов в камерах хранениях холодильного шкафа- расчет теплопритоков при вентиляции охлаждаемых помещений.
- определение вместимости холодильника -особенности эксплуатации малых холодильных установок
- технологическая система охлаждения и её описание
В графическая части проекта разработал
Литература
И.Г. Чумак, В.П. Чепурненко, С.Г. Чуклин. Холодильные установки. Учебник, Москва., «Легкая и пищевая промышлен-ность», 1981г.-344.
Большаков С.А. Холодильная техника и технология продуктов питания. Учебник М., АСАДЕМА, 2003
Цуранов О.А., Крысин А.Г. Холодильная техника и технология. Учебник СПб,: Лидер, 2004
Лашутина Н.Г., Верхова Т.А., Суедов В.П. Холодильные маши-ны и установки. М.: КолосС, 2007
Архипцев Н.Е. Технические средства холодильной технологии. Учебное пособие М.: МУПК, 1995
Архипцев Н.Е. Совершенствование эксплуатации стационарных холодильников в потребительской кооперации. Лекция. МКИ, 1988
Архипцев Н.Е. Торговое холодильное оборудование. Лекция. Учебный комплекс потребительской кооперации. МКИ, 1990
Архипцев Н.Е. Технические средства холодильной технологии. Каталог, М.: ЦРИБ Главкоопторгрекламы, 1983
Архипцев Н.Е. Оборудование для предприятий кооперативной торговли. Каталог М.: Информреклама Центросоюза, 1991
10. Архипцев Н.Е. Средства механизации и инвентарь для кооперативной розничной торговли. Каталог. М.: Информрек-лама Центросоюза, 1991
11. Мещеряков Ф.Е. Основы холодильной техники и холодильной технологии. М.: Пищевая промышленность, 1985
- 10 -
10