РАСЧЕТ ТЕПЛОПРИТОКОВ, ПОСТУПАЮЩИХ В ХОЛОДИЛЬНУЮ КАМЕРУ

Общее количество теплопритоков, поступающих в объем холодильной камеры, Q, Вт, можно определить по формуле

Q = Q₁+ Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅, (21)

где Q₁ - теплоприток через ограждающие конструкции, Вт;

Q₂ - теплоприток от груза при холодильной обработке, Вт;

Q₃ - теплоприток, поступающий с наружным воздухом при вентиляции, Вт, (учитывается только для потребителей с соответствующими санитарными или технологическими требованиями);

Q₄ - эксплуатационные теплопритоки, Вт;

Q₅ – теплопритоки от " дыхания" плодов и овощей, Вт.

Период, для которого определяют теплопритоки, называют расчетным. В качестве расчетного принимают период, в котором совпадают максимумы всех теплопритоков. Для сборных холодильных камер, используемых в торговле и на предприятиях массового питания, таким периодом является лето.

Теплоприток Q₁, поступающий в холодильную камеру через ее ограждение, обусловлен наличием разности температур снаружи и внутри камеры.

Теплоприток Q₁ определяется по формуле

Q₁= K_д·F·(t_окр – t_в), (22)

где K_д - действительный коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м² К);

F - площадь ограждения камеры, м²;

t_окр - температура воздуха с наружной стороны ограждения, ^оС;

t_в - температура воздуха внутри камеры, ^оС.

Так как ограждение сборной холодильной камеры имеет различную конструкцию на отдельных участках, то коэффициент теплопередачи определяют дважды для каждого участка.

(23)

Для 1-го участка с деревянными брусьями:

где a_н, a_вн - коэффициенты теплоотдачи соответственно от наружной и внутренней поверхностей ограждения, Вт/(м²·К). Можно принять a_н =

= 10 Вт/(м²·К); a_вн = 8 Вт/(м²·К) - при естественной циркуляции воздуха, a_вн = 9 Вт/(м²·К) - при принудительной циркуляции воздуха;

d_ст, d_дер, d_ал - толщины слоев, входящих в конструкцию ограждения на данном участке (стали, дерева и алюминия соответственно), м;

l_ст, l_дер, l_ал - коэффициенты теплопроводности соответственно стали, дерева и алюминия, Вт/(м·К), приложение В.

(24)

Для 2-го участка с теплоизоляционным материалом:

где d_из– толщина теплоизоляционного материала, м;

l_из– коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала, Вт/(м·К), приложение В.

Соотношение площадей 1-го и 2-го участков примерно 1: 4. В связи с этим действительный коэффициент теплопередачи ограждения сборной холодильной камеры определяют по формуле

K_д.= 0, 2 K_д1 + 0, 8 K_д2. (25)

Исходные данные и результаты расчета значения K_д и теплопритока Q₁сводят соответственно в таблицы 4 и 5.

Таблица 4 - Исходные данные и результаты расчета коэффициента теплопередачи ограждения

1/a_н, (м²·К)/Вт

d_ст, м

l_ст, Вт/(м·К)

d_дер, м

l_дер, Вт/(м·К)

d_ал, м

l_ал, Вт/(м·К)

d_из, м

l_из, Вт/(м·К)

K_д1, Вт/(м²·К)

K_д2, Вт/(м²·К)

K_д, Вт/(м²·К)

Таблица 5 - Исходные данные и результаты расчета теплопритока Q₁

K_д, Вт/(м²·К)	t_окр, ^оC	t_в, ^оC	Dt, ^оC	F, м²	Q₁, Вт

Теплоприток Q₂ от груза является следствием того, что почти всегда температура закладываемых в холодильную камеру продуктов выше температуры воздуха в камере. Теплоприток Q₂ будет присутствовать, пока температура груза не сравняется с температурой воздуха внутри камеры. Расчет ведется на суточное поступление груза.

Теплоприток Q₂ от груза при холодильной обработке складывается из двух теплопритоков:

Q₂ = Q_2пр + Q_2т, (26)

где Q_2пр - теплоприток от продукта, Вт;

Q_2т - теплоприток от тары, Вт.

Теплоприток от продуктов определяется по формуле

М_пр ·( h_нач - h_кон )·10³

Q_2пр= ^{_________________________________}, (27)

24 · 3600

где М_пр – масса продуктов, поступающих в камеру в течение суток, кг;

h_нач, h_кон - энтальпии продукта, соответствующие начальной и конечной температурам продукта, кДж/кг. Приложение Б.

