Определение тепловых нагрузок на камеру хранения и холодильной обработки

 

Цель работы: определение основных нагрузок на камеру охлаждения и хранения и подбор холодильного оборудования с помощью компьютерных программ теплового расчета Тbal и Arctica.

Задачи работы:

1. Научиться составлять тепловой баланс помещений.

2. Определить основные нагрузки и особенности их влияния на тепловой расчет холодильных камер.

3. Ознакомиться с программами теплового расчета помещений ТВаl и Arctica.

4. Выбрать соответствующее расчету оборудование.

 

Теоретические основы

Тепловой баланс в помещениях. Использование искусственного холода при хранении пищевых продуктов предполагает соз­дание и поддержание в помещении для хранения (холодильной камере, кладовой, складе, торго­вой витрине, прилавке и т.п.) таких условий, которые обеспечивают сохранность биологических, санитарно-гигиенических, органолептических (вкусовых) свойств продукции, а также ее товарного вида и массы в течение всего периода хранения. С этой целью в помещении для хранения должны поддерживаться в достаточно узком диапазоне значения температуры, влажности, а в некоторых случаях — и химического состава окружающей среды, величины которых задаются видом, агре­гатным состоянием и теплофизическими свойствами продуктов, подлежащих хранению.

При тепловом расчете и выборе основных проектных параметров холодильных установок для хранения пищевых продуктов теплофизические свойства и требо­вания к условиям хранения являются одной из главных составляющих при расчете теплового баланса помещения для хранения (холодильной камеры). Значения указанных характеристик для различных видов продуктов, используемые при таком расчете, приведены в табл. П.2.1–2.2, приложения 2.

Перед тем, как приступить к подбору холодильного оборудования, необходимо рассчитать тепловой баланс холодильной камеры. Это требует получения у заказчика следующих данных:

– тип холодильной камеры;

– внутренние размеры камеры;

– материалы и толщина строительных конструкций и теплоизоляции стен, пола и потолка камеры;

– тип, количество и размеры дверей;

– наличие и тип занавесей;

– наличие тамбуров;

– температура в камере;

– тип продукта, его общая загруженная масса и суточный грузооборот;

– температура, при которой продукт поступает на термообработку, и его температура по окончании термообработки, а так же время термообработки;

– масса тары, поступающей вместе с продуктом на термообработку, и материал, из которого эта тара сделана;

– график загрузки и выгрузки продукции из камеры, количество персонала, наличие подъемно-транспортных средств (ПТС), прочих механизмов и продолжительность их работы в камере.

В случае, если холодильная камера находится внутри корпуса, желательно иметь ту часть его планировки, на которой указаны смежные с камерой помещения и указано их хозяйственно-быто­вое назначение. Если нет возможности получить планировку, то преподаватель должен сообщить тем­пературы воздуха в помещениях, окружающих камеру.

Только после этого можно приступать к определению тепловых нагрузок (рис. 9.1) на различные холодильные камеры и холодопроизводительность системы, достаточную для их компенсации.

Тепловые нагрузки разделяются на две категории внешние и внутренние:

К категории внешних нагрузок относятся:

– нагрузки, вызванные теплопритоком за счет теплопередачи через стены, пол и потолок холодильной камеры, Q_стен;

– нагрузки от солнечного нагрева стен и потолка камеры, Q_солн;

– нагрузки от обменной вентиляции, обусловленные притоком свежего воздуха в камеру, Q_вент;

– нагрузки от инфильтрации наружного воздуха в камеру вследствие открывания дверей, Q_инф.

К категории внутренних нагрузок относятся:

– нагрузки от термообработки продукции, Q_прод;

– нагрузки, обусловленные «дыханием» хранящейся продукции (овощи и фрукты), Q_дых;

– нагрузки от освещения, Q_осв;

– нагрузки, обусловленные присутствием персонала, Q_перс;

– нагрузки от ПТС, Q_ПТС;

– нагрузки вследствие тепловыделения двигателей каждого испарительного вентилятора, Q_исп;

– нагрузки в результате тепловыделения испарительных электронагревателей во время подачи на них напряжения при оттаивании испарителей, Q_отт;

– нагрузки в результате тепловыделения прочих механизмов, которые могут находиться в холодильной камере, Q_проч.

Объем расчетов очень большой. Ошибка допущенная в начале расчет может привести к неправильному выбору оборудования, завышенным затратам на покупку и эксплуатацию выбранного оборудования. Поэтому предлагается компьютерная программа TBal. Предварительно необходимо провести расчеты по определению строительных размеров камеры в зависимости от количества и типа хранимого и перерабатываемого продукта. Выбор продукта и его количество выполняет преподаватель по табл. 9.1.

Теплоприток при открытии дверей

Теплоприток при обновлении воздуха

Теплоприток от солнечного нагрева стен и потолка камеры

Теплоприток из окружающей среды через стены

ВНЕШНИЕ ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ

ХОЛОДИЛЬНАЯ КАМЕРА

ВНУТРЕННИЕ ТЕПЛОВЫЕ НАГРУЗКИ

Теплоприток от заложенной продукции

Теплоприток при работах внутри камеры

Теплоприток от воздухо­охладителей

От персона-ла

От подъемно-транспортных механизмов

От прочих механизмов внутри камеры

От освети-тельных приборов

Тепло-выделе-ние вентиля-торов

Теплота дыхания продукции

Тепло-выделе-ние при оттайке испари-телей

Теплосо-держание продукции

Рис. 9. 1. Схема тепловых нагрузок на холодильную камеру

Таблица 9.1

Варианты заданий для выполнения лабораторной работы

№ варианта	Продукт	Количество продукта, характеристика операции	Город, где находится камера
	Масло сливочное в бочонках	20 т, хранение с tнач. температурой -10оС	г. Сочи
	Свинина, на крюках	25 т, замораживание, с tнач.температурой +10оС	г.Москва
	Масло сливочное в картонных коробках	20 т, хранение с tнач. температурой -10оС	г.Мурманск
	Треска соленая в ящиках (постная)	5 т, хранение с t нач. температурой -14оС	г. Ташкент
	Сыр в ящиках	12 т, хранение с tнач. температурой +10оС	г.Курск
	Яйца в ящиках	40 т, охлаждение хранение с tнач. температурой +20оС	г.Магадан
	Картофель в мешках	150 т, охлаждение и хранение, с t нач. температурой +20оС	г.Краснодар
	Репа в навал	30 т, охлаждение и хранение, с t нач. температурой +20оС	г.Уфа
	Хлеб в навал	5 т, заморажмвание с t нач. температурой +20оС	г. Харьков
	Свекла (берется как репа) в навал	38 т, охлаждение с t нач. температурой +20оС	г.Рига
	Бананы гроздья	70 т, хранение с t нач.температурой +10оС	г.Одесса
	Мандарины	200 т, хранение с t нач.температурой +20оС	г.Грозный
	Вишня замороженная	30 т, хранение с t нач.температурой -20оС	г.Брест
	Апельсины	100 т, хранение с t нач.температурой +20оС	г.Иркутск
	Шпинат	25 т, хранение с t нач.температурой +20оС	г.Баку
	Перец свежий	40 т, хранение с t нач.температурой +20оС	г.Ялта
	Малина	3 т, хранение с t нач.температурой +20оС	г.Москва
	Фасоль в мешках	300 т, хранение с t нач.температурой +20оС	г.Томск
	Молоко	7000 л, хранение с t нач.температурой +30оС	г.Пермь