Теплоприток от тары:

М_т·c_т· (t_нач - t_кон) · 10³

Q_2т = ^{_______________________________________}, (28)

24 · 3600

где М_т - масса тары, поступающей вместе с грузом в камеру течение суток, кг;

с_т - теплоемкость тары, кДж/(кг К). Для некоторых материалов значения с_т приведены в приложении В;

t_нач, t_кон - начальная и конечная температуры тары, ^оС.

Массу тары приближенно можно принять пропорционально массе продукта. Для стеклянной тары – 100%, металлической, деревянной и пластмассовой тары - 20%, картонной, бумажной и полиэтиленовой - 10% от массы продукта.

Исходные данные и результаты расчета теплопритока Q₂ сводятся в таблицу 6.

Таблица 6 - Исходные данные и результаты расчета теплопритока Q₂

Вид груза	М_пр, кг	М_т, кг	h_нач, кДж/кг	h_кон, кДж/кг	с_т, кДж/(кг·К)	t_нач, ^оС	t_кон, _, ^оС	Q_2пр, Вт	Q_2т, Вт	Q₂, Вт

Наличие вентиляции в камерах, определяемое санитарными и технологическими требованиями, обусловливает поступление теплопритока Q₃. В сборных холодильных камерах, используемых в торговле и на предприятиях массового питания, вентиляция, как правило, отсутствует. Величина теплопритока Q₃ = 0.

Значение теплопритока Q₄ определяют как сумму теплопритоков, поступающих в камеру при ее эксплуатации:

Q₄ = Q₄¹+Q₄²+Q₄³+Q₄⁴, (29)

где Q₄¹ - теплоприток от электрического освещения камеры, Вт;

Q₄² - теплоприток от работающих электродвигателей, Вт;

Q₄³ - теплоприток от работающих в камере людей, Вт;

Q₄⁴ – теплоприток, поступающий через открытые двери, Вт.

Значение теплопритока Q₄¹определяют исходя из мощности лампы и продолжительности ее работы в течение суток, по формуле

Q₄¹ = N₁∙ t₁ /24, (30)

где N₁ - мощность электрической лампы, Вт; принимаем N₁= 100;

t₁ - продолжительность работы лампы, ч.; принимаем t₁ = 2.

Теплоприток от работающих электродвигателей учитывает теплопритоки от электродвигателей вентиляторов, насосов, транспортеров и др. В сборных холодильных камерах, испарители которых не имеют вентиляторов (естественная циркуляция воздуха), теплоприток Q₄² = 0. При использовании в камере воздухоохладителей (принудительная циркуляция воздуха) теплоприток Q₄² рассчитывается по формуле

Q₄²= N₂∙ t₂ /24, (31)

где N₂ – суммарная мощность электродвигателей вентиляторов, Вт. Принимаем ориентировочно N₂= 200 ¸ 300;

t₂ - продолжительность работы вентилятора, ч. Принимают t₂ =16.

Теплоприток от пребывания людей в камере в период загрузки и выгрузки продуктов Q₄³

Q₄³ = q ∙ n₁ ∙ t₃ / 24, (32)

где q - тепловыделения одного человека, Вт;

n₁ - число одновременно работающих в камере людей; n₁ = 1¸ 2;

t₃ – продолжительность пребывания людей в камере, ч. Принимаем t₃ = 2.

Тепловыделения одного человека, находящегося в камере, в зависимости от температуры в ней, приведены в приложении Г.

Теплоприток при открывании дверей камеры при нормальной ее эксплуатации:

Q₄⁴ = V n₂ ρ (h_окр- h_в)·10³/(24∙ 3600), (33)

где V – объем холодильной камеры, м³;

n₂ – кратность воздухообмена в сутки;

ρ – плотность воздуха, кг/ м³, приложение Д;

h_окр, h_в - значения удельных энтальпий воздуха соответственно снаружи и

внутри камеры, кДж/кг. Определяются по приложению А при соответствующих значениях температуры и относительной влажности воздуха.

Кратность воздухообмена в камере, в зависимости от ее внутреннего объема и температуры воздуха, приведена в приложении Е.

Исходные данные и результаты расчета эксплуатационных теплопритоков по камере сводятся в таблицу 7.

Таблица 7 - Исходные данные и результаты расчета теплопритока Q₄

V, м³

N₁, Вт

N₂, Вт

t₁, ч

t₂, ч

t₃, ч

q, Вт

n₁, чел.

n₂, об/сут

ρ, кг/м³

h_окр, кДж/кг

h_в, кДж/кг

Q₄, Вт

При загрузке в камеру фруктов и овощей учитывают теплопритоки Q₅, образующиеся при их " дыхании":

Q₅ = М_прq_дых·10^-3, (34)

где q_дых – удельное количество теплоты, выделяемой фруктами и овощами, Вт/т; (приложение Ж).

Результаты расчета теплопритоков в камеру сводятся в таблицу 8.

Таблица 8 – Итоговые данные расчета теплопритоков камеры

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